JP4344070B2

JP4344070B2 - Hot metal desulfurization method using sealed freeboard

Info

Publication number: JP4344070B2
Application number: JP2000170153A
Authority: JP
Inventors: 敏鷲巣; 政宣熊倉; 敏行金子; 圭介奥原
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2020-06-07
Also published as: JP2001348607A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶銑の脱硫処理を効率的に行う密閉型フリーボードを用いた溶銑脱硫方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転炉等で行われる精錬処理に際して、これに先立って高炉溶銑成分や溶製鋼種の成分組成に対応した溶銑予備処理が一般に実施されている。こうした溶銑予備処理の主たる目的は、脱珪・脱燐・脱硫を効率よく実施することにあるが、そのなかで、燐および硫黄については近年高級鋼製造に対する要請が増大するにつれその含有量の低下が強く要望されてきている。
【０００３】
脱硫技術については多くの特許が開示されているが、例えば同時脱燐・脱硫技術として特開平１１−１７２３１４号が提案されている。その概要を述べれば、溶銑鍋内の溶銑中に密閉型のフリーボードを浸漬し、溶銑中に浸漬したランスの先端からＣａＯ系フラックスを溶銑中に吹き込んで、溶銑の脱燐・脱硫を行う処理方法において、該脱燐・脱硫処理中にＣＯガスで充たされた上記フリーボード内に、上方からＣａＯ系および／またはＮａ₂ ＣＯ₃ 系脱硫剤を投入して溶銑の脱燐・脱硫を行う方法で、しかも、上記フリーボード内面の断面積が溶銑鍋内面断面積の２０〜５０％で、かつランスの浸漬深さが浴深の５０％以上とするものである。
【０００４】
しかして、この発明によれば、溶銑の脱燐と脱硫を効率的に行えるので、脱燐・脱硫フラックス原単位の低減が図れると同時に、極低燐・低硫鋼が容易に製造できることから、コスト、品質の両面から多大な効果が得られるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案の処理方法では、溶銑鍋に対するフリーボードの横断面積比を５０％までに抑えているため、溶銑中酸素分増加が効率低下に影響を及ぼす脱硫を狙いとした処理方法においては、フリーボード外周辺の大気からの溶銑中への酸素の溶解が生じ易いことと、脱硫に有利な還元雰囲気となるフリーボード内に含まれる溶銑湯面の比率が十分でないため、酸素の影響を抑制できないことと、フリーボード内が十分に還元雰囲気とならないため、脱硫効率の低下や復硫が起こる惧れが多分にあった。
【０００６】
また、吹込み条件（粉体キャリアガス量を含めて）に関して適確な条件の設定がなされていなかったため、処理条件の如何にによっては脱硫処理剤（粉体）がフリーボード外に浮上してしまう事態の発生をみることがあった。このことによって周囲大気中の酸素との反応による脱硫効率の低下を来していた。
また、インジェクションランスから吹き込んだ脱硫剤を含んだキャリアガスにより発生する噴流がフリーボード内壁や溶銑鍋側壁等に達する場合には、当該部位の耐火物の溶損を著しく促す結果となっていた。
【０００７】
例え、フリーボード外側に脱硫剤が流出しない条件であってもも、適切なランスの浸漬・吹込み条件が設定されないと十分な脱硫効率が得られない状況下にあった。
なお、フリーボードを用いた溶銑鍋脱硫処理では、溶銑の揺動を抑えた高速吹込みが可能であるが、上記の効率低下に伴い高速脱硫が不可能となるため、適切なフリーボードおよび吹込み条件を満たさなければ、前述したような課題が発生する。特に２基以上の転炉を有する製鋼工場では、複数の転炉分の脱硫を賄うために、１つの脱硫ステーションでは対応できず、複数の設備を備えなければならないという不利な問題点を有せざるを得ない状況に置かれていた。
