一种生产不锈钢尤其是含铬或铬镍的优质钢的方法和装置的制作工艺流程

　　专利名称：生产不锈钢尤其是含铬或铬镍的优质钢的方法和装置的制作方法

　　技术领域：

　　本发明涉及一种生产不锈钢的方法和装置，尤其是直接从富含磷的熔化的生铁中生产含铬或铬镍的优质钢的方法和设备。

　　现有的方法是在一个包含一个或者两个或者更多的容器的冶炼装置中实施的，其中这个或者这些容器运用电弧或者氧气顶吹法。这种情况下的步骤是(a)添加含铁的液态和/或固态炉料和合金载体，(b)用电弧方法冶炼炉料，(c)通过氧气吹法精炼熔液，(d)还原含有氧化铬的炉渣。

　　开炉放出的液态钢将直接进行后继处理。这样的后继处理由例如VOD精练炉(真空-氧气-脱碳)和随后的连铸炉组成，连铸时钢水通过钢水包运输。

　　在此使用的方法例如可从DE 196 21 143 A1中已知。这种方法中，第一个容器的炉料的脱碳顶吹和第二个容器的二次炉料的冶炼过程同时进行。这种方法虽然比以前的方法减少了一些步骤并且减少了每一步中需要的能量，例如削减了导致全部热量损失的频繁的转注。此外，减少了这套联动装置的整体高度。另外，这种方法设计了连续不断的连铸机的供给基础设施，因为，每次任意一个容器完成一次熔炼后都会为连铸再注入新的炉料，这样连铸装置才可以没有中断的操作。

　　因此本发明的任务是，在保证连铸装置运转时，提供钢水所必要的时间间隔的情形下，替换多容器系统或者使用多容器系统中的容器，同时冶炼更多的炉料用于更多连铸芯。

　　所提出的任务根据本发明是这样解决的，在一个单个的容器里通过氧气顶吹步骤进行脱磷预处理，同时通过添加造渣剂和/或固态冷却剂进行结渣、脱碳和脱硅，排出富含磷的炉渣，然后装入铬和/或废钢以及其它合金元素，例如镍。因此，开炉出液时间设置在连铸的间隔时并且这种方法可以在单个容器和带有一个或多个容器的冶炼装置中各自按照后续装置预定的容量在任意一个单个的容器或熔炉里独立进行。

　　另外有利的是，富含磷的炉渣大量排出，使剩余炉渣含量小于30％。由此可以对金属更确切的说钢中磷的含量产生有利的影响。

　　一种优选方案在于，除了剩下的添加物，30-80％的添加物是生铁。

　　本发明还可作进一步地改进，富含磷的液态生铁通过氧气顶吹在至少两处熔池液面处进行脱磷，近乎同时连续的排出液态富含磷的炉渣。它的优点就是对这个方法的促进和均匀的钢水处理。

　　快速彻底的排除富含磷的炉渣可以通过以下步骤实现，其中富含磷的炉渣通过侧面容器开口排出。这样的容器开口已经基本上在电弧炉中使用，还可相应地应用于转炉。

　　其它措施如下，氧气顶吹或侧吹法使富含铬或镍的钢水脱碳，必要的情况下，连续添加固态制冷剂，可脱碳至含碳量低于1.0％。

　　只要一种容器或熔炉装备了一个相应的装置，接下来进行的是含铬量高的炉渣在电弧法下通过添加还原剂还原。

　　另一种还原炉渣的方案如此实现，在带有炉渣的钢水排入钢液罐中时(Perrin-效应)的炉渣，和/或在钢液罐中的炉渣通过强烈冲洗进行剩余的最终还原。

　　在生产不锈钢的装置中，尤其是直接从含磷的液态生铁中，在由一个、两个或多个交替地与氧枪一起工作的容器组成的冶炼装置里生产含铬或含铬镍的钢，可使上述方法具有优点，在容器壁上设置一个可关闭的壁孔用于一个侧吹枪并且设置一个顶吹枪和在容器区域内设置可上升和旋转的装置用于可旋转的电极系统和/或顶吹枪。

