JP5617195B2 - Hot metal desulfurization method - Google Patents
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Description
本発明は、機械攪拌式脱硫装置を用いた溶銑の脱硫方法に関し、詳しくは、脱硫反応を促進して効率良く溶銑を脱硫する方法に関するものである。 The present invention relates to a hot metal desulfurization method using a mechanical stirring desulfurization apparatus, and more particularly to a method of efficiently desulfurizing hot metal by promoting a desulfurization reaction.
高炉から出銑された溶銑には、鋼の品質に悪影響を及ぼす燐(元素記号:P)、硫黄(元素記号:S)が高濃度に含有されており、これらを除去する種々の技術が開発されている。今日の鉄鋼精錬プロセスにおいては、転炉での脱炭精錬に先立って溶銑に含有される燐及び硫黄を予め除去する方法、所謂、「溶銑の予備処理」が一般的に行われている。このうち、溶銑の脱硫処理は、水平断面がほぼ円形を有する精錬容器に溶銑を保持し、脱硫剤を溶銑上に添加し、インペラー(「攪拌羽根」、「攪拌翼」とも呼ぶ)と称する、羽根を有する回転子を溶銑内に浸漬して回転させ、溶銑及び脱硫剤を攪拌して脱硫する方法(以下、「機械攪拌式脱硫法」という)が広く行われている。この機械攪拌式脱硫法においては安価なCaO(石灰)を主成分とする脱硫剤が用いられている。 The hot metal discharged from the blast furnace contains high concentrations of phosphorus (element symbol: P) and sulfur (element symbol: S), which adversely affect steel quality, and various technologies have been developed to remove them. Has been. In today's steel refining process, a method of previously removing phosphorus and sulfur contained in hot metal prior to decarburization refining in a converter, so-called “pretreatment of hot metal” is generally performed. Among these, the hot metal desulfurization treatment holds the hot metal in a refining vessel having a substantially circular horizontal cross section, adds a desulfurizing agent onto the hot metal, and is called an impeller (also referred to as “stirring blade” or “stirring blade”). A method (hereinafter referred to as “mechanical stirring type desulfurization method”) in which a rotor having blades is immersed in hot metal and rotated, and the hot metal and the desulfurizing agent are stirred and desulfurized is widely used. In this mechanical stirring desulfurization method, an inexpensive desulfurization agent mainly composed of CaO (lime) is used.
CaOによる溶鉄の脱硫反応は、一般的に下記の(1)式で表される。
[S]+(CaO)=(CaS)+[O] …(1)
ここで、[S]は溶鉄中の硫黄、(CaO)はスラグ中の酸化カルシウム、(CaS)はスラグ中の硫化カルシウム、[O]は溶鉄中の酸素を示す。(1)式の反応を進めて脱硫を促進させるには、溶鉄中の酸素ポテンシャルを低下させて還元雰囲気にすることが有効であることが分かる。
The desulfurization reaction of molten iron with CaO is generally represented by the following formula (1).
[S] + (CaO) = (CaS) + [O] (1)
Here, [S] represents sulfur in the molten iron, (CaO) represents calcium oxide in the slag, (CaS) represents calcium sulfide in the slag, and [O] represents oxygen in the molten iron. It can be seen that it is effective to reduce the oxygen potential in the molten iron to make a reducing atmosphere in order to promote the reaction of formula (1) to promote desulfurization.
これを実現させる技術として、特許文献1には、機械攪拌による溶銑脱硫において、攪拌装置を通じて溶銑内に炭化水素ガスを吹き込み、雰囲気を還元性に保持することによって脱硫反応を促進させる方法が開示されている。また、特許文献2には、機械攪拌による溶銑脱硫において、脱硫剤を上吹きランスを介して炭化水素などの還元性の搬送用ガスとともに溶銑浴面に上吹き添加して脱硫する方法が開示されている。また更に、特許文献3には、機械攪拌による溶銑脱硫において、炭化水素ガスを含有するガスを溶銑浴面に吹き付けるか、または炭化水素ガスを発生する物質を溶銑浴面に添加し、反応界面を還元雰囲気にすることによって脱硫反応を促進させる方法が開示されている。
As a technique for realizing this, Patent Document 1 discloses a method of promoting desulfurization reaction by blowing hydrocarbon gas into hot metal through a stirrer and keeping the atmosphere reducible in hot metal desulfurization by mechanical stirring. ing. Patent Document 2 discloses a desulfurization method in which hot metal desulfurization by mechanical stirring is performed by adding a desulfurizing agent to a hot metal bath surface through a top blowing lance together with a reducing carrier gas such as hydrocarbons. ing. Furthermore, in
しかしながら、上記従来技術には以下の問題点がある。 However, the above prior art has the following problems.
