JP3735211B2

JP3735211B2 - Converter refining method for adjusting the silicon content

Info

Publication number: JP3735211B2
Application number: JP13079299A
Authority: JP
Inventors: 政宣熊倉; 雄一廣川; 敏鷲巣; 学吉見; 尚近今村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2019-05-12
Also published as: JP2000328123A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転炉における珪素入量を調整する転炉精錬方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多工程にわたる精錬機能を転炉に集約して行い、溶銑のもつエネルギーロスを大幅に低減するとともに、転炉前後工程の固定費（設備費、労務費）の大幅な軽減を可能とする方法が、例えば特願平２−１８１９８９号で開示されている。
【０００３】
この発明は、第一工程として溶銑を転炉に装入し、第二工程としてフラックス添加と酸素吹き込みを行って脱Ｓｉ、脱Ｐ精錬を施し、所定のＰ含有量まで低減させ、第三工程として前記転炉を傾動して第二工程で生成したスラグを排出し、その後第四工程として同一転炉にてフラックス添加と酸素吹錬により、所定のＣ含有量まで脱Ｃを行い、第五工程として第四工程で生成したスラグを該転炉内に残したまま出鋼して再び第一工程へ戻り、前記第五工程までを繰り返し実施するもので、場合によっては、第四工程で生成したスラグを第一工程に戻さず、第五工程において出鋼した後、スラグを全量排出する方法である。
【０００４】
上述の同一転炉を用いて脱Ｐ、脱炭工程を続けて行うプロセスで実施すると、脱Ｐ工程から脱Ｃ工程へ移る際のエネルギーロスを少なくすることができ、また固定費（設備費、労務費）の大幅な軽減を可能にすることができる。
ところが、第三工程でのスラグ排出量が少ないと、第二工程でスラグ中に除去したＰが第四工程で再び溶鋼中に戻ってくるため、第四工程にて再び脱Ｐする必要が生じ、生石灰等のフラックス量を増加させねばならずコスト増につながる。しかも、この第四工程でＰ濃度が高くなったスラグが第二工程で再び使用されるため、第二工程での脱Ｐ負荷が増加しコスト増になる。このように第三工程でのスラグ排出量が少ないと、脱Ｐを行うための負荷の増大を避けることができず、コストアップに繋がるという問題が生ずる。
【０００５】
上記発明の問題点の解決を図るための技術の１例として特開平７−１７９９２０号公報が提案されている。この発明は、溶鋼製造法の第二工程での操業条件を適正化することにより、第三工程においてスラグ排出量を多くし、第四工程での復Ｐ量を抑え、生石灰原単位の低減を図る方法である。その概要は、一つの精錬容器にて脱Ｐ処理および脱Ｃ処理を行い溶銑から溶鋼を製造する際に、脱Ｐ処理後のスラグ中のＣａＯ／ＳｉＯ2 が２．５以下、かつ酸化鉄とマンガン酸化物濃度の和（Ｔ．Ｆｅ＋ＭｎＯ）が１０％以上、かつＭｇＯ濃度が１０％以下であり、かつ処理終点温度を１３２０℃以上、１４００℃以下とすることを特徴とする溶鋼製造方法にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
高炉から出銑される溶銑Ｓｉ成分値は、通常、０．１５〜０．８０％レベルまでばらついており、特に最近の高炉においては、安価原燃料を使用する操業法が指向されており、その結果溶銑中のＳｉ値が増加する傾向にある。上記特開平７−１７９９２０号に開示された内容には、こうした溶銑Ｓｉ値の増大に対してはなんらの考慮もなされていない。
【０００７】
溶銑Ｓｉ値が高いと脱Ｓｉ、Ｐ工程において、塩基度を２．０程度確保する必要性から、同工程で使用する生石灰原単位は溶銑Ｓｉ値に比例して増加させる必要が生じ、脱Ｓｉ、Ｐ工程におけるスラグ量が増大し、中間排滓率を低下せざるを得ない。
