JP5489790B2 - Hot metal desiliconization method - Google Patents
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Description
本発明は、溶銑の脱珪処理と脱りん処理とを同一の転炉型精錬炉を用いて精錬を行う溶銑脱珪方法に関する。 The present invention relates to a hot metal desiliconization method in which hot metal desiliconization and dephosphorization are performed using the same converter-type refining furnace.
従来より、高炉から出銑した溶銑に対しては、脱りん処理を行う前に脱珪処理を行うのが一般的であり、転炉(転炉型精錬炉)にて溶銑の脱珪処理を示す技術として特許文献1及び特許文献2に示すものがある。
特許文献1では、上底吹き機能を有する転炉を用いてSiが0.3%以上の溶銑に対して溶銑脱珪処理を行う場合において、脱珪後のスラグ組成が、塩基度を0.7〜1.8、アルミナを2〜10%、燐酸を1〜8%とし、脱珪後スラグの(T.Fe)濃度を10〜15%とし、脱珪後の溶銑中のPを0.02〜0.05%としている。
Conventionally, hot metal discharged from a blast furnace is generally desiliconized before dephosphorization, and hot metal desiliconization is performed in a converter (converter type refining furnace). As the technique shown, there are those shown in Patent Document 1 and
In Patent Document 1, when hot metal desiliconization treatment is performed on hot metal having a Si content of 0.3% or more using a converter having an upper bottom blowing function, the slag composition after desiliconization has a basicity of 0.5. 7 to 1.8, alumina is 2 to 10%, phosphoric acid is 1 to 8%, (T.Fe) concentration of slag after desiliconization is 10 to 15%, and P in the hot metal after desiliconization is 0. 02 to 0.05%.
特許文献2では、上底吹き転炉に溶銑、スクラップを装入する第一工程、脱Si、脱Pを行う第二工程、生成したスラグを排滓する第三工程、その後脱C吹錬を行う第四工程からなる転炉精錬方法において、溶銑中のSi値が高い場合は、転炉装入前に脱Si処理するか、または転炉装入後に脱Siを行いSi値を調整し、第二工程において生成するスラグ中に存在するSiO2 量を5〜10kg/tの範囲内となし、該第二工程において蛍石を使用しないこととしている。
In
特許文献1及び特許文献2では、転炉にて脱珪処理を行った後、転炉を傾動させて当該転炉内のスラグを排出した後に脱りん処理を行うこととしている。即ち、特許文献1及び特許文献2では、脱珪処理を終了した後は、転炉内のスラグを必ず排出して脱りん処理を開始している。
そのため、脱珪処理から脱りん処理に至るまでの処理に時間がかかり、処理時間が予め定まっているなど制限される状況下では、脱珪処理後に行われる脱りん処理にて十分にりん濃度を低下させることが困難であるという状況も生じていた。
In Patent Document 1 and
For this reason, it takes time from desiliconization treatment to dephosphorization treatment, and in situations where the treatment time is determined in advance, the phosphorus concentration is sufficiently increased by dephosphorization treatment performed after desiliconization treatment. There were also situations where it was difficult to reduce.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、脱珪処理と脱りん処理とを同一の転炉型精錬炉にて行うに際して脱珪及び脱りん処理の時間を十分に短縮しつつ精錬を行うことができる溶銑脱珪方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention performs refining while sufficiently shortening the time for desiliconization and dephosphorization when performing desiliconization and dephosphorization in the same converter type refining furnace. It is an object of the present invention to provide a hot metal desiliconization method that can be used.
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、溶銑の脱珪処理と脱りん処理とを同一の転炉型精錬炉を用いて行うに際し、前記溶銑を装入した後の転炉型精錬炉内の上方空間容積を0.6〜1.5m3/tとした上で、CaO系フラックスを添加してスラグの塩基度を0.7〜1.0とし、脱珪に必要な計算必要酸素量の2.5〜4倍の酸素を固体酸素源と気体酸素とにより供給し、供給時の前記固体酸素源の平均酸素供給速度を1.5〜2.5kg−O/t/minとし且つ前記気体酸素の平均酸素供給速度を1.5〜3
Nm3/t/minとした脱珪処理を1回以上行うと共に前記1回以上行う脱珪処理のそれぞれの処理における珪素の低下量を0.5〜0.7質量%とし、前記1回以上行う脱珪処理の全てをを経ることにより脱りん処理前の溶銑の珪素濃度が0.4質量%以下になるようにし、脱珪処理終了後には前記転炉型精錬炉の傾動による脱珪スラグの排滓を行わずに、引き続き脱りん処理を行う点にある。
In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures.
That is, the technical means for solving the problems in the present invention is to convert the hot metal desiliconization process and the dephosphorization process using the same converter type refining furnace, and to convert the converter type after charging the hot metal. Calculation required for desiliconization, with the upper space volume in the smelting furnace set to 0.6 to 1.5 m 3 / t and CaO flux added to make the slag basicity 0.7 to 1.0 Oxygen 2.5 to 4 times the required oxygen amount is supplied by a solid oxygen source and gaseous oxygen, and the average oxygen supply rate of the solid oxygen source at the time of supply is 1.5 to 2.5 kg-O / t / min. And an average oxygen supply rate of the gaseous oxygen of 1.5 to 3
The desiliconization treatment at Nm 3 / t / min is performed at least once, and the silicon decrease amount in each treatment of the desiliconization treatment performed at least once is 0.5 to 0.7% by mass, and is at least once. The silicon concentration of the hot metal before the dephosphorization treatment is made 0.4 mass% or less by going through all of the desiliconization treatment to be performed, and after the desiliconization treatment, desiliconization slag by tilting the converter type refining furnace This is the point of continuing the dephosphorization process without removing the waste.
本発明によれば、脱珪処理と脱りん処理とを同一の転炉型精錬炉にて行うに際して脱珪及び脱りん処理の時間を十分に短縮しつつ精錬を行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when performing a desiliconization process and a dephosphorization process in the same converter-type refining furnace, refining can be performed, fully shortening the time of a desiliconization and a dephosphorization process.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図1は、本発明の溶銑脱珪方法に用いる転炉型精錬炉を示している。転炉型精錬炉1は、上底吹き機能を有するものであり、高炉から出銑した溶銑2の脱珪処理(脱珪吹錬)や脱りん処理(脱りん吹錬)を同一炉内で行うものである。
転炉型精錬炉1は、上方に向かって開口する炉口3を備えている。転炉型精錬炉1には、当該転炉型精錬炉1に装入された溶銑2に対して酸素を吹き込む上吹ランス4が炉口3から挿入自在に設けられている。転炉型精錬炉1には、副原料や精錬剤等を投入するシュート5が配備されている。転炉型精錬炉1の炉壁には炉体の傾動により溶銑2を出湯できるように出湯口6が形成されている。転炉型精錬炉1の炉底には、アルゴン、窒素、一酸化炭素等のガスを吹き込むことにより、溶銑2を攪拌する羽口7が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a converter type refining furnace used in the hot metal desiliconization method of the present invention. The converter type refining furnace 1 has an upper bottom blowing function, and performs desiliconization treatment (desiliconization blowing) and dephosphorization treatment (dephosphorization blowing) of the
The converter-type refining furnace 1 includes a furnace port 3 that opens upward. In the converter type refining furnace 1, an upper blowing
このような転炉型精錬炉1を用いて精錬を行うには、例えば、高炉から出銑した溶銑2を転炉型精錬炉1に装入し、副原料や精錬剤等をシュート5を介して溶銑2に投入する。また、気体酸素を上吹ランス4を介して供給したり、固体酸素をシュート5介して供給したり、羽口7からアルゴン、窒素、一酸化炭素等を吹き込んで溶銑2を攪拌しながら処理を行う。
In order to perform refining using such a converter-type refining furnace 1, for example,
さて、本発明の溶銑脱珪方法では、同一の転炉型精錬炉1を用いて脱珪処理と脱りん処理とを行う、即ち、脱珪処理後に溶銑2を転炉型精錬炉1から出銑せずに引き続き脱りん処理を行うものを対象としている。
以下、溶銑の脱珪方法を詳しく説明する。
「空間容積について」
精錬を行うにあたって、転炉型精錬炉1には溶銑2を装入するが、溶銑2を装入した後の転炉型精錬炉1内の上方の空間容積を0.6以上1.5m3/t以下としている。即ち、溶銑2の装入直後(吹錬開始前)の転炉型精錬炉1において、転炉型精錬炉の炉内内容積(溶銑2等の主原料を装入していない状態での容積)から溶銑2等の主原料が占める容積を除いた溶銑2上の容積が、装入後の主原料1トン当たりに換算して0.6以上1.5m3/t以下となるように溶銑2等の主原料を転炉型精錬炉1に装入することとしている。例えば、90tの溶銑を装入した場合、転炉型精錬炉1内の上方の空間容積は、54〜135m3となる。
Now, in the hot metal desiliconization method of the present invention, the same converter type refining furnace 1 is used to perform the desiliconization process and the dephosphorization process. That is, after the desiliconization process, the
Hereinafter, the hot metal desiliconization method will be described in detail.
