JP3709141B2

JP3709141B2 - Sloping suppression method in hot metal pretreatment

Info

Publication number: JP3709141B2
Application number: JP2001010762A
Authority: JP
Inventors: 洋一船岡
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: JP2002212618A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶銑に石灰、スケール、その他の精錬剤を装入して溶銑の脱珪、脱燐等を行う溶銑予備処理工程において、スロッピングを抑制する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶銑の精錬は、転炉にて脱炭と同時に脱燐・脱硫が行われていた。ところがこのように転炉で精錬処理を行う場合、脱燐・脱硫反応を進行させるため、大量の石灰を装入して、転炉吹錬初期の脱珪反応で生ずるＳｉＯ₂主成分の低塩基度スラグを高塩基度スラグに変える必要があった。近年は、石灰の使用量を削減して経済的に溶銑の精錬を行い、かつ転炉精錬における上記精錬負荷を軽減することを目的に、転炉での操業に先立って別の反応容器で溶銑の脱珪・脱燐等を行う溶銑予備処理が一般に行われている。
【０００３】
最近では、脱珪・脱燐用の溶銑予備処理容器として、主にフリーボード（溶銑面から反応容器口までの間隔）の大きい転炉型の反応容器が用いられているが、この様に容量の大きい反応容器を用いた場合であっても、大量の酸素を吹き込み、低塩基度スラグを用いた精錬を実施すれば、脱珪・脱燐処理中にスラグがフォーミングして反応容器外に流出するという所謂スロッピング現象が生ずる。この様なスロッピング現象が生ずると、処理を中断して後工程操業に悪影響を与えるだけでなく鉄の歩留り低下も招くこととなる。
【０００４】
上記スロッピング現象に対しては、従来から幾つかの解決方法が提案されている。まずスロッピング現象が始まると、該現象が収まるまで処理を中断したり、酸素の供給速度を小さくするといった方法が挙げられるが、これらの方法では処理時間の延長を余儀なくされるため、後工程へのスムーズな物流が阻害される他、溶銑温度が低下して後工程操業に悪影響を与えることとなる。例えば特開平１０−１９５５１５号には、石灰石化合物およびコークスのうちの少なくとも一方をスラグに装入しつつ、溶銑への固溶酸素物および気体酸素の装入量を、下記（１）式を満たすように設定して予備精錬を行う方法が提案されているが、結局、上記方法は酸素供給速度を制御するものであって、酸素供給速度低下による処理時間の延長という従来からの問題は解消されない。尚、上記公報には、スロッピング抑制剤装入に関する具体的な条件（装入速度や装入量、抑制剤の形状など）も記述されていない。
qo₂[１−3.2・［％Si］・exp（−0.4・QO₂）] ≦ 0.2・Ｂ …（１）
（ここで、［％Si］:予備処理前の溶銑のＳｉ濃度，qo₂:酸素投入速度（Ｎｍ³/ｔ・min），QO₂:積算酸素投入量（Ｎｍ³/ｔ），Ｂ:スラグ塩基度を表す。）
【０００５】
また、スロッピングが発生しても脱燐等の精錬作業に支障が生じないよう溶銑予備処理容器の周辺にスロッピング滓用のピットを掘り、反応容器外にフォーミングスラグを溢れ出させながら操業を続ける方法が提案されている。しかしながら、スロッピング滓中には通常１０％以上の鉄分が含まれているので、鉄歩留まりが低くなって経済性の観点から好ましくない。またスラグ中の鉄分を回収するとなれば生産性を低下させることとなる。
【０００６】
その他、特開昭６３−７２８１０号に示されるように不活性ガスと共に還元剤を吹き付けたり、特開昭６２−８６１１０号に示されるように炭材にダスト等を混合・成形したものを装入するといった、スラグ中のＦｅＯを還元剤で還元してスラグをフォーミングし難い性質に変化させる方法も提案されている。しかしながらこれらの方法では、上記還元剤により脱燐反応の進行が阻害されるという本質的な問題が生じてくる。
【０００７】
また特許第２７６４１９２号、同第２６７１０６３号、特開平５−２８７３４７号、および同５−２８７３４８号等には、平均粒径が２５μｍ〜２ｍｍの炭材微粒粉を、溶銑面より１ｍ以下の上方からフォーミングしているスラグ表面以下の高さに設けた吹き込み孔より、１０〜６００ｋｇ／分間の速度でスラグ中に吹き込んでスロッピングを抑制する方法や、平均粒径が２５μｍ〜２ｍｍの炭材微粒粉と平均粒径が２５０μｍ以下の石灰石粉とを、重量比で５０：５０から９０：１０とした混合粉を、溶銑面より１ｍ以上の上方からフォーミングしているスラグ表面以下の高さに設けた吹き込み孔より、１０〜６００ｋｇ／分間の速度でスラグ中に吹き込む方法が提案されている。しかしながら、何れの方法もトピードカーや溶銑鍋で用いられているような粉体吹き込み用のインジェクションランスの使用が必須であるため、溶銑予備処理容器の主流になりつつある特殊な粉体吹き込みランスのない転炉型反応容器では、新たにランスを設置するなど費用がかさむといった問題がある。また前記炭材微粒粉等の抑制剤を、特殊な粉体吹き込みランスを用いず、転炉型反応容器の上方からフォーミングスラグ表面へ装入したとしても、前記抑制剤の比重が軽くフォーミングスラグ表面で燃焼してしまうので、燃焼熱が有効にフォーミングスラグ内部に伝わらず、フォーミング抑制に有効でない。仮に、上記抑制剤をフォーミングスラグ中に装入することができたとしても、スラグ中のＴ．Ｆｅ還元が同時に行われて脱燐反応の進行が阻害されるといった本質的な問題を引き起こすことが考えられる。
【０００８】
