專利名稱：亞鐵的冶煉設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶金處理亞鐵的方法，特別是產(chǎn)生鋼熔液的方法，和一種至少設(shè)置一爐體的煉鋼設(shè)備，爐體用一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的爐蓋進(jìn)行密封，爐蓋通過(guò)一個(gè)排煙管彎頭和一個(gè)廢氣凈化設(shè)備連接，并且通過(guò)爐蓋芯至少可以引入一根電極，這個(gè)煉鋼設(shè)備還設(shè)置一個(gè)加料裝置及一個(gè)排渣口，在爐底配有一個(gè)出口。
市場(chǎng)對(duì)電爐熔煉質(zhì)量要求日益增高，不僅在水平方面，而且在鋼產(chǎn)品的連續(xù)性和降低價(jià)格上的要求也是如此?；谠牧系膬r(jià)格波動(dòng)，除了利用廢鋼外，越來(lái)越多的生產(chǎn)廠家打算使用大量的生鐵液體的或者生鐵塊進(jìn)行煉鋼。
迄今，仍采用轉(zhuǎn)爐高比率氧氣的方法熔煉鐵。用氧氣或富氧氣體進(jìn)行精煉生鐵的一種煉鋼設(shè)備在DE OS 28 03 960中作了介紹，為了收集煉鋼過(guò)程中排出的廢氣在這類設(shè)備上設(shè)置一個(gè)主排氣罩，通過(guò)一個(gè)通往除塵裝置的連接在主排氣罩上的排氣管道將廢氣排出。排氣管道中設(shè)有一個(gè)通孔，通?？梢詮耐字袑⒋笛豕軐?dǎo)入。主排氣罩和可以與爐體分開的爐蓋連接在一起，并且可以和爐蓋一起作為一個(gè)整體移到一邊。
電弧爐通常采用直流電或交流電操作。在DE 43 02 285 A1中介紹了一種配有雙爐體的電爐及其這種電爐的操作方法，這種電爐用爐蓋進(jìn)行密封，爐蓋通過(guò)排煙管彎頭和一個(gè)廢氣凈化設(shè)備連接。文件圖2所示，一個(gè)采用交流電的爐子配有三根通過(guò)爐蓋的電極，而另一個(gè)采用直流電的爐體配有一根通過(guò)爐蓋的電極，爐底接一根負(fù)電極。兩個(gè)爐子的操作方法是，先給一個(gè)爐體供電使?fàn)t體內(nèi)的爐料熔化，而另一個(gè)爐體這時(shí)不接通電源，裝上爐料后通入另一爐熱煙氣，這是煉鋼過(guò)程的第一階段。
對(duì)于煉鋼爐已有過(guò)不少建議，DE 34 19 030 C1介紹了一種煉鋼爐，重點(diǎn)對(duì)一種煉鋼轉(zhuǎn)爐作了介紹，這種爐體可以繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)，以便完成整個(gè)煉鋼過(guò)程中每個(gè)階段的操作方法，并在反應(yīng)爐的上方和/或下方設(shè)置操作裝置用來(lái)完成相對(duì)應(yīng)的各種功能。諸如廢氣管道，加料裝置，測(cè)氧管，吹氧管和爐底出鋼裝置都屬于工作裝置，這些部件固定安裝，而熔煉爐繞垂直軸旋轉(zhuǎn)到各個(gè)工序的相應(yīng)位置。
這種爐子只適用于一種煉鋼方法，因此只用于熔煉金屬，主要是生產(chǎn)鋼水，和產(chǎn)生CO氣體，例如從碳和一種由于它的存在只起促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的作用而它本身很少或根本沒有消耗的材料(例如生鐵水)產(chǎn)生出CO氣體。
本發(fā)明的目的是研究開發(fā)一種煉鋼方法和一種與其相適用的煉鋼設(shè)備，用這種方法和設(shè)備冶煉亞鐵，特別是鋼熔煉可以節(jié)能，有利于環(huán)保和降低成本。
權(quán)利要求1和權(quán)利要求10所述的特征達(dá)到本發(fā)明研究的目的，在屬權(quán)利要求中說(shuō)明了其它有利的結(jié)構(gòu)。
