JP5855477B2 - Hot metal refining method - Google Patents

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本発明は、溶銑の脱珪及び脱硫を行う溶銑の精錬方法に関する。   The present invention relates to a hot metal refining method for desiliconization and desulfurization of hot metal.

周知のように、高炉で生産された溶銑は、混銑車や搬送用の取鍋に装入された上で、溶銑の成分調整を行う転炉工程へ移送される。溶銑が装入された取鍋では、溶銑に精錬剤を供給して脱珪、脱りん、脱硫を行い予備的に溶銑の成分調整処理を行うようにしている(溶銑予備処理工程)。
この溶銑予備処理工程における技術を開示した特許文献としては、以下のものがある。
As is well known, the hot metal produced in the blast furnace is loaded into a kneading car or a ladle for conveyance, and then transferred to a converter process for adjusting the components of the hot metal. In the ladle charged with hot metal, a refining agent is supplied to the hot metal to perform desiliconization, dephosphorization, and desulfurization to preliminarily perform hot metal component adjustment processing (hot metal pretreatment process).
Patent documents disclosing the technology in this hot metal pretreatment process include the following.

特許文献1〜3は、取鍋において溶銑予備処理や二次精錬処理を行う技術を開示しており、例えば、特許文献1には、 溶銑予備処理として容器内で行われ、送酸ランスから容器内に気体酸素源を供給しつつ溶銑を脱珪処理する方法が開示され、容器に設けられた底吹きノズル又は浸漬ランスから撹拌ガス又は撹拌ガスと粉体を浴中に吹き込んで浴を撹拌することが開示されている。   Patent Documents 1 to 3 disclose techniques for performing hot metal preliminary treatment and secondary refining treatment in a ladle. A method of desiliconizing hot metal while supplying a gaseous oxygen source is disclosed, and stirring gas or stirring gas and powder are blown into the bath from a bottom blowing nozzle or immersion lance provided in the container, and the bath is stirred. It is disclosed.

特許文献4〜7は、溶銑予備処理や二次精錬処理において、酸素ランスやインジェクションランスの設置位置などを規定する技術を開示しており、例えば、特許文献4には、取鍋内溶鋼中に不活性ガスを吹き込む溶鋼の二次精錬方法であって、溶鋼中に浸漬したガス吹き込みランスから溶鋼中に不活性ガスを吹き込み、溶鋼表面であって吹き込んだ不活性ガスが浮上する部分を取り囲む位置に浸漬管を配置し、該浸漬管はその下端部を溶鋼表面に浸漬し、前記ガス吹き込みランスの途中に配置した酸素ノズルから浸漬管で取り囲む空間の溶鋼表面に酸素ガスを吹き付ける溶鋼の二次精錬方法が開示されている。   Patent Documents 4 to 7 disclose a technique for defining an installation position of an oxygen lance, an injection lance, and the like in hot metal preliminary treatment and secondary refining treatment. A secondary refining method for molten steel into which inert gas is blown, where the inert gas is blown into the molten steel from a gas blowing lance immersed in the molten steel, and the position surrounding the surface of the molten steel where the blown inert gas rises A dip tube is disposed in the secondary tube of the molten steel in which the lower end of the dip tube is immersed in the molten steel surface, and oxygen gas is blown from the oxygen nozzle disposed in the middle of the gas blowing lance to the molten steel surface in the space surrounded by the dip tube. A refining method is disclosed.

特開2003−41312号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-41312 特開2000−73114号公報JP 2000-73114 A 特開2004−292924号公報JP 2004-292924 A 特開2005−23333号公報JP 2005-23333 A 特開平6−41312号公報JP-A-6-41312 特開2008−231477号公報JP 2008-231477 A 特開昭60−234906号公報JP 60-234906 A

上記したように、溶銑予備処理工程における技術を開示した特許文献は数々開示されているが、高炉から出銑された溶銑を同一の取鍋において、脱珪・脱硫の連続処理を高効率で行える技術を開示されたものは少ない。
例えば、特許文献1〜3は、溶銑予備処理での酸素ランスやインジェクションランスの設置位置などを明確に規定する技術とはなっておらず、高効率の精錬処理を行うことができないのが実情である。
As described above, a number of patent documents disclosing the technology in the hot metal pretreatment process have been disclosed, but the hot metal discharged from the blast furnace can be efficiently processed continuously in the same ladle with desiliconization and desulfurization. Few technologies have been disclosed.
For example, Patent Documents 1 to 3 are not technologies that clearly define the installation positions of oxygen lances and injection lances in the hot metal preliminary treatment, and the fact is that highly efficient refining treatment cannot be performed. is there.

特許文献4〜6は、酸素ランスやインジェクションランスの設置位置、操業条件の一部を規定するだけであり、実際の現場にて適用しようとしても、他の操業条件をどのようにしたらよいか不明なばかりか、結果的に高効率の精錬処理が行えない虞もある。
特許文献7は、酸素ランスやインジェクションランスの設置位置、操業条件のある程度開示するものの、精錬を行う容器が溶銑予備処理炉(転炉)であって、取鍋を用いた精錬処理における操業条件を規定するものとはなっていない。
Patent Documents 4 to 6 only specify a part of the installation position and operating conditions of the oxygen lance and injection lance, and it is unclear how other operating conditions should be applied even if they are applied on the actual site. In addition, as a result, there is a possibility that highly efficient refining treatment cannot be performed.
Patent Document 7 discloses the installation position and operating conditions of the oxygen lance and injection lance to a certain extent, but the refining vessel is a hot metal pretreatment furnace (converter), and the operating conditions in the refining process using a ladle. It is not a regulation.

そこで、本発明は上記問題点を鑑み、インジェクションランス及び酸素ランスを用いて容器内の溶銑の脱珪脱硫を行うに際し、脱珪処理から脱硫処理の切り替え時にスラグを除去することなく効率よく精錬を行うことができる溶銑の精錬方法を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above-mentioned problems, the present invention efficiently refining the hot metal in the vessel using the injection lance and oxygen lance without removing slag when switching from desiliconization to desulfurization. It aims at providing the refining method of the hot metal which can be performed.

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係る溶銑の精錬方法は、[Si]が0.25質量%以上含有する溶銑を取鍋に装入して、前記取鍋内の溶銑に酸素ランスから酸素を吹き付けると共にインジェクションランスから酸素ランスの方向に攪拌用ガスおよび精錬剤を吹き込むことで、溶銑の脱珪及び脱硫を行う溶銑の精錬方法であって、前記酸素ランス及びインジェクションランスの操業条件を以下のようにし、且つ、前記精錬剤を脱珪剤からCaOとMgを含む脱硫剤に切り替えて、脱珪から脱硫処理に移行する際のスラグ組成がCaO/SiO2=0.5〜1.0、T.Fe≦15質量%の範囲となるように調整することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
In the hot metal refining method according to the present invention, molten iron containing 0.25 mass% or more of [Si] is charged into a ladle, oxygen is blown from the oxygen lance to the molten iron in the ladle, and the oxygen lance is transferred from the injection lance. A hot metal refining method for performing desiliconization and desulfurization of hot metal by blowing a stirring gas and a refining agent in the direction, wherein operating conditions of the oxygen lance and injection lance are as follows, and the refining agent is Switching from a desiliconization agent to a desulfurization agent containing CaO and Mg, so that the slag composition when shifting from desiliconization to desulfurization treatment is in the range of CaO / SiO 2 = 0.5 to 1.0 and T.Fe ≦ 15 mass%. It is characterized by adjusting.

θinj=0(ninj=1の場合)またはθinj=30〜120(ninj≧2の場合)
Hinj/Hm≦0.46
Rinj/Rlad≦0.34
noxy=2〜4
doxy=0.015〜0.045
θoxy=5〜20
Hoxy=1〜2
0.20≦Loxy≦16.1×(Fr^(1/3.4))×dinj×cos(θinj-oxy)+0.25
Fr=(ρg/(ρmg))×(((Qinj×Wm/60/ninj)/(π×(dinj/2)^2))^2/(dinj×g))
ここで、
θinj:取鍋に挿入したインジェクションランスを当該取鍋の上方から平面視した場合のインジェクションランスのノズル孔間角度[°]
Hinj:インジェクションランス先端部と取鍋底との距離[m]
Hm:溶銑深さ[m]
Rinj:インジェクションランスの水平断面視で取鍋の中心から半径方向へのずれ[m]
Rlad:取鍋半径[m]
noxy:酸素ランスのノズル孔数[-]
doxy:酸素ランスのノズル孔径[m]
θoxy:酸素ランスのノズル傾斜角度[°]
Hoxy:酸素ランス高さ(ノズル吐出部から湯面までの距離)[m]
Loxy:酸素ランスとインジェクションランスの水平距離[m]
Fr:修正フルード数[-]
dinj:インジェクションランスのノズル孔径[m]
θinj-oxy:酸素ランス側におけるインジェクション方向と酸素ランス方向の最小角度[°]
ninj:インジェクションランスノズル孔数[-]
Qinj:攪拌用ガス流量[Nm3/min/t]
Wm:溶銑量[t]
ρm:溶銑密度[kg/m3
ρg:キャリアガス密度[kg/m3
g:重力加速度[m/s2
「^」は、べき乗を意味する。
θ inj = 0 (when n inj = 1) or θ inj = 30 to 120 (when n inj ≧ 2)
H inj / H m ≤0.46
R inj / R lad ≦ 0.34
n oxy = 2-4
d oxy = 0.015-0.045
θ oxy = 5 ~ 20
H oxy = 1-2
0.20 ≦ L oxy ≦ 16.1 × (Fr ^ (1 / 3.4)) × d inj × cos (θ inj-oxy ) +0.25
Fr = (ρ g / (ρ mg )) × (((Q inj × W m / 60 / n inj ) / (π × (d inj / 2) ^ 2)) ^ 2 / (d inj × g))
here,
θ inj : Angle between nozzle holes of the injection lance [°] when the injection lance inserted in the ladle is viewed from above the ladle
H inj : Distance between the tip of the injection lance and the bottom of the ladle [m]
H m : Hot metal depth [m]
R inj : Deviation in the radial direction from the center of the ladle in the horizontal section of the injection lance [m]
R lad : Ladle radius [m]
n oxy : Number of nozzle holes in the oxygen lance [-]
d oxy : Oxygen lance nozzle hole diameter [m]
θ oxy : Oxygen lance nozzle tilt angle [°]
H oxy : Oxygen lance height (distance from nozzle discharge to hot water surface) [m]
L oxy : Horizontal distance between oxygen lance and injection lance [m]
Fr: Modified fluid number [-]
d inj : Injection lance nozzle hole diameter [m]
θ inj-oxy : Minimum angle [°] between the injection direction and oxygen lance direction on the oxygen lance side
n inj: injection nozzle hole number of the lance [-]
Q inj : Stirring gas flow rate [Nm 3 / min / t]
W m : Amount of hot metal [t]
ρ m : Hot metal density [kg / m 3 ]
ρ g : Carrier gas density [kg / m 3 ]
g: Gravity acceleration [m / s 2 ]
“^” Means power.

