UA73898C2 - A method for direct steel alloying - Google Patents
A method for direct steel alloying Download PDFInfo
- Publication number
- UA73898C2 UA73898C2 UA20040907630A UA20040907630A UA73898C2 UA 73898 C2 UA73898 C2 UA 73898C2 UA 20040907630 A UA20040907630 A UA 20040907630A UA 20040907630 A UA20040907630 A UA 20040907630A UA 73898 C2 UA73898 C2 UA 73898C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- steel
- alloying
- manganese
- reducing agent
- metallic compounds
- Prior art date
Links
- 238000005275 alloying Methods 0.000 title claims abstract description 155
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 135
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 135
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 167
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 77
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 66
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 65
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 46
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 41
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 19
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 56
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 49
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 44
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 42
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 42
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 30
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 25
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 21
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 20
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 20
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 claims description 10
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 28
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 22
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 21
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 19
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 19
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 11
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 description 9
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 6
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 4
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 4
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 3
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYGQZDSIRBBVTA-UHFFFAOYSA-D [Nb+5].[Nb+5].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O Chemical class [Nb+5].[Nb+5].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O WYGQZDSIRBBVTA-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- -1 agglomerate Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical class [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- ASTZLJPZXLHCSM-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)silane;manganese(2+) Chemical compound [Mn+2].[O-][Si]([O-])=O ASTZLJPZXLHCSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до галузі чорної металургії і може бути використаний при виробництві сталі з 2 використанням прийому прямого легування.The invention relates to the field of ferrous metallurgy and can be used in the production of steel with the use of direct alloying.
У наш час у світовій практиці набувають впливу тенденції, спрямовані на поліпшення якості сталі, зокрема на виробництво сталі з низьким і наднизьким вмістом вуглецю, газів та шкідливих домішок, що вносить корективи у технології виплавки, які склалися, переважно, позапічної обробки - по доведенню сталі до необхідних параметрів перед її розливом. У зв'язку з цим підвищуються вимоги до попадання у заданий хімічний склад сталі при одночасному звуженні меж вмісту кожного елемента. Тому особливого значення набувають методи та технологічні способи, що забезпечують контрольований ступінь засвоєння легувальних та модифікуючих домішок сталлю.Nowadays, global practice is influenced by trends aimed at improving the quality of steel, in particular at the production of steel with a low and ultra-low content of carbon, gases and harmful impurities, which makes corrections in the smelting technology, which consisted mainly of out-of-furnace processing - for steel proofing to the required parameters before its bottling. In connection with this, the requirements for getting into the given chemical composition of steel are increased while simultaneously narrowing the limits of the content of each element. Therefore, methods and technological methods that ensure a controlled degree of assimilation of alloying and modifying impurities by steel acquire special importance.
Враховуючи те, що у практиці сталеплавильного виробництва, що склалася, у сталеплавильних агрегатах виплавляють низьковуглецевий продукт, незалежно від марки сталі, що виробляється, який потім доводять до 729 необхідних параметрів, на установках доведення сталі, виникає необхідність у розкисненні низьковуглецевого напівпродукту перед його легуванням. При цьому неминуче метал насичується неметалічними включеннями - оксидними продуктами реакцій розкиснення, для модифікування або видалення яких потрібне проведення додаткових заходів, пов'язаних з витратами енергетичних та матеріальних засобів. Наступний етап позапічної обробки - легування сталі, також супроводжується утворенням деякої кількості неметалічних включень.Considering the fact that in the current practice of steel production, low-carbon products are melted in steel-smelting units, regardless of the grade of steel produced, which is then adjusted to the 729 required parameters at steel refining plants, there is a need to deoxidize the low-carbon semi-product before alloying it. At the same time, the metal is inevitably saturated with non-metallic inclusions - oxide products of deoxidation reactions, the modification or removal of which requires additional measures related to the expenditure of energy and material resources. The next stage of post-bake treatment - alloying of steel, is also accompanied by the formation of a certain number of non-metallic inclusions.
Застосування для попереднього розкиснення сталі матеріалів, які не утворюють неметалічних включень, наприклад, коксу або вугілля, супроводжується великими тепловтратами, для компенсації яких потрібно перегрівати вуглецевий напівпродукт перед випуском, що призводить до зайвих витрат та погіршення якості сталі.The use of materials that do not form non-metallic inclusions, for example, coke or coal, for pre-oxidation of steel is accompanied by large heat losses, to compensate for which it is necessary to overheat the carbon semi-product before release, which leads to unnecessary costs and deterioration of steel quality.
Відомий спосіб легування сталі марганцем, що включає виплавку металу у сталеплавильному агрегаті, с 29 випуск металу в ківш, подачу легувальних матеріалів та продування інертним газом, при цьому після випуску Го) металу в ківш на поверхню розплаву подають малофосфористий марганецьвмісний шлак феросплавного виробництва, відновник і вапно у кількості, що забезпечує основність шлаку в інтервалі 2,0-3,5 і додатково подають на поверхню ванни кисень протягом 3-ЗОсек. |ІЗО 1044641, кл. С21С7/00, 1983р.1.A known method of alloying steel with manganese, which includes metal melting in a steel smelting unit, release of metal into a ladle, supply of alloying materials and purging with inert gas, and after release of metal into the ladle, low-phosphorus manganese slag of ferroalloy production, reducing agent and lime in the amount that ensures the basicity of the slag in the range of 2.0-3.5 and additionally supplied to the surface of the oxygen bath for 3-ZOsec. |IZO 1044641, class C21C7/00, 1983.1.
Використовуючи цей спосіб, одержати сталь високої якості не є можливим, тому що спільна подача оксидного со матеріалу, який містить легувальний елемент - марганець, відновника і вапна у сталерозливальний ківш на Ге») поверхню вуглецевого напівпродукту після його випуску з сталеплавильного агрегату і подальше продування киснем утрудняють керування процесом легування сталі марганцем, перешкоджаючи тим самим забезпеченню со високого ступеня засвоєння марганцю сталлю, а також не забезпечує високий ступінь десульфурації. соUsing this method, it is not possible to obtain high-quality steel, because the joint supply of oxide material, which contains the alloying element - manganese, reducing agent and lime into the steel casting ladle on the surface of the carbon semi-product after its release from the steel smelting unit and subsequent blowing with oxygen make it difficult to control the process of alloying steel with manganese, thereby preventing a high degree of assimilation of manganese by steel, and also do not provide a high degree of desulfurization. co
Зниження вмісту сірки у сталі досягається при обробці десульфуруючими матеріалами після попереднього глибокого розкиснення металу, при цьому потрібний максимальний контакт десульфуруючих матеріалів з - металом, наприклад, що досягається шляхом інтенсивного їх перемішування.Reducing the sulfur content in steel is achieved by treatment with desulfurizing materials after deep deoxidation of the metal, while maximum contact of desulfurizing materials with the metal is required, for example, which is achieved by intensive mixing.
У відомому способі високоосновний шлак, що утворюється після прямого легування сталі марганцем, хоча і має певну сульфідну місткість, але через відсутність інтенсивного перемішування не забезпечує глибокої « десульфурації сталі. З 50 Тому одержати при використанні відомого способу низький вміст сірки у сталі не є можливим. с Подача на поверхню металу кисню призводить до підвищення його вмісту у металі при здійсненні прямого з» легування сталі марганцем, що збільшує витрату відновника, знижує засвоєння марганцю рідким металом, погіршує умови десульфурації, а також підвищує забруднення сталі оксидними та сульфідними неметалічними включеннями, тобто погіршує якість сталі.In the known method, the highly basic slag formed after direct alloying of steel with manganese, although it has a certain sulfide capacity, but due to the lack of intensive mixing, does not provide deep "desulfurization" of steel. With 50 Therefore, it is not possible to obtain a low sulfur content in steel using the known method. c The supply of oxygen to the surface of the metal leads to an increase in its content in the metal during direct alloying of steel with manganese, which increases the consumption of the reducing agent, reduces the assimilation of manganese by the liquid metal, worsens the desulphurization conditions, and also increases the contamination of the steel with oxide and sulfide non-metallic inclusions, i.e. worsens steel quality.
Спільна подача матеріалів у сталерозливальний ківш після закінчення випуску у нього вуглецевого 7 напівпродукту призводить до зниження витягування легувального елемента - марганцю, що в сукупності з оз відсутністю можливості керування швидкістю процесу легування призводить до погіршення якості сталі.The joint supply of materials to the steel ladle after the release of the carbon 7 semi-product from it leads to a decrease in the extraction of the alloying element - manganese, which, in combination with the absence of the ability to control the speed of the alloying process, leads to a deterioration in the quality of steel.
При виробництві сталі за відомим способом, знижується продуктивність сталеплавильного агрегату, в бо порівнянні з легуванням сталі феросплавами тому, що подачу всіх матеріалів у сталерозливальний ківшDuring the production of steel according to the known method, the productivity of the steelmaking unit decreases, because in comparison with the alloying of steel with ferroalloys, because the supply of all materials to the steel ladle
Те) 20 здійснюють після закінчення випуску в нього вуглецевого напівпродукту, а це призводить до подовження процесу легування через додаткову витрату часу на розплавлений матеріалів, що подаються. со Марганець у малофосфористому марганецьвмісному шлаку феросплавного виробництва знаходиться у вигляді хімічно міцної сполуки МпзіО з. При витраті вапна у кількості, що забезпечує основність шлаку 2,0-3,5, яке подають у сталерозливальний ківш спільно з малофосфористим марганецьвмісним шлаком до початку 22 відновлення марганцю, в шлаку утворюються нарівні з силікатами кальцію міцні сполуки з високоюTe) 20 is carried out after the release of the carbon semi-product into it, and this leads to a lengthening of the alloying process due to the additional time spent on the molten material being fed. Co. Manganese in the low-phosphorus manganese-containing slag of ferroalloy production is in the form of a chemically strong compound MpziO z. When lime is consumed in an amount that ensures the basicity of the slag is 2.0-3.5, which is fed into the steel ladle together with the low-phosphorous manganese-containing slag before the beginning of 22 manganese reduction, strong compounds are formed in the slag, on par with calcium silicates
ГФ) температурою плавлення - більше 14002С, а також вільне вапно. І, хоча наявність вапна сприяє руйнуванню т хімічних зв'язків у силікаті марганцю при його відновленні кремнієм, в шлаку утворюються тугоплавкі силікати кальцію Са»б5іО; та СаззіО5, що зумовлюють високу температуру плавлення шлаку, що призводить до підвищення його в'язкості, зменшенню ступеня витягування марганцю, підвищенню вмісту неметалічних 60 включень та погіршенню якості сталі.GF) with a melting point of more than 14002С, as well as free lime. And, although the presence of lime contributes to the destruction of chemical bonds in manganese silicate during its reduction with silicon, refractory calcium silicates Са»б5иО are formed in the slag; and SazziO5, which lead to a high melting point of the slag, which leads to an increase in its viscosity, a decrease in the degree of manganese extraction, an increase in the content of non-metallic 60 inclusions and a deterioration in the quality of steel.
Крім того, оксидний матеріал, що використовується у відомому способі, який містить легувальний матеріал марганець, дорого коштує і є енергоємним, тому що на його виробництво витрачають велику кількість електроенергії.In addition, the oxide material used in the known method, which contains the alloying material manganese, is expensive and energy-intensive, because its production consumes a large amount of electricity.
