JP6164151B2 - Method for refining molten iron using a converter-type refining furnace - Google Patents

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Description

本発明は、転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法に関し、特に、生成炉内スラグを精錬に悪影響を与えることなく、陸域用途用としても使うことを考慮して行なう精錬の方法を提案する。
なお、転炉での精錬に当たって、溶銑は脱炭されて溶鋼になるが、精錬の途中で溶銑と溶鋼とを区別することは困難であるだけでなく煩雑にもなるので、以下の説明では溶銑と溶鋼とをまとめて「溶鉄」と言う。ただし、溶銑と溶鋼との区別が明確である場合は、溶銑または溶鋼と表示する。
The present invention relates to a method for refining molten iron using a converter-type refining furnace, and in particular, proposes a refining method performed in consideration of the use of slag in a generating furnace for land use without adversely affecting refining. .
In refining in the converter, the hot metal is decarburized to form molten steel, but it is not only difficult to distinguish between hot metal and molten steel in the middle of refining, but also complicated, so in the following explanation, And molten steel are collectively called “molten iron”. However, when the distinction between hot metal and molten steel is clear, it is indicated as hot metal or molten steel.

溶銑は、これを転炉型精錬炉で脱炭精錬するのに先立って、この溶銑中の珪素や燐を予め除去する溶銑予備処理を行なうことが一般的である。その溶銑予備処理は、精錬用フラックス使用量の低減や溶鋼の高純度化、転炉操業時の過酸化防止によるマンガン歩留りの向上あるいはスラグ量の低減などを目的として実施されており、脱炭工程の処理も含めた様々な方法が提案されている。   In general, prior to decarburizing and refining the hot metal in a converter-type refining furnace, a hot metal pretreatment for removing silicon and phosphorus in the hot metal in advance is performed. The hot metal pretreatment is carried out for the purpose of reducing the amount of flux used for refining, increasing the purity of molten steel, preventing manganese from overoxidation during converter operation, or reducing the amount of slag. Various methods including these processes have been proposed.

ところで、前記溶銑予備処理時に当たっては、炉内に精錬スラグが発生するが、この精錬スラグ、例えば、転炉スラグを各種の用途に利用しようとするとき、その用途によっては、スラグ中に含まれるフッ素などが溶出しないようにすることが必要である。そこで、従来の溶銑予備処理では、脱燐反応効率を高める目的で使用されるフッ素源である蛍石(CaF)を使用しないで精錬する方法が検討されてきた。また、近年、製鉄業に対しては、温室効果ガス排出量の削減が求められている。そのため、製鉄業では、酸化鉄を還元するのに大きなエネルギーを必要とする高炉溶銑の使用割合を低減させる一方、鉄スクラップなどの冷鉄源の使用割合を増大させる精錬方法について検討している。このような背景の下で、近年の溶銑予備処理については、精錬方法の改善を図りつつ、冷鉄源の使用比率を増大させる傾向にあることがわかる。 By the way, at the time of the hot metal preliminary treatment, refining slag is generated in the furnace, but when this refining slag, for example, converter slag is used for various purposes, it is included in the slag depending on the use. It is necessary to prevent elution of fluorine and the like. Therefore, in the conventional hot metal preliminary treatment, a method of refining without using fluorite (CaF 2 ), which is a fluorine source used for the purpose of increasing the dephosphorization reaction efficiency, has been studied. In recent years, the steel industry has been required to reduce greenhouse gas emissions. For this reason, the steel industry is studying a refining method that reduces the usage rate of blast furnace hot metal, which requires a large amount of energy to reduce iron oxide, while increasing the usage rate of cold iron sources such as iron scrap. Under such a background, it can be seen that the hot metal preliminary treatment in recent years tends to increase the usage ratio of the cold iron source while improving the refining method.

ところで、溶銑の脱珪や脱燐を行なう近年の溶銑予備処理法は、溶銑に対して生石灰などの精錬剤(媒溶材)を添加すると共に気体酸素や酸化鉄等の固体酸素源を加えることにより、溶銑中の珪素や燐をスラグ中に除去する方法である。その溶銑の予備処理をのための精錬炉としては、トーピードカーや高炉鍋などの搬送精錬炉の他、転炉型精錬炉(精錬炉)などが用いられるが、多量のスクラップを使用するためには、炉容積の大きい転炉型精錬炉を用いることが有利である。   By the way, the recent hot metal pretreatment method for desiliconization and dephosphorization of hot metal is performed by adding a refining agent (medium melting material) such as quick lime to the hot metal and adding a solid oxygen source such as gaseous oxygen or iron oxide. In this method, silicon and phosphorus in the hot metal are removed in the slag. As refining furnaces for pre-treatment of the hot metal, in addition to conveyor refining furnaces such as torpedo cars and blast furnace pots, converter type refining furnaces (smelting furnaces) are used, but in order to use a large amount of scrap It is advantageous to use a converter type refining furnace having a large furnace volume.

特許文献1には、転炉を使用して脱珪処理と脱燐処理とを行なう転炉の精錬方法において、脱珪処理後に中間排滓を行なってから、引き続き同じ転炉を使って脱燐処理を行なう方法が開示されている。この方法では、スラグ組成を制御することで、脱珪後の復燐を抑制すると共にその後の脱燐処理を容易にする方法を提案している。   In Patent Document 1, in a refining method for a converter that uses a converter to perform desiliconization treatment and dephosphorization treatment, after intermediate removal after desiliconization treatment, dephosphorization is performed using the same converter. A method of performing processing is disclosed. In this method, a method of controlling the slag composition to suppress the dephosphorization after desiliconization and facilitate the subsequent dephosphorization process is proposed.

また、特許文献2は、転炉型精錬炉を用いて脱珪処理を行ない、そして、出湯−排滓後、脱珪した溶銑を再びその反応精錬炉内に戻して脱燐処理を行なう溶銑予備処理方法を開示している。この溶銑予備処理方法は、脱珪処理後の溶銑中の珪素濃度やスラグの塩基度および酸化鉄濃度を適正化することにより、蛍石を使用しない方法で効率よく脱燐すること、及び脱珪処理時および/または脱燐処理時にスクラップを溶解する方法である。   Further, Patent Document 2 discloses a hot metal preparatory process in which desiliconization treatment is performed using a converter type refining furnace, and after dewatering and discharging, the desiliconized hot metal is returned to the reaction refining furnace again to perform dephosphorization treatment. A processing method is disclosed. In this hot metal pretreatment method, the silicon concentration in the hot metal after desiliconization treatment, the basicity of slag, and the iron oxide concentration are optimized, so that dephosphorization can be efficiently carried out without using fluorite, and desiliconization. This is a method of melting scrap during processing and / or dephosphorization processing.

特許文献3には、溶銑の脱珪処理および脱燐処理を転炉型精錬炉を用いて行なう際に、まず、高炉から出銑した溶銑を転炉型精錬炉内に装入して脱珪処理を行ない、次いで、溶銑および脱珪処理後のスラグの一部を該精錬炉内に残留させる中間排滓の処理を行ない、引き続き、該精錬炉内に残留させた脱珪後の溶銑に対して脱燐処理を行い、前記転炉型精錬炉内に脱燐処理後スラグの大半を残留させ、次いで、脱燐処理後スラグを収容したその精錬炉内に少なくとも未処理の溶銑を装入して脱珪処理を行なう方法が開示されている。     In Patent Document 3, when performing desiliconization and dephosphorization of hot metal using a converter-type refining furnace, first, the hot metal discharged from the blast furnace is charged into the converter-type refining furnace. Next, the intermediate waste treatment is performed to leave a part of the slag after the hot metal and desiliconization treatment in the smelting furnace, and subsequently to the hot metal after desiliconization that is left in the smelting furnace. After the dephosphorization treatment, most of the slag remains in the converter type refining furnace, and then at least untreated hot metal is charged into the refining furnace containing the slag after the dephosphorization treatment. Thus, a method of performing a silicon removal treatment is disclosed.

特開2001−271113JP 2001-271113 A 特開2002−129221JP 2002-129221 A 特開2012−8811JP2012-8811

これらの特許文献に開示された技術はいずれも、溶銑の脱りん処理に先立って脱珪処理を行い、この処理後の脱珪スラグを先行して排出する方法である。これらの技術において、脱珪処理は多くの石灰を使用することなく、スラグの塩基度(スラグ中のCaO成分とSiO成分の重量比)を約1.5以下に調整するのが普通である。それは、塩基度が1.5以下のスラグは、水和膨張などの問題がなく、また溶出水のpHを低く抑えることができるので、陸域用途での利用に適したスラグとなるからである。 Any of the techniques disclosed in these patent documents is a method of performing desiliconization treatment prior to hot metal dephosphorization treatment and discharging the desiliconization slag after this treatment in advance. In these techniques, the desiliconization treatment usually adjusts the basicity of the slag (the weight ratio of the CaO component to the SiO 2 component in the slag) to about 1.5 or less without using much lime. . This is because slag having a basicity of 1.5 or less is free from problems such as hydration and expansion, and the pH of the elution water can be kept low, so that it becomes a slag suitable for use in land applications. .

ただし、こうした脱珪スラグは粘性が高いため、脱珪処理中に溶銑と酸素が反応して発生するCOガスによって膨張するスラグフォーミング現象を起こすことが知られている。そのスラグフォーミングが過度に生じると、吹錬中に転炉型精錬炉の炉口からスラグが噴出したり、脱珪スラグを排滓したときにスラグを収容する鍋からスラグが溢れるというトラブルを招くことがある。   However, since such desiliconized slag has a high viscosity, it is known to cause a slag forming phenomenon that is expanded by CO gas generated by the reaction between hot metal and oxygen during the desiliconization process. If the slag forming occurs excessively, slag will be ejected from the furnace port of the converter-type smelting furnace during blowing, or the slag will overflow from the pot containing the slag when desiliconized slag is discharged. Sometimes.

また、フォーミングしてガスが抜けきらないままの排滓後スラグが固化すると、多孔質で密度の小さいスラグとなる。従って、こうしたスラグは、これを路盤材などの陸域用途に活用するという観点で見ると、スラグの強度が劣るため、用途が制限されることがあった。   In addition, when the slag solidified after forming and the gas is not completely removed, the slag becomes porous and has a low density. Therefore, from the viewpoint of utilizing this slag for land use such as roadbed materials, the use of the slag is limited because the strength of the slag is inferior.

そこで、本発明の目的は、溶銑等の精錬処理時に生成する精錬スラグを各種用途、例えば、陸域用途に使用するのに適したものにするためにも有効な転炉型容器による溶鉄の精錬方法を提案することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to refine molten iron using a converter type vessel that is also effective for making the smelting slag generated during the refining treatment of hot metal or the like suitable for various uses, for example, land use. To propose a method.

従来技術が抱えている上述した課題を解決する技術の開発を目指して鋭意研究した結果、発明者らは、転炉型精錬炉を用いて代表的には溶銑の精錬を行なう方法において、炉内で生成するスラグの密度を適切な値以上にすることにより、吹錬後における排出するスラグの密度を高く保つことができるようにし、このことによって該スラグを路盤材などの陸域用途に使用するのに適したものにすることを見いだした。   As a result of diligent research aiming at the development of a technology that solves the above-described problems of the prior art, the inventors have found that in a method of refining hot metal typically using a converter-type refining furnace, By making the density of the slag produced in the above or more appropriate value, the density of the slag discharged after blowing can be kept high, and by using this, the slag is used for land applications such as roadbed materials I found it to be suitable for.

