JP2017088919A - Cold Recycling Method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コールドリサイクル方法に関する。 The present invention relates to a cold recycling method.
高炉等で溶製された溶銑は、精錬処理コストの最小化を目的として、脱燐精錬処理及び脱炭精錬処理という２種類の精錬処理が施される。かかる脱燐精錬処理及び脱炭精錬処理は、同一の炉を用いて実施される場合もあり、脱燐精錬処理とは異なる炉を用いて脱炭精錬処理が実施される場合もある。 The hot metal smelted in a blast furnace or the like is subjected to two types of refining treatment, dephosphorization refining treatment and decarburization refining treatment, for the purpose of minimizing refining treatment costs. Such dephosphorization refining treatment and decarburization refining treatment may be carried out using the same furnace, or the decarburization refining treatment may be carried out using a furnace different from the dephosphorization refining treatment.
ここで、脱燐精錬処理における脱燐効率を向上させるために、下記の特許文献１には、溶銑を脱燐精錬処理する際に、転炉滓と酸化鉄とを主成分とする脱燐用フラックスを用いる技術が開示されている。かかる特許文献１によれば、スラグ滓化率を高めることで、脱燐効率を向上させることが可能であるとしている。
Here, in order to improve the dephosphorization efficiency in the dephosphorization refining process, the following
また、脱燐精錬処理における滓化性を促進させるための技術として、以下の特許文献２には、低燐転炉滓を脱燐炉で再使用するにあたり、低燐転炉滓を排滓する際に受滓鍋に予めホタル石又はホタル石＋鉄鉱石を投入し、低燐転炉滓の滓化性を向上させる技術が開示されている。同様に、以下の特許文献３には、脱燐精錬処理や脱炭精錬処理で発生するスラグに対して事前に磁選処理を行い、スラグのうち鉄分の多い部分を脱燐精錬処理に活用することで、滓化性を促進させる技術が開示されている。 In addition, as a technique for promoting the hatchability in the dephosphorization refining process, the following Patent Document 2 discloses that the low phosphorous converter furnace is removed when the low phosphorus converter furnace is reused in the dephosphorizing furnace. In this case, a technique is disclosed in which fluorite or fluorite + iron ore is previously added to the receiving pan to improve the hatchability of the low-phosphorus converter furnace. Similarly, in Patent Document 3 below, a magnetic separation process is performed in advance on slag generated in a dephosphorization refining process or a decarburizing refining process, and a portion of iron in the slag is used for the dephosphorization refining process. Thus, a technique for promoting hatchability is disclosed.
しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術は、スラグ塩基度が１．２〜２．０という、融点の低いスラグを対象とした、脱燐精錬処理において用いられる技術であり、脱炭精錬処理にそのまま適用することはできない。
However, the technique disclosed in
上記特許文献２及び特許文献３に開示されている技術についても、脱燐精錬処理において用いられる技術であり、脱炭精錬処理にそのまま適用することはできない。また、上記特許文献２及び特許文献３では、フッ素を含有するホタル石を用いているが、環境に与える負荷を考慮すると、フッ素を含有するホタル石を用いることは、好ましくない。 The techniques disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 are also techniques used in the dephosphorization refining process and cannot be directly applied to the decarburization refining process. Moreover, in the said patent document 2 and patent document 3, although the fluorite containing a fluorine is used, when the load given to an environment is considered, it is not preferable to use the fluorite containing a fluorine.
このように、脱炭精錬処理において精錬処理コストの最小化を実現する技術については未だ提供されておらず、かかる技術の確立が希求されている状況にある。 As described above, a technique for minimizing the refining process cost in the decarburization refining process has not yet been provided, and there is a demand for establishment of such a technique.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、脱炭精錬処理における精錬コストを更に削減することが可能な、コールドリサイクル方法を提供することにある。 Then, this invention is made | formed in view of the said problem, The place made into the objective of this invention is providing the cold recycling method which can further reduce the refining cost in a decarburization refining process. is there.
本発明者は、脱炭精錬処理における精錬コストの更なる削減を目的として、脱炭精錬処理について、脱燐精錬処理と比較しながら鋭意検討を行った。 The present inventor has intensively studied the decarburization refining process in comparison with the dephosphorization refining process for the purpose of further reducing the refining cost in the decarburizing refining process.
通常、脱燐精錬処理におけるスラグ塩基度（ＣａＯの濃度／ＳｉＯ２の濃度で規定されるスラグ塩基度）は１．２〜２．０程度であり、かつ、ケイ素を含有する溶銑を処理するために、スラグがフォーミング状態になりやすいという特徴がある。一方、本発明で着目する脱炭精錬処理は、スラグ塩基度が３．０〜４．５程度という高融点スラグを用いて処理が行われるものであり、また、溶銑に含有されているケイ素の濃度も極めて少ないため、スラグがフォーミング状態になりにくいという問題がある。 Usually, the slag basicity in dephosphorization refining process (slag basicity defined by a concentration of a concentration / SiO 2 of CaO) is about 1.2 to 2.0, and, for handling hot metal containing silicon There is a feature that the slag tends to be in a forming state. On the other hand, the decarburization refining treatment focused on in the present invention is performed using a high melting point slag having a slag basicity of about 3.0 to 4.5, and the silicon contained in the molten iron. Since the concentration is extremely small, there is a problem that the slag is not easily formed.