尚、特開平１１−２８６７１０号には、精錬用ランスからフラックスを供給して脱珪・脱燐を行う溶銑予備処理方法にて、溶銑中に精錬用ランスを用いて装入したＣａＯ及び酸化剤を含むフラックスと溶銑との反応ガスが浮上する溶銑浴面上に、粒径３ｍｍ以下の石灰石を上吹きランスを用いて装入する方法が開示されている。また、特開平１１−５０１２１号には、溶銑予備処理を行うにあたって、粒子径が１ｍｍ以上のコークスや石灰石粉を、溶銑浴面における精錬剤吹き込み位置の直上に装入して、スラグフォーミング高さを反応容器のフリーボード内に抑えてスロッピングを防止する方法が提案されている。しかしながらいずれの方法も、スロッピング発生の有無に関わらず石灰石を装入しているので、石灰石が分解してＣＯ₂ガスが多量に発生し、かえってスロッピングを助長させることとなる。また石灰石の装入位置がいずれも溶銑浴面上であるため、転炉型反応容器にて上吹き酸素を吹き込むといった場合、酸素が溶銑に衝突する火点領域に上記石灰石を装入することとなり、高熱で瞬時に石灰石が分解して多量のＣＯ₂ガスを発生させてスロッピングを助長させることとなる。
【０００９】
また、特開平７−２６３１６号では、溶銑上に脱燐剤を上置きして酸素ガスで吹錬する溶銑脱燐方法において、石灰源の４０％以上が石灰石のものを脱燐剤に用いているが、この様に上置きされた状態では、石灰石がフォーミングスラグ表層部で分解するのみで、スロッピングを抑制する効果はない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、溶銑予備処理においてスロッピングを抑制し、脱珪・脱燐処理の時間延長や進行阻害、および鉄歩留まりの低下を生じさせることなく、効率良く脱珪・脱燐処理を行うことのできる有用な溶銑予備処理法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る溶銑予備処理におけるスロッピング抑制方法とは、溶銑予備処理容器の上方から石灰石をフォーミングスラグ内に装入して溶銑予備処理時のスロッピングを抑制する方法であって、粒径が５〜１００ｍｍの石灰石を、溶銑予備処理容器内のフォーミングスラグ高さが一定の高さに至った時点で、１回につき溶銑１トンあたり０．５〜５ｋｇ装入するところに要旨を有するものである。前記フォーミングスラグ内への石灰石装入は、前記石灰石のフォーミングスラグへ衝突する際の衝突エネルギーを制御して行うことが好ましく、前記衝突エネルギーは好ましくは２０００〜２００００Ｎ・ｍの範囲内である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、前述した様な状況の下で、溶銑予備処理工程にてスロッピングを抑制し、効率よく脱珪・脱燐処理を行うことのできる方法について鋭意研究を進めた。その結果、溶銑予備処理容器内のフォーミングスラグ高さが一定の高さに至った時点で、溶銑予備処理容器の上方から石灰石をフォーミングスラグ内に装入すれば、スロッピング抑制のために作業を一旦停止するなど進行を妨げることなく、効率よく脱珪・脱燐処理を行うことができることを見出した。以下、本発明で規定した内容についてより詳細に述べていく。
【００１４】
フォーミングスラグ中に装入された石灰石は分解して石灰を生成し、この石灰がフォーミングスラグと反応してフォーミングスラグの塩基度を下げ、スラグ中の気泡間の液膜を破壊して気泡の合体や破壊を促進するのであるが、この様な作用を長時間にわたって有効に発揮させるには、石灰石をフォーミングスラグの適切な位置に装入することが重要となってくる。
【００１５】
図１（ｂ）は溶銑予備処理容器の上方からフォーミングスラグ内に石灰石を装入した場合の石灰石装入位置を例示したものであるが、本発明では、この様に石灰石をフォーミングスラグ内に装入する。その理由として、フォーミングスラグへ装入した石灰石が、図１（ｃ）の如くスラグ内と比較して高温のスラグ−溶銑界面に達した場合、溶銑の高熱で石灰石の分解速度が極端に速まりスロッピング抑制効果の持続時間が短くなるばかりか、前記分解にて瞬時に多量のＣＯ₂ガスが発生するので、スラグ層最深部での脱炭反応で生ずるＣＯガスに加えて更にガスを発生させることとなり、スラグフォーミングを助長してしまうこととなるからである。また図１（ａ）に示す様にスラグ表面上に装入したのでは、前述の如くスロッピング抑制効果がほとんど発揮されない。特に転炉型溶銑予備処理にて酸素を上方から吹き込む場合には、この様な位置へ装入すると石灰石が瞬時に分解して多量のＣＯ₂ガスを発生させることとなる。
【００１６】
本発明では、石灰石の装入を溶銑予備処理容器内のスラグフォーミング高さが一定の高さに至った時点で行うこととする。スロッピング発生の有無にかかわらず石灰石の装入を行うと、多量のＣＯ₂ガスが発生してスラグフォーミングを助長することとなるからである。
【００１７】
本発明を実施するにあたり、石灰石を装入する時期は次のようにして判断することができる。即ち、最初に反応容器口から小規模のスラグ飛散が起こり、次第にこのようなスラグ飛散の規模が激しくなった時点で断続的なスラグ流出が生じるので、スラグの飛散状況を反応容器口上部から連続的に観察し、スラグ飛散の程度が次第に激しくなった時点で、石灰石を上方よりフォーミングスラグ内に装入することが好ましい。尚、この様に目視で観察を行う他、計器を用いてフォーミングスラグ高さを検知するようにし、ある一定の高さを超えると適量の石灰石が装入されるよう自動制御することも可能である。
【００１８】
本発明は石灰石の装入方法を特定するものではなく、装入方法として溶銑予備処理容器の上方から石灰石を落下させたり、溶銑予備処理容器の上方に設置したランスから石灰石を装入したり、フォーミングスラグ中にランスを差し込んで石灰石を装入することが挙げられるが、装入範囲や装入量が限られてくること、および設備が複雑となる等の理由から、ランスを用いずフォーミングスラグ上方から石灰石を自然落下させることが好ましい。
【００１９】
フォーミングスラグ内への石灰石装入は、フォーミングスラグへ衝突する際の石灰石の衝突エネルギーを制御して行うことが好ましい。
【００２０】
