帶有碳注入噴槍的冶金爐的制作方法

本發明涉及爐，更具體地說，涉及用于煉鋼的埋弧爐。

背景技術：

1、在通過已知的埋弧爐(saf)生產鋼的過程中，由直接還原鐵(dri)生產含0-2.5％碳的熱金屬熔池。這種碳含量對于在下游基于saf的煉鋼中用作高爐(bf)鐵水替代品的鐵水來說太低。

技術實現思路

1、因此，本發明的一個目的是提供一種爐和操作爐的方法，申請人認為利用該爐和方法至少可以緩解上述缺點，或者可以為已知的爐和方法提供一種有用的替代方案。

2、根據本發明，提供了一種冶金爐，包括：

3、封閉的冶金爐容器，用于保持還原氣氛，該容器包括向容器中的爐料提供能量的至少一個電極，該爐料包括熔融金屬體，該熔融金屬體具有上表面、上表面上的爐渣層、和進料體；

4、至少一個碳注入噴槍，在其操作位置，該噴槍從其位于該容器外部的入口端穿過容器中的爐口延伸至其位于容器內部的出口端，在該出口端，該噴槍在該金屬體的上表面下方終止；該至少一個碳注入噴槍的該入口端連接到滲碳劑源；該至少一個碳注入噴槍可選擇性地在操作位置和縮回位置之間移動，在該縮回位置，該出口端位于該容器外部；以及

5、氣密殼體，用于處于縮回位置的至少一個碳注入噴槍，該殼體以氣密方式定位于該容器上的該爐口上方并保持該容器中的該還原氣氛。

6、該爐可以作為埋弧爐(submerged?arc?furnace，saf)運行，或者作為明弧爐(openarc?furnace)運行。

7、滲碳劑可以是干燥和精細研磨的滲碳劑的形式，并且在利用saf的煉鋼應用中，碳注入噴槍可以用于將直接還原鐵(dri)的熱金屬熔池中的碳含量提高到大于4％，使得其可以在下游基于saf的煉鋼中用作高爐(bf)替代熱金屬供應。滲碳劑可以是煤、焦炭、石墨、純碳等形式。

8、冶金爐可包括多個碳注入噴槍，以及用于每個碳注入噴槍的相應氣密殼體，每個該碳注入噴槍延伸穿過該容器中的相應爐口。

9、在一些實施例中，每個碳注入噴槍的入口端可以連接到相應的滲碳劑源。

10、在其他實施例中，多個碳注入噴槍可以分成至少第一組碳注入噴槍和第二組碳注入噴槍，并且第一組碳注入噴槍的入口端和第二組碳注入噴槍的入口端可以連接到相應的滲碳劑源。

11、在操作過程中，滲碳劑可以連續地供給到碳注入噴槍的入口端，以在出口端噴出。

12、在其他實施例中，滲碳劑按順序且交替地供給到第一組碳注入噴槍的入口端和第二組碳注入噴槍的入口端。

13、該容器為矩形結構，包括：矩形的基底，該基底具有在該基底的相對的兩個端部之間延伸的主軸線、相對的升高側壁、相對的升高端壁，以及頂部。

14、冶金爐可包括位于該主軸線上的多個間隔開的電極。

15、在其他實施例中，容器可以是圓形結構，包括：具有主軸線和中心軸的基座；圓形側壁和圓形頂部。

16、在這些實施例中，多個間隔開的電極可以定位于與主軸同心的圓上。

17、該爐口可以限定在容器的任何合適的部分，例如側壁，但優選該爐口限定在頂部。至少一個碳注入噴槍可以在垂直方向或傾斜方向上在操作位置和縮回位置之間移動。

18、該至少一個碳注入噴槍安裝在相應的托架上，該托架能夠在條軌上、在對應于該至少一個碳注入噴槍的該操作位置的第一位置和對應于該至少一個碳注入噴槍的該縮回位置的第二位置之間移動，該托架和條軌安裝在該氣密殼體內。

19、該殼體是細長的，并包括進入該殼體內的可選擇性操作的入口(用于在壓力下的惰性氣體)、殼體的可選擇性操作的排氣口和可選擇性打開和關閉的門，通過門可從殼體中取出至少一個碳注入噴槍的至少一部分。

20、用于爐口的蓋子可以安裝在外殼中。當至少一個碳注入噴槍處于縮回位置時，蓋子可以選擇性地在打開位置和關閉位置之間移動。

21、本發明的范圍還包括一種操作冶金爐的方法，該冶金爐包括：封閉的冶金爐容器，用于保持還原氣氛，該容器包括向容器中的爐料提供能量的至少一個電極，該爐料包括熔融金屬體，該熔融金屬體具有上表面、上表面上的爐渣層、和進料體；該方法包括：

