JP2023170932A - Molten iron desulfurization method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、取鍋内の硫黄を含有する溶銑に対して、脱硫するための副資材を添加すると共に機械式攪拌を用いて、脱硫処理を行う溶銑の脱硫方法に関する。 The present invention relates to a method for desulfurizing hot metal that includes adding auxiliary materials for desulfurization to hot metal containing sulfur in a ladle and performing a desulfurization treatment using mechanical stirring.
一般に、高炉等から出銑された溶銑には、高濃度の硫黄が含まれている。そのため、転炉装入前に硫黄を含む溶銑に対して脱硫処理を行い、溶銑中の硫黄を除去している。
溶銑の脱硫方法としては、例えば、特許文献１～１０などに開示されているものがある。
特許文献１は、溶銑脱硫方法において、従来よりも金属アルミニウムの含有率が低いアルミドロスを鉄鋼精錬用副資材として用いて効果的に溶銑脱硫を行うことを目的としている。具体的には、溶銑の脱硫方法において、石灰と窒化アルミニウムを含有する鉄鋼精錬用副資材を、石灰に対して、0.6＜[wt%CaO]/([wt%AlN]＋[Al2O3当量])＜45（式（４））を満たす範囲で鉄鋼精錬用副資材を混合した脱硫剤を、溶銑に供給することが開示されている。
Generally, hot metal tapped from a blast furnace or the like contains a high concentration of sulfur. Therefore, hot metal containing sulfur is desulfurized to remove sulfur from the hot metal before charging into a converter.
Examples of hot metal desulfurization methods include those disclosed in Patent Documents 1 to 10.
Patent Document 1 aims to effectively desulfurize hot metal in a hot metal desulfurization method using aluminum dross, which has a lower metal aluminum content than before, as an auxiliary material for steel refining. Specifically, in the hot metal desulfurization method, iron and steel refining auxiliary materials containing lime and aluminum nitride are used at a ratio of 0.6<[wt%CaO]/([wt%AlN]+[Al 2 O 3 It is disclosed that a desulfurizing agent mixed with an auxiliary material for iron and steel refining is supplied to hot metal in a range that satisfies [equivalent])<45 (formula (4)).
特許文献２は、溶銑脱硫方法において、機械攪拌式脱硫方法によって溶銑を効率よく低硫化することができることを目的としている。具体的には、高炉より出銑された溶銑を、転炉での脱炭工程前の溶銑段階で機械式攪拌により脱硫処理を実施するにあたり、換算M.Al[kg/t]≧1.90-1.34×10-3T（数１）に示す条件を満たす組成のフラックスを用いることが開示されている。 In a hot metal desulfurization method, Patent Document 2 aims to efficiently reduce sulfurization of hot metal by a mechanical stirring desulfurization method. Specifically, when hot metal tapped from a blast furnace is desulfurized by mechanical stirring at the hot metal stage before the decarburization process in a converter, converted M.Al[kg/t]≧1.90-1.34 It is disclosed that a flux having a composition satisfying the condition shown in ×10 -3 T (Equation 1) is used.
特許文献３は、溶銑脱硫方法において、機械攪拌式脱硫方法によって溶銑を効率よく低硫化することを目的としている。具体的には、高炉より出銑された溶銑を、転炉での脱炭工程前の溶銑段階で機械式攪拌により脱硫処理を実施するにあたり、換算M.Al[kg/t]≧2.19-1.49×10-3T-6.66×10-2[Si]（数１）に示す条件を満たす組成のフラックスを用いることが開示されている。 In a hot metal desulfurization method, Patent Document 3 aims to efficiently reduce sulfurization of hot metal by a mechanical stirring desulfurization method. Specifically, when hot metal tapped from a blast furnace is desulfurized by mechanical stirring at the hot metal stage before the decarburization process in a converter, converted M.Al [kg/t] ≧ 2.19-1.49. ×10 -3 T-6.66 ×10 -2 [Si] It is disclosed that a flux having a composition satisfying the condition shown in equation 1 is used.
特許文献４は、溶銑脱硫方法において、機械式攪拌による溶銑脱硫を効果的に実施することを目的としている。具体的には、高炉より出銑された溶銑を、転炉での脱炭工程前の溶銑段階で機械式攪拌により脱硫処理を実施するにあたり、1330℃未満の溶銑に対して、換算M.Al[kg/t]≧0.15kg/t,(CaO＋MgO)/(SiO2＋換算Al2O3)≦15,X/ε=0.2～0.9の条件を満たす組成のフラックスを用いることが開示されている。 Patent Document 4 aims to effectively desulfurize hot metal using mechanical stirring in a hot metal desulfurization method. Specifically, when hot metal tapped from a blast furnace is desulfurized by mechanical stirring at the hot metal stage before the decarburization process in a converter, the converted M.Al It is disclosed that a flux with a composition satisfying the following conditions is used: [kg/t]≧0.15kg/t, (CaO + MgO)/(SiO 2 + converted Al 2 O 3 )≦15, X/ε=0.2 to 0.9. .
特許文献５は、溶銑脱硫方法において、機械式攪拌による溶銑脱硫を効果的に実施することを目的としている。具体的には、高炉より出銑された溶銑を、転炉での脱炭工程前の溶銑段階で機械式攪拌により脱硫処理を実施するにあたり、1330℃以上の溶銑に対して、換算M.Al[kg/t]≧0.05kg/t,(CaO＋MgO)/(SiO2＋換算Al2O3)≦30,X/ε=0.2～0.9の示す条件を満たす組成のフラックスを用いることが開示されている。 Patent Document 5 aims to effectively desulfurize hot metal using mechanical stirring in a hot metal desulfurization method. Specifically, when hot metal tapped from a blast furnace is desulfurized by mechanical stirring at the hot metal stage before the decarburization process in a converter, the converted M.Al [kg/t]≧0.05kg/t, (CaO + MgO)/(SiO 2 + converted Al 2 O 3 ) ≦30, using a flux with a composition that satisfies the conditions shown by X/ε=0.2 to 0.9 is disclosed. There is.
特許文献６は、溶銑の脱硫方法において、ＣａＯの滓化促進剤である、蛍石等のフッ素化合物を含有しないＣａＯ系脱硫剤を使用して、ＣａＯ－ＣａＦ２系脱硫剤を用いた場合と同等の脱硫率で脱硫処理することを目的としている。具体的には、ＣａＯ粉体に対して、金属Ａｌを１０～５０質量％含有するアルミナ－金属Ａｌ混合体を脱硫処理対象の溶銑の脱硫処理前温度に応じて下記の（２）式、（３）式及び（４）式で求められるＸ質量％以上、Ｘ＋１５質量％以下の範囲で添加した脱硫剤を、攪拌羽根によって攪拌されている溶銑の浴面に添加し、溶銑を脱硫処理することが開示されている。但し、（３）式において、Ｔは脱硫処理前の溶銑温度（℃）である。 Patent Document 6 discloses a method for desulfurizing hot metal using a CaO-based desulfurization agent that does not contain a fluorine compound such as fluorite, which is a CaO slag accelerator, and a case in which a CaO-CaF 2 -based desulfurization agent is used. The purpose is to perform desulfurization treatment at the same desulfurization rate. Specifically, an alumina-metal Al mixture containing 10 to 50% by mass of metallic Al is added to CaO powder according to the following formula (2), ( 3) Desulfurizing agent added in a range of not less than X mass % and not more than X + 15 mass % determined by formulas (3) and (4) is added to the bath surface of hot metal being stirred by a stirring blade to desulfurize the hot metal. is disclosed. However, in equation (3), T is the hot metal temperature (°C) before desulfurization treatment.
