混合物、这种混合物用于调制炼铁和炼钢时位于冶金容器中的金属熔体上的渣的用途以 ...的制作方法
【专利说明】混合物、送种混合物用于调制炼铁和炼钢时位于冶金容器中 的金属膝体上的渣的用途从及方法
[0001] 本发明设及用于引入到炼铁和炼钢时位于金属溶体上的渣中的含儀、碳和侣的混 合物，本发明还设及运种混合物用于调制炼铁和炼钢时位于冶金容器中的金属烙体上的渣 的用途W及方法，该冶金容器例如是转炉、电弧炉或铁水包。
[0002] 在炼钢和炼铁时，在诱注前要将生铁烙体与不希望的成分分离。
[0003] 如果使用转炉，则为此在现今最广为使用的LD-法中，借助于吹管将氧顶吹到位于 用碱性耐火材料制成的转炉中的生铁烙体上。运种将氧顶吹到生铁烙体上的过程也称为精 炼。在精炼时，铁伴生物，特别是呈碳、儘和憐形式的铁伴生物被吹入的氧氧化，并与加入的 烧石灰一起形成浮在该金属烙体上的渣层。
[0004] 在电弧炉中，生铁烙体通过烙化废钢/废铁、生铁、铁水和/或海绵铁和其它原材料 而产生。
[0005] 在主冶金装置中经精炼的金属烙体具有了所希望的特性后，将该烙体经出铁通道 排放到铁水包中，W进行二次冶金处理。
[0006] 鉴于化学和物理特性，必须对该渣进行有针对性地调节或调制。
[0007] 已知的是，为调制该渣，向该渣提供所谓的渣调制剂，W能改变该渣的特性。
[000引因此，必须提高该当前是酸性或非-碱性的渣的碱度，即该碱性组分对该渣的其它 组分的质量比或摩尔比（例如可按下式计算：[xCa0+Mg0] / [xSi化+Ab化+其它组分])， W降低该渣对金属烙体存在于其中的冶金容器的碱性炉衬的腐蚀性侵蚀，并由此降低该炉 衬的磨损和提高其寿命。为此，渣调制剂含有提高该渣的碱度的组分，特别是石灰、白云石 石灰或白云石。
[0009] 另外适宜的是，通过加入渣调制剂如此调节该渣中的MgO的含量，W使该含量在渣 中处于MgO的饱和范围，并由此降低该渣对炉衬的腐蚀性侵蚀。
[0010] 再则，可期望的是，通过渣调制剂调节该渣的粘度。因此常期望，该渣的粘度在精 制时尽可能低，W使被施加的氧氧化的铁伴生物能有效地嵌固在该渣中。此外，在出铁时或 出铁后可期望的是，该渣具有高粘度，W使出铁后保留在转炉中的渣能更好地涂敷到该转 炉的耐火炉衬上。通过运种涂敷的渣层可降低金属烙体对该转炉的炉衬的腐蚀性侵蚀。该 渣涂敷到转炉上的过程也称为转炉的"养护"。用于养护转炉的已知方法一方面是所谓的 "渣-冲洗"，在此方法中，渣通过转炉的转动分布到出铁侧和加料侧。另一养护方法是所谓 的"渣-喷瓣"，在此方法中，借助于吹管的氮-气流使渣机械喷瓣。最后，在所谓的"渣-发泡" 中，通过加入碳载体使渣化学发泡。在渣-发泡时发泡的渣也称为"泡沫渣"。
[0011] 除借助于泡沫渣养护转炉外，该泡沫渣还有其它的有利作用。如该泡沫渣具有绝 热特性，W致可降低烙体的热损失，并可节省能量。此外，还可通过泡沫渣来保护存在有铁 水的冶金容器的部件免受热福射。
[0012] 为在电弧炉中产生泡沫渣，还借助于氧将吹入渣中的碳燃烧成一氧化碳，并如此 提供发泡所需的一氧化碳气体。在电弧炉中的烙融工艺的情况中，该渣层的发泡是很重要 的，因为该渣层借助于体积放大屏蔽电弧，降低了炉壁上的福射损失，改善了到达烙体的能 量转移，并由此也节省了能量。
