CN104471082B - 铁水预处理方法以及铁水预处理用搅拌体 - Google Patents

Abstract

在使用由旋转轴与叶片构成的搅拌体边通过使浸渍在铁水中的叶片旋转来搅拌铁水边进行的铁水预处理中，即便为了提高反应效率而提高叶片的转速，也能够减轻搅拌装置的振动。本发明所涉及的铁水预处理方法使安装于旋转轴(2)的前端部的叶片(3)浸渍在精炼容器(4)内的铁水(5)，并通过旋转浸渍的叶片来搅拌铁水与添加剂(6)，其以旋转轴的一次弯曲共振频率比搅拌铁水的叶片的旋转频率高的方式来进行搅拌。

Description

铁水预处理方法以及铁水预处理用搅拌体

技术领域

本发明涉及铁水预处理方法以及铁水预处理用搅拌体。

背景技术

以往，在除去铁水中的杂质的精炼(称为“铁水预处理(molten iron preliminary treatment)”)中，向铁水添加用于与杂质反应来除去杂质的添加剂(精炼剂(a refining agent))，并搅拌(agitate)·混合该铁水来促进添加剂与杂质的反应。这是因为，精炼反应在铁水与添加剂的界面发生，因此通过搅拌铁水使添加剂卷入铁水中，从而使铁水与添加剂的反应界面面积增大。一般而言，添加剂与铁水相比，比重小，添加之后会浮在铁水的表面。因此，在使铁水与添加剂反应方面也需要搅拌铁水。

作为搅拌铁水的方法，执行如下方法，即向铁水吹入气体来进行的气体吹入搅拌方法(gas bubbling method)和使叶片等旋转的搅拌件浸渍于铁水来机械式地搅拌铁水的机械搅拌方法(stirrer method)。将气体吹入搅拌方法与机械搅拌方法进行比较，机械搅拌方法更容易使卷入铁水后浮上铁水表面的添加剂反复卷入铁水中，因此能够更高效地进行精炼反应。因此，现在机械搅拌方法成为主流。

例如，在作为铁水预处理之一的铁水的脱硫处理(desulfurization)中，广泛执行如下机械搅拌式脱硫法，即，使叶片(也称为“旋转翼”)浸渍在收纳于精炼容器的铁水中，边使该叶片旋转来搅拌铁水边向精炼容器内的铁水添加脱硫剂，从而对铁水进行脱硫。

在铁水的使用叶片的机械搅拌式脱硫法中，以处理时间的缩短、脱硫剂原单位的减少等为目的，提出各种用于实现高效的脱硫处理的方案。基本如非专利文献1所记载，通过增大叶片的转速来增大铁水与添加剂的反应界面的面积，由此提高反应效率。因此，使叶片更高速地旋转是有效的。

然而，若提高叶片的旋转速度则搅拌装置(叶片以及叶片的驱动装置)的振动变强，从而牵涉到搅拌装置的损伤。因此，例如专利文献1所公开的那样，在高速旋转叶片时，限制搅拌动力的上限值，以便不会有因振动而产生的过度力作用于搅拌装置。其中，在该方法中，限制了搅拌动力的上限值，因此不能说搅拌能力充足，从而无法充分提高反应效率。

另一方面，为了抑制因叶片的旋转而产生的振动，专利文献2公开了使用弹簧来支承叶片的升降机构的搅拌装置。在该搅拌装置中，能够利用弹簧来抑制某种程度的振动。然而，若转速升高则会因由质量的不平衡产生的离心力、来自铁水的搅拌反作用力增大而导致振动急剧变强。利用弹簧能够支承的力受限，因此，利用该搅拌装置也难以抑制高速旋转时的振动。