溶銑温度：1250℃以下の場合 X(質量％)=20 …(2)
溶銑温度：1250℃超え1340℃未満の場合 X(質量％)=295-0.22×T …(3)
溶銑温度：1340℃以上の場合 X(質量％)=0.2 …(4)
特許文献７は、溶銑の脱硫方法において、脱硫効率をより向上させることを目的としている。具体的には、溶銑の脱硫方法において、脱硫剤を供給した溶銑を攪拌羽根で攪拌する脱硫工程を有し、脱硫剤中のＣａＯの濃度、Ａｌ２Ｏ３の濃度及びＡｌＮの濃度が下記
式（１）及び（２）を満たし、脱硫工程が、下記式（３）を満たす回転トルクで攪拌羽根を回転させつつ脱硫剤を投入する工程Ｓ１と、脱硫剤投入工程後に下記式（４）を満たす条件で攪拌羽根の回転トルクを上昇させる工程Ｓ２と、回転トルク上昇工程後に下記式（５）を満たす回転トルクでの攪拌羽根の回転を維持する工程Ｓ３とを有することが開示されている。
Hot metal temperature: When below 1250℃ X (mass%)=20...(2)
Hot metal temperature: Above 1250℃ and below 1340℃ X (mass%) = 295-0.22×T …(3)
Hot metal temperature: 1340℃ or higher X (mass%)=0.2 …(4)
Patent Document 7 aims to further improve desulfurization efficiency in a method for desulfurizing hot metal. Specifically, the hot metal desulfurization method includes a desulfurization step in which hot metal supplied with a desulfurization agent is stirred with a stirring blade, and the concentration of CaO, Al 2 O 3 , and AlN in the desulfurization agent are expressed by the following formula. (1) and (2) are satisfied, and the desulfurization process includes step S1 of adding the desulfurizing agent while rotating the stirring blade with a rotational torque that satisfies the following formula (3), and the following formula (4) after the desulfurizing agent charging step. It is disclosed that the process includes a step S2 of increasing the rotational torque of the stirring blade under conditions that are satisfied, and a step S3 of maintaining the rotation of the stirring blade with a rotational torque that satisfies the following formula (5) after the rotational torque increasing step.
0.055≦AlNwt%/(CaOwt%+Al2O3wt%+AlNwt%）≦0.13 ・・・（１）
1.0≦CaOwt%/(Al2O3Wt%+AlNwt%)≦2.5 ・・・（２）
0.3≦τ1≦0.6 ・・・（３）
0.4≦Δτ≦1.2 ・・・（４）
0.8≦τ2≦1.2 ・・・（５）
特許文献８は、機械的攪拌による溶銑脱硫において、鉄歩留を高位に保ちつつ、低硫溶銑を安定的に製造することを目的としている。具体的には、高炉より出銑された溶銑を転炉１で脱炭処理する前に機械的攪拌により脱硫するに際しては、溶銑に投入するフラックスの量を所定の関係を満足するものとし、さらにフラックス中でのアルカリ金属の酸化物の量を、フラックス中での酸化珪素、アルミニウム酸化物及び窒化アルミの量で除して得られるパラメータが所定の数値範囲に収まるような組成を備えたものをフラックスとして用いることが開示されている。
0.055≦AlNwt%/(CaOwt%+Al 2 O 3 wt%+AlNwt%)≦0.13 ・・・(1)
1.0≦CaOwt%/(Al 2 O 3 Wt%+AlNwt%)≦2.5 ・・・(2)
0.3≦τ1≦0.6 ...(3)
0.4≦Δτ≦1.2...(4)
0.8≦τ2≦1.2...(5)
Patent Document 8 aims to stably produce low-sulfur hot metal while maintaining a high iron yield in hot metal desulfurization using mechanical stirring. Specifically, when desulfurizing hot metal tapped from a blast furnace by mechanical stirring before decarburizing it in the converter 1, the amount of flux added to the hot metal satisfies a predetermined relationship, and A flux with a composition such that the parameter obtained by dividing the amount of alkali metal oxide in the flux by the amount of silicon oxide, aluminum oxide, and aluminum nitride in the flux falls within a specified numerical range. It is disclosed to be used as a flux.
CaO≧3.0kg/t
2≦(CaO+MgO)/(SiO2+換算Al2O3+AlN)≦15
ただし、換算Al2O3＝Al2O3(kg/t)+1.89×M.Al(kg/t)
特許文献９は、溶銑温度が低くても脱硫効率を良くすることを目的としている。具体的には、溶銑を脱炭工程前に脱硫処理を行う溶銑の脱硫方法において、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＡｌＮを含む脱硫剤を溶銑に添加する際には、ＣａＯ原単位を３．０ｋｇ／ｔ以上とし、換算Ｍ．Ａｌを０．０２０ｋｇ／ｔ以上とし、ＡｌＮ／（ＭｇＯ＋ＳｉＯ２）を０．３以上２．２以下にする。ＡｌＮ／（ＭｇＯ＋ＳｉＯ２）を０．３以上１．４０以下にすることが好ましいとされている。
CaO≧3.0kg/t
2≦(CaO+MgO)/(SiO 2 + converted Al 2 O 3 +AlN)≦15
However, converted Al 2 O 3 = Al 2 O 3 (kg/t)+1.89×M.Al(kg/t)
Patent Document 9 aims to improve desulfurization efficiency even when the hot metal temperature is low. Specifically, in a hot metal desulfurization method in which hot metal is desulfurized before the decarburization process, when a desulfurization agent containing CaO, MgO, SiO 2 , and AlN is added to hot metal, the CaO basic unit is 3.0 kg. /t or more, converted M. Al should be 0.020 kg/t or more, and AlN/(MgO+SiO 2 ) should be 0.3 or more and 2.2 or less. It is said that it is preferable to set AlN/(MgO+SiO 2 ) to 0.3 or more and 1.40 or less.
特許文献１０は、鉄鋼精錬用副資材において、溶銑の脱硫効果を発揮しつつ、保管の際に発火する危険性を低くすることを目的としている。具体的には、石灰と共に溶銑に供給されて、溶銑における脱硫反応を促進するための鉄鋼精錬用副資材において、含有する窒化アルミニウムの量を、重量百分率（ｗｔ％）にして２０ｗｔ％以上にする。このとき、石灰と鉄鋼精錬用副資材を混合したものを脱硫剤とし、脱硫剤における鉄鋼精錬用副資材の量を、例えば重量百分率にして５．０ｗｔ％程度となるように調整することが開示されている。 Patent Document 10 aims to reduce the risk of ignition during storage while exhibiting the desulfurization effect of hot metal in an auxiliary material for steel refining. Specifically, in an auxiliary material for steel refining that is supplied to hot metal with lime to promote the desulfurization reaction in the hot metal, the amount of aluminum nitride contained in it is 20 wt% or more in terms of weight percentage (wt%). . At this time, it is disclosed that a mixture of lime and an auxiliary material for steel refining is used as a desulfurizing agent, and the amount of the auxiliary material for iron and steel refining in the desulfurizing agent is adjusted to, for example, about 5.0 wt% in weight percentage. has been done.
さて、機械攪拌式脱硫装置を用いた溶銑脱硫プロセスにおいては、石灰系脱硫剤（例えば、石灰やアルミが含まれる鉄鋼精錬用副資材など）を投入して脱硫し、後工程での復硫を抑制するための除滓を行うのが一般的である。
その石灰系脱硫剤として使用するアルミ系の鉄鋼精錬用副資材は、脱酸能力が高くなるにしたがって高い脱硫能力を有する。しかし、脱酸能力の高い副資材は、金属アルミニウム濃度（以下、M.Al濃度と呼ぶ。）が高いため高価となる。そのため、M.Al濃度が高い副資材を用いる場合、コストを考慮しながら使用することとなる。
Now, in the hot metal desulfurization process using a mechanical stirring type desulfurization equipment, a lime-based desulfurization agent (for example, an auxiliary material for steel refining containing lime or aluminum) is added to perform desulfurization, and resulfurization is carried out in the subsequent process. Generally, slag removal is performed to suppress the occurrence of sludge.
The aluminum-based auxiliary material for steel refining used as the lime-based desulfurization agent has a higher desulfurization ability as the deoxidization ability increases. However, secondary materials with high deoxidizing ability are expensive because they have a high metal aluminum concentration (hereinafter referred to as M.Al concentration). Therefore, when using auxiliary materials with a high M.Al concentration, cost must be taken into consideration.
