JP5487870B2 - Low nitrogen steel manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、転炉での脱炭吹錬末期における大気の炉内侵入を防止することによって低窒素鋼を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing low nitrogen steel by preventing air from entering the furnace at the end of decarburization blowing in a converter.

酸素ガスを上吹きするまたは底吹きして溶銑中の炭素を酸化除去する、転炉における溶銑の脱炭吹錬では、酸素吹錬の末期、炉内溶融鉄中の炭素濃度の低下に伴って、転炉からの排ガスの発生量が低下する。これにより、転炉内圧力が大気圧に対して負圧になるタイミングが発生し、そのとき外部の大気が転炉内に侵入して炉内の溶融鉄と接触し、大気中の窒素ガスが溶融鉄に吸収され、溶製される溶鋼の窒素濃度が上昇する。尚、転炉における溶銑の脱炭吹錬では、転炉内に装入された溶銑は脱炭精錬されて次第に溶鋼となるが、脱炭精錬の途中過程で溶銑と溶鋼とを区別して表現することは困難であるので、本発明では両者をまとめて溶融鉄と表示している。   In the decarburization blowing of hot metal in a converter, where oxygen gas is blown up or blown down to oxidize and remove the carbon in the hot metal, the concentration of carbon in the molten iron in the furnace is reduced at the end of the oxygen blowing. The amount of exhaust gas generated from the converter is reduced. As a result, the timing when the pressure inside the converter becomes negative with respect to the atmospheric pressure is generated. At that time, the external atmosphere enters the converter and comes into contact with the molten iron in the furnace. The nitrogen concentration of the molten steel absorbed and melted by the molten iron increases. In the decarburization blowing of hot metal in the converter, the hot metal charged into the converter is gradually decarburized and refined to become molten steel, but in the course of decarburization refining, the distinction is made between hot metal and molten steel. Since this is difficult, in the present invention, both are collectively indicated as molten iron.

この吹錬末期の溶融鉄の窒素濃度の上昇を抑えるために、多数の提案がなされている。例えば、特許文献1には、吹錬末期に転炉内のスラグをフォーミング(泡立たせる)させ、大気と炉内溶融鉄とが直接接触しないようにして吹錬する方法が提案されている。特許文献1では、スラグをフォーミングさせるためのガス発生物質の例として石灰石(CaCO3)を挙げているが、スケールなどの酸化鉄も溶融鉄中に溶解する際に溶融鉄中の炭素と反応してCOガスを発生することから、ガス発生物質として使用されている。 Many proposals have been made to suppress the increase in the nitrogen concentration of the molten iron at the end of this blowing process. For example, Patent Document 1 proposes a method in which slag in a converter is formed (foamed) at the end of blowing and blown so that the atmosphere does not directly contact the molten iron in the furnace. In Patent Document 1, limestone (CaCO 3 ) is cited as an example of a gas generating material for forming slag, but iron oxide such as scale reacts with carbon in molten iron when it is dissolved in molten iron. Since it generates CO gas, it is used as a gas generating substance.

また、特許文献2には、吹錬末期にガス発生物質を炉内に添加し、転炉炉口のガス圧力を正圧に保持することで、大気の炉内侵入を防止する方法が提案されている。特許文献2では、ガス発生物質として、製紙スラジを主成分とする有機物質である鎮静剤を挙げているが、これに限定されないとしている。   Further, Patent Document 2 proposes a method of preventing the atmosphere from entering the furnace by adding a gas generating substance into the furnace at the end of blowing and maintaining the gas pressure at the converter furnace at a positive pressure. ing. In Patent Document 2, a sedative that is an organic substance mainly composed of paper sludge is cited as a gas generating substance, but it is not limited thereto.

