專利名稱：用于生產(chǎn)金屬熔體的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)金屬熔體、尤其是鐵熔體如鋼水、粗鋼水或生鐵水的設(shè)備及用于生產(chǎn)這些熔體的方法。
用于生產(chǎn)電爐鋼的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)成套設(shè)備是交流或直流電弧爐。其中所用的鐵載體由如下材料組成--60-100％的廢鋼、直接還原的鐵-海綿鐵(以不同的含量比)，有時(shí)還有碳化鐵(最多為總爐料量的10-20％)，及--0-40％的液態(tài)和/或固體的生鐵，它借助于一束或多束電弧，用氧槍-若需要，使用燒咀、噴咀和/或惰性氣體清洗物--并在添加碳載體和造渣劑的條件下被熔煉。此后，在平靜熔池期(5-10分鐘)，使電弧爐中的鋼水達(dá)到出鋼所需的溫度和組成，然后在出鋼過(guò)程中于鋼水包中靜置。能耗和物耗及設(shè)備的生產(chǎn)能力與各種爐料的比率和熔煉工藝相關(guān)，它們會(huì)有很大的不同。
由于在世界范圍內(nèi)引進(jìn)了二次冶金工藝方法，以及在結(jié)構(gòu)-、電-和工藝技術(shù)方面的發(fā)展，在過(guò)去幾年中，電弧爐冶煉已變成一種在爐料和所產(chǎn)的鋼的質(zhì)量方面又靈活又有效的工藝，并且越來(lái)越顯示出明顯優(yōu)于轉(zhuǎn)爐冶金的優(yōu)點(diǎn)，并取得了與之完全相同的成功。
隨著新工藝的發(fā)展，通過(guò)主要采用。
·整體的廢鋼預(yù)熱和/或采用熱的海綿鐵和/或熱的直接還原的鐵壓塊，·連續(xù)加入主要部分的爐料(鐵載體、碳載體，熔劑等)，同時(shí)將用于加料作業(yè)的無(wú)功時(shí)間減至最少。
·優(yōu)化的泡沫渣清除作業(yè)。
·用較便宜的初級(jí)能源(煤、天然氣等)作電能的替代品，這包括經(jīng)改進(jìn)的廢氣后燃燒作業(yè)及熱能的更有效的利用，使電弧爐煉鋼的熔煉時(shí)間和單位比電耗大量減少，因而進(jìn)一步減少了電弧爐單位作業(yè)及單位資金投入。
但用這種以電弧爐作冶煉設(shè)備生產(chǎn)電爐鋼的已知工藝，使上述工藝發(fā)展的潛在優(yōu)勢(shì)只得有限程度地利用。而且，盡管有增長(zhǎng)著的需求，但直至目前尚不可行的是，以高的生產(chǎn)能力和能量利用率將加于電弧爐內(nèi)的高比例的生鐵水和/或其它的富碳鐵載體(海綿鐵、碳化鐵)以及約30-70％的難處理的廢鋼(廢汽車)處理成鋼水，而且不可行的還是，使用汽車廢鋼時(shí)又沒(méi)有環(huán)境不能承受的負(fù)擔(dān)。從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，仍期望著在這些條件下，大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用以電弧爐技術(shù)為基礎(chǔ)的高效技術(shù)和設(shè)備。
上述的、由常規(guī)電弧爐帶來(lái)的這些限制僅歸因于爐子的結(jié)構(gòu)，它不能使一種難穩(wěn)定的連續(xù)工藝過(guò)程得以進(jìn)行。加料、熔化、精煉、加熱和出鋼作業(yè)都在同一處進(jìn)行，由于需要，至少在出鋼前后，需中斷加料和供電，以便得到具有所需組成和溫度(均勻性，該液體溫度指的是過(guò)熱溫度)的粗鋼。這種在電弧爐內(nèi)的工藝過(guò)程是不連續(xù)的，因而限制了它的性能。在這方面，下面注意到。1．由于出鋼量為70-150噸的常規(guī)電弧爐和帶有豎爐的電弧爐的出鋼-出鋼時(shí)間已分別達(dá)到了≤55分鐘和≤35分鐘，所以大大地限制了進(jìn)一步減少無(wú)功期的可能性。這同樣也適用于有功期-因?yàn)樵谶@種條件下，對(duì)每噸爐料、單位時(shí)間而言，經(jīng)濟(jì)的能耗的限度已幾乎達(dá)到了-因而對(duì)于總的冶煉時(shí)間而言也是適用的。2．在因?yàn)榧尤氪罅亢＞d鐵、尤其是大量生鐵水和碳化鐵(約6.1％碳)而花費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間，因而還增加了熱損失的連續(xù)加料及在平靜熔池的精煉和加熱作業(yè)期間，變壓器的實(shí)際輸出并未被電弧爐完全利用。
從AT-B-295,566中得知一種連續(xù)煉鋼方法，它通過(guò)在一電弧熔煉爐中熔煉預(yù)還原爐石，然后將此半鋼的熔體精煉成鋼，該爐包括一個(gè)熔煉爐，已知的是有一精煉區(qū)和至少一個(gè)沉渣室與其相連，在該爐中，塊狀或粒狀的預(yù)還原礦石被加入該熔煉爐的電弧區(qū)，金屬在該爐中被連續(xù)攪動(dòng)并在其中作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，然后在金屬流經(jīng)精煉區(qū)時(shí)，通過(guò)吹入含氧氣體而被精煉成鋼，并使渣沿逆著金屬的流向、沿至少是精煉區(qū)的部分長(zhǎng)度流動(dòng)。渣在沉渣室中平靜下來(lái)，而不與熔池強(qiáng)烈混合，然后從沉渣室中放出。
按這種已知工藝，加入了本廠返回的廢鋼及生鐵水，但加入量很有限。廢氣的排放直接在精煉區(qū)中進(jìn)行，即，不經(jīng)過(guò)電弧熔化爐。精煉區(qū)是按槽狀反應(yīng)器構(gòu)成的。結(jié)果導(dǎo)致了很大的比表面積，因而也產(chǎn)生很大的熱損失。精煉是沿著槽狀的反應(yīng)器的精煉區(qū)，按C濃度梯度進(jìn)行的，而不是按在反應(yīng)器內(nèi)達(dá)到濃度平衡進(jìn)行的，因此，難以調(diào)整或控制C含量。因此，這種已知的工藝在用于由預(yù)還原礦石生產(chǎn)粗鋼的第一階段只能以有限的程度被應(yīng)用。
從DE-C 3609923得知一種用于將廢鋼連續(xù)熔煉成廢鋼的工藝和設(shè)備。按此主要受限于廢鋼熔化(未提及加生鐵水和/或海綿鐵)的工藝，爐氣中的熱被用來(lái)加熱廢鋼。廢鋼在設(shè)于床式爐中心處的豎爐內(nèi)預(yù)熱，然后從中心處加入此床式爐中，從而在形成一個(gè)錐狀料堆的情況下，形成一個(gè)支撐在該電弧爐底上的廢鋼柱，該柱向上能達(dá)到設(shè)于此廢鋼預(yù)熱豎爐上部的廢鋼加料口處?？尚D(zhuǎn)的電極(最好是4根電極)對(duì)稱地布置在電弧爐中的廢鋼柱周圍，以促使廢鋼熔化。在廢鋼熔化期間，每支電極的中心軸與垂線間的夾角均大于20°。由于電弧在從中心加入的廢鋼柱和爐壁及爐蓋間燃燒，所以該床式爐暴露在很大的熱負(fù)荷中。另一方面，這使得耐火爐襯的損耗增大，因而提高了用于修復(fù)的材料和時(shí)間的耗費(fèi)。此外，大部分輸入的能量經(jīng)輻射傳給了爐壁和爐蓋，因而造成了損失。此外，在廢鋼柱中會(huì)形成的橋-在電極熔化而形成的熔體空洞的上方-含使廢鋼柱(或其部分)塌落，這會(huì)導(dǎo)致電極折斷，從而中斷工藝過(guò)程。
從MPT International 2/1996,56-60頁(yè)得知Contiarc法，按該法，廢鋼被連續(xù)熔化，即在一環(huán)狀豎爐內(nèi)熔化。該法僅用于熔化廢鋼，根本沒(méi)有提及加海綿鐵和/或液態(tài)生鐵。這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是難以在出鋼作業(yè)開(kāi)始之前或出鋼時(shí)及時(shí)調(diào)整粗鋼溫度，因?yàn)榘喘h(huán)狀布置的廢鋼有著很大的與液體熔池相接觸的面積。用此法，還增加了這種間斷精煉和出鋼的熔體在使其濃度平衡和達(dá)到化學(xué)均勻性方面的困難。
按照Consteel_法(從電爐國(guó)際大會(huì)論文匯編，1992,309-313頁(yè)得知)，廢鋼用水平延長(zhǎng)的預(yù)熱爐預(yù)熱，然后加于電爐中，即加在此電爐的一側(cè)。在此電爐中上升的廢氣經(jīng)此延長(zhǎng)的廢鋼預(yù)熱爐被排走。但由于廢氣流未穿過(guò)此廢鋼，而是僅越過(guò)廢鋼，所以此法并未使氣體得到最佳利用。此槽式廢鋼預(yù)熱爐是固定地設(shè)置的，因?yàn)橛么朔苓M(jìn)行間斷的出鋼作業(yè)，將電爐作可傾動(dòng)地安裝。由于所有的爐子都是可動(dòng)的，所以這種結(jié)構(gòu)是昂貴的。這導(dǎo)致了耐火爐襯的機(jī)械磨損。由于廢鋼僅加在爐子的一側(cè)，即該爐的邊緣區(qū)，所以是間斷地加廢鋼。因此，不能以最佳方式進(jìn)行熔化和混合作業(yè)，而且在電爐中將用燒咀幫助熔化廢鋼時(shí)，所達(dá)到的效率很低。由于廢鋼未能過(guò)濾廢氣，所以廢氣中的粉塵含量相當(dāng)大。
本發(fā)明旨在避免這些缺點(diǎn)和困難，其目的在于提供一種生產(chǎn)金屬熔體、尤其是鐵熔體的設(shè)備及方法，用這種設(shè)備和方法，基本上能加入任何金屬載體，這包括金屬化的顆粒，最好是具有各種物理-化學(xué)特征的鐵載體，如廢鐵、液態(tài)和/或固態(tài)的生鐵、碳化鐵、海綿鐵，具有不同預(yù)還原度的鐵礦石、燒結(jié)塊、氧化鐵皮、冶金粉塵，干的淤渣等，它們具有差別很大成份含量，從而，比如，若一種鐵載體短缺時(shí)，可用另一種替代，而沒(méi)有顯著的容量方面的限制。
為達(dá)到此目的，提供了具有以下特性的，符合本發(fā)明的設(shè)備，該設(shè)備包括·一個(gè)電弧爐爐身，它帶有至少一個(gè)用于加入金屬熔體和/或廢料和/或直接還原了的金屬、尤其是直接還原了的鐵和/或礦石的加料口和至少一根電極，以及至少一個(gè)排渣裝置。
·其中設(shè)有至少一個(gè)金屬排放裝置的吹氧轉(zhuǎn)爐爐身，·該吹氧轉(zhuǎn)爐爐身和電弧爐爐身形成一個(gè)單元，它是通過(guò)溢流堰而連接起來(lái)的，·吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中的、與熔池體積特別相關(guān)的熔池表面小于電弧爐爐身中的表面，·吹氧轉(zhuǎn)爐爐身與電弧爐爐身分享設(shè)置在這些爐身的熔池水平面上方的共同的反應(yīng)空間。
符合本發(fā)明的設(shè)備除解決上面所限定的難題之外，還提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)該設(shè)備部分的耐火襯，在連續(xù)出鋼的情況下不承受、而在間斷出鋼的情況下僅稍微承受因溫度變化而引起的應(yīng)力。
由于由轉(zhuǎn)爐爐身和電弧爐爐身構(gòu)成的該單元被剛性地安放在基礎(chǔ)上，所以在這些爐身上沒(méi)有因傾動(dòng)或由此而產(chǎn)生的重量變動(dòng)所引起的任何機(jī)械性的負(fù)荷。此外，由于在此電爐爐身中，總是富C的金屬熔體對(duì)渣有還原作用，或降低渣中FeO的含量，所以電弧爐內(nèi)的耐火磚襯將受到保護(hù)。電弧爐爐身中的溫度相對(duì)低，即低于1600℃。
對(duì)于在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中的最佳精煉作業(yè)而言，若使吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中的金屬熔池的金屬排放水平面位于電弧爐爐身的金屬熔池水平面之下，則是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，其中吹氧轉(zhuǎn)爐爐身的底被有利地設(shè)置在低于電弧爐爐身底部的水平面上。
吹氧轉(zhuǎn)爐爐身最好設(shè)有一個(gè)氧氣或含氧混合物的噴槍。
電弧爐爐身設(shè)有至少一個(gè)金屬排放裝置是有益的。
將出渣裝置設(shè)在與電弧爐爐身形成一個(gè)單元的沉渣容器上是適宜的，該沉渣容器的設(shè)置，最好是使其位置與溢流堰完全相對(duì)。借此使在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中形成的渣與金屬熔體相逆地流入電弧爐爐身中。
吹氧轉(zhuǎn)爐爐身和/或電弧爐爐身設(shè)有用于金屬爐料、礦石、熔劑、合金、增碳劑的加料口是適宜的，此外吹氧轉(zhuǎn)爐爐身設(shè)有供入含氧氣體或氧氣的后燃燒燒咀和/或噴槍也是適宜的，而其中至少一個(gè)最好設(shè)在該二個(gè)爐身的過(guò)渡區(qū)附近。
按照一較佳實(shí)施方案，電弧爐爐身設(shè)有至少一個(gè)供應(yīng)固態(tài)鐵載體的豎爐，該爐設(shè)在電弧爐爐身的上方，而最好在其側(cè)面或在其上方周圍，從而能將預(yù)熱過(guò)的廢鋼和/或海綿鐵或其它鐵載體以簡(jiǎn)單的方式加入，同時(shí)又能利用在電弧爐爐身中上升的廢氣中含的熱量。預(yù)熱豎爐可設(shè)在中心部位或偏心部位，但最好不設(shè)可透氣的關(guān)閉裝置(指狀件)，即預(yù)熱豎爐直接伸入電弧爐爐身中而無(wú)任何障礙，因?yàn)楣腆w鐵載體形成的料柱在電弧爐爐身底部有其自身的基礎(chǔ)。
按照另一較佳實(shí)施方案，至少有一條優(yōu)選帶有護(hù)罩的傳送帶進(jìn)入預(yù)熱豎爐，其中，加熱裝置通入護(hù)罩是適宜的，加熱裝置由在護(hù)罩內(nèi)安裝的、帶有輸入一種含氧氣體的導(dǎo)管的后燃燒裝置和/或燒咀構(gòu)成。
為有效地利用供入的能量，預(yù)熱豎爐和/或護(hù)罩和/或電弧爐爐身的蓋和/或吹氧轉(zhuǎn)爐爐身的蓋襯有耐火材料是有益的。
電弧爐爐身最好設(shè)有供應(yīng)金屬熔體、較好是供應(yīng)生鐵水的供應(yīng)裝置。
按照一替代方案，電弧爐爐身設(shè)有預(yù)熱豎爐，它被設(shè)置在電弧爐爐身上方，然后經(jīng)過(guò)一不可透氣的、被冷卻的關(guān)閉裝置通向電弧爐爐身中。
一可供選擇的實(shí)施方案的特征在于，將預(yù)熱豎爐布置在電弧爐爐身的中心上方，并將其爐蓋設(shè)計(jì)成環(huán)形，以便圍繞此預(yù)熱豎爐并將其與電弧爐爐身的壁相連，而電極最好是石墨電極則以傾斜的方式經(jīng)爐蓋插入電弧爐爐身內(nèi)部。
設(shè)置通向電弧爐爐身內(nèi)部、并與鐵載體供應(yīng)裝置和/或礦石供應(yīng)裝置和/或煤或碳載體供應(yīng)裝置和/或造渣劑供應(yīng)裝置和/或氧或含氧氣體的供應(yīng)裝置和/或碳?xì)浠衔锏墓?yīng)裝置和/或惰性氣體的供應(yīng)裝置相連的噴咀和/或噴槍和/或燒咀是適宜的。
在吹氧轉(zhuǎn)爐中設(shè)置與鐵載體供應(yīng)裝置和/或礦石供應(yīng)裝置和/或煤或碳載體供應(yīng)裝置和/或造渣劑供應(yīng)和/或氧或含氧氣體供應(yīng)裝置和/或碳?xì)浠锕?yīng)裝置和/或惰性氣體供應(yīng)裝置相連的噴咀和/或噴槍是有益的。