【０００８】
そこで、本発明はフリーボードおよび吹込み条件を適正に規定することで、脱硫効率のよい溶銑処理プロセスを提案し、脱硫剤コスト削減、高速脱硫処理の具現化を図る手法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【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）溶銑鍋内の溶銑中に密閉型フリーボードを浸漬し、溶銑中に浸漬したインジェクションランスノズル先端からフラックスを吹き込み、溶銑の脱硫を行う処理方法において、周辺大気からの酸素による脱硫効率低下を抑えるために浸漬フリーボード内面の横断面積を溶銑鍋内面の横断面積の５０％超を確保し、さらに吹き込んだ脱硫剤がフリーボード内にすべて浮上するように、下記（１）式を満足する条件で前記ノズルからキャリアガスを吹込む密閉型フリーボードを用いた溶銑脱硫方法。
０．５Ａ≦Ｌ≦０．９Ａ・・・・・（１）
但し、
Ｌ：インジェクションランス中心からのキャリアガス気泡到達距離
Ａ：フリーボード内面半径
【００１０】
（２）（１）に記載の溶銑脱硫方法において、ランス浸漬の深さを溶銑鍋中溶銑深さの０．５倍以上確保する密閉型フリーボードを用いた溶銑脱硫方法。
（３）（１）または（２）に記載の溶銑脱硫方法におけるフラックスとしてソーダ灰系脱硫剤を用い、ソーダ灰吹込み速度として０．５ｋｇ／ｍｉｎ・ｔ−ｐｉｇ以下の条件を満たす密閉型フリーボードを用いた溶銑脱硫方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、上記問題点の解決を図るべく密閉型フリーボードを用いた溶銑の脱硫方法について種々の検討・研究を重ねた結果、脱硫剤吹込み方式を浸漬ランスからのインジェクション方式に改めるとともに、適正なフリーボードの大きさと吹込み条件を選定することによって、効率的な脱硫を行えることを見いだすことができた。
【００１２】
フリーボード内への上部からの脱硫剤添加では、フリーボード内上面の溶銑盛り上がり部分での脱硫剤の巻き込みしか起こらず、効率よく全体を脱硫できないことが判明した。
そこで溶銑鍋内へ深く浸漬したランスからインジェクションすることによって溶銑全体に脱硫剤が行き渡るように考慮した。また浸漬フリーボードは、溶銑鍋上面と溶銑湯面の距離が確保できず、溶銑の盛り上がりによる流出等が懸念される場合において、脱硫剤吹き込みによる溶銑揺動を抑えるためには必須の設備である。
【００１３】
図１は本発明に使用する脱硫設備を示したもので、処理溶銑Ｐを収容した溶銑鍋１内へフリーボード２を浸漬し、フリーボード２の上部より脱硫剤吹き込み用のインジェクションランス３を溶銑鍋１内の溶銑Ｐ中へ浸漬する。なお、５はインジェクションランス３先端のノズル４よりインジェクションされた脱硫剤を含んだキャリアガス体（気泡）である。
フリーボードは大気中の酸素と溶銑を遮断し、酸素による脱硫効率低下を抑制するのに顕著な効果を発揮する。したがって、脱硫に関しては浸漬フリーボードは上記した理由から大きい方が有利である。
【００１４】
本発明者らは多くの試験結果から、図２に示すように溶銑鍋内面において５０％を超える断面積を有するフリーボードが必要があることを見いだした。図２は溶銑鍋断面積に対する浸漬フリーボード断面積の比と脱硫率との関係を示したものである。
また、インジェクションランスより吹き込んだ脱硫剤（粉体）が前述したフリーボード外に流出浮上した場合、大気中酸素による脱硫効率低下、復硫発生等および処理中の白煙発生を伴うため、フリーボード内において脱硫剤を浮上させ脱硫反応を起こさせる必要がある。
【００１５】
本発明者らは、フリーボード内においてインジェクションランスノズルからインジェクションされる脱硫剤を含んだ気泡の到達距離について、多くの実験を行い図３および図４の結果を得ることができた。