一方、特許文献3には、溶融鉄の窒素濃度の上昇を防止する目的ではないものの、排ガスの発生量が少ない精錬であっても熱的に有効な排ガスを回収することを目的として、精錬炉内にプラスチック或いはプラスチックと製鉄ダストなどとの混合物やブリケットを投入し、精錬反応により生じるガスを、プラスチックから生じるガスとともに回収する精錬方法が提案されている。但し、特許文献3では、ガス回収が目的であることから、反応末期の熱的に有効なガスの発生量が少なくなる時期はガス回収が困難であるため、吹錬末期にはプラスチックの投入を停止している。   On the other hand, Patent Document 3 discloses a smelting furnace that is not intended to prevent an increase in the nitrogen concentration of molten iron, but is intended to recover thermally effective exhaust gas even for refining with a small amount of exhaust gas generation. There has been proposed a refining method in which a plastic or a mixture of plastic and iron-made dust or briquette is put in and a gas generated by a refining reaction is recovered together with a gas generated from the plastic. However, in Patent Document 3, since the purpose is gas recovery, it is difficult to recover gas when the amount of thermally effective gas generated at the end of the reaction is small. It has stopped.

特開昭59−208009号公報Japanese Patent Laid-Open No. 59-208090 特開昭61−157609号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-157609 特開2002−339012号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-339012

しかしながら、上記の従来技術には以下の問題点がある。   However, the above prior art has the following problems.

すなわち、特許文献1では、スラグをフォーミングさせるためにガス発生物質を添加しており、ガス発生物質が石灰石であってもまた酸化鉄であっても、何れも吸熱反応によってガスが発生することから、ガス発生物質を添加することにより転炉終点の溶鋼温度が低下する。そのために、溶融鉄に熱余裕がない場合にはガス発生物質を添加することができず、窒素のピックアップが発生する。   That is, in Patent Document 1, a gas generating material is added to form slag, and gas is generated by an endothermic reaction regardless of whether the gas generating material is limestone or iron oxide. By adding the gas generating substance, the molten steel temperature at the end of the converter is lowered. Therefore, when the molten iron has no heat margin, the gas generating substance cannot be added, and nitrogen pickup occurs.

特許文献2では、ガス発生物質として製紙スラジを用いており、製紙スラジは高温に加熱されるとCO2ガス、H2ガス及び炭化水素ガスを発生するが、当然、これらのガスの発生量が少ない場合には転炉炉口圧力を正圧に保持することはできず、転炉内に大気が侵入して溶鋼の窒素ピックアップが発生する。特許文献2は、どの程度のガスが発生すれば窒素のピックアップが防止できるかを開示していない。また、製紙スラジは、石炭やコークスと同様に灰分を含み、ガス発生物質としては最適ではない。 In Patent Document 2, paper sludge is used as a gas generating substance. When the paper sludge is heated to a high temperature, CO 2 gas, H 2 gas and hydrocarbon gas are generated. When the amount is small, the converter furnace pressure cannot be maintained at a positive pressure, and the atmosphere enters the converter and nitrogen pick-up of molten steel occurs. Patent Document 2 does not disclose how much gas is generated to prevent nitrogen pickup. In addition, paper sludge contains ash like coal and coke and is not optimal as a gas generating substance.

特許文献3では、ガス発生物質としてプラスチックを利用しており、プラスチックは一般的には灰分を含有せず、高温下ではほとんどがガス化することから、優れたガス発生物質であるが、特許文献3では、精錬末期にはプラスチックの投入を中止しており、溶鋼の窒素ピックアップ防止の効果はない。   In Patent Document 3, plastic is used as a gas generating material, and plastic is generally an excellent gas generating material because it does not contain ash and is mostly gasified at high temperatures. In No. 3, the introduction of plastic was stopped at the end of refining, and there was no effect in preventing nitrogen pick-up of molten steel.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、溶銑に熱余裕がない場合であっても、転炉での脱炭吹錬末期における大気の転炉内への侵入を確実に防止し、転炉内溶融鉄の窒素濃度の上昇を抑え、低窒素鋼を安定して製造する方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to enter the atmosphere in the converter at the end of decarburization blowing in the converter even when the hot metal has no heat margin. It is to provide a method for reliably preventing low temperature, suppressing an increase in nitrogen concentration of molten iron in the converter, and stably producing low nitrogen steel.

