含錳鋼水生產方法、保溫爐和使用保溫爐的含錳鋼水生產設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及生產含錳鋼的方法，并且更具體地，涉及在沒有附加的工藝或沒有如 下問題的情況下生產高質量的含錳鋼水的方法，這些問題比如為可能由在利用氧氣頂吹轉 爐生產高錳鋼時使用大量合金元素而導致的鋼水溫度降低和高的生產成本的問題。另外， 本公開涉及用于該方法的保溫爐，以及包括保溫爐的用于生產含錳鋼水的設備。
[0002] 此外，本公開涉及如下的生產含錳鋼水的方法，該方法即使將以不同的量和在不 同的生產時間制備的熔融金屬澆注(混合)在一起以形成含錳鋼水產品，也不會使含錳鋼水 的質量下降，并且本公開涉及用于該方法的保溫爐，以及包括保溫爐的用于生產含錳鋼水 的設備。
【背景技術】
[0003] 通常，高錳(Μη)鋼具有大約lwt %至大約5wt %的Μη含量，并且某些不銹鋼具有 10wt%或更小的Μη含量。此外，用于在汽車中使用的具有高強度和高成形性的某些近期的 鋼具有15wt%至25wt%的Μη含量。通常，在使用氧氣頂吹轉爐的高錳鋼生產過程中，使具有 大約4.5wt%的碳含量的鐵水在氧氣頂吹轉爐中脫碳以產生具有0.2wt%至0.4wt%的碳含 量的鋼水，并且當將鋼水引出氧氣頂吹轉爐時，將通過熔煉過程和精煉過程而產生的固相 含Μη鐵合金供給到鋼水以控制鋼水的Μη含量。
[0004] 在這種過程中，含Μη鐵合金的供給成比例地增大了鋼水中所需的Μη含量。然而，在 含Μη鐵合金的供給增大的情況下，鋼水的溫度降低，并且因而，需要一種防止或補償溫度降 低的方法。
[0005] 例如，當生產具有lwt%至5wt%的Μη含量的鋼水時，使用了一種增大氧氣頂吹轉 爐過程的最后階段中的鋼水溫度或增大二次精煉過程中的鋼水溫度的方法，以補償由供給 鐵合金而導致的鋼水溫度降低。然而，在生產具有l〇wt%或更大的Μη含量的高錳鋼的過程 中，氧氣頂吹轉爐中所容納的鋼水必須被保持處于高溫以為將鐵合金供給到鋼水時的溫度 降低做好準備。在此情況下，鋼水的溫度保持在比正常的工藝溫度高大約150°C或更高的溫 度處，從而導致鋼水的過度氧化并且增大了鋼水中溶解的氧的量。結果，當鐵合金被供給到 鋼水時，鐵合金可能容易被氧化，并且因而，可能會使鐵合金中所含的大量有效金屬元素被 浪費。
[0006] 因此，在用于解決上面提到的問題的另一種方法中，當鋼水被引出氧氣頂吹轉爐 時，僅將一部分的所需量鐵合金供給到鋼水，并且隨后，在利用氧化能或電能來升高鋼水的 溫度的同時，在二次精煉過程中將剩余部分的所需量鐵合金供給到鋼水。然而，與升高氧氣 頂吹轉爐中的鐵水溫度的情況相比，升高二次精煉過程中的鋼水溫度的方法需要大量的能 量。此外，該方法效率低，處理時間長并且生產成本高。
[0007] 在韓國專利申請公開公報No.2008-0072786中所公開的方法中，具有大約6%的碳 含量的熔融錳鐵(FeMn)、具有大約0.1 %的碳含量的鋼水、以及所需量的造渣劑被供給到 FeMn-精煉氧氣頂吹轉爐。然而，所公開的方法需要比如精煉工藝的附加工藝，以用于在最 終的鋼產品中獲得所需的雜質含量，從而增大了生產過程的成本和處理時間。此外，當通過 所公開的方法生產鋼時，難以根據鋼水的所需成分來調整熔融FeMn中的雜質含量。
[0008] 在韓國專利No. 1047912中所公開的另一方法中，精煉的鋼水被供給到熔融鐵合金 或者熔融鐵合金被供給到精煉的鋼水，并且熔融鐵合金中的碳、磷和氮中的至少一者的含 量通過考慮鋼水氧氣頂吹轉爐終點處鋼水的雜質含量、熔融鐵合金的量、以及根據鋼的種 類而設定的設計規格和權值的方面而根據鋼水的狀態或種類來進行控制。
[0009] 然而，根據所公開的方法，由于鋼水和熔融鐵合金通過不同的工藝供給，因此有必 要不管產量和處理時間方面的差異都能按時供給鋼水和熔融鐵合金。特別地，錳具有高蒸 汽壓和高親氧和親氮性并因此會容易與氧和氮結合。因此，當儲存包括錳的熔融金屬時，錳 可能會被浪費，或者可能需要附加工藝，從而導致與成本和工藝相關的問題。