【０００８】
また、該発明で規制している塩基度を２．５以下にするためには、生石灰原単位が低く抑えられ脱Ｐに必要な最低必要スラグ量が確保できないという問題が発生し、同工程においては脱Ｐ不良が発生する惧れがある。これを防止するために塩基度を２．５を超えた操業を行うとスラグの流動性が悪化して排滓率がさらに低下する事態が生じる。
【０００９】
また、特に溶銑Ｓｉ値が高い場合に塩基度が２．０を超えるとスラグの流動性が悪くなるので、螢石等の造滓材を使用せざるを得ないという問題がある。螢石は、スラグの流動性を向上するが転炉耐火物を溶損するので転炉炉寿命を低下させる上、当該スラグにフッ素を含有させるのでスラグの土木工事材料等への使用が困難となる惧れがある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来方法における問題点を解決するためになされたものであって、その要旨とするところは、下記手段にある。
（１）上底吹き転炉に溶銑、スクラップを装入する第一工程、脱Ｓｉ、脱Ｐを行う第二工程、生成したスラグを排滓する第三工程、その後脱Ｃ吹錬を行う第四工程からなる転炉精錬方法において、溶銑中のＳｉ値が高い場合は、転炉装入前に脱Ｓｉ処理するか、または転炉装入後に脱Ｓｉを行いＳｉ値を調整し、第二工程において生成するスラグ中に存在するＳｉＯ2 量を５〜１０ｋｇ／ｔの範囲内となし、該第二工程において蛍石を使用しない珪素入量を調整する転炉精錬方法。
（２）前記第二工程の脱Ｓｉ、脱Ｐ処理を転炉で行う場合、吹錬用ランスを通して生石灰を含む粉体を転炉内に吹き込む（１）記載の珪素入量を調整する転炉精錬方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳述する。本発明は溶銑予備処理と脱炭とを集約して同一転炉によって操業する。ただし、溶銑中のＳｉ値が高い場合には、予め事前処理によって脱Ｓｉし、Ｓｉ値を所定値まで下げた溶銑を用いる。
炉底に脱Ｐ、脱Ｃ用フラックスを吹き込むための１個ないし複数個の底吹き羽口と、出鋼孔と対面炉腹にスラグフォーミング用ガス吹込み羽口を備えた上底吹き転炉に溶銑を装入し、前述の底吹き羽口より生石灰粉をベースとしたフラックスを窒素等または不活性ガスを搬送ガスとして吹き込み、脱Ｓｉおよび脱Ｐ処理を行う。
【００１２】
所定のＰ含有量まで低下した時点で炉を反出鋼側（排滓側）に傾動しスラグのみを排出させる。この時のスラグ排出量が少ないと、スラグ中に除去したＰが次の脱Ｃ処理時に復Ｐするため生石灰を余計に添加する必要が生じ、コスト増につながる。
排滓終了とともに直ちに炉を正立させ、副原料（耐火物保護、復Ｐ防止用生石灰、ドロマイト、鉄鉱石、Ｍｎ鉱石等）を投入して通常の上底吹き脱Ｃ精錬を行い、吹止後に溶鋼の出鋼を行う。
【００１３】
従来、溶銑Ｓｉ値が高く生石灰使用量の多い場合など、生石灰の滓化が問題とされるケースにおいては、螢石等の造滓材を脱Ｓｉ、Ｐ工程にて使用することが一般的に行われてきた。特に１４００℃以下における比較的低温の溶銑脱Ｐ処理においては、螢石の使用が必要とされていた。
【００１４】
溶銑の脱Ｓｉ、Ｐを行う第二工程において、溶銑Ｓｉ値が高い場合には塩基度確保のために生石灰原単位が増大し、同工程のスラグ量が増大することで第三工程での中間排滓率が低下してしまう。すなわち、第二工程におけるスラグ中のＳｉＯ2 が１０ｋｇ／ｔを超えるような場合は、生石灰原単位も２０ｋｇ／ｔを超えスラグ量も５０ｋｇ／ｔ程度となり、第三工程における転炉からの中間排滓のために時間がかかり、スラグの流動性が悪化し充分なる排出ができない事態が発生する。このため、脱Ｃを行う第四工程において復Ｐが懸念されるため生石灰原単位を増加せざるを得なくなる。
【００１５】
また、第二工程において溶銑Ｓｉ値が低い場合には、脱Ｐに必要なスラグ量が確保できず脱Ｐ不良が生じる。すなわち、スラグ中のＳｉＯ2 が５ｋｇ／ｔ未満の場合においては、スラグ量が少ないと脱Ｐ不良が発生する。適切な脱Ｐを確保するために生石灰原単位を増大すると、塩基度が上昇してスラグの流動性を悪化させ第三工程での中間排滓率が低下する。
