(57)【要約】【解決手段】本発明は、鉄鋼鋳造設備に供給するための、冶金的な容器を有する溶融装置、または少なくとも２つの容器２、３を有する溶融装置１において、ステンレス鋼、特にクロムを含有する特殊鋼およびクロムニッケルを含有する特殊鋼を製造するための方法に関し、その際、これら両方の容器２、３内において、交互に、電気アーク炉プロセス１、および吹込みプロセス１１が作動される。このような方法をより経済的にするために、電気アーク炉作動状態において、還元されていない転炉スラグの可逆的な処理が行われるべきである。この目的で、高クロム含有のスラグ１９は、第１の処理工程において付加されたチャージと共に溶融され、この溶融物が１４９０℃の最低限の温度値に達した後、このスラグが、アークの有利な熱力学上の諸条件のもとで、珪素および炭素でもって溶融プロセスの間に還元され、且つ、このスラグが除去される。その後、掃気プロセスが実施され、その際、この溶融物の炭素量は、＜０．９％の量に至るまで低減される。１６２０から１７２０℃までの出湯温度において、この金属溶融物１８は出湯され、その際、吹込みプロセスの、還元されていない高クロム含有のスラグ１９は、処理容器内において残留する。
2004511659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鋼鋳造設備に供給するための、冶金的な容器を有する溶融装置において、ステンレス鋼、特にクロムを含有する特殊鋼およびクロムニッケルを含有する特殊鋼を製造するための方法であって、
その際、この容器内において、電気アーク炉プロセス、および吹込みプロセスが作動され、
およびその際、それら処理工程内において、この電気アーク炉プロセスが実施される、処理工程の第１の処理工程内において、基本的に固体の及び／または液状の銑鉄および原料、特にスクラップ、および、部分的に炭素含有する合金キャリアおよび珪素を含有する合金キャリアから成る、チャージが溶融され、且つ、この溶融物が引き続いて精錬される、様式の上記方法において、
以下の工程、即ち、
ａ）　付加されたチャージの溶融工程と共に、第１の処理工程における、高クロム含有のスラグの加熱工程、
ｂ）　溶融物が、１４９０℃の最低限の温度値に達した後の、アークの有利な熱力学上の諸条件のもとでの、珪素および炭素でもっての、溶融プロセスの間の、高クロム含有のスラグの還元工程、それに伴っての、後に続くスラグの除去工程、
ｃ）　掃気プロセスでもっての、この同一の容器内における、溶融物の処理工程、
このことによって、それぞれに個別でのまたは組み合わせられた状態での、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通しての、酸素または酸素混合物の掃気により、この溶融物は、炭素量＜０．９％、有利には、＜０．４％に至るまで脱炭され、且つ、１６２０から１７２０℃までの出湯温度までに加熱される、
ｄ）　それぞれに個別でまたは組み合わせられた状態で、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通して導入される不活性ガスとの、この溶融物の混ぜ合わせ工程、
ｅ）　それぞれに個別でまたは組み合わせられた状態での、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通しての、合金元素、スラグ成分、還元剤、金属酸化物−金属含有の塵埃、または混合物の吹込み／上吹き工程、
ｆ）　引き続いてのこの溶融物の出湯工程、
その際、吹込みプロセスの、還元されていない高クロム含有のスラグは、処理容器内において残留し、且つ、工程ａ）による溶融プロセスの電気アーク−溶融プロセスの更新されたサイクル内において還元される、
を有する、電気アーク炉作業内における、吹込みプロセスの後の還元されていないスラグの可逆的な処理を特徴とする方法。
【請求項２】
鉄鋼鋳造設備に供給するための、少なくとも２つの容器（２、３）を有する溶融装置（１）において、ステンレス鋼、特にクロムを含有する特殊鋼およびクロムニッケルを含有する特殊鋼を製造するための方法であって、その際、これら両方の容器（２、３）内において、交互に、電気アーク炉プロセス（１）、および吹込みプロセス（１１）が作動され、
およびその際、それら処理工程内において、この電気アーク炉プロセスが実施される、処理工程の第１の処理工程内において、基本的に固体の及び／または液状の銑鉄および原料、特にスクラップ、および、部分的に炭素および珪素を含有する合金キャリアから成る、チャージが溶融され、
且つ、この溶融物が、引き続いて精錬され、
およびその際、同時に、第１の処理容器（２）内におけるこのチャージの脱炭する吹込みと並んで、第２の処理容器（３）内における第２のチャージの溶融プロセスが実施される、様式の上記方法において、
以下の工程、即ち、
ａ）　付加されたチャージの溶融工程と共に、第１の処理工程における、高クロム含有のスラグ（１９）の加熱工程、
ｂ）　溶融物が、１４９０℃の最低限の温度値に達した後の、アークの有利な熱力学上の諸条件のもとでの、珪素および炭素でもっての、溶融プロセスの間の、高クロム含有のスラグの還元工程、それに伴っての、後に続くスラグの除去工程、
ｃ）　掃気プロセスでもっての、この同一の容器内における、溶融物の処理工程、
