CN111479935A - 铁水的精炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于高精度地调整二次吹炼炉渣碱度。本发明的铁水的精炼方法如下：使用转炉型容器进行铁水的精炼时，预先进行多元回归分析，该多元回归分析是将一次吹炼炉渣的中间排渣量作为目标变量、将包含一次吹炼炉渣碱度和炉渣排出开始角度中的任一个以上以及一次吹炼炉渣量的信息作为解释变量，将铁水装入转炉型容器内进行一次吹炼，接着，进行使一次吹炼处理后的炉渣的一部分排出到该容器外的中间排渣后，利用上述多元回归分析的结果算出一次吹炼炉渣的中间排渣量和一次吹炼炉渣的炉内残留量，接着，对残留于该容器内的一次吹炼后的铁水和炉渣添加石灰系助熔材料而进行二次吹炼时，使用上述一次吹炼炉渣的炉内残留量和上述一次吹炼炉渣的计算组成，在不延长炼钢时间的情况下算出二次吹炼处理中添加的石灰系助熔材料量。

Description

铁水的精炼方法
技术领域
本发明涉及一种顶吹转炉、底吹转炉、顶底吹转炉等转炉型容器(以下，简称为转炉)中的铁水的精炼方法，涉及一种隔着中间排渣接连进行一次吹炼和二次吹炼的铁水的精炼方法。
背景技术
作为转炉中的精炼方法，存在如下方法：将由目前这次装料的一次吹炼(仅以脱硅为目的或者以脱硅和脱磷为目的)生成的较低碱度的炉渣利用中间排渣向炉外排出一部分后，进行向残留于炉内的炉渣中添加石灰系助熔材料而生成较高碱度的炉渣的二次吹炼(脱磷和脱碳中的至少一者)，由此减少石灰系助熔材料量、炉渣排出量。
该方法中，能够通过在二次吹炼时添加石灰系助熔材料而调整炉渣碱度，从而调整脱磷量(脱碳吹炼时为脱磷量和盖炉渣量中的至少一方)，但要添加的石灰系助熔材料的适当量除了根据目标炉渣碱度变化以外，还根据中间排渣之后的炉内残留炉渣量和炉内残留炉渣碱度而变化。然而，炉内残留炉渣量和炉内残留炉渣碱度会根据操作中的各种因素而变化，因此如果不准确把握各装料中的炉渣碱度、中间排渣量，则存在如下问题：因二次吹炼时添加的CaO量不足而导致脱磷不良、或者因CaO的过度添加而导致过度脱磷。
作为解决这样的问题的方法，提出了通过称量目前这次装料的中间排渣中的炉渣排出量来把握中间排渣量的方法、使用表明吹炼状况的大量数据而更高精度地推测炉渣碱度实际结果的方法等。即，将中间排渣的前后的排渣锅的称量值的质量变化视为中间排渣量，调整二次吹炼中添加的CaO量的方法(专利文献1)、由大量的以往数据中与该处理类似的处理的炉渣实际值推测该处理的炉渣碱度的方法(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-126790号公报
专利文献2：日本特开2016-188404号公报
发明内容
然而，根据专利文献1的方法，在将中间排渣的前后的称量器的质量变化视为中间排渣量的方法中，无法区别经中间排渣的炉渣中含有的粒铁的质量和炉渣量，存在过量估计中间排渣量的问题。另外，由于炉渣中含有的粒铁量根据炉渣的性状、中间排渣状况等而偏差较大，因此也难以使由中间排渣排出的炉渣中的粒铁含有比率为一定地进行评价。另外，也需要炉渣排出量的称量器等大型设备投资。
另外，根据专利文献2的方法，由以往的类似处理的炉渣成分实际来推测炉渣碱度时，为了适当地调整二次吹炼的炉渣碱度，不仅需要把握一次吹炼的炉渣碱度，还需要把握在中间排渣后留待至二次吹炼的炉渣量，进而成为操业上的瓶颈导致炼钢时间的延长。在专利文献1这样的方法中，直至完成中间排渣结束称量为止，无法算出准确的脱磷剂量。由于脱磷剂通常以卷起至炉上料斗、或者压送至分配器的形式进行准备，因此二次吹炼开始时间会延迟直到可供给规定的脱磷剂为止。专利文献2中完全没有公开所留待的炉渣量的操作方法，也完全没有提及直接推测二次吹炼炉渣的碱度时所需考虑到的关于中间排渣要记录、参照的操作参数。另外，该方法中，也存在如下问题：根据大量的操作数据，基于操作条件的类似性而仅导出炉渣中各成分的浓度，关于吹炼控制中重要的信息之一的炉渣量的信息因中间排渣量不明而欠缺。
本发明是鉴于这样的问题而进行的，其目的在于：在包含转炉中的一次吹炼工序、中间排渣工序和二次吹炼工序的精炼方法中，由一次吹炼的炉渣性状、中间排渣状况来推测、算出中间排渣量，适当地添加二次吹炼所需的CaO量，由此高精度地调整二次吹炼炉渣碱度。
