JP4484717B2 - 製鋼設備の操業方法 - Google Patents
製鋼設備の操業方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4484717B2 JP4484717B2 JP2005014843A JP2005014843A JP4484717B2 JP 4484717 B2 JP4484717 B2 JP 4484717B2 JP 2005014843 A JP2005014843 A JP 2005014843A JP 2005014843 A JP2005014843 A JP 2005014843A JP 4484717 B2 JP4484717 B2 JP 4484717B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amount
- dephosphorization
- furnace
- scrap
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
前記脱りん炉は溶銑予備処理炉とも呼ばれ、装入された溶銑に酸素を吹き付けると共に副原料(脱りん材)投入し、溶銑内のりんPや珪素Siを酸化しスラグとして排出するようにしている。脱りん処理の終わった溶銑は脱炭炉に装入され、この炉においても副原料(脱炭材)を投入すると共に溶銑に酸素を吹き付け、溶銑内の炭素Cを酸化し一酸化炭素COガス等として排出するようにしている。
脱りん炉において、溶銑の温度は1300℃〜1400℃程度の低温度域であり、装入された鋼スクラップを溶解するためには、鋼スクラップ中へ溶銑中のCが浸入する浸炭が起こり、鋼スクラップ自体の融点が低下することが不可欠である。かかる浸炭を効率よく行わせるために、装入される鋼スクラップの厚みに対する制約が生じ、厚みの薄い軽量屑しか使用できないものとなっていた。
また、鋼スクラップの溶解熱量を確保するため、脱りん用の酸素源である酸化鉄(冷却材)の添加量を少なくすることが必要となる。しかしながら、酸化鉄の添加を少なくすることにより、焼石灰の滓化が進まなくなって脱りん機能が低下し、脱りん処理後の溶銑中のりん濃度[P]が高いものとなる。
以上述べた生産性を下げる問題を解決する技術として、従来から広く行われているものとしては、脱炭炉のみに鋼スクラップを装入するものがある。この技術によれば、脱りん炉での温度低下を防ぐことが可能となるものの、投入する鋼スクラップが多量であったり、炭素濃度が0.5%以上の高炭素領域で吹き止める高炭素鋼の精錬時には、燃焼可能な炭素量が少なくなり熱量不足となることが否めない。そのため、高価な昇熱材を使用せざるを得ずコストアップの原因となっていた。
すなわち、本発明における課題解決のための技術的手段は、脱りん炉と脱炭炉とをそれぞれ有する製鋼設備で、この製鋼設備の脱りん炉内に銑鉄スクラップを装入した上で溶銑を装入し脱りん処理を行う製鋼設備の操業方法であって、前記脱りん処理に必要な副原料の量を算出する副原料計算を行うと共に、脱りん処理後の炭素量を算出する炭素量計算を行い、且つ脱りん処理後の溶銑温度を算出する溶銑温度計算を行って、算出された副原料の量、脱りん処理後の炭素量、及び脱りん処理後の溶銑温度を基に、式(4)で示される熱収支式と式(5)及び式(6)で示される鉄収支式とからなる連立方程式を収束計算を用いて解くことで、前記脱りん炉における余裕熱量Q plus で溶かし得る銑鉄スクラップの量Mを算出するスクラップ配合計算を行い、算出された量Mの銑鉄スクラップを脱りん炉内に装入した上で脱りん処理を行うことを特徴とする。
また、式(5)において、
・α=[C]+[Mn]+[P]+[S]、各濃度は吹き止め時の%濃度
・β=1.29×[Mn]+2.29×[P]、各濃度は吹き止め時の%濃度
・γ=(Fe3+)/(Fe2++Fe3+)×1.43+(Fe2+)/(Fe2++Fe3+)×1.29、この式で、(Fe3+)は、吹止スラグ中のFe3+の濃度であり、(Fe2++Fe3+)は、吹止スラグ中のFe2++Fe3+の濃度
・(T.Fe):吹止スラグ中のトータルFe
・Wsteel : 出鋼量
・Wslag : スラグ量
・Slagin=2.14×脱りん炉に装入する総Si量+1.29×脱りん炉に装入する総Mn量+2.29×脱りん炉に装入する総P量+鉄酸化物を除く全副原料中の酸化物の量
である。
この技術的手段によれば、脱りん処理における溶銑重量の変化量と余裕熱量とを基に、脱りん炉に装入する銑鉄スクラップの量を確実に算出することができ、算出された量の銑鉄スクラップを脱りん炉に装入することで、生産性のよい製鋼設備の操業を行うことが可能となる。
こうすることで、製鋼工程で投入されるトータルのスクラップ量が一定に保たれ、当該製鋼設備から出鋼される溶鋼の量を常に所定のものとすることができるようになる。
図1は、本操業方法を適用する製鋼設備1(転炉設備)の概略を示した図である。
本製鋼設備1は、1基の脱りん炉2(溶銑予備処理炉)を有すると共に1基の脱炭炉3を備えているものであって、この設備1での溶銑4の精錬方法は、以下の通りである。
まず、高炉から搬送されてきた溶銑4は、銑鉄スクラップ5が装入された脱りん炉2内に流し込まれる。その後、溶銑4中のりんを主に取り除く脱りん工程として、当該脱りん炉2の炉口6からランス7を挿入し、溶銑上面に近づけ、酸素ガスを吹き付けて脱りん精錬(吹錬)を開始する。更に、耐火物ランス8を上方から溶銑内に挿入し、かかる耐火物ランス8を通して副原料(脱りん材、脱硫材、焼石灰CaO等の造滓材、酸化鉄FexOy等の冷却材)を投入するようにしている。こうすることで、りんは投入された酸素や副原料と反応してスラグ相に移行し、溶銑4の上方に浮いた状態で積層するようになる。
