[发明专利]交流电弧炉及其操作法

说明书

本发明涉及一种用交流电来熔化钢的电弧炉并涉及相关的操作法，如同在有关的主要权利要求中所提出的。

本发明应用的领域为用来熔化钢及其合金的电弧炉并曾构思和设计以适当的方式采用交流电使工厂的效率和产出得以优化。

本发明对用直流电操作的电炉和用交流电操作的电炉都可适用。

本发明适用的电弧炉可以有一出钢槽和一出钢孔，出钢孔的定位可不受任何限制。

应用于电弧炉的较好的典型做法是用“熔池”法操作，即在操作时总是存在剩余金属液。

本发明的目的是要显著地减少电弧炉所消耗的电能和熔化时间。

本发明还可特别适用于完全用冷料来熔化的情况。

本发明用翻斗车来对电弧炉装入废钢，或连续装入废钢，或连续装入预先破碎的其他材料，或混合装入要装的材料。

现有技术的熔化金属的方法含有将气体元素喷射入炉内的过程以便使熔化金属材料中的碳和其他可氧化的化学元素完成氧化反应。

氧化反应可使碳和其他化学元素中的潜在能量通过放热氧化反应而被回收。

喷入的气体元素可以是富含氧的空气或者甚至是纯氧。该气体元素可用位在熔池表面之上的吹管及/或设在炉底上的喷嘴或风口吹入到熔化金属上。

专利US-A-3，459，867号启发说可用燃烧器将数量经过仔细计算的氧送入炉内从而使氧富余。该项燃烧器可沿一个位在电极和炉子侧壁之间的周边区作用并跟随金属的运动而工作。

专利US-A-2，909，422号启发说氧和其他物质可通过一个空心的电极送入炉内。从而现有技术还包括将添加剂和粉煤通过设在炉顶上的空心电极送入炉内的内容。该项添加剂和粉煤补充物可补充用在氧化反应中的碳并能使由该反应提供的能量保持在高水平。

专利GB-A-2，115，011号启发说搅动和加工用的气体可从熔化金属液的下面吹入面固体碳素物则从上面引入，此外并用设在侧壁上的风口将气体混合物送向金属熔液。

专利GB-A-1，421，203号启发说氧气和其他气体可从底部一个位在电极和炉子侧壁之间的区带内送入。

专利FR-B-2，208，988号启发说气体须从上面向下送入炉内，还须从废钢及/或熔化金属液下面送入到电极区以及电极和炉子侧之间的区带内。该文件还公开说在侧壁上还设有一个或多个输送氧气及/或其他气体的吹管，其配置方向跟随着金属在电极和炉子侧壁之间的运动方向。

专利EP-BI-0257450号所公开的方法包括采用多个工作在电极和炉子侧壁之间、输送氧气或其混合物的吹管，以及多个安排在熔化金属液下面、吹管所工作的区带内的喷嘴。

这些位在底部上的喷嘴并被用来搅动熔液并使吹管的吹炼作用均匀，因为即使采用超声吹管，燃气射流在熔液内也不能达到大于20-30厘米的深度，除非所用的吹管是准备扔掉、不打算再用的。

现有技术的喷嘴和风口工作时的典型压力最高可达60巴，通常在5至20巴之间。

在专利US-A-3，902，889号和EP-BI-0257450号中都可看到，位在底部上的喷嘴和风口所具有氧气发射口的直径为3至6毫米，并且最好采用双管式，其中中心管发射氧气，而环形管发射碳氢化合物及/或惰性气体作为冷却之用。

采用风口从底部吹入氧气连同其他不同流体例如氩气、氮气和甲烷气可使氧化反应得到改进并能均匀地进行。

风口技术能使钢水较好地均匀化，这样就可能在“长弧”条件下强烈地工作而不会产生温度上的不均匀，并能缩短熔化时间，还有其他好处。

现有技术的从底部吹入气体是在较高的压力下以较低的气体流率来进行的，气体通过多个分布在底部上通常为小口径的风口吹入炉内。

在各种工作周期中吹入气体的调节也是依靠气体流率的调节来进行的;压力能被改变，但只是流率改变以后的结果。

在现有技术中风口基本上是在炉底上对称布置的并且通常与发射氧气的吹管相对应。

送入氧气和其他气体的风口和吹管这样安排时对熔炼厂的效率和产出不会有什么提高的作用。

本申请人等因此曾进行了调查和试验，并出乎意料地完成了本发明，达到了原来希望要进一步改善的目的，特别是在工厂的产出方面，在熔化时间方面，在能量消耗方面，在熔液均匀化方面，并因此而对温度值和成份分析值可具有较大可靠度的方面，均可得到进一步改善。

在各有关的主要权利申请项中提出了本发明及其特征，而在从属权利申请项中则说明了本发明主要解题思想的各种变型。