这样，在使用了叶片的铁水的预处理中，从反应效率的提高的观点出发，增大叶片的转速是有效的，但从防止设备的损伤的观点出发，叶片的转速无法提高至某一定值以上。

专利文献1：日本特开2005-290434号公报

专利文献2：日本特开2005-48226号公报

非专利文献1：铁与钢，vol.90(2004)No.6.p.322-328

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的。本发明的目的在于提供一种铁水预处理方法，即，在使用由旋转轴与叶片构成的搅拌体且边通过使浸渍在铁水中的叶片旋转来搅拌铁水边进行的铁水预处理中，即便为了提高反应效率而提高叶片的旋转速度，也能够减轻搅拌装置的振动。另外，本发明的目的还在于提供一种铁水预处理用搅拌体，该铁水预处理用搅拌体由旋转轴和安装于该旋转轴前端部的叶片构成，即便使其高速旋转也能够减轻搅拌装置的振动。

本发明人等为了解决上述课题而反复进行了深入研究。其结果是，发现如下情况：在由旋转轴与叶片构成的搅拌体中，通过将旋转轴的形 状控制为旋转轴的一次弯曲共振频率比搅拌铁水的叶片的旋转频率(叶片的转速除以60的值)高，即便提高叶片的转速，搅拌装置的振动也不会变强，从而能够更强力地搅拌铁水。

本发明是根据上述见解而完成的，其要旨如下所述。

[1]一种铁水预处理方法，其特征在于，使安装于旋转轴的前端部的叶片浸渍在精炼容器内的铁水，并通过旋转浸渍的叶片来搅拌铁水与添加剂，

上述旋转轴的一次弯曲共振频率比搅拌铁水的叶片的旋转频率高。

[2]根据[1]所记载的铁水预处理方法，其特征在于上述一次弯曲共振频率为叶片的旋转频率的1.2倍以上。

[3]根据上述[1]或上述[2]所记载的铁水预处理方法，其特征在于，上述旋转轴为中空构造。

[4]根据上述[1]～[3]中任一项所记载的铁水预处理方法，其特征在于，上述叶片的转速为100rpm以上200rpm以下。

[5]根据上述[1]～[4]中任一项所记载的铁水预处理方法，其特征在于，上述精炼容器以底部的内表面形状相对于该精炼容器的中心轴为非轴对称的方式对底部的耐火物进行处理。

[6]一种铁水预处理用搅拌体，其具有旋转轴和安装于该旋转轴的前端部的叶片，并通过上述旋转轴以及上述叶片旋转来搅拌铁水，所述铁水预处理用搅拌体的特征在于，上述旋转轴的一次弯曲共振频率为2.0～4.0Hz。

[7]根据[6]所记载的铁水预处理用搅拌体，其特征在于，上述旋转轴为中空构造。

根据本发明，在使用由旋转轴与叶片构成的铁水预处理用搅拌体来搅拌铁水时，使用旋转轴的一次弯曲共振频率比搅拌铁水的叶片的旋转频率大的搅拌体，因此能够避免因搅拌体的共振而引起的振动的增大，因而能够实现搅拌体的高速旋转。由此，能够实现使供给至铁水的添加 剂高效地分散到铁水中，与以往相比，能够实现以高的反应效率搅拌铁水的处理。其结果是，例如在铁水的脱硫处理的情况下，能够实现脱硫剂原单位的减少、以及伴随于此的产生炉渣量的减少等，从而带来工业上有益的效果。

附图说明

图1是边使用本发明所涉及的搅拌体来搅拌铁水边对铁水进行预处理的情况的示意图。

图2是以通过旋转轴的中心线的面剖切图1所示的搅拌体时的示意剖视图。

图3是以通过旋转轴的中心线的面剖切图1所示的搅拌体时的其它例的示意剖视图。

图4是基于图2所示的X-X’向视的示意剖视图。

图5是示出底部的耐火物倾斜、且底部的内表面形状相对于精炼容器的中心轴为非轴对称的精炼容器的例子的示意图。

图6是在普通锅与倾斜锅中以比较的方式示出旋转频率与相对于旋转频率的振动加速度的关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图具体地对本发明进行说明。图1是示出边应用本发明来搅拌铁水边对铁水进行预处理的例子的示意图。

本发明所涉及的铁水预处理用的搅拌体1具有金属制的旋转轴2和一体化地安装于该旋转轴2的前端部的、向旋转轴2的径向突出的叶片3。在旋转轴2的上端部设置有凸缘2a。凸缘2a与由电动机、减速机、旋转轴等构成的旋转装置(未图示)连结。驱动该旋转装置，从而旋转轴2以及叶片3以任意的转速旋转。