即ち、特許文献1に開示されるように、攪拌装置を通じて炭化水素ガスを溶銑中に吹き込む場合には、ガスを供給するための特殊な配管やジョイントなどが必要であり、設備費が嵩むという問題点がある。また、回転する溶銑中に吹込まれた炭化水素ガスは、溶銑とガスとの密度差によって溶銑を浮上する際に回転の中心に集まる傾向があり、つまり、回転する溶銑の外周部の雰囲気調整が十分でなく、脱硫反応効率を向上させる効果を十分に得られないという問題点がある。 That is, as disclosed in Patent Document 1, when the hydrocarbon gas is blown into the molten iron through a stirring device, a special pipe or joint for supplying the gas is necessary, which increases the equipment cost. There is a point. Also, the hydrocarbon gas blown into the rotating hot metal tends to gather at the center of the rotation when the hot metal rises due to the density difference between the hot metal and the gas. This is not sufficient, and there is a problem that the effect of improving the desulfurization reaction efficiency cannot be obtained sufficiently.
また、特許文献2は、粉状の脱硫剤を溶銑に効率良く添加するという点では優れているが、炭化水素などの還元性ガスによって溶銑の酸素ポテンシャルを低下させるという点については問題がある。つまり、炭化水素などの還元性のガスを搬送用ガスとして脱硫剤とともに溶銑浴面上へ吹き付ける場合には、第1に、不活性ガスと炭化水素ガスとを混合させて搬送用ガスとして使用する場合には、炭化水素ガス濃度が減少してしまい、炭化水素による溶銑の脱酸効果が十分に得られない可能性があり、また第2に、搬送用ガスとして炭化水素ガスのみを使用する場合には、ガス流量が多くなりすぎるため、炭化水素の燃焼により排ガス温度が上昇し、集塵設備への熱負荷が増大するという問題点がある。 Patent Document 2 is excellent in that a powdery desulfurizing agent is efficiently added to hot metal, but there is a problem in that the oxygen potential of hot metal is lowered by a reducing gas such as hydrocarbon. That is, when a reducing gas such as hydrocarbon is sprayed on the hot metal bath surface together with a desulfurizing agent as a carrier gas, first, an inert gas and a hydrocarbon gas are mixed and used as a carrier gas. In this case, the hydrocarbon gas concentration may decrease, and the deoxidation effect of the hot metal due to the hydrocarbon may not be sufficiently obtained. Second, when only the hydrocarbon gas is used as the carrier gas However, since the gas flow rate increases too much, the exhaust gas temperature rises due to the combustion of hydrocarbons, and the heat load on the dust collection equipment increases.
特許文献3は、溶銑の酸素ポテンシャルを低下させて脱硫反応を促進させる手段として優れているが、処理容器内の溶銑は、インペラーによって渦を巻くように攪拌されており、容器中心側ほど下向きの溶銑流速は大きくなる。本発明者らの詳細な調査結果によれば、炭化水素を含有するガスの吹き付け位置を変えることにより、脱硫率は大幅に変化する。つまり、炭化水素を含有するガスの吹き付け位置には、最適な範囲が存在する。この点に関して特許文献3は何ら開示しておらず、高効率の脱硫反応を安定して得られないという問題点がある。
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、機械攪拌式脱硫装置を用いて溶銑を脱硫処理する際に、反応性に優れる細粒の脱硫剤を効率良く溶銑中へ添加すると同時に、溶銑の酸素ポテンシャルを効率良く低下させて、溶銑を安定して効率的に脱硫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 the object of the present invention is to efficiently use a fine desulfurization agent having excellent reactivity when desulfurizing hot metal using a mechanical stirring desulfurization apparatus. At the same time, the oxygen potential of the hot metal is efficiently reduced to provide a method for stably and efficiently desulfurizing the hot metal.
