Металлизованный флюсующий шихтовый материал для производства стали

Авторы патента:

Салихов Семен Павлович (RU)

Брындин Сергей Александрович (RU)

Рощин Антон Васильевич (RU)

Мальков Николай Васильевич (RU)

Рощин Василий Ефимович (RU)

C21C7/076 - использование шлаков или флюсов в качестве обрабатывающих агентов (C21C 7/06,C21C 7/064,C21C 7/068 имеют преимущество)

C21C5/54 - способы получения шлаков специального состава

Владельцы патента RU 2509161:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) (RU)

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для производства стали в конверторе и дуговой сталеплавильной печи. Шихтовый материал содержит, мас.%: металлическое железо 60-85, оксид магния 15-25, оксиды марганца 3-6, примесные оксиды остальное. Изобретение позволяет повысить стойкость футеровки сталеплавильных агрегатов.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для производства стали.

Известен шихтовый материал для сталеплавильного производства в виде чугуна, полученный доменной технологией переработки железных руд. Материал представляет собой сплав железа с содержанием углерода ~4% и является чистым по содержанию цветных металлических примесей первородным сырьем для получения стали. Основной недостаток чугуна - неэффективное использование сырьевых материалов в процессе производства стали, обусловленное его химическим составом. Высокое содержание кремния в чугуне, при окислении переходящего в шлак в виде диоксида кремния, способствует разрушению футеровки сталеплавильных агрегатов. Для нейтрализации диоксида кремния дополнительно в шлак вводят оксид кальция. В результате этого увеличивается расход флюсовых материалов и масса образовавшегося шлака (Металлургия чугуна. Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., и др. М.: Металлургия, 1989. 191-194 с).

Известен шихтовый материал «Синтиком» (Дорофеев Г.А., Шахпазов Е.Х., Афонин С.З., Шевелев Л.Н. Синтиком - первородная металлошихта для электросталеплавильного производства при выплавке качественной стали // Электрометаллургия. 2008. №7. С.28-33.), полученный введением в жидкий чугун в процессе разливки различных добавок - от окислительных до восстановительных. В качестве окислительного компонента используются железная руда, отсев мелочи агломерата, окалина, железорудные окатыши и другие. Восстановителями являются различные углеродсодержащие вещества - уголь, кокс, графит и др.

«Синтиком», содержащий оксиды железа, может использоваться в качестве чистой первородной шихты для выплавки стали в конверторе и дуговой сталеплавильной печи.

Основным недостатком материала «Синтиком» является интенсивный износ футеровки, т.к. вносимая оксидная часть состоит только из оксидов железа и не обеспечивает поступление оксидов магния, необходимых для уменьшения разрушения футеровки, а использование в качестве механического связующего чугуна приводит к тем же недостаткам.

Известны гранулы твердого чугуна, полученные процессом «ITmk3» (Металлургия железа: учебник для вузов. Юсфин Ю.С, Пашков Н.Ф. М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. - 467 с: ил.). По качеству эти гранулы близки к качеству доменного нерафинированного чугуна и имеют состав, мас.%: углерод - 2,5…3,5, кремний - 0,2, марганец - 0,1, фосфор - 0,06, сера - 0,05, железо металлическое - 96…98.

Недостаток материала - интенсивный износ футеровки, т.к. материал содержит только металлическую часть, а для наведения шлака необходимо дополнительно вводить шлакообразующие.

В сталеплавильных агрегатах при переработке чугуна в сталь в результате агрессивного воздействия шлаков на магнезиальную футеровку сталеплавильных агрегатов последняя изнашивается. Уменьшение износа достигается повышением концентрации оксида магния в сталеплавильном шлаке. С этой целью в шлак добавляют магнийсодержащие вещества (доломит, доломитизированную известь) и специальные шлакообразующие флюсы.

Известен магнезиальный флюс, который содержит, мас.%: оксид магния - 36,0…94,0, оксид кальция - 1,0…35,0, оксид железа - 3,0…15,0, диоксид кремния - 1,0…10,0. (RU 2299913, C21C 5/54 от 20.10.2006 г.)

Недостатком этого флюса является то, что он может использоваться только в завалку при производстве стали в конверторе и дуговой сталеплавильной печи вследствие низкой скорости его растворения в шлаковом расплаве, которая обусловлена его химическим составом, представленным в основном оксидом магния.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому шихтовому материалу является холодный металлизованный продукт, получаемый по технологии «Midrex», (Металлургия железа: учебник для вузов. Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф. М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. - 212-230 с: ил.) содержащий, мас.%: железо металлическое 83-90; углерод 1,0-2,5; оксиды 2,8-6,0; Mn, Cr, Ni, Cu, Mo, Sn, Pb, Zn - следы.

