СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ Российский патент 1995 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам выплавки стали в дуговых электропечах с использованием металлического концентрата и железорудных окатышей.

Известен способ выплавки стали на офлюсованных железорудных материалах, заключающийся в том, что на железорудные материалы сверху заваливают железную руду затем железный лом и заливают чугун (авт. св. N 359275, кл. С 21 С 5/52, 1972).

Недостатком данного способа является наличие вредных примесей в выплавляемых сталях.

Известен способ выплавки стали, при котором в электропечь после завалки стального лома загружают известь в количестве 10-20 кг на тонну лома. Известь загружают между ломом и стенами печи в трех точках напротив электродов. Вначале расплавляют непрерывно загружаемые железорудные окатыши в количестве 1-10 кг на тонну металлизованных окатышей, а затем проплавляют металлизованные окатыши, известь и окисленные окатыши в соотношении 100:(6-12):(0,05-5).

Применение металлизованных окатышей при выплавке низколегированных марок стали резко удорожает способ их выплавки.

Техническая задача изобретения замена дорогостоящего металлолома продуктами обогащения отходов металлургического производства и окисленных окатышей, уменьшение массовой доли примесей цветных металлов (Сu, Ni, Cr, Mo) в готовой стали за счет чистоты предлагаемых шихтовых материалов.

Это достигается тем, что в способе производства стали, включающем завалку металлолома, шлакообразующих, металлического концентрата для металлургического передела, окисленных окатышей в дуговую печь, их расплавление, раскисление металла, доводку и выпуск его из печи, металлический концентрат фракции 10-250 мм заваливают в печь в виде механической смеси с окисленными окатышами при их соотношении к общей массе металлошихты (0,04-0,4):(0,02-0,15): 1,0 соответственно на металлолом в количестве (0,1-0,4) т на тонну расплава.

Металлический концентрат для металлургического передела фракции 10-250 мм имеет следующий химический состав, мас. Железо 71,0-90,1 Углерод 2,0-4,7 Марганец 0,3-1,2 Кремний 0,4-3,6 Окись кальция 2,1-10,5 Окись магния 0,3-1,5 Закись железа 0,25-5,1 Окись марганца 0,01-0,4 Кремнезем 1,9-9,5 Глинозем 0,2-3,6 Фосфор 0,11-0,3 Сера 0,1-0,4 Графит 0,4-5,9 Пятиокись фосфора 0,4-0,8
В электропечи выплавляют полупродукт, а доводку и раскисление осуществляют в агрегате типа печь-ковш.

Загрузка на металлолом и проплавление в печи металлического концентрата и окисленных окатышей в указанном соотношении обеспечивает поддержание на протяжении всего периода плавления пенистых шлаков, экранирующих электрические дуги от прямого излучения на футеровку печи, хорошего массообмена в ванне, а также позволяет совместить процесс расплавления с окислительным периодом плавки.

Металлический концентрат является железосодержащим шихтовым материалом с повышенным содержанием железа, которое в большей части металлическое. Получают металлический концентрат известными методами из отвальных отходов металлургического производства: добыча, отбор, дробление, очистка, просеивание, классификация, магнитная сепарация или обогащение.

Металлический концентрат фракции 10-250 мм является оптимальным по гранулометрическому составу при его применении в металлургических переделах и обеспечивает условия равномерного распределения концентрата в объеме металлозавалок.

Состав фракции 10-250 мм подтвержден также экспериментальными плавками.

Использование в завалке механической смеси металлического концентрата с окисленными окатышами менее 0,1 т на тонну расплава и при соотношении соответственно к общей массе металлошихты менее 0,04:0,02:1,0 не обеспечивает поддержание на протяжении всей плавки пенистых шлаков, что ухудшает условия окислительного рафинирования от фосфора, уменьшение массовой доли примесей цветных металлов (Cu, Ni, Cr) составит не более 5%
Использование в завалке механической смеси металлического концентрата с окисленными окатышами более 0,4 т на тонну расплава и при соотношении к общей массе металлошихты более 0,4:0,15:1,0 вызывает увеличение количества шлака, перерасход извести и электроэнергии на плавку, снижение производительности печи.

Применение в металлозавалке смеси металлического концентрата и окисленных окатышей уменьшает массовую долю примесей цветных металлов (Cu, Ni, Cr, Mo) в готовой стали за счет чистоты предлагаемых материалов в шихте.

П р и м е р 1. В дуговой 10-тонной печи выплавляют сталь марки У8А. Шихта состоит из 8 т стального лома, 3 т металлического концентрата и 1 т окисленных окатышей, при этом соотношение соответственно составляет 1: 0,25-0,08. Механическая смесь металлического концентрата и окисленных окатышей составляет 0,33 т на тонну расплава.

На подину загружают 180 кг извести, 4 т стального лома и 4 т металлического концентрата и окисленных окатышей с помощью загрузочной корзины, открывающейся снизу.