このことによって、それぞれに個別でのまたは組み合わせられた状態での、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通しての、酸素または酸素混合物の掃気により、この溶融物は、炭素量＜０．９％、有利には、＜０．４％に至るまで脱炭され、且つ、１６２０から１７２０℃までの出湯温度までに加熱される、
ｄ）　それぞれに個別でまたは組み合わせられた状態で、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通して導入される不活性ガスとの、この溶融物の混ぜ合わせ工程、
ｅ）　それぞれに個別でまたは組み合わせられた状態での、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通しての、合金元素、スラグ成分、還元剤、金属酸化物−金属含有の塵埃、または混合物の吹込み／上吹き工程、
ｆ）　引き続いてのこの溶融物（１８）の出湯工程、
その際、吹込みプロセスの、還元されていない高クロム含有のスラグ（１９）は、処理容器内において残留し、且つ、工程ａ）による溶融プロセスの電気アーク−溶融プロセスの更新されたサイクル内において還元される、および、
ｇ）　その際、同時に、第１の処理容器内におけるこのチャージの脱炭する吹込みと並んで、第２の処理容器（３）内における、このスラグの還元プロセスをも含めて、第２のチャージの溶融プロセスが実施される、
を有する、電気アーク炉作業内における、吹込みプロセスの後の還元されていないスラグ（１９）の可逆的な処理を特徴とする方法。
【請求項３】
酸素または酸素混合物の掃気は、それぞれに個別でまたは組み合わせられた状態で、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通して、上吹き及び／または吹込みの様式で実施されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
溶融物の混ぜ合わせおよび均一化の目的で、同時に、酸素吹込みプロセスにおいて不活性ガスが、それぞれに個別でまたは組み合わせられた状態で、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通して、吹込まれることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
溶融物は、２０から４０分までの酸素の吹込み時間において、＜０．９％の最終炭素含有量までに脱炭されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
酸素吹込みの間に、冷却剤が付加されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
吹込みプロセスは、＜０．９％の炭素含有量、および１６８０℃以上の温度の場合に終了されること、
金属溶融物（１８）が、レードル内へと出湯され、且つ、容器内において、スラグ（１９）が残留すること、および、
更なる処理経過において、この金属溶融物が、＜０．１％の所望の最終炭素含有量までに、二次冶金的な処理法、有利には真空脱気法を用いて処理されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
付加的に炭素、及び／または珪素、もしくは他の還元剤が付加されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
高クロム含有のスラグ（１９）内に含有する酸化クロム、および他の金属酸化物は、炭素および珪素によって、直接的に金属的なクロム、もしくは他の金属類へと還元されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
チャージの溶融の間に、それぞれに個別でまたは組み合わせられた状態で、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通して、酸素または酸素混合物は、改良された珪素酸化作用および炭素酸化作用のために付加されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１、または請求項２の上位概念による方法に関する。
【０００２】
クロムを含有する特殊鋼またはクロムニッケルを含有する特殊鋼を製造するために、少なくとも２つの容器内を備える溶融装置における多段のプロセスが公知である。それぞれの方法技術に依存して、その際に、脱炭は、０．３％以下の炭素含有量に至るまで実施される。常に、高いエネルギーの消費が必要であり、且つ、温度損失が不可避である。
【０００３】
このような方法は、ドイツ連邦共和国特許第１９６　２１　１４３号明細書から公知である。この明細書で記載された方法は、１つの溶融装置内において実施され、この溶融装置が少なくとも２つの容器を備えている。両方の容器は、平行に作動され、その際、それぞれの容器内において、交互に、チャージ（Ｃｈａｒｇｅ）の溶融のための電極か、それとも、酸素および酸素混合物の上吹き及び／または吹込みのための吹込みランスが、使用可能である。これらの容器は、即ち、先ず第一に、溶融ユニットとして、その後、精錬ユニットとして使用される。吹込みの後、スラグは、例えばフェロシリコン、アルミニウム、または石灰のようなスラグ成分の付加の際の二次的なアルミニウム、および酸化クロムを回収するための蛍石のような還元剤でもって還元され、且つ引き続いて出湯される。従って、本発明の課題は、このような方法を、より経済的にすることである。