本发明人等为了解决上述课题而反复进行深入研究，结果发现关于一次吹炼处理后炉渣的中间排渣量，可以由一次吹炼处理后炉渣量、一次吹炼处理后炉渣碱度、炉渣排出开始角度(是指“炉渣开始向炉外流出时的转炉的倾斜角度”)等推测，基于该见解而完成了本发明。这里，炉渣碱度一般由“炉渣中CaO浓度(质量％)/炉渣中SiO2浓度(质量％)”表示，也可以使用对分子附加e×炉渣中MgO浓度(质量％)或对分母附加f×炉渣中Al2O3浓度(质量％)(e和f分别为1以下的系数)的指标，只要根据各个操作条件来决定即可。在包含炉渣中MgO浓度为15质量％以上且“炉渣中CaO浓度(质量％)/炉渣中SiO2浓度(质量％)”小于0.8的操作的情况下，优选使用对分子附加上述的MgO浓度的项的指标。在包含炉渣中Al2O3浓度为30质量％以上且“炉渣中CaO浓度(质量％)/炉渣中SiO2浓度(质量％)”超过4.0的操作的情况下，优选使用对分母附加上述的Al2O3浓度的项的指标。在通常的一次吹炼和二次吹炼的炉渣中，几乎未成为如上所述的炉渣组成，可以充分应用以“炉渣中CaO浓度(质量％)/炉渣中SiO2浓度(质量％)”为指标的炉渣碱度。应予说明，炉渣碱度的单位为无量纲。另外，炉渣排出开始角度θ为将转炉直立状态设为0°而炉渣开始从炉口向炉外流出的角度。
即，本发明的要旨如下。
[1]一种铁水的精炼方法，
在使用转炉型容器进行铁水的精炼时，预先进行多元回归分析，该多元回归分析是将一次吹炼炉渣的中间排渣量作为目标变量、将包含一次吹炼炉渣碱度和炉渣排出开始角度中的任一个以上以及一次吹炼炉渣量的信息作为解释变量，
将铁水装入上述转炉型容器内，进行仅以脱硅为目的或者以脱硅和脱磷为目的的一次吹炼，
接下来，进行将一次吹炼处理后的炉渣的一部分排出到上述转炉型容器外的中间排渣之后，使用上述多元回归分析的结果算出一次吹炼炉渣的中间排渣量和一次吹炼炉渣的炉内残留量，
接着，对残留于上述转炉型容器内的一次吹炼后的铁水和炉渣添加石灰系助熔材料进行二次吹炼时，使用上述一次吹炼炉渣的炉内残留量和上述一次吹炼炉渣的计算组成，算出上述二次吹炼中添加的石灰系助熔材料量，无二次吹炼的等待时间地提高二次吹炼炉渣的碱度控制的精度。
[2]根据[1]所述的铁水的精炼方法，其中，使用下述式(1)算出上述一次吹炼炉渣的中间排渣量。
WD(n)＝a1+b1×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c1×BC,1(n)…式(1)
这里，WD(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣的中间排渣量(t/ch)
W1(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣量(t/ch)
WH(n)：第n次装料的铁水装入量(t/ch)
WSC(n)：第n次装料的废铁装入量(t/ch)
BC,1(n)：一次吹炼炉渣碱度(无量纲数)
a1、b1、c1：常数
[3]根据[1]所述的铁水的精炼方法，其中，使用下述式(2)算出上述一次吹炼炉渣的中间排渣量。
WD(n)＝a2+b2×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-d2×θ(n)…式(2)
这里，WD(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣的中间排渣量(t/ch)
W1(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣量(t/ch)
WH(n)：第n次装料的铁水装入量(t/ch)
WSC(n)：第n次装料的废铁装入量(t/ch)
θ(n)：炉渣排出开始角度(°)
a2、b2、d2：常数
[4]根据[1]所述的铁水的精炼方法，其中，使用下述式(3)算出上述一次吹炼炉渣的中间排渣量。
WD(n)＝a3+b3×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c3×BC,1(n)-d3×θ(n)…式(3)
这里，WD(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣的中间排渣量(t/ch)
W1(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣量(t/ch)
