电弧炉炼钢
专利汇可以提供电弧炉炼钢专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开高效的协调处理( 脱硫 )，把熔融金属从以连续方式操作的直接熔炉转移至以批次方式操作的 电弧 炉。本发明包括使用足够大的熔融金属存储装置，如 铁 水 包，来为少量的，优选两到三个的 电弧炉 批次操作提供熔融金属。，下面是电弧炉炼钢专利的具体信息内容。
1.一种把熔融金属从直接熔炉转移到一个或多个电弧炉中的方 法，包括以下步骤：
(a)把熔融金属以至少1400℃的温度从直接熔炉排入到熔融金属 存储装置；
(b)对熔融金属脱硫；和
(c)把脱硫的熔融金属加入到一个或多个电弧炉中，并生产至少 两炉次的钢水。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括在熔融金属存 储装置中对熔融金属脱硫。
3.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)包括把第一数量的脱硫 的熔融金属从熔融金属存储装置加入到一个电弧炉中，并把剩余的脱 硫的熔融金属保持在熔融金属存储装置中，直到需要熔融金属存储装 置中的再一数量的脱硫的熔融金属以在该电弧炉中生产下一炉次的钢 或在另一电弧炉中生产一炉次的钢，此后把再一数量的脱硫的熔融金 属从熔融金属存储装置加入到该电弧炉或另一电弧炉中。
4.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(C)包括把 脱硫的熔融金属直接从熔融金属存储装置加入到电弧炉中。
5.如权利要求1—3中任一项所述的方法，其中步骤(c)包括借 助加料装置把脱硫的熔融金属从金属存储装置间接加入到电弧炉中。
6.如前面权利要求中任一项所述的方法，其包括在步骤(c)中把 熔融金属加入电弧炉中之前使从直接熔炉中排出的熔融金属保持在至 少1300℃的温度。
7.如权利要求6所述的方法，其包括在不使用外部加热来维持熔 融金属的温度的情况下，在步骤(c)中把熔融金属加入到电弧炉中之 前，使从直接熔炉中排出的熔融金属保持在至少1300℃的温度。
8.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括以 批次方式对熔融金属脱硫。
9.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括在 熔融金属存储装置中将熔融金属脱硫至小于0.055wt.％的S。
10.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(c)包括在 电弧炉的年产量低于100万吨钢水的情况下，连续把脱硫的熔融金属 加入到一个电弧炉中以在炉内生产至少两炉次的钢水。
11.如权利要求1—10中任一项所述的方法，其中步骤(c)包括 在每一电弧炉的年产量为至少100万吨钢水的情况下，连续把脱硫的 熔融金属加入到两个或多于两个的电弧炉内，以在这些炉中生产至少 两炉次的钢水。
12.如前面权利要求中任一项所述的方法，其包括把熔融金属存 储装置返回到直接熔炉处。
13.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中熔融金属存储装 置包括铁水包或鱼雷车。
14.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中加料装置包括导 流槽。
15.一种在电弧炉中生产一炉次钢水的方法，其包括加入预定量 的熔融金属的步骤，所述熔融金属通过以上权利要求中任一项所述的 方法被转移到炉中。
16.一种在电弧炉中生产一炉次钢水的方法，包括以下步骤：
(a)把预定量的固体给料，包括废钢、生铁块、直接还原铁(DRI) 和热压块铁(HBI)中的一种或多种，加入到所述炉；
(b)通过给所述炉提供电能和/或化学能，使固体给料在炉中熔化， 并形成熔融物料浴；
(c)在步骤(b)的熔化过程中，把通过上述方法转移到炉中的预 定量的熔融金属加入到炉内；
(d)在所述炉中精炼熔融物料至要求的钢化学性质；
(e)对所述炉除渣；和
(f)从所述炉中排出该炉次的钢水。
17.如权利要求16所述的方法，其中生产每一炉次钢水，熔融金 属的量占给料总量的30-35wt.％。
本发明涉及电弧炉炼钢。
本发明尤其涉及在以下单元操作中铁水(下文中称为“熔融金属”) 的协调处理，以及在以下单元操作之间转移熔融金属：
(a)以批次或连续的方式生产熔融金属的直接熔炉；