[0013] 据此，本发明的目的在于提供渣调制剂，通过该渣调制剂可快速提高渣的碱度和 MgO-含量，W能够降低该渣对冶金容器的耐火炉衬的侵蚀，在该容器中存在有其上有渣的 金属烙体。
[0014] 本发明的另一目的在于提供渣调制剂，通过该渣调制剂可有针对性地调节该渣的 碱度。
[0015] 本发明的又一目的在于提供渣调制剂，通过该渣调制剂可实现渣的发泡。
[0016] 最后，本发明的还一目的在于提供渣调制剂，通过该渣调制剂可提高该主冶金工 艺（primarmetalIurgische Prozess)的铁产量。
[0017] 为实现该目的，本发明提供用于引入到炼铁和炼钢时位于金属溶体上的渣中的混 合物或渣调制剂，其中该混合物包含下列质量份额的儀、碳和侣： MgO: 45-90 质量 ％; C： 5-40 质量 ％; Al2〇3： 1-20 质量 ％。
[0018] 本发明的混合物或本发明的渣调制剂适合于引入到任意冶金容器中的金属烙体 上的渣中，但特别适于转炉、电弧炉和铁水包中的渣。
[0019] 运里所有W%给出的数据是质量％数据，各自基于本发明混合物的总质量计。
[0020] 在本发明的混合物中的儀和侣的份额W该混合物中其氧化物MgO和Al2〇3的份额给 出，如在耐火工艺中常用的。但如运里所述，儀和特别是侣也可W W不同于氧化物的形式存 在于本发明的混合物中，例如W金属形式或对于侣可W W碳化物形式存在。
[0021] 借助于本发明混合物中的MgO的份额较快速达到该渣的MgO-饱和度，由此降低了 该渣对保持有金属烙体的冶金容器的耐火炉衬的腐蚀性侵蚀。此外，随MgO-含量提高还增 加了该渣的粘度。
[0022] 在本发明的混合物中，儀优选作为氧化物即WMgO形式存在。在本发明的混合物中 的儀的成分优选仅WMgO形式存在，特别优选W烧结氧化儀或烙融氧化儀的形式存在。
[0023] 在本发明的混合物中，MgO可W W至少45质量％的份额存在，即例如也可W W至少 48、50、52、54、56、57、58、59、60或61质量％的份额存在。此外，该混合物中的MgO也可W W最 高90质量％的份额存在，即例如也可W W最高88、86、84、82、80、78、76、74、72、70、69、68、67、 66、65、64或63质量%的份额存在。
[0024] 在将该混合物加到渣中时，本发明的混合物的碳成分与存在于渣中的氧反应生成 碳的氧化物，特别是形成一氧化碳CO和二氧化碳C〇2。在将该混合物引到渣中时，该混合物 的碳立即并剧烈地被该渣的氧成分氧化，W致在引入混合物时该渣自行发泡。如在渣-发泡 中一样，该渣由此增加高度，并覆盖该冶金容器的耐火炉衬。在电弧炉中，通过增加发泡的 渣的体积而部分或完全屏蔽了电弧对炉壁的福射。通过升高的MgO含量，该渣同时得到为在 发泡期间和发泡后也保持粘附在壁上所需的粘度。
[0025] 只要该混合物直接与金属烙体接触（例如因为其借助于吹洗装置到达渣层的开 孔），则该混合物的碳可W与该金属烙体的氧直接反应，并从金属烙体中除去氧。从金属烙 体中除去的氧W后就不必再W其它步骤通过脱氧剂例如侣从该金属烙体中去除。
[0026] 与由本发明的混合物引入到渣中的碳反应的氧至少部分源自渣中的铁氧化物，该 铁氧化物被碳还原成金属铁。但与金属铁相反，铁氧化物是助烙剂，其降低了渣的粘度。由 于通过加入该混合物降低了铁氧化物的份额，所W可提高渣的粘度。此外，还提高了整个过 程中所获取的铁的产量。
