CN104053794B - 铁水预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在脱硅、脱磷、脱碳工序中，在抑制熔剂使用量、有效减少磷浓度的同时确保废铁熔解用的热源、提高铁出成率的铁水预处理方法。在使用转炉型容器进行铁水的脱硅处理和脱磷处理的铁水预处理方法中，首先，将铁水装入转炉型容器内进行脱硅处理，然后，进行中间排渣处理，接着，向该容器内添加石灰系熔剂并吹入氧气，进行铁水的脱磷处理，之后，向该容器内装入新的未处理的铁水进行脱硅处理，接着，使用同一容器重复进行上述处理。

Description

铁水预处理方法

技术领域

本发明涉及铁水预处理方法，尤其涉及在一个(同一)转炉型容器中进行脱硅处理和脱磷处理两方的方法。

背景技术

铁水在对其在转炉内进行脱碳精炼之前，通常会进行预先除去该铁水中的硅、磷的铁水预处理。该铁水预处理以减少精炼用熔剂的使用量、钢水的高纯度化、通过防止转炉操作时的过氧化等来提高锰出成率(yield)、减少精炼炉渣量为目的而实施，包括脱碳工序的处理在内，已提出有各种方法。

在铁水预处理时会产生精炼炉渣，在将该精炼炉渣用于各种用途时，视其用途，要求其不发生氟等的溶出。因此，人们一直在对不用作为出于提高脱磷反应效率的目的而使用的氟源的萤石(CaF2)进行铁水预处理的方法进行研究。此外，近年来，也要求炼铁业削减温室效应气体的排放量。因此，正在研究在降低需要大量能量来还原氧化铁的高炉铁水的使用比例的同时增大废铁等冷铁源的使用比例的精炼方法。由此可知，在这种背景下，近年来的铁水预处理具有在改善精炼方法的同时增大冷铁源的使用比率的倾向。

作为进行铁水的脱硅、脱磷的铁水预处理之一，有向铁水中添加生石灰等精炼剂(熔剂)并加入气体氧、氧化铁等固体氧源，由此将铁水中的硅、磷去除到炉渣中的方法。此外，作为铁水处理用的容器，可以使用鱼雷式铁水罐车(torpedo car)、高炉包等运输容器或转炉型容器(精炼炉)等，但为了使用大量的废铁，使用炉容积大的转炉型容器是有利的。

专利文献1中公开了一种在使用转炉进行脱硅处理和脱磷处理的转炉精炼方法中在转炉内于脱硅处理后进行中间排渣、再进行脱磷处理的方法。并提出了在该方法中通过控制炉渣组成来抑制脱硅后的回磷、并使之后的脱磷处理变得容易的方法。

此外，专利文献2公开了一种使用转炉型反应容器进行脱硅处理，然后将出铁-排渣后、经过脱硅处理的铁水再一次送回到反应容器内进行脱磷处理的铁水预处理方法。在该铁水预处理方法中，通过使脱硅处理后的铁水中的硅浓度、炉渣碱度和氧化铁浓度最佳化，不使用萤石也能高效率地进行脱磷，以及在脱硅处理时和/或脱磷处理时熔解废铁。

还有，专利文献3公开了一种在使用转炉型容器连续进行铁水的脱硅处理和脱磷处理的预处理方法，其中，使前次批料(charge)的脱磷处理后的炉渣的40～60质量％残留在容器内，将该炉渣利用到脱硅、脱磷处理中，由此减少炉渣产生量。专利文献：

专利文献1：日本特开2001-271113

专利文献2：日本特开2002-129221

专利文献3：日本特开2002-256325

发明内容

在专利文献1中公开的方法中，控制炉渣组成，使脱硅处理后的炉渣碱度为0.9～1.1、T.Fe为15～20质量％左右，以抑制脱硅后的回磷。但是，在该公开技术中，在炉渣碱度为0.9～1.1的情况下，若T.Fe在15质量％以下，则会存在回磷、出铁铁水的磷浓度高的问题。

此外，在专利文献2公开的方法中，在脱硅处理后从转炉型容器中出铁和排渣，然后再将脱硅后的铁水送回到该容器内进行脱磷处理，因而有利于降低铁水中的磷浓度。但是，由于重复进行出铁和铁水装入，若使用一个(同一)转炉型容器进行实施，则会存在生产效率显著劣化的问题。另一方面，虽然也可使用二个转炉型容器，但这种情况下，也会存在需要大量的设备费用和由来自炉体的散热引起的热损失增大的问题。此外，在脱硅处理和脱磷处理中需要添加大量的熔剂，因此也会存在精炼成本增大和由熔剂的吸热引起的热损失增大的问题。

还有，在该专利文献2公开的方法中，在脱磷处理时，为了促进渣化、提高脱磷反应效率，投入铁矿石等氧化铁。因此，会有由伴随氧化铁分解反应而产生的吸热、中间出铁引起的热损失大，无法确保熔解大量废铁所需的足够热量的问题。尤其是在该方法中，碱度较高，因此，即使是在脱磷处理结束的时候，炉渣中的固相比率高，流动性差，铁水的液滴混入炉渣中，未被分离而直接排渣到炉外，凝固。因而有导致原料金属损失增大的问题。即，虽然该原料金属的一部分能通过在将炉渣粉碎后进行磁选而作为铁源回收，但无法连混入到炉渣中的细铁粒子都回收到，大部分与炉渣一起转入土木用途等，原料金属的损失增大。

就专利文献3而言，提出了一种通过用一个转炉型容器连续进行脱硅处理和脱磷处理，并在脱磷处理后仅排出炉渣的40～60质量％，将剩余炉渣用于下次批料的脱硅、脱磷处理，由此减少熔剂使用量、炉渣产生量的预处理方法，希望减少热损失。但是，在该文献3中没有公开脱硅处理和脱磷处理中的炉渣组成、处理温度的优选范围。而且，由于使大量生成的脱硅炉渣残留在炉内直接进行脱磷处理，因而在熔制低磷铁时，需要大量的石灰系熔剂来调整炉渣碱度。因此，虽然不会产生脱硅炉渣，但炉内的脱磷炉渣量增大，反应效率降低，脱磷炉渣的排出量反倒增大，脱磷炉渣中的原料金属损失的问题也遗留下来。

本发明的主要目的在于提供一种以少量的熔剂使用量高效率地进行铁水的脱硅和脱磷处理的方法。本发明的其他目的在于提供一种能控制低磷铁的熔制成本，并能增加废铁使用量，还能减少炉渣中的原料金属损失的铁水预处理方法。

本发明者对在脱硅、脱磷、脱碳工序中，即使抑制熔剂使用量仍能高效率地降低磷浓度，并能通过充分确保废铁熔解用的热源来提高铁出成率的方法进行了各种研究。结果发现，在进行铁水的脱硅处理和脱磷处理的预处理阶段，通过使残留在炉内留待下一工序使用的炉渣量和炉渣组成、温度等处理条件最佳化，能实现上述目的，并由此想到本发明的铁水预处理方法。