上記課題を解決するための第1の発明に係る低窒素鋼の製造方法は、プラスチックを20〜70質量%含有し、残部を金属または金属酸化物とする成形体を、転炉における溶銑の脱炭吹錬の末期に転炉内に投入し、前記プラスチックから生じるガスと前記脱炭吹錬で生じるガスとの総量を転炉内の溶鋼トンあたり400Nm3/hr以上に確保して大気の転炉内への侵入を防止することを特徴とする。 The method for producing low nitrogen steel according to the first invention for solving the above-mentioned problem is to remove a hot metal in a converter from a molded body containing 20 to 70% by mass of a plastic and the balance being a metal or a metal oxide. At the end of charcoal blowing, it is put into the converter, and the total amount of the gas generated from the plastic and the gas generated by the decarburization blowing is secured at 400 Nm 3 / hr or more per ton of molten steel in the converter to convert the atmosphere. It is characterized by preventing entry into the furnace.

第2の発明に係る低窒素鋼の製造方法は、第1の発明において、前記成形体を、脱炭吹錬で生じるガスの発生量が転炉内の溶鋼トンあたり600Nm3/hr以下で且つ400Nm3/hr以上の時点で炉内に投入することを特徴とする。 The method for producing low nitrogen steel according to the second invention is the method for producing low nitrogen steel according to the first invention, wherein the amount of gas generated by decarburization blowing is 600 Nm 3 / hr or less per ton of molten steel in the converter in the first invention and It is characterized in that it is put into the furnace at a time of 400 Nm 3 / hr or more.

本発明によれば、転炉における溶銑の脱炭精錬の末期に、プラスチックを20〜70質量%含有し、残部を金属または金属酸化物とする成形体を転炉内に投入し、プラスチックから生じるガスと脱炭吹錬で生じるガスとの総量を転炉内の溶鋼トンあたり400Nm3/hr以上に確保するので、転炉内への大気の侵入が妨げられ、これにより、大気中の窒素による炉内溶鋼の窒素ピックアップが防止され、低窒素鋼を安定して製造することが実現される。プラスチックは高発熱物質であるので、溶銑に熱余裕がない場合でも問題とならない。 According to the present invention, at the end of decarburization and refining of hot metal in a converter, a molded body containing 20 to 70% by mass of plastic and the balance being metal or metal oxide is put into the converter and is generated from the plastic. Since the total amount of gas and gas generated by decarburization blowing is ensured to be 400 Nm 3 / hr or more per ton of molten steel in the converter, the intrusion of air into the converter is hindered. Nitrogen pickup of molten steel in the furnace is prevented, and stable production of low nitrogen steel is realized. Since plastic is a highly exothermic material, there is no problem even if the hot metal has no heat margin.

吹錬開始から吹錬終了までの炉内の溶融鉄の窒素濃度及び転炉からの排ガス流量を調査した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having investigated the nitrogen concentration of the molten iron in a furnace from the start of blowing and the exhaust gas flow rate from a converter from the end of blowing. 転炉で製造された溶鋼中の窒素濃度を本発明例と比較例とで対比して示す図である。It is a figure which compares and shows the nitrogen concentration in the molten steel manufactured with the converter by the example of this invention, and a comparative example.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明者らは、転炉での脱炭吹錬末期における大気の転炉内への侵入に起因する溶鋼中窒素のピックアップを防止するために、上吹き酸素ガスの吹錬開始から吹錬終了までの炉内の溶融鉄の窒素濃度及び転炉からの排ガス流量について調査した。図1に調査結果を示す。図1は、炉容量が300トンの転炉において、上吹きランスから酸素ガスを供給し、炉底の底吹きノズルからArガスを攪拌用ガスとして吹き込んで脱炭吹錬したときの結果である。尚、攪拌用のArガスの吹き込み量は、溶鋼トンあたり6.0Nm3/hr(以下、「Nm3/(hr・t)」と記す)程度であり、転炉からの排ガス流量に比較して極めて少なく、底吹きArガスは排ガス流量に影響を与えていないことが分かる。 In order to prevent the pick-up of nitrogen in molten steel due to the intrusion of air into the converter at the end of decarburization blowing in the converter, the present inventors have completed the blowing from the start of the blowing of the top-blown oxygen gas The nitrogen concentration of the molten iron in the furnace and the exhaust gas flow rate from the converter were investigated. The survey results are shown in FIG. FIG. 1 shows the result of decarburization blowing by supplying oxygen gas from an upper blowing lance and blowing Ar gas as a stirring gas from a bottom blowing nozzle at the furnace bottom in a converter having a furnace capacity of 300 tons. . Incidentally, blowing of Ar gas for agitation, 6.0 nm per ton of the molten steel 3 / hr (hereinafter referred to as "Nm 3 / (hr · t)") is about, compared to the exhaust gas flow rate from the converter It can be seen that the bottom blown Ar gas does not affect the exhaust gas flow rate.