本発明によれば、インジェクションランス及び酸素ランスを用いて容器内の溶銑の脱珪脱硫を行うに際し、脱珪処理から脱硫処理の切り替え時にスラグを除去することなく効率よく精錬を行うことができる。   According to the present invention, when performing desiliconization desulfurization of molten iron in a container using an injection lance and an oxygen lance, refining can be performed efficiently without removing slag when switching from desiliconization treatment to desulfurization treatment.

精錬設備(予備処理設備)の概略図及び各種寸法を示す図である。It is the figure which shows the schematic of a refining equipment (pretreatment equipment), and various dimensions. 水モデルにおける気泡到達距離をまとめた図である。It is the figure which put together the bubble arrival distance in a water model. ノズル吐出孔の位置のパターンを示した平面図である。It is the top view which showed the pattern of the position of a nozzle discharge hole. 実施例及び比較例におけるノズル吐出孔の位置を示した平面図である。It is the top view which showed the position of the nozzle discharge hole in an Example and a comparative example. 実施例及び比較例におけるノズル吐出孔の位置を示した他の平面図である。It is the other top view which showed the position of the nozzle discharge hole in an Example and a comparative example. ノズル吐出孔間の角度θinjと精錬効率(脱珪酸素効率及び脱硫石灰効率)の関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between angle (theta) inj between nozzle discharge holes, and refining efficiency (desiliconization oxygen efficiency and desulfurization lime efficiency). Hinj/Hmと精錬効率の関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between H inj / H m and refining efficiency. Rinj/Rladと精錬効率との関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between R inj / R lad and refining efficiency. インジェクションランスの吹き込みにおける指向性と精錬効率との関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between directivity and refining efficiency in injection lance blowing. noxyと精錬効率との関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between noxy and refining efficiency. doxyと精錬効率との関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between doxy and refining efficiency. θoxyと精錬効率との関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between (theta) oxy and refining efficiency. Hoxyと精錬効率との関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between Hoxy and refining efficiency. Loxyと精錬効率との関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between Loxy and refining efficiency. CaO/SiO2と精錬効率との関係をまとめた図である。Is a diagram which shows a summary of the relationship between the CaO / SiO 2 and refining efficiency. T.Feと精錬効率との関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between T.Fe and refining efficiency. 実施例及び比較例の脱珪酸素効率及び脱硫石灰効率をまとめた図である。It is the figure which put together the desiliconization oxygen efficiency and desulfurization lime efficiency of an Example and a comparative example. Loxy-16.1×(Fr^(1/3.4))×dinj×cos(θinj-oxy)と精錬効率との関係をまとめた図である。It is the figure which put together the relationship between L oxy -16.1 × (Fr ^ (1 / 3.4)) × d inj × cos (θ inj-oxy ) and refining efficiency.

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
高炉で出銑された溶銑は、まず、脱珪処理や脱硫処理などの予備処理が行われた後、脱炭処理などが行われるのが一般的である。溶銑の脱珪処理や脱硫処理などの予備処理は、混銑車などでも行われるが、本発明では、取鍋での予備処理(脱珪処理、脱硫処理)を対象としている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Generally, the hot metal discharged from the blast furnace is first subjected to preliminary treatment such as desiliconization treatment or desulfurization treatment and then decarburization treatment. Preliminary treatments such as hot metal desiliconization treatment and desulfurization treatment are also carried out in a kneading vehicle or the like, but in the present invention, preliminary treatment in a ladle (desiliconization treatment, desulfurization treatment) is targeted.

高炉から出銑された溶銑において、[Si]は、通常、0.3〜0.6質量%であり、高炉の状態によっては1.0質量%程度になることもあり、[Si]は脱珪処理にて十分に低減させる必要がある。本発明では、溶銑の[Si]が0.25質量%以上の溶銑を対象としている。なお、通常、[C]は4.3〜4.6質量%、[P]は0.09〜0.13質量%程度であり、精錬効率の観点から転炉などで行われる脱炭処理や脱りん処理に先立って、[Si]や[S]を極力低濃度に除去することが望ましい。   In the hot metal discharged from the blast furnace, [Si] is usually 0.3 to 0.6% by mass, and may be about 1.0% by mass depending on the state of the blast furnace. It needs to be reduced. In the present invention, hot metal having a hot metal [Si] of 0.25 mass% or more is targeted. In general, [C] is 4.3 to 4.6% by mass, and [P] is about 0.09 to 0.13% by mass, and prior to decarburization or dephosphorization performed in a converter or the like from the viewpoint of refining efficiency, It is desirable to remove [Si] and [S] as low as possible.

図1(a)は、本発明に係る溶銑の精錬方法を行う精錬設備(予備処理設備)を示したものである。まず、精錬設備について説明する。
精錬設備1は、溶銑2が装入された取鍋3と、取鍋3の溶銑2に酸素ガスを吹き付ける酸素ランス4と、脱珪剤や脱硫剤などの精錬剤5を溶銑2内に吹き込むインジェクションランス6とを備えている。インジェクションランス6の先端部には、精錬剤を吹き込むためのノズル吐出孔7が設けられている。精錬処理を行う際は、酸素ランス4及びインジェクションランス6は取鍋蓋8に挿入される。そのうちインジェクションランス6は溶銑2に浸漬され、酸素ランス4は、溶銑2の上方から酸素を吹き付けるために溶銑2上で設置されている。酸素ランス4は取鍋3の中心Oに設置されており、インジェクションランス6は取鍋3の中心Oから所定の距離離れていて偏心して設置されると共に酸素ランス4の近傍に設置されている。
Fig.1 (a) shows the refining equipment (pretreatment equipment) which performs the hot metal refining method concerning this invention. First, the refining equipment will be described.
The refining equipment 1 includes a ladle 3 charged with hot metal 2, an oxygen lance 4 for blowing oxygen gas to the hot metal 2 of the ladle 3, and a refining agent 5 such as a desiliconizing agent and a desulfurizing agent. And an injection lance 6. A nozzle discharge hole 7 for blowing a refining agent is provided at the tip of the injection lance 6. When performing the refining process, the oxygen lance 4 and the injection lance 6 are inserted into the ladle lid 8. Among them, the injection lance 6 is immersed in the hot metal 2, and the oxygen lance 4 is installed on the hot metal 2 in order to spray oxygen from above the hot metal 2. The oxygen lance 4 is installed at the center O of the ladle 3, and the injection lance 6 is installed eccentrically at a predetermined distance from the center O of the ladle 3 and is installed in the vicinity of the oxygen lance 4.

さて、精錬処理では、反応界面積を大きくすると共に界面への反応成分の移動を速め、反応速度を増大させることが望まれている。そのため、精錬処理では、インジェクションランス6によって攪拌用ガス(キャリアガス)及び精錬剤を溶銑に吹き込むことによって、溶銑2を攪拌しながら精錬処理を行うこととしている。インジェクションランス6によってキャリアガスを吹き込んだ場合(溶銑の強攪拌を行った場合)、フリーボードの小さい場合は溶銑2等が飛散するため、精錬設備1では、溶銑2などの飛散を防止するための取鍋蓋8を設けることとしている。   In the refining process, it is desired to increase the reaction interface area and increase the reaction rate by accelerating the movement of reaction components to the interface. Therefore, in the refining process, the refining process is performed while stirring the hot metal 2 by blowing the stirring gas (carrier gas) and the refining agent into the hot metal by the injection lance 6. When the carrier gas is blown by the injection lance 6 (when the hot metal is vigorously stirred), the hot metal 2 scatters when the free board is small, so the refining equipment 1 prevents the molten metal 2 from splattering. A ladle lid 8 is provided.

このような精錬設備1では、インジェクションランス6で脱珪剤を溶銑2内に吹き込むことによって吹き込まれた脱珪剤が溶銑2中を浮上している間のトランジトリー反応及びキャリアガスによって溶銑2を攪拌することにより、パーマメント反応(スラグ−溶銑間)の反応を進めると共に酸素ランス4で酸素を溶銑に吹き付けることによって脱珪処理を
行う。次に、インジェクションランス6により精錬剤の吹き込みを、脱珪剤から脱硫剤に切り換えて、脱硫剤を溶銑中に吹き込むことにより、脱硫反応を進める。つまり、本発明では、酸素ランス4及びインジェクションランス6の操業条件(設置位置、吹き込む酸素ガスの流量、精錬剤の流量など)を適正に設置することによって、スラグを除滓することなく脱珪処理から脱硫処理を同一位置で行い、処理時間の短縮や生産性の向上を図っている。
In such a refining equipment 1, the hot metal 2 is removed by a transition reaction and a carrier gas while the desiliconizing agent blown into the hot metal 2 is blown into the hot metal 2 by the injection lance 6. By stirring, the reaction of the permanent reaction (between the slag and the molten iron) is advanced, and oxygen is blown onto the molten iron with the oxygen lance 4 to perform the desiliconization treatment. Next, the desulfurization reaction is advanced by switching the blowing of the refining agent from the desiliconizing agent to the desulfurizing agent by the injection lance 6 and blowing the desulfurizing agent into the hot metal. In other words, in the present invention, desiliconization treatment is performed without removing slag by properly installing the operating conditions (installation position, flow rate of oxygen gas to be blown, flow rate of refining agent, etc.) of the oxygen lance 4 and injection lance 6. Therefore, desulfurization treatment is performed at the same position to shorten treatment time and improve productivity.