WH(n)：第n次装料的铁水装入量(t/ch)
WSC(n)：第n次装料的废铁装入量(t/ch)
BC,1(n)：一次吹炼炉渣碱度(无量纲数)
θ(n)：炉渣排出开始角度(°)
a3、b3、c3、d3：常数
本发明的铁水的精炼方法能够无二次吹炼的等待时间地提高二次吹炼炉渣的碱度控制的精度。更详细而言，根据本发明，能够根据一次吹炼的炉渣性状和中间排渣状况来推测中间排渣量，因此能够在不延长炼钢时间的情况下基于二次吹炼开始时的一次吹炼炉渣的炉内残留量和一次吹炼炉渣碱度来调整二次吹炼中应添加的CaO量，高精度地调整二次吹炼炉渣碱度。
附图说明
图1是表示本发明的转炉的精炼方法的概要的流程图。
图2是表示各实施例中的二次吹炼炉渣碱度的推移的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图对适于实施本发明的形态进行说明。
首先，图1中示出本发明的一个实施方式的转炉的精炼方法的概要和各工序中计算的项目。将前一次装料的二次吹炼炉渣在目前这次装料的一次吹炼中再利用的转炉的操作方法中，重复进行以下说明的第1工序～第5工序。以下，将所关注的目前这次装料设为n装料(n为自然数)，将其前一次装料设为(n－1)装料，将其下一次装料设为(n+1)装料进行说明。
第n次装料的第1工序(装入)中，例如，从铁水装入锅3向装有废铁1的转炉(转炉型容器)2中装入铁水4。此时，在炉内有第(n－1)次装料的二次吹炼炉渣5。
在实施第2工序(一次吹炼)之前，由于预先决定第n次装料的铁水装入量WH(n)、铁水中Si浓度MSi(n)(质量％)、废铁装入量WSC(n)、Si热源的投入量等，因此如果得知第(n－1)次装料的二次吹炼炉渣5的炉渣量W2(n－1)和炉渣碱度BC，2(n－1)的值，则算出第n次装料的一次吹炼中要投入的炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料量WSL，1(n)。例如，如后述的实施例那样利用脱碳炉渣进行碱度调整时，第n次装料的一次吹炼炉渣量W1(n)和一次吹炼炉渣碱度BC，1(n)分别因物质收支如以下的式(4)和式(5)那样计算。应予说明，以下，炉渣碱度BC，1(n)以炉渣中CaO浓度(质量％)/炉渣中SiO2浓度(质量％)的含义进行说明。
Figure BDA0002534605570000061
Figure BDA0002534605570000062
XW2为二次吹炼炉渣的CaO浓度(质量％)与SiO2浓度(质量％)之和，根据除CaO和SiO2以外的成分含量而不同，只要采用操作的平均值(例如实施例中为50.6)作为固定值即可。XW1为一次吹炼炉渣7的CaO浓度(质量％)与SiO2浓度(质量％)之和，同样根据除CaO和SiO2以外的成分含量而不同，只要采用操作的平均值(例如实施例中为60.0)作为固定值即可。XSL为炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料(实施例中为脱碳炉渣)的CaO浓度(质量％)与SiO2浓度(质量％)之和。CSL为炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料(实施例中为脱碳炉渣)的CaO浓度(质量％)，SSL为炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料(实施例中为脱碳炉渣)的SiO2浓度(质量％)。使用作为炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料的多种材料时，上述的式中的WSL,1(n)×XSL/100、WSL,1(n)×CSL/100和WSL,1(n)×SSL/100的各项使用将多种材料各自累积的值即可。另外，WCaO,1(n)、WSiO2,1(n)分别为来自除一次吹炼中投入的炉渣碱度调整用石灰系助熔材料以外的副原料的CaO量、SiO2量(包含由Si燃烧而产生的SiO2)。应予说明，上述计算式以一次吹炼中将铁水中的硅几乎全部脱硅这样的操作为前提，但在脱硅的中途结束一次吹炼这样的操作的情况下，只要用根据操作条件在经验上指定的铁水的脱硅量(质量％)置换式中的MSi(n)即可。这里，可以通过调整一次吹炼中要投入的炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料量WSL,1(n)而得到目标碱度BC,1(n)。另外，也可以在不特别添加炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料的情况下通过调整WCaO,1(n)、WSiO2,1(n)而得到目标碱度BC,1(n)。综上，一次吹炼炉渣的组成(计算组成)可以由残留于炉内的炉渣的量和组成的推测值、反应生成物的量和向炉内的添加物的量以及组成通过计算进行推测。
