二次精炼金属的装置和方法 本发明涉及一种用于二次精炼金属且尤其是钢的装置和方法。
在钢铁工业中，钢包炉广泛地被用于控制来自炼钢炉的钢水的温度并在通过连铸机进行铸造之前精炼钢水。在这样的精炼过程中，将一个铸钢桶安放在一个炉罩下方，并在使氩气起泡地穿过钢水时对铸钢桶中的钢液面进行电弧加热，以便使热分布在整个铸钢桶的钢水范围内。
由于给钢水添加了助熔剂如熟石灰、硅石、铝土等，所以形成一层漂浮在钢水上的炉渣。
上述氩气的起泡通常是通过使这样的气体通过至少一个位于铸钢桶底部的多孔部件而实现的。为了保证钢水和炉渣之间有良好的物质和热传递条件，这样的氩气起泡是必不可少的。在某些情况下，电磁搅拌可被用于获得额外的益处。
炼钢桶是垂直设置的圆筒形容器，其深度与直径的比通常大于1并小于2。可以理解，垂直设置这样的容器的一个主要原因就是要保持熔池的表面积尽可能地小并由此在容器内蓄留金属熔池的能量。
对获得最佳搅拌效果来说，上述多孔部件在这样的容器内的定位也很重要。我们还知道，使用深度与直径比小的容器会造成较差的混合环境，而且在较浅地容器如碱性氧气熔炼容器中，需要设置几个这样的多孔部件以获得有效的混合。
这种垂直设置的容器的另一个缺点是容器中金属熔池的表面与体积之比比较小。
另外，由于必须在铸钢桶中留有足够的空间以便尽可能抑制钢水在搅拌时的溢出，所以很难从这样的铸钢桶中除去已经被杂质饱和的炉渣。如果这是例如通过倾斜铸钢桶而实现的，则金属-炉渣表面积增加，由此减小了炉渣层的厚度。另外，在使用长錾子向钢桶口刮削炉渣的情况下，就其宽度足以遍及浇口附近的整个渣层宽度范围的长錾子在更远离浇口的位置上太窄而言，基本上成圆形的渣层表面限制了这种长錾子的宽度，由此允许炉渣沿长錾子的端部漏出。
本发明的一个目的是提供一种用于二次熔炼金属且尤其是钢的装置和方法，利用所述方法和装置可以克服或至少尽可能减轻上述困难。
根据本发明，用于二次精炼金属且尤其是钢的装置包括一个其长宽比大于2的细长形容器，该容器设有至少一个适于加热容器的槽型感应器，并且所述容器适于在工作中以其长侧边基本上水平设置地进行定位。
可以理解，在水平设置的状态下，容器内金属/炉渣熔池的长宽比即其表面的长度与其表面的宽度之比将大于2。还将认识到，这样的金属/炉渣熔池的表面积将比传统的垂直设置的容器的情况大许多，从而可以为加入熔池中的用以二次精炼金属和/或从这样的熔池中除硫和/或使金属熔池与其上的覆渣层之间发生反应的化学物质反应而获得大许多的接触面积。
另外，根据本发明，至少一个感应器在水平设置该容器时是基本上沿容器底部的中心设置的。
申请人已发现，在这样的容器中的熔池是从下面受到加热的，与存在着比较低的金属静压头的事实以及所形成的对流相结合，由此确保在感应器附近产生足够强劲的搅拌作用，从而造成金属/炉渣的有效反应并且使精炼金属和饱含杂质的炉渣均匀分布。
另外，精炼过程中所需的熔剂和合金可以被加入一股至少半连续地流向直接位于感应器上方的金属熔池表面的流体中，即加在获得最有效搅拌运动的地方。
可以认识到，任何金属熔池中所需的这类熔剂等都可以按照传统方式通过至少一个从上方伸入熔池的喷枪被注入熔池中。
另外，如果需要，可以通过将氩气和/或氮气经由至少一个位于容器中的喷枪或多孔部件式搅拌机构而注入熔池的方式来实现金属熔池的附加的搅拌。
另外，可以通过至少一个等离子体电弧枪和/或三相电弧电极而按照传统方式来进行任何可能需要的附加加热。
另外，根据本发明，容器的横截面成圆柱形。
此外，根据本发明，容器朝向其至少一个短端地设有一个开口，经该开口可插入用以从容器的金属熔池中刮除废渣层的长錾子或类似物。
