JP3774913B2

JP3774913B2 - Hot silicon pre-desiliconization method

Info

Publication number: JP3774913B2
Application number: JP24329795A
Authority: JP
Inventors: 武内山; 幹治武田; 宏板谷; 徹也藤井; 滋明後藤; 義明原; 史朗渡壁
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2015-09-21
Also published as: JPH08176633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉から出銑される溶銑の予備処理方法に関し、とくに溶銑の脱珪処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉から出銑された溶銑は、その成分組成や生産鋼種に応じて、いろいろの予備処理が施されている。溶銑に含まれている元素の中には、次工程の製鋼工程における精錬効率や鋼の品質に大きな影響を及ぼすものがあり、溶銑段階で除去しておく必要があるものがある。特に、脱珪処理は、あとに続く脱燐処理の効率を高めるために、必須である。脱燐処理や脱硫処理では、溶銑に対し目的に応じたフラックスを吹込むので、処理により温度が低下する。処理開始前の溶銑温度が低いと、脱燐や脱硫処理が完了する前に温度の下限値に達してしまい、十分な処理ができない。したがって脱珪と同様に溶銑温度も重要である。脱珪処理は、通常、高炉鋳床で行われる。例えば、鉄と鋼，７１（１９８５），Ｓ９１５．には、樋を流れる溶銑上に酸化鉄を投射する脱珪方法が示されている。また、鉄と鋼，６８（１９８２），Ｓ９４９．には、樋を流れる溶銑上に酸化鉄を投入し、さらに、溶銑の自然落下エネルギーを利用して反応させる脱珪方法が示されている。
【０００３】
しかしながら、これらの方法では、酸化鉄を用いているため、スラグフォーミングが激しく、必要量以上の酸化鉄を溶銑に供給できず、脱珪量が不十分になるという問題があった。また、酸化鉄の分解熱により溶銑温度の低下が大きくなるという問題も生じていた。
また、特公昭５８−２７３２２号公報には、高炉鋳床場を流下する溶銑に転炉滓を添加すると同時に気体酸素を吹き付け、脱珪する方法が示されている。さらに、特開昭５５−１５４５１６号公報には、高炉鋳床に精錬槽を設置し、該精錬槽内で脱珪剤とともに空気または酸素を吹き込み脱珪する方法が開示されている。しかしながら、これらの方法では、出銑樋上あるいは鋳床上に設けた槽内で気体酸素を吹き付けるため、容器の底や樋へ酸素が到達することや、溶銑上で発生するＣＯガスと酸素が発熱反応を起こし、吹き付けた酸素量当たりの脱珪量が高くないという問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐火物に特に大きな損耗を与えることなく、かつ溶銑温度の低下の小さい効率的な溶銑の予備脱珪処理を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高炉から出銑した溶銑を受銑容器に受けるまでの間に、溶銑落下流に酸素ガスを吹き付けることを特徴とする溶銑の予備脱珪処理方法であり、また本発明は、高炉から出銑した溶銑を受銑容器に受けるまでの間に、固体酸素源を溶銑中に添加したのちあるいは添加と同時に、溶銑落下流に酸素ガスを吹き付けることを特徴とする溶銑の予備脱珪処理方法であり、さらに、高炉から出銑した溶銑を受銑容器に受けるまでの間に、溶銑落下流に酸素ガスを吹き付けたのち、固体酸素源を溶銑中に添加することを特徴とする溶銑の予備脱珪処理方法である。また、本発明は、前記酸素ガスを、下記（１）式で定義されるＦ_g値が３０００を超え３００００以下の条件で、吹き付けることが好ましく、また、前記酸素ガスを、下記（１）式で定義されるＦ_g値が３００００を超える条件で、吹き付けるとさらに好ましい。なお、Ｆ_g＝ρ_g・ｖ_g ²………(1) 、ここで、ρ_g：酸素ガス密度（kg/m³）、ｖ_g：酸素ガスの速度（ｍ／ｓ）である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を実施するときに用いる溶銑の予備脱珪処理装置の一例を図１に示す。溶銑１は出銑樋２を通って傾注樋３からトピードカー４へ落下する。本発明では、出銑樋２から傾注樋３へ溶銑が落下するときの落下流５へ、および／または傾注樋３からトピードカー４へ溶銑が落下するときの落下流５へ、吹き付けノズル６から酸素ガス７を吹き付ける。吹き付けられた酸素ガスは、溶銑表面あるいは溶銑中でＳｉ、Ｍｎ、Ｃ、Ｆｅと次のような反応を起こす。
Ｓｉ＋１／２Ｏ₂→ （ＳｉＯ₂） ………(2)
Ｍｎ＋１／２Ｏ₂→ （ＭｎＯ） ………(3)
Ｃ＋１／２Ｏ₂→ ＣＯ ………(4)
Ｆｅ＋１／２Ｏ₂→ （ＦｅＯ） ………(5)
また、（５）式で発生したＦｅＯは、トピードカー４内に落下したのち、攪拌流に巻き込まれ、さらに、つぎの（６）、（７）、（８）の反応が起こり、脱珪、または脱炭反応が進行する。
Ｓｉ＋ＦｅＯ → （ＳｉＯ₂）＋２Ｆｅ ………(6)
Ｍｎ＋ＦｅＯ → （ＭｎＯ）＋Ｆｅ ………(7)
Ｃ＋ＦｅＯ → ＣＯ＋Ｆｅ ………(8)
これらの反応により、溶銑中のＳｉ、Ｍｎは低下する。
【０００７】
溶銑表面で反応しない酸素ガスの一部は、発生したＣＯガスと反応してＣＯ₂を生じる。残りの酸素ガスは反応に寄与しない。このようにして、発生した高温のガスは、直接耐火物に接触することがないので、耐火物に大きな損耗を引き起こさない。
従来から行われている固体酸素源のみを用いた脱珪処理では、（６）〜（８）の反応が起こるが、酸化鉄の分解反応（（ＦｅＯ）→Ｆｅ＋Ｏ）の反応が吸熱反応であるために、溶銑温度の低下が大きくなる。さらに固体酸素源の顕熱分の溶銑温度の低下が起こる。
【０００８】
一方、酸素ガスを用いた場合の（２）〜（５）は発熱反応であり、顕熱も小さいことから、溶銑温度の低下は起こらず、むしろ処理の前後で溶銑温度が上昇する。