在作为铁水预处理而对铁水5进行脱硫处理时，使旋转轴2以及叶片3与旋转装置一起下降，从而从上方使叶片3浸渍在收纳于精炼容器4的铁水5。在该状态下，经由旋转轴2使叶片3旋转。通过叶片3旋 转来搅拌铁水5。通过上述搅拌，供给至铁水5的浴面上的添加剂6(该情况下为脱硫剂)与铁水5被搅拌·混合，铁水中的 硫磺与添加剂6进行反应，从而对铁水5实施脱硫处理。在铁水5的脱硫处理中，作为添加剂6即脱硫剂，使用生石灰(CaO)本身、CaO-CaF₂脱硫剂、CaO-Al₂O₃脱硫剂等。

对上述那样使用的铁水预处理用的搅拌体1的详细构造进行说明。图2以及图3是以通过旋转轴2的中心线的面剖切图1所示的搅拌体1时的示意剖视图。图4是基于图2所示的X-X’向视的示意剖视图。图2表示旋转轴2为实心圆柱的情况，图3表示旋转轴2为中空圆管的情况。

如图2～图4所示，在金属制的旋转轴2的下端部，构成叶片3的搅拌叶片的芯铁的多个金属板3a通过焊接等而连接。用耐火物7覆盖金属板3a的周围形成叶片3。旋转轴2也被耐火物7覆盖。铁水5处于高温下，浸渍在铁水5时的叶片3被耐火物7保护。用耐火物7覆盖旋转轴2的理由是保护旋转轴2远离铁水5的热。作为耐火物7，使用例如Al₂O₃、MgO、SiO₂以及它们的化合物或者混合物。旋转轴2以及金属板3a为钢制的即可。图4中，叶片3具有4片搅拌叶片，但搅拌叶片只要是2片以上，可以为任意片。

若使浸渍于铁水5的叶片3旋转，则因离心力以及搅拌反作用力，在叶片3的搅拌叶片部作用有径向的力，即在使旋转轴2弯曲的方向上作用有力。搅拌时会根据叶片3的转速周期性地产生力，因此叶片3的旋转频率与旋转轴2的一次弯曲共振频率一致，则产生共振现象，从而产生较大的振动。因此，以使旋转轴2的一次弯曲共振频率比叶片3的旋转频率(转速除以60的值)大的方式设计旋转轴2。由此，能够实现规定的转速下的高速旋转，而不产生较大的振动，从而能够获得有效的搅拌效果。这里，一次弯曲共振频率表示旋转轴2的频率响应中的一次共振频率。

具体地使用以下方法进行控制，使得旋转轴2的一次弯曲共振频率比叶片3的旋转频率大。

旋转轴2的弯曲能够模型化为存在集中质量的梁的弯曲振动，因此旋转轴2的一次弯曲共振频率f能够以下述的式(1)来表示。

[式1]

$f=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{3\mathrm{EI}}{(\mathrm{\ρAL}/4+M)L^{,}}}...\left(1\right)$

在式(1)中，E为旋转轴2的杨氏模量(Pa)，ρ为旋转轴2的密度(kg/m³)，L为旋转轴2的长度(m)，I为旋转轴2的截面二次力矩(m⁴)，A为旋转轴2的横截面积(m²)。M为作用于旋转轴2的前端的集中质量(kg)，是耐火物以及搅拌时所附着的生铁块、炉渣的总质量。

如图2所示，在旋转轴2由外径为d₀的实心圆柱构成的情况下，旋转轴2的截面二次力矩I能够用下述的式(2)来表示。

[式2]

$I=\frac{\mathrm{\π}}{64}{d_0}^4...\left(2\right)$

另一方面，如图3所示，在旋转轴2由外径为d₁、内径为d₂的中空圆管构成的情况下，旋转轴2的截面二次力矩I能够用下述的式(3)来表示。

[式3]