図1に示すように、酸素吹錬を開始すると同時に排ガス流量は増加するが、吹錬初期は溶銑中の珪素の酸化が優先し、排ガス流量は400〜600Nm3/(hr・t)程度である。吹錬が進行し、溶銑中の珪素が酸化除去された後は、供給される酸素ガスの全量が溶銑中炭素の酸化のために費やされ、排ガス流量は800Nm3/(hr・t)程度に達する。その後、吹錬開始から12分間程度経過し、脱炭反応によって炉内溶融鉄中の炭素濃度が低下すると、脱炭反応は、酸素ガスの供給律速から溶融鉄中の炭素の移動律速へと変化し、これに伴って排ガス流量は低下する。これは、脱炭反応が炭素の移動律速の領域になると、反応界面で余剰となった酸素は、必然的に溶融鉄を構成する鉄やマンガンなどの成分元素と反応し、これら成分の酸化に費やされ、排ガス量が低減するからである。そして、脱炭吹錬の末期には200Nm3/(hr・t)程度にまで低下する。尚、脱炭反応の反応律速が酸素ガスの供給律速から溶融鉄中の炭素の移動律速へと変化する時点は、溶融鉄中の炭素濃度が0.6質量%程度の時点であり、更に具体的に表現すれば、脱炭吹錬終点よりも2分ないしは3分程度前の時点である。 As shown in FIG. 1, the exhaust gas flow rate increases simultaneously with the start of oxygen blowing, but in the initial stage of blowing, the oxidation of silicon in the hot metal has priority, and the exhaust gas flow rate is about 400 to 600 Nm 3 / (hr · t). is there. After the blowing is progressed and the silicon in the hot metal is oxidized and removed, the total amount of oxygen gas supplied is consumed for the oxidation of carbon in the hot metal, and the exhaust gas flow rate is about 800 Nm 3 / (hr · t). To reach. Then, after about 12 minutes have passed since the start of blowing, when the carbon concentration in the molten iron in the furnace decreases due to the decarburization reaction, the decarburization reaction changes from the supply-controlled rate of oxygen gas to the rate of transfer of carbon in the molten iron. As a result, the exhaust gas flow rate decreases. This is because when the decarburization reaction reaches the rate of carbon movement control, the excess oxygen at the reaction interface inevitably reacts with component elements such as iron and manganese that constitute the molten iron, and this causes oxidation of these components. This is because the amount of exhaust gas is reduced. And it falls to about 200 Nm 3 / (hr · t) at the end of decarburization blowing. It should be noted that the time point at which the rate-determining rate of the decarburization reaction changes from the rate-controlled rate of supplying oxygen gas to the rate of carbon transfer in the molten iron is when the carbon concentration in the molten iron is about 0.6% by mass. In terms of expression, it is about 2 minutes to 3 minutes before the end point of decarburization blowing.

一方、溶融鉄中の窒素濃度(N濃度)は、吹錬開始後、雰囲気ガス中に窒素ガスが存在しない条件下で強攪拌されるので脱窒反応が起こり徐々に低下して、吹錬開始から12分間程度経過した時点では10ppm程度まで減少する。しかし、その後、上昇し始めて吹錬終了時には20ppm程度まで上昇する。   On the other hand, the nitrogen concentration (N concentration) in the molten iron is intensively stirred under the condition that no nitrogen gas is present in the atmospheric gas after the start of blowing. It decreases to about 10 ppm when about 12 minutes have passed. However, after that, it starts to rise and rises to about 20 ppm at the end of blowing.

これらの現象を詳細に解析した結果、転炉からの排ガス流量が400Nm3/(hr・t)未満になると、溶融鉄の窒素ピックアップが発生することが分かった。これは、排ガス流量が400Nm3/(hr・t)未満になると、炉内圧力が大気圧よりも低くなる場合が発生し、大気が炉内に侵入して大気中の窒素ガスが溶融鉄に吸収されることによる。 As a result of detailed analysis of these phenomena, it was found that when the exhaust gas flow rate from the converter becomes less than 400 Nm 3 / (hr · t), nitrogen pickup of molten iron occurs. This is because when the exhaust gas flow rate is less than 400 Nm 3 / (hr · t), the pressure in the furnace may be lower than the atmospheric pressure, and the atmosphere enters the furnace and the nitrogen gas in the atmosphere turns into molten iron. By being absorbed.