最好是按熔池下埋入噴咀和/或底吹清洗磚的形式構(gòu)成該噴咀，或該噴槍的設(shè)置要使其可以移動(dòng)，尤其是可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)或沿其縱向移動(dòng)。
按照一較佳實(shí)施方案，電弧爐爐身設(shè)有一個(gè)或多個(gè)大致是中心設(shè)置的、從上方伸入爐身內(nèi)的電極，及任選地設(shè)置的底部電極。
為了能多方面地使用此設(shè)備，預(yù)熱豎爐最好按照可與電弧爐爐身和護(hù)罩分離的、而且是可更換的單元構(gòu)成。
為易于操縱，電弧爐爐身的蓋和轉(zhuǎn)爐爐身的蓋構(gòu)成一個(gè)單元或按一個(gè)單元構(gòu)成。
設(shè)置至少一個(gè)控制和/或修理孔、最好設(shè)在從電弧爐爐身至吹氧轉(zhuǎn)爐爐身的過(guò)渡區(qū)的上方是適宜的。
為避免個(gè)別設(shè)備部件需要修理時(shí)長(zhǎng)時(shí)間中斷生產(chǎn)，一個(gè)有益的實(shí)施方案的特征在于，吹氧轉(zhuǎn)爐按照可與電弧爐爐身分離的、并可更換的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。
最好，電弧爐爐身設(shè)有這樣的底它沿朝向沉渣容器底部的方向向下傾斜，然后并入大致水平設(shè)置的沉渣容器的底部；該爐身還設(shè)有設(shè)在沉渣容器中的該底部的最低點(diǎn)及設(shè)在沉渣裝置的底的最低點(diǎn)處的金屬排放裝置。
生產(chǎn)金屬熔體、尤其是鋼水如粗鋼水的方法的特征在于下述工藝步驟的組合·在電弧爐爐身中，產(chǎn)生預(yù)熔體，并使之達(dá)到預(yù)定的溫度水平和化學(xué)組成，·該預(yù)熔體經(jīng)溢流堰連續(xù)而不可逆地流入吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中，·預(yù)熔體在吹氧轉(zhuǎn)爐中精煉，最好煉成粗鋼，和·將經(jīng)過(guò)精煉的熔體連續(xù)或間斷地從吹氧轉(zhuǎn)爐爐身排出，·使在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中形成的渣逆流流入電弧爐爐身，從其中將渣排出。
在電弧爐爐身中進(jìn)行預(yù)精煉、在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中進(jìn)行金屬產(chǎn)品的最終精煉是適宜的。
最好是在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中以連續(xù)的方式調(diào)整金屬熔體的化學(xué)組成和溫度，所述的組成和溫度是與放出時(shí)所需的最終熔體或最終產(chǎn)物的化學(xué)組成和溫度相一致的。
為了調(diào)節(jié)獲得高的冶煉效率，若將在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中形成的廢氣經(jīng)由電弧爐爐身抽出，由于CO+H2的后燃燒在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身和電弧爐爐身中進(jìn)行，其中的在電弧爐爐身中上升的廢氣和自吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中流入電弧爐爐身中的廢氣被適當(dāng)?shù)赜糜陬A(yù)熱加在電弧爐爐身中的塊狀爐料，這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
為了更好地利用能量，使用于預(yù)熱的廢氣在預(yù)熱過(guò)程中一步接一步地后燃燒。
最好在電弧爐爐身和吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中保持負(fù)壓。
一個(gè)用于生產(chǎn)鐵水的可供選擇的有益方法的特征在于下述各工藝步驟的組合·向電弧爐爐身中加液態(tài)生鐵，然后使之達(dá)到預(yù)定的溫度水平，·在電弧爐爐身中預(yù)精煉期間，降低Si和P的含量，·液體生鐵經(jīng)溢流堰連續(xù)流入吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中，
·在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中，以連續(xù)的方式，進(jìn)一步進(jìn)行生鐵水的部分精煉，及·將經(jīng)部分精煉的生鐵從吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中間斷地或連續(xù)地引出，·使于吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中形成的渣逆向流入電弧爐爐身中，從該爐中將其放出。其中將該部分精煉(預(yù)處理)過(guò)的生鐵適當(dāng)?shù)赜贸Ｒ?guī)轉(zhuǎn)爐法、加入或不加其它的鐵載體，在除該設(shè)備之外所設(shè)的轉(zhuǎn)爐或電弧爐中最終精煉成液態(tài)的最終產(chǎn)品。
最好是，金屬爐料混合物由以下組份構(gòu)成·廢料如廢鋼，和/或固態(tài)生鐵或鑄鐵，·球團(tuán)和或壓塊狀的直接還原了的鐵和/或碳化鐵，·生鐵水。
為生產(chǎn)合金化的鋼或特種鋼或不銹鋼的熔體，該金屬爐料混合物至少由合金鋼廢鋼和/或合金劑和/或鐵合金形成。
最好是，使從吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中放出的鋼水在后續(xù)的二次冶金處理中，用或不用負(fù)壓(真空)地作為預(yù)熔體經(jīng)受進(jìn)一步處理，這包括脫碳。真空處理可在VOD-RH-OB-或KTB設(shè)備中進(jìn)行。該預(yù)熔體已顯示其C含量超出了所要生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量所要求的C含量。
當(dāng)在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中處理過(guò)后C含量已低到最終熔體所需值的情況下，使出自吹氧轉(zhuǎn)爐爐身的鋼水作為最終熔體在后續(xù)的二次冶金處理如在鋼包爐中或清洗裝置中經(jīng)受進(jìn)一步處理。
為避免因渣結(jié)殼及能對(duì)渣進(jìn)行量的控制，在預(yù)定的工藝時(shí)間之后，在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身中分別進(jìn)行渣的液化或還原處理。
下面以若干在附圖中被示意性圖示的，舉例性的實(shí)施方案的方式來(lái)詳細(xì)解釋本發(fā)明；其

圖1是符合第一實(shí)施方案的本發(fā)明設(shè)備的正視全剖圖，圖2代表于沿圖1中的Ⅱ-Ⅱ線的剖面圖，圖3,4和5,6以及7,8和9,10分別展示了與圖1,2中所示的類似的、可供選擇的實(shí)施方案。
一個(gè)直流的電弧爐的爐身是作為沉渣容器2和一個(gè)按吹氧轉(zhuǎn)爐構(gòu)成的轉(zhuǎn)爐爐身3之間的中間容器設(shè)置的，即它與容器2和爐身3直接相連，從而構(gòu)成一個(gè)具有3個(gè)作業(yè)區(qū)的連貫的反應(yīng)器設(shè)備。電弧爐的爐身1首先是用作熔化區(qū)或熔融還原區(qū)和加熱區(qū)，轉(zhuǎn)爐爐身3主要用作精煉區(qū)和加熱區(qū)，而沉渣容器2則用作沉渣區(qū)(沉積區(qū))。在爐身1的側(cè)面，有一預(yù)熱豎爐與置于其爐蓋4上，預(yù)熱豎爐上的金屬爐料7--主要是廢鋼，任選地還有固態(tài)生鐵和/或海綿鐵-可加于其中，而最好是用傳送帶8加料。將傳送帶8包在護(hù)罩6中、從而形成加熱部件9是適宜的，在其中，爐料7在被運(yùn)送的同時(shí)，被燒咀和/或后燃燒噴咀10預(yù)熱。加熱部件9和預(yù)熱豎爐5彼此直接相連。在爐身1的爐蓋4中，設(shè)有至少一個(gè)加料口11，以便這續(xù)加入固態(tài)塊狀鐵載體12(直接還原了的鐵，碎廢鋼、預(yù)還原了的鐵礦石、燒結(jié)礦、過(guò)濾器粉塵和/或淤渣壓塊，任選地還有碎廢鋼等)和/或碳載體13(煤、焦炭、有機(jī)輕餾份的壓制物等)和/或造渣劑14(石灰、螢石、硅石及鋁礬土等)。輸送借助傳送帶15進(jìn)行。如于圖1,2所示，由爐身1、轉(zhuǎn)爐爐身3，沉渣池2，預(yù)熱豎爐5和加熱部件9組成的單元構(gòu)成了符合本發(fā)明的第一實(shí)施方案的核心部分。
在直流實(shí)施的情況下經(jīng)一個(gè)唯一的石墨電極16、或在交流實(shí)施的情況下優(yōu)選經(jīng)過(guò)多個(gè)石墨電極16對(duì)爐身1供電。若需要，電極16可相對(duì)于垂線向著爐身1的中心從0-30°的傾角繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)及朝著爐身1的爐壁作最多為10°的反向轉(zhuǎn)動(dòng)。每根電極16的傾角可作不同地調(diào)節(jié)和/或控制，而且在熔化作業(yè)時(shí)，該角度通常為15-20℃。電極16通常是垂直而不轉(zhuǎn)動(dòng)的。設(shè)在爐身1的爐底中心的底部陽(yáng)極起著對(duì)電極的作用(若采用直流電的話)。
由于在連續(xù)供電時(shí)的連續(xù)熔化作業(yè)，在預(yù)熱豎爐5中被上升的熱廢氣預(yù)熱的金屬爐料7連續(xù)地進(jìn)入該設(shè)備的爐身1中。
將含有氧化鐵的固態(tài)鐵載體12(海綿鐵、碎廢鋼、預(yù)還原礦石、粉塵壓塊等)及，若需要，將碳載體13如焦炭、有機(jī)輕餾份的壓制件等，及造渣劑(石灰、瑩石、硅石、鋁釩土等)加入爐身1是經(jīng)由設(shè)在爐蓋4中的加料口10連續(xù)進(jìn)行的，加料速度被調(diào)得與從爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3排放的速度一致。
生鐵水20經(jīng)由按溜槽和開(kāi)口設(shè)計(jì)的生鐵供應(yīng)裝置21被連續(xù)供入爐身1。通過(guò)最好是設(shè)在與爐身1的側(cè)面相對(duì)的槽21上的、渣可排出的渣口22，可以控制工藝過(guò)程，可以引入輔助噴槍控制器23，以及可在爐身1的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行日常維修作業(yè)。
通過(guò)該給定的設(shè)備形式，在爐身1中的加料和熔化總是用貯液槽24進(jìn)行的。后者使得一種可具有泡沫渣25的、幾乎是準(zhǔn)備穩(wěn)定的熔化作業(yè)成為可能，而且電弧26幾乎完全埋在泡沫渣25中。這導(dǎo)致了高的變壓器效率和熱效率以及低的噪音散發(fā)。
此外，為滿足以下要求·處置細(xì)粒鐵載體12′(如碳化鐵、海綿鐵篩余物，過(guò)濾器粉塵等)，·產(chǎn)生和調(diào)節(jié)泡沫渣25，·通過(guò)提高向電弧爐中輸入的能量(包括廢氣19中的CO和H2在泡沫渣25內(nèi)或其上方的后燃燒)，以及使熔池24中的濃度和溫度梯度平衡，來(lái)加速爐料7、12、13、14的熔化過(guò)程，用較便宜的初級(jí)能源替換部分所需的電能，再向爐身1供以·細(xì)粒的鐵載體12′和/或·細(xì)粒的煤13′或其它的碳載體(處理過(guò)的有機(jī)輕餾份，如切割的輕餾份)和/或·細(xì)粒的造渣劑14′(石灰、瑩石等)和/或·氣態(tài)氧和/或其它的氧化性氣體27(CO2、H2O等)以及二次空氣(包括富氧空氣28)和/或·CH4或其它的烴類29和/或·惰性氣體30(N2,Ar)所述供應(yīng)是以適應(yīng)地點(diǎn)和時(shí)間的需要的受控量、經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)下述部件進(jìn)行的·有保護(hù)的和/或無(wú)保護(hù)的噴咀和/或噴槍32(可移動(dòng)的和/或固定按裝的噴槍、任選地，是按組合的噴槍/燒咀32a設(shè)計(jì)的)它們位于電弧爐的爐蓋和或爐壁區(qū)內(nèi)各點(diǎn)處、在爐渣表面之上和/或之下，用于頂吹/吹入所述爐料12′、13′、14′、27、28、29和30，和/或·有保護(hù)的熔池內(nèi)噴咀33(最好是高壓噴咀)和/或爐底清洗磚、或熔池內(nèi)噴咀，用于吹入上述爐料12′、13′、14′、27-30，或用于吹送惰性氣體30的清洗磚。
為了清晰起見(jiàn)，這些裝置未全部繪于圖1中。
除了一定數(shù)量的底液24外，在爐身1中形成的金屬熔體24越過(guò)擋堰34流入轉(zhuǎn)爐爐身3，然后在此被精煉和加熱直至出鋼。為此，轉(zhuǎn)爐爐身3包括至少一個(gè)，最好數(shù)個(gè)下述部件-噴咀，即被保護(hù)的(用天然氣-Ar,CO2和可用作保護(hù)氣體的較高級(jí)的烴類保護(hù)的)和/或未保護(hù)的噴咀如用于后燃燒的、熔池上的噴咀和/或噴槍35(可移動(dòng)的和/或固定安裝的噴槍，任選地是按噴槍/燒咀組合設(shè)計(jì)的)，它們按裝在轉(zhuǎn)爐爐身3的爐蓋和爐壁區(qū)中的各點(diǎn)處，在渣表面之上和/或之下，用于頂吹/吹入至少一種物質(zhì)12′、13′、14′、27-30和/或-有保護(hù)的熔池內(nèi)的噴咀36(和/或爐底清洗磚)，它們用吹入物質(zhì)12′、13′、14′、27-30中的至少一種，以及用于噴吹惰性氣體30的清洗磚和/或-用于單獨(dú)地或聯(lián)合地添加塊狀鐵載體12、碳載體13和造渣劑14的至少一個(gè)開(kāi)口39，其中，根據(jù)轉(zhuǎn)爐爐身3的較佳的選擇方案的設(shè)計(jì)，提供了下述部件·經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)噴槍35，僅頂吹氧氣。噴槍35大致對(duì)稱地安放在轉(zhuǎn)爐爐身3的爐蓋37中，并且可沿垂直方向移動(dòng)，同時(shí)可在相對(duì)于垂線成0-30°角的傾角范圍內(nèi)，在或?qū)χ饘偃垠w24的流動(dòng)方向作繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
·經(jīng)過(guò)設(shè)于轉(zhuǎn)爐3底部的、有保護(hù)的熔池內(nèi)噴槍36和/或清洗磚36只供入惰性氣體30(N2和/或Ar，以任何合乎需要的混合比混合)。該熔池內(nèi)噴咀和/或清洗磚36大致對(duì)稱地裝在轉(zhuǎn)爐爐身3的底部中。
-僅經(jīng)由爐蓋孔39，借助傳送帶40，僅將塊狀造渣劑14(石灰、瑩石、石英砂、鐵釩土等)供入轉(zhuǎn)爐爐身3中。
-大致在擋堰34上方，設(shè)置一個(gè)控制-和修理孔50。