About space volume
In refining, the converter-type refining furnace 1 is charged with the
空間容積は、例えば、容積(m3)=炉内内容積−(装入溶銑量t)÷(溶銑の比重t/m3)−(装入冷鉄源量t)÷(冷鉄源比重t/m3)を、溶銑を含む主原料装入量、即ち、主原料装入量(=溶銑+冷鉄源)(t)で割ることにより求めることができる。炉内内容積については、レーザープロフィールメータ等を用いて、炉内へ付着した地金や煉瓦損耗などの影響を考慮することが好ましい。 The space volume is, for example, volume (m 3 ) = inner furnace volume− (charged molten iron amount t) ÷ (specific gravity of molten iron t / m 3 ) − (charged cold iron source amount t) ÷ (cold iron source specific gravity) t / m 3 ) can be obtained by dividing the main raw material charge including hot metal, that is, the main raw material charge (= hot metal + cold iron source) (t). As for the volume in the furnace, it is preferable to consider the influence of the metal in the furnace and the wear of bricks using a laser profile meter or the like.
なお、後述するように、本発明の脱珪処理方法では、転炉型精錬炉1の空間容積が0.6以上1.5m3/t以下としている状況下で、脱珪処理の条件を設定することにより、脱珪処理の際にスラグのフォーミングを強制的に発生させ、フォーミングしたスラグを炉口3から適量、転炉型精錬炉1の外(単に炉外ということがある)に排出させることとしている。
「シリコン濃度と塩基度について」
転炉型精錬炉1に装入する溶銑2は、実質的に脱珪処理を予め行っていないものであって、高炉から出銑した溶銑をそのまま転炉型精錬炉1に装入したものである。高炉から出銑した溶銑のシリコン濃度(珪素濃度)は、通常、0.15〜0.80質量%レベルまでばらついており、特に、最近の高炉においては安価な燃料を使用する操業方法が指向され
てるためシリコン濃度が増加する場合がある。場合によっては、溶銑2のシリコン濃度が1.0質量%以上となることもある。
In addition, as will be described later, in the desiliconization processing method of the present invention, the conditions for the desiliconization treatment are set in a situation where the space volume of the converter-type refining furnace 1 is 0.6 or more and 1.5 m 3 / t or less. As a result, slag forming is forcibly generated during the desiliconization process, and an appropriate amount of the formed slag is discharged from the furnace port 3 to the outside of the converter-type refining furnace 1 (sometimes simply outside the furnace). I am going to do that.
"About silicon concentration and basicity"
The
溶銑2のシリコン濃度が高い場合、例えば、溶銑2のシリコン濃度が0.7質量%以上のときは、脱珪反応の際に生成されるSiO2は15kg/t以上となると考えられる。このような溶銑2を1回の吹錬にて脱珪や脱りんを完了させようとすると、例えば、特許第3735211号公報に記載されているように塩基度を2程度確保しなければならず、必要なCaO量は30kg/tとなり、スラグ量としては大凡70kg/tとなる。
When the silicon concentration of the
なお、脱珪処理や脱りん処理を行った後のスラグ量は、例えば、スラグ量=[必要CaO量(kg/t)÷スラグ中のCaO濃度(質量%)]により求めることができる。スラグの塩基度を2程度にして脱珪処理や脱りん処理を実施したときのスラグ中のCaOの濃度、SiO2の濃度は、実操業にて採取や分析を行った結果、例えば、CaO:44質量%、SiO2:22質量%となる。 In addition, the amount of slag after performing a desiliconization process or a dephosphorization process can be calculated | required by the amount of slag = [required CaO amount (kg / t) / CaO density | concentration (mass%) in slag], for example. The concentration of CaO and the concentration of SiO 2 in the slag when desiliconization or dephosphorization is performed with the basicity of the slag being about 2, as a result of sampling and analysis in actual operation, for example, CaO: 44% by mass and SiO 2 : 22% by mass.
また、溶銑2のシリコン濃度が1.0質量%であると考えた場合、脱珪反応の際に生成されるSiO2は21kg/t以上となる。上述したように、このような溶銑2を1回の吹錬にて脱珪や脱りんを完了させようとすると、必要なCaO量は42kg/tとなり、スラグ量としては大凡95kg/tとなる。
溶銑シリコン濃度が高い溶銑2を処理するためには、上述したように、多量のCaOが必要であり多くのスラグが発生する。多量のスラグの基で吹錬を行うと、スラグのフォーミングによって多量のスラグが転炉型精錬炉1から炉外に出やすい傾向にあり、多量のスラグが炉外に出てしまうと、脱珪処理や脱りん処理のためのスラグが確保できない虞もある。そのため、本発明では、溶銑シリコン濃度が高い溶銑2を処理するに際し、脱珪処理の条件を設定することによって、スラグのフォーミングによってスラグを流出させるものの、過度なスラグの流出を防止すると共に、脱珪処理や脱りん処理をスムーズに進めることとしている。
Further, when it is considered that the silicon concentration of the
In order to process the
具体的には、脱りん処理前に行う脱珪処理を行うにあたり、CaO系フラックスを添加することによってスラグ(脱珪スラグ)の塩基度(CaO/SiO2)を0.7〜1.0としている。特開平10−152714号公報に開示されているように、一般的に、脱珪処理を行うに際し、スラグの塩基度が0.3〜1.3の範囲にすれば、溶銑温度が例えば1300℃であってもスラグの流動性は良く、脱珪処理に適している。ここで、スラグの塩基度が1.3であるときは、スラグのフォーミングが発生し易い状態と言える。 Specifically, in performing the desiliconization treatment performed before the dephosphorization treatment, the basicity (CaO / SiO 2 ) of slag (desiliconization slag) is set to 0.7 to 1.0 by adding a CaO-based flux. Yes. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-152714, generally, when the desiliconization process is performed, if the basicity of the slag is in the range of 0.3 to 1.3, the hot metal temperature is 1300 ° C., for example. Even so, the slag has good fluidity and is suitable for desiliconization treatment. Here, when the basicity of slag is 1.3, it can be said that slag forming is likely to occur.
しかしながら、スラグの塩基度が1.0よりも大きいときは、CaO量が比較的多く必要であって脱珪処理の際に発生するスラグ量が増加するため、スラグのフォーミングによって炉口3から炉外へ排出されるスラグ量が多くなり過ぎる虞がある。炉外へ排出されたスラグ量が多いと、当該スラグが炉下に堆積し、例えば、炉下を移動する台車(例えば、溶銑の取鍋を搭載した台車)が走行できない状態になったり、炉下に堆積したスラグを除去するのに多大な時間がかかってしまう。そのため、脱珪処理の際におけるスラグの塩基度の上限値は1.0以下にする必要がある。 However, when the basicity of the slag is larger than 1.0, a relatively large amount of CaO is required, and the amount of slag generated during the desiliconization process increases. There is a risk that the amount of slag discharged to the outside will be excessive. If the amount of slag discharged to the outside of the furnace is large, the slag accumulates in the bottom of the furnace, for example, a carriage that moves under the furnace (for example, a carriage equipped with a ladle ladle) cannot be run, It takes a lot of time to remove the slag deposited below. Therefore, the upper limit value of the slag basicity in the desiliconization process needs to be 1.0 or less.