従って、吹錬末期の転炉からの排ガス流量を400Nm3/(hr・t)以上、望ましくは500Nm3/(hr・t)以上に確保すれば、溶融鉄の大気による窒素ピックアップが防止されることを見出した。つまり、転炉内にガス発生物質を投入してガスを発生させ、脱炭反応で生成するガスとガス発生物質から発生するガスとの総量が400Nm3/(hr・t)以上、望ましくは500Nm3/(hr・t)以上になれば、転炉の炉内圧力は大気圧よりも高く保持され、大気の転炉内への侵入が妨げられ、大気による溶融鉄の窒素ピックアップを防止できることが分かった。 Therefore, if the exhaust gas flow rate from the converter at the end of blowing is 400 Nm 3 / (hr · t) or more, preferably 500 Nm 3 / (hr · t) or more, nitrogen pickup by the molten iron atmosphere is prevented. I found out. That is, the gas generating material is introduced into the converter to generate gas, and the total amount of gas generated by the decarburization reaction and gas generated from the gas generating material is 400 Nm 3 / (hr · t) or more, preferably 500 Nm. If it is 3 / (hr · t) or higher, the pressure inside the converter will be maintained higher than the atmospheric pressure, preventing the atmosphere from entering the converter, and preventing the pickup of nitrogen from the molten iron by the atmosphere. I understood.

次に、炉内に投入するガス発生物質について検討した。その結果、灰分を含有せず、大部分がガス化し、燃焼する際には分解熱以上の発熱量を有することから、ガス発生物質としてはプラスチックが最適であることが分かった。また、プラスチックのなかでも硫黄を含有しない、ポリプロピレンやポリエチレンなどのプラスチックが最適であることが分かった。硫黄を含有するプラスチックを使用した場合には、溶鋼中の硫黄濃度が上昇することから好ましくない。   Next, the gas generating materials to be charged into the furnace were examined. As a result, it did not contain ash, most gasified, and had a calorific value equal to or greater than the heat of decomposition when burned, indicating that plastic is the most suitable gas generating substance. Moreover, it turned out that plastics, such as a polypropylene and polyethylene which do not contain sulfur, are the most suitable among plastics. When using a plastic containing sulfur, the sulfur concentration in the molten steel increases, which is not preferable.

つまり、使用するプラスチックは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンなどの硫黄を含有しないプラスチックであれば特に制限はなく、廃物回収されたプラスチック(廃プラスチック)であっても何ら支障はないことが分かった。また、硫黄以外にも、燐、窒素などを多量に含む場合には溶鋼汚染源となり好ましくなく、珪素、アルミニウムなどを多量に含む場合にもスラグの増大につながるため好ましくない。従って、使用するプラスチックとしては、これら成分の少ないものを選択する必要がある。   That is, the plastic used is not particularly limited as long as it does not contain sulfur, such as polypropylene, polyethylene, and polystyrene, and it has been found that there is no problem even if it is a plastic (waste plastic) recovered from waste. In addition to sulfur, phosphorous, nitrogen and the like are not preferable because they are a contaminated source of molten steel, and silicon, aluminum and the like are also undesirable because they lead to an increase in slag. Accordingly, it is necessary to select a plastic having a small amount of these components as the plastic to be used.

プラスチックは、〔C〕、〔H〕、〔O〕から構成されるものが主であり、分解反応によって、炭素、COガス、H2ガス及び炭化水素ガスなどが発生する。これらの分解物は、燃料や還元剤としても機能することから、転炉内に投入されたプラスチックは、ガス発生物質として機能するのみならず、熱源や還元剤としても利用することができる。 The plastic is mainly composed of [C], [H], and [O], and carbon, CO gas, H 2 gas, hydrocarbon gas, and the like are generated by the decomposition reaction. Since these decomposed products also function as a fuel and a reducing agent, the plastic charged into the converter not only functions as a gas generating substance but can also be used as a heat source and a reducing agent.

