[发明专利]铁合金的制造

说明书

本发明涉及在电弧炉或其他合适的冶金炉中制造铁合金(例如钢)的装置和方法。

新南创新私人有限公司(New South Innovations Pty Ltd)的国际公开WO2006/024069(以下称为“国际公开文本”)公开了一种在电弧炉中制造铁合金的方法，其特征在于向炉中供应作为炉渣发泡剂的未烧结成块的含碳聚合物。

国际公开文本中将术语“未烧结成块的含碳聚合物”定义为涵盖“微粒化和粗粒化的粒状聚合物，且不包括与EAF废粉尘或钢粉尘一起形成的聚合物”。国际公开文本描述了这种包括聚合物和EAF废粉尘或钢粉尘的烧结成块的固体不能作为炉渣发泡剂。

典型地，国际公开文本描述了将非烧结成块的含碳聚合物装入电弧炉，使其至少部分地燃烧并产生碳质残渣。国际公开文本还描述了所述碳质残渣随后氧化引起炉渣发泡并可另外作为还原剂或增碳剂。

典型地，国际公开文本描述了所述含碳聚合物仅包括C、H原子以及可选地包括O原子，且同时聚合物中也可存在其他元素(例如N，S，P，Si，卤素等)。这些其他元素会干扰铁合金制造和/或产生杂质、污染物、有毒气体等。国际公开文本描述了通过正确地选择含碳聚合物，可以避免有毒气体和其他不利或有害的产物的产生。国际公开文本描述了一种合适的含碳聚合物是聚乙烯，但其他的，诸如：聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯苯乙烯、APS等的塑料也可使用。

上述对国际公开文本的公开内容的描述不应被理解为承认上述国际公开属于公知常识的一部分(在澳大利亚或其他地区)。

国际公开文本的公开内容通过参考引用并入本文。

本申请人已在墨尔本和悉尼就在申请人的电弧炉设备中制造钢形式的铁合金的方法进行了实验。

结果，申请人确定了在钢制造中成功应用非烧结成块的含碳聚合物的重要参数。

此外，基于实验结果，申请人已经开发出制造钢(以及其他铁合金)的特殊方法。该方法包括使用非烧结成块的和烧结成块的含碳聚合物。

进一步的，作为实验结果，申请人已经开发出用于向电弧炉或其他合适的冶金炉中成功供应非烧结成块的和烧结成块的含碳聚合物的技术，从而在炉中实施上述提及的制造钢的方法。

特别地，申请人开发出的技术集中在如下方面，包括但不限于：a)混合非烧结成块的和烧结成块的含碳聚合物以及其他材料，b)向炉中供应所述混合物，包含进入炉中的材料流速，c)炉上游的混合物的材料处理，以及d)炉内的温度传感和总热量控制。

根据本发明，提供了一种在电弧炉或其他合适的冶金炉中制造诸如钢的铁合金的方法，该方法包括在该方法运行阶段的至少一部分过程中，向炉中供应如下混合物：(a)能作为炉渣发泡剂的含碳聚合物和(b)另一碳源。

更具体地，本发明提供一种用于在电弧炉或其他合适的冶金炉中制造诸如钢的铁合金的方法，该方法包括在该方法的第一运行阶段的至少一部分过程中，向炉中供应如下混合物：(a)能作为炉渣发泡剂的含碳聚合物和b)另一碳源，以及在该方法的第二运行阶段，将向电弧炉中供应所述含碳聚合物和另一碳源的另一混合物。

更具体地，本发明提供一种在电弧炉或其他合适的冶金炉中制造铁合金的方法，该方法包括：

(a)向炉中供应用于铁合金的原料的初始进料；

(b)运行第一运行阶段，并在炉的一个或多个电极与固体原料进料之间产生电弧，并在炉内产生热量且熔化所述固体原料进料；

(c)在第一运行阶段运行第一时间周期后，开始向炉中供应如下混合物：(i)能作为炉渣发泡剂的含碳聚合物和(ii)另一碳源；

(d)在第一运行阶段结束时，向炉中供应所述铁合金原料的另一进料；

(e)通过再次产生电弧而运行第二运行阶段；

(f)在第二运行阶段的第一时间周期后，开始在炉中注入如下混合物：(i)能作为炉渣发泡剂的含碳聚合物和(ii)另一碳源；以及

(g)在第二运行阶段结束时，将熔化的铁合金出炉。

该方法还包括在该方法的非运行阶段，注入含碳聚合物和其他碳源的混合物。

所述含碳聚合物可以是本文描述的非烧结成块的聚合物。

典型地，所述非烧结成块的含碳聚合物如国际公开文本中所描述。

所述非烧结成块的含碳聚合物可包括下列任意一种或多种物质：橡胶(合成或天然的)，以及其他的，诸如聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯苯乙烯以及APS的聚合物。典型地，聚合物具有作为能量源的次要功能。