JP2009228101A - Method for pre-treating molten iron - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for pre-treating molten iron by which a dephosphorization is efficiently performed in a less flux unit consumption without using fluorite, and the phosphoric acid concentration in slag can be increased in the molten iron pre-treating method using a converter-type refining vessel. <P>SOLUTION: In a method for applying the dephosphorization to the molten iron by using the converter-type refining vessel, the dephosphorizing material mainly consisting of CaO is added and also an oxygen source is supplied into the molten iron in which either one or both of P concentration and S concentration before dephosphorization are adjusted so that the P concentration [mass% P] and Si concentration [mass% Si] in the molten iron become within the range of the inequality [1], 0.1≤[mass Si]≤1.87([mass% P]-0.05). Then, it is controlled so that the total iron concentration (mass% T.Fe) in the slag produced by the dephosphorization is ≥10 to ≤45 mass%, the P concentration in the molten iron after dephosphorization is ≥0.05 mass%, and the temperature after dephosphorization is 1,350 to 1,400°C. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、転炉型の精錬容器を用いた溶銑予備処理方法に関するものである。   The present invention relates to a hot metal pretreatment method using a converter-type refining vessel.

溶銑の脱りん、脱炭を、すべて、同一の転炉内で同時に行う転炉製鋼法に替り、脱炭に先立って、溶銑の脱りんを、脱炭とは別の容器で行う溶銑予備処理方法が広く用いられるようになった。溶銑予備脱りん処理においては、溶銑に酸化鉄をはじめとする固体酸化材と脱りん用フラックスを添加して脱りん精錬を行う方法が一般的である。   The hot metal dephosphorization and decarburization are all performed simultaneously in the same converter. Instead of the converter steelmaking process, the hot metal dephosphorization is performed in a separate vessel from the decarburization prior to decarburization. The method has become widely used. In the hot metal preliminary dephosphorization treatment, a method of performing dephosphorization refining by adding a solid oxide material such as iron oxide and a dephosphorization flux to the hot metal is common.

従来、溶銑の脱りん法としては、トピードカー内の溶銑に脱りん用フラックス(酸化鉄などの固体酸化材と生石灰等)をインジェクションして予備脱りんを行う方法、または、取鍋内の溶銑に対して脱りん用フラックスをインジェクションする方法、が用いられている。   Conventionally, hot metal dephosphorization has been carried out by injecting a flux for dephosphorization (solid oxide such as iron oxide and quick lime) into hot metal in a topped car to perform preliminary dephosphorization, or in hot metal in a ladle. On the other hand, a method of injecting a dephosphorization flux is used.

しかしながら、これらの方法は、攪拌が弱く、フリーボードが小さいという精錬容器の制約から、スラグ中の全鉄濃度(一般に、スラグの成分分析に用いられている蛍光X線分析法では、金属鉄、FeO、Fe23などの形態別に分析することができず、それらのFe分の合計値が分析値として得られるので、Fe分の合計値を全鉄濃度という。製鋼スラグの場合、Feは、主にFeOの形で存在しているため、全鉄濃度を用いても、大きな誤差はない。以下、スラグ中の全鉄濃度を(T.Fe)と記載する場合がある。)が低く、塩基度(スラグ中のCaOとSiO2の質量濃度比で、以下、CaO/SiO2と記載する場合がある。)が高いスラグでの処理とならざるを得ず、脱りん効率の面で課題があった。 However, in these methods, the total iron concentration in slag (generally, in the fluorescent X-ray analysis method used for component analysis of slag, metallic iron, Since it cannot be analyzed according to the form of FeO, Fe 2 O 3 and the like, and the total value of those Fe is obtained as an analysis value, the total value of Fe is called the total iron concentration. Since it exists mainly in the form of FeO, there is no large error even if the total iron concentration is used.Hereinafter, the total iron concentration in the slag may be described as (T.Fe).) , It must be treated with slag having a high basicity (mass concentration ratio of CaO and SiO 2 in the slag, hereinafter sometimes referred to as CaO / SiO 2 ), and in terms of dephosphorization efficiency. There was a problem.

また、高塩基度の条件下で、スラグの滓化と反応効率を維持するためには、蛍石の使用が必須であった。さらに、酸化材として酸化鉄を用いているため、その分解・吸熱により、脱りん処理中に温度が低下し、次工程である転炉でのスクラップ消費量が低下し、溶鋼生産量が低減するという問題があった。   In addition, the use of fluorite was indispensable for maintaining slag hatching and reaction efficiency under high basicity conditions. Furthermore, because iron oxide is used as the oxidizing material, its decomposition and heat absorption lower the temperature during the dephosphorization process, reducing the amount of scrap consumed in the next converter, and reducing the amount of molten steel produced. There was a problem.

そこで、酸化鉄の代わりに気体酸素を用いる試みもなされたが、気体酸素を用いた場合には、スラグの(T.Fe)が高くなるため、脱炭反応も促進され、その結果、スラグのフォーミングが発生し、脱りん処理が継続できないという問題があった。   Therefore, attempts have been made to use gaseous oxygen instead of iron oxide. However, when gaseous oxygen is used, since the slag (T.Fe) increases, the decarburization reaction is also promoted. There was a problem that forming occurred and dephosphorization could not be continued.

これに対して、最近では、溶銑予備処理容器として転炉型の精錬容器を用いて脱りんを行う溶銑予備処理法が用いられるようになってきた。転炉型の特徴である強攪拌を利用するので、塩基度の低いスラグを用いても、脱りんを促進させることができ、蛍石を使用せずに脱りんを行うことが可能である。   On the other hand, a hot metal pretreatment method in which dephosphorization is performed using a converter-type refining vessel as a hot metal pretreatment vessel has recently been used. Since strong stirring, which is a feature of the converter type, is used, dephosphorization can be promoted even if slag with low basicity is used, and dephosphorization can be performed without using fluorite.

さらに、フリーボードが大きいため、スラグフォーミングの制約も少なくなり、酸化材として気体酸素を用いることができるので、固体酸化材のみを用いる従来法に比較して、予備処理後の溶銑温度を高く保つことができ、脱炭処理を含めた精錬全体での熱裕度を確保することができる。   Furthermore, since the free board is large, restrictions on slag forming are reduced, and gaseous oxygen can be used as the oxidizing material, so that the hot metal temperature after the pretreatment is kept high compared to the conventional method using only the solid oxide material. It is possible to secure heat tolerance in the entire refining process including decarburization.

しかしながら、この方法でも、脱りん処理後のスラグ中のりん酸濃度は、高々数質量%程度であり、脱りん反応効率という意味では、十分でない。   However, even in this method, the phosphoric acid concentration in the slag after the dephosphorization treatment is at most several mass%, which is not sufficient in terms of dephosphorization reaction efficiency.

一方で、りんは、鋼の要求特性からは有害元素であるが、植物の生育には不可欠な元素のひとつであり、りん酸濃度の高いスラグは、りん酸肥料として利用できる可能性がある。さらに、高濃度のりん酸を含むスラグが得られれば、そこから、工業用りん酸を回収することも不可能ではない。   On the other hand, phosphorus is a harmful element because of the required properties of steel, but it is one of the elements indispensable for the growth of plants, and slag with high phosphoric acid concentration may be used as a phosphate fertilizer. Furthermore, if a slag containing a high concentration of phosphoric acid is obtained, it is not impossible to recover industrial phosphoric acid therefrom.

