CN1158147A - 亚铁的冶炼设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种亚铁的冶炼方法和设备，特别适用于钢熔炼，以达到有利于节能、环保和降低成本的目的，其特征在于，按发明提出的建议，整个炼钢过程是在一个炉中进行，在此炉中一次完成了一台转炉的功能和一台电弧炉的功能而不需要再移注钢水。

Description

亚铁的冶炼设备和方法

本发明涉及一种冶金处理亚铁的方法，特别是产生钢熔液的方法，和一种至少设置一炉体的炼钢设备，炉体用一个可旋转的炉盖进行密封，炉盖通过一个排烟管弯头和一个废气净化设备连接，并且通过炉盖芯至少可以引入一根电极，这个炼钢设备还设置一个加料装置及一个排渣口，在炉底配有一个出口。

市场对电炉熔炼质量要求日益增高，不仅在水平方面，而且在钢产品的连续性和降低价格上的要求也是如此。基于原材料的价格波动，除了利用废钢外，越来越多的生产厂家打算使用大量的生铁液体的或者生铁块进行炼钢。

迄今，仍采用转炉高比率氧气的方法熔炼铁。用氧气或富氧气体进行精炼生铁的一种炼钢设备在DE OS 28 03 960中作了介绍，为了收集炼钢过程中排出的废气在这类设备上设置一个主排气罩，通过一个通往除尘装置的连接在主排气罩上的排气管道将废气排出。排气管道中设有一个通孔，通常可以从通孔中将吹氧管导入。主排气罩和可以与炉体分开的炉盖连接在一起，并且可以和炉盖一起作为一个整体移到一边。

电弧炉通常采用直流电或交流电操作。在DE 43 02 285 A1中介绍了一种配有双炉体的电炉及其这种电炉的操作方法，这种电炉用炉盖进行密封，炉盖通过排烟管弯头和一个废气净化设备连接。文件图2所示，一个采用交流电的炉子配有三根通过炉盖的电极，而另一个采用直流电的炉体配有一根通过炉盖的电极，炉底接一根负电极。两个炉子的操作方法是，先给一个炉体供电使炉体内的炉料熔化，而另一个炉体这时不接通电源，装上炉料后通入另一炉热烟气，这是炼钢过程的第一阶段。

对于炼钢炉已有过不少建议，DE 34 19 030 C1介绍了一种炼钢炉，重点对一种炼钢转炉作了介绍，这种炉体可以绕垂直轴线旋转，以便完成整个炼钢过程中每个阶段的操作方法，并在反应炉的上方和/或下方设置操作装置用来完成相对应的各种功能。诸如废气管道，加料装置，测氧管，吹氧管和炉底出钢装置都属于工作装置，这些部件固定安装，而熔炼炉绕垂直轴旋转到各个工序的相应位置。

这种炉子只适用于一种炼钢方法，因此只用于熔炼金属，主要是生产钢水，和产生CO气体，例如从碳和一种由于它的存在只起促进化学反应的作用而它本身很少或根本没有消耗的材料(例如生铁水)产生出CO气体。

本发明的目的是研究开发一种炼钢方法和一种与其相适用的炼钢设备，用这种方法和设备冶炼亚铁，特别是钢熔炼可以节能，有利于环保和降低成本。

权利要求1和权利要求10所述的特征达到本发明研究的目的，在属权利要求中说明了其它有利的结构。

按本发明可以在一个炉中完成整个熔炼过程，这个炉首先完成一个转炉的功能，然后在钢水不需要移注的情况下直接完成电弧炉的功能，本发明的炼钢方法以最为有利的方式使用两个炉体，它们运行周期相互重叠50％。

电弧炉无渣出钢后，在炉底留下一个熔池，对于通常所使用的的电弧熔化，要求有一个熔池来作为炼钢过程的起点。为了抑制使用前述的炼钢方法时同液态金属产生剧烈地反应，要加入Al/Si和液态金属熔池结合，之后再装入以废钢或钢水形式的低碳金属。

