JP2014037599A - Method of refining molten iron - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転炉型精錬容器にて、溶銑に上吹きランスから酸素と共にＣａＯ含有粉を吹きつけて精錬する方法に関する。 The present invention relates to a method for refining a hot metal melt by spraying CaO-containing powder together with oxygen from an upper blowing lance in a converter-type refining vessel.
転炉型精錬容器にて、溶銑を予備脱りん処理、あるいは、予備脱りん処理された溶銑を脱りん脱炭処理、あるいは、非脱りん銑を脱りん脱炭処理する際、精錬効率の向上や歩留りの向上等の改善を図るため、生石灰含有粉をランスから酸素含有ガスと共に上吹きする方法が開発されている。 Improvement of refining efficiency when pre-dephosphorization of hot metal, dephosphorization of pre-dephosphorized hot metal, or dephosphorization of non-dephosphorized iron in a converter-type refining vessel In order to improve the yield and the yield, a method has been developed in which quicklime-containing powder is blown up together with oxygen-containing gas from the lance.
例えば、特許文献１には、広範なＳｉ濃度の溶銑について、溶銑予備処理として脱珪を行うと同時に高効率で脱りんを行うことが可能な方法が記載されている。具体的には、ＣａＯ含有粉をランスから酸素含有ガスと共に溶銑に上吹きして脱りんする方法であり、ＣａＯ含有粉の吹きつけ速度と酸素流量との比を溶銑Ｓｉ濃度に応じて調整する方法が記載されている。
For example,
この方法では、酸素流量が一定条件であれば、溶銑Ｓｉ濃度が高い場合には、ＣａＯ含有粉の吹きつけ速度を大きくする必要がある。 In this method, if the oxygen flow rate is constant, it is necessary to increase the spraying speed of the CaO-containing powder when the hot metal Si concentration is high.
上吹きランスから酸素含有ガスと共に溶銑浴面に粉を吹きつけると、ガスジェットが溶銑に衝突して溶銑の飛沫（以下、「スピッティング」と記載する）が発生するのに加え、粉が溶銑に衝突することによってもスピッティングが発生し、粉を吹きつけない場合よりもより多くのスピッティングが発生する。スピッティング粒鉄はランスや炉内壁に付着し、付着量が非常に多くなった場合にはその後の操業に支障をきたす。そのため、粉を溶銑に吹きつける際になるべく飛沫の増加を抑制することは非常に重要である。 When powder is blown onto the hot metal bath surface together with oxygen-containing gas from the top blowing lance, the gas jet collides with the hot metal and splashes of hot metal (hereinafter referred to as “spitting”) are generated, and the powder is molten. Spitting also occurs by colliding with the nozzle, and more spitting occurs than when no powder is sprayed. Spitting granulated iron adheres to the lance and the inner wall of the furnace, and if the amount of adhesion becomes very large, the subsequent operation will be hindered. Therefore, it is very important to suppress the increase of splashes as much as possible when spraying the powder onto the hot metal.
特許文献１に記載された発明では、溶銑Ｓｉが高い場合には短時間に多量のＣａＯ含有粉を吹きつけることが必要になるが、その際にはより多くの溶銑飛沫が発生し、安定的な操業の継続が困難になることも想定される。
In the invention described in
また、特許文献２には、転炉型精錬容器での鋼の精錬方法において、ＣａＯ含有粉を吹きつけ、炉口からのスラグ溢れ（以下、「スロッピング」と記載する）を抑制しつつ、低りん溶鋼を安定的に溶製する方法が記載されている。特許文献２に記載されている方法では、上底吹き撹拌力を最適な範囲に制御することによって、スロッピングを抑制する。
Further, in
ここで、スロッピングを抑制して、上吹き、あるいは底吹きの撹拌力を増加させることが必要となった場合、底吹きガス流量の増加によって底吹き羽口の寿命に悪影響を及ぼす可能性があるため、これを簡単に選択できない場合もある。 Here, if it is necessary to suppress slopping and increase the stirring force of top blowing or bottom blowing, there is a possibility that the life of the bottom blowing tuyere may be adversely affected by the increase of the bottom blowing gas flow rate. In some cases, this cannot be easily selected.
一方で、上吹きの撹拌力を増加させようとした場合も、上吹きジェットを溶銑浴面に向けて強く吹きつけることになって、スピッティングが増加するという問題がある。 On the other hand, even when trying to increase the stirring force of the top blowing, there is a problem that spitting increases because the top blowing jet is strongly blown toward the hot metal bath surface.
以上より、転炉型精錬容器において生石灰含有粉を酸素ガスと共に上吹きする方法は、低りん溶銑、あるいは低りん鋼を溶製する上で利点を有するが、粉体が酸素含有ガスジェットと共に溶銑浴面に吹きつけられるためにスピッティングが増えるという課題があった。 From the above, the method of top blowing quicklime-containing powder together with oxygen gas in the converter-type refining vessel has advantages in producing low phosphorus hot metal or low phosphorus steel, but the powder is molten iron together with the oxygen-containing gas jet. There was a problem that spitting increased because it was sprayed on the bath surface.
粉上吹きによるスピッティング増加を抑制するための方法として、特許文献３には、カバースラグを生成してから粉上吹きを行う方法が記載されている。 As a method for suppressing an increase in spitting due to powder top blowing, Patent Document 3 describes a method in which cover top slag is generated and then powder top spray is performed.
この方法は、カバースラグの生成量や組成、あるいはその時の温度状況によって、カバースラグの滓化状況等が異なり、スピッティングの抑制効果が高い場合と低い場合が生じるため、万能ではない。 This method is not versatile because the cover slag hatching state varies depending on the amount and composition of cover slag and the temperature at that time, and the effect of suppressing spitting is high and low.
特許文献４には、上吹きする酸素含有ガスと溶融金属との反応効率を低下させることなくスピッティングを低減可能な上吹きランス（以下、「ねじれランス」という）が記載されている。図１（ａ）は通常の多孔ランスの先端部を示す概要図であり、図１（ｂ）はねじれランスの先端部を示す概要図である。図１（ａ）および図１（ｂ）において、符号１はランスであり、符号２はノズルである。
通常の多孔ランス１は、図１（ａ）に示すように各ノズル２は、その中心軸の延長がランス１の中心軸上の１点で交わるように傾斜して配置されるのに対し、ねじれランス１は、図１（ｂ）に示すように各ノズル２は、その中心軸の延長が相互にねじれた位置関係となるように傾斜して配置される。
In the normal
具体的には、浴面に衝突するときのジェットの流速分布ができるだけ平滑であることがスピッティング低減に有効であり、ノズル２のねじれ度δを０°より大きく７０°未満とするねじれランスを用いることによってそれを達成することができると記載されている。
Specifically, it is effective for reducing spitting that the flow velocity distribution of the jet when colliding with the bath surface is as smooth as possible, and a torsion lance that makes the torsion δ of the
また、特許文献５では、このねじれランスを用い、溶銑脱りん処理にて、中心孔からＣａＯ含有粉を不活性ガスで上吹きする方法が記載されている。 Patent Document 5 describes a method in which this twisted lance is used to blow up CaO-containing powder with an inert gas from the center hole by hot metal dephosphorization.
しかし、中心孔から不活性ガスでＣａＯ含有粉を上吹きする場合、費用の観点から精錬用の酸素ガスに比べて不活性ガスの流量は非常に少なくせざるを得ないため、酸素含有ガスと共にＣａＯ含有粉を上吹きする場合よりも固気比が高くなることで設備上の制約が生じ、ＣａＯ粉の供給速度限界が酸素と共に吹きつける場合よりも低くなるデメリットがある。 However, when the CaO-containing powder is blown up with an inert gas from the center hole, the flow rate of the inert gas must be very small compared to the oxygen gas for refining from the viewpoint of cost. Since the solid-gas ratio becomes higher than when the CaO-containing powder is blown up, there is a demerit that the facility limitation occurs, and the supply speed limit of the CaO powder is lower than when blowing with oxygen.
