專利名稱：加熱鋼液的方法及其所用裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在鋼水包中對富含氧化鐵的渣所覆蓋的鋼水的進行加熱的方法，尤其是用于如KVA法之類的連續(xù)煉鋼法，用這種方法利用了金屬熱，本發(fā)明還涉及一種用于實施該方法的設備。
已知能與金屬熔池中所含的氧發(fā)生反應的材料可用于脫氧，還已知，靠這種脫氧可加熱熔池，因為附加的熱是由所加入的材料的氧化而產(chǎn)生的。所產(chǎn)生的熱不僅限于與溶于熔池中的氧發(fā)生反應的所加入材料的反應熱，而且還至少部分地包括熔池中的所加料的溶解熱。為脫氧，一般使用與氧發(fā)生反應的金屬，例如有鋁或硅或堿土金屬。特別是在如KVA法之類的連續(xù)操作的煉鋼方法中，被加熱到僅僅稍高于液線溫度的鋼水與含氧化鐵的渣一起流入一個接收容器中，而熔池的加熱，還可以尤其是通過利用渣中所含的氧于金屬熱還原法而得以改善。然而，這種方法的缺點是的渣的過熱，并且通過往渣中加入金屬熱反應材料而進行的脫氧反應，由于在液態(tài)渣中發(fā)生的副反應，造成熔池僅得到了不充分的加熱。
現(xiàn)在，本發(fā)明旨在提供一種方法，此方法可使熔池伴隨著它的脫氧達到有效的加熱，而不破壞熔池和渣之間的相界面，此方法還可使渣過熱，以致渣的分離不受干擾。為完成此任務，本發(fā)明方法的特征是借助惰性氣體，通過裝在盛放鋼水和渣的混合物的接收鋼水包底部的噴咀，在注滿鋼包期間內(nèi)將一種金屬噴入，這種金屬例如Al、Si，它們的混合物及合金，特別是FeSi，這種金屬可與熔池中的氧，渣中的氧以及可任選加的粉狀的造渣劑(如CaO、Al2O3、MgO和/或SiO2)中的氧起放熱反應。這種能與熔池中和渣中的氧起放熱反應的金屬，可以粉未狀混合物的形式被加入，而上述用于這種放熱反應的材料，通常是鋁和硅及其混合物或合金。由于這種金屬熱反應材料是利用一種惰性氣體經(jīng)裝在接收鋼包底部內(nèi)的噴咀被噴入的，所以即保證了該放熱反應材料在熔池中的均勻分布，又同時保證了熔池的均勻加熱。由噴吹金屬熱反應材料引起的放熱反應是發(fā)生在熔池和渣之間的接觸表面上，并在此處釋放熱量，注意，為這種放熱反應大量噴吹有放熱作用的固體材料是有利的。由于噴吹是經(jīng)底部噴咀，而不是經(jīng)設有定向通縫的包底磚進行的，為在注滿鋼包所設定的時間間隔內(nèi)噴入所需的量，可使用大顆粒尺寸的噴吹材料。為了在金屬熔池的渣和接觸界面上得到所需的加熱效果，在這種情況下關鍵是，一種富含氧化鐵的渣及使用一種噴吹金屬熱反應材料的惰性氣體，這樣可基本上避免了在金屬熔池中的反應。由于要加熱熔池，所以鋼水被加熱到明顯地高于液線溫度，并形成一個在渣和金屬熔池間的穩(wěn)定的相界面，這種相界面有助于渣的分離。這種金屬反應材料可與粉狀的造渣劑(如CaO、Al2O3、MgO、和SiO2或其混合物)一齊吹入，以保證良好地成渣，而穿過接受鋼包包底被吹入的惰性氣體的噴射能可被調(diào)節(jié)，以使由放熱反應所產(chǎn)生的熱被均勻地和可靠地分布在熔池中，同時金屬熔池和渣的相互混合可被調(diào)節(jié)到這樣的程度，以便使溶在熔池中的硅和渣中的FeO的反應，及借此而產(chǎn)生的放熱反應熱可被用于進一步加熱鋼水。相當大的一部分被傳導的熱就是這樣地在相界面本身，即在鋼和渣間的中間層中產(chǎn)生的，而在該層中所產(chǎn)生的熱可以很高的效率傳給下面的金屬熔池。除金屬熱反應外，還有可被利用的溶解熱，而通過與溶解在鋼熔池中的氧反應就可獲得脫氧效果。