[0027] 因此，借助于该混合物中的碳成分，一方面可实现渣的发泡。另一方面可提高渣的 粘度。因此，借助于该混合物中的碳成分可有针对性地调节渣的发泡程度及其粘度。
[0028] 在该混合物中，碳基本上可W W纯的形式存在，例如W石墨或焦炭的形式，但例如 也可与其它组分如与该混合物的侣成分或儀成分组合。尤其可提供，本发明的碳成分在该 混合物中部分地、主要地或完全地W碳化侣（A14C3)的形式存在。
[0029] 在本发明的混合物中，碳W至少5质量%的份额存在，即例如也W至少6、7、8、9、10、 11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22或23质量％的份额存在。此外，在本发明的混合物 中，碳W最高40质量％的份额存在，即例如也W最高38、36、34、32、31、30、29、28、27、26或25 质量%的份额存在。
[0030] 在该混合物中，侣（作为Al2〇3计算）可WW至少1质量％的份额存在，即例如可W W至少2、3、4或5质量%的份额存在。此外，在该混合物中，侣（作为Al2〇3计算）可W W最高 20质量%的份额存在，即例如可^^最高18、16、14、13、12、11、10、9、8或7质量%的份额存在。
[0031] 如前所述，在本发明的混合物中，侣的成分作为Al2〇3计算，但其中在该混合物中的 本发明的侣成分优选不W作为Al2〇3的氧化物形式存在，而是优选部分地、主要地或完全地 W金属形式和/或W碳化物即作为A14C3的形式存在。
[0032] 如果侣作为碳化物存在于该混合物中，则运种碳化侣同时构成该混合物中的侣成 分和碳成分的载体。
[0033] 如果在该混合物中的碳和侣W碳化侣的形式存在，则该碳化侣-成分在W下方面 特别有利:碳化侣的侣和碳均可与渣的氧成分起反应，并且由此可减少渣的氧化物组分，特 别是铁氧化物。在相应的反应中，碳化侣中的侣成分氧化成Al2〇3,而碳化侣中的碳成分氧化 成 C〇2。
[0034] 如果根据现有技术的渣调制剂包含儀成分，则其所含的儀成分通常具有碳酸儀 (MgC〇3)、白云石或部分呈氨氧化儀（Mg(0H)2)形式。根据现有技术认为运在下述方面是有 利的，即在设及的渣调制剂的运些成分与渣接触时，碳酸儀分解成氧化儀和二氧化碳，白云 石分解成氧化儀和氧化巧W及二氧化碳，或者氨氧化儀分解成氧化儀和水蒸汽。在此，二氧 化碳和水蒸汽促使渣发泡。
[0035] 但是，本发明已发现，W碳酸儀、白云石或氨氧化儀形式存在的儀仅导致渣的碱度 和MgO-含量延缓升高。此外，本发明已发现，通过将儀W氧化儀的形式加入到渣中，可显著 更快和更有效地提高渣的碱度和MgO-含量。在避开现有技术的情况下，如此配制本发明的 混合物，使含儀成分(特别是呈MgO形式的）仅用于来提高碱度和该混合物中的MgO-含量，而 通过该混合物的其它成分，特别是通过包含碳和侣的成分来引发渣的发泡。此外，通过借助 于本发明的渣调制剂不必向主冶金过程中引入另外的碳酸盐，所W该资源效能更高，即比 消耗和待引入的W及待输送的渣调制剂的总重量要比现有技术中的小。此外，如果用本发 明的成渣剂来取代含碳酸盐的成渣剂，则通过本