按本發(fā)明可以在一個(gè)爐中完成整個(gè)熔煉過(guò)程，這個(gè)爐首先完成一個(gè)轉(zhuǎn)爐的功能，然后在鋼水不需要移注的情況下直接完成電弧爐的功能，本發(fā)明的煉鋼方法以最為有利的方式使用兩個(gè)爐體，它們運(yùn)行周期相互重疊50％。
電弧爐無(wú)渣出鋼后，在爐底留下一個(gè)熔池，對(duì)于通常所使用的的電弧熔化，要求有一個(gè)熔池來(lái)作為煉鋼過(guò)程的起點(diǎn)。為了抑制使用前述的煉鋼方法時(shí)同液態(tài)金屬產(chǎn)生劇烈地反應(yīng)，要加入Al/Si和液態(tài)金屬熔池結(jié)合，之后再裝入以廢鋼或鋼水形式的低碳金屬。
隨后吹入氧氣，以這種方法來(lái)減少含硅量，并且整體加熱爐料，在還原期的同時(shí)加入生鐵作為冷卻材料，以保持鋼具有所規(guī)定的溫度值，同時(shí)也為控制堿性而加入鈣量。在這整個(gè)一段時(shí)間內(nèi)不允許帶電工作，中間要清除約含50％硅的鋼渣。還原期要排出廢氣，吹風(fēng)結(jié)束后要排出含磷廢渣。在這里應(yīng)進(jìn)行工作裝置的更換，確切地說(shuō)卸下吹氧管和排氣管彎頭，為了緊接著進(jìn)行電弧爐的熔化過(guò)程換上電極，打開排煙管道，這個(gè)過(guò)程結(jié)束就排出殘?jiān)?，并從出鋼口出鋼?br> 除了用吹氧管進(jìn)行吹氧外，還將其用作使用氧氣天然氣和氧氣油的燒嘴來(lái)進(jìn)行生鐵的脫碳，這個(gè)過(guò)程用長(zhǎng)火焰(Uberlanger Flamme)和化學(xué)計(jì)量學(xué)的原理控制操作。
裝入的液態(tài)金屬其溫度超過(guò)1300℃。建議使用各種金屬混合的方法，為了降低成本，可采用液態(tài)生鐵和液態(tài)金屬約為50∶50的混合比，另外，提議廢鋼和生鐵的混合比可以達(dá)到30∶70，除此之外，建議廢鋼，生鐵和液態(tài)金屬混合使用，混合比可控制在10∶60∶30～10∶40∶50的范圍內(nèi)。
在每一道煉鋼過(guò)程結(jié)束后，爐底出鋼都要清理干凈，然后關(guān)閉出鋼口，再裝上相應(yīng)的爐料，將爐蓋蓋在爐體上，等吹氧管或燒嘴及其排氣管彎頭也安裝到位后才可重新開始煉鋼過(guò)程。
在使用雙爐體煉鋼設(shè)備時(shí)，其中之一在進(jìn)行吹氧過(guò)程的同時(shí)，另一爐體內(nèi)正在進(jìn)行電弧熔化過(guò)程，所產(chǎn)生的煙氣通過(guò)一個(gè)排煙管彎頭送入一個(gè)氣體混合箱中，在那里和來(lái)自于吹氧過(guò)程的爐體中的廢氣混合。因?yàn)樵诖笛踹^(guò)程中，CO的再燃燒使廢氣具有很高的溫度，從而保證了可能來(lái)自于電爐的較冷廢氣再燃燒，因此也就避免了可能產(chǎn)生的臭氣困擾和在這種情況下會(huì)產(chǎn)生的諸如呋喃和二氧化物等其它碳?xì)浠衔铩?br> 為了實(shí)施本發(fā)明的煉鋼方法，建議使用設(shè)置一個(gè)爐體的煉鋼設(shè)備，爐體配有爐蓋，爐蓋芯可以卸下來(lái)。排氣管彎頭的接頭可嵌入爐蓋芯孔中，至少有一個(gè)吹氧管或至少一個(gè)燒嘴可以通過(guò)這個(gè)排氣管彎頭和爐蓋通孔進(jìn)入爐身的內(nèi)腔。
通過(guò)這些相配合的組合件，爐體可以減少操作，配備可想象的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的附屬設(shè)備，可以使電弧爐轉(zhuǎn)換成一個(gè)轉(zhuǎn)爐使用，通過(guò)排氣管彎頭導(dǎo)入的吹氧管連接在一個(gè)移動(dòng)裝置上，這就使吹氧管的頂部可以按規(guī)定的深度插入到爐體中。
所使用的吹氧管不僅可只單純作為吹氧管和單純作為燒嘴，也可以作為多功能噴嘴。
電弧爐通常使用的排煙管彎頭配有截止閥，在吹氧期和排廢氣時(shí)可以通過(guò)排氣管彎頭將它們關(guān)閉。
