[其他]转炉钢液面下精炼过程中控制二次氧气顶吹的方法

说明书

本发明涉及到转炉钢的液面下精炼，其中从钢液池表面之上，向液池辅助性地喷氧。

在转炉钢液面下精炼过程中，从钢水表面以下，把氧注入到钢的熔融液之中，使其脱碳。注入钢液面以下的氧同钢水中的碳反应，生成一氧化碳，随后发生气泡，它们穿过熔体并从中排出，从而除去钢水中的碳。氧化碳结合生成一氧化碳为放热反应，这种反应还可起到另一个好作用，即它可向熔体供热，有助于熔体达到所希望的出钢温度。

虽然氧同碳结合生成一氧化碳是一种有益的放热反应，但是，氧和碳反应生成二氧化碳可以放出更多的热量。例如，1摩尔的碳同1/2摩尔的氧化反应，生成1摩尔的一氧化碳，其理论上所放出的热为26.4千卡，然而，1摩尔的碳同1摩尔的氧气反应，生成1摩尔的二氧化碳，其理论上所放出的热为96.05千卡。对于精通技术的人，上述情况是熟知的，并且，为了从钢水的脱碳反应中得到更多的热量，已利用这些化学反应的热力学原理，使一些工艺过程得到了改进。

这样的工艺之一，除了从钢水表面之下把氧注入熔融体以外，还包括向液池表面喷氧。喷在顶部的氧同液池表面上部空间中的一氧化碳发生作用。穿过钢水并从中排出的一氧化碳气泡同氧反应生成二氧化碳，从而，正象以上讨论中所提到的，由于碳同氧反应生成二氧化碳和生成一氧化碳之间存在着差异，这样就会得到更多的热量。此外，业已证实，对于把氧注入到液池表面之下来脱碳的、含铬的钢水，一氧化碳在其熔体表面上部的燃烧可抑止铬的氧化，并且，无需提高向熔融液池中注入氧的速率，就可有效地增加脱碳的速率。

喷在顶部的氧，并不是全部都同上部空间中的一氧化碳反应形成二氧化碳。其中的一部分氧气还会冲击到钢液，并同钢液中的组分起反应，钢液中所含的某些组分可能是硅或铝，把它们加到熔体中可能是为了向钢水供热。可能同喷在顶部的氧起反应的另一些钢液组分包括铬、锰和铁。喷在顶部的氧同碳起反应，对于钢水辅助性的脱碳是有益的，因而可缩短时间，从而降低了把某种钢水精炼到最终特定的碳含量所需的费用。

然而，目前这种方法的主要缺点是把一种不定因素引入到脱碳过程之中。原因是：对同上部空间中一氧化碳起反应的氧气的百分数，及同钢液中组分起反应的氧气的百分数，无法准确预计和控制。当精炼合金元素（如锰和铬）总量低于2%的普通碳素钢时，碳则成为脱碳过程中被氧化的主要组分。因而，精炼碳素钢时，由于不能确定究竟有多少碳被喷在顶部的氧所氧化，所以从钢水中除去的碳的总量无法精确控制。但，当所冶炼的钢的含碳量规范有很宽的范围时，这就不是一重要的问题。然而，如果希望得到有精确含碳量的钢，则这种方法对于利用脱碳产生热来说就有很大的限制。

在生产合金元素（如锰和铬）含量大于2%的高质量低合金钢或不锈钢时，脱碳过程中这些元素会同碳一起被氧化。因此，在达到了预期的含碳量水平之后，需要把脱氧剂加入到钢液中，以便回收贵重的金属物质，如以氧化物形式存在于渣中的铬和锰。脱氧剂通常为硅或铝，将同金属氧化物化合，形成氧化铝或二氧化硅，贵重金属，如铬和锰以元素形式留在钢水之中。贵重金属元素将保留在熔融体中，而氧化铝和二氧化硅将保留在渣中。为了有效地回收氧化了的金属元素，同时使钢中的含硅量和（或）含铝量满足规范的要求，就必须知道同钢液中组分起反应的喷在顶部的氧化的数量。

所以，本发明的一个目的是提供一种通过表面下注氧和二次顶吹氧来改进精炼钢水的方法。

本发明的另一个目的是提供一种通过表面下注入氧和二次顶吹氧气改进精炼钢水的方法。其中，吹在顶部同钢液中组分起反应的氧的百分数是可准确预测和控制的。

对于精通技术的人读到这份公开的文件时，将会明了通过本发明可达到上述目的和其它目的。该发明是：

在精炼容器中精炼含碳钢水的一种方法，它包括：

（a）从液池液面以下把氧注入钢水中;

（b）注在液面下的氧，至少有一部分同钢水中的碳起反应，生成一氧化碳，一氧化碳穿过液池而升起、并从中排出;

（c）通过吹氧管把氧喷到液池表面的上部空间中;

（d）喷在顶部的氧的第一部分同钢液中的组分起反应，喷在顶部的氧的第二部分同排在液池表面上部空间中的一氧化碳起反应;

（e）基本满足下述关系式，就可使喷在顶部、并同液池中组分起反应的氧达到所希望的比例：

P＝K- 1629/(秒) （L/V）