电弧炉中非不锈钢熔体的熔渣起泡方法技术

在制备非不锈钢时，固体材料在电弧炉中溶融期间形成渣，该渣含高含量的金属氧化物，主要是氧化铁。该氧化铁浓度常高于20%。这类渣具有差的可发泡性，并不可达到碳钢渣的典型特性。为使这种渣发泡，本发明专利技术建议在电弧炉中加入粒料或块料(8)，其由氧化铁载体、作为渣材料的铁载体、作为还原剂的碳的规定混合物以及粘合材料组成，其在渣(7)下面浮于钢熔体(6)中发生还原反应。由此产生的主要由一氧化碳组成的反应气体(12)以有利的方式促进渣发泡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于对在电弧炉中制备非不锈钢时存在于钢熔体上的熔融渣进行熔渣起泡的方法，在该方法中，在渣中加入型料如粒料或块料，其内含物与铁氧化物起还原反应分解出气体，其中产生的反应气体引起熔渣起泡。在运行电弧炉时，装入的主要是废铁和合金的固体材料被从上凸入炉容器中的电极的电弧熔融。熔渣除滿足其主要功能即从熔体中去除不希望的成分外，还要满足保护功能，因为该熔渣部分占据了电极和金属表面之间的空间，并保护炉的耐火炉衬免受电弧的辐射能作用。熔渣的这种保护功能可通过合适的方法引起熔渣起泡来改进。当固体材料在电弧炉中熔融以制备非不锈钢时形成熔渣，该熔渣含主要是铁氧化物的高含量金属氧化物。该氧化铁的浓度常高于20%。这类熔渣的过程冶金学组成下列相继进行的分反应 {02} =2氧的热离解 + = (FeO) 熔体中的铁氧化 + = + {CO} 在熔渣/金属相界面处的氧化铁还原。最后一个反应对制备碳钢是至关重要的，因为在形成泡沫渣时氧化铁是最重要的组分。如果熔渣的粘度适于泡的保持，则向熔渣中简单吹入碳和氧可引起发泡，其中通过金属氧化物与碳的还原过程形成的气态CO以其鼓泡额外强化了熔渣起泡。加入的发泡材料的组分以及熔渣粘度对泡沫渣形成是决定性的，其中熔渣粘度又与熔融渣的组成和温度有关。主要是通过该粘度确定了该熔融渣可形成泡的状态范围。因此，控制决定粘度的渣碱度是很重要的，由此迫使所产生的气泡暂时保留在渣层中。在发泡材料中所加的石灰石是另一气源，因为该材料的热分解按下式释出CO (CaCO3) = (CaO) + {CO}。形成泡的现象是一种利用反应性气泡的机械力在渣中产生新的表面区域的过程。 该气泡的浮力暂时使渣表面裂开，并使完整的渣层饱和以产生泡沫。在源自反应性物质的持续气流下，所聚集的气泡数目随不断生长的泡沫而增长。结果随不断生长的气量而使得泡沫层增厚；该厚度正比于发泡材料的量。在这类机理中，为得到最大起泡作用，反应物质的最佳定位是重要的。该最佳定位是在熔渣层和液态金属之间的界面区中。在制备非不锈钢时，乞今通常借助于向泡沫中吹入碳(焦炭、石墨、木炭)和氧导致渣发泡。该技术需对吹入装置进行昂贵维护并使用氧载体和碳载体。该技术不仅昂贵， 而且在引入的成分方面，其效率也低，因为在错误的吹入角度下，吹入的粉尘(即!^e2O3)大部分会通过炉的抽吸系统脱离还原过程。在EP 0829545 Bl中描述了一种用于在电炉中的熔融不锈钢上制备泡沫渣的方法，其中借助于注入介质如氮气将由金属氧化物即氧化锌或氧化铅和碳组成的粉末导入渣中。含于粉末中的氧化物通过与碳反应而被还原。由此在渣中形成气泡，该气泡主要由一氧化碳组成且可使渣发泡。由于与粉末状相关的较大表面积，导致与渣的短时剧烈反应，而且该反应在区域上限于在熔池中的注入设备或吹入设备的附近发生。为避免引入粉末状物质时的缺点，在W02004/104232中建议，为在含高铬的钢熔体上产生泡沫渣而用于渣发泡的材料即由金属氧化物和碳组成的混合物以压制的模制件和/或加有粘合剂的模制件形式加到电炉中。其中调节该模制件的密度，使其浮于金属中的熔体/渣的相界面处附近并发生反应。在DE 1020070065 Al中，在含高铬的钢熔体上产生泡沫渣时，还通过浮于熔体 /渣的相界面处附近的块料和/或粒料还原在渣中存在的主要是氧化铬的金属氧化物，其中形成的反应气体促进渣发泡。