但し、これらのプラスチックは比重が0.9〜1.0であり、そのまま転炉内に投入すると、転炉炉口での排ガスの流速は速く、排ガスのガス流によって炉外に排出してしまう恐れがある。そこで、本発明においては、プラスチックを、金属または金属酸化物との成形体に加工し、見掛け比重を高めることとした。つまり、成形体を構成する金属及び金属酸化物は、成形体の比重調整用としての機能を担うことになる。   However, these plastics have a specific gravity of 0.9 to 1.0, and if they are put into the converter as they are, the flow rate of the exhaust gas at the converter furnace is high, and the exhaust gas flows out of the furnace due to the gas flow. There is a fear. Therefore, in the present invention, the plastic is processed into a molded body of metal or metal oxide to increase the apparent specific gravity. That is, the metal and metal oxide which comprise a molded object bear the function for the specific gravity adjustment of a molded object.

この場合に、成形体中のプラスチックの含有量は、20〜70質量%であることが必要となる。成形体中のプラスチックの含有量が20質量%未満では、ガス発生量が少なく、成形体の投入量が増加するので、好ましくない。また、成形体中のプラスチックの含有量が20質量%未満では、プラスチックによる発熱量が少なく、成形体残部の金属または金属酸化物による冷却効果の方が大きくなり、溶融鉄の熱余裕が不足する場合には、使用できず好ましくない。一方、成形体中のプラスチックの含有量が70質量%を超えると、成形体の比重が小さくなり、安定した炉内への投入が損なわれることから好ましくない。   In this case, the plastic content in the molded body is required to be 20 to 70% by mass. If the plastic content in the molded body is less than 20% by mass, the amount of gas generated is small and the amount of the molded body charged increases, which is not preferable. In addition, when the plastic content in the molded body is less than 20% by mass, the amount of heat generated by the plastic is small, the cooling effect by the metal or metal oxide in the remainder of the molded body is increased, and the thermal margin of molten iron is insufficient. In some cases, it cannot be used, which is not preferable. On the other hand, when the content of the plastic in the molded body exceeds 70% by mass, the specific gravity of the molded body is reduced, and stable charging into the furnace is impaired, which is not preferable.

成形体を構成する金属としては、転炉スラグを磁力選別して回収した磁選地金、機械工場で発生する鋼の切削屑、チョッパー屑のような小型の鉄スクラップが好適であるが、成分調整用の各種合金鉄などであっても構わない。また、成形体を構成する金属酸化物としては、鉄鉱石、ミルスケール、製鉄ダスト、Mn鉱石、Cr鉱石、Ni鉱石などが好適である。   As the metal composing the compact, magnetically selected ingots collected by magnetically sorting converter slag, steel scraps generated at machine shops, and small iron scraps such as chopper scraps are suitable. Various alloy irons may be used. Moreover, as a metal oxide which comprises a molded object, iron ore, a mill scale, iron-making dust, Mn ore, Cr ore, Ni ore etc. are suitable.

プラスチックと、金属または金属酸化物とから成形体を成形する方法としては、これらを混合して強い押出し力で多孔ダイスあるいは金網などから押出して成形する押出し成形方法、これらを混合して一定の容器内で強く圧縮して成形する圧縮成形方法、これらの混合物を加熱してプラスチックを溶融して成形する溶融成形方法などがあり、どの方法を用いて成形しても構わないが、熱可塑性のプラスチックの場合には、比較的容易に成形できることから、押出し成形方法が好適である。   As a method of molding a molded body from plastic and metal or metal oxide, an extrusion molding method in which these are mixed and extruded from a porous die or a wire mesh with a strong extrusion force, and these are mixed to form a fixed container There is a compression molding method in which the material is strongly compressed and molded, and a melt molding method in which a mixture of these is heated to melt the plastic, and any method can be used. In this case, the extrusion molding method is preferable because it can be molded relatively easily.

