專利名稱：連續(xù)煉鋼法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用鐵載體連續(xù)煉鋼的方法，所述的鐵載體如生鐵和/或廢鋼至少基本上是被預(yù)還原的，在此方法中，將熔體注入盛鋼桶，以進(jìn)行隨后的冶金步驟。
通常，用吹氧轉(zhuǎn)爐或噴射氧的轉(zhuǎn)爐從固態(tài)金屬鐵載體，尤其是從廢鋼、固態(tài)生鐵、球團(tuán)礦、海綿鐵或其混合物等固態(tài)的金屬鐵載體生產(chǎn)出鋼，因此為了獲得所需要的熔融熱，必須將含碳燃料吹入熔體。雖然在電弧爐中不用生鐵水而用廢鋼很容易煉出鋼來，但是，在這些情況下，電能的消耗是相當(dāng)可觀的，所以上述方法在經(jīng)濟(jì)上幾乎是不合算的。在現(xiàn)行的轉(zhuǎn)爐煉鋼方法中，一般將氧氣吹到熔體的面上或熔體內(nèi)，這有可能使操作更快、成本更低。然而，這樣的熔煉方法引起熔池內(nèi)含有相當(dāng)高的氧化物，一般以這樣的方法產(chǎn)生的爐渣粘度相當(dāng)高。如此高粘度的爐渣往往透氣性極差，從而熔池中會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的起泡，并且有時(shí)會(huì)產(chǎn)生過沸騰。
本發(fā)明的目的在于采用本文開頭所提到的熔煉方法進(jìn)行操作，可避免過分的沸騰反應(yīng)，并且明顯地減少起泡的危險(xiǎn)性。本發(fā)明的目的還在于，當(dāng)采用所述的方法熔煉鋼水池時(shí)有助于以后的精煉步驟及隨后在盛鋼桶內(nèi)的冶金步驟，并且還可提高盛鋼桶內(nèi)鐵的回收率。為此，本發(fā)明方法的基本要點(diǎn)是，通過添加助熔劑將冶金爐渣調(diào)整到如下成分20～77.2% FeO，最好是25.7～50% FeO、10～30% SiO2、2～15% Al2O3、5～20% MgO、0.13～6.45% MnO，最好是0.5～5% MnO、1～10% CaO、0.1～5% Cr2O3、P+S為痕跡。由于將冶金爐渣調(diào)整到上述成分的范圍內(nèi)，所以除了改變爐渣成分使已知的粘度變化外，還意外地使力學(xué)的透氣性受到有益的影響。不出所料地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將爐渣成分調(diào)整到上述范圍內(nèi)時(shí)，可以阻止在形成氣體的冶金反應(yīng)中的爐渣起泡現(xiàn)象，應(yīng)該注意到，這種爐渣乃是隨后的冶金步驟的前提，例如放熱反應(yīng)和/或鋼水池內(nèi)硅含量的精確調(diào)整。
Fe和Mn在爐渣中大部分呈FeO和Mn的一氧化物。
就將熔體注入盛鋼桶而言，若能把鋼水溫度和冶金爐渣溫度調(diào)整到預(yù)定的溫度，則有相當(dāng)大的益處。大家都知道可以利用硅熱還原反應(yīng)使溫度調(diào)整到一定的范圍，其中采用FeSi可以達(dá)到所要求的溫升。為了達(dá)到這樣的一步，即在沒有任何過沸騰危險(xiǎn)和不產(chǎn)生過沸騰反應(yīng)的情況下完成這樣的硅熱還原反應(yīng)，以及還為了隨后的硅熱還原步驟，提供一種可以調(diào)整粘度和力學(xué)透氣性的冶金爐渣是十分重要的。按照本發(fā)明方法熔煉，若后面的步驟是在把熔體注入盛鋼桶時(shí)將放熱反應(yīng)的添加劑(例如Si、Al或放熱反應(yīng)的合金)加到熔體中，則具有很大的好處?；诒景l(fā)明所提出的爐渣處理和上述的爐渣成分，有可能用技術(shù)上可沿用的盛鋼桶容量處理大量的爐渣，因此避免了溢出盛鋼桶的危險(xiǎn)性。