即ち、上掲の目的を実現するために開発した本発明に係る転炉型容器による溶鉄の精錬方法は、溶鉄の精錬処理を転炉型精錬炉を用いて行なう際に、脱珪処理中における該転炉型精錬炉中で発生するCOガスの発生速度を変化させることで該精錬炉内の脱珪処理後スラグの密度を調整し、精錬処理終了外排出スラグの密度が0.3g/cm 以上になるようにすることを特徴とする転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法である。 That is, the method for refining molten iron using the converter type vessel according to the present invention developed to achieve the above-mentioned object is performed during the desiliconization process when the molten iron refining process is performed using the converter type refining furnace. the density of the desiliconization processed slag said transfer furnace type smelting furnace wherein refining furnace by changing the generation rate of CO gas generated in adjusting the density of the outside of the furnace discharge the slag after refining process completion 0 A method for refining molten iron with a converter-type refining furnace, characterized in that the amount is 3 g / cm 3 or more .

本発明の前記の構成に係る転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法においては、
(1)前記転炉型精錬炉中で発生するCOガス発生速度は、脱珪処理中に炉内のスラグ高さを測定もしくは推定し、得られたスラグ高さに応じて上吹きランスからの気体酸素源の供給量、上吹きランスのランス高さ、底吹き羽口からの攪拌用ガス供給量のうちのいずれか少なくとも1種を変化させること、
)前記溶鉄の精錬処理が、高炉から出銑した溶銑を転炉型精錬炉内に装入して前記脱珪処理を行ない、次いで、溶銑および脱珪処理後のスラグの一部をそのまま該精錬炉内に残留させる中間排滓の処理を行ない、引き続き、該精錬炉内に残留させた脱珪処理後の溶銑およびスラグに対して石灰系媒溶材を添加すると共に酸素を吹精することによって溶銑の脱燐処理を行ない、該精錬炉内に脱燐処理後スラグの一部または全量を残留させ、その後、脱燐処理後スラグの一部または全量が収容されたその精錬炉内に少なくとも未処理の溶銑を装入して次チャージの脱珪処理を行なうこと、
より好ましい解決手段となり得るものと考えられる。
In the method for refining molten iron by the converter type refining furnace according to the above configuration of the present invention,
(1) The CO gas generation rate generated in the converter-type refining furnace is determined by measuring or estimating the slag height in the furnace during the desiliconization process, and from the top blowing lance according to the obtained slag height. Changing at least one of the supply amount of the gaseous oxygen source, the lance height of the top blowing lance, and the stirring gas supply amount from the bottom blowing tuyere,
(2) refining process of the molten iron, the molten iron was tapped from the blast furnace and charged into a converter type smelting furnace performs the desiliconization treatment and then, as it is part of the slag after hot metal and desiliconization treatment The intermediate waste that remains in the smelting furnace is treated, and subsequently, the lime-based medium is added to the hot metal and slag after the desiliconization process that remains in the smelting furnace, and oxygen is blown away. After the dephosphorization treatment, a part or all of the slag is left in the smelting furnace, and after the dephosphorization process, at least in the smelting furnace containing a part or all of the slag. The uncharged hot metal is charged and the next charge is desiliconized.
It can be considered as a more preferable solution.

上記の構成に係る本発明によれば、転炉等の精錬炉内で生成する精錬スラグを路盤材等の陸域用途用スラグとして好適な密度のスラグを得ることができると共に、これを溶鉄の精錬を阻害することなく確実に製造することができるようになる。特に、本発明では、路盤材などの利材スラグ脱珪処理後の中間排滓する脱珪スラグを用いるときに有効な技術を提供できる。   According to the present invention related to the above-described configuration, it is possible to obtain a slag having a suitable density as a slag for land use such as a roadbed material from a refining slag generated in a refining furnace such as a converter, It will be possible to manufacture reliably without hindering refining. In particular, the present invention can provide a technique that is effective when using desiliconized slag that is subjected to intermediate waste after desiliconization processing of slag such as roadbed material.

上底吹き可能な転炉型精錬炉の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of the converter-type refining furnace which can blow an upper bottom. 転炉型精錬炉の処理工程の説明図である。It is explanatory drawing of the process of a converter type refining furnace.

本発明は、転炉型精錬炉(以下、主として「転炉」の例で述べる)を用いて溶鉄の精錬を行なう方法である。この方法の実施には、例えば、図1に示すような上・下底吹き可能な転炉1を用いることが好ましい。転炉1の場合、上吹き精錬は、昇降可能な上吹きランス2の先端から炉内の溶銑5に向けて酸素ガス8を吹き付けることによって行なう。ここで、酸素ガス8としては工業用純酸素が用いられる。また、底吹き精錬は、この転炉1の底部に設けられた底吹き羽口3を使って行なう。底吹きガス9としては、酸素ガスを含むガス、あるいはArガスや窒素ガスなどの不活性ガスを用いることが一般的であるが、その他、底吹きガスを溶銑中に吹き込むことにより溶銑5の攪拌を強化して冷鉄源の溶解を促進する機能を有するガス、あるいは搬送用ガスと共に溶銑中に媒溶材を吹き込む機能を有するようなガスであってもよい。なお、図中の符号4は、精錬後の溶銑5を出湯するための出湯口である。   The present invention is a method for refining molten iron using a converter-type refining furnace (hereinafter mainly described in the example of “converter”). For the implementation of this method, it is preferable to use, for example, a converter 1 capable of blowing the upper and lower bottoms as shown in FIG. In the case of the converter 1, the top blowing refining is performed by blowing oxygen gas 8 from the tip of the top blowing lance 2 that can be moved up and down toward the hot metal 5 in the furnace. Here, industrial oxygen is used as the oxygen gas 8. Further, bottom blowing refining is performed using a bottom blowing tuyere 3 provided at the bottom of the converter 1. As the bottom blowing gas 9, it is common to use a gas containing oxygen gas or an inert gas such as Ar gas or nitrogen gas. In addition, the bottom 5 gas is stirred into the hot metal 5 by blowing the bottom blowing gas into the hot metal. It may be a gas having a function of strengthening the iron and promoting the melting of the cold iron source, or a gas having a function of blowing a solvent in the molten iron together with the carrier gas. In addition, the code | symbol 4 in a figure is the tap for discharging hot metal 5 after refining.

転炉の精錬においては、炉内に収容されている溶銑対しまず酸素源を供給するが、その結果、溶銑中のSiやMn、P、TiなどのC以外の成分は酸化されて酸化物となり、また、副原料として添加された生石灰や焼成ドロマイト、鉄鉱石、ミルスケール、マンガン鉱石、コークス、合金鉄(Fe−Mn、Fe−Siなど)などの反応生成物とともに溶銑浴面上にスラグ層を形成する。   In refining a converter, an oxygen source is first supplied to the hot metal contained in the furnace. As a result, components other than C such as Si, Mn, P, and Ti in the hot metal are oxidized into oxides. Also, slag layer on hot metal bath surface with reaction products such as quick lime and calcined dolomite, iron ore, mill scale, manganese ore, coke and alloy iron (Fe-Mn, Fe-Si etc.) added as an auxiliary material Form.

本発明において特徴的なことは、前記転炉内で生成する精錬スラグの密度を調整することにある。その理由は、前述したように、このスラグを路盤材等として利材化するためである。それには、スラグ収容鍋に排出されるスラグを高密度のものにする必要がある。発明者らが行なった予備実験では、吹錬中の転炉内のスラグの密度が大きいほど、スラグ収容鍋に排出されるスラグの密度もまた大きくなることが判明している。なお、スラグの密度はスラグの重量を体積で除して求められる。   What is characteristic in the present invention is that the density of the refining slag generated in the converter is adjusted. The reason is that, as described above, this slag is used as a road base material. For that purpose, it is necessary to make the slag discharged | emitted by a slag accommodation pan into a high density thing. In preliminary experiments conducted by the inventors, it has been found that the greater the density of slag in the converter during blowing, the greater the density of slag discharged into the slag containing pan. The slag density is obtained by dividing the slag weight by the volume.

吹錬中の転炉内のスラグ密度は、下記のようにして求めることができる。ここで、スラグの重量は、当該吹錬の前および吹錬中に転炉内に装入された副原料と、吹錬中に溶銑中の成分が酸化されて生じた酸化物などとを合計して求めることができる。一方、スラグの体積は、吹錬中のスラグの高さを測定することによって求めることができる。それは、スラグは溶鉄上に存在するので、吹錬の際の溶鉄の高さが分かれば、転炉内の壁面形状を考慮して、スラグの高さから求めることができる。   The slag density in the converter during blowing can be determined as follows. Here, the weight of the slag is the sum of the auxiliary materials charged into the converter before and during the blowing and the oxides produced by oxidizing the components in the hot metal during the blowing. Can be obtained. On the other hand, the volume of slag can be obtained by measuring the height of slag during blowing. Since slag exists on the molten iron, if the height of the molten iron at the time of blowing is known, it can be obtained from the height of the slag in consideration of the wall shape in the converter.

なお、このスラグの高さは、精錬処理中にスラグ内に流入するガス流量にも依存する。スラグ内に流入するガスとしては、底吹き羽口からの攪拌用ガスと、炉内に供給された気体酸素源および固体酸素源と溶銑中の炭素が反応して発生するCOガスとがあるが、通常の転炉精錬では後者に比べて前者は少量なので、スラグ高さに及ぼす影響はむしろ炉内のCOガス発生速度の方が支配的である。   The height of the slag also depends on the gas flow rate flowing into the slag during the refining process. The gas flowing into the slag includes a stirring gas from the bottom blowing tuyere and a gaseous oxygen source and a solid oxygen source supplied into the furnace and a CO gas generated by the reaction of carbon in the molten iron. In ordinary converter refining, since the former is small compared to the latter, the influence on the slag height is rather governed by the CO gas generation rate in the furnace.

一般に、炉内のガスがスラグ中に流入することで、スラグの膨張が起るが、これをスラグフォーミング現象と呼んでいる。したがって、COガスの発生速度を変化させることで、スラグフォーミングの度合いも変化させることができ、ひいてはCOガスの発生速度を制御することによってスラグの高さの調整が可能になる。このようにして、炉内スラグの密度調整ができる。   In general, the slag expands when the gas in the furnace flows into the slag, which is called a slag forming phenomenon. Therefore, the degree of slag forming can be changed by changing the CO gas generation rate, and by extension, the slag height can be adjusted by controlling the CO gas generation rate. In this way, the density of the furnace slag can be adjusted.

なお、吹錬中の炉内スラグの高さは、サブランスを用いた直接測定や、マイクロ波法などの非接触測定などの既知の方法を利用することができる。   In addition, the height of the in-furnace slag during blowing can use a known method such as a direct measurement using a sub lance or a non-contact measurement such as a microwave method.

