專利名稱：電爐中在高含鉻的熔液中產(chǎn)生泡沫熔渣的方法
電爐中在高含鉻的熔 液中產(chǎn)生泡沬熔渣的方法本申請(qǐng)是國際申請(qǐng)?zhí)枮椤癙CT/EP2004/004312”，國際申請(qǐng)日為2004年4月23日， 申請(qǐng)?zhí)枮椤?00480014322. 6”且發(fā)明名稱為“電爐中在高含鉻的熔液中產(chǎn)生泡沫熔渣的方” 的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。本發(fā)明涉及一種在電弧爐中在高含鉻的鋼熔液中產(chǎn)生泡沫熔渣的方法，其中，將 金屬氧化物和碳組成的混合物加入到爐中，在熔渣中金屬氧化物通過碳還原，并且產(chǎn)生的 氣體通過形成氣泡而產(chǎn)生熔渣泡沫。在電弧爐運(yùn)行時(shí)，爐料、也就是主要是廢鋼鐵和合金用從上部伸入到爐缸的電極 的電弧將其熔化。其中，熔渣除了它的主要功能，也就是將所不希望的成分從熔液中除掉以 夕卜，該熔渣在泡沫形狀態(tài)時(shí)還完成保護(hù)功能。在這種狀態(tài)中熔渣包圍電極端部和金屬表面 之間的空間，并且保護(hù)爐的耐火爐襯避免電弧的輻射能。由于起泡沫的熔渣的傳熱能力弱， 所以大大地降低了電弧對(duì)電爐壁的輻射，從而改進(jìn)了金屬熔液的能量輸入。在非防銹的鋼或者含鉻低的鋼中通過同時(shí)將碳和氧吹入到熔渣或者鋼液熔池中 產(chǎn)生泡沫熔渣。在反應(yīng)過程2 [C] + {02} · 2 {CO}2 {CO} + {02} · 2 {C02}中所產(chǎn)生的氣體導(dǎo)致熔渣起泡。此外，根據(jù)(FeO)+ [C] · [Fe]+ {CO}碳將氧化鐵還原成鐵和一氧化碳。起泡的熔渣包圍著電極，并且作為保護(hù)層分布在電弧和爐壁之間。在高含鉻的熔液中吹入的碳原則上是作為氧化鉻的還原元素起反應(yīng)。在金屬熔池 中上述反應(yīng)的作用很小。此外，在熔渣中氧化鐵的含量太少，以至于不能保證滿意地使熔渣 起泡沫。總之，在高含鉻的熔液中由于所述的差異在過熱階段難于產(chǎn)生起泡的熔渣。為此，涉及電爐中在熔融的防銹的鋼上產(chǎn)生泡沫熔渣的方法的EP 0829 545 Bl提 出向熔渣中加入由金屬氧化物，即氧化鋅或者氧化鉛和碳組成的粉末。通過氧和碳起反應(yīng)， 在粉末中所含的氧被還原。在熔渣中形成氣泡，這些氣泡主要由一氧化碳組成，其中，在熔 渣中所含的氣泡使熔渣起泡。為此，借助一種注射介質(zhì)，例氮將該粉末注入到熔渣中。按照現(xiàn)有技術(shù)，將能起反應(yīng)的混合物作為粉末添加到熔渣或者熔液中。由于和粉 末形狀相關(guān)的比較大的表面發(fā)生短時(shí)和強(qiáng)烈的反應(yīng)。此外，該反應(yīng)在位置上受限地發(fā)生在 噴射裝置或者鼓風(fēng)裝置的附近，并且在此特別是在熔池中的噴槍的尖端部。根據(jù)這樣的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種在電爐中在熔融的高含鉻的鋼上 產(chǎn)生泡沫熔渣的方法，其中，引起泡沫反應(yīng)的過程應(yīng)該是可控地進(jìn)行的。這個(gè)任務(wù)通過一種用于在電弧爐中在高含鉻的鋼熔液中產(chǎn)生泡沫熔渣的方法得 以完成，其中，將由金屬氧化物和碳組成的混合物送入爐中，其中，在熔渣中金屬氧化物通 過碳還原，并且所產(chǎn)生的氣體在熔渣中形成氣泡，并且這些氣泡使熔渣起泡，其特征在于， 由金屬氧化物和碳組成的混合物作為擠壓的和/或有粘合劑的成形件，例如粒狀物，借助 于輸送系統(tǒng)均勻地送入熔渣內(nèi)。
在從屬權(quán)利要求中對(duì)其它有利的改進(jìn)方案進(jìn)行了說明。按照本發(fā)明，由金屬氧化物和碳組成的混合物不是作為粉末，而是作為壓制的和/ 或帶粘合劑的成形件送入爐中。除了優(yōu)選的顆粒形外例如也可具有其它的形狀，如團(tuán)塊形。 通過有針對(duì)性地調(diào)節(jié) 成形件_下面以粒狀物(Pellet)具體化_的特性，和使用粉末形狀時(shí) 相反的是，氣體生成在位置、類型和時(shí)間方面，特別是反應(yīng)的時(shí)間起始點(diǎn)、速度、程度和/或 反應(yīng)的時(shí)間長度都是可控制的。特別是通過擠壓和/或摻和的含鐵體，例如鎳鐵，和粘合劑的類型和量對(duì)粒狀物 的密度特性進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的變型方案調(diào)節(jié)壓制件的密度，即在熔渣中的粒 狀物漂浮在金屬-熔渣相界的旁邊或者就在該相界本身上。