ここで、本発明者は、脱炭精錬処理におけるスラグフォーミングについて着目しながら、更なる検討を行った。その結果、トータルＦｅの値が高いスラグをコールドリサイクルすることで、かかるスラグが脱炭精錬処理におけるスラグ液相化の発生源となり、スラグフォーミング状態を引き起こせるとの知見を得ることができた。ここで、コールドリサイクルとは、スラグリサイクル技術の一種であり、転炉等で一度精錬を終えたスラグを炉外排出し、排出したスラグを冷却・破砕したものを再び転炉等で使用する手法である。スラグフォーミング状態を生じさせることで、装入時のスラグ−溶銑反応を抑制して炉内スラグを固化させることが可能となり、他の副原料を用いるよりも安価に、脱炭精錬処理を実施することが可能となる。 Here, this inventor performed further examination, paying attention to the slag forming in the decarburization refining process. As a result, it was possible to obtain knowledge that, by cold recycling of slag having a high total Fe value, the slag becomes a source of slag liquid phase formation in the decarburization refining process and can cause a slag forming state. Here, cold recycling is a type of slag recycling technology, in which slag once refined in a converter is discharged outside the furnace, and the discharged slag is cooled and crushed and used again in the converter, etc. It is. By generating a slag forming state, it becomes possible to solidify the slag in the furnace by suppressing the slag-hot metal reaction at the time of charging, and the decarburization refining process is performed at a lower cost than using other auxiliary materials. It becomes possible.
更に、炉内スラグを固化させることでスラグの厚みを増加させることが可能となるが、スラグの厚みが増すことで溶銑のカバーリング効果を得ることができ、精錬処理中の発生ダスト低減による歩留まり向上効果を得ることも可能となる。 Furthermore, it is possible to increase the thickness of the slag by solidifying the slag in the furnace, but the covering effect of hot metal can be obtained by increasing the thickness of the slag, and the yield is reduced by reducing the generated dust during the refining process. It is also possible to obtain an improvement effect.
上記のような知見に基づく本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）所定の成分を有する溶銑を所定の炉を用いて脱炭精錬する際に、トータルＦｅの値が２０％以上であるスラグを、前記炉の内部における全スラグ量に対して１０質量％以上供給する、コールドリサイクル方法。
（２）前記スラグのスラグ塩基度は、３．０〜４．５である、（１）に記載のコールドリサイクル方法。
（３）前記スラグのトータルＦｅの値は、５０％以下である、（１）又は（２）に記載のコールドリサイクル方法。
（４）前記溶銑は、Ｓｉの含有量が０．０５質量％以下である、（１）〜（３）の何れか１つに記載のコールドリサイクル方法。
（５）前記溶銑は、冷鉄源溶解プロセス又は還元鉄溶解プロセスを経て製造された溶銑である、（１）〜（４）の何れか１つに記載のコールドリサイクル方法。
（６）前記スラグは、前記溶銑に対する酸素の吹き込みが開始されてから５分経過するまでの間に１０質量％が供給されるように、前記炉の内部に対して供給される、（１）〜（５）の何れか１つに記載のコールドリサイクル方法。
（７）前記スラグは、トータルＦｅが２０％以上であり、かつ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ又はＳｉＯ２の少なくとも何れかを更に含有する、（１）〜（６）の何れか１つに記載のコールドリサイクル方法。
（８）前記スラグの供給量は、１００質量％以下である、（１）〜（７）の何れか１つに記載のコールドリサイクル方法。
（９）前記溶銑の温度は、１２５０℃以上である、（１）〜（８）の何れか１つに記載のコールドリサイクル方法。
The gist of the present invention based on the above findings is as follows.
(1) When hot metal having a predetermined component is decarburized and refined using a predetermined furnace, slag having a total Fe value of 20% or more is 10% by mass with respect to the total amount of slag in the furnace. Cold recycling method to supply more.
(2) The cold recycling method according to (1), wherein the slag basicity of the slag is 3.0 to 4.5.
(3) The cold recycling method according to (1) or (2), wherein the total Fe value of the slag is 50% or less.
(4) The cold metal recycling method according to any one of (1) to (3), wherein the hot metal has a Si content of 0.05% by mass or less.
(5) The cold recycle method according to any one of (1) to (4), wherein the hot metal is a hot metal produced through a cold iron source dissolution process or a reduced iron dissolution process.
(6) The slag is supplied to the interior of the furnace so that 10% by mass is supplied until 5 minutes have elapsed since the start of oxygen blowing into the hot metal. (1) The cold recycling method as described in any one of-(5).
(7) The slag according to any one of (1) to (6), wherein the total Fe is 20% or more and further contains at least one of CaO, MgO, MnO, or SiO 2 . Cold recycling method.
(8) The cold recycling method according to any one of (1) to (7), wherein a supply amount of the slag is 100% by mass or less.
(9) The cold recycling method according to any one of (1) to (8), wherein the temperature of the hot metal is 1250 ° C or higher.
以上説明したように本発明によれば、トータルＦｅの値が２０％以上であるスラグを、炉の内部における全スラグ量に対して１０質量％以上供給することで、脱炭精錬処理における精錬コストを更に削減することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the slag having a total Fe value of 20% or more is supplied by 10% by mass or more with respect to the total amount of slag in the furnace, so that the refining cost in the decarburization refining process is achieved. Can be further reduced.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
（溶銑について）
本発明の実施形態に係るコールドリサイクル方法について詳細に説明するに先立ち、本実施形態に係るコールドリサイクル方法が適用される溶銑について、説明する。
(About hot metal)
Prior to describing the cold recycling method according to the embodiment of the present invention in detail, the hot metal to which the cold recycling method according to the present embodiment is applied will be described.
