CN101072975A - 生产液态钢的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液态钢(1)的生产方法和装置，其中，用化石载能体(4)在独立的熔化炉(3)中熔化金属材料(2)，并且在过热炉(6)中对熔液(5)进行处理，出炉，并且将其输送到另外的处理炉(7)中，并且对钢的质量进行分析。本发明的方法卡和装置以经济的能耗可以在下述步骤中予以实施：预热/熔化、过热、输送和在二次冶金/过热中进行处理。

Description

生产液态钢的方法和装置

本发明涉及一种在一个设置在过热炉的前面作为熔化炉的竖炉中以废钢为基础的生产液态钢的方法和装置，其中，炉料在熔化炉的上部分中预热，紧接着在下部分中用化石载能体熔化，并且将熔液排出到过热炉中，在该炉中进行钢分析和调节过热温度。

WO 03/068995 A1/DE 102 05 660公开了这样一种方法。其中，废钢、铁海绵或者类似物在熔化炉的上部分中预热，紧接着在熔化炉的下部分中用化石的燃料熔化。将熔液连续地排出到一个处理炉中，在该处理炉中对所希望的钢的质量进行调节，其中，从外面将用于工艺气体后燃烧的气体引入到熔化炉中。已公开的继续发展是建议为工艺气体设置不同的后燃烧级别和一个伸入到材料柱中的内竖炉。

这种类型的钢-熔化方法用于提供熔化炉料，例如在钢-连铸时用于轧制在40-150毫米厚度范围内的不同厚度的板坯。在熔液从作为过热炉的电弧炉排出后由于在炉中保留的残存熔液量小而需要大大地降低能量的输入或者切断能量的输入，以避免残存熔液高的过热和炉床底部的过分磨损。这和波动地利用电能联系。还有的缺陷是电弧炉和钢包炉在空间上相距甚远，使得在运输时出现相当高的能量损失。必须为电弧炉和钢包炉设定独立的供给电源。

本发明的任务是大大地降低由于在电弧炉中的过分过热和通过在钢包炉中相关的供能的损失所造成的在电弧炉和钢包炉中的电能方面所表现的损失。

根据本发明，这个任务通过下述措施得以完成：

(a)为独立的熔化炉所规定的熔化功率(L)和横截面面积(A)

满足下述条件：

$\frac{L\left[\mathrm{MW}\right]}{A\left[m^2\right]}>2.3\mathrm{MW}/m^2,$

(b)在电弧炉中所提供的电功率L_e1和在熔化炉中的化石能源的功率的比例满足下述条件：

(c)在0.6和1.2之间调节电弧炉中的氧化材料和熔化炉中的化石载能体之间的比例λ。

通过这些措施就已在紧接着的过热炉中和在随后的方法步骤中消耗较少的能量。因此直到在连铸装置中浇铸钢的生产钢的方法比到目前为止的方法更经济，它形成一个在连铸装置中浇铸熔液之前的从熔化炉到钢包炉的封闭的方法链。

一种设计方案是将过热炉放到负载单元上，在考虑其它质量流的情况下通过测量值的相减求出从熔化炉输送的熔液流，并且将其用于控制电能的提供。通过这一措施可根据过热炉中的运行情况来调节或者控制熔化炉中的熔化过程。

此外还规定，负载单元的电数据通过质量流的测量导线和定量装置的电数据经过测量导线输送到一台计算机中，并且该计算机通过一个载荷级开关控制从变压器经电极输送的电功率。

在一个设置在过热炉的前面的作为熔化炉的竖炉中以废钢为基础生产液态钢的装置具有在熔化炉的下部中设置的用于化石载能体的烧嘴装置以及一个通过放液孔和熔化炉的下部分连接起来的过热炉，通过下述措施完成该任务：

(a)为独立的熔化炉规定的熔炼功率(L)和横截面面积(A)满足下述条件：

$\frac{L\left[\mathrm{MW}\right]}{A\left[m^2\right]}>2.3\mathrm{MW}/m^2$

(b)在过热炉中提供的电功率L_e1和在熔化炉中的化石载能体的功率的比例满足下述条件：

(c)在0.6和1.2之间调节在过热炉中的氧化物质和在熔化炉中的化石载能体的比例λ。

通过上述措施在各单个的方法步骤中的能量分配极大地更加均匀。

通过下述的其它特征能源的分配还能进一步均匀化，即将过热炉放置到负载单元上，并且在考虑其它质量流的情况下通过测量值的相减求出从熔化炉中输送出的熔液流，并且将其用于控制熔化炉中的烧嘴装置。

通过下述措施可产生熔化炉和过热炉之间的调节对象(Regelstrecke)的连接，即负载单元的电数据通过质量流采集装置的测量导线和料槽-和定量装置的电数据通过测量导线输送到计算机；该计算机通过天然气-氧化介质输送装置的调节对象控制在熔化炉中使用的烧嘴装置的熔化功率，并且因此控制由熔化炉流入过热炉的熔液流的钢质量流。