第n次装料的第2工序中，根据需要向装入铁水4的转炉2内添加硅铁、SiC这样的Si热源、CaO、脱碳炉渣等一次吹炼副原料6，将生成的一次吹炼炉渣7调整为目标碱度(例如，碱度1.5以下)，一边由顶吹喷枪8等吹入精炼用氧，一边进行仅以脱硅为目的或者以脱硅和脱磷为目的的一次吹炼。此时，以使计算的一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)与目标碱度一致的方式决定炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料量WSL,1(n)。
第2工序结束后，实施将一次吹炼炉渣7的一部分向转炉2外排出的中间排渣作为第3工序。这里，发明人等想到作为向炉外排出的一次吹炼炉渣10的量、即、中间排渣量WD(n)(以下，称为“排渣量”)的推测方法，使用由各种操作条件进行推测的方法来代替误差较大的基于称量的方法，调查、累积除了原料金属(包含炉渣中粒铁)以外的排渣量的实际，定量地明确与各种操作因素的关系，从而完成了本发明。即，通过在使用一次吹炼炉渣量W1(n)的基础上还使用一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)、倾斜转炉进行中间排渣时的炉渣排出开始角度θ(n)中的任一者以上的信息进行计算，能够高精度地推测排渣量。
例如，后述的实施例中，进行以一次吹炼炉渣的中间排渣量(排渣量)为目标变量的多元回归分析，通过以下公式来推测排渣量WD(n)。
(i)由一次吹炼炉渣量W1(n)和一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)进行计算时
WD(n)＝a1+b1×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c1×BC,1(n)…式(1)
这里，WD(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣的中间排渣量(t/ch)
W1(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣量(t/ch)
WH(n)：第n次装料的铁水装入量(t/ch)
WSC(n)：第n次装料的废铁装入量(t/ch)
BC,1(n)：一次吹炼炉渣碱度(无量纲数)
另外，作为常数的a1、b1、c1如后所述地通过多元回归分析而求出，分别为6.26、0.143、2.86。
(ii)由一次吹炼炉渣量W1(n)和炉渣排出开始角度θ(n)进行计算时
WD(n)＝a2+b2×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-d2×θ(n)…式(2)
这里，WD(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣的中间排渣量(t/ch)
W1(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣量(t/ch)
WH(n)：第n次装料的铁水装入量(t/ch)
WSC(n)：第n次装料的废铁装入量(t/ch)
θ(n)：炉渣排出开始角度(°)
另外，作为常数的a2、b2、d2如后所述地通过多元回归分析而求出，分别为9.19、0.1592、0.0885。
(iii)由一次吹炼炉渣量W1(n)、一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)和炉渣排出开始角度θ(n)进行计算时
WD(n)＝a3+b3×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c3×BC,1(n)-d3×θ(n)…式(3)