即，本发明是一种铁水预处理方法，在使用转炉型容器进行铁水的脱硅处理和脱磷处理时，首先，将从高炉出铁的铁水装入转炉型容器内进行脱硅处理，然后，进行将铁水和脱硅处理后炉渣的一部分残留在该容器内的中间排渣处理，接着，向残留在该容器内的脱硅后的铁水和炉渣中添加石灰系熔剂并吹送氧，进行铁水脱磷处理，其特征在于，使炉渣碱度在1.2以上的脱磷处理后炉渣中的30质量％以上残留在上述转炉型容器内，然后，向装有脱磷处理后炉渣的该容器内至少装入未处理的铁水进行脱硅处理，使该脱硅处理结束时的铁水的硅浓度在0.2质量％以下，脱硅处理后炉渣的碱度在0.5以上、1.5以下，铁水温度在1240℃以上、1400℃以下，然后，进行将脱硅处理后炉渣的40质量％以上排出到炉外的中间排渣，之后，用同一上述容器进行脱磷处理。

此外，在本发明中，优选的解决手段如下：

(1)使脱磷处理后炉渣的碱度在3.0以下；

(2)在脱磷处理后炉渣中，使脱磷处理时生成的量的60质量％以上残留在容器内；

(3)使脱硅处理中的炉渣碱度在0.8以上、1.5以下；

(4)使脱硅处理后炉渣的炉渣碱度在0.8以上、1.5以下，T.Fe在5质量％以上、25质量％以下；

(5)在脱硅处理时装入冷铁源；

(6)上述脱硅处理中，除了向转炉型容器内装入从高炉出铁的铁水外，还装入冷铁源，进行氧吹炼，使该处理结束时的铁水温度在1260℃以上、1350℃以下；

(7)上述脱硅处理中，相对于装入转炉型容器内的铁水和冷铁源的合计重量，装入满足下式的量的冷铁源，

Y＝(3+34.5[％Si]+0.21T_i)·(1000-X_S)/1000

这里，

Y：230～270，

〔％Si〕：装入的铁水中的硅浓度(质量％)，

T_i：装入的铁水的温度(℃)，

X_S：冷铁源的单耗(kg/t)；

(8)使脱硅处理结束时的铁水的硅浓度在0.1质量％以下；

(9)上述脱磷处理中，相对于铁水和冷铁源的合计重量，向转炉型容器内装入或添加100～250kg/t的冷铁源和2～10kg/t的成为氧化物的硅；

(10)上述脱磷处理中，相对于冷铁源和铁水的合计重量，使4～20kg/t的脱硅处理后炉渣残留在中间排渣后的转炉型容器内，并向该转炉内添加石灰系熔剂，进行氧吹炼，使脱磷处理后的炉渣碱度在1.2以上、3.0以上，且使该脱磷处理结束后的铁水温度在1280℃以上、1360℃以下。

(11)上述脱磷处理中，用顶吹喷枪向铁液喷射含有粉状石灰、碳酸钙、氧化铁中的至少一种以上成分的精炼剂。

本发明具有以下效果。

(1)根据具有上述构成的本发明的铁水预处理方法，除了能将脱磷处理后炉渣中的石灰部分用作下次批料的脱硅处理中的石灰源外，还能抑制脱硅处理中的回磷，由此，可以削减整个铁水预处理工序中的石灰系熔剂的使用量。

(2)根据本发明，在脱硅处理后进行中间排渣，紧接着用同一容器进行脱磷处理，因此，能将与精炼容器的转移所引起的放热相当的部分作为冷铁源熔解用的热源，并能将前次批料生成的高温的脱磷处理后炉渣用作熔剂，因此，与添加常温的熔剂的情况相比，能将其吸热部分用作冷铁源熔解用的热。其结果，除了能增大冷铁源(废铁)使用量外，还能减少原料金属损失。

(3)根据本发明，在脱硅处理和脱磷处理之间将脱硅处理中生成的低碱度的炉渣排出到炉外，因而能减少需要在较高碱度((质量％CaO/质量％SiO₂)＝1.2～3.0)下进行的脱磷处理中的石灰系熔剂的使用量，抑制熔制成本。

附图说明

图1是实施本发明的铁水预处理方法时使用的转炉型容器(精炼炉)的示意图。

图2是按工序顺序显示本发明的铁水预处理方法的示意图。

图3是显示炉渣的碱度与排渣率和炉渣粘性的关系的图。

图4是显示吹炼进度和炉内计算碱度的关系的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明进行说明。

在本发明的铁水预处理方法中，作为转炉型容器，使用如图1所示的可进行顶吹的转炉型精炼炉1。在该精炼炉1中，顶吹通过从可升降的顶吹喷枪2的前端将氧气12吹向铁水9中而进行。这里，作为氧气12，可以使用工业用纯氧。此外，底吹使用设置在该精炼炉1的底部的底吹风口3来进行。作为底吹气体13，通常为含有氧气的气体或者Ar气、氮气等惰性气体，但也可以是具有通过吹入铁水中而强化对铁水9的搅拌、促进冷铁源熔解的功能的气体，还可以是具有与载气一起将熔剂吹入铁水中的功能的气体。另外，图中的符号4是放出精炼后的铁水9用的出铁口。

本发明中，在铁水的精炼中使用二台以上的转炉型精炼炉1，将其中的至少一台转炉型精炼炉1用于本发明的铁水预处理中，将余下的一台用于使用本发明的方法实施了铁水预处理的铁水的脱碳精炼。例如，优选用铁水预处理用的转炉型精炼炉1进行预处理，然后将预处理后的铁水转移到脱碳精炼用的转炉型精炼炉中进行脱碳处理。

使用转炉型精炼炉1的本发明的铁水预处理方法如图2的流程所示，按(A)铁水装入、(B)脱硅处理、(C)中间排渣、(D)脱磷处理、(E)出铁的顺序进行，尤其是通过在同一炉中反复实施这些工序，能实现高效率的铁水预处理。

(1)首先，对铁水装入工序(A)进行说明。

在该工序(A)中，在使在前次铁水预处理中生成的脱磷处理结束后的炉渣(以下仅称作“脱磷处理后炉渣”)17残留在转炉型精炼炉1内的情况下，用装料包14装入新的铁水9，或在该铁水装入前装入废铁等冷铁源11，然后装入铁水9。作为预先装入的冷铁源11，除了日本铁源协会的“废铁检收统一规格”中规定的废铁外，也可以是直接还原铁、冷铁等以铁为主要成分的铁源。