$I=\frac{\mathrm{\π}}{64}({d_1}^4-{d_2}^4)...\left(3\right)$

在所使用的旋转轴2为实心圆柱的情况下，使用式(2)来求旋转轴2的截面二次力矩I。在所使用的旋转轴2为中空圆管的情况下，使用式(3)来求旋转轴2的截面二次力矩I，将求得的截面二次力矩I代入式(1)中来求旋转轴2的一次弯曲共振频率f。以由式(1)求得的一次弯曲共振频率f比叶片3的旋转频率大的方式设计旋转轴2。在无法重新设计搅拌体1的情况下，能够通过以叶片3的旋转频率比由式(1)求得的旋转轴2的一次弯曲共振频率f小的方式调整叶片3的转速来抑 制振动。

在这种情况下，能够通过以旋转轴2的一次弯曲共振频率f为叶片3的旋转频率的1.2倍以上的方式进行调整来可靠地抑制铁水预处理中的搅拌体1的振动。如图6的例子所示，旋转轴2的振动加速度伴随着旋转频率的增加而变大，并在共振点达到最大。这里，为了使搅拌时的振动加速度足够小，即为了使操作时的振动足够小，使旋转轴2的一次弯曲共振频率f为叶片3的旋转频率的1.2倍以上即可。共振频率的1/1.2以下的旋转频率对应的振动加速度为共振频率对应的振动加速度的1/8以下，为操作上不存在问题的等级。从强化搅拌来提高反应效率的观点出发，优选叶片3的转速为100rpm(旋转频率＝1.7Hz)以上200rpm(旋转频率＝3.3Hz)以下的范围。这是因为，在叶片3的转速不足100rpm时，搅拌强度弱，无法得到所希望的反应效率，若叶片3的转速超过200rpm，则反应效率饱和，不仅反应效率的上升效果不明显，而且因负载动力的增加而导致的缺点增大。

与叶片3的最大转速对应，优选旋转轴2的一次弯曲共振频率f设定为2.0Hz(＝100rpm×1.2/60sec)以上4.0Hz(＝200rpm×1.2/60sec)以下的范围。另外，若旋转轴2的一次弯曲共振频率f超过4.0Hz，则搅拌体1在设备层面上变大，因此优选旋转轴2的一次弯曲共振频率f为4.0Hz以下。然而，旋转轴的一次弯曲共振频率f也可以超过4.0Hz。

另外，本发明人等对在旋转轴2由实心圆柱构成的情况与由中空圆管构成的情况下，搅拌体1的振动产生何种差异进行了研究。

在旋转轴2是外径为d₁、内径为d₂的中空圆管的情况下，式(1)的旋转轴2的横截面积A用下述的式(4)来表达。

[式4]

$A=\frac{\mathrm{\π}}{4}({d_1}^2-{d_2}^2)...\left(4\right)$

若设内径d₂比外径d₁的比率d₂/d₁为α，则式(3)所表示的截面二次力矩I能够用下述的式(5)来表示。

[式5]

$I=\frac{A^2}{4\mathrm{\π}}\left(\frac{1{+\mathrm{\α}}^2}{1-{\mathrm{\α}}^2}\right)...\left(5\right)$

从式(5)清楚可知，在旋转轴2的质量恒定，即旋转轴2的横截面积A恒定的条件下，与旋转轴2为实心圆柱的情况(α＝0)相比，旋转轴2为中空圆管的情况(0＜α＜1)的截面二次力矩I更大。α越大，具体而言是旋转轴2越为大径薄壁，截面二次力矩I越大。截面二次力矩I越大，由式(1)求得的一次弯曲共振频率f越大，产生共振现象的叶片3的转速越高，因此能够实现高速旋转。即，可知由中空圆管构成旋转轴2更容易防止旋转轴2的共振现象。特别是在α为0.4以上的情况下，与实心构造相比，能够将旋转轴2的一次弯曲共振频率f增大约20％以上，从而能够获得高效的搅拌效果。L通常为2m～7m，进一步优选为4m～7m的范围。