一方で、スラグの塩基度が0.7未満であるときは、脱珪処理の際に発生するスラグ量が少なく、スラグのフォーミングによって炉口3から炉外へ排出されるスラグ量が少なくなる虞がある。このような場合は、炉外へ排出したスラグが少ないため、脱珪処理後に多くのSiO2が残留しまうことになる。そうすると、脱珪処理後に脱りん処理に移行したときに、CaOを投入したとしても炉内に残留したスラグが脱りん処理のためのスラグ(脱りんスラグ)になり難い。即ち、スラグの塩基度が0.7未満である場合、脱珪処理後のスラグ中には多くのSiO2が存在することになり、脱りん処理を行うためのスラグを生成するのが難しい。したがって、脱珪処理を行うにあたってのスラグの塩基度は0.7〜1.0の範囲にする必要がある。 On the other hand, when the basicity of the slag is less than 0.7, the amount of slag generated during the desiliconization process is small, and the amount of slag discharged from the furnace port 3 to the outside of the furnace due to slag forming may be reduced. There is. In such a case, since slag discharged out of the furnace is small, so that the number of SiO 2 after desiliconization treatment put away residual. Then, when the process shifts to the dephosphorization process after the desiliconization process, even if CaO is added, the slag remaining in the furnace does not easily become a slag (dephosphorization slag) for the dephosphorization process. That is, when the basicity of the slag is less than 0.7, a large amount of SiO 2 is present in the slag after the desiliconization treatment, and it is difficult to generate slag for performing the dephosphorization treatment. Therefore, the basicity of the slag when performing the silicon removal treatment needs to be in the range of 0.7 to 1.0.
なお、目標の塩基度にするために投入するCaO系スラックスの投入量は、例えば、CaO系スラックスの投入量=[脱珪量(質量%)÷シリコン原子量(28)×シリカの分子量(60)×10(kg/t/質量%)]×目標塩基度÷CaO系フラックス中のCaO純分(%)にて求めることができる。
「固体酸素源と気体酸素との供給について」
また、本発明では、脱珪処理の際にスラグをフォーミングさせることによって、適正な量のスラグを炉外へ排出させるため、脱珪に必要な計算必要酸素量の2.5〜4.0倍の酸素を固体酸素源と気体酸素とにより供給している。
The input amount of the CaO-based slacks added to achieve the target basicity is, for example, the input amount of the CaO-based slacks = [desiliconization amount (mass%) ÷ silicon atomic weight (28) × silica molecular weight (60). × 10 (kg / t / mass%)] × target basicity ÷ CaO pure content (%) in CaO flux.
“Supply of solid oxygen source and gaseous oxygen”
Further, in the present invention, by forming slag at the time of desiliconization treatment, an appropriate amount of slag is discharged to the outside of the furnace, so that the required amount of oxygen necessary for desiliconization is 2.5 to 4.0 times. Is supplied by a solid oxygen source and gaseous oxygen.
脱珪処理を行う際に過剰な酸素を供給すると、溶銑中のカ−ボン(C)の脱炭反応が進行し、スラグ(脱珪スラグ)中に微細なCO気泡が生成してスラグがフォーミングする。
供給する酸素量(供給酸素量)が計算必要酸素量の2.5倍未満である場合には、スラグのフォーミング量が不足し、炉口3から排出されるスラグ量が少なく、脱りん処理前のスラグの排出が不十分である。一方、供給酸素量が計算必要酸素量の4.0倍を超える場合は、脱炭反応速度が大きくなり過ぎ、スラグのフォーミング量が大きくなる。そのため、炉口3から排出されるスラグ量が多くなり、上述したように、炉下を移動する台車が走行できない状態になったり、炉下に堆積したスラグを除去するのに多大な時間がかかってしまう。加えて、脱りん処理を脱珪処理後に引き続き行う場合に、脱りん処理に必要なスラグが少ない状態のため、脱りん処理時にわざわざ多量のCaO系のフラックスを投入しなければならない事態となり、脱りん処理時に短時間にCaOフラックスを溶解できず、脱りん処理に支障をきたす虞がある。したがって、供給酸素量は、計算必要酸素量の2.5〜4倍とする必要がある。
If excess oxygen is supplied during desiliconization, the carbon (C) decarburization reaction proceeds in the hot metal, and fine CO bubbles are generated in the slag (desiliconized slag), forming the slag. To do.
When the amount of oxygen supplied (the amount of oxygen supplied) is less than 2.5 times the amount of oxygen required for calculation, the amount of slag forming is insufficient, the amount of slag discharged from the furnace port 3 is small, and before dephosphorization treatment Insufficient slag discharge. On the other hand, when the amount of supplied oxygen exceeds 4.0 times the amount of oxygen required for calculation, the decarburization reaction rate becomes too high and the amount of slag forming increases. Therefore, the amount of slag discharged from the furnace port 3 increases, and as described above, it takes a long time to remove the slag accumulated under the furnace or the carriage moving under the furnace cannot travel. End up. In addition, when the dephosphorization process is continued after the desiliconization process, the amount of slag required for the dephosphorization process is small, so that a large amount of CaO-based flux must be input during the dephosphorization process. During the phosphorous treatment, the CaO flux cannot be dissolved in a short time, which may hinder the dephosphorization treatment. Therefore, the supplied oxygen amount needs to be 2.5 to 4 times the calculated required oxygen amount.
なお、計算必要酸素量は、脱珪反応がSi+O2→SiO2という反応で進行すると仮定した時(脱珪酸素効率が100%と仮定したとき)の必要酸素量であり、例えば、計算必要酸素量=[脱珪量(質量%)×10(kg/t/質量%)÷シリコン原子量(28)]×22.4Nm3/kmolにて求めることができる。
「固体酸素源の平均酸素供給速度について」
上述したように、計算必要酸素量の2.5〜4倍の酸素を固体酸素源と気体酸素とにより供給することとしているが、固体酸素源を供給する際には、その平均酸素供給速度を1.5〜2.5kg−O/t/minとしている。なお、「kg−O」とは、固体酸素源に含まれる酸素の質量を意味するもので、その量を基に平均供給速度を定義している。
The required oxygen amount is the required oxygen amount when it is assumed that the desiliconization reaction proceeds by a reaction of Si + O 2 → SiO 2 (when the desiliconization oxygen efficiency is assumed to be 100%). Amount = [desiliconization amount (mass%) × 10 (kg / t / mass%) ÷ silicon atomic weight (28)] × 22.4 Nm 3 / kmol.
"Average oxygen supply rate of solid oxygen source"
As described above, oxygen of 2.5 to 4 times the amount of oxygen required for calculation is supplied by the solid oxygen source and gaseous oxygen, but when supplying the solid oxygen source, the average oxygen supply rate is set to 1.5 to 2.5 kg-O / t / min. “Kg-O” means the mass of oxygen contained in the solid oxygen source, and the average supply rate is defined based on the amount.
固体酸素源を供給すると、当該固体酸素源と溶銑とが接触することにより加熱又は溶解されてスラグ中に溶融酸化鉄層が形成することになる。溶融酸化鉄層中の酸化鉄(FetO)は、溶銑界面付近の溶銑中のシリコン、炭素等の酸化反応に消費されていく。
さて、脱珪処理を行うにあたって、転炉型精錬炉1の上方からCaOを含有するCaO系フラックスを供給すると、CaO−SiO2系のスラグが形成されることになるが、脱珪処理の初期段階ではSiO2の生成量は少なく、CaOの溶解が十分に促進されない。そのため、スラグ中のFeO濃度を20%以上にすることによってCaOの溶解を促進させるため、固体酸素源の平均酸素供給速度を0.8kg−O/t/minにする必要がある。
When the solid oxygen source is supplied, the solid oxygen source and the molten iron come into contact with each other to be heated or dissolved to form a molten iron oxide layer in the slag. Iron oxide (FetO) in the molten iron oxide layer is consumed in the oxidation reaction of silicon, carbon, etc. in the hot metal near the hot metal interface.