このデメリットを解消するためにはＣａＯ含有粉を酸素ガスと共に上吹きする必要があるが、その場合にはスピッティングが多くなる。 In order to eliminate this disadvantage, it is necessary to blow up the CaO-containing powder together with oxygen gas, but in that case, spitting increases.
また、特許文献５では、ＣａＯ含有粉を酸素含有ガスと共に上吹きする際のスピッティング抑制に関する検討は全くなされていない。 Moreover, in patent document 5, the examination regarding spitting suppression at the time of top blowing CaO containing powder with oxygen containing gas is not made | formed at all.
その他の従来の知見においても、ねじれランスを使用し、酸素と共にＣａＯ含有粉を上吹きした場合にスピッティングが低減されるか否かの検討がなされたことはなかった。本明細書において、「ＣａＯ含有粉」とは、ＣａＯを８０質量％以上含む粒径１ｍｍ以下の粉とし、「酸素含有ガス」とは、酸素を９５体積％以上含むガスとする。 In other conventional findings, it has not been studied whether spitting is reduced when a twisted lance is used and CaO-containing powder is blown up together with oxygen. In this specification, “CaO-containing powder” is a powder having a particle size of 1 mm or less containing 80% by mass or more of CaO, and “oxygen-containing gas” is a gas containing 95% by volume or more of oxygen.
本発明の目的は、転炉型精錬容器において、上吹きランスから酸素含有ガスと共にＣａＯ含有粉を溶銑に吹きつける際のスピッティング発生速度を低減することである。 An object of the present invention is to reduce a spitting generation speed when spraying CaO-containing powder together with oxygen-containing gas from an upper blowing lance to hot metal in a converter-type refining vessel.
本発明者らは、まず水モデル実験を行い、水の液滴の飛散挙動を観察した。この水モデル実験により、ねじれランスを用いることで粉吹きつけ時のスピッティングを抑制できるか否かの検討を行った。 The inventors first performed a water model experiment and observed the scattering behavior of water droplets. This water model experiment examined whether spitting during powder spraying can be suppressed by using a twist lance.
その結果、特許文献４に記載されているねじれランスを用いた場合、ガスの吹きつけ開始と同時に粉吹きつけを行った場合はスピッティングが低減されなかったのに対し、ガスの吹きつけ開始時には酸素含有ガスのみを流し、その後粉吹きつけを開始するとスピッティングが低減されることが判明した。
As a result, when using the torsion lance described in
これは、吹錬開始時と同時に粉を吹きつけた場合、粉が直進する性質に影響されてジェットの動圧が平滑化されないためにスピッティングが低減されないが、ある程度の流量のガスを吹きつけるとジェットが平滑化され、その後に粉の吹きつけを開始してもジェットの平滑化が保たれ、スピッティングが低減されるためと考えられる。 This is because, when powder is blown at the same time as the start of blowing, spitting is not reduced because the dynamic pressure of the jet is not smoothed due to the property that the powder goes straight, but a certain amount of gas is blown. This is considered to be because the jet is smoothed and the smoothing of the jet is maintained even after the spraying of powder is started, and spitting is reduced.
しかし、ジェットの平滑化がなされたと考えられる時点以降に、粉の吹きつけ速度を大きくし過ぎた場合には、スピッティングの低減効果はみられなかった。 However, when the spraying speed of the powder was increased too much after the point at which the jet was thought to have been smoothed, the effect of reducing spitting was not observed.
これは、粉体の吹きつけ速度を大きくし過ぎた場合には、ジェットの平滑化が解消されるためと考えられる。 This is considered to be because jet smoothing is eliminated when the spraying speed of the powder is increased too much.
この事象は、水モデル実験にて得られた結果であるため、酸素含有ガスと共にＣａＯ含有ガスを上吹きランスから溶銑に吹きつけた場合とは、臨界条件が異なると考えられる。 Since this event is a result obtained in a water model experiment, it is considered that the critical condition is different from the case where the CaO-containing gas is blown from the top blowing lance to the molten iron together with the oxygen-containing gas.
そこで、本発明者らは、その臨界条件を調査するため、酸素含有ガスの流量は、現在の溶銑の予備脱りん処理、あるいは、予備脱りん処理された溶銑の脱りん脱炭処理、あるいは、非脱りん銑の脱りん脱炭処理における流量を包含する、溶銑１トンあたり１．０〜６．０Ｎｍ３／ｍｉｎとした、転炉実験を行った。 Therefore, in order to investigate the critical condition, the present inventors set the flow rate of the oxygen-containing gas at the current hot metal preliminary dephosphorization treatment, or the preliminary dephosphorization hot metal dephosphorization decarburization treatment, or A converter experiment was conducted at 1.0 to 6.0 Nm 3 / min per ton of hot metal, including the flow rate in the dephosphorization and decarburization treatment of non-dephosphorization.
その結果、以下に列記の本発明を完成することができた。
（１）転炉型精錬容器を用いて、上吹きランスから溶銑１トンあたり１．０〜６．０Ｎｍ３／ｍｉｎの酸素含有ガスと共にＣａＯ含有粉を溶銑に吹きつけて精錬する方法において、
前記上吹きランスには、同一円周上に等間隔で配置された３孔以上のノズルを有し、かつ、ランス中心軸がｚ軸となると共にノズルの出口位置がｘ軸上となるように定めたｘｙｚ直交座標系において、ｙｚ平面およびｘｚ平面への該ノズル軸の投影がｚ軸となす角度をそれぞれα（°）、β（°）としたとき、角度αと角度βが下記（１）式を満足する上吹きランスを用い、
かつ、酸素含有ガスを溶銑１トンあたり０．５Ｎｍ３以上吹きつけた後にＣａＯ含有粉の吹きつけを行うこと
を特徴とする、溶銑の精錬方法。
As a result, the present invention listed below could be completed.
(1) In a method of refining by using a converter-type refining vessel and blowing CaO-containing powder to hot metal together with an oxygen-containing gas of 1.0 to 6.0 Nm 3 / min per ton of hot metal from an upper blowing lance,
The upper blow lance has nozzles having three or more holes arranged at equal intervals on the same circumference, and the center axis of the lance is the z axis and the outlet position of the nozzle is on the x axis. In the defined xyz orthogonal coordinate system, when the angles formed by the projection of the nozzle axis onto the yz plane and the xz plane with respect to the z axis are α (°) and β (°), respectively, the angle α and the angle β are as follows (1 ) Using a top lance that satisfies the formula
And, and performs blowing of CaO containing powder containing gas after blowing hot metal 0.5 Nm 3 or more per tonne hot metal process for refining.
０＜ｔａｎα／ｔａｎβ＜２．７５ ・・・・・（１） 0 <tan α / tan β <2.75 (1)
（２）ＣａＯ含有粉の吹きつけ速度ｗ（ｋｇ／ｍｉｎ）と酸素含有ガスの吹きつけ速度ｒ（Ｎｍ３／ｍｉｎ）の比（ｗ／ｒ）を０．１以上２．０以下とすることを特徴とする、（１）項に記載の溶銑の精錬方法。 (2) The ratio (w / r) between the spraying speed w (kg / min) of the CaO-containing powder and the spraying speed r (Nm 3 / min) of the oxygen-containing gas is 0.1 or more and 2.0 or less. The method for refining hot metal as described in item (1), wherein
（３）前記角度αと前記角度βが下記（２）式を満足する上吹きランスを用いることを特徴とする、（１）項または（２）項に記載の溶銑の精錬方法。 (3) The hot metal refining method according to (1) or (2), wherein an upper blowing lance in which the angle α and the angle β satisfy the following expression (2) is used.
０．１８≦（ｔａｎ２α＋ｔａｎ２β）０．５≦０．５８ ・・・・・（２） 0.18 ≦ (tan 2 α + tan 2 β) 0.5 ≦ 0.58 (2)
本発明によれば、転炉型精錬容器において、上吹きランスから酸素含有ガスと共にＣａＯ含有粉を溶銑に吹きつける際のスピッティング発生速度を低減することができるようになる。 According to the present invention, in the converter-type refining vessel, it is possible to reduce the spitting generation speed when the CaO-containing powder is sprayed on the molten iron together with the oxygen-containing gas from the top blowing lance.