前述したように、炉内で生成する精錬スラグの密度調整は、前述したように、COガス発生速度を制御(変化)することによって可能になるが、そのCOガス発生速度は、上吹きランスからの気体酸素源の供給流量、上吹きランスのランス高さ、底吹き羽口からの攪拌用ガスの供給流量のうちのいずれか1以上を変えることにより調整できるが、このCOガス発生速度の調整を通じてスラグの密度を所望の値となるように調整する。ここで、上吹きランスのランス高さとは、上吹きランスの下端から静止状態の溶銑浴面までの距離である。   As described above, the density adjustment of the refining slag generated in the furnace can be performed by controlling (changing) the CO gas generation rate as described above. However, the CO gas generation rate can be controlled from the top blowing lance. The CO gas generation rate can be adjusted by changing one or more of the supply flow rate of the gaseous oxygen source, the lance height of the top blowing lance, and the supply flow rate of the stirring gas from the bottom blowing tuyere. And adjusting the density of the slag to a desired value. Here, the lance height of the upper blowing lance is the distance from the lower end of the upper blowing lance to the hot metal bath surface in a stationary state.

発明者らが転炉によって予備実験したところによると、上吹きランスからの送酸速度を高めたり、上吹きランスからのランス高さを高くするとCOガスの発生速度が増大し、一方、底吹き羽口からの攪拌用ガス流量を増加することでCOガスの発生速度は減少することがわかった。いずれの操作も、炉内に供給された酸素源が溶銑中の炭素と反応する割合を変化させることで、COガスの発生速度を変化させる方法である。   According to a preliminary experiment by the inventors using a converter, increasing the acid feed rate from the top blowing lance or increasing the lance height from the top blowing lance increases the CO gas generation rate, while bottom blowing. It was found that the CO gas generation rate decreased by increasing the stirring gas flow rate from the tuyere. Any of these operations is a method of changing the generation rate of CO gas by changing the rate at which the oxygen source supplied into the furnace reacts with the carbon in the hot metal.

炉内のCOガスの発生速度は、例えば、特開2012−8811号に記載されているような、 煙道に発生する排ガスを採取するためのガス採取プローブを設置し、COガス濃度の分析を行って評価することができる。炉内生成スラグの密度を所望の値にするには、スラグの粘性や表面張力などの物性、溶銑の温度、炉内の容積や形状に依存するため一義的には決まらないが、望ましくはこれらの因子をも考慮して、前記COガス発生速度の制御を通じて行なう。   For the generation rate of CO gas in the furnace, for example, as described in JP 2012-8811 A, a gas sampling probe for collecting the exhaust gas generated in the flue is installed, and the CO gas concentration is analyzed. You can go and evaluate. The density of the slag generated in the furnace is not uniquely determined because it depends on the physical properties such as slag viscosity and surface tension, the temperature of the hot metal, the volume and shape of the furnace, but it is desirable In consideration of these factors, the control is performed through the control of the CO gas generation rate.

なお、炉内のCOガスの発生速度の制御と、それに伴う炉内のスラグの密度の制御は、脱珪処理時に限ることではなく、脱燐処理時においても同じ考え方に基づいて行なうことができる。   The control of the generation rate of CO gas in the furnace and the accompanying control of the density of slag in the furnace are not limited to during the desiliconization process, but can also be performed based on the same concept during the dephosphorization process. .

本発明では、前述のような吹錬制御によって、吹錬終了時点のスラグの密度を0.3g/cm以上にする。このような密度であれば、吹錬終了後にスラグ収容鍋に排出したスラグの密度は、路盤材などの陸域用途に供するために必要な0.25g/cm程度以上の密度を維持することができる。そして、より高い密度のスラグを求める場合、排出したスラグに散水して冷却するなどの処理も行なうことも考えられる。 In the present invention, the density of slag at the end of blowing is set to 0.3 g / cm 3 or more by the above-described blowing control. If it is such a density, the density of the slag discharged to the slag containing pan after the end of blowing will maintain a density of about 0.25 g / cm 3 or more necessary for use in land areas such as roadbed materials. Can do. And when calculating | requiring slag of higher density, it is also considered to perform the process of sprinkling and cooling the discharged slag.

ただし、吹錬終了後にスラグを充分に排滓するためには、炉内である程度のスラグフォーミグを起させる必要がある。そのためには、吹錬終了時点の炉内スラグの密度は1.0g/cm以下にすることが好ましい。炉内スラグの密度がこの値より大きいと、スラグ流動性が低下して排滓が困難となり、スラグが炉内に過剰に残留して次チャージの吹錬に支障を及ぼすようになる。 However, it is necessary to cause a certain amount of slag foaming in the furnace in order to sufficiently discharge slag after the end of blowing. For that purpose, it is preferable that the density of the in-furnace slag at the end of blowing is 1.0 g / cm 3 or less. When the density of the slag in the furnace is larger than this value, the slag fluidity is lowered and it becomes difficult to discharge the slag, and the slag remains excessively in the furnace and hinders the next charge blowing.

以下に、転炉1を用いる溶銑予備処理方法の一例を示す。図示のうちの(A)は溶銑装入、(B)は脱珪処理、(C)は中間排滓、(D)は脱燐処理、(E)は出湯の処理である。   Below, an example of the hot metal preliminary processing method using the converter 1 is shown. In the figure, (A) is hot metal charging, (B) is desiliconization treatment, (C) is intermediate waste treatment, (D) is dephosphorization treatment, and (E) is hot water treatment.

(1)まず、溶銑装入工程(A)について説明する。
この工程(A)では、転炉1内に前回の溶銑の予備処理において生成した脱燐処理終了後のスラグ(以下、単に「脱燐処理後スラグ」という)7を残留させたまま、装入鍋より新溶銑(未処理)11を装入するか、または、その新溶銑11装入前に鉄スクラップなどの冷鉄源12を装入した後に該新溶銑11を入れる。予め装入する冷鉄源12としては、日本鉄源協会の「鉄スクラップ検収統一規格」に規定されている鉄スクラップの他、直接還元鉄、冷銑などの鉄を主成分とするものでもよい。
ここで、次回の精錬に備え、精錬炉1内に残留させておく前回の脱燐処理後スラグ7は、上述したようにしてスラグの密度が調整されたものであるが、一方で後に続く脱珪処理時のスラグ塩基度を調節する目的で使用されるものである。この脱燐処理後スラグの塩基度(mass%CaO/mass%SiO)(以下、単に「塩基度」という)は1.2以上、好ましくは1.4以上とする。その理由は、この前回の脱燐処理終了時の脱燐処理後スラグ7の塩基度が1.2未満では、このスラグを残留させても脱珪処理における塩基度調節には不十分であり、多量の石灰系媒溶材を添加することが必要になるからである。なお、前記脱燐処理後スラグの塩基度の上限については特に限定しないが、通常の溶銑脱燐処理でのスラグ塩基度は3.0程度以下であるので、これ以上に塩基度を高める必要はない。
(1) First, the hot metal charging step (A) will be described.
In this step (A), the converter 1 is charged while the slag 7 after the dephosphorization treatment (hereinafter simply referred to as “post-dephosphorization slag”) 7 generated in the previous hot metal preliminary treatment remains in the converter 1. New hot metal (untreated) 11 is charged from the pan, or the new hot metal 11 is charged after the cold iron source 12 such as iron scrap is charged before the new hot metal 11 is charged. As the cold iron source 12 to be charged in advance, iron scrap such as direct reduced iron or cold iron may be used as a main component in addition to iron scrap stipulated in the “Iron Scrap Inspection Standard” of the Japan Iron Source Association. .
Here, the slag 7 after the previous dephosphorization treatment to be left in the smelting furnace 1 in preparation for the next smelting is the slag density adjusted as described above. It is used for the purpose of adjusting the slag basicity at the time of silicon treatment. The basicity (mass% CaO / mass% SiO 2 ) (hereinafter simply referred to as “basicity”) of the slag after the dephosphorization treatment is 1.2 or more, preferably 1.4 or more. The reason is that if the basicity of the slag 7 after the dephosphorization treatment at the end of the previous dephosphorization treatment is less than 1.2, even if this slag remains, it is insufficient for adjusting the basicity in the desiliconization treatment, This is because it is necessary to add a large amount of lime-based medium. Although there is no particular limitation on the upper limit of the basicity of the slag after the dephosphorization treatment, the basicity of the slag in the normal hot metal dephosphorization treatment is about 3.0 or less, so it is necessary to further increase the basicity. Absent.

炉内に残留させる脱燐処理後スラグ(前回)7は、塩基度の調節を効果的に行なうためには、前回の溶銑の脱燐処理時に生成したスラグ量の30mass%以上が必要であり、60mass%以上の量とすることがより好ましい。本発明では脱燐処理を経て出湯(出銑)した後、炉内に残留させたスラグの全量を新たな溶銑の脱珪処理に活用すれば脱珪処理での塩基度調節がさらに効果的になる。その上、このような方法を継続的に行えば、排出される溶銑予備処理スラグは脱珪処理後スラグのみで均質なものとなり、塩基度の高い脱燐処理後スラグが混入しないため、水和反応によるスラグの膨張やアルカリの溶出といった問題も生じない。従って、スラグの利材化を図る上でも本発明方法は極めて有効である。   The slag after dephosphorization treatment (last time) 7 to be left in the furnace requires 30 mass% or more of the amount of slag generated during the last dephosphorization treatment of hot metal in order to effectively adjust the basicity. More preferably, the amount is 60 mass% or more. In the present invention, if the total amount of slag remaining in the furnace after dephosphorization is used for desiliconization of new hot metal, the basicity adjustment in the desiliconization is more effective. Become. In addition, if such a method is continuously performed, the hot metal pretreatment slag discharged becomes homogeneous only with the slag after desiliconization treatment, and slag is not mixed after the dephosphorization treatment with high basicity. There is no problem of expansion of slag or elution of alkali due to the reaction. Therefore, the method of the present invention is extremely effective for increasing the use of slag.

なお、前記脱燐処理後スラグ7は、比較的高塩基度で、低温(1350℃程度以下)であることから流動性も小さい。そのため、この脱燐処理後スラグ上に冷鉄源を装入しても、冷鉄源がスラグに捕まって溶解が遅れるようなことはなく、いわゆる脱炭スラグを炉内に残留させておくときのように多量の冷却材を添加して固化させるような、熱収支上および物質収支上、非効率的な操作はなくなる。また、この脱燐処理後スラグ7は、上記の特性から密度が小さく(≦3.0g/cm)固相に富んで流動性が低いことから、組織内に大量の微細な金属鉄を含有しており、このスラグを粉砕後磁選処理した後でも、10mass%程度以上の金属鉄を含んでいる。従来、このスラグを系外に排出していたが、本発明によれば、この脱燐処理後スラグを次チャージに持ち越すことができるので、この脱燐処理後スラグ中の金属鉄の大部分を溶銑中に回収して、鉄ロスを削減する効果もある。 The slag 7 after the dephosphorization treatment has a relatively high basicity and a low temperature (about 1350 ° C. or less), and therefore has low fluidity. Therefore, even if a cold iron source is charged on the slag after the dephosphorization treatment, the cold iron source is not caught in the slag and the dissolution is not delayed, so that the so-called decarburized slag remains in the furnace. Thus, inefficient operation in terms of heat balance and mass balance, such as adding a large amount of coolant and solidifying, is eliminated. In addition, the slag 7 after the dephosphorization treatment has a small density (≦ 3.0 g / cm 3 ) due to the above characteristics, and is rich in solid phase and low in fluidity, so that a large amount of fine metallic iron is contained in the tissue. Even after the slag is pulverized and magnetically separated, it contains about 10 mass% or more of metallic iron. Conventionally, this slag was discharged out of the system, but according to the present invention, after this dephosphorization treatment, the slag can be carried over to the next charge, so most of the metallic iron in the slag after this dephosphorization treatment can be carried out. There is also an effect of reducing iron loss by collecting it in the hot metal.

