[go: up one dir, main page]

RU2787133C1 - Method for the production of steel in an electric arc furnace - Google Patents

Method for the production of steel in an electric arc furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2787133C1
RU2787133C1 RU2022121993A RU2022121993A RU2787133C1 RU 2787133 C1 RU2787133 C1 RU 2787133C1 RU 2022121993 A RU2022121993 A RU 2022121993A RU 2022121993 A RU2022121993 A RU 2022121993A RU 2787133 C1 RU2787133 C1 RU 2787133C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
metal charge
furnace
oxygen
steel
Prior art date
Application number
RU2022121993A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильдар Фаритович Искаков
Сергей Петрович Зубов
Евгений Валентинович Шахов
Александр Владимирович Маслов
Максим Сергеевич Кузнецов
Валерий Викторович Куликов
Original Assignee
Акционерное общество "Уральская Сталь"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Уральская Сталь" filed Critical Акционерное общество "Уральская Сталь"
Application granted granted Critical
Publication of RU2787133C1 publication Critical patent/RU2787133C1/en

Links

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to the production of steel in an electric arc furnace. Metal charge is supplied to the furnace, including solid metal charge and liquid iron, oxygen is blown and melt is discharged. First, liquid iron is poured into the furnace, at the same time, the bath is purged with oxygen with a gradual increase in its flow rate from 8000 to 14000 m3/h as the iron is poured, in the second half of the oxidation process, solid metal charge in the form of hot briquetted iron is introduced, while the amount of liquid iron is 85 -95% of the weight of the metal charge.
EFFECT: invention makes it possible to produce steel without consuming electricity and electrodes while providing conditions for effective slag formation and dephosphorization.
1 cl, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали в дуговой электропечи. The present invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to the production of steel in an electric arc furnace.

Известен способ выплавки стали в дуговой электропечи (патент на изобретение RU 2092574, опубл. 10.10.1997), включающий загрузку твердых окислителей, шлакообразующих материалов, твердой металлошихты из железостального дома, их прогрев, заливку жидкого чугуна, продувку ванны газообразным окислителем, плавление, окислительное и восстановительное рафинирование расплава и его выпуск, согласно изобретению, твердые окислители и твердый чугун вводят в виде чушек из твердого окислителя, залитого жидким чугуном, а в качестве металлошихты используют твердый и жидкий чугуны, при этом суммарное количество чугуна выдерживают в пределах 51-95% от общей массы металлошихты, выдерживая отношение твердого чугуна к жидкому, равным соответственно 1: (0,1-10).A known method of steel smelting in an electric arc furnace (patent for invention RU 2092574, publ. 10.10.1997), including the loading of solid oxidizers, slag-forming materials, solid metal charge from an iron-steel house, their heating, pouring liquid iron, purging the bath with a gaseous oxidizer, melting, oxidizing and recovery refining of the melt and its release, according to the invention, solid oxidizers and solid cast iron are introduced in the form of ingots from a solid oxidizer filled with liquid iron, and solid and liquid cast iron are used as a metal charge, while the total amount of cast iron is kept in the range of 51-95% from the total mass of the metal charge, maintaining the ratio of solid to liquid iron, respectively, equal to 1: (0.1-10).

Известен способ выплавки стали в дуговой электропечи (патент на изобретение RU 2543658, опубл. 10.03.2015), включающий подачу в печь в качестве металлошихты металлолома и жидкого чугуна, расплавление металлолома, присадку шлакообразующих материалов, продувку ванны кислородом и выпуск плавки, согласно изобретению, заливку жидкого чугуна в печь осуществляют в количестве 40-70% от массы металлошихты, после чего осуществляют продувку ванны кислородом с расходом 1800-2200 нм3/час в течение 12-25% времени продувки, затем расход кислорода увеличивают до 5000-7000 нм3/час и осуществляют продувку ванны в заданном режиме в течение 28-40% времени продувки, далее расход кислорода снижают до 3000-5000 нм3/час и в заданном режиме ведут продувку до ее окончания. Указанный способ выбран заявителем в качестве ближайшего аналога.A known method of steelmaking in an electric arc furnace (patent for invention RU 2543658, publ. 03/10/2015), including the supply of scrap metal and liquid iron to the furnace as a metal charge, melting of scrap metal, addition of slag-forming materials, purging of the bath with oxygen and release of the melt, according to the invention, pouring liquid iron into the furnace is carried out in an amount of 40-70% by weight of the metal charge, after which the bath is purged with oxygen at a flow rate of 1800-2200 nm3/hour for 12-25% of the purging time, then the oxygen consumption is increased to 5000-7000 nm3/hour and the bath is purged in the specified mode for 28-40% of the purging time, then the oxygen consumption is reduced to 3000-5000 Nm3/hour and the purging is carried out in the specified mode until it ends. This method is chosen by the applicant as the closest analogue.