通過(guò)大致在粗鋼出鋼口41上方的、轉(zhuǎn)爐爐身3中的爐蓋孔39加塊狀造渣劑14，加速了石灰的溶解及加速了具有高氧化鐵含量的、反應(yīng)性精煉渣在轉(zhuǎn)爐爐身3的該區(qū)域內(nèi)形成。
受其自重重力及噴槍35和35′所加沖量的驅(qū)動(dòng)，精煉渣25按箭頭42的方向，逆著金屬熔體24從轉(zhuǎn)爐爐身3向爐身1移動(dòng)，從而到達(dá)了持續(xù)降溫而伴隨元素(C,Si,Mn,P,S等)含量增加的金屬熔體24，因此使熔體24得以加熱和精煉，然后該渣又被其冷卻和還原，直至渣25經(jīng)設(shè)在沉渣容器2端部的渣口22放出為止。
金屬/爐渣的這種相逆運(yùn)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)如下1)當(dāng)爐渣25經(jīng)渣口22離開(kāi)沉渣容器2時(shí)，被渣25帶走的熱及因其造成的鐵損失很少，這一方面是因?yàn)闋t渣25在“冷側(cè)”離開(kāi)此設(shè)備，另一方面，除主要發(fā)生在爐身1內(nèi)的氧化鐵還原外，還發(fā)生渣25對(duì)金屬液滴的“沖淋”。
2)分別以很低造渣劑消耗和較低的單位成渣量，因而該設(shè)備的耐火材料以低的損耗得到所需級(jí)別的鋼。
在轉(zhuǎn)爐爐身3中形成的熱廢氣19首先進(jìn)入爐身1，在其經(jīng)預(yù)熱豎爐5和經(jīng)設(shè)于預(yù)熱豎爐5上部區(qū)中的廢氣管道46(不帶加熱部件的變型，圖5,9)離開(kāi)該設(shè)備之前，或進(jìn)入加熱部件9(包括加熱部件的變型，圖1,2,7,8)之前，先與爐身1中形成的廢氣混合。根據(jù)該設(shè)備的各部位局部的熱需求，借助于噴槍32,25和/或噴咀47，加熱部件中的噴咀10使行進(jìn)中的廢氣被局部后燃燒，最好被氧27、任選地被空氣或空氣/氧的混合物后燃燒。在進(jìn)行后燃燒時(shí)，在一定的爐料比和一定的工藝控制條件下，離開(kāi)爐身1時(shí)達(dá)到大于50％、離開(kāi)預(yù)熱豎爐5或加熱部件9時(shí)達(dá)到最多為90-100％的高后燃燒程度在技術(shù)上是可行的。因此，運(yùn)用本方法和設(shè)備的原理，將廢氣19中的大部分化學(xué)熱和顯熱在轉(zhuǎn)爐爐身3和爐身1中直接傳給金屬熔池24，或通過(guò)在加熱部件9和/或預(yù)熱豎爐5中預(yù)熱爐料7，進(jìn)行間接傳熱，從而將這些熱立即用于此工藝過(guò)程。同時(shí)，幾乎消除了不可控制的CO高度發(fā)散的可能性。預(yù)熱豎爐5中的爐料起著過(guò)濾器的作用，因而使廢氣中的粉塵含量得以減少。
以同樣的爐料，但電耗比沒(méi)有廢鋼預(yù)熱的常規(guī)電弧爐低的電耗低(約低25-40％)，和比有整體廢鋼預(yù)熱的間斷運(yùn)行的電弧爐的電耗低(約低15-25％)，其原因在于本發(fā)明的設(shè)備和方法原理。設(shè)備的生產(chǎn)能力大約是無(wú)廢鋼預(yù)熱的常規(guī)電弧爐(具有大致相同的尺寸和相同裝備(變壓器輸出，噴槍))的電弧爐的2倍。設(shè)備的構(gòu)成本設(shè)備各部件的配置，如-爐身1，-預(yù)熱豎爐2，-加熱部件9(若設(shè)有，最好在爐料混合物中有＞30％的廢鋼時(shí)設(shè)置)，-轉(zhuǎn)爐爐身3，-沉渣容器2，-爐身1中的加料孔11和轉(zhuǎn)爐爐身3中的加料孔39的數(shù)目和布置，取決于以下因素-所用的爐料，尤其是鐵載體7(形狀、尺寸、組成、溫度和結(jié)塊狀態(tài))-期望的產(chǎn)量，-鋼質(zhì)量方面的要求，-期望于該設(shè)備的運(yùn)行模式(連續(xù)的或半連續(xù)-帶有間斷出鋼的)，以及帶有設(shè)置在該設(shè)備之前和之后的裝置(如煉鐵、直接還原、二次冶金處理、連鑄等)的整合模式，-可以獲得的能源數(shù)量和價(jià)格。
該配置的主要目標(biāo)在于，在該設(shè)備中同時(shí)實(shí)施該工藝的局部步驟，即預(yù)熱、熔化或熔體還原、精煉、加熱和出鋼，并局部地進(jìn)行修正，從而在不同的設(shè)備部件中，在有利的物理化學(xué)的、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和加熱技術(shù)條件下，以一可控的運(yùn)行過(guò)程盡可能獨(dú)立地實(shí)施上述工藝步驟，即，得到一種用幾近完美的(高效的)適用于具體應(yīng)用情況的局部運(yùn)行的反應(yīng)器(在聯(lián)合應(yīng)用的情況下使用的)構(gòu)成的綜合設(shè)備。
符合本發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)一方面能夠相互獨(dú)立地將由爐身1和沉渣容器2構(gòu)成的設(shè)備區(qū)放空(經(jīng)排放孔43)，另一方面，經(jīng)出鋼口41將轉(zhuǎn)爐爐身排空，則可在需要時(shí)毋需為在熱狀態(tài)下對(duì)此2區(qū)中的任何一區(qū)進(jìn)行檢查和小修而傾動(dòng)整個(gè)設(shè)備，從而不需中斷設(shè)備的運(yùn)行。按本發(fā)明，最好將所有設(shè)備部件牢固地相互固定而成為一個(gè)單元，因而在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)和傾斜。由于在下方的爐身和爐蓋4和37有完美的局部結(jié)構(gòu)，所以在需要修理時(shí)，可將單個(gè)或幾個(gè)部件或爐身按照橫向收回而被更換(此法也可用于預(yù)熱豎爐5)。為避免長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)中斷，更換爐身的概念是可取的，即可在短時(shí)間內(nèi)得到備用的、任選地可預(yù)熱的一套爐身(如轉(zhuǎn)爐爐身3和由爐身1和沉渣容器2構(gòu)成的單元)。
設(shè)備變通型式根據(jù)爐料混合物而變(選擇整個(gè)設(shè)備構(gòu)成的準(zhǔn)則)設(shè)有廢鋼預(yù)熱豎爐5和加熱部件9的整體設(shè)備結(jié)構(gòu)(如于圖1所示可用于這樣的場(chǎng)合在混合爐料中使用了單位用量最少的固體廢鋼。作為隨混合爐料而變的、選擇總體設(shè)備構(gòu)成的總的準(zhǔn)則，可使用下面的表1表Ⅰ
按照?qǐng)D3,4，經(jīng)由爐蓋開(kāi)孔11或39，借助于傳送帶和溜槽系統(tǒng)15,15′和40將廢鋼12加于爐身1和/或轉(zhuǎn)爐爐身3中，廢鋼塊的最大尺寸不超過(guò)預(yù)定值(如，200毫米)。
按照?qǐng)D5,6，由于只加少量廢鋼，所以廢鋼預(yù)熱豎爐只有小的橫截面積，而且廢鋼是借助無(wú)預(yù)熱功能、既無(wú)加熱部件9的傳送帶加入的。除用這些可選擇的方案，若必要，必須在加廢鋼之前，將尺寸過(guò)大的廢鋼分出，然后進(jìn)行切割。廢氣在廢鋼預(yù)熱豎爐5上方的，被稱作煙罩的區(qū)域5′中經(jīng)由廢氣管46排出。
按照?qǐng)D1,2和7,8中所示的選擇方案，至少一個(gè)廢鋼預(yù)熱豎爐5借助于至少一個(gè)有預(yù)熱功能的即借助于加熱部件9的廢鋼傳達(dá)帶8連續(xù)加料。取決于·混合爐料(尤其是廢鋼部分)·給定應(yīng)用場(chǎng)合下存在的實(shí)際空間和高度條件(設(shè)備的布局)·所需的運(yùn)行參數(shù)(設(shè)備的生產(chǎn)能力，電耗，礦物燃料如天然氣、煤等的可獲得性)。例如，下面的廢鋼預(yù)熱豎爐5和加熱部件9的實(shí)施方案是可能的·帶有加熱部件9、一個(gè)或多個(gè)以平行關(guān)系設(shè)置的廢鋼傳送帶8的廢鋼預(yù)熱豎爐5(圖1,2)·兩座各有一個(gè)加熱部件9或共用一個(gè)加熱部件9的廢鋼預(yù)熱豎爐5(圖7、8)，而每個(gè)加熱部件9包住至少一條廢鋼傳送帶8。
廢氣19經(jīng)由設(shè)在加熱部件9起始處的熱氣管(未示)排出。
按照?qǐng)D9和10中所示的選擇方案，將帶有可透氣的、水冷的關(guān)閉裝置5″的預(yù)熱豎爐5裝在爐身1的爐蓋4的頂部，該豎爐可加入金屬爐料7-主要是廢鋼，任選地甚至還有固態(tài)生鐵，而最好用傳送帶15加入，爐身1備有幾根作為陰極接通的石墨電極16，它們?nèi)芜x地可按中空電極構(gòu)成，而且最好相對(duì)于此電弧爐和所設(shè)的預(yù)熱豎爐對(duì)稱地布置。電極16可以0-30°的傾角作相對(duì)于垂直于爐身1的方向的繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)及作朝向爐身1的壁作反相的轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于每根電極而言，可以不同地調(diào)整和/或控制此傾角。在熔化作業(yè)期間，該角度通常為約15-20°。有時(shí)可以取消繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的性能。在爐身1的底部18中中心設(shè)置了作為底陽(yáng)極的配對(duì)電極17。
本方法的功能和工藝實(shí)施的基本原則可歸納如下?tīng)t料/工藝介質(zhì)的供應(yīng)及產(chǎn)物的排放，爐料和介質(zhì)以可控的速度連續(xù)供入爐身1中(主要量)，同時(shí)供入轉(zhuǎn)爐爐身中一部分量，作冷卻劑)。
從至少2個(gè)設(shè)備部件中連續(xù)排出產(chǎn)物，即，最好從轉(zhuǎn)爐爐身3排出粗鋼及與爐身1緊接著的沉渣容器2排出爐渣，以及取決于符合混合爐料所需的設(shè)備結(jié)構(gòu)的廢氣19
·該廢氣由圖3、4所示的設(shè)備變型的爐身·圖5、6所示設(shè)備變型的預(yù)熱豎爐5以及圖9、10所示的設(shè)備變型，或·圖1、2及7、8所示的設(shè)備變型的加熱部件中排放。
中斷或不中斷整個(gè)設(shè)備地、間斷地從轉(zhuǎn)爐爐身中放出粗鋼是可行的。其中，若調(diào)整粗鋼質(zhì)量的要求很高，則在其爐子端部上的溢流堰上裝上擋堰，以便在粗鋼間斷出鋼時(shí)及其后限制或防止?fàn)t渣25回流入轉(zhuǎn)爐爐身中(直到在爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3中形成等高的渣面時(shí)為止)。時(shí)間順序及混合比·在連續(xù)排放粗鋼的情況下--就整個(gè)設(shè)備的每個(gè)爐身中的金屬、渣和廢氣的溫度、濃度、流動(dòng)、混合及數(shù)量比而言，保持半穩(wěn)定狀態(tài)，·在間斷排放粗鋼的情況下--由于確定的出鋼周期，就與轉(zhuǎn)爐爐身3中的金屬和渣，及與爐身1中的渣相關(guān)的上述準(zhǔn)則而言不是半穩(wěn)定的。
無(wú)論粗鋼的出鋼方式如何(連續(xù)或半連續(xù)地)，下列與工藝過(guò)程相關(guān)的要求被連續(xù)滿足→在爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3中強(qiáng)烈混合熔池，→在所有設(shè)備部位中有大的反應(yīng)-和熱交換表面，→轉(zhuǎn)爐爐身3中的粗鋼總保持著出鋼時(shí)所需的溫度和組成。
預(yù)熱、熔化、精煉和溫度控制為了按以下方案、以最佳的能量利用來(lái)生產(chǎn)作為主要產(chǎn)物的粗鋼和作為副產(chǎn)物的爐渣和廢氣，逐步改變爐料的物理-化學(xué)特性在加熱部件9和預(yù)熱豎爐5中考慮到選擇設(shè)備結(jié)構(gòu)方面的準(zhǔn)則，進(jìn)行廢鋼預(yù)熱(混合爐料中的廢鋼最多達(dá)100％)，其中，在加熱部件9內(nèi)(若設(shè)有)，在一個(gè)低的溫度下預(yù)熱，如最高400-450℃，而在預(yù)熱豎爐5(若設(shè)有)中，則預(yù)熱到較高的溫度，如≥800℃(可用帶襯的預(yù)熱豎爐可實(shí)現(xiàn)1000℃的廢鋼預(yù)熱溫度)。
考慮到可能有的、與在加熱部件9和預(yù)熱豎爐5中的停留時(shí)間及預(yù)熱溫度相關(guān)的、不希望有的現(xiàn)象(再氧化、增加火焰清理等)，預(yù)熱除廢鋼的具它爐料，如-塊狀造渣劑(白云石、硅石等)，-塊煤或塊焦，-任選海綿鐵(最多達(dá)用加熱部件9和/或預(yù)熱豎爐5時(shí)受限含量的爐料)。
在爐身1中+熔化混合爐料中的大部分爐料(直至在轉(zhuǎn)爐爐身3中消耗的和直接加入到那里的爐料的較少部分量，作為冷卻劑)，同時(shí)+為了獲得具有以下與混合爐料相關(guān)的特性的預(yù)熔體％Si≤0.10％C=1.0-3.0T=1540-1560℃(φ約1550℃)進(jìn)行增碳和預(yù)精煉，該預(yù)精煉的熔體流入轉(zhuǎn)爐爐身3中，其平均增碳速度-取決于混合爐料為0.06-0.01(最大0.12)％C/分鐘，+在連續(xù)加入冷的混合爐料組分如海綿鐵和/或碳化鐵，任選碎廢鋼和/或熱的混合爐料，如生鐵水(來(lái)自設(shè)置在前面的高爐或熔融還原)、熱海綿鐵和/或碳化鐵及塊煤和/或粉煤(焦碳、SLF)，塊狀和/或粉狀的造渣劑(石灰、白云石、硅石、白云石等)的條件下。
在轉(zhuǎn)爐爐身3中+在連續(xù)添加塊狀和/或細(xì)粒狀的冷卻劑(包括混合爐料組份)和/或造渣劑，和/或碳載體如海綿鐵和/或碳化鐵、碎廢鋼、礦石、廢鋼、冶金粉塵/-淤渣、石灰石、白云石、石灰、硅石、瑩石等，煤(焦炭)、處理過(guò)的Shredder-輕餾份及+在粗鋼間斷出鋼(若設(shè)有)過(guò)程中，不中斷精煉過(guò)程，即不中斷和明顯影響在前面的設(shè)備部分中的加工處理過(guò)程(有時(shí)稍有中斷也是可行的)時(shí)，+以與混合爐料相關(guān)的為0.08-0.13(最大0.15)％C/分鐘的最佳脫碳速度，
