專利名稱：用于對鋼水脫碳的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對封閉的冶煉容器內的鋼水脫碳的方法，所述容器與真空設備連接并且通過一吹氧管及一給料裝置分別將氧和可燃物質送入容器內，本發(fā)明還涉及一種實施本方法的相應裝置。
就所謂的強制脫碳而言，已知必須在脫碳階段添加入氧氣。只要在鋼內含有的氧不夠脫碳時，或含氧量低到必要的脫碳在供使用的時間內不能結束時，則總是需要添加氧氣的。采用這種方法時例如將RH容器的插管插入鋼水內。隨著在RH容器內開始降壓，同時賴于壓力的降低開始脫碳過程。當達到減壓P＜100毫巴時噴氧管起動并吹入約1至3分鐘的O2。在深真空階段自動脫碳，脫氧后脫碳結束。
在脫碳時生成達70％CO。一部分CO自動與添加的氧反應成CO2。在采用此種運行方式時再燃燒度小于30％。
另外冶金工作者通常都采用鋁對常壓設備內的鋼水進行化學加熱的方法。在化學加熱時由鋁與添加氧的燃燒產生的能量，被用于對鋼水加熱。
除用鋁的這種純熱加熱外，還可以將鋁與其它物質一起用于對鋼水的處理。在EP 0 110 809中記載了一種利用反應熔渣對鋼水包內的鋼進行處理的方法，其中進行金屬生熱反應，其中利用噴氧管將氧氣吹入插在鋼水中的料鐘(Glocke)內，可燃金屬物質進行反應，形成反應熔渣并且在進行鋼處理的管子下面吹入中性或還原的吹洗氣體。
這種用于對鋼水進行脫硫-，脫氧-和凈化反應的方法的缺點在于，將生成反應熔渣，這些熔渣將在插入液態(tài)金屬的料鐘內形成。
在EP 0347 884 B1中記載了一種用于對鋼水脫氣和脫碳的方法，其中鋼水由容器被輸送至真空室內并且在真空室內以給定的間隔設置一噴氧管，用于燃燒位于真空室內鋼水表面附近的CO的氧氣或含氧氣體被由噴氧管吹入?？紤]到(CO+CO2)/廢氣量或CO/(CO+CO2)的預定比例，由噴氧管送入氧氣或含氧氣體，以便燃燒位于真空室內的鋼水表面附近的CO。
此方法并未記載在一定的壓力關系條件下對鋼水采用化學方式進行加熱并吹入一定過量的氧氣的內容。
本發(fā)明的目的在于，提出一種對鋼水脫碳的方法和相應的裝置，其中當實現高的氧化純度時可縮短脫碳時間和/或減少最終含碳量。
本發(fā)明通過采用方法權項1和裝置權項5的特征部分的特征實現了此目的。
依照本發(fā)明除了在脫碳階段為脫碳而采用的補充氧外還吹入其它的氧氣并且同時均勻地加入金屬燃料。
在已知的真空設備中，迄今僅對脫氧澆注(Al、Si或Al-Si-脫氧)的鋼水或未脫氧澆注的鋼水(脫碳鋼水)在隨后的脫碳和接著脫氧后進行化學加熱。其原因在于在添加加熱-鋁時降低脫碳所需的氧氣量。通過鋁與添加的氧氣的燃燒的反應而獲得的能量得到了充分的利用。在采用此方法時脫碳反應被急劇終止并且并未達到預期的脫碳氧氣量。
依照本發(fā)明避免了該缺點并且通過用鋁或類似產品的加熱過程對在脫碳時產生的溫度損耗進行補償。在采用推薦的添加氧的方法時，會在鋼水中產生時間有限的、局部的(partiell)氧過量的情況。局部的過量氧是在對真空設備中未脫氧的澆注的鋼水脫碳時，為燃燒金屬燃料或混合燃料附加需要的附加的氧氣，不會對脫碳過程造成不利的影響。此過量具有積極的熱動力和動力效應并以驚人的方式促進了脫碳過程。在不僅大大取決壓力、而且也在很大程度上取決于溫度的脫碳反應中，加快此反應過程的原因是，在化學加熱時尤其是在RH容器中短時間出現的部分鋼水的劇烈過熱將對脫碳反應起催化作用。