まず、インジェクションランスの操業条件について説明する。
図1(a)及び(b)に示すように、インジェクションランス6は、取鍋3の中心Oから偏心しており、この偏心した状態で当該インジェクションランス6のノズル吐出孔7は、酸素ランスに向けられている。
ここで、ノズル吐出孔7の個数と角度について説明する。
First, the operating conditions of the injection lance will be described.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the injection lance 6 is eccentric from the center O of the ladle 3, and in this eccentric state, the nozzle discharge hole 7 of the injection lance 6 faces the oxygen lance. It has been.
Here, the number and angle of the nozzle discharge holes 7 will be described.

精錬剤5を吹き込むためのノズル吐出孔7は、1個の場合と複数個の場合とがある。図1(c)に示すように、平面視にてノズル吐出孔間の角度θinjを考えたとき、ノズル吐出孔7が2個以上の場合(ninj≧2の場合)、ノズル吐出孔間の角度θinj(孔間隔)は、30〜120°に設定している。ノズル吐出孔間の角度θinj<30°であるとき、ノズル吐出孔7の角度が小さすぎるため、キャリアガスと同時に精錬剤を吹き出したとき、精錬剤の分散性が悪く、精錬剤と溶銑との接触面積が低下する。一方、ノズル吐出孔間の角度θinj<120°では、精錬剤の分散性が向上するものの、溶銑に対する攪拌性が低下して、溶銑を効率よく循環させることができず、攪拌性・反応性が悪化し、精錬効率の低下する虞がある。また、ノズル吐出孔7は、酸素ランス4の中心Oから取鍋3の壁面側に偏心した上で酸素ランス4に向けられているため、ノズル吐出孔間の角度θinj<120°であると、ノズル吐出孔7が取鍋3の壁面に近い位置となり、精錬剤を吹き込んだ時に溶銑2が取鍋3の壁面に衝突して、耐火物の寿命を低下させてしまう虞がある。このようなことから、ノズル吐出孔7が2個以上の場合(ninj≧2の場合)、ノズル吐出孔間の角度θinj(孔間隔)は、30〜120°に設定する必要がある。なお、ノズル吐出孔7が1個の場合(ninj=1の場合)は、ノズル吐出孔間の角度θinjを規定することができないため、説明の便宜上、θinj=0とする。 The nozzle discharge holes 7 for blowing the refining agent 5 may be either single or plural. As shown in FIG. 1C , when the angle θ inj between the nozzle discharge holes is considered in a plan view, when there are two or more nozzle discharge holes 7 (when n inj ≧ 2), the distance between the nozzle discharge holes The angle θ inj (hole interval) is set to 30 to 120 °. When the angle θ inj <30 ° between the nozzle discharge holes, the angle of the nozzle discharge hole 7 is too small, so when the refining agent is blown out simultaneously with the carrier gas, the refining agent dispersibility is poor, and the refining agent and the molten iron The contact area is reduced. On the other hand, when the angle between the nozzle discharge holes θ inj <120 °, the dispersibility of the refining agent is improved, but the stirrability with respect to the hot metal is reduced and the hot metal cannot be circulated efficiently, and the stirrability and reactivity As a result, the refining efficiency may be reduced. Further, since the nozzle discharge hole 7 is eccentric to the wall surface side of the ladle 3 from the center O of the oxygen lance 4 and is directed to the oxygen lance 4, the angle θ inj <120 ° between the nozzle discharge holes is satisfied. The nozzle discharge hole 7 is located close to the wall surface of the ladle 3, and when the refining agent is blown in, the hot metal 2 may collide with the wall surface of the ladle 3 to reduce the life of the refractory. For this reason, when there are two or more nozzle discharge holes 7 (when n inj ≧ 2), the angle θ inj (hole interval) between the nozzle discharge holes needs to be set to 30 to 120 °. Note that when there is one nozzle discharge hole 7 (when n inj = 1), the angle θ inj between the nozzle discharge holes cannot be defined, so that θ inj = 0 for convenience of explanation.

さて、脱珪処理や脱硫処理を行うに際して、インジェクションランス6を溶銑に浸漬することとしているが、効率よく脱珪処理や脱硫処理を行うためには、溶銑2に対するインジェクションランス6の浸漬量(差し込み深さ)も重要である。ここで、図1(a)に示すように、インジェクションランス6の先端部から取鍋3の底までの距離を「Hinj」とし、溶銑の深さ、即ち、溶銑浴面から取鍋3の底までの距離を「Hm」とし、浸漬量をHinj/Hmで表したとする。Hinj/Hmの値(浸漬量)が大きい場合は、吹き込まれた精錬剤が溶銑を浮上する時間が短くトランジトリー反応の効率が低下する。また、Hinj/Hmの値が大きい場合は、キャリアガスを吹き込んだときの攪拌作用や混合作用が弱く、特に、キャリアガスによる攪拌力(攪拌動力密度)が小さくなる。このようなことから、パーマネント反応の効率が低下する虞がある。したがって、効率よく脱珪処理や脱硫処理を行うためには、インジェクションランスの浸漬量は小さい方がよく(浸漬位置が深い方がよく)、具体的には、Hinj/Hm≦0.46であることが好ましい。 Now, when performing desiliconization treatment or desulfurization treatment, the injection lance 6 is immersed in the hot metal, but in order to efficiently perform the desiliconization treatment or desulfurization treatment, the amount of immersion of the injection lance 6 into the hot metal 2 (insertion) Depth is also important. Here, as shown in FIG. 1A, the distance from the tip of the injection lance 6 to the bottom of the ladle 3 is “H inj ”, and the depth of the hot metal, that is, the hot metal bath surface to the ladle 3 It is assumed that the distance to the bottom is “H m ” and the immersion amount is expressed as H inj / H m . When the value of H inj / H m (dipping amount) is large, the time for the blown refining agent to rise to the hot metal is short, and the efficiency of the transition reaction decreases. Further, when the value of H inj / H m is large, the stirring action and mixing action when the carrier gas is blown are weak, and in particular, the stirring force (stirring power density) by the carrier gas is reduced. For this reason, the efficiency of the permanent reaction may be reduced. Therefore, in order to perform desiliconization treatment and desulfurization treatment efficiently, the immersion amount of the injection lance should be small (the deeper the immersion position is better), specifically, H inj / H m ≦ 0.46. It is preferable.

上述したようにインジェクションランス6は溶銑2を攪拌したり混合する役割があり、この点から考えると、溶銑2が取鍋3内で大きく循環することが好ましい。取鍋3を平面視した状態において、インジェクションランス6を取鍋3の中心Oから偏心させると、インジェクションランス6による攪拌効率が高まることが期待できる。ここで、インジェクションランス6の水平断面視で取鍋3の中心Oから半径方向へのずれを「Rinj」とし、取鍋半径を「Rlad」としたとき、インジェクションランス6の偏心量Rinj/Rladが0.34以下であれば、攪拌効率が向上するため、精錬剤の滞留時間が長くなったり溶銑との相対速度が小さくなり、精錬効率が向上する。 As described above, the injection lance 6 has a role of stirring or mixing the hot metal 2. From this point of view, it is preferable that the hot metal 2 circulates greatly in the ladle 3. If the injection lance 6 is decentered from the center O of the ladle 3 in a state in which the ladle 3 is viewed in plan, it can be expected that the stirring efficiency by the injection lance 6 is increased. Here, when the deviation from the center O of the ladle 3 in the radial direction is “R inj ” and the ladle radius is “R lad ” in the horizontal sectional view of the injection lance 6, the eccentric amount R inj of the injection lance 6 If / R lad is 0.34 or less, the stirring efficiency is improved, so that the residence time of the refining agent is increased or the relative speed with the molten iron is reduced, thereby improving the refining efficiency.

以上、インジェクションランス6の操業条件についてまとめると、ノズル吐出孔間の角度θinjは、30〜120°(ninj≧2の場合)又は0(ninj=1の場合)とする必要があり、浸漬量Hinj/Hmは0.46以上、インジェクションランス6の偏心量Rinj/Rladは0.34以下とする
必要がある。
さて、脱珪処理では、脱珪スラグと溶銑とによるパーマネント反応や酸素ランスから吹き込んだ酸素、脱珪スラグ及び脱珪剤との反応が必要である。つまり、図1(a)に示すように、インジェクションランス6から吹き込まれた脱珪剤(精錬剤5)が、溶銑3を徐々に浮上して脱珪スラグと反応したり、溶銑と酸素と反応することが理想的である。ここで、インジェクションランス6のノズル吐出孔の向き、即ち、インジェクションランス6から吹き込むキャリアガス(攪拌用ガス)及び精錬剤の吹き込み方向(指向性)を考えたとき、キャリアガス及び精錬剤は酸素ランスに向けて吹き込むことにより、精錬剤は酸素ランスの酸素によって裸湯となった部分に到達し易くなり、精錬効率が向上する。
In summary, the operating conditions of the injection lance 6 are summarized as follows. The angle θ inj between the nozzle discharge holes needs to be 30 to 120 ° (when n inj ≧ 2) or 0 (when n inj = 1). The immersion amount H inj / H m needs to be 0.46 or more, and the eccentric amount R inj / R lad of the injection lance 6 needs to be 0.34 or less.
Now, in the desiliconization treatment, a permanent reaction by desiliconization slag and molten iron, and a reaction with oxygen blown from an oxygen lance, desiliconization slag and desiliconization agent are required. That is, as shown in FIG. 1 (a), the desiliconizing agent (refining agent 5) blown from the injection lance 6 floats up the molten iron 3 and reacts with desiliconized slag, or reacts with molten iron and oxygen. Ideal to do. Here, when considering the direction of the nozzle discharge hole of the injection lance 6, that is, the carrier gas (stirring gas) blown from the injection lance 6 and the blowing direction (directivity) of the refining agent, the carrier gas and the refining agent are oxygen lances. The refining agent is likely to reach the portion that has become bare hot water due to oxygen in the oxygen lance, and the refining efficiency is improved.