　　在本发明的一个实施例中，为容器设置一个独立的电极系统，该系统在容器上方可旋转。据此该容器可由一个单独的转炉组成。

　　本容器的另一种方案考虑到炉渣排放。该方案是这样的，熔池液面高度位置处具有一个用于通过倾斜容器排出钢渣的可关闭的壁孔。

　　根据其它特征，优选实施形式是设置一个输给系统为熔炼和/或使熔液过热和/或给炉渣还原提供电能或者为氧气顶吹提供氧气。

　　在此，在两个容器中，为熔炼和/或使熔液过热和/或给炉渣还原提供电能的输给系统的设计使两个容器中的熔炼和/或过热和/或还原不可同时进行。

　　图中示出了本发明的实施例，根据该实施例也在下文中对本方法进一步的详细说明

　　图示

　　图1是在两个独立的容器中可进行的方法步骤的时间表。

　　图2是穿过两个一起作用的带有共同的用于电极和顶吹枪或者侧吹枪的旋转上升装置的容器的剖面图，和图3穿过一个作为电弧炉的带有排渣壁孔容器的垂直剖面图。

　　根据图1所描述的容器1和2的方法以如图2所示的熔炼装置为基础，其中容器1和容器2设计成电弧炉或转炉，在间隔处设置一个上升和旋转装置11，该装置通过臂12和13把电极系统14和顶吹枪15探入到容器1和2里面，并使其上升和旋转。在此，吹枪15和电极系统14需要相应的运作间隔，如图所示。容器1或容器2分别也可设计为带有偏心出液口17的凸炉(Erkerofen)16或流钢嘴翻斗(Schnanzenkipper)和炉盖16a。在容器1、2或16中有以本方法为基础的带有炉渣层19的钢液18。另外，容器1和2还设置底部冲洗石20。

　　图1所示是本发明生产不锈钢的方法，尤其生产含铬或铬镍的优质钢，借助于在容器1和容器2中两个并行地，部分前后相接进行的熔炼(熔液1和熔液2)。如图2所示的熔炼装置，目前在容器1中有电极系统14，容器2中有顶吹枪15和/或有侧吹枪B。

　　步骤1中，第一次熔炼(标记为预熔)在容器2中开始于添加液态和/或固态炉料，同时添加富含磷的生铁。然后在步骤2中，液态生铁利用氧气顶吹枪15脱磷，同时连续添加造渣剂，例如石灰、白云石，和可能的情况下使用固态制冷剂，例如，废铁、海绵铁等等，其中通过由侧壁孔21a连续排出富含磷的炉渣19。步骤3中将进行最终排渣，其中富含磷的炉渣19被彻底排静。这样就进入优质钢的无锈生产。另外，下一步骤4中添加废铁、铁合金及造渣剂。步骤5中开始熔炼和加热。另外，电极系统14在步骤5期间在容器1上方旋转，其工作位置如图所示。下一步骤6中氧枪使用顶吹枪15和侧吹枪B开始为富含铬和/或铬镍的钢水脱碳。如果有必要的话，将连续加入固态制冷剂，例如FeCr、FeNi、废铁、海绵铁等等。氧吹将使含碳量低于1.0％。在电极系统14提供电能并同时添加例如FeSi、Al、等还原剂的情况下步骤7中将实现含铬量高的炉渣的还原。步骤8中将排出液态钢中的炉渣，其中，在排渣过程中在钢液灌中通过底部冲洗石20进行强冲洗对炉渣进行剩余还原。

　　添加生铁也可以通过槽实现。然后，在图3中在容器壁21上设置了可关闭的壁孔21a供侧吹枪B和/或顶吹枪15。在容器1；2内，为可旋转电极系统14和/或顶吹枪15设置了上升和旋转装置11。可关闭的壁孔21a为锁紧板24带有上升装置23。在FF-炉衬26上在出渣边缘设置石墨条25，这样只要在铰链轴承装置27上稍微倾斜容器1；2炉渣19就排出了。钢水的排出和以往一样可通过在凸块30里的底部出料口28实现。石墨条25设在需要的熔池液面位置29处。壁孔21a设在炉盖16a的炉壁上。

　　在容器1和2之间(如图1)的给熔炼和/或使钢水18过热和/或还原炉渣19提供电能的输给系统22的设计使在两个容器中的熔炼和/或过热和/或还原不同时进行，而且氧气吹枪也同样可以在固定时间段吹入氧气。

　　本方法在容器1中开始于步骤5(熔炼和加热)，接下来是步骤6(用顶吹枪或侧吹枪吹入氧气进行脱碳)，接下来是步骤7(通过电弧和添加还原剂还原含铬量高的炉渣)以及步骤8(排出带有炉渣的钢水)然后进入一个新的时间间隔步骤1(添加富含磷的液态生铁)，步骤1结束后在容器2中需要用到电极系统14，而且此时在容器1中进行步骤2，即开始用氧气吹枪给液态生铁脱磷。由此通过输给系统22的控制，在两个容器中的熔炼的相互阻碍就被解决了。

