JP2023538992A - 極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法 - Google Patents
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Abstract
Description
溶銑を含む原料に対して製錬、脱酸及び出鋼合金化を行う転炉製錬ステップと、
前記転炉製錬ステップで得られた溶鋼に対してスラグ調整、精錬を行い、精製鋼液を得るLF精錬ステップと、
前記精製鋼液を真空脱気するRH脱気ステップと、
前記RH脱気ステップの後で得られた鋼液に対して連続鋳造を行い、鋳片を得る連続鋳造ステップと、
を順に含む、極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。
好ましくは、ステップ1)において、前記酸素を吹く時間は5~6minであり、
好ましくは、ステップ1)において、初期のスラグが完全に熔融した後、15~30s内に酸素ランスを転炉から引き上げ、
好ましくは、前記ステップ2)の前記スラグ材料において、前記石灰の添加量は21~25kg/トン-鋼であり、前記ドロマイトの添加量は3.5~5.0kg/トン-鋼であり、前記焼結鉱の添加量は14~20kg/トン-鋼であり、
好ましくは、前記ステップ2)において、前記TSC温度を1540℃~1590℃に制御し、炭素含有量を0.25wt%~0.40wt%に制御する。好ましくは、測定されたTSCが1540℃以下である場合、前記石灰を添加して酸素を継続的に吹錬して製錬し、測定されたTSCが1590℃以上である場合、焼結鉱を添加する。
好ましくは、前記ステップa)において、前記石灰を2~3バッチに分けて添加し、トン-鋼の添加量が42.9~46.2kg/tであり(即ち、1トンあたりの溶鋼に42.9~46.2kgを添加する)、好ましくは、前記焼結鉱を3~4バッチに分けて添加し、トン-鋼の添加量が39.2~42.8kg/tであり、好ましくは、前記ドロマイトを2~3バッチに分けて添加し、トン-鋼の添加量が8.57~10.7kg/tであり、好ましくは、前記ステップb)において、トン当たりの前記溶銑中に、前記石灰又は焼結鉱の添加量が2.15~3.57kgであり、好ましくは、測定されたTSC≦1540℃である場合、前記石灰を添加して酸素をランシングし続けて製錬し、測定されたTSC≧1590℃である場合、焼結鉱を添加し、冷却剤として、反応リズムを制御する。
上記極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法において、好ましい実施形態として、前記連続鋳造ステップにおいて、晶析装置は包晶鋼でスラグを保護し、タンディッシュは炭化籾殻を組み合わせた被覆剤を用いて被覆し、タンディッシュの液面の被覆が良好であることを保証し、取鍋シュラウドはアルゴンシールを採用し、流量は90~120L/minであり、流量<90L/minである場合、空気を遮断する効果を果たすことが困難であり、流量>120L/minである場合、アルゴンガスが浪費であることになる。
極地用鋼の超高リン溶銑により低リン鋼を製錬する方法であって、
(1)転炉製錬
140Tの上下複合吹錬転炉を採用し、原料の組成は、高リン脱硫溶銑141t(C:5.65%、Mn:0.213%、P:0.151%、S:0.002%、Si:0.54%、As:0.0020%、溶銑温度1310℃)であり、スクラップの使用量は10tである。ダブルスラグプロセスを採用し製錬を行い、製錬時に、酸素ガスの1次ランス開き段階では、ランス位置が1500mm程度に制御される。酸素ランスを点火した後、酸素ランスの流量を25000m3/h程度に調整し、ランス位置が1800mmであり、石灰3050kg、焼結鉱3600kg、ドロマイト400kgを添加し、第一バッチが150sオンになる前に添加を完了する。初期のスラグが完全に熔融した後に30秒かけてランスを引き上げスラグを注入し、引き上げのタイミングは原則的に5分程度である。
LF精錬では石灰200kg、蛍石200kg、炭化カルシウム50kg、アルミニウムスラグ80kgを添加してスラグを調整し、150mのアルミニウムを投入してアルミニウムを増加させ、チタンワイヤ130mのチタンを添加してチタンを増加させる。最終的なスラグ塩基度は2.2以上に制御される。
RH処理時、浸漬管の挿入深さは400mmであり、処理時の真空度は30Paであり、還流時間は22分であり、純脱気時間は10分である。RH処理が終了した後、カルシウムアルミニウムワイヤを90メートル/炉に投入し、10分ソフトパージし、RH製錬周期は23分である。