这里，为准备下次精炼而预留在精炼炉1内的前次的脱磷处理后炉渣17是出于调节后续的脱硅处理时的炉渣碱度的目的而使用的。使该脱磷处理后炉渣的碱度(质量％CaO/质量％SiO₂)(以下仅称作“碱度”)在1.2以上，优选在1.4以上。其原因在于，该前次脱磷处理结束时的脱磷处理后炉渣17的碱度小于1.2时，即使使该炉渣残留，对脱硅处理中的碱度调节而言也是不充分的，需要添加大量的石灰系熔剂。另外，对上述脱磷处理后炉渣的碱度的上限无特殊限定，但通常的铁水脱磷处理中的炉渣碱度在3.0左右以下，因此，不需要将碱度提高到在此之上。

此外，为了有效地进行碱度的调节，预留在炉内的前次的脱磷处理后炉渣17的量必须在前次铁水脱磷处理时生成的炉渣量的30质量％以上，更优选在60质量％以上。在本发明中，经过脱磷处理并出铁后，若将留在炉内的炉渣的全部的量利用在新的铁水的脱硅处理中，则对脱硅处理中的碱度调节更有效。而且，若继续实施这种方法，则排出的铁水预处理炉渣仅为脱硅处理后炉渣且均质，没有混入碱度高的脱磷处理后炉渣，因而也不会发生由水合反应引起的炉渣膨胀、碱溶出等问题。所以，即使是从利用炉渣的角度考虑，本发明方法也是极其有效的。

另外，上述脱磷处理后炉渣因碱度较高、温度较低(1350℃左右以下)而流动性小。因此，即使在该脱磷处理后炉渣上装入冷铁源，也不会出现冷铁源陷于炉渣中、熔解变得迟缓的情况，不需要所谓的使脱碳炉渣留在炉内时那样的添加大量冷却剂进行固化之类的在热收支上和物质收支上效率低的操作。此外，该脱磷处理后炉渣因上述特性而富含固相，流动性低，因而在组织内含有大量微细的金属铁，即使将炉渣粉碎、进行磁选处理后，仍含有10质量％左右以上的金属铁。以往将该炉渣排出到体系外，但根据本发明，可将该脱磷处理后炉渣留在下次批料中，因此还具有将该脱磷处理后炉渣中的金属铁的大部分回收到铁水中、削减铁损失的效果。

另外，就脱硅处理结束时的炉渣(以下称为“脱硅处理后炉渣”)而言，由于流动性较高，因而该炉渣中的金属铁部分容易粗大化。所以，在这种炉渣中，在炉渣的粉碎和磁选处理后没有被回收、残留在炉渣中的金属铁部分少。因此，在本发明方法中，能通过整个铁水预处理削减炉渣中的铁损失。

(2)然后，对如图2(B)所示的脱硅处理工序(B)进行说明。

该工序(B)是将转炉型精炼炉1直立、介由顶吹喷枪2向铁水9中供给氧气12、进行脱硅的处理。在该脱硅处理中，除了将装在料斗5中的硅源15和装在料斗7中的石灰系熔剂16分别介由滑槽6和滑槽8装入到转炉型精炼炉1内外，也同样装入作为热源的碳材料、硅源或作为氧源的氧化铁等。作为脱硅处理用的氧源，从使大量的冷铁源11熔解的角度考虑，优选不使用吸热量大的氧化铁，而仅使用氧气12。

在该脱硅处理中，铁水9中所含的硅或含在硅源15和冷铁源11中、通过熔解而转移到铁水中的硅与氧源反应(Si+O₂→SiO₂)而脱硅，因此，有利于提高之后的脱磷处理中的反应效率。在该脱硅反应时会产生氧化热，通过该氧化热，铁水温度上升，促进铁水中的冷铁源11的熔解。

该脱硅处理阶段的炉渣组成通过考虑预留在炉内的前次的脱磷处理后炉渣17的量及其组成的推断值和由上述反应生成的二氧化硅的生成量来决定。

即，优选将脱硅处理中的炉渣的碱度调整在0.8以上、1.5以下。其原因在于，脱硅处理中的炉渣碱度小于0.8时，如图4所示，视铁水的Si质量％，会出现脱磷处理后炉渣17因脱磷能力降低而回磷的现象。例如，图4显示了铁水中的Si为0.45质量％、0.46质量％和0.55质量％的三个模式，各模式中的脱硅处理前后的磷浓度由表3的实施例10～12可知，在铁水中的Si为0.45质量％时，从0.121质量％脱磷至0.100质量％，在铁水中的Si为0.46质量％时，从0.122质量％脱磷至0.105质量％。但是，在铁水中的Si为0.55质量％时，从0.120质量％变为0.145质量％。这是由于脱硅处理中的碱度小于0.8，使得脱硅后的磷浓度上升，引起回磷。另一方面，该炉渣碱度大于1.5时，未渣化CaO的增大引起固相率上升，因此，脱磷处理后炉渣17的流动性变差，出现无法将该炉渣排渣的情况。优选的炉渣碱度的上限在1.2左右。

另外，图4所示的脱硅处理中的炉内计算碱度(C/S)是根据下述式(1)算出的计算值。该(1)式中，用炉内残留脱磷炉渣中所含的CaO量加上该批料中至时间T〔s〕为止所产生的CaO所得的数值除以残留脱磷炉渣中的的SiO₂量加上该批料中至时间T〔s〕为止所产生的SiO₂所得的数值，求算碱度(CaO/SiO₂)。另外，该批料中产生的CaO量是就投入的各辅助原料用下式计算出其CaO量并相加而得到的数值：

CaO量＝辅助原料的CaO含量×炉内滞留时间×熔解速度。

此外，SiO₂量是将至时间T为止用下式算出的值相加所得到的数值：

送氧速度×(SiO₂分子量)/(Si原子量)/(1Nm³氧燃烧的理论Si量)×脱Si酸效率。

$C/S_T[-]=\frac{\mathrm{Ca}{O}_A\left[\mathrm{kg}\right]+\mathrm{Ca}{O}_B\left[\mathrm{kg}\right]}{\mathrm{Si}{O}_{2_A}\left[\mathrm{kg}\right]+{\mathrm{SiO}}_{2_B}\left[\mathrm{kg}\right]}---\left(1\right)$

CaO_A[kg]＝Ws_A[kg]×CaO％_A[％]/100

CaO_B[kg]＝ΣCaO％_a[％]×T_a[s]×x_a[s/kg]/100

${\mathrm{SiO}}_{2_A}\left[\mathrm{kg}\right]={\mathrm{Ws}}_A\×{\mathrm{SiO}}_2{\%}_A[\%]/100$

${\mathrm{siO}}_{2_B}\left[\mathrm{kg}\right]={\mathrm{\Σ}}_0^T{\mathrm{VO}}_2[{\mathrm{Nm}}^3/s]\×2.14/0.8[{\mathrm{Nm}}^3/\mathrm{kg}\·t]\×{\mathrm{\η}}_{\mathrm{Si}}[-]\×\mathrm{Xs}\left[t\right]$

