[发明专利]熔融金属的脱碳和脱磷方法

说明书

发明领域

本发明涉及熔融金属的处理，尤其是为生产超低碳(Ultra Low Carbon，简称ULC)和超过超低碳(Super Ultra Low Carbon，简称SULC)熔融钢进行的处理，该处理方法包括脱碳、脱磷和化学加热步骤。

本发明还涉及一种用于在脱气装置中进行所述处理的吹管。

发明背景

钢铁生产中，脱碳(即在脱气装置中减少熔融金属的碳含量)步骤是公知的。该步骤是通过在脱气装置中将氧吹到熔融金属上实现的，所述氧为气态或固体氧化物形式。因为脱碳反应引起温度下降，需对熔融金属进行再加热。

EP-A-0347884描述了一种通过供氧在脱气器中脱碳并化学加热的两用方法，该方法尤其用于生产ULC钢以及SULC钢。

US-A-4198229中描述了一种向熔融金属浴中加入助熔剂组分和碱土金属的卤化物如氟化钙进行脱磷的技术。

如后一篇文献所述的脱磷作用必须在钢已经通过转炉装置之后、于脱气装置中进行脱碳之前在辅助冶炼装置中进行。但是，该方法存在如下缺点：

-由于该工艺路线中有这个附加步骤从而耗费了时间，

-因此，温度损失较高，

-在辅助冶金装置处的钢中需要一定量的可得到的溶解氧。

WO96/16190描述了一种向熔融金属浴(即脱气装置中的熔融金属)的表面上吹氧或含氧气体的脉冲气流的方法，以此作为脱碳的手段。可以向氧流以及固体氧化物颗粒供应中加入燃料气。该文献还描述了用于供应所述物质的吹管。即所谓的Mesid型第1代吹管，这种吹管具有氧用环形槽，在槽的内部有一个用于加入固体氧化物的可移动的环形槽，一个含有燃料加料用喷嘴的Laval部分以使氧加速，以及位于外面的环形冷却套管。

在这种类型的吹管中，将氧气用作向熔融钢上吹固体氧化物用的传输气体，这使得彼此独立的氧和固体流很难控制。

这种类型吹管的另一个缺点是不能用所述吹管从室温开始加热脱气装置的耐火材料。在使用这种类型的吹管之前必须使用一种额外的加热系统以加热耐火材料。所述吹管口的封闭结构也使这种类型吹管发出很高的噪音。

最后，由于需要安装吹粉末用的可移动槽，使得这种类型吹管的设计复杂化。

EP-A-0879896描述了一种熔融金属脱碳用装置和方法，所述装置为在脱气装置那一侧含有若干固定吹管喷嘴的脱气装置，每一个都有用于以超音速吹气体氧的内管和用于吹冷却气体的外管。但是，该装置无法加入固体氧化物形式的氧。

发明目的

本发明的主要目的是改进ULC和SULC钢的现有生产方法。

更具体地说，本发明的目的是提供一种生产ULC和SULC钢的方法，采用该方法可以节省时间。

本发明的再一个目的是提供一种用于在脱气装置中向熔融金属上吹氧和/或固体的改进吹管。

发明概述

本发明涉及一种在脱气装置中处理熔融金属的方法，该方法包括脱碳和脱磷步骤，其特征在于所述脱碳和所述脱磷是在所述脱气装置中同时进行的。

在根据本发明方法的一个优选实施方案中，所述方法包含如下步骤：

-在所述脱气装置中将适量的氧吹到熔融金属上，所述用量取决于进行所述脱碳所需要的氧量，

-在所述脱碳的同时，将由含石灰的助熔剂组成的第一种粉末吹到所述熔融金属上，以降低所述金属的磷含量，

-在所述脱磷和所述脱碳的同时，将另外适量的氧吹到所述熔融金属上，所述另外的用量取决于进行所述脱磷所需要的氧量。

根据本发明方法的一种优选实施方案，所述金属为钢，所述方法在RH-容器中进行以生产超低碳钢和超过超低碳钢。

所述脱碳和/或脱磷用氧可以以气体形式或以含固体氧化物的第二种粉末(例如主要含Fe₂O₃的粉末)的形式供应。

所述含石灰的助熔剂为含氧化钙(CaO)的粉末。它可由，例如，70％的CaO和30％的氟化钙(CaF₂)组成。

所述含石灰的助熔剂的用量为每吨金属1-4kg。将所述含石灰的助熔剂吹到所述熔融金属上的速率至少为50kg/分钟，优选100kg/分钟。

本发明还涉及用于处理熔融金属尤其是脱气装置中钢的多功能吹管，所述吹管包含被由流体冷却的槽同轴环绕的中心槽，所述吹管的特征在于：

-用至少两个肋将所述中心槽固定到所述冷却槽的内壁上，

-将一个槽放置在相对于所述中心槽的偏心位置。