专利名称：电炉中在高含铬的熔液中产生泡沫熔渣的方法
电炉中在高含铬的熔 液中产生泡沬熔渣的方法本申请是国际申请号为“PCT/EP2004/004312”，国际申请日为2004年4月23日， 申请号为“200480014322. 6”且发明名称为“电炉中在高含铬的熔液中产生泡沫熔渣的方” 的发明专利申请的分案申请。本发明涉及一种在电弧炉中在高含铬的钢熔液中产生泡沫熔渣的方法，其中，将 金属氧化物和碳组成的混合物加入到炉中，在熔渣中金属氧化物通过碳还原，并且产生的 气体通过形成气泡而产生熔渣泡沫。在电弧炉运行时，炉料、也就是主要是废钢铁和合金用从上部伸入到炉缸的电极 的电弧将其熔化。其中，熔渣除了它的主要功能，也就是将所不希望的成分从熔液中除掉以 夕卜，该熔渣在泡沫形状态时还完成保护功能。在这种状态中熔渣包围电极端部和金属表面 之间的空间，并且保护炉的耐火炉衬避免电弧的辐射能。由于起泡沫的熔渣的传热能力弱， 所以大大地降低了电弧对电炉壁的辐射，从而改进了金属熔液的能量输入。在非防锈的钢或者含铬低的钢中通过同时将碳和氧吹入到熔渣或者钢液熔池中 产生泡沫熔渣。在反应过程2 [C] + {02} · 2 {CO}2 {CO} + {02} · 2 {C02}中所产生的气体导致熔渣起泡。此外，根据(FeO)+ [C] · [Fe]+ {CO}碳将氧化铁还原成铁和一氧化碳。起泡的熔渣包围着电极，并且作为保护层分布在电弧和炉壁之间。在高含铬的熔液中吹入的碳原则上是作为氧化铬的还原元素起反应。在金属熔池 中上述反应的作用很小。此外，在熔渣中氧化铁的含量太少，以至于不能保证满意地使熔渣 起泡沫。总之，在高含铬的熔液中由于所述的差异在过热阶段难于产生起泡的熔渣。为此，涉及电炉中在熔融的防锈的钢上产生泡沫熔渣的方法的EP 0829 545 Bl提 出向熔渣中加入由金属氧化物，即氧化锌或者氧化铅和碳组成的粉末。通过氧和碳起反应， 在粉末中所含的氧被还原。在熔渣中形成气泡，这些气泡主要由一氧化碳组成，其中，在熔 渣中所含的气泡使熔渣起泡。为此，借助一种注射介质，例氮将该粉末注入到熔渣中。按照现有技术，将能起反应的混合物作为粉末添加到熔渣或者熔液中。由于和粉 末形状相关的比较大的表面发生短时和强烈的反应。此外，该反应在位置上受限地发生在 喷射装置或者鼓风装置的附近，并且在此特别是在熔池中的喷枪的尖端部。根据这样的现有技术，本发明的任务是提供一种在电炉中在熔融的高含铬的钢上 产生泡沫熔渣的方法，其中，引起泡沫反应的过程应该是可控地进行的。这个任务通过一种用于在电弧炉中在高含铬的钢熔液中产生泡沫熔渣的方法得 以完成，其中，将由金属氧化物和碳组成的混合物送入炉中，其中，在熔渣中金属氧化物通 过碳还原，并且所产生的气体在熔渣中形成气泡，并且这些气泡使熔渣起泡，其特征在于， 由金属氧化物和碳组成的混合物作为挤压的和/或有粘合剂的成形件，例如粒状物，借助 于输送系统均勻地送入熔渣内。
在从属权利要求中对其它有利的改进方案进行了说明。按照本发明，由金属氧化物和碳组成的混合物不是作为粉末，而是作为压制的和/ 或带粘合剂的成形件送入炉中。除了优选的颗粒形外例如也可具有其它的形状，如团块形。 通过有针对性地调节 成形件_下面以粒状物(Pellet)具体化_的特性，和使用粉末形状时 相反的是，气体生成在位置、类型和时间方面，特别是反应的时间起始点、速度、程度和/或 反应的时间长度都是可控制的。特别是通过挤压和/或掺和的含铁体，例如镍铁，和粘合剂的类型和量对粒状物 的密度特性进行调节。其中，根据一个优选的变型方案调节压制件的密度，即在熔渣中的粒 状物漂浮在金属-熔渣相界的旁边或者就在该相界本身上。通过添加含铁体确保粒状物比 熔渣重，但是比金属熔液轻。因此产生气体的地点是有限定的，也就是在熔渣中的金属和熔 渣的边界中。这样，粒状物和金属熔池不发生接触，从而防止了熔液的渗碳。也可调节粒状 物的特性，使粒状物可以定位在熔池和熔渣之间的不同部位。这样就可保证起泡的过程中 只在熔渣中发生，以提高其效率。此外，粒状物还应具有如此的密度或者经过压制，使粒状物分解均勻而且缓慢，其 中，气体的生成并且因此起泡反应也均勻和时间比较长。此外，通过一种更加强烈的挤压压 缩可以达到使反应时间滞后。这可以阻止提前反应，或者保证只是在粒状物已分布在熔渣 中时才开始反应。此外，也可通过粒状物的尺寸有针对性地调节气体的生成。通过粒状物具有比较 大的直径并且因此具有比粉末小的表面因而在均勻地生成气体时使起泡反应可以保持得 比较长。对于基本组分金属(镁)氧化物和碳作如下反应(MexOn) + [C] · X [Me] + {CO}2 {CO} + {02} · 2 {C02}在制造粒状物的混合物方面可以使用钢生产中的副产品，例如残余电极的碳或者 废氧化部分(Abfallzimderteile)。特别是在这些混合物中建议使用粘合剂。除了基本元素金属氧化物和碳以外还可附加地将一种造渣剂，特别是石灰石压缩 到所建议的粒状物形状中。由于石灰石附加地加强了所希望的co/co2的生成。此外，还可一起压缩或者粘合一种熔渣液化剂，优选为CaF2。这样防止，随着氧化 铬含量的提高含铬的熔渣变得越来越粘稠。此外还建议将还原剂，如硅和/或铝，特别是和石灰石一起压入到一部分粒状物 中，以便对熔渣中的氧化铬的含量进行控制。这种还原剂减少熔渣中的氧化铬的含量，并且 因此也降低了在熔渣中铬的含量。此外，也改进了熔渣中的泡沫。和必须局部地喷入粉末相反，粒状物是通过炉盖和/或炉子的侧壁添加到炉子的 不同部位。用粉末不可能做到这一点，因为粉末的大部分会被炉子的除尘装置吸走。因此 建议对准电极的热点的附近或者直接对准电极的热点将粒状物送入熔渣中，为的是特别是 在电极上进行起泡反应。从下边的