本実施形態に係るコールドリサイクル方法が適用される溶銑は、Ｓｉの濃度が０．０５質量％以下であり、かつ、残部がＦｅ及び不純物である溶銑であることが好ましい。Ｓｉの濃度が０．０５質量％超である場合には、含有しているＳｉそのものが発熱及び酸化することで、フォーミングが容易に発生するため、本実施形態に係るコールドリサイクル方法をあえて適用しなくともよい。そのため、本実施形態に係るコールドリサイクル方法を適用する溶銑は、Ｓｉの濃度が０．０５質量％以下であるものが好ましい。溶銑中のＳｉ濃度は、より好ましくは、０．０１質量％以下である。また、溶銑中のＳｉ濃度の下限値は、特に限定するものはなく、０％であってもよい。 The hot metal to which the cold recycling method according to this embodiment is applied is preferably a hot metal having a Si concentration of 0.05% by mass or less and the balance being Fe and impurities. When the Si concentration exceeds 0.05% by mass, the contained Si itself generates heat and oxidizes, so that forming easily occurs. Therefore, the cold recycling method according to this embodiment is applied. Not necessary. Therefore, the hot metal to which the cold recycling method according to this embodiment is applied preferably has a Si concentration of 0.05% by mass or less. The Si concentration in the hot metal is more preferably 0.01% by mass or less. Further, the lower limit value of the Si concentration in the hot metal is not particularly limited, and may be 0%.
なお、本実施形態に係るコールドリサイクル方法が適用される溶銑は、上記Ｓｉ以外にも、Ｃ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ等といった諸成分を、残部のＦｅの一部に代えて含有していてもよく、各成分の含有量については、特に規定されるものではない。以下に、本実施形態に係るコールドリサイクル方法が適用される溶銑の化学成分の一例を記載するが、本実施形態に係るコールドリサイクル方法が適用される溶銑の化学成分が下記の例に限定されるものではない。 In addition, the hot metal to which the cold recycling method according to the present embodiment is applied may contain various components such as C, Mn, P, S, etc. in addition to the Si, instead of a part of the remaining Fe. Well, the content of each component is not particularly specified. Hereinafter, an example of the chemical component of the hot metal to which the cold recycling method according to this embodiment is applied will be described, but the chemical component of the hot metal to which the cold recycling method according to this embodiment is applied is limited to the following example. It is not a thing.
Ｃ：３．７〜４．５質量％
Ｓｉ：０〜０．０５質量％
Ｍｎ：０．２〜０．４質量％
Ｐ：０．０５〜０．１０質量％
Ｓ：０．００１〜０．０１０質量％
残部：Ｆｅ及び不純物
C: 3.7-4.5 mass%
Si: 0 to 0.05% by mass
Mn: 0.2 to 0.4% by mass
P: 0.05-0.10% by mass
S: 0.001 to 0.010 mass%
The rest: Fe and impurities
また、本実施形態に係るコールドリサイクル方法が手橋される溶銑には、上記のような成分以外にも、各種の任意添加元素を残部のＦｅの一部に代えて含有していてもよい。 In addition, the hot metal to which the cold recycling method according to the present embodiment is bridged may contain various optional additive elements in addition to the above components in place of a part of the remaining Fe.
上記のような溶銑の製造方法についても、特に限定されるものではなく、一般的な高炉等により製造された溶銑であってもよいし、冷鉄源溶解プロセス（Ｓｃｒａｐ Ｍｅｌｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ：ＳＭＰ）又は還元鉄溶解プロセス（Ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｄｕｃｅｄ ｉｒｏｎ Ｓｍｅｌｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ：ＤＳＰ）を経て製造された溶銑であってもよい。ただ、冷鉄源溶解プロセス又は還元鉄溶解プロセスを経て製造された溶銑は、酸素を吹き込みながら溶銑が製造されるという特徴上、冷鉄源又は還元鉄中に含有されていたケイ素が酸化されてしまうため、溶銑中のＳｉ濃度が極めてゼロに近くなることが多い。そのため、冷鉄源溶解プロセス又は還元鉄溶解プロセスを経て製造された溶銑は、スラグが特にフォーミング状態になりにくい溶銑であるといえ、本実施形態に係るコールドリサイクル方法による効果が得られやすい溶銑であるといえる。 The method for producing hot metal as described above is not particularly limited, and may be hot metal produced by a general blast furnace or the like, or a cold iron source melting process (SMP) or reduction. It may also be a hot metal produced through an iron melting process (DSP). However, the hot metal produced through the cold iron source melting process or the reduced iron melting process is characterized in that the hot metal is produced while blowing oxygen, and the silicon contained in the cold iron source or reduced iron is oxidized. For this reason, the Si concentration in the hot metal often becomes very close to zero. Therefore, the hot metal produced through the cold iron source melting process or the reduced iron melting process can be said to be a hot metal in which the slag is not particularly likely to be in a forming state. It can be said that there is.
また、本実施形態に係るコールドリサイクル方法が適用される溶銑は、上記のようなＳｉ濃度を満足するものであれば、脱燐精錬処理が施された後の溶銑であってもよい。 Further, the hot metal to which the cold recycling method according to the present embodiment is applied may be hot metal after the dephosphorization refining treatment as long as it satisfies the Si concentration as described above.
（コールドリサイクル方法について）
次に、本実施形態に係るコールドリサイクル方法について、詳細に説明する。
本実施形態に係るコールドリサイクル方法は、上記のような化学成分を有する溶銑に対して、転炉や脱炭炉等といった公知の炉を用いて、脱炭精錬処理を施す際に実施される方法である。
(Cold recycling method)
Next, the cold recycling method according to the present embodiment will be described in detail.
The cold recycling method according to the present embodiment is a method that is performed when a decarburization refining process is performed on a hot metal having a chemical component as described above using a known furnace such as a converter or a decarburization furnace. It is.
