BR112012009231B1 - Método de refino de metal quente usando lança de topo - Google Patents

Abstract

"lança de topo para refino e método de refino de metal quente usando a lança de topo". é fornecida uma lança de topo para refino que possa efetuar eficientemente o refino por oxidação e, ao mesmo tempo, possa eficientemente fundir metal grudado (skull) a um recipiente de refino do tipo conversor na execução do refino por oxidação de um metal quente ou aço fundido. a lança de topo para refino inclui orifícios de bocal principal 11 e um sub orifício de bocal 12 que se estende verticalmente para baixo ou obliquamente para baixo em uma porção de extremidade distante da lança de topo. a lança de topo também inclui bocais de pós combustão 13 que se estendem horizontalmenteou obliquamente para baixo em uma porção de superfície lateral da lança em uma posição para cima distante da porção de extremidade distante da lança de topo. no interior da lança de topo, são formadas uma primeira passagem de fornecimento para fornecer um material em pó que difere de uma fonte de oxigênio sólido juntamente com um gás contendo oxigênio para sopro através do orifício de bocal principal ou para fornecimento de um gás contendo oxigênio para soprar através do orifício de local principal, uma segunda passagem de fornecimento para fornecimento de um gás contendo oxigênio para pós combustão através dos bocais de pós combustão, e uma terceira passagem de fornecimento para fornecer uma fonte de oxigênio sólido em pó juntamente com um gás de transporte através do sub orifício de bocal.

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção se refere a uma lança de topo para refino que é preferivelmente usada para aplicar refino de oxidação tal como tratamento de desfosforização a metal líquido ou metal fundido em um recipiente de refino do tipo conversor e, também, a um método de refino de metal líquido usando a lança de topo. Na lança de topo da presente invenção, uma passagem de fornecimento para um gás contendo oxigênio e uma passagem de fornecimento para uma fonte de oxigênio sólido tal como óxido de ferro são separadas entre si e então o gás contendo oxigênio e a fonte de oxigênio sólido podem ser fornecidos independentemente a uma superfície de banho de metal líquido ou metal fundido no recipiente de refino do tipo conversor através dessas passagens. Além disso, a lança de topo da presente invenção pode fornecer material em pó diferente da fonte de oxigênio sólido juntamente com o gás contendo oxigênio. Também ainda, a lança de topo da presente invenção pode fornecer um gás contendo oxigênio para pós-combustão (combustão secundária) em um espaço interno do forno de um recipiente de refino do tipo conversor a partir de uma superfície lateral da lança espaçadas de uma porção de extremidade distal da lança.

Antecedentes da Técnica

[002] Em um processo de produção de aço usando-se metal líquido de alto forno, antes do sopro de descarburação usando-se um conversor, um pré-tratamento de desfosforização do metal líquido em que a maioria do fósforo (P) contido no metal líquido é oxidado e removido usando-se um gás oxigênio e um óxido de ferro sólido, foi executado em geral. Particularmente, recentemente, as necessidades de qualidade que os produtos de aço têm que satisfazer se tornaram mais rigorosas se comparado com a técnica anterior, e então a redução posterior da concentração de fósforo foi necessária. Para satisfazer tais necessidades de qualidade, é necessário aumentar a quantidade de metal líquido à qual o tratamento de desfosforização é aplicado em comparação com o passado ou é necessário reduzir a concentração de fósforo após o tratamento de desfosforização de maneira estável.

[003] Por outro lado, para lidar com a demanda para a redução da influência no ambiente como mostrado atualmente pelo aquecimento global, a redução da quantidade de descarga de escória em uma etapa de produção de aço se torna inevitável. Para reduzir a quantidade de descarga de escória no pré-tratamento de desfosforização do metal líquido, é necessário reduzir a quantidade de carga de agente de refino para desfosforização (doravante referido como "agente de refino da desfosforização") que se torna escória que funciona como agente de refino para absorver óxido de fósforo (P2O5) por fusão (referida co-mo "escória de refino de fosforização"). Um componente principal do agente de refino de desfosforização no pré-tratamento de desfosfori- zação de metal líquido é cal. Consequentemente, para reduzir a quantidade de descarga de escória, enquanto satisfaz os requisitos de qualidade acima mencionados, é necessário fornecer uma técnica que mantenha a quantidade de desfosforização necessária enquanto reduz a quantidade de uso de cal, isto é, uma técnica que execute eficientemente o tratamento de desfosforização com o uso de pequena quantidade de cal.

[004] No pré-tratamento de desfosforização do metal líquido, a cal que não provoca fusão (formação de escória) não contribui para a reação de desfosforização e então, para reduzir a quantidade de uso de cal, é importante acelerar a fusão da cal adicionada. Convencionalmente, como fluxo para aumentar a fusão (fundente) que apresente excelente capacidade de fusão da escória tal como cal, é conhecida a fluorita (minério contendo fluoreto de cálcio como principal componente), e a fluorita pode ser usada também como no tratamento de desfos- forização. Entretanto, recentemente, juntamente com o reforço das restrições ambientais, o uso de um fluxo que contém flúor pode ser restrito. Consequentemente, foi estudado um meio que aumenta a reação de desfosforização provocada pela cal sem usar flúor, e foram feitas muitas propostas.

[005] Como um desses meios, foi proposta uma técnica em que um agente de refino de desfosforização à base de cal é fornecido ao mesmo local em que uma fonte de oxigênio tal como um gás contendo oxigênio ou óxido de ferro é fornecido ou um local que está próximo a um local ao qual a fonte de oxigênio é fornecida. Essa técnica é fornecida para executar eficientemente o tratamento de desfosforização com uma pequena quantidade de agente de refino de desfosforização à base de cal pelo aumento da fusão do agente de refino de desfosfo- rização à base de cal.

[006] Por exemplo, o Documento de Patente 1 propõe um método de tratamento de desfosforização de metal líquido em que o pré- tratamento de desfosforização é executado adicionando-se um agente de refino de desfosforização à base de cal e material absorvente de calor até um local em que ao qual é fornecido gás oxigênio. O Documento de Patente 2 descreve uma lança de topo que é adequada para adicionar um agente de refino de desfosforização à base de cal a uma região de pontos de fogo ou uma região de pontos quentes que é formada em uma superfície de metal líquido devido ao fornecimento de gás oxigênio. Essa lança de topo tem estrutura de tubo quádrupla em que um bocal de sopro de material em pó para fornecer um agente de desfosforização à base de cal é arranjado em uma posição de eixo, e uma pluralidade de bocais para fornecer gás oxigênio são arranjados em torno do bocal de sopro de material em pó. Além disso, o Docu- mento de Patente 3 propõe uma lança de topo para refino tendo a estrutura de cinco tubos em que uma passagem para fornecimento de um agente de refino de desfosforização à base de cal juntamente com um gás contendo oxigênio e uma passagem para fornecer óxido de ferro são separados entre si, e refino de oxidação tal como tratamento de desfosforização é aplicado ao metal líquido pelo fornecimento de gás contendo oxigênio, o agente de refino de desfosforização à base de cal e o óxido de ferro à superfície de um banho de metal líquido através dessas passagens. Esse documento de patente 3 também propõe a detecção de um buraco formado em uma passagem de for-necimento de óxido pela formação de um espaço divisor em torno da passagem de fornecimento de óxido de ferro.

[007] Quanto menor a temperatura, mais vantajosa se torna a reação de desfosforização no aço fundido. Consequentemente, o tratamento de desfosforização é executado em uma etapa do metal líquido que está a uma temperatura de aproximadamente 1300 a 1400°C. Por exemplo, o Documento de Patente 1 e o Documento de Patente 2 descrevem uma temperatura usada atualmente variando de uma temperatura levemente inferior a 1300°C até aproximada mente 1350°C. Além disso, recentemente, em vista das vantagens que uma borda livre (espaço dentro de um forno diferente do espaço ocupado pelo metal líquido estacionário) ser grande de modo que uma agitação forte pode ser executada, o pré-tratamento de desfosforização do metal líquido é executado em um recipiente de refino do tipo conversor em geral. Entretanto, o recipiente de refino está a uma temperatura baixa e então o metal líquido disperso durante o tratamento de desfosforiza- ção é aderido a. e solidificado em, uma parede lateral, a parte de abertura do forno e similares do recipiente de refino do tipo conversor de modo que o metal (crosta) é preso nessas partes provocando assim a diminuição do rendimento do metal líquido ou diminuindo a produtivi- dade atribuída à operação de remoção da crosta.

[008] Essa desvantagem na aderência da crosta não é limitada ao pré-tratamento de desfosforização de metal quente e também aparece no refino de descarburação do metal líquido em um conversor, a crosta é presa a uma parede interna e a uma parte de abertura do forno do conversor devido à dispersão do metal durante o sopro (referido como "ebulição") o sopro da escória (referido como "ebulição violenta") dando assim origem à desvantagem de que a carga de metal líquido ou sucata de ferro no forno é obstruída ou similar.