中得出本发明的其它细节和优点。这些附图是图1 具有熔渣泡沫粒状物添加装置的电弧炉的横截面示意图，
图2 图1的电弧炉的俯视图。
图1所示的电弧炉1由一个具有耐火壁3的炉缸2以及一个炉盖4组成。在添加 了废料和合金组分以后-在这种情况中-三个电极5a_c从上部进入到炉膛。由于形成的电 弧使固体材料被熔化。形成了一个在熔液6上漂浮的熔渣层7。为了使在电极5a_c和耐火 的炉壁3之间的熔渣7进行起泡反应，熔渣泡沫材料作为成形件8，即以粒状物形式加入到 炉膛内。优选地粒状物通过炉盖4和在此通过第五个盖孔9和/或侧壁10送入炉中。为 此设置了具有吹入导管或者重力输送系统11的吹入系统，该吹入系统通过炉子的侧壁10 延 伸。代替吹入导管也可以使用喷枪。为了装入粒状物也可代替地或者附加地使用由环形导管组成的气动式输送系统 12。该输送系统具有一个沿炉盖4分布的环形导管13，如从图中清楚可见。该环形导管同 时也具有与炉盖成径向分布的环形导管段14。在所示实施例中，在环形导管13，14或者相 应的炉盖壁上设置了三个进料孔15a-c。通过这个系统12粒状物均勻地在炉子的横截面 上送入到炉子的熔渣7中。其中，设置进料孔15a-c，使粒状物在热点的附近和熔渣7起反 应。粒状物漂浮在熔渣7中，并且在所希望的气体生成以及从而控制起泡反应方面根 据地点、时间和类型受控地在那里反应。特别是通过调节粒状物的密度和尺寸可以达到气 体生成的过程尽可能均勻、时间比较长并且不太强烈。一种在粒状物表面上的受控反应导 致熔渣起泡均勻。附图标记列表1电弧炉9第五个炉盖孔2炉缸10炉子的侧壁3耐火壁11吹入导管4炉盖12气动式输入系统5电极13环形导管6熔液14环形导管段7熔渣15进料孔8成形件(粒状物)
权利要求
1.用于在电弧炉⑴中在高含铬的钢熔液(6)中产生泡沫熔渣(7)的方法，其中，将由 金属氧化物和碳组成的混合物送入炉(1)中，其中，在熔渣(7)中金属氧化物通过碳还原， 并且所产生的气体在熔渣中形成气泡，并且这些气泡使熔渣起泡，其特征在于，由金属氧化 物和碳组成的混合物作为挤压的和/或有粘合剂的成形件(8)，例如粒状物，借助于输送系 统(12)均勻地送入熔渣(7)内。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，有针对性地调节成形件(8)的密度，使成 形件在熔渣(7)中漂浮在金属和熔渣相界旁边。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，调节成形件(8)的密度，使成形件在 熔渣中漂浮在熔液(6)和熔渣(7)的相界旁边。
4.按照权利要求2或3所述的方法，其特征在于，通过添加含铁体调节成形件(8)的密度。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，调节成形件(8)的密度，使 成形件在熔渣(7)中均勻和缓慢地分解，并且气体生成的过程均勻地、时间比较长地并且 在熔渣中地点有限定地在金属和熔渣的相界旁边进行。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，调节成形件(8)的密度，使 成形件时间滞后地分解。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，附加地向混合物中添加造渣 剂，优选为石灰石。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，附加地向混合物中添加一种 熔渣液化剂，优选为CaF2。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，附加地向混合物中添加还原 剂，优选为硅和/或铝。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，通过电炉(1)的侧壁(10) 和/或炉盖⑷加入成形件⑶。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，对准电极(5a-c)的热点 的近处或者直接对准电极的热点将成形件⑶加入到熔渣(7)中。
全文摘要
本发明涉及一种用于在电炉中在高含铬的钢熔液中产生泡沫熔渣的方法，其中，将由金属氧化物和碳组成的混合物加入到炉中，在熔渣中金属氧化物通过碳还原，并且产生的气体在熔渣中形成气泡，并且这些气泡使熔渣起泡，气体的生成和起泡的过程应是可控制的。为此建议，由金属氧化物和碳及必要时含铁体组成的混合物作为挤压的成形件和/或设有粘合剂的成形件，如粒状物，被送入。通过调节粒状物的特性，特别是粒状物的密度和/或挤压特性可以控制气体生成的地点、类型和时间。
文档编号C21C7/00GK102061356SQ20111002701
公开日2011年5月18日 申请日期2004年4月23日 优先权日2003年5月24日
发明者J·赖歇尔, L·罗泽 申请人:Sms西马格股份公司