可以认识到，由于渣面在平面图内基本上成矩形，所以可以使用一个在基本上整个渣层长度范围内基本上覆盖整个渣层宽度的长錾子。
由于沿渣层推动或拉扯长錾子，所以可以很有效地从金属熔池的上层中除去废渣。
为了便于这样地除去炉渣，容器的至少一个所述短端可设有一个凹出口。
长錾子的宽度最好略微小于容器的宽度，从而留在长錾子的端部与容器壁之间的狭窄间隙保证了长錾子在容器内自由地移动。
最好可以将空气或氮气吹入这样的间隙中，以防止炉渣在使长錾子沿渣层移动时从该间隙中漏出。
在本发明的范围内，它还包括一种采用上述装置来二次精炼金属的方法。
现在，将参见附图以举例的方式描述本发明装置的一个实施例，其中：
图1是本发明装置的侧视图；
图2是当沿图1的I：I线看时图1所示装置的横截面图；
图3是当沿图1的箭头A方向看时图1所示装置的平面图。
在用于实施金属的二次精炼如钢的二次精炼的本发明装置的一个优选实施例中，所述装置具有一个水平设置的且带有耐火材料衬里的圆筒形容器10，其长度和直径之比大于2。在本发明的一个实施例中，容器10的长度例如可以约为8米，其直径约为2米，这是为了要注入约1米深的金属液11。
可以认识到，尽管图中示出的容器10的横截面成圆形，但它的横截面可以是任何其它适当形状如大致成正方形、三角形等。
沿容器10的上壁设置了一个入口12，熔剂等可以通过所述入口被加入所述容器中。另外，沿容器10底壁的中心设置了至少一个功率为3MW的槽型感应器13。
另外，容器10的上壁沿其对置端部开设了一个开口14，可以通过所述开口插入一个细长形的除渣錾15，通过把手16来操作所述除渣錾，该长錾子15的宽度略微小于容器10的直径。
开口14设置有盖子(未示出)。
容器10还设有一个从上方伸入金属熔池中的喷枪17，可以通过所述喷枪将氩气和/或氮气通入熔池11中以便进行搅拌。
如果需要，容器10还可配有至少一个多孔搅拌件，可以给所述搅拌件提供氩气和/或氮气以便帮助搅拌熔池11。在图1中，只用虚线在18处示出了其中一个多孔搅拌件。
在工作中，要精炼的熔融金属通过其中一个开口14被倒入容器10中，从而形成了一个约1米深的熔池，并且通过入口12装入所需的助熔剂。
感应器13在接通的状态下不仅用于加热熔池11，而且通过对流和电磁力还造成对熔池11的搅拌。
如果需要，可以通过经喷枪17(或部件18)将氩气和/或氮气通入熔池11而加强上述搅拌作用。
由于助熔剂熔化并相互反应，所以在熔池11的顶部形成了一个渣层19，它接着与熔池11中的熔融金属反应。
可以认识到，由于水平设置容器10，所以炉渣/金属熔池的表面具有上述有利的长宽比，而且由于主要从下面加热熔池11，可利用本发明的装置获得上述所有的与化学精炼金属和熔池搅拌的效率有关的优点。
当不得不从容器10中除去废渣层19时，通过其中一个开口14插入长錾子15，并通过开设在容器10的外端上的凹出口(未示出)撇除或推出渣层19中的炉渣。
长錾子15的宽度略微小于容器10的横截面的直径，从而当长錾子15接触渣层19时，在长錾子15的外端与容器10的内壁之间留有狭窄的间隙20，以允许长錾子15在容器10中比较自由地来回移动。
由于将空气或氮气吹入间隙20中，所以防止了渣层19中的炉渣在长錾子15来回移动时通过这样的间隙20漏出。
可以认识到，利用这样的布置结构，在不得不从容器中除去渣层时遇到的上述缺陷被克服了或至少得到了减缓。
还可以认识到，在不超出权利要求书的范围和/或精神的前提下，毋庸置疑地存在着许多种可用于本发明的金属二次精炼装置和方法的具体变形方案。