上記課題を解決するための第1の発明に係る溶銑の脱硫方法は、機械攪拌式脱硫装置を用いた溶銑の脱硫方法において、インペラーによって攪拌されている溶銑の浴面上に上吹きランスから搬送用ガスとともに脱硫剤を上吹き添加するとともに、前記上吹きランスとは別の上吹きランスから炭化水素を含有するガスを前記溶銑の浴面上に吹き付けて脱硫処理を行うことを特徴とするものである。 The hot metal desulfurization method according to the first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem is a hot metal desulfurization method using a mechanical stirring desulfurization apparatus, wherein the hot metal desulfurization method is conveyed from a top blowing lance onto a hot metal bath surface being stirred by an impeller. A desulfurizing agent is added together with the working gas, and a desulfurization treatment is performed by spraying a gas containing hydrocarbons from a top blowing lance different from the top blowing lance onto the bath surface of the hot metal. It is.
第2の発明に係る溶銑の脱硫方法は、第1の発明において、前記炭化水素を含有するガスを溶銑浴面に吹き付ける際に、溶銑を収容する処理容器の内壁半径をD、処理容器の中心から前記ガスの吹き付け位置までの水平距離をAとしたときに、該水平距離(A)が、前記内壁半径(D)に対して下記の(2)式の関係を満足する範囲内となる位置で、炭化水素を含有するガスを吹き付けることを特徴とするものである。
0≦A≦(2/3)×D…(2)
In the hot metal desulfurization method according to the second invention, in the first invention, when the gas containing the hydrocarbon is blown onto the hot metal bath surface, the inner wall radius of the processing container containing the hot metal is D, the center of the processing container The horizontal distance (A) is within a range satisfying the relationship of the following expression (2) with respect to the inner wall radius (D), where A is the horizontal distance from the gas to the gas blowing position. Then, a gas containing hydrocarbon is blown.
0 ≦ A ≦ (2/3) × D (2)
第3の発明に係る溶銑の脱硫方法は、第1または第2の発明において、前記炭化水素を含有するガスを溶銑浴面に吹き付ける位置が、脱硫剤を上吹きする位置よりも処理容器の円周方向中心側であることを特徴とするものである。 In the hot metal desulfurization method according to the third invention, in the first or second invention, the position at which the hydrocarbon-containing gas is blown onto the hot metal bath surface is more circular than the position at which the desulfurizing agent is blown up. It is the center side in the circumferential direction.
本発明によれば、反応性に優れる細粒の脱硫剤を搬送用ガスとともに上吹き添加するので、添加時の飛散が少なくなり、脱硫剤の添加歩留まりが向上し、そして、細粒の脱硫剤は、反応界面積が大きく、これにより脱硫反応が促進されると同時に、炭化水素を含有するガスを最適な位置で吹き付けることができるので、溶銑の酸素ポテンシャルが効率的に低下して、より一層脱硫反応が促進され、少ない脱硫剤で所望する脱硫処理が実施可能となる。その結果、脱硫剤原単位の削減、これに伴う発生スラグ量の削減などが達成され、工業上有益な効果がもたらされる。 According to the present invention, since the fine desulfurization agent having excellent reactivity is added together with the carrier gas, the scattering during the addition is reduced, the addition yield of the desulfurization agent is improved, and the fine desulfurization agent is added. Has a large reaction interfacial area, which promotes the desulfurization reaction and at the same time allows the gas containing hydrocarbons to be blown at the optimum position, so that the oxygen potential of the hot metal is efficiently reduced, and the The desulfurization reaction is accelerated, and the desired desulfurization treatment can be performed with a small amount of desulfurization agent. As a result, a reduction in the desulfurization agent basic unit and a reduction in the amount of generated slag associated therewith are achieved, and an industrially beneficial effect is brought about.
以下、本発明を具体的に説明する。先ず、本発明に至った経緯について説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described. First, the background to the present invention will be described.
本発明者らは、機械攪拌式脱硫装置を用いた溶銑の脱硫処理において、細粒の脱硫剤を歩留まり良く溶銑に添加することができることから、特許文献2に開示された上吹きランスからの脱硫剤上吹き添加を用いることを前提とし、且つ、更により一層効率良く溶銑を脱硫するべく、溶銑の酸素ポテンシャルを低下させる手段を種々検討した。 In the desulfurization treatment of hot metal using a mechanical stirring desulfurization apparatus, the present inventors can add a fine-grain desulfurization agent to the hot metal with a high yield, so that desulfurization from the top blowing lance disclosed in Patent Document 2 is performed. Based on the premise that the additive top blowing is used, various means for reducing the oxygen potential of the hot metal were studied in order to desulfurize the hot metal even more efficiently.