図２は、フォーミングスラグ（厚み：約３ｍ）へ石灰石を装入する際の石灰石の衝突エネルギーとフォーミングスラグ中への石灰石装入指数との関係を示したグラフであり、上記石灰石の衝突エネルギーは、石灰石装入量、石灰石の装入位置およびフォーミングスラグの厚みから位置エネルギーを計算して求めたものであり、上記フォーミングスラグ中への石灰石装入指数は、フォーミングスラグ表面を０．０とし、溶銑表面を１．０とした場合の石灰石のフォーミングスラグへの装入距離を割合で示したものである。この図２より、前記衝突エネルギーが小さすぎると、石灰石がフォーミングスラグ内に装入されず、溶銑表面上にとどまってスロッピング抑制効果が有効に発揮されない。従って、前記衝突エネルギーは２０００Ｎ・ｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは４０００Ｎ・ｍ以上である。一方、石灰石の衝突エネルギーが大きすぎると、装入した石灰石がスラグ−溶銑界面もしくは溶銑中に到達して瞬時に分解し、スロッピング抑制効果が発揮されないばかりかＣＯ₂ガスが瞬時に多量発生してスラグフォーミングを助長することとなる。従って、前記衝突エネルギーは２００００Ｎ・ｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１５０００Ｎ・ｍ以下である。
【００２１】
本発明では石灰石の装入量を調整することでより効果的にスロッピングを抑制することができる。図３は、溶銑１トンあたりの石灰石装入量（装入原単位）とスロッピング抑制効果の持続時間の関係を示したグラフであり、スロッピング抑制効果の持続時間は、反応容器よりスラグが溢れた時点で石灰石を添加してフォーミングスラグがおさまった後、再び反応容器からスラグが溢れるまでの時間を測定したものである。この図３より、石灰石の装入量が多くなるほどスロッピング抑制効果は長時間持続することから、石灰石装入量は溶銑１トン当たり０．５ｋｇ以上とすることが好ましく、より好ましくは溶銑１トン当たり１．０ｋｇ以上である。一方、上記石灰石の装入量が多すぎると、石灰石の原単位増加を招いて経済的でないばかりでなく、装入した石灰石によってスラグが極端に冷却されるため、石灰石の上記分解反応や分解で生じたＣａＯの滓化が阻害されるだけでなく、処理後の溶銑温度が低下して後工程に支障が生ずることとなる。また一度に多量の石灰石を装入すると、分解時に多量のＣＯ₂ガスを発生させてスロッピング助長を招くこととなる。従って石灰石の装入量は、溶銑１トン当たり５ｋｇ以下とすることが好ましく、より好ましくは溶銑１トン当たり３ｋｇ以下である。尚、本発明では、脱珪・脱燐等の精錬処理所要時間に応じて上記量の石灰石を繰り返し装入することも可能である。
【００２２】
石灰石の大きさを調整することも、スロッピングの抑制効果を発揮させる上で有効である。即ち、石灰石の粒径が小さすぎると、該石灰石を装入してもフォーミングスラグ表面にすら到達し難く、フォーミングスラグ内に装入させることが難しいので十分なスロッピング抑制効果は期待し難い。従って、フォーミングスラグに装入する石灰石の粒径は、５ｍｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ以上である。一方、上記石灰石の粒径が大きすぎると、フォーミングスラグ中に装入した石灰石が分解するのに時間がかかる他、フォーミングスラグ内で分散しにくいためスロッピング抑制効果が有効に発現されない。従って、石灰石の粒径は１００ｍｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは５０ｍｍ以下である。
【００２３】
本発明は、溶銑の脱珪・脱燐・脱硫等を行う溶銑予備処理工程で生じるスロッピング関するものであるが、これらの処理に用いうる精錬剤を特に限定するものではなく、石灰、スケール、炭酸ソーダその他の精錬剤を用いる場合にも適用可能であることはいうまでもない。
【００２４】
溶銑予備処理を行う精錬容器としては、溶銑量に対する容量の大きい転炉型の反応容器を使用することが好ましいが、溶銑表面から容器口までの間隔の大きいその他の鍋型反応容器を用いることも可能である。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００２６】
＜実施例＞
高炉から出銑されたＳｉ含有量が０．４０質量％の溶銑９０トンを、図４に示す転炉型溶銑予備処理容器８に装入した後、石灰、スケール等の副原料を上方より装入し、酸素ランス９を用いて酸素を吹き込みながら、更に石灰とスケールを混合した粉体をインジェクションランス１０から溶銑４中に吹き込んで脱珪、脱燐処理を行った。該処理中に炉口部から目視でスラグフォーミングの発生状況を連続的に監視していたところ、処理開始から約４分後および約７分後に、フォーミングスラグ厚みが４ｍ以上となり炉口部からのスラグ飛散が激しくなったので、その都度、粒径１０〜５０ｍｍの石灰石７を、溶銑１トンあたり２．２ｋｇ、衝突エネルギーが８０００Ｎ・ｍとなるようスロッピング抑制剤装入装置６を用いて炉上から炉内のフォーミングスラグ３内に装入し、フォーミングスラグ厚さを２ｍ程度にまで沈静化してスロッピングを抑制した。
【００２７】
この様にしてスロッピング抑制を行うことで、脱珪・脱燐処理を中断することなく効率良く行うことができたため、１０分間の脱燐処理で溶銑中の燐含有量を０．１００質量％から０．０１０質量％にまで減少させることができた。上記実験条件および結果を表１に示す。尚、表１中のスロッピング指数とは、フォーミングスラグが溢れ出た場合を「大」とし、全く溢れ出なかった場合を「なし」とした場合のスロッピングの程度を示すものである。
【００２８】
【表１】

【００２９】
＜比較例＞
