含锰钢水生产方法、保温炉和使用保温炉的含锰钢水生产设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及生产含锰钢的方法，并且更具体地，涉及在没有附加的工艺或没有如 下问题的情况下生产高质量的含锰钢水的方法，这些问题比如为可能由在利用氧气顶吹转 炉生产高锰钢时使用大量合金元素而导致的钢水温度降低和高的生产成本的问题。另外， 本公开涉及用于该方法的保温炉，以及包括保温炉的用于生产含锰钢水的设备。
[0002] 此外，本公开涉及如下的生产含锰钢水的方法，该方法即使将以不同的量和在不 同的生产时间制备的熔融金属浇注(混合)在一起以形成含锰钢水产品，也不会使含锰钢水 的质量下降，并且本公开涉及用于该方法的保温炉，以及包括保温炉的用于生产含锰钢水 的设备。
【背景技术】
[0003] 通常，高锰(Μη)钢具有大约lwt %至大约5wt %的Μη含量，并且某些不锈钢具有 10wt%或更小的Μη含量。此外，用于在汽车中使用的具有高强度和高成形性的某些近期的 钢具有15wt%至25wt%的Μη含量。通常，在使用氧气顶吹转炉的高锰钢生产过程中，使具有 大约4.5wt%的碳含量的铁水在氧气顶吹转炉中脱碳以产生具有0.2wt%至0.4wt%的碳含 量的钢水，并且当将钢水引出氧气顶吹转炉时，将通过熔炼过程和精炼过程而产生的固相 含Μη铁合金供给到钢水以控制钢水的Μη含量。
[0004] 在这种过程中，含Μη铁合金的供给成比例地增大了钢水中所需的Μη含量。然而，在 含Μη铁合金的供给增大的情况下，钢水的温度降低，并且因而，需要一种防止或补偿温度降 低的方法。
[0005] 例如，当生产具有lwt%至5wt%的Μη含量的钢水时，使用了一种增大氧气顶吹转 炉过程的最后阶段中的钢水温度或增大二次精炼过程中的钢水温度的方法，以补偿由供给 铁合金而导致的钢水温度降低。然而，在生产具有l〇wt%或更大的Μη含量的高锰钢的过程 中，氧气顶吹转炉中所容纳的钢水必须被保持处于高温以为将铁合金供给到钢水时的温度 降低做好准备。在此情况下，钢水的温度保持在比正常的工艺温度高大约150°C或更高的温 度处，从而导致钢水的过度氧化并且增大了钢水中溶解的氧的量。结果，当铁合金被供给到 钢水时，铁合金可能容易被氧化，并且因而，可能会使铁合金中所含的大量有效金属元素被 浪费。
[0006] 因此，在用于解决上面提到的问题的另一种方法中，当钢水被引出氧气顶吹转炉 时，仅将一部分的所需量铁合金供给到钢水，并且随后，在利用氧化能或电能来升高钢水的 温度的同时，在二次精炼过程中将剩余部分的所需量铁合金供给到钢水。然而，与升高氧气 顶吹转炉中的铁水温度的情况相比，升高二次精炼过程中的钢水温度的方法需要大量的能 量。此外，该方法效率低，处理时间长并且生产成本高。
[0007] 在韩国专利申请公开公报No.2008-0072786中所公开的方法中，具有大约6%的碳 含量的熔融锰铁(FeMn)、具有大约0.1 %的碳含量的钢水、以及所需量的造渣剂被供给到 FeMn-精炼氧气顶吹转炉。然而，所公开的方法需要比如精炼工艺的附加工艺，以用于在最 终的钢产品中获得所需的杂质含量，从而增大了生产过程的成本和处理时间。此外，当通过 所公开的方法生产钢时，难以根据钢水的所需成分来调整熔融FeMn中的杂质含量。
[0008] 在韩国专利No. 1047912中所公开的另一方法中，精炼的钢水被供给到熔融铁合金 或者熔融铁合金被供给到精炼的钢水，并且熔融铁合金中的碳、磷和氮中的至少一者的含 量通过考虑钢水氧气顶吹转炉终点处钢水的杂质含量、熔融铁合金的量、以及根据钢的种 类而设定的设计规格和权值的方面而根据钢水的状态或种类来进行控制。