なお、脱珪処理終了時のスラグ10(以下、「脱珪処理後スラグ」という)については、流動性が比較的高いため、該スラグ中の金属鉄分が粗大化しやすい。従って、このようなスラグは、スラグの粉砕および磁選処理後に回収されずにスラグ中に残留するような金属鉄分は少ない。それ故、本発明方法では、溶銑予備処理全体を通じてスラグ中への鉄ロスを削減できる。   In addition, since the fluidity | liquidity is comparatively high about the slag 10 at the time of completion | finish of a desiliconization process (henceforth "the slag after a desiliconization process"), the metal iron content in this slag is easy to coarsen. Accordingly, such slag has a small amount of metallic iron that remains in the slag without being recovered after the slag crushing and magnetic separation processes. Therefore, in the method of the present invention, iron loss into the slag can be reduced throughout the hot metal pretreatment.

(2)次に、図2(B)に示す脱珪処理工程(B)について説明する。
この工程(B)は、転炉1を直立させ、上吹きランス2を介して炉内の溶銑5に酸素ガス8を供給して、脱珪を行なう処理である。この脱珪処理においては、ホッパー13に収容された珪素源15およびホッパー14に収容された石灰系媒溶材16を、シュートを介して転炉1内に装入する他、熱源となる炭材や珪素源あるいは酸素源となる酸化鉄なども同様に装入する。脱珪処理のための酸素源としては、多量の冷鉄源12を溶解する観点からは、吸熱量の大きい酸化鉄を用いずに酸素ガス8のみを用いることが好ましい。
(2) Next, the desiliconization process (B) shown in FIG. 2 (B) will be described.
This step (B) is a process of desiliconization by raising the converter 1 and supplying the oxygen gas 8 to the hot metal 5 in the furnace via the top blowing lance 2. In this desiliconization treatment, the silicon source 15 accommodated in the hopper 13 and the lime-based medium 16 accommodated in the hopper 14 are charged into the converter 1 via a chute, and the carbon material or the heat source Similarly, iron oxide or the like serving as a silicon source or an oxygen source is charged. As an oxygen source for the desiliconization treatment, it is preferable to use only oxygen gas 8 without using iron oxide having a large endotherm from the viewpoint of dissolving a large amount of cold iron source 12.

この脱珪処理において、溶銑5中に含まれる珪素あるいは珪素源15および冷鉄源12に含有していて溶解により溶銑中に移行する珪素は、酸素源と反応(Si+O→SiO)して脱珪されるため、その後の脱燐処理における反応効率を高めるのに役立つ。この脱珪処理反応時に酸化熱が発生し、この酸化熱で溶銑温度が上昇して溶銑中の冷鉄源12の溶解が促進される。 In this silicon removal treatment, silicon contained in the molten iron 5 or silicon contained in the silicon source 15 and the cold iron source 12 and transferred to the molten iron by dissolution reacts with the oxygen source (Si + O 2 → SiO 2 ). Desiliconization helps increase the reaction efficiency in the subsequent dephosphorization treatment. Oxidation heat is generated during the desiliconization reaction, and the hot metal temperature is raised by the oxidation heat, and the dissolution of the cold iron source 12 in the hot metal is promoted.

この脱珪処理段階でのスラグの組成は、炉内に予め残留させた前回の脱燐処理後スラグ7の量およびその組成の推定値と、上記反応により生成する二酸化珪素の生成量とを考慮して決定される。まず、脱珪処理中のスラグの塩基度は、0.8以上1.5以下に調整する。その理由は、脱珪処理中のスラグ塩基度が0.8よりも小さいと、溶銑Si濃度によっては、脱燐処理後スラグ7の脱燐能の低下によって復燐する現象が見られるからである。一方、このスラグ塩基度が1.5よりも大きいと、未滓化CaOの増大による固相率が上昇するために、脱燐処理後スラグ7の流動性が悪くなり、このスラグを排滓できない場合が生じる。好ましいスラグ塩基度の上限は1.2程度である。   The composition of the slag at this desiliconization stage takes into consideration the amount of slag 7 after the previous dephosphorization process previously left in the furnace, the estimated value of the composition, and the amount of silicon dioxide produced by the above reaction. To be determined. First, the basicity of the slag during the silicon removal treatment is adjusted to 0.8 or more and 1.5 or less. The reason is that when the slag basicity during the desiliconization treatment is less than 0.8, depending on the molten iron Si concentration, a phenomenon of rephosphorization is observed due to a decrease in the dephosphorization ability of the slag 7 after the dephosphorization treatment. . On the other hand, if the slag basicity is greater than 1.5, the solid phase ratio increases due to the increase of undenitrated CaO, so that the fluidity of the slag 7 is deteriorated after dephosphorization treatment, and this slag cannot be discharged. Cases arise. The upper limit of preferable slag basicity is about 1.2.

そして、脱珪処理終了時のスラグの塩基度については、0.5以上1.5以下になるように調節する。この段階でのスラグ(脱珪処理後スラグ)の塩基度が0.5未満では、炉内に残留させた前回の脱燐処理後スラグ7から復燐して溶銑中燐濃度の上昇を招き、後工程での脱燐負荷が大きくなって効率的でなくなるからである。従って、脱珪処理終了時の脱珪処理後スラグの塩基度は0.5以上、好ましくは0.8以上とする。また、この段階でのスラグ塩基度が1.5より高くなると、スラグの流動性が低下するため、次の中間排滓時の排滓量が少なくなったり排滓量の制御が難しかったりする問題があり、石灰系媒溶材を削減するうえでも効率的でないため、脱珪処理終了時のスラグ塩基度は1.5以下、好ましくは1.2以下とする。なお、塩基度の調節には、生石灰や石灰石、ドロマイトなどの石灰系媒溶材の他、脱炭スラグや脱燐スラグ、取鍋スラグなどから選ばれる製鋼スラグを媒溶材として用いることができる。   Then, the basicity of the slag at the end of the desiliconization process is adjusted to be 0.5 or more and 1.5 or less. If the basicity of the slag at this stage (the slag after desiliconization treatment) is less than 0.5, the phosphorus concentration in the hot metal is increased by recovering phosphorus from the slag 7 after the previous dephosphorization treatment left in the furnace, This is because the dephosphorization load in the subsequent process becomes large and becomes inefficient. Therefore, the basicity of the slag after the desiliconization treatment at the end of the desiliconization treatment is 0.5 or more, preferably 0.8 or more. Also, if the slag basicity at this stage is higher than 1.5, the fluidity of the slag will be reduced, so the amount of waste during the next intermediate waste will be reduced or the amount of waste will be difficult to control. Therefore, the slag basicity at the end of the desiliconization treatment is 1.5 or less, preferably 1.2 or less. In addition, in order to adjust the basicity, steelmaking slag selected from decarburized slag, dephosphorized slag, ladle slag, and the like can be used as a medium material in addition to lime-based medium materials such as quick lime, limestone, and dolomite.

上述したように、この脱珪処理を終了したときの脱珪スラグの密度は、前述したCOガス発生速度を制御することにより、0.3〜1.0g/cm程度に調整されるので、後述する中間排滓の後、その排滓スラグを利材化用スラグとして好ましい材料である。 As described above, the density of the desiliconized slag when the desiliconization process is finished is adjusted to about 0.3 to 1.0 g / cm 3 by controlling the CO gas generation rate described above. After the intermediate waste to be described later, the waste slag is a preferable material as a slag for materialization.

次に、この脱珪処理終了時の溶銑温度は、1240℃以上1400℃以下、好ましくは1260℃以上1350℃以下に調節する。その理由は1400℃よりも高温になると、炉内に残留させた脱燐スラグから復燐を起こして溶銑中燐濃度の上昇を招き、後工程での脱燐負荷が大きくなって効率的でないだけでなく、内張りのマグネシアカーボンレンガの損耗を防止するためにスラグ中のマグネシア濃度を上昇させることも必要となってコスト高となるからである。一方、この溶銑温度が1240℃未満では、スラグの流動性が低下し、次の中間排滓時の排滓量が少なくなったり、排滓量の制御が困難になったりする問題があることに加え、スクラップの溶解速度が低下するからである。   Next, the hot metal temperature at the end of the desiliconization treatment is adjusted to 1240 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower, preferably 1260 ° C. or higher and 1350 ° C. or lower. The reason is that when the temperature is higher than 1400 ° C., dephosphorization is caused from the dephosphorization slag remaining in the furnace, resulting in an increase in the phosphorus concentration in the hot metal, and the dephosphorization load in the subsequent process becomes large, which is not efficient. In addition, it is necessary to increase the concentration of magnesia in the slag in order to prevent the lining magnesia carbon bricks from being worn, which increases costs. On the other hand, when the hot metal temperature is less than 1240 ° C., the fluidity of the slag is lowered, and there is a problem that the amount of waste during the next intermediate waste is reduced or the control of the amount of waste becomes difficult. In addition, the scrap melting rate is reduced.

また、この段階での溶銑温度というのは、次の脱燐工程において、脱燐を効率よく行なうためにも必要である。例えば、脱珪処理終了時の溶銑温度を1350℃以下とすれば、脱燐処理において温度調節のために添加する鉄鉱石などの冷却材を大幅に削減することが期待できる。なお、同一の精錬炉において脱珪処理と脱燐処理を続けて行なう場合、脱燐処理前にもスクラップを装入することは作業時間の点で困難であるという事情もある。また、処理中に炉上から装入できる冷鉄源は、整粒された高価なものであったり、製鉄所内で発生する地金など量的に限られたものであったりするため、定常的に多量に使用することは難しく、また、炉上投入装置を用いる副原料の種類数の制約から、冷鉄源を炉上から装入しないこともある。要するに、従来、脱燐処理工程において利用している冷却材は、鉄鉱石などの酸化鉄に限られていて、スクラップなどの安価な冷鉄源を十分に活用できないのが普通である。   Further, the hot metal temperature at this stage is also necessary for efficient dephosphorization in the next dephosphorization step. For example, if the hot metal temperature at the end of the desiliconization treatment is set to 1350 ° C. or less, it can be expected that the coolant such as iron ore added for temperature adjustment in the dephosphorization treatment is greatly reduced. In the case where the desiliconization process and the dephosphorization process are continuously performed in the same refining furnace, it is difficult to charge the scrap before the dephosphorization process in terms of working time. In addition, the cold iron source that can be charged from the furnace during processing is expensive, sized, or limited in quantity such as bullion generated in the steelworks. In addition, it is difficult to use a large amount of cold iron source due to restrictions on the number of secondary raw materials using the furnace charging device. In short, the coolant conventionally used in the dephosphorization process is limited to iron oxide such as iron ore, and it is normal that an inexpensive cold iron source such as scrap cannot be fully utilized.