Недостатком известных способов является необходимость расплавления твердой части электродугами, что повышает себестоимость стали за счет расхода электроэнергии и электродов.The disadvantage of the known methods is the need to melt the solid part with electric arcs, which increases the cost of steel due to the consumption of electricity and electrodes.

Технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является снижение расхода электроэнергии и электродов.The technical problem solved by the claimed invention is to reduce the consumption of electricity and electrodes.

Техническим результатом является создание способа производства стали, позволяющего произвести выплавку стали без расхода электроэнергии и электродов при одновременном обеспечении условий для эффективного шлакообразования и дефосфоризации.The technical result is the creation of a steel production method that allows steel smelting without the consumption of electricity and electrodes while providing conditions for effective slag formation and dephosphorization.

Благодаря тому, что исключаются затраты на электроэнергию и электроды, себестоимость выплавки стали заявляемым способом снижается.Due to the fact that the costs of electricity and electrodes are excluded, the cost of steel smelting by the inventive method is reduced.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе производства стали в дуговой электропечи, включающем подачу в печь металлошихты, в том числе твердой металлошихты и жидкого чугуна, продувку кислородом и выпуск плавки, согласно изобретению, сначала производят заливку в печь жидкого чугуна, одновременно осуществляют продувку ванны кислородом с постепенным увеличением его расхода, во второй половине окислительного процесса вводят твердую металлошихту в виде горячебрикетированного железа, при этом количество жидкого чугуна составляет 85-95% от массы металлошихты. При этом в процессе продувки расход кислорода увеличивают от 8000 до 14000 м3/час по мере заливки чугуна.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of steel production in an electric arc furnace, including the supply of metal charge into the furnace, including solid metal charge and liquid iron, oxygen purge and melt discharge, according to the invention, liquid iron is first poured into the furnace, at the same time purging the bath with oxygen with a gradual increase in its consumption, in the second half of the oxidation process, a solid metal charge is introduced in the form of hot briquetted iron, while the amount of liquid iron is 85-95% by weight of the metal charge. At the same time, in the process of blowing, the oxygen consumption is increased from 8000 to 14000 m3/h as the cast iron is poured.

Необходимость увеличения расхода кислорода обусловлена следующими факторами:The need to increase the oxygen consumption is due to the following factors:

- необходимостью окисления большого количества примесей (углерод, кремний, фосфор), поступающих в ванну по мере заливки чугуна;- the need to oxidize a large amount of impurities (carbon, silicon, phosphorus) entering the bath as the cast iron is poured;

- в начале плавки расход кислорода снижен для предотвращения разрушающего действия струи кислорода на футеровку печи и предотвращения слишком интенсивного процесса обезуглероживания для исключения вскипания остатков шлака от предыдущей плавки.- at the beginning of the melt, the oxygen consumption is reduced to prevent the destructive effect of the oxygen jet on the furnace lining and to prevent the decarburization process from being too intense to prevent the boiling of slag residues from the previous melt.

Снижение расхода кислорода менее 8000 м3/час приведет к увеличению длительности окисления углерода и других примесей, а повышение расхода кислорода выше 14000 м3/час приведет к слишком интенсивному процессу обезуглероживания, в результате которого может произойти переокисление расплава и снижение стойкости футеровки.A decrease in oxygen consumption below 8000 m3/h will lead to an increase in the duration of oxidation of carbon and other impurities, and an increase in oxygen consumption above 14000 m3/h will lead to an overly intensive decarburization process, which may result in overoxidation of the melt and a decrease in lining durability.