図1(b)及び(c)の矢印は、インジェクションランス6の吹き込みの指向性を示したものである。図1(b)及び(c)に示すように、一方側のノズル吐出孔7による吹き込みのベクトルと、他方側のノズル吐出孔7による吹き込みのベクトルとを合成した合成ベクトルを考える。インジェクションランス6の吹き込みの指向性を、ノズル吐出孔7による合成ベクトルから見たとき、当該合成ベクトルが酸素ランス側に向いている状態では精錬効率が向上する。   The arrows in FIGS. 1B and 1C indicate the directivity of the injection lance 6 for blowing. As shown in FIGS. 1B and 1C, consider a combined vector obtained by combining the blowing vector from one nozzle ejection hole 7 and the blowing vector from the other nozzle ejection hole 7. When the directivity of blowing the injection lance 6 is viewed from the combined vector by the nozzle discharge hole 7, the refining efficiency is improved in a state where the combined vector is directed to the oxygen lance side.

詳しくは、図1(c)に示した合成ベクトルと、インジェクションランス6の中心と酸素ランス4の中心とを結ぶ直線との角度が0〜30°の範囲では精錬効率が高いことを実験等により確認している。このように、本発明では、インジェクションランス6の吹き込みの指向性を酸素ランス側に向けることによっても精錬効率が向上するようにしている。
次に、酸素ランスの操業条件について説明する。
Specifically, the experiment shows that the refining efficiency is high when the angle between the combined vector shown in FIG. 1C and the straight line connecting the center of the injection lance 6 and the center of the oxygen lance 4 is 0 to 30 °. I have confirmed. Thus, in the present invention, the refining efficiency is also improved by directing the directivity of the injection lance 6 to the oxygen lance side.
Next, the operating conditions of the oxygen lance will be described.

酸素ランス4の先端部には、酸素を吹き付けるためのノズルが設けられており、酸素ランス4のノズル孔数noxyは、2〜4であることが好ましい。酸素ランス4のノズル孔数noxyが1つである場合、酸素の噴流(酸素ガス噴流という)が1点に集まり易く、吹き付けた酸素がスラグや溶銑と効率的に反応しない。一方、酸素ランス4のノズル孔数noxyが5以上である場合、酸素ガス噴流は分散するものの、酸素ガス噴流の衝突圧が小さく、吹き付けた酸素がスラグや溶銑と効率的に反応しない。そのため、本発明では、酸素ランス4におけるノズル孔数noxyは2〜4としている。 A nozzle for blowing oxygen is provided at the tip of the oxygen lance 4, and the number of nozzle holes n oxy of the oxygen lance 4 is preferably 2-4. When the number of nozzle holes noxy of the oxygen lance 4 is one, an oxygen jet (referred to as an oxygen gas jet) tends to gather at one point, and the sprayed oxygen does not react efficiently with slag or hot metal. On the other hand, when the number of nozzle holes n oxy of the oxygen lance 4 is 5 or more, although the oxygen gas jet is dispersed, the collision pressure of the oxygen gas jet is small and the sprayed oxygen does not react efficiently with slag or hot metal. Therefore, in the present invention, the number of nozzle holes n oxy in the oxygen lance 4 is set to 2-4.

酸素ランス4のノズル孔数noxyに加え、ノズル孔径doxyも重要である。酸素ランス4のノズル孔径doxyが小さく0.015m未満である場合、酸素ガス噴流が1点に集まり易く、吹き付けた酸素がスラグや溶銑と効率的に反応しない。一方、酸素ランス4のノズル孔径doxyが0.045mよりも大きい場合、酸素ガス噴流は分散するものの、酸素ガス噴流の衝突圧が小さく、吹き付けた酸素がスラグや溶銑と効率的に反応しない。そのため、本発明では、酸素ランスのノズル孔径doxyは0.015〜0.045mとしている。 In addition to the number of nozzle holes noxy of the oxygen lance 4, the nozzle hole diameter doxy is also important. If the nozzle hole diameter d the oxy oxygen lance 4 is smaller than 0.015 m, liable oxygen gas jet gathered at one point, blown oxygen is not slag and hot metal reacts efficiently. Meanwhile, the nozzle hole diameter d the oxy oxygen lance 4 is greater than 0.045 m, but the oxygen gas jet is dispersed, small impact pressure of the oxygen gas jets, blown oxygen is not slag and hot metal reacts efficiently. Therefore, in the present invention, the nozzle hole diameter d oxy of the oxygen lance is set to 0.015 to 0.045 m.

また、酸素ランス4のノズルの傾斜角度θoxyも重要である。酸素ランス4のノズル傾斜角度θoxy(水平開き角度、或いは、酸素ガス噴流の広がり角度)が5°未満である場合、酸素ガス噴流が1点に集まり易く、吹き付けた酸素がスラグや溶銑と効率的に反応しない。一方、酸素ランス4のノズル傾斜角度θoxyが20°よりも大きい場合、酸素ガス噴流は分散するものの、酸素ガス噴流の衝突圧が小さく、吹き付けた酸素がスラグや溶銑と効率的に反応しない。そのため、本発明では、酸素ランス4のノズル傾斜角度θoxyは5〜20°としている。 Also, the inclination angle θ oxy of the nozzle of the oxygen lance 4 is important. When the nozzle inclination angle θ oxy (horizontal opening angle or oxygen gas jet spread angle) of the oxygen lance 4 is less than 5 °, the oxygen gas jet tends to gather at one point, and the sprayed oxygen is more efficient than slag and hot metal. Does not respond. On the other hand, when the nozzle inclination angle θ oxy of the oxygen lance 4 is larger than 20 °, the oxygen gas jet is dispersed, but the collision pressure of the oxygen gas jet is small, and the sprayed oxygen does not react efficiently with the slag or hot metal. Therefore, in the present invention, the nozzle inclination angle θ oxy of the oxygen lance 4 is set to 5 to 20 °.

さらに、酸素ランス4の高さHoxy、即ち、ノズルから湯面までの距離も重要である。酸素ランス4の高さHoxyが1m未満である場合、ノズルと湯面までの距離が小さすぎるため、酸素ガス噴流が1点に集まり易いと共に衝突圧が大きくなりすぎ(ハードブロー)、吹き付けた酸素がスラグや溶銑と効率的に反応しない。一方、酸素ランス4の高さHoxyが2mよりも大きい場合、酸素ガス噴流が広域に広がり易いものの、酸素ランスがスラグを押しのけることによる裸湯が形成されず、吹き付けた酸素がスラグや溶銑と効率的に反応しない。そのため、本発明では、酸素ランスの高さHoxyは1m以上2m以下としている。 Further, the height H oxy of the oxygen lance 4, that is, the distance from the nozzle to the molten metal surface is also important. When the height H oxy of the oxygen lance 4 is less than 1 m, the distance from the nozzle to the molten metal surface is too small, so that the oxygen gas jet tends to gather at one point and the collision pressure becomes too large (hard blow) and sprayed. Oxygen does not react efficiently with slag or hot metal. On the other hand, when the height H oxy of the oxygen lance 4 is larger than 2 m, the oxygen gas jet is likely to spread over a wide area, but the bare water due to the oxygen lance pushing the slag is not formed, and the sprayed oxygen is not slag or hot metal. Does not respond efficiently. Therefore, in the present invention, the height H oxy of the oxygen lance is set to 1 m or more and 2 m or less.

以上、酸素ランス4の操業条件についてまとめると、ノズル孔数noxyは2〜4、酸素ランスのノズル孔径doxyは0.015〜0.045m、酸素ランスのノズル傾斜角度θoxyは5〜20°、酸素ランスの高さHoxyは1〜2mとする必要がある。
さて、酸素ランス4とインジェクションランス6との位置関係も重要である。酸素ランス4とインジェクションランス6との距離(水平距離)を「Loxy」としたとき、インジェクションランス6や酸素ランス4の先端部に地金が付着することもあることから、それぞれのランスを昇降するために、酸素ランス4とインジェクションランス6の距離Loxyは0.20m以上として間隔を空ける必要がある。また、酸素ランス4とインジェクションランス6の距離Loxyが0.20m未満であってその距離が小さすぎると、酸素ランスの酸素の吹き付けによる裸湯の部分に精錬剤が浮上し難く、反応の促進につながらない場合もある。そのため、インジェクションランス6から吹き込んだ精錬剤の浮上位置と酸素ランス4からの酸素の衝突位置とを考慮すると、酸素ランス4とインジェクションランス6の距離Loxyをある程度離しておく必要がある。
The operation conditions of the oxygen lance 4 are summarized as follows. The nozzle hole number n oxy is 2 to 4, the nozzle hole diameter d oxy of the oxygen lance is 0.015 to 0.045 m, the nozzle inclination angle θ oxy of the oxygen lance is 5 to 20 °, oxygen Lance height H oxy needs to be 1-2m.
The positional relationship between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 is also important. When the distance (horizontal distance) between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 is “L oxy ”, metal may adhere to the tip of the injection lance 6 or the oxygen lance 4. In order to achieve this, the distance L oxy between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 needs to be set to 0.20 m or more. Further, a distance less than L the oxy oxygen lance 4 and the injection lance 6 is 0.20m when the distance is too small, the portion of the Hadakayu by blowing oxygen lance oxygen hardly refining agent is floated, to promote the reaction Sometimes it doesn't connect. Therefore, in consideration of the floating position of the refining agent blown from the injection lance 6 and the collision position of oxygen from the oxygen lance 4, it is necessary to keep the distance Loxy between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 to some extent.

上述したように、酸素ランス4とインジェクションランス6との距離Loxyを0.2m以上離すことが必要であるものの、酸素ランス4の吹き付けによる酸素の衝突位置と裸湯の部分と精錬剤の浮上位置とがある程度重なればよく、これら酸素の衝突位置、裸湯が形成される部分、精錬剤の浮上位置のバランスを考えると、酸素ランス4とインジェクションランス6との距離Loxyにも限界がある。 As described above, the distance L oxy between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 needs to be 0.2 m or more, but the oxygen collision position by the blowing of the oxygen lance 4, the bare hot water portion, and the refining agent floating position The distance L oxy between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 has a limit when considering the balance of the collision position of oxygen, the portion where the naked hot water is formed, and the floating position of the refining agent. .