通過添加含鐵體確保粒狀物比 熔渣重，但是比金屬熔液輕。因此產(chǎn)生氣體的地點(diǎn)是有限定的，也就是在熔渣中的金屬和熔 渣的邊界中。這樣，粒狀物和金屬熔池不發(fā)生接觸，從而防止了熔液的滲碳。也可調(diào)節(jié)粒狀 物的特性，使粒狀物可以定位在熔池和熔渣之間的不同部位。這樣就可保證起泡的過程中 只在熔渣中發(fā)生，以提高其效率。此外，粒狀物還應(yīng)具有如此的密度或者經(jīng)過壓制，使粒狀物分解均勻而且緩慢，其 中，氣體的生成并且因此起泡反應(yīng)也均勻和時(shí)間比較長。此外，通過一種更加強(qiáng)烈的擠壓壓 縮可以達(dá)到使反應(yīng)時(shí)間滯后。這可以阻止提前反應(yīng)，或者保證只是在粒狀物已分布在熔渣 中時(shí)才開始反應(yīng)。此外，也可通過粒狀物的尺寸有針對(duì)性地調(diào)節(jié)氣體的生成。通過粒狀物具有比較 大的直徑并且因此具有比粉末小的表面因而在均勻地生成氣體時(shí)使起泡反應(yīng)可以保持得 比較長。對(duì)于基本組分金屬(鎂)氧化物和碳作如下反應(yīng)(MexOn) + [C] · X [Me] + {CO}2 {CO} + {02} · 2 {C02}在制造粒狀物的混合物方面可以使用鋼生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，例如殘余電極的碳或者 廢氧化部分(Abfallzimderteile)。特別是在這些混合物中建議使用粘合劑。除了基本元素金屬氧化物和碳以外還可附加地將一種造渣劑，特別是石灰石壓縮 到所建議的粒狀物形狀中。由于石灰石附加地加強(qiáng)了所希望的co/co2的生成。此外，還可一起壓縮或者粘合一種熔渣液化劑，優(yōu)選為CaF2。這樣防止，隨著氧化 鉻含量的提高含鉻的熔渣變得越來越粘稠。此外還建議將還原劑，如硅和/或鋁，特別是和石灰石一起壓入到一部分粒狀物 中，以便對(duì)熔渣中的氧化鉻的含量進(jìn)行控制。這種還原劑減少熔渣中的氧化鉻的含量，并且 因此也降低了在熔渣中鉻的含量。此外，也改進(jìn)了熔渣中的泡沫。和必須局部地噴入粉末相反，粒狀物是通過爐蓋和/或爐子的側(cè)壁添加到爐子的 不同部位。用粉末不可能做到這一點(diǎn)，因?yàn)榉勰┑拇蟛糠謺?huì)被爐子的除塵裝置吸走。因此 建議對(duì)準(zhǔn)電極的熱點(diǎn)的附近或者直接對(duì)準(zhǔn)電極的熱點(diǎn)將粒狀物送入熔渣中，為的是特別是 在電極上進(jìn)行起泡反應(yīng)。從下邊的


中得出本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)。這些附圖是圖1 具有熔渣泡沫粒狀物添加裝置的電弧爐的橫截面示意圖，
圖2 圖1的電弧爐的俯視圖。
圖1所示的電弧爐1由一個(gè)具有耐火壁3的爐缸2以及一個(gè)爐蓋4組成。在添加 了廢料和合金組分以后-在這種情況中-三個(gè)電極5a_c從上部進(jìn)入到爐膛。由于形成的電 弧使固體材料被熔化。形成了一個(gè)在熔液6上漂浮的熔渣層7。為了使在電極5a_c和耐火 的爐壁3之間的熔渣7進(jìn)行起泡反應(yīng)，熔渣泡沫材料作為成形件8，即以粒狀物形式加入到 爐膛內(nèi)。優(yōu)選地粒狀物通過爐蓋4和在此通過第五個(gè)蓋孔9和/或側(cè)壁10送入爐中。為 此設(shè)置了具有吹入導(dǎo)管或者重力輸送系統(tǒng)11的吹入系統(tǒng)，該吹入系統(tǒng)通過爐子的側(cè)壁10 延 伸。代替吹入導(dǎo)管也可以使用噴槍。為了裝入粒狀物也可代替地或者附加地使用由環(huán)形導(dǎo)管組成的氣動(dòng)式輸送系統(tǒng) 12。該輸送系統(tǒng)具有一個(gè)沿爐蓋4分布的環(huán)形導(dǎo)管13，如從圖中清楚可見。該環(huán)形導(dǎo)管同 時(shí)也具有與爐蓋成徑向分布的環(huán)形導(dǎo)管段14。在所示實(shí)施例中，在環(huán)形導(dǎo)管13，14或者相 應(yīng)的爐蓋壁上設(shè)置了三個(gè)進(jìn)料孔15a-c。通過這個(gè)系統(tǒng)12粒狀物均勻地在爐子的橫截面 上送入到爐子的熔渣7中。其中，設(shè)置進(jìn)料孔15a-c，使粒狀物在熱點(diǎn)的附近和熔渣7起反 應(yīng)。