在一种用于生产液态钢的装置的独立的替代方案中，所述装置具有：一个用于金属炉料和化石载能体的独立的熔化炉、一个生产和/或处理液态钢的过热炉或者说电弧炉、一个输送盛钢桶和一个钢包炉，上述方案导致本任务的一种如下的替代方案，即在下炉中通过一个隔板将电弧炉分成两个区域，其中，沿液态钢的流动方向建立一个过热区，并且通过一个滑阀闭锁机构分开地或者可连接地建立一个分析区。炉子可以具有大的出钢重量。在第一区域中可沿钢的流动方向产生过热，并且在第二区域如同通常在钢包炉中一样进行冶金处理。

炉子设备的容量可以使得这两个区域大约容纳一个类似的电弧炉的标准的出钢重量的两倍的量。

关于它的结构形式，过热炉的两个区域分别为其本身设置一个合适的电极单元。

可按其它的特征如此地运行，即沿流动方向的第二区域的水准-在该第三区域中和在钢包炉中一样地进行冶金处理-在全部出钢重量时一样高，或者当在这个第一区域中的熔液的位置较低时比第一区域中的水准要低。

在附图中示出本发明的几个实施例。下面对这些实施例进行详细的说明。

这些附图是：

图1是在熔化炉、过热炉、输送盛钢桶和钢包炉中的生产流程的方框图，

图2是位于负载单元上的电弧炉的垂直横截面图和测量过程方框图，

图3A是由两个区域构成的电弧炉的垂直横截面图，

图3B是图3A的俯视图。

该方法(图1)以废钢为基础主要使用化石能源工作。

在第一方法步骤中金属炉料2在熔化炉3中进行预热和熔化，其中化石载能体4的化石初级能源所占比例为90-100％，电能所占比例为10-0％。

在第二方法步骤中在过热炉6(电弧炉)对熔液5进行过热，液钢1的温度为1580℃到1610℃。

在第三方法步骤中将车12上的一个盛钢桶7a中的如此过热的熔液5输送到一个钢包炉76中。

在第四方法步骤中在以1580℃-1650℃的温度继续过热中对液钢1的分析进行调节，然后将液钢输送到连铸装置34。

在这样一种用于生产液态钢1的方法中保证了生产过程的生态性和经济性，其中，用化石载能体4(油、天然气、煤碳和类似的燃料)在独立的熔化炉3中将金属炉料2(废钢、铁海绵或者类似物)熔化，在过热炉6中对熔液5进行处理和出炉，并且将其输送到另一处理炉7中，并且在连铸装置34中进行浇铸之前在分析中对熔液5进行调节。

在这其中按照发现的规律执行该方法，按此规律

(a)为独立的熔化炉3规定的熔化功率L和横截面的面积A满足下述条件：

$\frac{L\left[\mathrm{MW}\right]}{A\left[m^2\right]}>2.3\mathrm{MW}/m^2,$

(b)此外，在过热炉6中所提供的电功率L_e1和在熔化炉3中的化石能源4的功率的比例满足下述条件：

(c)在过热炉6中的氧化物和在熔化炉3中的化石载能体4的比例λ在0.6和1.2之间调节。

在图2中垂直于下炉6a地选择目光方向，这样看起来熔化炉3位于炉盖的后面。过热炉6的下炉6a通过一个倾卸装置25支承在负载单元20上。此外，还显示了测量装置中的主要部件，包括用于测量质量流31的组件、用于质量流采集的测量导线26、钢质量流采集计算机21、载荷级开关22、用于添加料的料槽-和定量装置2 3、天然气-氧化器调节对象30、用于过热炉6放液的倾卸装置25、定量系统的测量线路27及用于反馈信号的线路28。

图3A和3B表示过热炉6或者说电弧炉和熔化炉3的设计方案的另一替代方案。为此过热炉6在下炉6a中通过一个隔板13分成两个区域，即一个第一(右)区域14和一个第二(左)区域15，其中，沿液态钢1的流动方向16将过热区17和通过一个滑阀闭锁机构18将两个区域14、15分开或者彼此连接起来。左边的第二区域15形成分析区19，它相当于钢包炉7b中的盛钢桶7a。在过热炉6的两个区域14和15中给独立的电极单元10设置电极10a，该电极替代地可提升和可下降和可摆动。

如图3A所示，沿流动方向16的第二(左)区域15的水准9-在此区域中冶金处理和在钢包炉7b中一样进行-当完全放出重量时一样高，或者比第一区域14中的水准9要低。为此，为了熔化相应的炉料第一区域14可同时用于通过槽33从熔化炉3中-图3b-提供熔液5。另一优点在于第二区域15的存储能力。从该第二区域中随着相应的过热可随时提取液态钢1。取出的部分例如当从到目前为止未知的钢1的储备中进行连铸的连铸装置34的过程中出现干扰时也可看作是液态钢的存储器。