ここで、インジェクションランス6から吹き込んだキャリアガスの気泡到達距離Lは精錬剤の浮上位置や裸湯の形成などに影響を与える。そこで、発明者らは、キャリアガスの気泡到達距離Lに着目して酸素ランス4とインジェクションランス6との距離Loxyの最大値について検討を行った。「浴内に吹き込んだ気泡の挙動について,石橋、白石、山本、島田,鉄と鋼, vol.61(1975)4, S110」(以降、文献Aということがある)に示されているように、気泡到達距離Lは、Fr^1/3とdinjとに比例することが示されているが、発明者らは、後述するように、インジェクションランス6の操業条件(ninj、dinj)を変化させ、取鍋の溶銑の攪拌時の気泡到達距離Lを、水モデル及び実機実験から求めた。その結果、気泡到達距離Lは、「16.1×(Fr^(1/3.4))×dinj」で表されることを知見した。 Here, the bubble arrival distance L of the carrier gas blown from the injection lance 6 affects the floating position of the refining agent, the formation of naked hot water, and the like. Therefore, the inventors examined the maximum value of the distance L oxy between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 while focusing on the bubble arrival distance L of the carrier gas. As shown in "Ishibashi, Shiroishi, Yamamoto, Shimada, Iron and Steel, vol.61 (1975) 4, S110" (hereinafter sometimes referred to as Document A) about the behavior of bubbles blown into the bath. It is shown that the bubble reach distance L is proportional to Fr ^ 1/3 and d inj , but the inventors, as will be described later, operate conditions (n inj , d inj ) of the injection lance 6. The bubble arrival distance L when stirring the hot metal in the ladle was determined from the water model and the actual machine experiment. As a result, it was found that the bubble arrival distance L is expressed by “16.1 × (Fr ^ (1 / 3.4)) × d inj ”.

また、発明者らは、インジェクションランス6の吹き込みの指向性(角度)も精錬剤の浮上位置や裸湯の形成などに影響を与えることから、酸素ランス側におけるインジェクション方向と酸素ランス方向の最小角度θinj-oxy(ノズル吐出孔7による吹き込みのベクトルと、インジェクションランス6と酸素ランス4の中心とを結ぶ直線との角度のうち最小のもの)を考慮し、最小角度θinj-oxy、気泡到達距離などから、酸素ランス4とインジェクションランス6との距離Loxyの最大値について検証を行った。その結果、酸素ランス4とインジェクションランス6との距離Loxyの最大値は、16.1×(Fr^(1/3.4))×dinj×cos(θinj-oxy)+0.25以下にする必要があることを見いだした。 In addition, since the inventors also influence the directivity (angle) of blowing the injection lance 6 on the floating position of the refining agent and the formation of naked hot water, the minimum angle between the injection direction and the oxygen lance direction on the oxygen lance side. Taking into consideration θ inj-oxy (the smallest of the angles between the vector of the nozzle discharge hole 7 and the straight line connecting the center of the injection lance 6 and the oxygen lance 4), the minimum angle θ inj-oxy From the distance, the maximum value of the distance L oxy between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 was verified. As a result, the maximum distance L oxy between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 must be 16.1 × (Fr ^ (1 / 3.4)) × d inj × cos (θ inj-oxy ) +0.25 or less. I found something.

なお、「Fr」は、修正フルード数[-]であって、Fr=(ρg/(ρmg))×(((Qinj×Wm/60/ninj)/(π×(dinj/2)^2))^2/(dinj×g))で求めることができる。「Qinj」は攪拌用ガス流量(キャリアガスの流量)[Nm3/min/t]、「Wm」は溶銑量[t]、「ρm」は溶銑密度[kg/m3]、「ρg」はキャリアガス密度[kg/m3]、「g」は重力加速度[m/s2]である。
表1及び図2(a)〜図2(d)は、水モデル及び実機による酸素ランス4とインジェクションランス6との距離Loxyの最大値の導出過程をまとめたものである。水モデルによる酸素ランス4とインジェクションランス6との距離Loxyの導出について説明する。
“Fr” is the modified fluid number [−], and Fr = (ρ g / (ρ m −ρ g )) × (((Q inj × W m / 60 / n inj ) / (π × (d inj / 2) ^ 2)) ^ 2 / (d inj × g)). “Q inj ” is the stirring gas flow rate (carrier gas flow rate) [Nm 3 / min / t], “W m ” is the hot metal amount [t], “ρ m ” is the hot metal density [kg / m 3 ], “ “ρ g ” is the carrier gas density [kg / m 3 ], and “g” is the gravitational acceleration [m / s 2 ].
Table 1 and FIGS. 2 (a) to 2 (d) summarize the derivation process of the maximum value of the distance Loxy between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 by the water model and the actual machine. Derivation of the distance L oxy between the oxygen lance 4 and the injection lance 6 by the water model will be described.

水モデルでは、半径Rlad=0.238mの容器を用い、Hm=0.385m、ninj=1,3、θinj=120°、インジェクションランスの孔径dinj=0.0025m,0.004m,0.008m、Hinj=0.125m、インジェクションランスのガス量Qini.Ar=0.020〜0.180Nm3/minとし、気泡到達距離(気泡水平到達距離)を湯面状態を目視等にて観察して求めた。
実機では、半径Rlad=1.34mの溶銑鍋を用い、Hm=2.4m、ninj=1,2、θinj=180°、イジェクションランスの孔径dinj=0.020m、Hinj=0.7m、インジェクションランスのガス量Qini.N2=1〜4Nm3/minとし、気泡到達距離(気泡水平到達距離)を湯面状態を写真やビデオ撮影等にて撮像して求めた。水モデルでは水の密度ρm=1000kg/m3とし、インジェクションランス6のキャリアガスをArとして、その密度ρm.arを1.600kg/m3とした。実機では溶銑の密度ρm=6800kg/m3とし、インジェクションランス6のキャリアガスをN2として、その密度ρm.N2を1.251kg/m3とした。また、水モデル及び実機でも重力加速度は9.8m/s2とした。
In the water model, a container having a radius R lad = 0.238 m is used, H m = 0.385 m , n inj = 1,3, θ inj = 120 °, injection lance hole diameter d inj = 0.0025 m, 0.004 m, 0.008 m, H inj = 0.125 m, injection lance gas amount Q ini.Ar = 0.020 to 0.180 Nm 3 / min, and the bubble arrival distance (bubble horizontal arrival distance) was determined by observing the hot water surface visually.
The actual machine uses a hot metal ladle with a radius R lad = 1.34 m , H m = 2.4 m, n inj = 1,2, θ inj = 180 °, ejection lance hole diameter d inj = 0.020 m, H inj = 0.7 m The gas amount Q ini.N2 of the injection lance was set to 1 to 4 Nm 3 / min, and the bubble arrival distance (bubble horizontal arrival distance) was obtained by taking a picture of the hot water surface through photography or video shooting. In the water model, the density of water ρ m = 1000 kg / m 3 , the carrier gas of the injection lance 6 is Ar, and the density ρ m. The ar was 1.600 kg / m 3 . In the actual machine, the hot metal density ρ m = 6800 kg / m 3 , the carrier gas of the injection lance 6 is N 2 , and the density ρ m. N2 was set to 1.251 kg / m 3 . In addition, the acceleration of gravity in water model and the actual machine was set to 9.8m / s 2.

表1及び図2(a)に示すように、水モデル及び実機において文献Aと同じ式で求めた気泡到達距離(L,cal)と、実際に測定した気泡到達距離(L,obs)とが一致せず乖離している。特に、インジェクションランス6のノズル孔数やノズル孔径を変化させた場合は、強攪拌領域において気泡到達距離Lの乖離が顕著である。そこで、実際の精錬を考えたときは、強攪拌であっても、気泡到達距離Lを正確に求めることが必要であり、文献Aを参考に係数を補正する必要がある。インジェクションランス6のノズル(水平になっているノズ
ル)からの気泡到達距離Lと修正フルード数は、L/dinj=a×Fr^b(「^」はべき乗の表示,aは係数)と表すことができ、図2(c)に示すように、水モデル等の結果により、L/dinj=7.8×Fr^(1/3.4)となった。図2(b)に示すように、上述した式(L/dinj=7.8×Fr^(1/3.4))を用いて、水モデルにおける計算上の気泡到達距離と実際の気泡到達距離との関係を求めると、気泡到達距離を正確に求めることができた。この水モデルにおける結果に基づき、溶銑における気泡到達距離(L=L,obs)について求めると、図2(d)に示すように、L/dinj=16.1×(Fr^(1/3.4))という結果が得られた。なお、水モデルと実機との対応は、「底吹き羽口の最適設計のための気-液間流動現象の解析、加藤ら、鉄と鋼、Vol.70(1984)3,380-387」を参考にした。
As shown in Table 1 and FIG. 2 (a), the bubble arrival distance (L, cal) obtained by the same formula as document A in the water model and the actual machine and the actually measured bubble arrival distance (L, obs) are Disagreement does not match. In particular, when the number of nozzle holes and the nozzle hole diameter of the injection lance 6 are changed, the deviation of the bubble arrival distance L is remarkable in the strong stirring region. Therefore, when considering actual refining, it is necessary to accurately obtain the bubble arrival distance L even with strong stirring, and the coefficient must be corrected with reference to Document A. The bubble arrival distance L from the injection lance 6 nozzle (horizontal nozzle) and the corrected fluid number are expressed as L / d inj = a x Fr ^ b ("^" is a power display, a is a coefficient). As shown in FIG. 2 (c), L / d inj = 7.8 × Fr ^ (1 / 3.4) based on the result of the water model and the like. As shown in FIG. 2 (b), using the above formula (L / d inj = 7.8 × Fr ^ (1 / 3.4)), the calculated bubble arrival distance in the water model and the actual bubble arrival distance When the relationship was obtained, the bubble arrival distance could be obtained accurately. Based on the results in this water model, the bubble arrival distance (L = L, obs) in the hot metal is determined. As shown in Fig. 2 (d), L / d inj = 16.1 x (Fr ^ (1 / 3.4)) The result was obtained. For the correspondence between the water model and the actual machine, refer to `` Analysis of gas-liquid flow phenomenon for optimal design of bottom blowing tuyere, Kato et al., Iron and Steel, Vol. 70 (1984) 3,380-387 '' I made it.