Відомий спосіб виробництва сталі, який включає виплавку металу у сталеплавильному агрегаті, розкиснення, бо легування, одержання рідкого металу, який містить відновники - кремній та алюміній, введення в рідкий метал оксидної суміші, яка містить оксиди марганцю та кальцію при їх відношенні /Мп,О, - 0,6-1,2, обробку рідкого металу у сталерозливальному ковші шлаком, який утворюється при відновленні марганцю розчиненими у металі кремнієм та алюмінієм, яку здійснюють витримкою рідкого металу під шлаком з основністю Сао/зіо 5-0,7-1,8, причому з оксидною сумішшю в рідкий метал додатково вводять відновник, що містить кремній (КО, С1,A known method of steel production, which includes metal melting in a steel smelting unit, deoxidation, because alloying, obtaining a liquid metal that contains reducing agents - silicon and aluminum, introducing an oxide mixture into the liquid metal, which contains manganese and calcium oxides in their ratio /Mp,O , - 0.6-1.2, treatment of liquid metal in a steel pouring ladle with slag, which is formed during the reduction of manganese with silicon and aluminum dissolved in the metal, which is carried out by holding the liquid metal under slag with a basicity of Cao/Zio 5-0.7-1, 8, and with the oxide mixture, a reducing agent containing silicon (KO, C1,
Мо2096491, кл. С21С7/00, 1997р.Mo2096491, cl. C21C7/00, 1997
Попереднє розкиснення та легування металу у відомому способі здійснюють у сталеплавильному агрегаті в присутності окиснювального шлаку і при високій окисненості металу. Це призводить не тільки до перевитрати розкиснювачів і легувальних, взаємодіючих з оксидами заліза в шлаку, але і до підвищеної забрудненості металу /о неметалічними включеннями, що важко видаляються - силікатами, алюмінатами та сульфідами марганцю та заліза. Подальшу обробку металу у сталерозливальному ковші за відомим способом проводять шляхом відновлення марганцю з його оксидів при введенні в ківш відновника, що містить кремній, наприклад феросиліцію. Процес відновлення марганцю проводять у дифузійному режимі, що неминуче вимагає додаткового часу на його протікання. Крім того, кількість силікатів, алюмінатів та сульфідів, що утворилася /5 раніше у сталеплавильному агрегаті, поповнюється силікатами, що наново утворюються внаслідок відновлення марганцю. При відсутності засобів для глобуляризації цих включень, а також при наявності висококремнеземистого шлаку, що утворився на поверхні металу, відомий спосіб не забезпечує видалення неметалічних включень з об'єму металу в шлак, що призводить до підвищення забруднення металу оксидними та сульфідними включеннями та погіршенню його якості.Preliminary deoxidation and alloying of metal in a known method is carried out in a steel smelting unit in the presence of oxidizing slag and with high oxidation of the metal. This leads not only to overuse of deoxidizers and alloying agents interacting with iron oxides in the slag, but also to increased contamination of the metal with non-metallic inclusions that are difficult to remove - silicates, aluminates, and sulfides of manganese and iron. Further processing of the metal in the steel casting ladle is carried out in a known manner by reducing manganese from its oxides when a reductant containing silicon, for example ferrosilicon, is introduced into the ladle. The manganese recovery process is carried out in the diffusion mode, which inevitably requires additional time for its flow. In addition, the amount of silicates, aluminates, and sulfides formed /5 earlier in the steelmaking unit is replenished by silicates newly formed as a result of manganese reduction. In the absence of means for the globularization of these inclusions, as well as in the presence of highly siliceous slag formed on the surface of the metal, the known method does not ensure the removal of non-metallic inclusions from the volume of the metal into the slag, which leads to an increase in the contamination of the metal with oxide and sulfide inclusions and a deterioration in its quality .
У відомому способі створюються несприятливі умови для відновлення марганцю тому, що введення в рідкий метал оксидної суміші, в якій баластна домішка (СаО) становить від 1/2 до 2/3 загальної кількості суміші призводить до погіршення умов її плавлення, підвищення часу та збільшення витрати тепла на її плавлення, що особливо важливо при використанні як відновника, що подається спільно з оксидною сумішшю, матеріалу із зниженою, наприклад, в порівнянні з алюмінієм, активністю - кремнію. Використання відновника, що містить сч кремній, пов'язано з можливістю локальних перегрівів суміші з відновником, а, отже, до його випливання на поверхню шлакового розплаву та інтенсивної взаємодії з киснем атмосфери. Незважаючи на те, що втрати і) відновника, що містить кремній, в газову фазу такі малі що ними можна знехтувати, оксиди кремнію, які утворюються внаслідок реакції відновлення марганцю, погіршують термодинамічні умови відновлення марганцю, що призводить до підвищеної витрати кальційвмісних оксидів (вапна) і збільшення витрати енергії на со зо Підігрівання оксидної суміші. При цьому термічність оксидної суміші навіть в сукупності із заздалегідь введеними в рідкий метал алюмінієм та кремнієм не забезпечують самовільне протікання процесу відновлення, а Ме додаткова витрата відновника, що містить кремній, яка компенсується у вигляді хімічного тепла, призводить до со погіршення показників відновлення марганцю внаслідок підвищення частки 5іО»о в шлаку.In the known method, unfavorable conditions are created for the recovery of manganese, because the introduction of an oxide mixture into the liquid metal, in which the ballast impurity (CaO) is from 1/2 to 2/3 of the total amount of the mixture, leads to a deterioration of its melting conditions, an increase in time and an increase in costs heat for its melting, which is especially important when using silicon as a reducing agent supplied together with the oxide mixture, a material with reduced, for example, compared to aluminum, activity. The use of a reducing agent containing low silicon is related to the possibility of local overheating of the mixture with the reducing agent, and, therefore, to its floating on the surface of the slag melt and intense interaction with atmospheric oxygen. Despite the fact that the losses of i) silicon-containing reducing agent into the gas phase are so small that they can be neglected, silicon oxides, which are formed as a result of the manganese reduction reaction, worsen the thermodynamic conditions of manganese reduction, which leads to an increased consumption of calcium-containing oxides (lime) and an increase in energy consumption for heating the oxide mixture. At the same time, the thermal properties of the oxide mixture, even in combination with aluminum and silicon previously introduced into the liquid metal, do not ensure the spontaneous flow of the reduction process, and the additional consumption of a reducing agent containing silicon, which is compensated in the form of chemical heat, leads to a deterioration of the indicators of manganese recovery due to an increase particles of 5iO»o in slag.
В основу винаходу покладена задача удосконалення способу прямого легування сталі шляхом оптимізації о технологічного процесу. Очікуваний технічний результат - створення сприятливих фізико-хімічних та ї- температурних умов, що забезпечують синхронність плавлення матеріалів, що подаються, і процесу відновлення, що призводить до підвищення засвоєння металом легувальних елементів, зниженню забруднення сталі неметалічними включеннями та підвищенню Її якості.The invention is based on the task of improving the method of direct alloying of steel by optimizing the technological process. The expected technical result is the creation of favorable physico-chemical and temperature conditions that ensure the synchronicity of the melting of the supplied materials and the recovery process, which leads to an increase in the assimilation of alloying elements by the metal, a decrease in the contamination of steel by non-metallic inclusions and an increase in its quality.
Технічний результат досягається тим, що у способі прямого легування сталі, який включає виплавку металу у « сталеплавильному агрегаті, легування сталі марганцем шляхом відновлення його з оксидів при подачі в с матеріалу, який містить оксиди марганцю і відновника та їх взаємодії, за винаходом відновлення марганцю з оксидів здійснюють з відновленням інших легувальних елементів з матеріалу, який містить неметалічні сполуки ;» цих елементів, що подається на поверхню рідкого металу, і/або з відновленням марганцю з матеріалу, що подається, який містить інші неметалічні сполуки марганцю, причому відновник починають вводити при досягненні висоти шару матеріалу, що подається, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, яка -І дорівнює 0,1-0,15 від загальної висоти шару, при цьому підтримують температуру процесу відновлення, яка дорівнює температурі плавлення суміші матеріалу, що подається, і відновника, забезпечують постійний контакт о розплавленої частини відновника та розплавленої частини матеріалу, що подається, який містить неметалічніThe technical result is achieved by the fact that in the method of direct alloying of steel, which includes melting of metal in a "steel smelting unit, alloying of steel with manganese by reducing it from oxides when feeding a material containing manganese oxides and a reducing agent and their interaction, according to the invention of reducing manganese from oxides are carried out with the recovery of other alloying elements from material containing non-metallic compounds;" of these elements supplied to the surface of the liquid metal and/or with the reduction of manganese from the feed material containing other non-metallic compounds of manganese, and the reducing agent begins to be introduced upon reaching the height of the layer of the feed material containing non-metallic compounds of alloying elements, which - And is equal to 0.1-0.15 of the total height of the layer, while maintaining the temperature of the recovery process, which is equal to the melting temperature of the mixture of the supplied material and the reducing agent, ensuring constant contact between the molten part of the reducing agent and the molten part of the supplied material, which contains non-metallic
Го! сполуки легувальних елементів, причому відновник подають у кількості, що забезпечує необхідну термічністьGo! compounds of alloying elements, and the reducing agent is provided in an amount that provides the required thermal capacity
Суміші матеріалу, що подається, і відновника. ік Доцільно як матеріал, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, використовувати оксиди або с карбонати легувальних елементів або їх поєднання.Mixtures of feed material and reducing agent. It is advisable to use oxides or carbonates of alloying elements or their combination as a material that contains non-metallic compounds of alloying elements.
Доцільно як відновник використовувати алюмінійвмісний, або кремнійвмісний, або вуглецьвмісний матеріал, або матеріал, який містить групу лужноземельних металів або їх поєднання.It is advisable to use an aluminum-containing, silicon-containing, or carbon-containing material as a reducing agent, or a material that contains a group of alkaline earth metals or their combination.
Доцільно подачу матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, здійснювати безперервно або порційно з порцією не менше 0,1 від загальної витрати. (Ф, Доцільно при здійсненні процесу прямого легування сталі у сталеплавильному агрегаті в нього додатково ка подавати шлакоутворюючі, а вуглецьвмісний матеріал, що використовується як відновник, вводити у кількості, вибраній з співвідношення матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, до бо Шшлакоутворюючих та вуглецьвмісного матеріалу, яке дорівнює 1:0,18-0,20):0,10-0,12), відповідно, після досягнення температури рідкого металу, яка перевищує температуру випуску на величину, яка визначається з виразу лі-ЗЗ|Мп|, де: Лі - величина перевищення температури випуску, 2С; |Мп) - кількість відновленого марганцю мас.9о; 33 - емпіричний коефіцієнт, і видалення з сталеплавильного агрегату окиснювального шлаку.It is advisable to feed the material, which contains non-metallic compounds of alloying elements, continuously or in portions with a portion of at least 0.1 of the total consumption. (Ф, It is expedient when carrying out the process of direct alloying of steel in the steel smelting unit to add slag-forming substances to it, and to introduce the carbon-containing material used as a reducing agent in the amount selected from the ratio of the material containing non-metallic compounds of alloying elements to the slag-forming and carbon-containing of the material, which is equal to 1:0.18-0.20):0.10-0.12), respectively, after reaching the temperature of the liquid metal, which exceeds the output temperature by the amount determined from the expression лі-ЗЗ|Мн|, where: Li - the amount of discharge temperature excess, 2С; |Mp) - the amount of reduced manganese mass 9o; 33 - empirical coefficient, and removal of oxidizing slag from the steel smelting unit.
Доцільно при легуванні сталі у сталеплавильному агрегаті матеріал, який містить неметалічні сполуки б5 легувальних елементів, шлакоутворюючі та вуглецьвмісний матеріал подавати порційно, причому маса кожної порції, яка складається з усіх матеріалів, що подаються, становить 0,01-0,02 від маси рідкого металу.When alloying steel in a steel smelting unit, it is advisable to feed the material containing non-metallic compounds b5 of alloying elements, slag-forming materials and carbon-containing material in portions, and the weight of each portion, which consists of all the materials fed, is 0.01-0.02 of the weight of the liquid metal .