しかしながら、通常の高炉溶銑のりん濃度では、前述のように、転炉型の予備脱りん法であっても、得られるスラグ中のりん酸濃度は、高々数質量%程度と低く、りん酸資源の活用にまでは至らない。   However, as described above, the phosphoric acid concentration in the obtained slag is as low as several mass% at most, even with the converter type preliminary dephosphorization method. It does not lead to the utilization of.

スラグ中のりん酸濃度を高め、石灰の反応効率を高くするためには、事前に脱Si処理を行い、Si濃度を低下させた溶銑を脱りんすることで、生成するスラグ量を削減することが効果的である。脱りん量が同一である場合、生成スラグ量が減少すれば、スラグ中のりん酸濃度が増加するのは自明であり、そのために、処理前のSi濃度をあらかじめ低下させる技術が、例えば、特許文献1に示されている。   To increase the phosphoric acid concentration in the slag and increase the reaction efficiency of lime, reduce the amount of slag to be produced by de-Si treatment in advance and dephosphorizing the hot metal with a reduced Si concentration Is effective. When the amount of dephosphorization is the same, if the amount of produced slag decreases, it is obvious that the phosphoric acid concentration in the slag increases. For this reason, for example, a technique for reducing the Si concentration before treatment is disclosed in, for example, a patent. It is shown in Document 1.

この方法では、生成したりん酸を固定するために、精錬能の高いスラグを生成させる必要があり、一般には、スラグの塩基度を高めることが求められる。しかしながら、単純にスラグの塩基度を高めると、スラグの融点が上昇して、スラグを溶融状態に維持することができなくなり、脱りんが進行しなくなるので、媒溶材として、蛍石を添加することが必須であった。   In this method, in order to fix the produced phosphoric acid, it is necessary to produce slag with high refining ability, and generally it is required to increase the basicity of slag. However, simply increasing the basicity of the slag will raise the melting point of the slag, making it impossible to maintain the slag in a molten state and dephosphorization will not proceed, so fluorite should be added as a solvent. Was essential.

このため、生成した脱りんスラグは、高濃度のFを含有し、環境規制上、その処理に大きな課題があった。   For this reason, the generated dephosphorization slag contains a high concentration of F, and there has been a major problem in its processing due to environmental regulations.

特開2004−156146号公報JP 2004-156146 A

本発明は、転炉型の精錬容器を用いた溶銑予備処理方法において、蛍石を使用することなく、少ないフラックス原単位で効率的な脱りんを行い、スラグ中のりん酸濃度を高めることが可能な溶銑予備方法を提供することを目的とする。   In the hot metal pretreatment method using a converter type refining vessel, the present invention can efficiently remove phosphorous with a small amount of flux basic unit without using fluorite and increase the phosphoric acid concentration in the slag. The object is to provide a possible hot metal preliminary method.

本発明の要旨は、下記のとおりである。   The gist of the present invention is as follows.

(1)転炉型の精錬容器を用いて溶銑の脱りん処理を行う方法において、溶銑中のP濃度[質量%P]と溶銑中のSi濃度[質量%Si]が、下記[1]式の範囲になるように脱りん処理前のP濃度およびSi濃度のいずれかまたは両方を調整した溶銑に、CaOを主体とする脱りん材を添加するとともに酸素源を供給し、脱りん処理により生成するスラグ中の全鉄濃度(質量%T.Fe)を10%以上45%以下、脱りん処理後の溶銑中のP濃度を0.05質量%以上、脱りん処理後温度を1350〜1400℃に制御することを特徴とする溶銑予備処理方法。
0.1≦[質量%Si]≦1.87([質量%P]−0.05) …[1]
(1) In a method of dephosphorizing hot metal using a converter-type refining vessel, the P concentration [mass% P] in the hot metal and the Si concentration [mass% Si] in the hot metal are expressed by the following formula [1]. Is produced by adding a dephosphorization material mainly composed of CaO and supplying an oxygen source to the hot metal in which either or both of P concentration and Si concentration before dephosphorization treatment are adjusted so as to be in the range of The total iron concentration in the slag (mass% T.Fe) is 10% to 45%, the P concentration in the hot metal after dephosphorization is 0.05 mass% or more, and the temperature after dephosphorization is 1350 to 1400 ° C. A hot metal pretreatment method characterized by controlling the hot water.
0.1 ≦ [mass% Si] ≦ 1.87 ([mass% P] −0.05) [1]

(2)前記溶銑に添加するT.CaO(脱りん用CaO原単位)を、下記[2]〜[4]式で定まる範囲とすることを特徴とする前記(1)に記載の溶銑予備処理方法。
T.CaO(kg/トン−溶銑)=α(1+k)[質量%Si]×600/28
…[2]
1.1≦α≦1.5 …[3]
k=0.68([質量%P]−0.05)/[質量%Si] …[4]
(2) T. added to the hot metal. CaO (CaO basic unit for dephosphorization) is in a range determined by the following formulas [2] to [4], the hot metal preliminary treatment method as described in (1) above.
T.A. CaO (kg / ton-hot metal) = α (1 + k) [mass% Si] × 600/28
... [2]
1.1 ≦ α ≦ 1.5 [3]
k = 0.68 ([mass% P] −0.05) / [mass% Si]... [4]

(3)前記CaOを主体とする脱りん材の添加を、2回以上に分割して行うことを特徴とする前記(1)または(2)に記載の溶銑予備処理方法。   (3) The hot metal preliminary treatment method according to (1) or (2), wherein the dephosphorization material mainly composed of CaO is added in two or more times.

本発明によれば、蛍石を使用することなく、少ないフラックス原単位で、効率的な脱りんが可能となり、さらに、生成するスラグ中のりん酸濃度を高めることが可能であることから、生成スラグのりん酸肥料としての利用や、生成スラグからのりん酸の回収を容易にすることができる。よって、本発明は、りん酸資源の活用の点で、産業上大きな効果が期待できるものである。   According to the present invention, it is possible to efficiently remove phosphorus without using fluorite and with a small amount of flux unit, and further, it is possible to increase the concentration of phosphoric acid in the slag to be generated. Utilization of slag as a phosphate fertilizer and recovery of phosphoric acid from produced slag can be facilitated. Therefore, the present invention can be expected to have a large industrial effect in terms of utilization of phosphoric acid resources.

一般に、溶銑脱りんは、生成したりん酸を、CaOとの化合物として固定することで、実現される。しかし、その過程において、液体スラグと溶銑間で、脱りん反応を起こさせる必要があり、単に、固体石灰を溶銑に添加しても、脱りんは生じない。   Generally, hot metal dephosphorization is realized by fixing the produced phosphoric acid as a compound with CaO. However, in the process, it is necessary to cause a dephosphorization reaction between the liquid slag and the hot metal. Even if solid lime is simply added to the hot metal, no dephosphorization occurs.