C/S_T〔-〕：时间T〔s〕时的计算碱度

CaO_A〔kg〕：炉内残留炉渣中的CaO量

CaO_B〔kg〕：至时间T〔s〕为止由该批料产生的CaO量

SiO_2A〔kg〕：炉内残留炉渣中的SiO₂量

SiO_2B〔kg〕：至时间T〔s〕为止由该批料产生的SiO₂量

Ws_A〔kg〕：炉内残留炉渣量

CaO％_A〔％〕：炉内残留炉渣中的CaO含量(质量％)

SiO₂％_A〔％〕：炉内残留炉渣中的SiO₂含量(质量％)

CaO％_a〔％〕：辅助原料a中的CaO含量(质量％)

T_a〔s〕：辅助原料a的炉内滞留时间

V_a〔s/kg〕：辅助原料a的炉内熔解速度

VO₂〔Nm³/s〕：吹炼期间的送氧速度

η_Si〔-〕：吹炼期间的脱硅酸效率

X_S【吨/批料】：铁水量和废铁量的合计

上述CaO％通过计算生石灰、碳酸钙、回收炉渣中的CaO成分而得到。此外，在转炉型精炼炉等精炼炉中，对炉内的铁水、钢水实施分批式精炼，将该一个单位的精炼称作“批料”。

然后，将脱硅处理结束时的炉渣的碱度调节到0.5以上、1.5以下。原因在于，该阶段中的炉渣(脱硅处理后炉渣)的碱度小于0.5时，从残留在炉内的前次的脱磷处理后炉渣17会发生回磷，导致铁水中的磷浓度上升，后续工序中的脱磷负荷变大，效率低。因此，使脱硅处理结束时的脱硅处理后滤渣的碱度在0.5以上，优选在0.8以上。此外，该阶段中的炉渣碱度高于1.5时，炉渣的流动性降低，因而会有下面的中间排渣时的排渣量减少、排渣量难以控制的问题，在削减石灰系熔剂方面，效率也低，因而使脱硅处理结束时的炉渣碱度在1.5以下，优选在1.2以下。另外，为了调节碱度，除了生石灰、石灰石、白云石等石灰系熔剂以外，还可使用选自脱碳炉渣、脱磷炉渣、铁水包渣等的炼钢炉渣作为熔剂。

将脱硅处理结束时的铁水温度调节到1240℃以上、1400℃以下，优选将其调节到1260℃以上、1350℃以下。这是由于铁水温度为高于1400℃的高温时，残留在炉内的脱磷炉渣会回磷，导致铁水中的磷浓度上升，这样，后续工序中的脱磷负荷变大，效率低，不仅如此，为了防止内衬的镁碳砖的损耗，还需要提高炉渣中的镁浓度，成本提高。另一方面，这是由于小于1240℃时，炉渣的流动性降低，会有下面的中间排渣时的排渣量减少、排渣量难以控制的问题，而且废铁的熔解速度也会降低。

此外，为了在下面的脱磷工序中高效率地进行脱磷，也需要对该阶段中的铁水温度进行控制。例如，若使脱硅处理结束时的铁水温度在1350℃以下，则在脱磷处理中，能大幅削减为了调节温度而添加的铁矿石等冷却剂。另外，还有一个情况是，在同一炉中连续进行脱硅处理和脱磷处理时，在脱磷处理前也要装入废铁，这在操作时间上是困难的。此外，在处理过程中能从炉顶装入的冷铁源要么是整粒过的高价材料，要么是炼铁厂内产生的原料金属等量方面有限的材料，因而，难以稳定地大量使用，实际上，由于能用炉顶投入装置使用的辅助原料的种类数的制约，也会有不将冷铁源从炉顶装入的情况。总之，迄今，在脱磷处理工序中使用的冷却剂局限于铁矿石等氧化铁，一般无法充分利用废铁等廉价的冷铁源。

通常，在脱硅处理阶段中，增大廉价的废铁的使用量是比较容易的，这样，能使脱硅处理后的铁水温度在1350℃以下。由此，能大幅削减脱磷处理阶段中的氧化铁的使用量。其结果，能削减由氧化铁的分解反应引起的大的吸热部分，将该热量部分用于脱硅处理中的冷铁源熔解。另外，若脱硅处理后的温度降低，则会有废铁未全熔之虞，但未全熔的废铁与铁水被一起保留在炉内，可在接下来到下一脱磷处理阶段之间的时间里继续使其熔解。即，对冷铁源而言，只要到脱磷处理结束时，熔解完成，则操作上不存在问题。

另外，脱硅处理后的铁水温度可以使用用热电偶等测得的测定值，也可以使用由热收支推算出的推算值。例如，作为由热收支推算的推算方法，可根据下述式(2)进行推算，但并不局限于此。这是因为，会根据具体装置条件、操作条件来调节系数、或追加或消除变量来应用。另外，若在脱硅处理后存在未熔废铁，则会有测定值比推算值稍高的倾向，但在误差范围内，无妨。

T＝[0.21T_i·X_p-42.9X_s+(4137+0.327T_i)X_Si-746.6X_C

-(575.5+0·025T_i)X_ore+(3239-0·115T_i)X_O2+28.2X_f-1638W^-(1/3)X_t}

/(0·21X_p+0.179X_s+0.535X_Si+0.468C_C+0.151X_ore+0.115X_O2+0.241X_f)-(2)

T：脱硅处理后的铁水温度(℃)

T_i：装入的铁水的温度(℃)

X_p：铁水单耗(kg/t)(相对于铁水重量和冷铁源重量的合计1t，下同)

X_S：冷铁源单耗(kg/t)

X_Si：成为氧化物的硅的单耗(kg/t)(铁水、冷铁源和添加物中含有的硅的合计)

X_C：添加物中的碳单耗(kg/t)

X_ore：氧化铁单耗(kg/t)

X_O2：气体氧单耗(Nm³/t)

X_f：熔剂单耗(kg/t)

W：转炉铁水容量(t)

X_t：从前次批料出铁到脱硅处理结束之间的时间(分)

这里，成为氧化物的硅是铁水、冷铁源和添加物中所含的硅的合计。其中，铁水中的硅浓度使用从每次批料装入前的铁水中采集的试样的快速分析值。但是，也可以使用通过用高炉的铁水成分等其他分析值进行演算等进行代用的方法。此外，各种冷铁源中的硅浓度例如可以使用每批的代表试样的分析值，但在熟铁中，多稳定在与铁水同等程度的浓度。此外，废铁中的硅浓度虽然因产生源而存在变动，但平均而言，稳定在铁水的1/10左右以下的浓度，因此，可以此为代表值进行使用，也可忽视。

此外，上述添加物中，作为上述成为氧化物的硅(以可氧化的形式存在的硅)，有非氧化物的硅。这是指以硅化铁、金属硅、碳化硅、氮化硅或其他硅化物中所含的硅，作为代表性的添加物，除了硅铁外，可以是将含碳化硅约60质量％的粉体成型为团块的添加物(下面称作碳化硅块)等。