本発明では、上述した操業条件によって脱珪処理や脱硫処理を行うこととしているが、精錬剤を脱珪剤から脱硫剤に切り替える際は、スラグ組成をCaO/SiO2=0.5〜1.0、T.Fe≦15質量%の範囲にすることとしている。脱珪処理は酸化反応であり、脱硫処理は還元反応である。ここで、脱珪スラグを排滓せずに脱硫処理を行った場合、CaO系の脱硫剤のトランジトリー反応で生成したCaSが脱珪スラグと接触して硫黄Sが固定化されないと復硫するため脱珪スラグの組成制御が重要である。一方、脱珪/脱硫処理後の排滓性の観点から溶融性の確保も重要であり、最適組成範囲が存在する。一般的な脱硫促進条件は、高塩基度(CaO/SiO2)及び低酸素ポテンシャル(T.Fe)である。CaO/SiO2<0.5及びT.Fe>15質量%の場合、脱硫能が低く、フォーミング状態かつ粘性が高いスラグとなり、硫黄Sの固定化が難しい。また、CaO/SiO2>1.0の場合、脱硫処理時にスラグが固化し、スラグ中に巻きこんだ地金の大気酸化により酸素ポテンシャルが増加し、硫黄Sの固定化が難しい。そのため、脱珪剤から脱硫剤に切り替える際は、スラグ組成をCaO/SiO2=0.5〜1.0、T.Fe≦15質量%の範囲にすることとしている。 In the present invention, desiliconization treatment and desulfurization treatment are performed according to the operation conditions described above, but when the refining agent is switched from the desiliconization agent to the desulfurization agent, the slag composition is CaO / SiO 2 = 0.5 to 1.0, T. The range is Fe ≦ 15% by mass. The desiliconization treatment is an oxidation reaction, and the desulfurization treatment is a reduction reaction. Here, when desulfurization treatment is performed without removing the desiliconized slag, the CaS produced by the transition reaction of the CaO-based desulfurizing agent comes into contact with the desiliconized slag, and the sulfur is not fixed. Therefore, composition control of desiliconized slag is important. On the other hand, securing the meltability is also important from the viewpoint of the exhaustability after the desiliconization / desulfurization treatment, and an optimum composition range exists. General desulfurization promoting conditions are high basicity (CaO / SiO 2 ) and low oxygen potential (T.Fe). In the case of CaO / SiO 2 <0.5 and T.Fe> 15% by mass, the desulfurization ability is low, forming a slag having a high viscosity, and it is difficult to fix sulfur S. When CaO / SiO 2 > 1.0, the slag solidifies during the desulfurization treatment, and the oxygen potential increases due to atmospheric oxidation of the metal in the slag, making it difficult to fix sulfur S. Therefore, when switching from a desiliconization agent to a desulfurization agent, the slag composition is set to CaO / SiO 2 = 0.5 to 1.0 and T.Fe ≦ 15 mass%.

表2〜表11は、本発明の溶銑の精錬方法で精錬を行った実施例と、本発明の溶銑の精錬方法とは異なる方法で精錬を行った比較例とをまとめたものである。   Tables 2 to 11 summarize examples in which refining was performed by the hot metal refining method of the present invention and comparative examples in which refining was performed by a method different from the hot metal refining method of the present invention.

まず、実施例及び比較例における実施条件について説明する。
100tクラスの溶銑鍋を使用し、取鍋半径Rladは1.34mとした。また、Hm=2.40m、攪拌時の湯面変動を考慮して取鍋のフリーボードF.Bを0.8m確保した。溶銑重量Wmを92.0t、高炉鋳床(出銑樋)から出銑した溶銑を受銑して精錬を行った。溶銑温度Tm,iを1300〜1400℃(高炉の操業状況により変動)とし、頻度が多い1350℃をベース条件とした。出銑した溶銑の[Si]iを=0.40〜0.90質量%とし、頻度が多い[Si]i=0.65質量%をベース条件とした。また、出銑した溶銑の[S]iを0.015〜0.022質量%とし、頻度が多い[S]i=0.017質量%をベース条件とした。
First, implementation conditions in Examples and Comparative Examples will be described.
A 100-ton hot metal ladle was used, and the ladle radius R lad was 1.34 m. In addition, H m = 2.40m, and 0.8m of freeboard FB for the ladle was secured in consideration of the fluctuation of the molten metal surface during stirring. The hot metal weight W m was 92.0t, and the hot metal from the blast furnace cast iron (slag) was received and refined. The hot metal temperature T m, i was set to 1300 to 1400 ° C (varied depending on the operating conditions of the blast furnace), and the frequently used 1350 ° C was used as the base condition. [Si] i of the molten iron was set to 0.40 to 0.90 mass%, and [Si] i = 0.65 mass%, which is frequently used, was used as a base condition. Further, the [S] i of the molten iron was set to 0.015 to 0.022% by mass, and [S] i = 0.017% by mass having a high frequency was used as a base condition.

脱珪処理の条件として、脱珪処理時間τ(Si)を5.0〜16.5minとした。脱珪処理時間は、例えば、特開平08-218109等に記載されているように当業者常法通りである。脱珪処理時間は、インジェクションランス6からの脱珪剤の吹き込み開始及び/又は酸素ランス4からの酸素の吹き付け開始から、脱珪剤の吹き込み終了及び/又は酸素ランス4の吹き付け終了までの時間である。脱珪剤の組成は、70.8Fe2O3-21.4CaO-2.5SiO2 (in 質量%)を含み、T.Fe=49.5(CO=21.3)質量%、CaO/SiO2=8.6である。脱珪剤は、例えば、特開2006-328453に記載されているように当業者常法通りのもので、酸化鉄源としてペレット篩下粉と石灰粉を混合したものを使用した。なお、石灰粉は脱珪スラグの塩基度(CaO/SiO2)調整の役割がある。また、脱珪剤の投入速度[供給速度Finj(Si)]は、特開平08-218109に記載されているように当業者常法通りのもので、100〜250kg/minである。脱珪剤の原単位Wflux(Si)は5.4〜44.8kg/tとした。脱珪剤の原単位Wflux(Si)は、Wflux(Si)=Fing(Si)×τ(Si)/Wmによって求めることとし、キャリアガスはN2を使用した。酸素ガスの流量Qoxyは0.43〜0.54Nm3/min/tとし、酸素の原単位Wo(Si)は、5.0〜12.6kg/tとした。酸素の原単位Wo(Si)は、Wo(Si)=Wflux(Si)×Co/100+Qoxy×τ(Si)/(1000/32×22.4×10-3))によって求めた。 As a condition for the silicon removal treatment, the silicon removal treatment time τ (Si) was set to 5.0 to 16.5 min. The desiliconization treatment time is as per ordinary methods in the art as described in, for example, JP-A-08-218109. The desiliconization processing time is the time from the start of blowing of the desiliconizing agent from the injection lance 6 and / or the start of blowing oxygen from the oxygen lance 4 to the end of blowing of the desiliconizing agent and / or the blowing of oxygen lance 4. is there. The composition of the desiliconizing agent includes 70.8Fe 2 O 3 -21.4CaO-2.5SiO 2 (in mass%), T.Fe = 49.5 (C 2 O = 21.3) mass%, and CaO / SiO 2 = 8.6. For example, as described in JP-A-2006-328453, the desiliconizing agent is a conventional one as used by those skilled in the art, and a mixture of pellet sieving powder and lime powder was used as an iron oxide source. Lime powder plays a role in adjusting the basicity (CaO / SiO 2 ) of desiliconized slag. The desiliconizing agent charging rate [feeding rate F inj (Si)] is as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-218109, and is 100 to 250 kg / min according to the ordinary method of those skilled in the art. The basic unit W flux (Si) of the desiliconizing agent was 5.4 to 44.8 kg / t. De珪剤of intensity W flux (Si) is the be obtained by W flux (Si) = F ing (Si) × τ (Si) / W m, the carrier gas used was N 2. The oxygen gas flow rate Q oxy was 0.43 to 0.54 Nm 3 / min / t, and the oxygen basic unit W o (Si) was 5.0 to 12.6 kg / t. Oxygen consumption rate W o (Si) is determined by W o (Si) = W flux (Si) × C o / 100 + Q oxy × τ (Si) / (1000/32 × 22.4 × 10 -3)) It was.

脱硫処理の条件として、脱硫処理時間をτ(S)=3.5〜5.5minとした。脱硫処理時間は、インジェクションランス6による脱硫剤の吹き込み開始から終了までの時間とした。脱硫剤の組成は、CaO-20Mg (in 質量%)を含み、CCaO=80質量%とした。また、脱硫剤は、例えば、特開平08-218109に記載されているように、CaO(S固定化)源として石灰粉を使用し、金属Mgとを配合したものを使用した。脱硫剤の投入速度[供給速度Finj(S)]は、80kg/minとした。脱硫剤の原単位Wflux(S)を3.0〜4.8kg/tとし、脱硫剤の原単位Wflux(S)は、Wflux(S)=Fing(S)×τ(S)/Wmで求めた。キャリアガスはN2を使用した。脱硫剤中のCaO原単位WCaO(S)は2.4〜3.8kg/tとし、CaO原単位WCaO(S)は、WCaO(S)=Wflux(S)×CCaO/100で求めた。 As a desulfurization treatment condition, the desulfurization treatment time was set to τ (S) = 3.5 to 5.5 min. The desulfurization treatment time was the time from the start to the end of blowing the desulfurizing agent by the injection lance 6. The composition of the desulfurization agent was CaO-20Mg (in mass%) and C CaO = 80 mass%. As the desulfurizing agent, for example, as described in JP-A-08-218109, lime powder was used as a CaO (S immobilization) source, and a mixture of metal Mg was used. The desulfurization agent charging rate [feed rate F inj (S)] was 80 kg / min. Intensity of the desulfurization agent W flux of (S) and 3.0~4.8kg / t, intensity of the desulfurization agent W flux (S) is, W flux (S) = F ing (S) × τ (S) / W m I asked for it. N 2 was used as a carrier gas. In desulfurizing agent CaO intensity W CaO (S) is set to 2.4~3.8kg / t, CaO intensity W CaO (S) was determined by W CaO (S) = W flux (S) × C CaO / 100 .