建議在爐體的下部配備一個(gè)凸體，使液態(tài)金屬或液態(tài)廢鋼上料時(shí)更加便利。
一臺(tái)使用雙爐體的煉鋼設(shè)備總共只需要配備一個(gè)吹氧管或一個(gè)燒嘴，一個(gè)排氣管彎頭以及一套安裝在支撐臂上的供電設(shè)備和一根電極或數(shù)根電極。
通過(guò)合理布置電極支撐臂，排煙管彎頭以及吹氧管或燒嘴，就使旋轉(zhuǎn)動(dòng)作簡(jiǎn)便且所需時(shí)間縮短，從而可以改變電爐的各種功能。由此就不用打開爐蓋，打開爐蓋對(duì)煉鋼有害，它和移注爐體中的鋼水一樣會(huì)產(chǎn)生廢鋼。
在一個(gè)單爐體的電爐設(shè)備上也同樣使用的電極旋轉(zhuǎn)裝置和排氣管彎頭旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在此布置在兩爐體的分界線上。
在附圖中對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。
附圖

圖1煉鋼爐的一個(gè)俯視2煉鋼爐的一個(gè)側(cè)視1示出了一個(gè)煉鋼爐的俯視圖，它為雙爐體設(shè)備。
俯視圖除了示出了凸體18(28)和出渣口19(29)(在這里是鋼渣口)之外，還示出懸掛在旋轉(zhuǎn)裝置14(24)上的爐蓋13(23)，而且一個(gè)旋轉(zhuǎn)到一側(cè)，而另一個(gè)位于工作位置。
在可能使用第二個(gè)爐子上可以更清楚地看到爐蓋芯25。
在爐蓋13(23)上連接有排煙管彎頭51(52)。它通過(guò)一個(gè)截止閥53(54)和主排煙管55連接，除此之外，在主排煙管道52上連接有凸體18(28)的抽煙裝置56(57)。
排氣管彎頭61以可拆卸的方式和爐蓋13連接在一起，并可通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置63進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，主排煙管道55和排氣主管道64在復(fù)燃箱71中匯合。通過(guò)排氣管彎頭61導(dǎo)入一個(gè)由支撐臂42支承的氧氣導(dǎo)管41。
電極31通過(guò)爐蓋芯25引入并通過(guò)一個(gè)電極支撐臂32和一個(gè)電極旋轉(zhuǎn)裝置33相連。
附圖2概括示意出兩種工作狀態(tài)的爐體，確切地說(shuō)，一個(gè)爐體為具有轉(zhuǎn)爐功能的煉鋼爐，而另一個(gè)則作為電弧爐使用。氧氣導(dǎo)管41固定在支撐臂42上，它和爐體中心線同軸，并通過(guò)排氣管彎頭61和爐蓋芯孔16進(jìn)入爐身12的內(nèi)腔。爐體11是由爐身12和爐底17組成，并用爐蓋13進(jìn)行密封，爐蓋13具有一個(gè)爐蓋芯孔16，排氣管彎頭61的接頭62可以嵌入爐蓋芯孔中，用旋轉(zhuǎn)裝置63可以將管彎頭61轉(zhuǎn)到一邊。爐底17設(shè)置一個(gè)出鋼口19，在此是底部放液口，用于排出鋼水。
左半圖示出的爐體有一個(gè)電極支撐臂32，圖中在它的上面固定安裝有三根電極31，三根電極穿過(guò)密封爐蓋芯孔26的爐蓋芯25。
權(quán)利要求
1.亞鐵的冶煉鋼方法，特別是生產(chǎn)鋼水的方法，其特征在于為了使?fàn)t底的熔池凝固應(yīng)加入AL/SI-裝入低碳金屬-通入非電熱能-在裝入生鐵和石灰的同時(shí)進(jìn)行還原過(guò)程-達(dá)到50％的含硅渣進(jìn)行中間出渣-在吹氧期進(jìn)行排廢氣-在生鐵脫碳階段結(jié)束時(shí)，排出含磷的鋼渣-通過(guò)一個(gè)電弧送入熱能熔化爐料-排出煙氣-排出殘?jiān)?，關(guān)閉出渣口-出鋼
2.按權(quán)利要求1所述的煉鋼方法，其特征在于，低碳金屬是廢鋼。
3.按權(quán)利要求1所述的煉鋼方法，其特征在于，低碳金屬以液態(tài)的形式供給。