その結果、特許文献3に開示された炭化水素を含有するガスを溶銑浴面上へ吹き付けて添加する方法が格段に脱硫率が向上することが分かった。つまり、脱硫剤を添加する上吹きランスとは別の上吹きランスから、炭化水素を含有するガスを溶銑浴面上へ吹き付けることが最適であることが分かった。これは、任意の位置に任意の量の炭化水素を供給することが可能であり、雰囲気調整が容易となるからである。
As a result, it has been found that the method of spraying and adding a hydrocarbon-containing gas disclosed in
しかしながら、実機における試験結果から、脱硫剤を上吹きする上吹きランスとは別の上吹きランスから炭化水素を含有するガスを吹き付けても、炭化水素を含有するガスの吹き付け位置に応じて脱硫率が大きく変化することを知見した。そこで、この原因を種々追究した結果、炭化水素を含有するガスが効率良く浴内へ巻き込まれる条件でなければ溶銑の酸素ポテンシャル低減効果が少ないという考えに至り、インペラーで攪拌された攪拌浴内の流動に着目した。 However, even if the gas containing hydrocarbons is blown from the top blowing lance different from the top blowing lance that blows up the desulfurizing agent from the test results in the actual machine, the desulfurization rate depends on the blowing position of the gas containing hydrocarbons. Has been found to change significantly. Therefore, as a result of various investigations of this cause, it came to the idea that the effect of reducing the oxygen potential of hot metal is small unless the gas containing hydrocarbons is efficiently involved in the bath, and in the stirring bath stirred by the impeller Focused on flow.
そこで先ず、機械攪拌式脱硫装置の水モデル実験装置を用いて、機械攪拌時の浴内流動を定量的に求めた。用いた水モデル実験装置の容器の内壁半径は150mmである。インペラーによる機械攪拌時の鉛直方向の流れとその流速値とを測定した結果、図1で示されるように、浴の表面近傍では、容器中心から100mmの位置、つまり容器中心から容器内壁半径の2/3の位置で、流れが下向きから上向きに変化することが分かった。即ち、回転する浴面の容器中心から100mm位置までの範囲では、浴表面に添加された物質は直ちに浴中に巻き込まれるのに対し、容器中心から100mm位置を越えた外周部の範囲では、浴表面に添加された物質は浴中に巻き込まれ難いことが分かった。この結果から、本発明者らは、溶銑浴面上に吹き付けられた炭化水素を含有するガスが浴内に侵入する挙動は、浴の流動状況つまり流動方向に大きく影響されるとの考えに至った。 Therefore, first, the water flow in the bath at the time of mechanical stirring was quantitatively determined using a water model experimental apparatus of a mechanical stirring type desulfurization apparatus. The inner wall radius of the container of the water model experimental apparatus used is 150 mm. As a result of measuring the flow in the vertical direction and the flow velocity value during mechanical stirring by the impeller, as shown in FIG. 1, in the vicinity of the surface of the bath, the position is 100 mm from the container center, that is, the radius of the inner wall of the container is 2 It was found that the flow changed from downward to upward at the position of / 3. That is, in the range from the container center of the rotating bath surface to the position of 100 mm, the substance added to the bath surface is immediately involved in the bath, whereas in the range of the outer peripheral portion beyond the position of 100 mm from the container center, the bath is added. It was found that the substance added to the surface was difficult to get caught in the bath. From this result, the present inventors have come to the idea that the behavior of the hydrocarbon-containing gas sprayed onto the hot metal bath surface entering the bath is greatly influenced by the flow state of the bath, that is, the flow direction. It was.
そこで、機械攪拌式脱硫装置を模擬した実験装置を用いて、炭化水素を含有するガスの吹き付け位置を変化させ、吹き付け位置を変化させたときの脱硫率を調査した。ここで、脱硫率とは、脱硫処理前の溶銑中硫黄濃度(質量%)と脱硫処理後の溶銑中硫黄濃度(質量%)との差分を脱硫処理前の溶銑中硫黄濃度(質量%)に対して百分率で示したものである。図2に、機械攪拌式脱硫装置を模擬した実験装置の概略図を示す。 Therefore, using an experimental apparatus simulating a mechanical stirring type desulfurization apparatus, the blowing position of the gas containing hydrocarbon was changed, and the desulfurization rate when the blowing position was changed was investigated. Here, the desulfurization rate is the difference between the sulfur concentration (mass%) in hot metal before desulfurization and the sulfur concentration (mass%) in hot metal after desulfurization. It is shown as a percentage. FIG. 2 shows a schematic diagram of an experimental apparatus simulating a mechanical stirring desulfurization apparatus.