一般に、脱珪処理段階の精錬では、スクラップの使用量を増大させることは比較的容易であり、これによって脱珪処理後の溶銑温度を1350℃以下にすることができる。このことにより、脱燐処理段階での酸化鉄の使用量を大幅に削減することができるようになる。その結果、酸化鉄の分解反応による大きな吸熱分を削減でき、その熱量相当分を脱珪処理での冷鉄源溶解に振り分けることができるようになる。なお、脱珪処理後の温度が低下すると、スクラップが溶け残るおそれはあるが、溶け残ったスクラップは溶銑と共に炉内に保持されて、次の脱燐処理段階までに溶解を進行させることが可能である。即ち、冷鉄源については、脱燐処理終了時までに溶解が完了していれば操業上の問題は生じない。   Generally, in the refining in the desiliconization treatment stage, it is relatively easy to increase the amount of scrap used, and thereby the hot metal temperature after the desiliconization treatment can be reduced to 1350 ° C. or less. As a result, the amount of iron oxide used in the dephosphorization process can be greatly reduced. As a result, it is possible to reduce a large endothermic component due to the decomposition reaction of iron oxide, and to distribute the amount corresponding to the amount of heat to melting the cold iron source in the desiliconization process. If the temperature after desiliconization decreases, the scrap may remain undissolved, but the undissolved scrap is held in the furnace together with the hot metal and can be dissolved until the next dephosphorization process. It is. That is, for the cold iron source, there is no operational problem as long as the dissolution is completed by the end of the dephosphorization treatment.

また、上記添加物中には、上記酸化物となる珪素(酸化可能な形態で存在する珪素と酸化物でない珪素がある。この酸化物でない珪素は、珪化鉄や金属珪素、炭化珪素、窒化珪素あるいはその他の珪化物として含有するものを指すが、代表的な添加物としては、フェロシリコンの他、炭化珪素を約60mass%含む粉体をブリケットに成型したもの(以下、炭化珪素ブリケットという)などをあげることができる。   In addition, the additive includes silicon that becomes the oxide (silicon that exists in an oxidizable form and silicon that is not an oxide. Silicon that is not an oxide includes iron silicide, metal silicon, silicon carbide, and silicon nitride. Alternatively, it refers to those contained as other silicides, but typical additives include, in addition to ferrosilicon, powders containing about 60 mass% of silicon carbide formed into briquettes (hereinafter referred to as silicon carbide briquettes), etc. Can give.

添加物中の酸化物でない珪素の分析方法としては、JIS G 1312に記載されたフェロシリコンの分析方法の他、全珪素分析、酸可溶珪素分析、全炭素分析、全酸素分析、全窒素分析、熱mass分析、温度履歴を調整した燃焼法による炭素分析、その他の含有元素の分析、X線回折法による化合物の分析などを組み合わせて推定することができる。   As an analysis method of silicon that is not an oxide in the additive, in addition to the analysis method of ferrosilicon described in JIS G 1312, total silicon analysis, acid-soluble silicon analysis, total carbon analysis, total oxygen analysis, total nitrogen analysis It can be estimated by combining a thermal mass analysis, a carbon analysis by a combustion method with an adjusted temperature history, an analysis of other contained elements, a compound analysis by an X-ray diffraction method, and the like.

添加する珪素源としては、フェロシリコンの使用が代表的であるが、安価な炭化珪素を主成分とする炭化珪素ブリケットや炭化珪素を主成分とする廃棄耐火物などを使用することもできる。なお、熱源としてこの珪素源のみを頼る必要はなく、生産性が低下しない範囲で炭材などの他の熱源を併用してもよい。その炭材は、脱珪処理終了時の溶銑中炭素濃度が3.3mass%以上となるように、脱炭量等を予測して添加することが望ましい。それは3.3mass%未満では、その後に続く脱燐および脱炭の工程において熱源が不足すると共に、スクラップ等の冷鉄源表面での浸炭速度が低下し、溶解速度の低下を招くからである。   As the silicon source to be added, ferrosilicon is typically used, but inexpensive silicon carbide briquettes mainly composed of silicon carbide, waste refractories mainly composed of silicon carbide, and the like can also be used. In addition, it is not necessary to rely only on this silicon source as a heat source, and other heat sources such as carbon materials may be used in combination as long as productivity does not decrease. It is desirable to add the carbonaceous material by predicting the amount of decarburization so that the carbon concentration in the hot metal at the end of the desiliconization treatment is 3.3 mass% or more. This is because if it is less than 3.3 mass%, the heat source is insufficient in the subsequent dephosphorization and decarburization processes, and the carburization rate on the surface of the cold iron source such as scrap is reduced, resulting in a decrease in the dissolution rate.

その他、添加物として炭素源があるが、この炭素源としては、コークスあるいは土状黒鉛などの炭材の他、前述の炭化珪素などが用いられる。また、媒溶材としては、生石灰や軽焼ドロマイト、マグネシアクリンカなどの副原料が用いられる。その他、脱燐スラグ、脱炭スラグ、取鍋スラグなどのスラグも酸化カルシウム源あるいは酸化マグネシウム源として用いられる。されに、安価な副原料の例として、カルシウムあるいはマグネシウムの炭酸化物や水酸化物などを使用できるが、これらは吸熱量が大きいため大量に使用する場合は他の媒溶材と区別することが望ましい。   In addition, there is a carbon source as an additive. As this carbon source, the above-mentioned silicon carbide is used in addition to a carbon material such as coke or earthy graphite. In addition, auxiliary materials such as quick lime, light-burned dolomite, and magnesia clinker are used as the solvent material. In addition, slag such as dephosphorization slag, decarburization slag and ladle slag is also used as a source of calcium oxide or magnesium oxide. In addition, as an example of an inexpensive auxiliary material, calcium or magnesium carbonate or hydroxide can be used. However, since these have a large endotherm, it is desirable to distinguish them from other solvent materials. .

脱珪処理後スラグ10の排滓性を高めるためには、転炉1内での精錬スラグ6に適度なフォーミングを起こさせることが有効である。従って、次の排滓工程において安定した排滓率を得るためには、溶銑中および添加した珪素源中の珪素を酸化するのに必要な化学量論以上の酸素を供給することが好ましい。脱珪処理中に溶銑に供給する酸素の原単位は、化学量論的に脱珪に必要な量に2Nm/t以上、望ましくは4Nm/t以上を加えた量とすることが好ましい。脱珪処理終了時における溶銑中珪素濃度は0.2mass%以下、好ましくは0.1mass%以下、より好ましくは0.05mass%以下とする。このことによって、脱珪処理後に排滓する際にもフォーミング状態を維持して排滓性を良好に保つことができると共に、スラグから溶銑への復燐を抑制することができるようになる。 In order to improve the exhaustability of the slag 10 after the silicon removal treatment, it is effective to cause the refining slag 6 in the converter 1 to be appropriately formed. Therefore, in order to obtain a stable rejection rate in the next exhausting step, it is preferable to supply oxygen in a stoichiometric amount or more necessary for oxidizing the silicon in the hot metal and the added silicon source. Intensity of oxygen supplied to molten iron during desiliconization treatment, the amount stoichiometrically required for desiliconization to 2 Nm 3 / t or more, preferably it is preferable that the amount added over 4 Nm 3 / t. The silicon concentration in the hot metal at the end of the desiliconization treatment is 0.2 mass% or less, preferably 0.1 mass% or less, more preferably 0.05 mass% or less. This makes it possible to maintain the forming state even when exhausting after the silicon removal treatment, to maintain good exhaustability, and to suppress dephosphorization from the slag to the molten iron.

発明者らの研究では、脱珪処理のための酸素吹精は、上吹き送酸速度が1〜2Nm/min・t、底吹きガスの吹き込み速度は0.02〜0.2Nm/min・t程度のときに、前記の効果が得られることを確認している。この酸素吹精に当たっては、また、前述したスラグ密度を調整するために、上吹きランス高さの調整や底吹き攪拌用ガス供給量との関係の下で、上記の送酸速度、吹き込み速度の範囲内で調整することが必要である。 According to the inventors' research, oxygen blowing for desiliconization treatment has a top blowing acid rate of 1 to 2 Nm 3 / min · t and a bottom blowing gas blowing rate of 0.02 to 0.2 Nm 3 / min. -It has been confirmed that the above-mentioned effect can be obtained at about t. In this oxygen blowing, in order to adjust the slag density described above, the above-mentioned acid feeding rate and blowing rate are adjusted in relation to the adjustment of the top blowing lance height and the amount of the bottom blowing stirring gas supply. It is necessary to adjust within the range.

珪素濃度の制御は、前述したスラグ塩基度の制御および溶銑温度の制御と組み合わせることによって行なう。このような制御によって、前回の処理における脱燐処理後スラグを全量炉内に残したまま溶銑の脱珪処理を行なっても、復燐を招くことなく脱燐処理後スラグ中の石灰分を有効に活用することができる。本発明では、このような珪素濃度の制御やスラグ塩基度、溶銑温度の制御に併せ、生成するスラグ密度調整を組合わせると共に、前回処理時における脱燐処理後スラグを炉内に残留させることによってスラグ中の燐酸濃度を高め、このことによってスラグのフォーミングを促進させる。特に、このスラグ中の燐酸はスラグの表面張力を低下させる効果があり、溶銑との反応や微細気泡の分散を促進することから、(T.Fe)が10mass%程度といった比較的低い酸化鉄濃度においても、適当なスラグフォーミングを維持して利材化に有効なスラグとの排滓を行なう。   The control of the silicon concentration is performed in combination with the control of the slag basicity and the control of the hot metal temperature described above. By such control, the lime content in the slag after dephosphorization is effective without dephosphorization even if the desiliconization of hot metal is performed while leaving the entire amount of slag after dephosphorization in the previous treatment in the furnace. It can be used for. In the present invention, in addition to the control of the silicon concentration, the slag basicity, and the control of the hot metal temperature, the slag density adjustment to be generated is combined and the slag after the dephosphorization treatment in the previous treatment is left in the furnace. The phosphoric acid concentration in the slag is increased, which promotes slag forming. In particular, phosphoric acid in the slag has an effect of lowering the surface tension of the slag, and promotes the reaction with the hot metal and the dispersion of fine bubbles. Therefore, a relatively low iron oxide concentration such that (T.Fe) is about 10 mass%. In this case, appropriate slag forming is maintained and the slag is effectively removed from the slag.

(3)次に、図2(C)に示す中間排滓工程(C)について説明する。
本発明に係る溶銑の予備処理方法では、上述した脱珪処理工程の後に排滓工程を設けることにより、前記脱珪処理時に発生した大量の、利材化用途材として優れた高密度で低塩基度の脱珪処理後スラグを、該転炉1から排出するための中間排滓の処理を行なう。また、この脱珪処理後スラグ10を排滓することは、次工程である脱燐処理において、適切なスラグ塩基度に調節するための石灰系媒溶材の使用量を低減するためにも有効である。また、前回の溶銑予備処理時に生成した脱燐処理後スラグを大量に炉内に残留させたまま新たな溶銑の脱珪処理を行なう本発明に係る溶銑の予備処理方法の場合、スラグから溶銑への復燐を防止するように脱珪処理するため、脱珪スラグ中の燐酸濃度が従来よりも高くなる。従って、脱珪スラグを大量に残留させた場合、次の脱燐処理工程における炉内スラグ中の燐酸量が過大になって脱燐効果が低下することから、これを防止する上でも重要である。
(3) Next, the intermediate waste process (C) shown in FIG.
In the hot metal pretreatment method according to the present invention, a high-density, low-base, which is excellent as a material-use application material, is produced at the time of the desiliconization process by providing an exhaust process after the desiliconization process described above. After the desiliconization process, the intermediate slag is discharged to discharge the slag from the converter 1. In addition, the removal of the slag 10 after the desiliconization treatment is also effective for reducing the amount of lime-based solvent used for adjusting to the appropriate slag basicity in the dephosphorization treatment that is the next step. is there. In addition, in the case of the hot metal pretreatment method according to the present invention in which desiliconization of new hot metal is performed while a large amount of slag after dephosphorization generated in the previous hot metal pretreatment remains in the furnace, the slag is changed to hot metal. Therefore, the concentration of phosphoric acid in the desiliconized slag becomes higher than in the prior art. Therefore, if a large amount of desiliconized slag remains, the amount of phosphoric acid in the furnace slag in the next dephosphorization process will be excessive and the dephosphorization effect will be reduced, which is important in preventing this. .