図３はフリーボード内での気泡の到達距離（図１のＬ）と脱硫率との関係を示し、図４はフリーボード内での気泡の到達距離とフリーボード側壁面での耐火物溶損指数（図１に示したＬとＡの距離からＬ＝Ａの時の耐火物溶損速度を１００として基準化した）の関係を示した。
これらの図から明らかなように気泡の到達距離が一定の値を確保するように、脱硫剤をインジェクションしなければならない。
【００１６】
しかして、これらの結果から実験式として下記（１）式を導き出した。
０．５Ａ≦Ｌ≦０．９Ａ・・・・・（１）
但し、
Ｌ：インジェクションランス中心からのキャリアガス気泡到達距
Ａ：フリーボード内面半径
したがって、上記（１）式を満たす条件下で脱硫剤をインジェクションしなければならない。
【００１７】
上記（１）式での上下限は次の考え方により設定している。すなわち、Ｌ（図１）が小さい場合は、溶銑浴中が撹拌不足となることによる脱硫効率低下が発生する。また、Ｌが大きい場合、溶銑の撹拌は十分に得られるが、浸漬フリーボード内壁（場合によっては溶銑鍋側壁）にインジェクションランスからのキャリアガスにより発生する噴流が当り、当該部位の耐火物を著しく溶損してしまう。
したがって、下限は脱硫効率の評価よりＬ≧０．５Ａとし、上限は耐火物溶損評価よりＬ≦０．９Ａとした。
【００１８】
なお、上記のＬについては、以下の様に表される。
Ｌ＝Ｌ１＋Ｒ
Ｌ１：インジェクションランスノズル先端からのキャリアガス気泡到達距離
Ｒ：ランス中心からのノズル先端までの距離
ここでＬ１については、いくつかの文献で紹介されているものを用いればよく、例えば今回用いたものは以下の式であり、ランス浸漬深さ・吹込み（ガス）速度等も条件に含まれている。（出典：鉄と鋼６１（１９７５）Ｎｏ．４Ｓ１１１）
【００１９】
Ｌ１／ｄ_o ＝１．６Ｆｒ'^1/3
Ｆｒ' ＝Ｆｒ（ｄ_o ／Ｈ_o ）
Ｆｒ＝（ρ_g ／ρ₁ ）・（ｕ_ON ² ／（ｄ_o ・ｇ））
ｄ_o ：ランス羽口径（ｃｍ）
Ｈ_o ：ランス浸漬深さ（ｃｍ）
ρ_g ：キャリアガス密度（ｇ／Ｎｃｍ³ ）
ρ₁ ：液体密度（ｇ／ｃｍ³ ）
ｇ：重力加速度，９８０ｃｍ／ｓ²
Ｆｒ：フルード数
Ｆｒ' ：修正フルード数
【００２０】
また、上記条件を満たした場合において、さらにインジェクションランスノズル先端から溶銑湯面までの深さを示すランス浸漬深さを十分に深く保つことは、粉体浮上中の反応の寄与が高いインジェクション方式の処理において、脱硫剤浮上距離を確保し、脱硫効率の向上（脱硫剤が溶銑中の硫黄と出会い反応する確率向上）に大きく寄与している。
【００２１】
本発明者らの実験により評価を行ったところ、図５に示すような結果が得られた。図５は溶銑浴深さに対するランス浸漬深さの比と脱硫率との関係を示したものである。すなわち、（ランス浸漬深さ）≧（溶銑鍋中溶銑深さ）×０．５の条件を満たす必要があることが図から判明した。これは吹込み脱硫剤の浮上時間を長く確保することにより、短時間で効率よく脱硫を行うことができることを表している。
【００２２】
脱硫能力が特に大きく、ＭｇやＣａＣ₂ と比較して安価な脱硫剤であるソーダ灰（Ｎａ₂ ＣＯ₃ ）は、上記条件で高速吹込みによる短時間での脱硫が可能であるが、この場合においても図６に示したように適正な条件が存在する。すなわち図６はソーダ灰（粉体）吹き込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ・ｔ−ｐｉｇ）と脱硫率との関係を表したものであり、ソーダ灰吹き込み速度は脱硫剤（粉体）浮上時間確保にとって重要な事項であり、（ソーダ灰吹込み速度）≦０．５ｋｇ／ｍｉｎ・ｔ−ｐｉｇの関係を満たす必要がある。
【００２３】
図６から明らかなように、０．５を超えて吹き込んでもソーダ灰による脱硫効率の向上は認められず、いたずらに脱硫剤を無駄に使用することになる。なお、ここで吹込み速度の下限は、許容できる処理時間や処理設備的能力により別途考慮されるべきものである。
また、ソーダ灰吹込み速度を下げるためには、単純には機械的に吹き込み速度を下げる方法があるが、この場合は流動性の余りよくないソーダ灰を配管中で詰まらせないためには、適当な配管径や吹込み設備を有せざるを得ず効率のよい少量の吹き込みには推奨できない。