インジェクションランス6及び酸素ランス4については、操業条件を様々変化させた。また、脱珪処理から脱硫処理に切り換えるにあたっては、取鍋内のスラグの排滓は行わなかった。また、比較例においては、実施例との比較を行うため、脱珪処理から脱硫処理の切換の直前にCaO、珪石、鉄鉱石を投入した。脱珪処理時間τ(Si)と脱硫処理時間τ(S)は、次工程の脱りん処理のサイクルタイムに合わせてに合わせて9.5〜21分とした。また、処理後の溶銑温度Tm,fは次工程以降(脱燐、脱炭)の熱余裕を考慮して、1350℃狙いで脱珪処理時の固体酸素と気体酸素の割合を決定した。 For the injection lance 6 and the oxygen lance 4, the operating conditions were varied. In addition, when switching from desiliconization to desulfurization, slag in the ladle was not discharged. Moreover, in a comparative example, in order to compare with an Example, CaO, a silica stone, and an iron ore were thrown in immediately before switching from a desiliconization process to a desulfurization process. The desiliconization treatment time τ (Si) and the desulfurization treatment time τ (S) were set to 9.5 to 21 minutes in accordance with the cycle time of the dephosphorization treatment in the next step. In addition, the hot metal temperature T m, f after the treatment was determined in consideration of the thermal margin of the subsequent steps (dephosphorization, decarburization) and the ratio of solid oxygen and gaseous oxygen during the desiliconization treatment was aimed at 1350 ° C.

また、例えば、実施例及び比較例において、インジェクションランス6のノズル吐出孔の配置は、図3に示すように変更した。図3に示すように、インジェクションランス6の中心を通る90°と−90°を結ぶ線を基準に、酸素ランス4から離れる側(左側)を反酸素ランス側、酸素ランス4に近づく側(右側)を酸素ランス側とした上で、ノズル吐出孔の位置を角度で示した。また、図4及び図5は、実施例及び比較例におけるノズル吐出孔の位置を示した図であり、当該図中の番号は、実施例や比較例の番号と対応している。   Further, for example, in the example and the comparative example, the arrangement of the nozzle discharge holes of the injection lance 6 was changed as shown in FIG. As shown in FIG. 3, with reference to a line connecting 90 ° and −90 ° passing through the center of the injection lance 6, the side (left side) away from the oxygen lance 4 is the anti-oxygen lance side and the side closer to the oxygen lance 4 (right side) ) On the oxygen lance side, and the position of the nozzle discharge hole is shown in angle. 4 and 5 are diagrams showing the positions of the nozzle discharge holes in the examples and comparative examples, and the numbers in the drawings correspond to the numbers in the examples and comparative examples.

溶銑中[Si]は、酸素(インジェクションランス6、酸素ランス4による吹き付け酸素)と反応して溶銑から除去されることから、実施例及び比較例では、酸素が効率的に脱珪反応に寄与したかを表す指標として脱珪酸素効率(与えた酸素分に対して溶銑中[Si]の酸化に使用された酸素分の割合)を用いて評価した。
溶銑中[S]は、石灰系脱硫剤と反応する場合、反応式はCaO+Mg+S=CaS+MgOで表されることから、実施例及び比較例では、石灰が効果的に脱硫反応に寄与したかを表す指標として脱硫石灰効率(脱硫剤中の与えた石灰分に対して溶銑中[S]との反応に使用された石灰分の割合)を用いて評価した。
Since [Si] in the hot metal reacts with oxygen (oxygen sprayed by the injection lance 6 and oxygen lance 4) and is removed from the hot metal, oxygen efficiently contributed to the desiliconization reaction in the examples and comparative examples. Evaluation was made using the desiliconization oxygen efficiency (the ratio of the oxygen content used for the oxidation of [Si] in the hot metal relative to the given oxygen content) as an index to express the above.
When hot metal [S] reacts with a lime-based desulfurization agent, the reaction formula is expressed as CaO + Mg + S = CaS + MgO. Therefore, in the examples and comparative examples, lime is effectively used in the desulfurization reaction. Evaluation was made by using desulfurized lime efficiency (ratio of lime content used for reaction with [S] in hot metal to given lime content in the desulfurizing agent) as an index indicating whether it contributed.

実施例1〜25に示すように、ノズル吐出孔が1個の場合(ninj=1の場合)でも、インジェクションランス6の操業条件(Hinj/Hm≦0.46、Rinj/Rlad≦0.34、合成ベクトルが30°以内)、酸素ランス4の操業条件(noxy=2〜4、doxy=0.015〜0.045、θoxy=5〜20、Hoxy=1〜2)、インジェクションランス6及び酸素ランス4の操業条件(0.20≦Loxy≦16.1×(Fr^(1/3.4))×dinj×cos(θinj-oxy)+0.25)を満たし、且つ、脱珪処理から脱硫
処理の切り替え時のスラグ組成条件(CaO/SiO2=0.5〜1.0、T.Fe≦15質量%)を満たせば、スラグを排滓することなく、処理後の[Si]を0.25質量%以下、処理後の[S]を0.010質量%以下にすることができ、脱珪処理及び脱硫処理を効率よく行うことができた。
As shown in Examples 1 to 25, even when the number of nozzle discharge holes is one (when n inj = 1), the operating conditions of the injection lance 6 (H inj / H m ≦ 0.46, R inj / R lad ≦ 0.34) , Synthetic vector within 30 °), operating conditions of oxygen lance 4 (n oxy = 2-4, d oxy = 0.015-0.045, θ oxy = 5-20, H oxy = 1-2), injection lance 6 and oxygen The lance 4 operating conditions (0.20 ≦ L oxy ≦ 16.1 × (Fr ^ (1 / 3.4)) × d inj × cos (θ inj-oxy ) +0.25) are satisfied and switching from desiliconization to desulfurization If the slag composition conditions (CaO / SiO 2 = 0.5 to 1.0, T.Fe ≦ 15 mass%) are satisfied, the [Si] after treatment will be 0.25 mass% or less and the treated [S] could be made 0.010% by mass or less, and desiliconization treatment and desulfurization treatment could be performed efficiently.

また、実施例26〜112に示すように、ノズル吐出孔が2個の以上の場合(ninj=1の場合)でも、インジェクションランス6の操業条件(θinj=30〜120°、Hinj/Hm≦0.46、Rinj/Rlad≦0.34、合成ベクトルが30°以内)、酸素ランス4の操業条件(noxy=2〜4、doxy=0.015〜0.045、θoxy=5〜20、Hoxy=1〜2)、インジェクションランス6及び酸素ランス4の操業条件(0.20≦Loxy≦16.1×(Fr^(1/3.4))×dinj×cos(θinj-oxy)+0.25)を満たし、且つ、脱珪処理から脱硫処理の切り替え時のスラグ組成条件(CaO/SiO2=0.5〜1.0、T.Fe≦15質量%)を満たせば、スラグを排滓することなく、処理後の[Si]を0.25質量%以下、処理後の[S]を0.010質量%以下にすることができ、脱珪処理及び脱硫処理を効率よく行うことができた。 Further, as shown in Examples 26 to 112, even when the number of nozzle discharge holes is two or more (when n inj = 1), the operating conditions of the injection lance 6 (θ inj = 30 to 120 °, H inj / H m ≦ 0.46, R inj / R lad ≦ 0.34, synthesis vector within 30 °), oxygen lance 4 operating conditions (n oxy = 2-4, d oxy = 0.015-0.045, θ oxy = 5-20, H oxy = 1-2), operating conditions of injection lance 6 and oxygen lance 4 (0.20 ≦ L oxy ≦ 16.1 × (Fr ^ (1 / 3.4)) × d inj × cos (θ inj-oxy ) +0.25) If the slag composition conditions (CaO / SiO 2 = 0.5 to 1.0, T.Fe ≦ 15 mass%) when switching between desiliconization and desulfurization are satisfied, the slag will not be discarded [Si] could be 0.25% by mass or less, and [S] after the treatment could be 0.010% by mass or less, and desiliconization treatment and desulfurization treatment could be performed efficiently.

次に、図6〜18を用いて比較例の結果について説明する。
図6は実施例25〜30及び比較例126〜129についてノズル吐出孔間の角度θinjについてまとめたものである。比較例126〜129に示すように、ノズル吐出孔間の角度θinjが30°未満であったり、120°よりも大きい場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。また、図7は実施例27、31〜36及び比較例130、131についてHinj/Hmについてまとめたものである。比較例130、131に示すように、Hinj/Hmが0.46を超えた場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。
Next, the results of the comparative example will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 summarizes the angle θ inj between the nozzle ejection holes in Examples 25-30 and Comparative Examples 126-129 . As shown in Comparative Examples 126 to 129, when the angle θ inj between the nozzle discharge holes is less than 30 ° or larger than 120 °, the desiliconization oxygen efficiency and the desulfurized lime efficiency are drastically decreased compared to the examples. The result was low. FIG. 7 summarizes H inj / H m for Examples 27 and 31 to 36 and Comparative Examples 130 and 131. As shown in Comparative Examples 130 and 131, when H inj / H m exceeded 0.46, the desiliconization oxygen efficiency and the desulfurized lime efficiency were drastically decreased, and the results were lower than in the Examples.

図8は実施例27、37〜40及び比較例132、133についてRinj/Rladについてまとめたものである。比較例132、133に示すように、Rinj/Rladが0.34未満の場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。また、図9は実施例27、41〜44及び比較例134〜136についてインジェクションランス6の吹き込みにおける指向性についてまとめたものである。比較例134〜136に示すように合成ベクトルが30°を超える場合、即ち、インジェクションランス6から酸素ランスの方向にキャリアガスおよび精錬剤を吹き込まない場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。 FIG. 8 summarizes R inj / R lad for Examples 27 and 37 to 40 and Comparative Examples 132 and 133. As shown in Comparative Examples 132 and 133, when R inj / R lad was less than 0.34, the desiliconization oxygen efficiency and the desulfurized lime efficiency were drastically decreased, and the results were lower than in the examples. FIG. 9 summarizes the directivity in blowing the injection lance 6 for Examples 27, 41 to 44 and Comparative Examples 134 to 136. As shown in Comparative Examples 134 to 136, when the synthesis vector exceeds 30 °, that is, when the carrier gas and the refining agent are not blown in the direction from the injection lance 6 to the oxygen lance, the desiliconization oxygen efficiency and the desulfurized lime efficiency are rapidly increased. Lower results were obtained compared to the examples.