Доцільно при здійсненні процесу прямого легування сталі у сталерозливальному ковші в нього заздалегідь додатково подавати вуглецьвмісний матеріал, як відновник, що вводиться, використати алюміній, додатково в процесі легування подавати шлакоутворюючі у вигляді вапна при наступному співвідношенні компонентів в 90: матеріали, які містять неметалічні сполуки легувальних елементів, 56-65; алюміній 12-16; вуглецьвмісний матеріал 5-7; вапно - решта.When carrying out the process of direct alloying of steel in the steel pouring ladle, it is advisable to additionally feed carbon-containing material into it in advance, as a reductant to be introduced, to use aluminum, additionally in the alloying process to feed slag-forming agents in the form of lime with the following ratio of components in 90: materials that contain non-metallic compounds of alloying elements, 56-65; aluminum 12-16; carbon-containing material 5-7; lime - the rest.
Доцільно при легуванні сталі хромом у сталерозливальному ковші як неметалічні сполуки інших елементів використати оксиди хрому, які потрібно подавати в ківш під час випуску рідкого металу, при цьому для збільшення вмісту марганцю та хрому у готовій сталі на кожні 0,1мас.9о оксиди хрому подавати з витратою, 70 вибраною з відношення, вмісту марганцю до вмісту хрому в матеріалі, який містить неметалічні сполуки цих елементів, яке дорівнює 1,1-1,2, а алюміній, який вводиться як відновник, доцільно подавати спільно з карбідом кальцію в співвідношенні 1 :(2,9-3,2).When alloying steel with chromium in a steel pouring ladle, it is advisable to use chromium oxides as non-metallic compounds of other elements, which must be fed into the ladle during the release of liquid metal, while in order to increase the manganese and chromium content in the finished steel, chromium oxides should be fed from consumption 70 selected from the ratio of the manganese content to the chromium content in the material that contains non-metallic compounds of these elements, which is equal to 1.1-1.2, and aluminum, which is introduced as a reducing agent, should be fed together with calcium carbide in a ratio of 1: (2.9-3.2).
Доцільно при легуванні сталі хромом у сталерозливальному ковші як матеріал, який містить оксиди хрому, використати конвертерний шлак виробництва середньовуглецевого ферохрому.It is advisable to use converter slag from the production of medium-carbon ferrochrome as a material containing chromium oxides when alloying steel with chromium in a steel ladle.
В основу способу, що пропонується, покладена ідея реалізації принципу, згідно з яким пониження температури в зоні реакції сприяє збільшенню константи рівноваги реакції і, отже, підвищує повноту Її протікання, для чого в способі, що пропонується, створені наступні умови: 1. Мінімальна температура процесу прямого легування в зоні реакції відновлення легувальних елементів при мінімальній в'язкості шлаку, що утворюється, з високою його сорбційною здатністю по відношенню до оксидних продуктів реакції відновлення - оксидів активних елементів, що входять до складу відновника. 2. Постійна наявність в зоні реакції протягом всього процесу відновлення вихідних компонентів реакції - матеріалу, який містить оксид марганцю та неметалічні сполуки інших легувальних елементів і/або який містить інші неметалічні сполуки марганцю та відновника.The proposed method is based on the idea of implementing the principle according to which lowering the temperature in the reaction zone contributes to an increase in the reaction equilibrium constant and, therefore, increases the completeness of its flow, for which the following conditions are created in the proposed method: 1. Minimum temperature of the direct alloying process in the reaction zone of the reduction of alloying elements at the minimum viscosity of the slag formed, with its high sorption capacity in relation to the oxide products of the reduction reaction - oxides of active elements that are part of the reducing agent. 2. Constant presence in the reaction zone during the entire process of recovery of the initial components of the reaction - material that contains manganese oxide and non-metallic compounds of other alloying elements and/or that contains other non-metallic compounds of manganese and the reducing agent.
З. Ефективне відведення із зони реакції її продуктів - відновленого легувального елемента в об'єм металу, сч ов а також оксидів активних елементів відновника, що утворюються, у шлакову фазу.C. Effective removal from the reaction zone of its products - the reduced alloying element into the metal volume, as well as the oxides of the active elements of the reducing agent that are formed into the slag phase.
Оскільки легувальні елементи розчинні в рідкому залізі, а наприклад марганець необмежено розчинний в і) рідкому залізі, то поглинання рідким металом мікрочастинок марганцю, що відновлюються, відбувається миттєво, а конвективні потоки, що завжди мають місце в об'ємі рідкого металу, відносять збагачені відновленим елементом шари в об'єм рідкого металу, усереднюючи хімічний склад по легувальному елементу - марганцю. о зо Інші легувальні елементи, що відновлюються, в присутності мікрочастинок відновленого марганцю також інтенсивно розчиняються в об'ємі металу тому, що відновлення їх відбувається в рідкофазному режимі і, отже, Ме відсутні перешкоди до їх розчинення у рідкому металі. соSince alloying elements are soluble in liquid iron, and, for example, manganese is infinitely soluble in i) liquid iron, the absorption of reduced manganese microparticles by the liquid metal occurs instantly, and the convective flows, which always take place in the volume of liquid metal, are enriched with reduced element layers in the volume of liquid metal, averaging the chemical composition by the alloying element - manganese. Other alloying elements that are reduced in the presence of microparticles of reduced manganese also intensively dissolve in the volume of the metal because their reduction occurs in the liquid phase mode and, therefore, there are no obstacles to their dissolution in the liquid metal. co
Відновник вводять у кількості, що забезпечує необхідну термічність суміші матеріалу, що подається, який містить оксиди марганцю, неметалічні сполуки інших легувальних елементів і/або який містить інші неметалічні ме)The reductant is introduced in an amount that ensures the required heat of the mixture of the material being fed, which contains manganese oxides, non-metallic compounds of other alloying elements and/or which contains other non-metallic me)
Зв сполуки марганцю, і відновника. ї-From a combination of manganese and a reducing agent. uh-
Для самовільного протікання реакції відновлення елементів з їх оксидів та карбонатів необхідний певний запас потенційного тепла конкретної суміші матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, і відновника, який би забезпечував не тільки плавлення вихідних матеріалів, відновлення легувальних елементів, але і ефективне розділення металевої та шлакової фаз, які утворюються. При прямому легуванні « сталі з використанням матеріалів, які містять неметалічні сполуки легувальних елементів у вигляді оксидів та з с карбонатів легувальних елементів, і відновника створюються сприятливі теплові умови процесу відновлення, . оскільки нарівні з теплом екзотермічних реакцій відновлення додатковими джерелами тепла є рідкий метал, и?» внутрішні поверхні сталеплавильного агрегату та інш. У цьому випадку, нарівні з подачею в зону реакції певної кількості тепла, забезпечуються такі умови, при яких виключене займання високоактивних елементів - Відновників Ї видалення їх у газову фазу. Тому термічність кожної конкретної суміші підбирають дослідним -І шляхом з урахуванням забезпечення самовільного протікання реакції відновлення при мінімізації втрат відновника. о При введенні відновника спочатку відбувається налипання на його поверхню шлаку та металу. Але, оскільки о температура плавлення відновника нижче температури металу та шлаку, то відбувається плавлення відновника, 5ор що супроводжується проривом налиплої кірочки, що і забезпечує постійний контакт розплавленої частини і, відновника, яка утворюється з гомогенною складовою плавких легувальних матеріалів, що постійно с підтримується за рахунок тепла екзотермічних реакцій відновлення легувальних елементів. Таким чином, забезпечується синхронність плавлення матеріалів, що подаються, і процесі відновлення легувальних елементів.For spontaneous progress of the reaction of the reduction of elements from their oxides and carbonates, a certain reserve of potential heat of a specific mixture of material containing non-metallic compounds of alloying elements and a reducing agent is necessary, which would ensure not only the melting of the starting materials, the recovery of alloying elements, but also the effective separation of metal and slag phases that are formed. During direct alloying of steel using materials that contain non-metallic compounds of alloying elements in the form of oxides and carbonates of alloying elements and a reducing agent, favorable thermal conditions for the reduction process are created. since along with the heat of exothermic reduction reactions, additional sources of heat are liquid metal, and? internal surfaces of the steelmaking unit, etc. In this case, along with the supply of a certain amount of heat to the reaction zone, such conditions are provided in which ignition of highly active elements - Regenerators and their removal into the gas phase is excluded. Therefore, the thermal properties of each specific mixture are selected experimentally -I way, taking into account ensuring the spontaneous flow of the reduction reaction while minimizing losses of the reducing agent. o When the reducing agent is introduced, slag and metal stick to its surface first. But, since the melting temperature of the reducing agent is lower than the temperature of the metal and slag, the melting of the reducing agent takes place, which is accompanied by the breakdown of the stuck crust, which ensures constant contact of the molten part and the reducing agent, which is formed with a homogeneous composition of fusible alloying materials, which is constantly supported by due to the heat of exothermic reactions of reduction of alloying elements. Thus, the synchronicity of the melting of the supplied materials and the process of restoring the alloying elements is ensured.
Спосіб прямого легування сталі здійснюють таким чином:The method of direct alloying of steel is carried out as follows:
У сталеплавильний агрегат, наприклад кисневий конвертер, шахтну дугову піч або інш. подають рідкий чавун,In a steelmaking unit, for example, an oxygen converter, a mine arc furnace, etc. liquid cast iron is served,
Ф) потім шлакоутворюючі матеріали (вапно, доломіт, плавиковий шпат), після чого розплав продувають киснем. ка Після видалення окиснювального шлаку на поверхню рідкого металу подають матеріал, який містить оксиди марганцю, неметалічні сполуки інших легувальних елементів і/або який містить інші неметалічні сполуки бо марганцю. Як матеріал, який містить неметалічні сполуки марганцю, використовують марганцеву руду, концентрат, агломерат, шлаки феросплавного виробництва та інш. Як неметалічні сполуки інших легувальних елементів можуть бути використані групи лужноземельних металів і інш., які містять оксиди легувальних елементів, наприклад ніобію, титану, молібдену, хрому та інш., або карбонати легувальних елементів, наприклад оксикарбонітрид титану, карбонати ніобію; або їх поєднання. Подачу матеріалу, який містить неметалічні 65 сполуки легувальних елементів, здійснюють безперервно або порційно, з порцією не менше 0,1 від загальної витрати, в залежності від заданого хімічного складу сталі. Порційна подача матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, зумовлена необхідністю забезпечення синхронності плавлення матеріалу, що подається, і відновлення з нього легувальних елементів. Зменшення порції матеріалів, що подаються, менше 0,1 від загальної витрати погіршує процес плавлення матеріалів тому, що відбувається їх обшлаковування, яке призводить до подовження часу плавлення, нераціонального використання відновника та зниження показників засвоєння рідким металом відновлених з матеріалу, який містить сполуки легувальних елементів.F) then slag-forming materials (lime, dolomite, fluorspar), after which the melt is blown with oxygen. After removing the oxidizing slag, a material containing manganese oxides, non-metallic compounds of other alloying elements and/or containing other non-metallic compounds of manganese is applied to the surface of the liquid metal. Manganese ore, concentrate, agglomerate, slags of ferroalloy production, etc. are used as material containing non-metallic compounds of manganese. As non-metallic compounds of other alloying elements, groups of alkaline earth metals, etc., containing oxides of alloying elements, such as niobium, titanium, molybdenum, chromium, etc., or carbonates of alloying elements, such as titanium oxycarbonitride, niobium carbonates, can be used; or their combination. Supply of material containing non-metallic 65 compounds of alloying elements is carried out continuously or in portions, with a portion of at least 0.1 of the total consumption, depending on the given chemical composition of the steel. Portion supply of material containing non-metallic compounds of alloying elements is due to the need to ensure the synchronicity of the melting of the supplied material and the recovery of alloying elements from it. Reducing the portion of the supplied materials to less than 0.1 of the total consumption worsens the process of melting materials because their slagging occurs, which leads to an extension of the melting time, irrational use of the reducing agent, and a decrease in the assimilation indicators of the liquid metal recovered from the material that contains compounds of alloying elements .