本発明では、落下流に吹き付けるので、溶銑単位体積当たりの比表面積が大きくなり、酸素との反応界面積が増加し、脱珪量も増し、酸素の利用効率が高くなる。さらに、落下流への酸素ガスの吹き付けの強さを強くするにつれ、落下流が乱れて反応界面積が大きくなり、脱珪量が増す。
【０００９】
溶銑表面の乱れの程度は、酸素ガスが溶銑表面に当たる部分における『酸素ガスの慣性力』と『溶銑の慣性力』の比、すなわち、
Ｐ＝（ρ_g・ｖ_g ²）／（ρ_M・ｖ_M ²） ………(9)
で定義されるＰ値で表される。ここに、ρ_g：酸素ガスの密度（kg/m³）、ｖ_g：酸素ガスの速度（ｍ／ｓ）、ρ_M：溶銑の密度（kg/m³）、ｖ_M：溶銑の速度（ｍ／ｓ）である。溶銑流量が一定ならば、（９）式のＰ値、すなわち、酸素ガス吹き付けの程度による溶銑表面の乱れは、ρ_g・ｖ_g ²の変化に依存する。そこで、Ｆ_g＝ρ_g・ｖ_g ²と定義した。
【００１０】
次に、溶銑流量を一定にし、溶銑の落下流に吹き付ける酸素ガスにつき、酸素流量、吹き付けノズルの形状（スリットあるいは円形）、ノズル先端と溶銑表面間の距離を変化させ、Ｆ_g値を変えて、溶銑の脱珪量を求めた。その結果を図２に示す。脱珪量は、次の（10）式で定義する、脱珪酸素効率で評価した。
η^Si ₀（％）＝〔脱珪量（％）×１０００（ｋｇ／ｔ・ｐ）×２２．４（ｋｍｏｌ／Ｎｍ³)／２８（ｋｇ／ｋｍｏｌ）〕／酸素ガス原単位（Ｎｍ³／ｔ・ｐ）………(10)
なお、ρ_gは、ρ_g＝１．４３（ｋｇ／Ｎｍ³）×〔ガス温度（Ｋ）／２７３〕、ガス温度は１００℃を用いた。ｖ_gは、ノズル吐出後の広がりにより速度分布をもつが、ここでは、ノズルの中心軸上の速度で代表した。なお、ノズルの形状によるガス速度は、文献（石垣博：日本機械学会論文集（Ｂ編），４８，４３３，Ｐ１６９２）に記載された式、
スリットノズルでは、
ｖ_g＝√（λ／０．１５８×ｄ／ｘ）×ｖ_g0、 λ＝０．９ ………(11)
円形ノズルでは、
ｖ_g＝√（λ）／０．１５３×ｄ／ｘ×ｖ_g0、 λ＝０．９ ………(12)
を用いて計算した。ここに、ｄ：スリットノズルの幅（ｍ）、または、ノズル直径（ｍ）、ｘ：ノズル先端〜溶銑表面間距離（ｍ）、ｖ_g0：酸素ガスのノズル吐出速度（ｍ／ｓ）。
【００１１】
図２から、Ｆ_g値が３０００、および３００００を超えると、η^Si ₀が飛躍的に向上することがわかる。
Ｆ_g値が３０００を超えると、溶銑表面が乱れて液滴を生成しはじめる。このため、反応界面積が一段と大きくなり、η^Si ₀が向上する。脱珪酸素効率を高めるためには、酸素ガスの吹き付けを強くすれば良い。すなわち、Ｆ_g値が３０００を超える酸素ガスの吹き付けを行うことにより、η^Si ₀を１０％以上とすることができる。
【００１２】
Ｆ_g値が３００００を超えると、溶銑落下流全体が液滴状になる。このため、反応界面積がさらに大きくなり、η^Si ₀がさらに向上する。脱珪酸素効率をさらに高めるためには、Ｆ_g値が３００００を超える酸素ガスの吹き付けを行うのがより望ましい。
酸素ガス吹き付け方法は、とくに限定しないが、図３に示したような単孔ノズル、多孔ノズル、スリットノズルや、図４に示した落下流を囲むようなノズルで吹き付けてもよい。ノズル孔は下向きの角度に開孔していることが望ましい。その角度は30〜70°が好ましい。
【００１３】
ノズルと溶銑落下流間の距離は、酸素の流量、ノズルの形状により変化させる必要があり、（１）式で定義したＦ_g値の設定によっても変化させる必要があるが、溶銑に有効に吹き付けるためには、0.3 〜1.0 ｍが好ましい。
スリットノズル、円形ノズル（多孔又は単孔）では、（11）、（12）式に示したように、吹出した酸素の速度の減衰特性が異なるため、低Ｆ_g域ではスリットノズルが、高Ｆ_g域では円形ノズルが好ましい。
【００１４】
スリットノズルのスリット幅、長さや円形ノズルの孔数、孔径も、Ｆ_g値の設定により決定すれば良い。
ノズルの形状は上記に限定されない。また、落下流の高さ方向にノズルを複数個設置してもよい。
いままでは、傾注樋からトピードカーへの溶銑落下流へ酸素ガスを吹き付けた例を説明したが、酸素ガスの吹き付け位置はこれに限定されるものではない。例えば、傾注樋を用いないで、出銑樋から直接トピードカー等の受銑容器へ落下する場合でも、その溶銑落下流へ酸素ガスを吹き付けてもよい。さらに、溶銑出銑樋から傾注樋への落下流へ酸素を吹き付けても、同様の効果が得られる。
【００１５】
更に、本発明では、溶銑落下流に酸素ガス（気体酸素）を吹き付けることに加えて、溶銑流に固体酸素源を添加してもよい。溶銑流に添加できる固体酸素源は、酸化鉄、砂鉄、鉄鉱石粉、ミルスケール、焼結粉、焼結工場や高炉で発生する集塵ダストが好ましい。添加する時期は、高炉から出銑した溶銑を受銑容器に受けるまでの間のどの時期でもよい。すなわち、固体酸素源を溶銑中に添加したのちあるいは添加と同時に、溶銑落下流に酸素ガスを吹き付けるか、あるいは溶銑落下流に酸素ガスを吹き付けたのち、固体酸素源を溶銑中に添加してもよい。固体酸素源は、出銑樋、傾注樋あるいは受銑容器などで、脱珪剤供給ノズル10から溶銑流にインジェクションするか、上置きするか、溶銑流に効果的に供給できればどちらでもよい。しかし、１５ｋｇ／ｔ〜２０ｋｇ／ｔを超えて投入するとスラグフォーミングが激しくなるため、それ以下の投入が望ましい。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
図１に示した溶銑１の予備脱珪処理設備を、出銑量８０００ｔ／ｄの高炉の１箇所（溶銑樋と傾注樋間又は傾注樋と受銑容器間）に設置し、出銑速度：約７ｔ／ｍｉｎ、溶銑落下流径：約６０ｍｍの条件で脱珪処理を実施した。傾注樋と受銑容器間で酸素ガスを吹き付けた結果を表１、表２に示す。このとき、使用した酸素ガス吹き付けノズル６は、内径２５０ｍｍの環状ガス管を２分割したもの１対であり、円周方向に６個のノズル孔９を有している。このノズル孔は開口径１５ｍｍで下向き６０°の角度であった。
【００１７】
【表１】