随后吹入氧气，以这种方法来减少含硅量，并且整体加热炉料，在还原期的同时加入生铁作为冷却材料，以保持钢具有所规定的温度值，同时也为控制碱性而加入钙量。在这整个一段时间内不允许带电工作，中间要清除约含50％硅的钢渣。还原期要排出废气，吹风结束后要排出含磷废渣。在这里应进行工作装置的更换，确切地说卸下吹氧管和排气管弯头，为了紧接着进行电弧炉的熔化过程换上电极，打开排烟管道，这个过程结束就排出残渣，并从出钢口出钢。

除了用吹氧管进行吹氧外，还将其用作使用氧气天然气和氧气油的烧嘴来进行生铁的脱碳，这个过程用长火焰(Uberlanger Flamme)和化学计量学的原理控制操作。

装入的液态金属其温度超过1300℃。建议使用各种金属混合的方法，为了降低成本，可采用液态生铁和液态金属约为50∶50的混合比，另外，提议废钢和生铁的混合比可以达到30∶70，除此之外，建议废钢，生铁和液态金属混合使用，混合比可控制在10∶60∶30～10∶40∶50的范围内。

在每一道炼钢过程结束后，炉底出钢都要清理干净，然后关闭出钢口，再装上相应的炉料，将炉盖盖在炉体上，等吹氧管或烧嘴及其排气管弯头也安装到位后才可重新开始炼钢过程。

在使用双炉体炼钢设备时，其中之一在进行吹氧过程的同时，另一炉体内正在进行电弧熔化过程，所产生的烟气通过一个排烟管弯头送入一个气体混合箱中，在那里和来自于吹氧过程的炉体中的废气混合。因为在吹氧过程中，CO的再燃烧使废气具有很高的温度，从而保证了可能来自于电炉的较冷废气再燃烧，因此也就避免了可能产生的臭气困扰和在这种情况下会产生的诸如呋喃和二氧化物等其它碳氢化合物。

为了实施本发明的炼钢方法，建议使用设置一个炉体的炼钢设备，炉体配有炉盖，炉盖芯可以卸下来。排气管弯头的接头可嵌入炉盖芯孔中，至少有一个吹氧管或至少一个烧嘴可以通过这个排气管弯头和炉盖通孔进入炉身的内腔。

通过这些相配合的组合件，炉体可以减少操作，配备可想象的结构简单的附属设备，可以使电弧炉转换成一个转炉使用，通过排气管弯头导入的吹氧管连接在一个移动装置上，这就使吹氧管的顶部可以按规定的深度插入到炉体中。

所使用的吹氧管不仅可只单纯作为吹氧管和单纯作为烧嘴，也可以作为多功能喷嘴。

电弧炉通常使用的排烟管弯头配有截止阀，在吹氧期和排废气时可以通过排气管弯头将它们关闭。

建议在炉体的下部配备一个凸体，使液态金属或液态废钢上料时更加便利。

一台使用双炉体的炼钢设备总共只需要配备一个吹氧管或一个烧嘴，一个排气管弯头以及一套安装在支撑臂上的供电设备和一根电极或数根电极。

通过合理布置电极支撑臂，排烟管弯头以及吹氧管或烧嘴，就使旋转动作简便且所需时间缩短，从而可以改变电炉的各种功能。由此就不用打开炉盖，打开炉盖对炼钢有害，它和移注炉体中的钢水一样会产生废钢。

在一个单炉体的电炉设备上也同样使用的电极旋转装置和排气管弯头旋转装置的转动轴在此布置在两炉体的分界线上。

在附图中对本发明的一个实施例进行了说明。

附图：

图1：炼钢炉的一个俯视图

图2：炼钢炉的一个侧视图

图1示出了一个炼钢炉的俯视图，它为双炉体设备。

俯视图除了示出了凸体18(28)和出渣口19(29)(在这里是钢渣口)之外，还示出悬挂在旋转装置14(24)上的炉盖13(23)，而且一个旋转到一侧，而另一个位于工作位置。

在可能使用第二个炉子上可以更清楚地看到炉盖芯25。

在炉盖13(23)上连接有排烟管弯头51(52)。它通过一个截止阀53(54)和主排烟管55连接，除此之外，在主排烟管道52上连接有凸体18(28)的抽烟装置56(57)。

排气管弯头61以可拆卸的方式和炉盖13连接在一起，并可通过一个旋转装置63进行转动，主排烟管道55和排气主管道64在复燃箱71中汇合。通过排气管弯头61导入一个由支撑臂42支承的氧气导管41。