スロッピング抑制剤として石灰石の代わりにコークスを用い、以下に示した方法でスロッピングを抑制した以外は実施例と同様にして脱珪・脱燐処理を行った。即ち、上記脱珪・脱燐処理中に炉口部から目視でスラグフォーミングの発生状況を連続的に監視していたところ、処理開始から約４分後以降にフォーミングスラグが厚さ４ｍ以上となり炉口部からのスラグの飛散が激しくなったため、コークスを、前記実施例にて用いた石灰石装入装置６を使用してフォーミングスラグの上方から表面へ装入した。溶銑１トンあたり２．２ｋｇ装入する作業を３回繰り返してスロッピングの抑制を試みたが、炉口からのスラグ流出を抑制することができなかった。そこで上吹き酸素供給速度を下げて脱燐処理を継続したが、十分なフォーミング抑制ができず、炉内のスラグが大量に炉口より炉外に流出したため脱燐に必要なスラグが不足し、溶銑中の燐含有量を０．１００質量％から０．０３０質量％にまでしか低減することができなかった。脱珪・脱燐処理に要した時間は１５分であり、その結果、転炉への溶銑運搬が遅れて転炉での待ち時間が生じ、作業効率が低下してしまうこととなった。またスロッピングによる溶銑中の鉄歩留りが上記実施例の場合と比較して１％低下する結果となった。比較例の実験条件及び結果を前記表１に併記する。
【００３０】
これらの結果より、本発明の如く適切な時期に適量の石灰石をフォーミングスラグ内に装入することで、鉄歩留りを低下させることなく十分な脱珪・脱燐処理をスムーズに行えることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上の様に構成されており、溶銑予備処理工程にて、本発明の如く溶銑予備処理容器内のフォーミングスラグ高さが一定の高さに至った時点で、溶銑予備処理容器の上方から石灰石をフォーミングスラグ内に装入すれば、有効にスロッピングを抑制しつつ脱珪・脱燐処理を進めることができ、その結果、製鋼工程の物流をより円滑にすることができるだけでなく、製鋼工程での鉄歩留まりも上昇させることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】フォーミングスラグへの石灰石の装入位置を示す概略図であり、（ａ）は装入した石灰石がフォーミングスラグ表面近傍にある場合、（ｂ）は装入した石灰石がフォーミングスラグ内にある場合、（ｃ）は装入した石灰石がフォーミングスラグ−溶銑界面にある場合を示している。
【図２】フォーミングスラグに石灰石を装入する際の該石灰石の衝突エネルギーとフォーミングスラグ内への石灰石装入指数との関係を示すグラフである。
【図３】溶銑１トンあたりの石灰石装入量（装入原単位）に対するスロッピング抑制効果の持続時間を示すグラフである。
【図４】実施例にて溶銑に石灰石を装入する方法を例示する概略図である。
【符号の説明】
１石灰石
２溶銑予備処理容器
３フォーミングスラグ
４溶銑
５スラグ−溶銑界面
６石灰石装入装置
７粒径１０〜５０ｍｍの石灰石
８転炉型溶銑予備処理容器
９酸素ランス
１０インジェクションランス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for suppressing slopping in a hot metal preliminary treatment step in which lime, scale, or other refining agent is charged into hot metal to perform desiliconization or dephosphorization of the hot metal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, hot metal refining has been dephosphorized and desulfurized simultaneously with decarburization in a converter. However, when the refining treatment is performed in the converter in this way, in order to advance the dephosphorization / desulfurization reaction, a large amount of lime is charged and the SiO ₂ main component low base produced by the desiliconization reaction in the initial stage of the converter blowing. It was necessary to change degree slag to high basicity slag. In recent years, in order to reduce the amount of lime used to economically refine hot metal and reduce the above-mentioned refining load in converter refining, a separate reaction vessel can be used prior to the operation in the converter. In general, hot metal pretreatment for desiliconization, dephosphorization, etc. is performed.
[0003]
Recently, as a hot metal pretreatment vessel for desiliconization and dephosphorization, a converter-type reaction vessel with a large free board (distance from the hot metal surface to the reaction vessel port) is mainly used. Even if a large reaction vessel is used, if a large amount of oxygen is blown and refining using low basicity slag is performed, slag will form during desiliconization / dephosphorization and flow out of the reaction vessel. A so-called slipping phenomenon occurs. When such a slopping phenomenon occurs, the process is interrupted and adversely affects the post-process operation, and also the iron yield is reduced.
