JP7206923B2 - Method for preventing outflow of slag in converter - Google Patents
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Description
本発明は、転炉内スラグの流出防止方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for preventing outflow of slag in a converter.
転炉精錬においては、溶銑、あるいは予備処理を行った溶鉄を転炉内に装入し、上吹きランスあるいは底吹きを併用して酸素ガスを供給して酸化精錬を行い、脱炭、脱りんあるいはその両方の精錬を行う。精錬完了後において、転炉内には精錬を終わった溶鉄(溶鋼)とともに、溶融スラグが形成され、溶融スラグは溶鉄の上部に浮上している。精錬は酸化精錬であり、溶融スラグは酸化性の高い(酸化鉄を多く含有する)スラグである。また脱りん精錬を行う場合は、脱りん精錬の結果として溶融スラグ中のリン含有量が高くなっている。 In converter refining, molten pig iron or pretreated molten iron is charged into a converter, and oxygen gas is supplied using a top blowing lance or bottom blowing together to perform oxidative refining, decarburization, dephosphorization. Or you can refine both. After refining is completed, molten slag is formed together with molten iron (molten steel) that has finished refining in the converter, and the molten slag floats above the molten iron. The smelting is oxidative smelting, and the molten slag is highly oxidizing (rich in iron oxide) slag. Further, when dephosphorization refining is performed, the phosphorus content in the molten slag increases as a result of the dephosphorization refining.
転炉の側面には出湯孔が設けられている。主に精錬が完了した溶鋼を払い出すためのものであり、通常は出鋼孔と呼ばれる。精錬完了後、転炉を傾動することにより、出湯孔を経由して溶鉄を下方の取鍋へと払い出す(以下「出湯」という。)。通常は出鋼と呼ばれる。出湯の末期、転炉内の溶鉄が少なくなってくると、溶鉄層の上に形成された溶融スラグが溶鉄に巻き込まれ、溶鉄とともに取鍋内に排出される。上述のように、転炉内の溶融スラグは酸化性が高く、かつ有害不純物であるりんを高い濃度で含有している。従って、取鍋内に溶融スラグが大量に流出すると、スラグの酸化性が高いために鋼の清浄度が損なわれ、またスラグ中のりんが溶鉄に戻る、いわゆる復りん現象が起こるため、好ましくない。 A tap hole is provided in the side surface of the converter. It is mainly used to discharge molten steel after refining is completed, and is usually called a tapping hole. After the refining is completed, the molten iron is discharged into the lower ladle through the tapping hole by tilting the converter (hereinafter referred to as "discharging"). It is usually called tapping. At the end of tapping, when the amount of molten iron in the converter decreases, the molten slag formed on the molten iron layer is caught in the molten iron and discharged into the ladle together with the molten iron. As described above, the molten slag in the converter is highly oxidizing and contains a high concentration of phosphorus, which is a harmful impurity. Therefore, if a large amount of molten slag flows into the ladle, the cleanliness of the steel is impaired due to the high oxidizability of the slag. .