电极31通过炉盖芯25引入并通过一个电极支撑臂32和一个电极旋转装置33相连。

附图2概括示意出两种工作状态的炉体，确切地说，一个炉体为具有转炉功能的炼钢炉，而另一个则作为电弧炉使用。氧气导管41固定在支撑臂42上，它和炉体中心线同轴，并通过排气管弯头61和炉盖芯孔16进入炉身12的内腔。炉体11是由炉身12和炉底17组成，并用炉盖13进行密封，炉盖13具有一个炉盖芯孔16，排气管弯头61的接头62可以嵌入炉盖芯孔中，用旋转装置63可以将管弯头61转到一边。炉底17设置一个出钢口19，在此是底部放液口，用于排出钢水。

左半图示出的炉体有一个电极支撑臂32，图中在它的上面固定安装有三根电极31，三根电极穿过密封炉盖芯孔26的炉盖芯25。

Claims (16)

1.亚铁的冶炼钢方法，特别是生产钢水的方法，其特征在于：

为了使炉底的熔池凝固应加入AL/SI

-装入低碳金属

-通入非电热能

-在装入生铁和石灰的同时进行还原过程

-达到50％的含硅渣进行中间出渣

-在吹氧期进行排废气

-在生铁脱碳阶段结束时，排出含磷的钢渣

-通过一个电弧送入热能熔化炉料

-排出烟气

-排出残渣，关闭出渣口

-出钢

2.按权利要求1所述的炼钢方法，其特征在于，低碳金属是废钢。

3.按权利要求1所述的炼钢方法，其特征在于，低碳金属以液态的形式供给。

4.按权利要求3所述的炼钢方法，其特征在于，液态金属的温度超过1300℃。

5.按权利要求1所述的炼钢方法，其特征在于，用吹氧法进行还原过程。

6.按权利要求1所述的炼钢方法，其特征在于，按照化学计量学的原理通过氧气天然气或氧气油的混合物的长火焰燃烧完成还原过程。

7.按权利要求3或4所述的炼钢方法，其特征在于，液态生铁和液态金属的混合比约为50∶50。

8.按权利要求1至4之一个所述的炼钢方法，其特征在于，废钢和生铁的混合比在20∶80～40∶60范围内。

9.按以上多个权利要求或其中之一所述的方法，其特征在于，废钢，生铁和液态金属的混合比在10∶60∶30～10∶40∶50的范围内。

10.至少配置一个用可旋转炉盖密封的炉体的炼钢设备，炉盖通过一个排烟管弯头和气体净化设备相连接，并通过炉盖芯可以导入至少一根电极，炼钢设备还设置一个加料装置以及一个出渣口和一个位于炉底的出钢口，用来实施按权利要求1至10中之一所述的炼钢方法，其特征在于，炉盖芯体(15或25)可以和炉盖(13或23)分开，排气管弯头(61)的接头(62)可以嵌入炉盖芯孔中(16或26)，通过排气管弯头(61)和炉盖芯孔(16或26)至少有一个吹氧管(41)导入炉体(11或21)的炉身(12或22)内腔中。

11.按权利要求10所述的炼钢设备，其特征在于，吹氧管(41)和炉体轴线(I)同轴设置，它插入炉体(11或21)的深度可以调节。

12.按权利要求11所述的炼钢设备，其特征在于，吹氧管(41)和供氧站相连接。

13.按权利要求12所述的炼钢设备，其特征在于，吹氧管(41)也和天然气或油等燃料源连接，作为烧嘴使用。

14.按权利要求10所述的炼钢设备，其特征在于，排气管弯头(61)和一个复燃箱(71)连接，而复燃箱则和排烟主管道(55)连接在一起。

15.按权利要求10所述的炼钢设备，其特征在于，在炼钢炉体(11或21)的炉底上(17或27)设置一个凸体(18或28)，用于送入液体炉料。

16.按权利要求10所述的炼钢设备，其特征在于，用炉盖(13，23)密封的两个炉体(11，21)共用一套供电系统和一个供氧站及一个燃料源。

17.按权利要求16所述的炼钢设备，其特征在于，排气管弯头(61)布置在两炉体(11，21)的分界线上，并支承在旋转装置上，使它的接头(62)可以交替嵌入炉盖芯孔(15，25)中。

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