【０００４】
この課題は、請求項１または２の特徴部において提示された方法の工程によって解決される。この方法の合目的な実施形態は、従属請求項内において記載されている。
【０００５】
本発明の核心は、電気アーク炉作動状態において、還元されていない転炉スラグを可逆的に処理することである。公知の方法−この方法の場合、高クロム含有のスラグの還元、および従って金属的なクロムの回収は、溶融工程および酸素吹込み工程に後置された、且つこれらから分離された方法工程内において実施される−とは異なるやり方で、還元は、ここで同時に、新しいチャージの新たな溶融工程でもって、前述の吹込みプロセスのスラグの維持のもとで、容器内において実施される。このようにして、方法工程、即ち、後置されたスラグの還元工程が設けられなくて済み、並びにクロム含有のスラグは、この処理システムから取り去られない。総じて、このことによって、この方法は、より簡単に、且つより経済的になる。
【０００６】
細部においては、以下の工程、即ち：
ａ）　付加されたチャージの溶融工程と共に、しかも電気アークからの電気的なエネルギーによる、第１の処理工程における、高クロム含有のスラグの加熱工程、
ｂ）　溶融物が、１４９０℃の最低限の温度値に達した後の、アークの有利な熱力学上の諸条件のもとでの、珪素および炭素でもっての、溶融プロセスの間の、高クロム含有のスラグの還元工程、それに伴っての、引き続いてのスラグの除去工程、
ｃ）　掃気プロセスでもっての、この同一の容器内における、溶融物の処理工程、
このことによって、それぞれに個別でのまたは組み合わせられた状態での、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通しての、酸素または酸素混合物の掃気により、この溶融物は、炭素量＜０．９％、有利には、＜０．４％に至るまで脱炭され、且つ、１６２０から１７２０℃までの出湯温度までに加熱される、
ｄ）　それぞれに個別でまたは組み合わせられた状態で、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通して導入される不活性ガスとの、この溶融物の混ぜ合わせ工程、
ｅ）　それぞれに個別でまたは組み合わせられた状態での、炉頂ランス、側面ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通しての、合金元素、スラグ成分、還元剤、金属酸化物−金属含有の塵埃、または混合物の吹込み／上吹き工程、
ｆ）　引き続いてのこの溶融物の出湯工程、
その際、吹込みプロセスの、還元されていない高クロム含有のスラグは、処理容器内において残留し、且つ、工程ａ）による溶融プロセスの電気アークの更新されたサイクル内において還元される、
が実施される。
【０００７】
この提案された方法は、基本的に、ただ１つの冶金的な容器内において行われる。出湯時間を加速するために、請求項２により、方法を、２つの、交互に作動される冶金的な容器を有する溶融装置内において実施することが提案される。
その場合に、平行に、第１の処理容器内におけるこのチャージの脱炭する吹込みと並んで、第２の処理容器内における、このスラグの還元プロセスをも含めて、第２のチャージの溶融プロセスが実施される。
【０００８】
溶融工程は、電気的にアークを用いてとは異なる方法によっても実施され得、その際、スラグの還元のための有利な熱力学上の諸条件が与えられた状態に留まることに留意されるべきである。
【０００９】
有利には、酸素または酸素混合物の掃気は、上吹き及び／または側面吹込みの様式で実施される。溶融物の比較的に良好な混ぜ合わせおよび均一化の目的で、同時に、酸素吹込みプロセスにおいて不活性ガスが吹込まれる。
【００１０】
溶融物は、２０から４０分までの酸素の吹込み時間において、＜０．９％、有利には、＜０．４％の最終炭素含有量までに脱炭される。
【００１１】
酸素吹込みの間に、目標温度に到達するために、例えば、Ｎｉ、ＦｅＮｉ、フェロクロム、スクラップ、並びに、銑鉄、ＤＲＩまたは合金元素のような他の鉄含有の金属的な原料の様式での、冷却剤が付加される。
【００１２】
有利な方法工程により、吹込みプロセスは、０．９％に等しいかまたはより少ない、有利には０．４％に等しいかまたはより少ない炭素含有量、および１６８０℃以上の温度の場合に終了され、且つ、金属溶融物は、レードル内へと出湯される。本発明により、そこで、引き続いて更新された溶融工程の間に、還元されるために、容器内において、スラグが残留する。このこととは別個に、更なる処理経過において、この金属溶融物は、＜０．１％の所望の最終炭素含有量までに、二次冶金的な処理法、有利には真空脱気法を用いて処理される。このことは、過度に低い炭素含有量までの吹込みプロセスの場合に非常に高く負荷される、この容器の耐火性材料が、損傷されないという利点をも有している。
【００１３】