本実施形態に係るコールドリサイクル方法では、より詳細には、上記のような化学成分を有する溶銑を脱炭精錬する際に、トータルＦｅの値が２０％以上であるスラグを、炉の内部における全スラグ量に対して１０質量％以上となるように供給する。 More specifically, in the cold recycling method according to the present embodiment, when decarburizing and refining the hot metal having the above chemical components, slag having a total Fe value of 20% or more is added to the entire inside of the furnace. It supplies so that it may become 10 mass% or more with respect to the amount of slag.
＜脱炭精錬処理について＞
ここで、本実施形態に係るコールドリサイクル方法が適用される転炉や脱炭炉等の炉では、炉内に供給される溶銑の温度が１２５０℃以上であるように、脱炭精錬処理が制御されていることが好ましい。また、本実施形態に係るコールドリサイクル方法が適用される脱炭精錬処理では、溶銑に対して副原料として供給する全スラグ量を表すトータルＣａＯ（以下、「Ｔ．ＣａＯ」と略記する。）の値が、例えば、溶銑１トンあたり２０〜２５ｋｇとなるように、副原料の添加量が制御されていることが好ましい。
<About decarburization refining treatment>
Here, in a furnace such as a converter or a decarburization furnace to which the cold recycling method according to this embodiment is applied, the decarburization refining process is controlled so that the temperature of the hot metal supplied into the furnace is 1250 ° C. or higher. It is preferable that Further, in the decarburization refining process to which the cold recycling method according to the present embodiment is applied, total CaO (hereinafter abbreviated as “T. CaO”) representing the total amount of slag to be supplied as an auxiliary material to the hot metal. It is preferable that the addition amount of the auxiliary raw material is controlled so that the value is, for example, 20 to 25 kg per ton of hot metal.
また、脱炭精錬処理において溶銑中に供給される副原料については、特に限定されるものではなく、公知の副原料を用いることが可能である。かかる副原料として、例えば、ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、任意添加元素を含有するインゴット等を挙げることができる。このような各種の副原料を利用して、Ｔ．ＣａＯが上記のような範囲となるように、その配合量を適宜決定すればよい。 Moreover, it does not specifically limit about the auxiliary material supplied in hot metal in a decarburization refining process, It is possible to use a well-known auxiliary material. Examples of such auxiliary materials include CaO, SiO 2 , MgO, and an ingot containing an optional additive element. Using such various auxiliary materials, T.W. What is necessary is just to determine the compounding quantity suitably so that CaO may become the above ranges.
また、脱炭精錬処理における炉中へのランスの挿入高さや、ランスからの酸素ガスの供給速度や、底吹きガス流量や、副原料投入タイミング等といった、各種の処理条件については、特に限定されるものではなく、過去の操業データ等を参考に適切な値に設定すればよい。 Various processing conditions such as the insertion height of the lance into the furnace in the decarburization refining process, the supply speed of oxygen gas from the lance, the flow rate of bottom blowing gas, the timing of charging the auxiliary material, etc. are particularly limited. It should be set to an appropriate value with reference to past operation data.
＜供給するスラグについて＞
本実施形態に係るコールドリサイクル方法では、上記のように、トータルＦｅ（以下、「Ｔ．Ｆｅ」と略記する。）の値が２０％以上であるスラグを利用する。Ｔ．Ｆｅは、スラグ中に含まれる元素としての鉄の合計含有量を表す値であり、スラグ中に含まれる鉄（Ｆｅ）や酸化鉄（ＦｅＯ等）等の含有量を反映したものとなる。
<About supplied slag>
In the cold recycling method according to the present embodiment, as described above, slag having a total Fe (hereinafter abbreviated as “T.Fe”) value of 20% or more is used. T.A. Fe is a value representing the total content of iron as an element contained in the slag, and reflects the content of iron (Fe), iron oxide (FeO, etc.) contained in the slag.
ここで、スラグの融点を考える場合に、スラグ塩基度（ＣａＯの濃度／ＳｉＯ２の濃度）の値が小さいほどスラグの融点は低くなる傾向にあり、同じスラグ塩基度のスラグを比較する場合には、Ｔ．Ｆｅの値が高いほどスラグの融点は低くなる傾向にある。従って、Ｔ．Ｆｅの値がスラグの全質量に対して２０％未満である場合には、スラグの融点が充分に低くならず、溶銑に対してスラグを供給したとしても、溶銑の熱及び吹き込まれる酸素によってもスラグが液相化せず、炉中の全スラグをフォーミング状態とすることが困難となる。よって、供給するスラグのＴ．Ｆｅの値は、２０％以上とする。一方、Ｔ．Ｆｅの値が５０％超となるようなスラグは、一般的には製造することは困難である。従って、供給するスラグのＴ．Ｆｅの値は、５０％以下とすることが好ましい。 Here, when considering the melting point of slag, the smaller the value of slag basicity (CaO concentration / SiO 2 concentration), the lower the melting point of slag. When comparing slags of the same slag basicity T. The higher the value of Fe, the lower the melting point of the slag. Therefore, T.W. When the value of Fe is less than 20% with respect to the total mass of the slag, the melting point of the slag is not sufficiently low, and even if the slag is supplied to the hot metal, the heat of the hot metal and the oxygen blown in The slag does not become a liquid phase, and it becomes difficult to make all the slag in the furnace into a forming state. Therefore, the slag T.S. The value of Fe is 20% or more. On the other hand, T.W. In general, it is difficult to produce a slag having an Fe value exceeding 50%. Therefore, the slag T.S. The value of Fe is preferably 50% or less.