実験装置は高周波加熱コイル16を備えており、高周波加熱コイル16によって加熱し溶融した、内壁半径が200mmの坩堝容器11に保持された溶銑3にインペラー14を浸漬させ、電動機15によりインペラー14を回転させ、溶銑3を攪拌した。溶銑3の攪拌が定常状態になった後、溶銑3の浴面上方に設置した粉体吹き付け用上吹きランス12を介して、窒素ガスを搬送用ガスとしてCaOを主成分とする脱硫剤を溶銑浴面に上吹き添加した。粉体吹き付け用上吹きランス12の設置位置は、坩堝容器11の中心位置からの水平距離が150mmの位置に固定した。また、同時に、粉体吹き付け用上吹きランス12とは別のガス吹き付け用上吹きランス13から、炭化水素を含有するガスを溶銑3の浴面に吹き付けながら脱硫した。ガス吹き付け用上吹きランス13は、少なくとも、ガスの噴射される先端部は鉛直方向とし、その設置位置は、坩堝容器11の内壁半径をDとすると、坩堝容器11の中心位置からの水平距離が0〜Dとなる位置に変化させた。尚、脱硫処理前の溶銑の温度及び硫黄含有量、並びに、脱硫剤の添加量は各試験で一定とした。
The experimental apparatus includes a high-
図3に、ガス吹き付け用上吹きランス13の設置位置を変化させて脱硫処理したときの脱硫率を示す。図3の横軸は、坩堝容器11の中心位置から炭化水素を含有するガスの吹き付け位置までの半径方向距離である。図3に示すように、ガス吹き付け用上吹きランス13の設置位置に応じて脱硫率は変化し、ガス吹き付け用上吹きランス13の設置位置が、坩堝容器11の中心位置からの水平距離を133mm(=(2/3)×D)までの範囲とするときに、つまり、下記の(2)式の関係を満足する範囲とするときに、高い脱硫率が得られることが分かった。
0≦A≦(2/3)×D…(2)
但し、(2)式において、Aは、処理容器である坩堝容器11の中心からガス吹き付け用上吹きランス13の設置位置までの距離(m)、Dは、処理容器である坩堝容器11の内壁半径(m)である。
FIG. 3 shows the desulfurization rate when the desulfurization treatment is performed by changing the installation position of the gas blowing
0 ≦ A ≦ (2/3) × D (2)
However, in the formula (2), A is the distance (m) from the center of the
また更に、上記実験装置において、炭化水素を含有するガスの吹き付け位置、及び、脱硫剤の上吹き添加位置を種々変化させて脱硫処理を行った。図4は、この脱硫試験のうちの一部結果を示す図であり、粉体吹き付け用上吹きランス12の設置位置を坩堝容器11の中心位置からの水平距離がD/2となる位置の一定とし、ガス吹き付け用上吹きランス13の設置位置を、粉体吹き付け用上吹きランス12の円周方向中心側及び外側に変化させて脱硫処理したときの脱硫率を示す図である。図4の横軸は、坩堝容器11の中心位置から炭化水素を含有するガスの吹き付け位置までの半径方向距離である。
Furthermore, in the experimental apparatus, the desulfurization treatment was performed by variously changing the spray position of the gas containing hydrocarbon and the top spray addition position of the desulfurizing agent. FIG. 4 is a diagram showing a part of the result of the desulfurization test. The installation position of the powder blowing
図4に示すように、炭化水素を含有するガスを吹き付けるガス吹き付け用上吹きランス13の吹き付け位置が、脱硫剤を上吹き添加する粉体吹き付け用上吹きランス12の吹き付け位置よりも坩堝容器11の円周方向中心側に存在する場合に脱硫率が向上することが分かった。これは、炭化水素を含有するガスの吹き付け位置が、脱硫剤の上吹き添加位置よりも円周方向外側に存在する場合には、脱硫剤を供給するための粉体吹き付け用上吹きランス12の搬送用ガスが炭化水素ガスの処理容器中央部での溶銑中への巻込みを阻害してしまい、溶銑3の酸素ポテンシャルを低下させて還元雰囲気にする効果が小さくなるためであり、中心側に位置するときは、この現象は生じない。
As shown in FIG. 4, the
本発明は、これらの試験結果に基づくものであり、機械攪拌式脱硫装置を用いた溶銑の脱硫方法において、インペラーによって攪拌されている溶銑の浴面上に上吹きランスから搬送用ガスとともに脱硫剤を上吹き添加するとともに、前記上吹きランスとは別の上吹きランスから炭化水素を含有するガスを前記溶銑の浴面上に吹き付けて脱硫処理を行うことを特徴とする。その際に、炭化水素を含有するガスの吹き付け位置は上記の(2)式を満足することが好ましく、また、炭化水素を含有するガスを溶銑浴面に吹き付ける位置が、脱硫剤を上吹きする位置よりも処理容器の円周方向中心側であることが好ましい。 The present invention is based on these test results, and in the hot metal desulfurization method using a mechanical stirring desulfurization apparatus, the desulfurization agent together with the conveying gas from the top blowing lance on the bath surface of the hot metal being stirred by the impeller And a desulfurization treatment is performed by spraying a gas containing hydrocarbons onto the hot metal bath surface from an upper blow lance different from the upper blow lance. In that case, it is preferable that the position where the hydrocarbon-containing gas is sprayed satisfies the above-mentioned expression (2), and the position where the hydrocarbon-containing gas is sprayed onto the hot metal bath surface blows up the desulfurizing agent. It is preferable that it is the center side in the circumferential direction of the processing container rather than the position.