Now, when performing desiliconization treatment, the supply of the CaO-based flux containing CaO from the top of the converter type refining furnace 1, so that the slag CaO-SiO 2 system is formed, the initial desiliconization treatment At the stage, the amount of SiO 2 produced is small and the dissolution of CaO is not sufficiently promoted. Therefore, in order to promote dissolution of CaO by setting the FeO concentration in the slag to 20% or more, it is necessary to set the average oxygen supply rate of the solid oxygen source to 0.8 kg-O / t / min.
ここで、CaOの溶解を促進させるためには固体酸素源の平均酸素供給速度を0.8kg−O/t/minまで高める必要があるが、空間容積が0.6m3/t以上とした場合は、さらに、フォーミングを促進させるという観点からスラグ中のFeO濃度を30%以上とすることが必要である。そのためには、固体酸素源の平均酸素供給速度を1.5kg−O/t/minまで、より高めることが必要である。 Here, in order to promote the dissolution of CaO, it is necessary to increase the average oxygen supply rate of the solid oxygen source to 0.8 kg-O / t / min. However, when the space volume is 0.6 m 3 / t or more Furthermore, from the viewpoint of promoting forming, the FeO concentration in the slag needs to be 30% or more. For this purpose, it is necessary to further increase the average oxygen supply rate of the solid oxygen source to 1.5 kg-O / t / min.
一方、固体酸素源を溶融させるためには溶解熱が必要であり、固体酸素源の平均酸素供給速度が大きくなればなるほど溶解熱は大きくなる。ここで、固体酸素源の平均酸素供給速度を2.5kg−O/t/minよりも大きくしてしまうと、溶解熱が大きすぎるために固体酸素源の溶解が阻害され、溶銑とスラグ界面付近のシリコンや炭素などの酸化反応に寄与する固体酸素源の比率が小さくなる。特に、固体酸素源の平均酸素供給速度を2.5kg−O/t/minよりも大きくしてしまうと、スラグにおける溶融酸化鉄層の形成が悪化し、スラグのフォーミングをさせるための脱炭反応が低下し、炉口3から排出するスラグ量が少なくなる。 On the other hand, heat of dissolution is required to melt the solid oxygen source, and the heat of dissolution increases as the average oxygen supply rate of the solid oxygen source increases. Here, if the average oxygen supply rate of the solid oxygen source is larger than 2.5 kg-O / t / min, the dissolution of the solid oxygen source is hindered because the heat of dissolution is too large, and the vicinity of the hot metal and slag interface The ratio of the solid oxygen source that contributes to the oxidation reaction of silicon, carbon, etc. becomes small. In particular, if the average oxygen supply rate of the solid oxygen source is made larger than 2.5 kg-O / t / min, the formation of the molten iron oxide layer in the slag deteriorates, and the decarburization reaction for forming the slag Decreases and the amount of slag discharged from the furnace port 3 decreases.
このようなことから、固体酸素源の平均酸素供給速度を1.5〜2.5kg−O/t/minとする必要がある。
なお、脱珪処理時間をT(min)とすると、固体酸素源の平均酸素供給速度は、『固体酸素源の平均酸素供給速度=T時間中に供給された固体酸素源質量(kg/t)×(固体酸素源中の鉄と結合した酸素の質量%)÷T』にて求めることができる。また、固体酸素源の供給方法(投入方法)は、脱珪処理を行う際に一括して添加しても、連続的に添加しても、所定時間毎に分割してもよい。
「気体酸素の平均酸素供給速度について」
気体酸素を供給する際には、その平均酸素供給速度を1.5〜3Nm3/t/minとしている。上吹ランス4にを用いて気体酸素を供給すると、気体酸素の衝突によって溶銑表面は凹み、一般的に、気体酸素の供給速度(平均酸素供給速度)を小さくすると凹みは浅くなり、逆に大きくすると凹みは深くなる。ここで、気体酸素の平均供給量を小さくすると、気体酸素の溶銑への衝突圧が下がるため、溶銑内部へ侵入する酸素量が減少し、溶銑中のシリコンや炭素の酸化に寄与する酸素が減少することになる。このことを考慮すると、脱珪反応以外に炉口3からスラグを排出させるためのに十分なスラグのフォーミングを発生させる程の脱炭反応を起こすためには、気体酸素の平均酸素供給速度を1.5Nm3/t/min以上にする必要がある。
For this reason, the average oxygen supply rate of the solid oxygen source needs to be 1.5 to 2.5 kg-O / t / min.
When the desiliconization processing time is T (min), the average oxygen supply rate of the solid oxygen source is “average oxygen supply rate of solid oxygen source = solid oxygen source mass supplied during T time (kg / t)” × (mass% of oxygen combined with iron in the solid oxygen source) ÷ T ”. Moreover, the supply method (input method) of the solid oxygen source may be added all at once when performing the desiliconization treatment, may be added continuously, or may be divided every predetermined time.
“Average oxygen supply rate of gaseous oxygen”
When supplying gaseous oxygen, the average oxygen supply rate is set to 1.5 to 3 Nm 3 / t / min. When gaseous oxygen is supplied using the
一方で、気体酸素の平均酸素供給速度を大きくすると、気体酸素の溶銑への衝突圧が上がるため、溶銑内部へ侵入する酸素量が増加し、溶銑中のシリコンや炭素の酸化に寄与する酸素が増加することになる。そのため、脱炭反応に寄与する酸素が多くなり、発生する一酸化炭素(CO)ガスによって炉口3から排出させるために十分なスラグのフォーミングを起こすことができる。しかしながら、気体酸素の平均酸素供給速度が3Nm3/t/minを超えてしまうと、脱炭反応速度が大きくなりすぎ、炉口3から排出するスラグ量が多くなる。その結果、上述したように、例えば、炉下を移動する台車が走行できない状態になったり、炉下に堆積したスラグを除去するのに多大な時間がかかったり、脱りん処理時に短時間にCaOフラックスを溶解できず、脱りん処理に支障をきたす虞がある。 On the other hand, when the average oxygen supply rate of gaseous oxygen is increased, the collision pressure of gaseous oxygen on the hot metal increases, so the amount of oxygen that penetrates into the hot metal increases, and oxygen that contributes to the oxidation of silicon and carbon in the hot metal is increased. Will increase. Therefore, oxygen contributing to the decarburization reaction increases, and sufficient slag forming can be caused to be discharged from the furnace port 3 by the generated carbon monoxide (CO) gas. However, if the average oxygen supply rate of gaseous oxygen exceeds 3 Nm 3 / t / min, the decarburization reaction rate becomes too high, and the amount of slag discharged from the furnace port 3 increases. As a result, as described above, for example, the carriage moving under the furnace becomes incapable of traveling, it takes a long time to remove the slag accumulated under the furnace, or CaO can be quickly removed during the dephosphorization process. The flux cannot be dissolved, and there is a risk of hindering the dephosphorization process.
特に、溶銑を装入した後の転炉型精錬炉1における空間容積を0.6m3/t未満に設定している場合は、気体酸素の平均酸素供給速度が2.0Nm3/t/minを超えてしまうと、スラグフォーミングさせるための脱炭反応速度が著しく増加したことによって、炉口3から大量粒鉄を含むスラグが溢れ、発煙等の重大な環境問題を発生することがある。 In particular, when the space volume in the converter type refining furnace 1 after charging the hot metal is set to less than 0.6 m 3 / t, the average oxygen supply rate of gaseous oxygen is 2.0 Nm 3 / t / min. If the temperature exceeds the range, the decarburization reaction rate for slag forming has increased remarkably, so that the slag containing a large amount of granular iron overflows from the furnace port 3 and may cause serious environmental problems such as smoke generation.