【發明內容】
[0010] 【技術問題】
[0011] 本公開內容的各方面可以提供一種通過如下方式快速地生產含錳鋼水的方法，該 方式不管工藝之間的差異都根據鋼水的生產及時制備高質量的熔融鐵合金或非鐵金屬，并 且提供一種用于該方法的保溫爐、以及一種包括保溫爐的用于生產含錳鋼水的設備。
[0012] 本公開內容的各方面還可以提供一種通過根據使用氧氣頂吹轉爐所生產的鋼水 的狀態而調整熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的狀態來生產含錳鋼水的方法、一種用于該方法 的保溫爐、以及一種包括保溫爐的用于生產含錳鋼水的設備。
[0013] 此外，根據本公開內容，當儲存熔融鐵合金或熔融非鐵金屬時，熔融鐵合金或熔融 非鐵金屬被脫氮或防吸氮，并且因而，可以不執行例如脫氮處理的后處理。
[0014] 【技術方案】
[0015]因此，本公開提供了 一種生產含錳鋼水的方法。
[0016] 例如，根據本公開內容的一方面，生產含錳鋼水的方法可以包括:制備熔融鐵合金 或熔融非鐵金屬;將熔融鐵合金或熔融非鐵金屬保持在等于或高于熔融鐵合金或熔融非鐵 金屬的熔點的溫度處；以及將熔融鐵合金或熔融非鐵金屬澆注到制備的鋼水中，其中，在對 熔融鐵合金或熔融非鐵金屬進行保持時，熔融鐵合金或熔融非鐵金屬經受防吸氮過程或脫 氮過程。
[0017] 熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的保持可以與防吸氮過程或脫氮過程一起在保溫爐 中被執行，并且防吸氮過程或脫氮過程可以包括向保溫爐供給氬(Ar)氣作為氣氛氣體，以 使保溫爐的內部保持處于正壓。
[0018] 熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的保持可以與防吸氮過程或脫氮過程一起在保溫爐 中被執行，并且防吸氮過程或脫氮過程可以包括利用氬(Ar)氣在保溫爐的上部區域和下部 區域中的至少一者中攪拌熔融鐵合金或熔融非鐵金屬。
[0019] 防吸氮過程或脫氮過程可以包括將硅(Si)加到熔融鐵合金以使得熔融鐵合金可 以具有ijwt%或更大的硅(Si)含量。
[0020] 保溫爐可以包括:殼體;容置單元，容置單元設置在殼體中并且包括用以容置熔融 的或固相的鐵合金或非鐵金屬的內部空間；加熱單元，加熱單元構造成加熱容置單元中所 容納的鐵合金或非鐵金屬；以及蓋，蓋設置在容置單元的上側上以封閉容置單元的內部空 間，其中，蓋可以包括氣氛氣體供給單元，氣氛氣體供給單元連接至惰性氣體供給單元并且 向容置單元供給氣氛氣體，使得在容置單元中熔解的鐵合金或非鐵金屬可以被脫氮或被防 止吸氮。
[0021] 熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的制備可以在保溫爐中進行。
[0022] 制備的熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的量可以大于在熔融鐵合金或熔融非鐵金屬 的澆注中的所需的量，并且在將所需的量的熔融鐵合金或熔融非鐵金屬澆注到鋼水中之 后，可以將剩余量的熔融鐵合金或熔融非鐵金屬持續地保持在等于或大于其熔點的溫度 處。
[0023] 熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的制備可以包括熔解具有根據以下公式的錳(Μη)含 量和磷(Ρ)含量的固相FeMn或固相Μη金屬：
[0024] Ρ含量(wt% Κ-0.026 X (含Μη鋼水的目標Μη含量(wt% ) + (4.72 X 10-4) X (含Μη鋼 水的目標Μη含量(wt % ))2。