[0009] 然而，根据所公开的方法，由于钢水和熔融铁合金通过不同的工艺供给，因此有必 要不管产量和处理时间方面的差异都能按时供给钢水和熔融铁合金。特别地，锰具有高蒸 汽压和高亲氧和亲氮性并因此会容易与氧和氮结合。因此，当储存包括锰的熔融金属时，锰 可能会被浪费，或者可能需要附加工艺，从而导致与成本和工艺相关的问题。
【发明内容】
[0010] 【技术问题】
[0011] 本公开内容的各方面可以提供一种通过如下方式快速地生产含锰钢水的方法，该 方式不管工艺之间的差异都根据钢水的生产及时制备高质量的熔融铁合金或非铁金属，并 且提供一种用于该方法的保温炉、以及一种包括保温炉的用于生产含锰钢水的设备。
[0012] 本公开内容的各方面还可以提供一种通过根据使用氧气顶吹转炉所生产的钢水 的状态而调整熔融铁合金或熔融非铁金属的状态来生产含锰钢水的方法、一种用于该方法 的保温炉、以及一种包括保温炉的用于生产含锰钢水的设备。
[0013] 此外，根据本公开内容，当储存熔融铁合金或熔融非铁金属时，熔融铁合金或熔融 非铁金属被脱氮或防吸氮，并且因而，可以不执行例如脱氮处理的后处理。
[0014] 【技术方案】
[0015]因此，本公开提供了 一种生产含锰钢水的方法。
[0016] 例如，根据本公开内容的一方面，生产含锰钢水的方法可以包括:制备熔融铁合金 或熔融非铁金属;将熔融铁合金或熔融非铁金属保持在等于或高于熔融铁合金或熔融非铁 金属的熔点的温度处；以及将熔融铁合金或熔融非铁金属浇注到制备的钢水中，其中，在对 熔融铁合金或熔融非铁金属进行保持时，熔融铁合金或熔融非铁金属经受防吸氮过程或脱 氮过程。
[0017] 熔融铁合金或熔融非铁金属的保持可以与防吸氮过程或脱氮过程一起在保温炉 中被执行，并且防吸氮过程或脱氮过程可以包括向保温炉供给氩(Ar)气作为气氛气体，以 使保温炉的内部保持处于正压。
[0018] 熔融铁合金或熔融非铁金属的保持可以与防吸氮过程或脱氮过程一起在保温炉 中被执行，并且防吸氮过程或脱氮过程可以包括利用氩(Ar)气在保温炉的上部区域和下部 区域中的至少一者中搅拌熔融铁合金或熔融非铁金属。
[0019] 防吸氮过程或脱氮过程可以包括将硅(Si)加到熔融铁合金以使得熔融铁合金可 以具有ijwt%或更大的硅(Si)含量。
[0020] 保温炉可以包括:壳体;容置单元，容置单元设置在壳体中并且包括用以容置熔融 的或固相的铁合金或非铁金属的内部空间；加热单元，加热单元构造成加热容置单元中所 容纳的铁合金或非铁金属；以及盖，盖设置在容置单元的上侧上以封闭容置单元的内部空 间，其中，盖可以包括气氛气体供给单元，气氛气体供给单元连接至惰性气体供给单元并且 向容置单元供给气氛气体，使得在容置单元中熔解的铁合金或非铁金属可以被脱氮或被防 止吸氮。
[0021] 熔融铁合金或熔融非铁金属的制备可以在保温炉中进行。
[0022] 制备的熔融铁合金或熔融非铁金属的量可以大于在熔融铁合金或熔融非铁金属 的浇注中的所需的量，并且在将所需的量的熔融铁合金或熔融非铁金属浇注到钢水中之 后，可以将剩余量的熔融铁合金或熔融非铁金属持续地保持在等于或大于其熔点的温度 处。
[0023] 熔融铁合金或熔融非铁金属的制备可以包括熔解具有根据以下公式的锰(Μη)含 量和磷(Ρ)含量的固相FeMn或固相Μη金属：