　　附图标记列表1.容器12.容器211.上升和旋转装置12.臂13.臂14.电极系统15.顶吹枪16.凸炉16a.炉盖17.偏心出液口18.熔液19.炉渣/炉渣层20.底部冲洗石21.容器壁21a.侧面壁眼22.输给系统23.上升装置24.锁紧板25.石墨条26.FF-炉衬27.铰链轴承装置28.底部出料口29.熔池液面高度30.凸块B.门-吹枪，侧-吹枪步骤1.添加富含磷的液态生铁步骤2.用氧气顶吹法给液态生铁脱磷步骤3.结束-出渣步骤4.添加废铁、铁合金，造渣剂步骤5.熔化和加热步骤6.顶吹法吹氧气和侧吹法脱碳步骤7.利用电弧和添加还原剂还原含铬量高的炉渣步骤8.排出带炉渣的钢水O2↓输入氧气O2↑关闭氧气 接通电弧 关闭电弧

　　权利要求

　　1.一种生产不锈钢的方法，尤其是直接从富含磷的液态的生铁中生产含有铬或铬镍的优质钢的方法，其特征在于，在一个单个的容器里通过氧气顶吹步骤进行脱磷预处理，同时通过添加造渣剂和/或固态冷却剂进行结渣、脱碳和脱硅，排出富含磷的炉渣，然后装入铬和/或废铁以及其它合金元素。

　　2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，富含磷的炉渣被排出，使剩余炉渣含量小于30％。

　　3.根据权利要求1和2中任意一项所述的方法，其特征在于，除了剩下的添加物，30％至80％是液态生铁。

　　4.根据权利要求1或2中任意一项所述的方法，其特征在于，液态的、富含磷的生铁通过氧气顶吹在至少两处熔池液面处进行脱磷，几乎在同时连续地排出富含磷的液态的炉渣。

　　5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，富含磷的炉渣通过在侧面的容器开口排出。

　　6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，必要时连续地添加固态制冷剂，通过氧气顶吹或侧吹可以把富含铬和/或镍的钢熔液脱碳至含碳量小于1.0％。

　　7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，含铬量高的炉渣通过电弧在加入还原剂的情况下被还原。

　　8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当带有炉渣的钢水排进钢液罐过程中的炉渣(Perrin-效应)和/或在渣罐中的炉渣通过强冲洗进行剩余的最终还原。

　　9.生产不锈钢的装置，尤其是直接从含有磷的液态生铁中，在由一个、两个或多个交替地与氧枪一起工作的容器组成的冶炼装置中生产含有铬或铬镍的钢的设备，其特征在于，在容器壁(21)上设置一个可关闭的壁孔(21a)用于一个侧吹枪(B)和一个顶吹枪(15)在容器(1；2)领域内设置可上升和旋转的装置(11)用于可旋转的电极系统(14)和/或顶吹枪(15)。

　　10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，为容器(1；2)设置一个独立的电极系统(14)，该系统在容器(1；2)上方可旋转。

　　11.根据权利要求9或10中任意一项所述的装置，其特征在于，容器(1；2)大致在熔池液面位置(29)上具有一个可关闭的壁孔(21a)用于通过倾斜容器(1；2)排出钢渣。

　　12.根据权利要求9至11中任意一项所述的装置，其特征在于，为熔炼提供电能和/或使熔液(18)过热和/或使炉渣(19)还原或为氧气顶吹提供氧气设置一个输给系统(22)。

　　13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，在两个容器(1；2)旁边为熔炼提供电能和/或使熔液(18)过热和/或炉渣(19)还原的输给系统(22)的设计使两个容器(1；2)中的熔炼和/或过热和/或还原不可同时进行。

　　全文摘要

　　一种生产不锈钢的方法和装置，尤其是直接从富含磷的液态生铁中生产含有铬或铬镍的优质钢的方法和设备，本方法和装置使连铸装置为供应熔液有必要的间隔和基于多容器系统节省了步骤，在一个单个的容器(1；2)中利用氧气顶吹的步骤进行脱磷预处理，与此同时添加造渣剂和/或固态冷却剂进行造渣、脱碳和脱硅，排出富含磷的炉渣(19)，然后加入铬和/或废铁以及其它合金元素。

　　文档编号C21C1/02GK1646707SQ03808054

　　公开日2005年7月27日 申请日期2003年3月1日 优先权日2002年4月10日

　　发明者F·－P·普莱休特施尼, P·梅尔林, K·-J·施奈德, J·佩特里 申请人:Sms迪马格股份公司