(b)以批次方式对熔融金属脱硫的脱硫单元；和
(c)电弧炉，其以批次方式来从给料(包括脱硫的熔融金属) 生产钢水，并生产多批次(以下称“炉次”)的钢水，并且需要多批 次投进给料来生产每一炉次。
上述单元操作的组合以及使熔融金属维持在预定的温度之上以避 免金属凝固，在单元操作中处理熔融金属以及在各单元操作间转移熔 融金属以实现最终有效生产钢水炉次的目的方面具有重要意义。
其中一个重要的环节是选择铁水包的大小以便把熔融金属从直接 熔炉转移到脱硫单元并从脱硫单元转移到电弧炉的加料装置中。
有很多因素会影响最小和最大铁水包尺寸的选择。
举例说明，这些因素包括：从直接熔炉出来的熔融金属温度，熔 融金属的液相线温度，熔融金属在铁水包中的冷却速率，脱硫时间， 从直接熔炉到脱硫单元之间的转移时间，从脱硫单元到电弧炉加料装 置间的转移时间，以及在电弧炉中的保持时间。
这些因素对铁水包大小的选择具有不同的影响，而这些影响经常 是竞争性的。
例如，如果来自以连续方式操作的直接熔炉的熔融金属的流动速 度相对较高，那么铁水包尺寸应足够大，从而需要适当的时间来填充 铁水包。然而，随着铁水包尺寸的增加，使得铁水包中的熔融金属在 电弧炉的一个批次操作中全部使用的可能性越来越小。当铁水包尺寸 增大到其中的熔融金属不能用在电弧炉的一个批次操作中时，熔融金 属的保持时间就成了问题，这就为铁水包的最大尺寸设置了限制。同 样的问题也存在于以批次方式操作的直接熔炉中。
本申请人已经认识到，通过使用足够大的铁水包(或其他熔融金 属储存装置)来给少量的，优选地两到三个电弧炉的批次操作提供熔 融金属，能够实现高效地协调处理和转移熔融金属。
根据本发明，提供了一种把熔融金属从直接熔炉转移到一个或更 多的电弧炉中的方法，其包括如下步骤：
(a)把熔融金属以至少1400度的温度导入熔融金属存储装置；
(b)对熔融金属脱硫；和
(c)把脱硫的熔融金属注入一个或多个的电弧炉并生产出至 少两炉次的钢水。
上述方法使得用大小合适的铁水包从直接熔炉中接收熔融金属成 为可能。这对于实现从直接熔炉中排出来说十分重要。这种方法还使 得远离直接熔炉并且(优选地)靠近电弧炉保持熔融金属(优选在脱 硫后)得以实现。从有效操作直接熔炉，脱硫装置，电弧炉的角度来 看，这也十分重要。
步骤(a)可包括以批次或连续方式把熔融金属从直接熔炉中排出。
优选的，步骤(b)包括在存储装置中对熔融金属脱硫。
优选的，步骤(c)包括把第一数量的脱硫的熔融金属从熔融金属 存储装置加入一个电弧炉，而使剩余的脱硫的熔融金属仍留存在熔融 金属存储装置中，直到需要熔融金属存储装置中再一数量的脱硫的熔 融金属以在电弧炉中生产下一炉次钢水或在另一电弧炉生产一炉次的 钢水，之后把再一数量的脱硫的熔融金属从熔融金属存储装置中加入 到此台或另一台中电弧炉。
步骤(c)可以包括把脱硫的熔融金属直接从熔融金属存储装置中 加入电弧炉中。
步骤(c)也可以包括用加料装置间接地把脱硫的熔融金属从熔融 金属存储装置中加入电弧炉中。
优选的，此方法包括，在步骤(c)中把熔融金属加入到电弧炉之 前，使从直接熔炉中排出的熔融金属保持在至少在1300℃的温度。
优选的，在步骤(c)中把熔融金属加入到电弧炉之前，使脱硫 的熔融金属的温度保持在1300℃以上的步骤不包括在保持熔融金属的 同时用外部热源加热熔融金属。
优选的，该方法中的步骤(a)，(b)，(c)在少于100分钟的时 间内完成。
优选的，步骤(b)包括以批次方式对熔融金属脱硫。
优选的，步骤(b)包括使熔融金属在存储装置中脱硫至小于 0.055wt.％的S。
优选的，在电弧炉的年产率少于一百万吨钢水的情况下，步骤(c) 包括连续把脱硫的熔融金属加入电弧炉以生产至少两炉次钢水。
优选的，在每一电弧炉的年产率至少在一百万吨钢水的情况下， 步骤(c)包括把脱硫的熔融金属加入两个或更多的电弧炉以生产至少 两炉次钢水。
优选的，该方法包括将熔融金属存储装置返回到直接熔炉。
熔融金属存储装置可以是任何适合于保持熔融金属的装置。
举例来说，适合的熔融金属存储装置包括铁水包和鱼雷车(torpedo car)。
优选的，熔融金属存储装置为铁水包。
优选的，此方法包括在完成脱硫后在铁水包上加盖以使铁水包的 热量损失最小化。
加料装置可以是任何能够帮助把脱硫的熔融金属从熔融金属存储 装置中加入电弧炉的设备。
加料装置可以包括导流槽或漏斗。
根据本发明，还提供一种在电弧炉中生产一炉次钢水的方法，其 包括步骤：把已经通过上述转移方法转移到炉中的预定量的熔融金属 加入电弧炉。
更具体地说，根据本发明，提供了一种在电弧炉中生产一炉次钢 水的方法，其包括如下步骤：
