專利名稱：生產(chǎn)不銹鋼尤其是含鉻或鉻鎳的優(yōu)質(zhì)鋼的方法和裝置的制作方法

　　技術(shù)領(lǐng)域：

　　本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)不銹鋼的方法和裝置，尤其是直接從富含磷的熔化的生鐵中生產(chǎn)含鉻或鉻鎳的優(yōu)質(zhì)鋼的方法和設(shè)備。

　　現(xiàn)有的方法是在一個(gè)包含一個(gè)或者兩個(gè)或者更多的容器的冶煉裝置中實(shí)施的，其中這個(gè)或者這些容器運(yùn)用電弧或者氧氣頂吹法。這種情況下的步驟是(a)添加含鐵的液態(tài)和/或固態(tài)爐料和合金載體，(b)用電弧方法冶煉爐料，(c)通過(guò)氧氣吹法精煉熔液，(d)還原含有氧化鉻的爐渣。

　　開爐放出的液態(tài)鋼將直接進(jìn)行后繼處理。這樣的后繼處理由例如VOD精練爐(真空-氧氣-脫碳)和隨后的連鑄爐組成，連鑄時(shí)鋼水通過(guò)鋼水包運(yùn)輸。

　　在此使用的方法例如可從DE 196 21 143 A1中已知。這種方法中，第一個(gè)容器的爐料的脫碳頂吹和第二個(gè)容器的二次爐料的冶煉過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。這種方法雖然比以前的方法減少了一些步驟并且減少了每一步中需要的能量，例如削減了導(dǎo)致全部熱量損失的頻繁的轉(zhuǎn)注。此外，減少了這套聯(lián)動(dòng)裝置的整體高度。另外，這種方法設(shè)計(jì)了連續(xù)不斷的連鑄機(jī)的供給基礎(chǔ)設(shè)施，因?yàn)椋看稳我庖粋€(gè)容器完成一次熔煉后都會(huì)為連鑄再注入新的爐料，這樣連鑄裝置才可以沒(méi)有中斷的操作。

　　因此本發(fā)明的任務(wù)是，在保證連鑄裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，提供鋼水所必要的時(shí)間間隔的情形下，替換多容器系統(tǒng)或者使用多容器系統(tǒng)中的容器，同時(shí)冶煉更多的爐料用于更多連鑄芯。

　　所提出的任務(wù)根據(jù)本發(fā)明是這樣解決的，在一個(gè)單個(gè)的容器里通過(guò)氧氣頂吹步驟進(jìn)行脫磷預(yù)處理，同時(shí)通過(guò)添加造渣劑和/或固態(tài)冷卻劑進(jìn)行結(jié)渣、脫碳和脫硅，排出富含磷的爐渣，然后裝入鉻和/或廢鋼以及其它合金元素，例如鎳。因此，開爐出液時(shí)間設(shè)置在連鑄的間隔時(shí)并且這種方法可以在單個(gè)容器和帶有一個(gè)或多個(gè)容器的冶煉裝置中各自按照后續(xù)裝置預(yù)定的容量在任意一個(gè)單個(gè)的容器或熔爐里獨(dú)立進(jìn)行。

　　另外有利的是，富含磷的爐渣大量排出，使剩余爐渣含量小于30％。由此可以對(duì)金屬更確切的說(shuō)鋼中磷的含量產(chǎn)生有利的影響。

　　一種優(yōu)選方案在于，除了剩下的添加物，30-80％的添加物是生鐵。

　　本發(fā)明還可作進(jìn)一步地改進(jìn)，富含磷的液態(tài)生鐵通過(guò)氧氣頂吹在至少兩處熔池液面處進(jìn)行脫磷，近乎同時(shí)連續(xù)的排出液態(tài)富含磷的爐渣。它的優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)這個(gè)方法的促進(jìn)和均勻的鋼水處理。

　　快速?gòu)氐椎呐懦缓椎臓t渣可以通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)，其中富含磷的爐渣通過(guò)側(cè)面容器開口排出。這樣的容器開口已經(jīng)基本上在電弧爐中使用，還可相應(yīng)地應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐。

　　其它措施如下，氧氣頂吹或側(cè)吹法使富含鉻或鎳的鋼水脫碳，必要的情況下，連續(xù)添加固態(tài)制冷劑，可脫碳至含碳量低于1.0％。

　　只要一種容器或熔爐裝備了一個(gè)相應(yīng)的裝置，接下來(lái)進(jìn)行的是含鉻量高的爐渣在電弧法下通過(guò)添加還原劑還原。

　　另一種還原爐渣的方案如此實(shí)現(xiàn)，在帶有爐渣的鋼水排入鋼液罐中時(shí)(Perrin-效應(yīng))的爐渣，和/或在鋼液罐中的爐渣通過(guò)強(qiáng)烈沖洗進(jìn)行剩余的最終還原。