なお、供給するスラグのＴ．Ｆｅの値は、好ましくは、２５〜３５％である。スラグのＴ．Ｆｅの値を上記のような好ましい範囲とすることで、溶銑中に供給された後適度なタイミングでスラグが液相化し、炉中に存在するスラグのフォーミングをより効果的に誘発させることが可能となる。 In addition, T. of the slag to be supplied. The value of Fe is preferably 25 to 35%. T. Slag By setting the value of Fe within the above preferred range, it is possible to more effectively induce slag forming in the furnace by slag becoming a liquid phase at an appropriate timing after being fed into the hot metal. It becomes.
また、溶銑中に供給するスラグのスラグ塩基度は、３．０〜４．５とすることが好ましい。スラグのスラグ塩基度が３．０未満である場合には、過剰フォーミングによりスロッピングが発生するため、好ましくない。一方、スラグ塩基度が４．５超である場合には、供給するスラグ自体の融点が高くなりすぎ、溶銑中に供給されたとしても、スラグの液相化が進行しづらくなるため、好ましくない。供給するスラグのスラグ塩基度は、より好ましくは、３．４〜４．２である。 Moreover, it is preferable that the slag basicity of the slag supplied in hot metal shall be 3.0-4.5. When the slag basicity of the slag is less than 3.0, it is not preferable because slapping occurs due to excessive forming. On the other hand, when the slag basicity is more than 4.5, the melting point of the slag itself to be supplied becomes too high, and even if it is supplied into the hot metal, it is difficult to proceed with the liquid phase of the slag. . More preferably, the slag basicity of the supplied slag is 3.4 to 4.2.
なお、溶銑中に供給されるスラグの成分については、特に限定されるものではなく、上記のようなＴ．Ｆｅの値を有しており、好ましくは上記のようなスラグ塩基度が実現されるものであれば、任意の成分が含有されていてもよい。溶銑中に供給されるスラグの成分としては、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ又はＳｉＯ２の少なくとも何れかを挙げることができる。 In addition, about the component of the slag supplied in a hot metal, it is not specifically limited, The above T.I. An arbitrary component may be contained as long as it has a value of Fe and preferably realizes the slag basicity as described above. As a component of the slag to be supplied to the molten iron, for example, it may be mentioned CaO, MgO, at least one of MnO or SiO 2.
上記のようなスラグの成分の含有量の具体的な例については、特に限定されるものではないが、例えば、以下のような値を挙げることができる。なお、以下に示すスラグの成分及び含有量は、あくまでも一例に過ぎず、本実施形態に係るコールドリサイクル方法で利用されるスラグの成分及び含有量が下記の値に限定されるものではない。 Although it does not specifically limit about the specific example of content of the above slag components, For example, the following values can be mentioned. In addition, the component and content of the slag shown below are only examples, and the component and content of the slag used in the cold recycling method according to the present embodiment are not limited to the following values.
ＣａＯ：３６〜４０質量％
ＭｇＯ：９〜１１質量％
ＭｎＯ：４〜６質量％
ＳｉＯ２：９〜１２質量％
CaO: 36 to 40% by mass
MgO: 9 to 11% by mass
MnO: 4 to 6% by mass
SiO 2: 9~12 mass%
なお、上記のようなＴ．Ｆｅに関する条件を満足するスラグであれば、本実施形態に係るコールドリサイクル方法に利用可能であるが、このようなスラグとして、例えば、溶銑に対して脱炭精錬処理を施すことで得られる脱炭精錬スラグを挙げることができる。 It should be noted that T.I. If it is slag which satisfies the conditions regarding Fe, it can be used for the cold recycling method according to the present embodiment. As such slag, for example, decarburization obtained by subjecting hot metal to decarburization refining treatment A refining slag can be mentioned.
ここで、上記のようなスラグの成分及び含有量は、例えば蛍光Ｘ線分析法などの公知の分析方法により測定することが可能である。スラグに含まれる成分及び含有量を特定することで、Ｔ．ＦｅやＴ．ＣａＯ等の値を算出することが可能となる。また、Ｔ．ＦｅやＴ．ＣａＯの値は、例えばガス分析法などの公知の分析方法により測定することも可能である。 Here, the components and contents of the slag as described above can be measured by a known analysis method such as a fluorescent X-ray analysis method. By specifying the components and content contained in the slag, Fe and T.W. It becomes possible to calculate values such as CaO. T. Fe and T.W. The value of CaO can also be measured by a known analysis method such as a gas analysis method.
なお、上記のようなスラグの粒径については、特に限定されるものではないが、スラグの粒径が小さいほど、供給されたスラグは素早く液相化すると考えられるため、供給するスラグの粒径は、脱炭精錬処理に影響を与えない範囲でなるべく小さくすることが好ましい。 The particle size of the slag as described above is not particularly limited, but the smaller the particle size of the slag, the faster the supplied slag becomes a liquid phase. Is preferably as small as possible without affecting the decarburization refining treatment.