したがって、溶銑予備処理温度である1250〜1400℃の範囲において、液体組成を持つスラグを生成させるように、スラグ組成を制御する必要がある。従来、一般的に行われてきた方法は、石灰が、酸素の供給によって生成するSiO2やFeOと反応して融体化することにより、CaO−SiO2−FeO系のスラグを生成させる方法である。 Therefore, it is necessary to control the slag composition so that slag having a liquid composition is generated in the range of 1250 to 1400 ° C. which is the hot metal pretreatment temperature. Conventionally, a generally performed method is a method in which lime is melted by reacting with SiO 2 or FeO generated by supplying oxygen to generate CaO—SiO 2 —FeO-based slag. is there.

ここで、CaO−SiO2−FeO系状態図(例えば、E.M.Levin, C.R.Robbins, H.F.McMurdie: Phase Diagram for Ceramists, Vol.1 (1964), p204[The American Ceramic Society]、参照)によれば、CaO/SiO2の上限は、1400℃、FeO=50質量%としても、1.5程度であるから、この方法では、予備処理温度において液体スラグとするためには、CaO/SiO2を1.5未満の低塩基度にする必要がある。 Here, according to the CaO—SiO 2 —FeO system phase diagram (see, for example, EMLevin, CRRobbins, HFMcMurdie: Phase Diagram for Ceramists, Vol. 1 (1964), p204 [The American Ceramic Society]), CaO / SiO Since the upper limit of 2 is about 1.5 even at 1400 ° C. and FeO = 50 mass%, in this method, in order to obtain liquid slag at the pretreatment temperature, CaO / SiO 2 is less than 1.5. Need to be low basicity.

しかし、スラグの精錬能力は、一般に、塩基度とともに向上するため、この方法では、スラグの精錬能力に限界がある。そのため、脱りんには、多量のスラグが必要となり、石灰などの脱りん材も、多量に必要であった。   However, since the slag refining ability generally increases with basicity, this method has a limit on the slag refining ability. Therefore, a large amount of slag is required for dephosphorization, and a large amount of dephosphorizing material such as lime is also required.

塩基度を高めてスラグの精錬能力を高めれば、少量のスラグで、効率のよい脱りんが可能になると考えられるが、ただ単に、塩基度を高めても、添加した石灰が溶解しないばかりか、むしろ、スラグの液体部分の量が減少してしまうため、脱りん効率は悪化する。   Increasing basicity and improving the slag refining capacity will enable efficient dephosphorization with a small amount of slag, but simply increasing the basicity will not only dissolve the added lime, Rather, since the amount of the liquid portion of the slag is reduced, the dephosphorization efficiency is deteriorated.

極端な例では、事前に溶銑の脱Si処理を行って、Si濃度を、ほぼゼロまで極端に低くした溶銑に、石灰のみを添加してみると、溶融スラグが生成せず、脱りん反応もまったく起こらない。   In an extreme example, hot metal de-Si treatment is performed in advance, and when only lime is added to the hot metal whose Si concentration is extremely reduced to almost zero, molten slag is not generated, and dephosphorization reaction is also caused. It does n’t happen at all.

したがって、CaO/SiO2を高めた条件での脱Pでは、蛍石などのような媒溶材が必須となっていた。 Therefore, in de-P under the condition where CaO / SiO 2 is increased, a solvent material such as fluorite is essential.

これに対して、本発明者らは、脱りん処理で生成するりん酸そのものを媒溶材として使えないかと考え、鋭意検討したところ、ある一定のスラグ組成・メタル組成に制御することで、塩基度を高くしても、流動性と脱りん能を保ち、高いりん酸濃度のスラグが得られることを見出した。   On the other hand, the present inventors thought that phosphoric acid itself produced by the dephosphorization treatment could be used as a solvent, and intensively studied. By controlling to a certain slag composition / metal composition, the basicity was determined. It has been found that even when the content is increased, fluidity and dephosphorization ability can be maintained and slag having a high phosphoric acid concentration can be obtained.

まず、蛍石の添加なしに、溶銑予備処理温度で、液体状態を保つスラグ組成が存在するかを確認するために予備実験を行った。すなわち、蛍石を使用しない場合に、スラグが溶融可能な塩基度の上限を超える1.5以上の高塩基度において、蛍石を用いることなく、りん酸を添加することで、スラグの溶融を達成できないかを調査した。   First, a preliminary experiment was conducted to confirm whether there exists a slag composition that maintains a liquid state at a hot metal pretreatment temperature without adding fluorite. That is, when fluorite is not used, slag can be melted by adding phosphoric acid without using fluorite at a high basicity of 1.5 or more, which exceeds the upper limit of the basicity at which slag can be melted. We investigated whether it could be achieved.

実験では、鉄るつぼに、試薬を混合して作成した人工スラグを装入し、タンマン炉に入れて、脱りん反応の上限である1400℃まで昇熱し、スラグが溶融しているかどうかを調べた。スラグの溶解を確認した後、さらに、塩基度を向上させるため、CaO源として、圧粉成形した3CaO・P25ペレットと2CaO・SiO2ペレットを添加して、1400℃で2〜4時間保定した。 In the experiment, an artificial slag prepared by mixing reagents was charged into an iron crucible, placed in a Tamman furnace, heated to 1400 ° C, the upper limit of dephosphorization reaction, and examined whether the slag was melted. . After confirming the dissolution of the slag, in order to further improve the basicity, 3CaO · P 2 O 5 pellets and 2CaO · SiO 2 pellets, which have been compacted, are added as CaO sources and added at 1400 ° C. for 2 to 4 hours. I held it.

その後、少なくとも片方のペレットが残存していることを確認し、次いで、スラグの液体部分を採取して急冷し、成分分析を行った。なお、ここで、CaO源として、固体CaOではなく、CaOを含む複合酸化物を用いたのは以下の理由による。   Thereafter, it was confirmed that at least one of the pellets remained, and then the liquid portion of the slag was collected and rapidly cooled to perform component analysis. Here, the reason why the composite oxide containing CaO is used as the CaO source instead of solid CaO is as follows.

実際の脱りんスラグは多成分系であるが、主成分は、CaO−SiO2−FeO−P25の4元系である。しかしながら、4元系での状態図に関する情報は皆無である。一方、CaO−SiO2−FeO、および、CaO−P25−FeOの各3元系状態図において、1400℃における高塩基度側で、液体スラグと平衡する固相は、CaOではなく、それぞれ、2CaO・SiO2、および、3CaO・P25である。したがって、4元系においても、これらが平衡するものと考えた。 The actual dephosphorization slag is a multi-component system, but the main component is a quaternary system of CaO—SiO 2 —FeO—P 2 O 5 . However, there is no information about the state diagram in the quaternion system. On the other hand, in each ternary phase diagram of CaO—SiO 2 —FeO and CaO—P 2 O 5 —FeO, the solid phase that equilibrates with liquid slag on the high basicity side at 1400 ° C. is not CaO, They are 2CaO · SiO 2 and 3CaO · P 2 O 5 , respectively. Therefore, they were considered to be balanced even in the quaternary system.

得られた結果を、表1に示す。この組成は、液体スラグが、3CaO・P25ペレットまたは2CaO・SiO2ペレットと共存した状態で保定しているため、実験温度である1400℃における3CaO・P25または2CaO・SiO2の飽和組成に対応するものと考えられる。 The obtained results are shown in Table 1. This composition, a liquid slag, 3CaO · P 2 O 5 pellets or because it retention in the state of coexisting with 2CaO · SiO 2 pellets, 3CaO at 1400 ° C. the experimental temperature · P 2 O 5 or 2CaO · SiO 2 This is considered to correspond to the saturated composition.