本発明を説明する。
上底吹き転炉に、スクラップなどの固体鉄源と共に、脱りん処理されていない溶銑、あるいは、脱りん銑を装入し、精錬剤である塊生石灰、珪石、橄欖岩やスケール等を、精錬処理条件に応じて上置添加する。
The present invention will be described.
In the top-bottom blown converter, together with solid iron sources such as scrap, hot metal that has not been dephosphorized, or dephosphorized soot is charged, and refining agents such as massive lime, quartzite, peridotite and scale are refined Add top depending on processing conditions.
上吹きランスには、同一円周上に等間隔で配置された３孔以上のノズルを有し、かつ、ランス中心軸がｚ軸となると共にノズルの出口位置がｘ軸上となるように定めたｘｙｚ直交座標系において、ｙｚ平面およびｘｚ平面への該ノズル軸の投影がｚ軸となす角度をそれぞれα（°）、β（°）としたとき、角度α，βが下記（１）式、（２）式を満足する上吹きランスを用い、上吹きランスから溶銑１トンあたり１．０〜６．０Ｎｍ３／ｍｉｎの酸素含有ガスを流して吹錬を開始する。 The top blow lance has nozzles with three or more holes arranged at equal intervals on the same circumference, and is determined so that the center axis of the lance is the z axis and the outlet position of the nozzle is on the x axis. In the xyz orthogonal coordinate system, when the angles formed by the projection of the nozzle axis onto the yz plane and the xz plane with respect to the z axis are α (°) and β (°), the angles α and β are expressed by the following formula (1): Using an upper blowing lance that satisfies the equation (2), an oxygen-containing gas of 1.0 to 6.0 Nm 3 / min per ton of hot metal is passed from the upper blowing lance to start blowing.
０＜ｔａｎα／ｔａｎβ＜２．７５ ・・・・・（１）
０．１８≦（ｔａｎ２α＋ｔａｎ２β）０．５≦０．５８ ・・・（２）
0 <tan α / tan β <2.75 (1)
0.18 ≦ (tan 2 α + tan 2 β) 0.5 ≦ 0.58 (2)
酸素含有ガスを溶銑１トンあたり０．５Ｎｍ３以上吹きつけた後、ＣａＯ含有粉の吹きつけ速度ｗ（ｋｇ／ｍｉｎ）と酸素含有ガスの吹きつけ速度ｒ（Ｎｍ３／ｍｉｎ）の比（ｗ／ｒ）を０．１以上２．０以下にして、ＣａＯ含有粉の吹きつけを行うことにより、従来ではＣａＯ含有粉吹きつけによって増加していたスピッティングを大幅に低減でき、ランスや炉内壁への地金付着を抑制した吹錬を行うことが可能となり、ＣａＯ含有粉を酸素と共に上吹きした場合における地金付着による転炉の操業への悪影響を抑えることができる。 After the oxygen-containing gas is blown at 0.5 Nm 3 or more per ton of hot metal, the ratio of the CaO-containing powder blowing speed w (kg / min) to the oxygen-containing gas blowing speed r (Nm 3 / min) (w / R) is 0.1 or more and 2.0 or less, and the spraying of CaO-containing powder can significantly reduce spitting, which has been increased by the spraying of CaO-containing powder in the past. It is possible to perform blowing while suppressing adhesion of the metal to the metal, and it is possible to suppress adverse effects on the operation of the converter due to the metal adhesion when the CaO-containing powder is blown up together with oxygen.
これらの操業に係る本発明の技術的範囲は、次のように調査して決定した。
２．５トン規模の上底吹き転炉型精錬容器を用いて、スピッティングの発生速度を調査した。
The technical scope of the present invention related to these operations was determined by investigating as follows.
The occurrence rate of spitting was investigated using a 2.5-ton scale top-bottom converter-type refining vessel.
本検討では、カバースラグの影響を排除するため、高炉溶銑ではなく、１３００℃のＦｅ−４質量％Ｃ溶湯２トンを装入し、そのＣ濃度を０．０５質量％とする脱炭処理実験を行った。 In this study, in order to eliminate the influence of cover slag, decarburization treatment experiment was conducted in which 2 tons of Fe-4 mass% C molten metal at 1300 ° C was charged instead of blast furnace molten iron and the C concentration was 0.05 mass%. Went.
酸素含有ガスには純酸素を用い、また、ＣａＯ含有粉には、ＣａＯを９８質量％含有する粒径１ｍｍ以下の生石灰粉を使用した。 Pure oxygen was used as the oxygen-containing gas, and quick lime powder having a particle diameter of 1 mm or less containing 98 mass% CaO was used as the CaO-containing powder.
スピッティング発生速度は、吹錬中にスピッティング採取用の鉄箱を炉上から鉄棒を使って、炉内の浴面上１０００ｍｍの位置に２０秒間設置し、そこに入ったスピッティング粒鉄量を測定した。 The speed of spitting is determined by installing an iron box for collecting spitting from the top of the furnace during blowing and installing it at a position of 1000 mm above the bath surface in the furnace for 20 seconds, Was measured.
この脱炭処理実験で使用したねじれランスの形状を、図２を用いて説明する。
図２のランスは、６孔のねじれランスの一例を示す概要図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面のｙｚ平面への投影図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ断面のｘｚ平面への投影図である。
The shape of the torsion lance used in this decarburization treatment experiment will be described with reference to FIG.
2 is a schematic diagram showing an example of a six-hole twist lance. FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 2C is a projection view of the CC cross section of FIG. 2A onto the xz plane.
図２（ａ）〜図２（ｃ）において、図１と同一部位は同符号で表す。また、符号３は中心に配置された小径ノズルである。 2A to 2C, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Reference numeral 3 denotes a small-diameter nozzle arranged at the center.
図２において、ランス中心軸がｚ軸となると共にノズルの出口位置がｘ軸上となるｘｙｚ直交座標系を用いて説明する。 In FIG. 2, description will be made using an xyz orthogonal coordinate system in which the center axis of the lance is the z-axis and the outlet position of the nozzle is on the x-axis.
ランス１には、ノズルのひねりに相当するｙｚ平面へのノズル軸の投影とｚ軸となす角度αと、ノズルの外側方向の傾斜に相当するｘｚ平面へのノズル軸の投影とｚ軸とのなす角度βとを有するノズル２がランス軸の周りに等間隔で軸対称に配置されている。
The
図３は、ねじれランスを使用する場合の、ノズル２とそれに対応する火点５の幾何学的位置関係を示す概要図である。同図ではノズル１本分のみを示す。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the geometric positional relationship between the
同図に示すように、火点の中心（ノズル軸の延長が溶銑浴面４と交わる位置）からｚ軸に降ろした垂線のｘｙ平面への投影とｘ軸とがなす角度をねじれ度δと定義すると、ねじれ度δ、角度α，β、ランス‐浴面間距離Ｈ０、ノズル出口位置とランス中心軸との距離Ｄとの間に（１）式の関係が得られる。 As shown in the figure, the angle formed between the projection of the perpendicular drawn from the center of the fire point (the position where the extension of the nozzle axis intersects the hot metal bath surface 4) to the z axis on the xy plane and the x axis is the twist degree δ. When defined, the relationship of the formula (1) is obtained among the twist degree δ, the angles α, β, the lance-bath surface distance H 0 , and the distance D between the nozzle outlet position and the lance center axis.
ｔａｎδ＝Ｈ０・ｔａｎα／（Ｈ０・ｔａｎβ＋Ｄ） ・・・・・（１）
（１）式において距離Ｄが距離Ｈ０に比べて十分に小さいとすると、ねじれ度δは近似的に（２）式で与えられる。
tan δ = H 0 tan α / (H 0 tan β + D) (1)
If the distance D in the equation (1) is sufficiently smaller than the distance H 0 , the twist degree δ is approximately given by the equation (2).