粒狀物漂浮在熔渣7中，并且在所希望的氣體生成以及從而控制起泡反應(yīng)方面根 據(jù)地點(diǎn)、時(shí)間和類型受控地在那里反應(yīng)。特別是通過調(diào)節(jié)粒狀物的密度和尺寸可以達(dá)到氣 體生成的過程盡可能均勻、時(shí)間比較長并且不太強(qiáng)烈。一種在粒狀物表面上的受控反應(yīng)導(dǎo) 致熔渣起泡均勻。附圖標(biāo)記列表1電弧爐9第五個(gè)爐蓋孔2爐缸10爐子的側(cè)壁3耐火壁11吹入導(dǎo)管4爐蓋12氣動(dòng)式輸入系統(tǒng)5電極13環(huán)形導(dǎo)管6熔液14環(huán)形導(dǎo)管段7熔渣15進(jìn)料孔8成形件(粒狀物)
權(quán)利要求
1.用于在電弧爐⑴中在高含鉻的鋼熔液(6)中產(chǎn)生泡沫熔渣(7)的方法，其中，將由 金屬氧化物和碳組成的混合物送入爐(1)中，其中，在熔渣(7)中金屬氧化物通過碳還原， 并且所產(chǎn)生的氣體在熔渣中形成氣泡，并且這些氣泡使熔渣起泡，其特征在于，由金屬氧化 物和碳組成的混合物作為擠壓的和/或有粘合劑的成形件(8)，例如粒狀物，借助于輸送系 統(tǒng)(12)均勻地送入熔渣(7)內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，有針對(duì)性地調(diào)節(jié)成形件(8)的密度，使成 形件在熔渣(7)中漂浮在金屬和熔渣相界旁邊。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)成形件(8)的密度，使成形件在 熔渣中漂浮在熔液(6)和熔渣(7)的相界旁邊。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，通過添加含鐵體調(diào)節(jié)成形件(8)的密度。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)成形件(8)的密度，使 成形件在熔渣(7)中均勻和緩慢地分解，并且氣體生成的過程均勻地、時(shí)間比較長地并且 在熔渣中地點(diǎn)有限定地在金屬和熔渣的相界旁邊進(jìn)行。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)成形件(8)的密度，使 成形件時(shí)間滯后地分解。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，附加地向混合物中添加造渣 劑，優(yōu)選為石灰石。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，附加地向混合物中添加一種 熔渣液化劑，優(yōu)選為CaF2。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，附加地向混合物中添加還原 劑，優(yōu)選為硅和/或鋁。
10.按照權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過電爐(1)的側(cè)壁(10) 和/或爐蓋⑷加入成形件⑶。
11.按照權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對(duì)準(zhǔn)電極(5a-c)的熱點(diǎn) 的近處或者直接對(duì)準(zhǔn)電極的熱點(diǎn)將成形件⑶加入到熔渣(7)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在電爐中在高含鉻的鋼熔液中產(chǎn)生泡沫熔渣的方法，其中，將由金屬氧化物和碳組成的混合物加入到爐中，在熔渣中金屬氧化物通過碳還原，并且產(chǎn)生的氣體在熔渣中形成氣泡，并且這些氣泡使熔渣起泡，氣體的生成和起泡的過程應(yīng)是可控制的。為此建議，由金屬氧化物和碳及必要時(shí)含鐵體組成的混合物作為擠壓的成形件和/或設(shè)有粘合劑的成形件，如粒狀物，被送入。通過調(diào)節(jié)粒狀物的特性，特別是粒狀物的密度和/或擠壓特性可以控制氣體生成的地點(diǎn)、類型和時(shí)間。
文檔編號(hào)C21C7/00GK102061356SQ20111002701
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月24日
發(fā)明者J·賴歇爾, L·羅澤 申請(qǐng)人:Sms西馬格股份公司