+連續(xù)最終精煉(主要是脫碳和深度脫磷)，和同時(shí)加熱從爐身1持續(xù)溢流而來(lái)的高碳預(yù)熔體，以達(dá)到粗鋼出鋼時(shí)所需的、已在(所有時(shí)間)轉(zhuǎn)爐爐身中調(diào)整過(guò)的組成的溫度，同時(shí)通過(guò)強(qiáng)烈混合熔體，達(dá)到濃度和混度的平衡(均勻化)。熔渣控制本工藝方法的原理建立在金屬24和渣25在爐身1/轉(zhuǎn)爐爐身3的區(qū)域中的對(duì)流運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，即，渣從作為具有最高溫度和最高氧化勢(shì)的金屬熔池的設(shè)備部分的轉(zhuǎn)爐爐身3開(kāi)始經(jīng)過(guò)爐身1-它具有較低溫度和較低氧勢(shì)的熔池，因它盛有富C的金屬熔體-沿著向設(shè)于沉渣容器2端部的渣口22的方向移動(dòng)，渣口22是爐渣25可首次離開(kāi)本設(shè)備的地方。渣25的這種運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力首要的是重力，它由于在轉(zhuǎn)爐爐身3和爐身1中的熔池強(qiáng)力混合而傳遞給渣25的沖量而支持。在這種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(尤其是經(jīng)過(guò)爐身1時(shí))，渣25遇到了溫度低、C和Si含量高的金屬熔體24，因熔池強(qiáng)力混合使渣中的FeO含量被降低，并被冷卻。除此之外，來(lái)自轉(zhuǎn)爐爐身3的渣25與在爐身1和沉渣部件2中生成的非金屬相混合，即-與來(lái)自混合爐料組份(海綿鐵、HBI、碳化鐵、廢鋼等)中的脈石和灰份的非金屬相混合；-與來(lái)自存在于爐料混合物中的si,Mn、P和其它元素與氧化合而成的氧化物混合；-與來(lái)自供往爐身1的用作調(diào)渣劑的造渣劑混合；-與來(lái)自爐身1和沉渣部件2中的被損耗的耐火材料混合，因此，爐身1中的造渣量比轉(zhuǎn)爐爐身3中形成的量大得多。過(guò)一段時(shí)間后，渣25在沉渣部件2中“平靜”下來(lái)，部分“沖淋”掉其中所含的金屬液滴，渣25經(jīng)沉渣部件2端部處的渣口22離開(kāi)此設(shè)備。
與間斷工藝不同的一個(gè)重要工藝特點(diǎn)在于以轉(zhuǎn)爐爐身3中的金屬量為基準(zhǔn)計(jì)的單位渣量與從爐身1溢流過(guò)來(lái)的每噸預(yù)熔體的很小的渣量不相等，而是比它大得多，而且當(dāng)以粗鋼連續(xù)出鋼的模式和在轉(zhuǎn)爐爐身3中保持近乎恒定的金屬熔體水平面運(yùn)作時(shí)，該單位渣量取決于爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3之間的高度差，或借此將其控制在特定界限內(nèi)。與此同時(shí)，在轉(zhuǎn)爐爐身3中形成的渣25(具有優(yōu)良的脫P(yáng)和脫S性能)在該爐身1中的滯留時(shí)間比例如在間斷的LD轉(zhuǎn)爐中的滯留時(shí)間長(zhǎng)得多，此外還可得以控制，借此得到以下有益結(jié)果→改善了對(duì)供往轉(zhuǎn)爐爐身3中的造渣劑精煉性能的利用，→可在粗鋼中達(dá)到非常低的P和S含量(這是本方法和設(shè)備結(jié)構(gòu)的一種貢獻(xiàn)性因素，它原則上與帶有中間出渣的間斷工藝一致)，→由于渣量很小，所以沒(méi)有在轉(zhuǎn)爐爐身3中的氧槍35中結(jié)成渣殼的風(fēng)險(xiǎn)，已知這種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于比如間斷的轉(zhuǎn)爐工藝而言，是會(huì)出現(xiàn)的，而加了預(yù)處理生鐵(脫Si+脫P(yáng))和貧渣精煉(≤30kg渣/噸鋼的最小渣量工藝)則無(wú)此危險(xiǎn)。
為了更好地利用供于爐身1中的造渣劑，以盡可能小的塊將其加入，從而使其盡可能迅速而完全地溶解是有益的。此法特別適用于石灰和白云石。通過(guò)向爐身1供入最多100％的細(xì)顆狀的石灰或白云石(如粉狀的石灰或白云石)，則可明顯地限制當(dāng)該爐按AC-構(gòu)成的情況下所謂“局部過(guò)熱”的負(fù)面效果。最好向轉(zhuǎn)爐爐身3供以塊狀造渣劑(只有在對(duì)粗鋼質(zhì)量要求極高時(shí)才供以細(xì)顆狀造渣劑)。
按本發(fā)明，轉(zhuǎn)爐爐身3和爐身1中的渣的優(yōu)選性能(大致與離開(kāi)位于沉渣部件2端部的渣口22時(shí)的最終渣相同)被歸納如下轉(zhuǎn)爐渣-在工業(yè)的石灰飽和度的范圍內(nèi)，-％CaO/％SiO2≥3.4-％MgO≥7-對(duì)粗鋼而言，％FeOn=25-30，粗鋼中％C=0.03-0.05T出鋼=1620-1630℃-最好加塊狀造渣劑(石灰、白云石、硅石)-在轉(zhuǎn)爐爐身3的最佳滯留時(shí)間≥80分鐘。爐渣=從該設(shè)備中出來(lái)時(shí)的最終渣-％CaO/％SiO2=1.8-2.0
-％MgO≥7-對(duì)預(yù)熔體而言，％FeOn=10-15，預(yù)熔體中％C=1.0-3.0T溢流=1540-1560℃EAT→LD-最好經(jīng)由在爐蓋4中的/通過(guò)爐蓋4的若干噴咀/噴槍供入細(xì)粒造渣劑(尤其是粉狀石灰、粉狀白云石)，將材料供入局部過(guò)熱區(qū)中。
這些控制渣的基本原則也適用于粗鋼間斷出鋼的工藝變型。由于擋堰是選擇地采用的，且僅在高質(zhì)量要求的情況采用，所以沒(méi)有產(chǎn)生任何基本的差別。
廢氣特征(收集、后燃燒、溫度及粗氣中的粉塵及有毒組份)將來(lái)自轉(zhuǎn)爐爐身3和電爐爐身1的廢氣集中地經(jīng)所設(shè)的廢鋼預(yù)熱豎爐5和任選地經(jīng)加熱部件9抽出，在其中，廢氣的化學(xué)熱和物理熱被最佳地(分布)利用；若未設(shè)預(yù)熱豎爐5，則來(lái)自電爐爐身1的廢氣通入與爐身1直接相連的熱氣導(dǎo)管。當(dāng)實(shí)施加料作業(yè)的設(shè)備部件不需加料口時(shí)，將近100％的廢氣被一個(gè)關(guān)-閉系統(tǒng)收集，廢氣中的熱、粉塵和有毒組份只有最少的不可控的逸散和最小的負(fù)荷，這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)不需要任何一個(gè)設(shè)備部件為進(jìn)料操作而打開(kāi)。使廢氣后燃燒，從而當(dāng)其僅轉(zhuǎn)爐爐身3進(jìn)到電爐爐身1、然后向前行進(jìn)至預(yù)熱豎爐5及加熱部件9時(shí)，按給定的要求及混合爐料，達(dá)到更高的后燃燒程度。為此有以下標(biāo)準(zhǔn)值
用于廢氣后燃燒的優(yōu)選介質(zhì)介質(zhì)類型優(yōu)選應(yīng)用于O2轉(zhuǎn)爐爐身3O2+空氣電爐爐身3，預(yù)熱豎爐5空氣加熱部件9O2/空氣混合物可用于所有的設(shè)備部件，其混合比可按需調(diào)節(jié)。
用于滿足熱需求的輔助熱源/能源根據(jù)下表的標(biāo)準(zhǔn)值
1包括用于使氧化產(chǎn)物成渣的成渣熱。實(shí)施方案下面3個(gè)實(shí)施方案說(shuō)明了用本發(fā)明的各種方法和設(shè)備變型，以便用世界上最重要的爐料(鐵載體)如廢鋼、海綿鐵和生鐵水來(lái)連續(xù)生產(chǎn)粗鋼時(shí)的工藝序列及可得到的結(jié)果。每個(gè)舉例性實(shí)施方案所用的混合爐料是不同的，即舉例性實(shí)施方案1 100％廢鋼舉例性實(shí)施方案2 40％廢鋼30％海綿鐵30％生鐵水舉例性實(shí)施方案3 50％海綿鐵50％生鐵水本發(fā)明的這些方法和設(shè)備變型也可用于用100％的海綿鐵或100％的生鐵水來(lái)生產(chǎn)粗鐵，其中在后一情況下，可用礦石、氧化鐵皮、粉塵壓塊等，單獨(dú)地或組合地用作冷卻劑。
除含F(xiàn)e的爐料外，按該舉例性實(shí)施方案還使用熔劑輕燒石灰、白云石、硅石氣體氧、氮、天然氣、空氣(壓縮機(jī)的和通風(fēng)機(jī)的)固體煤塊煤、細(xì)煤(噴吹煤)耐火材料爐襯磚-電爐和轉(zhuǎn)爐爐身3的襯磚；噴補(bǔ)料(用于修理)石墨電極用于爐身1冷卻水用于爐身1、預(yù)熱豎爐5和加熱部件9的冷卻板上述所有的材料在煉鋼實(shí)踐中都是常規(guī)使用的。盡管更具價(jià)格優(yōu)勢(shì)和/或在更好的鋼質(zhì)量方面具有優(yōu)勢(shì)，但在下面的舉例性實(shí)施方案中，不用以下的替代方案含鐵爐料固態(tài)生鐵作為鐵載體和/或冷卻劑碳化鐵，過(guò)濾器粉塵，氧化鐵皮，干的淤渣，礦石(Fe-/Mn礦)熔劑細(xì)石灰、細(xì)白云石、瑩石介質(zhì)Ar(用于惰性氣體底部清洗)能源Shredder-輕餾份。
可利用的爐料和氣體的質(zhì)量和溫度可從表Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中得知。
為實(shí)施此方法，采用以下的設(shè)備結(jié)構(gòu)舉例性實(shí)施方案1和2符合圖1的設(shè)備包括·加熱部件9(具有預(yù)熱功能的傳送帶8)·橢圓截面的廢鋼預(yù)熱豎爐5·按AC-EAF構(gòu)成的、作為熔化-和預(yù)精煉容器的爐身1·LD-S*型的轉(zhuǎn)爐爐身3·與爐身1相連的沉渣部件2舉例性實(shí)施方案3符合圖3的設(shè)備包括·作為爐身1的AC電弧爐，用于熔化-和預(yù)精煉爐身·LD-S*型的轉(zhuǎn)爐爐身3沉渣部件。
表Ⅱ含鐵爐料的化學(xué)組成及溫度
<p>表Ⅲ熔劑、固體燃料及耐火材料的化學(xué)組成、粒度及溫度<
>表Ⅳ氣體的組成及溫度<
殘?zhí)?在1000℃，一個(gè)大氣壓下燒紅-British Coking Test)在這3個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)參照符合標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)線的常規(guī)間斷設(shè)備的規(guī)定，電爐爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3有以下相同的結(jié)構(gòu)和裝備對(duì)爐身1的規(guī)定-相當(dāng)于90噸粗鋼的間斷出鋼量和約11噸剩余鋼水(殘留量)的約6米的爐身直徑，-70MVA的變壓器輸出，交流，-三根石墨電報(bào)，直徑各為560毫米(由于是交流電源，無(wú)底電極17)；-一個(gè)用于連續(xù)供粗鐵水20的生鐵溜槽21，-2個(gè)設(shè)在爐蓋4中的、用于經(jīng)由傳送帶-和溜槽系統(tǒng)15連續(xù)將所運(yùn)的海綿鐵球團(tuán)和/或碎廢鋼12、塊煤13和塊狀造渣劑(石灰、白云石、硅石)14供應(yīng)到位的加料孔11，-在爐身1的爐蓋4中的3個(gè)石灰噴咀，它用于以空氣28作載氣，將100％的供于爐身1中的石灰和白云石，以石灰粉或粉狀白云石的狀態(tài)吹送至局部過(guò)熱點(diǎn)處；-2枝水冷控制器噴槍(槍32穿過(guò)爐身1的側(cè)壁，槍23穿過(guò)沉渣部件2中的渣口22而伸入爐身1)，它們用于將氧氣27和/或細(xì)煤13(用空氣28作載氣)吹送到爐身1內(nèi)的渣25的表面之下，-3個(gè)埋入熔池下的煤噴咀33，它們用于以空氣28作載氣連續(xù)吹入細(xì)煤13，-6個(gè)埋入熔池內(nèi)的惰性氣體噴咀33，它們用于連續(xù)吹入惰性氣體30(N2/Ar，比例按需調(diào)節(jié))，以使?fàn)t身1中的金屬24和渣25相互強(qiáng)力混合，-3個(gè)埋入熔池內(nèi)的氧氣噴咀33，它們用于吹入氧氣27，而氧噴咀33用天然氣或LPG(液態(tài)丙烷氣)29保護(hù)，并被置于爐身1的底部，最好在廢鋼預(yù)熱豎爐5的下方，-5個(gè)天然氣/氧氣燒咀32a，每個(gè)燒咀的最大功率為3.5MW，它們被大致對(duì)稱地置于廢鋼預(yù)熱豎爐5下方的爐身1的側(cè)壁中，-3個(gè)位于爐身1的爐蓋4內(nèi)的后燃燒噴咀35，它們用于噴吹氧氣27和/或空氣28(O2/空氣比按需調(diào)節(jié))，它們最好按可移動(dòng)的短槍如后燃燒槍構(gòu)成，
-爐身1的爐蓋4，其外側(cè)用水冷板構(gòu)成，其內(nèi)側(cè)(爐內(nèi))有耐火層，-在轉(zhuǎn)爐爐身3一側(cè)的爐身1的側(cè)壁的一個(gè)寬的部分，該部分按擋堰34構(gòu)成，從而一方面將該設(shè)備的下部分成爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3，另一方面又形成該二個(gè)爐身共有的上部，從而僅借助重力在2個(gè)反應(yīng)器部件1和3之間傳送金屬熔體24、渣25和廢氣19，其中金屬24沿與渣25相反的流動(dòng)方向流動(dòng)(所謂的金屬/渣的逆流運(yùn)動(dòng))，來(lái)自爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3內(nèi)的其余部分的廢氣借助于統(tǒng)一的廢氣抽吸(器)，被驅(qū)使經(jīng)過(guò)爐身1中的和直接位于其上方的廢鋼預(yù)熱豎爐5中的廢鋼，或如圖3所示，在整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)不設(shè)廢鋼預(yù)熱豎爐5和/或加熱部件9的情況下，該廢氣直進(jìn)入廢氣處理設(shè)備(未示)的熱氣體導(dǎo)管中。對(duì)轉(zhuǎn)爐爐身3的說(shuō)明-襯了新?tīng)t襯后的內(nèi)部容積為76.5m2，-比容積為約0.85m3/噸金屬量(大致與間斷出鋼量為90噸/粗鋼的常規(guī)設(shè)備相當(dāng))，-1個(gè)頂吹轉(zhuǎn)爐水冷槍(頂槍)，最大吹氧量為10000Nm3/小時(shí)，-3個(gè)用于氧氣27和/或空氣28的后燃燒噴咀35(O2/空氣比按需調(diào)節(jié))，它們位于轉(zhuǎn)爐爐身3的爐蓋37和爐身3的上錐部中，它們最好按可移動(dòng)的短槍如后燃燒槍構(gòu)成，-2個(gè)加料口，最好是僅有一個(gè)在轉(zhuǎn)爐蓋37中的加料口(在圖1-3中只示出了一個(gè))在運(yùn)行時(shí)連續(xù)供應(yīng)碎廢鋼(此處是，塊度≤100毫米的Shredder廢鋼)和/或海綿鐵球團(tuán)(DRI)12，塊煤13和塊狀造渣劑(石灰、白云石、硅石)14，這些材料經(jīng)傳送帶-/溜槽系統(tǒng)40運(yùn)到該處，-6件埋入熔池內(nèi)的惰性氣體噴咀36，它們用于吹入惰性氣體30，(N2/Ar比按需調(diào)節(jié))，以使轉(zhuǎn)爐3中的金屬24和渣25相互強(qiáng)烈混合，-帶有控制裝置的粗鋼出鋼口41，該裝置用于控制粗鋼24的出鋼速度的調(diào)節(jié)單元及自動(dòng)關(guān)閉裝置(此處不作詳細(xì)解釋)，以便必要時(shí)中斷連續(xù)出鋼作業(yè)，-轉(zhuǎn)爐爐身3的蓋37，其結(jié)構(gòu)與爐身1的相同，而且在相互固定住的情況下，在操作時(shí)與之構(gòu)成一個(gè)單元。大致在擋堰34的上方，它設(shè)有一個(gè)控制和修理孔50。該孔在連續(xù)的方法過(guò)程中保持關(guān)閉。
對(duì)廢鋼預(yù)熱豎爐5、加熱部件9和傳送帶8的規(guī)定為達(dá)到裝置在廢鋼的供應(yīng)和預(yù)熱方面的不同要求，按這3個(gè)實(shí)施方案，在此條件(混合爐料中有100％、40％、0％的廢鋼)下，提供以下裝置1.圖1、2所示的廢鋼預(yù)熱豎爐5，它有約11.5m2的大的內(nèi)部有效截面及倒角圓邊了的邊緣。
