时间流程的以下说明是在申请人的悉尼电弧炉设备的实验过程中开发的。
[0059]—般来说，通过实验而由申请人开发的技术，包括所述流程图，集中在如下方面，但不限于:如本文所述，混合非烧结成块的含碳聚合物以及其他材料，将混合物供应给炉，在炉的上游对混合物的材料处理，以及炉内的温度传感和总热量控制。
[0060]可以容易地认识到，在其他电弧炉中制造钢的适当的时间流程可根据具体情况容易地开发。
[0061]参考附图，在两分钟的时间周期内向炉供应用于制造钢的碎片进料形式的第一固体原料。
[0062]在向炉进料之后，为炉的电极提供电源并将氧气(或其他合适的含氧气体)注入炉中。在电极和固体原料之间产生电弧，由此产生热量而逐渐地熔化所述固体进料。
[0063]在为炉提供约3Mffh的能量之后(其典型地是第一运行阶段中的三分钟时间周期)，开始将石灰和氧化镁形式的熔剂注入进炉中。提供这些材料以在炉内形成的熔融材料上形成炉渣。3Mffh的功率相当于电极“穿透”碎片并在炉的底部中的重熔体上产生电弧所需的功率。
[0064]在约8Mffh的能量提供给炉之后(其典型地是第一运行阶段中的八分钟时间)，将橡胶形式的非烧结成块的含碳聚合物和焦炭形式的另一碳源的混合物注入进炉内。8Mffh达到熔融材料的平坦熔浴和液态炉渣开始形成的状态。混合物以恒定流速连续注入四分钟的时间，至第一运行(和氧气注入)阶段结束。混合物通过延伸至炉内的喷管注入。橡胶/焦炭混合物作为燃料，通过橡胶/焦炭的燃烧产生热量。橡胶/焦炭，包含燃烧产物也可作为炉渣发泡剂，如国际公开文本中所描述的。
[0065]用于制造钢的原料的第二进料以碎片进料形式在第一运行阶段结束后的两分钟时间供应给炉。
[0066]第二原料进料之后，重新向炉供电并恢复氧气(或其他合适的含氧气体)的注入，且炉开始第二运行阶段。
[0067]在第二原料进料之后，将约3Mffh的能量提供给炉之后(其典型地是第二运行阶段的三分钟时间周期)，将石灰和氧化镁形式的熔剂供应给炉，从而有助于保持炉内的炉渣的所需水平。
[0068]自第一原料进料之后，在将约20Mffh的能量供应给炉之后(其典型地是第二运行阶段中的另一五分钟时间周期)，橡胶和焦炭的混合物通过喷管再次注入进炉内，以恒定速度连续注入所述混合物直至第二运行(和氧气注入)阶段结束。典型地，第二运行(和氧气注入)阶段运行24 - 28分钟。
[0069]在第二运行阶段结束后，在两分钟周期内，炉进行出钢以将熔融钢以及炉渣从炉中排出。
[0070]在出钢结束后，在将新的碎片进料供应给炉重复所述方法之前有两分钟的周转时间。
[0071]根据申请人的在墨尔本和悉尼的电弧炉设备上进行的实验，已经获得的结果表明本发明具有如下潜在优势:
[0072](a)加速了炉渣发泡过程；
[0073](b)实现了电力消耗的降低，如果电力来自烧煤的发电站，这意味着降低了导致温室效应气体的排放；
[0074](c)通过降低所需的注入材料的数量而降低了制造的总成本；
[0075](d)通过降低“冶炼”时间(制造一批熔融钢所需的时间长度)而提高了炉的生产率。
[0076]而且，使用非烧结成块的含碳聚合物具有显著地优势，其可能从堆填区被转移走。
[0077]上述发现是重要的成果。
[0078]在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对上述本发明的方法实施例作出多种改进。
[0079]通过实施例的方式，虽然本文所述的实施例用于制造钢，但是本发明并不局限于此，还可用于通常的铁合金的制造。
[0080]而且，虽然本文描述的实施例是在电弧炉中制造钢，但是本发明并不局限于此，还可在任何合适的冶金炉中的通常的钢和铁合金的制造。
[0081]而且，虽然实施例包括使用非烧结成块的含碳聚合物，但是本发明并不局限于此，还可使用烧结成块的含碳聚合物。
[0082]而且，虽然实施例包括通过延伸进炉内的一个或多个喷管来向炉注入非烧结成块的含碳聚合物和其他碳源的混合物，但是本发明并不局限于此，还可使用任何合适的装置来向炉供应所述混合物。
[0083]而且，虽然实施例包括用于炉的进料以及向炉供应其他材料的特定时间周期，但是本发明并不局限于此，还可以包括任何合适的时间周期。而且，本发明还包括将材料连续填充至炉的情况。
[0084]而且，虽然实施例包括在部分运行阶段期间以恒定流速连续注入非烧结成块的含碳聚合物和其他碳源的混合物，但是本发明并不局限于此，还可以在方法的运行阶段期间或，如果需要的话，在其他非运行阶段期间，进行周期性注入和/或变化流速的注入。
[0085]而且，虽然实施例包括使用石灰和氧化镁作为炉渣发泡剂，但是本发明并不局限于此，还可以使用任何合适的材料。