另外，尤其是可以采用諸如鋁砂等化學加熱劑用于加速脫碳。除了熱動力效應外，在加熱時生成的Al2O3顆粒將對反應動力起作用。此脫氧產物起著異晶核的作用并因此可以強制作用于脫碳速度，尤其是通過CO氣泡的形成。
在一有益的設計中，采用組合管，在所述管中輸送氧氣和金屬燃料。對顆粒特別粗大的物質，建議通過一單獨的管子將其輸送到容器內。
采用此方法可以在真空條件下脫碳時實現任何的局部溫度升高。其優(yōu)點在于，可以對諸如由于處理容器或鋼包預熱不充分造成的和由于運輸時間或處理時間加長而產生的遲延而造成的典型的溫度損耗進行補償。
通過在脫碳階段對脫碳鋼水進行有針對性的化學加熱可以降低轉爐-或UHP-出爐溫度。此點將導致—在轉爐中-延長轉爐使用壽命-在裝入固體廢鐵時高的可變性-縮短出鋼時間(Tap to tap-Zeit)—在電弧爐中-縮短出鋼時間-降低比電極的消耗-降低比能耗本發(fā)明推薦的方法可應用于各種形式的容器，如下述附圖中實施例所示。圖中示出

圖1在真空容器中的處理；圖2在RH容器中的處理；圖3在封閉鋼水包中的處理。
圖1示出一個備有蓋罩44的真空容器43，該真空容器通過一條抽氣管道42與真空設備41連接。在真空容器中有一個冶煉容器10，該容器具有一個外殼12，該外殼內備有耐火襯里13。容器內充有鋼水S。
一根測量管28和一根組合管31穿過蓋罩44。
組合管31具有一條輸氧管道32和一條金屬物質供料管道33。在輸氧管道32上有一閉鎖部件34并且在供料管道33上有一閉鎖部件35。閉鎖部件34和35具有控制機構23、25，所述控制機構通過控制線路24、26與一測量-和調節(jié)器22連接。該測量-和調節(jié)器22通過測量線路27與在測量管28上設置的用于測量溫度T的測量元件21和用于測量容器空間內的壓力P的測量元件29連接。
圖2示出一開口的冶煉容器10，該容器充有鋼水，其中在鋼水中插有RH容器45的一入口管46和一出口管47。RH容器通過一條抽氣管路42與真空設備41連接。除組合管31外有一根管子38插入RH容器內，以便可輸送特別大的顆粒的固體，該管子通過一閉鎖部件37與容器36連接。所述的測量-和調節(jié)-以及控制裝置的設計如圖1所示。
圖3示出一容器10，該容器被一蓋罩15封閉，該蓋罩具有一個料鐘14，該料鐘從容器口側插入位于容器10內的鋼水S內。
與真空設備41連接的抽氣管路42的設計如下，備有一可關閉的支路，具體地說，通向料鐘14的管路上備有閉鎖部件48并且通向罩蓋15的管路上備有閉鎖部件49。
測量-和調節(jié)裝置以及控制裝置的設計如圖1或圖2中所示。在料鐘14的內空間17內以及在容器的內空間11內，在此是鋼水包10的內空間內備有器件29。
溫度測量元件21穿過容器10的金屬外殼12一直伸到耐火內襯13的深部。
附圖標記對照表10 冶煉容器11 容器內空間12 外殼13 耐火內襯14 料鐘15 蓋罩17 料鐘內空間測量-和調節(jié)裝置21 測量元件22 測量-和調節(jié)器23 O2控制機構24 O2控制線路25 燃料控制機構26燃料控制線路27測量線路28溫度測量管29壓力測量元件介質31組合管32輸氧管道33金屬燃料供料管道34O2閉鎖部件35燃料的第一閉鎖部件36燃料容器37固體的第二閉鎖部件38固體的管道真空裝置41真空設備42抽氣管道43真空容器44蓋罩45RH容器46入口管47出口管48至料鐘的閉鎖部件49至鋼水包的閉鎖部件A 燃料O2氧T 溫度P 壓力
權利要求