-在整個(gè)豎爐高度上有大致不變的橫截面，-在爐身1的爐蓋4以上的豎爐高度，即豎爐進(jìn)入爐身1處的水平面以上直至預(yù)熱豎爐5的煙罩區(qū)(蓋)的高度為約6.50米，其中-預(yù)熱豎爐5用水冷板構(gòu)成，該爐在上煙罩區(qū)設(shè)有內(nèi)側(cè)耐火板(見(jiàn)圖1)，-預(yù)熱豎爐5設(shè)有12個(gè)用于氧27、空氣28或氧/空氣混合物的后燃燒噴咀47，噴咀47大致對(duì)稱地設(shè)在豎爐5的外周上，分2個(gè)層設(shè)置，每層中設(shè)6個(gè)噴咀。
-在預(yù)熱豎爐5的上部煙罩區(qū)，設(shè)有2個(gè)天然氣/氧氣/空氣組合燒咀10，同時(shí)它還被用作后燃燒槍，而作為燒咀，可以每個(gè)燒咀最多3.5MW的功率運(yùn)行。
-整個(gè)預(yù)熱豎爐5基本上可用帶內(nèi)襯磚的水冷板構(gòu)成，從而可獲得下列好處-因預(yù)熱豎爐中的冷卻水而產(chǎn)生的熱損失低，即，只需少量冷卻水，-在離開(kāi)該豎爐處的較高的廢鋼預(yù)熱溫度和廢氣溫度是可調(diào)的，而無(wú)停爐的風(fēng)險(xiǎn)。2．具有約5m2的較小的內(nèi)部有效橫截面和倒角圓邊了的廢鋼預(yù)熱豎爐(見(jiàn)圖1)-在豎爐的整個(gè)高度上有大致不變的豎爐橫截面，-豎爐總高度約為6.50米，其中-預(yù)熱豎爐5由水冷板構(gòu)成，在上部煙罩區(qū)，該板帶有耐火板，-預(yù)熱豎爐5設(shè)有8個(gè)用于氧27、空氣28或氧/空氣混合物的后燃燒噴咀47，這些噴咀47大致對(duì)稱地設(shè)置在豎爐的外周上，分層2個(gè)層面設(shè)置，每層設(shè)4個(gè)噴咀，-在豎爐5的上部煙罩區(qū)中，設(shè)有天然氣/氧氣/空氣組合燒咀10，它同時(shí)還被用作后燃燒槍，而作為噴咀，其設(shè)計(jì)功率最大為3.5MW。3．加熱部件9設(shè)有2條在加熱部件9之內(nèi)邊靠邊地平行設(shè)置的廢鋼傳送帶8，通過(guò)一耐火隔墻(未在圖中示出)，二者在共同的外罩內(nèi)在空間上相互分開(kāi)。加熱部件9和廢鋼傳送帶8的設(shè)置考慮可歸納如下廢鋼傳送帶8數(shù)目(結(jié)構(gòu)相同的) 2帶寬 2.0m帶長(zhǎng) 40.2m帶的平均負(fù)荷(噸廢鋼/帶表面m2) 0.30噸/m2帶速 最多8m/分鐘每條帶8運(yùn)送廢鋼的能力 最多4.8噸/分鐘加熱部件護(hù)罩形狀頂 局部環(huán)形，水冷板，內(nèi)襯磚底 矩形、水冷板，不襯磚10個(gè)天然氣/氧/空氣組合燒咀/槍10(若按燒咀作業(yè)，最多3.5MW/燒咀；若按后燃燒槍作業(yè)最多3000Nm3/小時(shí)，空氣或空氣/O2混合物，每支槍)，被分成2行(每行5個(gè))置于加熱部件9的磚蓋中，它們對(duì)稱地被設(shè)在二條廢鋼傳送帶8中每條的上方。
垂直取向的耐火隔墻壁將加熱部件9的整個(gè)內(nèi)部空間沿縱向分成2個(gè)相互幾乎分隔的空間，每一部分有一條傳送帶8。工藝方法過(guò)程及結(jié)果舉例性實(shí)施方案1由100％廢鋼(混合廢鋼)組成的混合爐料具有表Ⅱ所示的成分。用圖1的設(shè)備變型實(shí)施本方法，該設(shè)備帶有內(nèi)部有效橫截面為11.5m2的廢鋼預(yù)熱爐5，及2條廢鋼傳送帶8(每條帶寬2.0米，長(zhǎng)40米)，該傳送帶8邊靠邊地平行安置，而且在卸去廢鋼7之前經(jīng)長(zhǎng)10米的共用加熱部件9進(jìn)入預(yù)熱豎爐5，部件9有一直接通向預(yù)熱豎爐5上煙罩區(qū)的開(kāi)口。
少量(11.50％)尺寸≤100毫米的廢鋼作為冷卻劑12，以25℃的溫度被連續(xù)加于轉(zhuǎn)爐爐身3中。其余的、最大長(zhǎng)度為1.5米的廢鋼(即其量為7-88.5％)用4臺(tái)廢鋼加料吊車加在2條傳送帶8上，在加熱部件9和預(yù)熱豎爐中預(yù)熱后，以連續(xù)的方式加入電爐爐身1中，然后在其中熔化。預(yù)熱豎爐5的廢鋼柱7的平均高度約為2.5米，在加熱部件9和預(yù)熱豎爐5中用于預(yù)熱廢鋼7的熱源是主要自爐身1流入預(yù)熱豎爐5或加熱部件9的廢氣的顯熱(含的熱)和化學(xué)熱(來(lái)自部分后燃燒)，以及在廢鋼預(yù)熱過(guò)程中一些廢鋼發(fā)生氧化而產(chǎn)生的熱。廢氣19在預(yù)熱豎爐5中的部分后燃燒分2個(gè)步驟進(jìn)行，冷空氣28和氧氣27經(jīng)12個(gè)置于2個(gè)層面上的后燃燒噴咀47、以空氣/O2體積比大致為4.2的比例吹入。在加熱部件9中，通過(guò)總共10個(gè)設(shè)在加熱部件9的蓋中的組合燒咀/槍10(此處僅用作后燃燒槍)(在每條傳送帶8上方有5個(gè)組合燒咀/槍10)連續(xù)吹入冷空氣，使后燃燒沿加熱部件9逐步進(jìn)行。
加熱部件9和預(yù)熱豎爐5中的工藝過(guò)程的重要變量列于下表中
包括非金屬組份**爐身1的部分量***(總的金屬產(chǎn)物/總的金屬混合爐料)×100經(jīng)過(guò)在加熱部件9和預(yù)熱豎爐5中預(yù)熱的廢鋼7在爐身1中進(jìn)行連續(xù)熔化，同時(shí)使這樣得到金屬熔體24在爐身1中增碳和部分精煉，使其在經(jīng)溢流堰34溢入轉(zhuǎn)爐爐身3之前，煉成含Si少但含C高的、并且有以下性能的熔體1.86％C 約1550℃0.20％Mn≤0.05％Si 液體溫度約1400℃0.032％S0.005％P爐身1中的金屬熔體已大約具有上述特性。
熔化和精煉過(guò)程在爐身1中連續(xù)進(jìn)行，而且是在連續(xù)供入下列物質(zhì)、介質(zhì)和能量的同時(shí)，及在下述工藝條件下，伴隨著強(qiáng)烈的熔池?cái)噭?dòng)，以準(zhǔn)穩(wěn)定的方式進(jìn)行-約4.61噸/分、溫度約834℃的預(yù)熱廢鋼，-富含F(xiàn)eOn、高堿度(CaO/SiO2=3.55)的、其溫度為1620℃的熱的液體轉(zhuǎn)爐渣25，渣25來(lái)自轉(zhuǎn)爐爐身3，它以與金屬流向相反的方向經(jīng)溢流堰34流入爐身1，-石灰14(其中約60％為經(jīng)石灰噴咀35噴入的狀態(tài)，約40％為經(jīng)設(shè)在爐身1的爐蓋4中的加料孔11加入的塊狀石灰，噴吹石灰/塊狀石灰之比可按需改變，-經(jīng)設(shè)于爐身1的爐蓋4中的加料口加入的煤(塊煤)13，-經(jīng)爐身1中的控制器槍32和23和經(jīng)埋入熔池內(nèi)的噴咀33吹入的煤(細(xì)煤)13，-經(jīng)過(guò)爐身1的燒咀32a加入的天然氣29和氧氣27，-經(jīng)過(guò)爐身1的爐底噴咀33加入的N230和天然氣29，-經(jīng)過(guò)爐身1的控制器槍32和/或23加入的氧氣27，-經(jīng)過(guò)設(shè)于爐身1的爐蓋4中的后燃燒槍35加入的氧氣27，-從轉(zhuǎn)爐爐身3直接流入爐身1的轉(zhuǎn)爐廢氣19，其中包括轉(zhuǎn)爐廢氣中的粉塵，-從外部、主要經(jīng)過(guò)渣口22，也經(jīng)爐蓋4中的電極孔，由于爐身1的負(fù)壓而吸入的空氣，-經(jīng)過(guò)噴槍/噴咀35、32、23和33的作為載氣加入的噴吹空氣，-經(jīng)過(guò)電極16的、約53.1MW的連續(xù)電能輸出，以滿足爐身1中的能量需求，該輸出在整個(gè)設(shè)備生產(chǎn)能力約為4.87噸粗鋼/分鐘(約292噸粗鋼/作業(yè)小時(shí))時(shí)，相當(dāng)于約181.6KWh/噸粗鋼的電耗。
爐身1的產(chǎn)物同樣以如下連續(xù)和半穩(wěn)定的方式排出-約4.46噸/分鐘高C低Si、并具有上述特性的預(yù)熔體沿向著轉(zhuǎn)爐爐身3的方向經(jīng)過(guò)堤堰34排出，
-約416kg/分鐘的具有以下特性的渣25經(jīng)沉渣容器2穿過(guò)渣口22離開(kāi)本設(shè)備約12.2％FeOn0.46％P2O5約5.0％Fe金屬0.21％S40.9％CaO 堿度(CaO/SiO2)=2.07.8％MgO 溫度～1550℃5.8％MnO20.4％SiO27.0％Al2O3+-約522Nm3/分鐘的廢氣19及約79.1kg/分鐘的廢氣中的粉塵從爐身1進(jìn)入廢鋼預(yù)熱豎爐5，它們的特性如下廢氣(氣相)廢氣(粉塵)37.0體積％CO 72.5％FeOn23.1體積％CO29.0％CaO3.3體積％H23.4％SiO28.4體積％H2O 4.8％C25.8體積％N25.7％ZnO1.7體積％O2其余=MgO+MnO+Al2O3+SnO2+P2O5其余=Ar+SO2+F2總的后燃燒程度43.9％溫度～1570℃溢過(guò)堤堰34之后，富C低si的預(yù)熔體連續(xù)進(jìn)入轉(zhuǎn)爐爐身3中，并以很強(qiáng)的熔體運(yùn)動(dòng)與已存在于轉(zhuǎn)爐爐身3中的粗鋼熔體24混合，它們的特性被連續(xù)地控制在一狹小的允許范圍內(nèi)-量約90噸，-轉(zhuǎn)爐爐身3中的金屬熔池水平面堤堰34水平面以下約0.5米，-組成(特別是C含量)和溫度等于粗鋼出鋼時(shí)所需值，在此情況下該值如下C=0.05％ T=1620℃在轉(zhuǎn)爐爐身3中，在粗鋼熔體24上面，聚集著液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣25，轉(zhuǎn)爐爐身3中的渣層的表面的高度為約1.8-2.0米，它比爐身1中的該高度最多高0.5-1.0米，因此該渣受重力及轉(zhuǎn)爐爐身內(nèi)的熔體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的沖量的驅(qū)使，經(jīng)堤堰34連續(xù)溢流入爐身1中。
就轉(zhuǎn)爐爐身3中的工藝控制而言，就達(dá)到下述目標(biāo)，該目標(biāo)是連續(xù)/間斷地完成的。
-精煉和加熱此高C低Si的、從爐身1中流出的預(yù)熔體，以達(dá)到粗鋼24經(jīng)粗鋼出鋼口41從轉(zhuǎn)爐爐身3出鋼時(shí)所要求的特性，同時(shí)使該金屬熔體的部分液流與已在轉(zhuǎn)爐爐身3中存在的金屬熔體24混合，即，使經(jīng)出鋼口41流出或出鋼的轉(zhuǎn)爐爐身中的粗鋼熔體24均勻比，-將在轉(zhuǎn)爐作業(yè)時(shí)連續(xù)生成的轉(zhuǎn)爐渣25和轉(zhuǎn)爐廢氣19向爐身1排出，-調(diào)整轉(zhuǎn)爐爐身3中的粗鋼熔體24、渣25和廢氣的數(shù)量，組成和溫度方面的狀態(tài)-該狀態(tài)在此期間大致保持不變，然后被調(diào)到所需的特性-及調(diào)整粗鋼24經(jīng)出鋼口41的、合乎要求的出鋼速度(即，調(diào)到合乎要求的設(shè)備生產(chǎn)能力)，然后再控制在轉(zhuǎn)爐爐身3中的粗鋼出鋼速度和精煉速度所限定的某種界限中。
在所考慮的情況下，轉(zhuǎn)爐爐身3中的精煉過(guò)程以非常強(qiáng)烈的熔體混合、準(zhǔn)穩(wěn)定的方式，連續(xù)地供入下列物質(zhì)，介質(zhì)和能量，且在下述的工藝條件下進(jìn)行-約4.46噸/分鐘來(lái)自爐身1的、具有上述特性的高C低Si預(yù)熔體，-約0.59噸/分鐘作為冷卻劑的碎廢鋼12經(jīng)過(guò)設(shè)在轉(zhuǎn)爐蓋37中的加料口39，其組成大致與表1中所列的混合廢鋼的組成相當(dāng)，其最大塊體長(zhǎng)度≤100毫米，-塊狀石灰14，硅石和塊煤13同樣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐蓋37中的加料孔39，-經(jīng)過(guò)水冷轉(zhuǎn)爐噴槍35′的氧氣27-經(jīng)過(guò)后燃燒噴槍35的氧氣27
-經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐爐身3的底部清洗噴咀36供入的N230和天然氣29。
同樣的連續(xù)和半穩(wěn)地的方式將轉(zhuǎn)爐爐身3的產(chǎn)物抽出，即-具有如下特性的約4.87噸/分鐘(=約292噸/時(shí))的粗鋼24經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐爐身3中的出鋼口41排出0.05％C約620ppm O(熔解)0.14％Mn 約30ppm N痕量Si -≤1.5ppm H0.026％S0.0038％P T=1620℃0.21％Cu-富含F(xiàn)eOn的、高堿度的、具有以下特性的轉(zhuǎn)爐液渣25沿朝向爐身1的方向經(jīng)過(guò)堤堰34排出，約25.0％FeOn0.27％P2O5約5.0％Fe金屬0.21％S42.0％CaO 堿度(CaO/SiO2)=3.557.9％MgO 溫度～1620℃4.8％MnO11.8％SiO22.9％Al2O3-包括轉(zhuǎn)爐廢氣中的粉塵在內(nèi)的、具有以下特性的轉(zhuǎn)爐廢氣19從轉(zhuǎn)爐爐身3直接進(jìn)入爐身1廢氣(氣相) 廢氣(粉塵)84.0體積％CO 91.2％FeOn9.3體積％CO23.5％CaO3.0體積％H20.7％SiO21.4體積％H2O 0.8％C0.6體積％N21.7％ZnO
1.2體積％O2余量=MgO+MnO+Al2O3+SnO2+P2O5余量=Ar+SO2+F2總的后燃燒程度11.0％溫度～1620℃在爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3中的工藝過(guò)程中的重要工藝變量列于下表中:
*(總金屬產(chǎn)品/總金屬爐料)×100舉例性實(shí)施方案2混合爐料組成如下，其特征列于表Ⅱ40％廢鋼30％海綿鐵(球團(tuán))30％生鐵水。
在此情況下，就設(shè)備結(jié)構(gòu)和相關(guān)的、所采用的基本工藝過(guò)程而言，與舉例性實(shí)施方案1無(wú)根本性的區(qū)別。設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝控制方面的區(qū)別歸因于混合爐料中組份的量之比及其性能。按圖1所示的設(shè)備變型類似地實(shí)施此方法，而且，還-采用了有小的有效橫截面約為5米2的廢鋼預(yù)熱爐5，其中與具有約11.5米2的大有效橫截面的廢鋼預(yù)熱豎爐5的區(qū)別在于，在爐身1的爐蓋4中設(shè)有一輔助爐蓋件，該件與具有較小有效截面的預(yù)熱豎爐5相配合。該輔爐蓋(未示出)與爐身1的蓋4結(jié)構(gòu)相同，而且在采用較小有效截面的預(yù)熱豎爐5的情況下，它與豎爐相互固定，從而形成一氣密單元，-以及僅采用二條傳送帶8中的一條來(lái)輸送，預(yù)熱廢鋼7及將其加于具有較小有效截面的預(yù)熱豎爐5中，即加于一操作中的豎爐中，其中，在加熱部件9中，總共僅有一半、即5個(gè)天然氣/氧/空氣組合燒咀/槍10在工作，它們?cè)O(shè)在工作態(tài)的傳送帶8的上方，而加熱部件9的第二個(gè)一半(在已述的耐火隔墻后面)，且第二傳送帶8保持消極態(tài)，即不使其運(yùn)行。