就一個(gè)特別簡(jiǎn)單的方法而言，當(dāng)按照本發(fā)明方法進(jìn)行操作時(shí)，選自FeO-MgO-SiO2渣系的化合物可以用作助熔劑，例如橄欖石或輝石，應(yīng)該注意到最佳的助熔劑有鎂橄欖石、原硅酸鎂或原硅酸鐵。在此方法中，對(duì)爐渣的粘度和熔點(diǎn)有明顯的影響，同時(shí)達(dá)到高透氣性，該透氣性將減少盛鋼桶內(nèi)爐渣的起泡。諸如橄欖石或輝石的FeO-MgO-SiO2渣系化合物也具有高熔點(diǎn)。由于同鐵含量很高的酸性渣起反應(yīng)，產(chǎn)生具有大約1100℃～1200℃熔點(diǎn)的化合物，因此在通常主要的溫度下可穩(wěn)妥地得到低粘度高透氣性的爐渣。和通常使用的螢石相比，采用上述的助熔劑將有許多優(yōu)點(diǎn)。螢石同樣可以使石灰石轉(zhuǎn)變成硅酸鈣，但是反應(yīng)速度和轉(zhuǎn)變速度分別明顯地低于采用鎂橄欖石。當(dāng)采用原硅酸鎂和原硅酸鐵時(shí)引起的轉(zhuǎn)變則更有利，并且產(chǎn)生一種基本上是中性的爐渣，從而保證盛鋼桶覆蓋層較長的有效壽命。硅酸鹽的使用，尤其是原硅酸鎂和原硅酸鐵的使用同螢石比較，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的毒性氣體。
高熔點(diǎn)鎂橄欖石的使用將同SiO2、CaO、FeO和Fe2O3一起導(dǎo)致熔點(diǎn)明顯的降低，因此應(yīng)該注意到混合熱可以被充分利用。同硅(Silicone)反應(yīng)產(chǎn)生更多數(shù)量的SiO2，其推遲了硅酸二鈣的形成，并且產(chǎn)生熔點(diǎn)較低的硅酸一鈣。
尤其在具有含高鐵量的酸性渣的高度精煉的鋼熔體情況下，按照本發(fā)明所提出的方法改變爐渣成分有可能接著完成硅熱還原反應(yīng)或放熱反應(yīng)，而產(chǎn)生起泡或過沸膳的可能性極小。同時(shí)，有可能比較精確地預(yù)選出所要求的溫度，有可能在將熔體注入盛鋼桶之前，在熔煉爐內(nèi)只有輕微過熱的情況下完成操作。在這種情況下，有利的操作是，在出鋼前或出鋼過程中將CaO加到盛鋼桶中。在出鋼的開始階段或出鋼過程中，被加到盛鋼桶中的CaO按照下面的等式與硅起反應(yīng)并使熔池變熱1Kg Si+5.1Kg FeO+4Kg CaO＝4Kg Fe+6.1Kg(2CaO·SiO2)+13816KJ。其于這種反應(yīng)，一方面使?fàn)t渣加熱，另一方面同時(shí)在廢鋼熔化接受器內(nèi)鐵的燃燒所形成的FeO爐渣再次得到部分還原。這樣提高了金屬的回收率。在此情況下，可以通過安裝在盛鋼桶底部的凈化裝置引入氬氣攪拌金屬熔池，以便使由爐渣內(nèi)產(chǎn)生的熱量基本上達(dá)到均勻分布，并防止因爐渣嚴(yán)重過熱可能引起盛鋼桶覆蓋層的破壞。每噸金屬使用4至16公斤CaO和2至8公斤Si是有益的，因此可以按照最佳方式進(jìn)行硅熱還原反應(yīng)。如果CaO和Si使用的質(zhì)量比約為4至1，則可以達(dá)到化學(xué)計(jì)算和定量的反應(yīng)。
發(fā)現(xiàn)如下兩種爐渣成分特別有利1.54% FeO、20% SiO2、7% Al2O3、8% MgO、3.9% Mn、4% CaO、0.8% Cr2O3、S+P 為痕跡;
2.40% FeO、20% SiO2、7% Al2O3、8% MgO、3.9% Mn、4% CaO、0.8% Cr2O3、S+P 為痕跡。
基于本發(fā)明的爐渣處理，有可能用FeSi把鋼熔池的硅圓滿地調(diào)整到所要求的數(shù)值，尤其是采用FeSi(75%)時(shí)，因此必須注意到，用FeSi將鋼熔體的硅含量調(diào)整到0.15%至0.40%是有益的。