在本发明中，作为发明对象的铁水预处理除上述的脱硫处理之外，也可以是脱硅处理(desiliconization)、脱磷处理(dephosphorization)。这里，脱硅处理是指向精炼容器内的铁水5添加氧化铁、或通入氧气、或同时采用两者，从而利用氧化铁中的氧或氧气中的氧来氧化去除铁水中的硅的精炼。若在铁水中存在硅，则铁水的脱磷反应被破坏，因此为了高效地进行脱磷处理，在脱磷处理的前阶段进行脱硅处理。在脱硅处理中，为了稀释生成的氧化硅(SiO₂)，有时也以向铁水容器内添加CaO系助熔剂的方式进行。

另外，脱磷处理是指向精炼容器内的铁水5添加氧化铁、或通入氧气、或同时采用两者，从而利用氧化铁中的氧或氧气中的氧来氧化铁水中的磷，并利用添加至精炼容器内的CaO系助熔剂固定生成了的磷氧化物(P₂O₅)来除去铁水中的磷的精炼。

脱硅处理以及脱磷处理的任一预处理均使浸渍在铁水5的叶片3旋转来搅拌铁水5，从而促进添加的氧化铁、氧气与铁水的反应。

收纳铁水5的精炼容器如图1所示，使用精炼容器的底部在水平方向上平坦的精炼容器4也没有任何问题。为了进一步提高铁水5的搅拌 效率，可以使用图5所示的精炼容器4A，即底部的耐火物被处理为精炼容器4A的底部的内表面形状倾斜、或由曲面形成。图5是示出底部的耐火物表面相对于精炼容器4A的底面倾斜了角度θ的精炼容器的例子的示意图。即，图5示出底部的内表面形状倾斜的精炼容器的例子。角度θ为0°～10°的范围，进一步优选2°～7°。另外倾斜也可以不一样。

使用图5那样的底部的内表面形状倾斜的精炼容器4A，从而通过叶片3的旋转而生成的涡流偏心紊乱。由此，能够强化铁水5的搅拌，添加至铁水上的脱硫剂等添加剂6与铁水5的搅拌·混合提高，从而促进添加剂6向铁水中的分散，实现高反应效率(脱硫率、脱磷率)下的预处理。

如上所述，根据本发明，在使用具备旋转轴2和叶片3的铁水预处理用搅拌体1来搅拌铁水5时，使用旋转轴2的一次弯曲共振频率f比搅拌铁水5的叶片3的旋转频率高的搅拌体1。由此，能够避免因搅拌体1的共振而引起的振动的增大，因此能够实现搅拌体1的高速旋转。由此，能够实现使投入至铁水5的添加剂6高效地分散至铁水中，与以往相比，能够实现以高反应效率对铁水进行搅拌处理。

实施例1

使用图1所示的设备来实施铁水的脱硫处理。

当叶片的转速为110rpm(旋转频率为1.8Hz)时，在由实心圆柱构成旋转轴的情况下，使用式(1)以及式(2)对为了使旋转轴的一次弯曲共振频率f比叶片的旋转频率高而应该将旋转轴的外径d₀设计为多大进行了研究。研究时，设碳钢制的旋转轴的杨氏模量E为2.1×10¹¹Pa，旋转轴的密度ρ为7800kg/m³，旋转轴的长度L为6.3m，作用于旋转轴的前端的集中质量M为8000kg。

结果可知，为了使旋转轴的一次弯曲共振频率f为叶片的旋转频率的1.2倍即2.2Hz以上，使旋转轴的外径为0.343m以上即可。因此，使用共振频率为2.2Hz、旋转轴的外径为0.343m的搅拌体，并使叶片的转速为110rpm来实施铁水的脱硫处理(本发明例1)。

在该脱硫处理中，能够避免在叶片的转速为110rpm时因共振现象而引起的振动增大，从而稳定地进行搅拌。

另外，在上述脱硫处理条件下，使用式(1)以及式(3)对使由中空圆管构成旋转轴的情况的旋转轴的一次弯曲共振频率f比叶片的旋转频率的1.2倍大的条件进行了研究。旋转轴的杨氏模量E、旋转轴的密度ρ、旋转轴的长度L以及作用于旋转轴的前端的集中质量M与上述情况相同。另外，叶片的转速与本发明例1相同，为110rpm(旋转频率为1.8Hz)。