【００１６】
したがって、本発明ではスラグ中のＳｉＯ2 の量を５〜１０ｋｇ／ｔと規定した。また、塩基度は２．０という低塩基度にし生石灰原単位を低く抑えることが好ましく、生石灰の滓化を促進し、脱Ｓｉ、Ｐ処理において螢石等の造滓材の使用を中止することが可能となる。
【００１７】
本発明において前記したように転炉内でのスラグ中ＳｉＯ2 量を一定の範囲内、すなわち、５〜１０ｋｇ／ｔとするためには、溶銑Ｓｉ値が高い場合、例えばＳｉ値が０．５０％を超えるときは０．５０％まで事前脱Ｓｉを実施する。これは転炉以外の工程にて脱Ｓｉ処理を行い、脱Ｓｉ溶銑を転炉に装入するか、または、転炉に装入した高Ｓｉ溶銑を転炉にて事前脱Ｓｉ処理し排滓した後に、第二工程での脱Ｓｉ、Ｐに移行してもよい。
【００１８】
図１は第二工程におけるスラグ塩基度の違いによるスラグ中ＳｉＯ2 量と、全スラグ量との関係を示したもので、スラグ中ＳｉＯ2 量が適正範囲（５〜１０ｋｇ／ｔ）であれば塩基度にもよるが総スラグ量もほぼ１３〜５３ｋｇ／ｔの範囲内に収まり、スラグフォーミングによる転炉炉口からのスロッピングもなく、またスラグ量が少ないために脱Ｐ反応に不都合をきたすこともない。
【００１９】
さらに、第二工程において生石灰の滓化を促進する技術として、転炉の上吹き酸素用ランスから粉状の生石灰含有物質を転炉内に吹き込むことで、上記生石灰の滓化問題点を容易に解決することができ、脱Ｓｉ、脱Ｐをより確実に行うことができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。表１に本発明と比較のための従来例について示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
実施Ｎｏ．１〜４、７、８および１１、１２は請求項１に対応する本発明の実施例であり、実施Ｎｏ．５、６、９、１０は請求項２に対応する本発明の実施例である。
また、実施Ｎｏ．１〜６は溶銑中のＳｉ値が低く、事前脱Ｓｉ処理を行わなかった例であり、実施Ｎｏ．７〜１２においては逆に溶銑Ｓｉ値が高く、事前脱Ｓｉ処理を行った例である。
実施Ｎｏ．１〜１２までの本発明の実施例では、スラグ中のＳｉＯ2 を適正値に制御できたため、塩基度が２．０以下であったにも関わらず、中間排滓率を７０％以上に高く維持でき、蛍石等の造滓剤を使用することなく転炉処理後のＰを低くすることが可能であった。
【００２３】
一方、実施Ｎｏ．１３〜１７ではスラグ中のＳｉＯ2 量を適正値に制御できなかった比較例である。
実施Ｎｏ．１３、１４ではスラグ流動性確保のため蛍石を使用したものの、中間排滓率は低かった。また、実施Ｎｏ．１５は中間排滓率が低く、しかも復Ｐのため転炉処理後のＰ値が高くなった。
実施Ｎｏ．１６は中間排滓率は高かったものの、復Ｐのため転炉処理後のＰ値が高くなった。また、実施Ｎｏ．１７は塩基度が高くなってしまい、そのため中間排滓率が低くなり、更に復Ｐのため転炉処理後のＰ値が高くなった。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、同一精錬容器にて脱Ｓｉ、脱Ｐ処理と脱Ｃ処理を行うプロセスにおいて、本発明を実施することにより、溶銑Ｓｉ量が高い場合であっても従来技術に比較して、脱Ｐ処理後のスラグの排出量を高めることができ、生石灰原単位を低減することができ、生成スラグ量の減少が可能となる。また、螢石を使用しなくて済む効果も有し、産業上有益な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】スラグ中ＳｉＯ2 量と総スラグ発生量の関係を示した図[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a converter refining method for adjusting the silicon charge in a converter.