这里，WD(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣的中间排渣量(t/ch)
W1(n)：第n次装料的一次吹炼炉渣量(t/ch)
WH(n)：第n次装料的铁水装入量(t/ch)
WSC(n)：第n次装料的废铁装入量(t/ch)
BC,1(n)：一次吹炼炉渣碱度(无量纲数)
θ(n)：炉渣排出开始角度(°)
另外，作为常数的a3、b3、c3、d3如后所述地通过多元回归分析而求出，分别为9.25、0.146、1.78、0.0650。
推测式中的各项的系数根据转炉的容积、形状而变化，因此为了求出可在形状不同的转炉中应用的系数，需要预先对排渣量的实际值与作为变量的操作因素的关系进行多元回归分析，使用得到的多重回归方程进行评价。此时，作为排渣量的实际值，优选通过由包含经中间排渣的炉渣和粒铁的排出物进行粉碎和磁选的方法、进行再熔化和比重分离的方法、或者使用它们两者的方法等而分离排出物中含有的粒铁，并求出炉渣量。
上述虽然使用使用一次吹炼炉渣碱度和炉渣排出开始角度中的任一者以上以及一次吹炼炉渣量作为多元回归分析的解释变量，但除此以外也可以使用任意的解释变量。例如，可以适当使用中间排渣时间(sec)、炉渣排出结束角度(°)、铁水温度、铁水配合率、氧化铝投入量、炉渣中(T.Fe)浓度的推测值等。应予说明，炉渣中(T.Fe)浓度(＝合计Fe浓度)作为存在于炉渣中的氧化铁所含有的铁分除以炉渣量而得的值，可以由废气成分求出脱碳所消耗的氧量并进行累积，并通过由氧的物质收支而求出的方法等进行推测。上述式(1)～(3)中，关于一次吹炼炉渣量，由于记为W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}而实质上为一次吹炼炉渣基本单位(kg/t-铁水)，利用相同或类似形式的转炉进行操作时，也可以使用W1(n)(t/ch)来实施本发明。
另外，上述式(1)～(3)中，作为多重回归方程，虽然使用线性，但并不限于线性，也可以为非线性。作为非线性的例子，例如，作为应决定α、β、γ的参数，可以使用对下述式(6)这样的函数形式进行多元回归分析的结果，但除此以外，如包含参数的式子代入模型式的分母、幂的指数或者代入指数、对数、三角函数等的内部的情况这样的多样的函数形式也当然有可能成为非线性重回归的对象。
WD(n)＝(α+β×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)})×exp(-γ×BC,1(n))…式(6)
根据排渣量WD(n)的推测，第4工序的留待至二次吹炼的一次吹炼炉渣9的质量WS(n)(称为一次吹炼炉渣残留量)也可以通过以下的式(7)进行计算。
WS(n)＝W1(n)-WD(n)…式(7)
第n次装料的第4工序中，添加CaO、脱碳炉渣等二次吹炼副原料11，将生成的二次吹炼炉渣12调整为目标碱度(例如，碱度2.0以上)，一边从顶吹喷枪8等吹入精炼用氧，一边进行以脱磷或脱磷和脱碳为目的的二次吹炼。二次吹炼中，通过使用一次吹炼炉渣残留量WS(n)和一次吹炼炉渣的计算组成(例如碱度BC,1(n)的值)，调整第n次装料的二次吹炼中投入的炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料量WSL,2，能够得到目标二次吹炼炉渣碱度BC,2(n)。例如如后述的实施例那样用脱碳炉渣进行碱度调整时，第n次装料的二次吹炼炉渣量W2(n)和二次吹炼炉渣碱度BC,2(n)分别如以下的式(8)和式(9)那样进行计算。
Figure BDA0002534605570000091
Figure BDA0002534605570000092
Figure BDA0002534605570000101
作为炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料使用多种材料时，上述的式中的WSL,2(n)×XSL/100、WSL,2(n)×CSL/100和WSL,2(n)×SSL/100的各项可以使用多种材料各自累积的值。WCaO,2(n)、WSiO2,2(n)分别为二次吹炼中投入的炉渣碱度调整用石灰系助熔材料以外的副原料中含有的CaO量、SiO2量(为Si时包含由燃烧产生的SiO2)。这里，可以通过调整二次吹炼中要投入的炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料量WSL,2(n)而得到目标BC,2(n)。另外，也可以在不特别添加炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料的情况下通过调整WCaO,2(n)、WSiO2,2(n)而得到目标BC,1(n)。