作为添加物中的非氧化物的硅的分析方法，除了JIS G1312中记载的硅铁的分析方法外，可以组合全硅分析、氧可溶硅分析、全碳分析、全氧分析、全氮分析、热质量分析、用调整了温度历程的燃烧法进行的碳分析、其他含有元素的分析、用X射线衍射法进行的化合物分析等进行推断。

添加物中另外含有碳，作为该碳，除了焦炭或土状石墨等碳材料外，可以使用上述碳化硅等碳化物中的碳。此外，作为熔剂，使用生石灰、轻烧白云石、镁砂等辅助原料。此外，可以使用脱磷炉渣、脱碳炉渣、铁水包炉渣等炉渣也可作为氧化钙源或氧化镁源使用。此外，作为廉价的辅助原料的例子，可以利用钙或镁的碳酸化物、氢氧化物等，但这些辅助原料吸热量大，大量使用时，优选与其他熔剂区别，对上述(2)式进行修正。

为了在增加冷铁源使用量和抑制精炼成本的同时使脱硅处理后的铁水温度在上述1240～1400℃的范围内，优选调整相对于冷铁源和铁水的合计重量(t)的冷铁源单耗XS(kg/t)，使根据下述(3)式算出的Y值在230以上、270以下的范围。其原因在于，Y小于230时，不仅需要添加土状石墨等碳材料作为热源，延长吹炼时间，或需要大量使用硅铁等高价的热源，而且，为了调节炉渣碱度，要追加氧化钙源，因而，会导致精炼成本上升和生产效率降低，是不适宜的。另一方面，下述(3)式中的Y值在大于270的范围时，为了控制温度，要使用铁矿石等冷却剂，从使冷铁源的使用量最大化的角度考虑，是不适宜的。

Y＝(3+34.5[％Si]+0.21Ti)·(1000-Xs)/1000 (3)

这里，

Y：230～270

〔％Si〕：装入的铁水中的硅浓度(质量％)

T_i：装入的铁水的温度(℃)

X_S：冷铁源单耗(kg/t)

接着，在本发明中，如上述那样调节冷铁源单耗，但要在短时间内使大量的冷铁源熔解，可以适量使用发热量大的硅作为热源。这种情况下，优选使装入时或脱硅处理时添加的非氧化物的硅的合计量相对于装入的铁水和冷铁源的合计重量在2～10kg/t的范围内、更优选在4～8kg/t的范围内。关于这一点，以硅量超过10kg/t的方式进行添加时，脱硅处理中的硅酸生成量会过大，即使将前次批料的脱磷处理后炉渣全部留在炉内进行脱硅处理，为了调节碱度，也需要大量添加氧化钙源，炉内炉渣量也会增多，从精炼成本等观点考虑，是不适宜的。此外硅量小于2kg/t时，硅的由氧化反应产生的发热量小，对冷铁源的熔解没有效果。而且，在脱硅处理阶段硅酸的生成量减少，在使碱度高的脱磷处理后炉渣大量残留在炉内的情况下，脱硅处理后的碱度高，妨碍之后的排渣，需要添加在热量上和资源上都无用的硅酸盐来调节碱度，因而是不适宜的。在这一点上，若硅量为4～8kg/t，则无论是从调整脱硅处理后的碱度方面，还是从确保冷铁源熔解用的热源方面，可以说是优选范围。

作为添加的硅源，可以使用硅铁，但优选使用以更廉价的碳化硅为主要成分的碳化硅块、以碳化硅为主要成分的废耐火材料等。另外，不需要仅使用该硅源作为热源，在生产效率不会降低的范围内，也可并用碳材料等其他热源。优选在对脱碳量等进行预测、使脱硅处理结束时的铁水中的碳浓度在3.3质量％以上的条件下添加该碳材料。这是由于，铁水中的碳浓度小于3.3质量％时，在其后的脱磷和脱碳工序中热源会不足，并且废铁等冷铁源表面上的浸碳速度会下降，导致熔解速度降低。

这样，在适合本发明的脱硅处理中，将脱硅处理后的铁水温度控制在适当的范围内，并利用硅作为热源，因此，即使相对于铁水和冷铁源的合计重量(t)，使用100～250kg/t这样大量的冷铁源，也不会导致生产效率降低、精炼成本上升，能高效进行冷铁源的熔解和铁水的预处理精炼。但是，冷铁源单耗在250kg/t以上时，会有进一步需要热源、导致成本上升以及吹炼时间变长、生产效率降低的问题。此外，还由于冷铁源的装入设备的制约，进一步增加使用量是没有效率的。

另外，后面会进行详述，要提高脱硅处理后炉渣10的排渣性，优选在转炉精炼炉1内使炉渣适度起泡。为此，提高由铁水中的碳和炉渣中的氧化铁反应而产生的CO气体的产生速度是有效的，因此，为了在下面的排渣工序中得到稳定的排渣率，优选供给将铁水中的硅和添加的硅源中的硅进行氧化所需的化学计量以上的氧。

就脱硅处理中供给给铁水的氧的单耗而言，氧的添加量宜在脱硅所需的化学计量的基础上增加2Nm³/t以上，优选增加4Nm³/t以上。在本发明中，进行这种送氧，使脱硅处理结束时的铁水中的硅浓度在0.2质量％以下，优选在0.1质量％以下，更优选在0.05质量％以下。这样，在脱硅处理后进行排渣时，也能维持起泡状态，保持排渣性良好，并能抑制从炉渣向铁水的回磷。本发明者研究后确认，脱硅处理用的氧吹炼在顶吹送氧速度为1～2Nm³/min·t、底吹气体的吹入速度为0.02～0.2Nm³/min·t左右时，能得到上述效果。

另外，在控制硅浓度时，通过与上述炉渣碱度的控制和铁水温度的控制进行组合，即使将前次处理中的脱磷处理后炉渣全部留在炉内进行铁水脱硅处理，也能在不导致回磷的情况下有效地使用脱磷处理后炉渣中的石灰部分。此外，通过组合该硅浓度、炉渣碱度和铁水温度的控制，并将前次处理中的脱磷处理后炉渣残留在炉内，能提高炉渣中的磷酸浓度，由此也能促进炉渣起泡。尤其是，该炉渣中的磷酸具有降低炉渣表面张力的效果，促进与铁水的反应和微细气泡的分散，由此，可以认为，即使是在(T.Fe)为10质量％左右的较低氧化铁浓度下，也能维持炉渣发泡，保持排渣性良好。

(3)下面对图2－(C)中所示的中间排渣工序(C)进行说明。

在本发明的铁水预处理方法中，通过在上述脱硅处理工序后设置排渣工序，进行将上述脱硅处理时产生的大量的含SiO₂的低碱度的脱硅处理后炉渣从该转炉型精炼炉1中排出的中间排渣处理。脱硅处理后炉渣10的中间排渣对在下一工序的脱磷处理中减少用于调节至适当炉渣碱度的石灰系熔剂的使用量是有效的。此外，在将前次铁水预处理时生成的脱磷处理后炉渣大量留在炉内进行脱硅处理的本发明的铁水预处理方法中，为了进行脱硅处理以防止从炉渣向铁水的回磷，脱硅炉渣中的磷酸浓度比以往高。在使脱硅炉渣大量残留时，下一脱磷处理工序中的炉内炉渣中的磷酸量会过大，脱磷效果下降，因此，从防止出现这种情况上来讲也是重要的。

