CS272362B1

CS272362B1 - A method of processing high iron, nickel, and phosphorus pig iron

Info

Publication number: CS272362B1
Application number: CS881252A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Prof Ing Drsc Parma; Jiri Ing Csc Bazan
Original assignee: Vaclav Prof Ing Drsc Parma; Jiri Ing Csc Bazan
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS125288A1

Abstract

Způsob zpracování surového železa s vysokým obsahem ohromu, niklu a fosforu, zejména s 2 % hmot. chrómu, 0,4 % hmot. niklu a 0,13 % hmot. fosforu, se provede ve dvou stupních. V prvním stupni se do surového železa přivádí kyslík a okuje za současného promíchávání lázně, například argonem, načež po stažení strusky se ve druhém stupni do lázně přivádí kyslík a struskotvorná směs tvořená okujemi, vápnem a kazivcem za opětovného současného promíchávání lázně, například argonem. Surové železo se může před zpracováním obohatit chromém a niklem. Způsob zpracování surového železa s vysokým obsahem ohromu, niklu a fosforu je využitelný v hutnictví při zpracování surového železa.The method of processing pig iron with a high content of chromium, nickel and phosphorus, in particular with 2% by weight of chromium, 0.4% by weight of nickel and 0.13% by weight of phosphorus, is carried out in two stages. In the first stage, oxygen and scale are introduced into the pig iron while the bath is stirred, for example with argon, after which, after the slag has been removed, oxygen and a slag-forming mixture consisting of scale, lime and fluorite are introduced into the bath in the second stage while the bath is stirred again, for example with argon. The pig iron can be enriched with chromium and nickel before processing. The method of processing pig iron with a high content of chromium, nickel and phosphorus is useful in metallurgy for processing pig iron.

Description

Vynález pojednává o úpravě chemického složení surového železa s vysokým obsahem chrómu, niklu a fosforu, v pánvi.The invention relates to the modification of the chemical composition of pig iron with a high content of chromium, nickel and phosphorus in the ladle.

V současné době při výrobě niklu vzniká odpad s hmotnostním obsahem 51 až 54 % železa, 0,3 až 0,6 % manganu, 0,1 až 0,2 % niklu, 2,2 až 2,6 % chrómu, 7 až 10 % oxidu křemičitého Sit^, 4 až 6 X oxidu hlinitého AlgOj, 1 až 3 X oxidu vápenatého CaO, 0,5 až 1,5 X oxidu hořečnatého MgO, 0,1 až 0,2 X oxidu titaničitého T1O2, 0,2 až 0,4 X alkalií, 0,05 až 0,08 X síry a 0,02 až 0,04 X fosforu, který se využívá pouze v malé míře a hromadí se na odvalech.At present, nickel production generates waste with a content of 51 to 54% by weight of iron, 0.3 to 0.6% of manganese, 0.1 to 0.2% of nickel, 2.2 to 2.6% of chromium, 7 to 10 % of silica Sit, 4 to 6 X of alumina AlgO3, 1 to 3 X of calcium oxide CaO, 0.5 to 1.5 X of magnesium oxide MgO, 0.1 to 0.2 X of titanium dioxide T1O2, 0.2 to 0.4 X alkali, 0.05 to 0.08 X sulfur and 0.02 to 0.04 X phosphorus, which is used only to a small extent and accumulates on dumps.