δ＝ａｒｃｔａｎ（ｔａｎα／ｔａｎβ） ・・・・・（２）
また、浴面上の火点の中心とランス中心軸位置間の距離Ｒは（３）式で与えられる。
δ = arctan (tan α / tan β) (2)
Further, the distance R between the center of the hot spot on the bath surface and the lance center axis position is given by the equation (3).
Ｒ＝Ｈ０・（ｔａｎ２α＋ｔａｎ２β）０．５ ・・・・・（３）
この実験では、表１に示すランスを用い、距離Ｈ０は４２０ｍｍとした。
R = H 0 · (tan 2 α + tan 2 β) 0.5 (3)
In this experiment, using a lance shown in Table 1, the distance H 0 is set to 420 mm.
まず、純酸素ガスの流量はＦｅ−４質量％Ｃ溶湯１トンあたり３．０Ｎｍ３／ｍｉｎ、生石灰粉の吹きつけ時の供給速度をＦｅ−４質量％Ｃ溶湯１トンあたり４．０ｋｇ／ｍｉｎとして実験を行った。 First, the flow rate of pure oxygen gas is 3.0 Nm 3 / min per ton of Fe-4 mass% C molten metal, and the supply rate at the time of spraying quick lime powder is 4.0 kg / min per ton of Fe-4 mass% C molten metal. As an experiment.
表１におけるランス種類Ａのノーマルランス（ねじれ度δ＝０°）を使用し、粉吹きつけ開始までのガス量を溶銑１トンあたり０〜２．０Ｎｍ３の範囲で条件を変えて、粉吹きつけ時のスピッティング量を測定した。 Using a normal lance of lance type A in Table 1 (twisting degree δ = 0 °), changing the gas amount up to the start of powder spraying in the range of 0 to 2.0 Nm 3 per ton of hot metal, The amount of spitting at the time of application was measured.
図４は、粉吹きつけ時のスピッティング量の増減率に及ぼす粉吹きつけ開始までの吹きつけガス量の影響を示すグラフである。 FIG. 4 is a graph showing the effect of the amount of gas blown until the start of powder spraying on the rate of increase / decrease in the amount of spitting during powder spraying.
このノーマルランスでは、粉吹きつけ開始までのガス量を変えてもスピッティング量は図４のグラフに示すように変化しなかった。 In this normal lance, the spitting amount did not change as shown in the graph of FIG. 4 even if the gas amount up to the start of powder spraying was changed.
続いて、表１におけるランス種類Ｂ〜Ｇのねじれランスを用い、同じく、粉吹きつけ開始までのガス量を溶銑１トンあたり０〜２．０Ｎｍ３の範囲で条件を変えて、粉吹きつけ時のスピッティング量を測定した。 Subsequently, the twist lances of lance types B to G in Table 1 were used, and the gas amount until the start of powder spraying was changed in the range of 0 to 2.0 Nm 3 per ton of hot metal, The amount of spitting was measured.
これらのねじれランスでは、図４のグラフに示すように、粉吹きつけ開始までのガス量によってスピッティング量が異なる結果が得られた。 In these torsion lances, as shown in the graph of FIG. 4, the result that the amount of spitting differs depending on the amount of gas until the start of powder spraying was obtained.
粉吹きつけの開始前に吹きつけた純酸素ガス量が溶銑１トンあたり０．５Ｎｍ３以下の場合には、ねじれランスを用いてもスピッティング量に大きな変化はみられない。 When the amount of pure oxygen gas sprayed before the start of powder spraying is 0.5 Nm 3 or less per ton of hot metal, no significant change is seen in the spitting amount even if a twist lance is used.
しかし、粉吹きつけ開始前に吹きつけた純酸素ガス量が溶銑１トンあたり０．５Ｎｍ３を超えた条件では、ねじれ度δが０°より大きく７０°未満のねじれランスを使用することによって、スピッティング発生速度が１０％以上低減された。 However, under the condition that the amount of pure oxygen gas sprayed before the start of powder spraying exceeds 0.5 Nm 3 per ton of hot metal, by using a twist lance having a twist degree δ of greater than 0 ° and less than 70 °, The spitting generation rate was reduced by 10% or more.
これは、上述の水モデル実験で得られた現象が、溶銑を用いた場合においても発現することを示している。 This indicates that the phenomenon obtained in the water model experiment described above appears even when hot metal is used.
つまり、吹錬開始と同時に生石灰粉を吹きつけた場合には、ねじれランスからのジェットの平滑化がなされずにスピッティングが低減されない。これに対し、吹錬後、酸素含有ガスの吹きつけ量が一定量を超えると、ねじれランスからのジェットの平滑化がなされ、その後、粉を吹きつけても、その平滑化された効果が持続し、スピッティングが低減されると考えられる。 That is, when quick lime powder is sprayed simultaneously with the start of blowing, the jetting from the torsion lance is not smoothed and spitting is not reduced. In contrast, if the amount of oxygen-containing gas sprayed exceeds a certain level after blowing, the jet from the torsion lance is smoothed, and the smoothed effect continues even if powder is sprayed thereafter. Therefore, it is considered that spitting is reduced.
次に、同じくＦｅ−４質量％Ｃ溶湯２トンを用いて、純酸素ガスの流量をＦｅ−４質量％Ｃ溶湯１トンあたり３．０Ｎｍ３／ｍｉｎ、生石灰粉の吹きつけ時の供給速度をＦｅ−４質量％Ｃ溶湯１トンあたり４．０〜８．０ｋｇ／ｍｉｎとし、生石灰含有物質の吹きつけ速度ｗ（ｋｇ／ｍｉｎ）と酸素含有ガスの吹きつけ速度ｒ（Ｎｍ３／ｍｉｎ）の比（ｗ／ｒ）を変えて実験を行った。 Next, similarly, using 2 tons of Fe-4 mass% C molten metal, the flow rate of pure oxygen gas is 3.0 Nm 3 / min per 1 ton of Fe-4 mass% C molten metal, and the supply speed at the time of spraying quick lime powder is It is 4.0 to 8.0 kg / min per ton of Fe-4 mass% C molten metal, and the spray speed w (kg / min) of the quicklime-containing material and the spray speed r (Nm 3 / min) of the oxygen-containing gas Experiments were performed with different ratios (w / r).
なお、粉の吹きつけは、酸素ガスをＦｅ−４質量％Ｃ溶湯１トンあたり１．０Ｎｍ３流した時点から開始した。 The powder spraying was started from the time when 1.0 Nm 3 of oxygen gas was flowed per 1 ton of Fe-4 mass% C molten metal.
粉の吹きつけ速度によってスピッティング発生速度が変わるため、スピッティング測定結果は同一の比（ｗ／ｒ）の条件のねじれ度δ＝０°のスピッティング量を基準として、その増減率で評価した。 Since the spitting generation speed varies depending on the spraying speed of the powder, the spitting measurement result was evaluated by the rate of increase / decrease based on the spitting amount with the twist ratio δ = 0 ° under the condition of the same ratio (w / r). .
図５は、粉吹きつけ時のスピッティング量の増減率に及ぼす比（ｗ／ｒ）の影響を示すグラフである。 FIG. 5 is a graph showing the influence of the ratio (w / r) on the rate of increase / decrease in the amount of spitting during powder spraying.
図５のグラフに示すように、比（ｗ／ｒ）が２．０以下ではねじれ度δが０°より大きく７０°未満のねじれランスを使用することによって、スピッティング発生速度が１０％以上低減された。 As shown in the graph of FIG. 5, when the ratio (w / r) is 2.0 or less, the spitting generation speed is reduced by 10% or more by using a torsion lance having a twist degree δ of greater than 0 ° and less than 70 °. It was done.
しかし、比（ｗ／ｒ）が２．０を超えた条件では、ねじれ度δが０°より大きく７０°未満のねじれランスを使用しても、スピッティング発生速度が低減されなかった。 However, under the condition where the ratio (w / r) exceeded 2.0, the spitting generation speed was not reduced even when a twist lance having a twist degree δ of more than 0 ° and less than 70 ° was used.