При досягненні висоти шару матеріалу, що подається, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, яка дорівнює 0,1-0,15 від загальної висоти шару, починають вводити відновник і продовжують його /о введення в процесі подальшої подачі матеріалу.Upon reaching the height of the layer of the supplied material, which contains non-metallic compounds of alloying elements, which is equal to 0.1-0.15 of the total height of the layer, the reductant begins to be introduced and continues its/o introduction in the process of further material supply.
Як відновник використовують алюмінійвмісний або кремнійвмісний, або вуглецьвмісний матеріал, або групу лужноземельних металів, або їх поєднання. В залежності від вибраного відновника, його фракційний склад може змінюватися від 1,0-30мм до 20-50мм і більше. Відновник вводять у кількості, що забезпечує необхідну термічність суміші матеріалу, що подається, і відновника.Aluminum-containing, silicon-containing, or carbon-containing material, or a group of alkaline earth metals, or their combination is used as a reducing agent. Depending on the selected reducing agent, its fractional composition can vary from 1.0-30 mm to 20-50 mm and more. The reductant is introduced in an amount that ensures the required heat of the mixture of the feed material and the reductant.
Подача матеріалу, який містить оксиди марганцю, неметалічні сполуки інших легувальних елементів і/або який містить інші неметалічні сполуки марганцю, зумовлена необхідністю забезпечення температури плавлення матеріалу нижче температури рідкого металу.The supply of material containing manganese oxides, non-metallic compounds of other alloying elements and/or containing other non-metallic manganese compounds is due to the need to ensure the melting temperature of the material below the temperature of the liquid metal.
Це дозволяє при утворенні гомогенної складової плавкого матеріалу і своєчасному введенні відновника організувати інтенсивний початок процесу відновлення і забезпечити синхронність процесів плавлення 2о матеріалів, що подаються, і відновлення легувальних елементів, що призводить до підвищення засвоєння металом легувальних елементів, зниженню забруднення сталі неметалічними включеннями та підвищенню якості сталі. При цьому ефективне використання відновника забезпечується при одночасному плавленні матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, і відновника. Це сприяє інтенсивному протіканню рідкофазної реакції відновлення легувальних елементів. счThis allows for the formation of a homogeneous component of the melting material and the timely introduction of a reducing agent to organize an intensive start of the recovery process and ensure the synchronicity of the processes of melting 2o of the supplied materials and the recovery of alloying elements, which leads to an increase in the assimilation of alloying elements by the metal, a decrease in the contamination of steel by non-metallic inclusions and an increase in quality became At the same time, the effective use of the reducing agent is ensured by the simultaneous melting of the material containing non-metallic compounds of alloying elements and the reducing agent. This contributes to the intensive flow of the liquid-phase reaction of the reduction of alloying elements. high school
Введення відновника в процесі подачі матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, забезпечує ранній початок відновного процесу і постійний контакт розплавленої частини відновника з і) гомогенною складовою, що утворюється, плавкого матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, синхронність плавлення матеріалів, що вводяться, і відновного процесу, що перешкоджає переведенню процесу відновлення у дифузійний режим, що супроводжується низькими швидкістю та повнотою со зо процесу відновлення, підвищеною витратою відновника, забрудненням металу неметалічними включеннями та погіршенням якості сталі. МеThe introduction of a reducing agent in the process of feeding a material that contains non-metallic compounds of alloying elements ensures an early start of the reducing process and constant contact of the molten part of the reducing agent with i) a homogeneous component of the molten material that is formed, which contains non-metallic compounds of alloying elements, synchronicity of the melting of the materials introduced , and the reduction process, which prevents the transfer of the reduction process into the diffusion mode, which is accompanied by low speed and completeness of the reduction process, increased consumption of the reducing agent, contamination of the metal by non-metallic inclusions, and deterioration of steel quality. Me
Введення відновника доцільно починати при досягненні висоти шару легувального матеріалу, що подається, со яка дорівнює 0,1-0,15 від загальної його висоти тому, що температура плавлення відновника нижче температури плавлення матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів. При введенні відновника раніше, ме) ніж буде досягнута висота шару матеріалу, що дорівнює 0,1 від загальної висоти шару, матеріал не встигне ї- підплавитися з утворенням гомогенної фази і, отже, відновник, що розплавляється, не зможе брати участь в реакції відновлення, що призведе до його нераціонального використання. Введення відновника при досягненні висоти шару матеріалу, який містить сполуки легувальних елементів, більше 0,15 від загальної висоти шару, також недоцільне, тому що інтенсивне утворення гомогенної фази легувального матеріалу, який подається, « порушує синхронність плавлення легувальних матеріалів та відновного процесу, що призводить до зниження в с засвоєння рідким металом легувальних елементів, забруднення металу неметалічними включеннями та погіршенню якості сталі. ;» Відновлення легувальних елементів проводять при температурі плавлення матеріалу, який містить оксид марганцю, неметалічні сполуки інших легувальних елементів і/або який містить інші неметалічні сполуки марганцю. -І Це зумовлене тим, що при наявності гомогенної складової плавких легувальних матеріалів, і розплавленої частини відновника повнота відновлення підвищується при мінімізації температури, що сприяє підвищенню о засвоєння металом легувальних елементів, зниженню забруднення сталі неметалічними включеннями таIt is advisable to start the introduction of the reducing agent upon reaching the height of the layer of the supplied alloying material, which is equal to 0.1-0.15 of its total height, because the melting temperature of the reducing agent is lower than the melting temperature of the material containing non-metallic compounds of alloying elements. When the reducing agent is introduced earlier, before the height of the material layer equal to 0.1 of the total layer height is reached, the material will not have time to melt with the formation of a homogeneous phase and, therefore, the melting reducing agent will not be able to participate in the reduction reaction , which will lead to its irrational use. The introduction of a reducing agent upon reaching the height of the layer of material containing compounds of alloying elements, more than 0.15 of the total height of the layer, is also impractical, because the intensive formation of a homogeneous phase of the alloying material that is supplied "disrupts the synchronicity of the melting of alloying materials and the reduction process, which leads to a decrease in the assimilation of alloying elements by liquid metal, contamination of metal by non-metallic inclusions and deterioration of steel quality. ;" Recovery of alloying elements is carried out at the melting temperature of the material that contains manganese oxide, non-metallic compounds of other alloying elements and/or that contains other non-metallic manganese compounds. -And This is due to the fact that in the presence of a homogeneous component of fusible alloying materials and a molten part of the reducing agent, the completeness of recovery increases when the temperature is minimized, which contributes to the increase in the assimilation of alloying elements by the metal, the reduction of contamination of steel with non-metallic inclusions and
Го! підвищенню якості сталі. Підвищення температури вище температури плавлення згаданого матеріалу згідно зі способом, що пропонується, не відбувається тому, що процес відновлення практично закінчується із закінченням і, плавлення матеріалу, що подається. с Забезпечення постійного контакту розплавленої частини відновника з гомогенною складовою плавкого матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, згідно зі способом, що пропонується, необхідно для підтримки високої швидкості та повноти процесу відновлення. 5Б При здійсненні процесу прямого легування сталі у сталеплавильному агрегаті, наприклад, в конвертері, після закінчення рафінувального періоду продування і досягнення температури рідкого металу, що перевищує (Ф, температуру випуску, проводять видалення окиснювального шлаку. Додаткове підігрівання рідкого металу ка зумовлене необхідністю зниження в'язкості окиснювального шлаку перед його скачуванням, а також компенсації тепловтрат, які виникають внаслідок ендотермічної реакції карботермічного відновлення легувальних елементів бр З матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів. Величину перевищення температури рідкого металу над регламентованою для кожної конкретної марки сталі температурою випуску металу визначають з виразу ЛіЕЗЗ|Мп)|, де: лі - величина перевищення температури випуску, С; |Мп)| - кількість відновленого марганцю, мас.9о; 33 - емпіричний коефіцієнт. Після підігрівання рідкого металу до необхідного значення температури проводять видалення окиснювального шлаку, зводячи до мінімуму процеси 65 ресульфурації та рефосфорації металу у сталеплавильному агрегаті при його подальшій обробці.Go! improving the quality of steel. An increase in temperature above the melting point of said material according to the proposed method does not occur because the recovery process practically ends with the end of the melting of the feed material. c Ensuring constant contact of the molten part of the reducing agent with a homogeneous component of the melting material, which contains non-metallic compounds of alloying elements, according to the proposed method, is necessary to maintain a high speed and completeness of the reduction process. 5B When carrying out the process of direct alloying of steel in a steel smelting unit, for example, in a converter, after the end of the refining period of blowing and reaching a temperature of the liquid metal that exceeds (F, the outlet temperature), the removal of oxidizing slag is carried out. Additional heating of the liquid metal is due to the need to reduce the the viscosity of the oxidizing slag before its loading, as well as the compensation of heat losses that arise as a result of the endothermic reaction of the carbothermal reduction of alloying elements from a material that contains non-metallic compounds of alloying elements. LiEZZ|Mp)|, where: li - the value of the discharge temperature exceedance, C; |Mp)| - amount of reduced manganese, wt. 9o; 33 - empirical coefficient. After heating the liquid metal to the required temperature value, the oxidizing slag is removed, minimizing the resulfurization and rephosphorization processes of the metal in the steelmaking unit during its further processing.
Потім у сталеплавильний агрегат порційно, з масою кожної порції 0,01-0,02 від маси рідкого металу,Then into the steel-smelting unit in portions, with the mass of each portion 0.01-0.02 of the mass of liquid metal,
подають матеріал, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, а також шлакоутворюючі у вигляді вапна та вуглецьвмісний матеріал як відновник. Як матеріал, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, використовують грудкову руду, концентрат, агломерат, переважно фракційного складу 20-50мм, як Шлакоутворюючі використовують свіжовипалене вапно, а вуглецьвмісний матеріал, що вводиться як відновник, подають у вигляді коксу, вугілля, карбіду кремнію, карбіду кальцію або їх сполучень. Вуглецьвмісний матеріал вводять у кількості, вибраній з співвідношення матеріалу, що подається, який містить неметалічні сполуки легувальних матеріалів до шлакоутворюючих і до вуглецьвмісного матеріалу, яке дорівнює 1:(0,18-0,20):(0,10-0,12). Це співвідношення зумовлене необхідністю забезпечення безперервності процесу 7/0 прямого легування сталі. При підвищенні витрати шлакоутворюючих і вуглецьвмісного матеріалу зменшується кількість матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, що подається у сталеплавильний агрегат, знижується засвоєння рідким металом легувального елемента, підвищується гетерогенність шлаку, погіршуються теплові та масообмінні процеси, що призводить до зниження показників якості сталі через підвищений вміст неметалічних включень. При співвідношенні матеріалів, що подаються, менше 75 1:0,18-0,20):(0,10-0,12) знижується надходження у сталеплавильний агрегат оксидів Сас, погіршуються фізико-хімічні умови відновного процесу, знижується ступінь засвоєння рідким металом відновлених легувальних елементів, що призводить до погіршення якості сталі.provide a material that contains non-metallic compounds of alloying elements, as well as slag-forming in the form of lime and carbon-containing material as a reducing agent. As a material that contains non-metallic compounds of alloying elements, lump ore, concentrate, agglomerate, preferably with a fractional composition of 20-50 mm, are used, as slag formers use freshly burned lime, and carbon-containing material introduced as a reducing agent is served in the form of coke, coal, silicon carbide, calcium carbide or their combinations. The carbon-containing material is introduced in an amount selected from the ratio of the feed material, which contains non-metallic compounds of the alloying materials to the slag-forming materials and to the carbon-containing material, which is equal to 1:(0.18-0.20):(0.10-0.12) . This ratio is due to the need to ensure the continuity of the 7/0 direct steel alloying process. With an increase in the consumption of slag-forming and carbon-containing material, the amount of material containing non-metallic compounds of alloying elements fed to the steelmaking unit decreases, assimilation of the alloying element by liquid metal decreases, slag heterogeneity increases, heat and mass transfer processes deteriorate, which leads to a decrease in steel quality indicators due to increased the content of non-metallic inclusions. When the ratio of supplied materials is less than 75 1:0.18-0.20):(0.10-0.12), the supply of CaO oxides to the steelmaking unit decreases, the physical and chemical conditions of the reduction process deteriorate, and the degree of assimilation by liquid metal decreases restored alloying elements, which leads to deterioration of steel quality.