[009] Muitas propostas foram feitas para superar a aderência da crosta. Por exemplo, o Documento de Patente 4 propõe um método de refino em que uma lança de topo inclui m bocal de orifício principal a uma distância da sua porção de extremidade, um bocal pós- combustão que é dirigido horizontalmente ou para baixo é arranjado em uma superfície lateral da lança de topo longe da porção de extremidade distal da lança de topo por uma distância predeterminada, em que o gás oxigênio é fornecido ao interior de um conversor a partir do bocal de orifício principal de forma que o metal líquido ou metal fundido no conversor seja refinado pela oxidação e, ao mesmo tempo, o gás oxigênio seja fornecido a partir do bocal de pós-combustão fundindo assim a crosta presa no conversor.Literatura da Técnica AnteriorDocumentos de PatenteDocumento de Patente 1 - JP-A-2003-328021Documento de Patente 2 - JP-A-2006-336033Documento de Patente 3 - JP-A-2008-208407Documento de Patente 4 - JP-A-2008-138271Sumário da Invenção

Tarefa a ser resolvida pela invenção

[0010] Atualmente, em uma etapa de produção de aço incluindo o pré-tratamento de desfosforização do metal líquido, um método de refino de oxidação em que tanto uma fonte de oxigênio gasoso tal como um gás contendo oxigênio quanto uma fonte de oxigênio sólido tal como óxido de ferro são usados simultaneamente como uma fonte de oxidação, e essas fontes de oxigênio são adicionadas ao mesmo local ou locais adjacentes entre si no a corrente principal. Além disso, nesse caso, a fonte de oxigênio gasoso é usada como um gás de transporte de modo a transportar o fluxo tal como o agente de refino de desfosfo- rização juntamente com a fonte de oxigênio gasoso (veja o Documento de Patente 3) enquanto o método de refino no qual o fluxo é carregado até um local ao qual a fonte de oxigênio gasoso é adicionado é também executado. Também na execução de tal refino, é extremamente importante fundir a crosta presa à parede interna e à parte de abertura do forno de um recipiente de refino do tipo conversor usando uma fon-te de oxigênio gasoso fornecida a partir do bocal pós-combustão formado na superfície lateral da lança de topo a partir do ponto de vista de garantir o rendimento do ferro e a produtividade.

[0011] Para obter uma lança de topo que possa executar tal refino, foram testadas lanças de topo convencionais tendo várias formas. Entretanto, nenhuma dessas lanças de topo é adaptável. Além disso, mesmo quando essas Lanças de topo convencionais são combinadas, uma laça de topo satisfatória não pode ser obtida. Por exemplo, mesmo quando o bocal de pós-combustão proposto no Documento de Patente 4 é montado de tal maneira que o bocal de pós-combustão esteja conectado à passagem de fornecimento de gás contendo oxigênio da lança de topo proposta no Documento de Patente 3, surge a desvantagem de que quando o fluxo é transportado com o gás contendo oxigênio através da passagem de fornecimento de gás contendo oxigênio, o bocal de pós-combustão é fechado pelo fluxo.

[0012] A presente invenção foi feita sob tais circunstâncias, e é um objetivo da presente invenção fornecer uma lança de topo para refino a qual, ao executar o refino de oxidação do metal líquido ou metal fundido em um recipiente de refino do tipo conversor como no caso de pré-tratamento de desfosforização de metal líquido, pode executar eficientemente o refino de oxidação e, ao mesmo tempo, pode eficientemente fundir a crosta presa ao recipiente de refino do tipo conversor. É outro objetivo da presente invenção fornecer um método de refino de metal líquido usando tal lança de topo para refino.

Meios para Resolver o Problema

[0013] A essência da presente invenção para superar as desvantagens acima mencionadas é como segue

[0014] Uma lança de topo para refino usada no refino de oxidação de metal líquido ou metal fundido armazenado em um recipiente de refino do tipo conversor, em que o bocal de orifício principal para soprar e um bocal de suborifício para soprar uma fonte de oxigênio sólido que se estende verticalmente para baixo ou obliquamente para baixo são fornecidos a uma porção de extremidade distal da lança de topo, um bocal de pós-combustão que se estende horizontalmente ou obliquamente para baixo é fornecido a uma porção de superfície lateral da lança de topo em uma posição para cima distante da porção de extremidade distal, e no interior da lança de topo, são formadas uma primeira passagem de fornecimento pra fornecer um material em pó que difere da fonte de oxigênio sólido juntamente com um gás contendo oxigênio para soprar através do bocal de orifício principal, uma segunda passagem de fornecimento para fornecer um gás contendo oxigênio para pós-combustão através do bocal de pós-combustão, e uma terceira passagem de fornecimento para fornecer uma fonte de oxigênio sólido em pó juntamente com um gás de transporte através do bocal de suborifício.

[0015] Isto é, a primeira passagem de fornecimento inclui uma par- te de introdução do fluxo de refino que introduz material em pó diferente de uma fonte de oxigênio sólido (doravante também referido como "fluxo de refino") na primeira passagem de fornecimento, e um gás contendo oxigênio introduzindo a parte que introduz um gás contendo oxigênio na primeira passagem de fornecimento. A parte de introdução do fluxo de refino pode ser uma parte de introdução que introduz o fluxo de refino juntamente com um gás de transporte, e o gás de transporte pode também ser preferivelmente um gás contendo oxigênio. É desnecessário dizer que pode ser possível adotar a estrutura em que o fluxo de refino e um gás contendo oxigênio são introduzidos através da mesma parte de introdução (isto é, a mistura que é formada misturando-se preliminarmente o fluxo de refino e o gás contendo oxigênio a uma razão no momento de fornecimento do fluxo de refino e do gás contendo oxigênio através do bocal de orifício principal é introduzida a partir da parte introdutória). Em uma operação de sopro, a introdução de fluxo de refino pode ser interrompida e apenas um gás contendo oxigênio pode ser introduzido na primeira passagem de fornecimento a partir da parte introdutória de gás contendo oxigênio.

[0016] A segunda passagem de fornecimento inclui uma parte de introdução de gás contendo oxigênio que introduz um gás contendo oxigênio na segunda passagem de fornecimento. A terceira passagem de fornecimento inclui uma parte de introdução da fonte de oxigênio sólido que introduz uma fonte de oxigênio sólido juntamente com um gás de transporte na terceira passagem de fornecimento. Em uma operação de sopro, o fornecimento de uma fonte de oxigênio sólido pode ser interrompido e apenas um gás de transporte pode ser introduzido na terceira passagem de fornecimento a partir da parte introdutória.

[0017] Aqui, a primeira passagem de fornecimento e a segunda passagem de fornecimento pode dividir uma parte de introdução de gás contendo oxigênio comum. Nesse caso, é fornecida a estrutura de divisão que evita a mistura do fluxo de refino na segunda passagem de fornecimento.

[0018] A lança de topo para refino descrita no item (1) acima mencionado, em que a extremidade distal da segunda passagem de fornecimento é fechada de forma que um gás contendo oxigênio fornecido através da segunda passagem de fornecimento não é ligado à primeira passagem de fornecimento e à terceira passagem de fornecimento.

[0019] A extremidade distal da segunda passagem de fornecimento significa uma porção da segunda passagem de fornecimento localizada mais próximo da porção de extremidade distal da lança e à frente do bocal de pós-combustão (lado da porção de extremidade distal da lança).

[0020] A lança de topo para refino descrita no item (2) acima mencionado, em que quaisquer um, dois ou três tipos de gases selecionados de um grupo consistindo em um gás redutor, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante, e um gás raro é/são fornecido(s) à segunda passagem de fornecimento.

[0021] Isto é, a segunda passagem de fornecimento inclui uma parte introdutória para introduzir quaisquer um, dois ou três tipo(s) de gás(gases) na segunda passagem de fornecimento. É desnecessário dizer que pode ser possível adotar a estrutura em que esses gases são introduzidos a partir da mesma parte introdutória que o gás contendo oxigênio.

[0022] A lança de topo para refino descrita em qualquer um dos itens (1) a (3) acima mencionado, em que existe um espaço amortecedor em que quaisquer um, dois ou três tipos de gases selecionados de um grupo consistindo em ar, um gás redutor, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante, e um gás raro é fornecido a uma periferia da terceira passagem de fornecimento, e é detectado um buraco na terceira passagem de fornecimento com base em uma troca de pressão ou taxa de fluxo de um gás presente no espaço amortecedor.

[0023] A lança de topo para refino descrita em qualquer um dos itens (1) a (4) mencionados acima, em que a primeira passagem de fornecimento, a segunda passagem de fornecimento e a terceira passagem de fornecimento são arranjadas concentricamente.

[0024] Um método de refino de metal líquido em que um agente de refino de desfosforização à base de cal é adicionado ao metal líquido armazenado em um recipiente de refino do tipo conversor, é formada escória pelo fundente do agente de refino de desfosforização adicionado, e o refino de oxidação é aplicado ao metal líquido, em que usando-se a lança de topo para refino descrita em qualquer um dos itens (1) a (5) acima mencionados, um gás oxigênio para sopro é fornecido a uma superfície do banho do metal líquido a partir de uma primeira passagem de fornecimento, e, simultaneamente, uma fonte de oxigênio sólido é fornecida à terceira passagem de fornecimento juntamente com um gás de transporte para a superfície do banho de metal líquido na vizinhança de um local ao qual o gás oxigênio para sopro é fornecido e, além disso, um gás oxigênio pós-combustão é fornecido a um espaço interno do forno do recipiente de refino do tipo conversor por uma segunda passagem de fornecimento executado assim o refino de oxidação.