[0004]
Several solutions have been proposed for the above-mentioned slipping phenomenon. First, when the slopping phenomenon starts, there are methods such as interrupting the process until the phenomenon stops, or reducing the oxygen supply rate. However, in these methods, it is necessary to extend the processing time. In addition to hindering smooth logistics, the hot metal temperature decreases and adversely affects post-process operations. For example, in JP-A-10-195515, at least one of a limestone compound and coke is charged into slag, and the amount of solute oxygen and gaseous oxygen charged into the hot metal satisfies the following formula (1). Although a method for performing preliminary refining with such a setting has been proposed, in the end, the above method controls the oxygen supply rate, and the conventional problem of extending the processing time due to a decrease in the oxygen supply rate is not solved. . In addition, the above-mentioned publication does not describe specific conditions (charging speed, charging amount, inhibitor shape, etc.) regarding the charging of the slopping inhibitor.
qo ₂ [1-3.2 · [% Si] · exp (−0.4 · QO ₂ )] ≤ 0.2 · B (1)
(Where [% Si]: Si concentration of hot metal before pretreatment, qo ₂ : oxygen input rate (Nm ³ / t · min), QO ₂ : accumulated oxygen input (Nm ³ / t), B: slag Represents basicity.)
[0005]
Also, in order to prevent refining work such as dephosphorization even if slopping occurs, a pit for slapping dredging is dug around the hot metal pretreatment vessel, and operation is performed while overflowing forming slag outside the reaction vessel. A way to continue is proposed. However, since the slopping slag usually contains 10% or more of iron, the iron yield is lowered, which is not preferable from the viewpoint of economy. Moreover, productivity will be reduced if iron in slag is collected.
[0006]
In addition, as shown in JP-A-63-72810, a reducing agent is sprayed together with an inert gas, or as shown in JP-A-62-86110, a carbon material mixed with dust or the like is charged. There has also been proposed a method in which FeO in slag is reduced with a reducing agent to change the slag into a property that is difficult to form. However, these methods have an essential problem that the dephosphorization reaction is inhibited by the reducing agent.