晶析装置は包晶鋼でスラグを保護し、タンディッシュは炭化籾殻を組み合わせた被覆剤を用いて被覆し、タンディッシュの液面の被覆が良好であることを保証する。取鍋シュラウドはアルゴンシールを採用し、流量は90L/minであり、結晶器は非正弦振動モードを採用する。鍛造ビレットの断面寸法は250mm*2400mmであり、引抜き速度は1.1m/minである。
極地用鋼の超高リン溶銑により低リン鋼を製錬する方法であって、
(1)転炉製錬
140tの上下複合吹錬転炉を採用し、原料の組成は、高リン脱硫溶銑92%(C:4.437%、Mn:0.213%、P:0.148%、S:0.003%、Si:0.294%、As:0.0018%、溶銑温度1316℃)、残量はスクラップである。製錬の際にシングルスラグプロセスを採用し、酸素ガスのランス開き段階では、ランス位置が1500mm程度に制御され、酸素ランスを点火した後、酸素ランスの流量を26000m3/h程度に調整し、酸素ランス位置が1800mmであり、酸素供給圧力が0.8MPaであり、製錬前の8分間に、窒素ガスを下吹錬であり、窒素ガスの下吹錬流量が560m3/hであり、次に880m3/hに増加し、下吹錬を8分間行った後にアルゴンガスに切り替え、流量を1200m3/hに増加させ、焼結鉱660kg、石灰6040kg、ドロマイト800kgを添加し、後期塩基度を保証しかつスラグ化を促進し;ランスの終点位置を1200mm程度に制御する。最後に高-低-低ランス位置(2000mm-1500mm-500mm)を採用してスラグスプラッシュ護炉を行い、スラグを除去するプロセスを繰り返して持ち上げ、スラグスプラッシュが乾燥した後に窒素引き抜きランスをオフにし、スラグスプラッシュ時間が163sである。転炉出鋼温度が1646℃であり、出鋼時にアルミニウムマンガン鉄240kg、金属マンガン2040kg、ニッケル板120kg、バナジウム鉄60kg、ニオブ鉄50kg、シリコン鉄440kgを添加し、鋼流に従って600kgの合成スラグ、200kgの予備スラグを添加する。
LF精錬では石灰352kg、蛍石157kg、アルミニウムスラグ180kg、炭化カルシウム20kgを添加してスラグを調整し、アルミニウムワイヤを120m投入してアルミニウムを増加させ、チタンワイヤ150mを添加してチタンを増加させる。最終的なスラグ塩基度は2.2以上に制御される。
RH処理時、浸漬管の挿入深さは400mmであり、処理時の真空度は30Paであり、還流時間は22分であり、純脱気時間は10分である。RH処理が終了した後、80メートルのカルシウムアルミニウムワイヤを投入し、10分ソフトパージし、RH製錬周期は22分である。
晶析装置は包晶鋼でスラグを保護し、タンディッシュは炭化籾殻を組み合わせた被覆剤を用いて被覆し、タンディッシュの液面の被覆が良好であることを保証する。取鍋シュラウドはアルゴンシールを採用し、流量は90L/minであり、結晶器は非正弦振動モードを採用する。鍛造ビレットの断面寸法は300mmであり、引抜き速度は0.85m/minである。
Claims (10)
- 溶銑を含む原料に対して製錬、脱酸及び出鋼合金化を行う転炉製錬ステップと、
前記転炉製錬ステップで得られた溶鋼に対してスラグ調整、精錬を行い、精製鋼液を得るLF精錬ステップと、
前記精製鋼液を真空脱気するRH脱気ステップと、
前記RH脱気ステップの後で得られた鋼液に対して連続鋳造を行い、鋳片を得る連続鋳造ステップと、
を順に含む、
ことを特徴とする極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。 - 前記転炉製錬ステップにおいて、原料とする前記溶銑におけるP元素の含有量が0.15wt%以上である場合、Si元素の含有量が0.15~0.6wt%であり、S元素の含有量が0.006wt%以下であり、As元素の含有量が0.006wt%以下であり、好ましくは、前記溶銑の温度が1230℃以上であり、
好ましくは、前記転炉製錬ステップにおいて、前記原料はスクラップをさらに含み、好ましくは、前記スクラップの質量/(溶銑+スクラップの質量)が8%以下である、