本発明により、高クロム含有のスラグは、珪素含有の合金キャリアの珪素、もしくは炭素含有の合金キャリアの炭素でもって、チャージ内において還元される。特に有利な方法の実施態様により、付加的に炭素、および場合によっては、珪素が付加されることが提案される。高クロム含有のスラグ内に含有する酸化クロムは、炭素および珪素によって、直接的に金属的なクロムへと還元される。
【００１４】
チャージの溶融の間に、それぞれに個別でまたは組み合わせられた状態で、炉頂ランス、側面浸漬ノズル、側面ノズル、炉底ノズル、もしくは掃気装置を通して、酸素または酸素混合物は、改良された珪素酸化作用および炭素酸化作用のために付加される。
【００１５】
本発明の更なる詳細および利点は、以下の説明から与えられ、この説明内において、ここで２つの冶金的な容器を有する溶融装置の図示された実施形態を、本発明による方法のために詳しく説明する。その際に、上記された特徴の組み合わせと並んで、同様にこれら特徴は、単独でも、または他の組み合わせでも、発明的な本質を有している。この場合、ただ１つの図は、２つの処理容器を有する、溶融装置の側面図を示している。
【００１６】
溶融装置１は、２つの処理容器２、３から成り、これら処理容器内において、交互に、電気アーク炉プロセス（１）、および吹込みプロセス（１１）が作動される。この左側の処理容器２内において、電気的なアークによって溶融の作動状態が、右側の処理容器３内において、溶融物の炭素含有量の低減のための精錬もしくは酸素吹込みの作動状態が図示されている。
【００１７】
酸素吹込みのために、ランス４が、ランス担持アーム５に固定されており、このランスが、容器主軸線に対して同軸に、排気曲管６、および右側の処理容器３の旋回された蓋８の蓋中央開口部７を通って、容器上側部分９の内側空間内へと案内されている。この排気曲管６の開口部１０は、この蓋８の蓋中央開口部７に連なって設けられている。この上側部分９と下側部分１１は、炉容器３を協働で形成している。この排気曲管６は、回転装置１２を介して、隣接する処理容器２へと旋回可能である。この下側部分１１は、出湯口１３、ここで炉底出湯口を金属溶融物のために有しており、これに対して、クロムを含有するスラグがこの容器内に残留する。
【００１８】
容器の底部もしくは壁部に、それぞれに、個別に、または組み合わせられて、炉底ノズル２２、掃気装置、側面浸漬ノズル、側面ノズル２０及び／または側面ランス２１が設けられており、これらを通って、酸素混合物、不活性ガス混合物、もしくはガス混合物が吹込まれる。
【００１９】
左側に図示された処理容器２は、旋回可能な電極アーム１４を有しており、この電極アームに、今ここで問題になっている当該のケースにおいて、３つの電極１５ａ、ｂ、ｃが固定されており、これら電極が、この左側の処理容器２の、蓋中央開口部１７を閉鎖する蓋中央体１６を通って案内されている。
【００２０】
処理容器内において金属溶融物１８が、出湯口１３を介して出湯された後に、新たな溶融工程は開始される。この出湯された溶融物は、鉄鋼鋳造設備、または二次冶金的な処理設備（図示されていない）に供給される。出湯されない、および容器内において残留したスラグ１９上に、原料が装入され、その際、この原料のチャージは、特に炭素および珪素含有の原材料を含み、且つ全内容が引き続いて溶融される。この溶融プロセスの間、溶融物が、１４９０℃の最低限の温度値に達した後に、高クロム含有のスラグが還元される。１５５０℃の、有利には最低限の温度値に達した後に、このスラグが除去され、且つ、この溶融物は、掃気プロセスに被らされ、このことによって、この溶融物は、炭素量＜０．９％、有利には、＜０．４％に至るまで脱炭され、且つ、１６２０から１７２０℃までの出湯温度までに加熱される。この目的で、電極アーム１４が外に旋回して外され、且つ酸素ランス４が中に旋回して入り込む。引き続いて、ただ金属溶融物だけが出湯される。このランス４は、外へと移動し、且つ工程が、新たな工程から開始する。隣接する処理容器内において、この工程は、それぞれに、時系列的に互い違いに経過する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
２つの処理容器を有する、溶融装置の側面図である。
【国際公開パンフレット】
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2004511659.tif 000004
2004511659.tif 000005
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2004511659.tif 000008
2004511659.tif 000009
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2004511659.tif 000011
2004511659.tif 000012
2004511659.tif 000013
2004511659.tif 000014
2004511659.tif 000015
2004511659.tif 000016
【国際調査報告】
2004511659.tif 000017
2004511659.tif 000018
2004511659.tif 000019
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