(a)把预定量的固体给料，包括废钢、生铁块、直接还原铁(DRI) 和热压块铁(HBI)中的一种或多种，加入炉中；
(b)通过给所述炉提供电能和/或化学能，使固体给料在炉中熔化， 并形成熔融物料浴；
(c)在步骤(b)的熔化过程中，把通过上述方法转移到炉中的预 定量的熔融金属加入到炉内；
(d)在炉中把熔融物料精炼至要求的钢化学性质；
(e)对炉除渣；和
(f)从炉中排出该炉次的钢水。
一般来说，生产每一炉次钢水，熔融金属的量约占给料总量的30％ 到35wt.％。
参考所附的根据本发明将熔融金属转移到电弧炉的方法的一个实 施例的流程图，以举例的方式来进一步阐述本发明。
参考流程图，熔融金属以约1450℃的温度连续地从直接熔炉注入 熔融金属存储装置，其为80吨的铁水包的形式。
直接熔炉可以是任何适合于连续生产熔融金属的直接熔炉。一般 来说，直接熔炉每年能够生产至少800,000吨的熔融金属。
举例说明，直接熔炉可以是根据Hismelt工艺生产熔融金属的 Hismelt直接熔炉。HIsmelt直接熔炉以及直接熔炼工艺在很多专利和专 利申请中都有描述，包括例如本申请人的澳大利亚766100号和768628 号专利。
一般来说，熔融金属会以每分钟1.7吨的流速不间断地从直接熔 炉注入铁水包，由此铁水包在大约45分钟的时间内注满。
在铁水包注满后，该铁水包被用适当地运输车转移到脱硫单元， 熔融金属以批次的形式在此单元进行脱硫，一般来说，脱硫至硫化物 含量不超过0.055wt.％，并且在脱硫步骤中产生的炉渣从铁水包中清 除。
一般来说，脱硫的时间约在20分钟左右。
在熔融金属被脱硫，去渣后，铁水包在上面提到的运输车上被转 移至电弧炉处，并且根据辅助熔融金属从铁水包中注入电弧炉的加料 装置来设置其位置。例如，加料装置可包括导流槽，或漏斗，或其他 适合将熔融金属从铁水包转移到电弧炉的装置。
铁水包一直被搁置于电弧炉处，直到电弧炉进入熔化步骤。那一 刻，铁水包中的40吨熔融金属将从铁水包中借助加料装置注入到电弧 炉中。熔融金属促进在电弧炉中一炉次钢水的生产。
在电弧炉生产上面提到的这一炉次钢水的时候，剩余的40吨熔融 金属被保持在铁水包中。
之后，在电弧炉下一周期的熔化步骤期间，剩余的熔融金属借助 于加料装置被从铁水包中注入电弧炉内。
根据电弧炉的循环周期，熔融金属在铁水包中的保持时间也相应 不同。希望的是，保持时间控制在最短，切记最低的保持温度约在1320 ℃左右。
电弧炉的冶炼周期是随其他因素而变化的，如电弧炉的变压器容 量，氧注入速率等。
一般来说，生产130吨熔炼量钢水的电弧炉的冶炼周期约为35至 60分钟。40吨熔融金属的注入约占熔炼量的30—40wt.％。
为了使从铁水包热损失最小化，在铁水包处于电弧炉处时为其加 盖。
在该方法中，当所有的熔融金属都从铁水包中排出后，用运送车 把铁水包运到维护单元，并进行清理以备下次再用。
在这之后，清理干净的铁水包在返回直接熔炉前被运往预热单元 并在此预热。
在任何情况下，需要的铁水包的数量都不相同，这取决于不同因 素的影响，包括铁水包的容量，直接熔炉的生产率，熔融金属的出炉 温度，电弧炉的数量，电弧炉的冶炼周期，以及直接熔炉和电弧炉的 相对位置。
在不偏离本发明的精神及范围的情况下，上述本发明的实施例可 进行许多的改进。
例如，虽然上述实施例包括供给两个40吨批次的熔融金属以在一 台电弧炉中连续生产多炉次钢水，但本发明并不限于此，它可以被扩 展为：(a)用来更小批次地供给熔融金属以用来在炉中连续生产多于 两炉次的熔融金属，和(b)把两批或多批的熔融金属供给到两台或多 台电弧炉。
此外，虽然上面的实施例用的是80吨容量的铁水包，但本发明并 不局限于这一容量的铁水包，并能扩展至任意容量的铁水包。
此外，本发明也并不局限于使用铁水包，还可扩展至任何适当熔 融金属存储装置。例如，本发明可扩展至用鱼雷车做熔融金属存储装 置。
考虑到鱼雷车的隔热特点，在热损失成为重要的考量因素时，鱼 雷车特别适合被用来做熔融金属存储装置。
举例说明，本发明可扩展至使用鱼雷车存储熔融金属并把熔融金 属从直接熔炉转移到脱硫单元。
举例说明，本方法还可进一步包括在脱硫单元把熔融金属转移到 一个或多个铁水包中，并在这些铁水包中对熔融金属进行脱硫，随后 把这些熔融金属注入一个或多个电弧炉中。
进一步举例，本发明可扩展至用鱼雷车存储并从直接熔炉转移熔 融金属至脱硫单元，对每一鱼雷车中的熔融金属依次进行脱硫处理， 并把脱过硫的熔融金属直接从鱼雷车上依次注入一个或多个电弧炉 中。
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