なお、脱珪処理時間をT(min)とすると、気体酸素の平均酸素供給速度=T時間中に供給された気体酸素供給量(Nm3/t)÷Tにて求めることができる。また、気体酸素の供給速度は、一定でも変動させてもよく、吹錬期間中の平均酸素供給速度を満足するものであればよい。
「1回当たりのシリコン低下量について」
本発明では、上述したような脱珪処理の1回当たりのシリコン低下量を0.5〜0.7質量%としている。即ち、スラグの塩基度を0.7〜1.0とし、計算必要酸素量の2.5〜4倍の酸素を固体酸素源と気体酸素とにより供給し、固体酸素源の平均酸素供給速度を1.5〜2.5kg−O/t/minとし、気体酸素の平均酸素供給速度を1.5〜3Nm3/t/minとした脱珪処理において、その1回当たりに低下させる[Si]の量を0.5〜0.7質量%としている。
If the desiliconization processing time is T (min), the average oxygen supply rate of gaseous oxygen can be determined by the amount of gaseous oxygen supplied during the time period T (Nm 3 / t) ÷ T. Moreover, the supply rate of gaseous oxygen may be constant or variable, and may be any as long as it satisfies the average oxygen supply rate during the blowing period.
"About the amount of silicon decrease per time"
In the present invention, the amount of silicon decrease per time of the desiliconization treatment as described above is 0.5 to 0.7 mass%. That is, the basicity of the slag is set to 0.7 to 1.0, and oxygen that is 2.5 to 4 times the required oxygen amount is supplied by the solid oxygen source and the gaseous oxygen, and the average oxygen supply rate of the solid oxygen source is increased. In desiliconization treatment with 1.5 to 2.5 kg-O / t / min and an average oxygen supply rate of gaseous oxygen of 1.5 to 3 Nm 3 / t / min, the amount is reduced per time [Si] Of 0.5 to 0.7 mass%.
脱珪処理において低下させる脱珪量(ΔSi:脱珪処理前後のシリコン濃度の差異)が0.5質量%より小さいとした場合、例えば、脱珪反応で炉内に生成されるSiO2の量は10.7kg/t以下となる。この状態で1回の脱珪処理で必要なCaO量は目標塩基度により異なるものの、7〜10.7kg/tより小さくなり、炉内のスラグ量は23〜29kg/tより小さくなる虞がある。その結果、脱珪処理中に強制的にフォーミングをさせたとしても、炉口3から排出されるSiO2量が不足して多くのSiO2が転炉型精錬炉1内に残ってしまう。このような状況下では、脱りん処理をする際に脱りんスラグを生成させることが難しく、また、脱りん処理時に予期しないスラグフォーミングが発生して脱りん用スラグが不足し、処理後りん濃度が所望の値まで下がらない虞がある。 When the amount of silicon removal (ΔSi: difference in silicon concentration before and after the silicon removal treatment) to be reduced in the silicon removal treatment is less than 0.5% by mass, for example, the amount of SiO 2 produced in the furnace by the silicon removal reaction Is 10.7 kg / t or less. In this state, the amount of CaO required for one desiliconization process varies depending on the target basicity, but is smaller than 7 to 10.7 kg / t, and the amount of slag in the furnace may be smaller than 23 to 29 kg / t. . As a result, even if forming is forcibly performed during the desiliconization process, the amount of SiO 2 discharged from the furnace port 3 is insufficient and a large amount of SiO 2 remains in the converter-type refining furnace 1. Under these circumstances, it is difficult to generate dephosphorization slag during dephosphorization, and unexpected slag forming occurs during dephosphorization, resulting in a shortage of dephosphorization slag. May not drop to the desired value.
脱珪処理において低下させる脱珪量が0.7質量%より大きくした場合、例えば、脱珪
反応で炉内に生成されるSiO2の量は15kg/t以上となり、この状態で1回の脱珪処理で必要なCaO量は目標塩基度により異なるものの10〜15kg/tより大きくなり、炉内のスラグ量は33〜40kg/tより大きくなる。その結果、脱珪処理中に強制的にフォーミングをさせた場合、炉口3から溢れる脱珪スラグ量が多くなりすぎ、処理を一時中断しなければならないため、生産性が低下する虞がある。
When the desiliconization amount to be reduced in the desiliconization process is larger than 0.7 mass%, for example, the amount of SiO 2 produced in the furnace by the desiliconization reaction is 15 kg / t or more, and in this state, one desiliconization is performed. Although the amount of CaO required for the silicidation varies depending on the target basicity, it becomes larger than 10-15 kg / t, and the amount of slag in the furnace becomes larger than 33-40 kg / t. As a result, when forming is forcibly performed during the desiliconization process, the amount of desiliconization slag overflowing from the furnace port 3 becomes excessive, and the process must be temporarily suspended, so that productivity may be reduced.
なお、脱珪処理後のスラグ量は、例えば、必要CaO量=[脱珪量(質量%)×10(kg/t/質量%)×60/28]×目標塩基度、スラグ量=[必要CaO量(kg/t)÷スラグ中のCaO濃度(質量%)]により求めることができる。
脱珪処理を塩基度0.7程度で実施した際でのスラグのCaOの濃度、SiO2の濃度は、実操業にて採取や分析を行った結果、例えば、CaO:32質量%、SiO2:46質量%となる。また、脱珪処理を塩基度1.0程度では、CaO:37質量%、SiO2:37質量%となる。
The amount of slag after desiliconization is, for example, required CaO amount = [desiliconization amount (mass%) × 10 (kg / t / mass%) × 60/28] × target basicity, slag amount = [necessary. CaO amount (kg / t) ÷ CaO concentration in slag (mass%)].
The concentration of CaO in the slag and the concentration of SiO 2 when the desiliconization treatment is carried out at a basicity of about 0.7 are the result of sampling and analysis in actual operation. For example, CaO: 32% by mass, SiO 2 : 46% by mass. Further, when the desiliconization treatment is performed at a basicity of about 1.0, CaO: 37 mass% and SiO 2 : 37 mass%.
加えて、本発明では、脱りん処理を移行する前、即ち、脱りん処理前の溶銑の珪素濃度が0.4質量%以下になるようにしている。ここで、脱りん処理における状態を考えたとき、例えば、特許第3735211号公報に開示されているように、脱りん処理中に炉口3から大量のスラグが溢れを発生させずに、処理できる総スラグ量は60kg/t以下とすることがよい。脱りん処理時のスラグ中のSiO2量が5〜10kg/tであれば、総スラグ量を60kg/t以下にすることができ、脱りん反応に支障をきたすことがない。 In addition, in the present invention, the silicon concentration of the hot metal before the dephosphorization process is transferred, that is, before the dephosphorization process is set to 0.4 mass% or less. Here, when the state in the dephosphorization process is considered, for example, as disclosed in Japanese Patent No. 3735211, a large amount of slag can be processed without overflow from the furnace port 3 during the dephosphorization process. The total amount of slag is preferably 60 kg / t or less. If the amount of SiO 2 in the slag during the dephosphorization process is 5 to 10 kg / t, the total slag amount can be reduced to 60 kg / t or less, and the dephosphorization reaction is not hindered.
そのため、脱珪処理後に炉内に残留するSiO2量を考慮し、脱りん処理前の溶銑中のシリコン濃度を求めると、脱りん処理前の溶銑のシリコン濃度(脱珪濃度)を0.4質量%以下にする必要がある。
「脱珪処理の回数について」
本発明では、1回の脱珪処理を行った後にシリコン濃度が0.4質量%以下にならない場合は、シリコン濃度が0.4質量%以下になるまで、繰り返し脱珪処理を行うこととしている。言い換えれば、本発明では、脱珪処理を1回以上行うこととしている。
Therefore, in consideration of the amount of SiO 2 remaining in the furnace after the desiliconization treatment, the silicon concentration in the hot metal before the dephosphorization treatment is obtained. The silicon concentration (desiliconization concentration) in the hot metal before the dephosphorization treatment is 0.4. It is necessary to make the mass% or less.
"Number of desiliconization processes"
In the present invention, when the silicon concentration does not become 0.4 mass% or less after one desiliconization treatment, the silicon removal treatment is repeatedly performed until the silicon concentration becomes 0.4 mass% or less. . In other words, in the present invention, the desiliconization process is performed once or more.