與舉例性實(shí)施方案1不同之處在于，在此情況下，經(jīng)生鐵槽21和經(jīng)加料口11分別連續(xù)供應(yīng)生鐵水20和海綿鐵球團(tuán)12。海綿鐵球團(tuán)12作為冷卻劑加于轉(zhuǎn)爐爐身3中，其量為混合爐料的8.8％，即在混合爐料中的海綿鐵球團(tuán)的29.3％，海綿鐵總量在混合爐料中占30％。
將混合爐料中總量的廢鋼用廢鋼加料吊車加在廢鋼傳送帶8上，在加熱部件9和預(yù)熱豎爐5中預(yù)熱之后被連續(xù)加入或熔化在爐身1中。預(yù)熱豎爐5中的廢鋼柱平均高度為2.5米。作為加熱部件9和預(yù)熱豎爐5中預(yù)熱廢鋼的熱源，有來(lái)自爐身1的廢氣的物理熱及其部分后燃燒的化學(xué)熱及來(lái)自廢鋼在預(yù)熱時(shí)部分氧化的放熱。
在預(yù)熱豎爐5中的廢氣19的部分后燃燒分兩步進(jìn)行，即用經(jīng)過(guò)8個(gè)裝在2個(gè)層面上的后燃燒噴咀47連續(xù)吹入冷空氣28和氧氣27，空氣/氧氣的體積比約為3.7。在加熱部件9中，沿著具有工作態(tài)中的傳送帶8的一半加熱部件、通過(guò)總共5個(gè)裝在加熱部件9的爐蓋中的組合燒咀/槍10吹入冷空氣28和氧氣27而逐步進(jìn)行預(yù)熱。
在加熱部件9和預(yù)熱豎爐5中的工藝過(guò)程的重要工藝變量列于下表<
包括非金屬組份**爐身1中的部分量**(總金屬產(chǎn)物/總金屬爐料)×100在加熱部件9和預(yù)熱豎爐5中預(yù)熱過(guò)的廢鋼7的連續(xù)熔化在爐身1中進(jìn)行，同樣地，同時(shí)經(jīng)生鐵槽21連續(xù)供入生鐵水20和經(jīng)加料孔11連續(xù)供入混合爐料中的海綿鐵球團(tuán)12的70.7％。與此同時(shí)在爐身1中使形成的金屬熔體24增碳而成為低Si高C的熔體，然后被局部精煉。該金屬熔體在經(jīng)堤堰34溢流入轉(zhuǎn)爐爐身3之前有如下特性1.69％C 約1550℃0.14％Mn液體溫度約1413℃≤0.05％Si0.025％S0.008％P在整個(gè)工藝過(guò)程中，爐身1中的金屬熔體有大致如上的特性。
在連續(xù)供入下列物質(zhì)、介質(zhì)和能量的同時(shí)及在下列工藝條件下，爐身1中的熔化-和精煉過(guò)程連續(xù)地、及在熔池強(qiáng)力混合時(shí)以準(zhǔn)穩(wěn)定的方式進(jìn)行-約2.19噸/分鐘預(yù)熱廢鋼7(溫度1057℃)經(jīng)過(guò)豎爐5加入-具有符合表Ⅱ中的特性的約1.60噸/分鐘生鐵水20經(jīng)過(guò)生鐵槽21加入，-具有表Ⅱ所列特性的1.13噸/分鐘海綿鐵球團(tuán)12經(jīng)過(guò)加料口11加入，-在轉(zhuǎn)爐爐身中形成的富含F(xiàn)eOn、高堿度(CaO/SiO2=3.55)，溫度為約1620℃的液態(tài)的熱轉(zhuǎn)爐渣25以與金屬熔池流動(dòng)相反的方向經(jīng)堤堰34流入爐身1中，-石灰14(其約60％為經(jīng)石灰噴咀35的噴吹石灰狀態(tài)，其約40％為經(jīng)過(guò)設(shè)在爐身1的爐蓋4中的加料口11的塊狀石灰態(tài)，噴吹石灰/塊狀石灰之比可按需改變)，-噴吹煤(細(xì)煤)13經(jīng)過(guò)爐身1中的控制器槍32或33及經(jīng)過(guò)埋入熔池內(nèi)的噴咀33加入，-天然氣29和氧氣27經(jīng)過(guò)爐身1的3個(gè)燒咀32a加入，-N230和天然氣29經(jīng)過(guò)爐身1的惰性氣體底部噴咀33加入，
-氧氣27經(jīng)過(guò)爐身1的控制器槍32和/或23加入，-氧氣27經(jīng)過(guò)爐身1的爐蓋4中的后燃燒槍35加入，-包括轉(zhuǎn)爐廢氣中的粉塵在內(nèi)的轉(zhuǎn)爐廢氣19(來(lái)自轉(zhuǎn)爐爐身3)直接流入爐身1中，-主要經(jīng)出渣口22、而且也經(jīng)爐蓋4中的電極開(kāi)縫從外部吸入的空氣(圖1未示出)，吸入的原因在于爐身1中是負(fù)壓的，-作為載氣的噴吹空氣28經(jīng)過(guò)槍/噴咀35、32、23加入，-約53.2MW的連續(xù)電能輸出經(jīng)過(guò)電極16輸入，以滿足爐身1中的熱需求，在此情況下，當(dāng)總體設(shè)備生產(chǎn)能力約為4.94噸粗鋼/分鐘(約296噸粗鋼/作業(yè)小時(shí))時(shí)，相當(dāng)于約179.6KWh/噸粗鋼的電耗。
同樣地，以半穩(wěn)定的和連續(xù)的方式排出爐身1的產(chǎn)物，即-沿向著轉(zhuǎn)爐爐身3的方向、經(jīng)過(guò)堤堰34排出的、約4.67噸/分鐘高C低Si預(yù)熔體24，-約428kg/分鐘的渣25，其特性如下約1 2.4％FeOn0.87％P2O5約5.0％Fe金屬0.16％S42.1％CaO 堿度(CaO/SiO2)=2.07.3％MgO 溫度～1550℃4.4％MnO21.0％SiO26.8％Al2O3該渣25經(jīng)沉渣部件2穿過(guò)出渣口22連續(xù)地離開(kāi)本設(shè)備，-約452N米3/分鐘的廢氣19及約79.8kg/分鐘的該廢氣中的粉塵，其特性如下廢氣(氣相) 廢氣(粉塵)40.7體積％CO 79.7％FeOn25.5體積％CO29.4％CaO
1.4體積％H23.5％SiO23.6體積％H2O 1.4％C26.5體積％N22.0％ZnO1.7體積％O2余量=MgO+MnO+Al2O3+SnO2+P2O5余量=Ar+SO2+F2總的后燃燒程度40.9％溫度～1570℃它們從爐身1進(jìn)入廢鋼預(yù)熱豎爐5。
溢流過(guò)堤堰34之后，高C低Si的預(yù)熔體24以4.67噸/分鐘的平均速度連續(xù)進(jìn)入轉(zhuǎn)爐爐身3，然后以很強(qiáng)的熔體運(yùn)動(dòng)與已于轉(zhuǎn)爐爐身3中存在的粗鋼熔體24混合，其特性被連續(xù)地控制在狹小的允許范圍內(nèi)-量約90噸，-轉(zhuǎn)爐爐身中的金屬熔池水平面約低于堤堰34水平面約0.5米，-組成(尤其是碳含量)和溫度等于粗鋼出鋼時(shí)合乎要求的數(shù)值，在此情況下如下C=0.05％ T=1620℃在轉(zhuǎn)爐爐身3內(nèi)的粗鋼熔體24的上方聚集了液態(tài)渣25，在轉(zhuǎn)爐爐身3中的渣層高度為約1.8-2.0米的情況下，其表面位于比爐身1中的表面最多高0.5-1.0米之處，因此，渣25被重力和來(lái)自轉(zhuǎn)爐爐身3中的熔體運(yùn)動(dòng)的沖量所驅(qū)使，經(jīng)堤堰34連續(xù)溢流入爐身1中。
在此情況下，在轉(zhuǎn)爐爐身3中的連續(xù)工藝控制所要達(dá)到的目標(biāo)與舉例性實(shí)施方案1中的相同。
在供入以下物質(zhì)、介質(zhì)和能量及在以下的工藝條件下，精煉過(guò)程以準(zhǔn)穩(wěn)定和強(qiáng)力地熔體混合的方式發(fā)生-來(lái)自爐身1的約4.67噸/分鐘的高C低Si的、而且有上述特性的預(yù)熔體，-經(jīng)轉(zhuǎn)爐爐蓋37中的加料孔39作為冷卻劑加入的約0.47噸/分鐘海綿鐵球團(tuán)12，其性能列于表Ⅱ中，
-同樣經(jīng)轉(zhuǎn)爐爐蓋37中的加料孔39加入的塊狀石灰14，硅石和塊煤13，-經(jīng)水冷的轉(zhuǎn)爐槍35′吹入的氧氣27，-經(jīng)后燃燒槍35吹入的氧氣27，-經(jīng)轉(zhuǎn)爐爐身3的底部清洗噴咀36吹入的N230和天然氣29。
同樣連續(xù)地和以半穩(wěn)定的方式排出轉(zhuǎn)爐爐身3的產(chǎn)物，即-約4.94噸/分鐘(=約296噸/小時(shí))具有以下特性的粗鋼經(jīng)轉(zhuǎn)爐爐身3的出鋼口41排出0.05％c 約620ppm O(熔解的)0.08％Mn 約30ppm N痕量Si≤1.5ppm H0.022％S0.0038％P T=16200.08％Cn-高堿度、液態(tài)的、富含F(xiàn)eOn而且有如下特性的轉(zhuǎn)爐渣沿向著爐身1的方向越過(guò)堤堰34，約25.0％FeOn0.28％P2O5約5.0％Fe金屬0.145％S41.9％CaO8.4％MgO 堿度(CaO/SiO2)=3.552.6％MnO 溫度～162011.8％SiO24.8％Al2O3-來(lái)自轉(zhuǎn)爐爐身3的包括轉(zhuǎn)爐廢氣中的粉塵的、具有如下特性的轉(zhuǎn)爐廢氣直接進(jìn)入爐身1廢氣(氣相) 廢氣(粉塵)84.8體積％CO 93.1％FeOn9.4體積％CO23.5％CaO2.3體積％H20.7％SiO21.1體積％H2O0.7％C0.5體積％N20.3％ZnO1.3體積％O2余量=MgO+MnO+Al2O3+SnO2+P2O5余量=Ar+SO2+F2總后燃燒程度10.8％溫度～1620℃爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3中工藝過(guò)程的重要工藝變量列于下表中
*對(duì)于預(yù)熱廢鋼的值，**(總金屬產(chǎn)物/總金屬爐料)×100舉例性實(shí)施方案3
混合爐料由50％海綿鐵球團(tuán)，和50％生鐵水組成，其特性列于表Ⅱ。在此情況下，符合圖3和4的設(shè)備變型用于實(shí)施本方法。由于混合爐料中不含廢鋼，所以既不需要加熱部件9，也不需要預(yù)熱豎爐5。基本的工藝過(guò)程與實(shí)施方案2中的十分相似；設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝控制方面的區(qū)別主要涉及爐身1，在此情況下提供這樣的爐身1·用水冷爐彎頭作爐身1和熱氣管(圖3未示出)間的連接件，這種彎頭在常規(guī)電弧爐中目前是很常見(jiàn)的，·爐身1中的5個(gè)天然氣/氧氣燒咀32a不作為燒咀使用，而用空氣保持通暢，直至需將它們被再啟用時(shí)為止，或有時(shí)(但不是在本情況下)被用作除已設(shè)在爐身1的爐蓋4中的后燃燒槍35之外的輔助后燃燒咀32a以防止它被損壞。
·在廢氣特性方面(溫度，后燃燒程度、粉塵含量等)，該設(shè)備和工藝變型與常規(guī)電弧爐之間沒(méi)有根本區(qū)別，即，來(lái)自爐身1的廢氣19的物理熱和化學(xué)熱大部未被利用，而廢氣19中的粉塵含量與常規(guī)電弧爐大致相同。
在此情況下，混合物料的海綿鐵球團(tuán)的24％，即占總的混合爐料約12％的海綿鐵球團(tuán)作為冷卻劑被連續(xù)加于轉(zhuǎn)爐爐身3中。其余的爐料組份同樣地連續(xù)加入爐身1中，即-經(jīng)生鐵槽21加生鐵水20和-經(jīng)加料孔11加占混合物料中約76％的海綿鐵球團(tuán)。
在爐身1中，于供電時(shí)形成的金屬熔體24同時(shí)被增碳(用非常有限地供入的煤)而成為低Si高C熔體，而且被部分精煉，從而在經(jīng)堤堰34溢入轉(zhuǎn)爐爐身3之前，該熔體有如下特性1.98％C 約1550℃0.10％Mn 液體溫度約1394℃≤0.05％Si0.023％S
0.009％P爐身1中的經(jīng)過(guò)整個(gè)過(guò)程的金屬熔體24大致具有上述特性。
爐身1中的熔化和精煉過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，而且是在溶池的強(qiáng)力混合下，以準(zhǔn)穩(wěn)定的方式，在連續(xù)供入以下物質(zhì)、介質(zhì)和能量及在如下的工藝條件下進(jìn)行·經(jīng)生鐵槽21加入約2.56噸/分鐘生鐵水20(其特性列于表Ⅱ)，·經(jīng)加料口11加入約1.94噸/分鐘具有表Ⅱ所列特性的海綿鐵球團(tuán)12，·從轉(zhuǎn)爐爐身3逆著金屬熔體的流向，越過(guò)堤堰34流入爐身1的富含F(xiàn)eOn的，高堿度(Cao/Sio2=3.53)溫度約1620℃的熱轉(zhuǎn)爐液渣，·石灰14和白云石14(其約60％為經(jīng)石灰噴咀35噴入的石灰和白云石，而其40％為經(jīng)設(shè)在爐身1中的加料口11加入的石灰塊或白云石塊，而噴吹材料/塊狀材料的比值可按需調(diào)整)，·經(jīng)爐身1中的一個(gè)或幾個(gè)控制器槍32,33和/或埋入熔池中的煤噴咀噴入的煤(細(xì)煤)13，·經(jīng)爐身1中的惰性氣體底部噴咀33加入的N230和天然氣29，·經(jīng)爐身1中的控制器槍32和33供入的氧氣27，·經(jīng)爐身1的爐蓋4中的后燃燒槍35供入的氧氣27，·來(lái)自轉(zhuǎn)爐爐身3、直接流入爐身1中的包括轉(zhuǎn)爐廢氣中的粉塵的轉(zhuǎn)爐廢氣19，·主要經(jīng)過(guò)出渣口22、而且還經(jīng)爐蓋4中的電極開(kāi)縫從外部吸入的空氣(圖3中未示出)，這種吸入是由爐身1中的負(fù)壓造成的，·經(jīng)槍/噴咀35、32、23和33作為載氣吹入的空氣28，·為滿足電爐爐身1中的熱需求，經(jīng)電極16連續(xù)輸入的約53.2MW的電能，在整個(gè)設(shè)備生產(chǎn)能力為約4.67噸粗鋼/分鐘(約280噸粗鋼/作業(yè)小時(shí))的情況下，該電能輸入相當(dāng)于190.0KWh/噸粗鋼的電耗。
同樣地，將爐身1的產(chǎn)物連續(xù)地、以半穩(wěn)定的方式排出，即·經(jīng)堤堰34將約4.27噸/分鐘高C低Si、具有上述特性的預(yù)熔體24排入轉(zhuǎn)爐爐身3中，-約415kg/分鐘的具有以下特性的渣25經(jīng)沉渣部件2穿過(guò)出渣口22連續(xù)離開(kāi)此設(shè)備約12.0％FeOn1.13％P2O5約5.0％Fe金屬0.15％S43.1％CaO 堿度(CaO/SiO2)=2.07.2％MgO 溫度～1550℃3.1％MnO21.5％SiO26.7％Al2O3-約500NM3/分鐘具有以下特性的廢氣19及約74.7kg/分鐘該廢氣中的、具有以下特性的粉塵從爐身1經(jīng)爐子彎頭進(jìn)入廢氣處理設(shè)備的熱氣導(dǎo)管廢氣(氣相) 廢氣(粉塵)50.9體積％CO 82.2％FeOn21.8體積％CO210.0CaO1.0體積％H23.7SiO21.6體積％H2O0.7％C22.8體積％N2其余=MgO+MnO+Al2O3+P2O51.5體積％O，其余=Ar+SO2+F2總的后燃燒程度31.2％溫度～1545℃，溢流過(guò)堤堰34之后，高C低Si的預(yù)熔體24以4.27噸/分鐘的平均速度連續(xù)進(jìn)入轉(zhuǎn)爐爐身3，然后在強(qiáng)力的熔體運(yùn)動(dòng)下與已存于轉(zhuǎn)爐爐身3中的粗鋼混合，而且其特性被連續(xù)地控制在以下的狹小的容許范圍內(nèi)-量約90噸，