[0025] 保溫爐的加熱單元可以包括感應線圈，并且熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的制備可 以包括利用感應線圈進行感應加熱。
[0026] 熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的澆注包括:將熔融鐵合金或熔融非鐵金屬澆注到容 納有鋼水的鋼包中；以及對鋼水與熔融鐵合金或熔融非鐵金屬一起進行攪拌，其中，攪拌可 以借助于通過鋼包的下側供給惰性氣體來執行。
[0027] 熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的澆注可以包括:將熔融鐵合金或熔融非鐵金屬澆注 到容納有鋼水的鋼包中；以及對鋼水與熔融鐵合金或熔融非鐵金屬一起進行攪拌，其中，攪 拌可以利用穿過鋼包的上側插入到鋼水和熔融鐵合金或熔融非鐵金屬中的攪拌器來執行。
[0028] 在熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的保持中，熔融鐵合金或熔融非鐵金屬可以保持在 1300°C至1500°C的溫度處，并且緊接在熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的澆注之前，該方法還 可以包括根據鋼水的狀態和高錳鋼水的目標狀態來加熱熔融鐵合金或熔融非鐵金屬。
[0029] 在熔融鐵合金或熔融非鐵金屬的澆注之后，該方法還可以包括執行RH真空精煉過 程或鋼包爐(LF)精煉過程，在RH真空精煉過程或鋼包爐(LF)精煉過程中，Al、C、Cu、W、Ti、 他、311、313、(>、8、0 &、3丨和附中的至少一者被供給到鋼水和熔融鐵合金或熔融非鐵金屬，并 且RH真空精煉過程可以與脫氫過程一起進行。
[0030] 此外，本公開提供了 一種保溫爐。
[0031] 例如，根據本公開內容的另一方面，保溫爐可以包括:殼體;容置單元，容置單元設 置在殼體中并且包括用以容置固相或熔融鐵合金或者固相或熔融非鐵金屬的內部空間；加 熱單元，加熱單元構造成加熱容置單元中所容納的鐵合金或非鐵金屬；以及蓋，蓋設置在容 置單元的上側上以封閉容置單元的內部空間，其中，蓋包括氣氛氣體供給單元，氣氛氣體供 給單元連接至惰性氣體供給單元并且向容置單元供給氣氛氣體，使得在容置單元中熔解的 鐵合金或非鐵金屬被脫氮或被防止吸氮。
[0032] 加熱單元可以包括以下各者中的至少一者：圍繞容置單元纏繞的感應線圈；設置 在蓋中的電極棒;以及設置在蓋中的等離子體。
[0033] 保溫爐還可以包括連接至加熱單元的控制單元，其中，熔融鐵合金或熔融非鐵金 屬可以在控制單元的控制下保持在1300°C至1500°C的溫度處，并且緊接在熔融鐵合金或熔 融非鐵金屬被澆注到鋼水中之前，熔融鐵合金或熔融非鐵金屬可以在所述控制單元的控制 下被加熱。
[0034] 在設置在容置單元的上側上的蓋中可以設置有氣氛氣體供給管，并且蓋可以包括 用以在氣氛氣體被供給到保溫爐的內部時使保溫爐的內部保持處于恒定正壓的通氣孔。
[0035] 保溫爐還可以包括:虹吸結構，虹吸結構包括吸入部、排出部、傳輸部和初始壓力 口，其中，吸入部穿過蓋而插入到容置單元中所容納的熔融鐵合金或熔融非鐵金屬中，排出 部連接至吸入部以將通過吸入部而引出的熔融鐵合金或熔融非鐵金屬排到鋼包，傳輸部連 接在吸入部與排出部之間以傳輸熔融鐵合金或熔融非鐵金屬，初始壓加連接至傳輸部以 產生初始壓力差；以及驅動單元，驅動單元連接至殼體的下側以通過使殼體升起或降下來 幫助虹吸結構的操作。
[0036] 保溫爐還可以包括:驅動單元，驅動單元連接至殼體以用于使殼體和容置單元升 起或降下；第一導引件，第一導引件設置在殼體的外表面上；以及導架，導架設置在殼體的 外側處并且包括導輥，導輥通過在第一導引件向上移動