[0086]而且，虽然实施例包括在第一和第二运行阶段供应石灰和氧化镁，但是本发明并不局限于此，还可以在运行时和运行后添加这些熔剂和其他具有碎片的熔剂。
[0087]而且，虽然实施例包括以两个运行阶段来实施所述方法，但是本发明并不局限于此，还可借助一个或其他任意合适数量的运行阶段来实施所述方法。
[0088]而且，虽然实施例描述了供应非烧结成块的含碳聚合物和其他碳源的混合物，但是本发明还包括在方法中的其他时间仅供应上述成分中的一种的实施例。
【主权项】
1.一种用于在电弧炉或其他合适的冶金炉中制造诸如钢的铁合金的方法，包括在该方法的第一运行阶段的至少一部分过程中，向炉中供应如下混合物:(a)能作为炉渣发泡剂的含碳聚合物和(b)另一碳源，以及在该方法的第二运行阶段至少一部分过程中，向电弧炉中供应所述含碳聚合物和另一碳源的另一混合物，并在运行的多个阶段中，根据炉的能耗、炉内熔体组成以及熔化温度中的任意一种或多种来确定开始供应所述含碳聚合物和其他碳源的混合物的时间，其中含碳聚合物包括下列任意一种或多种物质:橡胶(合成或天然的)，以及其他的，诸如聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯苯乙烯以及ABS的聚合物，以及其他碳源包括焦炭、碳煤焦、木炭和石墨中的任意一种或多种。2.一种在电弧炉或其他合适的冶金炉中制造铁合金的方法，该方法包括: (a)向炉中供应用于铁合金的原料的初始进料； (b)运行第一运行阶段，并在炉的一个或多个电极与固体原料进料之间产生电弧，并在炉内产生热量且熔化所述固体原料进料； (c)在第一运行阶段运行第一时间周期后，开始向炉中供应如下混合物:(i)能作为炉渣发泡剂的含碳聚合物和(ii)另一碳源，其中含碳聚合物包括下列任意一种或多种物质:橡胶(合成或天然的)，以及其他的，诸如聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯苯乙烯以及ABS的聚合物，以及其他碳源包括焦炭、碳煤焦、木炭和石墨中的任意一种或多种； (d)在第一运行阶段结束时，向炉中供应所述铁合金原料的另一进料； (e)通过再次产生电弧而运行第二运行阶段； (f)在第二运行阶段的第一时间周期后，开始在炉中注入如下混合物:(i)能作为炉渣发泡剂的含碳聚合物和(ii)另一碳源；以及 (g)在第二运行阶段结束时，将熔化的铁合金出炉，并且所述方法进一步包括，在运行的多个阶段中，根据炉的能耗、炉内熔体组成以及熔化温度中的任意一种或多种来确定开始供应所述含碳聚合物和其他碳源的混合物的时间。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括在向炉中供应所述混合物的一个或多个时间周期中改变这些材料的所述混合物中的含碳聚合物和其他碳源的比例。4.根据权利要求1或2所述的方法，包括在向炉中供应所述混合物的一个或多个时间周期中保持所述含碳聚合物和其他碳源的混合物的流速恒定。5.根据权利要求1或2所述的方法，包括在向炉中供应所述混合物的一个或多个时间周期中改变所述含碳聚合物和其他碳源的混合物的流速。6.根据权利要求1或2所述的方法，包括在一个或多个运行阶段中保持向炉中连续供应所述含碳聚合物和其他碳源的混合物。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述含碳聚合物占所述混合物总重量的20-60wt.% ο8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述含碳聚合物占所述混合物总重量的25-35wt.% ο9.根据权利要求1或2所述的方法，其中在第一运行阶段向炉中供应的所述含碳聚合物和其他碳源的混合物与第二运行阶段供应的所述混合物相同。10.根据权利要求1或2所述的方法，包括在一个或多个运行阶段向炉中注入含氧气体，例如氧气。
【专利摘要】公开了一种在电弧炉或其他合适的冶金炉中制造诸如钢的铁合金的方法。该方法包括在该方法的运行阶段的至少一部分过程中，向炉中供应如下混合物：(a)能作为炉渣发泡剂的含碳聚合物和(b)另一碳源。还公开了一种冶金炉。
【IPC分类】C21C5/54, C21C5/52
【公开号】CN105420444
【申请号】CN201510746621
【发明人】保罗·安东尼·菲尔豪尔, 保罗·詹姆士·奥凯恩, 乔纳森·大卫·迪克尔, 凯瑟琳·路易斯·斯基德莫尔
【申请人】新南创新私人有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2009年8月28日
【公告号】CA2735470A1, CN102165082A, EP2329054A1, EP2329054A4, US20110239822, WO2010022473A1