为此，加到电弧炉中的块料或粒料由规定的混合物以及粘合剂组成，该混合物由作为渣材料的铁载体、碳物质或碳和作为还原剂的硅组成。为在电弧炉中在制备非不锈钢时也通过吹入氧载体和碳载体而减少吹入系统的昂贵维护和降低不希望的贵重物质的损失，本专利技术的目的在于提供一种对非不锈钢熔体进行熔渣起泡的方法，在该专利技术中，通过向电弧炉中加入经压制的模制件而结合了含铬渣熔渣起泡的有利经验。本专利技术的目的是通过权利要求1的特征实现的，即加入到电弧炉中的粒料或块料由氧化铁载体、石灰石、渣材料和作为还原剂的碳载体组成的规定混合物以及由粘合材料组成，其中调节该粒料或块料的密度，以使其浮于钢熔体中的熔体/渣的相界面附近，并在渣层下面与该粒料/块料的氧化铁载体起还原反应，并且其中由该粒料或块料的大小和密度所导致的其溶解持续时间导致就效率和持续时间而言的氧化铁的最佳还原。为在粒料/块料内在渣-金属相界面上由氧化铁还原达到足够的泡沫高度和泡沫质量，该粒料或块料的组成示例性的在下列范围内变化焦炭> 5 %氧化铁载体> 20 %石灰石0-15 %■材料> 20 %粘合材料< 6 %。依待制备的钢种类不同，向渣中加入不同量的具有这种示例性的组成的粒料或块料，其中该可变化量的范围为10-40 kg/t液态钢。为根据本专利技术拿所述粒料或块料浮于溶体中的熔体/渣的相界面附近，从而使所述粒料与块料在渣层下面可与块料的氧化铁载体发生化学反应，需可控地调节粒料或块料的密度，使其数值为3-4 t/m3，处于渣的密度和金属熔体的密度m3/t)之间。该密度通过相应调节的石灰石、渣材料和还原剂的混合比以及通过在将混合物成型为粒料或块料时的密实作用来达到。为使该粒料或块料浮于熔体/渣的相界面附近并均勻地慢慢反应，除粒料或块料的密度外其大小也有影响，因此其平均大小优选调节为约高 50 χ长60 χ宽60 mm之间。更特别的发现是，含细钢屑的粒料或块料满足该密度要求，石灰石改进气体形成， 且密度大于3. 2 t/m3的块料可确保直接定位于渣的下面。优良的渣发泡与渣的粘度有关。较低的温度(1500 -1550°Ο相应于较低的碱度 (石灰不完全溶解)，较高的温度(1600°C -1650°C )相应于较高的碱度(石灰完全溶解)。 因为该两因素起对立作用，所以对渣的温度和碱度进行连续调节和相应控制。为达高的泡沫效应，在开始起泡时在钢熔体上必需存在足够的渣厚度，因此在发泡前和发泡期间要进行相应的渣厚度控制。控制渣厚度前应确保最少渣量> 60 kg/t。为制备粒料或块料，本专利技术中使用在制备各种钢产品时产生的干的或湿的废料。所述渣材料主要由形成非不锈钢的元素铁组成，按本专利技术的一个有利方案，使用密度约为7 t/m3的低合金细屑作为渣材料。本专利技术中含于粒料或块料中的碳载体是焦炭。 但也可用其它碳载体如木炭作为还原剂。为能将这种混合物压制成固态的粒料或块料，需要合适的粘合材料。在此糖密和水泥是有效的，另外，也可使用浙青、焦油浙青、氢氧化钙和植物材料如纤维素来进行压制。在制备粒料或块料时重要的是，所产生的形状和大小以及所得的密度要适合于其以后的使用。在此要求在其与渣的内含物反应时的溶解持续时间要适配于最佳还原。因此粒料或块料应是热稳定的，不应在将其加入热的电弧炉中后就立即熔化。另外，其形状、大小和强度要使其能经气动输送或经炉盖简易加料，并且在此可经第五盖孔进入电弧炉中。下面依实施例的附图详述本专利技术的细节和优点。附图简介附图说明图1示出带有粒料或块料的加料设备的电弧炉的横截面图， 图2示出由钢熔体与浮于其上的渣形成的相界面的放大视图。图1示出的电弧炉1由具有耐火壁3的炉容器2和炉盖4以及从上方通过炉盖4 伸入炉容器2的三个电极5组成。在炉容器2的下部中，在耐火炉壁3内部为钢熔体6，钢熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J赖歇尔，L罗泽，
申请(专利权)人：J赖歇尔，L罗泽，
类型：发明
国别省市：