これは、上述の水モデル実験で得られた知見と同様であり、比（ｗ／ｒ）が２．０以下の生石灰粉の吹きつけでは、ねじれランスによって平滑化されたジェットは維持されてスピッティングが低減されるものの、比（ｗ／ｒ）が２．０より超えた粉の吹きつけでは、平滑化されたジェットが粉の吹きつけによって維持されないために、ねじれランスによるスピッティング低減効果が得られないことを示している。 This is the same as the knowledge obtained in the water model experiment described above. When the quick lime powder having a ratio (w / r) of 2.0 or less is sprayed, the jet smoothed by the torsion lance is maintained and spiked. However, when the powder is sprayed with a ratio (w / r) exceeding 2.0, the smoothed jet is not maintained by the powder spray. It shows that it cannot be obtained.
また、比（ｗ／ｒ）が０．１以下では、固気比が小さいため、酸素と共にＣａＯ含有粉を上吹きしてもスピッティングが増大して操業上支障をきたすような頻度は小さいため、本発明を採用する必要はない。 In addition, when the ratio (w / r) is 0.1 or less, the solid-gas ratio is small, so that the frequency of spitting increases even if the CaO-containing powder is blown together with oxygen and the operational trouble is low. It is not necessary to adopt the present invention.
幾何学的な火点の位置が炉壁に近い場合、炉壁の耐火物溶損速度が増加するため、火点は炉壁から離したほうがよい。しかし、火点を炉壁から離し過ぎた場合には、火点同士が接近し、ジェット間の干渉が強まり、ねじれランスによるスピッティング低減効果が薄れてしまう。 If the location of the geometric fire point is close to the furnace wall, the refractory melting rate of the furnace wall increases, so it is better to keep the fire point away from the furnace wall. However, if the fire point is too far away from the furnace wall, the fire points approach each other, the interference between the jets increases, and the spitting reduction effect due to the torsion lance is diminished.
そのため、ランス高さＨ０（ｍｍ）と火点の中心とランス中心軸間の距離Ｒ（ｍｍ）の比（Ｒ／Ｈ０）、つまり、（３）式から求められる（ｔａｎ２α＋ｔａｎ２β）０．５は、０．１８以上０．５８以下であることが望ましい。 Therefore, the ratio (R / H 0 ) between the lance height H 0 (mm) and the distance R (mm) between the center of the fire point and the lance center axis, that is, (tan 2 α + tan 2 β obtained from the equation (3). 0.5 is preferably 0.18 or more and 0.58 or less.
本発明例を、比較例と対比しつつ説明する。
本発明の効果を、下記の１．溶銑の予備脱りん吹錬試験、２．脱りん銑の脱炭吹錬試験、および３．非脱りん銑の脱りん脱炭処理について検証した。
An example of the present invention will be described in comparison with a comparative example.
The effects of the present invention are as follows. 1. A preliminary dephosphorization blown hot metal test. 2. Decarburization blowing test of dephosphorization, and The dephosphorization and decarburization treatment of non-dephosphorized rice cake was verified.
１．溶銑の予備脱りん吹錬試験
（比較例１）
上吹きランスには、ノズル径４．０ｍｍφ，角度α＝０°，角度β＝１５°，ねじれ度δ＝０°の５孔ノーマルランスを用いた。
1. Pre-dephosphorization blowing test of hot metal (Comparative Example 1)
A 5-hole normal lance having a nozzle diameter of 4.0 mmφ, an angle α = 0 °, an angle β = 15 °, and a twist δ = 0 ° was used as the top blowing lance.
試験転炉に約１３００℃の溶銑（［Ｃ］：４．５質量％、［Ｓｉ］：０．５質量％、［Ｍｎ］：０．３質量％、［Ｐ］：０．１質量％）２トンを装入した後、塊生石灰１４．６ｋｇおよびスケール３０ｋｇを上置添加した。 About 1300 ° C hot metal ([C]: 4.5 mass%, [Si]: 0.5 mass%, [Mn]: 0.3 mass%, [P]: 0.1 mass%) in the test converter After charging 2 tons, 14.6 kg of bulk lime and 30 kg of scale were added on top.
その後、上吹きランスから純酸素ガスを３．０Ｎｍ３／ｍｉｎで、ランス高さ０．４ｍ、それぞれ一定で溶銑の吹きつけを開始した。 Thereafter, spraying of hot metal was started from the top blowing lance with a constant oxygen gas of 3.0 Nm 3 / min and a lance height of 0.4 m.
純酸素ガスの吹つけ開始から３０秒間経過後に、生石灰粉を５．５ｋｇ／ｍｉｎで、その他の条件を変えずに、上吹きランスから純酸素ガスと共に４分間吹きつけた。 After 30 seconds from the start of blowing pure oxygen gas, quick lime powder was blown at 5.5 kg / min for 4 minutes together with pure oxygen gas from the top blowing lance without changing other conditions.
生石灰粉の吹きつけ終了後は、その他の条件を変えず、５．５分間純酸素ガスのみを流して吹錬を行い、合計約１０分間で吹錬を終了した。 After completion of the spraying of quicklime powder, the other conditions were not changed, and blowing was performed by flowing only pure oxygen gas for 5.5 minutes, and the blowing was completed in about 10 minutes in total.
吹錬中、底吹きノズルからはＡｒガスを１．０Ｎｍ３／ｍｉｎで溶銑中に吹き込んだ。
吹錬開始後、１．０〜１．５分間において、スピッティング採取用の鉄箱を炉上から鉄棒を使って、炉内の浴面上１０００ｍｍの位置に設置し、そこに入ったスピッティング粒鉄量を測定した。
During blowing, Ar gas was blown into the hot metal at 1.0 Nm 3 / min from the bottom blowing nozzle.
From 1.0 to 1.5 minutes after the start of blowing, an iron box for collecting spitting was installed at a position of 1000 mm on the bath surface in the furnace using a steel bar from the top of the furnace, and spitting entered there. The amount of granular iron was measured.
その粒鉄量を１として基準化し、溶銑脱りん吹錬試験におけるスピッティング発生速度をスピッティング発生速度指数ＳＰ１により示した。 The amount of granular iron was normalized as 1, and the spitting generation rate in the hot metal dephosphorization blowing smelting test was indicated by the spitting generation rate index SP1.
（比較例２）
上吹きランスには、ノズル径４．０ｍｍΦ，角度α＝１１．６°，角度β＝９．８°，ねじれ度δ＝５０°の５孔ねじれランスを用いた。
(Comparative Example 2)
A 5-hole twist lance having a nozzle diameter of 4.0 mmΦ, an angle α = 11.6 °, an angle β = 9.8 °, and a twist δ = 50 ° was used as the top blowing lance.
試験転炉に約１３００℃の溶銑（［Ｃ］：４．５質量％、［Ｓｉ］：０．５質量％、［Ｍｎ］：０．３質量％、［Ｐ］：０．１質量％）２トンを装入した後、塊生石灰１４．６ｋｇおよびスケール３０ｋｇを上置添加した。 About 1300 ° C hot metal ([C]: 4.5 mass%, [Si]: 0.5 mass%, [Mn]: 0.3 mass%, [P]: 0.1 mass%) in the test converter After charging 2 tons, 14.6 kg of bulk lime and 30 kg of scale were added on top.
その後、上吹きランスから、純酸素ガスを３．０Ｎｍ３／ｍｉｎ、生石灰粉を５．５ｋｇ／ｍｉｎで、ランス高さ０．４ｍ、それぞれ一定で溶銑への吹きつけを開始した。 Thereafter, spraying of the pure oxygen gas from the top blowing lance at 3.0 Nm 3 / min, quick lime powder at 5.5 kg / min, and a lance height of 0.4 m, respectively, was started at a constant rate.
吹つけ開始から４分間経過後に、粉の吹きつけを停止し、その他の条件を変えず、６．０分間純酸素ガスのみを流して吹錬を行い、合計約１０分間で吹錬を終了した。 After 4 minutes from the start of spraying, the powder spraying was stopped, the other conditions were not changed, and only the pure oxygen gas was flowed for 6.0 minutes, and the blowing was completed in about 10 minutes in total. .