總之，基于按本發(fā)明進(jìn)行爐渣處理，完成這種操作是可能的，以致熔體的出鋼只有輕微的過熱，尤其是具有10至30℃的過熱，因此要防止熔體在盛鋼桶內(nèi)的凝固，或通過添加放熱反應(yīng)添加劑至少可延遲其凝固。只有輕微過熱程度的金屬液可以流出廢鋼熔化接受器，而其過熱溫度為10至30℃，并且可將其與富FeO的爐渣一起注入收集桶內(nèi)。該收集桶可先預(yù)熱到1500至1600℃。用于第二階段在盛鋼桶內(nèi)的冶金步驟所需的溫升為以后進(jìn)行處理步驟提供了可能性，例如這些步驟有脫氣步驟、LF處理以及在添加或不添加生鐵的情況下在吹氣轉(zhuǎn)爐內(nèi)的再精煉。在灌注盛鋼桶的過程中，有可能逐步添加FeSi(75%)和石灰，或先把石灰引入空盛鋼桶內(nèi)并不斷添加FeSi(75%)。
權(quán)利要求
1.用鐵載體連續(xù)煉鋼的方法，所述的鐵載體如生鐵和/或廢鋼至少基本上是被預(yù)還原的，在此方法中，將熔體注入盛鋼桶，以進(jìn)行隨后的冶金步驟，用添加助熔劑把冶金爐渣調(diào)整到如下成分20～77.2%FeO，最好為25.7～50%FeO10～30%SiO22～15%Al2O35～20%MgO0.13～6.45%MnO，最好是0.5～5%MnO1～10%CaO0.1～5%Cr2O3P+S為痕跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于把熔體注入盛鋼桶時(shí)，將諸如Si、Al或放熱反應(yīng)合金添加到熔體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于將諸如橄欖石或輝石類的選自渣系FeO-MgO-SiO2的化合物作為助熔劑添加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于鎂橄欖石、原硅酸鎂或原硅酸鐵被用作調(diào)整爐渣成分的助熔劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在10至30℃過熱程度的情況下，將熔體注入盛鋼桶，并且添加放熱反應(yīng)添加劑防止熔體在盛鋼桶內(nèi)凝固。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在出鋼前或出鋼過程中將CaO添加到盛鋼桶內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于CaO和Si使用的質(zhì)量比約為4至1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將爐渣調(diào)整到如下成分54% FeO20% SiO27% Al2O38% MgO3.9% MnO4% CaO0.8% Cr2O3S+P 為痕跡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將爐渣調(diào)整到如下成分40% FeO20% SiO27% Al2O38% MgO3.9% MnO4% CaO0.8% Cr2O3S+P 痕跡。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于用FeSi使鋼熔體中的硅含量調(diào)整到0.15%至0.40%。
全文摘要
一種用鐵載體連續(xù)煉鋼的方法，所述的鐵載體如生鐵和/或廢鋼至少基本上是被預(yù)還原的，在此方法中，將熔體注入盛鋼桶，以進(jìn)行隨后的冶金步驟，用添加助熔劑把冶金爐渣調(diào)整到如下成分
文檔編號(hào)C21C5/56GK1032553SQ8810711
公開日1989年4月26日 申請(qǐng)日期1988年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月13日
發(fā)明者路德維格·馮博格丹迪, 格哈特·米特, 奧托·科勒, 盧齊安·波奇馬斯基, 克里斯琴·賈奎馬, 漢斯-朱爾根·蘭厄姆默 申請(qǐng)人:沃斯特-阿爾派因鋼鐵多納維茨有限公司