為了使發(fā)生在熔池中和溶池與渣的界面中的反應熱能得到最佳利用，該工序這樣進行是有利的，即在注滿鋼包所需的時間間隔的20-100%的時間間隔內(nèi)，將0.1-2%(重量)，尤其是0.5-2%(重量)的金屬熱反應材料以包底吹入。在氣動輸送的情況下，僅通過關閉送氣噴咀就可使與金屬熱反應材料一起的惰性氣體的噴吹停止，注意，通過輔助地噴吹惰性氣體，而不加入金屬熱反應材料可使均勻分布和均勻加熱得以保持。當在注滿鋼包所需求的時間間隔的20-100%的時間內(nèi)噴吹熱金屬反應材料時，該工序可以這樣進行，根據(jù)予定的溫升，在此時間間隔內(nèi)采用較大或較小的噴吹額定值。這樣，考慮從上方流入接收鋼包的金屬/渣混合物的量，同時，為獲得持續(xù)而不激烈的反應，要將噴吹額定值調(diào)節(jié)到每單位時間的流入量，因此也與渣中的FeO含量相適應。在這種情況下，該工序這樣進行是有利的，即在吹入金屬熱反應材料期間，將惰性氣體的量應調(diào)到對每公斤被吹入的固體材料在5-30升惰性氣體之間的一個數(shù)值。改變每公斤被噴吹的固體材料所用的惰性氣體量，主要目的是在注滿鋼包及估計上升的熔池液面的過程中來調(diào)節(jié)不同的吹氣能。在0.1-2%(重量)，尤其是在。0.5-2%(重量)的較佳范圍內(nèi)調(diào)節(jié)金屬熱反應材料的量可以保證鋼中硅和鋁含量不致過高，注意，硅的使用，除使熔池脫氧外，還有避免由于CO的生成而引起的，在熔池上和渣的界面上的不希望的沸騰反應的作用。這樣就使留在熔池和熔池與渣間的相界面上的渣層保持平靜，該渣層還起到了防止發(fā)生在熔池中和相界面的放熱反應的輻射損失的熱隔絕作用。
為使用該方法并有一個至少包含一個包底噴咀的鋼包的本發(fā)明裝置的特征在于，至少一個包底噴咀與用于熱金屬反應材料的氣動輸送裝置相連接。為獲得良好的噴吹效果，由于熔池的一股封閉的環(huán)流，已證明沿著一個環(huán)配置吹氣元件是有特別有利的，注意，最好這樣選擇配置方式，即在與包壁隔開一定距離之處排布多個包底噴咀。所說的包底噴咀，以包壁為基準，沿一個直徑為包底直徑的50-75%的園同心布置。當包底噴咀沿一封閉曲線的周邊等距離地布置，和為每個與氣動輸送裝置相連的包底噴咀提供至少1-3個供應惰性氣體的包底噴咀時，就可以獲得最好的攪動效果，和熔池均勻的加熱。注意，當在相同的半徑上將1-3個吹氣元件(Scavengingelemeat)當作噴吹元件(insufflatingelement)使用時，即使在噴吹工序停止或中斷期間進一步的環(huán)流和反應所產(chǎn)生的熱的分布仍可被可靠地保持。吹氣元件或各自的吹氣噴咀被按裝在從包底中心算起的三分之二的半徑范圍內(nèi)是有利的。惰性氣體的所需量的調(diào)節(jié)可通過相應的調(diào)流部件完成，而噴吹工序的中斷可分別地通過裝在自自供氣導管中的關閉部件完成。
由于發(fā)生在相界面上的，與那里的渣中所含的FeO的反應的成立，所以除改善了有效加熱外，還由于渣中氧化鐵中的鐵的還原而得到較高的鐵的回收率，同時也減少了氧化鐵對鋼包耐火材料的侵蝕。當使用硅時，所說的氧化鐵減少也伴隨著溶于鋼熔池中的硅量的同時減少，因此可通過相應地調(diào)節(jié)氣體噴射的能量和參加反應的溶池和渣之間的相界面的厚度，來調(diào)節(jié)熔池中的最大含硅量。同時也有可能在反應期間在鋼熔池中，以可靠的方式保持高的含硅量，所說的含硅量，除脫氧效果外，還有利于避免在相界面上發(fā)生不希望的沸騰反應。
因為是從下面噴吹這種金屬熱反應材料，所以可以簡單的方式調(diào)節(jié)上述的參數(shù)，并使之與當時存在的鋼包中的注入液面相適應。
下面，通過參看附圖
來進一步解釋本發(fā)明，該附圖是示意地展示使用本方法的裝置的一個實施例。
在圖中，在熔煉容器1，從其中金屬和渣的混合物2經(jīng)流鋼裝置3連續(xù)地流入已被加熱到高溫的接收鋼包5中，鋼包5上還設有包蓋4。包蓋4上設有包蓋燒咀6，以便在出鋼期間還可能把鋼包加熱到足夠高的溫度。接收鋼包5還有一個排渣口7，浮著的渣當達到此處時，由于已離開了原來的在鋼包中的位置，就經(jīng)渣口7流入渣缶9中。鋼液面10一達到排渣口7，就必須用一個新的接收鋼包代替它，注意，同時也用新渣缶更換舊渣缶。
