TW554046B - Production of stainless steels, especially steels containing chromium and chromium-nickel - Google Patents

Description

554046 A7 _____B7_______ 五、發明說明（） [發明的詳細說明] 本發明關於一種申請專利範圍第1項或申請專利範圍 第2項的的引文的方法。 要製造含鉻或含鉻鎳的特殊鋼，習知的技術係在一個 至少有二個爐體的熔解裝置中作多階段程序。在此，依各 程序技術而定，作一道除碳作業將碳含量一直減少到0.3% 。所需能量成本一直很高而溫度的損失無法避免。 在德國專利案DE 196 21 143發表了一種此類的方法。 該案中提到的方法係在一種熔解裝置中實施，該熔解裝置 至少包含二個爐體。該二個爐體平行操作，其中在各爐體 中可放入電極以將爐料熔解，或放入吹氣槍以將氧及氧混 合物吹上去及/或吹進去。因此該爐體先用於作熔解機組， 然後作爲淸新(Frisch)機組。在吹氣後，在加入熔渣形成物[ 如石灰及螢石(Flufispat)]時，將該溶渣用還原劑如矽鐵、鋁 、或次級鋁(Sekundaraluminium)還原以收回氧化的鉻，然後 作刺破放流。 本發明的目的在於使這種方法變得更經濟。 這種目的依本發明達成之道係利用申請專利範圍第1 項及第2項的特徵點中所述的方法步驟達成。該方法有利 的設計見於申請專利範圍附屬項中。 本發明的要點在於在電弧爐操作中未還原的轉爐熔渣 的可逆處理。在習用的方法中高鉻含量的熔渣的還原作用 以及金屬鉻的回收係在一道程序步驟中進行，此道程序步 驟接在熔解作業及氧氣吹入作業之後且與之分開；而本發 4 度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 :297公釐)" — -----------裝！----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 554046 A7 __ B7___ 五、發明說明（） 明則與之不同，該還原作業係與一批新的爐料的重新熔解 的過程同時在該爐體中進行，而維持先前鼓風程序的熔渣 。用此方式可省卻一道程序步驟，特別是接在後面的熔渣 還原作業，且該含鉻的熔渣不從該系統抽掉。因此，整體 上此方法較簡單且較經濟。 在細節方面，係作以下的步驟： a) 在該第一處理步驟中，隨著所加入爐料的熔解作業 將高含鉻量的熔渣加熱，而且係利用來自電弧的電能； b) 在該熔解程序時，在該鐵水已達到到最小的溫度値 1490°C後，在該電弧爐的有利的熱力學條件下用矽與碳將 該高含鉻量熔渣還原，1¾¾將該熔渣分離； c) 在該相同的爐體_卜道鼓風(吹氣)程序將鐵水處理 ，如此藉著把氧氣或合物經由頂吹氣槍、側吹氣槍 、側下槽液噴嘴、側噴底噴嘴、或冲刷槽(Spiilstein英 :sink或rinsing tank)(這些手段可個別單獨使用或組合使用 )將鐵水一直除碳到碳値<0.9%，且宜<0.4%，並加熱到從 1620〜1720°C的放流溫度； d) 將該鐵水與一種惰性氣體充分混合，該惰性氣體經 由頂吹氣槍、側吹氣槍、側下槽液噴嘴、側噴嘴、底噴嘴 、或冲刷槽(這些手段可個別單獨使用或組合使用)導入； e) 把合金劑、熔渣形成物、還原劑、含金屬氧化物-金 屬的塵粉或混合物經由頂吹氣槍、側吹氣槍、側下槽液噴 嘴、側噴嘴、底噴嘴、或冲刷槽(這些手段可個別單獨使用 或組合使用）吹入/或吹上去； 5 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----!丨丨_丨^^裝·1-丨-丨丨丨訂·----I-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 554046 A7 _______B7____ .五、發明說明（） f)然後將鐵水刺破放流，其中該鼓風程序之未還原的 高含鉻量的熔渣留在該處理爐體中，且在依步驟⑻重新作 電弧爐熔解程序的新循環週期中被還原。 所提議的方法基本上可在單一個冶金爐體中進行。