スラグ中のCaOの濃度、P25の濃度、および、SiO2の濃度(以下、それぞれ、(質量%CaO)、(質量%P25)、および、(質量%SiO2)と記載する場合がある。)は、T.Fe濃度やその他成分(Al23,MgOなど)によって異なるが、それらの比について、変数Xとして、Xを変化させながら、実験結果より、(質量%CaO)/(X(質量%P25)+(質量%SiO2))を計算し、ばらつきがもっとも小さくなるように、試行錯誤法で求めたところ、X=0.64の場合に、(質量%CaO)/(X(質量%P25)+(質量%SiO2))が1〜1.3の範囲に、ばらつきが少なく収まることがわかった。 Concentration of CaO in slag, concentration of P 2 O 5 and concentration of SiO 2 (hereinafter referred to as (mass% CaO), (mass% P 2 O 5 ), and (mass% SiO 2 ), respectively. May be T.). Although it varies depending on the Fe concentration and other components (Al 2 O 3 , MgO, etc.), from the experimental results, changing X as the variable X, from the ratio, (mass% CaO) / (X (mass% P 2 O 5 ) + (mass% SiO 2 )) was calculated by a trial and error method so that the variation was minimized, and when X = 0.64, (mass% CaO) / (X (mass % P 2 O 5 ) + (mass% SiO 2 )) was found to fall within a range of 1 to 1.3 with little variation.

すなわち、(質量%CaO)/(0.64(質量%P25)+(質量%SiO2))を、便宜上、C/(P+S)と表記すると、C/(P+S)は、おおよそ、1〜1.3の範囲にあることがわかった。 That is, when (mass% CaO) / (0.64 (mass% P 2 O 5 ) + (mass% SiO 2 )) is expressed as C / (P + S) for convenience, C / (P + S) is approximately It was found to be in the range of 1-1.3.

以上のように、3CaO・P25または2CaO・SiO2と共存する組成では、CaOとP25、SiO2とが一定の関係(C/(P+S)=1〜1.3)にあるということが解った。これより、この組成に制御するためには、少なくとも、CaOとP25、SiO2が一定の関係(C/(P+S)=1〜1.3)になるように制御することが必要であると考えられる。 As described above, in the composition coexisting with 3CaO · P 2 O 5 or 2CaO · SiO 2 , CaO, P 2 O 5 and SiO 2 are in a certain relationship (C / (P + S) = 1 to 1.3). I understood that. Therefore, in order to control to this composition, it is necessary to control so that at least CaO, P 2 O 5 and SiO 2 have a certain relationship (C / (P + S) = 1 to 1.3). It is believed that there is.

ここで、CaOは、脱りん材として添加するものであり、制御可能である。一方で、P25とSiO2は、溶銑中のP、Siが酸化除去されて生成するものであるから、脱りん処理前の溶銑中のP濃度とSi濃度を所定の範囲に制御することで、制御可能であると考えられる。 Here, CaO is added as a dephosphorizing material and can be controlled. On the other hand, P 2 O 5 and SiO 2 are formed by oxidizing and removing P and Si in the hot metal, so that the P concentration and Si concentration in the hot metal before dephosphorization are controlled within a predetermined range. Therefore, it is considered that control is possible.

図1に、(質量%SiO2)/(質量%P25)と塩基度の関係を示す。これより、塩基度を、蛍石なし条件で、スラグが溶融可能な上限を超える1.5以上の塩基度とするためには、(質量%SiO2)/(質量%P25)を1.75以下とする必要があることがわかる。 FIG. 1 shows the relationship between (mass% SiO 2 ) / (mass% P 2 O 5 ) and basicity. From this, in order to set the basicity to 1.5 or more, which exceeds the upper limit at which slag can be melted without fluorite, (mass% SiO 2 ) / (mass% P 2 O 5 ) It turns out that it is necessary to set it as 1.75 or less.

Figure 2009228101
Figure 2009228101

ここで、SiO2は、溶銑中のSiが酸化されて生成するものであり、しかも、Pに比べて酸化され易いため、脱P後では、溶銑中のSiが、ほぼ全て、SiO2に酸化されていると考えてさしつかえない。したがって、SiO2は、溶銑中のSi濃度によって生成量が決定される。 Here, SiO 2 is produced by oxidation of Si in the hot metal, and more easily oxidized than P. Therefore, after de-P, almost all of the Si in the hot metal is oxidized to SiO 2 . You can think of it as being done. Therefore, the generation amount of SiO 2 is determined by the Si concentration in the hot metal.

これに対して、Pは、脱りんの処理前と処理後の差分が、酸化除去されたP25分に相当するが、脱りん処理後のP濃度は一義的に決まらない。脱りん処理後の溶銑中のP濃度は、スラグ中のP25濃度と相関があり、一般には、りん分配比LP=(質量%P25)/[質量%P]で整理される(以下、溶銑中のりん濃度を、[質量%P]と記載する場合がある。)。 On the other hand, the difference between P before and after the dephosphorization treatment corresponds to P 2 O 5 which is oxidized and removed, but the P concentration after the dephosphorization treatment is not uniquely determined. The P concentration in the hot metal after dephosphorization has a correlation with the P 2 O 5 concentration in the slag, and is generally arranged by the phosphorus distribution ratio LP = (mass% P 2 O 5 ) / [mass% P]. (Hereinafter, the phosphorus concentration in the hot metal may be referred to as [mass% P].)

りん分配比LPは、温度(低温ほど大)、酸素ポテンシャル((質量%T.Fe)で代用されることが多く、高いほど大))、スラグ塩基度(CaO/SiO2で代表されることが多く、高いほど大)の関数であると考えられるが、溶銑脱りんの場合は、スラグとメタルの酸素ポテンシャル差が大きいため、平衡論的に求めることができず、脱りん処理後の濃度の比をもって、みかけの分配比としているのが実情である。 Phosphorus distribution ratio LP is represented by temperature (larger as the temperature is lower), oxygen potential ((mass% T.Fe) is often substituted, higher is higher)), slag basicity (represented by CaO / SiO 2 ). However, in the case of hot metal dephosphorization, the oxygen potential difference between slag and metal is large, so it cannot be obtained in equilibrium, and the concentration after dephosphorization treatment The actual situation is that it is the apparent distribution ratio.

この場合、りん分配比LPは、熱力学的な数値ではなく、送酸速度や底吹攪拌などの処理条件の影響を受ける数値であるので、通常は、実機の操業条件を模擬した条件で、ラボ実験を行って求めている。   In this case, the phosphorus distribution ratio LP is not a thermodynamic value, but a value that is affected by the processing conditions such as the acid feed rate and bottom blowing stirring. It is requested by conducting a laboratory experiment.

そこで、C/(P+S)が上記の一定の範囲(1〜1.3)の組成を狙った脱りん実験を行った。1トン規模のラボ実験炉に、0.10〜0.15質量%P、0.1〜0.15質量%Siの溶銑を装入し、3CaO・P25、2CaO・SiO2飽和組成となるよう、C/(P+S)が1〜1.3のスラグ組成を狙った脱りん実験を行った。 Therefore, a dephosphorization experiment was conducted aiming at a composition in which C / (P + S) was in the above-mentioned certain range (1 to 1.3). A 1-ton laboratory laboratory furnace was charged with hot metal of 0.10 to 0.15 mass% P and 0.1 to 0.15 mass% Si, and 3CaO · P 2 O 5 , 2CaO · SiO 2 saturated composition The dephosphorization experiment aiming at the slag composition with C / (P + S) of 1 to 1.3 was performed.