Горячебрикетированное железо вводят во второй половине окислительного процесса в качестве охладителя. Hot briquetted iron is introduced in the second half of the oxidation process as a coolant.

Повышенный расход жидкого чугуна от 85 до 95 % позволяет за счет экзотермической реакции, возникающей при окислении углерода чугуна, обеспечить необходимую для проведения шлакообразования и дефосфорации температуру расплава без подвода энергии электродуг. Таким образом, способ позволяет исключить расход электроэнергии и электродов. The increased consumption of liquid iron from 85 to 95% makes it possible, due to the exothermic reaction that occurs during the oxidation of the carbon of the cast iron, to provide the melt temperature necessary for slag formation and dephosphorization without supplying electric arc energy. Thus, the method allows to exclude the consumption of electricity and electrodes.

Заявляемые пределы подобраны опытным путем. Параметры и показатели опытных плавок приведены в таблице:The claimed limits are selected empirically. The parameters and indicators of experimental swimming trunks are given in the table:

Вариант выплавкиSmelting option Доля жидкого чугуна в шихте, %The share of liquid iron in the charge, % Расход электроэнергии,
КВт*час/т
Electricity consumption,
kWh/t
Расход электродов, кг/тElectrode consumption, kg/t Содержание фосфора перед выпуском, %Phosphorus content before release, % Температура
металла
перед
выпуском,
градус
Temperature
metal
front
release,
degree
Продолжительность заправки, минFilling time, min
ПрототипPrototype 5555 272272 1,61.6 0,0050.005 16551655 33 Предлагаемый вариантProposed option 8080 00 00 0,0070.007 16551655 33 8585 00 00 0,0060.006 16601660 33 9090 00 00 0,0040.004 16551655 33 9595 00 00 0,0040.004 16601660 4four 100one hundred 00 00 0,0080.008 16801680 9nine

Снижение доли жидкого чугуна менее 85% приводит к необходимости увеличения доли горячебрикетированного железа, что ухудшает условия дефосфорации расплава. При увеличении доли жидкого чугуна более 95% снижается доля горячебрикетированного железа, что приводит к перегреву расплава, повышенному износу футеровки печи и увеличению периода ее заправки.Reducing the proportion of liquid iron less than 85% leads to the need to increase the proportion of hot briquetted iron, which worsens the conditions for dephosphorization of the melt. With an increase in the proportion of liquid iron over 95%, the proportion of hot briquetted iron decreases, which leads to overheating of the melt, increased wear of the furnace lining and an increase in the period of its filling.

Заявляемый способ выплавки стали был реализован при выплавке стали в дуговой 120 т электропечи.The inventive method of steelmaking was implemented when steelmaking in an arc 120 t electric furnace.

Выплавку производили с использованием жидкого чугуна в количестве 91% (120 т) от массы металлошихты. Чугун заливали в печь через специальный желоб двумя 60 т чугуновозными ковшами последовательно. В процессе заливки в печь вводили через 4 инжектора газообразный кислород с изменяющемся по ходу продувки расходом от 8000-до 14000 м3/час. В процессе заливки второго ковша в печь присадили 12 т горячебрикетированного железа. Выпуск плавки произвели с температурой расплава 1655 градусов.Smelting was carried out using liquid iron in the amount of 91% (120 tons) by weight of the metal charge. Pig iron was poured into the furnace through a special chute with two 60-ton cast-iron ladles in succession. During pouring, gaseous oxygen was introduced into the furnace through 4 injectors with a flow rate varying in the course of blowing from 8000 to 14000 m3/hour. In the process of pouring the second ladle, 12 tons of hot briquetted iron were added to the furnace. The release of the melt was made with a melt temperature of 1655 degrees.