【００１８】
【表２】

【００１９】
実施例１、２、３は酸化鉄を用いず、酸素ガスのみで脱珪処理した例である。それぞれ、酸化鉄のみを用いた比較例１、２、３と比較すると、脱珪量（Δ〔Ｓｉ％〕）は実施例の方が若干小さいが、溶銑の温度低下量（ΔＴ（℃））は実施例の方が少ない。
実施例４、５、６は出銑樋で酸化鉄を投入するとともに、傾注樋からの溶銑落下流に酸素ガスを吹き付けたものである。この場合、比較例１、２、３に比べ温度低下量が小さく、かつ脱珪量、脱珪酸素効率が大きくなった。
【００２０】
実施例７、８では酸素ガスの吹き付けノズルを落下流の上下２段に使用した場合であり、下段の吹き付けノズルからも酸素ガスを吹き付けることにより吹き付けノズル１個の場合よりも脱珪量が多い。
なお、酸化鉄を１５ｋｇ／ｔを超えて投入した場合、トピードカー内でのスラグフォーミングが大きくなり、受銑量を下げざるを得なかった。また、出銑樋あるいは傾注樋において溶銑上に酸素ガスを吹き付けた場合、樋耐火物の損耗が激しく１タップ中、操業を続けることが困難であった。
【００２１】
（実施例２）
ノズルを形状を変化させ、酸素ガスの流速を変えて、他の条件は実施例１と同じ条件で脱珪処理した。結果を表３、表４に示す。
【００２２】
【表３】

