专利名称：用于处理制钢用含碳合金铁熔体的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理制钢用含碳合金铁熔体的方法，该方法通过在冶金容器中加氧使含碳铁熔体脱碳，并使部分金属合金元素成渣，从该冶金容器中引出金属熔体，这时未经还原的渣留在冶金容器中，接着以新的铁熔体加料注入该冶金容器，并重新进行脱碳过程。
制备不锈的铬钢和铬镍钢通常以两步冶金法进行。首先使含铬废钢在电弧炉中熔融，接着加到另一容器中，以在那里精炼和合金化成所需组成。在用于制备高含铬钢的已知转炉工艺如AOD(氩-氧脱碳)或AOD-L(带吹管)、MRP(金属精炼法)或MRP-L(带吹管)、CLU或ASM中，脱碳的基本反应是在多物质系统中进行的，其中除碳的直接还原外，碳对氧化铬的还原是其主要的机理。铬经氧化后，氧化铬通过在熔体中溶解的碳还原，这时所形成的一氧化碳被排出到熔体上方的气氛中。
由于在脱碳过程中铬还原的不完全性，部分氧化络以各种尖晶石的形式进入渣中。还原效果随继续脱碳而弱化，因为作为还原元素的碳的含量随时间而下降。
工艺的经济性基于从渣中回收氧化铬用于金属熔体。按照通常的工艺，为此在每次脱碳工艺或每次吹氧工艺结束时要用硅载体进行渣还原。例如以FeSi的形式将高亲合力的硅加到熔体中，以在强搅拌下还原渣中的氧化铬。于是，金属熔池中的铬含量再次增加。
为简化该方法和使其更经济，WO 00/79014建议从含氧化络的渣中回收金属铬，使在吹氧过程或处理过程结束时在转炉或真空装置中形成的渣未经还原而出炉，并将该渣加到电炉中。另外，向该电炉中加入废钢和需要时还可加剩余粉尘，此外还加入碳和需要时加入硅。在该加料熔化过程中，渣中的氧化铬经加入碳和硅直接还原成金属铬。紧接在第一熔融过程后的通常的渣还原步骤被弃去。
JP 9184007描述了一种在应用富铬渣的情况下处理不锈钢熔体的方法。为此将熔化的生铁加入装有来自以前加料所留下的含铬渣的容器中，并接着吹氧。该渣中的氧化络经碳还原，并作为金属铬转入熔体中。接着进行中间出渣和对生铁重新吹氧过程，这时重新形成渣。然后重新出钢，并保留该渣作为下次在处理容器中的加料。
本发明的目的在于提供一种进一步改进的用于处理制钢用含碳合金铁熔体的方法，以使在脱碳时通过成渣造成的昂贵的金属合金元素的损失小。特别是在含铬熔体情况下铬的成渣最少，并且金属铬的回收率高。
本发明的目的通过权利要求1的特征部分达到。有利的扩展方案在从属权利要求中描述。
按照本发明无需中间出渣而使该渣由熔体的多次脱碳过程所形成的金属氧化物所不断饱和，并且由于渣中金属氧化物含量不断增加而越来越阻碍金属合金元素的成渣。该处理是在无中间出渣情况下进行的，该渣经多次生铁加料和多次钢熔体出炉而聚集。因为无中间出渣，所以渣中金属氧化物浓度增加，浓度的不断增加越来越阻碍成渣，即降低了金属氧化的趋势。
为了饱和或近于饱和该渣，需要多次相继的无出渣情况下进行的脱碳过程，优选3-4次脱碳过程。在此每次脱碳过程的渣不是按比例地富集金属氧化物，而有利的是每次脱碳过程越来越少地成渣。当该渣金属氧化物完全饱和时将阻止进一步成渣。
一旦达到渣的饱和度或近于饱和度时，该渣经还原并接着排渣。在脱碳过程中渣与熔体强烈混合，这有利于反应。
总之，通过所述的方法最大程度降低了金属氧化，并可高效率地回收金属合金元素，即钢熔体的金属回收率高。