爲 了使放流時間(Abstichzeit)加速，故依申請專利範圍第2項 ’係將該方法在一個具有二個交替操作的冶金爐體的熔解 裝置中進行。如此除了該第一處理爐體中該爐料的除碳作 用鼓風作業外，還平行地在第二個處理爐體中作第二批爐 料的熔解程序，包含熔渣的還原程序。 熔解過程也可用其他途徑用電氣方式利用電弧進行， 其中要注意，要保持有利的熱力學條件以將熔渣還原。 最好，該氧氣或氧混合物的吹氣作業用從上面吹上去 及/或由側面吹入的方式進行。爲了使該鐵水混合及均化得 更好，可在氧氣鼓風程的同時將惰性氣體吹入。 鐵水在氧氣20〜40分的鼓風時間之時，除碳到<0.9% ，且宜 < 0.4%。 在作氧氣鼓風之時，加入冷卻劑，例如呈Ni、FeNi、 鐵鉻合金(Ferrochrom)、鐵屑、及其他含鐵的金屬原料如： 生鐵(Roheisenmasseln)、DRI或合金劑，以達到目標溫度。 依一種較佳方法步驟，該鼓風程序係在碳含量等於或 小於0.9%(且宜等於或小於0.4 %)及溫度超過1680°C時結束 ，且將鐵水刺破放流到盛桶中。依本發明，該熔渣留在爐 體內，俾在該處隨後在重新作熔解過程時被還原。在進一 步處理過程中，與此分別作的，係利用一道第二道冶金處 6 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · I I I----訂--------- 554046 A7 ____B7 五、發明說明（） 理，且宜爲真空除氣，使鐵水達到所要的終碳含量<〇」％ 。這點也有一個好處，即：該爐體的耐火材料(它在鼓風程 序時一直到低碳含量爲止，都受到很大的負荷)可以受保護 (schonen) 〇 依本發明，該高鉻含量的熔渣利用來自爐料中的含石夕 或含碳的合金攜帶物的砍或碳還原。依一特佳方法變更例 ，係另外將碳^以及砂加入。含在該高含鉻量的熔渣中的氧 化鉻利用碳與矽直接還原成金屬鉻。 在該爐料熔解時，利用頂吹氣槍、側下槽液吹氣槍、 側噴嘴、底噴嘴、或沖刷塊（它們可別地或組合使用）將氧 氣或氧混合物加入以改善矽與碳的氧化作用。 本發明的其他細節及優點見於以下的說明，其中詳細 敘述在圖式中所示的一個實施本發明的方法的熔解裝置的 實施例，它在此例中具有二個冶金爐體。在此，除了上述 的特點的組合外，這些特點單獨使用或作其他的組合方式 也都在本發明的保護範圍內。圖式中： [圖式的簡單說明] 第1圖係具有二個處理爐體的一個熔解裝置的側視圖 〇 [圖號說明] (1) 熔解裝置 ⑵(3) 處理爐體 (4) 吹氣槍 (5) 吹氣槍攜帶臂 7 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 554046 A7 B7 五、發明說明（ (6) 廢氣彎頭 (7) 蓋心開口 (8) 可樞轉的蓋 (9) 爐體上部 (10) 廢氣彎頭⑹的開口 (11) 爐體下部 (12) 旋轉裝置 (13) 放流開口 (14) 電極臂 (15a)(15b)(15c) 電極 (16) 蓋心 (17) 蓋心開口 (18) 鐵水 (19) 熔渣 (20) 側噴嘴 (21) 側吹氣槍 (22) 底噴嘴 Ϊ例的說明] 該熔解裝置（1)由 二個處理爐體(2)(3)構成，在該處理爐 -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 體⑵(3)中交替地操作一個電弧爐程序(I)及一個鼓風程序 (II)。在左邊的處理爐體(2)中顯示利用電弧該熔入物的操作 狀態，在右邊的處理爐體(3)中顯示淸新作業或氧氣吹入(用 於減少鐵水的碳含量)的操作狀態。 爲了將氧氣吹入，有一吹氣槍(4)固定在一吹氣槍攜帶 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 554046 A7 --- B7 _ .五、發明說明（） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 臂(5)上，該吹氣槍(4)對爐體主軸成共同通過一個廢氣彎頭 (Abgaskriimmer)(6)與該右邊的處理爐體⑶的一個可樞轉蓋 (8)的蓋心開口（7)進入爐體上部(9)的內部空間中。該廢氣彎 頭⑹的開口（10)倚到該蓋⑻的蓋心開口⑺上。