【００２３】
【表４】

【００２４】
酸素ガス流量２０Ｎｍ³として、ノズル先端〜溶銑落下流間の距離を変化し、実施例９、１０、１１、１３、２０は、吹き付けノズルがスリット型でスリット幅の異なるものを使用し、実施例１２、１４〜１９、２１は、吹き付けノズルを円形孔とし、孔径を変化したノズルを使用した例であり、Ｆ_g値が変化している。Ｆ_g値が３０００未満の酸素ガス吹き付けの脱珪酸素効率は、従来例に比べ高いが、３０００以上の例に比べ低い。Ｆ_g値が３０００を超える範囲では、脱珪酸素効率も１０％以上とたかく、溶銑温度低下量も少ない。さらに、Ｆ_g値が３００００を超えると、脱珪酸素効率も１５％以上となり、脱珪酸素効率の向上が著しい。
【００２５】
（実施例３）
酸素ガスを溶銑樋と傾注樋間で吹き付け、その上流の溶銑樋で酸化鉄を供給した場合（実施例22）、酸素ガス吹き付け条件は実施例22と同じで、酸化鉄を下流の傾注樋で供給した場合（実施例23）の結果を表４に示す。出銑速度は実施例１と同じである。いずれの場合にも、酸素ガス使用により、酸化鉄のみを使用した場合（比較例３参照）よりも脱珪量が増加し、温度低下も小さい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明では、溶銑落下流に酸素ガスを吹き付けて予備脱珪処理することにより、耐火物を異常に損耗させることなく、溶銑温度低下量を小さく抑え、脱珪酸素効率が向上し、効率的に脱珪処理することができるようになった。これにより、次工程の脱燐処理において、到達Ｐ濃度の低減、脱燐剤の節約が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するときに用いる溶銑の予備脱珪装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】酸素ガスを溶銑落下流に吹き付けたときの脱珪酸素効率におよぼすＦ_g値の影響を示す図である。
【図３】本発明に用いる酸素ガスの吹き付けノズルで、（ａ）は単孔ノズル、（ｂ）は多孔ノズル、（ｃ）スリットノズルの１例を示す模式図である。
【図４】（ａ）は、酸素ガスの吹き付けノズル（円形孔ノズル）の平面図であり、（ｂ）は、その酸素ガス吹き付けノズルの断面図である。
【符号の説明】
１溶銑
２出銑樋
３傾注樋
４トピードカー
５落下流
６吹き付けノズル
７酸素ガス
８スラグ
９ノズル孔
10 脱珪剤（固体酸素源）供給ノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pretreatment method for hot metal discharged from a blast furnace, and more particularly, to a desiliconization method for hot metal.
[0002]
[Prior art]
The hot metal discharged from the blast furnace is subjected to various preliminary treatments according to the composition of the components and the type of steel produced. Among the elements contained in the hot metal, there are elements that greatly affect the refining efficiency and steel quality in the next steelmaking process, and there are elements that need to be removed in the hot metal stage. In particular, the desiliconization treatment is essential in order to increase the efficiency of the subsequent dephosphorization treatment. In the dephosphorization process and the desulfurization process, a flux corresponding to the purpose is blown into the hot metal, so that the temperature is lowered by the process. If the hot metal temperature before the start of treatment is low, the temperature reaches the lower limit before the dephosphorization or desulfurization treatment is completed, and sufficient treatment cannot be performed. Therefore, the hot metal temperature is important as well as desiliconization. The desiliconization treatment is usually performed in a blast furnace cast floor. For example, iron and steel, 71 (1985), S915. Shows a desiliconization method in which iron oxide is projected onto hot metal flowing through the iron. Furthermore, iron and steel, 68 (1982), S949. Describes a desiliconization method in which iron oxide is introduced onto the hot metal flowing through the hot metal and further reacted using the natural fall energy of the hot metal.
[0003]
However, in these methods, since iron oxide is used, there is a problem that slag forming is intense, iron oxide exceeding a necessary amount cannot be supplied to the hot metal, and the amount of desiliconization becomes insufficient. Further, there has been a problem that the hot metal temperature is greatly lowered by the heat of decomposition of iron oxide.
Japanese Examined Patent Publication No. 58-27322 discloses a method of adding silicon to the hot metal flowing down the blast furnace foundry and simultaneously blowing gaseous oxygen to desiliconize. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 55-154516 discloses a method of installing a smelting tank on a blast furnace casting floor, and desiliconizing by blowing air or oxygen together with a desiliconizing agent in the smelting tank. However, in these methods, gaseous oxygen is blown in a tank provided on the brewery or on the casting floor, so that oxygen reaches the bottom of the vessel and the slag, and the CO gas and oxygen generated on the hot metal exothermally react. There was also a problem that the amount of desiliconization per sprayed oxygen amount was not high.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an efficient hot metal pre-desiliconization process that does not give particularly large wear to the refractory and has a small decrease in hot metal temperature.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a preliminary desiliconization method for hot metal, characterized in that oxygen gas is blown into the hot metal falling flow until the hot metal discharged from the blast furnace is received in the receiving vessel. The hot metal pre-desiliconization process, in which oxygen gas is blown into the hot metal falling flow after the solid oxygen source is added to the hot metal before or after the hot metal discharged from the hot metal is received in the receiving vessel In addition, after the hot metal discharged from the blast furnace is received in the receiving vessel, oxygen gas is blown into the hot metal falling flow, and then a solid oxygen source is added to the hot metal. This is a preliminary desiliconization method. Further, the present invention, the oxygen gas, by the following (1) 30000 following conditions exceed F _g value 3000 defined by the equation, it is preferable to blow, also the oxygen gas, the following equation (1) More preferably, spraying is performed under the condition that the F _g value defined by the above exceeds 30000. Note that F _g = ρ _g · v _g ² (1), where ρ _g : oxygen gas density (kg / m ³ ) and v _g : oxygen gas velocity (m / s).