[0025] Pelo menos uma porção do agente de refino de desfosfori- zação à base de cal pode preferivelmente ser fornecido ao metal líquido através da primeira passagem de fornecimento.

Vantagem da Invenção

[0026] De acordo com a presente invenção, a lança de topo inclui, no seu interior, a primeira passagem de fornecimento para fornecer material em pó que difere da fonte de oxigênio sólido tal como o agente de refino de desfosforização à base de cal juntamente com um gás contendo oxigênio para soprar através de um bocal de orifício principal ou para fornecer um gás contendo oxigênio para sopro através do bocal de orifício principal, a segunda passagem de fornecimento para fornecer um gás contendo oxigênio para pós-combustão através do bocal de pós-combustão, e a terceira passagem de fornecimento para fornecer uma fonte de oxigênio sólido em pó juntamente com um gás de transporte através do bocal de suborifício. Consequentemente, mesmo quando materiais em pó são fornecidos através da primeira passagem de fornecimento e da terceira passagem de fornecimento, apenas o gás contendo oxigênio é soprado do bocal pós-combustão, e então o bocal pós-combustão sopra um gás contendo oxigênio pós- combustão de maneira estável por um longo período sem ser fechado. Consequentemente, a aderência do metal (crosta) ao recipiente de refino do tipo conversor pode ser suprimida de forma que as desvantagens provocadas pela aderência da crosta podem ser evitadas previamente com o que o aumento do rendimento do ferro e o aumento da produtividade podem ser alcançados. Além disso, um gás contendo oxigênio, uma fonte de oxigênio sólido, e um fundente tal como um agente de refino de desfosforização à base de cal podem ser fornecidos ao mesmo local ou locais adjacentes entre si e então o refino por oxigênio do metal líquido e aço fundido podem ser realizados eficientemente.

Breve Descrição dos Desenhos

[0027] A Fig. 1 é uma vista esquemática da seção transversal mostrando um exemplo de uma lança de topo para refino conforme a presente invenção.

[0028] A Fig. 2 é uma vista mostrando uma passagem de fornecimento para fornecimento de uma cortina de gás em um espaço amortecedor na lança de topo para refino conforme a presente invenção.

[0029] A Fig.3 é um esquema da vista de uma seção transversal mostrando outro exemplo de uma lança de topo para refino conforme a presente invenção.

Modo de Execução da Invenção

[0030] A seguir, a presente invenção é explicada especificamente em conjunção com os desenhos anexos. Aqui, embora a lança exemplificada a seguir seja um exemplo típico de uma lança, formas, dimensões, números e posições das respectivas pelas (bocais, passagens, etc.) não são limitados àqueles dos exemplos apresentados. Isto é, para realizar adequadamente os objetivos das respectivas peças, a estrutura da lança pode ser projetada em conformidade com o ambiente atual em que a lança é usada por referência a técnicas conhecidas.

[0031] A Fig. 1 é uma vista esquemática de seção transversal mostrando um exemplo de uma lança de topo para refino conforme a presente invenção. Conforme mostrado na Fig. 1, uma lança de topo 1 conforme a presente invenção é constituída de um corpo de lança cilíndrico 2, um bocal de lança 3 que é conectado a uma extremidade inferior do corpo de lança 2 por soldagem ou similar, e uma porção de topo da lança 4 que forma a porção de extremidade superior do corpo da lança 2 e constitui a porção para introdução de um gás, material em pó e água de resfriamento (uma porção de conexão em que o corpo da lança 2 é conectado em relação aos respectivos aparelhos de fornecimento). O corpo de lança 2 é constituído de seis tipos de tubos de aço concêntricos consistindo em um tubo mais externo 5, um tubo externo 6, um tubo intermediário 7, um tubo de divisão 8, um tubo interno 9, e um tubo mais interno 10. Isto é, o corpo de lança 2 tem construção de tubo sêxtuplo. Um bocal de suborifício 12 que se estende verticalmente para baixo é formado e uma porção axial central do bocal de lança feito de cobre 3, e uma pluralidade de bocais de orifício principais 11 cuja direção de descarga é direcionada obliquamente para baixo na direção vertical são formados no bocal de lança 3 em torno do bocal de suborifício 12. Além disso, uma pluralidade de bocais pós- combustão 13 cuja direção de descarga é direcionada na direção horizontal ou obliquamente para baixo na direção vertical são montados em uma porção de superfície lateral do corpo da lança 2 substancialmente equidistantemente na direção circunferencial do corpo de lança 2 em uma posição distante na direção para cima de uma porção de extremidade distal do bocal de lança 3. Embora os bocais de pós- combustão 13 sejam fornecidos nas duas etapas na direção vertical na Fig. 1, os bocais de pós-combustão 13 podem ser fornecidos em uma etapa ou em três ou mais etapas. Aqui, para montar os bocais de pós- combustão 13 cuja direção de descarga é direcionada na direção horizontal ou na direção obliquamente pra baixo na porção de superfície lateral do corpo de lança 2 na posição de direção para cima distante da porção de extremidade distal da lança de topo 1 significa que as posições e as direções (ângulos) dos bocais de pós-combustão 13 na porção de superfície lateral da lança são selecionados de forma que a direção de sopro dos bocais de pós-combustão seja direcionada para a parede do forno de um recipiente de refino. Além disso, a distância entre os bocais de pós-combustão 13 mais próximos de uma porção de extremidade distal é preferivelmente ajustada para 300 mm ou mais, levando-se em consideração as restrições no projeto de uma passagem de água de resfriamento ou similar no bocal da lança de topo do conversor de tipo geral 3.

[0032] Os bocais de orifício principais 11 são bocais para soprar um gás contendo oxigênio que é um gás de sopro ou um material em pó TAC como fundentes diferentes de uma fonte de oxigênio sólido ("fundente de refino"), isto é, um material em pó tal como agente de refino de desfosforização à base de cal no interior de um recipiente de refino tal como um conversor (não mostrado no desenho) juntamente com o gás contendo oxigênio pelo uso do gás contendo oxigênio como gás de transporte. O bocal de suborifício 12 é um bocal para soprar (blasting/blowing) uma fonte de oxigênio sólido como minério de ferro e carepas de laminação no interior do recipiente de refino juntamente com o gás de transporte. Além disso, os bocais de pós-combustão 13 são bocais para soprar um gás contendo oxigênio para a pós- combustão em um espaço interno do recipiente de refino. Como mostrado na Fig. 1, o bocal de orifício principal 11 tem uma assim chamada forma de bocal Laval em que a área de seção transversal é gradativamente aumentada na direção da sua porção de extremidade distal, Por outro lado, o bocal de suborifício 12 e o bocal de pós-combustão 13 têm uma forma reta. Entretanto, o bocal de suborifício 12 e o bocal de pós-combustão 13 podem também ter uma forma de bocal Laval. A lança de topo 1 é apoiada em um dispositivo de apoio (não mostrado no desenho) acima do recipiente de refino de maneira tal que a lança de topo 1 possa ser levantada ou abaixada no interior do recipiente de refino.

[0033] No caso da lança mostrada na Fig. 1, o número de bocais de orifício principal 11 formados, o diâmetro dos bocais de orifício principal 11, etc., não são particularmente limitados. Entretanto, devido às restrições na pressão de um gás fornecido à lança de topo 1 e similares, o número de bocais de orifício principal 11 formados e o diâmetro dos bocais de orifício principal são inevitavelmente decididos com base em uma quantidade fornecida necessária de gás contendo oxigênio. Consequentemente, o número de bocais de orifício principal 11 formados, o diâmetro dos bocais de orifício principal 11, etc., podem ser ajustados dentro de uma faixa em que as condições mencionadas acima são satisfeitas. Também o número de bocais de pós-combustão 13, o diâmetro dos bocais de pós-combustão 13, etc., não são particularmente limitados. Entretanto, os bocais de pós-combustão 13 são arranjados em posições adequadas para fundir o metal preso (crosta) de acordo com a forma do forno. Aqui, o gás contendo oxigênio significa um gás oxigênio (gás oxigênio puro), ar enriquecido com oxigênio, ou um gás misto formado de um gás oxigênio, um gás raro e similares que tenha uma concentração maior de gás oxigênio que de ar. Como fonte de oxigênio sólido que é soprada do bocal de suborifício 12, podem ser usados minério sinterizado feito de minério de ferro, carepa de laminação, poeira coletada, areia ferruginosa, minério de ferro, minério de manganês e similares. Poeira coletada significa poeira contendo FeO ou Fe2O3 que é coletada de um gás de escapamento gerado em um processo de alto forno, um processo conversor ou um processo de sinterização.

[0034] Na presente invenção, um fundente tal como cal viva, que é um tipo de agente de refino de desfosforização à base de cal, é soprado pelo bocal de orifício principal 11 usando um gás contendo oxigênio como gás de transporte. Entretanto, da mesma maneira que nos bocais de orifício principal 11, fundentes tais como cal viva podem ser também soprados do bocal de suborifício 12 juntamente com uma fonte de oxigênio sólido. Como de costume, a taxa de fluxo do fundente soprado pelo bocal de suborifício 12 e a taxa de fluxo de fundente soprado pelos bocais de orifício principal 11 são controlados independentemente por medidores de fluxo respectivamente independentes (não mostrados no desenho).