Při částečném zpracování tohoto odpadu na aglomeračním pásu a potom ve vysoké peci se získá surové železo, které má následující hmotnostní složení 4,1 až 4,3 X uhlíku, 0,6 až 0,8 % manganu, 0,7 až 0,9 X křemíku, okolo 2 X chrómu, okolo 0,4 X niklu, 0,12 až 0,13 X fosforu a 0,02 až 0,03 síry. Toto surové železo je svým složením pro zpracování v ocelárnách, zejména s ohledem na vysoký obsah fosforu nevhodné, neboť zpracování v ocelárnách běžnou stávající technologií má řadu nevýhod. V průběhu zkujnovacího pochodu se totiž převážná část chrómu oxiduje a přechází do strusky a zbytkový obsah chrómu a niklu v oceli u většiny taveb převyšuje jeho přípustný obsah. V podnicích s uzavřeným hutním cyklem při zpracování vlastního odpadu v ocelárnách a ocelářské strusky ve vysoké peci dochází k nežádoucímu oběhu chrómu, včetně nežádoucího zvyšování jeho hladiny v oceli. Zvyšování obsahu oxidu chromitého Cr₂0j v ocelářských struskách omezuje zpracování těchto strusek mletím pro zemědělství v důsledku toxických účinků C^Oj.Partial treatment of this waste on the sintering belt and then in the blast furnace yields pig iron having the following composition by weight of 4.1 to 4.3% carbon, 0.6 to 0.8% manganese, 0.7 to 0.9 X silicon, about 2 X chromium, about 0.4 X nickel, 0.12 to 0.13 X phosphorus and 0.02 to 0.03 sulfur. Due to its high phosphorus content, this pig iron is unsuitable for processing in steel mills, since processing in steel mills by conventional existing technology has a number of disadvantages. During the forging process, most of the chromium is oxidized and converted into slag, and the residual content of chromium and nickel in the steel in most melts exceeds its permissible content. In companies with a closed metallurgical cycle, when processing their own waste in steel mills and steel slag in a blast furnace, there is an undesirable circulation of chromium, including an undesirable increase of its level in the steel. Increasing the content of Cr ₂ O 3 in steel slags limits the processing of these slags by milling for agriculture due to the toxic effects of Cr 2 O 3.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob zpracování surového železa s vysokým obsahem chrómu, niklu a fosforu, zejména s 2 X chrómu, 0,4 X niklu a 0,13 X fosforu, prováděný ve dvou stupních podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že v prvním stupni se do surového železa přivádí kyslík a okuje za současného promíchávání lázně, například argonem, načež po stažení strusky se ve druhém stupni do lázně přivádí kyslík a struskotvor ná směs tvořená okujemi, vápnem a kazivcem za opětovného promíchávání lázně, například argonem, Surové železo se před zpracováním může obohatit chromém a niklem.These disadvantages are eliminated by the process for treating pig iron with a high content of chromium, nickel and phosphorus, in particular with 2 X chromium, 0.4 X nickel and 0.13 X phosphorus, carried out in two stages according to the invention. The essence of the invention is that in the first stage oxygen is fed to the pig iron and scale while stirring the bath, for example with argon, after which the slag is withdrawn in the second stage oxygen and slag-forming mixture consisting of scale, lime and fluorspar is re-stirred. stirring the bath, for example with argon. The pig iron can be enriched with chromium and nickel before processing.

Způsob podle vynálezu umožňuje využívání odpadu z výroby niklu po jeho zpracování ag lomerací a dále ve vysoké peci. Oxidačním odfosfořením surového železa se zvýšeným obsahem chrómu a niklu v transportních anebo nalévacích pánvích se získá upravené surové železo pomocí plynného kyslíku a směsi okují, vápna a kazivcem které lze použít při výrobě legovaných ocelí chromém a niklem. Způsob podle vynálezu umožňuje likvidaci- odpadu, který se dosud nevyužit převážně skladoval na haldách, takže řeší ekologický i ekonomický problém výskytu nevyužívaných druhotných hutních surovin.The process according to the invention makes it possible to use the waste from the production of nickel after its treatment by agglomeration and further in a blast furnace. Oxidative dephosphorization of pig iron with increased chromium and nickel content in transport or pouring ladles yields treated pig iron using oxygen gas and a mixture of scale, lime and fluorspar which can be used in the production of chromium and nickel alloy steels. The process according to the invention makes it possible to dispose of waste which has not yet been mainly used in heaps, so that it solves the ecological and economic problem of the occurrence of unused secondary metallurgical raw materials.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v příkladu a tabulce pro provádění způsobu zpracování surového železa s vysokým obsahem chrómu, niklu a fosforu podle vynálezu.The invention and its effects are explained in more detail in an example and a table for carrying out the process for processing pig iron with a high content of chromium, nickel and phosphorus according to the invention.