転炉からの出湯時にスラグ流出を防止するための代表的な技術として、スラグカットボールが用いられている。スラグカットボールは、直径が出湯孔よりも大きく、スラグと溶鉄の中間比重を持ち、出湯時に溶鉄が出終わり溶融スラグが出始める時期に該スラグカットボールで出湯孔に栓をするものである(非特許文献1参照)。特許文献1に記載のように、この目的を達成するには、ボールの投入位置をほぼ出湯孔の直上とし、かつ出湯末期に投入することが必要とされている。
A slag cut ball is used as a representative technique for preventing slag from flowing out when hot water is discharged from a converter. The slag cut ball has a diameter larger than that of the tapping hole, and has an intermediate specific gravity between slag and molten iron, and plugs the tapping hole with the slag cut ball at the time when the molten iron finishes coming out and the molten slag begins to come out ( See Non-Patent Document 1). As described in
上記スラグカットボールを用いる場合、転炉内の溶湯表面でボールが浮遊する位置が一定でないため、出湯孔の閉止が不安定であるという問題があった。この問題を解決するため、スラグダーツが提案されている。スラグダーツは、特許文献2に記載のように、頭部とこれに連接される足部とを有する。出鋼中、足部が溶鋼の流れを受けて、スラグダーツ全体が転炉の出鋼口に引き寄せられ、出鋼口の上方に待機した状態になる。こうして、安定して出鋼口の閉止ができるようになった。スラグダーツの使用に際しては、特許文献2に記載のように、転炉からの出鋼末期にスラグ保持閉止具(スラグダーツ)を転炉内に投入する。
When the slag-cut balls are used, there is a problem that the tapping hole is not closed because the floating position of the balls on the surface of the molten metal in the converter is not constant. Slug darts have been proposed to solve this problem. A slug dart has a head and a leg connected thereto, as described in
特許文献3には、支部と、この支部の下方に延出した芯金の途中に取り付けた中位ストッパー部と、この中位ストッパーの下方に出鋼孔長さより十分長い距離を隔てて芯金に取り付けた出鋼孔脱落防止部とを有し、中位ストッパー部及び出鋼孔脱落防止部とこれらを繋ぐ芯金とを耐火物で被覆したスラグカット用ストッパーを転炉の出鋼孔に転炉内面側から挿入し、出鋼末期、溶鋼の比重より軽くスラグの比重より重くなるように調整した中位ストッパーが溶鋼量の減少に伴い下降して出鋼孔を閉塞することを利用して、スラグの流出を防止する方法が開示されている。スラグカット用ストッパーは、転炉へ溶銑を注入する前に出鋼孔へ装着する。
特許文献4には、溶鋼上のスラグにプラスチックを添加してプラスチックをスラグの有する熱によって分解させ、プラスチック分解時の吸熱反応を利用してスラグを冷却し、スラグを固化させる或いはスラグの流出が妨げられるようにスラグの粘性を高める、スラグの流出防止方法が開示されている。
In
特許文献5には、ストッパーボール(スラグカットボール)を、投入シュートを用いて炉内に投入するための、溶融金属処理時の滓流出防止用閉塞材投入装置が開示されている。 Patent Document 5 discloses a clogging material charging device for preventing slag outflow during molten metal processing, for charging stopper balls (slag cut balls) into a furnace using a charging chute.
スラグカットボール、スラグダーツ、スラグカット用ストッパーを用いない場合、及び特許文献4のプラスチックを添加する場合において、出湯末期、出湯孔からの流出が溶鉄から溶融スラグに変化したのを目視で確認し、直ちに転炉を傾転して元の直立位置に戻すことにより、スラグの流出を停止している。
When the slag cut ball, slag darts, and slag cut stopper are not used, and when the plastic of
転炉内スラグの流出防止方法として従来から用いられている、スラグカットボールやスラグダーツを含めて、出湯中に転炉内に投入し、溶湯に浮遊し、出湯末期にスラグ流出を防止する係止具を、以下総称して「スラグカット栓」と呼ぶ。出鋼末期にスラグカット栓を転炉内に投入することにより、スラグカット栓を用いずに転炉の傾転でスラグの流出を防止する場合に比較し、取鍋内に流出するスラグの流出を低減することは可能である。しかし、取鍋へのスラグ流出量の低減は決して十分なものではなかった。また、スラグカット栓を出湯孔の直上に投入しても、投入後にスラグカット栓が浮遊して出湯孔の直上位置からずれてしまい、出湯終了時に出湯孔を閉止できない場合があった。 Including slag cut balls and slag darts, which have been conventionally used as a method for preventing slag in the converter, are put into the converter during tapping, float in the molten metal, and prevent slag from flowing out at the end of tapping. The stopper is hereinafter generically referred to as a "slag cut plug". By inserting a slag cut plug into the converter at the end of tapping, the amount of slag that flows into the ladle is reduced compared to the case where the slag is prevented from flowing out by tilting the converter without using a slag cut plug. can be reduced. However, the reduction of the amount of slag flowing into the ladle was by no means sufficient. In addition, even if the slag cut plug is inserted directly above the tapping hole, the slag cutting plug floats after the tapping and deviates from the position directly above the tapping hole, so that the tapping hole cannot be closed at the end of tapping.