次に、図面を参照して本発明に係る溶銑の脱硫処理方法を説明する。 Next, the hot metal desulfurization method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図5は、本発明を実施した機械攪拌式脱硫装置の側面概略図であり、図5は、溶銑を収容する処理容器として水平断面が円形である鍋型の溶銑鍋を使用した例を示している。処理容器の形状については、機械攪拌式脱硫装置で脱硫処理を行うことから、図5に示すように水平断面が円形である処理容器が最適である。 FIG. 5 is a schematic side view of a mechanical stirring desulfurization apparatus embodying the present invention, and FIG. 5 shows an example in which a pan-type hot metal ladle having a circular horizontal cross section is used as a processing vessel for containing hot metal. Yes. Regarding the shape of the processing vessel, since the desulfurization treatment is performed by a mechanical stirring type desulfurization apparatus, a processing vessel having a circular horizontal cross section as shown in FIG. 5 is optimal.
図5において、高炉から出銑された溶銑3を収容する溶銑鍋2が、台車1に搭載されて機械攪拌式脱硫装置に搬入されている。機械攪拌式脱硫装置は、溶銑鍋2に収容された溶銑3に浸漬・埋没し、旋回して溶銑3を攪拌するための耐火物製のインペラー4を備えており、このインペラー4は、昇降装置(図示せず)によってほぼ鉛直方向に昇降し、且つ、回転装置(図示せず)によって軸4aを回転軸として旋回するようになっている。また、機械攪拌式脱硫装置には、脱硫剤7を溶銑鍋2に収容された溶銑3に向けて上吹きして添加するための脱硫剤吹き付け用上吹きランス5が設置されている。脱硫剤吹き付け用上吹きランス5は、粉体状の脱硫剤7を収容するディスペンサー8とディスペンサー8から定量切り出すための切り出し装置9とからなる供給装置と接続しており、脱硫剤吹き付け用上吹きランス5から、搬送用ガスとともに、粉体状の脱硫剤7を任意のタイミングで供給できる構造になっている。搬送用ガスとしては、還元性のガス、不活性ガスまたは非酸化性のガスを使用する。還元性のガスとしては炭化水素などが挙げられ、不活性ガスとしてはアルゴンガスなどが挙げられ、また、非酸化性ガスとしては窒素ガスなどが挙げられる。
In FIG. 5, a hot metal ladle 2 containing
また、炭化水素を含有するガスを、溶銑鍋2に収容された溶銑3の浴面に吹き付けて供給するためのガス吹き付け用上吹きランス6が設置されている。炭化水素を含有するガスとしては、炭化水素ガスそのもの、炭化水素ガスと不活性ガスまたは非酸化性ガスとの混合ガスを使用することができる。また更に、溶銑鍋2の上方位置には、溶銑鍋2を覆う集塵フード10が備えられ、集塵フード10に取り付けられた排気ダクト(図示せず)を介して処理中の排ガスやダストが集塵機(図示せず)に吸引されるようになっている。この場合、インペラー4の軸4a、脱硫剤吹き付け用上吹きランス5、ガス吹き付け用上吹きランス6は、集塵フード10を貫通し且つ上下移動が可能なように設置されている。
Further, a gas blowing upper blow lance 6 is provided for blowing and supplying a gas containing hydrocarbons onto the bath surface of the
インペラー4の位置が溶銑鍋2のほぼ中心になるように、溶銑鍋2を搭載した台車1の位置を調整し、次いで、インペラー4を下降させて溶銑3に浸漬させる。インペラー4が溶銑3に浸漬したならば、インペラー4の旋回を開始し、所定の回転数まで昇速する。同時に、ガス吹き付け用上吹きランス6から、炭化水素を含有するガスを溶銑浴面に供給する。ガス吹き付け用上吹きランス6からは脱硫処理が終了するまで、炭化水素を含有するガスを供給する。インペラー4の回転数が所定の回転数に達したならば、切り出し装置9を起動させて、ディスペンサー8に収容された脱硫剤7を、搬送用ガスとともに溶銑3の浴面に向けて脱硫剤吹き付け用上吹きランス5から吹き付けて添加する。
The position of the carriage 1 on which the hot metal ladle 2 is mounted is adjusted so that the position of the impeller 4 is substantially at the center of the hot metal ladle 2, and then the impeller 4 is lowered and immersed in the