一方で、安価なAl系の鉄鋼精錬用副資材は、M.Al濃度が低い代わりに不純物であるAlNの含有量が多い。そのAlNは、高温化において分解反応が生じることによりM.Alが生成されるため、脱酸を促進されることが知られている。
このように、M.Al濃度が低く且つ安価なアルミ系の鉄鋼精錬用副資材を用いて、脱硫効率の高い処理方法を確立することができれば、脱硫処理のコストを低減させることができるようになる。
On the other hand, inexpensive Al-based auxiliary materials for steel refining have a low M.Al concentration but a high content of AlN, an impurity. It is known that deoxidation of AlN is promoted because M.Al is produced through a decomposition reaction at high temperatures.
In this way, if a treatment method with high desulfurization efficiency can be established using aluminum-based steel refining auxiliary materials that have a low M.Al concentration and are inexpensive, it will be possible to reduce the cost of desulfurization treatment. Become.
さらに、安価なアルミ系の鉄鋼精錬用副資材は、アルミニウムを溶解させた時に発生するものもあり、その発生品をAl系の鉄鋼精錬用副資材として処理することができれば、産廃費の低減にも繋がり、環境への負荷も低減させることができるようになる。
ところで、特許文献１については、処理前Ti濃度に関する条件の記載や示唆などがないため、処理前Ti濃度が低い場合には脱硫能力が低下する可能性がある。また、同文献では、脱硫剤原単位が10kg/tと多い場合の記載はあるものの、少ない原単位の場合の記載や示唆などがない。
Furthermore, some of the inexpensive aluminum-based auxiliary materials for steel refining are generated when aluminum is melted, and if these products can be processed as Al-based auxiliary materials for steel refining, industrial waste costs can be reduced. It will also be possible to reduce the burden on the environment.
By the way, since Patent Document 1 does not describe or suggest conditions regarding the pre-treatment Ti concentration, if the pre-treatment Ti concentration is low, the desulfurization ability may decrease. Furthermore, in the same document, although there is a description of a case where the desulfurizing agent unit consumption is as high as 10 kg/t, there is no description or suggestion about a case where the desulfurization agent consumption rate is as low as 10 kg/t.
特許文献２については、MgO投入により、脱硫剤CaO濃度が低下し、CaOの活量が低下する。そのため、少ない石灰原単位では、脱硫効率が低下する可能性がある。また、同文献では、温度に応じた換算M.Al量を規定している。ところが、AlNの分解は、一定温度以上でなければほとんど進行しないため、低温時にAlNが多いと脱硫不良が発生する可能性がある。また、同文献では、処理前Ti濃度に関する条件の記載や示唆などがないため、処理前Ti濃度が低い場合には脱硫能力が低下する可能性がある。 Regarding Patent Document 2, by adding MgO, the concentration of the desulfurizing agent CaO decreases, and the activity of CaO decreases. Therefore, if the lime consumption rate is low, the desulfurization efficiency may decrease. Furthermore, the same document defines the converted M.Al amount depending on the temperature. However, the decomposition of AlN hardly progresses unless the temperature is above a certain temperature, so if there is a large amount of AlN at low temperatures, poor desulfurization may occur. Further, in this document, there is no description or suggestion of conditions regarding the pre-treatment Ti concentration, so if the pre-treatment Ti concentration is low, the desulfurization ability may be reduced.
特許文献３については、MgO投入により、脱硫剤CaO濃度が低下し、CaOの活量が低下する。そのため、少ない石灰原単位では、脱硫効率が低下する可能性がある。また、同文献では、温度に応じた換算M.Al量を規定している。ところが、AlNの分解は、一定温度以上でなければほとんど進行しないため、低温時にAlNが多いと脱硫不良が発生する可能性がある。また、同文献では、処理前Ti濃度に関する条件の記載や示唆などがないため、処理前Ti濃度が低い場合には脱硫能力が低下する可能性がある。 Regarding Patent Document 3, by adding MgO, the concentration of the desulfurizing agent CaO decreases, and the activity of CaO decreases. Therefore, if the lime consumption rate is low, the desulfurization efficiency may decrease. Furthermore, the same document defines the converted M.Al amount depending on the temperature. However, the decomposition of AlN hardly progresses unless the temperature is above a certain temperature, so if there is a large amount of AlN at low temperatures, poor desulfurization may occur. Further, in this document, there is no description or suggestion of conditions regarding the pre-treatment Ti concentration, so if the pre-treatment Ti concentration is low, the desulfurization ability may be reduced.
特許文献４については、MgO投入により、脱硫剤CaO濃度が低下し、CaOの活量が低下する。そのため、少ない石灰原単位では、脱硫効率が低下する可能性がある。また、同文献では、高温時の適した配合の記載や示唆などがされていない。また、同文献では、処理前Ti濃度に関する条件の記載や示唆などがないため、処理前Ti濃度が低い場合には脱硫能力が低下する可能性がある。 Regarding Patent Document 4, by adding MgO, the concentration of the desulfurizing agent CaO decreases, and the activity of CaO decreases. Therefore, if the lime consumption rate is low, the desulfurization efficiency may decrease. Furthermore, this document does not describe or suggest a suitable formulation at high temperatures. Further, in this document, there is no description or suggestion of conditions regarding the pre-treatment Ti concentration, so if the pre-treatment Ti concentration is low, the desulfurization ability may be reduced.
特許文献５については、MgO投入により、脱硫剤CaO濃度が低下し、CaOの活量が低下する。そのため、少ない石灰原単位では、脱硫効率が低下する可能性がある。また、同文献では、1360℃未満の範囲において、AlNの分解が進行しないため、脱硫能力が低下する可能性がある。また、同文献では、処理前Ti濃度に関する条件の記載や示唆などがないため、処理前Ti濃度が低い場合には脱硫能力が低下する可能性がある。 Regarding Patent Document 5, by adding MgO, the concentration of the desulfurizing agent CaO decreases, and the activity of CaO decreases. Therefore, if the lime consumption rate is low, the desulfurization efficiency may decrease. Furthermore, the same document states that in a temperature range below 1360°C, decomposition of AlN does not proceed, so the desulfurization ability may decrease. Further, in this document, there is no description or suggestion of conditions regarding the pre-treatment Ti concentration, so if the pre-treatment Ti concentration is low, the desulfurization ability may be reduced.
特許文献６については、粉体を投射しない設備においては、適用させることができない。また、同文献では、温度に関する規定も示唆もなく、また、AlNに関する規定も示唆もされていない。そのため、低温時に高AlN%の脱硫剤を使用した場合、脱硫率が悪化する虞がある。また、同文献では、処理前Ti濃度に関する条件の記載や示唆などが全くないため、処理前Ti濃度が低い場合には脱硫能力が悪化する虞がある。 Regarding Patent Document 6, it cannot be applied to equipment that does not project powder. Further, in the same document, there is no regulation or suggestion regarding temperature, and there is no regulation or suggestion regarding AlN. Therefore, if a desulfurization agent with high AlN% is used at low temperatures, there is a risk that the desulfurization rate will deteriorate. Further, in this document, there is no description or suggestion of conditions regarding the pre-treatment Ti concentration, so if the pre-treatment Ti concentration is low, there is a possibility that the desulfurization ability will deteriorate.
特許文献７については、温度に関する規定も示唆もないため、低温時に脱硫率が低下する可能性がある。また、同文献では、AlN値の上限が低いため、安価なAl系の鉄鋼精錬用副資材を使用した場合、脱硫することができない可能性がある。また、同文献では、処理前Ti濃度に関する条件の記載や示唆などがないため、処理前Ti濃度が低い場合には脱硫能力が低下する可能性がある。 Regarding Patent Document 7, since there is no regulation or suggestion regarding temperature, there is a possibility that the desulfurization rate decreases at low temperatures. Furthermore, in the same document, since the upper limit of the AlN value is low, desulfurization may not be possible when using inexpensive Al-based auxiliary materials for steel refining. Further, in this document, there is no description or suggestion of conditions regarding the pre-treatment Ti concentration, so if the pre-treatment Ti concentration is low, the desulfurization ability may be reduced.