特許文献3に記載のスラグカット用ストッパーは、複雑な形状をしており高価であり、溶鉄装入前の転炉出湯孔に装着することは容易ではない。また特許文献4に記載された、溶鋼上のスラグにプラスチックを添加する方法では、冷却されるのがスラグの表層のみであるため溶鋼とスラグ界面近傍のスラグ流出を抑制する効果は小さく、また、プラスチックの熱分解により発生するガスが傾動中の炉口から噴出するため、作業環境を悪化させる課題があった。
The slag-cutting stopper described in
本発明は、スラグカット栓を用いた転炉内スラグの流出防止方法において、取鍋へのスラグ流出量を十分に低減することができ、かつ出湯終了時に出湯孔を確実に閉止することのできる、転炉内スラグの流出防止方法を提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a method for preventing outflow of slag in a converter using a slag cut plug, which can sufficiently reduce the amount of slag flowing out to a ladle, and can reliably close the tap hole when tapping is finished. An object of the present invention is to provide a method for preventing outflow of slag in a converter.
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
[1]転炉の出湯孔から溶鉄を取り出す際に、スラグカット栓を用いて転炉内スラグの流出を防止する方法であって、
予め、出湯流にスラグの混在が確認されるまでの、出湯開始からの時間を計測してX(秒)とし、
出湯流が旋回を開始して以降、かつ、出湯開始から前記X(秒)が経過する前に、スラグカット栓を前記出湯孔の直上に投入することにより、出湯時間合計の1/3経過時にはスラグカット栓の投入が完了していることを特徴とする転炉内スラグの流出防止方法。
[2]転炉の出湯孔から溶鉄を取り出す際に、スラグカット栓を用いて転炉内スラグの流出を防止する方法であって、
予め、出湯流にスラグの混在が確認されるまでの、出湯開始からの時間を計測してX(秒)とするとともに、出湯流が旋回を開始するまでの、出湯開始からの時間を計測してY(秒)とし、
出湯開始から前記Y(秒)以降、かつ、出湯開始から前記X(秒)が経過する前に、スラグカット栓を前記出湯孔の直上に投入することにより、出湯時間合計の1/3経過時にはスラグカット栓の投入が完了していることを特徴とする転炉内スラグの流出防止方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A method for preventing outflow of slag in a converter using a slag cut plug when taking out molten iron from a tapping hole of the converter, comprising:
In advance, measure the time from the start of hot water discharge until the presence of slag in the hot water flow is confirmed, and set it to X (seconds),
By inserting the slag cut plug directly above the tapping hole after the tapping flow starts to swirl and before the X (seconds) elapses from the start of tapping, when 1/3 of the total tapping time elapses A method for preventing outflow of slag in a converter, characterized in that the slag cut plug has been completely inserted .
[2] A method for preventing outflow of slag in a converter using a slag cut plug when taking out molten iron from a tapping hole of the converter, comprising:
In advance, measure the time from the start of hot water discharge until the presence of slag in the hot water flow is confirmed, and set it to X (seconds), and measure the time from the start of hot water discharge until the hot water flow starts to swirl. is Y (seconds),
After Y (seconds) from the start of hot water discharge and before the X (seconds) from the start of hot water discharge, by inserting the slag cut plug directly above the hot water discharge hole, when 1/3 of the total hot water discharge time has elapsed, A method for preventing outflow of slag in a converter, characterized in that the slag cut plug has been completely inserted .