前述の溶銑予備処理方法においては、前記した工程(A)〜(C)の処理を繰返し連続して実施する場合において、脱珪処理後スラグの排出が不十分だと燐酸の炉内への蓄積が進むことから注意を要する。それは、脱燐処理段階において炉内スラグ中の燐酸量が多くなりすぎると、スラグ中の燐酸濃度の上昇により脱燐反応効率が低下して処理後の溶銑中燐濃度が上昇したり、脱燐反応のために必要な石灰系媒溶材の使用量が増大したりするからである。   In the hot metal pretreatment method described above, in the case where the processes of steps (A) to (C) described above are repeatedly performed continuously, phosphoric acid is accumulated in the furnace if the slag is insufficiently discharged after the desiliconization process. It is necessary to be careful as it advances. If the amount of phosphoric acid in the furnace slag increases too much in the dephosphorization stage, the dephosphorization reaction efficiency decreases due to an increase in the phosphoric acid concentration in the slag, and the phosphorus concentration in the hot metal after the treatment increases, This is because the amount of lime-based medium necessary for the reaction increases.

そこで、本発明では、脱珪処理後スラグの排滓率(%)=(排出スラグmass%)×100/(脱珪処理終了時炉内スラグmass%))は、少なくとも40%以上、望ましくは60%以上とする。その理由は、該排滓率が40%未満では、前記のように次工程の脱燐処理における石灰系媒溶材の使用量が増大するからであり、また、これによってスラグ量が増大するとスラグフォーミングを抑制することができなくなり、脱燐処理時に炉口からのスラグ噴出が発生し、スラグ噴出による操業障害を招くためである。なお、スラグのフォーミングが沈静化してしまった場合、スラグの排滓率の低下を招くため、脱珪処理終了から排滓のための炉体傾動開始までの時間は4分以内で行なうことが好ましい。   Therefore, in the present invention, the removal rate of slag after desiliconization treatment (%) = (discharge slag mass%) × 100 / (in-furnace slag mass% at the end of desiliconization treatment)) is preferably at least 40%, preferably 60% or more. The reason is that when the rejection rate is less than 40%, the amount of the lime-based solvent used in the dephosphorization process in the next step increases as described above, and when the amount of slag increases, slag forming occurs. This is because slag jetting from the furnace port occurs during the dephosphorization process, resulting in an operational failure due to slag jetting. When the slag forming has subsided, the slag removal rate is reduced, and therefore it is preferable that the time from the end of the desiliconization process to the start of the tilting of the furnace body for the removal is preferably within 4 minutes. .

この排滓工程の段階において求められる脱珪処理後スラグの塩基度は、0.5未満ではスラグの粘性が高くなり、良好な排滓率を確保することができない。一方、この脱珪処理後スラグの塩基度が1.5を超えると、固相スラグが生じてスラグの流動性が低下し、排滓率が低下する。従って、スラグの排滓性および排滓率を確保するという観点からは、スラグの塩基度を0.5〜1.5程度にすれば十分であるが、脱珪処理工程におけるスラグからの復燐防止や石灰系媒溶材の使用量の削減やスラグ密度制御という観点も考慮した上で、このスラグの塩基度は0.8〜1.2の範囲に調整することが好ましい。   If the basicity of the slag after desiliconization treatment required in the stage of the evacuation process is less than 0.5, the slag viscosity becomes high, and a good evacuation rate cannot be ensured. On the other hand, if the basicity of the slag after the desiliconization process exceeds 1.5, solid phase slag is generated, the fluidity of the slag is lowered, and the rejection rate is lowered. Therefore, from the viewpoint of securing the slag evacuation property and evacuation rate, it is sufficient to set the basicity of the slag to about 0.5 to 1.5, but the recovery from the slag in the desiliconization process is sufficient. The basicity of the slag is preferably adjusted to a range of 0.8 to 1.2 in consideration of prevention, reduction of the amount of lime-based medium and slag density control.

また、前記スラグフォーミングは、上述したスラグの密度制御の上で必要な現象であるが、中間排滓工程おける該スラグ中の(T.Fe)、即ち、酸化鉄と溶銑、もしくはスラグ中に懸濁する炭素を含有する粒鉄などとの反応により生成する微細なCO気泡によっても進行することから、上述した酸素吹精に併せてT・Feの調整もまた影響を与える。こうした反応を導くための適正な(T.Fe)濃度範囲を検証したところ、(T.Fe)<5mass%の場合、必要な密度調整のためのスラグフォーミングが不十分であった。そのため、転炉傾動によりスラグ排出する際の駆動力が小さくなって、排出も不十分であった。一方、(T.Fe)>25mass%の場合、流滓中のCO気泡発生が急激に進行し、突沸現象が確認されたため、スラグ排出作業を中断するなどを余儀なくされた。そこで、脱珪終了時、即ち、中間排滓の工程におけるスラグ中の(T.Fe)の適正範囲は、スラグ密度も考慮した上で、(T.Fe)=5〜25mass%と定めた。   The slag forming is a phenomenon necessary for controlling the density of the slag as described above, but (T.Fe) in the slag, that is, iron oxide and hot metal, or suspended in the slag in the intermediate waste process. Since it progresses also by the fine CO bubble produced | generated by reaction with the granular iron containing carbon which becomes turbid, adjustment of T and Fe also has influence in addition to the oxygen blowing. When an appropriate (T.Fe) concentration range for inducing such a reaction was verified, when (T.Fe) <5 mass%, slag forming for the necessary density adjustment was insufficient. Therefore, the driving force at the time of discharging the slag is reduced due to the tilting of the converter, and the discharging is insufficient. On the other hand, in the case of (T.Fe)> 25 mass%, the generation of CO bubbles in the fluent drastically progressed and the bumping phenomenon was confirmed, so the slag discharge operation was forced to be interrupted. Therefore, the appropriate range of (T.Fe) in the slag at the end of desiliconization, that is, in the process of intermediate waste, is determined as (T.Fe) = 5 to 25 mass% in consideration of the slag density.

また、この排滓工程の処理においては、脱珪処理後スラグの温度が低い(1260℃未満)と固相スラグの生成に伴うスラグ粘性の上昇、液相スラグの粘性上昇を招き、スラグの流動性が低下して排滓率の低下を招く。従って、使用する溶銑の初期条件によって、冷鉄源原単位を調節すると共に、炭化珪素やフェロシリコンなどの熱源添加量および酸素原単位のうち少なくとも一つを調節して、脱珪処理終了時の溶銑温度を1260℃以上とすることにより、スラグ温度も1260℃以上となるようにする。   Further, in the treatment of this evacuation step, if the temperature of the slag after desiliconization is low (less than 1260 ° C.), the slag viscosity increases due to the generation of solid slag and the viscosity of the liquid phase slag increases. This causes a decline in the rejection rate. Therefore, the cold iron source intensity is adjusted according to the initial conditions of the hot metal used, and at least one of the heat source addition amount and oxygen intensity of silicon carbide, ferrosilicon, etc. By setting the hot metal temperature to 1260 ° C. or higher, the slag temperature is also set to 1260 ° C. or higher.

ただし、生成した脱珪処理後スラグのほとんどを排滓してしまうと、次工程の脱燐処理において新たに添加する石灰系媒溶材の滓化が遅れ、脱燐反応の阻害要因となる。これに対しは、蛍石を添加して滓化を促進させることができる。しかし、それでは、上述したように、スラグの用途が制約を受け、スラグの利用が阻害されることになる。また、鉄鉱石などの酸化鉄を添加して滓化を促進する方法もあるが、この方法だと酸化鉄の分解吸熱反応による熱ロスが大きく、冷鉄源の溶解に利用できる熱量が減少するので得策ではない。   However, if most of the generated slag is removed after the desiliconization treatment, hatching of the lime-based medium added newly in the dephosphorization treatment in the next step is delayed, which becomes an inhibiting factor for the dephosphorization reaction. On the other hand, hatching can be promoted by adding fluorite. However, as described above, the use of the slag is restricted, and the use of the slag is hindered. There is also a method of promoting hatching by adding iron oxide such as iron ore, but this method has a large heat loss due to decomposition endothermic reaction of iron oxide, and the amount of heat available for melting of the cold iron source is reduced. So it's not a good idea.

従って、脱燐処理段階において蛍石や酸化鉄を使用しないで石灰系媒溶材の滓化を促進するには、炉内に適度な量の好ましい組成・温度・密度の前記脱珪処理後スラグを残留させ、そのスラグ中の二酸化珪素や酸化鉄を利用して滓化を促進することも有効である。なお、脱珪処理後スラグを排出する際には、脱珪スラグの好適排滓率40%以上、好ましくは60%以上に維持しつつ炉体の傾転角度を調節することにより4〜20kg/tの該脱珪処理後スラグが炉内に残留するように排出する。このことにより、脱燐処理段階で酸化鉄を使用しなくても脱燐反応を効率よく促進させることができる。従って、酸化鉄の分解吸熱による反応熱相当分を間接的に脱珪処理での冷鉄源溶解のための熱として活用することが可能となる。この点、脱珪処理後スラグの残留量が4kg/t未満では、次の脱燐工程において石灰系媒溶材の滓化促進のために酸化鉄を使用することが必要となる。一方、これが20kg/tを超えると、石灰系媒溶材の使用量が増大したり、脱燐操業が阻害されたりする問題がある。   Therefore, in order to promote the hatching of the lime-based medium without using fluorite or iron oxide in the dephosphorization treatment stage, an appropriate amount of the post-desiliconization slag having a preferable composition, temperature and density is placed in the furnace. It is also effective to promote the hatching by using silicon dioxide or iron oxide in the slag. In addition, when discharging slag after desiliconization treatment, it is 4 to 20 kg / h by adjusting the tilt angle of the furnace body while maintaining a preferable removal rate of desiliconization slag of 40% or more, preferably 60% or more. After the desiliconization treatment of t, the slag is discharged so as to remain in the furnace. Accordingly, the dephosphorization reaction can be efficiently promoted without using iron oxide in the dephosphorization treatment stage. Therefore, it is possible to indirectly use the amount corresponding to the heat of reaction due to the decomposition endotherm of iron oxide as heat for melting the cold iron source in the desiliconization process. In this regard, if the residual amount of slag after desiliconization is less than 4 kg / t, it is necessary to use iron oxide for promoting the hatching of the lime-based solvent in the next dephosphorization step. On the other hand, when this exceeds 20 kg / t, there is a problem that the amount of lime-based medium is increased or the dephosphorization operation is hindered.