结果可知，通过使由碳钢钢管构成的旋转轴的外径d₁为0.350m以上、内径d₂为0.200m能够使旋转轴的一次弯曲共振频率f为2.2Hz以上。因此，使用共振频率为2.2Hz、旋转轴的外径d1为0.350m、内径d2为0.200m的搅拌体来实施铁水的脱硫处理(本发明例2)。在该脱硫处理中，能够避免在叶片的转速为110rpm时因共振现象而引起的振动增大，从而稳定地进行搅拌。

在上述的本发明例1与本发明例2中，脱硫时叶片的转速相同。本发明例1与本发明例2的旋转轴的质量分别为4512kg、3164kg。在本发明例2中，使旋转轴为中空构造，从而能够将搅拌体的质量与本发明例1相比减轻约30％。这样，在使旋转轴为中空构造的情况下，能够与实心构造的情况相比使旋转轴轻型化，因此能够减轻电动机的负荷，从而以更低的成本实现设备。

实施例2

应用本发明在各种条件下实施铁水的脱硫处理。

使用式(1)以及式(2)对外径为0.300m、长度为4.5m的碳钢制的实心构造的旋转轴的一次弯曲共振频率f进行计算。计算时，设碳钢制的旋转轴的杨氏模量E为2.1×10¹¹Pa，旋转轴的密度ρ为7800kg/m³，作用于旋转轴的前端的集中质量M为7650kg。

结果，上述旋转轴的一次弯曲共振频率f为2.9Hz。该值若换算为叶片的转速，相当于174rpm。因此，为了使旋转轴的一次弯曲共振频率f＝2.9Hz为叶片的旋转频率的1.2倍以上，将145rpm设定为叶片转 速的上限来实施脱硫处理(本发明例3)。

这里，以进一步增大叶片的转速为目的，将旋转轴变更为碳钢钢管制的旋转轴。在该情况下，为使旋转轴的质量与本发明例3中所使用的旋转轴相同，将旋转轴设计成外径d₁为0.346m、内径d₂为0.173m、长度为4.5m的中空构造。该旋转轴的一次弯曲共振频率f为3.7Hz。通过将旋转轴设计为比d₂/d₁＝0.5的中空构造能够不改变旋转轴的质量地将共振频率f增大至1.3倍。

该旋转轴的共振频率f＝3.7Hz若换算为叶片的转速，则相当于222rpm。因此，为了使旋转轴的一次弯曲共振频率f为叶片的旋转频率的1.2倍以上，将185rpm作为叶片的转速的上限来对铁水锅的铁水进行脱硫(本发明例4)。结果，与本发明例3相比，能够实现1.3倍的高速旋转，能够获得有效的搅拌效果，从而脱硫速度以及脱硫率提高。

实施例3

使用本发明例3中所使用的搅拌体，作为精炼容器，使用图5所示的、底部倾斜、且倾斜角度θ为5°的精炼容器(以下称为“倾斜锅”)来实施铁水的脱硫处理(本发明例5)。

通过使用该倾斜锅来在铁水中生成紊乱的涡流，与具有平坦的底部的容器(以下称为“普通锅”)相比，能够将脱硫剂的反应效率提高2倍左右。另一方面，由于生成紊乱的涡流的影响，搅拌体的振动变强，在倾斜锅的情况下，如图6所示，本发明人等确认与普通锅相比，搅拌体的振动加速度大约变为1.9倍。

图6是在普通锅与倾斜锅中以比较的方式示出旋转轴的旋转频率与相对于频率的振动加速度的关系的图。实线表示普通锅的情况下旋转频率与相对于频率的振动加速度的关系，虚线表示角度θ为5°的倾斜锅的情况下旋转频率与相对于频率的振动加速度的关系。无论旋转轴是实心的旋转轴还是中空的旋转轴，该关系均不变。另外，图6示出共振频率为2.9Hz的情况，但即便在共振频率改变的情况下，频率响应整体的形状也维持不变，只不过振动加速度最大的频率改变。