脱炭炉3には予め鋼スクラップが装入されていて、その上で溶銑4が流し入れられるようになる。該溶銑4に対して転炉の炉口6からランス7を挿入し、溶銑上面に近づけ、酸素ガスを吹き付ける。それと同時に、炉底から窒素やアルゴンなどの吹き込みガスで溶銑4を撹拌しつつ脱炭精錬(吹錬)を行う。すなわち、脱炭炉3は上下吹き込み炉である。
なお、上記した銑鉄スクラップ5とは、高炉から製鋼設備1(転炉設備)に溶銑4を搬送する工程において生じる製品となり得ない銑鉄のことであり、所定形状を有さずそのまま下工程に送ることのできない冷銑のことである。
当該算出工程は、前記脱りん炉2に対する熱の出入りを基に余裕熱量を算出する熱収支計算工程S4と、前記脱りん炉2に対する物質の出入りを基に脱りん処理前後での溶銑重量の変化量を算出する鉄収支計算工程S5と、前記両工程が算出した余裕熱量と溶銑重量の変化量とを基に、脱りん炉2に装入する銑鉄スクラップ5の量を算出するスクラップ配合計算工程S6と、を備えている。
以下、図2に基づいて、銑鉄スクラップ5の量を算出する各工程を詳しく説明する。なお、各工程とも脱りん炉2に関するものであって、脱炭炉3のことは考慮しなくてもよい。
この副原料計算工程S1で得られた焼石灰CaOと冷却材FexOyとの量は、脱りん処理後の炭素量を予測する炭素量計算工程S2の入力として用いられる。
炭素量計算工程S2は、処理前の[C]や[Si],脱りん反応に必要な酸素量(気酸ならびに固酸)から、処理中の脱炭量を予測するものであり、式(2)で計算されるものである。
当該工程では、前記脱炭量[C]と、処理前での溶銑重量,[C],[Si],[Mn],[P],溶銑温度Tbと、処理後の[P],溶銑目標温度Taとから、脱りん処理後の溶銑温度Te(処理前空炉時間から処理後目標温度との偏差)を予想する。この計算には、脱りん反応に必要な酸素量,脱Si反応に必要な酸素量とが用いられ、式(3)で算出される。
前記熱収支計算工程S4で用いられる熱収支式や鉄収支計算工程S5で用いられる鉄収支式については、酸化鉄系冷却材量及び吹錬酸素量を決定する為のスタティック制御理論モデルとして確立されている。
また、脱りん炉2における鉄収支(物質収支)を表す関係式は、式(5)で示されるものとなっている。
・α=[C]+[Mn]+[P]+[S]、各濃度は吹き止め時の%濃度である。
・β=1.29×[Mn]+2.29×[P]、各濃度は吹き止め時の%濃度である。
・γ=(Fe3+)/(Fe2++Fe3+)×1.43+(Fe2+)/(Fe2++Fe3+)×1.29、この式で、(Fe3+)は、吹止スラグ中のFe3+の濃度であり、(Fe2++Fe3+)は、吹止スラグ中のFe2++Fe3+の濃度である。
・Wsteel : 出鋼量
・Wslag : スラグ量
・FeIN=[Fe]HM/100×溶銑量+[Fe]SC/100×スケール量+0.671 ×鉄鉱石量、ただし、[Fe]HM は溶銑4中のFeの%濃度、[Fe]SCはスケール中のFeの%濃度
・SlagIN=2.14×装入Si量+1.29×装入Mn量+2.29×装入P量+鉄酸化物を除く全副原料中の酸化物
以上述べた式(4)から脱りん炉2での余裕熱量Qplusを求めることができ、式(5)を計算することで、脱りん処理前後における溶銑量の増減を知ることができる。
・FeIN=[Fe]HM/100×溶銑量+[Fe]SC/100×スケール量+0.671 ×鉄鉱石量+0.567×銑鉄スクラップ量M ・・・(6)
、として、式(5)を計算するとよい(すなわち、式(5)に式(6)を代入し計算するとよい)。
そこで、スクラップ配合計算工程S6では、脱りん処理後の溶銑温度Teや溶銑量M等を入力値として与えることによって式(4)、式(5)からなる連立方程的式を収束計算を用いて解き、余裕熱量Qplusで溶かしうる銑鉄スクラップ量Mを得るものである。
以上述べたように、本発明では、装入する銑鉄スクラップ5を、副原料計算工程S1、炭素量計算工程S2、溶銑温度計算工程S3、熱収支計算工程S4、鉄収支計算工程S5の各計算モデルを用いて算出しているため、脱りん炉へ装入する銑鉄スクラップ量を精度よく計算することができるものとなっている。
なお、上記方法で、算出された銑鉄スクラップ5の量が、溶銑精錬の1チャージで必要とする総スクラップの量より少ない場合には、「総スクラップ量−銑鉄スクラップ量」に対応する鋼スクラップを脱炭炉3へ装入するようにする。こうすることで、製鋼工程で必要とされる全スクラップ量を常に供給することができ、所定の溶鋼を常に確保することが可能となる。
本実施例において、脱りん炉2へ装入される溶銑4の温度は、1250℃から1450℃であって、溶銑4の[C]は4.0〜4.5%、[Si]は0.60%以下、[P]は0.050〜0.150%である。
比較例2は、鋼スクラップを全量脱りん炉2に装入しているため、脱りん炉2が熱不足状態となった。この結果、脱りん時の酸化材(スケール)の投入量が不足し、脱りんが不十分になった。すなわち、図3(c)から判るように、脱りん後の[P]が0.035%であって、他の比較例の0.01や0.012%より多いものとなっている。更に、10分間の脱りん時間では、鋼スクラップへの浸炭が不足し、溶け残りが4t生じる結果となった。なお、溶け残り量が4tであることは、図3(a)の「脱炭炉への追加スクラップ」を4tとしていることから自明ある。
