[发明专利]叶轮及使用其的熔池处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及叶轮及使用其来处理熔池的方法，更特别地，涉及能够提高精制效率的叶轮，以及使用其来处理熔池的方法。

背景技术

在炼钢中用作铁合金的锰铁中的磷(P)是使成品钢的质量劣化的因素，例如，引起高温脆性。因此，通常进行从熔融锰铁(即，锰铁熔池)中移除磷(P)的脱磷。

在用于生产锰铁的通常的脱磷过程中，将熔池倾入钢包中并且将叶轮浸没在熔池中以搅拌熔池。在本文中，通常的叶轮20具有翼，即，在搅拌轴较低侧的叶片，如在韩国专利公开No.2011-0065965中所公开的。参照图2再次描述了通常的叶轮，所述叶轮包括以其纵向延伸的叶轮主体21，连接到叶轮主体21的下部的圆周面的多个叶片22，配置为通过多个叶片22的每一个的喷嘴23，配置为通过叶轮主体21和叶片22的内心部并提供脱磷剂和气体的供给管24，以及连接到叶轮主体21的上端的法兰25。将法兰25连接到提供旋转力的驱动单元(未示出)。

以下将简要地描述通过叶轮20的运转产生的搅拌流。如图2所示，通过叶片22的旋转在内壁方向产生的搅拌流(实线的箭头)与钢包10的内壁碰撞，然后分开并沿着钢包10的内壁向上和向下流动。然后，其中从喷嘴23喷射的脱磷剂和气体的流沿着叶片22和叶轮主体21的外周面上升与其中通过叶片22的旋转产生的与钢包10的内壁碰撞、然后上升、并再次下降的脱磷剂和气体的流碰撞。此外，其中脱磷剂和气体沿着叶片22和叶轮主体21的外周面上升，然后沿着钢包10的内壁再次下降的流与通过叶片22的旋转所产生的并且沿着钢包10的内壁上升的搅拌流碰撞。通过这些流的碰撞抵消了搅拌力，其变为降低熔池与脱磷剂之间的反应速率并由此降低脱磷速率的因素。

同时，作为控制熔池中磷组分的方法，存在通过氧化脱磷以磷氧化物(Ba₃(PO₄)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组分的脱磷剂可包括BaCO₃、BaO、BaF₂、BaCl₂、CaO、CaF₂、Na₂CO₃和Li₂CO₃并且可以为熔剂的形式。

在这些之中，由于基于Ca的材料具有低脱磷效率而基于Na和基于Li的材料具有高蒸气压，所以产生再磷化现象。由于已知碱度越高，作为脱磷熔剂的脱磷剂的脱磷性能越高，所以主要使用和开发具有高碱度并且不具有高蒸气压的基于Ba的化合物(BaCO₃、BaO等)。然而，当将基于Ba的化合物用作脱磷剂时，其高熔点使得磷组分以固体形式来获得，从而存在脱磷效率降低的问题。因此，为了解决这个问题，已经开发了添加BaCl₂、BaF₂、NaF₂等的方法。在BaCl₂的情况下，通过蒸发具有强挥发性的氯(Cl)基团来使锰铁上的熔渣分散并散去，而Cl基团的挥发可引起设备腐蚀。此外，由于BaF₂是非常昂贵的，所以BaF₂很难在建立经济生产方法方面使用。此外，NaF₂随着处理过程时间挥发从而散去，因此，其浓度被降低。最终，仅能期望通过F作用来降低熔点，为了解决这个问题，必须增加NaF₂的含量。

当熔渣具有非常高的熔点时，为了获得熔剂效应，除了添加基于Ba元素之外的元素的方法，还有生产液体形式的基于Ba的脱磷剂以使用其的方法(申请No.2011-0093754)。当以液体形式使用脱磷剂时，可抑制由于添加具有相对低的温度的固体脱磷剂所引起的温度下降，可防止由于固化现象所产生的渣壳(skull)从而提高脱磷效果，这导致在脱磷之后，锰铁的回收提高。此外，有利的是，根据脱磷剂的液化温度可减少作为熔剂的原料(BaCl₂、BaF₂、NaF等)的混合量或者可以不使用任意(种)前述原料。

然而，在使用液化和熔融的脱磷剂的前述方法中，由于液化方法是将脱磷剂加热到高于其熔点的温度并液化脱磷剂，当所使用的脱磷剂的熔点非常高时，即使在高于其熔点的温度下液化脱磷剂来使用，但是熔点与液化温度之差减少，使得可应用范围变窄。并且，通常，当脱磷剂的熔点与液化温度之差由于其高熔点而减少时，脱磷剂的流动性很低，以致于很难控制添加液体脱磷剂。