PříkladExample

Technologie oxidačního odfosfoření a odsíření surového železa se zvýšeným obsahem chrómu a niklu se provedlo ve dvou stupních a to tak, že nejdříve se oxidoval pomocí plyn ného kyslíku křemík a po stažení vzniklé strusky se provedlo odfosfoření a to opět dmýchá • ním kyslíku do tekutého kovu, přičemž na hladinu kovu se přidávala struskotvorná směs z okují, vápna a kazivce. V následující tabulce je uvedena ověřená potřeba okují a kyslíku v závislosti na obsahu křemíku v surovém železe.The technology of oxidative dephosphorization and desulfurization of pig iron with increased content of chromium and nickel was carried out in two stages, first by oxidizing silicon with gaseous oxygen and after removing the resulting slag, dephosphorization was performed by blowing oxygen into the liquid metal again. a slag-forming mixture of scale, lime and fluorspar was added to the metal surface. The following table shows the verified need for scale and oxygen depending on the silicon content of the pig iron.

CS 272362 BlCS 272362 Bl

Obsah Si v surovém železe (% hmot.) Si content in pig iron (% by weight) Celkové množství kyslíku (m³)Total amount of oxygen (m ³ ) Intenzita dmýchání kyslíku (m³.min^-1)Oxygen blowing intensity (m ³ .min ^-1 ) Množství vzniklého oxidu SiO₂(kg)Amount of SiO ₂ oxide formed (kg) Množství přidaných okují (kg) Amount of scale added (kg) 0,7 0.7 560 560 80,0 80.0 1 500 1,500 3 286 3 286 0,8 0.8 640 ’ 640 ’ . 91,4 . 91.4 1 714 1 714 3 754 3 754 0,9 0.9 720 720 ' 102,85 '102.85 1 928 1 928 4 223 4 223 1,0 1.0 800 800 114,30 114.30 2 143 2 143 4 694 4 694 1,1 1.1 880 880 125,70 125.70 2 357 2 357 5 163 5 163 1,2 1.2 960 960 , 137,14 , 137.14 2 571 2 571 5 632 5 632

Optimální odfosfoření surového železa vyžadovalo jeho okřemičení s následným odfosfořením. Pro výpočet potřebných médií bylo uvažováno následující chemické složení surového železa v % hmot.: 4,1 % uhlíku, 0,7 % manganu, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2 % křemíku, 0,13 % fosforu, 0,02 % síry a 0,1.4 % chrómu. V případě nalití 100 t surového železa do pánve bylo pro oxidaci křemíku nutno přivést následující množství kyslíku pro reakci, S'i + Oj ~SiOg, tedy 28 kg + 22,4 m³ —> 60 kg. Předpokládaná doba dmýchání kyslíku překročila 7 minut, této době odpovídají i příslušné intenzity dmýchání. Množství vzniklého . -1 oxidu křemičitého S1O2 se pohybovalo v rozmezí 15,0 až 25,7 kg.t surového železa. Vzniklý oxid křemičitý SiOj při oxidaci křemíku se vázal na oxid železnatý FeO, případně oxid vápenatý Cap. Aby se předešlo ztrátám železa, bylo třeba do pánve přidávat suché okuje, nezbytné pro reakci (SÍO2) + 2(Fe0) —> SiOjCFeOjj. Při výpočtu potřebného množství okují bylo uvažováno následující chemické složení: 65 % oxidu železnatého FeO, 33 % oxidu železitého Fe₂0j, zbytek oxid křemičitý Si0₂, oxid manganatý MnO, síra, oxid fosforečný P₂0₅a Fe_kov> Oxid železitý FejOj byl uvažován na oxid železnatý FeO pomocí koeficientu 1,35. Vypočtené množství je uvedeno ve výše uvedené tabulce.Optimal dephosphorization of pig iron required its silication followed by dephosphorization. The following chemical composition of pig iron in% by weight was considered for the calculation of the required media: 4.1% carbon, 0.7% manganese, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1, 2% silicon, 0.13% phosphorus, 0.02% sulfur and 0.1.4% chromium. In the case of pouring 100 t of pig iron into the ladle, the following amount of oxygen for the reaction had to be supplied for the oxidation of silicon, S'i + Oj ~ SiOg, i.e. 28 kg + 22.4 m ³ -> 60 kg. The expected oxygen blowing time exceeded 7 minutes, the corresponding blowing intensities also correspond to this time. The amount generated. -1 of silica S1O2 ranged from 15.0 to 25.7 kg.t of pig iron. The silica SiO 2 formed during the oxidation of silicon was bound to iron oxide FeO or calcium oxide Cap. In order to prevent iron losses, it was necessary to add to the ladle the dry scales necessary for the reaction (SiO2) + 2 (Fe0) -> SiOjCFeOjj. The following chemical composition was considered in the calculation of the required amount of scale: 65% iron oxide FeO, 33% iron oxide Fe ₂ 0j, the remainder silica Si0 ₂ , manganese oxide MnO, sulfur, phosphorus oxide P ₂ 0 ₅ and Fe _metal> Iron oxide FejOj was considered for iron oxide FeO using a coefficient of 1.35. The calculated amount is given in the table above.