Матеріал, що подається на поверхню рідкого металу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, наприклад, марганцю, і вапно плавляться і відбуваються хімічні реакції взаємодії 2о Вуглецю-відновника з киснем двофазної системи шлак-метал, наприклад: (гес)нс-І(Бе)нСО (1), (Мпо)нс-ІМпЇнСО (2),The material supplied to the surface of the liquid metal, which contains non-metallic compounds of alloying elements, for example, manganese, and lime are melted and chemical reactions of the interaction of 2o Carbon-reductant with oxygen of the two-phase system slag-metal occur, for example: (hes)ns-I(Be )nСО (1), (Мпо)нс-ИМпІНСО (2),
ІО1-с-сО (3). сч : : но - й й -ИО1-с-сО (3). sch : : but - and and -
Газоподібним продуктом всіх трьох реакцій є монооксид вуглецю, який барботує шлак, інтенсифікуючи його (У рафінуючу здатність і верхні шари металу, сприяючи енергійному поглинанню основним металом відновлених елементів.The gaseous product of all three reactions is carbon monoxide, which bubbles up the slag, intensifying its refining capacity and the upper layers of the metal, contributing to the energetic absorption of the reduced elements by the base metal.
Ендотермічний характер реакцій взаємодії вуглецю з киснем, який знаходиться у металі і шлаку, не є перешкодою до їх протікання, в зв'язку з тим, що перед початком процесу прямого легування метал заздалегідь со підігрівають вище температури випуску, в залежності від необхідної кількості відновленого елемента, Ф) наприклад, марганцю.The endothermic nature of the reactions of the interaction of carbon with oxygen, which is in the metal and slag, is not an obstacle to their progress, due to the fact that before the start of the direct alloying process, the metal is preheated above the release temperature, depending on the required amount of the reduced element , F) for example, manganese.
Маса кожної порції матеріалу, що подається, яка дорівнює 0,01-0,02 від маси рідкого металу, зумовлена со необхідністю забезпечення рівномірності протікання процесу відновлення. Зменшення маси порції до величини со менше 0,01 від маси рідкого металу погіршує тепловий режим процесу відновлення, погіршуючи при цьому також | масообмінний процес через зменшення кількості газоподібного монооксиду вуглецю, що утворюється в процесі - розкиснення рідкого металу і відновлення легувальних елементів вуглецем, барботуючим шлак і поверхневий шар рідкого металу, що призводить до зниження повноти відновлення легувального елемента, а також до погіршення рафінувального процесу і знижує показники якості готового металу через збільшення вмісту « й неметалічних включень. -оThe weight of each portion of the supplied material, which is equal to 0.01-0.02 of the weight of the liquid metal, is determined by the need to ensure the uniformity of the recovery process. Reducing the mass of the portion to a value of less than 0.01 from the mass of the liquid metal worsens the thermal regime of the recovery process, while also worsening | mass transfer process due to a decrease in the amount of gaseous carbon monoxide formed in the process - deoxidation of liquid metal and recovery of alloying elements with carbon, bubbling slag and the surface layer of liquid metal, which leads to a decrease in the completeness of recovery of the alloying element, as well as to the deterioration of the refining process and lowers quality indicators finished metal due to an increase in the content of non-metallic inclusions. -at
Збільшення маси порції суміші більше, ніж 0,02 від маси рідкого металу також недоцільне тому, що с порушуються теплообмінні процеси, що призводить до погіршення процесу шлакоутворення Через великі :з» домішки шлакоутворюючих матеріалів, які входять до складу матеріалу, що подається, які призводять до загущення шлаку, підвищення його гетерогенності, зниження показників витягування легувальних елементів, а також до погіршення рафінувального процесу, що призводить до підвищення у металі неметалічних включень та -1 395 погіршення якості сталі.Increasing the mass of a portion of the mixture by more than 0.02 from the mass of the liquid metal is also impractical because the heat exchange processes are disturbed, which leads to the deterioration of the slag formation process. to thickening of slag, increase in its heterogeneity, decrease in extraction rates of alloying elements, as well as deterioration of the refining process, which leads to an increase in non-metallic inclusions in the metal and -1 395 deterioration of steel quality.
Внаслідок проведеного процесу прямого легування з сталеплавильного агрегату випускають метал з низькою (95) окисненістю. Це призводить до того, що процес доведення металу до заданого хімічного складу, в зв'язку з со малою і прогнозованою кількістю розчиненого у металі кисню, стає регламентованим. При цьому різко скорочується кількість ітерацій з попадання у вузькі межі хімічного складу для будь-якого з легувальних або (Се) 50 модифікуючих елементів. со При здійсненні процесу прямого легування у сталерозливальному ковші заздалегідь на початку випуску рідкого металу з сталеплавильного агрегату у сталерозливальний ківш подають вуглецьвмісний матеріал, а потім подають матеріал, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, відновник у вигляді алюмінію та шлакоутворюючі у вигляді вапна, при наступному співвідношенні компонентів, мас.бо: матеріали, які містять 59 неметалічні сполуки легувальних елементів 56-65; алюміній - 12-16; вуглецьвмісний матеріал 5-7; вапно - решта.As a result of the direct alloying process, metal with a low (95) oxidation state is produced from the steelmaking unit. This leads to the fact that the process of bringing the metal to a given chemical composition, in connection with the small and predicted amount of oxygen dissolved in the metal, becomes regulated. At the same time, the number of iterations for falling within the narrow limits of the chemical composition for any of the alloying or (Ce) 50 modifying elements is sharply reduced. When carrying out the process of direct alloying in a steel pouring ladle, carbon-containing material is fed into the steel pouring ladle in advance at the beginning of the release of liquid metal from the steel melting unit, and then a material containing non-metallic compounds of alloying elements, a reducing agent in the form of aluminum and slag-forming agents in the form of lime is fed, with the following ratio of components, wt.bo: materials containing 59 non-metallic compounds of alloying elements 56-65; aluminum - 12-16; carbon-containing material 5-7; lime - the rest.
ГФ) Подача у сталерозливальний ківш вуглецьвмісного матеріалу у вигляді коксу або вугілля у кількості 7 5-7мас.9о від загальної витрати матеріалів, що подаються в ківш, забезпечує розкиснення металу до необхідних величин вмісту кисню у готовій сталі.GF) Supply of carbon-containing material in the form of coke or coal in the amount of 7 5-7 mass.9 o from the total consumption of materials fed into the ladle ensures deoxidation of the metal to the required levels of oxygen content in the finished steel.
Крім того, поєднання процесу розкиснення та легування з випуском металу у сталерозливальний ківш знижує 60 дас легування, зменшуючи, при цьому цикл плавки. Зменшення вмісту вуглецьвмісного матеріалу в складі матеріалів, які подаються в ківш, не призводить до необхідного рівня розкиснення, а підвищення його кількості більше 7мас.9о призводить до охолоджування металу в ковші, оскільки тепла екзотермічної реакції відновлення недостатньо для компенсації тепловтрат від протікання ендотермічної реакції взаємодії вуглецю з киснем металу. бо Подача матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, у кількості 56-65мас.9о забезпечує одержання заданої концентрації легувальних елементів в сталі. Подача матеріалу, який містить неметалічні сполуки легувальних елементів, у кількості менше 5бмас.уо призводить до підвищеної витрати відновника - алюмінію, витрати його на додаткове розкиснення металу з утворенням алюмінатних неметалічних Включень, які тяжко видалити, що призводить до погіршення процесу розливу сталі та її якості. Перевищення витрати цього матеріалу більше ббмас.9о зв'язане з низьким ступенем витягування з нього легувальних елементів.In addition, the combination of the deoxidation and alloying process with the release of metal into the ladle reduces alloying by 60 das, thereby reducing the melting cycle. A decrease in the content of carbon-containing material in the composition of materials fed into the ladle does not lead to the required level of deoxidation, and an increase in its amount by more than 7wt.9o leads to cooling of the metal in the ladle, since the heat of the exothermic reduction reaction is not enough to compensate for the heat loss from the flow of the endothermic reaction of carbon interaction with metal oxygen. because the supply of material that contains non-metallic compounds of alloying elements in the amount of 56-65% by weight ensures obtaining the given concentration of alloying elements in steel. The supply of material that contains non-metallic compounds of alloying elements in an amount less than 5 bmas.uo leads to increased consumption of the reducing agent - aluminum, its consumption for additional deoxidation of the metal with the formation of aluminate non-metallic inclusions that are difficult to remove, which leads to a deterioration of the steel casting process and its quality . Exceeding the consumption of this material by more than bbmas.9o is connected with the low degree of extraction of alloying elements from it.
Витрата алюмінію у кількості 12-1бмас.9о забезпечує високий ступінь витягування легувальних елементів, а через знижену, в порівнянні з металом температуру в зоні реакції, практично виключає утворення забруднюючих /о атмосферу цеху газоподібних продуктів реакції ЛІО та АІ2О. Оксид алюмінію АІ2Оз, що утворюється внаслідок реакції, зв'язується в сполуки, які легко видаляються, з Сас.The consumption of aluminum in the amount of 12-1 bmas.9o ensures a high degree of extraction of alloying elements, and due to the reduced temperature in the reaction zone compared to the metal, it practically excludes the formation of gaseous products of the LIO and AI2O reaction that pollute the workshop atmosphere. Aluminum oxide Al2Oz, formed as a result of the reaction, binds to compounds that are easily removed from Sas.
Процес прямого легування сталі хромом здійснюють таким чином. У сталерозливальний ківш подають матеріал, який містить неметалічні сполуки інших елементів у вигляді оксидів хрому, спільно з оксидами марганцю та іншими неметалічними сполуками марганцю, під час випуску рідкого металу з сталеплавильного /5 агрегату.The process of direct alloying of steel with chromium is carried out as follows. Material containing non-metallic compounds of other elements in the form of chromium oxides, together with manganese oxides and other non-metallic manganese compounds, is fed into the steel ladle during the release of liquid metal from the steel smelting /5 unit.
Оскільки оксиди хрому мають високу температуру плавлення, то наявність у матеріалі, що подається, оксидів марганцю та інших неметалічних сполук марганцю, сприяє поліпшенню теплового балансу та фізико-хімічних умов відновлення легувальних елементів, внаслідок зниження температури плавлення матеріалу, що подається.Since chromium oxides have a high melting point, the presence of manganese oxides and other non-metallic manganese compounds in the feed material helps to improve the thermal balance and physicochemical conditions for the recovery of alloying elements, as a result of lowering the melting temperature of the feed material.
Спільне введення цих компонентів у сталерозливальний ківш під час випуску металу зумовлене необхідністю 2о прискорення плавлення тугоплавкого компонента, який містить оксиди хрому, що поліпшує гомогенізацію шлакової фази і процес відновлення легувальних елементів.The joint introduction of these components into the steel pouring ladle during the release of metal is due to the need to accelerate the melting of the refractory component, which contains chromium oxides, by 2 degrees, which improves the homogenization of the slag phase and the process of restoring alloying elements.
