專利名稱：在金屬熔體中產(chǎn)生泡沫熔渣的方法
在金屬熔體中產(chǎn)生泡沫熔渣的方法 本發(fā)明涉及一種在冶金熔爐中的金屬熔體上產(chǎn)生泡沫烙渣的方法，其中含
有至少一種金屬氧化物和碳的混合物被^A至ij格爐中，此時在熔渣下面金屬氧
化物被碳還原，并且在還原過程中產(chǎn)生的氣條熔渣中形成氣泡，使得熔渣被
泡沫化。
這種類型方式的方法由WO 2004/104232 Al可知。通過己公知的方法可以 在金屬熔體中，例如由不生銹的金屬構(gòu)成的熔體中制備泡沫熔渣。當(dāng)固體金屬 在電弧爐中熔化時形成了熔渣，其可以包括大量的氧化鉻組分。這種組分的濃 度通常達(dá)到大于30%的值。由于其組成，這種熔M51已公知的方法并不能理 想地液化和泡沫化。
這里由，文獻(xiàn)中公知的是，向金屬熔體中加入含有至少一種金屬氧化物 和碳的混合物。此外，混合物可以具有鐵載體材料和粘結(jié)材料?；旌衔锟梢员?壓縮并以熔體小球或團(tuán)塊形式加入。如果混合物被SA金屬熔體和烙渣層之間 的區(qū)域，其可以在那里進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，此時進(jìn)行金屬氧化物的還原過程。用碳 還原金屬氧化物的過程產(chǎn)生了氣態(tài)的一氧化碳(CO)，其弓l起氣泡形成和使得熔 繊包沫。
產(chǎn)生泡沫熔渣的優(yōu)點(diǎn)如下在電弧爐運(yùn)轉(zhuǎn)時，批料，例如熔化的廢鐵 (Schrott)在爐中借助于電極的電弧被;)^七。其中，熔渣除了實(shí)m/人金屬熔體中 去除不理想的成分的主要功能之外，還實(shí)現(xiàn)了基于發(fā)泡狀態(tài)的保護(hù)功能。其中， 泡沫熔渣至少部分填充了電極末端和金屬表面之間的空間并且保護(hù)耐火的爐襯 抵御電-電弧的輻射能量。
鑒于泡沫化熔渣的導(dǎo)熱性制氐，對電爐壁的電弧輻射急劇減少，因此改善 了金屬熔體中的能量輸入。
泡沫熔渣的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)在于，其有降噪的功能。被包裹或圍起的電弧向環(huán) 境發(fā)出較少的噪音，使得爐子周圍區(qū)域的環(huán)境劍牛得以改善。
用已經(jīng)公知的方法雖然可以制備泡沫烙渣，但是其的缺點(diǎn)在于難以精確地 控制泡沫熔渣的量。
因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種開始時所說類型的方法，該方法育,避 免這醜點(diǎn)。這種泡沫熔渣形成過程應(yīng)當(dāng)可以以更好的方式被控制或操縱，以 便育^多提供最優(yōu)量的泡沫熔渣。
該任務(wù)ffiil本發(fā)明被解決，向爐中以如下方式加入具有至少一種金屬氧化 物和碳的混合物使得形成或保持泡沫M層的理想高度或理想高度范圍。
也可以說，由泡沫烙渣構(gòu)成的層高有意地保持在理想的水平，其中高度范 圍理解為泡沫熔渣層高的容許容限范圍。
這里加入混合物可以連續(xù)進(jìn)行，也可以是在預(yù)定時間間隔內(nèi)進(jìn)行。
本發(fā)明的特殊意義在于選擇混合物的準(zhǔn)確計量添加。已經(jīng)證實(shí)，每辦中向
每噸金屬熔體加入3-20kg量的混合物，是對于泡沫形成最優(yōu)的條件。特別, 每噸金屬熔體中每射中加入5-15kg。
已經(jīng)證實(shí)，混合物的比面積(flachenspezifisch)裝料是一個重要的參數(shù)。因 此，本發(fā)明的一個艦方案設(shè)想，如此添加混合物使得金屬熔體表面上混合 物的量保持為15-35kg/m2。特別im這個值在20至30kg/m2之間。
重要的是混合物能夠在正確的位置發(fā)揮功效。因此在金屬熔體和熔渣之間
SAi昆合物是有利的。
作為冶金熔爐使用至少有一個電弧爐或帶電極熔煉設(shè)備。此時，可以特別 地設(shè)想，在俯視圖中基本上呈圓形構(gòu)造的爐壁和在基本上中心設(shè)置的至少 一個爐電極瞎況下，將混合物添加至電極和壁之間的圓環(huán)區(qū)域。將混合物添加 到圓環(huán)區(qū)域徑向中點(diǎn)范圍經(jīng)證實(shí)是有利的。