1.用于對在封閉的冶煉容器內的鋼水脫碳的方法，所述容器與真空設備連接并且向該容器中通過噴氧管輸送氧氣以及通過給料裝置輸入可燃物質，其特征在于下述步驟a)在充注鋼水并將壓力連續(xù)降低到100毫巴以下后，除在脫碳階段用于碳燃燒而采用的補充氧氣外，還吹入預定量的過量氧，b)在局部氧氣過量的時刻均勻分散地加入金屬燃料。
2.依照權利要求1的方法，其特征在于金屬燃料是鋁粉或鋁顆粒，或混合燃料，例如Al、Fe、Si、Mn。
3.依照權利要求2的方法，其特征在于金屬燃料分批非連續(xù)地加入。
4.依照權利要求1的方法，其特征在于在低于P＝100毫巴后在最初的10分鐘吹入時間內吹入過量的氧氣。
5.用于實施權利要求1的方法以對鋼水脫碳的裝置，帶有一可封閉容器，該容器與真空設備連接并且可在其內空間內通過給料裝置送入氣體和顆粒狀固體，其特征在于在可封閉容器內有用于檢測鋼水溫度(T及壓力P)的測量元件(21和29)，測量元件通過一測量-和調節(jié)器(22)與用于輸送氧(O2)和金屬燃料(A)的控制機構(23、25)連接。
6.依照權利要求5的裝置，其特征在于可封閉的容器是一個具有蓋罩(44)的真空容器(43)，在該容器內放置一冶煉容器(10)，一具有測量元件(21)的管(28)穿過蓋罩(44)，所述管(28)一直伸入位于冶煉容器(鋼水包10)內的鋼水(S)中，并且送氧(O2)和金屬燃料(A)給料管道(32、33)穿過蓋罩(44)，在該給料管道上設置有控制機構(23、25)。
7.依照權利要求5的裝置，其特征在于設計成RH容器的可封閉容器內的設計應使其入口管和出口管(46、47)插入在冶煉容器(鋼水包10)內的鋼水(S)中，并且控制機構(23、25)與閉鎖部件(34、35)相連接，所述閉鎖部件設置在送氧(O2)和/或燃料(A)給料管道(32、33)上。
8.依照權利要求6的裝置，其特征在于備有一個料鐘(14)，所述料鐘穿過一個關閉冶煉容器(10)的入口(16)的蓋罩(15)并伸入鋼水(S)內，并且備有送氧(O2)和金屬燃料(A)的給料管道(32、33)，所述管道伸入料鐘內空間(17)內并且在其上設置有控制閉鎖部件(34、35)的控制機構(23、25)。
9.依照權利要求6至8中任一項的裝置，其特征在于備有一根組合管(31)，在其內設置有送氧(O2)和/或金屬燃料(A)的給料管道(32、33)。
10.依照權利要求9的裝置，其特征在于除了組合管(31)內的金屬燃料給料管道(33)外，還備有一伸入容器的管(33)，通過此管可從容器(36)輸送顆粒特別粗大的固體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對封閉冶煉容器內的鋼水脫碳的方法,所述容器接在真空設備上并且通過噴氧管以及通過給料裝置分別將氧氣和可燃物質送入冶煉容器內。其中所進行的步驟如下:a)在充注鋼水并將壓力連續(xù)降低到100毫巴以下后,除在脫碳階段用于碳燃燒而采用的補充氧氣外,還吹入預定量的過量氧,b)在局部氧氣過量的時刻均勻分散地加入金屬燃料。另外本發(fā)明還涉及一種裝置,其中在可封閉的容器內備有用于檢測鋼水溫度(T及壓力P)的測量元件(21和29),所述測量元件通過測量和調節(jié)器(22)與用于輸送氧(O
文檔編號C21C7/068GK1203634SQ96198781
公開日1998年12月30日 申請日期1996年11月6日 優(yōu)先權日1995年11月17日
發(fā)明者H·D·舒勒, V·威格曼, R·狄特里克, F·哈爾斯, L·比特斯 申請人:曼內斯曼股份公司