吹錬中、底吹きノズルからはＡｒガスを１．０Ｎｍ３／ｍｉｎで溶銑中に吹き込んだ。
吹錬開始後、１．０〜１．５分間経過時において、スピッティング採取用の鉄箱を炉上から鉄棒を使って測定したスピッティング発生速度指数ＳＰ１は１．０５であり、ノーマルランスを用いた場合と同程度であった。
During blowing, Ar gas was blown into the hot metal at 1.0 Nm 3 / min from the bottom blowing nozzle.
After the start of blowing, when 1.0 to 1.5 minutes have elapsed, the spitting generation speed index SP1 obtained by measuring the iron box for collecting spitting from the furnace using the iron bar is 1.05, and the normal lance is It was almost the same as when it was used.
（本発明例１）
上吹きランスには、ノズル径４．０ｍｍΦ，角度α＝１１．６°，角度β＝９．８°，ねじれ度δ＝５０°の５孔ねじれランスを用いた。
(Invention Example 1)
A 5-hole twist lance having a nozzle diameter of 4.0 mmΦ, an angle α = 11.6 °, an angle β = 9.8 °, and a twist δ = 50 ° was used as the top blowing lance.
試験転炉に約１３００℃の溶銑（［Ｃ］：４．５質量％、［Ｓｉ］：０．５質量％、［Ｍｎ］：０．３質量％、［Ｐ］：０．１質量％）２トンを装入した後、塊生石灰１４．６ｋｇおよびスケール３０ｋｇを上置添加した。 About 1300 ° C hot metal ([C]: 4.5 mass%, [Si]: 0.5 mass%, [Mn]: 0.3 mass%, [P]: 0.1 mass%) in the test converter After charging 2 tons, 14.6 kg of bulk lime and 30 kg of scale were added on top.
その後、上吹きランスから純酸素ガスを３．０Ｎｍ３／ｍｉｎで、ランス高さ０．４ｍ、それぞれ一定で溶銑への吹きつけを開始した。 After that, pure oxygen gas was started to be blown onto the hot metal at a constant lance height of 0.4 m from the top blowing lance at 3.0 Nm 3 / min.
純酸素ガスの吹つけ開始から３０秒間経過時に、生石灰粉を５．５ｋｇ／ｍｉｎで、その他の条件を変えずに、上吹きランスから純酸素ガスと共に４分間吹きつけた。 When 30 seconds had elapsed from the start of blowing pure oxygen gas, quick lime powder was blown at 5.5 kg / min for 4 minutes together with pure oxygen gas from the top blowing lance without changing other conditions.
生石灰粉の吹きつけ終了後は、その他の条件を変えず、５．５分間純酸素ガスのみを流して吹錬を行い、合計約１０分間で吹錬を終了した。 After completion of the spraying of quicklime powder, the other conditions were not changed, and blowing was performed by flowing only pure oxygen gas for 5.5 minutes, and the blowing was completed in about 10 minutes in total.
吹錬中、底吹きノズルからはＡｒガスを２．０Ｎｍ３／ｍｉｎで溶銑中に吹き込んだ。
吹錬開始後、１．０〜１．５分間経過時において、スピッティング採取用の鉄箱を炉上から鉄棒を使って測定したスピッティング発生速度指数ＳＰ１は０．７であり、ノーマルランスを用いた場合よりもスピッティングが低減された。
During blowing, Ar gas was blown into the hot metal at 2.0 Nm 3 / min from the bottom blowing nozzle.
After the start of blowing, the spitting rate index SP1 of the steel box for collecting spitting measured using a steel bar from the furnace at the time of 1.0 to 1.5 minutes is 0.7. Spitting was reduced than when used.
２．脱りん銑の脱炭吹錬試験
（比較例３）
上吹きランスには、ノズル径７．５ｍｍΦ，角度α＝０°，角度β＝２０°，ねじれ度δ＝０°の５孔ノーマルランスを用いた。
2. Dephosphorization decarburization blowing test (Comparative Example 3)
A 5-hole normal lance having a nozzle diameter of 7.5 mmΦ, an angle α = 0 °, an angle β = 20 °, and a twist degree δ = 0 ° was used as the top blowing lance.
試験転炉に約１３００℃の溶銑（［Ｃ］：３．６質量％、［Ｓｉ］：＜０．０５質量％、［Ｍｎ］：０．１５質量％、［Ｐ］：０．０２質量％）２トンを装入した後、スクラップ２００ｋｇ、珪石５．０ｋｇ、および橄欖岩（ＳｉＯ２：約４２％、ＭｇＯ：約４２％）１０ｋｇを添加した。 About 1300 ° C. hot metal ([C]: 3.6 mass%, [Si]: <0.05 mass%, [Mn]: 0.15 mass%, [P]: 0.02 mass% in a test converter) ) After charging 2 tons, 200 kg of scrap, 5.0 kg of silica, and 10 kg of rock (SiO 2 : about 42%, MgO: about 42%) were added.
その後、上吹きランスから純酸素ガスを１０．０Ｎｍ３／ｍｉｎで、ランス高さ０．５ｍ、それぞれ一定で溶銑に吹きつけ始めた。 Thereafter, pure oxygen gas was started to be blown onto the hot metal at a constant lance height of 0.5 m from the top blow lance at 10.0 Nm 3 / min.
純酸素ガスの吹つけ開始から１０秒間経過後に、生石灰粉を５．４ｋｇ／ｍｉｎで、その他の条件を変えずに、上吹きランスから純酸素ガスと共に６分間吹きつけた。 After 10 seconds from the start of blowing pure oxygen gas, quick lime powder was blown at 5.4 kg / min for 6 minutes together with pure oxygen gas from the top blowing lance without changing other conditions.
生石灰粉の吹きつけ終了後は、その他の条件を変えず、２分間純酸素ガスのみを流して吹錬を行い、合計約８分間で吹錬を終了した。 After completion of the spraying of quicklime powder, the other conditions were not changed, and blowing was performed by flowing only pure oxygen gas for 2 minutes, and the blowing was completed in about 8 minutes in total.
吹錬中、底吹きノズルからはＡｒガスを１．０Ｎｍ３／ｍｉｎで溶銑中に吹き込んだ。
吹錬開始後、１．０〜１．５分間経過時において、スピッティング採取用の鉄箱を炉上から鉄棒を使って、炉内の浴面上１０００ｍｍの位置に設置し、そこに入ったスピッティング粒鉄量を測定した。
During blowing, Ar gas was blown into the hot metal at 1.0 Nm 3 / min from the bottom blowing nozzle.
After 1.0 to 1.5 minutes after the start of blowing, an iron box for collecting spitting was installed at a position of 1000 mm above the bath surface in the furnace using an iron bar from the furnace and entered there. The amount of spitting granular iron was measured.
その粒鉄量を１として基準化し、脱りん銑の脱炭吹錬試験におけるスピッティング発生速度をスピッティング発生速度指数ＳＰ２により示した。 The amount of granular iron was normalized as 1, and the spitting generation rate in the decarburization decarburization blow smelting test of dephosphorization was shown by the spitting generation rate index SP2.
（比較例４）
上吹きランスには、ノズル径７．５ｍｍΦ，角度α＝１４．４°，角度β＝１４．４°，ねじれ度δ＝４５°の５孔ねじれランスを用いた。
(Comparative Example 4)
A 5-hole twist lance having a nozzle diameter of 7.5 mmΦ, an angle α = 14.4 °, an angle β = 14.4 °, and a twist δ = 45 ° was used as the top blowing lance.
試験転炉に約１３００℃の溶銑（［Ｃ］：３．６質量％、［Ｓｉ］：＜０．０５質量％、［Ｍｎ］：０．１５質量％、［Ｐ］：０．０２質量％）２トンを装入した後、スクラップ２００ｋｇ、珪石５．０ｋｇ、および橄欖岩（ＳｉＯ２：約４２％、ＭｇＯ：約４２％）１０ｋｇを添加した。 About 1300 ° C. hot metal ([C]: 3.6 mass%, [Si]: <0.05 mass%, [Mn]: 0.15 mass%, [P]: 0.02 mass% in a test converter) ) After charging 2 tons, 200 kg of scrap, 5.0 kg of silica, and 10 kg of rock (SiO 2 : about 42%, MgO: about 42%) were added.