この場合に、炭化水素を含有するガスの吹き付け位置は上記の(2)式を満足することが好ましく、また、炭化水素を含有するガスを溶銑浴面に吹き付ける位置が、脱硫剤7を上吹きする位置よりも溶銑鍋2の中心に対して円周方向中心側とすることが好ましい。 In this case, it is preferable that the position where the hydrocarbon-containing gas is sprayed satisfies the above-mentioned formula (2), and the position where the hydrocarbon-containing gas is sprayed onto the hot metal bath surface is to blow the desulfurizing agent 7 upward. It is preferable to set it as the center side of the circumferential direction with respect to the center of the hot metal ladle 2 rather than the position to perform.
所定量の脱硫剤7を添加完了し、そして、所定時間の攪拌が行われたなら、インペラー4の回転数を減少させ停止させる。インペラー4の旋回が停止したなら、インペラー4を上昇させ、溶銑鍋2の上方に待機させる。生成したスラグが浮上して溶銑表面を覆い、静止した状態で溶銑3の脱硫処理が終了する。脱硫処理後、生成したスラグを溶銑鍋2から排出し、次の精錬工程に溶銑鍋2を搬送する。
When the addition of a predetermined amount of the desulfurizing agent 7 is completed and stirring is performed for a predetermined time, the rotational speed of the impeller 4 is decreased and stopped. If the turning of the impeller 4 is stopped, the impeller 4 is raised and waited above the hot metal ladle 2. The generated slag floats to cover the hot metal surface, and the desulfurization process of the
以上説明したように、本発明によれば、反応性に優れる細粒の脱硫剤7を搬送用ガスとともに上吹き添加するので、添加時の飛散が少なくなり、脱硫剤7の添加歩留まりが向上し、そして、細粒の脱硫剤7は、反応界面積が大きく、これにより脱硫反応が促進されると同時に、炭化水素を含有するガスを最適な位置で吹き付けることができるので、溶銑3の酸素ポテンシャルが効率的に低下し、より一層脱硫反応が促進され、少ない脱硫剤7で所望する脱硫処理が実施可能となる。 As described above, according to the present invention, the fine desulfurization agent 7 having excellent reactivity is added together with the carrier gas, so that scattering during the addition is reduced and the addition yield of the desulfurization agent 7 is improved. The fine-grain desulfurization agent 7 has a large reaction interface area, which promotes the desulfurization reaction and at the same time allows the gas containing hydrocarbons to be sprayed at the optimum position. As a result, the desulfurization reaction is further promoted and the desired desulfurization treatment can be performed with a small amount of the desulfurization agent 7.
図5に示す機械攪拌式脱硫装置を用い、脱硫剤としてCaO粉を使用して溶銑の脱硫処理を行った結果を示す。 The result of having performed the desulfurization process of hot metal using the mechanical stirring type desulfurization apparatus shown in FIG. 5 and using CaO powder as a desulfurization agent is shown.