[0007]
Patent Nos. 2764192, 2671063, JP-A Nos. 5-287347, and 5-287348, and the like, fine particles of carbonaceous material having an average particle size of 25 μm to 2 mm are applied from above 1 m or less from the hot metal surface. A method of suppressing slopping by blowing into the slag at a rate of 10 to 600 kg / min from a blowing hole provided at a height below the forming slag surface, or a carbonaceous fine powder having an average particle size of 25 μm to 2 mm And a limestone powder having an average particle size of 250 μm or less and a mixed powder with a weight ratio of 50:50 to 90:10 provided at a height below the slag surface forming from 1 m or more above the hot metal surface. There has been proposed a method of blowing into the slag at a rate of 10 to 600 kg / min from the blowing hole. However, since any method requires the use of a powder blowing injection lance such as that used in topped cars and hot metal pans, there is no special powder blowing lance that is becoming mainstream in hot metal pretreatment containers. In the converter reactor, there is a problem that costs are increased, such as installing a new lance. Moreover, even if the inhibitor such as the carbonaceous fine powder is charged into the forming slag surface from above the converter reactor without using a special powder blowing lance, the specific gravity of the inhibitor is light and the forming slag surface is light. Therefore, the combustion heat is not effectively transmitted to the inside of the forming slag and is not effective for suppressing the forming. Even if the above-mentioned inhibitor can be charged into the forming slag, the T.I. It is conceivable that Fe reduction is performed at the same time to cause an essential problem that the progress of the dephosphorization reaction is inhibited.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-286710 discloses a hot metal pretreatment method in which flux is supplied from a refining lance to perform desiliconization and dephosphorization, and CaO and oxidant charged in the hot metal using the refining lance. A method is disclosed in which limestone having a particle size of 3 mm or less is charged onto the hot metal bath surface on which the reaction gas of the flux containing hot metal and hot metal floats using an upper blowing lance. Further, in JP-A-11-50121, when performing hot metal pretreatment, coke or limestone powder having a particle diameter of 1 mm or more is charged immediately above the refining agent blowing position on the hot metal bath surface to increase the slag forming height. There has been proposed a method of preventing slopping by keeping the inside of the free board of the reaction vessel. However, in any of the methods, limestone is charged regardless of whether or not slopping has occurred, so that the limestone is decomposed and a large amount of CO ₂ gas is generated, which in turn promotes slopping. In addition, since all the limestone charging positions are on the hot metal bath surface, when top blowing oxygen is blown in the converter reactor, the limestone is charged into the hot spot region where the oxygen collides with the hot metal. The limestone is instantly decomposed by high heat, and a large amount of CO ₂ gas is generated to promote slopping.
[0009]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-26316 discloses a hot metal dephosphorization method in which a dephosphorizing agent is placed on the hot metal and blown with oxygen gas, and 40% or more of the lime source is limestone. However, in this state, the limestone is only decomposed at the surface portion of the forming slag, and there is no effect of suppressing slopping.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to suppress slopping in the hot metal preliminary treatment, to extend the time for desiliconization / dephosphorization treatment, to prevent progress, and to reduce the iron yield. It is an object of the present invention to provide a useful hot metal pretreatment method capable of efficiently performing desiliconization and dephosphorization without causing it.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The method for suppressing slopping in hot metal pretreatment according to the present invention is a method for suppressing slopping during hot metal pretreatment by charging limestone into the forming slag from above the hot metal pretreatment container. It has a gist where 5 to 100 mm of limestone is charged at 0.5 to 5 kg per ton of hot metal per time when the forming slag height in the hot metal pretreatment container reaches a certain height. is there. The limestone charging into the forming slag is preferably performed by controlling the collision energy when the limestone collides with the forming slag, and the collision energy is preferably in the range of 2000 to 20000 N · m.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Under the circumstances as described above, the present inventors have made extensive studies on a method that can suppress slapping in the hot metal preliminary treatment process and efficiently perform desiliconization / phosphorus removal treatment. As a result, when the forming slag height in the hot metal pretreatment container reaches a certain height, if limestone is charged into the forming slag from above the hot metal pretreatment container, the work is performed to suppress slopping. It has been found that desiliconization and dephosphorization can be performed efficiently without interrupting the progress such as once stopping. Hereinafter, the contents defined in the present invention will be described in more detail.
[0014]
Limestone charged into the forming slag decomposes to produce lime, which reacts with the forming slag to lower the basicity of the forming slag, breaks the liquid film between the bubbles in the slag, and coalesces the bubbles However, in order to effectively exhibit such an action for a long time, it is important to insert limestone at an appropriate position of the forming slag.
[0015]
FIG. 1 (b) illustrates the limestone charging position when limestone is charged into the forming slag from above the hot metal pretreatment container. In the present invention, limestone is loaded into the forming slag in this way. Enter. The reason for this is that when the limestone charged into the forming slag reaches the hot slag-hot metal interface as compared with the inside of the slag as shown in FIG. 1 (c), the decomposition rate of the limestone becomes extremely fast due to the high heat of the hot metal. Not only the duration of the slopping suppression effect is shortened, but a large amount of CO ₂ gas is instantaneously generated by the decomposition, so that further gas is generated in addition to the CO gas generated by the decarburization reaction in the deepest part of the slag layer. This is because slag forming is promoted. Further, as shown in FIG. 1 (a), when it is inserted on the slag surface, the anti-slipping effect is hardly exhibited as described above. In particular, when oxygen is blown from above in the converter type hot metal preliminary treatment, the limestone is instantaneously decomposed and a large amount of CO ₂ gas is generated when the oxygen is introduced into such a position.
