CS215662B1

CS215662B1 - Method of steel production in electric arc furnace ·

Info

Publication number: CS215662B1
Application number: CS363180A
Authority: CS
Inventors: Josef Hornak; Boris Idzikovsky; Josef Brabnik; Zdenek Motloch
Original assignee: Josef Hornak; Boris Idzikovsky; Josef Brabnik; Zdenek Motloch
Priority date: 1980-05-23
Filing date: 1980-05-23
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby oceli v elektrické obloukové peci, při němž se dosahuje vysoké jakosti vyrobené oceli za výhodných technicko ekonomických podmínek. Tento způsob výroby oceli se zkrácenou dobou redukčního období je zahájen desoxidacl hliníkem a přísadou kazivce nebo bauxitu pro vytvořeni redukční strusky na hladinu oceli, zbavenou oxidační strusky. Podstatou vynálezu je, že se v průběhu tavení redukční etrusky přisadí na strusku směs prachového ferosilicia s hliníkem v poměru 1:0,1 až 1:0,5 a pak v časových Intervalech 10 až 15 minut nejméně dvě dávky hliníkové směsi s obsahem hliníku 70 až 90 % hmotnostních v množství 10 až 20 kg/t redukční strusky až do dosažení poměru koncentrací (CaO - SiOgbAlgO^ od 1,0 do 2,5 v odpichové strusce.The invention relates to a method of producing steel in an electric arc furnace, in which high quality of the produced steel is achieved under advantageous technical and economic conditions. This method of producing steel with a shortened reduction period is initiated by deoxidation of aluminum and the addition of fluorspar or bauxite to form a reduction slag on the surface of the steel, freed from oxidation slag. The essence of the invention is that during the melting of the reduction slag, a mixture of powdered ferrosilicon with aluminum in a ratio of 1:0.1 to 1:0.5 is added to the slag and then, at intervals of 10 to 15 minutes, at least two doses of an aluminum mixture with an aluminum content of 70 to 90% by weight in an amount of 10 to 20 kg/t of reduction slag until a concentration ratio (CaO - SiO2Al2O3) of 1.0 to 2.5 is achieved in the tapped slag.

Description

Vynález ee týká způsobu výroby oceli v elektrická oblouková peci, při němž se dosahuje vyeoké jakosti vyrobená oceli za výhodných technicko ekonomických podmínek.The invention relates to a method for producing steel in an electric arc furnace, in which high quality steel is produced under advantageous technical-economic conditions.