該上部⑼與 下部（11)一同構成該爐體(3)。廢氣彎頭(6)可經由一個旋轉 裝置（12)樞轉到該相鄰的處理爐體(2)。下部(11)有一個放流 開口（13)，此處係爲底放流口，以供鐵水放流，而含鉻的 熔渣則留在爐體中。 在爐體的底或壁中有個別的或組合的底噴嘴(22)、冲 刷塊、側下槽液噴嘴、側噴嘴(20)、及/或側吹氣槍(21)，氧 氣、惰性氣體、或氣體混合物經這些元件吹入。 左邊所示的處理爐體⑵有一個可樞轉的電極臂（14)， 在此情形中，有三個電極（15a)(15b)(15c)固定在該電極臂 (14)上，該電極（15a)(15b)(15c)電领（15a)(15b-)<4-5c)電極 fi-5a)(15b)(15c)通過左邊的處理爐體⑵的蓋心（16)，該蓋心 (16)將蓋心開口（17)封閉。 在一個處理爐體中該鐵水(18)經放流開口（13)作刺破放 流後，重新開始一道熔解程序。刺破放流的鐵水送到一個 鋼鑄造設備或一個次級冶金處理設備（圖中未示）。爐料充 到該熔渣（19)(它未被刺破放流且留在爐體中)上，其中該爐 料特別含有含碳及含矽的原料，所有內容物隨後熔解。在 熔解過程時，在該鐵水已達到到最小的溫度値丨49〇。(：後， 將高鉻含量的熔渣還原。在達到又一最小溫度値(宜爲1550 °C)後，將熔渣分離，並將鐵水作一道鼓風程序，如此該鐵 9 尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297 士髮)------ 554046 A7 __ B7__ 五、發明說明（） 水一直除碳到碳値<0.9 %，且宜<0.4%，並加熱到1620〜 1720°C的放流溫度。爲此，將該電極室（14)樞轉開出來，並 將氧氣吹氣槍(4)樞轉進去。然後只要將鐵水刺破放流。將 吹氣槍(4)移行出來，並重新開始該過程。在相鄰的處爐體 中，這種程序係在時間上錯開地進行。 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 554046 頜 C8 D8 六、申請專利範圍 1·一》—種製造不銹鋼的方法，特別是製造含鉻及含 鉻鎳的特殊鋼的方法，該鋼係在一個熔解裝置中產生者， 該熔解裝置係用於供應一個鋼鑄造設備者，該熔解裝置有 一個冶金爐體，其中在該爐體中操作一道電弧爐程序及一 •道鼓風程序，且其中在這些處理步驟的第一步驟中作電弧 熔解程序，將爐料熔解，該爐料主要由固體及/或液體的生 鐵或原料構成，特別是由鐵屑及部分含碳及矽的合金載體 構成，然後將該鐵水作淸新處理，其特徵在於··在該鼓風 程序後，在電弧爐操作中用以下步驟將未還原的熔渣作反 向處理： a) 在該第一處理步驟中，隨著所加入爐料的熔解作業 將高含鉻量的熔渣加熱，而且係利用來自電弧的電能； b) 在該熔解程序時，在該鐵水已達到到最小的溫度値 1490°C後，在該電弧爐的有利的熱力學條件下用矽與碳將 該高含鉻量熔渣還原，將該熔渣分離； c) 在該相同的爐體用| 一道鼓風(吹氣)程序將鐵水處理 ，如此藉著把氧氣或合物經由頂吹氣槍、側吹氣槍 、側下槽液噴嘴、側底噴嘴、或冲刷塊(Sptilstein)( 這些手段可個別單獨使用或組合使用）將鐵水一直除碳到碳 値<0.9%，且宜<0.4%，並力口熱到從1620〜1720°C的放流 溫度； d) 將該鐵水與一種惰性氣體充分混合，該惰性氣體經 由頂吹氣槍、側吹氣槍、側下槽液噴嘴、側噴嘴、底噴嘴 、或冲刷塊(這些手段可個別單獨使用或組合使用）導入； 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、1T*" 554046 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 f (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) e) 把合金劑、熔渣形成物、還原劑、含金屬氧化物-金 屬的塵粉或混合物經由頂吹氣槍、側吹氣槍、側下槽液噴 嘴、側噴嘴、底噴嘴、或冲刷槽(這些手段可個別單獨使用 或組合使用）吹入/或吹上去； f) 然後將鐵水刺破放流，其中該鼓風程序之未還原的 高含鉻量的熔渣留在該處理爐體中，且在依步驟(a)重新作 電弧爐熔解程序的新循環週期。 