本发明的铁水预处理方法的特征在于，在重复地连续实施上述工序(A)～(E)的处理时，若脱硅处理后炉渣的排出不充分，则磷酸向炉内的蓄积会发展，因此需要注意。这是因为，脱磷处理阶段中，若炉内炉渣中的磷酸量过多，由于炉渣中的磷酸浓度的上升，脱磷反应效率会下降，从而导致脱磷处理后的铁水中的磷浓度上升，以及脱磷反应所需的石灰系熔剂的使用量会增大。

因此，在本发明中，优选脱磷处理后炉渣的排渣率(质量％)＝(排出炉渣质量％)×100/(脱硅处理结束时炉内炉渣质量％)至少在40质量％以上、最好在60质量％以上。这是由于，排渣率小于40质量％时，如上述那样，下一工序的脱磷处理中的石灰系熔剂的使用量会增大，而且，若由此而炉渣量增大，就不能抑制炉渣起泡，脱磷处理时有时会有炉渣从炉口喷出，引起操作障碍。

这样，在本发明的铁水预处理方法中，通过使脱硅处理后炉渣的碱度在0.5～1.5的范围内、使脱硅处理工序结束时的铁水温度在1240℃以上、1400℃以下，并使氧单耗优化、促进炉渣发泡等，能确保良好的炉渣的流动性和持气率，只要在脱硅处理结束后倾斜炉体、使炉渣从炉口流出，就能实施良好的排渣。调节炉体的倾角、使炉渣流出而不使铁水流出时，不得不使一定程度的炉渣量残留在炉内，但是，由于发泡的炉渣的容积率在1/10左右，与真比重相比，容重低下，因而，能将残留在炉内的炉渣量控制在低位。另外，当炉渣的发泡沉静下来时，会导致炉渣的排渣率降低，因此，以使从脱硅处理结束至为进行排渣而开始炉体倾斜之间的时间在4分钟以内为宜。

该排渣工序阶段所要求的脱硅处理后炉渣的碱度如图3所示，小于0.5时，炉渣的粘性高，无法确保良好的排渣率。另一方面，该脱硅处理后炉渣的碱度超过1.5时，会有固相炉渣产生，炉渣的流动性降低，排渣率降低。这样，从确保炉渣的排渣性和排渣率的角度考虑，只要使炉渣的碱度在0.5～1.5左右就足够了，但从防止脱硅处理工序中的炉渣的回磷、削减石灰系熔剂的使用量的角度考虑，更优选将炉渣的碱度调整到0.8～1.2的范围。

此外，借由由排渣工序阶段中的脱硅炉渣中的(T.Fe)即氧化铁与铁水或悬浮在炉渣中的含有碳的粒铁的反应生成的微细的CO气泡，炉渣发泡。为了检验合理的(T.Fe)浓度范围，另外做了确认，结果发现，(T.Fe)＜5质量％时，炉渣发泡不充分，因此，通过使转炉倾斜来排除炉渣时的驱动力小，难以充分排出。另一方面，(T.Fe)＞25质量％时，流渣中的CO气泡发生急剧进行，出现了爆沸现象，因此，不得已中断了炉渣排出操作等。这样，使脱硅处理时、即排渣工序中的炉渣中的(T.Fe)的最佳范围(T.Fe)＝5～25质量％。

此外，在该排渣工序的处理中，若脱硅处理后炉渣的温度低(小于1260℃)，则会导致伴随固相炉渣的生成出现的炉渣粘性上升、液相炉渣的粘性上升，从而导致炉渣的流动性降低，排渣率低下。因此，视使用的铁水的初期条件调节冷铁源单耗，并调节碳化硅、硅铁等热源添加量和氧单耗中的至少一个，使脱硅处理结束时的铁水温度在1260℃以上，这样，炉渣温度也在1260℃以上。

但是，若将生成的脱硅处理后炉渣基本排出，则在下一工序的脱磷处理中新添加的石灰系熔剂的渣化会慢，成为阻碍脱磷反应的重要原因。与此相对，能够通过添加萤石来促进渣化。但是，这样做，如上述那样，炉渣的用途会受到制约，影响炉渣的利用。此外，还有通过添加铁矿石等氧化铁来促进渣化的方法，但若为该方法，则由氧化铁的分解吸热反应引起的热损失大，能利用于冷铁源的熔解的热量减少，因而非上策。

所以，要在脱磷处理阶段不使用萤石、氧化铁来促进石灰系熔剂的渣化，使适量的具有优选组成、温度的上述脱硅处理后炉渣残留在炉内、利用该炉渣中的二氧化硅、氧化铁促进渣化也是有效的。另外，在排出脱硅处理后炉渣时，优选在维持上述适宜的脱硅炉渣排渣率在40％以上、优选在60％以上的同时，调节炉体的倾角，使4～20kg/t的该脱硅处理后炉渣残留在炉内。这样，即使在脱磷处理阶段不使用氧化铁，也能高效率地促进脱磷反应，将氧化铁的分解吸热产生的反应热部分间接地用作脱硅处理中的冷铁源熔解用的热。在这一点上，当脱硅处理后炉渣的残留量小于4kg/t时，在下面的脱磷工序中，就需要使用氧化铁来促进石灰石熔剂的渣化。另一方面，若脱硅处理后炉渣的残留量超过20kg/t，则会出现石灰系熔剂的使用量增大、脱磷操作受影响的问题。

(4)下面对图2(D)所示的脱磷处理工序(D)进行说明。

上述排渣工序(C)之后，向残留在同一转炉型精炼炉1内的铁水中添加石灰系熔剂，并进行成为氧源的氧吹炼，进行铁水的脱磷处理。作为在该脱磷处理工序中使用的氧源，从减少热损失的角度考虑，优选仅使用来自顶吹喷枪2的氧气12。铁水中的磷被所供给的氧源中的氧氧化而形成磷氧化物(P₂O₅)，该磷氧化物被稳定地混入由石灰系熔剂的渣化生成的炉渣中，铁水的脱磷随之进行。要高效率地进行脱磷反应，优选添加石灰系熔剂，使脱磷处理后的炉渣(此次批料的脱磷处理后炉渣18)的碱度在1.2以上、3.0以下，并通过送氧，使脱磷处理结束后的铁水温度在1280℃以上、1360℃以下，由此进行脱磷处理。