[0024] Ρ含量(wt% Κ-0.026 X (含Μη钢水的目标Μη含量(wt% ) + (4.72 X 10-4) X (含Μη钢 水的目标Μη含量(wt % ))2。
[0025] 保温炉的加热单元可以包括感应线圈，并且熔融铁合金或熔融非铁金属的制备可 以包括利用感应线圈进行感应加热。
[0026] 熔融铁合金或熔融非铁金属的浇注包括:将熔融铁合金或熔融非铁金属浇注到容 纳有钢水的钢包中；以及对钢水与熔融铁合金或熔融非铁金属一起进行搅拌，其中，搅拌可 以借助于通过钢包的下侧供给惰性气体来执行。
[0027] 熔融铁合金或熔融非铁金属的浇注可以包括:将熔融铁合金或熔融非铁金属浇注 到容纳有钢水的钢包中；以及对钢水与熔融铁合金或熔融非铁金属一起进行搅拌，其中，搅 拌可以利用穿过钢包的上侧插入到钢水和熔融铁合金或熔融非铁金属中的搅拌器来执行。
[0028] 在熔融铁合金或熔融非铁金属的保持中，熔融铁合金或熔融非铁金属可以保持在 1300°C至1500°C的温度处，并且紧接在熔融铁合金或熔融非铁金属的浇注之前，该方法还 可以包括根据钢水的状态和高锰钢水的目标状态来加热熔融铁合金或熔融非铁金属。
[0029] 在熔融铁合金或熔融非铁金属的浇注之后，该方法还可以包括执行RH真空精炼过 程或钢包炉(LF)精炼过程，在RH真空精炼过程或钢包炉(LF)精炼过程中，Al、C、Cu、W、Ti、 他、311、313、(>、8、0 &、3丨和附中的至少一者被供给到钢水和熔融铁合金或熔融非铁金属，并 且RH真空精炼过程可以与脱氢过程一起进行。
[0030] 此外，本公开提供了 一种保温炉。
[0031] 例如，根据本公开内容的另一方面，保温炉可以包括:壳体;容置单元，容置单元设 置在壳体中并且包括用以容置固相或熔融铁合金或者固相或熔融非铁金属的内部空间；加 热单元，加热单元构造成加热容置单元中所容纳的铁合金或非铁金属；以及盖，盖设置在容 置单元的上侧上以封闭容置单元的内部空间，其中，盖包括气氛气体供给单元，气氛气体供 给单元连接至惰性气体供给单元并且向容置单元供给气氛气体，使得在容置单元中熔解的 铁合金或非铁金属被脱氮或被防止吸氮。
[0032] 加热单元可以包括以下各者中的至少一者：围绕容置单元缠绕的感应线圈；设置 在盖中的电极棒;以及设置在盖中的等离子体。
[0033] 保温炉还可以包括连接至加热单元的控制单元，其中，熔融铁合金或熔融非铁金 属可以在控制单元的控制下保持在1300°C至1500°C的温度处，并且紧接在熔融铁合金或熔 融非铁金属被浇注到钢水中之前，熔融铁合金或熔融非铁金属可以在所述控制单元的控制 下被加热。
[0034] 在设置在容置单元的上侧上的盖中可以设置有气氛气体供给管，并且盖可以包括 用以在气氛气体被供给到保温炉的内部时使保温炉的内部保持处于恒定正压的通气孔。
[0035] 保温炉还可以包括:虹吸结构，虹吸结构包括吸入部、排出部、传输部和初始压力 口，其中，吸入部穿过盖而插入到容置单元中所容纳的熔融铁合金或熔融非铁金属中，排出 部连接至吸入部以将通过吸入部而引出的熔融铁合金或熔融非铁金属排到钢包，传输部连 接在吸入部与排出部之间以传输熔融铁合金或熔融非铁金属，初始压加连接至传输部以 产生初始压力差；以及驱动单元，驱动单元连接至壳体的下侧以通过使壳体升起或降下来 帮助虹吸结构的操作。
[0036] 保温炉还可以包括:驱动单元，驱动单元连接至壳体以用于使壳体和容置单元升 起或降下；第一导引件，第一导引件设置在壳体的外表面上；以及导架，导架设置在壳体的 外侧处并且包括导辊，导辊通过在第一导引件向上移动