Данный материал обладает высокой степенью металлизации, широким диапазоном содержания углерода, низким содержанием серы, фосфора и цветных металлов и высокой насыпной плотностью. Однако при использовании материала происходит интенсивный износ футеровки сталеплавильных агрегатов при выплавке стали вследствие растворения оксида магния футеровки в сталеплавильном шлаке.

Изобретение решает задачу повышения стойкости футеровки сталеплавильных агрегатов.

Это достигается тем, что металлизованный флюсующий шихтовый материал для производства стали содержит восстановленное металлическое железо и дополнительно содержит оксид магния и марганца оксиды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

металлическое железо 60…85,

оксид магния 15…25,

оксиды марганца 3…6,

примесные оксиды - остальное.

Присутствие в составе комплексного металлизованного флюсующего шихтового материала для производства стали восстановленного железа обеспечивает введение железа и быстрое растворение оксида магния. Содержание в составе комплексного металлизованного флюсующего шихтового материала восстановленного металлического железа менее 60% приводит к снижению его ценности как железосодержащего материала и ухудшению растворимости оксида магния. Содержание восстановленного металлического железа более 85% приводит к уменьшению содержания оксида магния и снижает его ценность как флюсующего материала.

Присутствие в составе металлизованного флюсующего шихтового материала оксида магния обеспечивает поступление в сталеплавильную ванну вместе с железосодержащим шихтовым материалом оксида магния. Оксид магния растворяется в шлаке, что способствует увеличению его концентрации, уменьшению скорости разрушения магнезиальной футеровки и исключает необходимость присадки специально приготовленных магнезиальных флюсов. Содержание оксида магния менее 15% приводит к увеличению расхода металлизованного флюсующего шихтового материала для достижения необходимой концентрации оксида магния в шлаке. Содержание оксида магния более 25% приводит к снижению содержания восстановленного металлического железа и ухудшает растворимость металлизованного флюсующего шихтового материала.

Наличие в составе металлизованного флюсующего шихтового материала оксидов марганца при температуре сталеплавильной ванны приводит к его восстановлению углеродом и растворению в металле, что обеспечивает практически полное использование этого дефицитного элемента для легирования стали. Содержание оксида марганца менее 3% снижает эффективность его введения для легирования стали. Содержание оксида марганца более 6% приводит к снижению содержания остальных составляющих металлизованного флюсующего шихтового материала.

Металлизованный флюсующий материал получают следующим образом. Исходным материалом являются куски сидеритовой руды, которые обжигают при температуре 600…700°C и дробят до необходимой фракции; Полученный дробленый материал смешивают с углеродсодержащими материалами и подвергают восстановительному обжигу при температуре 1100…1200°C с выдержкой 30…60 мин. Полученный восстановленный материал подвергают разделению на фракции с выделением металлизованного флюсующего шихтового материала и остатков восстановителя. Материал также содержит в своем составе оксид кальция, оксид кремния и оксид алюминия, являющиеся примесными оксидами сидеритовой руды. При этом металлизованный флюсующий шихтовый материал содержит следы металлов, таких как Cr, Ni, Cu, Mo, Sn, Pb, Zn.

Полученный металлизованный флюсующий шихтовый материал используют для производства стали в конверторе и дуговой сталеплавильной печи. При производстве стали в конверторе материал загружают вместе с металлоломом. Это способствует раннему введению в шлак оксида магния и упрощает технологию выплавки стали. В дуговую сталеплавильную печь материал загружается вместе с металлоломом в первой бадье (при загрузке бадьями), либо периодически в процессе плавки при непрерывной загрузке. Оксид магния, содержащийся в металлизованном флюсующем шихтовом материале, растворяясь в шлаке, увеличивает износостойкость футеровки вследствие уменьшения перехода оксида магния из магнезиальной футеровки в шлак.

Металлизованный флюсующий шихтовый материал для производства стали, содержащий восстановленное металлическое железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид магния и оксиды марганца при следующем соотношении компонентов, мас.%:

металлическое железо	60-85
оксид магния	15-25
оксиды марганца	3-6
примесные оксиды	остальное

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с низким содержанием серы. .