図2に、脱りん処理後のスラグ中りん酸濃度と、溶銑中P濃度の比であるりん分配比LP=(質量%P25)/[質量%P]を計算してプロットしたが、脱りん処理後温度1350〜1400℃の範囲で、高いLP値が得られている。ただし、後述するが、(質量%T.Fe)は、10〜45%の範囲であった。 In FIG. 2, the phosphorus distribution ratio LP = (mass% P 2 O 5 ) / [mass% P], which is the ratio between the phosphoric acid concentration in the slag after dephosphorization and the P concentration in the hot metal, was calculated and plotted. A high LP value is obtained in the temperature range of 1350 to 1400 ° C. after the dephosphorization treatment. However, although mentioned later, (mass% T.Fe) was 10 to 45% of range.

これは、平衡論どおり、高温ほど、りん分配比LPが低下することに加え、低温では、平衡論的には脱りんに有利だが、一方で、スラグが溶融しないために、脱りんが生じず、結果として、1350℃未満では、りん分配比が逆に低下していることによるものと思われる。このことから、適正な脱りん処理後温度範囲は、1350〜1400℃であると考えられる。   According to the equilibrium theory, the higher the temperature, the lower the phosphorus distribution ratio LP. In addition, the low temperature is advantageous in terms of equilibrium for dephosphorization. On the other hand, since slag does not melt, dephosphorization does not occur. As a result, when the temperature is lower than 1350 ° C., the phosphorus distribution ratio seems to be decreased. From this, it is considered that the proper temperature range after dephosphorization treatment is 1350 to 1400 ° C.

また、りん分配比LPは、(質量%T.Fe)によっても変化するが、図3に示すように、このスラグ組成の場合は、(T.Fe)が10質量%未満では、溶融状態が得られないため、りん分配比は低く、一方で、45質量%を超えると、逆に、CaO分が希釈されてしまうために、りん分配比が低下する。このことから、適正な(質量%T.Fe)は、10〜45%である。   The phosphorus distribution ratio LP also changes depending on (mass% T.Fe). As shown in FIG. 3, in the case of this slag composition, when (T.Fe) is less than 10 mass%, the molten state Since it is not obtained, the phosphorus distribution ratio is low. On the other hand, if it exceeds 45 mass%, the CaO content is diluted, and the phosphorus distribution ratio is lowered. From this, the proper (mass% T. Fe) is 10 to 45%.

以上、図2および図3に示すとおり、脱りん処理後、1350〜1400℃、(質量%T.Fe)は10〜45%で、りん分配比LPとして、おおよそ、200程度の値が得られていることがわかる。   As described above, as shown in FIGS. 2 and 3, after dephosphorization treatment, 1350 to 1400 ° C., (mass% T. Fe) is 10 to 45%, and a value of about 200 is obtained as the phosphorus distribution ratio LP. You can see that

ここで、表1に示すとおり、スラグ溶融組成範囲では、(質量%P25)は、10質量%以上の範囲にある。このことから、脱りん処理後の溶銑中[質量%P]の範囲は、[質量%P]=(質量%P25)/LPより、0.05質量%以上の範囲となることがわかる。 Here, as shown in Table 1, in the slag melt composition range, (mass% P 2 O 5 ) is in the range of 10 mass% or more. From this, the range of [mass% P] in the hot metal after the dephosphorization treatment may be 0.05 mass% or more from [mass% P] = (mass% P 2 O 5 ) / LP. Recognize.

つまり、脱りん処理後の[質量%P]を0.05質量%以上の範囲とすれば、(質量%P25)は、10質量%以上が得られることになる。 That is, if [mass% P] after dephosphorization is in the range of 0.05 mass% or more, (mass% P 2 O 5 ) is 10 mass% or more.

また、脱りん処理で生成するりん酸の量については、脱りん処理前の溶銑中P濃度を[質量%P]とし、脱りん処理後の溶銑中P濃度を0.05質量%とすれば、([質量%P]−0.05)に相当するりん酸が生成することになる。   As for the amount of phosphoric acid produced by the dephosphorization treatment, the P concentration in hot metal before dephosphorization treatment is [mass% P], and the P concentration in hot metal after dephosphorization treatment is 0.05 mass%. , ([Mass% P] -0.05) is formed.

ここで、溶銑1トンを脱りんした際に生成するりん酸の原単位(kg/トン−溶銑)を求めるには、除去されたりんの原単位が、
1000(kg)×([質量%P]−0.05)×1/100(kg/トン−溶銑)
であるから、
りん酸原単位(kg/トン−溶銑)=りん原単位(kg/トン−溶銑)×(りん酸の分子量)/(りんの原子量×2)
より、
25(kg/トン−溶銑)=10×([質量%P]−0.05)×142/62
である。
Here, in order to determine the basic unit of phosphoric acid produced when 1 ton of hot metal is dephosphorized (kg / ton-hot metal), the basic unit of removed phosphorus is:
1000 (kg) × ([mass% P] −0.05) × 1/100 (kg / ton-hot metal)
Because
Phosphoric acid basic unit (kg / ton-hot metal) = phosphorus basic unit (kg / ton-hot metal) × (molecular weight of phosphoric acid) / (atomic weight of phosphorus × 2)
Than,
P 2 O 5 (kg / ton-hot metal) = 10 × ([mass% P] −0.05) × 142/62
It is.

同様に、生成するSiO2の原単位は、脱りん処理前の溶銑中のSi濃度を[質量%Si]とすると、脱りん処理後のSi濃度は、ほぼゼロであるから、
1000×[質量%Si]×1/100×(SiO2の分子量)/(Siの原子量)
より、
SiO2原単位(kg/トン−溶銑)=600[質量%Si]/28
である。
Similarly, intensity of the resulting SiO 2, when the Si concentration in the hot metal before the dephosphorization treatment with [wt% Si], Si concentration after dephosphorization process, because it is almost zero,
1000 × [mass% Si] × 1/100 × (SiO 2 molecular weight) / (Si atomic weight)
Than,
SiO 2 basic unit (kg / ton-hot metal) = 600 [mass% Si] / 28
It is.

したがって、前述のとおり、塩基度を1.5以上とするために必要な(質量%SiO2)/(質量%P25)≦1.75という条件は、上記の関係式を用いて書き直すと、
(質量%SiO2)/(質量%P25)=SiO2原単位/P25原単位=
600[質量%Si]/28/((10×([質量%P]−0.05)×142/62)≦1.75
つまり、
[質量%Si]≦1.75×142×([質量%P]−0.05)/(62×60)≦1.87([質量%P]−0.05)
となる。
Therefore, as described above, the condition of (mass% SiO 2 ) / (mass% P 2 O 5 ) ≦ 1.75 necessary for setting the basicity to 1.5 or more is rewritten using the above relational expression. When,
(Mass% SiO 2 ) / (mass% P 2 O 5 ) = SiO 2 basic unit / P 2 O 5 basic unit =
600 [mass% Si] / 28 / ((10 × ([mass% P] −0.05) × 142/62) ≦ 1.75
That means
[Mass% Si] ≦ 1.75 × 142 × ([mass% P] −0.05) / (62 × 60) ≦ 1.87 ([mass% P] −0.05)
It becomes.