Витрата оксидів для підвищення вмісту у готовій сталі на кожні О,їмас.бо Мп та Ст, вибраний з відношення вмісту марганцю до вмісту хрому в матеріалі, що подається, який містить неметалічні сполуки цих елементів, яке дорівнює 1,1-1,2, забезпечує оптимальне (близько 9095) витягування легувальних елементів - хрому та с о марганцю у метал, що сприяє підвищенню хімічної однорідності сталі, зниженню рівня окисненості металу, зменшенню кількості неметалічних включень та підвищує якість сталі. Відношення вмісту марганцю до хрому у і) матеріалі, що подається, менше 1,1 погіршує технологічні параметри процесу відновлення хрому та марганцю в зв'язку з погіршенням кінетичних умов відновного процесу через підвищену в'язкість рідкої фази, що утворюється внаслідок плавлення оксидних матеріалів, і високої гетерогенності шлаку, що утворився. Це со зо призводить до зниження показників витягування легувальних елементів з їх оксидів, зменшення сорбційної здатності шлаку по відношенню до неметалічних включень, підвищення забруднення металу неметалічними б» включеннями. Відношення вмісту марганцю до хрому у матеріалі, що подається, більше 1,2 призводить до со розбавлення шлаку матеріалом, який містить оксиди хрому, зниженню абсолютної кількості матеріалів, які містять неметалічні сполуки марганцю, а, значить, і до зниження засвоєння металом марганцю та хрому, що о зв призводить до низької хімічної однорідності легувальних елементів - марганцю та хрому в об'ємі металу та ї- погіршенню якості сталі.The consumption of oxides to increase the content in the finished steel for every 0.1 mass.bo of Mn and St, selected from the ratio of the manganese content to the chromium content in the supplied material, which contains non-metallic compounds of these elements, which is equal to 1.1-1.2, provides optimal (about 9095) extraction of alloying elements - chromium and manganese into the metal, which contributes to increasing the chemical homogeneity of the steel, reducing the level of oxidation of the metal, reducing the number of non-metallic inclusions and increasing the quality of the steel. The ratio of the content of manganese to chromium in i) the supplied material, less than 1.1, worsens the technological parameters of the chromium and manganese reduction process due to the deterioration of the kinetic conditions of the reduction process due to the increased viscosity of the liquid phase, which is formed as a result of the melting of oxide materials, and high heterogeneity of the slag formed. This condition leads to a decrease in the rate of extraction of alloying elements from their oxides, a decrease in the sorption capacity of slag in relation to non-metallic inclusions, and an increase in contamination of the metal with non-metallic inclusions. The ratio of the content of manganese to chromium in the supplied material greater than 1.2 leads to co-dilution of the slag with material containing chromium oxides, to a decrease in the absolute amount of materials containing non-metallic compounds of manganese, and, therefore, to a decrease in the assimilation of manganese and chromium by the metal , which in turn leads to low chemical homogeneity of alloying elements - manganese and chromium in the volume of the metal and - deterioration of steel quality.
У сталерозливальний ківш вводять як відновник алюміній, який подають спільно з карбідом кальцію, в співвідношенні 1:(2,9-3,2). Подача цих матеріалів у вибраному співвідношенні зумовлена необхідністю оптимізації теплового та кінетичного режимів відновлення легувальних елементів - хрому та марганцю з « Відповідного матеріалу, що має різну температуру плавлення. У результаті підвищується засвоєння рідким з с металом легувальних елементів з матеріалу, що подається, за рахунок забезпечення позитивного теплового . балансу при одночасно протікаючих ендотермічних реакціях взаємодії вуглецю карбіду кальцію з киснем и?» плавкого матеріалу, а також екзотермічної реакції взаємодії алюмінію з киснем з матеріалу та киснем, розчиненим у металі. Крім того, відбувається екзотермічна реакція взаємодії кальцію, що міститься в карбідіAluminum is introduced into the steel ladle as a reductant, which is fed together with calcium carbide in a ratio of 1:(2.9-3.2). The supply of these materials in the selected ratio is due to the need to optimize the thermal and kinetic modes of recovery of the alloying elements - chromium and manganese from the corresponding material with different melting points. As a result, the assimilation of alloying elements from the supplied material by the liquid with the metal increases due to the provision of positive heat. balance during the simultaneously occurring endothermic reactions of the interaction of calcium carbide carbon with oxygen and? melting material, as well as the exothermic reaction of the interaction of aluminum with oxygen from the material and oxygen dissolved in the metal. In addition, there is an exothermic reaction of the interaction of calcium contained in the carbide
Кальцію, з киснем та сіркою, розчиненими у металі з утворенням відповідно СаО та Саз. Це також сприяє -І стабілізації теплового балансу в процесі відновлення. Взаємодія вуглецю карбіду кальцію з киснем супроводжується утворенням пухирців монооксиду вуглецю, які, барботуючи шлаковий розплав, підвищують о асимілюючу здатність шлаку по відношенню до неметалічних включень, знижуючи при цьому їх вміст у металі таCalcium, with oxygen and sulfur, dissolved in the metal with the formation of CaO and CaO, respectively. It also contributes to the stabilization of the thermal balance during the recovery process. The interaction of calcium carbide carbon with oxygen is accompanied by the formation of carbon monoxide bubbles, which, bubbling the slag melt, increase the assimilative capacity of the slag in relation to non-metallic inclusions, while reducing their content in the metal and
Го! підвищуючи якість сталі.Go! increasing the quality of steel.
Кальцій, що входить до складу карбіду кальцію, будучи не тільки ефективним розкиснювачем та ік десульфуратором, сприяє також глобуляризації алюмінатів, що утворюються у поверхневому шарі металу с внаслідок розкиснення металу алюмінієм, в сукупності з процесом відновлення легувальних елементів з їх оксидів. Глобуляризовані алюмінати активно асимілюються покривним шлаком, що сприяє зниженню вмісту неметалічних включень та підвищенню якості сталі. Частина кальцію, що вводиться в ківш, взаємодіє з ов бульфідами, що утворилися у металі, як правило, виду Мп5 та Рез, змінюючи їх морфологію з утворенням простих сульфідів (Саб5) і складних сульфідів марганцю та кремнію, пасивованих кальцієм, що призводить доCalcium, which is included in the composition of calcium carbide, being not only an effective deoxidizer and desulfurizer, also contributes to the globularization of aluminates formed in the surface layer of the metal as a result of the deoxidization of the metal with aluminum, in combination with the process of restoring alloying elements from their oxides. Globularized aluminates are actively assimilated by the coating slag, which helps to reduce the content of non-metallic inclusions and improve the quality of steel. Part of the calcium introduced into the ladle interacts with the ovulphides formed in the metal, usually of the type Mp5 and Rez, changing their morphology with the formation of simple sulfides (Саб5) and complex sulfides of manganese and silicon passivated by calcium, which leads to
Ф) зменшення кількості сульфідних неметалічних включень і зниженню вмісту сірки у металі, поліпшуючи якість ка сталі. Підвищення частки карбіду кальцію більше 3,2 призводить до зниження технологічних показників процесу відновлення і процесу рафінування металу від сірки внаслідок погіршення теплового режиму, а також во підвищення гетерогенності шлаку, зниження його сорбційної здатності по відношенню до неметалічних включень, підвищення хімічної неоднорідності металу по легувальних елементах - хрому та марганцю та погіршенню якості сталі. Зменшення частки карбіду кальцію до величини менше 2,9 призводить до підвищення температури в зоні відновного процесу, можливому випливанню розплавленого алюмінію на поверхню шлакового і розплаву, взаємодії алюмінію з киснем атмосфери з утворенням газоподібних оксидів неповного окиснення алюмінію АП і 65 АІ2О та їх доокиснення у газовій фазі. Це призводить до зміни теплового балансу, погіршення технологічних показників процесу відновлення легувальних елементів з їх оксидів та рафінування металу від сірки кальцієм,F) reducing the amount of sulfide non-metallic inclusions and reducing the sulfur content in the metal, improving the quality of steel. An increase in the proportion of calcium carbide more than 3.2 leads to a decrease in the technological parameters of the recovery process and the process of metal refining from sulfur due to the deterioration of the thermal regime, as well as to an increase in the heterogeneity of the slag, a decrease in its sorption capacity in relation to non-metallic inclusions, an increase in the chemical heterogeneity of the metal by alloying elements - chromium and manganese and deterioration of steel quality. A decrease in the proportion of calcium carbide to a value less than 2.9 leads to an increase in temperature in the zone of the reduction process, possible outflow of molten aluminum to the surface of the slag and melt, interaction of aluminum with atmospheric oxygen with the formation of gaseous oxides of incomplete oxidation of aluminum AP and 65 AI2O and their reoxidation in the gas phase This leads to a change in the heat balance, deterioration of technological indicators of the process of recovery of alloying elements from their oxides and refining of metal from sulfur with calcium,
погіршення екологічної обстановки в цеху. При зміні запропонованого співвідношення компонентів відновника погіршуються кінетичні умови процесів відновлення та рафінування металу через підвищення гетерогенності шлаку, зниження інтенсивності його перемішування пухирцями монооксиду вуглецю, що знижує асимілюючуdeterioration of the ecological situation in the workshop. When changing the proposed ratio of reducing agent components, the kinetic conditions of metal recovery and refining processes deteriorate due to increased slag heterogeneity, decreased intensity of its mixing with carbon monoxide bubbles, which reduces the assimilatory
Здатність шлаку по відношенню до неметалічних включень і підвищує забруднення металу неметалічними включеннями. Все це призводить до зниження хімічної однорідності сталі за вмістом легувальних елементів, погіршенню десульфурації, підвищенню вмісту у металі неметалічних включень та зниженню якості сталі.The ability of slag in relation to non-metallic inclusions also increases the contamination of the metal by non-metallic inclusions. All this leads to a decrease in the chemical homogeneity of steel in terms of the content of alloying elements, deterioration of desulfurization, an increase in the content of non-metallic inclusions in the metal, and a decrease in the quality of steel.
Запропонований варіант здійснення способу, що пропонується, не виключає інші варіанти в обсязі формули винаходу і може бути реалізований у будь-якому агрегаті з рідким металом, наприклад в мартенівській печі, 7/0 бсталерозливальному ковші, печі-ковші та т.д.The proposed implementation of the proposed method does not exclude other options within the scope of the claims and can be implemented in any unit with liquid metal, for example, in a Martin furnace, a 7/0 steel ladle, a ladle furnace, etc.
Приклад 1Example 1
Спосіб прямого легування сталі марганцем та хромом здійснювали в 250-тонному конвертері. У конвертер подавали рідкий чавун наступного хімічного складу, мас.9Уб: С о - 4,42; 5і - 0,82; 5 - 0,020; Р - 0,095, залізо - решта, і шлакоутворюючі матеріали. Як такі використали вапно наступного хімічного складу, мас.бо: Сас - 92,0;The method of direct alloying of steel with manganese and chromium was carried out in a 250-ton converter. Liquid cast iron of the following chemical composition was fed into the converter, mass 9Ub: Со - 4.42; 5i - 0.82; 5 - 0.020; P - 0.095, iron - the rest, and slag-forming materials. As such, lime of the following chemical composition was used, wt.bo: Sas - 92.0;
Мао - 6,5; інші побічні домішки (і.п.д.) - решта.Mao - 6.5; other side impurities (i.p.d.) - the rest.