図10は実施例27、45,46及び比較例137〜139についてnoxyについてまとめたものである。比較例137〜139に示すように、noxyが1又は4を超える場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。また、図11は実施例27、47〜50及び比較例140,141についてdoxyについてまとめたものである。比較例140,141に示すように、doxyが0.015未満であったり0.045を超える場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。 Figure 10 summarizes the n the oxy for Examples 27,45,46 and Comparative Examples 137-139. As shown in Comparative Examples 137 to 139, when n oxy exceeds 1 or 4, the desiliconization oxygen efficiency and the desulfurized lime efficiency are drastically decreased, and the results are lower than in the Examples. Further, FIG 11 summarizes the d the oxy for Examples 27,47~50 and Comparative Examples 140 and 141. As shown in Comparative Examples 140 and 141, when doxy was less than 0.015 or more than 0.045, the desiliconization oxygen efficiency and desulfurization lime efficiency were drastically decreased, resulting in lower results than in Examples.

図12は実施例27、51〜53及び比較例142,143についてθoxyについてまとめたものである。比較例142,143に示すように、θoxyが5°未満であったり20°を超える場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。図13は実施例27、54〜61及び比較例144〜147についてHoxyについてまとめたものである。比較例144〜147に示すように、Hoxyが1m未満であったり2mを超える場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。 FIG. 12 summarizes θ oxy for Examples 27 and 51 to 53 and Comparative Examples 142 and 143. As shown in Comparative Examples 142 and 143, when θ oxy was less than 5 ° or exceeded 20 °, the desiliconization oxygen efficiency and the desulfurized lime efficiency were drastically decreased, resulting in lower results than in the Examples. Figure 13 summarizes the H the oxy for Examples 27,54~61 and Comparative Examples 144-147. As shown in Comparative Examples 144 to 147, when H oxy was less than 1 m or more than 2 m, the desiliconization oxygen efficiency and the desulfurized lime efficiency were drastically decreased, resulting in lower results than in the Examples.

図14は実施例27、62〜66及び比較例148〜151についてLoxyについてまとめたものである。比較例148〜151に示すように、Loxyが0.2m未満であったり、16.1×(Fr^(1/3.4))×dinj×cos(θinj-oxy)+0.25よりも大きくなった場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。図15は実施例27、76〜78及び比較例161〜164についてCaO/SiO2についてまとめたものである。比較例161〜164に示すように、CaO/SiO2が0.5未満であったり1.0を超える場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。 14 are those for Example 27,62~66 and Comparative Examples 148-151 summarizes L the oxy. As shown in Comparative Examples 148 to 151, L oxy is less than 0.2 m, or larger than 16.1 × (Fr ^ (1 / 3.4)) × d inj × cos (θ inj-oxy ) +0.25 In this case, the desiliconization oxygen efficiency and the desulfurized lime efficiency were drastically decreased, and the results were lower than in the examples. FIG. 15 summarizes CaO / SiO 2 for Examples 27 and 76 to 78 and Comparative Examples 161 to 164. As shown in Comparative Examples 161 to 164, when CaO / SiO 2 was less than 0.5 or more than 1.0, desiliconization oxygen efficiency and desulfurization lime efficiency were drastically decreased, and the results were lower than in the examples.

図16は実施例27、79〜81及び比較例165〜167についてT.Feについてまとめたものである。比較例165〜167に示すように、T.Feが15質量%よりも大きくなった場合、脱珪酸素効率や脱硫石灰効率が急激に下がり実施例に比べて低い結果となった。また、図17に示す
ように、実施例及び比較例において、脱珪酸素効率及び脱硫石灰効率を見比べて見ても、実施例では、脱珪処理や脱硫処理の効率が非常によいものとなった。なお、図18に示すように、Loxy-16.1×(Fr^(1/3.4))×dinj×cos(θinj-oxy)を見てみると、実施例では脱珪酸素効率が比較例に比べて高かった。
FIG. 16 summarizes T.Fe for Examples 27 and 79 to 81 and Comparative Examples 165 to 167. As shown in Comparative Examples 165 to 167, when T.Fe was greater than 15% by mass, the desiliconization oxygen efficiency and the desulfurized lime efficiency were drastically decreased, resulting in lower results than in Examples. In addition, as shown in FIG. 17, in the examples and comparative examples, even if the desiliconization oxygen efficiency and the desulfurization lime efficiency are compared, in the examples, the efficiency of the desiliconization treatment and the desulfurization treatment is very good. It was. As shown in FIG. 18, when L oxy −16.1 × (Fr ^ (1 / 3.4)) × d inj × cos (θ inj-oxy ) is seen, the desiliconization oxygen efficiency is a comparative example in the example. It was higher than

なお、今回開示された実施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。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

1 精錬設備
2 溶銑
3 取鍋
4 酸素ランス
5 精錬剤
6 インジェクションランス
7 ノズル吐出孔
8 取鍋蓋
O 取鍋の中心
1 Refining equipment 2 Hot metal 3 Ladle 4 Oxygen lance 5 Refining agent 6 Injection lance 7 Nozzle discharge hole 8 Ladle lid O Center of ladle

Claims (1)

[Si]が0.25質量%以上含有する溶銑を取鍋に装入して、前記取鍋内の溶銑に酸素ランスから酸素を吹き付けると共にインジェクションランスから酸素ランスの方向に攪拌用ガスおよび精錬剤を吹き込むことで、溶銑の脱珪及び脱硫を行う溶銑の精錬方法であって、
前記酸素ランス及びインジェクションランスの操業条件を以下のようにし、
且つ、前記精錬剤を脱珪剤からCaOとMgを含む脱硫剤に切り替えて、脱珪から脱硫処理に移行する際のスラグ組成がCaO/SiO2=0.5〜1.0、T.Fe≦15質量%の範囲となるように調整することを特徴とする溶銑の精錬方法。
θinj=0(ninj=1の場合)またはθinj=30〜120(ninj≧2の場合)
Hinj/Hm≦0.46
Rinj/Rlad≦0.34
noxy=2〜4
doxy=0.015〜0.045
θoxy=5〜20
Hoxy=1〜2
0.20≦Loxy≦16.1×(Fr^(1/3.4))×dinj×cos(θinj-oxy)+0.25
Fr=(ρg/(ρmg))×(((Qinj×Wm/60/ninj)/(π×(dinj/2)^2))^2/(dinj×g))
ここで、
θinj:取鍋に挿入したインジェクションランスを当該取鍋の上方から平面視した場合のインジェクションランスのノズル孔間角度[°]
Hinj:インジェクションランス先端部と取鍋底との距離[m]
Hm:溶銑深さ[m]
Rinj:インジェクションランスの水平断面視で取鍋の中心から半径方向へのずれ[m]
Rlad:取鍋半径[m]
noxy:酸素ランスのノズル孔数[-]
doxy:酸素ランスのノズル孔径[m]
θoxy:酸素ランスのノズル傾斜角度[°]
Hoxy:酸素ランス高さ(ノズル吐出部から湯面までの距離)[m]
Loxy:酸素ランスとインジェクションランスの水平距離[m]
Fr:修正フルード数[-]
dinj:インジェクションランスのノズル孔径[m]
θinj-oxy:酸素ランス側におけるインジェクション方向と酸素ランス方向の最小角度[°]
ninj:インジェクションランスノズル孔数[-]
Qinj:攪拌用ガス流量[Nm3/min/t]
Wm:溶銑量[t]
ρm:溶銑密度[kg/m3
ρg:キャリアガス密度[kg/m3
g:重力加速度[m/s2
「^」は、べき乗を意味する。
A hot metal containing [Si] of 0.25% by mass or more is charged into a ladle, oxygen is blown from the oxygen lance to the hot metal in the ladle, and a stirring gas and a refining agent are blown from the injection lance toward the oxygen lance. A hot metal refining method for desiliconization and desulfurization of hot metal,
The operating conditions of the oxygen lance and injection lance are as follows:
And the slag composition at the time of shifting from the desiliconization agent to the desulfurization agent containing CaO and Mg from the desiliconization agent to the desulfurization treatment is CaO / SiO 2 = 0.5 to 1.0, T.Fe ≦ 15 mass% A method for refining hot metal, which is adjusted so as to be in the range.
θ inj = 0 (when n inj = 1) or θ inj = 30 to 120 (when n inj ≧ 2)
H inj / H m ≤0.46
R inj / R lad ≦ 0.34
n oxy = 2-4
d oxy = 0.015-0.045
θ oxy = 5 ~ 20
H oxy = 1-2
0.20 ≦ L oxy ≦ 16.1 × (Fr ^ (1 / 3.4)) × d inj × cos (θ inj-oxy ) +0.25
Fr = (ρ g / (ρ mg )) × (((Q inj × W m / 60 / n inj ) / (π × (d inj / 2) ^ 2)) ^ 2 / (d inj × g))
here,
θ inj : Angle between nozzle holes of the injection lance [°] when the injection lance inserted in the ladle is viewed from above the ladle
H inj : Distance between the tip of the injection lance and the bottom of the ladle [m]
H m : Hot metal depth [m]
R inj : Deviation in the radial direction from the center of the ladle in the horizontal section of the injection lance [m]
R lad : Ladle radius [m]
n oxy : Number of nozzle holes in the oxygen lance [-]
d oxy : Oxygen lance nozzle hole diameter [m]
θ oxy : Oxygen lance nozzle tilt angle [°]
H oxy : Oxygen lance height (distance from nozzle discharge to hot water surface) [m]
L oxy : Horizontal distance between oxygen lance and injection lance [m]
Fr: Modified fluid number [-]
d inj : Injection lance nozzle hole diameter [m]
θ inj-oxy : Minimum angle [°] between the injection direction and oxygen lance direction on the oxygen lance side
n inj: injection nozzle hole number of the lance [-]
Q inj : Stirring gas flow rate [Nm 3 / min / t]
W m : Amount of hot metal [t]
ρ m : Hot metal density [kg / m 3 ]
ρ g : Carrier gas density [kg / m 3 ]
g: Gravity acceleration [m / s 2 ]
“^” Means power.
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