一方、[質量%Si]が低すぎると、脱りん処理で生成するSiO2の絶対量が不足するため、溶融スラグ量を確保できなくなり、脱りん反応が停滞する。 On the other hand, if [mass% Si] is too low, the absolute amount of SiO 2 produced by the dephosphorization process is insufficient, so that the amount of molten slag cannot be secured, and the dephosphorization reaction stagnates.

図4に、脱りん処理前の[質量%Si]と脱りん率(=(脱りん処理前[質量%P]−脱りん処理後[質量%P])/脱りん処理前[質量%P]×100で計算される、脱りん処理前の溶銑中P濃度に対して脱りんされた割合を示す指標)の関係を示すが、溶銑中Si濃度が0.1質量%未満になると、脱りん率が大きく低下していることが解る。このため、溶銑中Si濃度の下限については、0.1質量%とした。   FIG. 4 shows [mass% Si] before dephosphorization and dephosphorization rate (= (before dephosphorization [mass% P] −after dephosphorization [mass% P]) / before dephosphorization [mass% P]. ] Is calculated by x100, an index indicating the ratio of dephosphorization to the P concentration in the hot metal before the dephosphorization treatment). When the Si concentration in the hot metal is less than 0.1 mass%, It can be seen that the phosphorus rate is greatly reduced. For this reason, the lower limit of the Si concentration in the hot metal was set to 0.1% by mass.

以上より、適正な濃度範囲として、下記[1]式が得られる。脱りん処理前の溶銑中Si濃度およびP濃度が、この関係を満たせば、蛍石を添加することなく、従来法より高塩基度の領域で、効率的な脱りんを行うことができることが解った。   From the above, the following formula [1] is obtained as an appropriate concentration range. If the Si concentration and the P concentration in the hot metal before the dephosphorization satisfy this relationship, it is understood that efficient dephosphorization can be performed in a region with a higher basicity than the conventional method without adding fluorite. It was.

以上のことより、本発明における第一の発明については、転炉型の精錬容器を用いて溶銑の脱りん処理を行う方法において、溶銑中のP濃度[質量%P]と溶銑中のSi濃度[質量%Si]が、下記[1]式の範囲になるように脱りん処理前のP濃度およびSi濃度のいずれかまたは両方を調整した溶銑に、CaOを主体とする脱りん材を添加するとともに酸素源を供給し、脱りん処理により生成するスラグ中の全鉄濃度(質量%T.Fe)を10質量%以上45質量%以下、脱りん処理後の溶銑中のP濃度を0.05質量%以上、脱りん処理後温度を1350〜1400℃に制御することを特徴とする溶銑の予備処理方法とした。
0.1≦[質量%Si]≦1.87([質量%P]−0.05) …[1]
As mentioned above, about the 1st invention in this invention, in the method of dephosphorizing hot metal using a converter type refining vessel, P concentration [mass% P] in hot metal and Si concentration in hot metal A dephosphorization material mainly composed of CaO is added to hot metal in which either or both of the P concentration and the Si concentration before dephosphorization treatment are adjusted so that [mass% Si] falls within the range of the following formula [1]. The total iron concentration (mass% T. Fe) in the slag produced by the dephosphorization process is 10 mass% or more and 45 mass% or less, and the P concentration in the hot metal after the dephosphorization process is 0.05. The hot metal pretreatment method was characterized in that the temperature after dephosphorization treatment was controlled to 1350 to 1400 ° C. by mass% or more.
0.1 ≦ [mass% Si] ≦ 1.87 ([mass% P] −0.05) [1]

この発明において、溶銑に供給される酸素源としては、気体酸素、固体酸化材のいずれでもよく、また、気体酸素と固体酸化材を併用してもよい。また、気体酸素は、純気体酸素、酸素含有ガスのいずれでもよく、また、固体酸化材としては、鉄鉱石、焼結鉱やミルスケールなどを用いることができる。   In the present invention, the oxygen source supplied to the hot metal may be either gaseous oxygen or a solid oxide material, or a combination of gaseous oxygen and a solid oxide material. The gaseous oxygen may be pure gaseous oxygen or an oxygen-containing gas, and iron ore, sintered ore, mill scale, or the like can be used as the solid oxide material.

また、酸素源の供給方法は、気体酸素の場合には、ランスによる上吹きに加え、溶銑中へのインジェクションや、底吹きなどの方法を組み合わせてもよい。また、固体酸化材の場合には、上方からの投入のほか、インジェクションや底吹きなどの任意の方法で、溶銑中への供給を行うことができる。   Further, in the case of gaseous oxygen, the oxygen source supply method may be combined with methods such as injection into hot metal and bottom blowing in addition to top blowing by a lance. In addition, in the case of a solid oxide material, supply into the hot metal can be performed by an arbitrary method such as injection or bottom blowing in addition to charging from above.

脱りん処理が実施される精錬容器としては、転炉型容器の他に、溶銑鍋やトピードカーなどの溶銑輸送容器を用いることも考えられるが、本発明における脱りん処理では、従来法に比べて高(質量%T.Fe)が必要であるため、フリーボードが十分に確保できる転炉型の精錬容器を用いるものとする。   As the refining vessel in which the dephosphorization treatment is carried out, it is possible to use a hot metal transport vessel such as a hot metal ladle or a topped car in addition to the converter type vessel, but in the dephosphorization treatment in the present invention, compared with the conventional method. Since high (mass% T.Fe) is required, a converter type refining vessel that can sufficiently secure a free board is used.

CaOを主体とする脱りん材としては、特に規定するものではなく、通常の操業で使用されている脱りん材を用いることができるが、脱りん材中のCaO含有量は、50質量%以上のものが好適である。   The dephosphorization material mainly composed of CaO is not particularly defined, and a dephosphorization material used in normal operation can be used. However, the CaO content in the dephosphorization material is 50% by mass or more. Are preferred.

以上のとおり、本発明における第1の発明を、CaOを主体とする脱りん材を、適宜、添加することで、実施することができる。   As described above, the first invention in the present invention can be carried out by appropriately adding a dephosphorizing material mainly composed of CaO.

次に、本発明における第2の発明について説明する。   Next, the second invention in the present invention will be described.