Aby se dosáhlo maximální intenzity míchání surového železa v pánvi, bylo nutno přivádět dnem pánve argon v množství více než 0,006 m^.ť^.min”^·. Místo argonu lze použít dusík. Jakmile se ubsah křemíku snížil na hodnotu pod 0,1 % hmot., přerušilo se dmýchání kyslíku na lázeň a stáhla se struska. Potom ve druhém stupni se přidávala na lázeň odfosfořovací směs, složená z 60 % okují, 10 % kazivce a 30 % vápna. Lze použít také směs, která obsahuje menší podíl okují a větší podíl vápna. Za předpokladu, že obsah fosforu poklesne z 0,13 na 0,026 %, potom na jeho oxidaci a převod do strusky bude v souladu s následující rovnicí 2(P) + 5(FeO) + 4(CaO) —(CaO)^ . P₂0₅ + 5Fe třeba 62 kg + 360 kg + + 224 kg --->366 kg + 280 kg, je tedy zapotřebí 603,8 kg oxidu železnatého FeO a 375,7 kg oxidu vápenatého CaO, což při uvažování 10 % volného CaO ve strusce představuje 403,2 kg vápna na 100 t surového železa při 93 % CaO. Tomuto množství vápna odpovídá v odfosfořovací směsi 551 kg okují a 103 kg kazivce.In order to achieve the maximum mixing intensity of the pig iron in the ladle, it was necessary to supply argon in the amount of more than 0.006 m 2 / min. Nitrogen can be used instead of argon. As soon as the silicon content decreased to a value below 0.1% by weight, the oxygen blowing on the bath was stopped and the slag was withdrawn. Then, in the second stage, a dephosphorizing mixture composed of 60% scale, 10% fluorspar and 30% lime was added to the bath. It is also possible to use a mixture which contains a smaller proportion of scale and a larger proportion of lime. Assuming that the phosphorus content drops from 0.13 to 0.026%, then its oxidation and conversion to slag will be in accordance with the following equation 2 (P) + 5 (FeO) + 4 (CaO) - (CaO) 2. P ₂ 0 ₅ + 5Fe need 62 kg + 360 kg + + 224 kg ---> 366 kg + 280 kg, so 603.8 kg of iron oxide FeO and 375.7 kg of calcium oxide CaO are needed, which when considering 10% of free CaO in slag represents 403.2 kg of lime per 100 t of pig iron at 93% CaO. This amount of lime in the dephosphorization mixture corresponds to 551 kg of scale and 103 kg of fluorspar.

Po takto provedeném odfosfoření a odsíření surového železa se dosáhlo poklesu obsahu fosforu o 87 % a obsahu síry o 34 %. Zároveň došlo ke snížení obsahu chrómu a uhlíku do výše 15 %. Výsledný produkt se využil při výrobě legovaných chromniklových ocelí pochodem VOD, Vakuvit nebo ADD.After dephosphorization and desulphurisation of pig iron in this way, a decrease in phosphorus content of 87% and sulfur content of 34% was achieved. At the same time, the content of chromium and carbon was reduced to 15%. The resulting product was used in the production of alloyed chrome-nickel steels by VOD, Vakuvit or ADD.

Způsob zpracování surového železa s vysokým obsahem chrómu, niklu a fosforu podle vynálezu je využitelný v hutnictví při zpracování surového železa.The process for processing pig iron with a high content of chromium, nickel and phosphorus according to the invention is useful in metallurgy in the processing of pig iron.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. The process for processing pig iron with a high content of chromium, nickel and phosphorus, in particular with 2 wt.%, Chromium, 0.4 wt.%, Nickel and 0.13 wt.%, Phosphorus, is carried out in two stages, characterized in that in In the first stage, oxygen is fed to the pig iron, scaled and scale while stirring the bath, for example with argon, after which the slag is withdrawn.

2. The method according to item 1, characterized in that the pig iron is enriched with chromium and nickel before processing.