特許文献８については、温度に関する規定も示唆もないため、低温時に脱硫率が低下す
る可能性がある。また、同文献では、AlN値の上限が低いため、安価なAl系の鉄鋼精錬用副資材を使用した場合、脱硫することができない可能性がある。また、同文献では、C/Aが高いため、滓化が促進されにくい可能性がある。また、同文献では、処理前Ti濃度に関する条件の記載や示唆などがないため、処理前Ti濃度が低い場合には脱硫能力が低下する可能性がある。
Regarding Patent Document 8, since there is no regulation or suggestion regarding temperature, there is a possibility that the desulfurization rate decreases at low temperatures. Furthermore, in the same document, since the upper limit of the AlN value is low, desulfurization may not be possible when using inexpensive Al-based auxiliary materials for steel refining. Furthermore, according to the same document, since the C/A is high, slag formation may be difficult to promote. Further, in this document, there is no description or suggestion of conditions regarding the pre-treatment Ti concentration, so if the pre-treatment Ti concentration is low, the desulfurization ability may be reduced.
特許文献９については、温度に関する規定も示唆もないため、安価なAl系の鉄鋼精錬用副資材を使用した場合、低温時に脱硫率が低下する可能性がある。また、同文献では、処理前Ti濃度に関する条件の記載や示唆などがないため、処理前Ti濃度が低い場合には脱硫能力が低下する可能性がある。
特許文献１０については、AlNを多く含有するものの、温度に関する規定も示唆もないため、低温時に脱硫率が低下する可能性がある。また、同文献では、C/Aが高いため、滓化が促進されにくい可能性がある。また、同文献では、処理前Ti濃度に関する条件の記載や示唆などがないため、処理前Ti濃度が低い場合には脱硫能力が低下する可能性がある。
Regarding Patent Document 9, there is no regulation or suggestion regarding temperature, so when using an inexpensive Al-based auxiliary material for steel refining, the desulfurization rate may decrease at low temperatures. Further, in this document, there is no description or suggestion of conditions regarding the pre-treatment Ti concentration, so if the pre-treatment Ti concentration is low, the desulfurization ability may be reduced.
Regarding Patent Document 10, although it contains a large amount of AlN, there is no regulation or suggestion regarding temperature, so the desulfurization rate may decrease at low temperatures. Furthermore, according to the same document, since the C/A is high, slag formation may be difficult to promote. Further, in this document, there is no description or suggestion of conditions regarding the pre-treatment Ti concentration, so if the pre-treatment Ti concentration is low, the desulfurization ability may be reduced.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、取鍋内に装入された溶銑に対して、攪拌羽根を溶銑内に浸漬させて撹拌するに際し、M.Al濃度が低く且つAlN濃度が高いものである安価なアルミ系の鉄鋼精錬用副資材を用いて、そのAlNの分解反応に基づいて、脱硫処理を効率的に行って、脱硫効率の向上を可能とする溶銑の脱硫方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-mentioned problems, the present invention provides a method for stirring hot metal charged in a ladle by immersing a stirring blade in the hot metal, in which the M.Al concentration is low and the AlN concentration is high. To provide a method for desulfurizing hot metal that makes it possible to improve desulfurization efficiency by efficiently performing desulfurization treatment based on the decomposition reaction of AlN using an inexpensive aluminum-based secondary material for steel refining. With the goal.
上記の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明にかかる溶銑の脱硫方法は、取鍋に装入された溶銑に対して、攪拌羽根を有するインペラを前記溶銑内に浸漬させて撹拌するに際し、前記インペラの回転によって攪拌されている前記溶銑の浴面上に、石灰とアルミニウムを含む鉄鋼精錬用副資材を混合した脱硫剤を、前記取鍋の上方から添加して脱硫処理を実施する機械攪拌式脱硫装置を用いた溶銑の脱硫方法において、以下に示す式（１）～（５）の条件を満たすことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the following technical measures were taken in the present invention.
In the method for desulfurizing hot metal according to the present invention, when the hot metal charged in a ladle is stirred by immersing an impeller having stirring blades in the hot metal, the hot metal being stirred by the rotation of the impeller is provided. In a method for desulfurizing hot metal using a mechanically stirred desulfurization device, the desulfurization process is carried out by adding a desulfurization agent mixed with auxiliary materials for steel refining including lime and aluminum onto the bath surface from above the ladle. , is characterized by satisfying the conditions of formulas (1) to (5) shown below.
前記溶銑の処理前温度＞1360℃ ・・・（１）
前記溶銑の処理前温度×0.0003675－0.4575－処理前の前記溶銑中のTi%＜0 ・・・（２）
CaO＞0.94kg/t ・・・（３）
mass%CaO/mass%AlN＜3.92 ・・・（４）
1.02＜mass%CaO/mass%Al2O3当量＜1.30 ・・・（５）
好ましくは、前記アルミニウムを含む鉄鋼精錬用副資材を使用するに際しては、以下に示す式（６）の条件を満たすとよい。
Temperature before treatment of the hot metal > 1360℃...(1)
Temperature of the hot metal before treatment x 0.0003675 - 0.4575 - Ti% in the hot metal before treatment <0 (2)
CaO＞0.94kg/t...(3)
mass%CaO/mass%AlN＜3.92...(4)
1.02＜mass%CaO/mass%Al 2 O 3 equivalent＜1.30...(5)
Preferably, when using the auxiliary material for iron and steel refining containing aluminum, the condition of formula (6) shown below is preferably satisfied.
mass%M.Al＜15% ・・・（６） mass%M.Al＜15%...(6)
本発明によれば、取鍋内に装入された溶銑に対して、攪拌羽根を溶銑内に浸漬させて撹拌するに際し、M.Al濃度が低く且つAlN濃度が高いものである安価なアルミ系の鉄鋼精錬用副資材を用いて、そのAlNの分解反応に基づいて、脱硫処理を効率的に行って、脱硫効率の向上を可能とする。 According to the present invention, when stirring the hot metal charged in a ladle by immersing the stirring blade in the hot metal, an inexpensive aluminum-based material having a low M.Al concentration and a high AlN concentration is used. Using secondary materials for steel refining, desulfurization treatment can be efficiently performed based on the decomposition reaction of AlN, making it possible to improve desulfurization efficiency.
以下、本発明にかかる溶銑の脱硫方法の実施形態を、図を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。
本発明は、取鍋１に溶銑４を装入し、耐火物製の攪拌羽根２を有するインペラ３を用いて、機械攪拌方式による脱硫方法に関する技術であって、安価なアルミ系の鉄鋼精錬用副資材を混合した脱硫剤５を用いた効率的な溶銑４の脱硫方法である。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the method for desulfurizing hot metal according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the embodiment described below is an example of embodying the present invention, and the configuration of the present invention is not limited to the specific example.
The present invention relates to a desulfurization method using a mechanical stirring method in which hot metal 4 is charged into a ladle 1 and an impeller 3 having stirring blades 2 made of refractory material is used. This is an efficient method for desulfurizing hot metal 4 using a desulfurizing agent 5 mixed with auxiliary materials.