いずれの場合であっても、脱りん炉2での熱不足は発生せず、10分間の脱りん時間で銑鉄スクラップ5は完全に溶解できた。加えて、熱不足の心配が排除されたため、焼石灰を17kg/t、スケールを40又は20kg/t投入することができて適正量確保となり、脱りんが十分に進行した。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
2 脱りん炉
3 脱炭炉
4 溶銑
5 銑鉄スクラップ
6 炉口
7 ランス
8 耐火物ランス
9 投入装置
10 スクラップシュートバック
11 天井クレーン
Claims (2)
- 脱りん炉と脱炭炉とをそれぞれ有する製鋼設備で、この製鋼設備の脱りん炉内に銑鉄スクラップを装入した上で溶銑を装入し脱りん処理を行う製鋼設備の操業方法であって、
前記脱りん処理に必要な副原料の量を算出する副原料計算を行うと共に、脱りん処理後の炭素量を算出する炭素量計算を行い、且つ脱りん処理後の溶銑温度を算出する溶銑温度計算を行って、
算出された副原料の量、脱りん処理後の炭素量、及び脱りん処理後の溶銑温度を基に、式(4)で示される熱収支式と式(5)及び式(6)で示される鉄収支式とからなる連立方程式を収束計算を用いて解くことで、前記脱りん炉における余裕熱量Qplusで溶かし得る銑鉄スクラップの量Mを算出するスクラップ配合計算を行い、
算出された量Mの銑鉄スクラップを脱りん炉内に装入した上で脱りん処理を行うことを特徴とする製鋼設備の操業方法。
また、式(5)において、
・α=[C]+[Mn]+[P]+[S]、各濃度は吹き止め時の%濃度
・β=1.29×[Mn]+2.29×[P]、各濃度は吹き止め時の%濃度
・γ=(Fe3+)/(Fe2++Fe3+)×1.43+(Fe2+)/(Fe2++Fe3+)×1.29、この式で、(Fe3+)は、吹止スラグ中のFe3+の濃度であり、(Fe2++Fe3+)は、吹止スラグ中のFe2++Fe3+の濃度
・(T.Fe):吹止スラグ中のトータルFe
・Wsteel : 出鋼量
・Wslag : スラグ量
・Slagin=2.14×脱りん炉に装入する総Si量+1.29×脱りん炉に装入する総Mn量+2.29×脱りん炉に装入する総P量+鉄酸化物を除く全副原料中の酸化物の量
である。
また、式(6)において、[Fe]HM は溶銑中のFeの%濃度、[Fe]SCはスケール中のFeの%濃度である。 - 前記銑鉄スクラップの量が、脱りん炉及び脱炭炉で装入される総スクラップの量より少ない場合には、該総スクラップと銑鉄スクラップとの差分量を補充すべく、脱炭炉へ鋼スクラップを装入することを特徴とする請求項1に記載の製鋼設備の操業方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014843A JP4484717B2 (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | 製鋼設備の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014843A JP4484717B2 (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | 製鋼設備の操業方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006200021A JP2006200021A (ja) | 2006-08-03 |
JP4484717B2 true JP4484717B2 (ja) | 2010-06-16 |
Family
ID=36958279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005014843A Active JP4484717B2 (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | 製鋼設備の操業方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4484717B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108138246B (zh) * | 2016-03-23 | 2020-03-10 | 日本制铁株式会社 | 铁水预处理方法以及铁水预处理控制装置 |
US20240076754A1 (en) * | 2021-01-26 | 2024-03-07 | Jfe Steel Corporation | Molten iron refining method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63169318A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-13 | Kawasaki Steel Corp | 溶銑脱りん法 |
JPH08209228A (ja) * | 1995-02-03 | 1996-08-13 | Kobe Steel Ltd | 製鋼方法 |
JP2001152228A (ja) * | 1999-11-19 | 2001-06-05 | Kobe Steel Ltd | 転炉の主原料配合方法 |
-
2005