上述したような条件によって脱珪処理を行えば、1回の脱珪処理によって脱りん処理前に適度な量のスラグを炉外へ排出することが可能であるが、1回の脱珪処理当たりに低下させるシリコン濃度は0.6質量%以下としているため、溶銑のシリコン濃度が非常に高い場合には、1回の脱珪処理終了後にシリコン濃度が0.4質量%以下にならないことがある。このような場合は、再度、脱珪処理により発生するスラグ量を考慮し、脱りん処理を行う前の炉内残留脱珪スラグ量が所定の範囲になるように、脱珪処理を1回以上繰り返し、実施する。なお、脱珪処理を繰り返し行う際は、一度、図3に示すように、気体酸素の供給を停止して、次回の脱珪処理の準備作業を行った後、再度、気体酸素の供給を開始する。即ち、本発明では、気体酸素の供給を開始してから停止するまでの脱珪吹錬を1回とカウントする。 If the desiliconization process is performed under the above-described conditions, it is possible to discharge an appropriate amount of slag out of the furnace before the dephosphorization process by one desiliconization process. Since the silicon concentration to be decreased to 0.6% by mass or less, when the silicon concentration of the molten iron is very high, the silicon concentration may not become 0.4% by mass or less after one desiliconization process is completed. . In such a case, considering the amount of slag generated by the desiliconization process again, the desiliconization process is performed once or more so that the residual desiliconization slag amount in the furnace before the dephosphorization process is within a predetermined range. Repeat. When the desiliconization process is repeatedly performed, as shown in FIG. 3, once the supply of gaseous oxygen is stopped and the preparation process for the next desiliconization process is performed, then the supply of gaseous oxygen is started again. To do. That is, in the present invention, desiliconization blowing from the start of supply of gaseous oxygen to the stop is counted as one time.
そして、本発明では、脱珪処理後(脱りん処理前)の溶銑のシリコン濃度が0.4質量%以下となれば、転炉型精錬炉1の傾動による脱珪スラグの排滓を行わずに引き続き脱りん処理を当業者常法通りに行うこととしている。
「炉口からのスラグの排出について」
従来の脱珪処理方法では、炉口3からスラグを排出させるような処理を行っていなかったために、フォーミング抑制剤を用いてフォーミングしているスラグを強制的に沈静化させたり、時間をかけてスラグのフォーミングを自然に沈静化した後、炉体を傾動してスラグを炉口3から排滓していた。このような操業において、例えば、炭材系のフォーミング抑制剤を用いた場合には、スラグ中の酸化鉄濃度が低下し、引き続いて行われる脱りん処理で新たに添加されるCaOの滓化がおくれ、脱りん反応が阻害されることがあった。また、スラグのフォーミングを時間をかけて沈静化する場合、脱りん工程に入るまでに長時間要し、生産性が著しく悪化していた。
And in this invention, if the silicon concentration of the hot metal after desiliconization processing (before dephosphorization processing) will be 0.4 mass% or less, desiliconization slag will not be discharged by tilting of the converter type refining furnace 1. Subsequently, the dephosphorization treatment is carried out in the same manner as those skilled in the art.
“Discharge of slag from the furnace entrance”
In the conventional desiliconization processing method, since the process of discharging the slag from the furnace port 3 is not performed, the forming slag is forcibly settled by using the forming inhibitor or it takes time. After the slag forming naturally subsided, the furnace body was tilted and the slag was discharged from the furnace port 3. In such an operation, for example, when a carbonaceous foaming inhibitor is used, the iron oxide concentration in the slag decreases, and the hatching of CaO newly added in the subsequent dephosphorization process occurs. Oh, dephosphorization reaction was sometimes inhibited. Further, when the slag forming is allowed to settle down over time, it takes a long time to enter the dephosphorization process, and the productivity is significantly deteriorated.
一方、本発明では、上述した条件によって、脱珪処理中に適度なスラグ量を炉口3を介して炉外に排出させていることから、脱珪処理後に炉体を傾動して炉内のスラグを排出する必要がなく、脱りん処理の準備作業を行った後、直ちに脱りん処理用の吹錬を開始する
ことができる。加えて、本発明の脱珪処理方法では、フォーミング抑制剤を投入してスラグを炉外へ排出する必要がないため、脱珪処理直後に、脱りん処理で塩基度を高めるためにCaO(フラックス)を投入したり、スラグや溶銑温度を低下させるために固体酸素源を投入することも可能である。
On the other hand, in the present invention, an appropriate amount of slag is discharged to the outside of the furnace through the furnace port 3 during the desiliconization process according to the above-described conditions. There is no need to discharge the slag, and immediately after the preparatory work for the dephosphorization process, the blowing for the dephosphorization process can be started. In addition, in the desiliconization method of the present invention, it is not necessary to add a forming inhibitor and discharge slag outside the furnace. Therefore, immediately after the desiliconization treatment, CaO (flux) is used to increase the basicity by dephosphorization treatment. ) Or a solid oxygen source can be added to lower the slag or hot metal temperature.
このように、脱りん処理のためにCaOや固体酸素源を投入すれば、スラグが冷却され、スラグ中の微細なCOの気泡が収縮し、脱珪処理終了直後に炉内にてスラグのフォーミングが発生していたとしても、スラグの沈静化(スラグのフォーミングの沈静化)も図ることができる。
表1は、転炉型精錬炉を用いた脱珪処理から連続鋳造までの実施条件を示している。表2及び表3は、表1の実施条件に基づき、本発明の溶銑脱珪方法を行った実施例と、本発明とは異なる方法にて脱珪を行った比較例とをまとめたものである。
In this way, if CaO or a solid oxygen source is added for dephosphorization, the slag is cooled, and the fine CO bubbles in the slag contract, so that the slag is formed in the furnace immediately after the desiliconization process is completed. Even if this occurs, slag calming (slag forming calming) can be achieved.
Table 1 shows the implementation conditions from desiliconization processing to continuous casting using a converter type refining furnace. Tables 2 and 3 summarize the examples in which the hot metal desiliconization method of the present invention was performed based on the conditions of Table 1 and the comparative examples in which the desiliconization was performed by a method different from the present invention. is there.
実施条件について詳しく説明する。
表1に示すように、転炉型精錬炉は、90tonクラスの上底吹き転炉である。また、当該転炉型精錬炉1において、主原料としてスクラップなどの冷鉄源を用いずに溶銑のみを使用した。溶銑2の最大装入量は110t/chとした。転炉型精錬炉1において、耐火物(煉瓦)を施工したときの転炉型精錬炉の内容積(新炉時の内容積)は82m3である。当該転炉型精錬炉1において、溶銑2の最大装入量が110t/chの場合の空間容積は0.6m3/t[(82m3−110/7)/110t)となる。当該転炉型精錬炉1を使用して転炉型精錬炉1内の耐火物が溶損して内容積が136m3まで増加し、溶銑2の最小装入量が85t/chの場合の空間容積は1.5m3/t[(136m3−85/7)/85t]となる。
The implementation conditions will be described in detail.
As shown in Table 1, the converter type refining furnace is a 90 ton class top bottom blowing converter. Moreover, in the converter type refining furnace 1, only hot metal was used as a main raw material without using a cold iron source such as scrap. The maximum charging amount of the
羽口7から攪拌用のガスを吹き込むことにより溶銑2を攪拌した。底吹きのガスは、N2ガスとし、ガス流量は8.3Nm3/min(=500Nm3/h)とした。
転炉型精錬炉1に装入した溶銑2において、[C]=4.5〜4.8質量%、[P]=0.10〜0.120質量%、[Si]=0.70〜1.2質量%とした。溶製鋼種は、脱りん処理後のりん濃度[P]の規格上限値が0.020質量%である一般的なものとした。
The
In the
CaO等副原料は、当業者常法の副原料の制御により決定した。固体酸素源は固体酸素源中の鉄と結合した酸素の質量が22質量%であるミルスケールを用いた。脱珪処理後の脱りん処理は、溶製製造のための当業者常法通りに処理を実施した。
その他、脱りん処理後に行われる転炉吹錬(脱炭処理)、脱炭処理後(転炉出鋼後)の溶鋼処理(二次精錬処理)、連続鋳造についても、当業者常法通りに行った。
Auxiliary materials such as CaO were determined by controlling ordinary auxiliary materials by those skilled in the art. The solid oxygen source used was a mill scale in which the mass of oxygen combined with iron in the solid oxygen source was 22% by mass. The dephosphorization treatment after the desiliconization treatment was carried out in the same manner as those skilled in the art for melt production.