＜スラグの供給量について＞
本実施形態に係るコールドリサイクル方法において、上記のようなＴ．Ｆｅの値を有するスラグの供給量は、炉の内部における全スラグ量に対して、１０質量％以上とする。供給されるスラグの量が、炉内部における全スラグ量の１０質量％未満である場合には、炉内に供給された副原料の全体に対して、液相化を伝搬させることが困難となり、炉内に存在するスラグの全体をフォーミング状態とすることができない。スラグの供給量を、炉内部における全スラグ量の１０質量％以上とすることで、供給されたスラグの液相化が進み、やがて周囲に存在する副原料の全体に液相化が伝搬して、スラグ全体をフォーミング状態とすることが可能となる。
<About supply of slag>
In the cold recycling method according to this embodiment, the T.M. The supply amount of slag having the value of Fe is 10 mass% or more with respect to the total slag amount in the furnace. When the amount of slag to be supplied is less than 10% by mass of the total amount of slag in the furnace, it becomes difficult to propagate the liquid phase with respect to the entire auxiliary raw material supplied into the furnace, The entire slag present in the furnace cannot be formed. By making the supply amount of
一方、スラグの供給量の上限値は、特に限定されるものではなく、大きければ大きいほど良く、全スラグ量に対して１００質量％であってもよい。従って、本実施形態に係るコールドリサイクル方法において、スラグの供給量は、全スラグ量に対して１００質量％以下とすることが好ましい。従って、スラグの供給量は、炉内部の全スラグ量に対して、１０〜１００質量％であることが好ましい。 On the other hand, the upper limit of the supply amount of slag is not particularly limited, and it is better as it is larger, and may be 100% by mass with respect to the total amount of slag. Therefore, in the cold recycling method according to the present embodiment, the supply amount of slag is preferably 100% by mass or less with respect to the total slag amount. Therefore, it is preferable that the supply amount of slag is 10 to 100% by mass with respect to the total amount of slag inside the furnace.
以上のようにしてスラグフォーミング状態を生じさせることで、装入時のスラグ−溶銑反応を抑制して炉内スラグを固化させることが可能となり、他の副原料を用いるよりも安価に、脱炭精錬処理を実施することが可能となる。 By generating a slag forming state as described above, it becomes possible to solidify the slag in the furnace while suppressing the slag-hot metal reaction during charging, and decarburization is less expensive than using other auxiliary materials. It becomes possible to carry out the refining process.
また、炉内スラグを固化させることでスラグの厚みを増加させることが可能となるが、スラグの厚みが増すことで溶銑のカバーリング効果を得ることができ、精錬処理中の発生ダスト低減による歩留まり向上効果を得ることも可能となる。 Moreover, it is possible to increase the thickness of the slag by solidifying the slag in the furnace, but it is possible to obtain a hot metal covering effect by increasing the thickness of the slag, and the yield due to the reduction of dust generated during the refining process. It is also possible to obtain an improvement effect.
＜スラグの供給位置について＞
ここで、本実施形態に係るコールドリサイクル方法において、上記のようなスラグの炉内での供給位置については、特に限定されるものではなく、スラグを投入しやすい位置から任意の位置へと供給すればよい。ただ、炉内において酸素ガスが供給されている位置である火点の付近は、温度が１７００〜２４００℃にまで達しているため、上記のようなスラグを火点の付近に向けて供給することで、より簡便にスラグの液相化を実現することが可能となり、好ましい。
<Slag supply position>
Here, in the cold recycling method according to the present embodiment, the supply position of the slag in the furnace as described above is not particularly limited, and the slag may be supplied from a position where the slag is easily supplied to an arbitrary position. That's fine. However, since the temperature reaches 1700-2400 ° C. near the fire point where oxygen gas is supplied in the furnace, supply the slag as described above toward the fire point. Therefore, it is possible to realize a liquid phase of slag more easily, which is preferable.
＜スラグの供給タイミングについて＞
本実施形態に係るコールドリサイクル方法において、上記のようなスラグの供給タイミングは、炉内へ溶銑及び副原料が供給された後であれば、特に限定されるものではなく、任意のタイミングで供給を開始すればよい。
<Slag supply timing>
In the cold recycling method according to the present embodiment, the supply timing of the slag as described above is not particularly limited as long as the hot metal and the auxiliary material are supplied into the furnace, and the supply is performed at an arbitrary timing. Just start.
ここで、一般的な脱炭精錬処理において、溶銑に対する酸素の吹き込みが開示されてから５〜１０分が経過するまでに、スラグ全体がフォーミング状態となることが好ましい。そのため、本実施形態に係るコールドリサイクル方法においても、溶銑に対する酸素の吹き込みが開始されてから５分経過するまでの間に１０質量％が供給されるように、スラグが炉の内部に対して供給されることが好ましい。 Here, in a general decarburization refining process, it is preferable that the entire slag is in a forming state until 5 to 10 minutes have elapsed since the introduction of oxygen to molten iron was disclosed. Therefore, also in the cold recycling method according to the present embodiment, the slag is supplied to the inside of the furnace so that 10% by mass is supplied until 5 minutes elapse after the start of oxygen blowing into the molten iron. It is preferred that
なお、全スラグ量に対して１０質量％以上のスラグを供給し終えるタイミングについては、特に限定するものではない。 In addition, it does not specifically limit about the timing which finishes supplying 10 mass% or more of slag with respect to the total amount of slag.
以上、本実施形態に係るコールドリサイクル方法について、詳細に説明した。 Heretofore, the cold recycling method according to the present embodiment has been described in detail.
以下では、実施例及び比較例を示しながら、本発明に係るコールドリサイクル方法について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明に係るコールドリサイクル方法のあくまでも一例であって、本発明に係るコールドリサイクル方法が下記の例に限定されるものではない。 Hereinafter, the cold recycling method according to the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. In addition, the Example shown below is only an example of the cold recycling method which concerns on this invention, Comprising: The cold recycling method which concerns on this invention is not limited to the following example.