在上述本发明例3中，为使旋转轴的一次弯曲共振频率f＝2.9Hz为 叶片的旋转频率的1.2倍以上，将叶片的转速的上限设定为145rpm(相当于旋转频率为2.4Hz)，对此，在本发明例5中，为了抑制为与本发明例3相同的振动加速度，根据图6，在倾斜锅的搅拌体的振动加速度为与使用普通锅时叶片的转速为145rpm所对应的振动加速度相同的转速125rpm下进行操作。由上述125rpm这一值可知，在倾斜锅中，为与旋转轴的一次弯曲共振频率f＝2.9Hz相当的叶片的转速174rpm的0.72倍以下的转速即可。

因此，在本发明例5中，根据倾斜锅的效果能够期待脱硫反应效率的提高，另一方面，在使用了实心的旋转轴的搅拌体中，振动变强，难以提高叶片的转速，从而无法充分地享有倾斜锅的效果。

从该结果出发，作为本发明例6，以使用倾斜锅并使叶片的转速增大为目的，使用本发明例4中所使用的具有中空构造的旋转轴的搅拌体来实施铁水的脱硫处理。

如上所述，本发明例4中所使用的外径d₁为0.346m、内径d₂为0.173m、长度为4.5m的中空构造的旋转轴的一次弯曲共振频率f是3.7Hz。在本发明例6中，考虑到在倾斜锅中的振动增大，将相当于与共振频率f＝3.7Hz相当的转速222rpm的0.72倍的160rpm作为叶片转速的上限来进行脱硫处理。结果，在本发明例6中，与本发明例5相比，能够实现1.3倍的叶片的高速旋转，能够获得有效的搅拌效果，并且加上倾斜锅的效果，能够使脱硫速度以及脱硫率大幅度地提高。

此外，本发明并不限定于实施例，例如并不局限于脱硫处理，也可以用于脱磷、脱硅处理。当然共振频率也不局限于实施例，能够根据搅拌设备来适当地设定。

在上述说明中，精炼容器的形状以图1所示的底面为水平的形状、图5所示的底面为倾斜的形状精炼容器为例进行了说明，但在本发明中，精炼容器的形状并不局限于上述例子。例如，精炼容器的底面也可以形成为球面状。另外，精炼容器的底面也可以通过组合水平部分、倾斜部分、球面状部分中2个以上而形成。另外，精炼容器的底面也可以形成为凸形状。

附图标记说明：

1...搅拌体；2...旋转轴；2a...凸缘；3...叶片；3a...金属板；4...精炼容器；4A...精炼容器；5...铁水；6...添加剂；7...耐火物 。

Claims (9)

1.一种铁水预处理方法，其特征在于，

使安装于旋转轴的前端部的叶片浸渍在精炼容器内的铁水，通过使浸渍中的叶片旋转来对铁水和添加剂进行搅拌，

所述旋转轴的一次弯曲共振频率比搅拌铁水的叶片的旋转频率高。

2.根据权利要求1所述的铁水预处理方法，其特征在于，

所述一次弯曲共振频率是叶片的旋转频率的1.2倍以上。

3.根据权利要求1所述的铁水预处理方法，其特征在于，

所述旋转轴为中空构造。

4.根据权利要求2所述的铁水预处理方法，其特征在于，

所述旋转轴为中空构造。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的铁水预处理方法，其特征在于，

所述叶片的转速为100rpm以上200rpm以下。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的铁水预处理方法，其特征在于，

对所述精炼容器而言，底部的耐火物被处理为使底部的内表面形状相对于该精炼容器的中心轴为非轴对称。

7.根据权利要求5所述的铁水预处理方法，其特征在于，

对所述精炼容器而言，底部的耐火物被处理为使底部的内表面形状相对于该精炼容器的中心轴为非轴对称。

8.一种铁水预处理用搅拌体，其具有旋转轴和安装于该旋转轴的前端部的叶片，通过所述旋转轴以及所述叶片旋转来搅拌铁水，

所述铁水预处理用搅拌体的特征在于，

所述旋转轴的一次弯曲共振频率为2.0～4.0Hz且比搅拌铁水的叶片的旋转频率高。

9.根据权利要求8所述的铁水预处理用搅拌体，其特征在于，

所述旋转轴为中空构造。