[发明专利]用于将液态热金属例如液态高炉铁脱磷的方法和装置

说明书

本发明涉及用于将液态热金属，例如液态高炉铁或具有等价于高炉铁组成的液态金属(以下简称为热金属)脱磷的方法和装置。

高级的低磷矿石可能随着日益受限的可获得性而变得明显更加昂贵，且在这些情况下，钢铁企业将需要依赖更充裕的更高磷的矿石。为了满足现在和将来对于钢中低磷水平产品的复合要求，将需要通过改变目前的炼钢操作工艺从而适应由较高的磷载量(load)导致的较高的热金属磷水平。

先前的热金属磷预处理生产工艺包括在高炉浇道中的硅去除，之后在鱼雷式桶中通过粉末化的和气态的脱磷试剂的喷射脱磷。这一工序导致硅从热金属(化学能)的去除，连同鱼雷式桶中温度的显著下降(热能)，且因此导致装料中高的热金属比率(例如＞90％)的要求。对于设计成在它们的输入材料中使用大量的废料(scrape)、且因此具有装料中70％～85％的典型的热金属比率的工厂来说，例如大多数的欧洲钢铁厂，这种方法不是实际可行的。

或者，可将“备用”BOS转炉用于热金属的磷预处理，由此通常或多或少地将热金属(无废料)吹入“脱磷”转炉，用石灰或预熔渣料处理很短的时间(例如少于8分钟)。一般地，这对于将很大一部分磷载量转移至渣料是充足的时间。然后通常将该经脱磷的金属转入桶，且随后连同废料一起载入除碳转炉。但是，当没有“备用”BOS转炉时，这个工序不是一种选择。此外，当将这个工序改装到现有的钢铁厂时，其带来后勤挑战，会要求重大的操作变化，导致钢铁厂操作中可能的不灵活。在“未开发场所”，由于适应吹氧管行程所需要的高顶板高度，“脱磷”转炉选项将要求非常高的资金支出。

本发明的目的是提供允许使用较高磷的矿石的方法。

另一个目的是提供可以容易地集成到当前的炼钢操作工艺中的方法。

本发明的另一个目的是提供用于实施本发明的方法的装置。

这些目的的一个或多个通过如独立权利要求1中所述的将液态热金属例如液态高炉铁或具有等价于高炉铁组成的液态金属脱磷的方法实现，在该方法中热金属的浇注流从含有热金属的容器排放到精炼设备(又名精炼容器)中，其中在精炼设备中，将一个或多个用于形成熔渣的添加剂流和一个或多个用于将热金属的浇注流破碎成熔融金属液滴的气态流引导到浇注流中，其中一个或多个气态流和／或一个或多个添加剂流包含气态形式或化合物形式的氧，以在将熔融液滴收集到位于精炼设备下面的接收容器之前的下落期间允许该金属液滴、氧和熔渣之间的脱磷反应。

在从属权利要求2至10中描述了根据本发明的方法的优选实施方案。

这些目的的一个或多个通过用于实施前述权利要求中任一项的方法的装置实现，其中该装置包含用于容纳液态热金属例如液态高炉铁或具有等价于高炉铁组成的液态金属的容器，该热金属优选已经脱硫，该容器包括：用于将热金属的浇注流排放到精炼设备中的装置，该精炼设备具有单一反应室，其中该精炼设备具有至少一个第一喷射装置，用于向热金属的浇注流喷射气态流以将浇注流破碎成熔融金属液滴，且具有至少一个第二喷射装置，用于将添加剂流喷射到浇注流和／或熔融液滴中，且具有用于工艺废气的出口，和允许将熔融液滴收集到接收容器中的出口。

浇注流优选沿基本垂直的方向离开容纳液态热金属的容器，并在被来自至少一个第一喷射装置的气态流破碎成熔融金属液滴之前也沿基本垂直的方向进入精炼设备。

在从属权利要求12至16中描述了根据本发明的装置的优选实施方案。

本发明还包含一种装置，其中将至少一个用于喷射气态流的喷射装置和／或至少一个用于将添加剂流喷射到浇注流中的第二喷射装置安装在与浇注流成0°(平行于浇注流)～75°的角α上，其中优选该角为至少10°和／或最多60°。优选的最大值为45°。意图使气态流和添加剂流以其各自的喷射装置相对于垂直方向安装的角度接触浇注流。作出α的选择以实现彻底将浇注流破碎成具有用于优化的脱磷性能所需的平均直径和尺寸范围的金属液滴。该条件应是将该流破碎至所需的液滴尺寸，并在可控的、最低水平的脱碳和铁产量损失下实现最大程度的脱磷所需的氧化水平和渣料碱度。优选地，在脱磷期间可以改变第一和／或第二喷射装置的角度，优选的是独立地进行改变，以使浇注流的破碎和／或添加剂流向浇注流中的喷射的优化成为可能。

优选将从容器排放到精炼设备中的热金属在根据本发明的脱磷前脱硫。

一个或多个气态流可包含气态氧或含有氧的气态化合物。一个或多个添加剂流可包含化合物形式例如氧化物或碳酸盐形式的氧。