(4)次に、図2(D)に示す脱燐処理工程(D)について説明する。
前記中間排滓工程(C)の後は、同じ転炉1内に残留させた溶銑に石灰系媒溶材16を添加すると共に、酸素源となる酸素吹精を行なって、スラグ密度調整を意識しつつ溶銑の脱燐処理を行なう。この脱燐処理工程において使用する酸素源は、上吹きランス2からの酸素ガス8のみを使用することが熱ロスを低減するうえで好ましい。溶銑中の燐は、供給される酸素源中の酸素により酸化されて燐酸化物(P)となり、この燐酸化物が、石灰系媒溶材16の滓化によって生成するスラグ中に安定的に取り込まれて溶銑の脱燐が進行する。脱燐反応を効率よく進めるには、脱燐処理後のスラグ(今回チャージの脱燐処理後スラグ7)の塩基度は1.2以上3.0以下となるように石灰系媒溶材16を添加し、かつ送酸によって脱燐処理終了後の溶銑温度が1280℃以上1360℃以下となるようにして脱燐処理を行う。
(4) Next, the dephosphorization process (D) shown in FIG. 2 (D) will be described.
After the intermediate waste disposal step (C), the lime-based medium 16 is added to the hot metal remaining in the same converter 1 and oxygen blowing is performed as an oxygen source, so that the slag density is adjusted. While the hot metal is dephosphorized. In order to reduce heat loss, it is preferable to use only the oxygen gas 8 from the top blowing lance 2 as the oxygen source used in this dephosphorization process. Phosphorus in the hot metal is oxidized by oxygen in the supplied oxygen source to become phosphorus oxide (P 2 O 5 ), and this phosphorus oxide is stably added to the slag generated by the hatching of the lime-based solvent 16. It is taken in and hot metal dephosphorization proceeds. In order to advance the dephosphorization reaction efficiently, the lime-based solvent 16 is added so that the basicity of the slag after the dephosphorization treatment (the slag 7 after the dephosphorization treatment of the current charge) is 1.2 to 3.0. In addition, the dephosphorization treatment is performed so that the hot metal temperature after the completion of the dephosphorization treatment is 1280 ° C. or higher and 1360 ° C. or lower by acid feeding.

この脱燐処理時に生成した脱燐処理後スラグ7のスラグ塩基度が1.2未満あるいは溶銑温度が1360℃超では、スラグの脱燐能が低下して、処理後の溶銑中燐濃度を十分に低下できない場合がある。一方、そのスラグ塩基度が3.0を超えると石灰系媒溶材の滓化が困難となり、石灰系媒溶材のコストが上昇し、溶銑温度が1280℃未満でも、やはり石灰系媒溶材の滓化が困難となり、後工程の脱炭処理時の熱量が不足する。そして、後工程での脱炭処理段階における熱量を十分に確保するには、脱燐処理終了後の溶銑温度を1280℃以上1360℃以下とすると共に、脱燐処理終了時の溶銑中炭素濃度が2.8mass%以上となるように、脱珪処理および脱燐処理での酸素使用量および/または炭素添加量を調節することが望ましい。このことはスラグ密度調整の上でも有効に作用する。   When the slag basicity of the slag 7 after the dephosphorization treatment generated during the dephosphorization treatment is less than 1.2 or the hot metal temperature is higher than 1360 ° C., the dephosphorization ability of the slag is lowered, and the phosphorus concentration in the hot metal after the treatment is sufficient. There are cases where it cannot be reduced. On the other hand, when the slag basicity exceeds 3.0, it becomes difficult to hatch the lime-based medium, and the cost of the lime-based medium increases, and even if the hot metal temperature is less than 1280 ° C., the lime-based medium is also hatched. Becomes difficult, and the amount of heat during the decarburization process in the subsequent process is insufficient. And in order to fully secure the calorie | heat amount in the decarburization process stage in a post process, while the hot metal temperature after completion | finish of a dephosphorization process shall be 1280 degreeC or more and 1360 degrees C or less, and the carbon concentration in the hot metal at the time of completion | finish of a dephosphorization process It is desirable to adjust the amount of oxygen used and / or the amount of carbon added in the desiliconization process and the dephosphorization process so as to be 2.8 mass% or more. This also works effectively in adjusting the slag density.

なお、前述のような精錬を行なうに当たり、溶銑中のSi濃度、P濃度、温度が変化し、脱珪処理後の溶銑温度が低いケース、もしくは溶銑のP濃度が高く脱燐負荷が大きいケースが生じる。この場合は、脱燐工程における石灰の溶解促進を図るため、粉状の石灰もしくは炭酸カルシウム等の石灰源を上吹きランスから酸素ガスもしくは不活性ガスにより浴面に吹付けることが有効である。上吹き酸素が浴面に照射された領域では、直接脱炭反応や鉄の酸化が生じることにより、2000℃程度の高温になっており、その領域に粉状の石灰源が添加されることで、溶融が促進される。   In refining as described above, there are cases where the Si concentration, P concentration, and temperature in the hot metal change and the hot metal temperature after desiliconization is low, or the hot metal P concentration is high and the dephosphorization load is high. Arise. In this case, in order to promote dissolution of lime in the dephosphorization step, it is effective to spray a lime source such as powdered lime or calcium carbonate onto the bath surface from the top blowing lance with oxygen gas or inert gas. In the region where the top-blown oxygen is irradiated on the bath surface, direct decarburization reaction and iron oxidation occur, resulting in a high temperature of about 2000 ° C. By adding a powdery lime source to the region , Melting is promoted.

前述の溶銑予備処理方法では、石灰の溶融に寄与するSiO含有スラグを脱珪処理後に排出するため、粉状石灰源の投射による早期溶解が有効となる。また、この方法では、溶銑中のSiの酸化熱を利用し、冷鉄源の溶解が促進される。従って、溶銑中のスクラップの溶解速度については、より高温での操業が好ましい。しかし、脱珪処理中の復燐、脱燐処理については高温はむしろ不利になる。そこで、本発明では上記の上吹き酸素が噴射される領域に粉状の酸化鉄を同時に上吹きすることにより、酸化鉄の分解反応(吸熱反応)によって反応領域のみを局所的に冷却し、マクロ的には高温である条件において、脱燐もしくは復燐の抑制を図ることが可能となる。ここで、石灰や炭酸カルシウムを含む副原料としては、それぞれの単体だけでなく、転炉脱炭吹錬時に発生するスラグなどの再利用物等を使用してもよい。また、酸化鉄についても鉄鉱石等の単体だけでなく、圧延スケール、焼結鉱粉、集塵ダストなどの再利用物を使用してもよい。 In the above-mentioned hot metal preliminary treatment method, since SiO 2 -containing slag that contributes to melting of lime is discharged after desiliconization treatment, early dissolution by projection of a powdery lime source is effective. Further, in this method, the melting heat of the cold iron source is promoted by utilizing the oxidation heat of Si in the hot metal. Therefore, it is preferable to operate at a higher temperature with respect to the dissolution rate of scrap in the hot metal. However, high temperatures are rather disadvantageous for rephosphorization and dephosphorization during desiliconization. Therefore, in the present invention, powdered iron oxide is simultaneously blown into the region where the above blown oxygen is injected, so that only the reaction region is locally cooled by the decomposition reaction (endothermic reaction) of iron oxide, and the macro In particular, it is possible to suppress dephosphorization or rephosphorization under conditions where the temperature is high. Here, as an auxiliary material containing lime and calcium carbonate, not only the single substances but also reused materials such as slag generated during converter decarburization blowing may be used. In addition, iron oxide may be used not only as a simple substance such as iron ore but also as a recycled material such as a rolling scale, sintered ore powder, and dust collection dust.

(5)次に、図2(E)に示す出銑工程(E)について説明する。
この工程(E)では、前記の脱燐工程を経て溶銑中の燐濃度が所定の値にまで低下したとき、該転炉1を出湯口とが設置された側に傾転させて、転炉内の溶銑を溶銑保持精錬炉(図示せず)に出湯する。なお、前記所定の燐濃度としては、0.030mass%以下とすることが好ましい。
(5) Next, the brewing step (E) shown in FIG.
In this step (E), when the phosphorus concentration in the hot metal is lowered to a predetermined value through the dephosphorization step, the converter 1 is tilted to the side where the outlet is installed, The hot metal inside is poured out into a hot metal holding refining furnace (not shown). The predetermined phosphorus concentration is preferably 0.030 mass% or less.

以上説明したように、本発明に係る転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法によって、例えば、転炉による溶銑予備処理の方法においては、溶銑の脱燐処理終了後に出銑した後に、炉内に残留させた脱燐後処理スラグの少なくとも一部を排出しないまま残し、そこに新たな溶銑を装入して脱珪処理を行ない、これを中間排滓工程で排出して利用するという連続的な処理になる。従って、転炉から排出されるスラグ、特に脱珪処理終了後の中間排滓スラグの多くは、COガス発生速度を制御することにより密度が0.3〜1.0g/cmのスラグとなる。なお、塩基度が比較的の高い脱燐処理後スラグの場合、アルカリの溶出や水和反応による膨張のおそれがあって、スラグを陸域用途に使うときに制約されることがある。従って、脱燐処理後スラグを全く排出しない方法、即ち、脱珪処理スラグのみを排出する場合は、このような問題が生じないため、高付加価値のスラグ処理法と言える。 As described above, by the molten iron refining method using the converter type refining furnace according to the present invention, for example, in the hot metal pretreatment method using a converter, At least a part of the dephosphorized post-treatment slag that remains is left undischarged, new hot metal is charged into it, desiliconization treatment is performed, and this is continuously discharged and used in the intermediate exhaust process. It becomes processing. Therefore, most of the slag discharged from the converter, especially the intermediate waste slag after the desiliconization process, has a density of 0.3 to 1.0 g / cm 3 by controlling the CO gas generation rate. . In addition, in the case of slag after dephosphorization treatment with a relatively high basicity, there is a risk of expansion due to elution of alkali or hydration reaction, which may be restricted when slag is used for land use. Therefore, a method in which no slag is discharged after dephosphorization processing, that is, in the case of discharging only desiliconization slag, can be said to be a high value-added slag processing method because such a problem does not occur.

(実施例1)
図1に示すような容量300トンの転炉を用いて、溶銑の予備処理を主とする精錬を行なった。この予備処理では、上吹きランスから酸素ガスを浴面(溶銑)に向けて吹き付けると共に、炉体底部に設けた底吹き羽口からは溶銑中に攪拌用の窒素ガスを吹き込んだ。そして、転炉内にはまず冷鉄源を装入し、次いで、その炉内に溶銑を装入した。その後、酸素を上吹きして脱珪処理を開始した。脱珪処理終了後は速やかに炉体を傾動して脱珪処理後スラグの排滓作業を行なった。吹錬中に投入した副原料と、吹錬中に溶銑中のSiやMnが酸化された酸化物から形成されるスラグの量が6トンになるようにした。
Example 1
Using a converter having a capacity of 300 tons as shown in FIG. 1, refining was performed mainly for hot metal pretreatment. In this preliminary treatment, oxygen gas was blown from the top blowing lance toward the bath surface (molten metal), and nitrogen gas for stirring was blown into the molten iron from the bottom blowing tuyere provided at the bottom of the furnace body. A cold iron source was first charged into the converter, and then hot metal was charged into the furnace. Thereafter, desiliconization treatment was started by blowing up oxygen. After the desiliconization treatment, the furnace body was quickly tilted and the slag was removed after the desiliconization treatment. The amount of slag formed from the auxiliary raw materials charged during blowing and the oxides of Si and Mn in the hot metal during blowing was adjusted to 6 tons.