如上面公知的，可以使用具有除了金屬氧化物和碳之外還具有由鐵和鉻構(gòu) 成的載體材料的混合物。此外其還具有粘結(jié)材料。當(dāng)其構(gòu)造成團(tuán)塊或小球時， 混合物的處理將更加容易。
禾,按照本發(fā)明的方法可以達(dá)到泡沫熔渣的量保持在期望的范圍內(nèi)，以便 育,最j尤地利用泡沫熔渣的有利效果。
附圖中展示了本發(fā)明的工作實(shí)施例，其中

圖1示出了根據(jù)圖2按照截面A-B的電弧爐 圖2示出了根據(jù)圖1按照截面C-D的電弧爐 圖3 按照圖1的細(xì)節(jié)X 圖4由泡沫熔渣的層高h(yuǎn)對時間的曲線
在圖1和2中描述的電弧爐3用于i^f七金屬物質(zhì)，也就是說用于制備金屬 烙體2。在熔體2上存在熔渣1層，其應(yīng)當(dāng)以泡沫化存在，以實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)的優(yōu)點(diǎn)。
為了這個目的，經(jīng)合適的輸入設(shè)備7添加具有金屬氧化物和碳的混合物。 此外，混合物還可以具有含鐵的載體以及粘結(jié)材料?；旌衔飔t^壓縮為團(tuán)塊或 小球。輸入設(shè)備7的虛線表示在朝向熔體2的方向，小球或團(tuán)塊被&AJt^或 熔體的表面上。
如tt擇混合物4的比重或壓制密度(Pressdichte):以便肖,根據(jù)反應(yīng)強(qiáng) 度和過程持續(xù)時間最優(yōu)地形成氣泡。如 擇比重以便混合物4在加入爐3 后停留在金屬熔體2和熔渣1之間。這在圖3中可以看出，雖然混合物4的小 職團(tuán)塊下落到泡沫熔渣1的下面，然而其纟糊^^屬熔體1上。
相關(guān)的細(xì)節(jié)可以參考WO 2004/104232A1 。
由圖1和圖3可見，泡沫化的熔渣l具有高度h，該高度h應(yīng)當(dāng)保持期望值 或保持在預(yù)定容限范圍。為了實(shí)現(xiàn)這種高度，根據(jù)上面的詳細(xì)說明單位時間基 于爐3中熔體2的質(zhì)量SA相應(yīng)量的混合物4。其可以連續(xù)進(jìn)行也可以給定的時 間間隔進(jìn)行。圖4表示在定期的時間間隔下混合物4被&A^施加于爐3中并 由此SA或者施加于金屬熔體2上(參見附圖標(biāo)記4表示出的箭頭)。每次加入混 合物4都導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)過程由虛線表示的曲線給出。所有反應(yīng)的重疊 得到了總體反應(yīng)，其導(dǎo)致了限定的泡沫層高度。特別是如圖4所示，高度h保 持在容限范圍Ah內(nèi)。
這里如lt腿擇加入混合物4的時間間隔以便確保盡可能連續(xù)地產(chǎn)生泡沫， 這由與蟲的部分反應(yīng)的疊加獲得。
通常地，混合物的反應(yīng)非線性進(jìn)行，并產(chǎn)生泡沫條查。在泡沫熔渣1和金 屬熔體2之間加入的混合物4經(jīng)受溶解過程和平行的氧化鐵還原?；旌衔镱w粒 在其由小球或團(tuán)塊溶解后由于環(huán)境、溫度立即被凝固的金屬外殼包裹。這樣由于 顆粒的平均熔點(diǎn)低于金屬熔點(diǎn)，在殼的內(nèi)部發(fā)生材料的熔化過程和化學(xué)反應(yīng)。 取決于溫度的差異，殼內(nèi)部的反應(yīng)可以在殼熔化前結(jié)束，化后結(jié)束。在第一 種瞎況下，該過程導(dǎo)娜粒麟，這導(dǎo)致了爆炸性地釋放出CO氣泡。在另一 種情況下在金屬中自由產(chǎn)生CO氣泡。
其中發(fā)生了下面的化學(xué)反應(yīng)
(FexOy) + y[C] = y {CO} + x[Fe]
(CaC03) = (CaO)+{C02}
當(dāng)向每噸(1000kg)金屬熔體中每射中加入5-15kg混合物時，育,獲得最優(yōu) 的結(jié)果。此時，使用含40重fiV70重量％的FeCrHC的混合物，尤其是含 50重*%~60重fiT。的FeCrHC的混合物。
由圖2可見，這里描述的4 ，入設(shè)備7將混，施加至圓環(huán)狀的熔渣1 或金屬熔體2的表面上。環(huán)面徑向內(nèi)側(cè)由電極6或多個電極的圓形覆蓋 (gedachte)包裹8構(gòu)爽內(nèi)圓)。環(huán)面的外圓9臨近爐3的壁5。這時混合物也在 爐壁5和至少一個電極6之間環(huán)狀加入。此時，混合物4雌大約應(yīng)當(dāng)在內(nèi)圓8 與外圓9之間的徑向中點(diǎn)處被加入，如圖2所示。相應(yīng)的備用方案為借助于側(cè) 面^S的輸入設(shè)備加入。