2· —種製造不銹鋼的方法，特別是製造含鉻及含鉻鎳 的特殊鋼的方法，該鋼係在一個熔解裝置（1)中產生者，該 熔解裝置係用於供應一個鋼鑄造設備者，該熔解裝置有二 個冶金爐體，（2)(3)，其中在該二個冶金爐體，（2)(3)中交 替地作一^一道電弧爐程序(I)及一道鼓風程序(II)，其中在 這些處理步驟的第一步驟中作電弧熔解程序(I)，將爐料熔 解，該爐料主要由固體及/或液體的生鐵或原料構成，特別 是由鐵屑及部分含碳及矽的合金載體構成，並將該鐵水作 淸新處理，同時除了在第一處理爐體(2)中將爐料作除碳作 用的鼓風作業外，並在第二處理爐體(3)中作第二批爐料的 熔解程序，其特徵在於：在該鼓風程序後，在電弧爐操作 中用以下步驟將未還原的熔渣(19)作反向處理： a) 在該第一處理步驟中，隨著所加入爐料的熔解作業 將高含鉻量的熔渣加熱，而且係利用來自電弧的電能； b) 在該熔解程序時，在該鐵水已達到到最小的溫度値 1490°C後，在該電弧爐的有利的熱力學條件下用矽與碳將 該高含鉻量熔渣還原，隨後將該熔渣分離； 2 尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 554046 A8 B8 __gl 六、申請專利範圍 c) 在該相同的;用一道鼓風(吹氣)程序將鐵水處理 ’如此藉著把氧氣混合物經由頂吹氣槍、側吹氣槍 、側下槽液噴嘴、、底噴嘴、或冲刷塊(Spiilstein)( I ：r 這些手段可個別單獨Ϊ用或組合使用)將鐵水一直除碳到碳 値<0.9%，且宜<0.4%，並加熱到從1620〜1720°C的放流 溫度； d) 將該鐵水與一種惰性氣體充分混合，該惰性氣體經 由頂吹氣槍、側吹氣槍、側下槽液噴嘴、側噴嘴、底噴嘴 、或冲刷塊(這些手段可個別單獨使用或組合使用）導入； e) 把合金劑、熔渣形成物、還原劑、含金屬氧化物-金 屬的塵粉或混合物經由頂吹氣槍、側吹氣槍、側下槽液噴 嘴、側噴嘴、底噴嘴、或冲刷塊(這些手段可個別單獨使用 或組合使用）吹入/或吹上去； f) 然後將鐵水刺破放流，其中該鼓風程序之未還原的 局含絡里的溶澄留在s亥處理爐體中’且在依步驟(a)重新作 電弧爐熔解程序的新循環週期。 g) 其中，除了在第一處理爐體中將爐料作除碳作用鼓 風作業外，同時將第二批爐料的熔解程序(包含該熔渣的還 原胃歡|在該第二處理爐體中進行。 申請專利範圍第1或第2項的方法，其中：氧氣 :¾¾¾%的吹氣作業係經由頂吹氣槍、側吹氣槍、側噴嘴 、底讀嘴、或冲刷槽以吹上去或吹入的形式實施，這些吹 氣手段可個別單獨地或互組合使用。 4·如申請專利範圍第1或第2項的方法，其中：爲了 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁)

   554046 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 將鐵水充分混合及均化，在氧氣的鼓風程序的同時將惰性 氣體經由頂吹氣槍、側吹氣槍、側噴嘴、底噴嘴、或冲刷 槽吹入，這些吹氣手段可個別單獨地或互組合使用。 5. 如申請專利範圍第1或第2項的方法，其中：在20 〜40分的氧氣吹氣時間時，將該鐵水除碳到終碳含量< 0.9% 〇 6. 如申請專利範圍第1或第2項的方法，其中：在作 氧氣鼓風之時將冷卻劑加入。 • 7.如申請專利範圍第1或第2項的方法，其中：該鼓 風作業在碳含量<0.9%及溫度超過1680°C時結束，將該鐵 水（18)排空到一個盛桶中，並使熔渣(19)留在爐體中，且在 進一步的處理過程中，利用一道次級冶金處理(且宜爲真空 除氣)達到所要的終碳含量<0.1%。 8.如申請專利範圍第1或第2項的方法，其中：將附 加的碳及/或矽或其他的還原劑加入。 9·如申請專利範圍第1或第2項的方法，其中：在該 高鉻含量的熔渣（19)中所含的氧化鉻和其他金屬氧化物利 用碳或矽直接還原成金屬鉻或其他金屬f。 10·如申請專利範圍第1或第2項的方法，其中：在該 爐料的熔解作業時，利用頂吹氣槍、側吹氣槍、側噴嘴、 底噴嘴、或冲刷槽吹入氧氣以將矽及碳氧化。 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)