本発明は、転炉の出湯孔から溶鉄を取り出す際に、スラグカット栓を用いて転炉内スラグの流出を防止する方法において、出湯流が旋回を開始して以降、かつ、出湯流にスラグの混在が確認される以前において、スラグカット栓を前記出湯孔の直上に投入することにより、転炉から取鍋へのスラグの流出量を大幅に抑制し、かつ、出湯終了時に確実に出湯孔をスラグカット栓で閉止することができる。 The present invention relates to a method for preventing slag in a converter from flowing out by using a slag cut plug when molten iron is taken out from a tapping hole of a converter, wherein the slag is removed from the tapping flow after the tapping flow starts to swirl. By inserting a slag cut plug directly above the tapping hole before the mixture of can be closed with a slag cut plug.
以下、転炉を用いて溶鋼を精錬し、出鋼孔から溶鋼を出鋼する場合を例にとって説明を行う。転炉で脱りん精錬を行って溶鉄を形成し、出湯孔から当該溶鉄を出湯する場合についても同様に適用することができる。 Hereinafter, an example will be described in which molten steel is refined using a converter and tapped from a tap hole. The same can be applied to the case where dephosphorization is performed in a converter to form molten iron and the molten iron is tapped from tapping holes.
転炉出鋼時に、出鋼開始後の時間の経過とともに、転炉内の浴の深さは低減し、深さが浅くなるにつれて出鋼孔の直上には溶鋼-溶融スラグ界面の窪みが発生する。窪みの深さが深くなるにつれ、溶鋼上に浮いているスラグが出鋼流に巻き込まれて出鋼孔から流出することにより、取鍋へのスラグ流出が進行すると考えられる。さらに出鋼完了の末期には、溶鋼の流出が完了する直前から、スラグの流出が著しく起こることが知られている。スラグカット栓は、比重を溶鋼とスラグの中間に調整した耐火物製の物体(スラグカットボールは球体)であり、転炉内に投入すると、溶鋼-スラグ界面に留まる。スラグカット栓は、出鋼中においてもスラグが出鋼孔から流出する現象を抑止するとともに、出鋼完了時に出鋼孔を塞ぎ、出鋼末期のスラグ流出を抑制する。 When the steel is tapped from the converter, the depth of the bath in the converter decreases with the passage of time after the start of tapping. do. It is thought that as the depth of the depression increases, the slag floating on the molten steel is caught in the tapping flow and flows out from the tapping hole, thereby advancing the slag outflow to the ladle. Furthermore, it is known that at the end of the completion of tapping, slag flows out significantly from just before the outflow of molten steel is completed. A slag cut plug is a refractory object (a slag cut ball is a sphere) whose specific gravity is adjusted between that of molten steel and slag. The slag cut plug prevents slag from flowing out of the tapping hole even during tapping, and closes the tapping hole when tapping is completed, thereby suppressing slag outflow at the final stage of tapping.
しかしながら、スラグカット栓使用時の課題は、スラグカットの成功率(出鋼終了時にスラグカット栓が出鋼孔を閉止する成功率)が低く、スラグカットが成功したとしても取鍋へのスラグ流出量が多いことであった。 However, the problem with using the slag cut plug is that the slag cut success rate (success rate of closing the steel tapping hole with the slag cut plug at the end of tapping) is low, and even if the slag cut is successful, slag may flow into the ladle. It was a lot.
そこで、本発明者らは転炉出鋼現象を模擬する水モデル実験を行った。アクリル製の透明容器を準備し、容器の中心底部に排水ノズルを接続する。容器内に水を収容し、水面にトレーサー(樹脂粒)を浮かべる。排水の途中で排水ノズルの直上にボール(スチロール製)を投入する。そして、排水の進行によって容器内の水の深さが低減するに応じて、排水粒の挙動と、水面に浮かべたトレーサー(樹脂粒)流出の挙動を観察した。 Therefore, the present inventors conducted a water model experiment simulating the steel tapping phenomenon of the converter. Prepare a transparent acrylic container and connect a drain nozzle to the center bottom of the container. Water is placed in a container, and tracers (resin grains) are floated on the surface of the water. Insert a ball (made of styrene) just above the drainage nozzle in the middle of drainage. Then, as the water depth in the container decreased due to the progress of the drainage, the behavior of the drainage particles and the outflow behavior of the tracers (resin particles) floating on the water surface were observed.