本発明はこれらの検討結果に基づきなされたものであり、すなわち、本発明では、プラスチックを20〜70質量%含有し、残部を金属または金属酸化物とする成形体を、転炉における溶銑の脱炭吹錬の末期に転炉内に投入し、前記プラスチックから生じるガスと前記脱炭吹錬で生じるガスとの総量を転炉内の溶鋼トンあたり400Nm3/hr以上に確保し、これにより脱炭吹錬末期の大気の転炉内への侵入を防止する。 The present invention has been made on the basis of these examination results. That is, in the present invention, a molded body containing 20 to 70% by mass of a plastic and the balance being a metal or a metal oxide is removed from the hot metal in a converter. At the end of charcoal blowing, it is put into the converter, and the total amount of gas generated from the plastic and gas generated by the decarburization blowing is ensured to be 400 Nm 3 / hr or more per ton of molten steel in the converter. Prevents air from entering the converter at the end of charcoal blowing.

本発明において、成形体の投入開始時期は、脱炭反応の反応律速が酸素ガスの供給律速から溶融鉄中の炭素の移動律速へと変化した時点よりも吹錬後半の時期とし、脱炭吹錬によって発生するガスの発生量が600Nm3/(hr・t)以下となった以降で且つ400Nm3/(hr・t)以上の時点とすることが好ましい。また、一回の投入で、排ガス流量を400Nm3/(hr・t)以上、望ましくは500Nm3/(hr・t)以上に確保するために必要な投入量の全量を投入してもよいが、プラスチックの分解反応は迅速であり、しかも、少なくとも1分間程度は継続してガスを発生させることが効果的であることから、成形体の必要投入量を分割して断続的に投入する或いは吹錬終了の直前まで連続的に投入することが好ましい。転炉からの排ガス流量は、転炉上方の排ガスダクトに設けた流量計などによって直接求めることができる。 In the present invention, the charging start timing of the formed body is set to a later stage of blowing than the time when the rate-determining reaction rate of the decarburization reaction is changed from the rate-controlled rate of supplying oxygen gas to the rate of movement of carbon in the molten iron. It is preferable to set the time after the amount of gas generated by smelting is 600 Nm 3 / (hr · t) or less and 400 Nm 3 / (hr · t) or more. Further, in one-on, the exhaust gas flow rate 400Nm 3 / (hr · t) or more, preferably may be charged the input amount of the total amount needed to ensure the 500Nm 3 / (hr · t) more but The plastic decomposition reaction is rapid, and it is effective to continuously generate gas for at least about 1 minute. It is preferable to add continuously until just before the end of smelting. The exhaust gas flow rate from the converter can be directly determined by a flow meter provided in the exhaust gas duct above the converter.

以上説明したように、本発明によれば、転炉における溶銑の脱炭精錬の末期に、プラスチックを20〜70質量%含有し、残部を金属または金属酸化物とする成形体を転炉内に投入し、プラスチックから生じるガスと脱炭吹錬で生じるガスとの総量を転炉内の溶鋼トンあたり400Nm3/hr以上に確保するので、転炉内への大気の侵入が妨げられ、これにより、大気中の窒素による炉内溶鋼の窒素ピックアップが防止され、低窒素鋼を安定して製造することが実現される。 As described above, according to the present invention, at the end of the decarburization and refining of hot metal in the converter, a molded body containing 20 to 70% by mass of plastic and the balance being metal or metal oxide is placed in the converter. The total amount of gas generated from plastic and gas generated by decarburization blowing is ensured to be 400 Nm 3 / hr or more per ton of molten steel in the converter, which prevents air from entering the converter. Further, nitrogen pickup of molten steel in the furnace by nitrogen in the atmosphere is prevented, and stable production of low nitrogen steel is realized.

上吹きランスから酸素ガスを供給し、炉底の底吹きノズルからArガスを攪拌用ガスとして供給する、炉容量が300トンの転炉での溶銑の脱炭吹錬に本発明を適用した。   The present invention was applied to decarburization blowing of hot metal in a converter having a furnace capacity of 300 tons, in which oxygen gas was supplied from an upper blowing lance and Ar gas was supplied as a stirring gas from a bottom blowing nozzle at the bottom of the furnace.