本発明にかかる溶銑４の脱硫方法は、取鍋１に装入された溶銑４に対して、複数枚の攪拌羽根２を有する耐火物３（以後、インペラ３と呼ぶ）を溶銑４内に浸漬させ、インペラ３の回転によって攪拌されている溶銑４の浴面上に石灰と、M.Al濃度が15mass%未満のアルミ系の鉄鋼精錬用副資材を含む脱硫剤５を上置き添加して、脱硫処理する機械攪拌式脱硫装置を用いた溶銑の脱硫方法において、
溶銑４の処理前の温度条件＞1360℃ ・・・（１）
式（１）を満たす溶銑４に対して、
溶銑４の処理前温度×0.0003675－0.4575＜処理前の溶銑４中のTi濃度[mass%] ・・・（２）
式（２）を満たす場合は石灰系脱硫剤５の配合条件について、
CaO＞0.94/t ・・・（３）
mass%CaO/mass%AlN＜3.92 ・・・（４）
1.02＜mass%CaO/mass%Al2O3当量＜1.30 ・・・（５）
式（３）～（５）を満たすように石灰系脱硫剤５の配合で行う。
The method for desulfurizing hot metal 4 according to the present invention involves immersing a refractory 3 (hereinafter referred to as an impeller 3) having a plurality of stirring blades 2 into the hot metal 4 charged into a ladle 1. Then, on top of the bath surface of the hot metal 4 being stirred by the rotation of the impeller 3, a desulfurizing agent 5 containing lime and an aluminum-based steel refining auxiliary material with an M.Al concentration of less than 15 mass% is added, In a method for desulfurizing hot metal using a mechanical agitation desulfurization equipment for desulfurization treatment,
Temperature conditions before hot metal 4 treatment > 1360℃...(1)
For hot metal 4 that satisfies formula (1),
Temperature before treatment of hot metal 4 x 0.0003675-0.4575 < Ti concentration in hot metal 4 before treatment [mass%] ... (2)
When formula (2) is satisfied, the blending conditions for lime-based desulfurization agent 5 are as follows:
CaO＞0.94/t...(3)
mass%CaO/mass%AlN＜3.92...(4)
1.02＜mass%CaO/mass%Al 2 O 3 equivalent＜1.30...(5)
The lime-based desulfurization agent 5 is mixed so as to satisfy formulas (3) to (5).
さて、本発明に関し、精錬容器については、取鍋１（溶銑鍋）を対象とする。また、高炉等で製造された溶銑４は硫黄が含まれており、溶銑４の段階で脱硫処理を実施する。
ここで、本発明の溶銑４の脱硫方法を詳説する前に、溶銑４の精錬工程について、一例を挙げて説明する。
具体的に例えば、高炉から出銑された溶銑４は、混銑車にて受銑された後、製鋼工場に運搬され、そこで混銑車から溶銑鍋１（取鍋）へ払い出される。取鍋１においては、除滓位置に移され、この取鍋１中の溶銑４表面に存在する高炉スラグが除去（除滓）される。その後、溶銑４に対して脱硫処理が行われ、脱硫反応により生じたスラグが除去される。除滓された溶銑４は、転炉正面に運ばれて、取鍋１から転炉へ装入される。なお、空となった取鍋１は、払出位置に戻されて、混銑車から取鍋１へ次チャージの溶銑４が払い出される。
Now, regarding the present invention, regarding the refining vessel, the ladle 1 (hot metal ladle) is targeted. Further, the hot metal 4 produced in a blast furnace or the like contains sulfur, and a desulfurization treatment is performed at the stage of the hot metal 4.
Here, before explaining in detail the method for desulfurizing hot metal 4 of the present invention, the refining process of hot metal 4 will be explained by giving an example.
Specifically, for example, hot metal 4 tapped from a blast furnace is received by a pig iron mixer car, then transported to a steel factory, where it is discharged from the pig iron mixer car to a hot metal ladle 1 (ladle). The ladle 1 is moved to a slag removal position, and the blast furnace slag present on the surface of the hot metal 4 in the ladle 1 is removed (slagging). Thereafter, the hot metal 4 is subjected to a desulfurization treatment, and the slag produced by the desulfurization reaction is removed. The removed hot metal 4 is carried to the front of the converter and charged into the converter from the ladle 1. Note that the empty ladle 1 is returned to the discharging position, and the next charge of hot metal 4 is discharged from the pig iron mixing car to the ladle 1.
図１に、本実施形態における取鍋及びインペラの構成（ＫＲ法）の概略を模式的に示す。
本発明については、ＫＲ法（機械式攪拌装置を用いて溶銑４を攪拌するバッチ処理）を対象とする。また、上記のＫＲ法においては、耐火物製の攪拌羽根２を複数枚有するインペラ３を溶銑４中に浸漬させて、そのインペラ３を回転させて攪拌する方法が一般的である。例えば、特開２００３－８２４０９号公報、特開２００４－３５９３４号公報などを参照するとよい。
FIG. 1 schematically shows an outline of the ladle and impeller configuration (KR method) in this embodiment.
The present invention is directed to the KR method (a batch process in which hot metal 4 is stirred using a mechanical stirring device). Moreover, in the above-mentioned KR method, a method is generally used in which an impeller 3 having a plurality of refractory stirring blades 2 is immersed in hot metal 4, and the impeller 3 is rotated to stir the hot metal. For example, reference may be made to JP-A No. 2003-82409, JP-A No. 2004-35934, and the like.
溶銑４の脱硫方法について、図に基づいて詳説する。
本実施形態では、このような精錬工程において行われる溶銑４の脱硫処理では、取鍋１内で、機械式攪拌（ＫＲ攪拌）装置を用いて行われている。
具体的に例えば、図１に示すように、取鍋１において、取鍋１に装入され且つ、耐火物で形成された攪拌羽根２であるインペラ３の回転によって攪拌されている溶銑４に対して、浴面上方から石灰系脱硫剤５を投入して溶銑４浴内に巻き込ませて添加し、その脱硫剤５が添加された溶銑４を強制攪拌しながら脱硫反応を促進させる処理を行う機械攪拌式脱硫装置を用いて溶銑４の脱硫処理を行っている。
The desulfurization method for hot metal 4 will be explained in detail based on the drawings.
In this embodiment, the desulfurization treatment of the hot metal 4 performed in such a refining process is performed in the ladle 1 using a mechanical stirring (KR stirring) device.
Specifically, for example, as shown in FIG. 1, hot metal 4 is charged into the ladle 1 and is being stirred by the rotation of an impeller 3, which is a stirring blade 2 made of a refractory material. A machine that performs a process in which a lime-based desulfurizing agent 5 is introduced from above the bath surface and rolled into the hot metal 4 bath, and the hot metal 4 to which the desulfurizing agent 5 has been added is forcibly stirred to promote the desulfurization reaction. Hot metal 4 is desulfurized using a stirring type desulfurization equipment.
なお、高炉等で製造された溶銑４には硫黄が含まれており、この鋼（溶銑４）に含まれる硫黄は、一般的に鋼の性能を悪化させる有害な不純物であるので、溶銑４の段階で脱硫処理を実施している。
脱硫処理とは、通常、脱硫剤５を溶銑４上に上置きし（溶銑４の浴面上方から投入し）、インペラ３を回転させることにより、脱硫剤５を溶銑４へ巻き込ませることで、溶銑４中のSを以下の化学反応式（式［ａ］）により脱硫するものである。
Note that hot metal 4 produced in a blast furnace etc. contains sulfur, and the sulfur contained in this steel (hot metal 4) is a harmful impurity that generally deteriorates the performance of steel. Desulfurization treatment is carried out in stages.
Desulfurization treatment usually involves placing the desulfurization agent 5 on top of the hot metal 4 (injecting it from above the bath surface of the hot metal 4) and rotating the impeller 3 to cause the desulfurization agent 5 to be drawn into the hot metal 4. S in hot metal 4 is desulfurized by the following chemical reaction formula (formula [a]).
CaO+S=CaS+O ・・・［ａ］
ここで、式［ａ］中のアンダーラインは、溶銑４中に存在する元素である。
また、石灰系脱硫剤５とは、例えば、脱硫処理に必要な生石灰(CaO)と、滓化促進や式［ｂ］に示す脱酸を目的としてアルミ系の鉄鋼精錬用副資材（例えば、アルミドロス：アルミ精錬滓で、Al2O3，金属アルミニウム（以下、M.Alと呼ぶ。)の混合体）とを合わせたものを指す。この石灰系脱硫剤５としては、生石灰とアルミドロスの混合体が一般的である。
CaO+ S =CaS+ O ... [a]
Here, the underline in formula [a] is an element present in the hot metal 4.