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of the hot metal preliminary desiliconization processing apparatus used when practicing the present invention is shown in FIG. The hot metal 1 falls from the tilting iron 3 to the topped car 4 through the tap 2. In the present invention, oxygen is applied from the spray nozzle 6 to the falling flow 5 when the hot metal falls from the feed 2 to the tilting iron 3 and / or to the falling flow 5 when the hot metal falls from the tilting iron 3 to the topped car 4. Gas 7 is sprayed. The sprayed oxygen gas causes the following reaction with Si, Mn, C, and Fe in the hot metal surface or hot metal.
Si + 1 / 2O ₂ → (SiO ₂ ) (2)
Mn + 1 / 2O ₂ → (MnO) ……… (3)
C + 1 / 2O ₂ → CO ……… (4)
Fe + 1 / 2O ₂ → (FeO) ……… (5)
Further, the FeO generated in the formula (5) falls into the topped car 4 and is then caught in the stirring flow, and further, the following reactions (6), (7) and (8) occur, and desiliconization, or Decarburization reaction proceeds.
Si + FeO → (SiO ₂ ) + 2Fe (6)
Mn + FeO → (MnO) + Fe ……… (7)
C + FeO → CO + Fe ......... (8)
By these reactions, Si and Mn in the hot metal are lowered.
[0007]
Part of the oxygen gas that does not react on the hot metal surface reacts with the generated CO gas to produce CO ₂ . The remaining oxygen gas does not contribute to the reaction. In this way, the generated high-temperature gas does not directly contact the refractory, and thus does not cause great wear on the refractory.
In the conventional desiliconization process using only a solid oxygen source, the reactions (6) to (8) occur, but the decomposition reaction of iron oxide ((FeO) → Fe + O) is an endothermic reaction. For this reason, the decrease in the hot metal temperature is increased. Further, the hot metal temperature of the sensible heat of the solid oxygen source is lowered.
[0008]
On the other hand, when oxygen gas is used, (2) to (5) are exothermic reactions and sensible heat is small, so the hot metal temperature does not decrease, but rather the hot metal temperature rises before and after the treatment.
In the present invention, since the spray is applied to the falling flow, the specific surface area per unit volume of hot metal is increased, the reaction interface area with oxygen is increased, the amount of silicon removal is increased, and the utilization efficiency of oxygen is increased. Further, as the strength of blowing oxygen gas to the falling flow is increased, the falling flow is disturbed, the reaction interface area is increased, and the amount of desiliconization is increased.
[0009]
The degree of turbulence of the hot metal surface is the ratio of the “inertial force of oxygen gas” and the “inertial force of hot metal” at the portion where the oxygen gas hits the hot metal surface, that is,
P = (ρ _g · v _g ² ) / (ρ _M · v _M ² ) (9)
It is represented by a P value defined by Where ρ _g : oxygen gas density (kg / m ³ ), v _g : oxygen gas velocity (m / s), ρ _M : hot metal density (kg / m ³ ), v _M : hot metal velocity ( m / s). If the hot metal flow rate is constant, the P value of the equation (9), that is, the disturbance of the hot metal surface due to the degree of oxygen gas spraying, depends on the change in ρ _g · v _g ² . Therefore, it was defined as F _g = ρ _g · v _g ² .
[0010]
Next, with the hot metal flow rate kept constant, for the oxygen gas blown to the hot metal falling flow, the oxygen flow rate, the shape of the spray nozzle (slit or circular), the distance between the nozzle tip and the hot metal surface were changed, and the F _g value was changed. The amount of silicon removal from the hot metal was determined. The result is shown in FIG. The amount of silicon removal was evaluated by the silicon removal oxygen efficiency defined by the following equation (10).
η ^Si ₀ (%) = [Desiliconization amount (%) × 1000 (kg / t · p) × 22.4 (kmol / Nm ³ ) / 28 (kg / kmol)] / oxygen gas basic unit (Nm ³ / (t ・ p) ……… (10)
Note that ρ _g was ρ _g = 1.43 (kg / Nm ³ ) × [gas temperature (K) / 273], and the gas temperature was 100 ° C. v _g is with velocity distribution by spreading after the nozzle discharge, here, was represented by the rate on the central axis of the nozzle. The gas velocity depending on the shape of the nozzle is expressed by the equation described in the literature (Hiroshi Ishigaki: Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers (B), 48, 433, P1692),
For slit nozzles,