[0035] Um vão definido entre o tubo mais externo 5 e o tubo externo 6 e um vão definido entre o tubo externo 6 e o tubo intermediário 7 formam passagens fede fluxo para água de resfriamento para resfriar a lança de topo 1. Além disso, a água de resfriamento que é fornecida por um tubo de fornecimento de água (não mostrado no desenho) montado na porção de topo da lança 4 passa através do vão definido entre o tubo externo 6 e o tubo intermediário 7 e alcança uma porção do bocal da lança 3, passa através do vão definido entre o tubo mais externo 5 e o tubo externo 6 e, posteriormente, é descarregado por um tubo de descarga (não mostrado no desenho) montado na porção de topo da lança 4. A passagem de fornecimento/descarga de água pode ser revertida.

[0036] Um vão definido entre o tubo intermediário 7 e o tubo de divisão 8 forma a segunda passagem de fornecimento para fornecer gás contendo oxigênio aos bocais de pós-combustão 13. Um gás contendo oxigênio introduzido no interior do tubo intermediário 7 a partir do tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio 14 que é montado na porção de topo da lança 4 e é comunicado com o tubo intermediário 7 passa através da segunda passagem de fornecimento e alcança os bocais de pós-combustão 13, e é soprado dos bocais de pós- combustão 13. Aqui, uma porção de extremidade superior do tubo de divisão 8 não alcança a porão do corpo da lança 2 em que o tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio 14 é montado (porção introdutória de gás contendo oxigênio). Isto é, o gás contendo oxigênio que é introduzido no interior do tubo intermediário 7 pelo tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio 14 também flui em um vão definido entre o tubo de divisão 8 e o tubo interno 9 (conforme descrito mais tarde, o vão definido entre o tubo de divisão 8 e o tubo interno 9 formam uma primeira passagem de fornecimento), e é soprado para os bocais de orifício principal 11 através do vão. Além disso, uma porção de extremidade inferior do tubo de divisão 8 não alcança a porção do bocal da lança 3. Isto é, um gás contendo oxigênio que passa no vão definido entre o tubo intermediário 7 e o tubo de divisão 8, isto é, a segunda passagem de fornecimento, mas não é soprado do bocal de pós- combustão 13, se liga com a primeira passagem de fornecimento e é soprado pelos bocais de orifício principal 11.

[0037] O vão definido entre o tubo de divisão 8 e o tubo interno 9 forma a primeira passagem de fornecimento para fornecer um gás con- tendo oxigênio para sopro ou um material em pó diferente do oxigênio sólido ("fundente de refino"), por exemplo, um material em pó tal como um agente de refino de desfosforização à base de cal aos bocais de orifício principal 11 juntamente com o gás contendo oxigênio. Isto é, um tubo de fornecimento de material em pó 15 para fornecer fundente de refino usando um gás contendo oxigênio como gás de transporte é montado na porção de topo da lança 4 em uma maneira comunicando com o tubo de divisão 8 (a porção do corpo da lança 2 em que o tubo de fornecimento 15 formando uma porção de introdução de fundente de refino). Além disso, conforme descrito acima, o tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio 14 (a porção do corpo da lança 2 em que o tubo de fornecimento 14 é montado formando uma porção de introdução de gás contendo oxigênio) é montada na porção de topo da lança 4 em uma maneira comunicando com o tubo intermediário 7.

[0038] Além disso, quando o fundente de refino é soprado pelos bocais de orifício principal 11 juntamente com o gás contendo oxigênio para sopro, o gás contendo oxigênio fornecido pelo tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio 14 e um material em pó e um gás contendo oxigênio fornecidos pelo tubo de fornecimento de material em pó 15 são ligados entre si, e passam através da primeira passagem de fornecimento. Nesse caso, a posição da extremidade inferior do tubo de divisão 8 é arranjada abaixo de uma posição em que os bocais de pós-combustão 13 são montados, e então não há possibilidade de que o material em pó que passa através da primeira passa-gem de fornecimento flua nos bocais de pós-combustão 13. Isto é, o tubo de divisão 8 funciona como estrutura divisória que evita que o fundente de refino seja misturado na segunda passagem de fornecimento.

[0039] Para soprar apenas um gás contendo oxigênio para sopro nos bocais de orifício principal 11, o tubo de fornecimento de material em pó 15 pode ser interrompido ou apenas um gás contendo oxigênio pode ser fornecido pelo tubo de fornecimento de material em pó 15.

[0040] Como fundente de refino, isto é, como material em pó diferente da fonte de oxigênio sólido, todas as substâncias sólidas (ou possíveis) conhecidas que possam ser carregadas para realizar eficientemente o refino diferentes da fonte de oxigênio sólido são aplicáveis. Por exemplo, em adição ao acima mencionado agente de refino de desfosforização à base de cal (cal viva (CaO), calcário (CaCO3) e dolomita (CaCO3.MgCO3), escória de descarburação, escória de refino secundário, ou similares), podem ser citados uma matéria prima de escória (por exemplo, pedaços de tijolo quebrado contendo sílica (SiO2) ou óxido de magnésio, ou similares), um agente fundente (contendo fluorita, óxido de titânio, óxido de alumínio, ou similares). Geralmente, pelo menos o agente de refino de desfosforização à base de cal é fornecido como fundente de refino.

[0041] O interior do tubo mais interno 10 forma uma terceira passagem de fornecimento para fornecer a fonte de oxigênio sólido ao bocal de suborifício 12 juntamente com o gás de transporte. Isto é, a fonte de oxigênio sólido que é fornecida ao interior do tubo mais interno 10 juntamente com o gás de transporte por um tubo de fornecimento (não mostrado no desenho) que é montado na porção de topo da lança 4 e se comunica com o tubo mais interno 10 passa através do interior do tubo mais interno 10, alcança o bocal de suborifício 12 e é descarregado pelo bocal de suborifício 12. Aqui, a porção do tubo mais externo 10 na qual o tubo de fornecimento é montado (não mostrada no desenho) forma uma porção de introdução de fonte de oxigênio sólido. Como gás de transporte para transportar a fonte de oxigênio sólido, um gás cujo teor de oxigênio é de não mais que o teor de oxigênio do ar pode ser preferivelmente usado. Particularmente, quaisquer um, dois ou mais tipos de gases selecionados de um grupo consistindo em ar, um gás redutor, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante e um gás raro pode ser preferivelmente usado.

[0042] A razão porque o ar, um gás redutor, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante ou um gás raro é usado como gás de transporte para a fonte de oxigênio sólido é como segue. O teor de gás oxigênio no ar é menor que o teor de gás oxigênio no gás contendo oxigênio soprado pelos bocais de orifício principal 11, e um gás redutor, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante, e um gás raro não contêm substancialmente um gás oxigênio. Consequentemente, a combustão de vestígios de ferro metálico contido na fonte de oxigênio sólido durante o transporte pode ser evitada, e a combustão do tubo mais interno 10 provocada pela centelha gerada devido a um teor entre a fonte de oxigênio sólido e o tubo mais interno 10 durante o transporte pode também ser evitado. Aqui o gás redutor significa um gás à base de hidrocarbonetos tal como um gás propano ou um gás CO, um gás não oxidante significa um gás não tendo capacidade de oxidação tal como gás nitrogênio, e um gás raro significa um gás inerte tal como um gás Ar ou um gás He.

[0043] O vão definido entre o tubo interno 9 e o tubo mais interno 10 é selado e forma um beco sem saída em uma porção do bocal da lança 3 que constitui a porção de extremidade distal do bocal da lança 3, e forma um espaço _amortecedor em que existem quaisquer um, dois ou mais tipos de gases selecionados de um grupo consistindo em ar, um gás redutor, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante e um gás raro que são fornecidos por um tubo de fornecimento de gás amortecedor 16 montado na porção de topo da lança 4. Na presente invenção, um gás que exista no espaço amortecedor é referido como "gás amortecedor".

[0044] Uma passagem de fornecimento que fornece um gás amortecedor ao espaço amortecedor está mostrada na Fig. 2. Como mos- trado a Fig. 2, um equipamento de fornecimento de gás amortecedor 19 que inclui um detector 20, uma válvula de controle remoto 21, uma mangueira flexível 22 e uma pluralidade de válvulas de fechamento manuais 23 é conectado ao tubo de fornecimento de gás amortecedor 16 montado na porção de topo da lança 4. Além disso, um gás amortecedor é fornecido ao espaço amortecedor através do equipamento de introdução de gás amortecedor 19. Como detector 20, são fornecidos ou um ou ambos entre medidor de nível de pressão e medidor de fluxo. Como método de introdução de um gás amortecedor no espaço amortecedor, o gás amortecedor pode ser selado no espaço amortecedor fechando-se a válvula de controle remoto 21, ou a pressão de um gás amortecedor pode ser sempre aplicada ao interior do espaço amortecedor pela abertura da válvula de controle remoto 21. No exemplo mostrado na Fig. 2, ambas as operações podem ser executadas. Aqui, a mangueira flexível 22 é fornecida para permitir que a lança de topo seja levantada ou abaixada com uma margem. Além disso, no exemplo mostrado na Fig. 2, embora o detector 20 seja arranjado mais próximo da lança de topo 1 do que a mangueira flexível 22 é arranjada, o detector 20 pode ser arranjado mais próximo de um lado de fornecimento de gás que a mangueira flexível 22, e o detector 20 pode ser arranjado em qualquer posição. Entretanto, quando um buraco é detectado com base em um valor medido de mudança na pressão do espaço amortecedor, é necessário arranjar o detector 20 mais próximo do lado da lança de topo 1 que a válvula de controle remoto 21. Consequentemente, do ponto de vista de garantir a flexibilidade na operação, é preferível arranjar o detecto 20 mais próximo do lado da lança de topo 1 que a válvula de controle remoto 21.