【００２４】
これに対して生石灰等と混合することによってソーダ灰量を薄めれば、処理剤全体の吹込み速度を大きくとってもソーダ灰量は生石灰との配合割合によって、その量を少量に止めて置くことができるので、吹込み速度を増してもソーダ灰のみの吹込み速度は低く抑えることができると共に、混合する生石灰等によって良好な流動性を確保できるので好ましい。
【００２５】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を説明する。
１．反応容器と使用設備
図１に示した溶銑鍋１（内面直径：４．５ｍ）、浸漬フリ−ボ−ド２、インジェクションランス３を使用して、溶銑の脱硫処理を行った。
２．脱硫処理前溶銑成分
〔Ｃ〕＝４．１〜４．６％、〔Ｓｉ〕＝０．２０〜０．６０％、〔Ｍｎ〕＝０．１５〜０．４０％、〔Ｐ〕＝０．０９２〜０．１５５％、〔Ｓ〕＝０．０１８〜０．０３５％
【００２６】
３．転炉スラグ代表成分
ＣａＯ＝４５〜５５％、ＳｉＯ₂ ＝１５〜２０％、ＭｎＯ＝６〜１２％、ＭｇＯ＝４〜７％、Ｐ₂ Ｏ₅ ＝２．５〜３％、Ｔ・Ｆｅ＝１２〜１９％
４．溶銑量および溶銑浴の深さ
溶銑量；３５０ｔ、溶銑浴の深さ；３．５ｍ
５．操業条件および結果
本発明実施例を表１に、比較例を表２にまとめて記した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【表２】

【００２９】
表１から分かるように、本発明実施例によれば、前記した各種条件を満足するように適正範囲内に設定したため、脱硫率６０％以上を確保しており、良好な脱硫が行われている。
しかし、本発明例１０に関しては請求項２で述べたランス浸漬深さの条件を満たしておらず、脱硫率が６２％と本発明例６の条件よりも低かった。
【００３０】
また本発明例１１では請求項３で述べたソーダ灰吹込み速度が小さく、脱硫率は６０．９％と本発明例１，４よりも低くなった。
さらに本発明例１２はランス浸漬深さ・ソーダ灰吹込み速度ともに小さいため、脱硫率は６０．１％と本発明例１，４，１１よりも低下した。
【００３１】
次に表２に示した比較例においては、比較例１，２はフリーボードの横断面積が適正範囲から外れているため、脱硫率が５６．３％と５６．０％に止まった。逆に比較例３，４は脱硫剤を含んだ気泡の到達距離が短く、脱硫率が５４．２％と５２．４％に低下した。
さらに比較例５では脱硫剤を含んだ気泡の到達距離が長く、脱硫率は良好であったが、耐火物溶損指数が７６と格段に高く耐火物に悪影響を及ぼしていた。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のような浸漬フリーボード・吹込み条件を用いることにより、フラックス低減や溶銑鍋耐火物への悪影響を回避しつつ、効率のよい脱硫処理を行うことが可能である。また、浸漬フリーボードを用いることで溶銑揺動を抑制されるため、高速吹込みでの脱硫処理を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で用いた脱硫設備の概要を示す図
【図２】溶銑鍋断面積と浸漬フリーボード断面積との比と脱硫率との関係を示した図
【図３】フリーボード内での気泡の到達距離と脱硫率との関係を示した図
【図４】フリーボード内での気泡の到達距離とフリーボード側壁面での耐火物溶損指数の関係を示した図
【図５】溶銑浴深さに対するランス浸漬深さの比と脱硫率との関係を示した図
【図６】ソーダ灰粉体吹き込み速度と脱硫率との関係を示した図
【符号の説明】
１：溶銑鍋
２：フリーボード
３：インジェクションランス
４：インジェクションノズル
５：気泡
Ｐ：溶銑[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot metal desulfurization method using a hermetic freeboard that efficiently performs hot metal desulfurization treatment.