In addition, the lime-based desulfurizing agent 5 includes, for example, quicklime (CaO) necessary for desulfurization treatment and an aluminum-based auxiliary material for steel refining (for example, aluminum Dross: Refers to aluminum smelting slag, which is a mixture of Al 2 O 3 and metallic aluminum (hereinafter referred to as M.Al). This lime-based desulfurization agent 5 is generally a mixture of quicklime and aluminum dross.
2Al+3O=Al2O3 ・・・［ｂ］
なお、本発明は、従来よりもM.Alの含有率が低く且つ安価なアルミ系の鉄鋼精錬用副資材を混合した石灰系脱硫剤５を用いて、従来剤と同等の溶銑脱硫方法を提示する。
このように、本発明では、取鍋１（精錬容器）に装入された溶銑４に対して脱硫処理を実施するにあたり、耐火物で形成された攪拌羽根２を複数枚有するインペラ３を溶銑４内に浸漬させて、そのインペラ３を回転させることによって溶銑４を攪拌し、攪拌されている溶銑４の浴面上に、石灰とアルミ系の鉄鋼精錬用副資材を含む脱硫剤５を、上置き添加（浴面上方から投入）することで脱硫処理を実施する、機械攪拌式脱硫装置を用いた溶銑の脱硫方法における技術である。
2 Al +3 O =Al 2 O 3 ... [b]
In addition, the present invention presents a hot metal desulfurization method equivalent to the conventional agent using a lime-based desulfurization agent 5 mixed with an aluminum-based steel refining auxiliary material that has a lower M.Al content and is cheaper than the conventional agent. do.
As described above, in the present invention, when desulfurizing the hot metal 4 charged in the ladle 1 (refining vessel), the impeller 3 having a plurality of stirring blades 2 made of a refractory is used to transfer the hot metal 4 to the hot metal 4. The hot metal 4 is stirred by rotating the impeller 3, and a desulfurizing agent 5 containing lime and aluminum-based auxiliary materials for steel refining is added onto the bath surface of the hot metal 4 being stirred. This is a technique for desulfurizing hot metal using a mechanical stirring type desulfurization equipment, in which desulfurization is carried out by adding sulfur to the bath surface (adding it from above the bath surface).
さて、式（１）については、以下の通りである。
一般的に使用されるアルミ系の鉄鋼精錬用副資材（M.Al濃度が高いもの）と比較すると、AlNの多い安価な脱硫剤は、溶銑４の処理前温度が1360℃を上回ると安定的にAlNによる脱酸が進むこととなる。そのため、以下の化学反応式（式［ｃ］）により、脱硫反応が促進される。
Now, regarding equation (1), it is as follows.
Compared to commonly used aluminum-based steel refining auxiliary materials (those with high M.Al concentration), inexpensive desulfurization agents with a high AlN content are stable when the pre-treatment temperature of hot metal 4 exceeds 1360℃. Deoxidation by AlN will proceed. Therefore, the desulfurization reaction is promoted by the following chemical reaction formula (formula [c]).
一方で、1360℃以下となると脱酸不足により、脱硫能力が低下することとなる。
2AlN+3O＝Al2O3+2N ・・・［ｃ］
以上より、鋭意研究した結果、溶銑４の処理前温度を式（１）のように規定した。なお、式（１）については、後述する実施例に基づいている。
溶銑４の処理前温度＞1360℃ ・・・（１）
また、式（２）については、以下の通りである。
On the other hand, when the temperature is below 1360°C, the desulfurization ability decreases due to insufficient deoxidation.
2AlN+3 O = Al 2 O 3 +2 N ... [c]
Based on the above, as a result of intensive research, the pre-treatment temperature of the hot metal 4 was defined as shown in equation (1). Note that equation (1) is based on the example described later.
Temperature before treatment of hot metal 4 > 1360℃...(1)
Moreover, regarding formula (2), it is as follows.
上記の式［ｃ］からAlNが脱酸に寄与するにあたっては、溶銑４中のN濃度は低い方が望ましい。一方で、Tiも以下に示す式［ｄ］のようにNと反応する。
Ti+N=TiN・・・［ｄ］
そのため、Tiが多いとTiとNが反応して、溶銑４中のN濃度が低減される。その一方で、Tiが少ないとN濃度が高くなるので、AlNの熱分解による脱酸素の促進を阻害する。
From the above formula [c], in order for AlN to contribute to deoxidation, it is desirable that the N concentration in the hot metal 4 is low. On the other hand, Ti also reacts with N as shown in formula [d] below.
Ti + N = TiN...[d]
Therefore, if there is a large amount of Ti, Ti and N will react and the N concentration in the hot metal 4 will be reduced. On the other hand, when Ti is low, the N concentration becomes high, which inhibits the promotion of oxygen removal through thermal decomposition of AlN.
ここで、実機において、Ti濃度と脱硫実績を調査したところ、溶銑４の処理後温度[℃]×0.0003675－0.4575＜処理後の溶銑４中のTi濃度[mass%]を満たす条件下においては、脱硫が促進されていることがわかった。
以上より、鋭意研究した結果、溶銑４中のTi濃度を式（２）のように規定した。なお、式（２）については、後述する実施例に基づいている。
Here, when we investigated the Ti concentration and desulfurization performance in the actual machine, we found that under the condition that the temperature after treatment of hot metal 4 [℃] x 0.0003675 - 0.4575<Ti concentration in hot metal 4 after treatment [mass%] is satisfied. It was found that desulfurization was promoted.
Based on the above, as a result of intensive research, the Ti concentration in hot metal 4 was defined as shown in equation (2). Note that equation (2) is based on the example described later.
溶銑４の処理前温度[℃]×0.0003675－0.4575－処理前の溶銑４中のTi濃度[mass%]＜0 ・・・（２）
また、式（３）については、以下の通りである。
CaOの量そのものが少ないと、十分な脱硫を行うことができない。このことから、溶銑４に投入する脱硫剤５中のCaO量については、脱硫する溶銑１ｔにおいて、少なくとも0.94kg/tは必要となる。
Temperature before treatment of hot metal 4 [℃]×0.0003675−0.4575−Ti concentration in hot metal 4 before treatment [mass%]<0 (2)
Moreover, regarding formula (3), it is as follows.
If the amount of CaO itself is small, sufficient desulfurization cannot be performed. From this, the amount of CaO in the desulfurizing agent 5 to be added to the hot metal 4 is required to be at least 0.94 kg/t per ton of hot metal to be desulfurized.
以上より、鋭意研究した結果、CaOを式（３）のように規定した。なお、式（３）につ
いては、後述する実施例に基づいている。
CaO＞0.94kg/t ・・・（３）
また、式（４）については、以下の通りである。
M.Alの含有率が低いアルミ系の鉄鋼精錬用副資材中のAlNと、CaOの比率に適正値が存在することが、調査してゆく中で判明した。そのAlNとCaOの比率が3.92以上となると、供給したCaOに対して十分に脱酸を実施することができなくなるため、脱硫能力が不足することとなる。なお、mass%は、投入する石灰系脱硫剤５全体での成分濃度である。
Based on the above, as a result of intensive research, CaO was defined as shown in equation (3). Note that equation (3) is based on the example described later.
CaO＞0.94kg/t...(3)
Moreover, regarding formula (4), it is as follows.
Through investigation, it was discovered that there is an appropriate ratio of AlN and CaO in aluminum-based steel refining auxiliary materials with a low M.Al content. When the ratio of AlN to CaO is 3.92 or more, the supplied CaO cannot be sufficiently deoxidized, resulting in insufficient desulfurization ability. Note that mass% is the component concentration in the entire lime-based desulfurization agent 5 to be added.