同樣，混合物4的面積比重量裝料也被認(rèn)為是一個重要的參數(shù)。為此該值 雌為每平絲面提供20-30kg混合物。
如果一方面有利地魏加入混合物的平與即，單位時間單位金屬熔體中混 合物的量)，另一方面盡可能使混合物環(huán)狀地分布在熔渣或金屬熔體的表面并且 最終混合物基于表面積以戰(zhàn)的特定量加入，則也獲得最優(yōu)的發(fā)泡$媒。
因此期望的泡沫熔渣高度得以隨時間涼邀保持，其具有戰(zhàn)的有利安媒。
附圖tH己列表.-
1 熔衝泡沫熔渣 2金屬熔體 3冶金席爐 4混合物
6 電極 7輸入設(shè)備
8 內(nèi)圓(電極包裹)
9 外圓
h 泡沫熔渣高度 Ah高度h的容限范圍
權(quán)利要求
1、一種在冶金熔爐(3)中的金屬熔體(2)中產(chǎn)生泡沫熔渣(1)的方法，其中含有至少一種金屬氧化物和碳的混合物(4)被投入到爐(3)中，在位于爐中的熔渣(1)下面的所述金屬氧化物被碳還原，并且在還原過程中產(chǎn)生的氣體在熔渣中形成氣泡，由此使得熔渣被泡沫化，其特征在于，混合物(4)以如下方式投入爐(3)中以便形成或保持泡沫熔渣(1)層的理想高度(h)或理想高度范圍(h)。
2、 如禾又利要求1的方法，其特征在于，連續(xù)加Ai昆合物(4)。
3、 如權(quán)利要求l的方法，其特征在于，以預(yù)定的時間間隔加入混合物(4)。
4、 如權(quán)利要求1至3中任一項的方法，其特征在于，向每噸金屬熔俠2) 以每分鐘3-20kg的量加入混合物(4)。
5、 如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，向每噸金屬熔辨2)以每^H中5-15kg 的量加入混合物(4)。
6、 如權(quán)利要求1至5中任一項的方法，其特征在于，以如下方式加入混合 物(4):使得在金屬熔柳表面上混，的量保持在15-35kg/m2。
7、 如權(quán)利要求6的方法，其特征在于，以如下方式加入混合物(4):使得在 金屬熔俠2)表面上混合物的量保持在20-30kg/m2。
8、 如權(quán)利要求1至7中任一項的方法，其特征在于，混合物(4)被加入到金 屬熔爛2)與熔斷1)之間。
9、 如權(quán)利要求1至8中任一項的方法，其特征在于，作為冶金熔爐(3M頓 具有電極的電弧爐 煉設(shè)備。
10、 如權(quán)利要求9的方法，其特征在于，在俯視圖中基本上呈圓形構(gòu)造的 爐(3)壁(5)和在基本上中心設(shè)置的至少一個爐(3)電極(6)情況下，將 混合物(4)添加至電極(6)和壁(5)之間的圓環(huán)區(qū)域。
11、 如權(quán)禾腰求10的方法，其特征在于，混合物(4)在圓環(huán)區(qū)域的徑向中點(diǎn) 區(qū)鄉(xiāng)口入。
12、 如權(quán)利要求l至ll中任一項的方法，其特征在于，混合物(4)還具有由 鐵和鉻構(gòu)成的載體材料。
13、 如權(quán)利要求1至12中任一項的方法，其特征在于，混合物(4)還具有粘 結(jié)材料。
14、如權(quán)利要求1至13中任一項的方法，其特征在于，混合物(4)經(jīng)構(gòu)造為 團(tuán)塊或小球。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在冶金熔爐中(3)的金屬熔體(2)上制備泡沫熔渣(1)的方法，其中含有至少一種金屬氧化物和碳的混合物(4)被投入熔爐(3)中，此時在熔渣(1)下面金屬氧化物被碳還原，并且在還原過程中產(chǎn)生的氣體在熔渣中形成氣泡，使得熔渣被泡沫化。為了最優(yōu)地形成泡沫熔渣，按照本發(fā)明設(shè)想，混合物(4)被投入熔爐(3)，以形成或保持泡沫熔渣(1)層的理想高度(h)或理想高度范圍(h)。
文檔編號C21C5/52GK101379201SQ200780004220
公開日2009年3月4日 申請日期2007年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月1日
發(fā)明者J·賴切爾, L·羅斯, M·卡鮑尼澤克 申請人:Sms迪馬格股份公司