4.按權(quán)利要求3所述的煉鋼方法，其特征在于，液態(tài)金屬的溫度超過(guò)1300℃。
5.按權(quán)利要求1所述的煉鋼方法，其特征在于，用吹氧法進(jìn)行還原過(guò)程。
6.按權(quán)利要求1所述的煉鋼方法，其特征在于，按照化學(xué)計(jì)量學(xué)的原理通過(guò)氧氣天然氣或氧氣油的混合物的長(zhǎng)火焰燃燒完成還原過(guò)程。
7.按權(quán)利要求3或4所述的煉鋼方法，其特征在于，液態(tài)生鐵和液態(tài)金屬的混合比約為50∶50。
8.按權(quán)利要求1至4之一個(gè)所述的煉鋼方法，其特征在于，廢鋼和生鐵的混合比在20∶80～40∶60范圍內(nèi)。
9.按以上多個(gè)權(quán)利要求或其中之一所述的方法，其特征在于，廢鋼，生鐵和液態(tài)金屬的混合比在10∶60∶30～10∶40∶50的范圍內(nèi)。
10.至少配置一個(gè)用可旋轉(zhuǎn)爐蓋密封的爐體的煉鋼設(shè)備，爐蓋通過(guò)一個(gè)排煙管彎頭和氣體凈化設(shè)備相連接，并通過(guò)爐蓋芯可以導(dǎo)入至少一根電極，煉鋼設(shè)備還設(shè)置一個(gè)加料裝置以及一個(gè)出渣口和一個(gè)位于爐底的出鋼口，用來(lái)實(shí)施按權(quán)利要求1至10中之一所述的煉鋼方法，其特征在于，爐蓋芯體(15或25)可以和爐蓋(13或23)分開，排氣管彎頭(61)的接頭(62)可以嵌入爐蓋芯孔中(16或26)，通過(guò)排氣管彎頭(61)和爐蓋芯孔(16或26)至少有一個(gè)吹氧管(41)導(dǎo)入爐體(11或21)的爐身(12或22)內(nèi)腔中。
11.按權(quán)利要求10所述的煉鋼設(shè)備，其特征在于，吹氧管(41)和爐體軸線(I)同軸設(shè)置，它插入爐體(11或21)的深度可以調(diào)節(jié)。12.按權(quán)利要求11所述的煉鋼設(shè)備，其特征在于，吹氧管(41)和供氧站相連接。
13.按權(quán)利要求12所述的煉鋼設(shè)備，其特征在于，吹氧管(41)也和天然氣或油等燃料源連接，作為燒嘴使用。
14.按權(quán)利要求10所述的煉鋼設(shè)備，其特征在于，排氣管彎頭(61)和一個(gè)復(fù)燃箱(71)連接，而復(fù)燃箱則和排煙主管道(55)連接在一起。
15.按權(quán)利要求10所述的煉鋼設(shè)備，其特征在于，在煉鋼爐體(11或21)的爐底上(17或27)設(shè)置一個(gè)凸體(18或28)，用于送入液體爐料。
16.按權(quán)利要求10所述的煉鋼設(shè)備，其特征在于，用爐蓋(13，23)密封的兩個(gè)爐體(11，21)共用一套供電系統(tǒng)和一個(gè)供氧站及一個(gè)燃料源。
17.按權(quán)利要求16所述的煉鋼設(shè)備，其特征在于，排氣管彎頭(61)布置在兩爐體(11，21)的分界線上，并支承在旋轉(zhuǎn)裝置上，使它的接頭(62)可以交替嵌入爐蓋芯孔(15，25)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種亞鐵的冶煉方法和設(shè)備，特別適用于鋼熔煉，以達(dá)到有利于節(jié)能、環(huán)保和降低成本的目的，其特征在于，按發(fā)明提出的建議，整個(gè)煉鋼過(guò)程是在一個(gè)爐中進(jìn)行，在此爐中一次完成了一臺(tái)轉(zhuǎn)爐的功能和一臺(tái)電弧爐的功能而不需要再移注鋼水。
文檔編號(hào)C21C5/52GK1158147SQ95195104
公開日1997年8月27日 申請(qǐng)日期1995年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月15日
發(fā)明者彼德·邁爾凌, 烏多·法爾肯列克, 施特凡·萊姆基, 烏多·埃弗斯 申請(qǐng)人:曼內(nèi)斯曼股份公司