以上より、鋭意研究した結果、mass%CaO/mass%AlNを式（４）のように規定した。なお、式（４）については、後述する実施例に基づいている。
mass%CaO/mass%AlN＜3.92 ・・・（４）
また、式（５）については、以下の通りである。
脱硫反応を高効率化するための手段の一つとしては、CaOが溶解（滓化）してスラグを生成させ、スラグ内のSの物質移動を高めることが重要となる。ここで、CaO/Al2O3当量が1.1以下であると、CaOの滓化が促進されず、脱硫効率が悪化する虞がある。
Based on the above, as a result of intensive research, mass%CaO/mass%AlN was defined as shown in equation (4). Note that equation (4) is based on the example described later.
mass%CaO/mass%AlN＜3.92...(4)
Moreover, regarding formula (5), it is as follows.
One way to increase the efficiency of the desulfurization reaction is to dissolve (slag) CaO to generate slag and increase the mass transfer of S within the slag. Here, if the CaO/Al 2 O 3 equivalent is 1.1 or less, slag formation of CaO is not promoted, and there is a possibility that desulfurization efficiency may deteriorate.
Al2O3当量：mass%Al2O3＋1.89×mass%M.Al＋1.24×mass%AlN
なお、mass%は、投入する石灰系脱硫剤５全体での成分濃度である。
以上より、鋭意研究した結果、mass%CaO/mass%Al2O3当量を式（５）のように規定した。なお、式（５）については、後述する実施例に基づいている。
1.02＜mass%CaO/mass%Al2O3当量＜1.30 ・・・（５）
さらに、式（６）については、以下の通りである。
Al 2 O 3 equivalent: mass%Al 2 O 3 +1.89×mass%M.Al+1.24×mass%AlN
Note that mass% is the component concentration in the entire lime-based desulfurization agent 5 to be added.
Based on the above, as a result of intensive research, mass%CaO/mass%Al 2 O 3 equivalent was defined as shown in equation (5). Note that equation (5) is based on the example described later.
1.02＜mass%CaO/mass%Al 2 O 3 equivalent＜1.30...(5)
Furthermore, regarding equation (6), it is as follows.
上でも述べたように、本発明は、従来よりもM.Alの含有率が低く且つ安価なアルミ系の鉄鋼精錬用副資材であっても脱硫を行えることを目的とした脱硫方法である。そのM.Al含有量の低いアルミ系の鉄鋼精錬用副資材としては、例えば、Alのアーク炉精錬における副原料であるアーク炉灰などが挙げられる。
以上より、鋭意研究した結果、mass%M.Alを式（６）のように規定した。なお、式（６）については、後述する実施例に基づいている。
As mentioned above, the present invention is a desulfurization method that aims to desulfurize even aluminum-based steel refining auxiliary materials that have a lower M.Al content and are cheaper than conventional ones. Examples of aluminum-based steel refining auxiliary materials with a low M.Al content include arc furnace ash, which is an auxiliary material in arc furnace refining of Al.
Based on the above, as a result of intensive research, mass%M.Al was defined as shown in equation (6). Note that equation (6) is based on the example described later.
mass%M.Al＜15% ・・・（６）
表１に、本発明の溶銑の脱硫方法に関するパラメータ定義について示す。
mass%M.Al＜15%...(6)
Table 1 shows parameter definitions regarding the hot metal desulfurization method of the present invention.
図１に示すように、本実施形態においては、石灰系脱硫剤５として、石灰(CaO)と、Al系の鉄鋼精錬用副資材（Al:脱酸剤、Al2O3、AlN：滓化促進剤）とを混合したものを使用する。
［実施例］
以下に、本発明の溶銑の脱硫方法に従って実施した実施例及び、本発明と比較するために実施した比較例について、説明する。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, lime (CaO) and Al-based auxiliary materials for steel refining (Al: deoxidizing agent, Al 2 O 3 , AlN: slag) are used as the lime-based desulfurization agent 5. Use a mixture of (promoters).
[Example]
Examples carried out in accordance with the hot metal desulfurization method of the present invention and comparative examples carried out for comparison with the present invention will be described below.
本実施例における実施条件については、以下の通りである。
表２に、本実施例における実施条件について示す。なお、表２などに記載した実施形態
は本発明の例示であって、これに限定されるものではない。
The implementation conditions in this example are as follows.
Table 2 shows the implementation conditions in this example. Note that the embodiments described in Table 2 and the like are examples of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
図１に、本実施形態における取鍋及びインペラの構成（ＫＲ法）の概略を模式的に示す。
図２に、インペラ（攪拌羽根）の回転径（太線部）と高さを模式的に示す。
表３に、脱硫剤の成分について示す。
FIG. 1 schematically shows an outline of the ladle and impeller configuration (KR method) in this embodiment.
FIG. 2 schematically shows the rotational diameter (thick line) and height of the impeller (stirring blade).
Table 3 shows the components of the desulfurizing agent.
表４に、本発明の溶銑４の脱硫方法に従って実施した実施例及び、本発明と比較するために実施した比較例を示す。 Table 4 shows examples carried out according to the method for desulfurizing hot metal 4 of the present invention and comparative examples carried out in order to compare with the present invention.
式（１）については、以下の通りである。
図３に、式（１）に関する図であり、溶銑４の処理前温度Ｔ［℃］と脱硫率η[%]との関係を示す。
図３に示すように、1360℃を上回ると、脱硫率ηが50%以上となり、良好な結果を得た（実施例：No.1～15（〇）、比較例：No.16～30（×））。
Regarding formula (1), it is as follows.
FIG. 3 is a diagram related to equation (1), and shows the relationship between the pre-treatment temperature T [° C.] of the hot metal 4 and the desulfurization rate η [%].
As shown in Figure 3, when the temperature exceeds 1360°C, the desulfurization rate η becomes 50% or more, and good results were obtained (Example: No. 1 to 15 (○), Comparative Example: No. 16 to 30 ( ×)).
以上より、「溶銑４の処理前温度＞1360℃」と規定した。
式（２）については、以下の通りである。
図４に、式（２）に関する図であり、T×0.0003675-0.4575-Tii[%]と脱硫率η[%]との関係を示す。
図４に示すように、「処理前温度×0.0003675-0.4575-処理前Ti%」が0を下回ると、脱硫率ηが50%以上となり、良好な結果を得た（実施例：No.1～8（〇）、比較例：No.31～34（×））。
From the above, it was specified that "temperature before treatment of hot metal 4 >1360°C".
Regarding formula (2), it is as follows.
FIG. 4 is a diagram related to equation (2) and shows the relationship between T×0.0003675-0.4575-Ti i [%] and desulfurization rate η [%].
As shown in Figure 4, when "pre-treatment temperature x 0.0003675 - 0.4575 - pre-treatment Ti%" is less than 0, the desulfurization rate η becomes 50% or more, and good results were obtained (Example: No. 1 to 8 (〇), Comparative example: No. 31 to 34 (×)).
以上より、「溶銑４の処理前温度[℃]×0.0003675－0.4575－処理前の溶銑４中のTi濃度[mass%]＜0」と規定した。
式（３）については、以下の通りである。
図５に、式（３）に関する図であり、WCaOと脱硫率η[%]との関係を示す。
図５に示すように、CaOが0.94kg/tを上回ると、脱硫率ηが50%以上となり、良好な結果を得た（実施例：No.1～8（〇）、比較例：No.36,37（×））。
From the above, it was defined as "Pre-treatment temperature of hot metal 4 [°C] x 0.0003675 - 0.4575 - Ti concentration in hot metal 4 before treatment [mass%] <0".
Regarding formula (3), it is as follows.
FIG. 5 is a diagram related to equation (3) and shows the relationship between W CaO and desulfurization rate η [%].
As shown in Figure 5, when CaO exceeds 0.94 kg/t, the desulfurization rate η becomes 50% or more, and good results were obtained (Example: No. 1 to 8 (〇), Comparative Example: No. 36,37(×)).
以上より、「CaO＞0.94kg/t」と規定した。
式（４）については、以下の通りである。
図６に、式（４）に関する図であり、CCaO/CAlNと脱硫率η[%]との関係を示す。
図６に示すように、「mass%CaO/mass%AlN」が3.92を下回ると、脱硫率ηが50%以上となり、良好な結果を得た（実施例：No.4～10（〇）、比較例：No34,35（×））。
Based on the above, it was defined as "CaO>0.94kg/t".