[0002]
[Prior art]
The conventional refining functions over multiple processes are consolidated in the converter, greatly reducing the energy loss of hot metal and enabling significant reduction in fixed costs (equipment costs and labor costs) before and after the converter. The method is disclosed, for example, in Japanese Patent Application No. 2-181989 .
[0003]
In this invention, hot metal is charged into a converter as a first step, flux addition and oxygen blowing are performed as a second step, and Si removal and P refining are performed to reduce it to a predetermined P content. The converter is tilted to discharge the slag produced in the second step, and then, as the fourth step, degassing is performed to the predetermined C content by adding flux and oxygen blowing in the same converter, As a process, the slag produced in the fourth step is left in the converter, and the steel is returned to the first step, and the steps up to the fifth step are repeated. In some cases, the slag is produced in the fourth step. This is a method of discharging the entire amount of slag after returning the steel in the fifth step without returning the slag to the first step.
[0004]
If the same converter is used to carry out the de-P and decarburization processes in succession, energy loss when moving from the de-P process to the de-C process can be reduced, and fixed costs (equipment costs, Labor costs) can be greatly reduced.
However, if the amount of slag discharged in the third step is small, the P removed in the slag in the second step returns to the molten steel again in the fourth step, so it is necessary to remove P again in the fourth step. In addition, the amount of flux of quicklime must be increased, which leads to an increase in cost. Moreover, since the slag having a high P concentration in the fourth step is used again in the second step, the de-P load in the second step increases and the cost increases. Thus, if there is little slag discharge | emission amount in a 3rd process, the increase in the load for performing P removal cannot be avoided, but the problem that it leads to a cost increase arises.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-179920 has been proposed as an example of a technique for solving the problems of the invention. By optimizing the operating conditions in the second step of the molten steel manufacturing method, the present invention increases the amount of slag discharged in the third step, suppresses the amount of recovered P in the fourth step, and reduces the basic unit of quick lime. It is a method to plan. The outline is that when producing molten steel from molten iron by performing de-P treatment and de-C treatment in one refining vessel, CaO / SiO2 in the slag after de-P treatment is 2.5 or less, and iron oxide and manganese. The molten steel production method is characterized in that the sum of oxide concentrations (T.Fe + MnO) is 10% or more, the MgO concentration is 10% or less, and the treatment end point temperature is 1320 ° C. or more and 1400 ° C. or less.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The hot metal Si component value discharged from the blast furnace usually varies from 0.15 to 0.80%, and particularly in recent blast furnaces, an operation method using inexpensive raw fuel is directed. As a result, the Si value in the hot metal tends to increase. In the contents disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-179920, no consideration is given to such an increase in the molten iron Si value.
[0007]
When the hot metal Si value is high, it is necessary to secure a basicity of about 2.0 in the de-Si and P processes, so the quick lime unit used in the process needs to be increased in proportion to the hot metal Si value. The amount of slag in the P process increases, and the intermediate rejection rate must be reduced.
[0008]
In addition, in order to make the basicity regulated in the present invention 2.5 or less, there is a problem that the basic unit of quicklime is kept low and the minimum necessary slag amount necessary for de-P cannot be secured. There is a possibility that P removal failure may occur. In order to prevent this, if the operation is performed with a basicity exceeding 2.5, the fluidity of the slag is deteriorated and the evacuation rate further decreases.
