葉輪及使用其的熔池處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及葉輪及使用其來處理熔池的方法，更特別地，涉及能夠提高精制效率 的葉輪，以及使用其來處理熔池的方法。
【背景技術】
[0002] 在煉鋼中用作鐵合金的錳鐵中的磷（P)是使成品鋼的質量劣化的因素，例如，弓丨 起高溫脆性。因此，通常進行從熔融錳鐵（即，錳鐵熔池）中移除磷（P)的脫磷。
[0003] 在用于生產錳鐵的通常的脫磷過程中，將熔池傾入鋼包中并且將葉輪浸沒在熔池 中以攪拌熔池。在本文中，通常的葉輪20具有翼，即，在攪拌軸較低側的葉片，如在韓國專 利公開No. 2011-0065965中所公開的。參照圖2再次描述了通常的葉輪，所述葉輪包括以 其縱向延伸的葉輪主體21，連接到葉輪主體21的下部的圓周面的多個葉片22,配置為通過 多個葉片22的每一個的噴嘴23,配置為通過葉輪主體21和葉片22的內心部并提供脫磷劑 和氣體的供給管24,以及連接到葉輪主體21的上端的法蘭25。將法蘭25連接到提供旋轉 力的驅動單元（未示出）。
[0004] 以下將簡要地描述通過葉輪20的運轉產生的攪拌流。如圖2所示，通過葉片22 的旋轉在內壁方向產生的攪拌流（實線的箭頭）與鋼包10的內壁碰撞，然后分開并沿著鋼 包10的內壁向上和向下流動。然后，其中從噴嘴23噴射的脫磷劑和氣體的流沿著葉片22 和葉輪主體21的外周面上升與其中通過葉片22的旋轉產生的與鋼包10的內壁碰撞、然后 上升、并再次下降的脫磷劑和氣體的流碰撞。此外，其中脫磷劑和氣體沿著葉片22和葉輪 主體21的外周面上升，然后沿著鋼包10的內壁再次下降的流與通過葉片22的旋轉所產生 的并且沿著鋼包10的內壁上升的攪拌流碰撞。通過這些流的碰撞抵消了攪拌力，其變為降 低熔池與脫磷劑之間的反應速率并由此降低脫磷速率的因素。
[0005] 同時，作為控制熔池中磷組分的方法，存在通過氧化脫磷以磷氧化物（Ba3(P0 4)2 等）的形式移除熔池中的磷（P)的方法。用于控制熔池中的磷組分的脫磷劑可包括BaC03、 BaO、BaF 2、BaCl2、CaO、CaF2、Na2C0#P Li 2C03并且可以為熔劑的形式。
[0006] 在這些之中，由于基于Ca的材料具有低脫磷效率而基于Na和基于Li的材料具有 高蒸氣壓，所以產生再磷化現象。由于已知堿度越高，作為脫磷熔劑的脫磷劑的脫磷性能越 高，所以主要使用和開發具有高堿度并且不具有高蒸氣壓的基于Ba的化合物（BaC0 3、BaO 等）。然而，當將基于Ba的化合物用作脫磷劑時，其高熔點使得磷組分以固體形式來獲得， 從而存在脫磷效率降低的問題。因此，為了解決這個問題，已經開發了添加BaCl 2、BaF2、NaF2 等的方法。在BaCld^情況下，通過蒸發具有強揮發性的氯（Cl)基團來使錳鐵上的熔渣分 散并散去，而C1基團的揮發可引起設備腐蝕。此外，由于BaF 2是非常昂貴的，所以8&?2很 難在建立經濟生產方法方面使用。此外，NaF 2隨著處理過程時間揮發從而散去，因此，其濃 度被降低。最終，僅能期望通過F作用來降低熔點，為了解決這個問題，必須增加NaF 2的含 量。
[0007] 當熔渣具有非常高的熔點時，為了獲得熔劑效應，除了添加基于Ba元素 之外的元素的方法，還有生產液體形式的基于Ba的脫磷劑以使用其的方法（申請 No. 2011-0093754)。當以液體形式使用脫磷劑時，可抑制由于添加具有相對低的溫度的固 體脫磷劑所引起的溫度下降，可防止由于固化現象所產生的渣殼（skull)從而提高脫磷效 果，這導致在脫磷之后，錳鐵的回收提高。此外，有利的是，根據脫磷劑的液化溫度可減少作 為熔劑的原料（BaCl 2、BaF2、NaF等）的混合量或者可以不使用任意（種）前述原料。
[0008] 然而，在使用液化和熔融的脫磷劑的前述方法中，由于液化方法是將脫磷劑加熱 到高于其熔點的溫度并液化脫磷劑，當所使用的脫磷劑的熔點非常高時，即使在高于其熔 點的溫度下液化脫磷劑來使用，但是熔點與液化溫度之差減少，使得可應用范圍變窄。并 且，通常，當脫磷劑的熔點與液化溫度之差由于其高熔點而減少時，脫磷劑的流動性很低， 以致于很難控制添加液體脫磷劑。
