[发明专利]合金精炼方法

说明书

技术背景

技术领域

本公开一般涉及精炼钢和其他合金的方法。

技术背景的描述

氩氧脱碳(AOD)是用于脱碳熔融合金的二次精炼过程。AOD可使熔融合金的碳含量减少到所需水平。如适用于铁合金，常规AOD一般可包含制备铁合金熔融物，将熔融合金转移到合适的精炼容器中，以及通过风口将氩气和氧气气体的混合物注入熔融合金。用氩气和氧气气体的混合物接触熔融合金可生成氧化亚铁(FeO)和一氧化碳(CO)。氩气可减少与熔融合金接触的气体中CO的分压并导致熔融的不锈钢合金中碳的优先氧化而不是铬的优先氧化。这样，可能会减少熔融物的碳含量。通过风口注入的CO和氩气也可从熔融合金中去除氮气。碳去除效率可能会受到熔融合金组成、合金的原始碳含量、氧化性气体的组成、流速和注入气体的温度、炉况(包括尺寸、几何学和容器的磨损情况)、受热量以及熔融合金的初始和最终温度的影响。

AOD和使熔融合金脱碳的其他常规方法可能是费时的和/或昂贵的。提供使熔融合金脱碳的改进的方法将是有利的。

概述

根据本公开的一个非限制方面涉及使用至少一个风口使熔融合金脱碳的方法，该风口包含流体引导外部部分和在流体引导外部部分内同心对齐的流体引导内部部分，该布置限定了其间的流体引导环。该方法包括通过风口的内部部分向熔融合金中注入包含氩气、二氧化碳和氧气中的至少一种的第一气体，和通过风口的环向熔融合金中注入包含氩气和二氧化碳中的至少一种的第二气体。

根据本公开的另一个非限制方面涉及处理熔融合金的方法。该方法包括：在熔融合金表面下通过风口的第一流体引导部分向熔融合金中注入氧气和选自氩气、二氧化碳及其组合的惰性气体；以及在熔融合金表面下通过风口的第二流体引导部分向熔融合金中注入氩气和二氧化碳中的至少一种。在某些实施方案中，风口的第一流体引导部分可包含内部部分，并且第二流体引导部分可包含限定在内部部分和同心对齐的外部部分之间的流体引导环。

根据本公开的又一非限制方面涉及使熔融合金脱碳的方法。该方法包括：在熔融合金表面下通过风口的第一流体引导部分向熔融合金中注入包含氩气、二氧化碳和氧气中的至少一种的第一气体；以及在熔融合金表面下通过风口的第二流体引导部分向熔融合金中注入氩气和二氧化碳中的至少一种。在某些实施方案中，第一部分包含在外部部分内同心对齐的内部部分，以其间流体引导环的形式限制其间的第二部分。在该方法的实施方案中，合金可具有适合提供晶粒取向电工钢的组成。在某些实施方案中，该方法可提供具有符合其可由ASTM International,West Conshohocken,Pennsylvania USA(DOI:10.1520/A0876-12)获得的2012年ASTM标准A876Standard Specification for Flat-Rolled,Grain-Oriented,Silicon-Iron,Electrical Steel,Fully Processed Types”要求的化学组成的合金。

根据本公开的又一个非限制方面涉及精炼钢组成的方法。该方法包括：在包含风口的容器中提供铁基合金的熔融物，其中风口包含流体引导外部部分和在外部部分内同心对齐的流体引导内部部分以限定其间的流体引导环；在熔融合金表面下通过风口的内部部分向熔融合金中注入包含氩气、二氧化碳和氧气中的至少一种的第一气体；以及在熔融合金表面下通过风口的环向熔融合金中注入包含氩气和二氧化碳中的至少一种的第二气体。在该方法的非限制实施方案中，钢可包含：以基于总合金重量的重量百分比计93至99的铁、0.6至3.7的硅、多达1.0的镍、多达0.5的锰、多达0.5的铝、多达0.5的铜，多达0.4的铬，多达0.1的钛，和附带的杂质。

应理解，本公开中公开和描述的发明并不限于在本概述或摘要中所述的实施方案。

附图简述

本文所述的各个非限制实施方案可通过结合一个或多个附图考虑以下描述而被更好地理解。

图1是说明根据本公开的使熔融合金脱碳的方法的非限制实施方案的各方面的横截面示意图。

图2是说明根据本公开的使熔融合金脱碳的方法的非限制实施方案的各方面的横截面示意图。

图3是说明根据本公开的使熔融合金脱碳的方法的非限制实施方案的流程图。

考虑到根据本公开的各种非限制和非详尽的实施方案的以下描述，读者将理解上述的详细信息以及其他。

某些非限制实施方案的描述