第4工序结束后，进行流出铁水或钢水的第5工序，残留于炉内的第n次装料的二次吹炼炉渣留待至第(n+1)次装料，再次从第1工序开始依次重复操作。
只要如上使用本发明，就可以通过适当地调整炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料量WSL,2(n)、其它副原料等中含有的WCaO,2(n)、WSiO2,2(n)而高精度地调整二次吹炼炉渣碱度BC,2(n)。例如，在一次吹炼之后，即便无法利用中间排渣充分排出炉渣时，也可以考虑由本发明算出的目前这次装料的一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)和一次吹炼炉渣残留量WS(n)，调整二次吹炼中添加的脱磷用石灰系助熔材料量、二次吹炼要投入的炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料量WSL,2(n)、或包含其它脱磷用的石灰系助熔材料的WCaO,2(n)、WSiO2,2(n)，将二次吹炼炉渣碱度BC,2(n)高精度地调整为目标值。由此，能够提高铁水的磷浓度的控制精度，或者抑制用于得到目标铁水的磷浓度的CaO使用量。要确保的二次吹炼炉渣碱度BC,2(n)根据作为目标的处理后的铁水中磷浓度、处理后的铁水温度等而变化，例如在一次吹炼中以脱硅为目的，二次吹炼中作为脱碳吹炼的预处理以脱磷处理为目的时，优选使二次吹炼炉渣碱度BC,2(n)为2.1以上。
另外，要确保的一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)根据作为目标的处理后的铁水中磷浓度、处理后的铁水温度等而变化，例如在一次吹炼中以脱硅为目的，在二次吹炼中作为脱碳吹炼的预处理以脱磷处理为目的时，优选使一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)为0.8～1.5。如果使一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)低于0.8，则从前一次装料的二次吹炼炉渣向铁水的复磷较大，处理后铁水磷浓度上升。另一方面，如果使一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)高于1.5，则处理后铁水磷浓度处于低位，但排出的一次吹炼炉渣中的粒铁量增大而导致处理后Fe成品率降低。另外，为了使处理后铁水磷浓度稳定在低位，更优选使一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)为1.1～1.5。
实施例
使用顶底吹转炉，装入废铁量46.2t和铁水量283.8t(铁水的Si浓度为0.4质量％)，在一次吹炼中进行脱硅处理，使用中间排渣后，在二次吹炼中进行脱磷处理，二次吹炼炉渣全部留待至下一次装料。比较例、本发明例都对10次装料连续进行该一系列的处理，第1次装料在一次吹炼中炉内无残留炉渣的状态下开始处理。任一实施例中，都使用脱碳炉渣进行一次吹炼中的炉渣碱度调整，二次吹炼中使作为脱磷用石灰系助熔材料的块状石灰添加量变化而实施炉渣碱度调整。
比较例1中使用具备测力传感器的炉渣排出锅搬运台车(未图示)，测定中间排渣时的实测排出物质量WM(n)，作为排渣量WD(n)的推测公式，使用采用实测排出物质量WM(n)的以下的式(10)。
WD(n)＝0.85×WM(n)…式(10)
式(10)中，相对于实测排出物质量WM(n)，所调查了金属Fe的多个装料中平均含有15质量％，因此乘以不包括金属Fe分的0.85。比较例2中，作为排渣量WD(n)的推测公式，使用仅采用一次吹炼炉渣量W1(n)的以下的式(11)。
WD(n)＝3.76+0.126×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}…式(11)