Claims (1)

Способ производства стали в дуговой электропечи, включающий подачу в печь металлошихты, в том числе твердой металлошихты и жидкого чугуна, продувку кислородом и выпуск плавки, отличающийся тем, что сначала производят заливку в печь жидкого чугуна, одновременно осуществляют продувку ванны кислородом с постепенным увеличением его расхода от 8000 до 14000 м3/час по мере заливки чугуна, во второй половине окислительного процесса вводят твердую металлошихту в виде горячебрикетированного железа, при этом количество жидкого чугуна составляет 85-95% от массы металлошихты.A method for producing steel in an electric arc furnace, which includes feeding a metal charge into the furnace, including a solid metal charge and liquid iron, purging with oxygen and discharging the melt, characterized in that liquid iron is first poured into the furnace, and the bath is simultaneously purged with oxygen with a gradual increase in its consumption from 8000 to 14000 m 3 /h as the iron is poured, in the second half of the oxidation process solid metal charge is introduced in the form of hot briquetted iron, while the amount of liquid iron is 85-95% by weight of the metal charge.
RU2022121993A 2022-08-12 Method for the production of steel in an electric arc furnace RU2787133C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787133C1 true RU2787133C1 (en) 2022-12-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3472649A (en) * 1965-09-03 1969-10-14 Canada Steel Co Electric-arc steelmaking
RU2092574C1 (en) * 1995-09-06 1997-10-10 Акционерное общество закрытого типа "Интермет-Сервис и Компания" Method for making steel in electric-arc furnace
RU2258084C1 (en) * 2003-12-15 2005-08-10 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Method of making steel in electric arc furnace
CN102719726A (en) * 2012-06-26 2012-10-10 山西太钢不锈钢股份有限公司 Method for producing stainless steel master liquid
RU2543658C1 (en) * 2013-12-04 2015-03-10 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method of steel making in arc-type electric steel making furnace

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3472649A (en) * 1965-09-03 1969-10-14 Canada Steel Co Electric-arc steelmaking
RU2092574C1 (en) * 1995-09-06 1997-10-10 Акционерное общество закрытого типа "Интермет-Сервис и Компания" Method for making steel in electric-arc furnace
RU2258084C1 (en) * 2003-12-15 2005-08-10 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Method of making steel in electric arc furnace
CN102719726A (en) * 2012-06-26 2012-10-10 山西太钢不锈钢股份有限公司 Method for producing stainless steel master liquid
RU2543658C1 (en) * 2013-12-04 2015-03-10 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method of steel making in arc-type electric steel making furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3162706B2 (en) Ferroalloy production using a molten bath reactor.
JP5909957B2 (en) Steel making method using steel scrap
JP4212895B2 (en) Method for generating molten iron in electric furnace
JPH0726318A (en) Operation of electric furnace for steelmaking
KR101818372B1 (en) Operating method for electric arc furnace
RU2787133C1 (en) Method for the production of steel in an electric arc furnace
JPS6034605B2 (en) Process for producing steel from solid metallic ferrous raw materials, in particular scrap, solid pig iron, pellets, sponge iron or any mixture thereof
JP3721154B2 (en) Method for refining molten metal containing chromium
CZ299403B6 (en) Process for producing stainless steel, particularly refined steels containing chromium and chromium and nickel
RU2799456C1 (en) Method for production of steel in an electric arc furnace
SU648118A3 (en) Method of producing alloy steel
RU2802459C1 (en) Method for production of steel in electric arc furnace
JP3679475B2 (en) Method for refining stainless steel
SU544388A3 (en) The method of decarburizing ferroalloys
US1427436A (en) Electric-furnace construction
JP2001516397A (en) Method of manufacturing steel by filling molten pig iron in an electric furnace
JP6544531B2 (en) How to smelt molten metal
JPS6250544B2 (en)
JP4114346B2 (en) Manufacturing method of high Cr molten steel
JP5949627B2 (en) Method of refining hot metal in converter
JPH09165613A (en) How to dissolve scrap
RU2786105C1 (en) Method for steel smelting in a converter on liquid iron
RU2437941C1 (en) Procedure for melting steel in arc steel melting furnace with increased consumption of liquid iron
JP7477760B2 (en) How to operate an electric furnace
JP2912834B2 (en) Steelmaking method using electric furnace