[0002]
[Prior art]
Prior to the refining process performed in a converter or the like, a hot metal pretreatment corresponding to a blast furnace hot metal component or a component composition of a steelmaking type is generally performed. The main purpose of such hot metal pretreatment is to efficiently carry out desiliconization, dephosphorization, and desulfurization. Among them, the content of phosphorus and sulfur decreases as demand for high-grade steel production increases in recent years. Has been strongly requested.
[0003]
Many patents have been disclosed regarding the desulfurization technology. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-172314 has been proposed as a simultaneous dephosphorization / desulfurization technology. The outline of the process is to immerse a sealed freeboard in the hot metal in the hot metal ladle and blow CaO-based flux into the hot metal from the tip of the lance immersed in the hot metal to dephosphorize and desulfurize the hot metal. In the method, hot metal dephosphorization / desulfurization is performed by introducing a CaO-based and / or Na ₂ CO _3- based desulfurization agent from above into the free board filled with CO gas during the dephosphorization / desulfurization treatment. In this method, the cross-sectional area of the inner surface of the free board is 20 to 50% of the inner surface cross-sectional area of the hot metal pan, and the immersion depth of the lance is 50% or more of the bath depth.
[0004]
Therefore, according to the present invention, since dephosphorization and desulfurization of hot metal can be performed efficiently, the dephosphorization / desulfurization flux basic unit can be reduced, and at the same time, an extremely low phosphorus / low sulfur steel can be easily manufactured. A great effect can be obtained in terms of both cost and quality.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the proposed processing method, since the cross-sectional area ratio of the free board to the hot metal ladle is suppressed to 50%, in the processing method aimed at desulfurization in which the increase in oxygen content in the hot metal affects the efficiency reduction, Suppresses the influence of oxygen because oxygen is easily dissolved from the atmosphere outside the freeboard into the hot metal and the ratio of the hot metal surface contained in the freeboard, which is a reducing atmosphere advantageous for desulfurization, is not sufficient. There was a possibility that desulfurization efficiency would be reduced and sulfurization would occur because the inside of the freeboard could not be reduced and the reducing atmosphere was not sufficient.
[0006]
Also, since the exact conditions were not set for the blowing conditions (including the amount of powder carrier gas), depending on the processing conditions, the desulfurization treatment agent (powder) might float out of the free board. Occasionally, the occurrence of a situation was observed. This has led to a decrease in desulfurization efficiency due to reaction with oxygen in the surrounding atmosphere.
In addition, when the jet generated by the carrier gas containing the desulfurizing agent blown from the injection lance reaches the inner wall of the free board, the hot metal ladle side wall, etc., the result is that the refractory of the refractory in that portion is remarkably accelerated.
[0007]
For example, even if the desulfurization agent does not flow outside the freeboard, sufficient desulfurization efficiency cannot be obtained unless appropriate lance immersion / blowing conditions are set.
In hot metal ladle desulfurization processing using free board, high-speed blowing with suppressed fluctuation of hot metal is possible, but high-speed desulfurization becomes impossible due to the above-mentioned decrease in efficiency. If the above-mentioned conditions are not satisfied, the above-described problems occur. In particular, a steel factory having two or more converters has the disadvantage that a single desulfurization station cannot be used to cover the desulfurization of multiple converters, and multiple facilities must be provided. It was in an unavoidable situation.
[0008]
Therefore, the present invention proposes a hot metal treatment process with good desulfurization efficiency by appropriately defining the free board and blowing conditions, and provides a technique for reducing the desulfurization agent cost and realizing high-speed desulfurization treatment. It is what.
[0009]
[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) Decreasing desulfurization efficiency due to oxygen from the surrounding atmosphere in a treatment method in which a sealed freeboard is immersed in the hot metal in the hot metal ladle and flux is blown from the tip of the injection lance nozzle immersed in the hot metal. In order to suppress the cross-sectional area of the inner surface of the immersion free board, the cross-sectional area of the hot metal ladle inner surface exceeds 50% of the inner surface, and the blown desulfurization agent all floats in the free board. A hot metal desulfurization method using a hermetic freeboard in which carrier gas is blown from the nozzle under conditions.