Як матеріал, що містить оксиди марганцю та інші неметалічні сполуки марганцю, використали матеріал, в якому сумарний вміст марганцю у перерахунку на елемент складав 44,бмас.95. Як матеріал, який містить неметалічні сполуки інших легувальних елементів, використали оксид хрому, що містить 70,81мас.бо: СтоОз. Як відновник використали алюмінійвмісний та вуглецьвмісний матеріали. Як алюмінійвмісний матеріал був узятий відсів шлаку алюмінієвого виробництва наступного хімічного складу, мас.Ую: АЇметал - 44,8; і.п.д. - решта, як вуглецьвмісний матеріал було узяте вугілля наступного хімічного складу, мас.бо: С - 85,9; 5 - 0,47; і.п.д. - решта. Після подачі в конвертер рідкого чавуна та шлакоутворюючих матеріалів метал продували киснем з витратою 940Нм3/хв. протягом 8 хвилин і видаляли окиснювальний шлак. Після цього в конвертер на поверхню рідкого металу безперервно подавали матеріал, який містить оксиди марганцю та інші неметалічні сполуки Га марганцю, з витратою 14,Окг/т (350Окг) і матеріал, який містить оксид хрому, з витратою 12кг/т (З00Окг) фракцією 10-20мм кожного. При досягненні висоти шару матеріалів, що подаються, яка дорівнює 0,1-0,15 і9) загальної його висоти, вводили відновник: відсів шлаку алюмінієвого виробництва фракцією 20-3Омм з витратою 1785кг і вугілля фракцією 10-20мм з витратою 465кг, забезпечуючи необхідну термічність суміші матеріалів, що подаються. Відновлення легувальних елементів проводили при температурі плавлення суміші матеріалів, що ее) подаються, забезпечуючи постійний контакт розплавленої частини відновника та розплавленої частини матеріалів, що подаються, протягом всього процесу відновлення. Для одержання сталі необхідного хімічного о складу необхідні легувальні домішки (мідь та нікель) подавали в конвертер, а розкиснювач - феросиліцій - в ківш. ее)As a material containing manganese oxides and other non-metallic manganese compounds, a material was used in which the total manganese content per element was 44.95 by mass. As a material that contains non-metallic compounds of other alloying elements, chromium oxide containing 70.81 wt.bo: StoOz was used. Aluminum-containing and carbon-containing materials were used as a reducing agent. As an aluminum-containing material, sifted aluminum production slag of the following chemical composition was taken, weight: Almetal - 44.8; i.p.d. - the rest, coal of the following chemical composition was taken as a carbon-containing material, mass: C - 85.9; 5 - 0.47; i.p.d. - the rest After feeding liquid iron and slag-forming materials into the converter, the metal was blown with oxygen at a flow rate of 940Nm3/min. for 8 minutes and the oxidizing slag was removed. After that, the material containing manganese oxides and other non-metallic compounds of Ha manganese, with a consumption of 14.Okg/t (350Okg) and the material containing chromium oxide, with a consumption of 12kg/t (300Okg) fraction, were continuously fed to the converter on the surface of the liquid metal 10-20mm each. Upon reaching the height of the layer of supplied materials, which is equal to 0.1-0.15 and 9) of its total height, a reductant was introduced: sifting of slag of aluminum production with a fraction of 20-3Omm with a consumption of 1785 kg and coal with a fraction of 10-20 mm with a consumption of 465 kg, providing the necessary the heat of the mixture of the supplied materials. The recovery of the alloying elements was carried out at the melting temperature of the mixture of the feed materials, ensuring constant contact between the molten part of the reducing agent and the molten part of the feed materials throughout the recovery process. To obtain steel of the required chemical composition, the necessary alloying impurities (copper and nickel) were fed into the converter, and the deoxidizer - ferrosilicon - into the ladle. ee)
Готову сталь розливали у злитки масою 12,5 тонн, які прокачували на лист товщиною 10-20мм і проводили металографічні дослідження. і.The finished steel was poured into ingots weighing 12.5 tons, which were pumped onto a sheet with a thickness of 10-20 mm and metallographic studies were carried out. and.
Одержали сталь наступного хімічного складу, мас.бо: С о - 0,11; 5і - 0,24; Мп - 0,57; 5 - 0,010; Р - 0,007; рч-Steel of the following chemical composition was obtained, wt.bo: Со - 0.11; 5i - 0.24; MP - 0.57; 5 - 0.010; P - 0.007; rch-
А! - 0,025; Ст - 0,60; Мі - 0,70; Си - 0,46; Ре - решта.AND! - 0.025; St - 0.60; Mi - 0.70; Sy - 0.46; Re - the rest.
При цьому засвоєння рідким металом марганцю склало - 92,795, а засвоєння хрому - 89,895. Забруднення сталі неметалічними включеннями (в балах) склало: оксиди - 1,4; сульфіди - 1,2; силікати - 1,3. «At the same time, the assimilation of liquid metal of manganese was 92.795, and the assimilation of chromium was 89.895. Contamination of steel with non-metallic inclusions (in points) was: oxides - 1.4; sulfides - 1.2; silicates - 1.3. "
Приклад 2 ( порівняльний) за відомим способом (КИ, 2096491)Example 2 (comparative) by a known method (KI, 2096491)
Плавку проводили у 250-тонному конвертері з розкисненням та легуванням металу в конвертері Випущений (ШО с з конвертера метал без шлаку при температурі 16902 містив у своєму складі алюміній та кремній. Під час ц випуску одночасно в ківш подавали суміш марганцевої руди (Мп-48,095, 5ІО2-3,595, Ре-3,490, СабО-1,5905, "» АІ2О03-2,595, Р-0,0596) і вапна (СаО-90965) при співвідношенні СаО:МпуОу-1:1, вуглецевий ферохром маркиSmelting was carried out in a 250-ton converter with deoxidation and alloying of metal in the converter Released (SHO s from the converter metal without slag at a temperature of 16902 contained aluminum and silicon in its composition. During this release, a mixture of manganese ore (Mp-48,095, 5ИО2-3.595, Ре-3.490, СабО-1.5905, "» АИ2О03-2.595, Р-0.0596) and lime (СаО-90965) at a ratio of СаО:МпуОу-1:1, carbon ferrochrome brand
ФХ-650 і феросиліцій марки ФС - 65. Нікель та мідь для одержання сталі необхідного хімічного складу, як і при здійсненні способу, що пропонується, подавали в конвертер. Після витримки протягом 10хв. при основності -І шлаку після витримки СаО/5іО2-1,3, одержали сталь наступного хімічного складу, мас.буо: С - 0,15; Мп - 0,51; зі - 0,27; АІ - 0,003; Ст - 0,54; Мі - 0,72 Си -0,555 5-0,017; Р - 0,015; Ре - решта. мні Засвоєння рідким металом марганцю склало - 71,296, а засвоєння хрому - 67,895, забруднення сталі (ее) неметалічними включеннями (в балах) склало: оксиди - 3,5; сульфіди - 2,8; силікати - 2,0. со 50 Використання способу, що пропонується, забезпечує високий ступінь засвоєння легувальних елементів і знижує забруднення сталі неметалічними включеннями. со Приклад ЗFH-650 and ferrosilicon grade FS - 65. Nickel and copper to obtain steel of the required chemical composition, as in the implementation of the proposed method, were fed into the converter. After exposure for 10 min. with the basicity of -I slag, after aging CaO/5iO2-1.3, steel of the following chemical composition was obtained, wt.buo: C - 0.15; MP - 0.51; with - 0.27; AI - 0.003; St - 0.54; Mi - 0.72 Si -0.555 5-0.017; P - 0.015; Re - the rest. me The assimilation of manganese by liquid metal was 71.296, and the assimilation of chromium was 67.895, contamination of steel (ee) by non-metallic inclusions (in points) was: oxides - 3.5; sulfides - 2.8; silicates - 2.0. со 50 Using the proposed method ensures a high degree of assimilation of alloying elements and reduces contamination of steel with non-metallic inclusions. with Example C
Виплавку сталі проводили у 160-тонному конвертері. Згідно з технологічним завданням - плавку необхідно випускати при температурі 16302С, із вмістом вуглецю 0,03-0,0595, марганцю - 0,5596. У конвертер заливали чавун у кількості 146б6т. Температура чавуна, що заливається, 14109, хімічний склад, мас.бю: С - 4,2; 5Іі -Steel smelting was carried out in a 160-ton converter. According to the technological task, the melt must be produced at a temperature of 16302C, with a carbon content of 0.03-0.0595, manganese - 0.5596. Cast iron in the amount of 146b6t was poured into the converter. Temperature of cast iron, 14109, chemical composition, mass: C - 4.2; 5II -
Ф! 0,85; Мп - 0,57; 5 - 0,016; Р - 0,021. Потім продували розплав киснем з витратою 120Нм/хв. протягом 22хв. до досягнення температури розплаву, що перевищує температуру випуску згідно з технологічним завданням на о величину, яку визначали з виразу: лЛЕЗЗ|Мпі, де: ДЛ - величина перевищення температури випуску, 2С; |Мпі - кількість відновленого марганцю з матеріалів, які містять неметалічні сполуки марганцю, 90; 33 - емпіричний 60 коефіцієнт. Кількість (Мп) у виразі лІ-33|Мп| визначали виходячи з технологічного завдання на плавку. У даному прикладі вміст марганцю перед випуском повинен бути 0,5595, при вмісті вуглецю 0,03-0,0595. При такому вмісті вуглецю в кінці продування вміст марганцю звичайно становить 0,05-0,0795 (приймали значення 0,059605).F! 0.85; MP - 0.57; 5 - 0.016; P - 0.021. Then the melt was blown with oxygen at a rate of 120 Nm/min. within 22 minutes before reaching the temperature of the melt, which exceeds the outlet temperature according to the technological task by o value, which was determined from the expression: ЛЕЗЗ|Мпи, where: DL - the amount of exceeding the outlet temperature, 2С; |Mpi - the amount of reduced manganese from materials that contain non-metallic manganese compounds, 90; 33 - empirical 60 coefficient. Quantity (Mp) in the expression lI-33|Mp| was determined based on the technological task of smelting. In this example, the manganese content before release should be 0.5595, with a carbon content of 0.03-0.0595. With this carbon content at the end of blowing, the manganese content is usually 0.05-0.0795 (we took the value 0.059605).
Визначали величину |Мп), яка дорівнює 0,55-0,05-0,595. Далі визначали величину Лі згідно з виразом ДЕЗЗ|Мпі, яка становила 16,592С7. Тому продування проводили до одержання температури розплаву 1647 об. Потім з 65 конвертера видалили окиснювальний шлак, після чого ввели суміш, що складається з оксидів марганцю та матеріалу, який містить інші неметалічні сполуки марганцю, вапно і як вуглецьвмісний відновник кокс, що вводиться у кількості, вибраній з співвідношення 1:(0,18-0,20):(0,10-0,12) відповідно, при цьому маса кожної порції, яка складається з всіх матеріалів, що подаються, становила 0,01-0,02 маси рідкого металу. Температура рідкого металу після закінчення процесу прямого легування перед випуском становила 1630 2. Хімічний склад металу перед випуском, мас. 90: С - 0,05; Мп - 0,54; Р - 0,006; 5 - 0,005.We determined the value |Mp), which is equal to 0.55-0.05-0.595. Next, the value of Li was determined according to the expression DEZZ|Mpi, which was 16.592С7. Therefore, blowing was carried out until the melt temperature reached 1647 rpm. Oxidizing slag was then removed from the 65 converter, after which a mixture consisting of manganese oxides and material containing other non-metallic manganese compounds, lime and as a carbonaceous reducing agent coke was introduced in an amount selected from the ratio 1:(0.18- 0.20):(0.10-0.12), respectively, while the mass of each portion, which consists of all the supplied materials, was 0.01-0.02 of the mass of liquid metal. The temperature of the liquid metal after the end of the direct alloying process before release was 1630 2. Chemical composition of the metal before release, mass. 90: C - 0.05; MP - 0.54; P - 0.006; 5 - 0.005.
У таблиці 1 наведені технологічні параметри способу та одержані результати.Table 1 shows the technological parameters of the method and the obtained results.
Випущений у сталерозливальний ківш рідкий метал характеризується низькими показниками окисненості, а також низьким вмістом сірки та фосфору, що призвело до невисокого забруднення сталі неметалічними 7/0 Включеннями і сприяло підвищенню якості готового металу. Засвоєння рідким металом марганцю склало-81, 790.The liquid metal released into the steel ladle is characterized by low oxidation rates, as well as a low content of sulfur and phosphorus, which led to low contamination of steel with non-metallic 7/0 inclusions and contributed to the improvement of the quality of the finished metal. The assimilation of manganese by liquid metal amounted to 81,790.