その後、上吹きランスから、純酸素ガスを１０．０Ｎｍ３／ｍｉｎで、生石灰粉を５．４ｋｇ／ｍｉｎで、ランス高さ０．５ｍ、それぞれ一定で溶銑に吹きつけ始めた。 After that, pure oxygen gas at 10.0 Nm 3 / min, quick lime powder at 5.4 kg / min, and a lance height of 0.5 m were started to be blown from the top blowing lance to the hot metal.
６分間経過後に生石灰粉の吹きつけを停止し、その他の条件を変えずに、上吹きランスから純酸素ガスのみを２分間吹きつけ、合計約８分間で吹錬を終了した。 After the lapse of 6 minutes, the spraying of quick lime powder was stopped, and without changing other conditions, only pure oxygen gas was sprayed from the top blowing lance for 2 minutes, and the blowing was completed in about 8 minutes in total.
吹錬中、底吹きノズルからはＡｒガスを１．０Ｎｍ３／ｍｉｎで溶銑中に吹き込んだ。
吹錬開始後、１．０〜１．５分間経過時において、スピッティング採取用の鉄箱を炉上から鉄棒を使って測定したスピッティング発生速度指数ＳＰ２は０．９８であり、ノーマルランスを用いた場合と同程度であった。
During blowing, Ar gas was blown into the hot metal at 1.0 Nm 3 / min from the bottom blowing nozzle.
After the start of blowing, 1.0 to 1.5 minutes elapsed, the spitting generation rate index SP2 measured from the furnace using the iron bar from the furnace was 0.98. It was almost the same as when it was used.
（本発明例２）
上吹きランスには、ノズル径７．５ｍｍΦ，角度α＝１４．４°，角度β＝１４．４°，ねじれ度δ＝４５°の５孔ねじれランスを用いた。
(Invention Example 2)
A 5-hole twist lance having a nozzle diameter of 7.5 mmΦ, an angle α = 14.4 °, an angle β = 14.4 °, and a twist δ = 45 ° was used as the top blowing lance.
試験転炉に約１３００℃の溶銑（［Ｃ］：３．６質量％、［Ｓｉ］：＜０．０５質量％、［Ｍｎ］：０．１５質量％、［Ｐ］：０．０２質量％）２トンを装入した後、スクラップ２００ｋｇ、珪石５．０ｋｇ、および橄欖岩（ＳｉＯ２：約４２％、ＭｇＯ：約４２％）１０ｋｇを添加した。 About 1300 ° C. hot metal ([C]: 3.6 mass%, [Si]: <0.05 mass%, [Mn]: 0.15 mass%, [P]: 0.02 mass% in a test converter) ) After charging 2 tons, 200 kg of scrap, 5.0 kg of silica, and 10 kg of rock (SiO 2 : about 42%, MgO: about 42%) were added.
その後、上吹きランスから純酸素ガスを１０．０Ｎｍ３／ｍｉｎで、ランス高さ０．５ｍ、それぞれ一定で溶銑に吹きつけ始めた。 Thereafter, pure oxygen gas was started to be blown onto the hot metal at a constant lance height of 0.5 m from the top blow lance at 10.0 Nm 3 / min.
純酸素ガスの吹つけ開始から１０秒間経過後に、生石灰粉を５．４ｋｇ／ｍｉｎで、その他の条件を変えずに、上吹きランスから純酸素ガスと共に６分間吹きつけた。 After 10 seconds from the start of blowing pure oxygen gas, quick lime powder was blown at 5.4 kg / min for 6 minutes together with pure oxygen gas from the top blowing lance without changing other conditions.
生石灰粉の吹きつけ終了後は、その他の条件を変えず、２分間純酸素ガスのみを流して吹錬を行い、合計約８分間で吹錬を終了した。 After completion of the spraying of quicklime powder, the other conditions were not changed, and blowing was performed by flowing only pure oxygen gas for 2 minutes, and the blowing was completed in about 8 minutes in total.
吹錬中、底吹きノズルからはＡｒガスを１．０Ｎｍ３／ｍｉｎで溶銑中に吹き込んだ。
吹錬開始後、１．０〜１．５分間経過時において、スピッティング採取用の鉄箱を炉上から鉄棒を使って測定したスピッティング発生速度指数ＳＰ２は０．７５であり、ノーマルランスを用いた場合よりもスピッティングが低減された。
During blowing, Ar gas was blown into the hot metal at 1.0 Nm 3 / min from the bottom blowing nozzle.
After the start of blowing, the spitting rate index SP2 measured by using a steel bar from the top of the furnace for spitting collection was 1.0 to 1.5 minutes, and the normal lance was Spitting was reduced than when used.
３．非脱りん銑の脱りん脱炭処理
（比較例５）
上吹きランスには、ノズル径７．５ｍｍΦ，角度α＝０°，角度β＝２０°，ねじれ度δ＝０°の５孔ノーマルランスを用いた。
3. Non-dephosphorization dephosphorization treatment (Comparative Example 5)
A 5-hole normal lance having a nozzle diameter of 7.5 mmΦ, an angle α = 0 °, an angle β = 20 °, and a twist degree δ = 0 ° was used as the top blowing lance.
試験転炉に約１３００℃の溶銑（［Ｃ］：４．５質量％、［Ｓｉ］：０．４質量％、［Ｍｎ］：０．３質量％、［Ｐ］：０．１質量％）２トンを装入した後、スクラップ２００ｋｇ、塊生石灰２４．０ｋｇ、ＭｇＯ粒（ＭｇＯ：約９５質量％）１０ｋｇ、およびスケール６０ｋｇを添加した。 About 1300 ° C hot metal ([C]: 4.5 mass%, [Si]: 0.4 mass%, [Mn]: 0.3 mass%, [P]: 0.1 mass%) in the test converter After charging 2 tons, 200 kg of scrap, 24.0 kg of bulk lime, 10 kg of MgO grains (MgO: about 95% by mass), and 60 kg of scale were added.
その後、上吹きランスから純酸素ガスを１０．０Ｎｍ３／ｍｉｎで、ランス高さ０．５ｍ、それぞれ一定で溶銑に吹きつけ始めた。 Thereafter, pure oxygen gas was started to be blown onto the hot metal at a constant lance height of 0.5 m from the top blow lance at 10.0 Nm 3 / min.
純酸素ガスの吹つけ開始から１０秒間経過後に、生石灰粉を６．０ｋｇ／ｍｉｎで、その他の条件を変えずに、上吹きランスから純酸素ガスと共に６分間吹きつけた。 After 10 seconds from the start of blowing pure oxygen gas, quick lime powder was blown at 6.0 kg / min for 6 minutes together with pure oxygen gas from the top blowing lance without changing other conditions.
生石灰粉の吹きつけ終了後は、その他の条件を変えず、６分間純酸素ガスのみを流して吹錬を行い、合計約１２分間で吹錬を終了した。 After the completion of the spraying of quicklime powder, the other conditions were not changed, and only the pure oxygen gas was allowed to flow for 6 minutes for blowing, and the blowing was completed in about 12 minutes in total.
吹錬中、底吹きノズルからはＡｒガスを１．０Ｎｍ３／ｍｉｎで溶銑中に吹き込んだ。
吹錬開始後、１．０〜１．５分間経過時において、スピッティング採取用の鉄箱を炉上から鉄棒を使って、炉内の浴面上１０００ｍｍの位置に設置し、そこに入ったスピッティング粒鉄量を測定した。
During blowing, Ar gas was blown into the hot metal at 1.0 Nm 3 / min from the bottom blowing nozzle.
After 1.0 to 1.5 minutes after the start of blowing, an iron box for collecting spitting was installed at a position of 1000 mm above the bath surface in the furnace using an iron bar from the furnace and entered there. The amount of spitting granular iron was measured.
その粒鉄量を１として基準化し、非脱りん銑の脱りん脱炭処理におけるスピッティング発生速度をスピッティング発生速度指数ＳＰ３により示した。 The amount of granular iron was normalized as 1, and the spitting generation rate in the dephosphorization and decarburization treatment of non-dephosphorized rice was shown by the spitting generation rate index SP3.