　　在生產(chǎn)不銹鋼的裝置中，尤其是直接從含磷的液態(tài)生鐵中，在由一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)交替地與氧槍一起工作的容器組成的冶煉裝置里生產(chǎn)含鉻或含鉻鎳的鋼，可使上述方法具有優(yōu)點(diǎn)，在容器壁上設(shè)置一個(gè)可關(guān)閉的壁孔用于一個(gè)側(cè)吹槍并且設(shè)置一個(gè)頂吹槍和在容器區(qū)域內(nèi)設(shè)置可上升和旋轉(zhuǎn)的裝置用于可旋轉(zhuǎn)的電極系統(tǒng)和/或頂吹槍。

　　在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為容器設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的電極系統(tǒng)，該系統(tǒng)在容器上方可旋轉(zhuǎn)。據(jù)此該容器可由一個(gè)單獨(dú)的轉(zhuǎn)爐組成。

　　本容器的另一種方案考慮到爐渣排放。該方案是這樣的，熔池液面高度位置處具有一個(gè)用于通過(guò)傾斜容器排出鋼渣的可關(guān)閉的壁孔。

　　根據(jù)其它特征，優(yōu)選實(shí)施形式是設(shè)置一個(gè)輸給系統(tǒng)為熔煉和/或使熔液過(guò)熱和/或給爐渣還原提供電能或者為氧氣頂吹提供氧氣。

　　在此，在兩個(gè)容器中，為熔煉和/或使熔液過(guò)熱和/或給爐渣還原提供電能的輸給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使兩個(gè)容器中的熔煉和/或過(guò)熱和/或還原不可同時(shí)進(jìn)行。

　　圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例，根據(jù)該實(shí)施例也在下文中對(duì)本方法進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明

　　圖示

　　圖1是在兩個(gè)獨(dú)立的容器中可進(jìn)行的方法步驟的時(shí)間表。

　　圖2是穿過(guò)兩個(gè)一起作用的帶有共同的用于電極和頂吹槍或者側(cè)吹槍的旋轉(zhuǎn)上升裝置的容器的剖面圖，和圖3穿過(guò)一個(gè)作為電弧爐的帶有排渣壁孔容器的垂直剖面圖。

　　根據(jù)圖1所描述的容器1和2的方法以如圖2所示的熔煉裝置為基礎(chǔ)，其中容器1和容器2設(shè)計(jì)成電弧爐或轉(zhuǎn)爐，在間隔處設(shè)置一個(gè)上升和旋轉(zhuǎn)裝置11，該裝置通過(guò)臂12和13把電極系統(tǒng)14和頂吹槍15探入到容器1和2里面，并使其上升和旋轉(zhuǎn)。在此，吹槍15和電極系統(tǒng)14需要相應(yīng)的運(yùn)作間隔，如圖所示。容器1或容器2分別也可設(shè)計(jì)為帶有偏心出液口17的凸?fàn)t(Erkerofen)16或流鋼嘴翻斗(Schnanzenkipper)和爐蓋16a。在容器1、2或16中有以本方法為基礎(chǔ)的帶有爐渣層19的鋼液18。另外，容器1和2還設(shè)置底部沖洗石20。

　　圖1所示是本發(fā)明生產(chǎn)不銹鋼的方法，尤其生產(chǎn)含鉻或鉻鎳的優(yōu)質(zhì)鋼，借助于在容器1和容器2中兩個(gè)并行地，部分前后相接進(jìn)行的熔煉(熔液1和熔液2)。如圖2所示的熔煉裝置，目前在容器1中有電極系統(tǒng)14，容器2中有頂吹槍15和/或有側(cè)吹槍B。