v _g = √ (λ / 0.158 × d / x) × v _g0 , λ = 0.9 (11)
For circular nozzles,
v _g = √ (λ) /0.153×d/x×v _g0 , λ = 0.9 (12)
Calculated using Here, d: width (m) of slit nozzle or nozzle diameter (m), x: distance between nozzle tip and hot metal surface (m), v _g0 : nozzle discharge speed (m / s) of oxygen gas.
[0011]
From FIG. 2, it can be seen that when the F _g value exceeds 3000 and 30000, η ^Si ₀ is dramatically improved.
When the F _g value exceeds 3000, the hot metal surface is disturbed and droplets start to be generated. For this reason, the reaction interface area is further increased, and η ^Si ₀ is improved. In order to increase the desiliconization oxygen efficiency, the oxygen gas should be blown stronger. That is, η ^Si ₀ can be made 10% or more by spraying oxygen gas having an F _g value exceeding 3000.
[0012]
When the F _g value exceeds 30000, the entire hot metal falling flow becomes droplets. For this reason, the reaction interface area is further increased, and η ^Si ₀ is further improved. To further enhance the removal silicate oxygen efficiency is, F _g value is more desirable to carry out the blowing of the oxygen gas in excess of 30,000.
The oxygen gas spraying method is not particularly limited, but it may be sprayed with a single-hole nozzle, a multi-hole nozzle, a slit nozzle as shown in FIG. 3, or a nozzle surrounding the falling flow as shown in FIG. The nozzle hole is preferably opened at a downward angle. The angle is preferably 30 to 70 °.
[0013]
The distance between the nozzle and hot metal falling flow needs to be changed according to the flow rate of oxygen and the shape of the nozzle, and also needs to be changed by setting the _Fg value defined by equation (1), but it is effectively sprayed onto the hot metal. For this purpose, 0.3 to 1.0 m is preferable.
In the slit nozzle, circular nozzle (porous or single-hole), (11), (12) as indicated formula, because the attenuation characteristics of the blowing oxygen speeds are different, the slit nozzle in a low F _g gamut, high F _A circular nozzle is preferred in the _g region.
[0014]
The slit width and length of the slit nozzle, the number of holes of the circular nozzle, and the hole diameter may be determined by setting the _Fg value.
The shape of the nozzle is not limited to the above. A plurality of nozzles may be installed in the height direction of the falling flow.
Although the example which sprayed oxygen gas to the hot metal falling flow from a tilting iron to a topped car was demonstrated as it is, the spraying position of oxygen gas is not limited to this. For example, oxygen gas may be sprayed onto the molten iron falling flow even when the steel is dropped directly from a tap into a receiving container such as a topped car without using an inclined pouring rod. Furthermore, the same effect can be obtained even when oxygen is blown to the falling flow from the molten iron outflow to the tilting iron.
[0015]
Furthermore, in the present invention, in addition to blowing oxygen gas (gaseous oxygen) to the hot metal falling flow, a solid oxygen source may be added to the hot metal flow. The solid oxygen source that can be added to the hot metal flow is preferably iron oxide, sand iron, iron ore powder, mill scale, sintered powder, or dust collection dust generated in a sintering factory or blast furnace. The timing of addition may be any timing until the hot metal discharged from the blast furnace is received in the receiving vessel. That is, after the solid oxygen source is added to the hot metal or simultaneously with the addition, the oxygen gas is blown into the hot metal falling flow, or the oxygen gas is blown into the hot metal falling flow and then the solid oxygen source is added to the hot metal. Good. The solid oxygen source may be any one as long as it can be injected into the molten iron flow from the desiliconizing agent supply nozzle 10, placed on top, or effectively supplied to the molten iron flow in a discharge, decanting or receiving vessel. However, if the amount exceeds 15 kg / t to 20 kg / t, the slag forming becomes intense, so it is desirable that the amount be less than that.
[0016]
【Example】
Example 1
The pre-silicon removal treatment equipment for hot metal 1 shown in FIG. 1 is installed at one location (between hot metal and tilting iron or between tilting iron and receiving vessel) of the blast furnace with an output amount of 8000 t / d. The desiliconization treatment was performed under conditions of about 7 t / min and hot metal falling flow diameter: about 60 mm. Tables 1 and 2 show the results of blowing oxygen gas between the decanting rod and the receiving vessel. At this time, the used oxygen gas spray nozzle 6 is a pair of two annular gas pipes having an inner diameter of 250 mm and has six nozzle holes 9 in the circumferential direction. This nozzle hole had an opening diameter of 15 mm and a downward angle of 60 °.
[0017]
[Table 1]