[0009]
In addition, particularly when the hot metal Si value is high, if the basicity exceeds 2.0, the fluidity of the slag deteriorates, so that there is a problem that a slagging material such as meteorite must be used. Meteorite improves the fluidity of slag but melts down the refractory of the converter, so that the life of the converter is reduced and fluorine is contained in the slag, making it difficult to use slag for civil engineering materials. There is a concern.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the problems in the above-described conventional methods, and the gist thereof is the following means.
(1) The first step of charging hot metal and scrap into the top-bottom blowing converter, the second step of removing Si and removing P, the third step of discharging generated slag, and the second step of removing C In the converter refining method consisting of four steps, when the Si value in the hot metal is high, the Si value is adjusted by performing de-Si treatment before charging the converter or by removing Si after charging the converter. A converter refining method in which the amount of SiO2 present in the slag produced in the process is within a range of 5 to 10 kg / t, and the silicon content is adjusted without using fluorite in the second process.
(2) When performing de-Si and P removal processes in the second step in a converter, a powder containing quick lime is blown into the converter through a lance for blowing and the converter for adjusting the silicon loading according to (1) Refining method.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below. In the present invention, hot metal preliminary treatment and decarburization are integrated and operated in the same converter. However, when the Si value in the hot metal is high, the hot metal is used that has been previously removed by pretreatment and the Si value is lowered to a predetermined value.
Top-bottom blowing converter equipped with one or more bottom-blowing tuyere for blowing de-P and de-C flux to the bottom of the furnace, and slag forming gas-blowing tuyere on the outlet hole The hot metal is charged into the steel, and the flux based on quick lime powder is blown from the aforementioned bottom blowing tuyere using nitrogen or the like or an inert gas as a carrier gas to perform Si removal and P removal treatment.
[0012]
When the P content is lowered to a predetermined level, the furnace is tilted to the rebound steel side (exhaust side) to discharge only the slag. If the amount of slag discharged at this time is small, the P removed in the slag is restored at the time of the next de-C treatment, so it is necessary to add extra quick lime, leading to an increase in cost.
Immediately after the end of slagging, the furnace is erected immediately, and auxiliary raw materials (refractory protection, anti-recovery quicklime, dolomite, iron ore, Mn ore, etc.) are added, and normal top-bottom blow-off C refining is performed. Later, molten steel is produced.
[0013]
Conventionally, in cases where quick lime hatching is a problem, such as when the hot metal Si value is high and the amount of quick lime used is large, it is common to use a slagging material such as meteorite in the Si removal and P processes. Has been done. In particular, in the relatively low temperature hot metal removal P treatment at 1400 ° C. or lower, the use of meteorite has been required.
[0014]
In the second step of removing hot metal from Si and P, if the hot metal Si value is high, the basic unit of quick lime increases to ensure basicity, and the amount of slag in the same step increases, so the intermediate in the third step The rejection rate will decrease. That is, when the SiO2 in the slag in the second step exceeds 10 kg / t, the quick lime unit also exceeds 20 kg / t, and the slag amount is about 50 kg / t, and the intermediate waste from the converter in the third step. For this reason, it takes time, and the fluidity of the slag deteriorates, resulting in a situation where sufficient discharge cannot be performed. For this reason, since there is a concern about recovery P in the fourth step of removing C, it is necessary to increase the quick lime unit.
[0015]
In addition, when the molten iron Si value is low in the second step, the amount of slag necessary for de-Ping cannot be ensured, and de-P defect occurs. That is, in the case where the SiO2 in the slag is less than 5 kg / t, if the amount of slag is small, defective P removal occurs. If the quick lime basic unit is increased in order to ensure appropriate de-P, the basicity increases, the slag fluidity is deteriorated, and the intermediate rejection rate in the third step decreases.
[0016]
Therefore, in the present invention, the amount of SiO2 in the slag is defined as 5 to 10 kg / t. In addition, it is preferable to keep the basicity as low as 2.0 and to keep the quicklime basic unit low, promote the hatching of quicklime, and discontinue the use of stone-making materials such as meteorite in de-Si and P treatment. Is possible.
