[发明专利]在电弧炉内生产钢的方法及其电弧炉

说明书

本发明涉及在电弧炉内熔炼钢。更具体地说，涉及向炉膛内喷射氧气的方法，使氧气加快废金属的熔化，使从金属液熔池内逸出的含碳废气充分燃烧。

制钢电弧炉用以熔化含铁原料(废金属、铸铁或预还原的铁矿石)，这些原料是用以形成钢液熔池(熔体)的，以及用以至少进行浇铸前对钢液成分的初步调整。在对电弧炉作交流供电的情况下，主要通过在熔池和三个石墨电极之间建立的电弧提供熔化金属炉料和调整炉料温度所需的能量，电极穿过炉体上面的炉顶架在熔池上方。在对电弧炉作直流供电的情况下，电流在至少一个炉顶石墨电极和至少一个装在炉床内与熔池接触的电极之间通过。

目前，日渐趋向于供送矿物能量来替代或补充某些电能的方法，这种矿物能量基于用氧气燃烧原来含在固体炉料内的碳甚或燃烧有意加入固体炉料和(或)加入熔池的碳料。此外，还采用氧气、燃油或天然气燃烧器来加热废金属。总的来说，这种矿物能量约占熔化炉料全部所用能量的25-50％。

用氧气使碳作完全的燃烧而供给能量的连续反应可列出如下：

     ΔH=1.35kwh/kg碳25℃    25℃1600℃和

  ΔH=6kwh/kg碳

1600℃25℃1600℃

一般称作“CO的后燃烧”的将CO氧化成CO₂的反应显然是对金属炉料最有用的能量。但是，实际上往往只是很少一部分碳在紧靠近固体或液体金属的地方才能充分燃烧成CO₂。钢液不论是自然脱碳还是向金属熔池吹氧脱碳，所形成的CO在从熔池中逸出时并不处于充分有利于完全氧化成CO₂的条件之下。实际上，这种氧化在CO与通过炉子开口以及炉体上沿和炉顶之间的缝隙不加控制地进入炉子的空气相接触时只是在炉子的上部才较显著地发生。因而，金属炉料离有利于CO的后燃烧的区域太远，燃烧温度对于这种后燃烧来说也太低，以致这种后燃烧对熔化中的废金属或金属熔池的加热作用不大。

曾设想(见EP0,257,450)在炉子侧壁内装上吹氧管(在熔池液面以上)，以便加强CO的后燃烧而得CO₂的现象。这些吹氧管与垂线成30-60°角而使其喷射方向与由单电极炉子情况下的电极本身或由三电极炉子情况下三电极形成的假想圆筒体相切。这些吹氧管是针对炉内通常温度最低、废金属熔化最慢的区域设置的。但，经验表明，这种装备的效果尚不理想。

本发明的目的是提供一种有效的方法，使炉内产生的CO能尽量作完全的后燃烧而成CO₂，并使这种后燃烧产生的热量能充分地利用来再加热金属熔池。

为此，本发明的主题是一种在电弧炉内熔炼钢的方法，该炉子具有一定容有钢液熔池的炉体、一盖在所述炉体上面的炉顶和单个炉顶电极或位于一假想圆筒体内的几个炉顶电极，在此方法中将一些含氧气流朝向所述熔池表面吹入所述炉体，使所述气流在所述表面上的一些冲击区避开所述电极或所述圆筒体，其特征是：所述气流从炉子上部吹入；并且所述气流进入所述熔池一个较浅的深度。

本发明的主题还包括一种制钢电弧炉，它具有一用以盛钢液的炉体、一盖在所述炉体上面的炉顶、单个炉顶电极或位于一假想圆筒体内的几个炉顶电极和用以将一些含氧气流朝向所述钢液表面吹入所述炉体的装置，使所述气流在所述表面上的一些冲击区避开所述电极或所述圆筒体，其特征是：所述装置由装在所述炉顶内的风嘴构成。

不难理解，本发明在于将一些氧气流射在熔化中或已熔化的含铁材料上，使炉内产生CO的后燃烧，但必须使这些气流不致引起石墨电极的燃烧，并且不进入金属熔池过深，其原因将在以后予以说明。

通过以下按附图所作说明会对本发明具有更清楚的了解，图中：

图1为用以实施本发明的制钢电弧炉上炉体的顶视简图；

图2为图1中电弧炉Ⅱ-Ⅱ剖面的侧视图。