（実施例１）
転炉に、１００〜１１０ｔの溶銑（［Ｓｉ］＝０．０１〜０．０３質量％、［Ｃ］＝３．７〜４．４質量％、［Ｍｎ］＝０．２〜０．４質量％、［Ｐ］＝０．０５〜０．１０質量％、［Ｓ］＝０．００１〜０．００８質量％、残部Ｆｅ及び不純物）及び１０〜１４ｔの鋼屑を装入し、副原料は、Ｔ．ＣａＯが２０〜２５ｋｇ／ｔとなるように設計して、脱炭精錬処理を実施した。なお、溶銑の温度は、約１３５０〜１４５０℃であった。この際、以下の表１に示すように、転炉に供給するスラグのＴ．Ｆｅ及び供給量を変化させて、スラグの供給がスラグフォーミングに与える影響を検証した。
Example 1
In the converter, hot metal of 100 to 110 t ([Si] = 0.01 to 0.03 mass%, [C] = 3.7 to 4.4 mass%, [Mn] = 0.2 to 0.4 mass) %, [P] = 0.05 to 0.10% by mass, [S] = 0.001 to 0.008% by mass, balance Fe and impurities) and 10 to 14t of steel scrap, T. The decarburization refining process was performed by designing the CaO to be 20 to 25 kg / t. The temperature of the hot metal was about 1350 to 1450 ° C. At this time, as shown in Table 1 below, the slag T.S. The effect of slag supply on slag forming was verified by changing Fe and the supply amount.
なお、ランス高さ、底吹きガス流量、送酸速度、副原料の投入タイミングの吹錬条件は、以下の表１に示した各条件において、それぞれ一定とした。また、スラグは、副原料が投入し終わった後に、直ちに転炉内へと供給することとした。 The blowing conditions for the lance height, the bottom blowing gas flow rate, the acid feed rate, and the charging timing of the auxiliary raw materials were constant under the conditions shown in Table 1 below. In addition, the slag was supplied to the converter immediately after the addition of the auxiliary materials.
ここで、転炉に供給するコールドスラグのＴ．Ｆｅ及びスラグ塩基度は、事前にロット毎にガス分析法による分析を実施することで、それぞれ特定した。 Here, T. of the cold slag supplied to the converter. Fe and slag basicity were specified in advance by performing an analysis by gas analysis method for each lot.
スラグフォーミングが生じたか否かの判定は、転炉の近傍に予め設置されているサウンドメーターを用いることで実施した。すなわち、スラグフォーミングが発生してスラグ高さが高くなってくると、ある段階で、ランスの先端がスラグに覆われるようになる。ランスの先端からは酸素ガスが勢いよく噴射されているため、かかる酸素ガスの噴射に伴うジェット音が観測される。従って、スラグフォーミングが発生してランスの先端部がスラグに覆われると、サウンドメーターで観測されるサウンドレベルは低下するようになる。本実施例１では、６０ｄＢ以下のサウンドレベル値が１分以上継続した場合に、スラグがフォーミング状態になったと判定して、滓化評価は良好（○）であるとし、６０ｄＢ以下のサウンドレベル値が１分以上継続しなかった場合には、スラグはフォーミング状態にはなっていないと判定して、滓化評価は不可（×）であるとした。 Whether or not slag foaming occurred was determined by using a sound meter installed in the vicinity of the converter. That is, when slag forming occurs and the slag height increases, the tip of the lance is covered with the slag at a certain stage. Since oxygen gas is vigorously injected from the tip of the lance, a jet sound accompanying such oxygen gas injection is observed. Therefore, when slag forming occurs and the tip of the lance is covered with slag, the sound level observed by the sound meter decreases. In the first embodiment, when the sound level value of 60 dB or less continues for 1 minute or more, it is determined that the slag is in the forming state, the hatching evaluation is good (◯), and the sound level value of 60 dB or less Is not continued for more than 1 minute, it is determined that the slag is not in a forming state, and hatching evaluation is impossible (x).
得られた結果を、以下の表１にまとめて示した。
なお、以下の表１では、酸素吹き込み開始５分経過以降のサウンドレベル値の最低値を併せて記載するとともに、吹錬後の炉内スラグ塩基度を波長分散型蛍光Ｘ線分析装置により測定して、得られた結果を併せて記載している。
The obtained results are summarized in Table 1 below.
In Table 1 below, the minimum sound level value after 5 minutes from the start of oxygen blowing is also described, and the slag basicity in the furnace after blowing is measured with a wavelength dispersive X-ray fluorescence analyzer. The results obtained are also described.
上記表１から明らかなように、供給するスラグ（コールドスラグ）のＴ．Ｆｅが２０％以上であり、かつ、スラグの供給量が炉内の全スラグ量に対して１０質量％以上である場合には、炉内のスラグがフォーミング状態となっていることがわかる。一方、スラグのＴ．Ｆｅが２０％未満、又は、スラグの供給量が１０質量％未満である場合には、炉内のスラグがフォーミング状態となっていないことがわかる。このように、供給するスラグのＴ．Ｆｅを２０％以上とし、かつ、スラグの供給量を炉内の全スラグ量に対して１０質量％以上とすることで、他の副原料を用いるよりも安価に脱炭精錬処理を実施することが可能となることが明らかとなった。 As apparent from Table 1 above, the T. of the slag to be supplied (cold slag). When Fe is 20% or more and the supply amount of slag is 10% by mass or more with respect to the total amount of slag in the furnace, it can be seen that the slag in the furnace is in a forming state. On the other hand, T. of slag. When Fe is less than 20% or the supply amount of slag is less than 10% by mass, it is understood that the slag in the furnace is not in a forming state. In this way, the slag T.S. By carrying out decarburization refining treatment at a lower cost than using other auxiliary raw materials, Fe is set to 20% or more and the supply amount of slag is set to 10% by mass or more with respect to the total amount of slag in the furnace. It became clear that this would be possible.