Jedním ze známých způsobů výroby oceli v elektrická oblouková peci je technologie výroby pod jednou etruskou, při níž ee tavba zkujňuje e dokončuje pod oxldiekou st miskou. Dosahuje se vysoké výrobnosti pece, avěak nevýhodou tohoto způsobu výroby je nízká jakost vyrobená oceli, zejména její nedostatečná mikročistota, vysoký obsah kyslíku a síry a možnost použití této technologie jen při výrobě určitých druhů ocelí. Déle je znám způsob výroby oceli v elektrická oblouková peci s dvoustupňovým struskovým režimem, kde se tavba zkujňuje pod oxidickou etruskou a dokončuje pod etruskou redukční. Jako redukční etruská se používá etruská bílá nebo kerbidlcká. Redukční etruská se tvoří z vápna a kazivce a z přísad ferosillcla. Vlastnosti této strusky se kontrolují v průběhu výroby hodnocením stupně rozpadavoeti vzorku etrusky i ke kterému dochází v důsledku změny modifikace^ křemičitanů vápenatého na jeho modifikaci při teplotě etrusky asi 675 °C. Nevýhodou způsobu výroby pod touto redukční etruskou je její poměrně malá rafinační účinnost na počátku redukčního období, relativně dlouhá doba -trvání redukčního období a obtížnost řízení tavby s cílem dosáhnout optimálního složení lázně. Dalěí nevýhodou je zhoršení viskozlty a rafinační účinnosti táto strusky vzhledem k přítomnosti kysličníku hořečnatého, který se dostává do etrusky vlivem opotřebení pecní vyzdívky. Aby se zlepšil odsiřovací účinek etrusky při odpichu, lze krátce přea odpichem přisadit na redukční strusku jednu dávku hliníková krupice. Tato přísada však již neovlivní re&kce mezi etruskou a kovem v peci a nemá vliv na zkrácení doby tavby ani nepřináší zásadní změnu jakosti vyrobená oceli. Při uvedených způsobech výroby oceli se obvykle přisazují legující prvky β vyšší afinitou ke kyslíku, zejména slitiny manganu, chrómu a niklu až v průběhu redukčního období, kdy se vytvoří dostatečně účinná redukční etruská. Tavení těchto přísad však prodlužuje dobu trvání redukčního období i celkovou dobu tavby. V případě, že se do lázně přisadí ferochrom a feroniob na začátku redukčního období, přejde část kysličníků chrómu a niobu do strusky a způsobí značné zvýšení její viskozlty a další omezení její raflnační účinnosti.One known method of producing steel in an electric arc furnace is the technology under one etruscan, in which the melting of the mills is finished under the furnace. High furnace production is achieved, but the disadvantage of this method is the low quality of the steel produced, in particular its inadequate micro-purity, high oxygen and sulfur content and the possibility of using this technology only in the production of certain types of steel. Also known is a method of producing steel in an electric arc furnace with a two-stage slag mode, where the melt is refined under an oxidic etruscan and completes under an etruscan reducing. Etruscan white or kerbidl is used as reducing Etruscan. Reducing Etruscan is made up of lime and fluorspar and ferosillico ingredients. The properties of this slag are checked during manufacture by assessing the degree of disintegration of the etruscan sample as a result of the modification of the calcium silicate modification to its modification at an etruscan temperature of about 675 ° C. The disadvantage of the method of production under this reducing etruscan is its relatively low refining efficiency at the beginning of the reduction period, the relatively long duration of the reduction period and the difficulty of controlling the melt in order to achieve an optimal bath composition. Another disadvantage is the deterioration of the viscosity and refining efficiency of this slag due to the presence of magnesium oxide entering the etrusk due to wear of the furnace lining. In order to improve the desulfurization effect of the etrusk during tapping, one portion of aluminum grits can be added to the reduction slag shortly after tapping. However, this additive no longer affects the reaction between the etruscan and the metal in the furnace and does not affect the shortening of the melting time, nor does it significantly alter the quality of the steel produced. In the above-mentioned steel production processes, alloying elements β are usually added with higher affinity for oxygen, in particular manganese, chromium and nickel alloys, during the reduction period, when a sufficiently effective reducing etruscan is formed. However, the melting of these additives increases the duration of the reduction period and the total melting time. If ferro-chromium and feroniob are added to the bath at the beginning of the reduction period, some of the chromium and niobium oxides pass into the slag and cause a significant increase in its viscosity and further reduce its refining efficiency.

Uvedené nevýhody se odstraní způsobem výroby oceli v elektrická oblouková peci se zkrácenou dobou redukčního období podle vynálezu, při němž se na začátku redukčního období ocel desoxiduje hliníkem a ne hladinu oceli, zbavená oxidační etrusky, se po vytvoření redukční etrusky přisadí vápno a ředidlo, například kazivee nebo bauxit. Podstatou vynálezu je, že se v průběhu tavení redukční etrusky přisadí na strusku směs prachového ferosillcla s hliníkem v poměru 1:0,1 až 1:0,5 a pak v časových intervalech 10 až 15 minut nejméně dvě dávky hliníkové směsi β obsahem hliníku 70 ež 90 % hmotnostních v množství 10 až 20 kg/t redukční strusky až do dosažení poměru koncentrací (CaO - SiOgbAlgO^ od 1,0 do 2,5 v odpichové struace.These disadvantages are overcome by the method of production of steel in an electric arc furnace with a reduced reduction period according to the invention, in which the steel is deoxidized at the beginning of the reduction period and not the oxidized etruscus-free steel level. or bauxite. The essence of the invention is that during the smelting of the reducing etrusk, a mixture of powder ferro-silica with aluminum in a ratio of 1: 0.1 to 1: 0.5 is added to the slag and then at least two doses of aluminum mixture β containing aluminum 70 up to 90% by weight in an amount of 10 to 20 kg / t of reducing slag until a concentration ratio (CaO - SiOgbAlgO? of 1.0 to 2.5 in tapping) is reached.