Способ получения магнезиального модификатора // 2476608

Изобретение относится к области металлургии, в частности к модификаторам в виде флюса, и может быть использовано для нанесения шлакового гарнисажа на футеровку металлургических агрегатов и наведения шлака в период плавки.

Способ получения синтетического флюса для металлургических процессов выплавки чугуна и стали // 2465342

Изобретение относится к черной металлургии, к производству флюсов для выплавки чугуна и стали. .

Способ дефосфорации ферросплавов // 2454467

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам рафинирования ферросплавов в ковше. .

Шлаковая смесь для обработки жидкого металла // 2453610

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессам обработки жидкого металла. .

Твердая шлакообразующая смесь для рафинирования стали // 2450059

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к обработке стали в сталеразливочном ковше. .

Способ получения стали для стальных труб с отличной стойкостью в кислой среде // 2433189

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали. .

Состав кондиционирующей добавки для шлака, способ ее получения и способ ее использования при получении стали // 2404264

Изобретение относится к составу и способу получения кондиционирующей добавки для шлака при получении стали, в частности нержавеющей, в электрической печи. .

Способ выплавки рельсовой стали // 2398889

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки рельсовой стали в электропечах. .

Способ выплавки рельсовой стали // 2394917

Флюс для электрошлакового переплава // 2487173

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, а именно к электрошлаковому переплаву стали. .

Способ переработки сталеплавильных шлаков // 2365642

Изобретение относится к комплексному использованию сырья в черной металлургии, в частности к способам переработки сталеплавильных шлаков. .

Шлакообразующая смесь для промежуточного ковша // 2356687

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам шлакообразующих смесей, используемых для теплоизоляции и защиты зеркала металла в промежуточном ковше от вторичного окисления при непрерывной разливке стали.

Шихта для получения сталеплавильного флюса // 2307873

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составу шихты для получения сталеплавильного флюса. .

Сталеплавильный флюс (варианты) // 2299913

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам флюсов для сталеплавильного производства. .

Сталеплавильный флюс и способ его получения // 2296800

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сталеплавильному флюсу и способу его производства. .

Способ получения обезжелезненного малофосфористого марганцевого шлака // 2295577

Изобретение относится к металлургии, а именно, к получению обезжелезненного малофосфористого марганцевого шлака для выплавки марганцевых ферросплавов. .

Способ производства круглого сортового проката в прутках из среднеуглеродистой хромсодержащей стали // 2286395

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сортового проката круглого из среднеуглеродистой хромсодержащей стали повышенной обрабатываемости резанием, используемого для изготовления шаровых пальцев, наконечников тяг и шаровых опор подвески автомобиля, получаемых методом холодной объемной штамповки.

Шихта для получения обезжелезненного малофосфористого марганцевого шлака // 2283352

Изобретение относится к области металлургии, а именно к шихтам для получения малофосфористого марганцевого шлака, годного для выплавки марганцевых ферросплавов. .

Способ регулирования сверхнизкого содержания титана в сверхнизкоуглеродистой al-si раскисленной стали // 2527569

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при регулировании сверхнизкого содержания титана в сверхнизкоуглеродистой AlSi раскисленной стали, весовой процент химического состава в сверхнизкоуглеродистой AlSi раскисленной стали составляет: С≤0,005%, Si 0,1-3,45%, Mn 0,1-0,5%, P≤0,2%, S≤0,002%, Al 0-1,2%, N≤0,005%, Ti≤0,0015% и остальное - по существу Fe и неизбежные примеси. Жидкую сталь, имеющую вышеуказанный химический состав, получают посредством горячей предварительной обработки, выплавки, циркуляционного вакуумирования (RH) очищенной плавки и отливки, при этом верхний шлак ковша модифицируют путем подачи модификатора на кальций-алюминиевой основе в количестве 0,6-1,7 кг/т стали для гарантированного выполнения требований контроля в соответствии с тем что, когда RH очищенное обезуглероживание закончено, содержание общего железа (T.Fe) в верхнем шлаке композиции должно составлять ≥5%, а содержание Al2О3 должно составлять ≤23%, причем после окончания RH очищенного обезуглероживания для раскисления и легирования используют ферросилиций, ферроалюминий или ферромарганец, а затем выполняют глубокую десульфурацию с эффективностью десульфурации от 50% до 70%. Изобретение позволяет снизить содержание титана в раскисленной стали упомянутого состава без увеличения стоимости производства путем контроля химического состава верхнего шлака ковша и оптимизации RH очищенного процесса десульфурации. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.