脱硫剤の搬送用ガスとしては窒素ガスをした。使用したインペラーは4枚の羽根を有し、羽根に傾斜のないものである。用いた溶銑の化学成分は、C:3.5〜5.0質量%、Si:0.1〜0.3質量%、P:0.05〜0.15質量%、S:0.04〜0.05質量%で、溶銑温度は1250〜1350℃の範囲であった。脱硫処理は200〜500トンの溶銑が処理可能な、内壁半径が2000mmの溶銑鍋を処理容器として用いた。炭化水素を含有するガスとしては、プロパンガスを単独で使用した。脱硫剤吹き付け用上吹きランスの位置は、溶銑鍋の中心から1333mm(=溶銑鍋内壁半径の2/3位置)とし、ガス吹き付け用上吹きランスの位置は、溶銑鍋の中心位置(本発明例1)、溶銑鍋の中心から500mm位置(本発明例2)、溶銑鍋の中心から1333mm位置(本発明例3)、溶銑鍋の中心から1500mm位置(本発明例4)の4水準とした。 Nitrogen gas was used as the desulfurization agent conveying gas. The impeller used has four blades and the blades are not inclined. The chemical components of the hot metal used were C: 3.5 to 5.0 mass%, Si: 0.1 to 0.3 mass%, P: 0.05 to 0.15 mass%, S: 0.04 to At 0.05 mass%, the hot metal temperature was in the range of 1250 to 1350 ° C. In the desulfurization treatment, a hot metal ladle having an inner wall radius of 2000 mm, which can treat 200 to 500 tons of hot metal, was used as a treatment container. As the gas containing hydrocarbon, propane gas was used alone. The position of the top blowing lance for blowing the desulfurizing agent is 1333 mm from the center of the hot metal ladle (= 2/3 position of the inner wall radius of the hot metal ladle), and the position of the upper blowing lance for gas blowing is the center position of the hot metal ladle (example of the present invention). 1), 4 levels of 500 mm position from the center of the hot metal ladle (Example 2 of the present invention), 1333 mm position from the center of the hot metal ladle (Invention example 3), and 1500 mm position from the center of the hot metal ladle (Invention example 4).
脱硫処理前後の溶銑からサンプリングを行い、溶銑の硫黄含有量から脱硫率を調査した。脱硫率は、本発明例1では96%、本発明例2では91%、本発明例3では90%、本発明例4では80%であり、プロパンガスの吹き付け位置が処理容器の外側である場合には脱硫率は80%程度であるのに対し、プロパンガスの吹き付け位置が溶銑鍋中心から内壁半径の3分の2までの範囲で且つ脱硫剤の吹き込み位置よりも円周方向中心側である場合には、90%以上の高い脱硫率が得られた。 Sampling was performed from the hot metal before and after the desulfurization treatment, and the desulfurization rate was investigated from the sulfur content of the hot metal. The desulfurization rate is 96% in Invention Example 1, 91% in Invention Example 2, 90% in Invention Example 3, and 80% in Invention Example 4, and the propane gas spraying position is outside the processing vessel. In this case, the desulfurization rate is about 80%, but the propane gas spraying position is in the range from the hot metal ladle center to two-thirds of the inner wall radius and at the center in the circumferential direction from the desulfurizing agent blowing position. In some cases, a high desulfurization rate of 90% or higher was obtained.
1 台車
2 溶銑鍋
3 溶銑
4 インペラー
5 脱硫剤吹き付け用上吹きランス
6 ガス吹き付け用上吹きランス
7 脱硫剤
8 ディスペンサー
9 切り出し装置
10 集塵フード
11 坩堝容器
12 粉体吹き付け用上吹きランス
13 ガス吹き付け用上吹きランス
14 インペラー
15 電動機
16 高周波加熱コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bogie 2
Claims (1)
0≦A≦(2/3)×D…(2) In the hot metal desulfurization method using the mechanical stirring desulfurization apparatus, the hot metal in the processing vessel rotates in the circumferential direction in the processing vessel, and the vertical flow of the hot metal in the vicinity of the hot metal bath surface is the processing vessel. The desulfurizing agent is added to the bath surface of the hot metal being stirred by the impeller so that the desulfurizing agent is blown up together with the carrier gas from the top blowing lance so that the surface is downward at the radial center side and upward at the outer side. When the desulfurization treatment is performed by spraying a gas containing hydrocarbons on the bath surface of the molten iron from an upper blowing lance different from the blowing lance, the inner wall radius of the treatment vessel containing the molten iron is D, from the center of the treatment vessel When the horizontal distance to the spraying position of the gas containing hydrocarbon is A, the horizontal distance (A) is a position that satisfies the relationship of the following expression (2) with respect to the inner wall radius (D). There At a position where the vertical direction of the flow of molten iron in the molten iron bath near the surface facing downward, and, at a position where the circumferential-direction center side of the process vessel from the position for blowing on the desulfurizing agent, containing said hydrocarbon The hot metal desulfurization method is characterized by spraying a gas to be applied onto the hot metal bath surface.
0 ≦ A ≦ (2/3) × D (2)
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