После включения печи и частичного расплавления исходной завалки подваливают 180 кг извести и 4 т стального лома. В конце плавления для достижения заданного содержания углерода и необходимой температуры металла ванну продувают кислородом с помощью фурмы через рабочее окно печи. После удаления остатков печного окисленного шлака, раскисления и рафинирования металла плавку выпускают в ковш.

Предлагаемый способ позволяет снизить в завалке стального лома на 33% уменьшить массовые доли примесей цветных металлов до 25%
П р и м е р 2. В дуговой 10-тонной печи выплавляют сталь 45. Шихта состоит из 8,6 т стального лома, 2,6 т металлического концентрата и 0,8 т окисленных окатышей, при этом соотношение соответственно составляет 1:0,22-0,07. Механическая смесь металлического концентрата и окисленных окатышей составляет 0,28 т на тонну расплава.

Плавку ведут также, как и в примере 1, но на подину загружают 150 кг извести, 4 т стального лома и 3,4 т смеси МК и окисленных окатышей. В подвалку используется 150 кг извести и 4,6 т стального лома.

Предлагаемый способ позволяет снизить дефицит стального лома на 28% уменьшить массовые доли примесей цветных металлов до 20%
П р и м е р 3. В дуговой 100-тонной печи выплавляют сталь 10. Шихта состоит из 100 т стального лома, 20 т металлического концентрата и 5 т окисленных окатышей, при этом соотношение соответственно составляет 1:0,16:0,04. Механическая смесь металлического концентрата и окисленных окатышей составляет 0,2 т на тонну расплава.

Плавку ведут также, как и в примере 1, но с помощью загрузочной корзины, открывающейся снизу, в печь загружают 40 т стального лома и 25 т смеси металлического концентрата и окисленных окатышей.

В подвалку используется 4,5 т извести и 60 т стального лома, причем флюсующие загружаются на дно второй корзины. Плавка выпускается в ковш с отсечкой печного окисленного шлака. Доводку и раскисление осуществляют в агрегате типа печь-ковш.

Предлагаемый способ позволяет снизить дефицит стального лома на 20% уменьшить массовые доли примесей цветных металлов до 16%

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к сталеплавильному производству, и может быть использовано при загрузке шахтовых материалов в дуговые электропечи. Способ производства стали, включает завалку металлолома, шлакообразующих, металлического концентрата для металлургического передела, окисленных окатышей в дуговую печь, их расплавление, раскисление металла, доводку и выпуск его из печи, в котором металлический концентрат фракции 10 250 мм заваливают в печь в виде механической смеси с окисленными окатышами, при их соотношении к общей массе металлошихты (0,04 0,4) (0,02 0,15) 1,0 соответственно на металлолом в количестве (0,1 - 0,4) на тонну расплава. Металлический концентрат для металлургического передела фракции 10 250 мм имеет следующий химический состав, мас. железо 71,0 90,1; углерод 2,0 4,7; марганец 0,3 1,2; кремний 0,4 3,6; окись кальция 2,1 10,5; окись магния 0,3 1,5; закись железа 0,25 5,1; окись марганца 0,01 0,4; кремнезем 1,9 9,5; глинозем 0,2 3,6; фосфор 0,11 0,3; сера 0,1 0,4; графит 0,4 - 5,9; пятиокись фосфора 0,4 0,8. В электропечи выплавляют полупродукт, а добавку и раскисление осуществляют в агрегате типа печь-ковш. Предлагаемый способ позволяет снизить расход стального лома и уменьшить массовую долю примесей цветных металлов в стали. 2 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ, включающий завалку металлолома, шлакообразующих, металлического концентрата для металлургического передела, окисленных окатышей в дуговую печь, их расплавление, раскисление металла, доводку и выпуск его из печи, отличающийся тем, что металлический концентрат фракции 10 250 мм заваливают в печь в виде механической смеси с окисленными окатышами при их соотношении с общей массой металлошихты 0,04 0,4 0,02 - 0,15 1,0 соответственно на металлолом в количестве 0,1 0,4 т на 1 т расплава. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлический концентрат для металлургического передела фракции 10 250 мм имеет следующий химический состав, мас.

Железо 70,0 90,1
Углерод 2,0 4,7
Марганец 0,3 1,2
Кремний 0,4 3,6
Оксид кальция 2,1 10,5
Оксид магния 0,3 1,5
Закись железа 0,25 5,1
Оксид марганца 0,01 0,4
Кремнезем 1,9 9,5
Глинозем 0,2 3,6
Фосфор 0,11 0,3
Сера 0,1 0,4
Графит 0,4 5,9
Пятиокись фосфора 0,4 0,8
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в электропечи выплавляют полупродукт, а раскисление и доводку осуществляют в агрегате типа печь-ковш.