上吹きランスからの気体酸素の供給流量、上吹きランスのランス高さを調整して吹錬を行い、吹錬中のスラグの高さを変化させると共に、スラグの体積ならびにスラグの密度を変化させた。事前に炉内の壁面形状を測定し、スラグ高さから体積を換算できるようにした。スラグの高さはマイクロ波を用いて測定した。   Blowing is performed by adjusting the supply flow rate of gaseous oxygen from the top blowing lance and the lance height of the top blowing lance, changing the slag height during blowing, and changing the slag volume and slag density. It was. The wall shape in the furnace was measured in advance so that the volume could be converted from the slag height. The slag height was measured using microwaves.

表1に、本発明を適合する実施例(発明例1〜3)および適合しない例(比較例1、2)の操業条件および操業結果をそれぞれ示す。上吹き送酸速度、ランス高さの変更によってCOガス発生速度を調整することによって、脱珪吹錬終了時の中間排滓するスラグの密度を0.3g/cm以上にした本発明例1〜3においては、炉外に排出した冷却後の脱珪スラグの密度は2.5〜3.3g/cmとなり、路盤材に利用するための目標を達成することができた。 Table 1 shows the operating conditions and results of Examples (Invention Examples 1 to 3) that are suitable for the present invention and Examples (Comparative Examples 1 and 2) that are not suitable for the present invention. Example 1 of the present invention in which the density of slag discharged at the end of desiliconization blowing was set to 0.3 g / cm 3 or more by adjusting the CO gas generation rate by changing the top blowing acid rate and the lance height In ˜3, the density of the desiliconized slag after cooling discharged outside the furnace was 2.5 to 3.3 g / cm 3 , and the target for use in roadbed materials could be achieved.

一方、比較例1および2では、COガス発生速度が大きく、脱珪吹錬終了時のスラグ密度が低くなったため、炉外に排出した冷却後の脱珪スラグの密度は2.2〜2.0g/cm以下となり、路盤材としては向かないスラグであることが判った。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the CO gas generation rate was large and the slag density at the end of desiliconization blowing was low, so the density of desiliconized slag after cooling discharged outside the furnace was 2.2-2. It became 0 g / cm 3 or less, and it was found that the slag was not suitable as a roadbed material.

Figure 0006164151
Figure 0006164151

(実施例2)
図1に示すような容量300トン規模の転炉を用いて溶銑の予備処理を旨とする精錬を実施した。転炉内に収容された300トンの溶銑に対し、上吹きランスから精錬用の酸素ガスを溶銑に吹き付けるとともに、炉底に設けた底吹き羽口から撹拌用の窒素ガスを溶銑中に吹き込んで予備処理を実施した。CaO系媒溶剤としては、脱珪処理及び脱燐処理ともに生石灰(CaO)を使用した。
(Example 2)
Using a converter with a capacity of 300 tons as shown in FIG. Oxygen for refining is blown into the hot metal from the top blowing lance against 300 tons of hot metal accommodated in the converter, and nitrogen gas for stirring is blown into the hot metal from the bottom blowing tuyeres provided at the bottom of the furnace. Pretreatment was performed. As the CaO-based solvent, quick lime (CaO) was used for both the desiliconization treatment and the dephosphorization treatment.

この溶銑の予備処理では、図2に示すように、前チャージの脱燐スラグを炉内に残留させて転炉型精錬炉に溶銑を装入し、上吹きランスから酸素ガスを供給して脱珪処理を行い、次いで、脱珪処理後の排滓工程で脱珪スラグの60mass%を排滓し、その後、引き続き上吹きランスから酸素ガスを供給して溶銑の脱燐処理を行った。脱燐処理後、前チャージの脱燐スラグを炉内に全量残留させ、次チャージの脱珪処理工程を行った。   In this hot metal preliminary treatment, as shown in FIG. 2, the pre-charged dephosphorization slag is left in the furnace, the hot metal is charged into the converter type refining furnace, and oxygen gas is supplied from the top blowing lance to remove it. Then, 60 mass% of the desiliconized slag was removed in the exhausting step after the desiliconization treatment, and then oxygen gas was continuously supplied from the top blowing lance to perform the dephosphorization treatment of the hot metal. After the dephosphorization treatment, the precharge dephosphorization slag was completely left in the furnace, and the next charge desiliconization treatment step was performed.

脱珪処理時に、前チャージの残留スラグ(脱燐処理後スラグ)と、吹錬中に投入した副原料と、吹錬中に溶銑中のSiやMnが酸化された酸化物から形成されるスラグの量が12トンとなるようにした。   Pre-charge residual slag (dephosphorization-treated slag), secondary raw materials introduced during blowing, and slag formed by oxidizing Si and Mn in hot metal during blowing The amount of was adjusted to 12 tons.

脱珪処理時、上吹きランスからの気体酸素の供給流量、上吹きランスのランス高さを調整して吹錬を行ない、COガス派生速度制御と同時に吹錬中のスラグの高さを変化させてスラグの体積を調整した。事前に炉内の壁面形状を測定し、スラグ高さから体積を換算できるようにした。スラグの高さはマイクロ波を用いて測定した。   During desiliconization treatment, blowing is performed by adjusting the flow rate of gaseous oxygen from the top blowing lance and the lance height of the top blowing lance, and at the same time as controlling the CO gas derivation speed, changing the height of the slag during blowing. The volume of slag was adjusted. The wall shape in the furnace was measured in advance so that the volume could be converted from the slag height. The slag height was measured using microwaves.

表2に本発明に適合する例(発明例11〜13)および適合しない例(比較例11、12)の操業条件および操業結果をそれぞれ示す。脱珪吹錬終了時の中間排滓するスラグの密度を0.3g/cm以上にした発明例11〜13においては、炉外に排出した冷却後の脱珪スラグの密度が2.5g/cm以上となり、路盤材に利用するための目標を達成することができた。
なお、比較例11および12ではCOガス発生速度が大きく、吹錬終了時のスラグ密度が低くなったため、炉外に排出した冷却後の脱珪スラグの密度は2.5g/cm以下となった。
Table 2 shows the operation conditions and the results of the examples (Invention Examples 11 to 13) that are suitable for the present invention and the examples that are not suitable (Comparative Examples 11 and 12). In Invention Examples 11 to 13 in which the density of slag discharged at the end of desiliconization blowing was 0.3 g / cm 3 or more, the density of desiliconized slag after cooling discharged outside the furnace was 2.5 g / cm 2. becomes cm 3 or more, it was possible to achieve the goal for use in roadbeds.
In Comparative Examples 11 and 12, the CO gas generation rate was large and the slag density at the end of blowing was low, so the density of the desiliconized slag after cooling discharged outside the furnace was 2.5 g / cm 3 or less. It was.

Figure 0006164151
Figure 0006164151

本発明に係る溶銑予備処理技術は、主に、転炉型精錬容器による精錬後排出スラグを路盤材などとして好適に用いられる技術として頗る有益であるが、他の精錬容器に適用できる本格的な溶銑処理技術としても優れた効果を発揮するので、技術の適用範囲が大きい。   The hot metal preliminary treatment technology according to the present invention is mainly useful as a technology that is suitably used as a roadbed material, etc., after the refining discharged slag by the converter type refining vessel, but it is a full-scale application applicable to other refining vessels. As the hot metal treatment technology exhibits excellent effects, the scope of application of the technology is large.

1 転炉
2 上吹きランス
3 底吹きランス
4 出湯口
5 溶銑
6 精錬スラグ
7 脱燐処理後スラグ
8 酸素ガス
9 底吹きガス
10 脱珪処理後スラグ
11 新溶銑
12 冷鉄源
13 ホッパー
14 ホッパー
15 珪素源
16 石灰系媒溶材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Converter 2 Top blowing lance 3 Bottom blowing lance 4 Outlet 5 Hot metal 6 Refined slag 7 Slag 8 after dephosphorization processing Oxygen gas 9 Bottom blowing gas 10 Slag 11 after desiliconization processing New hot metal 12 Cold iron source 13 Hopper 14 Hopper 15 Silicon source 16 Lime-based solvent

Claims (3)

溶鉄の精錬処理を転炉型精錬炉を用いて行なう際に、脱珪処理中における該転炉型精錬炉中で発生するCOガスの発生速度を変化させることで該精錬炉内の脱珪処理後スラグの密度を調整し、精錬処理終了外排出スラグの密度が0.3g/cm 以上になるようにすることを特徴とする転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法。 When performing refining treatment of molten iron using a converter-type refining furnace, desiliconization treatment in the refining furnace is performed by changing the generation rate of CO gas generated in the converter-type refining furnace during the desiliconization process. adjust the density of the rear slag, molten iron method refining by the converter type refining furnace in which the density of the outside of the furnace discharge the slag after refining process end is characterized in that so that the 0.3 g / cm 3 or more. 前記転炉型精錬炉中で発生するCOガス発生速度は、脱珪処理中に炉内のスラグ高さを測定もしくは推定し、得られたスラグ高さに応じて上吹きランスからの気体酸素源の供給量、上吹きランスのランス高さ、底吹き羽口からの攪拌用ガス供給量のうちのいずれか少なくとも1種を変化させることにより調整することを特徴とする請求項1に記載の転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法。 The CO gas generation rate generated in the converter type refining furnace is determined by measuring or estimating the slag height in the furnace during the desiliconization process, and depending on the obtained slag height, the gaseous oxygen source from the top blowing lance 2. The adjustment according to claim 1, wherein the adjustment is made by changing at least one of the supply amount of the gas, the lance height of the top blowing lance, and the stirring gas supply amount from the bottom blowing tuyere. A method for refining molten iron in a furnace-type refining furnace. 前記溶鉄の精錬処理が、高炉から出銑した溶銑を転炉型精錬炉内に装入して前記脱珪処理を行ない、次いで、溶銑および脱珪処理後のスラグの一部をそのまま該精錬炉内に残留させる中間排滓の処理を行ない、引き続き、該精錬炉内に残留させた脱珪処理後の溶銑およびスラグに対して石灰系媒溶材を添加すると共に酸素を吹精することによって溶銑の脱燐処理を行ない、該精錬炉内に脱燐処理後スラグの一部または全量を残留させ、その後、脱燐処理後スラグの一部または全量が収容されたその精錬炉内に少なくとも未処理の溶銑を装入して次チャージの脱珪処理を行なうことを特徴とする請求項1または2に記載の転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法。 Refining treatment of the molten iron, the molten iron was tapped from the blast furnace and charged into a converter type smelting furnace performs the desiliconization treatment, then it the smelting furnace a part of the slag after hot metal and desiliconization treatment The intermediate waste that remains in the smelting furnace is then treated, and subsequently, the lime-based medium is added to the hot metal and slag after the desiliconization treatment that is left in the smelting furnace, and oxygen is blown into the molten iron. A dephosphorization process is performed, and a part or all of the slag is left in the smelting furnace after the dephosphorization process, and then at least untreated in the smelting furnace in which a part or all of the slag is accommodated after the dephosphorization process. Molten method of refining by the converter type refining furnace according to claim 1 or 2 charged with molten iron, characterized that you perform desiliconization treatment follows the charge.
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