此外，还有下列优点·按照工艺类型(AOD、MRP等)，熔体的总处理时间缩短达15-20分钟，因为不是每次熔体都排渣；·降低了FeSi的耗量，因为在多次熔体之后才对富集有总量很高的金属氧化物的渣进行还原；·形成渣的耗量降低，因为不是每次熔体都排渣；·降低了用于脱碳的比耗氧量；·降低了比惰性气体耗量或气体混合物耗量；·提高了FF-材料的寿命；·提高了氧喷嘴和渗井(Spülsteine)的寿命；·改进了转炉的能量平衡。
下面以含高铬的熔体为实施例在铬氧化最少及回收金属铬的条件下描述本发明。
本方法在已知的冶金容器即转炉或真空装置中进行，方法中包括通过引入氧的脱碳过程，特别是用吹管吹氧。
在熔池中进行吹氧过程及氧离解情况下，根据元素铬(大于10重量％)和碳(约1重量％)的量比除了直接脱碳外还发生金属铬的铬氧化。
形成的氧化铬富集在气泡表面或焦斑中，并经在熔体中溶解的碳按下式还原。
金属铬返回熔体中，一氧化碳排到熔体上方的气氛中。
氧化铬的还原进行得不完全，使得部分量的Cr2O3进入渣中。该还原效果将随继续脱碳而不断弱化，因为还原元素碳的含量随时间而下降。
按本发明由于进行多次吹氧的脱碳过程，所以氧化铬在渣中的含量越来越增加，直到该渣为氧化铬所饱和，这时就阻碍了金属铬的继续成渣。然后对以氧化铬所饱和的渣直接用尤其是FeSi按下式还原。
这里本发明不仅涉及金属铬的回收，而且还涉及所有其它的不希望其成渣的合金元素。脱碳时的氧除通过吹管引入外还可通过底板喷嘴引入处理容器。
权利要求
1.一种用于处理制钢用含碳合金铁熔体的方法，该方法在冶金容器中通过加氧使含碳铁熔体脱碳，并使部分量的金属合金元素成渣，从所述冶金容器中引出金属熔体，这时渣未经还原而留在冶金容器中，接着以新的铁熔体加料注入该冶金容器，并重新进行脱碳过程，所述方法的特征在于，无需中间出渣而使渣由熔体的多次相继进行的脱碳过程所形成的金属氧化物所不断饱和，从而越来越阻碍金属合金元素的成渣。
2.权利要求1的方法，其特征在于，相继进行至少3-4次脱碳过程。
3.权利要求1或2的方法，其特征在于，达到渣的饱和度或近于饱和度时，该渣经还原然后才排渣
4.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，在脱碳过程中渣与熔体经强烈混合。
5.权利要求1-4之一的方法，其特征在于，在含铬钢熔体情况下，所述渣不断通过在脱碳过程中由于碳对铬还原的不完全性所形成的氧化铬所饱和，达到饱和度或近于饱和度后该渣经氧化铬的还原剂，特别是FeSi还原，然后排出经还原的渣。
6.权利要求5的方法，其特征在于，由于渣中的氧化铬经碳还原，在熔体池中形成强烈搅拌作用。
全文摘要
本发明涉及一种用于处理制钢用含碳合金铁熔体的方法，该方法通过在冶金容器中加氧使含碳铁熔体脱碳，并使部分金属合金元素成渣，在此从冶金容器中引出该金属熔体，这时未被还原的渣保持在冶金容器中，接着以新的铁熔体加料注入该冶金容器，并重新进行脱碳过程，该方法在脱碳中由于成渣所引起的昂贵的金属合金元素的损失应是小的。由此达到在无需中间出渣而使该渣由熔体的多次相继进行的脱碳过程所形成的金属氧化物所饱和，因此越来越阻碍金属合金元素的成渣。
文档编号C21C5/36GK1643168SQ03807365
公开日2005年7月20日 申请日期2003年2月22日 优先权日2002年3月28日
发明者S·勒姆克, J·赖歇尔, K·－R·格青格尔 申请人:Sms迪马格股份公司