その結果、以下のことがわかった。
ボールを投入せずに排水流を観察すると、水面の低下とともに、まず排水口直上の水面に窪みが生じ、さらに水面が低下すると窪みの深さは深くなり、やがて窪みの底部は排水ノズルの高さに到達し、その時点以降、排水ノズルからのトレーサーの流出が開始した。窪みが生じ始めてから窪み深さが排水ノズルの高さに到達するまでの途中において、排水ノズル付近の排水流に旋回流が観察される。容器内の液深さが浅くなると、旋回流の有無にかかわらず、排水ノズルへの吸引流に起因して、排水ノズル直上の水面に窪みが発生する。旋回流が形成されると、旋回流による遠心力も加味されて、窪みはさらに深くなるものと推定される。
As a result, we found the following.
Observing the drainage flow without throwing a ball into the water, we found that as the water level decreased, a dent was first formed on the surface of the water directly above the drainage outlet. , and after that point tracer started to flow out of the drain nozzle. A swirling flow is observed in the drainage flow near the drainage nozzle during the period from when the depression starts to occur until the depth of the depression reaches the height of the drainage nozzle. When the liquid depth in the container becomes shallow, a dent occurs on the water surface directly above the drain nozzle due to the suction flow to the drain nozzle, regardless of the presence or absence of the swirling flow. It is presumed that when the swirling flow is formed, the depression will become even deeper with the addition of the centrifugal force due to the swirling flow.
次に、排水の途中でボールを投入し、排水流の観察を行った。排水口直上に窪みが発生する前にボールを投入すると、ボールはノズル軸外を漂ってしまい、流出抑制に寄与しなかった。一方、窪みがある程度の深さになった以降であって、排水ノズル付近に旋回流が観察された以降(窪み底部がノズル高さに到達する前)にボールを投入すると、ボールが回転しながら窪み内に留まり、排水へのトレーサー流出が低減し、最終的にボールが確実に排水ノズルに嵌り、流出抑制に寄与した。一方、窪みの最深部が排水ノズルの高さに到達した後にボールを投入すると、トレーサーの流出は既に始まってしまった。したがって、ボールの投入タイミングを、排水ノズル付近に旋回流が発生してから窪みの最深部が排水ノズルに到達するまでに制御することが、スラグカットの成功率を高めるポイントであることを見出した。 Next, we put a ball in the middle of the drainage and observed the drainage flow. If the ball is thrown in before the dent is formed directly above the drain port, the ball floats outside the nozzle axis and does not contribute to the suppression of outflow. On the other hand, after the dent reaches a certain depth and after a swirling flow is observed near the drainage nozzle (before the bottom of the dent reaches the height of the nozzle), if the ball is thrown in, the ball rotates. It remained in the dent, reducing tracer outflow into the drainage, and finally the ball was reliably fitted into the drainage nozzle, contributing to the suppression of outflow. On the other hand, when the ball was thrown in after the deepest part of the pit had reached the height of the drain nozzle, tracer outflow had already started. Therefore, it was found that controlling the ball injection timing from the generation of the swirling flow near the drainage nozzle until the deepest part of the depression reaches the drainage nozzle is the key to increasing the success rate of slag cutting. .
次に、実際の転炉からの溶鋼の出鋼時に、現象の観察を行った。転炉の炉容は100トン転炉であり、出鋼孔の直径は125mmである。 Next, the phenomenon was observed when molten steel was actually tapped from the converter. The furnace volume of the converter is a 100-ton converter, and the diameter of the tap hole is 125 mm.