[0018]
[Table 2]

[0019]
Examples 1, 2, and 3 are examples of desiliconization treatment using only oxygen gas without using iron oxide. Compared with Comparative Examples 1, 2, and 3 using only iron oxide, the amount of silicon removal (Δ [Si%]) was slightly smaller in the Examples, but the temperature drop of molten iron (ΔT (° C.)) There are fewer examples.
In Examples 4, 5, and 6, iron oxide was introduced at the output, and oxygen gas was sprayed onto the hot metal falling flow from the tilting iron. In this case, the amount of temperature decrease was smaller than that of Comparative Examples 1, 2, and 3, and the amount of silicon removal and the efficiency of silicon removal oxygen were increased.
[0020]
In Examples 7 and 8, the oxygen gas spray nozzles are used in the upper and lower two stages of the falling flow, and the amount of desiliconization is larger than in the case of one spray nozzle by spraying oxygen gas from the lower spray nozzle. .
When iron oxide was added at a rate exceeding 15 kg / t, slag forming in the topped car was increased, and the amount of received metal had to be reduced. In addition, when oxygen gas was sprayed onto the hot metal in the outflow or decanting operation, the refractory material was so worn that it was difficult to continue the operation during one tap.
[0021]
(Example 2)
The shape of the nozzle was changed and the flow rate of oxygen gas was changed, and the other conditions were desiliconized under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Tables 3 and 4.
[0022]
[Table 3]