0.5A ≦ L ≦ 0.9A (1)
However,
L: Carrier gas bubble arrival distance from the center of the injection lance A: Free board inner radius [0010]
(2) (1) Oite the hot metal desulfurizing method described in, hot metal desulfurization method using a sealed freeboard to ensure at least 0.5 times the depth of the hot metal pan molten iron depth of lance immersion.
(3) (1) or with soda ash desulfurization agent as flux definitive in hot metal desulfurization method according to (2), 0.5kg / min · t-pig following conditions are satisfied sealed free as soda cupellation inclusive rate Hot metal desulfurization method using a board.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to solve the above problems, the present inventors have made various investigations and studies on a hot metal desulfurization method using a sealed freeboard. As a result, the desulfurization agent blowing method is changed to an injection method from an immersion lance. At the same time, it was found that efficient desulfurization can be performed by selecting an appropriate freeboard size and blowing conditions.
[0012]
It was found that the addition of the desulfurizing agent from the upper part into the freeboard only involved the desulfurizing agent at the hot metal swelled portion on the upper surface of the freeboard, and it was not possible to efficiently desulfurize the whole.
Therefore, it was considered that the desulfurizing agent was distributed throughout the hot metal by injection from a lance deeply immersed in the hot metal pan. In addition, the immersion free board is an indispensable facility for suppressing hot metal fluctuations due to blowing of desulfurizing agent when the distance between the upper surface of the hot metal ladle and the hot metal surface cannot be secured and there is a concern of outflow due to the hot metal rising. .
[0013]
FIG. 1 shows a desulfurization facility used in the present invention. A free board 2 is immersed in a hot metal ladle 1 containing a treated hot metal P, and an injection lance 3 for blowing a desulfurizing agent from the upper part of the free board 2. Immerse in hot metal P in the pan 1. Reference numeral 5 denotes a carrier gas body (bubbles) containing a desulfurizing agent injected from the nozzle 4 at the tip of the injection lance 3.
Freeboards block oxygen and hot metal in the atmosphere, and exert a remarkable effect in suppressing the desulfurization efficiency decrease due to oxygen. Therefore, for desulfurization, a larger immersion free board is advantageous for the reason described above.
[0014]
The present inventors have found from the results of many tests that there is a need for a free board having a cross-sectional area exceeding 50% on the inner surface of the hot metal ladle as shown in FIG. FIG. 2 shows the relationship between the ratio of the immersion free board cross-sectional area to the hot metal ladle cross-sectional area and the desulfurization rate.
In addition, if the desulfurization agent (powder) blown from the injection lance flows out of the freeboard as mentioned above, it will cause a decrease in desulfurization efficiency due to atmospheric oxygen, the occurrence of resulfurization, and the generation of white smoke during processing. It is necessary to cause the desulfurization agent to float and cause a desulfurization reaction.
[0015]
The inventors of the present invention have made many experiments on the reach distance of the bubbles containing the desulfurizing agent injected from the injection lance nozzle in the free board, and have obtained the results shown in FIGS.
FIG. 3 shows the relationship between the bubble arrival distance in the freeboard (L in FIG. 1) and the desulfurization rate, and FIG. 4 shows the bubble arrival distance in the freeboard and the refractory melting on the freeboard side wall. The relationship of the index (standardized from the distance between L and A shown in FIG. 1 with the refractory melting rate when L = A as 100) was shown.
As is clear from these figures, the desulfurization agent must be injected so as to ensure a constant value for the bubble arrival distance.
[0016]
Therefore, the following formula (1) was derived as an empirical formula from these results.
0.5A ≦ L ≦ 0.9A (1)
However,
L: Carrier gas bubble reach distance from the center of the injection lance A: Radius of the free board inner surface Therefore, the desulfurizing agent must be injected under the condition satisfying the above expression (1).