出鋼中に転炉内の溶湯表面を観察すると、当然ながら溶融スラグの表面のみが観察され、溶鋼とスラグの界面の状況を観察することはできない。そして、溶融スラグ表面の観察からは、溶鋼-スラグ界面における窪みの発生も、溶鋼中の旋回流も観察することはできない。 Observing the surface of the molten metal in the converter during tapping, of course, only the surface of the molten slag is observed, and the state of the interface between the molten steel and the slag cannot be observed. From the observation of the surface of the molten slag, neither the generation of depressions at the molten steel-slag interface nor the swirling flow in the molten steel can be observed.
そこで、出鋼孔から取鍋への出鋼流を観察した。出鋼開始時には、出鋼流の旋回も出鋼流中のスラグ混在も観察されない。出鋼開始からの時間が経過すると、出鋼流が旋回し始め、旋回しつつ流下する現象が観察され、以降、旋回流が継続した。出鋼流の旋回周期は1秒程度であった。さらに、旋回流発生から時間が経過すると、出鋼流中にスラグが混在する現象が観察され、以降、出鋼末期に出鋼流から大量にスラグが流出するまで、出鋼流中のスラグ混在は継続した。 Therefore, we observed the tapping flow from the tapping hole to the ladle. At the start of tapping, neither swirling of the tapped stream nor slag inclusion in the tapped stream is observed. When the time elapsed from the start of tapping, the tapping flow began to swirl, and a phenomenon of flowing down while swirling was observed, and thereafter the swirling flow continued. The turning cycle of the tapping flow was about 1 second. Furthermore, as time passed after the occurrence of the swirling flow, a phenomenon in which slag was mixed in the tapped stream was observed. continued.
前記水モデル実験での観察結果と、上記転炉からの出鋼流の観察結果との対比によると、出鋼流に旋回流が観察された以降にスラグカット栓を投入すれば、スラグカット栓を出鋼孔直上に留まらせることができ、かつ出鋼流にスラグの混在が発生する前にスラグカット栓を投入すれば、出鋼流とともに流出するスラグの流出を大幅に防止できるのではないかと着想した。 According to a comparison between the observation results of the water model experiment and the observation results of the steel output flow from the converter, if a slag cut plug is inserted after a swirling flow is observed in the output steel flow, the slag cut plug can be kept just above the tapping hole, and if the slag cut plug is inserted before slag is mixed in the tapping stream, the outflow of the slag that flows out along with the tapping stream can be largely prevented. I came up with the idea.
出鋼流にスラグの混在が発生する前にスラグカット栓を投入するためには、スラグの混在が発生する時期を予め知っておく必要がある。そこで、合計100ヒートにわたって出鋼流を観察した結果、出鋼開始からスラグの混在が開始するまでの所要時間は、再現性良くほぼ同一時間であることが確認できた。そこで、予め出鋼開始からスラグの混在が開始するまでの所要時間を計測してその平均値を「X秒」とする。 In order to insert the slag cut plug before slag is mixed in the tapped stream, it is necessary to know in advance when the slag will be mixed. Therefore, as a result of observing the tapping flow over a total of 100 heats, it was confirmed that the time required from the start of tapping to the start of slag mixing was almost the same with good reproducibility. Therefore, the time required from the start of tapping to the start of slag mixing is measured in advance, and the average value is defined as "X seconds".
次に、スラグカット栓としてスラグカットボールを準備し、出鋼中においてスラグカット栓を溶融物表面に投入する時期を種々変更し、スラグカット効果の比較を行った。 Next, a slag-cutting ball was prepared as a slag-cutting plug, and the slag-cutting effect was compared by changing the timing of inserting the slag-cutting plug into the surface of the melt during tapping.