[0045] A razão porque o ar, um gás redutor, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante, e um gás raro são usados como gás amortecedor é a mesma que a razão porque esses gases são usados como gás de transporte para a fonte de oxigênio sólido. Isto é, a razão é que mesmo quando um buraco é gerado na passagem de fornecimento para a fonte de oxigênio sólido, isto é, no tubo mais interno 10 que é a terceira passagem de fornecimento devido ao transporte da fonte de oxigênio sólido de forma que o gás amortecedor e a fonte de oxigênio sólido são trazidos ao contato entre si, contanto que esses gases sejam usados como o gás amortecedor, é possível evitar a combustão de ferro metálico na fonte de oxigênio sólido e a combustão do tubo mais interno 10 provocada pela centelha gerada pelo contato entre a fonte de oxigênio sólido e o tubo mais interno 10. Consequentemente, um gás diferente dos gases acima mencionados pode também ser usado como gás amortecedor desde que o teor de oxigênio no gás seja igual a ou menor que o teor de oxigênio no ar.

[0046] A detecção de um buraco no tubo mais interno 10 durante o refino pode ser executado como segue. Isto é, quando um buraco é gerado no tubo mais interno 10 durante o refino, o espaço amortecedor e o interior do tubo mais interno 10 se comunicam entre si de forma que a pressão no espaço amortecedor é trocada ou a taxa de fluxo de um gás amortecedor fornecido ao espaço amortecedor é trocado, e então o buraco pode ser detectado com base em tal mudança. Como método específico de detecção, podem ser adotados os dois métodos a seguir. Um método é o método em que o nível de pressão, ou ambos, o nível de pressão e o medidor de fluxo são fornecidos como o detector 20, um gás amortecedor é introduzido no espaço amortecedor e, posteriormente, a válvula de controle remoto 21 é fechada de modo que o gás amortecedor seja selado no espaço amortecedor, e a pressão no espaço amortecedor é medida durante o refino usando-se o detector 20 de modo a detectar um buraco. O outro método é um método em que um medidor de fluxo é fornecido como detector 20, a pressão do gás amortecedor é sempre aplicada ao interior do espaço amortecedor pela abertura da válvula de controle remoto 21, a taxa de fluxo é medida pelo detector 20 em tal estado, e o buraco é medido com base na mudança da taxa de fluxo que ocorre quando o buraco é formado.

[0047] A seguir é dada uma explicação em relação ao exemplo em que o pré-tratamento de desfosforização do metal líquido é executado em um conversor usando-se a lança de topo 1 conforme a presente invenção tendo a constituição acima mencionada.

[0048] A lança de topo 1 conforme a presente invenção é arranjada em uma posição predeterminada acima do metal líquido no conversor, e o gás oxigênio é soprado na direção da superfície do banho de metal líquido como um gás contendo oxigênio dos bocais de orifício principal 11. Juntamente com tal operação, uma fonte de oxigênio sólido é soprada na direção da superfície do banho de metal líquido usando-se quaisquer um, dois ou mais tipos de gases selecionados de um grupo consistindo em ar, um gás redutor, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante e um gás raro como gás de transporte do bocal de suborifício 12. A fonte de oxigênio sólido soprada pelo bocal de su- borifício 12 é fornecida à superfície do banho de metal líquido na mesma posição em que o gás oxigênio é fornecido ou em uma posição na vizinhança da posição em que o gás oxigênio é fornecido. No tratamento de desfosforização, uma escória de refino de desfosforização para absorver o óxido de fósforo (P2O5) gerado por uma reação de desfosforização se torna necessária e então o agente de refino de des- fosforização à base de cal que funciona como escória de refino de desfosforização é também carregado.

[0049] Em relação ao agente de refino de desfosforização à base de cal, o teor de CaO não é particularmente limitado se o agente de refino contiver CaO e pode executar o tratamento de desfosforização que a presente invenção pretende executar. Geralmente, o agente de refino de desfosforização à base de cal é formado de apenas CaO ou contém 50% em massa ou mais de CaO e também contém outros componentes quando necessário. Como exemplo específico, pode ser usado uma cal viva (CaO), calcário (CaCO3), ou uma dolomita (Ca- CO3.MgCO3). É também possível usar um agente de refino de desfos- forização à base de cal no qual uma substância contendo óxido de titânio, óxido de alumínio, ou óxido de magnésio é misturado nas substâncias acima mencionadas como agente de fusão. Além disso, a escória de descarburação, a escória de refino da panela e similares também contém CaO como componente principal e o teor de fósforo nesses materiais é pequeno e então a escória de descarburação e a escória de refino da panela podem ser suficientemente utilizadas como agente de refino de desfosforização à base de cal.

[0050] Em uma superfície de banho de metal líquido, um local em que um gás oxigênio colide na superfície do banho de metal líquido (referido como local de fogo) é elevado até uma alta temperatura devido a uma reação entre o gás oxigênio e o carbono no metal líquido, e então uma fonte de oxigênio sólido fornecida ao local de fogo ou a uma área na vizinhança do local de fogo é rapidamente fundida aumentando assim o teor de FeO na escória. Consequentemente, o potencial de oxigênio na escória é aumentado, isto é, a escória que é ótima para a reação de desfosforização é rapidamente formada e então, mesmo quando a quantidade de escória é pequena ou mesmo sob uma alta temperatura, o tratamento de desfosforização pode ser executado. Além disso, carregando-se o agente de refino de desfosfo- rização à base de cal a um local de fogo ou a uma área na vizinhança do local de fogo, a fusão de um agente de refino de desfosforização à base de cal é aumentado de forma que a escória do refino de desfos- forização é formada em uma etapa anterior com o que a reação de desfosforização é também aumentada. Consequentemente, o agente de refino de desfosforização à base de cal pode preferivelmente ser carregado até um ponto de fogo_ ou uma área na vizinhança do ponto de fogo através do bocal de orifício principal 11, ou através tanto dos bocais de orifício principal 11 quanto do bocal de suborifício 12.

[0051] Nesse sopro, um gás oxigênio para pós-combustão é fornecido pelos bocais de pós-combustão 13 de forma que o metal (crosta) preso a um corpo de forno possa ser fundido ou a aderência da crosta possa ser evitada ao longo do refino por defosforação. Consequentemente, desvantagens causadas pela aderência de crosta podem ser prevenidas antecipadamente e, portanto o aumento do rendimento de ferro e o aumento de produtividade podem ser realizados.

[0052] Nesse caso, a quantidade de fornecimento (Q) de um gás oxigênio pelos bocais de pós-combustão 13 é preferivelmente ajustado para um valor que cai dentro de uma faixa de 5 a 30% da quantidade de fornecimento (Qo) de um gás oxigênio pelos bocais de orifício principal 11. Quando o valor de 100Q/Qo é menor que 5%, a quantidade de gás oxigênio para pós-combustão é extremamente pequena de forma que o valor calorífico da pós-combustão é insuficiente, com o que a crosta presa não pode ser fundida. Por outro lado, quando o valor de 100Q/Qo excede 30%, o valor calorífico da pós-combustão se torna excessivamente grande e então a erosão dos refratários do forno é acelerada.

[0053] Além disso, quando a taxa de fluxo de um gás oxigênio a partir dos bocais de pós-combustão 13 se torna excessivamente rápido de forma que o gás oxigênio dos bocais de pós-combustão 13 alcança diretamente uma parede do forno, não apenas a crosta presa é localmente fundida mas também o refratário do forno é localmente corroído. Consequentemente, é importante dispersar uniformemente o calor pós-combustão no forno deixado-se um jato de gás oxigênio reagir com um gás CO gerado no forno durante um período até o jato de gás oxigênio do bocal de pós-combustão 13 alcançar a parede do for- no.