[0017]
The upper and lower limits in the above equation (1) are set based on the following concept. That is, when L (FIG. 1) is small, desulfurization efficiency decreases due to insufficient stirring in the hot metal bath. When L is large, the hot metal can be sufficiently stirred, but the inner wall of the immersion freeboard (in some cases, the hot metal ladle side wall) is hit by a jet generated by the carrier gas from the injection lance, and the refractory at the relevant site is markedly affected. It will melt.
Therefore, the lower limit is set to L ≧ 0.5A from the evaluation of desulfurization efficiency, and the upper limit is set to L ≦ 0.9A from the evaluation of refractory melt damage.
[0018]
The above L is expressed as follows.
L = L1 + R
L1: Carrier gas bubble arrival distance R from the tip of the injection lance nozzle R: Distance from the center of the lance to the nozzle tip Here, L1 may be the one introduced in several documents, for example, this time Is the following equation, and the lance immersion depth, blowing (gas) speed, etc. are also included in the conditions. (Source: Iron and Steel 61 (1975) No. 4 S111)
[0019]
L1 / d _o = 1.6Fr ′ ^1/3
Fr ′ = Fr (d _o / H _o )
Fr = (ρ _g / ρ ₁ ) · (u _ON ² / (d _o · g))
d _o : Lance tuyere diameter (cm)
H _o : Lance immersion depth (cm)
ρ _g : carrier gas density (g / Ncm ³ )
ρ ₁ : Liquid density (g / cm ³ )
g: Gravitational acceleration, 980 cm / s ²
Fr: Fluid number Fr ': Modified fluid number
In addition, when the above conditions are satisfied, maintaining the lance immersion depth, which indicates the depth from the tip of the injection lance nozzle to the hot metal surface, is sufficient for the injection method that contributes greatly to the reaction during powder floating. In the treatment, the flying distance of the desulfurizing agent is secured, and the desulfurizing efficiency is greatly improved (the probability that the desulfurizing agent encounters and reacts with sulfur in the hot metal) greatly contributes.
[0021]
As a result of evaluation by the inventors, results as shown in FIG. 5 were obtained. FIG. 5 shows the relationship between the ratio of the lance immersion depth to the hot metal bath depth and the desulfurization rate. That is, it was found from the figure that the condition of (lance immersion depth) ≧ (molten metal hot metal depth) × 0.5 must be satisfied. This indicates that desulfurization can be efficiently performed in a short time by securing a long floating time of the blowing desulfurization agent.
[0022]
Soda ash (Na ₂ CO ₃ ), which has a particularly large desulfurization capacity and is cheaper than Mg and CaC ₂ , can be desulfurized in a short time by high-speed blowing under the above conditions. As shown in FIG. 6, appropriate conditions exist. That is, FIG. 6 shows the relationship between the soda ash (powder) blowing speed (kg / min · t-pig) and the desulfurization rate, and the soda ash blowing speed is important for securing the desulfurization agent (powder) floating time. Therefore, it is necessary to satisfy the relationship of (soda ash blowing speed) ≦ 0.5 kg / min · t-pig.
[0023]
As can be seen from FIG. 6, even when blown in excess of 0.5, the improvement of the desulfurization efficiency by soda ash is not recognized, and the desulfurization agent is unnecessarily used. Here, the lower limit of the blowing speed should be considered separately depending on the allowable processing time and processing facility capacity.
In addition, in order to reduce the soda ash blowing speed, there is a simple method of mechanically lowering the soda ash blowing speed, but in this case, in order to prevent clogging of soda ash with poor fluidity in the pipe, it is appropriate. Therefore, it is not recommended for efficient small amount of blowing.
[0024]
On the other hand, if the amount of soda ash is reduced by mixing with quicklime, etc., the amount of soda ash can be kept small depending on the mixing ratio with quicklime even if the blowing rate of the entire treatment agent is increased. Therefore, even if the blowing speed is increased, the blowing speed of only soda ash can be kept low, and good fluidity can be secured by mixing quicklime and the like, which is preferable.
[0025]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
1. Reaction vessel and equipment used Hot metal desulfurization treatment was performed using the hot metal ladle 1 (inner diameter: 4.5 m), the immersion free board 2 and the injection lance 3 shown in FIG.