该脱磷处理时生成的脱磷处理炉渣17的炉渣碱度小于1.2或铁水温度超过1360℃时，炉渣的脱磷能力下降，有时会出现无法充分降低处理后的铁水中的磷浓度的情况。另一方面，若该炉渣碱度超过3.0，则石灰系熔剂的渣化困难，石灰系熔剂的成本上升，即使在铁水温度小于1280℃的情况下，石灰系熔剂的渣化还是困难，后续工序的脱碳处理时的热量不足。而且，要充分确保脱碳工序阶段中的热量，宜使脱磷处理结束后的铁水温度在1280℃以上、1360℃以下，并调节脱硅处理和脱磷处理中的氧使用量和/或碳添加量，使脱磷处理结束时的铁水中的碳浓度在2.8质量％以上。

在进行按照本发明方法的操作时，铁水的Si浓度、P浓度、温度会变化，出现脱硅处理后的铁水温度低的情况或铁水的P浓度高、脱磷负荷大的情况。这种情况下，为了促进脱磷工序中的石灰的熔解，将粉状的石灰或碳酸钙等石灰源利用氧气或惰性气体从顶吹喷枪吹到铁水液面上是有效的。在顶吹氧照射在铁水液面的区域，由于发生直接脱碳反应、铁氧化，呈2000℃左右的高温，由于粉状的石灰源添加到该区域，熔融得到促进。

在根据本发明的铁水的预处理方法中，要将有助于石灰熔融的含有SiO₂的炉渣在脱硅处理后排出，通过粉状石灰源的投射以尽快熔解是有效的。此外，在该方法中，利用铁水中的Si的氧化热促进冷铁源的熔解。因此，对铁水中的废铁的熔解速度而言，优选在更高的温度下的操作。但是，对脱硅处理中的回磷、脱磷处理而言，高温反而是不利的。因此，在本发明中，向上述顶吹氧所喷射的区域同时顶吹粉状的氧化铁，由此，通过氧化铁的分解反应(吸热反应)，仅使反应区域局部冷却，在宏观上为高温的条件下，能抑制脱磷或回磷。这里，作为含有石灰、碳酸钙的辅助原料，分别不仅可以为单体，也可以是在转炉脱碳吹炼时生成的炉渣等再利用物等。此外，对氧化铁而言，不仅可以使用铁矿石等单体，也可以使用轧制鳞皮、烧结矿粉、集尘粉尘等再利用物。

(5)下面对图2(E)所示的出铁工序(E)进行说明。

该工序(E)中，在经过上述脱磷工序、铁水中的磷浓度降低至规定的值时，将该转炉型精炼炉1向设置有出铁口的一侧倾转，将转炉型精炼炉内的铁水出铁到铁水保持容器(图中未显示)中。另外，作为上述规定的磷浓度，优选在0.030质量％以下。

如以上所说明的那样，在本发明的铁水预处理方法中，在铁水的脱磷处理结束后进行出铁，然后，不排出残留在炉内的脱磷后处理炉渣的至少一部分而使其残留，向其中装入新的铁水，进行脱硅处理，形成连续的处理。因此，从转炉型精炼炉(预处理炉)中排出的炉渣多成为脱硅处理后炉渣，能减少碱度较高的脱磷处理后炉渣的混入。这是由于，若混入脱磷处理后炉渣，则会有由碱的溶出、水合反应引起的膨胀之虞，可避免炉渣的用途受到制约。尤其是在完全不排除脱磷处理后炉渣的方法中，完全不会出现这种问题，因此，能使炉渣的处理简单化，而且还能应用于高附加价值的用途。这在如本发明那样使用一个转炉连续、反复进行铁水的预处理的方法的情况下，其效果尤其大。

实施例

使用如图1所示的容量250吨的转炉型精炼炉1实施本发明的铁水预处理。在该处理中，从顶吹喷枪2向液面(铁水)吹入氧气，并从设置在炉体底部的五个底吹风口向铁水中吹入搅拌用的氮气。在表1所示的所有实施例和表2所示的部分比较例中，向使在上一工序的铁水的脱磷处理中生成的脱磷处理后炉渣的一部分或全部残留在炉内的状态下的转炉型精炼炉内先装入冷铁源，然后向该转炉内装入铁水，之后，顶吹氧开始脱硅处理。在一部分操作中，作为成为脱硅处理中的热源的硅源，使用SiC压块和非氧化物Si，作为碱度调节用的石灰系熔剂，使用生石灰，将这些从炉上添加。然后，脱硅处理结束后迅速倾斜炉体进行排渣操作。接着，供给生石灰和氧气，对一部分操作而言还添加铁矿石，进行脱磷处理。从脱硅处理开始到脱磷处理结束后的出铁结束之间的时间为30分钟左右。

作为上述冷铁源，使用了日本铁源协会“废铁检收统一规格”中规定的废铁。

分别在表1中显示应用本发明的实施例、在表2中显示比较例的操作条件和操作结果。所有操作在脱硅处理中均未使用氧化铁，但在脱硅处理后的排渣工序中，除比较例3外，从转炉型精炼炉中排出的炉渣的碱度达到目标值，炉渣被充分渣化。

表1

表2

实施例1、2、5～9是使前次铁水脱磷处理后的脱磷处理后炉渣全量残留在炉内进行下次铁水预处理的例子，比较例1是将前次铁水的脱磷处理后炉渣全量排出的例子，试着对它们进行比较。此外，比较例2是完全未将脱硅处理后的脱硅处理后炉渣排出、继续进行脱磷处理的例子。

在适合本发明方法的实施例1～9中，对脱磷处理后炉渣和脱硅处理后炉渣的碱度、炉内残留量(残留率或排出率)、脱硅处理后的温度、铁水中硅浓度等条件做了各种变更，但在任一条件下，均以约5～7.7kg/t这样少的生石灰使用量得到了脱磷处理后的铁水中磷浓度低，小于约0.03质量％，与比较例1相比，炉渣的使用量也多的结果。与此相对，比较例1由于将前次铁水的脱磷处理后炉渣和脱硅处理后炉渣全量排出，因而处理后的铁水中磷浓度低，但生石灰使用量增大，而且，脱磷处理时需要大量渣化用的铁矿石，因此，得到废铁使用量也少这样的结果。

尤其是，比较例2在未排出脱硅处理后的炉渣的状态下进行脱磷处理，因而，脱磷处理后炉渣量大幅增大，而且生石灰使用量也增多。此外，在比较例3中，可能由于脱硅处理后的炉渣碱度降低到小于0.5而导致回磷，脱磷处理中的碱度调节用的生石灰使用量也增多。在比较例4中，可能由于脱硅处理后的温度高于1380℃而导致回磷，脱磷处理中的碱度调节用的生石灰使用量也增多。比较例5是由于在脱硅反应未充分进行的状态下结束了脱硅处理而使得炉渣发泡容易沉静、脱硅处理后炉渣的排出率差的例子，生石灰使用量增多。