[0023]
[Table 4]

[0024]
As the oxygen gas flow rate of 20 Nm ³ , the distance between the nozzle tip and the hot metal falling flow was changed. In Examples 9, 10, 11, 13, and 20, the spray nozzle was a slit type and a slit having a different slit width was used. Nos. 12, 14 to 19, and 21 are examples in which the spray nozzle is a circular hole and a nozzle having a changed hole diameter is used, and the F _g value is changed. The desiliconization oxygen efficiency of blowing oxygen gas with an F _g value of less than 3000 is higher than that of the conventional example, but is lower than that of the example of 3000 or more. In the range where the _Fg value exceeds 3000, the desiliconization oxygen efficiency is as high as 10% or more, and the hot metal temperature decrease is small. Further, when the F _g value exceeds 30000, the desiliconization oxygen efficiency becomes 15% or more, and the desiliconization oxygen efficiency is remarkably improved.
[0025]
Example 3
When oxygen gas is sprayed between the hot metal and the tilting iron and iron oxide is supplied with the hot metal upstream of it (Example 22), the oxygen gas spraying conditions are the same as in Example 22, and the iron oxide is added at the downstream tilting iron. The results when supplied (Example 23) are shown in Table 4. The output speed is the same as in Example 1. In any case, the use of oxygen gas increases the amount of silicon removal and the temperature decrease less than when only iron oxide is used (see Comparative Example 3).
[0026]
【The invention's effect】
In the present invention, by performing preliminary desiliconization treatment by blowing oxygen gas to the hot metal falling flow, the amount of decrease in hot metal temperature is suppressed and the desiliconization oxygen efficiency is improved efficiently without causing the refractory to wear abnormally. It became possible to desiliconize. This makes it possible to reduce the ultimate P concentration and save the dephosphorizing agent in the dephosphorization process in the next step.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of a hot metal preliminary desiliconization apparatus used when practicing the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the influence of F _g value on the desiliconization oxygen efficiency when oxygen gas is blown onto the hot metal falling flow.
FIG. 3 is a schematic view showing an example of an oxygen gas spray nozzle used in the present invention, in which (a) is a single-hole nozzle, (b) is a multi-hole nozzle, and (c) a slit nozzle.
4A is a plan view of an oxygen gas spray nozzle (circular hole nozzle), and FIG. 4B is a cross-sectional view of the oxygen gas spray nozzle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot metal 2 Outlet 3 Tilting iron 4 Topped car 5 Falling flow 6 Spray nozzle 7 Oxygen gas 8 Slag 9 Nozzle hole
10 Desiliconizer (solid oxygen source) supply nozzle

Claims

A pre-desiliconization method for hot metal, characterized in that oxygen gas is blown into the hot metal falling stream before the hot metal discharged from the blast furnace is received in the receiving vessel.

Pre-desiliconization of hot metal, characterized in that oxygen gas is blown into the hot metal falling flow after the solid oxygen source is added to the hot metal before or after the hot metal discharged from the blast furnace is received in the receiving vessel. Processing method.

A method for pre-desiliconization treatment of hot metal, which comprises adding a solid oxygen source into the hot metal after spraying oxygen gas into the hot metal falling flow before the hot metal discharged from the blast furnace is received in the receiving vessel.

4. The hot metal preliminary desorption according to claim 1, wherein the oxygen gas is sprayed under a condition that the F _g value defined by the following formula (1) is more than 3000 and 30000 or less. Silica treatment method.
Note F _g = ρ _g · v _g ² …………… (1)
Where ρ _g : oxygen gas density (kg / m ³ )
v _g : velocity of oxygen gas (m / s)

4. The hot metal pre-desiliconization method according to claim 1, wherein the oxygen gas is sprayed under a condition that an F _g value defined by the following formula (1) exceeds 30000: 5. .
Note F _g = ρ _g · v _g ² …………… (1)
Where ρ _g : oxygen gas density (kg / m ³ )
v _g : velocity of oxygen gas (m / s)