ことを特徴とする請求項1に記載の極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。 - 前記転炉製錬ステップにおいて、原料とする前記溶銑におけるシリコンの質量含有量が0.30%以上である場合、ダブルスラグプロセスを採用して前記製錬を行い、好ましくは、前記ダブルスラグプロセスは、具体的には、ステップ1)及びステップ2)を含み、前記ステップ1)は、前記原料に一部のスラグを添加してから、酸素ランスを用いて前記原料に酸素を吹き、初期のスラグが完全に熔融した後、酸素ランスを転炉から引き上げ、スラグを注入することであり、ステップ2)は、酸素ランスを用いてステップ1)で得られた溶鋼に酸素を吹いてから、残りの前記スラグをバッチに分けて添加し、製錬を継続し、製錬工程において溶鋼のTSC温度及びC含有量を測定し、測定結果に基づいて石灰又は焼結鉱を選択し添加することにより、後期塩基度を保証してスラグの完全熔融を促進することであり、
好ましくは、前記ステップ2)において、残りの前記スラグを添加してから溶鋼のTSC温度およびC含有量を測定するまでの間の時間は70~90sであり、
好ましくは、前記ステップ2)の総反応時間は240~300sであり、
好ましくは、前記スラグは、スラグ形成剤及び冷却剤を含み、好ましくは、前記スラグ形成剤は石灰及びドロマイトであり、前記冷却剤は焼結鉱であり、好ましくは、前記ステップ1)において、前記石灰の添加量は20~22.5kg/トン-鋼であり、前記ドロマイトの添加量は3.5~5.5kg/トン-鋼であり、前記焼結鉱の添加量は28.5~32kg/トン-鋼であり、
好ましくは、ステップ1)において、前記酸素を吹く時間は5~6minであり、好ましくは、ステップ1)において、初期のスラグが完全に熔融した後、15~30s内に酸素ランスを転炉から引き上げ、
好ましくは、前記ステップ2)の前記スラグ材料において、前記石灰の添加量は21~25kg/トン-鋼であり、前記ドロマイトの添加量は3.5~5.0kg/トン-鋼であり、前記焼結鉱の添加量は14~20kg/トン-鋼であり、
好ましくは、前記ステップ2)において、前記TSC温度を1540℃~1590℃に制御し、炭素含有量を0.25wt%~0.40wt%に制御し、
好ましくは、前記ステップ2)において、測定されたTSC温度結果に基づいて前記石灰又は焼結鉱を添加して吹錬し続けることにより、転炉のTSO温度を1600℃~1650℃に制御することを保証し、炭素含有量を0.07wt%~0.09wt%に制御し、好ましくは、前記転炉のTSO温度が1600℃未満であると、スポット吹き昇温を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。 - 前記転炉製錬ステップにおいて、原料とする前記溶銑におけるシリコンの質量含有量が0.30%未満である場合、シングルスラグプロセスを採用して製錬し、好ましくは、前記シングルスラグプロセスの具体的な工程は、ステップa)及びステップb)であり、前記ステップa)は、前記原料に石灰、焼結鉱及びドロマイトを添加することであり、ステップb)は、全工程でスラグが完全に熔融し、TSCを測定してから、測定したTSC結果に基づいて石灰又は焼結鉱を選択して添加することであり、
好ましくは、前記ステップa)において、前記石灰を2~3バッチに分けて添加し、トン-鋼の添加量が42.9~46.2kg/tであり、好ましくは、前記焼結鉱を3~4バッチに分けて添加し、トン-鋼の添加量が39.2~42.8kg/tであり、好ましくは、前記ドロマイトを2~3バッチに分けて添加し、トン-鋼の添加量が8.57~10.7kg/tであり、
好ましくは、前記ステップb)において、トン当たりの前記溶銑において、前記石灰又は焼結鉱の添加量が2.15~3.57kgであり、好ましくは、TSC≦1540℃である場合、前記石灰を添加して酸素をランシングし続けて製錬し、TSC≧1590℃である場合、焼結鉱を添加し、
好ましくは、前記ステップb)において、TSOの測定結果に基づき、C含有量≧0.10%であると、スポット吹きを行うことにより、溶鋼のC、P含有量を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。 - 前記転炉製錬ステップにおいて、製錬全工程には、転炉を用いて窒素ガス及びアルゴンガスを下吹し、
好ましくは、前記転炉製錬ステップにおいて、製錬の前7~8分間で、窒素ガスを下吹し、ここで1~3minの窒素ガス流量は450~580Nm3/hであり、後期の窒素ガス流量は800~900Nm3/hに増加し、製錬窒素ガスを下吹製錬した7~8分後にアルゴンガスに切り替え、アルゴンガスの流量は1000~1100Nm3/hに増加し、