[0016]
In the present invention, limestone is charged when the slag forming height in the hot metal pretreatment container reaches a certain height. This is because, when limestone is charged regardless of whether or not slopping has occurred, a large amount of CO ₂ gas is generated to promote slag forming.
[0017]
In carrying out the present invention, the timing of charging limestone can be determined as follows. In other words, small-scale slag scatters first from the reaction vessel mouth, and intermittent slag outflow occurs when the scale of such slag scatter gradually increases. Therefore, it is preferable to insert limestone into the forming slag from above when the degree of slag scattering gradually increases. In addition to visually observing in this way, it is also possible to detect the height of the forming slag using a meter, and automatically control so that an appropriate amount of limestone is inserted when a certain height is exceeded. is there.
[0018]
The present invention does not specify the method of charging limestone, as a charging method to drop limestone from above the hot metal pretreatment container, or to charge limestone from a lance installed above the hot metal pretreatment container, Although limestone can be inserted by inserting a lance into the forming slag, the forming slag is not used without a lance because the charging range and the charging amount are limited and the equipment becomes complicated. It is preferable that the limestone is naturally dropped from above.
[0019]
The limestone charging into the forming slag is preferably performed by controlling the collision energy of the limestone when colliding with the forming slag.
[0020]
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the impact energy of limestone when charging limestone into a forming slag (thickness: about 3 m) and the limestone charging index into the forming slag. , The limestone charging amount, the limestone charging position and the thickness of the forming slag was calculated by calculating the potential energy, the limestone charging index into the forming slag, 0.0 the forming slag surface, The charging distance to the forming slag of limestone when the hot metal surface is 1.0 is shown as a percentage. From FIG. 2, when the collision energy is too small, limestone is not charged into the forming slag, and remains on the hot metal surface, and the anti-slipping effect is not exhibited effectively. Therefore, the collision energy is preferably 2000 N · m or more, and more preferably 4000 N · m or more. On the other hand, if the impact energy of limestone is too large, the charged limestone will reach the slag-hot metal interface or hot metal and will be instantly decomposed, and not only will the slopping suppression effect be exhibited, but a large amount of CO ₂ gas will be generated instantaneously. This will promote slag forming. Therefore, the collision energy is preferably 20000 N · m or less, more preferably 15000 N · m or less.
[0021]
In the present invention, slopping can be more effectively suppressed by adjusting the amount of limestone charged. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of limestone charged per ton of hot metal (charging basic unit) and the duration of the anti-sloping effect, and the duration of the anti-sloping effect is less slag than the reaction vessel. This is a measurement of the time taken for the slag to overflow again from the reaction vessel after limestone was added and the forming slag subsided when it overflowed. From FIG. 3, as the amount of limestone charged increases, the anti-sloping effect lasts for a long time. Therefore, the amount of limestone charged is preferably 0.5 kg or more per 1 ton of hot metal, and more preferably 1 ton of hot metal. Per kg. On the other hand, if the charging amount of the limestone is too large, not only is the limestone unit increase increased, which is not economical, but the slag is extremely cooled by the charged limestone. Not only is the hatching of the generated CaO inhibited, but the hot metal temperature after the treatment is lowered, resulting in hindrance to the subsequent process. In addition, if a large amount of limestone is charged at a time, a large amount of CO ₂ gas is generated at the time of decomposition, leading to the promotion of slopping. Accordingly, the amount of limestone charged is preferably 5 kg or less per ton of hot metal, and more preferably 3 kg or less per ton of hot metal. In the present invention, the above-mentioned amount of limestone can be repeatedly charged according to the time required for refining treatment such as desiliconization and dephosphorization.
[0022]
Adjusting the size of limestone is also effective in exhibiting the effect of suppressing slopping. That is, if the particle size of the limestone is too small, even if the limestone is inserted, it is difficult to reach even the forming slag surface, and it is difficult to insert the limestone into the forming slag. Therefore, the particle size of the limestone charged into the forming slag is preferably 5 mm or more, and more preferably 10 mm or more. On the other hand, when the particle size of the limestone is too large, it takes time for the limestone charged in the forming slag to decompose, and it is difficult to disperse in the forming slag, so that the anti-slipping effect is not effectively exhibited. Therefore, the particle size of limestone is preferably 100 mm or less, and more preferably 50 mm or less.
[0023]
The present invention relates to the slopping that occurs in the hot metal pretreatment process for desiliconization, dephosphorization, desulfurization, etc. of hot metal, but it does not particularly limit the refining agent that can be used in these treatments, such as lime, scale, Needless to say, the present invention is also applicable to the case of using sodium carbonate or other refining agents.
[0024]
As the refining vessel for performing the hot metal pretreatment, it is preferable to use a converter type reaction vessel having a large capacity with respect to the amount of hot metal, but it is also possible to use another pot type reaction vessel having a large distance from the hot metal surface to the vessel mouth. Is possible.
