[发明专利]喂线喷枪喷嘴衬套

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及用于金属生产的方法和装置。

背景技术

[0002]在钢的生产中，通常在合适的熔炉中生产铁类熔体(ferrousmelt)，然后放液到钢包中，在钢包中将其用一种或多种用于精炼或合金化目的的成分处理。众所周知在此将钙加到熔融铁类材料(molten ferrousmaterial)中作为用于氧化物夹杂物浮选、氧化物夹杂物形态改进、脱硫等的精炼剂。遗憾的是，钙的低密度(相对于钢来说)、挥发性和反应性使提供令人满意的工艺以将其加入钢包中的熔料中这一任务严重复杂化。

[0003]已经采用了多种技术将钙加到炼钢钢包中的熔料中。含钙微粒材料的大量加入不令人满意，因为这些材料迅速上升到熔体表面而不在其中度过足够的驻留时间。通过将微粒材料直接倾入来自熔炉的放液物流中来增加驻留时间的尝试导致钙与大气中的氧过度反应。通过将包层射弹(clad projectiles)插入或射入熔体中来引入含钙材料通常提供足够的驻留时间，但这是复杂、昂贵且耗时的程序。还建议通过经耐火喷枪注入惰性气体而向熔体中注入含钙粉末。因为需要相当大的气流来将粉末推进到熔融铁类材料中，所以随着气体释放，在熔体表面上产生高级湍流，由此引起熔融铁类材料过度暴露于大气中的氧气和氮气中。此外，在离开喷枪之后，钙趋于在围绕喷枪的惰性气体羽流中或在邻近所述羽流的上涌熔料中迅速上升穿过熔体。因此，钙在该浴中的驻留时间不可接受地低。

[0004]在克服上述问题的尝试中，还将钙以含金属钙线(包层或未包层)形式连续地穿过熔体上表面馈送而加到炼钢钢包中的所述熔体中。线馈送的主要优点在于不需要如在喷粉中的大量气流来推动含钙材料进入熔融铁类材料中。然而，钙的高挥发性妨碍以表面线馈送形式加入的钙的有效利用的实现。如果在线中的钙解凝固(desolidify)之前，所述线没有穿透到表面以下的足够深度，则导致钙的低驻留时间和差的回收以及熔体的不均匀处理。特别重要的是大部分或所有输入的钙保持未反应，直到它下降到铁水静压力(ferrostatic pressure)等于钙的蒸气压的深度以下。这个目标即使在使用包层的含金属钙线时也难以实现。当钙在低于其蒸气压的铁水静压力下解凝固时，形成大的钙气泡，它们迅速上升到熔体表面。这导致熔融铁类材料的低效、不均匀的处理且在熔体表面上产生大量湍流。

[0005]受让给本申请人的美国专利No.4,512,800公开了使用具有可弃式出口的耐热喷枪直接通入在熔料表面以下的大量(a quantity of)熔料中用线形式的加工添加剂如含钙线处理熔融铁类材料的装置和方法。在所述喷枪装置中，将线馈送到穿过喷枪的通道中且将惰性气体与该线一起喂入该通道中以防止喷枪因熔料凝固而堵塞，同时通过气泡搅动而搅动熔料。

[0006]喷枪的使用使得钙线可以在低于熔池表面以下的深度处熔融并与熔融铁类材料反应，在该深度处在熔融铁类材料的温度下铁水静压力大于钙的蒸气压。由于线的浮力作用(由其密度比熔体的密度低而产生)，钙线弯曲。

[0007]钙在大于其蒸气压的铁水静压力下解凝固导致因熔融产生液体钙小球，它比钙气泡慢得多地上升穿过熔体(因此提供高得多的驻留时间)。因为这些液体小球缓慢上升穿过熔融铁类材料，所以那些不与夹杂物反应的小球最终转变成当到达熔体表面时不产生过度扰动的大量小气泡。此外，通常喷枪的定位使得这些液体钙小球上升穿过铁类熔料的下降流区域以促进钙添加剂的有效利用。

发明内容

[0008]根据一个实施方案，公开了用于将添加剂线馈送到熔融金属表面以下的大量熔融金属中的耐火喷枪的喷枪喷嘴衬套。所述喷枪喷嘴衬套包括入口和出口、位于所述入口与所述出口之间供经喷枪喂入的添加剂线用的通道。所述喷枪喷嘴衬套由包含稳定的氧化锆、石墨和树脂的材料制成。所述石墨可为天然石墨或人造石墨，但优选天然片状石墨。

[0009]根据另一实施方案，公开了用于将添加剂线馈送或喂入熔融金属表面以下的大量熔融金属中的喷枪。所述喷枪包括具有管路的耐火套管，所述管路在其中提供用于输送所述线到出口的通道，所述线穿过所述出口离开所述喷枪。所述出口提供在浸入熔融金属的表面以下的喷枪末端。喷枪喷嘴衬套提供在耐火套管内，与所述管路连通且形成出口。所述喷枪喷嘴衬套由包含稳定的氧化锆、石墨和树脂的材料制成。所述石墨可为天然石墨或人造石墨，但优选天然片状石墨。