[0009] 此外，在使用Ba基脫磷劑的脫磷過程中，為了使脫磷熔渣的堿度保持在高水平， BaO含量作為主要標準。然而，在BaO的情況下，脫磷熔渣可保持在高堿度狀態，但是在實 際工藝中很難將BaO自身用作脫磷劑。可通過BaC0 3的煅燒反應來生產BaO,但是由于與水 分非常高的反應性，產生的BaO很容易水化。此外，當將BaO轉化為水合物（例如，Ba(0H) 2 等）時，Ba(0H)2與空氣中的C02反應而轉化為BaC03，導致存在例如儲存的麻煩。因此，通 常，當使用基于Ba的脫磷劑時，將BaC0 3用作主原料。當使用BaCO 3時，當在高溫錳鐵熔池 中進行煅燒反應時產生C02氣體，以使得所產生的C0 2氣體起作用以大量地提供氧，并且使 經過煅燒反應所產生的BaO包含在熔渣中以保持熔渣的堿度處于高水平。然而，經過BaC0 3 的煅燒反應所產生的〇)2氣體氧化錳鐵熔池中的Mn，因此，增加了熔渣中Mn氧化物的含量 從而降低熔渣的堿度。此外，隨著脫磷精制過程繼續，由于通過引入脫磷劑使熔池暴露于空 氣中以及處理時間的持續，熔池溫度下降，Mn的氧化得到促進，從而使得脫磷劑的脫磷效率 降低。
[0010] 當在開始使用固體脫磷劑（例如基于BaC03-NaF的脫磷劑）時，初始熔點高并且 經過高溫精制反應來煅燒BaC0 3以增加BaO的量。盡管制造了 Ba0-BaC03的低共熔組合物， 但是由于組分不平衡很難達到液化。并且，在精制過程期間，由于包含氧化的MnO組分引起 組分不平衡、發生固化或形成渣殼，因此，更難完成液化。
【發明內容】
[0011] 本發明提供了能夠提高精制效率的葉輪，以及使用其來處理熔池的方法。
[0012] 本發明還提供了能夠在脫磷的初始階段增強脫磷性能的熔劑及其制造方法。
[0013] 本發明還提供了能夠在脫磷過程中降低錳的氧化速率的熔劑及其制造方法。
[0014] 本發明提供了能夠通過降低其熔點來改善反應效率的脫磷熔劑及其制造方法。
[0015] 本發明還提供了能夠改善錳鐵的脫磷效率的熔劑及其制造方法。
[0016] 摶術方案
[0017] 根據本發明的用于攪拌熔池的葉輪包括：以縱向延伸的葉輪主體；配置為通過所 述葉輪主體的下部的一部分的噴嘴；以及安裝在所述葉輪主體上部的葉片。
[0018] 葉輪主體浸沒在容納熔池的容器中，并且葉輪主體至少從熔池的熔體表面浸沒至 熔池的下部區域。
[0019] 上述葉輪還包括供給管，所述供給管配置為縱向通過葉輪主體的內部并且具有與 噴嘴連通的下端。
[0020] 當假設容納在容器中的熔池具有高度H時，葉片設置在距容器的底面的（1/2)H位 置以上的區域，并且噴嘴設置在距容器的底面的（1/2) H位置以下的區域。
[0021] 葉片安裝在接近熔池的熔體表面并且噴嘴設置成接近容器的底面。
[0022] 根據本發明的處理熔池的方法，包括：制備熔池；制備控制熔池中所含的磷（P) 含量的脫磷劑；將葉輪浸沒在所述熔池中；向葉輪中提供脫磷熔劑以將脫磷熔劑吹入熔池 中；使葉輪旋轉以攪拌其中吹入脫磷熔劑的熔池，其中所述攪拌包括攪拌熔池，使得通過葉 輪的葉片產生的熔池的攪拌流方向與通過吹入所述熔池的脫磷劑所產生的熔池的攪拌流 方向相一致。
[0023] 通過葉片產生的攪拌流分為向上流動和向下流動，并且熔池在葉片向下的攪拌流 的區域比熔池在所述葉片向上的攪拌流的區域更廣。
[0024] 在葉片之下的攪拌流方向與通過吹入熔池的脫磷熔劑所產生的熔池的攪拌流方 向相一致。
[0025] 所述脫磷熔劑的制備包括：制備包含BaC03的主原料；以及加熱所述主原料以獲 得其中固體BaO與液體BaO彼此共存的BaC03_Ba0二元脫磷熔劑。
[0026] 所述脫磷熔劑的制備包括：制備包含BaC03的主原料；將碳（C)組分混合到主原料 中；以及加熱與碳（C)組分混合的主原料以獲得液體BaC0 3-Ba0二元脫磷熔劑。
[0027] 上述方法還包括將碳（C)和NaF2中的至少一種混合到主原料中。
[0028] 將NaF2以相對于脫磷熔劑的總重量大于3. 1重量％且小于或等于10重量％的比 例混合。
[0029] 所述加熱在空氣或惰性氣體氣氛中進行1. 5小時至5小時。
[0030] 碳（C)組分以BaO的摩爾數的0. 6倍的量混合。
[0031] 所述加熱在1050 °C或更高的溫度下進行。
[0032] 上述方法還包括將NaF2混合到主原料中。
[0033] NaF2&相對于所述脫磷熔劑的總重量大于3. 1