[0025]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. It is also possible to implement, and they are all included in the technical scope of the present invention.
[0026]
<Example>
After 90 tons of hot metal with a Si content of 0.40% by mass discharged from the blast furnace is charged into the converter type hot metal pretreatment vessel 8 shown in FIG. 4, auxiliary materials such as lime and scale are loaded from above. Then, while oxygen was blown using an oxygen lance 9, a powder obtained by mixing lime and scale was blown into the hot metal 4 from the injection lance 10 to perform desiliconization and dephosphorization. During the treatment, the state of occurrence of slag foaming was continuously monitored visually from the furnace opening, and after about 4 minutes and about 7 minutes from the start of the treatment, the forming slag thickness became 4 m or more and from the furnace opening. Since the slag scattering became intense, each time, the limestone 7 having a particle diameter of 10 to 50 mm was heated to 2.2 kg per ton of hot metal using a slopping inhibitor charging device 6 so that the collision energy was 8000 N · m. It was charged into the forming slag 3 in the furnace from above, and the forming slag thickness was reduced to about 2 m to suppress slopping.
[0027]
By suppressing slopping in this way, the desiliconization / dephosphorization process could be performed efficiently without interruption, so that the phosphorus content in the hot metal was 0.100 mass% after 10 minutes of dephosphorization process. To 0.010% by mass. The experimental conditions and results are shown in Table 1. Note that the slapping index in Table 1 indicates the degree of slapping when the forming slag overflows as “Large” and the case where no forming slag overflows as “None”.
[0028]
[Table 1]

[0029]
<Comparative example>
The desiliconization / dephosphorization treatment was performed in the same manner as in the example except that coke was used instead of limestone as a slopping inhibitor and slopping was suppressed by the method described below. That is, during the desiliconization / dephosphorization process, the occurrence of slag forming was visually monitored from the furnace port, and after about 4 minutes from the start of the process, the forming slag became 4 m thick or more. Since the scattering of slag from the mouth became intense, the coke was charged to the surface from above the forming slag using the limestone charging device 6 used in the above-mentioned example. Although the operation of charging 2.2 kg per ton of hot metal was repeated three times to try to suppress slopping, slag outflow from the furnace port could not be suppressed. Therefore, the dephosphorization process was continued by lowering the top blowing oxygen supply rate, but sufficient forming control was not possible, and a large amount of slag in the furnace flowed out of the furnace through the furnace port, so that slag necessary for dephosphorization was insufficient. The phosphorus content in the hot metal could only be reduced from 0.100% by mass to 0.030% by mass. The time required for the desiliconization / dephosphorization process was 15 minutes. As a result, the molten iron transport to the converter was delayed, causing a waiting time in the converter, resulting in a reduction in work efficiency. Further, the iron yield in the hot metal due to the slopping was 1% lower than that in the above example. The experimental conditions and results of the comparative examples are also shown in Table 1.
[0030]
From these results, it can be seen that by inserting an appropriate amount of limestone into the forming slag at an appropriate time as in the present invention, sufficient desiliconization and dephosphorization processing can be performed smoothly without reducing the iron yield.
[0031]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and when the forming slag height in the hot metal pretreatment container reaches a certain height as in the present invention in the hot metal pretreatment process, If the limestone is charged into the forming slag, the desiliconization / dephosphorization process can be advanced while effectively suppressing the slopping. As a result, the logistics of the steelmaking process can be made smoother. The iron yield in the steelmaking process can also be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the charging position of limestone into a forming slag, where (a) is when the charged limestone is in the vicinity of the forming slag surface, and (b) is when the charged limestone is in the forming slag. In some cases, (c) shows the case where the charged limestone is at the forming slag-hot metal interface.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the impact energy of limestone and the limestone charging index into the forming slag when limestone is charged into the forming slag.
FIG. 3 is a graph showing the duration of the anti-slipping effect with respect to the amount of limestone charged per ton of hot metal (charging unit).
FIG. 4 is a schematic view illustrating a method for charging limestone into hot metal in Examples.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Limestone 2 Hot metal pretreatment container 3 Forming slag 4 Hot metal 5 Slag-hot metal interface 6 Limestone charging device 7 Limestone with a particle size of 10 to 50 mm Converter type hot metal pretreatment container 9 Oxygen lance 10 Injection lance

Claims

A method for suppressing slopping during hot metal pretreatment by charging limestone into the forming slag from above the hot metal pretreatment container, and forming limestone having a particle size of 5 to 100 mm into the forming slag in the hot metal pretreatment container. When the height reaches a certain level, 0.5 to 5 kg is charged per ton of hot metal at a time, and the method for suppressing slopping in the hot metal pretreatment is characterized.

The slopping suppression method according to claim 1, wherein the limestone is charged into the forming slag by controlling the collision energy of the limestone when colliding with the forming slag.

The method according to claim 2, wherein the collision energy is 2000 to 20000 N · m.