　　步驟1中，第一次熔煉(標(biāo)記為預(yù)熔)在容器2中開始于添加液態(tài)和/或固態(tài)爐料，同時(shí)添加富含磷的生鐵。然后在步驟2中，液態(tài)生鐵利用氧氣頂吹槍15脫磷，同時(shí)連續(xù)添加造渣劑，例如石灰、白云石，和可能的情況下使用固態(tài)制冷劑，例如，廢鐵、海綿鐵等等，其中通過(guò)由側(cè)壁孔21a連續(xù)排出富含磷的爐渣19。步驟3中將進(jìn)行最終排渣，其中富含磷的爐渣19被徹底排靜。這樣就進(jìn)入優(yōu)質(zhì)鋼的無(wú)銹生產(chǎn)。另外，下一步驟4中添加廢鐵、鐵合金及造渣劑。步驟5中開始熔煉和加熱。另外，電極系統(tǒng)14在步驟5期間在容器1上方旋轉(zhuǎn)，其工作位置如圖所示。下一步驟6中氧槍使用頂吹槍15和側(cè)吹槍B開始為富含鉻和/或鉻鎳的鋼水脫碳。如果有必要的話，將連續(xù)加入固態(tài)制冷劑，例如FeCr、FeNi、廢鐵、海綿鐵等等。氧吹將使含碳量低于1.0％。在電極系統(tǒng)14提供電能并同時(shí)添加例如FeSi、Al、等還原劑的情況下步驟7中將實(shí)現(xiàn)含鉻量高的爐渣的還原。步驟8中將排出液態(tài)鋼中的爐渣，其中，在排渣過(guò)程中在鋼液灌中通過(guò)底部沖洗石20進(jìn)行強(qiáng)沖洗對(duì)爐渣進(jìn)行剩余還原。

　　添加生鐵也可以通過(guò)槽實(shí)現(xiàn)。然后，在圖3中在容器壁21上設(shè)置了可關(guān)閉的壁孔21a供側(cè)吹槍B和/或頂吹槍15。在容器1；2內(nèi)，為可旋轉(zhuǎn)電極系統(tǒng)14和/或頂吹槍15設(shè)置了上升和旋轉(zhuǎn)裝置11。可關(guān)閉的壁孔21a為鎖緊板24帶有上升裝置23。在FF-爐襯26上在出渣邊緣設(shè)置石墨條25，這樣只要在鉸鏈軸承裝置27上稍微傾斜容器1；2爐渣19就排出了。鋼水的排出和以往一樣可通過(guò)在凸塊30里的底部出料口28實(shí)現(xiàn)。石墨條25設(shè)在需要的熔池液面位置29處。壁孔21a設(shè)在爐蓋16a的爐壁上。

　　在容器1和2之間(如圖1)的給熔煉和/或使鋼水18過(guò)熱和/或還原爐渣19提供電能的輸給系統(tǒng)22的設(shè)計(jì)使在兩個(gè)容器中的熔煉和/或過(guò)熱和/或還原不同時(shí)進(jìn)行，而且氧氣吹槍也同樣可以在固定時(shí)間段吹入氧氣。

　　本方法在容器1中開始于步驟5(熔煉和加熱)，接下來(lái)是步驟6(用頂吹槍或側(cè)吹槍吹入氧氣進(jìn)行脫碳)，接下來(lái)是步驟7(通過(guò)電弧和添加還原劑還原含鉻量高的爐渣)以及步驟8(排出帶有爐渣的鋼水)然后進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)間間隔步驟1(添加富含磷的液態(tài)生鐵)，步驟1結(jié)束后在容器2中需要用到電極系統(tǒng)14，而且此時(shí)在容器1中進(jìn)行步驟2，即開始用氧氣吹槍給液態(tài)生鐵脫磷。由此通過(guò)輸給系統(tǒng)22的控制，在兩個(gè)容器中的熔煉的相互阻礙就被解決了。

　　附圖標(biāo)記列表1.容器12.容器211.上升和旋轉(zhuǎn)裝置12.臂13.臂14.電極系統(tǒng)15.頂吹槍16.凸?fàn)t16a.爐蓋17.偏心出液口18.熔液19.爐渣/爐渣層20.底部沖洗石21.容器壁21a.側(cè)面壁眼22.輸給系統(tǒng)23.上升裝置24.鎖緊板25.石墨條26.FF-爐襯27.鉸鏈軸承裝置28.底部出料口29.熔池液面高度30.凸塊B.門-吹槍，側(cè)-吹槍步驟1.添加富含磷的液態(tài)生鐵步驟2.用氧氣頂吹法給液態(tài)生鐵脫磷步驟3.結(jié)束-出渣步驟4.添加廢鐵、鐵合金，造渣劑步驟5.熔化和加熱步驟6.頂吹法吹氧氣和側(cè)吹法脫碳步驟7.利用電弧和添加還原劑還原含鉻量高的爐渣步驟8.排出帶爐渣的鋼水O2↓輸入氧氣O2↑關(guān)閉氧氣 接通電弧 關(guān)閉電弧