Způsob výroby oceli v elektrická obloukové peci podle vynálezu je založen na poznatku, že se při složení redukční strusky, v níž je poměr koncentrací (CaO - SiOghAlgO-j od 1,0 do 2,5, dosahuje vyeoké rychlosti odsiřování a odkyallčovánl, jež se nesníží ani při zvýšení konoentra ee kysličníku hořečnatého ve etrusce vlivem opotřebení pecní vyzdívky, neboť viskozita této struaky se zvyšováním koncentrace kysličníku hořečnatého snižuje. Vysokého rafinačního účinku strusky po celou dobu trváni redukčního období se dosáhne pouze tehdy, jestliže se dávky hliníkové směsi přisazují v časových Intervalech 10 až 15 minut. Po tuto dobu ee vždy udrží nízkáThe method for producing steel in an electric arc furnace according to the invention is based on the finding that, in the composition of a reducing slag in which the concentration ratio (CaO - SiOghAlgO-j is from 1.0 to 2.5), a high desulfurization and descaling rate is achieved. It does not decrease even when the magnitude of the magnesium oxide in the etrusca increases due to wear of the furnace lining, since the viscosity of the teat decreases with the increase in the concentration of magnesium oxide. 10 to 15 minutes, during which time ee always keeps low

215 662 hodnota aktivity kyslíku ve strusce při obvyklé úrovni parciálního tlaku kyslíku v pecní atmosféře. Nedojde proto k oxidaxi legujících prvků obsažených v lázni, tj. chrómu, niobu, křemíku, a přechodu kysličníků těchto prvků do etrusky. Zabrání se propalu legujících prvků a současně nedochází ke zvýšení viskozlty etrusky ani v případě, že jsou tyto prvky přisazeny již na počátku redukčního období. Rychlost odsíření oceli pod redukční etruskou je značně vyěěí, je-li v oceli vyšší obsah manganu. Je proto účelné přisadit již na začátku redukčního období feromangan.215 662 the value of oxygen activity in the slag at the usual level of oxygen partial pressure in the furnace atmosphere. Therefore, there will be no oxidaxing of the alloying elements contained in the bath, i.e., chromium, niobium, silicon, and the oxidation of these elements to the Etruscan. The burn-out of the alloying elements is avoided and at the same time the viscosity of the Etruscan is not increased even if these elements are already added at the beginning of the reduction period. The rate of desulfurization of the steel under the reducing etruscus is considerably higher if the steel has a higher manganese content. It is therefore advisable to add ferro-manganese at the beginning of the reduction period.

Výhodou způsobu výroby oceli v elektrická oblouková peci podle vynálezu je zkrácení redukčního období a tím i celá doby trvání tavby. Další výhodou je snížení spotřeby elektrické energie, a to jednak zkrácením doby tavby, jednak využitím tepla exotermické reakce hliníková směsi ve etruece. Přitom se zvýší výrobnost elektrické obloukové pece a výrazně zlepší jakost vyrobené oceli z hlediska obsahu kyslíku, síry a nekovových vměstků. Propal legujících prvků je poměrné malý a znamená nejen úsporu legur, ale i zpřesnění chemického složení vyrobené oceli, Těchto výhod ae dosáhne £ při zhoršeném stavu pecní vyzdívky v závěru pecní kampaně.The advantage of the method of producing steel in the electric arc furnace according to the invention is that the reduction period and thus the entire duration of the melting is reduced. Another advantage is the reduction of electric energy consumption, both by reducing the melting time and by utilizing the heat of the exothermic reaction of the aluminum mixture in the etruce. This will increase the production of the electric arc furnace and significantly improve the quality of the steel produced in terms of oxygen, sulfur and non-metallic inclusions. The burn of alloying elements is relatively small and not only saves alloying, but also refines the chemical composition of the steel produced. These advantages are achieved when the furnace lining deteriorates at the end of the furnace campaign.