Regarding formula (4), it is as follows.
FIG. 6 is a diagram related to equation (4) and shows the relationship between C CaO /C AlN and desulfurization rate η [%].
As shown in Figure 6, when "mass%CaO/mass%AlN" was less than 3.92, the desulfurization rate η became 50% or more, and good results were obtained (Example: No. 4 to 10 (〇), Comparative example: No. 34, 35 (×)).
以上より、「mass%CaO/mass%AlN＜3.92」と規定した。
式（５）については、以下の通りである。
図７に、式（５）に関する図であり、CCaO/CAlNと脱硫率η[%]との関係を示す。
図７に示すように、「mass%CaO/mass%Al2O3当量」が1.02より上回り且つ1.30を下回ると、脱硫率ηが50%以上となり、良好な結果を得た（実施例：No.1～8（〇）、比較例：No33-35（×））。
From the above, it was defined as "mass%CaO/mass%AlN<3.92".
Regarding formula (5), it is as follows.
FIG. 7 is a diagram related to equation (5) and shows the relationship between C CaO /C AlN and desulfurization rate η [%].
As shown in Figure 7, when "mass%CaO/mass%Al 2 O 3 equivalent" exceeds 1.02 and falls below 1.30, the desulfurization rate η becomes 50% or more, and good results were obtained (Example: No. .1 to 8 (〇), comparative example: No. 33-35 (×)).
以上より、「1.02＜mass%CaO/mass%Al2O3当量＜1.30」と規定した。
さて、本発明は、M.Al濃度の低いAl系の鉄鋼精錬用副資材（脱硫剤５）を用いて、高い脱硫能力を発現する脱硫処理を行うことを目的としている。
なお、本発明の良否の判定基準については、以下のようにした。
脱硫率η≧50%について、実操業において最低限必要な脱硫能力である。
From the above, it was defined as "1.02<mass%CaO/mass%Al 2 O 3 equivalent<1.30".
The purpose of the present invention is to perform a desulfurization treatment that exhibits a high desulfurization ability using an Al-based steel refining auxiliary material (desulfurization agent 5) with a low M.Al concentration.
The criteria for determining the quality of the present invention were as follows.
Desulfurization rate η≧50% is the minimum required desulfurization capacity in actual operation.
また、溶銑４の処理前S濃度については、0.010mass%～0.020mass%のch（チャージ）とした。
本発明の溶銑４の脱硫方法によれば、取鍋１内に装入された溶銑４に対して、攪拌羽根２を溶銑内に浸漬させてインペラ３を回転させて撹拌するに際し、M.Al濃度が低く且つAlN濃度が高いものである安価なアルミ系の鉄鋼精錬用副資材（脱硫剤５）を用いて、そのAlNの分解反応に基づいて、脱硫処理を効率的に行って、脱硫効率の向上を可能とする。
Furthermore, the S concentration of hot metal 4 before treatment was set to ch (charge) of 0.010 mass% to 0.020 mass%.
According to the method for desulfurizing hot metal 4 of the present invention, when stirring the hot metal 4 charged in the ladle 1 by immersing the stirring blade 2 into the hot metal and rotating the impeller 3, M.Al Using an inexpensive aluminum-based steel smelting auxiliary material (desulfurization agent 5) that has a low concentration and a high AlN concentration, desulfurization treatment is performed efficiently based on the decomposition reaction of AlN, and the desulfurization efficiency is increased. It is possible to improve the
以上をまとめると、本発明の溶銑の脱硫方法は、取鍋１に装入された溶銑４に対して、耐火物で形成された攪拌羽根２を複数枚有するインペラ３を溶銑４内に浸漬させて撹拌するに際し、インペラ３の回転によって攪拌されている溶銑４の浴面上に、石灰とアルミニウムを含む鉄鋼精錬用副資材を混合した脱硫剤５を、取鍋１の上方から添加して脱硫処理を実施する機械攪拌式脱硫装置を用いた溶銑の脱硫方法において、以下に示す式（１）～（５）の条件を満たす。 To summarize the above, the hot metal desulfurization method of the present invention involves immersing an impeller 3 having a plurality of stirring blades 2 made of a refractory into the hot metal 4 charged into a ladle 1. When stirring, a desulfurizing agent 5 mixed with auxiliary materials for steel refining including lime and aluminum is added from above the ladle 1 onto the bath surface of the hot metal 4 being stirred by the rotation of the impeller 3 to desulfurize it. In a hot metal desulfurization method using a mechanical stirring type desulfurization apparatus for carrying out the treatment, the conditions of formulas (1) to (5) shown below are satisfied.
溶銑４の処理前温度＞1360℃ ・・・（１）
溶銑４の処理前温度×0.0003675－0.4575－処理前の溶銑４中のTi%＜0 ・・・（２）
CaO＞0.94kg/t ・・・（３）
mass%CaO/mass%AlN＜3.92 ・・・（４）
1.02＜mass%CaO/mass%Al2O3当量＜1.30 ・・・（５）
さらに、本発明の溶銑の脱硫方法は、アルミニウムを含む鉄鋼精錬用副資材（脱硫剤５）を使用するに際しては、以下に示す式（６）の条件を満たすとよい。
Temperature before treatment of hot metal 4 > 1360℃...(1)
Temperature before treatment of hot metal 4 x 0.0003675 - 0.4575 - Ti% in hot metal 4 before treatment <0 ... (2)
CaO＞0.94kg/t...(3)
mass%CaO/mass%AlN＜3.92...(4)
1.02＜mass%CaO/mass%Al 2 O 3 equivalent＜1.30...(5)
Furthermore, in the hot metal desulfurization method of the present invention, when using an auxiliary material for steel refining (desulfurization agent 5) containing aluminum, it is preferable that the condition of formula (6) shown below be satisfied.
mass%M.Al＜15% ・・・（６）
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
特に、今回開示された実施形態において、明示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
mass%M.Al＜15%...(6)
It should be noted that the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be considered restrictive.
In particular, in the embodiments disclosed herein, matters not explicitly stated, such as operating conditions, operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes of components, etc., do not deviate from the scope of those skilled in the art. Rather, values that can be easily assumed by a person skilled in the art are used.
１ 取鍋
２ インペラ
３ 攪拌羽根
４ 溶銑
５ 石灰系脱硫剤
1 Ladle 2 Impeller 3 Stirring blade 4 Hot metal 5 Lime-based desulfurization agent
Claims (2)
以下に示す式（１）～（５）の条件を満たすことを特徴とする溶銑の脱硫方法。
前記溶銑の処理前温度＞1360℃ ・・・（１）
前記溶銑の処理前温度×0.0003675－0.4575－処理前の前記溶銑中のTi%＜0 ・・・（２）
CaO＞0.94kg/t ・・・（３）
mass%CaO/mass%AlN＜3.92 ・・・（４）
1.02＜mass%CaO/mass%Al2O3当量＜1.30 ・・・（５） When stirring hot metal charged in a ladle by dipping an impeller having stirring blades into the hot metal, lime and aluminum are placed on the bath surface of the hot metal being stirred by the rotation of the impeller. In a method for desulfurizing hot metal using a mechanical stirring type desulfurization equipment in which a desulfurization agent mixed with auxiliary materials for steel refining is added from above the ladle to perform desulfurization treatment,
A method for desulfurizing hot metal characterized by satisfying the conditions of formulas (1) to (5) shown below.
Temperature before treatment of the hot metal > 1360℃...(1)
Temperature of the hot metal before treatment x 0.0003675 - 0.4575 - Ti% in the hot metal before treatment <0 (2)
CaO＞0.94kg/t...(3)
mass%CaO/mass%AlN＜3.92...(4)
1.02＜mass%CaO/mass%Al 2 O 3 equivalent＜1.30...(5)
mass%M.Al＜15% ・・・（６） 2. The method for desulfurizing hot metal according to claim 1, wherein when using the auxiliary material for steel refining containing aluminum, the following condition of formula (6) is satisfied.
mass%M.Al＜15%...(6)
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