-轉(zhuǎn)爐爐身3中的金屬熔池表面比堤堰34的表面低約0.5米，-組成(主要是C含量)和溫度等于粗鋼出鋼時(shí)所需的數(shù)值，在此情況下為C=0.05％T=1620℃在轉(zhuǎn)爐爐身3內(nèi)的粗鋼熔體24上方聚集了液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣25，在轉(zhuǎn)爐爐身3中的該渣層高度為約1.8～2.0米的情況下，渣表面位于最多高出爐身1中的渣表面0.5-1.0米的位置，從而在重力和轉(zhuǎn)爐爐身3中的熔體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的沖量驅(qū)使下，渣25經(jīng)堤堰34連續(xù)溢流入爐身1。
在此情況下，通過(guò)在轉(zhuǎn)爐爐身3中的連續(xù)的工藝控制，也達(dá)到了與舉例性實(shí)施方案1,2所達(dá)到的相同的目標(biāo)。
精煉過(guò)程在轉(zhuǎn)爐爐身3中，伴隨著熔池的強(qiáng)力混合，以準(zhǔn)穩(wěn)定的方式，在連續(xù)供入下列物質(zhì)、介質(zhì)和能量、及在下述的工藝條件下進(jìn)行-來(lái)自爐身1的、具有上述特性的約4.27噸/分鐘高C低Si預(yù)熔體24，-約0.62噸/分鐘具有表Ⅱ所列特性的、經(jīng)轉(zhuǎn)爐爐蓋37中的加料口39作為冷卻劑加入的海綿鐵球團(tuán)12，-也經(jīng)轉(zhuǎn)爐爐蓋37中的加料口39加入的石灰塊14和塊煤13，-經(jīng)水冷的轉(zhuǎn)爐噴槍35加入的氧氣27，-經(jīng)后燃燒槍35加入的氧氣27，-經(jīng)轉(zhuǎn)爐爐身3中的底部清洗噴咀36加入的N230和天然氣29。
同樣地，將轉(zhuǎn)爐爐身3的產(chǎn)物連續(xù)地和以半穩(wěn)定方式排出，即-經(jīng)轉(zhuǎn)爐爐身3的出鋼口41放出具以下特性的、約4.67噸/分鐘(=約280噸/時(shí))粗鋼240.05％C 約620ppmO溶解的0.05％Mn約30ppmN痕量的Si≤1.5ppmH0.021％ST=1620℃0.0038％O ，及
-經(jīng)堤堰34沿向著爐身1的方向排出高堿度的、富含F(xiàn)eOn及具有以下性能的液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣25約25.0％FeOn0.30％P2O5約5.0Fe金屬0.13％s42.4％CaO 堿度(CaO/SiO2)=3.537.8％MgO溫度-1620℃1.7％MnO12.0％SiO25.6％Al2O3，及-從轉(zhuǎn)爐爐身3直接進(jìn)入爐身1的、具有以下特性的、包括轉(zhuǎn)爐廢氣中的粉塵的轉(zhuǎn)爐廢氣19廢氣(氣相) 廢氣(粉塵)79.6體積％CO92.8％FeOn14.1體積％CO24.1％CaO2.1體積％H20.9％SiO21.6體積％H2O 1.0％C0.4體積％N2其余=MgO+MnO+Al2O3+P2O51.6體積％O2其余=Ar+SO2+F2總的后燃燒程度16.1％溫度～1635℃，爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3中的工藝過(guò)程的主要工藝變量列于下表中
*鐵水的值**(總金屬產(chǎn)物/總金屬爐料)×100在上述舉例性實(shí)施方案中重要工藝參數(shù)和可得到的生產(chǎn)能力列于表Ⅴ中，而表Ⅴ給出了采用本發(fā)明的該方法和設(shè)備變型時(shí)，生產(chǎn)1噸粗鋼消耗數(shù)值的概要。
表Ⅴ舉例性實(shí)施方案1-3的工藝參數(shù)及生產(chǎn)能力
<p>表Ⅵ舉例性實(shí)施方案1-3的消耗數(shù)值
除產(chǎn)粗鋼外，前述的本設(shè)備構(gòu)思、即不帶預(yù)熱豎爐5和加熱部件9的該設(shè)備變型還可用于預(yù)處理含或不含F(xiàn)e的金屬熔體，其中，在特定的情況下，以負(fù)壓運(yùn)行是可以想到的(即在整個(gè)爐身中剩余壓力低至0.1巴)。舉例性實(shí)施方案4按本發(fā)明進(jìn)行如下的鐵水預(yù)處理，即脫Si、脫P(yáng)和脫S處理·連續(xù)供入生鐵水(如直接來(lái)自高爐或熔融還原設(shè)備的出鐵槽或來(lái)自中間容器)，它具有如下特性T=1440℃(高爐) 4.3％C0.6％Si0.5％Mn0.100％P0.040％S·在爐身1中連續(xù)預(yù)精煉及任選地用電能預(yù)熱而產(chǎn)生具有以下特性的低Si中間產(chǎn)物4.0-4.1％C T 1300-1400℃≤0.10％Si (按需調(diào)節(jié))0.4-0.5％Mn0.060-0.080％P0.030-0.035％S·在轉(zhuǎn)爐爐身中連續(xù)最終精煉此低Si的中間產(chǎn)物，若需要，將具加熱(部分脫C)，以預(yù)處理具以下性能的生鐵3.5-4.0％C T=1350-1400℃≤0.05％Si0.3-0.4％Mn≤0.020％P≤0.025％S將經(jīng)過(guò)這種預(yù)處理的生鐵從轉(zhuǎn)爐爐身3中連續(xù)排出(如排入連接在后面的容器中)，或間斷地排入中間容器或鐵水包中，然后被加在轉(zhuǎn)爐或電爐中，或用鑄鐵機(jī)鑄成生鐵。
·在此工藝過(guò)程中，向電爐爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3連續(xù)供入-氧氣(噴槍、噴咀)和/或從Fe礦石、Mn礦石、氧化鐵皮、富FeOn的干淤渣狀態(tài)存在的氧化物中的氧(經(jīng)噴槍、噴咀或加料槽加入)，及-造渣劑(石灰、瑩石等)，最好為塊狀，及-任選地加入的碳載體(煤、焦碳等)，以及-用作底部清洗劑的惰性氣體從而可在電爐爐身1和轉(zhuǎn)爐爐身3中調(diào)整工藝特性參數(shù)，如，溫度控制、渣控制(堿度在轉(zhuǎn)爐爐身3中約3.0-3.5，在爐身1中約1.8-2)、熔池的混合及金屬/渣之?dāng)?shù)量比之類的、為達(dá)到所需結(jié)果的特性。
由于按上述的舉例性實(shí)施方案需電很少(5-10KWh/噸生鐵)，所以在加入的預(yù)處理生鐵溫度相同時(shí)，按10噸/分鐘生鐵水(=600噸/時(shí))的生產(chǎn)能力，只需為爐身1設(shè)置20MVA小變壓器。在實(shí)踐中所遇到的大多數(shù)情況下(生鐵含P≤0.200％)，可省去電爐爐身1中的電極。
通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に嚳刂?，上述工藝可有效地用于預(yù)處理含有V、Ti、Mn和P的特殊鐵水。還有，本工藝方法、尤其是本設(shè)備也很適合生產(chǎn)含伴隨元素很低的鐵水，如用常規(guī)生鐵生產(chǎn)“SORELMETAL”型的生鐵水。舉例性實(shí)施方案5進(jìn)而，借助于生產(chǎn)用于后續(xù)經(jīng)VOD處理冶煉不銹鋼所用的高Cr和高Ni預(yù)熔體的例子，來(lái)解釋本方法和設(shè)備的應(yīng)用。符合本發(fā)明的工藝過(guò)程如下在符合圖1和2的設(shè)備中，由·非合金鋼和/或合金鋼廢鋼，·FeCrHc,FeMo·Ni金屬和/或FeNi·礦石，如Cr-、Ni-、Mn-,Mo-等礦石組成的固體爐料7用傳送帶8經(jīng)加熱部件9連續(xù)加在預(yù)熱豎爐5或電爐爐身1中，然后被預(yù)熱。
在采用液態(tài)爐料，如·生鐵、尤其是經(jīng)預(yù)脫P(yáng)的生鐵(％≤0.025)，和/或·液態(tài)FeCrHc(來(lái)自電弧爐或感應(yīng)爐)，的場(chǎng)合下，這些爐料20經(jīng)加料槽21被連續(xù)加入爐身1中。
電弧爐爐身1中的熔化過(guò)程伴隨著強(qiáng)力的熔池混合，它在以下條件下進(jìn)行·經(jīng)噴咀33連續(xù)供入氧氣27和惰性氣體30(N2,Ar),O2/N2/Ar之比可按需調(diào)節(jié)，·經(jīng)噴槍23,32連續(xù)供入氧氣27，·連續(xù)供入造渣劑14，如燒熟石灰，熟白云石，瑩石等，塊狀的經(jīng)加料口11加入和/或細(xì)粒的經(jīng)噴咀33和/或噴槍23、32加入。
電爐爐身1中的工藝控制的目的在于對(duì)預(yù)定工藝特性作準(zhǔn)穩(wěn)定調(diào)節(jié)，在生產(chǎn)304級(jí)質(zhì)量的奧氏體不銹鋼的場(chǎng)合下，這些特性如下，·具有總是大致恒定的、并在該容許范圍內(nèi)的熔體241.5-2.0 ％C(取決于混合爐料) T=1620-1630℃≤0.2 ％Si≤0.5 ％Mn17.0-18.5 ％Cr約6.5 ％Ni·其組成總是大致保持不變的、如具以下標(biāo)準(zhǔn)分析值的液體渣2548％CaO余量=MnO,Al2O3等31％SiO2(取決于混合爐料)≤5％MgO≤4％Cr2O3≤2％FeOn該渣經(jīng)沉渣部件2穿過(guò)出渣口22連續(xù)排出。
在運(yùn)行期間，具備上述特性的金屬熔體24從電弧爐爐身1經(jīng)堰34連續(xù)流入轉(zhuǎn)爐爐身3中，并在強(qiáng)力的熔體運(yùn)動(dòng)已存在于轉(zhuǎn)爐爐身3中的粗鋼熔體24混合，熔體24在此情況下構(gòu)成了下一步VoD處理的預(yù)熔體，而在轉(zhuǎn)爐爐身3中保持著出鋼所需的組成和溫度約0.25％C約1700-1710℃該精煉工藝(主要是脫C)在轉(zhuǎn)爐爐身3中以如下工藝條件進(jìn)行·經(jīng)噴咀36連續(xù)供入氧氣27和惰性氣體30(N2,Ar)，其中O2/N2/Ar之比按需調(diào)節(jié)；在此情況下，不用頂槍35′，優(yōu)選的脫碳速度為0.03-0.05％C/分鐘，·金屬熔池溫度為1700-1710℃，連續(xù)借入作冷卻劑和合金劑12的混合爐料組份-Ni和/或FeNi，低-Si FeCrHc和/或FeMnHc等，
·連續(xù)供入造渣劑14，如熟石灰、熟白云石、瑩石等，-最好塊狀的經(jīng)加料口39加入，任選地還經(jīng)噴咀36加細(xì)粒狀的，·形成/積累幾乎是固體的、其組成大致保持不變的、如有以下標(biāo)準(zhǔn)分析值的渣25約30％CaO2-5％Al2O3≤5％CaF2≤15％SiO2≤5％FeOn13-17％Cr2O3約10％Fe金屬5-8％MgO ≤4％Cr金屬具有上述特性的、用于后續(xù)VOD處理的金屬產(chǎn)物24從轉(zhuǎn)爐3經(jīng)金屬排放裝置41排出。金屬的排放可以是連續(xù)或間斷的，而不中斷電弧爐爐身1中的工藝過(guò)程。
在轉(zhuǎn)爐爐身3和電爐爐身1中形成的廢氣19經(jīng)預(yù)熱豎爐5和加熱部件9一同抽出，同時(shí)又被用于加熱固體爐料7。與此同時(shí)，預(yù)熱豎爐5中的料還起到了廢氣19中所含的粉塵的預(yù)過(guò)濾器的作用。
為避免在轉(zhuǎn)爐爐身3中積累過(guò)多的渣25，或避免因其產(chǎn)生渣殼，在運(yùn)行3小時(shí)后，進(jìn)行所謂“洗掉作業(yè)”，即將稍大量的FeSi、石灰和瑩石引入轉(zhuǎn)爐爐身3中。這種作用可使轉(zhuǎn)爐爐身3中的渣25液化，同時(shí)還降低Cr2O3的含量，從而使渣25以與金屬34相逆的逆流運(yùn)動(dòng)方式漫過(guò)堤堰34進(jìn)入電弧爐爐身1中，而不會(huì)有任何困難，以及在與電弧爐爐身1中形成的渣混合之前產(chǎn)生大量的Cr損失。所謂的“洗掉作業(yè)”不帶來(lái)特別的費(fèi)用及基本上不妨礙生產(chǎn)能力，而使設(shè)在從轉(zhuǎn)爐爐身3連續(xù)排出或間斷排出金屬24的方式運(yùn)行。
本發(fā)明的工藝還可用于生產(chǎn)低C(≤0.05％)質(zhì)量的不銹鋼，即不用VOD設(shè)備。在此情況下，鋼的脫C和脫S就像煉碳鋼時(shí)一樣，在從轉(zhuǎn)爐爐身3出鋼和在后續(xù)的二次冶金處理過(guò)程中(如在鋼包爐或吹洗站中處理)發(fā)生。
在生產(chǎn)不銹鋼方面，本發(fā)明的工藝優(yōu)于已知的間斷工藝之處在于-使工藝和設(shè)備的生產(chǎn)能力大為提高，-保證了最佳的渣控制和高的脫碳效率，-節(jié)約了Si、造渣劑和能源(碳載體和/或電能)，-減少了能耗。
權(quán)利要求
1．用于生產(chǎn)金屬熔體、尤其是鐵熔體如鋼水或粗鋼熔體的設(shè)備，它包括·一個(gè)電弧爐爐身(1)，它帶有至少一個(gè)用于金屬熔體和/或廢鋼和/或直接還原的金屬、尤其是直接還原鐵和/或鐵礦石的加料口(11,21)，和/或至少一枝電極(16)及至少一個(gè)出渣裝置(22)，·帶有至少一個(gè)金屬排出裝置(41)的吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)，其中·該吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)與電弧爐爐身(1)通過(guò)溢流堰(34)形成一個(gè)單元，·尤其是，吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中相對(duì)于該熔池體積的熔池表面小于電弧爐爐身(1)中的該表面，·吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)與電弧爐爐身(1)共用一反應(yīng)空間，該空間被設(shè)置在這些爐身熔池液面的上方。
2．權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，由吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)和電弧爐爐身(1)構(gòu)成的該單元?jiǎng)傂缘匮b在基礎(chǔ)底座上。
3．權(quán)利要求1或2的設(shè)備，其特征在于，吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)的金屬熔池水平面低于電弧爐爐身(1)的金屬熔池水平面。
4．權(quán)利要求1-3中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)的底低于電弧爐爐身(1)的底(18)。
5．權(quán)利要求1-4中之一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)設(shè)有至少一枝用于氧氣或含氧氣體混合物的噴槍(35,35′)。
6．權(quán)利要求1-5中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)設(shè)有底部噴咀(36)，最好設(shè)有底部吹氧噴咀。
7．權(quán)利要求1-6中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，電弧爐爐身(1)設(shè)有至少一個(gè)金屬排放裝置(43)。
8．權(quán)利要求1-7中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，該排渣裝置(22)設(shè)在與電弧爐爐身(1)構(gòu)成一個(gè)單元的沉渣容器(2)上，該沉渣容器(2)的位置最好是沿直徑方向與溢流堰(34)相對(duì)(圖3,6,8)。