[0054] Conforme descrito no Documento de Patente 4, foi descoberto que em um ponto do tempo que a taxa de fluxo de um gás oxigênio dos bocais de pó-combustão 13 é desacelerada para 30m/s, um gás CO gerado no forno e um gás oxigênio dos bocais de pós- combustão 13 reagem entre si gerado assim uma reação de pós- combustão. A distância X (m) de um bocal de saída do bocal de pós- combustão 13 em que a taxa de fluxo de um gás oxigênio fornecido pelo bocal de pós-combustão 13 se torna 30 m/s é dada pela fórmula a seguir:X = (de/1000) / (60 x C) x V0 (1)

[0055] Aqui, na fórmula (1), V0 indica a taxa de fluxo (m/s) de um jato de gás oxigênio em uma saída de um bocal de pós-combustão, de indica o diâmetro de saída (mm) do bocal de pós-combustão, C = 0,016 + 0,19 / (P0-Pe), P0 indica a pressão contrária do oxigênio (kgf/cm2) do bocal de pós-combustão expressa como pressão absoluta, e Pe indica a pressão atmosférica (kgf/cm2) do interior de um recipiente de refino do tipo conversor expressa como pressão absoluta.

[0056] Projetando-se uma lança de topo e executando-se o controle das condições de sopro dentro de uma faixa adequada em que a distância X não alcança a parede do forno, a fusão local da crosta e a erosão dos refratários da parede do forno podem ser prevenidos e então o calor da reação de pós-combustão pode ser uniformemente disperso no forno.

[0057] Aqui, na lança de topo 1 mostrada na Fig. 1, a porção de extremidade inferior do tubo de divisão 8 não alcança a porção do bocal de lança 3, e a segunda passagem de fornecimento abre na primeira passagem de fornecimento. Consequentemente, uma taxa de fluxo de um gás contendo oxigênio soprado pelos bocais de pós-combustão 13 depende da razão entre uma área de seção transversal total dos bocais de orifício principal 11 e a área de seção transversal total dos bocais de pós-combustão 13 e então não é possível controlar independentemente a quantidade de sopro de um gás contendo oxigênio dos bocais de pós-combustão 13. Isto é, a quantidade total de gás contendo oxigênio fornecida ao tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio 14 e o material em pó fornecido ao tubo 15 é distribuído correspondentemente à razão entre as áreas totais de seção transversal de ambos os bocais. Para executar um controle de sopro com maior precisão pela melhoria da estrutura acima mencionada,a taxa de fluxo do gás contendo oxigênio para pós-combustão pode ser controlada independentemente. Nesse caso, entretanto, é necessário mudar a estrutura interna da lança de topo mostrada na Fig. 1.

[0058] A Fig. 3 mostra um exemplo de uma lança de topo que pode controlar a taxa de fluxo de um gás contendo oxigênio ara pós- combustão independentemente de soprar gás contendo oxigênio.

[0059] Na lança de topo 1A mostrada na Fig. 3, a extremidade inferior de um tubo de divisão 8 alcança uma porção do bocal da lança 3, e na porão do bocal da lança 3 um vão definido entre um tubo intermediário 7 e o tubo de divisão 8, isto é, a segunda passagem de fornecimento, é selada. Além disso, em uma porção da lança de topo 4, uma extremidade superior do tubo de divisão 8 é posicionada acima da posição de uma extremidade superior do tubo intermediário 7, e um material de selagem para selar é arranjado entre o tubo intermediário 7 e o tubo de divisão 8 selando assim a segunda passagem de fornecimento. Um tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio 18 é co-municado com o tubo intermediário 7 (a porção em que o tubo de fornecimento é montado formando a porção de introdução de gás contendo oxigênio). Isto é, um gás contendo oxigênio fornecido ao interior do tubo intermediário 7 pelo tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio 18 é soprado dos bocais de pós-combustão 13 através do vão definido entre o tubo intermediário 7 e o tubo de divisão 8, isto é, a segunda passagem de fornecimento.

[0060] Por outro lado, na porção de topo da lança 4, um tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio / material em pó 17 pé comunicado com o tubo de divisão 8 (a porção em que o tubo de fornecimento é montado formando a porção de introdução de fluxo de refino / porção de introdução de gás contendo oxigênio). Um gás contendo oxigênio para sopro que é fornecido ao interior do tubo de divisão 8 pelo tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio / material em pó 17 ou fluxo de refino que usa um gás contendo oxigênio como gás de transporte é soprado pelos bocais de orifício principal 11 através de um vão definido entre o tubo de divisão 8 e o tubo interno 9, isto é, uma primeira passagem de fornecimento. Quando apenas um gás contendo oxigênio é soprado pelos bocais de orifício principal 11, apenas um gás contendo oxigênio é fornecido pelo tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio / material em pó 17, enquanto quando materiais em pó são soprados pelos bocais de orifício principal 11 usando um gás contendo oxigênio como gás de transporte, os materiais em pó são fornecidos pelo tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio / material em pó 17 juntamente com o gás contendo oxigênio. Em relação a outras estruturas, a lança de topo 1A tem a mesma estrutura que a lança de topo 1 mostrada na Fig. 1, e então a partes idênticas são dados símbolos iguais e a explicação dessas partes é omitida. Além disso, o pré-tratamento de desfosforização de metal líquido usado essa lança de topo 1A pode ser executado conforme o pré- tratamento de desfosforização de metal líquido no caso em que a lança de topo 1 é usada.

[0061] Dependendo da situação de sopro, pode haver o caso em que é desnecessário soprar um gás contendo oxigênio pelos bocais pós-combustão 13 através da segunda passagem de fornecimento. Nesse caso, a lança de topo 1A mostrada na Fig. 3 é configurada de forma que, para evitar que o bocal de pós-combustão 13 seja fechado, quaisquer um, dois ou mais tipos de gases selecionados de um grupo consistindo em um gás redutor, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante, e um gás raro é/são aplicados pela segunda passagem de fornecimento.

[0062] Conforme descrito acima, de acordo com a presente invenção, a lança de topo 1, 1A inclui, no seu interior, a primeira passagem de fornecimento para fornecer material em pó que difere da fonte de oxigênio sólido tal como o agente de refino de desfosforização à base de cal juntamente com um gás contendo oxigênio para sopro através dos bocais de orifício principal 11 ou para fornecer gás contendo oxigênio para sopro através dos bocais de orifício principal 11, a segunda passagem de fornecimento para fornecer um gás contendo oxigênio para pós-combustão através dos bocais de pós-combustão 13, e a terceira passagem de fornecimento para fornecer uma fonte de oxigênio sólido em pó juntamente com um gás de transporte através do bocal de suborifício 12. Consequentemente, mesmo quando materiais em pó são fornecidos através da primeira passagem e da terceira passagem de fornecimento, apenas o gás contendo oxigênio é soprado pelos bocais de pós-combustão 13, e então os bocais de pós-combustão 13 sopram um gás contendo oxigênio pós-combustão de maneira estável por um longo período sem serem fechados. Consequentemente, a aderência do metal (crosta) ao recipiente de refino do tipo conversor pode ser suprimida de forma que as desvantagens provocadas pela aderência da crosta podem ser previamente evitadas.

ModalidadesModalidade 1

[0063] Metal líquido vazado de um alto forno foi submetido à dessi- liciação em uma fundição de alto forno quando necessário e, posteri- ormente, foi transportado para um conversor tendo capacidade de 300 t, e no conversor foi executado pré-tratamento de dessiliciação quatro vezes no total usando-se a lança de topo mostrada na Fig. 1 (exemplos da presente invenção 1 a 4). Quatro bocais de orifício principal foram arranjados equidistantemente em um círculo concêntrico. Oito bocais de pós-combustão foram arranjados nas fileiras superior e inferior respectivamente de forma que os bocais de pós-combustão fossem arranjados equidistantemente ao longo da circunferência. Um ângulo θ (°) que o bocal de pós-combustão e a lança superio r fazem é ajustado de maneira que a distância X (m) de um bocal de saída do bocal de pós-combustão 13 no qual a velocidade de fluxo de um jato de oxigênio soprado do bocal de pós-combustão se torna 30 m/s satisfaça a fórmula (2) a seguir:0,10 < Xsenθ/H < 0,75 .... (2)

[0064] Aqui, X é a distância (m) desde o bocal de saída do bocal de pós-combustão determinado pela fórmula (1), e H é a distância (m) na direção horizontal a partir do centro da lança de topo até uma parede do forno do conversor. Além disso, o ângulo θ é um ângulo feito pela linha central da Lana de topo até a parede do forno do conversor. Além disso, o ângulo é o ângulo feito pela linha central do bocal de pós-combustão e uma linha central da lança de topo e é determinado usando-se a direção vertical como a referência (=0°) (0° < θ < 90°). Consequentemente, Xsenθ expressa a distância de alcance do jato (m) do bocal de combustão na direção horizontal.

[0065] A concentração de fósforo no metal líquido antes do tratamento de desfosforização foi unificado como 0,12% em massa, e a concentração almejada de fósforo no metal quente após o tratamento de desfosforização foi ajustado para 0,020% em massa ou menos e o rendimento almejado do ferro após o tratamento de desfosforização foi ajustado em 98% ou mais. O rendimento do ferro (n) é um valor que expressa a massa (W) do metal líquido vazado após o tratamento de desfosforização em relação à massa total (W0 + Ws) que é a soma da massa (W0) do metal líquido carregado no conversor e a massa (Ws) da sucata de ferro em porcentagem (n=100W) / (W0 + Ws).