[0017]
In the present invention, as described above, in order to set the amount of SiO2 in the slag in the converter within a certain range, that is, 5 to 10 kg / t, when the hot metal Si value is high, for example, the Si value is 0.50%. When exceeding, pre-desiliconization is performed to 0.50%. This is done by removing Si from the converter and charging the molten Si into the converter, or removing the high Si molten iron charged in the converter in advance. Then, it may be shifted to Si removal and P in the second step.
[0018]
FIG. 1 shows the relationship between the amount of SiO2 in the slag and the total amount of slag due to the difference in slag basicity in the second step. If the amount of SiO2 in the slag is within an appropriate range (5 to 10 kg / t), the basicity is shown. However, the total slag amount is within the range of about 13 to 53 kg / t, there is no slopping from the converter furnace port due to slag forming, and the slag amount is small, which may cause inconvenience to the de-P reaction. Absent.
[0019]
Furthermore, as a technology for promoting the quick lime hatching in the second step, the quick lime hatching problem can be easily achieved by blowing powdered quick lime-containing material into the converter from the top blown oxygen lance of the converter. It is possible to solve this problem, and it is possible to perform de-Si and de-P more reliably.
[0020]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples. Table 1 shows a conventional example for comparison with the present invention.
[0021]
[Table 1]

[0022]
Implementation No. 1-4, 7, 8 and 11, 12 are embodiments of the present invention corresponding to claim 1, and no. 5, 6, 9, and 10 are embodiments of the present invention corresponding to claim 2.
In addition, the implementation No. Nos. 1 to 6 are examples in which the Si value in the hot metal was low, and the preliminary de-Si treatment was not performed. On the other hand, in Nos. 7 to 12, the hot metal Si value is high, and this is an example in which pre-desiliconization processing was performed.
Implementation No. In Examples 1 to 12 of the present invention, since SiO2 in the slag was controlled to an appropriate value, the intermediate rejection rate was maintained at 70% or higher despite the basicity being 2.0 or less. It was possible to reduce the P after the converter process without using a slagging agent such as fluorite.
[0023]
On the other hand, the implementation No. In Comparative Examples 13 to 17, the amount of SiO2 in the slag could not be controlled to an appropriate value.
Implementation No. In 13 and 14, fluorite was used to secure slag fluidity, but the intermediate rejection rate was low. In addition, the implementation No. No. 15 had a low intermediate rejection rate, and because of recovery P, the P value after the converter process was high.
Implementation No. Although the intermediate rejection rate of No. 16 was high, the P value after the converter treatment was high because of the recovery P. In addition, the implementation No. No. 17 had a high basicity, so the intermediate rejection rate was low, and the P value after the converter treatment was high due to the recovery P.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the process of performing the Si removal, the P removal process and the C removal process in the same refining vessel, even if the amount of molten iron Si is high, it is conventional. Compared with the technology, the discharge amount of slag after the de-P treatment can be increased, the basic unit of quick lime can be reduced, and the amount of generated slag can be reduced. In addition, this invention has the effect of eliminating the use of meteorites and is an industrially useful invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of SiO2 in slag and the total amount of slag generated

Claims

From the first step of introducing hot metal and scrap into the top-bottom blown converter, the second step of removing Si, removing P, the third step of discharging generated slag, and then the fourth step of removing C blowing In the converter refining method, when the Si value in the hot metal is high, de-Si treatment is performed before the converter is charged, or the Si value is adjusted by removing Si after the converter is charged and generated in the second step A converter refining method for adjusting the amount of silicon, characterized in that the amount of SiO2 present in the slag is within a range of 5 to 10 kg / t and fluorite is not used in the second step.

2. The silicon content is adjusted according to claim 1, wherein when the de-Si and P treatment in the second step is performed in a converter, powder containing quicklime is blown into the converter through a lance for blowing. Converter refining method.