2. Hot metal component [C] = 4.1-4.6%, [Si] = 0.20-0.60%, [Mn] = 0.15-0.40%, [P] = 0. 092-0.155%, [S] = 0.018-0.035%
[0026]
3. Converter slag representative component CaO = 45 to 55%, SiO ₂ = 15 to 20%, MnO = 6 to 12%, MgO = 4 to 7%, P ₂ O ₅ = 2.5 to 3%, T · Fe = 12-19%
4). Hot metal amount and hot metal bath depth Hot metal amount: 350 t, hot metal bath depth: 3.5 m
5. Operating conditions and results Table 1 shows an example of the present invention, and Table 2 shows a comparative example.
[0027]
[Table 1]

[0028]
[Table 2]

[0029]
As can be seen from Table 1, according to the embodiment of the present invention, since it was set within an appropriate range so as to satisfy the various conditions described above, a desulfurization rate of 60% or more was secured and good desulfurization was performed. .
However, with respect to Example 10 of the present invention, the condition of the lance immersion depth described in claim 2 was not satisfied, and the desulfurization rate was 62%, which was lower than the condition of Example 6 of the present invention.
[0030]
In Example 11 of the present invention, the soda ash blowing rate described in claim 3 was low, and the desulfurization rate was 60.9%, which was lower than those of Examples 1 and 4 of the present invention.
Furthermore, since Example 12 of the present invention had a small lance immersion depth and soda ash blowing speed, the desulfurization rate was 60.1%, which was lower than those of Examples 1, 4 and 11 of the present invention.
[0031]
Next, in the comparative examples shown in Table 2, in Comparative Examples 1 and 2, the cross-sectional area of the free board was out of the proper range, so the desulfurization rate was only 56.3% and 56.0%. On the contrary, in Comparative Examples 3 and 4, the arrival distance of the bubbles containing the desulfurizing agent was short, and the desulfurization rate was reduced to 54.2% and 52.4%.
Further, in Comparative Example 5, although the arrival distance of the bubbles containing the desulfurizing agent was long and the desulfurization rate was good, the refractory melting index was 76 so high that it had an adverse effect on the refractory.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, by using the immersion freeboard / blowing conditions as in the present invention, it is possible to perform an efficient desulfurization treatment while avoiding adverse effects on flux reduction and hot metal pan refractories. . Moreover, since the hot metal fluctuation is suppressed by using the immersion free board, it is possible to perform the desulfurization process by high-speed blowing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a desulfurization facility used in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a ratio of a hot metal ladle cross-sectional area and a dipping free board cross-sectional area and a desulfurization rate. Fig. 4 shows the relationship between the bubble arrival distance in the freeboard and the desulfurization rate. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the ratio of the lance immersion depth to the hot metal bath depth and the desulfurization rate. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the soda ash powder blowing rate and the desulfurization rate.
1: Hot metal pan 2: Free board 3: Injection lance 4: Injection nozzle 5: Bubble P: Hot metal

Claims

In order to suppress a decrease in desulfurization efficiency due to oxygen from the surrounding atmosphere in the treatment method of desulfurizing the hot metal by immersing a sealed freeboard in the hot metal in the hot metal ladle and blowing flux from the tip of the injection lance nozzle immersed in the hot metal To ensure that the cross-sectional area of the inner surface of the free board is more than 50% of the cross-sectional area of the inner surface of the hot metal ladle and that the desulfurization agent blown all floats in the free board under the conditions satisfying the following formula (1) A hot metal desulfurization method using a hermetic freeboard, wherein carrier gas is blown from a nozzle.
0.5A ≦ L ≦ 0.9A (1)
However,
L: Carrier gas bubble arrival distance from injection lance center A: Freeboard inner radius

Oite the hot metal desulfurizing method described in 請 Motomeko 1, molten pig iron desulfurization method using a sealed freeboard, wherein the securing 0.5 times or more the depth molten iron pan molten iron depth of lance immersion.

With soda ash desulfurization agent as flux definitive in hot metal desulfurization method according to 請 Motomeko 1 or 2, sealed, wherein 0.5kg / min · t-pig satisfy the following conditions as soda cupellation inclusive rate Hot metal desulfurization method using free board.