図１は、本発明に係るコールドリサイクル方法を実施しない場合（表１における試験例１）と、本発明に係るコールドリサイクル方法を実施した場合（表１における試験例１７）の双方について、サウンドレベル値の推移の様子をグラフ化したものである。図１において、横軸は吹錬時間（単位：分）であり、縦軸はサウンドレベル値（単位：ｄＢ）である。 FIG. 1 shows sound levels for both the case where the cold recycling method according to the present invention is not performed (Test Example 1 in Table 1) and the case where the cold recycling method according to the present invention is performed (Test Example 17 in Table 1). This is a graph of the transition of values. In FIG. 1, the horizontal axis represents blowing time (unit: minutes), and the vertical axis represents sound level values (unit: dB).
図１から明らかなように、本発明に係るコールドリサイクル方法を実施していない試験例１では、脱炭精錬処理の間一貫してサウンドレベル値が６０〜６５ｄＢの間でほぼ一定であり、スラグフォーミングが生じていないことがわかる。一方、約１０００ｋｇ（炉内の全スラグ量に対して、１３．７％に相当）のスラグ（Ｔ．Ｆｅ＝２５．６％）を供給した試験例１７では、吹錬開始直後からサウンドレベル値の低下が観測され、吹錬開始から７分経過後に、サウンドレベル値が６０ｄＢ以下となっていることがわかる。この結果は、試験例１７では、炉内の全スラグがフォーミング状態となったことを示している。 As is apparent from FIG. 1, in Test Example 1 in which the cold recycling method according to the present invention was not performed, the sound level value was consistently constant between 60 and 65 dB during the decarburization refining process, and the slag It can be seen that no forming has occurred. On the other hand, in Test Example 17 in which about 1000 kg (corresponding to 13.7% of the total amount of slag in the furnace) of slag (T.Fe = 25.6%) was supplied, the sound level value immediately after the start of blowing. It can be seen that after 7 minutes from the start of blowing, the sound level value is 60 dB or less. This result shows that, in Test Example 17, all the slag in the furnace is in a forming state.
なお、図１の試験例１７において、吹錬開始から１０分経過後に、再度サウンドレベル値が上昇しているが、これは、操業上、スラグフォーミング状態を維持したままであると、スラグが炉外へと溢れだすスロッピングと呼ばれる現象の発生が懸念されたため、スラグフォーミングを抑制させる鎮静剤を炉内へ添加したためである。 In Test Example 17 of FIG. 1, the sound level value rises again after 10 minutes from the start of blowing, but this is because the slag is kept in the furnace when the slag forming state is maintained in operation. This is because a so-called slopping phenomenon that overflows to the outside is concerned, and a sedative that suppresses slag foaming is added to the furnace.
また、表１の試験例１及び試験例１７については、脱炭精錬処理中に２分間隔で集塵水トラフの水を採取し、水分を蒸発させて残渣を取りだすことにより含有ダスト量を測定することで、発生ダスト量の検証を実施した。得られた結果を図２に示した。図２において、横軸は吹錬時間（単位：分）であり、縦軸はダスト発生速度（単位：ｋｇ／分）である。 For Test Example 1 and Test Example 17 in Table 1, the amount of dust contained is measured by collecting the water in the dust collection trough at intervals of 2 minutes during the decarburization refining process, evaporating the water and taking out the residue. By doing so, the amount of generated dust was verified. The obtained results are shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents the blowing time (unit: minutes), and the vertical axis represents the dust generation rate (unit: kg / min).
図２から明らかなように、図１に示したサウンドレベル値が低下しているタイミングではダスト発生速度も低減していることから、スラグフォーミングによってダストの発生が抑制されていることが明らかとなった。 As is clear from FIG. 2, since the dust generation speed is also reduced at the timing when the sound level value shown in FIG. 1 is decreasing, it becomes clear that the generation of dust is suppressed by slag forming. It was.
（実施例２）
市販の熱力学計算アプリケーションであるｓｏｌｇａｓｍｉｘを用いて、スラグ塩基度が４．０で同一であり、Ｔ．Ｆｅがそれぞれ１５％、２０％、２５％、３０％である４種類のスラグについて、温度別液相率を算出した。得られた計算結果を、図３に示した。図３において、横軸は、温度（単位：℃）であり、縦軸は、液相率（単位：％）である。
(Example 2)
Using solgasmix, a commercially available thermodynamic calculation application, the slag basicity is 4.0 and the same. The liquid phase ratio according to temperature was calculated about four types of slag whose Fe is 15%, 20%, 25%, and 30%, respectively. The obtained calculation results are shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents temperature (unit: ° C.), and the vertical axis represents liquid phase ratio (unit:%).
図３に示した結果は、１４００〜１７００℃の範囲で、各温度のスラグにおいて液相の占める割合を液相率として示したものである。図３から明らかなように、スラグ塩基度が同一である場合、Ｔ．Ｆｅの値が高くなるほど、同一温度でのスラグの液相率が高まることが確認できた。特に、上記実施例１において、スラグフォーミングが発生した精錬初期段階は、鋼浴温度が約１４００℃〜１５００℃であり、この温度範囲での液相率差は顕著であることが明らかとなった。 The results shown in FIG. 3 show the ratio of the liquid phase in the slag at each temperature as the liquid phase ratio in the range of 1400 to 1700 ° C. As is clear from FIG. 3, when the slag basicity is the same, T.P. It was confirmed that the higher the value of Fe, the higher the liquid phase rate of slag at the same temperature. In particular, in Example 1 above, the initial stage of refining in which slag foaming occurred was a steel bath temperature of about 1400 ° C. to 1500 ° C., and it became clear that the liquid phase rate difference in this temperature range was significant. .
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
Claims (9)
The cold recycling method according to any one of claims 1 to 8, wherein a temperature of the hot metal is 1250 ° C or higher.
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