この発明の脱りん方法では、転炉型の精錬容器を用いて溶銑の脱りん処理を行う場合において、溶銑に添加するT.CaO(CaO原単位)を、下記[2]〜[4]式で定まる範囲とすることを特徴とする。
T.CaO(kg/トン−溶銑)=α(1+k)[質量%Si]×600/28
…[2]
1.1≦α≦1.5 …[3]
k=0.68([質量%P]−0.05)/[質量%Si] …[4]
In the dephosphorization method of the present invention, when the hot metal dephosphorization treatment is performed using a converter-type refining vessel, the T.S. CaO (CaO basic unit) is in a range determined by the following formulas [2] to [4].
T.A. CaO (kg / ton-hot metal) = α (1 + k) [mass% Si] × 600/28
... [2]
1.1 ≦ α ≦ 1.5 [3]
k = 0.68 ([mass% P] −0.05) / [mass% Si]... [4]

前述のように、本発明が対象とするスラグ組成では、CaOとSiO2とP25が一定の関係(C/(P+S)=1〜1.3)を満たす。第一の発明では、そのうちのSiO2とP25の関係について規定しているが、第二の発明では、CaOとSiO2,P25の関係より、添加するCaOの好ましい添加量を決定することを特徴とする。 As described above, in the slag composition targeted by the present invention, CaO, SiO 2 and P 2 O 5 satisfy a certain relationship (C / (P + S) = 1 to 1.3). In the first invention, the relationship between SiO 2 and P 2 O 5 is defined, but in the second invention, the preferred addition amount of CaO to be added is determined from the relationship between CaO and SiO 2 , P 2 O 5. It is characterized by determining.

表1に示すように、本発明が対象とするスラグ組成では、C/(P+S)=CaO/(0.64 P25+ SiO2)が1〜1.3の範囲にある。したがって、CaOの添加量は、この関係を満たすように決定することが好ましいと考えられる。 As shown in Table 1, in the slag composition targeted by the present invention, C / (P + S) = CaO / (0.64 P 2 O 5 + SiO 2 ) is in the range of 1 to 1.3. Therefore, it is considered that the addition amount of CaO is preferably determined so as to satisfy this relationship.

今、C/(P+S)=αとおくと、
α=C/(P+S)=(質量%CaO)/(0.64(質量%P25)+(質量%SiO2))
であるから、
(質量%CaO)=α(0.64(質量%P25)+(質量%SiO2))
=α(0.64(質量%P25)/(質量%SiO2)+1)(質量%SiO2
Now, if C / (P + S) = α,
α = C / (P + S) = (mass% CaO) / (0.64 (mass% P 2 O 5 ) + (mass% SiO 2 ))
Because
(Mass% CaO) = α (0.64 (mass% P 2 O 5 ) + (mass% SiO 2 ))
= Α (0.64 (mass% P 2 O 5 ) / (mass% SiO 2 ) +1) (mass% SiO 2 )

ここで、前述の関係より
(質量%P25)/(質量%SiO2
=((10×([質量%P]−0.05)×142/62)/(600[質量%Si]/28)
=1.07([質量%P]−0.05)/[質量%Si]
よって、
(質量%CaO)=α(0.64(質量%P25)+(質量%SiO2))
=α(0.68([質量%P]−0.05)/[質量%Si]+1)(質量%SiO2
Here, (mass% P 2 O 5 ) / (mass% SiO 2 )
= ((10 × ([mass% P] −0.05) × 142/62) / (600 [mass% Si] / 28)
= 1.07 ([mass% P] -0.05) / [mass% Si]
Therefore,
(Mass% CaO) = α (0.64 (mass% P 2 O 5 ) + (mass% SiO 2 ))
= Α (0.68 ([mass% P] −0.05) / [mass% Si] +1) (mass% SiO 2 )

ここで、
CaO原単位/SiO2原単位=(質量%CaO)/(質量%SiO2
であるから、
CaO原単位=SiO2原単位×(質量%CaO)/(質量%SiO2
=600[質量%Si]/28×[α(0.68([質量%P]−0.05)/[質量%Si]+1)]
here,
CaO basic unit / SiO 2 basic unit = (mass% CaO) / (mass% SiO 2 )
Because
CaO basic unit = SiO 2 basic unit × (mass% CaO) / (mass% SiO 2 )
= 600 [mass% Si] / 28 × [α (0.68 ([mass% P] −0.05) / [mass% Si] +1)]

CaO原単位をT.CaOと書いて整理すると、
T.CaO=α(0.68([質量%P]−0.05)/[質量%Si]+1)[質量%Si]×600/28
=α(k+1)[質量%Si]×600/28
となって、[2]式を得る。
The basic unit of CaO If you write and organize CaO,
T.A. CaO = α (0.68 ([mass% P] −0.05) / [mass% Si] +1) [mass% Si] × 600/28
= Α (k + 1) [mass% Si] × 600/28
Thus, the expression [2] is obtained.

表1に示すとおり、C/(P+S)=1〜1.3であるので、αの値は、理想的には、1〜1.3の範囲が合理的であるが、実操業においては、CaOの溶解速度が遅いので、必要なCaO量に対して過剰なCaOを添加することが行われている。   As shown in Table 1, since C / (P + S) = 1 to 1.3, the value of α is ideally in the range of 1 to 1.3, but in actual operation, Since the dissolution rate of CaO is slow, adding excess CaO to the required amount of CaO has been performed.

そこで、本発明者の実験的知見に基き、理想的なαの値が1〜1.3の範囲に対して、好ましいαの範囲は1.1〜1.5の範囲とした。これより、添加するCaO原単位と溶銑組成の関係として、[2]〜[4]式が得られる。   Therefore, based on the experimental knowledge of the present inventor, the ideal α value is in the range of 1.1 to 1.5 while the ideal α value is in the range of 1 to 1.3. From this, the formulas [2] to [4] are obtained as the relationship between the added CaO basic unit and the hot metal composition.

ちなみに、添加するCaO量は、添加する脱りん材中のCaO濃度を事前に把握しておき、所望のCaO添加量となるように、脱りん材の添加量を設定するものとする。   Incidentally, the amount of CaO to be added is determined in advance so that the concentration of CaO in the dephosphorizing material to be added is grasped in advance and the desired amount of CaO is added.

最後に、本発明における第3の発明について説明する。   Finally, the third invention in the present invention will be described.

本発明の脱りん方法では、転炉型の精錬容器を用いて溶銑の脱りん処理を行う場合において、溶銑に添加するCaOを2回以上に分割して行うことを特徴とする。   The dephosphorization method of the present invention is characterized in that when performing dephosphorization of hot metal using a converter-type refining vessel, CaO added to the hot metal is divided into two or more times.

本発明の第一および/または第二の発明にしたがって脱りんを行う場合、通常の転炉型精錬設備ではCaOを主体とする脱りん材を、一括添加してもよい。ただし、一括添加すると、狙いのスラグ組成となって溶解する前に、炉内で焼結してしまい、結果として、スラグの生成が遅れ、脱りんが進行し難くなるという事象が生じる場合がある。   When dephosphorization is performed according to the first and / or second invention of the present invention, a dephosphorization material mainly composed of CaO may be added at once in a normal converter type refining facility. However, if it is added all at once, it may sinter in the furnace before it becomes a target slag composition and melts, resulting in a phenomenon that the generation of slag is delayed and dephosphorization does not proceed easily. .

したがって、より好ましくは、CaOを主体とする脱りん材を、少なくとも2回以上に分割して添加することが推奨される。分割の程度は、分割すればするほど好ましく、連続添加または間歇添加ができれば、さらに好適である。   Therefore, more preferably, it is recommended to add the dephosphorization material mainly composed of CaO at least twice. The degree of division is preferably as it is divided, and it is more preferable if continuous addition or intermittent addition can be performed.