（比較例６）
上吹きランスには、ノズル径７．５ｍｍΦ，角度α＝１４．４°，角度β＝１４．４°，ねじれ度δ＝４５°の５孔ねじれランスを用いた。
(Comparative Example 6)
A 5-hole twist lance having a nozzle diameter of 7.5 mmΦ, an angle α = 14.4 °, an angle β = 14.4 °, and a twist δ = 45 ° was used as the top blowing lance.
試験転炉に約１３００℃の溶銑（［Ｃ］：４．５質量％、［Ｓｉ］：０．４質量％、［Ｍｎ］：０．３質量％、［Ｐ］：０．１質量％）２トンを装入した後、スクラップ２００ｋｇ、塊生石灰２４．０ｋｇ、ＭｇＯ粒（ＭｇＯ：約９５質量％）１０ｋｇ、およびスケール６０ｋｇを添加した。 About 1300 ° C hot metal ([C]: 4.5 mass%, [Si]: 0.4 mass%, [Mn]: 0.3 mass%, [P]: 0.1 mass%) in the test converter After charging 2 tons, 200 kg of scrap, 24.0 kg of bulk lime, 10 kg of MgO grains (MgO: about 95% by mass), and 60 kg of scale were added.
その後、上吹きランスから、純酸素ガスを１０．０Ｎｍ３／ｍｉｎで、生石灰粉を６．０ｋｇ／ｍｉｎで、ランス高さ０．５ｍ、それぞれ一定で溶銑に吹きつけ始めた。 After that, pure oxygen gas at 10.0 Nm 3 / min, quick lime powder at 6.0 kg / min, and a lance height of 0.5 m were started to be blown from the top blowing lance to the hot metal.
純酸素ガスの吹つけ開始から６分間経過後に、生石灰粉の吹きつけを停止し、その他の条件を変えずに、上吹きランスから純酸素ガスのみを６分間吹きつけ、合計約１２分間で吹錬を終了した。 After 6 minutes from the start of pure oxygen gas spraying, the spraying of quick lime powder was stopped, and only pure oxygen gas was sprayed from the top blowing lance for 6 minutes without changing the other conditions. Finished smelting.
吹錬中、底吹きノズルからはＡｒガスを１．０Ｎｍ３／ｍｉｎで溶銑中に吹き込んだ。
吹錬開始後、１．０〜１．５分間経過時において、スピッティング採取用の鉄箱を炉上から鉄棒を使って測定したスピッティング発生速度指数ＳＰ３は１．０５であり、ノーマルランスを用いた場合と同程度であった。
During blowing, Ar gas was blown into the hot metal at 1.0 Nm 3 / min from the bottom blowing nozzle.
After the start of blowing, 1.0 to 1.5 minutes elapsed, the spitting generation speed index SP3 measured using a steel bar from the furnace for spitting sampling was 1.05, and the normal lance was It was almost the same as when it was used.
（本発明例３）
上吹きランスには、ノズル径７．５ｍｍΦ，角度α＝１４．４°，角度β＝１４．４°，ねじれ度δ＝４５°の５孔ねじれランスを用いた。
(Invention Example 3)
A 5-hole twist lance having a nozzle diameter of 7.5 mmΦ, an angle α = 14.4 °, an angle β = 14.4 °, and a twist δ = 45 ° was used as the top blowing lance.
試験転炉に約１３００℃の溶銑（［Ｃ］：４．５質量％、［Ｓｉ］：０．４質量％、［Ｍｎ］：０．３質量％、［Ｐ］：０．１質量％）２トンを装入した後、スクラップ２００ｋｇ、塊生石灰２４．０ｋｇ、ＭｇＯ粒（ＭｇＯ：約９５質量％）１０ｋｇ、およびスケール６０ｋｇを添加した。 About 1300 ° C hot metal ([C]: 4.5 mass%, [Si]: 0.4 mass%, [Mn]: 0.3 mass%, [P]: 0.1 mass%) in the test converter After charging 2 tons, 200 kg of scrap, 24.0 kg of bulk lime, 10 kg of MgO grains (MgO: about 95% by mass), and 60 kg of scale were added.
その後、上吹きランスから純酸素ガスを１０．０Ｎｍ３／ｍｉｎで、ランス高さ０．５ｍ、それぞれ一定で溶銑に吹きつけ始めた。 Thereafter, pure oxygen gas was started to be blown onto the hot metal at a constant lance height of 0.5 m from the top blow lance at 10.0 Nm 3 / min.
純酸素ガスの吹つけ開始から１０秒間経過後に、生石灰粉を６．０ｋｇ／ｍｉｎで、その他の条件を変えずに、上吹きランスから純酸素ガスと共に６分間吹きつけた。 After 10 seconds from the start of blowing pure oxygen gas, quick lime powder was blown at 6.0 kg / min for 6 minutes together with pure oxygen gas from the top blowing lance without changing other conditions.
生石灰粉の吹きつけ終了後は、その他の条件を変えず、６分間純酸素ガスのみを流して吹錬を行い、合計約１２分間で吹錬を終了した。 After the completion of the spraying of quicklime powder, the other conditions were not changed, and only the pure oxygen gas was allowed to flow for 6 minutes for blowing, and the blowing was completed in about 12 minutes in total.
吹錬中、底吹きノズルからはＡｒガスを１．０Ｎｍ３／ｍｉｎで溶銑中に吹き込んだ。
吹錬開始後、１．０〜１．５分間経過時において、スピッティング採取用の鉄箱を炉上から鉄棒を使って測定したスピッティング発生速度指数ＳＰ３は０．７９であり、ノーマルランスを用いた場合よりもスピッティングが低減された。
During blowing, Ar gas was blown into the hot metal at 1.0 Nm 3 / min from the bottom blowing nozzle.
The spitting generation rate index SP3 measured from the top of the furnace using a steel bar at the elapse of 1.0 to 1.5 minutes after the start of blowing was 0.79, and the normal lance was Spitting was reduced than when used.
１ ランス
２ ノズル
３ 小径ノズル
1
Claims (3)
前記上吹きランスには、同一円周上に等間隔で配置された３孔以上のノズルを有し、かつ、ランス中心軸がｚ軸となると共にノズルの出口位置がｘ軸上となるように定めたｘｙｚ直交座標系において、ｙｚ平面およびｘｚ平面への該ノズル軸の投影がｚ軸となす角度をそれぞれα（°）、β（°）としたとき、角度αと角度βが下記（１）式を満足する上吹きランスを用い、
かつ、酸素含有ガスを溶銑１トンあたり０．５Ｎｍ３以上吹きつけた後にＣａＯ含有粉の吹きつけを行うこと
を特徴とする、溶銑の精錬方法。
０＜ｔａｎα／ｔａｎβ＜２．７５ ・・・・・（１） In a method of refining by using a converter-type smelting vessel, spraying CaO-containing powder together with an oxygen-containing gas of 1.0 to 6.0 Nm 3 / min per ton of hot metal from the top blowing lance to the hot metal,
The upper blow lance has nozzles having three or more holes arranged at equal intervals on the same circumference, and the center axis of the lance is the z axis and the outlet position of the nozzle is on the x axis. In the defined xyz orthogonal coordinate system, when the angles formed by the projection of the nozzle axis onto the yz plane and the xz plane with respect to the z axis are α (°) and β (°), respectively, the angle α and the angle β are as follows (1 ) Using a top lance that satisfies the formula
And, and performs blowing of CaO containing powder containing gas after blowing hot metal 0.5 Nm 3 or more per tonne hot metal process for refining.
0 <tan α / tan β <2.75 (1)
０．１８≦（ｔａｎ２α＋ｔａｎ２β）０．５≦０．５８ ・・・・・（２） The hot metal refining method according to claim 1 or 2, wherein an upper blowing lance is used in which the angle α and the angle β satisfy the following expression (2).
0.18 ≦ (tan 2 α + tan 2 β) 0.5 ≦ 0.58 (2)
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