- 2005-01-21 JP JP2005014843A patent/JP4484717B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63169318A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-13 | Kawasaki Steel Corp | 溶銑脱りん法 |
JPH08209228A (ja) * | 1995-02-03 | 1996-08-13 | Kobe Steel Ltd | 製鋼方法 |
JP2001152228A (ja) * | 1999-11-19 | 2001-06-05 | Kobe Steel Ltd | 転炉の主原料配合方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006200021A (ja) | 2006-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5541423B1 (ja) | 製鋼スラグ還元処理装置及び製鋼スラグ還元処理システム | |
JP5954551B2 (ja) | 転炉製鋼法 | |
RU2734853C2 (ru) | Способ производства чугуна, устройство для его производства и чугун, полученный указанным способом | |
Eissa et al. | Conversion of mill scale waste into valuable products via carbothermic reduction | |
JP6164151B2 (ja) | 転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法 | |
US7618582B2 (en) | Continuous steel production and apparatus | |
JP2009102697A (ja) | 溶鋼の製造方法 | |
JP2010209383A (ja) | 転炉製鋼法 | |
JP4484717B2 (ja) | 製鋼設備の操業方法 | |
JP5408379B2 (ja) | 溶銑の予備処理方法 | |
JP2018188730A (ja) | 転炉製鋼方法 | |
CN109790589A (zh) | 铁液的预处理方法和极低磷钢的制造方法 | |
EP3956481B1 (en) | Method for monitoring a steelmaking process and associated computer program | |
JP5691198B2 (ja) | 溶銑の脱珪処理方法 | |
JP7380908B2 (ja) | 冷鉄源溶解率推定装置、転炉型精錬炉制御装置、冷鉄源溶解率推定方法及び溶融鉄の精錬処理方法 | |
JP5283309B2 (ja) | 転炉設備の操業方法 | |
JPH059538A (ja) | 冷銑等を溶解した溶銑を装入する転炉製鋼方法 | |
JP5159029B2 (ja) | 転炉設備の操業方法 | |
JP2843604B2 (ja) | 溶融還元・スクラップ溶解複合法による溶鉄の製造方法 | |
JP4857830B2 (ja) | 転炉製鋼方法 | |
Dutta et al. | Raw Materials for Steelmaking | |
Barati | Application of Slag Engineering Fundamentals to Continuous Steelmaking | |
RU2618030C1 (ru) | Способ управления процессом жидкофазного восстановления Ромелт для переработки железосодержащих материалов высокой степени окисленности | |
CN116783312A (zh) | 转炉炼钢方法 | |
JP2023001041A (ja) | 精錬方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070928 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090609 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090807 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091020 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091207 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100323 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100323 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4484717 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130402 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140402 Year of fee payment: 4 |