22、利用碳注入噴槍，當處于操作位置時，該碳注入噴槍從其位于該容器外部的入口端通過該容器中的爐口延伸至該上表面下方的該碳注入噴槍的出口端，以將滲碳劑注入該爐料中；

23、選擇性地將該碳注入噴槍縮回到第二縮回位置，以使得該出口端定位于該容器外部；并

24、利用氣密殼體，容納處于該縮回位置的碳注入噴槍，該氣密殼體定位于該爐口上方并以氣密方式定位在該容器上，以保持該容器中的該還原氣氛。

技術特征：

1.一種冶金爐，包括：

2.根據權利要求1所述的冶金爐，包括多個碳注入噴槍，以及用于每個碳注入噴槍的相應氣密殼體，所述每個所述碳注入噴槍延伸穿過所述容器中的相應爐口。

3.根據權利要求2所述的冶金爐，其中，每個所述碳注入噴槍的入口端與各自的滲碳劑源相連。

4.根據權利要求2所述的冶金爐，其中，所述多個碳注入噴槍被分成至少第一組碳注入噴槍和第二組碳注入噴槍，并且其中，所述第一組碳注入噴槍的入口端和所述第二組碳注入噴槍的入口端連接到各自的滲碳劑源。

5.根據權利要求3或4所述的冶金爐，其中，在操作過程中，滲碳劑被連續供給到所述多個碳注入噴槍的入口端，以在所述出口端噴出。

6.根據權利要求4所述的冶金爐，其中，所述滲碳劑按順序且交替地供給到所述第一組碳注入噴槍的所述入口端和所述第二組碳注入噴槍的所述入口端。

7.根據前述權利要求中任一項所述的冶金爐，其中，所述容器為矩形結構，包括：矩形的基底，所述基底具有在所述基底的相對的兩個端部之間延伸的主軸線、所述容器還包括相對的兩個升高側壁、相對的兩個升高端壁，以及頂部。

8.根據權利要求7所述的冶金爐，包括定位于所述主軸線上的多個間隔開的電極。

9.根據權利要求1至6中任一項所述的冶金爐，其中，所述容器為圓形結構，包括：基底、多個圓形側壁，以及圓形頂部。

10.根據權利要求9所述的冶金爐，包括定位于與主軸線同心的圓上的多個間隔開的電極。

11.根據權利要求7至10中任一項所述的冶金爐，其中，所述爐口限定在所述頂部中，并且其中，所述至少一個碳注入噴槍能夠在所述操作位置和所述縮回位置之間垂直地移動或傾斜地移動。

12.根據前述權利要求中任一項所述的冶金爐，其中，所述至少一個碳注入噴槍安裝在相應的托架上，所述托架能夠在條軌上、對應于所述至少一個碳注入噴槍的所述操作位置的第一位置和對應于所述至少一個碳注入噴槍的所述縮回位置的第二位置之間移動，所述托架和所述條軌安裝在所述氣密殼體內。

13.根據權利要求1至12中任一項所述的冶金爐，其中，所述氣密殼體是細長的，并且包括：進入所述殼體內的可選擇性操作的入口，所述入口用于加壓的惰性氣體、從所述殼體排氣的可選擇性操作的排氣口、和可選擇性打開和關閉的門，通過所述門，能夠從所述殼體中取出所述至少一個碳注入噴槍的至少一部分。

14.根據權利要求1至13中任一項所述的冶金爐，包括安裝在所述殼體中蓋子，所述蓋子用于所述爐口，當所述至少一個碳注入噴槍處于所述縮回位置時，所述蓋子能夠選擇性地在打開位置和關閉位置之間移動。

15.一種操作冶金爐的方法，所述冶金爐包括：封閉的冶金爐容器，用于保持還原氣氛，所述容器包括向容器中的爐料提供能量的至少一個電極，所述爐料包括熔融金屬體，所述熔融金屬體具有上表面、上表面上的爐渣層、和進料體；所述方法包括：

技術總結
冶金爐10包括：封閉還原氣氛的密閉容器12。該容器包括向爐料16提供能量的至少一個電極14.1。爐料包括具有上表面22的熔融金屬體20。在其操作位置，碳噴射噴槍28.1從其位于容器外部的入口端30通過容器中的爐口32延伸至其位于容器內部的出口端34，在該處噴槍在上表面22下方終止。入口端30連接到碳源。噴槍可在操作位置和縮回位置之間移動，在縮回位置，出口端34位于容器外部。冶金爐還包括用于處于縮回位置的噴槍的氣密殼體38.1。殼體以氣密方式定位于容器上并位于爐口上方，并保持容器中的還原氣氛。

技術研發人員：G·J·洛特,E·T·三楊格勒,P·P·A·施泰因,T·德拉米尼,G·S·特布蘭奇,M·懷特海,A·弗蘭肯伯格
受保護的技術使用者：麥迪克斯（控股）公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21