好ましくは、前記転炉製錬ステップにおいて、転炉炭素酸素積≦0.0021であり、転炉測定終点炭素≦0.045%である場合、直接的に出鋼し、転炉炭素酸素積>0.0032である場合、転炉のTSO成分をC:0.06~0.09wt%、P≦0.006wt%、S≦0.020wt%と測定してから、ようやく出鋼し、転炉炭素酸素積が0.0021~0.0032の間にある場合、転炉測定終点炭素は≦0.045%である必要があり、転炉炭素酸素積が0.0021~0.0032の間にいない場合、スポット吹きを行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。 - 前記転炉製錬ステップにおいて、前記製錬の後に、かつ前記脱酸の前に、高-低-低のランス位置を用いて窒素ガスを利用してスラグスプラッシュ護炉を行い、スラグスプラッシュ工程で酸素ランスを引き上げ押し入れることを繰り返し、スラグスプラッシュが乾燥した後に窒素をオフにして酸素ランスを引き上げ、スラグスプラッシュ時間が140~200sであり、
好ましくは、アルミニウムマンガン鉄を用いて前記脱酸を行い、前記アルミニウムマンガン鉄の添加量が1.7~2.5kg/t鋼であり;
好ましくは、前記合金化に用いられる合金は、金属マンランス、フェロシリコン、ニオブ鉄、バナジウム鉄及びニッケル板である、
ことを特徴とする請求項1に記載の極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。 - 前記LF精錬ステップにおいて、前記スラグを調整するために用いられる物質はアルミニウムスラグ及び炭化カルシウムであり、好ましくは、前記スラグを調整するために用いられる物質は石灰をさらに含み、好ましくは、スラグを最終的なスラグ塩基度≧2.2に調整し、出場前のトップスラグは必ず黄白スラグ又は白スラグであり、黄白スラグ又は白スラグの保持時間は10分間以上であり、
好ましくは、前記スラグを調整した後、アルミニウムワイヤを投入してアルミニウムを増加させ、チタンワイヤを投入してチタンを増加させ、
好ましくは、前記精錬の時間は30~45minであり、
好ましくは、スラグを調整するために用いられるスラグの質量比は、石灰:蛍石:炭化カルシウム:アルミニウムスラグ=(3-5):(3-5):1:(1-2)である、
ことを特徴とする請求項1に記載の極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。 - 前記RH脱気ステップにおいて、前記真空脱気の場合、真空度が133Pa以下であり、還流時間が15分以上であり、脱気時間が5分を超え、
好ましくは、前記RH脱気ステップにおいて、前記真空脱気の後、カルシウムアルミニウムワイヤを80~100メートル/炉で投入し、ソフトパージが10分以上である、
ことを特徴とする請求項1に記載の極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。 - 前記連続鋳造ステップにおいて、前記溶鋼の過熱度が25℃以内に制御され、
好ましくは、前記連続鋳造ステップにおいて、175断面に対して、前記連続鋳造の時の引抜き速度は1.25~1.35m/minであり、200断面に対して、前記連続鋳造時の引抜き速度は1.2~1.4m/minであり、250断面に対して、前記連続鋳造時の引抜き速度は1.1~1.3m/minであり、300mm断面に対して、前記連続鋳造時の引抜き速度は0.85~0.95m/minであり、
好ましくは、前記連続鋳造ステップにおいて、晶析装置は包晶鋼でスラグを保護し、タンディッシュは炭化籾殻を組み合わせた被覆剤を用いて被覆し、タンディッシュの液面の被覆が良好であることを保証し、取鍋シュラウドはアルゴンシールを採用し、流量は90~120L/minである、
ことを特徴とする請求項1に記載の極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。 - 質量%で、前記製錬方法で得られた鋼成分におけるP含有量は0.007%未満であり、より好ましくは、前記製錬方法で得られた鋼成分は、質量%で、C:0.06~0.10%、Si:0.20~0.35%、Mn:1.5~1.65%、Nb:0.010~0.030%、V:0.010~0.035%、Ti:0.010~0.035%、Al:0.015~0.040%を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の極地用鋼の超高リン溶銑低コスト製錬方法。
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