附图标记列表

1    液态钢

2    金属的炉料

3    熔化炉

3a   上部分

3b   下部分

4    化石载能体

5    熔液

6    过热炉(电弧炉)

6a   下炉

7    处理炉

7a   盛钢桶

7b   钢包炉

8    共同的电能源

9    水准

10   电极单元

10a  电极

11   轨道

12   车

13   隔板

14   第一区域

15   第二区域

16   流动方向

17   过热区

18   滑阀闭锁机构

19    分析区

20    负载单元

21    钢质量流采集计算机

22    载荷级开关

23    用于添加剂的料槽-和定量装置

24    变压器

25    倾卸方向

26    质量流采集测量导线

27    定量装置的测量导线

28    反馈信号

29    调节信号

30    天然气-氧化剂调节对象

31    质量流

32    熔化炉中的烧嘴装置

33    槽

34    连铸装置

Claims (10)

1.在一个设置在一个过热炉(6)前面作为熔化炉(3)的竖炉中以废钢为基础生产液态钢(1)的方法，其中，炉料(2)在熔化炉(3)的上部分(3a)中预热，然后在下部分(3b)中用化石载能体(4)熔化，并且将熔液(5)排出到过热炉(6)中，在该过热炉中进行钢分析和过热温度的调节，其特征在于，

(a)为独立的熔化炉(3)规定的熔炼功率(L)和横截面面积(A)满足下述条件：

$\frac{L\left[\mathrm{MW}\right]}{A\left[m^2\right]}>2.3\mathrm{MW}/m^2$

(b)在过热炉(6)中提供的电功率L_o1和在熔化炉(3)中的化石能源的功率的比例满足下述条件：

(c)在0.6和1.2之间调节在过热炉(6)中氧化材料和在熔化炉(3)中化石载能体(4)之间的比例λ。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将过热炉(6)放到负载单元(20)上，在考虑其它质量流(31)的情况下通过测量值的相减求出从熔化炉(3)中输送的熔液流，并且用于控制电能的提供。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，负载单元(20)的电数据经质量流(31)的测量导线(26)、定量装置(23)的电数据经过测量导线(27)输送到计算机(21)，并且该计算机(21)通过载荷级开关(22)控制由变压器(24)通过电极(10a)输送的电功率。

4.在一个设置在过热炉(6)前面的作为熔化炉(3)的竖炉中以废钢为基础生产液态钢(1)的装置，具有在熔化炉(3)的下部分(3b)中设置的、用于化石载能体(4)的烧嘴装置(32)，以及一个通过放液孔和熔化炉(3)的下部分(3b)连接的过热炉(6)，其特征在于，

(a)为独立的熔化炉(3)规定的熔炼功率(L)和横截面的面积

(A)满足下述条件：

$\frac{L\left[\mathrm{MW}\right]}{A\left[m^2\right]}>2.3\mathrm{MW}/m^2$

(b)在过热炉(6)中提供的电功率L_o1和在熔化炉(3)中的化石载能体(4)的功率的比例满足下述条件：

(c)在0.6和1.2之间调节在过热炉(6)中的氧化材料和在熔化炉(3)中的化石载能体(4)之间的比例λ。

5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，将过热炉(6)放到负载单元(20)上，并且在考虑其它质量流(31)的情况下通过测量值的相减求出从熔化炉(3)输送出的熔液流，并且用于控制熔化炉(3)中的烧嘴装置(32)。

6.  按照权利要求5所述的装置，其特征在于，负载单元(20)的电数据经质量流采集装置的测量导线(26)，以及料槽-和定量装置(23)的电数据通过测量导线(27)输送到计算机(21)；计算机(21)通过天然气-氧化介质输送装置(30)的调节对象控制在熔化炉(3)中使用的烧嘴装置(32)的熔化功率，并且因此控制由熔化炉(3)流入过热炉(6)的熔液流的钢质量流。

7.按照权利要求4至6中任一项所述的装置，其特征在于，在下炉(6a)中通过隔板(13)将电弧炉(6)分成两个区域(14；15)，其中，沿液态钢(1)的流动方向(16)建立一个过热区(17)，并且通过一个滑阀闭锁机构(18)分开地或者可连接地建立分析区(19)。

8.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，这两个区域(14；15)容纳一个类似的过热炉(6)的标准出钢重量的大约两倍的量。

9.按照权利要求7或8中任一项所述的装置，其特征在于，过热炉(6)的这两个区域(14；15)分别为其本身设置一个合适的电极单元(10)。

10.按照权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，沿流动方向(16)的第二区域(15)的水准(9)-在该区域中冶金处理和在钢包炉(7b)中的一样-在全部出钢重量时一样高，或者当在这个第一区域(14)中的熔液(5)的位置较低时比第一区域(14)中的水准(9)要低。

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