Приклад 4Example 4
Здійснювали виплавку сталі хімічного складу, мас.бю: Со - 0,09-0,12; Мп - 0,40-0,65; 51 - 0,17-0,34; 8 - 0,20; Р - 0,20. Одержаний у сталеплавильному агрегаті рідкий метал випускали нерозкисненим у сталерозливальний ківш місткістю бт. Під час випуску рідкого металу у сталерозливальний ківш подавали 7/5 Вуглецьвмісний матеріал у вигляді коксу, потім подавали матеріал, який містить оксиди марганцю і матеріал, який містить інші неметалічні сполуки марганцю, сумарний вміст марганцю в яких у перерахунку на елемент становив 44мас.95, алюміній як відновник і вапно, причому матеріали у ківш вводили при співвідношенні компонентів, що заявляється. Метал розливали на 1-тонні злитки. До і після введення матеріалів у ківш відбирали проби металу на хімічний аналіз. Від прокату, одержаного із злитків, відбирали проби для визначення бала неметалічних включень.Smelting of steel of chemical composition, wt. by: Co - 0.09-0.12; MP - 0.40-0.65; 51 - 0.17-0.34; 8 - 0.20; P - 0.20. The liquid metal obtained in the steel-smelting unit was discharged unoxidized into a steel pouring ladle with a capacity of 10,000 bt. During the release of liquid metal, 7/5 carbon-containing material in the form of coke was fed into the steel ladle, then material containing manganese oxides and material containing other non-metallic manganese compounds were fed, the total manganese content of which was 44 wt.95 per element. aluminum as a reducing agent and lime, and the materials were introduced into the ladle at the ratio of the components, which is stated. The metal was poured into 1-ton ingots. Before and after the introduction of materials into the bucket, metal samples were taken for chemical analysis. Samples were taken from rolled products obtained from ingots to determine the score of non-metallic inclusions.
Сталь, одержана з використанням способу прямого легування, що пропонується, забезпечує високий ступінь засвоєння металом легувального елемента - марганцю - 95,95 і низьке забруднення неметалічними включеннями.The steel obtained using the proposed method of direct alloying provides a high degree of metal assimilation of the alloying element - manganese - 95.95 and low contamination by non-metallic inclusions.
Приклад 5 сExample 5 p
Плавки за способом прямого легування сталі хромом, що пропонується проводили в 100-тонній електросталеплавильній печі. о плав- шення . . . зо В Ф со соMelting according to the proposed method of direct alloying of steel with chromium was carried out in a 100-ton electric steel melting furnace. about melting. . . zo V F so so
При температурі 16502С з печі випускали у сталерозливальний ківш рідкий метал, під час випуску подавали /їч- в нього матеріал, який містить неметалічні сполуки легувального елемента - хрому. Як такий використали конвертерний шлак виробництва середньовуглецевого ферохрому, вміст хрому в якому у перерахунку на елемент склав мас.бо - 48,44, у кількості 1200кг і матеріали, які містять оксиди марганцю та інші неметалічні « сполуки марганцю, сумарний вміст марганцю в яких у перерахунку на елемент становив 44мас.9о, у кількості 1400Окг. У сталерозливальний ківш також подавали 37Окг вторинного алюмінію марки АВ-86 і 1100Окг карбіду о) с кальцію, узятих в співвідношенні 1:3. "» Готову сталь розливали на злитки масою 12,5т, які прокатували на лист товщиною 10-20мм і проводили " металографічні дослідження.At a temperature of 16502C, liquid metal was released from the furnace into a steel ladle, during the release, a material containing non-metallic compounds of the alloying element - chromium was fed into it. As such, they used converter slag from the production of medium-carbon ferrochrome, the chromium content of which, in terms of the element, was 48.44 wt.bo, in the amount of 1,200 kg, and materials containing manganese oxides and other non-metallic "manganese compounds, the total manganese content of which in terms of per element was 44 mass.9o, in the amount of 1400Okg. 37Okg of AB-86 secondary aluminum and 1100Okg of calcium carbide, taken in a ratio of 1:3, were also fed into the steel ladle. "» The finished steel was poured into ingots weighing 12.5 tons, which were rolled into a sheet with a thickness of 10-20 mm and " metallographic studies were carried out.
Одержана сталь мала наступний хімічний склад, мас.бю: С - 0,11; 5і - 0,17; Мп - 0,54; 5 - 0,006; Р - 0,007; А - 0,023; Ст - 0,61; Мі - 0,70; Си - 0,53; Ее - решта. - Склади матеріалів, що вводяться в ківш, і результати випробувань одержаних сталей наведені у таблиці 2. (95) соThe obtained steel had the following chemical composition, by mass: C - 0.11; 5i - 0.17; MP - 0.54; 5 - 0.006; P - 0.007; A - 0.023; St - 0.61; Mi - 0.70; Sy - 0.53; Ee - the rest. - The compositions of the materials introduced into the ladle and the test results of the obtained steels are given in Table 2. (95) со
Фю 5 кед метлвль че 11111111Fyu 5 ked metlvl che 11111111
Метерівл, який містить неметалічні сполуки пегувальних епементв (550 50/65. со є вовоіто, 55 оA material that contains non-metallic compounds of bonding elements (550 50/65. so is vovoito, 55 o
Меколмальний бал еметалчник виють 11111111 11 тMekolmalny ball emetalchnik howl 11111111 11 t
При цьому засвоєння рідким металом хрому становило 91,295, засвоєння марганцю - 93,2905.At the same time, absorption of chromium by liquid metal was 91.295, absorption of manganese was 93.2905.
Використання способу прямого легування сталі, що пропонується, при заявлених витратах оксиду хрому забезпечує високу хімічну однорідність сталі по ведучих легувальних елементах, високий ступінь десульфурації, бо низьку забрудненість сталі неметалічними включеннями.The use of the proposed method of direct alloying of steel, with the declared consumption of chromium oxide, ensures high chemical homogeneity of the steel in terms of the leading alloying elements, a high degree of desulfurization, because low contamination of the steel with non-metallic inclusions.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003107578/02A RU2231559C1 (en) | 2003-03-20 | 2003-03-20 | Direct method for alloying steel with complex of elements |
| PCT/RU2004/000099 WO2004083464A1 (en) | 2003-03-20 | 2004-03-16 | Method for a direct steel alloying |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA73898C2 true UA73898C2 (en) | 2005-09-15 |
Family
ID=32846881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA20040907630A UA73898C2 (en) | 2003-03-20 | 2004-03-16 | A method for direct steel alloying |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100802639B1 (en) |
| CN (1) | CN100540685C (en) |
| AT (1) | AT502312B1 (en) |
| BR (1) | BRPI0408524A (en) |
| CA (1) | CA2559154C (en) |
| HK (1) | HK1090957A1 (en) |
| RU (1) | RU2231559C1 (en) |
| UA (1) | UA73898C2 (en) |
| WO (1) | WO2004083464A1 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BRPI0610398B1 (en) | 2005-04-13 | 2019-07-02 | Nokia Technologies Oy | METHOD AND APPARATUS |
| CN100434556C (en) * | 2006-09-26 | 2008-11-19 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | Method for adding Mn into high Mn content stainless steel in smelting process |
| DE102007061062B4 (en) * | 2007-12-14 | 2012-08-02 | Peiner Träger GmbH | Process for producing a steel melt containing up to 30% manganese |
| KR101300740B1 (en) * | 2011-12-08 | 2013-08-28 | 주식회사 포스코 | Stabilizing method of ferro manganese dephosphorous slag |
| RU2577885C1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-03-20 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method for production of steel (versions) |
| WO2016172790A1 (en) * | 2015-04-26 | 2016-11-03 | Hatch Ltd. | Process and apparatus for producing high-manganese steels |
| CN109022840A (en) * | 2018-07-17 | 2018-12-18 | 北京科技大学 | A kind of secondary aluminium alloy microstructures Control method |
| CN115287390B (en) * | 2022-08-04 | 2023-08-22 | 重庆钢铁股份有限公司 | Method for producing low-phosphorus medium alloy steel by converter |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1508592A (en) | 1975-02-18 | 1978-04-26 | Nixon I | Manufacture of steel alloy steels and ferrous alloys |
| SU1044641A1 (en) * | 1982-06-18 | 1983-09-30 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Method for alloying steel with manganese |
| DE3601337A1 (en) | 1986-01-16 | 1987-07-23 | Mannesmann Ag | METHOD FOR PRODUCING HIGH ALLOY STEELS IN THE OXYGEN BLOW CONVERTER |
| RU2096491C1 (en) | 1995-01-05 | 1997-11-20 | Государственный Обуховский завод | Steel foundry process |
| RU2096489C1 (en) | 1995-06-19 | 1997-11-20 | Акционерное общество открытого типа "НОСТА" (ОХМК) | Method of steel production in arc furnaces |
-
2003
- 2003-03-20 RU RU2003107578/02A patent/RU2231559C1/en not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-03-16 BR BRPI0408524-8A patent/BRPI0408524A/en active IP Right Grant
- 2004-03-16 CN CNB2004800076274A patent/CN100540685C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-16 AT AT0910704A patent/AT502312B1/en not_active IP Right Cessation
- 2004-03-16 UA UA20040907630A patent/UA73898C2/en unknown
- 2004-03-16 KR KR1020057017589A patent/KR100802639B1/en not_active IP Right Cessation
- 2004-03-16 CA CA2559154A patent/CA2559154C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-03-16 WO PCT/RU2004/000099 patent/WO2004083464A1/en active Application Filing
-
2006
- 2006-10-19 HK HK06111536.2A patent/HK1090957A1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100540685C (en) | 2009-09-16 |
| AT502312B1 (en) | 2010-03-15 |
| CN1761763A (en) | 2006-04-19 |
| HK1090957A1 (en) | 2007-01-05 |
| RU2231559C1 (en) | 2004-06-27 |
| CA2559154C (en) | 2010-05-18 |
| CA2559154A1 (en) | 2004-09-30 |
| BRPI0408524A (en) | 2006-03-07 |
| WO2004083464A1 (en) | 2004-09-30 |
| AT502312A1 (en) | 2007-02-15 |
| KR100802639B1 (en) | 2008-02-13 |
| KR20060012266A (en) | 2006-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2009110627A1 (en) | Process for removal of copper contained in steel scraps | |
| UA73898C2 (en) | A method for direct steel alloying | |
| JPH07504230A (en) | Method for desulfurizing molten iron with minimal slag formation and equipment for carrying out the process | |
| TW201938799A (en) | Method for dephosphorizing molten iron | |
| JP5061545B2 (en) | Hot metal dephosphorization method | |
| RU2533263C1 (en) | Method of dry steel production | |
| JP4765374B2 (en) | Desulfurization treatment method for chromium-containing hot metal | |
| JP3790414B2 (en) | Hot metal refining method | |
| JP4977863B2 (en) | Hot metal desulfurization treatment method | |
| JPH0246647B2 (en) | ||
| RU2465337C1 (en) | Method of steelmaking in basic oxygen converter | |
| JP2021059759A (en) | Production method of ultra-low sulfur stainless steel | |
| KR100423452B1 (en) | A method for desulfurizing hot metal in converter | |
| TWI817507B (en) | Refining method of molten iron | |
| JP3496545B2 (en) | Hot metal desulfurization method | |
| RU2095429C1 (en) | Method of producing roller-bearing steel | |
| SU1060685A1 (en) | Method for smelting steel in oxygen converter | |
| RU2641587C1 (en) | Method of steelmaking in basic oxygen converter | |
| KR100910471B1 (en) | Method for Improving Cleanliness and Desulfurization Efficiency of Molten Steel | |
| SU1235968A1 (en) | Burden for producing ferrovanadium | |
| RU2228366C1 (en) | Method of melting steel in converter | |
| RU2222608C1 (en) | Method of making chromium-containing steel | |
| RU2212453C1 (en) | Method of making low-carbon constructional steel | |
| UA18175U (en) | Method for out-of-furnace steel treatment at the plants of "ladle-furnace" type | |
| RU2608010C1 (en) | Method of steel making in electric arc furnace |