K bližšímu osvětlení podstaty vynálezu se dále uvádí příklad způsobu výroby octli o složení v hmotnostních %: 0,11 až 0,16 % uhlíku, 0,35 až 0,55 % manganu, 0,20 až 0,35 % křemíku, stopy až 0,020 % fosforu, stopy až 0,020 % síry, 3,25 až 3,65 % niklu a 0,65 až 0,85 % ohromu, zbytek železo a obvyklá příměsi, v 50 t elektrické obloukové peci. Po skončení zkujňování a ztažení oxidační strusky byla ocel desoxidována 100 kg hliníku v houskách přisazených na tyčí a bezprostředně na to bylo do oceli přisazeno 200 kg feromanganu a 400 kg ferochromu. Pak bylo přisazeno 1600 kg vápna a 250 kg kazivce; po roztavení těchto dvou přísaá se vytvořily přibližně 2 t redukční etrusky. Za 8 minut po přisazení struskotvorných látek bylo na strusku pohozeno 140 kg mletého ferosilicla spolu s 30 kg hliníkového koncentrátu. Pak byla v desetiminutových intervalech struska pohozena dvěma dávkami hliníkového koncentrátu, z nichž každá měla hmotnost 20 kg. Po odebrání vzorku bylo zjištěno toto složení etrusky v hmotnostních %: 15,05 % kysličníku křemičitého, 21,80 % kysličníku hořečnatého, 33,75 % kysličníku vápenatého, 11,22 % kysličníku hlinitého a dále 1,05 % kysličníku železnatého, 0,65 % kysličníku manganatého a 0,25 % kysličníku chromitého. Protože poměr koncentrací ÍCaO - SiOgbAlgO^ činil 2,65, byla za 12 minut po předchozím vsazení přísady přisazena ještě jedna dávka^hliníkového koncentrátu o hmotnosti 30 kg, načež byl proveden odpich. Odpichové struska měla složení v hmotnostních %: 13,25 % kysličníku křemičitého, 22,20 % kysličníku hořečnatého, 44,42 % kysličníku vápenatého, 13,88-% kysličníku hlinitého a dále 0,65 % kysličníku železnatého, 0,60 % kysličníku manganatého a 0,10 % kysličníku chromitého, přičemž poměr koncentrací (CaO - SiOg): sAlgO^ činil 2,24. Ocel měla po dolegování křemíkem následující složeni v hmotnostních %:In order to illustrate the invention in greater detail, an example of a process for the preparation of octli in a composition by weight: 0.11 to 0.16% carbon, 0.35 to 0.55% manganese, 0.20 to 0.35% silicon, traces to 0.020% phosphorus, traces up to 0.020% sulfur, 3.25 to 3.65% nickel and 0.65 to 0.85% overwhelming, the remainder iron and usual impurities, in a 50 t electric arc furnace. Upon completion of refining and recovery of the oxidation slag, the steel was deoxidized with 100 kg of aluminum in the poles attached to the rod and immediately thereafter 200 kg of ferro-manganese and 400 kg of ferochrome were added to the steel. 1600 kg of lime and 250 kg of fluorspar were then added; approximately 2 t of reducing etrusks were formed after melting the two ingredients. At 8 minutes after the addition of the slag-forming substances, 140 kg of ground ferosilicon together with 30 kg of aluminum concentrate were deposited on the slag. Then, at 10 minute intervals, the slag was dropped with two portions of aluminum concentrate, each weighing 20 kg. After sampling, the following weight% Etruscan composition was found: 15.05% silica, 21.80% magnesium oxide, 33.75% calcium oxide, 11.22% alumina and 1.05% ferrous oxide. 65% manganese oxide and 0.25% chromium trioxide. Since the concentration ratio of ICaO-SiOgbAlgO4 was 2.65, a further dose of 30 kg of aluminum concentrate was added 12 minutes after the previous addition of the additive, followed by tapping. The tapping slag had a composition in weight%: 13.25% silica, 22.20% magnesium oxide, 44.42% calcium oxide, 13.88% alumina and 0.65% iron oxide, 0.60% oxide % of manganese and 0.10% chromium trioxide with a concentration ratio (CaO - SiO2): sAlgO2 of 2.24. The steel had the following composition in weight% after silicon alloying:

0,15 % uhlíku, 0,51 % manganu, 0,25 % křemíku, 0,007 % foeforu, 0,008 % síry, 3,42 % niklu,0.15% carbon, 0.51% manganese, 0.25% silicon, 0.007% phosphorus, 0.008% sulfur, 3.42% nickel,

0,76 % chrómu a 0,018 % hliníku, zbytek železo a obvyklé příměsi. Obsah kyslíku činil 0,0035 % hmotnostních a mlkročistota podle hodnocení Jernkontoret na vzorcích z vývalků byla v rozmezí hodnot 0,95 až 1,1. Celková doba trvání redukčního období činila 45 minut a byla o 25 minut kratší než při dosud snímám postupu výroby.0.76% chromium and 0.018% aluminum, the remainder iron and conventional additives. The oxygen content was 0.0035% by weight, and the Jernkontoret ' s purity on rolled samples ranged from 0.95 to 1.1. The total duration of the reduction period was 45 minutes and was 25 minutes shorter than in the production process.

Dalším příkladem je výroba oceli téže jakosti jako v předchozím příkladu. Při tavení redukční etrusky byla na strusku přisazena směs tvořená 160 kg feroeillcia a 25 kg granulovaného hliník· a v průběhul redukcebyly v desetiminutových intervalech přisazeny na strusku 3 dávkyAnother example is the production of steel of the same quality as in the previous example. During the melting of the reduction slag, a mixture of 160 kg of ferroillillium and 25 kg of granulated aluminum was added to the slag, and 3 doses were added to the slag at 10-minute intervals during the reduction.

215 662 hliníkové směsi, z nichž každé obsahovala 20 kg granulovaného hliníku a 5 kg drobného vápna Podle analýzy odpichové etrusky bylo zjištěno, že poměr koncentrací (CaO - SiOghAlgO^ ve atruace činil 1,35, a proto byla dohotovená ocel bez dalěíoh přísad odpíchnuté z pece.215 662 aluminum mixtures, each containing 20 kg of granulated aluminum and 5 kg of fine lime According to the tapping etruscus analysis, the concentration ratio (CaO - SiOghAlgO 4 in the atrium was 1.35) and therefore the finished steel without further additives was tapped from care.

Claims

A method for producing steel in an electric arc furnace with a reduced reduction period, at the beginning of which the steel is deoxidized by aluminum and to the surface of the deoxidized steel, is added lime and a diluent such as a cauldron or bauxlt during the melting of the reducing etrusk, a mixture of ferroalloy powder and aluminum in the ratio of 1: 0.1 to 1.05 and then at intervals of 10 to 15 minutes at least two doses of aluminum mixture β with an aluminum content of 70 to 90% by weight in an amount of 10 to 20 kg / t of reducing etrusk until concentration ratio is reached

CaO - SlOg - - - from 1.0 to 2.5 in tapping atrus.