為了充分地加熱鋼水，有經(jīng)接收鋼包包底12，借助氣動輸送設備11被吹入鋼熔池10中的粉狀金屬混合物，它們能與熔池和渣中的氧，通常還可與任意選加的粉狀成渣劑中的氧起放熱反應。這些諸如鋁或硅之的類的，可分別與溶池中的氧和渣中的氧起反應的金屬的粉狀的混合物，從氣動輸送裝置11經(jīng)輸送導管13，并經(jīng)穿過包底的噴吹孔14被吹入。以便利的方式在噴吹孔14中設有滑動閥15，于是就可能在任何時候中斷噴吹金屬熱反應材料。為使鋼熔池更好地混合，從而為保證金屬熱反應的最佳完成，在包底12裝有吹入惰性氣體的吹氣元件16。在此情況下，吹氣元件16最好被布置在與布置噴吹孔14相同的半徑上，以使熔池-渣反應的攪動強度得到進一步增強。
除用于吹入與熔池和渣中的氧起放熱反應的金屬的噴吹元件14外，還可能在接收鋼包5的包底12上按裝一些吹氣元件16，以便使放熱反應材料在熔池中能更好的分布，并能可靠地對熔池進行更均勻的加熱。通過調(diào)節(jié)經(jīng)吹孔16供應的惰性氣體的量，熔池和渣的混合可被調(diào)到這樣的程度，以致使溶在熔池中的硅與渣中的氧化鐵的反應在空間上被限制發(fā)生在渣8和鋼液10間的相界面17內(nèi)，因而使產(chǎn)生的熱的大部分能被傳給下層的鋼水10。在此情況下，渣層8起了防止向上方輻射熱損失的隔絕層的作用。
權利要求
1.用于在鋼水包(5)中對富含氧化鐵的渣(8)所覆蓋的鋼水(10)進行加熱的方法，特別是用于諸如象KVA法之類的連續(xù)煉鋼法，本方法利用了金屬熱，其特征在于，利用經(jīng)過裝在接收鋼水包(5)包底(12)中的噴組(14、16)的惰性氣體，在向鋼水包(5)注滿鋼水和渣的混合物期間，將諸如象Al、Sl，它們的混合物或合金之類的金屬吹入，這類金屬可與熔池中的氧和渣中的氧，以及與可任選加的造渣劑(如CaO、Al2O3、MgO和/或、SiO2)中的氧起放熱反應。
2.根據(jù)權利要求1和方法，其特征在于，將0.1-2%(重量)，特別是0.5-2%(重量)的金屬熱反應材料，經(jīng)鋼包包底(12)，在注滿該鋼包所需時間間隔的20-100%的時間內(nèi)吹入。
3.根據(jù)權利要求1或2的方法，其特征在于，惰性氣體的量被調(diào)節(jié)到對每公斤被吹入的固體材料在5-30升之間。
4.使用權利要求1、2或3的任一方法的裝置，此裝置包括具有至少一個包底噴咀(14)的鋼水包(5)，其特征在于，至少一個包底噴咀(14)與用于金屬熱反應材料的氣動輸送裝置(11)相連接。
5.根據(jù)權利要求4的裝置，其特征在于，在距包壁有一定距離之處排布多個包底噴咀(14、16)，所說的包底噴咀被以包壁為基準，沿一個直徑為包底直徑的50-75%的園同心布置。
6.根據(jù)權利要求5的裝置，其特征在于，包底噴咀(14、16)沿一封閉曲線的周邊等距離地布置，并對每個與氣動輸送裝置(11)相連接的包底噴咀(14)，提供至少1-3個供有惰性氣體的包底噴咀(16)。
全文摘要
一種用于在鋼水包(5)中對富含氧化鐵的渣(8)所覆蓋的鋼水(10)進行加熱的方法，特別是用于象KVA法之類的連續(xù)煉鋼法，此方法利用了金屬熱，在注滿鋼水和渣的混合物的接收鋼水包(5)的期間內(nèi)，用經(jīng)過裝在鋼水包(5)的包底(12)內(nèi)的噴嘴(14)的惰性氣體，將諸如象Al、Si，它們的混合物或合金，特別是FeSi之類的金屬吹入，這類金屬可與熔池中的氧和渣中的氧，以及任選加的諸如象CaO、Al
文檔編號C21C7/076GK1039447SQ8910491
公開日1990年2月7日 申請日期1989年7月21日 優(yōu)先權日1988年7月22日
發(fā)明者魯齊安·波寺馬斯基, 奧托·柯勒 申請人:沃斯特-阿爾派因多納維茨鋼鐵股份有限公司