此外，为明确影响炉渣排渣性的处理条件的差异，不是在脱硅处理工序后进行排渣，而是在脱硅+脱磷处理后实施利用炉倾斜的排渣试验。考虑铁水的硅浓度，在脱硅+脱磷处理后进行调整，使碱度(Ca/SiO₂)为1.5，(T.Fe)＝10～30质量％，处理后〔Si〕＝微量，〔P〕＝0.050～0.070质量％，铁水温度为1340～1360℃。几乎没有炉渣发泡，固相比率高的炉渣被排出，难以通过炉倾斜控制排出量。即，可以知道，在脱硅工序后和脱硅+脱磷后的炉渣排出中，由于炉渣性状、发泡状况不同，无法适用炉渣组成的最佳条件。

由实施例1和比较例4的比较可知，通过增大废铁使用量、降低脱硅处理后温度，能抑制从炉渣的回磷，同时能削减生石灰使用量，高效率地实施脱磷处理。

然后，与表1、2的试验同样地，对脱硅处理中的碱度的影响进行了调查。结果示于表3。如表3所示，脱硅处理中的碱度满足0.8～1.5的实施例11、12也未引起回磷，脱磷后的磷浓度良好。与此相对，脱硅处理中的碱度不在0.8～1.5范围内的实施例10发生回磷，脱磷后的磷浓度稍有增高。

表3

计算式： $\frac{\mathrm{CaOa}[\mathrm{kg}/t]+\mathrm{CaOa}[\mathrm{kg}/t]}{{\mathrm{SiP}}_{2a}[\mathrm{kg}/t]+{\mathrm{SiO}}_{2b}[\mathrm{kg}/t]}$

上述计算式用于脱硅吹炼中的CaO/SiO₂的计算。

CaO_a：投入石灰熔解量

CaO_b：残留炉渣CaO

SiO_2a：燃烧Si量×2.14

SiO_2b：残留炉渣SiO₂

此外，与表1、2的试验同样地，对脱硅结束时的T.Fe对中间排渣时间的影响等进行了调查。结果示于表4。如表4所示，由实施例13～16可知，在所有实施例中，能大量使用废铁，还能减少生石灰的使用量。尤其是在脱磷工序中由顶吹喷枪供给粉状石灰、碳酸钙、氧化铁的实施例13、14中，石灰的渣化、熔融速度增加，在同一生石灰量下，处理后的磷浓度为〔P〕＜0.020质量％，处于低位。此外，可以知道，在排渣工序中的脱磷处理后炉渣中(T.Fe)为5～25质量％的实施例13、14的方法中，能缩短中间排渣时间，中间排渣性也良好。与此相对，实施例15中，排渣工序中的脱硅处理后炉渣中(T.Fe)低，中间排渣时间与实施例13、14相比，更需要时间。另一方面，实施例16中，排渣工序中的脱硅处理后炉渣中(T.Fe)高，出现爆沸现象，因此，需要使炉渣沉静用的时间，因而排渣时间增加。

表4

本发明的铁水预处理技术能在抑制熔剂使用量、炉渣产生量的同时高效率地降低磷浓度，并能高效率地进行废铁、冷铁等冷铁源的熔解。该技术不仅能够用于使用转炉型精炼炉的情况，也能应用于在具有同样构成的其他精炼容器的处理。

符号说明：

1 转炉型精炼炉

2 顶吹喷枪

3 底吹风口

4 出铁口

5 料斗

6、8 滑槽

7 料斗

9 铁水

10 脱硅处理后炉渣

11 冷铁源

12 氧气

13 底吹气体

14 装料包

15 硅源

16 石灰系熔剂

17 脱磷处理后炉渣

Claims (10)

1.铁水预处理方法，其特征在于，在该方法中，在使用转炉型容器进行铁水的脱硅处理和脱磷处理时，首先，将从高炉出铁的铁水装入转炉型容器内进行脱硅处理，然后，进行使铁水和脱硅处理后的炉渣的一部分残留在该容器内的中间排渣处理，接着，向残留在该容器内的脱硅后的铁水和炉渣中添加石灰系熔剂并吹入氧气，进行铁水的脱磷处理，其中，

使炉渣碱度在1.2以上的脱磷处理后炉渣中的30质量％以上残留在所述转炉型容器内，

然后，向装有脱磷处理后炉渣的该容器中至少装入未处理的铁水进行脱硅处理，使该脱硅处理结束时的铁水的硅浓度在0.2质量％以下，脱硅处理后炉渣的碱度在0.5以上、1.5以下，铁水温度在1240℃以上、1400℃以下，

然后，进行将脱硅处理后炉渣的40质量％以上排出到炉外的中间排渣，并使4～20kg/t的该脱硅处理后炉渣残留在炉内，

之后，用同一前述容器进行脱磷处理，

在所述脱硅处理中，相对于装入转炉型容器内的铁水和冷铁源的合计重量，装入满足下式的量的冷铁源，

Y＝(3+34.5[％Si]+0.21Ti)·(1000-X_S)/1000

式中，

Y：230～270，

〔％Si〕：装入的铁水中的硅浓度(质量％)，

T_i：装入的铁水的温度(℃)，

X_S：冷铁源的单耗(kg/t)。

2.根据权利要求1所述的铁水预处理方法，其特征在于，使脱磷处理后炉渣的碱度在3.0以下。

3.根据权利要求1或2所述的铁水预处理方法，其特征在于，在脱磷处理后炉渣中，使脱磷处理时生成的量的60质量％以上残留在容器内。

4.根据权利要求1或2所述的铁水预处理方法，其特征在于，使脱硅处理中的炉渣碱度在0.8以上、1.5以下。

5.根据权利要求1或2所述的铁水预处理方法，其特征在于，使脱硅处理后炉渣的炉渣碱度在0.8以上、1.5以下，T.Fe在5质量％以上、25质量％以下。

6.根据权利要求1或2所述的铁水预处理方法，其特征在于，在所述脱硅处理中，除了向转炉型容器内装入从高炉出铁的铁水外，还装入冷铁源，进行氧吹炼，使该处理结束时的铁水温度在1260℃以上、1350℃以下。

7.根据权利要求1或2所述的铁水预处理方法，其特征在于，使脱硅处理结束时的铁水的硅浓度在0.1质量％以下。

8.根据权利要求1或2所述的铁水预处理方法，其特征在于，所述脱磷处理中，相对于铁水和冷铁源的合计重量，向转炉型容器内装入或添加100～250kg/t的冷铁源和2～10kg/t的成为氧化物的硅。

9.根据权利要求1或2所述的铁水预处理方法，其特征在于，所述脱磷处理中，相对于冷铁源和铁水的合计重量，使4～20kg/t的脱硅处理后炉渣残留在中间排渣后的转炉型容器内，并加入石灰系熔剂，进行氧吹炼，使脱磷处理后的炉渣碱度在1.2以上、3.0以下，且使该脱磷处理结束后的铁水温度在1280℃以上、1360℃以下。

10.根据权利要求1或2所述的铁水预处理方法，其特征在于，所述脱磷处理中，由顶吹喷枪向铁液喷射含有粉状石灰、碳酸钙、氧化铁中的至少一种成分的精炼剂。