In addition, with regard to converter blowing (decarburization treatment), molten steel treatment (secondary refining treatment) after decarburization treatment (after converter steelmaking), and continuous casting performed after dephosphorization treatment, those skilled in the art will be able to follow went.
各表の実施例及び比較例における評価について説明する。
脱珪処理中のスラグ流出率は、脱珪処理後のスラグ中CaO濃度とCaO投入量とから求めた脱珪スラグ量をWslag(d-si)とし、脱珪処理中に炉下に落下したスラグの実測質量をWslag(落下)としたとき、脱珪スラグ流出率=Wslag(落下)/Wslag(d-si)で定義される値とした。
The evaluation in the examples and comparative examples of each table will be described.
The slag outflow rate during the desiliconization treatment was defined as Wslag (d-si), which was obtained from the CaO concentration in the slag after the desiliconization treatment and the CaO input amount, and dropped into the furnace during the desiliconization treatment. When the measured mass of slag is Wslag (falling), the desiliconization slag outflow rate is a value defined by Wslag (falling) / Wslag (d-si).
上述したように、脱珪処理中のスラグのフォーミングにより炉口3から流出するスラグ量が少ない場合、炉内に残留する脱珪スラグ起因のSiO2分が増加し、脱りん処理のスラグの塩基度が低下することから脱りん処理が阻害されることがある。また、脱りん処理時の塩基度を確保するため、CaO原単位を増加させると、処理中のスラグのフォーミングによる炉口3からのスロッピングが発生し、その結果、脱りん用のスラグ量が少なくなり脱りん反応に不都合をきたすこともある。一方、脱珪処理中のスラグのフォーミングにより炉口3から流出するスラグ量が多い場合、炉下に落下堆積した脱珪スラグの除去作業に時間を要したり、炉内の脱珪スラグが固化したり、脱りん処理中の脱りんスラグの形成が遅れ、処理後りん濃度が所望の値まで下がらないことがある。 As described above, when the amount of slag flowing out of the furnace port 3 is small due to slag forming during the desiliconization process, the SiO 2 content resulting from the desiliconization slag remaining in the furnace increases, and the slag base of the dephosphorization process Dephosphorization treatment may be hindered because the degree decreases. In addition, when the basic unit of CaO is increased in order to ensure basicity during the dephosphorization process, slopping from the furnace port 3 occurs due to slag forming during the process, and as a result, the amount of slag for dephosphorization is reduced. It may decrease and cause inconvenience in the dephosphorylation reaction. On the other hand, when there is a large amount of slag flowing out of the furnace port 3 due to slag forming during desiliconization, it takes time to remove the desiliconized slag that has fallen and deposited under the furnace, or the desiliconized slag in the furnace is solidified. However, the formation of dephosphorization slag during the dephosphorization process may be delayed, and the phosphorus concentration after the process may not decrease to a desired value.
このようなことから脱珪処理中に炉口3から排出(流出)するスラグ量は、少な過ぎず多多過ぎないことが必要であり、脱珪スラグ流出率で表すと、その値が40〜65%範囲であればよい。脱珪スラグ流出率が、この範囲であれば、脱珪処理や脱りん処理を中断することなく精錬が行え、脱りん処理後のりん濃度も規格上限値内にすることができる。
表3の実施例1〜実施例19では、溶銑を装入した後の転炉型精錬炉の空間容積を0.6〜1.5m3/tとし(溶銑上の空間容積の欄)、スラグの塩基度を0.7〜1.0とし(脱珪処理スラグ塩基度の欄)とし、脱珪に必要な計算必要酸素量の2.5〜4倍の酸素を固体酸素源と気体酸素とにより供給している(脱珪吹錬酸素供給量/計算脱珪酸素量の欄)。 また、固体酸素源の平均酸素供給速度を1.5〜2.5kg−O/t/minとし(固体酸素源の平均酸素供給速度の欄)、気体酸素の平均酸素供給速度を1.5〜3Nm3/t/minとし(気体酸素の平均酸素供給速度の欄)、脱珪処理を1回以上とし(脱珪処理回数)、当該脱珪処理における珪素の低下量を0.5〜0.7質量%としている(1回当たりの脱珪量ΔSiの欄)。加えて、脱珪処理を経ることにより脱りん処理前の溶銑の珪素濃度が0.4質量%以下になるようにし(脱珪吹錬後の溶銑シリコン濃度の欄)、脱珪処理終了後には転炉型精錬炉の傾動による脱珪スラグの排滓を行わず(炉体傾動による脱珪スラグの排滓工程の欄)、引き続き脱りん処理を行っている。
For this reason, it is necessary that the amount of slag discharged (outflow) from the furnace port 3 during the desiliconization process is not too small and not too large. When expressed in terms of the desiliconization slag outflow rate, the value is 40 to 65. % Range is acceptable. If the desiliconization slag outflow rate is within this range, refining can be performed without interrupting the desiliconization process or the dephosphorization process, and the phosphorus concentration after the dephosphorization process can be within the upper limit of the standard.
In Example 1 to Example 19 of Table 3, the space volume of the converter-type refining furnace after charging the hot metal was 0.6 to 1.5 m 3 / t (space volume on the hot metal), and slag The basicity is 0.7 to 1.0 (column of desiliconization slag basicity), and oxygen of 2.5 to 4 times the amount of oxygen required for desiliconization is calculated as a solid oxygen source and gaseous oxygen. (Desiliconized blown oxygen supply amount / calculated desiliconized oxygen amount column). Further, the average oxygen supply rate of the solid oxygen source is 1.5 to 2.5 kg-O / t / min (column of the average oxygen supply rate of the solid oxygen source), and the average oxygen supply rate of the gaseous oxygen is 1.5 to 2.5 3Nm 3 / t / min (in the column of average oxygen supply rate of gaseous oxygen), desiliconization treatment is performed once or more (number of desiliconization treatments), and the amount of silicon decrease in the desiliconization treatment is 0.5-0. 7 mass% (column of desiliconization amount ΔSi per time). In addition, the silicon concentration of the hot metal before dephosphorization treatment is 0.4% by mass or less by passing through desiliconization treatment (column of hot metal silicon concentration after desiliconization blowing). The dephosphorization slag was not removed by tilting the converter-type refining furnace (the column of the desiliconization slag removal process by tilting the furnace body), and the dephosphorization process was continued.
図2に示すように、例えば、実施例5では、脱珪処理の際に気体酸素の平均酸素供給速度を2.0Nm3/t/minにして、1回の脱珪処理にて溶銑の[Si]を0.4質量%以下にできたので、転炉型精錬炉の傾動による脱珪スラグの排滓を行わず、脱りん処理を行った。
図3に示すように、例えば、実施例17では、脱珪処理の際に気体酸素の平均酸素供給速度を1.5Nm3/t/minにして脱珪処理を1回行った後、さらに、気体酸素の平均酸素供給速度を1.5Nm3/t/minにして2回目の脱珪処理を行い、2回目の脱珪処理にて溶銑の[Si]を0.4質量%以下にできたので、転炉型精錬炉の傾動による脱珪スラグの排滓を行わず、脱りん処理を行った。
As shown in FIG. 2, for example, in Example 5, the average oxygen supply rate of gaseous oxygen was set to 2.0 Nm 3 / t / min during the desiliconization process, and the hot metal [ Si] was reduced to 0.4 mass% or less, and therefore, dephosphorization treatment was performed without removing the desiliconization slag by tilting the converter type refining furnace.
As shown in FIG. 3, for example, in Example 17, after performing the desiliconization process once with the average oxygen supply rate of gaseous oxygen being 1.5 Nm 3 / t / min during the desiliconization process, The second desiliconization treatment was performed with the average oxygen supply rate of gaseous oxygen being 1.5 Nm 3 / t / min, and the [Si] of the hot metal was reduced to 0.4 mass% or less by the second desiliconization treatment. Therefore, dephosphorization treatment was performed without removing the desiliconization slag by tilting the converter-type refining furnace.