本发明例1中，作为排渣量WD(n)的推测式，使用采用一次吹炼炉渣量W1(n)和一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)的上述的式(1)。本发明例2中，作为排渣量WD(n)的推测式，使用采用一次吹炼炉渣量W1(n)和炉渣排出开始角度θ(n)的上述的式(2)。本发明例3中，作为排渣量WD(n)的推测式，使用采用一次吹炼炉渣量W1(n)和一次吹炼炉渣碱度BC,1(n)、炉渣排出开始角度θ(n)的上述的式(3)。使用根据各推测式算出的排渣量WD(n)，调整二次吹炼中投入的块状石灰量以使二次吹炼炉渣碱度BC,1(n)达到目标值2.40。
应予说明，实施例中，一次吹炼炉渣的CaO浓度(质量％)与SiO2浓度(质量％)之和XW1＝60.0，二次吹炼炉渣的CaO浓度(质量％)与SiO2浓度(质量％)之和XW2＝50.6。作为炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料的一次吹炼所使用的脱碳炉渣中，算出CaO浓度(质量％)与SiO2浓度(质量％)之和XSL＝50，炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料的CaO浓度(质量％)CSL＝40，炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料的SiO2浓度(质量％)SSL＝10，作为炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料的二次吹炼所使用的块状石灰中，分别算出为XSL＝95，CSL＝95，SSL＝0。另外，在一次吹炼中，仅使用脱碳炉渣作为炉渣碱度调整用石灰系助熔材料，不使用除炉渣碱度调整用石灰系助熔材料以外的副原料。二次吹炼中，仅使用块状石灰作为炉渣碱度调整用的石灰系助熔材料，以基于推测的排渣量算出的二次吹炼后炉渣的计算碱度达到目标值的2.40的方式调整块状石灰量(即WSL,2(n))。另外，二次吹炼中不使用除炉渣碱度调整用石灰系助熔材料以外的副原料。
表1和表2中示出比较例1和比较例2中的操作规格和推测结果和添加物的实际值汇总，表3～5中示出本发明例1～3中的操作规格和推测结果和添加物的实际值汇总，图2中示出各实施例的二次吹炼炉渣碱度(实测值)的推移。
Figure BDA0002534605570000131
使用实测排出物质量WM(n)推测排渣量的比较例1的情况下，结果，实际值相对于目标炉渣碱度2.40偏差较大，整个10次装料的碱度实际值的标准偏差(σ)为0.102，在全部实施例中最大。也是就说，偏差较大，无法高精度地调整二次吹炼炉渣碱度。这是由于排出物中含有的金属Fe量的偏差较大，排渣量的推测值与实际值产生很大背离。另外，准备二次吹炼所需的脱磷剂，直到可供给为止的时间、即二次吹炼开始等待时间为0.8～3.1分钟，平均约为2分钟。
Figure BDA0002534605570000151
仅用一次吹炼炉渣量来推测排渣量的比较例2的情况下，由于吹入的炉渣量在中间排渣开始前已知，因此可以从中间排渣开始时刻算出二次吹炼的脱磷剂量。因此，二次吹炼开始等待时间为0分钟。散见相对于目标的炉渣碱度2.40，实际值与目标值偏离较大的处理，整个10次装料的碱度实际值的标准偏差(σ)为0.089。也就是说，存在偏差，无法高精度地调整二次吹炼炉渣碱度。例如在第5次装料的处理中由于从较小的倾斜角开始中间排渣，因此预料排渣量较多，一次吹炼炉渣的炉内残留量较少，但认为由于未使用炉渣排出开始角度的信息，因此推测排渣量估计少于实际的排渣量。其结果，相对于一次吹炼炉渣的炉内残留量，二次吹炼中投入的块状石灰量过量。在随后的第6次装料中，直到使炉大幅倾斜之前未排出一次吹炼炉渣，因此预料排渣量较少，一次吹炼炉渣的炉内残留量较多，但认为推测排渣量估计少于实际的排渣量。其结果，相对于一次吹炼炉渣的炉内残留量，二次吹炼中投入的块状石灰量不足。
Figure BDA0002534605570000171
本发明例1中，在一次吹炼炉渣量的基础上还考虑一次吹炼炉渣碱度来推测排渣量。由于这些是在中间排渣之前已知的信息，因此出于与比较例2相同的理由，二次吹炼开始等待时间为0分钟。由于一次吹炼炉渣碱度对中间排渣时的炉渣的流动性影响较大，因此认为在伴随着一次吹炼炉渣的目标碱度的变更的处理时，能够高精度地调整二次吹炼炉渣碱度。整个10次装料的碱度实际值的标准偏差(σ)为0.059，能够与比较例相比高精度地调整二次吹炼炉渣碱度。