また、原理的には、生成したSiO2とP25の量に応じて添加されるべきものであるから、例えば、脱りん炉からの排出ガスの分析を行うことで、溶銑の脱炭量を求め、この脱炭量と酸素源の供給量に基づき、生成するSiO2とP25量を推定し、この量に基づいて、CaOの添加速度を制御すれば、さらに好適である。 In principle, since it should be added according to the amount of SiO 2 and P 2 O 5 produced, for example, by analyzing the exhaust gas from the dephosphorization furnace, decarburization of hot metal It is more preferable to obtain the amount, estimate the amount of SiO 2 and P 2 O 5 to be generated based on the decarburization amount and the supply amount of the oxygen source, and control the addition rate of CaO based on this amount. .

(実施例1)
300トン転炉を用いて高炉溶銑の脱りん処理を実施した。脱りん処理では、上吹きランスより酸素を吹き付けるとともに、炉底に設けた羽口からも、酸素と窒素の混合ガスとLPGを吹き込み、塊石灰を上方より添加した。脱りん時間は、いずれも7〜9分であった。また、脱りん処理前の溶銑温度とスクラップ量から、鉄鉱石の添加量を調整して、脱りん処理後の温度を調整した。結果を、表2に示す。
Example 1
Dephosphorization of the blast furnace hot metal was carried out using a 300-ton converter. In the dephosphorization treatment, oxygen was blown from the top blowing lance, and a mixed gas of oxygen and nitrogen and LPG were blown from the tuyere provided at the bottom of the furnace, and lump lime was added from above. The dephosphorization time was 7 to 9 minutes. Moreover, the amount of iron ore added was adjusted from the hot metal temperature and the amount of scrap before dephosphorization, and the temperature after dephosphorization was adjusted. The results are shown in Table 2.

表中、Kcaoは、脱りん反応が一次速度式に従うとして導いた、下記[5]式で計算される指標である。Kcaoは、一般に、石灰の反応効率を示す指標として用いられ、高い値であるほど、効率がよいと判断される。
Kcao=ln([質量%P]0/[質量%P])/T.CaO …[5]
In the table, Kcao is an index calculated by the following formula [5] derived from the assumption that the dephosphorylation reaction follows the first-order rate equation. Kcao is generally used as an index indicating the reaction efficiency of lime, and the higher the value, the better the efficiency.
Kcao = ln ([mass% P] 0 / [mass% P]) / T. CaO ... [5]

実施例1および2は本発明の第一の発明に従って実施した実施例であるが、良好な脱りんが得られている。実施例3および4は、さらに第二の発明に従って、石灰原単位を[2]式の範囲で決定して添加した実施例であり、さらに高いKcaoが得られている。また、実施例5は、石灰を分割投入したものである。石灰の分割投入の効果は、精錬能の改善ではなく、ばらつきの減少にあるので、これだけでは解らない。   Examples 1 and 2 are examples carried out according to the first invention of the present invention, but good dephosphorization was obtained. Examples 3 and 4 are examples in which lime basic units were determined and added within the range of the formula [2] according to the second invention, and higher Kcao was obtained. In Example 5, lime is divided and introduced. The effect of split lime injection is not an improvement in refining capacity, but a reduction in variation, so this alone cannot be understood.

そこで、表3に、分割投入した場合のKcaoと一括投入の場合のKcaoの平均値とσを示す。これより、分割投入することで、ばらつきが小さくなり、結果として、Kcaoの平均値も増加することが解る。   Therefore, Table 3 shows the average value and σ of Kcao in the case of divided input and Kcao in the case of collective input. From this, it can be seen that by dividing and introducing, the variation becomes smaller, and as a result, the average value of Kcao also increases.

一方、比較例1〜6の結果は、溶銑成分が適正でない(比較例1、2)、処理後の(質量%T.Fe)が適正でない(比較例3、4)、および、温度はずれ(比較例5、6)の場合であるが、いずれも、脱りんは不十分であり、Kcaoは低値となっていることが解る。   On the other hand, the results of Comparative Examples 1 to 6 show that the hot metal component is not appropriate (Comparative Examples 1 and 2), (mass% T.Fe) after treatment is not appropriate (Comparative Examples 3 and 4), and the temperature is shifted ( In the case of Comparative Examples 5 and 6), it can be seen that dephosphorization is insufficient and Kcao is low.

Figure 2009228101
Figure 2009228101

Figure 2009228101
Figure 2009228101

予備実験で得られたスラグ組成比の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the slag composition ratio obtained by the preliminary experiment. 処理後温度とりん分配比の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between post-process temperature and phosphorus distribution ratio. スラグ中(質量%T.Fe)とりん分配比の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between slag (mass% T.Fe) and phosphorus distribution ratio. 脱りん処理前の[質量%Si]と脱りん率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between [mass% Si] before a dephosphorization process, and a dephosphorization rate.

Claims (3)

転炉型の精錬容器を用いて溶銑の脱りん処理を行う方法において、溶銑中のP濃度[質量%P]と溶銑中のSi濃度[質量%Si]が、下記[1]式の範囲になるように、脱りん処理前のP濃度およびSi濃度のいずれかまたは両方を調整した溶銑に、CaOを主体とする脱りん材を添加するとともに酸素源を供給し、脱りん処理により生成するスラグ中の全鉄濃度(質量%T.Fe)を10質量%以上45質量%以下、脱りん処理後の溶銑中のP濃度を0.05質量%以上、脱りん処理後温度を1350〜1400℃に制御することを特徴とする溶銑予備処理方法。
0.1≦[質量%Si]≦1.87([質量%P]−0.05) …[1]
In the method of dephosphorizing hot metal using a converter-type smelting vessel, the P concentration [mass% P] in the hot metal and the Si concentration [mass% Si] in the hot metal are within the range of the following formula [1]. In this way, slag produced by dephosphorization treatment by adding a dephosphorization material mainly composed of CaO and supplying an oxygen source to the hot metal prepared by adjusting either or both of P concentration and Si concentration before dephosphorization treatment. The total iron concentration (mass% T.Fe) in the steel is 10 mass% or more and 45 mass% or less, the P concentration in the hot metal after dephosphorization treatment is 0.05 mass% or more, and the temperature after dephosphorization treatment is 1350 to 1400 ° C. A hot metal pretreatment method characterized by controlling the hot water.
0.1 ≦ [mass% Si] ≦ 1.87 ([mass% P] −0.05) [1]
前記溶銑に添加するT.CaO(脱りん用CaO原単位)を、下記[2]〜[4]式で定まる範囲とすることを特徴とする請求項1に記載の溶銑予備処理方法。
T.CaO(kg/トン−溶銑)=α(1+k)[質量%Si]×600/28
…[2]
1.1≦α≦1.5 …[3]
k=0.68([質量%P]−0.05)/[質量%Si] …[4]
T. added to the hot metal. 2. The hot metal preliminary treatment method according to claim 1, wherein CaO (CaO basic unit for dephosphorization) is in a range determined by the following formulas [2] to [4].
T.A. CaO (kg / ton-hot metal) = α (1 + k) [mass% Si] × 600/28
... [2]
1.1 ≦ α ≦ 1.5 [3]
k = 0.68 ([mass% P] −0.05) / [mass% Si]... [4]
前記CaOを主体とする脱りん材の添加を、2回以上に分割して行うことを特徴とする請求項1または2に記載の溶銑予備処理方法。   The hot metal preliminary treatment method according to claim 1 or 2, wherein the addition of the dephosphorizing material mainly composed of CaO is performed in two or more times.
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