　　權(quán)利要求

　　1.一種生產(chǎn)不銹鋼的方法，尤其是直接從富含磷的液態(tài)的生鐵中生產(chǎn)含有鉻或鉻鎳的優(yōu)質(zhì)鋼的方法，其特征在于，在一個(gè)單個(gè)的容器里通過(guò)氧氣頂吹步驟進(jìn)行脫磷預(yù)處理，同時(shí)通過(guò)添加造渣劑和/或固態(tài)冷卻劑進(jìn)行結(jié)渣、脫碳和脫硅，排出富含磷的爐渣，然后裝入鉻和/或廢鐵以及其它合金元素。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，富含磷的爐渣被排出，使剩余爐渣含量小于30％。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，除了剩下的添加物，30％至80％是液態(tài)生鐵。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，液態(tài)的、富含磷的生鐵通過(guò)氧氣頂吹在至少兩處熔池液面處進(jìn)行脫磷，幾乎在同時(shí)連續(xù)地排出富含磷的液態(tài)的爐渣。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，富含磷的爐渣通過(guò)在側(cè)面的容器開口排出。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，必要時(shí)連續(xù)地添加固態(tài)制冷劑，通過(guò)氧氣頂吹或側(cè)吹可以把富含鉻和/或鎳的鋼熔液脫碳至含碳量小于1.0％。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，含鉻量高的爐渣通過(guò)電弧在加入還原劑的情況下被還原。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當(dāng)帶有爐渣的鋼水排進(jìn)鋼液罐過(guò)程中的爐渣(Perrin-效應(yīng))和/或在渣罐中的爐渣通過(guò)強(qiáng)沖洗進(jìn)行剩余的最終還原。

　　9.生產(chǎn)不銹鋼的裝置，尤其是直接從含有磷的液態(tài)生鐵中，在由一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)交替地與氧槍一起工作的容器組成的冶煉裝置中生產(chǎn)含有鉻或鉻鎳的鋼的設(shè)備，其特征在于，在容器壁(21)上設(shè)置一個(gè)可關(guān)閉的壁孔(21a)用于一個(gè)側(cè)吹槍(B)和一個(gè)頂吹槍(15)在容器(1；2)領(lǐng)域內(nèi)設(shè)置可上升和旋轉(zhuǎn)的裝置(11)用于可旋轉(zhuǎn)的電極系統(tǒng)(14)和/或頂吹槍(15)。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，為容器(1；2)設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的電極系統(tǒng)(14)，該系統(tǒng)在容器(1；2)上方可旋轉(zhuǎn)。

　　11.根據(jù)權(quán)利要求9或10中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，容器(1；2)大致在熔池液面位置(29)上具有一個(gè)可關(guān)閉的壁孔(21a)用于通過(guò)傾斜容器(1；2)排出鋼渣。

　　12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，為熔煉提供電能和/或使熔液(18)過(guò)熱和/或使?fàn)t渣(19)還原或?yàn)檠鯕忭敶堤峁┭鯕庠O(shè)置一個(gè)輸給系統(tǒng)(22)。

　　13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，在兩個(gè)容器(1；2)旁邊為熔煉提供電能和/或使熔液(18)過(guò)熱和/或爐渣(19)還原的輸給系統(tǒng)(22)的設(shè)計(jì)使兩個(gè)容器(1；2)中的熔煉和/或過(guò)熱和/或還原不可同時(shí)進(jìn)行。

　　全文摘要

　　一種生產(chǎn)不銹鋼的方法和裝置，尤其是直接從富含磷的液態(tài)生鐵中生產(chǎn)含有鉻或鉻鎳的優(yōu)質(zhì)鋼的方法和設(shè)備，本方法和裝置使連鑄裝置為供應(yīng)熔液有必要的間隔和基于多容器系統(tǒng)節(jié)省了步驟，在一個(gè)單個(gè)的容器(1；2)中利用氧氣頂吹的步驟進(jìn)行脫磷預(yù)處理，與此同時(shí)添加造渣劑和/或固態(tài)冷卻劑進(jìn)行造渣、脫碳和脫硅，排出富含磷的爐渣(19)，然后加入鉻和/或廢鐵以及其它合金元素。

　　文檔編號(hào)C21C1/02GK1646707SQ03808054

　　公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月10日

　　發(fā)明者F·－P·普萊休特施尼, P·梅爾林, K·-J·施奈德, J·佩特里 申請(qǐng)人:Sms迪馬格股份公司