9．權(quán)利要求1-8中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)和/或電弧爐爐身(1)設(shè)有用于加入金屬爐料、礦石、熔劑、合金、增碳劑的加料口(11,39)。
10．權(quán)利要求1-9中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)和/或電弧爐爐身(1)帶有一種用于供應(yīng)含氧氣體或氧氣的后燃燒噴咀和/或噴槍(35)，且優(yōu)選至少其中之一設(shè)在該二個(gè)爐身(1,3)間的過(guò)渡區(qū)附近。
11．權(quán)利要求1-10中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，電弧爐爐身(1)設(shè)有至少一個(gè)用于供應(yīng)固體鐵載體(7)的預(yù)熱豎爐(5)，它設(shè)在電弧爐爐身(1)的上方，而且最好設(shè)在其一側(cè)或在該爐身(1)上方周圍。
12．權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征在于，至少一條優(yōu)選設(shè)有護(hù)罩(6)的傳送帶(8)進(jìn)入預(yù)熱豎爐(5)中(圖1,5,7)。
13．權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征在于，加熱裝置(10)進(jìn)入護(hù)罩(6)，加熱裝置(10)與一根用于輸送含氧氣體的導(dǎo)管構(gòu)成嵌入該護(hù)罩中的后燃燒裝置(10)和/或燒咀(圖1,7)。
14．權(quán)利要求1-13中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，預(yù)熱豎爐(5)和/或護(hù)罩(6)和/或電弧爐爐身(1)的爐蓋(4)和/或吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)的爐蓋(37)的至少一部分內(nèi)表面襯有耐火材料。
15．權(quán)利要求1-14中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，電弧爐爐身(1)設(shè)有輸入金屬熔體(20)、最好是生鐵水的裝置(21)。
16．權(quán)利要求11-15中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(1)設(shè)有預(yù)熱豎爐(5)，豎爐(5)被設(shè)在電弧爐爐身(1)的上方，并經(jīng)由可透氣的、被冷卻的開(kāi)-閉裝置(5″)通入電弧爐爐身(1)中(圖9,10)。
17．權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，預(yù)熱豎爐(5)設(shè)在電弧爐爐身(1)的中心上方，而且電弧爐爐身(1)的爐蓋(4)設(shè)計(jì)成環(huán)狀，以便包圍著預(yù)熱豎爐(5)，并通過(guò)電弧爐爐身(1)的側(cè)壁與其連接，而電極(16)、最好是石墨電極經(jīng)爐蓋(4)以傾斜的方式伸入電弧爐爐身(1)的內(nèi)部(圖9,10)。
18．權(quán)利要求1-17中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，設(shè)有通向電弧爐爐身(1)內(nèi)部的噴咀(33)和/或噴槍(32)、和/或燒嘴(32a)，它們是與一個(gè)鐵載體的供應(yīng)裝置和/或一個(gè)礦石供應(yīng)裝置和/或一個(gè)煤或碳載體供應(yīng)裝置和/或一個(gè)造渣劑供應(yīng)裝置和/或一個(gè)氧氣或含氧氣體供應(yīng)裝置和/或一個(gè)烴的供應(yīng)裝置和/或一個(gè)惰性氣體供應(yīng)裝置連接。
19．權(quán)利要求1-18中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，噴咀(36)和/或噴槍(35)被設(shè)置在吹氧轉(zhuǎn)爐(3)中，它們與一個(gè)鐵載體供應(yīng)裝置和/或一個(gè)礦石供應(yīng)裝置和/或一個(gè)煤或碳載體供應(yīng)裝置和/或一個(gè)造渣劑供應(yīng)裝置和/或一個(gè)氧氣或含氧氣體供應(yīng)裝置和/或一個(gè)烴供應(yīng)裝置和/或惰性氣體供應(yīng)裝置相連。
20．權(quán)利要求18或19的設(shè)備，其特征在于，噴咀(33,36)作為埋入熔池的噴咀和/或底部清洗磚構(gòu)成，且噴槍(32,35)要設(shè)置為使其能移動(dòng)，尤其是可作樞軸運(yùn)動(dòng)和/或可沿其縱向移動(dòng)。
21．權(quán)利要求1-20中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，電弧爐爐身(1)設(shè)有大致安置在中心的、從上方伸入爐身(1)中的電極(16)及任選設(shè)置的底電極(17)(圖1)。
22．權(quán)利要求11-21中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，預(yù)熱豎爐(5)按可與電弧爐爐身(1)和可與護(hù)罩(6)分開(kāi)的、而且是可更換的單元構(gòu)成。
23．權(quán)利要求1-20中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，電弧爐爐身(1)的蓋(4)和吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)的蓋(37)構(gòu)成一個(gè)單元或按一個(gè)單元構(gòu)成。
24．權(quán)利要求1-23中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)控制孔和/或修理孔(50)，最好設(shè)在從電弧爐爐身(1)至吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)的過(guò)渡區(qū)上方。
25．權(quán)利要求1-24中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)按可與電弧爐爐身(1)分開(kāi)的、并可更換的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。
26．權(quán)利要求1-25中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，電弧爐爐身(1)設(shè)有一個(gè)沿沉渣容器(2)的方向傾斜的、并且過(guò)渡到大致水平存在的、沉渣容器(2)的底部的底(18)，該底(18)的最低點(diǎn)伸入沉渣容器(2)中，而且金屬排放裝置(43)則被設(shè)在沉渣容器(2)的底(18)的最低點(diǎn)處。
27．生產(chǎn)金屬熔體、尤其是鋼水如粗鋼水或合金鋼水或特種鋼水或不銹鋼水的方法，其中使用了權(quán)利要求1-26中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于，組合采用了以下工藝步驟·在電弧爐爐身(1)中，生產(chǎn)預(yù)熔體，并使之達(dá)到預(yù)定的溫度和化學(xué)組成，·該預(yù)熔體經(jīng)溢流堰(34)連續(xù)流入吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中，·將此預(yù)熔體在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中連續(xù)精煉，最好精煉成粗鋼，及·將精煉過(guò)的熔體連續(xù)地或間斷地從吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中放出，·在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中形成的渣以與該金屬相反的方向流入電弧爐爐身(1)中，從(1)中再將渣排出。
28．權(quán)利要求27的方法，其特征在于，預(yù)精煉在電弧爐爐身(1)中進(jìn)行，而終精煉在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中進(jìn)行。
29．權(quán)利要求27或28的方法，其特征在于，在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中以連續(xù)的方式調(diào)整該金屬熔體的化學(xué)組成和溫度，使該化學(xué)組成和溫度與最終熔體或最終產(chǎn)品排放時(shí)所需的化學(xué)組成和溫度一致。
30．權(quán)利要求27-29中一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法，其特征在于，在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中形成的廢氣經(jīng)電弧爐爐身(1)排出，其中CO+H2的后燃燒既在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中，又在電弧爐爐身(1)中進(jìn)行。
31．權(quán)利要求27-30中一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法，其特征在于，在電弧爐爐身(1)中生成的廢氣和從吹氧轉(zhuǎn)爐(3)流入電爐爐身(1)中的廢氣被用于預(yù)熱加往電爐爐身(1)中的塊狀爐料。
32．權(quán)利要求27-31中一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法，其特征在于，該用于預(yù)熟的廢氣在預(yù)熱過(guò)程中作后燃燒。
33．權(quán)利要求27-32中一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法，其特征在于，在電弧爐爐身(1)和吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中保持負(fù)壓。
34．用權(quán)利要求1-26中一項(xiàng)或多項(xiàng)的設(shè)備生產(chǎn)生鐵水的方法，其特征在于，組合采用了以下工藝步驟·向電弧爐爐身(1)中加入液態(tài)生鐵，并使之達(dá)到預(yù)定溫度水平，·在電弧爐爐身(1)中降低Si和P含量，·液態(tài)生鐵經(jīng)溢流堰(34)連續(xù)流入吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中，·該液態(tài)生鐵在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中以連續(xù)的方式被部分精煉，·將此經(jīng)過(guò)部分精煉的生鐵連續(xù)地或間斷地從吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中排出，及·在吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中形成的渣以與金屬逆流的方向流入電弧爐爐身(1)中，從此處它被排出。
35．權(quán)利要求34的方法，其特征在于，該經(jīng)過(guò)部分精煉的生鐵在設(shè)于本設(shè)備之外的轉(zhuǎn)爐或電弧爐中、用常規(guī)方法作最終精煉。
36．權(quán)利要求27-35中一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法，其特征在于，該金屬混合爐料由下列組份中的至少一種構(gòu)成·廢料(7)，如廢鋼，和/或固態(tài)生鐵或鑄鐵，·球團(tuán)狀和/或壓塊狀的直接還原了的鐵(12)和/或碳化鐵，·液態(tài)生鐵(20)。
37．權(quán)利要求36的方法，其特征在于，為生產(chǎn)合金鋼水和/或特種鋼水和/或不銹鋼水，該金屬混合爐料至少由合金廢鋼和液體的和/或固體的合金劑和/或鐵合金構(gòu)成。
38．權(quán)利要求37的方法，其特征在于，從吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)中放出的鋼水作為預(yù)熔體在后續(xù)的二次冶金處理中經(jīng)受包括脫碳在內(nèi)的進(jìn)一步處理，該處理中使用或不用負(fù)壓(真空)。
39．權(quán)利要求37的方法，其特征在于，出自吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)的鋼水作為最終熔體在后續(xù)的二次冶金處理如在鋼包爐或吹洗站中經(jīng)進(jìn)一步處理。
40．權(quán)利要求27-39中一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法，其特征在于，在預(yù)定的操作時(shí)間后，在吹氧轉(zhuǎn)爐(3)中進(jìn)行渣的液化-或還原處理。
全文摘要
為了能用冶金實(shí)踐中所用的任何金屬載體、且用這些載體的含量變化很寬的組合來(lái)生產(chǎn)金屬熔體,提供了具有如下特性的設(shè)備,包括:·一個(gè)電弧爐爐身(1),它設(shè)有用于金屬熔體和/或廢料和/或直接還原了的金屬尤其是直接還原了的鐵、和/或礦石的加料口(11,21),及至少一個(gè)電極(16)和一個(gè)出渣裝置(22),以及一個(gè)設(shè)有至少一個(gè)金屬排出裝置(41)的吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3),其中電弧爐(1)和吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)經(jīng)溢流堰(34)構(gòu)成一個(gè)單元,并剛性地裝在基礎(chǔ)底座上,·其中吹氧轉(zhuǎn)爐爐身(3)的熔池表面與其體積比小于電弧爐爐身(1)中的該比率,吹氧轉(zhuǎn)爐(3)與電弧爐爐身(1)共用一設(shè)在此二爐身熔池水平面上方的反應(yīng)空間。
文檔編號(hào)F27B3/18GK1236398SQ98801085
公開(kāi)日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1998年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月27日
發(fā)明者S·吉密特羅夫, N·拉馬斯德, W·比克勒保爾, Y·翟, J·斯坦, E·弗里茨, J·穆勒 申請(qǐng)人:奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾帕工業(yè)設(shè)備制造公司