ポリプロピレン及びポリエチレンを主体とする廃プラスチックと製鉄ダストとを6:4の配合比率で混合し、これを押し出し成形して円柱状の成形体を作成した。成形体の1個の質量は30〜40g、比重は約1.2であった。溶銑の脱炭吹錬中に、転炉からの排ガス流量を排気ダクトに設置した流量計で測定し、排ガス流量が600Nm3/(hr・t)となった時点で、溶鋼トン当たり1.0kgの前記成形体を炉内に一括投入した。この成形体の投入により、排ガス流量は吹錬終了まで400Nm3/(hr・t)以上が確保された。 Waste plastic mainly composed of polypropylene and polyethylene and iron-making dust were mixed at a blending ratio of 6: 4, and this was extruded to form a cylindrical molded body. One molded body had a mass of 30 to 40 g and a specific gravity of about 1.2. During hot metal decarburization, the exhaust gas flow rate from the converter was measured with a flow meter installed in the exhaust duct, and when the exhaust gas flow rate reached 600 Nm 3 / (hr · t), 1.0 kg per ton of molten steel The above molded bodies were all put into a furnace. By introducing this molded body, the exhaust gas flow rate was ensured to be 400 Nm 3 / (hr · t) or more until the end of blowing.

脱炭吹錬終了後、溶鋼を未脱酸の状態で転炉から取鍋に出鋼し、出鋼直後、取鍋内溶鋼から分析用試料を採取して窒素濃度を調査した。図2に調査結果を示す。図2には、成形体を添加しないで精錬したときの溶鋼中窒素濃度を比較例として併せて示している。尚、図2の横軸のインプット炭素量とは、転炉に装入する際の溶銑の炭素濃度と、転炉内に供給した炭材(コークス、石炭)の全量が溶融鉄中に溶解したとして求めた炭素濃度との和である。   After completion of decarburization, the molten steel was discharged from the converter into the ladle in an undeoxidized state. Immediately after the extraction, an analytical sample was taken from the molten steel in the ladle and the nitrogen concentration was investigated. The survey results are shown in FIG. In FIG. 2, the nitrogen concentration in molten steel when refining without adding a compact is also shown as a comparative example. Note that the input carbon amount on the horizontal axis in FIG. 2 is the carbon concentration of the hot metal when charged into the converter and the total amount of carbonaceous material (coke, coal) supplied into the converter was dissolved in the molten iron. It is the sum with the carbon concentration calculated | required as.

図2に示すように、全体の傾向として、インプット炭素量が増加するに伴って溶鋼中窒素濃度が低下する傾向であるが、本発明例では比較例に対して窒素濃度が8ppm程度低下することが確認できた。すなわち、本発明により、大気による炉内溶融鉄の窒素ピックアップが防止され、安定して低窒素鋼を製造できることが確認できた。   As shown in FIG. 2, as an overall trend, the nitrogen concentration in molten steel tends to decrease as the amount of input carbon increases, but in the present invention example, the nitrogen concentration decreases by about 8 ppm relative to the comparative example. Was confirmed. That is, according to the present invention, it was confirmed that the nitrogen pickup of the molten iron in the furnace by the atmosphere was prevented, and the low nitrogen steel could be manufactured stably.

Claims (2)

プラスチックを20〜70質量%含有し、残部を金属または金属酸化物とする成形体を、転炉における溶銑の脱炭吹錬の末期に転炉内に投入し、前記プラスチックから生じるガスと前記脱炭吹錬で生じるガスとの総量を転炉内の溶鋼トンあたり400Nm3/hr以上に確保して大気の転炉内への侵入を防止することを特徴とする、低窒素鋼の製造方法。 A molded body containing 20 to 70% by mass of a plastic and the balance being a metal or a metal oxide is put into the converter at the end of decarburization blowing of the hot metal in the converter, and the gas generated from the plastic and the degassing. A method for producing low nitrogen steel, characterized in that a total amount of gas generated by charcoal blowing is secured to 400 Nm 3 / hr or more per ton of molten steel in a converter to prevent air from entering the converter. 前記成形体を、脱炭吹錬で生じるガスの発生量が転炉内の溶鋼トンあたり600Nm3/hr以下で且つ400Nm3/hr以上の時点で炉内に投入することを特徴とする、請求項1に記載の低窒素鋼の製造方法。 The molded body, characterized in that introducing the furnace at and 400 Nm 3 / hr or more below the molten steel ton 600 Nm 3 / hr of the amount of generated gas converter furnace caused by decarburization blowing, wherein Item 2. A method for producing low nitrogen steel according to Item 1.
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