[发明专利]在金属熔体中产生泡沫熔渣的方法

说明书

本发明涉及一种在冶金熔炉中的金属熔体上产生泡沫熔渣的方法，其中含 有至少一种金属氧化物和碳的混合物被投入到熔炉中，此时在熔渣下面金属氧 化物被碳还原，并且在还原过程中产生的气体在熔渣中形成气泡，使得熔渣被 泡沫化。

这种类型方式的方法由WO 2004/104232 A1可知。通过已公知的方法可以 在金属熔体中，例如由不生锈的金属构成的熔体中制备泡沫熔渣。当固体金属 在电弧炉中熔化时形成了熔渣，其可以包括大量的氧化铬组分。这种组分的浓 度通常达到大于30％的值。由于其组成，这种熔渣通过已公知的方法并不能理 想地液化和泡沫化。

这里由上述文献中公知的是，向金属熔体中加入含有至少一种金属氧化物 和碳的混合物。此外，混合物可以具有铁载体材料和粘结材料。混合物可以被 压缩并以熔体小球或团块形式加入。如果混合物被投入金属熔体和熔渣层之间 的区域，其可以在那里进行化学反应，此时进行金属氧化物的还原过程。用碳 还原金属氧化物的过程产生了气态的一氧化碳(CO)，其引起气泡形成和使得熔 渣起泡沫。

产生泡沫熔渣的优点如下：在电弧炉运转时，批料，例如熔化的废铁 (Schrott)在炉中借助于电极的电弧被熔化。其中，熔渣除了实现从金属熔体中 去除不理想的成分的主要功能之外，还实现了基于发泡状态的保护功能。其中， 泡沫熔渣至少部分填充了电极末端和金属表面之间的空间并且保护耐火的炉衬 抵御电-电弧的辐射能量。

鉴于泡沫化熔渣的导热性能低，对电炉壁的电弧辐射急剧减少，因此改善 了金属熔体中的能量输入。

泡沫熔渣的进一步优点在于，其有降噪的功能。被包裹或围起的电弧向环 境发出较少的噪音，使得炉子周围区域的环境条件得以改善。

用已经公知的方法虽然可以制备泡沫熔渣，但是其的缺点在于难以精确地 控制泡沫熔渣的量。

因此本发明的任务在于，提出一种开始时所说类型的方法，该方法能够避 免这些缺点。这种泡沫熔渣形成过程应当可以以更好的方式被控制或操纵，以 便能够提供最优量的泡沫熔渣。

该任务通过本发明被解决，向炉中以如下方式加入具有至少一种金属氧化 物和碳的混合物：使得形成或保持泡沫熔渣层的理想高度或理想高度范围。

也可以说，由泡沫熔渣构成的层高有意地保持在理想的水平，其中高度范 围理解为泡沫熔渣层高的容许容限范围。

这里加入混合物可以连续进行，也可以是在预定时间间隔内进行。

本发明的特殊意义在于选择混合物的准确计量添加。已经证实，每分钟向 每吨金属熔体加入3-20kg量的混合物，是对于泡沫形成最优的条件。特别优选 每吨金属熔体中每分钟加入5-15kg。

已经证实，混合物的比面积()装料是一个重要的参数。因 此，本发明的一个改进方案设想，如此添加混合物：使得金属熔体表面上混合 物的量保持为15-35kg/m²。特别优选这个值在20至30kg/m²之间。

重要的是混合物能够在正确的位置发挥功效。因此在金属熔体和熔渣之间 投入混合物是有利的。

作为冶金熔炉使用至少有一个电弧炉或带电极熔炼设备。此时，可以特别 优选地设想，在俯视图中基本上呈圆形构造的炉壁和在基本上中心设置的至少 一个炉电极情况下，将混合物添加至电极和壁之间的圆环区域。将混合物添加 到圆环区域径向中点范围经证实是有利的。

如上面公知的，可以使用具有除了金属氧化物和碳之外还具有由铁和铬构 成的载体材料的混合物。此外其还具有粘结材料。当其构造成团块或小球时， 混合物的处理将更加容易。

利用按照本发明的方法可以达到泡沫熔渣的量保持在期望的范围内，以便 能够最优地利用泡沫熔渣的有利效果。

附图中展示了本发明的工作实施例，其中：

图1示出了根据图2按照截面A-B的电弧炉

图2示出了根据图1按照截面C-D的电弧炉

图3按照图1的细节X

图4由泡沫熔渣的层高h对时间的曲线

在图1和2中描述的电弧炉3用于熔化金属物质，也就是说用于制备金属 熔体2。在熔体2上存在熔渣1层，其应当以泡沫化存在，以实现上述的优点。

为了这个目的，经合适的输入设备7添加具有金属氧化物和碳的混合物。 此外，混合物还可以具有含铁的载体以及粘结材料。混合物优选压缩为团块或 小球。输入设备7的虚线表示在朝向熔体2的方向，小球或团块被投入熔渣或 熔体的表面上。