Figure BDA0002534605570000191
本发明例2中，在一次吹炼炉渣量的基础上还考虑排出开始角度来推测排渣量。其中，排出开始角度是从开始中间排渣后已知的信息，但中间排渣时间比二次吹炼所需的脱磷剂的准备时间长，因此二次吹炼开始等待时间为0分钟。认为反映表示排渣状况的直接因素的变动的参数相对于一次吹炼炉渣碱度更大地影响排渣量，整个10次装料的碱度实际值的标准偏差(σ)为0.035，能够更高精度地调整二次吹炼炉渣碱度。
Figure BDA0002534605570000211
本发明例3中，在一次吹炼炉渣量的基础上考虑所有一次吹炼炉渣碱度、排出开始角度来推测排渣量。出于与发明例2相同的理由，二次吹炼开始等待时间为0分钟。可以通过考虑所有这些参数而更高精度地调整二次吹炼炉渣碱度，整个10次装料的碱度实际值的标准偏差(σ)降低至0.019。
符号说明
1 废铁
2 转炉(转炉型容器)
3 铁水装入锅
4 铁水
5 第(n－1)次装料的二次吹炼炉渣
6 一次吹炼副原料
7 一次吹炼炉渣
8 顶吹喷枪
9 留待至二次吹炼的一次吹炼炉渣
10 向炉外排出的一次吹炼炉渣
11 二次吹炼副原料
12 二次吹炼炉渣

Claims (4)

1.一种铁水的精炼方法，
使用转炉型容器进行铁水的精炼时，预先进行多元回归分析，所述多元回归分析是将一次吹炼炉渣的中间排渣量作为目标变量、将包含一次吹炼炉渣碱度和炉渣排出开始角度中的任一个以上以及一次吹炼炉渣量的信息作为解释变量，
将铁水装入所述转炉型容器内，进行仅以脱硅为目的或者以脱硅和脱磷为目的的一次吹炼，
接下来，进行使一次吹炼处理后的炉渣的一部分排出到所述转炉型容器外的中间排渣后，使用所述多元回归分析的结果算出一次吹炼炉渣的中间排渣量和一次吹炼炉渣的炉内残留量，
接着，对残留于所述转炉型容器内的一次吹炼后的铁水和炉渣添加石灰系助熔材料进行二次吹炼时，使用所述一次吹炼炉渣的炉内残留量和所述一次吹炼炉渣的计算组成，算出所述二次吹炼中添加的石灰系助熔材料量，无二次吹炼的等待时间地提高二次吹炼炉渣的碱度控制的精度。
2.根据权利要求1所述的铁水的精炼方法，其中，使用下述式(1)算出所述一次吹炼炉渣的中间排渣量，
WD(n)＝a1+b1×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c1×BC,1(n)…式(1)
这里，WD(n):第n次装料的一次吹炼炉渣的中间排渣量，单位为t/ch，
W1(n):第n次装料的一次吹炼炉渣量，单位为t/ch，
WH(n):第n次装料的铁水装入量，单位为t/ch，
WSC(n):第n次装料的废铁装入量，单位为t/ch，
BC,1(n):一次吹炼炉渣碱度，为无量纲数，
a1、b1、c1：常数。
3.根据权利要求1所述的铁水的精炼方法，其中，使用下述式(2)算出所述一次吹炼炉渣的中间排渣量，
WD(n)＝a2+b2×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-d2×θ(n)…式(2)
这里，WD(n):第n次装料的一次吹炼炉渣的中间排渣量，单位为t/ch，
W1(n):第n次装料的一次吹炼炉渣量，单位为t/ch，
WH(n):第n次装料的铁水装入量，单位为t/ch，
WSC(n):第n次装料的废铁装入量，单位为t/ch，
θ(n):炉渣排出开始角度，单位为°，
a2、b2、d2：常数。
4.根据权利要求1所述的铁水的精炼方法，其中，使用下述式(3)算出所述一次吹炼炉渣的中间排渣量，
WD(n)＝a3+b3×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c3×BC,1(n)-d3×θ(n)…式(3)
这里，WD(n):第n次装料的一次吹炼炉渣的中间排渣量，单位为t/ch，
W1(n):第n次装料的一次吹炼炉渣量，单位为t/ch，
WH(n):第n次装料的铁水装入量，单位为t/ch，
WSC(n):第n次装料的废铁装入量，单位为t/ch，
BC,1(n):一次吹炼炉渣碱度，为无量纲数，
θ(n):炉渣排出开始角度，单位为°，
a3、b3、c3、d3：常数。
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