[0066] No tratamento de desfosforização, um gás oxigênio foi fornecido a partir de um tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio 14, cal virgem em forma de pó (tamanho médio de partícula: 1 mm ou menos) foi fornecido de um tubo de fornecimento de material em pó 15 usando um gás oxigênio como gás de transporte, e uma fonte de oxigênio sólido em forma de pó foi fornecida através da terceira passagem de fornecimento que constitui o interior de um tubo mais interno usando um gás nitrogênio como gás de transporte. Nesse caso, a primeira passagem de fornecimento funciona como passagem de fornecimento para gás oxigênio e cal viva na forma de pó, e a segunda pas-sagem de fornecimento funciona como passagem de fornecimento para gás oxigênio.

[0067] Em adição para fornecer pela lança de topo, um grande volume de cal foi também carregado no interior do forno a partir de uma caleira arranjada acima do topo do conversor (quantidade de carga de cal a partir do topo da lança: quantidade de carga de cal da caleira acima do forno = 8:2). Entretanto o tratamento de desfosforização foi executado sem usar um composto fluorídrico tal como CaF2 como agente de refino de desfosforização. Além disso, de uma ventaneira formada no fundo do forno do conversor, foi soprado um gás nitrogênio no conversor como gás de agitação a uma taxa de fluxo de 0,03 a 0,30 Nm3/min por tonelada de metal líquido.

[0068] A taxa de fluxo de gás oxigênio fornecida a partir dos bocais de orifício principal e os bocais de pós-combustão foi ajustado para 0,6 a 2,5 Nm3/min por tonelada de metal líquido. A unidade de consumo de gás oxigênio foi ajustada para 12 Nm3/t exceto por um gás oxigênio necessário para dessiliciação. Uma taxa de fluxo (Q) de gás oxigênio a partir do bocal de pós-combustão em relação à taxa de fluxo (Q0) de gás oxigênio a partir dos bocais de orifício principal, isto é, 100Q/Q0 foi 6%. Como fonte de oxigênio sólido, um tipo selecionado de um grupo consistindo em minério de ferro em forma de pó (tamanho médio de partícula: 50 μ m), areia ferruginosa (tamanho médio de partícula: 100 μ m), carepa de laminação (tamanho médio de partícula: 500 μ m) e minério sinterizado feito de minério de ferro (tamanho médio de partícula: 100 μ m) foi usado e foi soprado pelo bocal de suborifício.

[0069] Embora a presença e a ausência de buracos no tubo mais interno e no tubo interno fossem monitorados por um método em que um buraco é detectado com base em uma mudança na taxa de fluxo de um gás amortecedor, nenhum buraco foi particularmente formado.

[0070] Além disso, como exemplo de comparação, o tratamento de desfosforização no qual os bocais de pós-combustão da lança de topo mostrados na Fig. 1 foram fechados mecanicamente de forma que um gás oxigênio para pós-combustão não foi fornecido ao espaço interno do forno foi também executado (exemplo de comparação 1), Outras condições do tratamento de desfosforização do exemplo de comparação foram ajustadas de acordo com as condições correspondentes dos exemplos da presente invenção. A tabela 1 mostra a composição do metal líquido antes e após o tratamento de desfosforização e as condições de operação em relação aos exemplos da presente invenção e ao exemplo comparativo. A unidade de consumo de CaO e a quantidade de uso da fonte de oxigênio sólido na tabela 1 são valores por tonelada de metal líquido.

[0071] Conforme mostrado a Tabela 1, em todos os exemplos da presente invenção em que a fonte de oxigênio sólido foi fornecida a uma área na vizinhança de uma superfície de metal líquido ao qual o gás oxigênio é soprado a partir da lança de topo, a concentração de fósforo no metal líquido após o tratamento de desfosforização foi 0,020% em massa ou abaixo e o rendimento do ferro foi 98% ou mais. Comparado com os exemplos da presente invenção, no exemplo comparativo 1, embora a concentração de fósforo no metal líquido após o tratamento de desfosforização foi 0,020% em massa ou menos, o rendimento de ferro foi menos de 98%. Isto é, a perda de metal líquido no tratamento de desfosforização foi grandemente melhorado de forma que a perda de metal líquido foi 1,2 a 1,7% nos exemplos da presente invenção enquanto a perda de metal líquido foi 2,1% no exemplo comparativo.

Modalidade 2

[0072] Metal líquido vazado de um alto forno foi submetido à dessi- liciação em uma casa de corrida de alto forno quando necessário e, posteriormente, foi transportado para um conversor tendo capacidade de 300 t e, no conversor, o pré-tratamento de desfosforização foi executado duas vezes no total usando a lança de topo mostrada na Fig. 3, (exemplos da presente invenção 5 e 6).

[0073] Como resultado do controle da taxa de fluxo de um gás oxigênio a partir dos bocais de pós-combustão para um valor fixo durante o tratamento de desfosforização, a taxa de fluxo (Q) de um gás oxigênio dos bocais de pós-combustão em relação à taxa de fluxo (Q0) de um gás oxigênio a partir dos bocais de orifício principal, isto é, 100Q/Q0 foi 12%. Também nesse caso, foi confirmado que Xsenθ tomou um valor dentro da faixa que satisfaz a fórmula (2). Outras condições do tratamento de desfosforização foram ajustadas iguais às condições correspondentes ajustadas na modalidade 1. A Tabela 2 mostra as composições de metal líquido antes e depois do tratamento de des- fosforização e condições de operação. A unidade de consumo de CaO e da quantidade de uso da fonte de oxigênio sólido na tabela 2 são valores por tonelada de metal líquido, e a definição do rendimento de ferro é igual à definição correspondente adotada pela modalidade 1.

[0074] Conforme mostrado na Tabela 2, uma vez que a taxa de fluxo de um gás oxigênio pelo bocal de pós-combustão foi aumentado em comparação com a modalidade 1, o valor calorífico da pós- combustão foi aumentado de forma que a aderência de metal (crosta) foi também suprimida, com o que o rendimento do ferro no tratamento de desfosforização se tornou aproximadamente 99% (isto é, a perda de metal líquido se tornando aproximadamente 1%). Consequentemente, foi confirmado que o rendimento do ferro foi também elevado.

Modalidade 3

[0075] O metal líquido vazado de um alto forno foi submetido à dessiliciação em uma casa de corrida de um alto forno quando neces-sário e, posteriormente, foi transportado para um conversor tendo ca-pacidade de 350 t e, no conversor, o pré-tratamento de desfosforiza- ção foi executado usando-se a lança de topo mostrada na Fig. 1 e na Fig. 3 (exemplos da presente invenção 7 e 8).

[0076] Um gás oxigênio foi soprado em um conversor como gás de agitação a partir de uma ventaneira formada no fundo do forno do con-versor a uma taxa de fluxo de 0,3 Nm3/min por tonelada de metal líquido. A ventaneira formada no fundo do forno tem a estrutura de tubos duplicada, em que um gás oxigênio foi soprado no conversor através de um tubo interno, e um gás propano foi soprado no conversor através de um tubo externo como gás de resfriamento correspondendo a uma taxa de fluxo de um gás oxigênio. Como fonte de oxigênio sólido, 5 kg de minério sinterizado feito de minério de ferro (tamanho médio de partícula: 100 μ m) foram usados por tonelada de metal líquido, e a fonte de oxigênio sólido foi soprada pelo bocal de suborifício da lança de topo. A condição do jato de oxigênio a partir dos bocais de pós- combustão foi ajustada para um valor dentro de uma faixa que satisfizesse a fórmula (2) mencionada acima. Outras condições do tratamento de desfosforização foram ajustadas iguais às condições correspon- dentes na modalidade 1.

[0077] Como exemplo comparativo, foi também executado o tratamento de desfosforização no qual os bocais de pós-combustão da lança de topo mostrados na Fig. 1 foram fechados mecanicamente de forma que um gás oxigênio para pós-combustão não foi fornecido ao espaço interno do forno (exemplo comparativo 2). Outras condições do tratamento de desfosforização do exemplo comparativo foram ajustadas de acordo com as condições correspondentes para os exemplos da presente invenção.

[0078] A Tabela 3 mostra a composição do metal líquido antes e depois do tratamento de desfosforização e as condições de operação. A taxa de fluxo (Q) de um gás oxigênio a partir dos bocais de pós- combustão em relação à taxa de fluxo (Q0) do gás oxigênio a partir dos bocais de orifício principal durante o tratamento de desfosforização, isto é, 100Q/Q0, foi também mostrada na Tabela 3. A unidade de consumo de CaO na Tabela 3 é um valor por tonelada de metal líquido, e a definição de rendimento de ferro é igual à definição correspondente adotada pela modalidade 1.

[0079] Como mostrado na Tabela 3, também sob uma forte condição de agitação em que um gás oxigênio é soprado a partir de uma ventaneira de fundo, juntamente co o amento do valor calorífico pós- combustão, a aderência da crosta foi suprimida mais eficientemente. Consequentemente, foi confirmado que o rendimento de ferro no tra-tamento de desfosforização foi também elevado.

Modalidade 4

[0080] O metal quente vazado de um alto forno foi transportado para um conversor tendo capacidade de 300 t e, no conversor, o tratamento de descarburação e de desfosforização foi executado usando- se a lança de topo mostrada na Fig. 3 produzindo assim aço fundido (exemplo da presente invenção 9). No refino de descarburação do metal líquido, uma reação de desfosforização também ocorre juntamente com o refino de descarburação pelo aumento da basicidade da escória gerada no forno.