比較例1〜比較例2では、脱珪処理におけるスラグの塩基度が0.7未満であるため、スラグ量が少なく、スラグのフォーミングが不足し炉口3から十分なスラグを排出することができなかった。比較例3〜比較例4では、脱珪処理におけるスラグの塩基度が1.0よりも大きいため、スラグ量が多く、スラグのフォーミングが大き過ぎることになって炉口3から過度なスラグが出てしまった。 In Comparative Examples 1 and 2, since the basicity of slag in the desiliconization process is less than 0.7, the amount of slag is small, slag forming is insufficient, and sufficient slag can be discharged from the furnace port 3. There wasn't. In Comparative Examples 3 to 4, since the basicity of slag in the desiliconization process is larger than 1.0, the amount of slag is large and the slag forming is too large, and excessive slag comes out from the furnace port 3. I have.
比較例5では、1回当たりの珪素の低下量が0.5質量%未満であるため、スラグ量が少なく、スラグのフォーミングが不足し炉口3から十分なスラグを排出することができなかった。比較例6では、1回当たりの珪素の低下量が0.7質量%よりも大きいため、スラグ量が多く、スラグのフォーミングが大き過ぎることになって炉口3から過度なスラグが出てしまった。 In Comparative Example 5, the amount of decrease in silicon per one time was less than 0.5% by mass, so the amount of slag was small, slag forming was insufficient, and sufficient slag could not be discharged from the furnace port 3. . In Comparative Example 6, since the amount of decrease of silicon per one time is larger than 0.7% by mass, the amount of slag is large and the slag forming is too large, and excessive slag is generated from the furnace port 3. It was.
比較例7〜比較例8では、気体酸素の平均酸素供給速度が3Nm3/t/minよりも大きいため、脱炭反応速度が大きくなりすぎ、大きなスラグのフォーミングが発生して、炉口3から過度なスラグが出てしまった。比較例9では、気体酸素の平均酸素供給速度が1.5Nm3/t/minよりも小さいため、溶銑内部へ侵入する酸素量が減少して溶銑中のシリコンや炭素の酸化に寄与する酸素が減少し、炉口3からスラグを排出させるためのフォーミングを発生させることができなかった。 In Comparative Examples 7 to 8, since the average oxygen supply rate of gaseous oxygen is larger than 3 Nm 3 / t / min, the decarburization reaction rate becomes too high, and large slag forming occurs. Excessive slag came out. In Comparative Example 9, since the average oxygen supply rate of gaseous oxygen is smaller than 1.5 Nm 3 / t / min, the amount of oxygen penetrating into the hot metal is reduced and oxygen contributing to the oxidation of silicon and carbon in the hot metal is reduced. As a result, the forming for discharging the slag from the furnace port 3 could not be generated.
比較例10では、固体酸素源の平均酸素供給速度が1.5kg−O/t/minよりも小さいため、スラグのフォーミングを十分に発生させることができなかった。比較例11では、固体酸素源の平均酸素供給速度が2.5kg−O/t/minよりも大きいため、固体酸素源を溶解させるための溶解熱が大きすぎて溶解が進まず、その結果、シリコンや炭素の酸化に寄与する酸素が減少し、炉口3からスラグを排出させるためのフォーミングを発生させることができなかった。 In Comparative Example 10, since the average oxygen supply rate of the solid oxygen source was smaller than 1.5 kg-O / t / min, slag forming could not be sufficiently generated. In Comparative Example 11, since the average oxygen supply rate of the solid oxygen source is larger than 2.5 kg-O / t / min, the heat of dissolution for dissolving the solid oxygen source is too large and the dissolution does not proceed. Oxygen that contributes to the oxidation of silicon and carbon was reduced, and forming for discharging slag from the furnace port 3 could not be generated.
比較例13では、溶銑に供給した供給酸素量が計算必要酸素量の2.5倍未満であっため、スラグのフォーミングが十分に発生せず、炉口3から排出するスラグ量が少ないものとなった。比較例12及び比較例14では、溶銑に供給した供給酸素量が計算必要酸素量の4倍よりも大きかったため、過度のスラグのフォーミングが発生し、炉口3から排出するスラグ量が多いものとなった。 In Comparative Example 13, since the amount of oxygen supplied to the hot metal was less than 2.5 times the amount of oxygen required for calculation, slag was not sufficiently formed, and the amount of slag discharged from the furnace port 3 was small. It was. In Comparative Example 12 and Comparative Example 14, the amount of oxygen supplied to the hot metal was greater than four times the amount of oxygen required for calculation, so excessive slag forming occurred and the amount of slag discharged from the furnace port 3 was large. became.
比較例15では、脱珪処理後に炉体傾動によるスラグの排出を行ったため、脱りん処理を開始するまでの時間を要し、脱りん処理のための処理時間を十分に確保することができなかった。即ち、比較例15では、脱珪処理と脱りん処理との処理時間を一定時間内としたときは、脱りん処理時間の開始が遅れ、脱りん処理を時間をかけて十分に行うことができなかった。 In Comparative Example 15, since slag was discharged by tilting the furnace body after the desiliconization process, it took time to start the dephosphorization process, and a sufficient processing time for the dephosphorization process could not be secured. It was. That is, in Comparative Example 15, when the processing time between the desiliconization process and the dephosphorization process is within a certain time, the start of the dephosphorization process time is delayed, and the dephosphorization process can be performed sufficiently over time. There wasn't.
以上、比較例1〜比較例15では、本発明の溶銑脱珪方法における条件を満たしていないため、脱珪処理後に当業者常法通りに脱りん処理を行っても、溶銑の[P]を規格条件値の0.020質量%以下にすることができなかった。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
As described above, in Comparative Examples 1 to 15, since the conditions in the hot metal desiliconization method of the present invention are not satisfied, even if dephosphorization processing is performed as usual by those skilled in the art after desiliconization processing, [P] of the hot metal is determined. It could not be made 0.020% by mass or less of the standard condition value.
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 転炉型精錬炉
2 溶銑
3 炉口
4 上吹ランス
5 シュート
6 出湯口
7 羽口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Converter
Claims (1)
前記溶銑を装入した後の転炉型精錬炉内の上方空間容積を0.6〜1.5m3/tとした上で、CaO系フラックスを添加してスラグの塩基度を0.7〜1.0とし、
脱珪に必要な計算必要酸素量の2.5〜4倍の酸素を固体酸素源と気体酸素とにより供給し、
供給時の前記固体酸素源の平均酸素供給速度を1.5〜2.5kg−O/t/minとし且つ前記気体酸素の平均酸素供給速度を1.5〜3Nm3/t/minとした脱珪処理を1回以上行うと共に
前記1回以上行う脱珪処理のそれぞれの処理における珪素の低下量を0.5〜0.7質量%とし、
前記1回以上行う脱珪処理の全てをを経ることにより脱りん処理前の溶銑の珪素濃度が0.4質量%以下になるようにし、
脱珪処理終了後には前記転炉型精錬炉の傾動による脱珪スラグの排滓を行わずに、引き続き脱りん処理を行うことを特徴とする溶銑脱珪方法。
When performing desiliconization and dephosphorization of hot metal using the same converter-type refining furnace,
After the upper space volume in the converter type refining furnace after charging the hot metal is set to 0.6 to 1.5 m 3 / t, CaO-based flux is added to make the slag basicity 0.7 to 1.0,
Supply oxygen of 2.5 to 4 times the required amount of oxygen required for desiliconization with a solid oxygen source and gaseous oxygen,
Desorption with an average oxygen supply rate of the solid oxygen source during supply of 1.5 to 2.5 kg-O / t / min and an average oxygen supply rate of gaseous oxygen of 1.5 to 3 Nm 3 / t / min. While performing silicidation once or more
The reduction amount of silicon in each treatment of the desiliconization treatment performed at least once is 0.5 to 0.7 mass%,
The silicon concentration in the hot metal before the dephosphorization treatment is 0.4% by mass or less by going through all of the desiliconization treatment performed at least once .
A hot metal desiliconization method, wherein after the desiliconization process is completed, the dephosphorization process is continued without exhausting the desiliconization slag by tilting the converter-type refining furnace.
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