[0081] No tratamento de descarburação e desfosforização, um gás oxigênio foi fornecido pelo tubo de fornecimento de gás contendo oxi-gênio 18, cal viva em forma de pó (tamanho médio de partícula : 1 mm ou menos) foi fornecido pelo tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio/material em pó 17 usando um gás oxigênio como gás de transporte, e uma fonte de oxigênio sólido em pó foi fornecida através da terceira passagem de fornecimento que constitui o interior de um tubo mais interno usando-se gás argônio como gás de transporte.

[0082] Em adição ao fornecimento pela lança de topo, cal viva volumosa foi também carregada no interior do forno por um funil arranjado acima do topo do conversor. Entretanto, o tratamento de descarbu- ração e desfosforização foi executado sem usar-se um composto fluo- rídrico tal como CaF2 como agente de refino. Além disso, de uma ven- taneira formada no fundo do forno do conversor, um gás argônio foi soprado no conversor como gás de agitação a uma taxa de fluxo de 0,15 Nm3/min por tonelada de metal líquido.

[0083] A taxa de fluxo do gás oxigênio fornecido pelos bocais de orifício principal foi ajustado para 3,2 Nm3/min por tonelada de metal líquido. Durante a primeira metade do tempo a partir do início do sopro até o final do sopro, o gás oxigênio foi fornecido pelos bocais de pós- combustão, e durante a segunda metade do tempo, um gás Ar foi fornecido pelos bocais de pós-combustão. A taxa de fluxo (Q) de gás oxigênio a partir do bocal de pós-combustão em relação à taxa de fluxo (Q0) do gás oxigênio a partir dos bocais de orifício principal foi de 5%. Foi confirmado que a condição em um jato de oxigênio a partir do bocal de pós-combustão é ajustada para um valor que caia dentro de uma faixa que satisfaça a fórmula (2) acima. Como fonte de oxigênio sólido, 6 kg de minério sinterizado feitos de minério de ferro (tamanho médio de partícula: 100 μ m) foi usado por tonelada de metal líquido, e a fonte de oxigênio sólido foi soprada a partir do bocal de suborifício da lança de topo.

[0084] Como exemplo de comparação, foi também executado o tratamento de desfosforização no qual os bocais de pós-combustão da lança de topo mostrada na Fig. 3 foram fechados mecanicamente de modo que o gás oxigênio para pós-combustão não fosse fornecido ao espaço interno do forno (exemplo comparativo 3). Outras condições do tratamento de descarburação e desfosforização do exemplo comparativo foram ajustadas de acordo com as condições correspondentes dos exemplos da presente invenção.

[0085] A tabela 4 mostra a composição do metal líquido antes e depois do tratamento de desfosforização e as condições de operação em relação aos exemplos da presente invenção e ao exemplo comparativo. O consumo unitário de CaO e a quantidade de uso da fonte de oxigênio sólido na Tabela 4 são valores por tonelada de metal líquido. O rendimento de ferro (n) é um valor que expressa a massa (W1) do aço fundido vazado após o tratamento de descarburação e desfosfori- zação em relação à massa total (W0 + Ws) que é a soma da massa (W0) do metal carregado no conversor com a massa (Ws) de sucata de ferro em porcentagem (n = 100W1/(W0+Ws)).

[0086] Como mostrado na Tabela 4, o rendimento de ferro conforme o exemplo 9 da presente invenção foi levemente superior ao rendimento de ferro do exemplo comparativo 3. Isto é, mesmo sob a condição em que o tratamento é executado sob uma alta temperatura e a aderência da crosta é pequena, o rendimento pode ser melhorado usando-se parcialmente a pós-combustão como calor auxiliar.

Aplicabilidade Industrial

[0087] De acordo com a presente invenção, na lança de topo, mesmo quando materiais em pó são fornecidos através da primeira passagem de fornecimento e da terceira passagem de fornecimento, apenas o gás contendo oxigênio é soprado dos bocais de pós- combustão e então, os bocais de pós-combustão sopram um gás de pós-combustão contendo oxigênio de maneira estável por um longo período sem ser fechado. Consequentemente, a aderência do metal (crosta) ao recipiente de refino do tipo conversor pode ser suprimida de forma que as desvantagens causadas pela aderência da crosta pode ser evitada previamente com o que o aumento do rendimento de ferro e o amento da produtividade podem ser alcançados. Além disso, um gás contendo oxigênio, uma fonte de oxigênio sólido, e um fundente tal como agente de refino de desfosforização à base de cal podem ser fornecidos ao mesmo local ou locais adjacentes entre si e assim o refino por oxigênio do metal líquido e do aço fundido podem ser eficientemente realizados.Descrição dos numerais e sinais de referência1: lança de topo1A: lança de topo2: corpo da lança3: bocal da lança4: porção de lança de topo5: tubo mais externo 6: tubo externo7: tubo intermediário8: tubo de divisão9: tubo interno10: tubo mais interno11: bocal de orifício principal12: bocal suborifício13: bocal de pós-combustão14: tubo de fornecimento de gás conte oxigênio15: tubo de fornecimento de material em pó16: tubo de fornecimento de gás amortecedor17: tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio / material em pó18: tubo de fornecimento de gás contendo oxigênio19:' equipamento de introdução de gás amortecedor20: detector21: válvula de controle remoto22: mangueira flexível23: válvula de fechamento manual

Claims (6)

1. Método de refino de metal quente em que um agente de refino por defosforação à base de cal é adicionado ao metal quente armazenado em um recipiente de refino do tipo conversor, a escória é formada fluindo-se o agente de refino por defosforação adicionado, e o refino por oxidação é aplicado ao metal quente, caracterizado pelo fato de queuma lança de topo (1) para refino é usada no refino por oxi-dação de metal quente ou aço fundido armazenado no recipiente de refino do tipo conversor, em quea lança de topo (1) para refino compreende:um orifício de bocal principal (11) para soprar e um suborifí- cio de bocal (12) para soprar uma fonte de oxigênio sólido que se es-tende verticalmente para baixo ou obliquamente para baixo são forne-cidos para uma porção de extremidade distal da lança de topo (1); eum bocal de combustão posterior (13) que se estende hori-zontalmente ou obliquamente para baixo é fornecido a uma porção de superfície lateral da lança de topo (1) em uma posição para cima distante da porção de extremidade mais distante, eno interior da lança de topo (1),uma primeira passagem de fornecimento para fornecimento de um material em pó que difere da fonte de oxigênio sólido juntamente com um gás contendo oxigênio para soprar através do orifício de bocal principal (11) ou para fornecer um gás contendo oxigênio para soprar através do orifício de bocal principal (11),uma segunda passagem de fornecimento para fornecimento de um gás contendo oxigênio para combustão posterior através do bocal de combustão posterior (13) euma terceira passagem de fornecimento para fornecimento de uma fonte de oxigênio sólido em pó juntamente com um gás de transporte através do suborifício de bocal (12) são formadas, eo método compreenderealizar o refino por oxidação usando a lança de topo (1) para refino fornecendo um gás oxigênio para sopro a uma superfície de banho do metal quente a partir da primeira passagem de fornecimento, simultaneamente, fornecendo uma fonte de oxigênio sólido a partir da terceira passagem de fornecimento juntamente com um gás de transporte para a superfície de banho do metal quente na vizinhança de um local ao qual o gás oxigênio para sopro é fornecido e, adicionalmente, fornecendo um gás oxigênio de pós-combustão ao espaço interno do recipiente de refino do tipo conversor, para evitar crosta a ser aderida, a partir de uma segunda passagem de fornecimento.

2. Método de refino de metal quente de acordo com a rei-vindicação 1, caracterizado pelo fato de que a extremidade distal da segunda passagem de fornecimento é fechada de modo que o gás contendo oxigênio fornecido através da segunda passagem de forne-cimento não é ligado com a primeira passagem de fornecimento e com a terceira passagem de fornecimento.

3. Método de refino de metal quente de acordo com a rei-vindicação 2, caracterizado pelo fato de que quaisquer um, dois ou mais tipos de gases selecionados de um grupo consistindo em um gás de redução, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante, e um gás raro é (são) fornecido(s) à segunda passagem de fornecimento.

4. Método de refino de metal quente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um espaço divisor em que quaisquer um, dois ou mais tipos de gases selecionados de um grupo consistindo em ar, um gás de redução, um gás dióxido de carbono, um gás não oxidante, e um gás raro existem, é fornecido a uma periferia da terceira passagem de fornecimento, e um orifício quebrado na terceira passagem de fornecimento é detecta- do com base em uma mudança na pressão ou na taxa de fluxo de um gás presente no espaço divisor.

5. Método de refino de metal quente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a primeira passagem de fornecimento, a segunda passagem de fornecimento, e a terceira passagem de fornecimento são arranjadas concen- tricamente.

6. Método de refino de metal quente de acordo com a rei-vindicação 4, caracterizado pelo fato de que a primeira passagem de fornecimento, a segunda passagem de fornecimento e a terceira pas-sagem de fornecimento são arranjadas concentricamente.

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