スラグカットボールとして、主要組成が、質量%で、Cr2O3:40%、Fe2O3:25%、MgO:10%、SiO2:10%、Al2O3:10%、残部:不純物である耐火物を用い、内部に鉄芯を装着し、直径220mm、重量26kgのスラグカットボールを用いた。スラグカットボールの比重は4.67であり、溶鋼とスラグそれぞれの比重の中間の比重を有している。出鋼開始前に、スラグカットボールの投入シュートを転炉の炉口から炉内に装入する。出鋼中の所定のタイミングで、上記のスラグカットボールを、出鋼孔の直上付近に存在する、液相状態の溶融スラグに向けてシュートから転がして投入した。スラグカットボールの投下開始指令から、スラグカットボールがシュートを転がって溶融物表面に到着(投入)するまでに所要時間(T秒)を必要とする。以下、投下開始指令発出時を「投下」と呼び、実際にスラグカットボールが溶融物に到着する時点を「投入」と呼ぶ。 As a slag cut ball, the main composition in mass% is Cr2O3 : 40%, Fe2O3 : 25%, MgO: 10%, SiO2 : 10 % , Al2O3 : 10 %, and the balance: A slag cut ball with a diameter of 220 mm and a weight of 26 kg was used by using a refractory material which was an impurity, and equipped with an iron core inside. The slag cut ball has a specific gravity of 4.67, which is intermediate between the specific gravities of molten steel and slag. Before the start of tapping, a chute for slag cut balls is charged into the furnace from the throat of the converter. At a predetermined timing during tapping, the slag cut ball was rolled from a chute toward molten slag in a liquid phase existing in the vicinity directly above the tapping hole. A required time (T seconds) is required from when the slag cut ball is instructed to start dropping to when the slag cut ball rolls down the chute and reaches (throws in) the surface of the melt. Hereinafter, the time when the command to start dropping is issued is called "dropping", and the time when the slag cut ball actually reaches the molten material is called "throwing".
使用回数が1500回以上である転炉で、溶銑100tonを脱炭吹錬した。吹錬終了後の溶融スラグは、塩基度(CaO/SiO2)が3.5であり、その容量は、71kg/溶鋼tonであり、溶鋼の温度は、1650℃であった。吹錬終了後、炉体を傾動して出鋼を開始する。出鋼開始から出鋼終了までの所要時間(出鋼時間)は120秒であった。スラグカットボールの投下(投下指令発出)時刻から投入(転炉内の溶融物に到着)時刻までの期間(T秒)は2秒であった。 100 tons of hot metal was decarburized and blown in a converter that was used 1500 times or more. The molten slag after blowing had a basicity (CaO/ SiO2 ) of 3.5, a capacity of 71 kg/ton of molten steel, and a molten steel temperature of 1650°C. After the end of blowing, the furnace body is tilted to start tapping. The time required from the start of tapping to the end of tapping (steel tapping time) was 120 seconds. The period (T seconds) from the time when the slag cut ball was dropped (issued a command to drop) to the time it was dropped (arrived at the molten material in the converter) was 2 seconds.
予め、出鋼開始から出鋼流へのスラグ混在開始までの時間(X秒)を計測した。出鋼流へのスラグの混在は、溶鋼とスラグでは出鋼流表面の輝度が異なることから、出鋼流外観をビデオカメラを用いて撮像し、画像解析で観察して判別を行った。その結果、X=18秒であった。出鋼流の観察は、遮光めがねを通じて目視で観察することもできる。 The time (X seconds) from the start of tapping to the start of mixing of slag in the tapped stream was measured in advance. As for the mixture of slag in the tapped stream, the appearance of the tapped stream was imaged with a video camera and observed by image analysis to determine the appearance of the tapped stream because the brightness of the surface of the tapped stream differs between molten steel and slag. As a result, X=18 seconds. Observation of the tapping flow can also be performed visually through light-shielding glasses.
出鋼中に出鋼流を遮光めがねを通じて目視で観察し、出鋼流の旋回開始時期を特定した。図1に、出鋼中の状況と期間の模式図を示す。出鋼開始から出鋼流の旋回開始までの期間を「期間A」、出鋼流の旋回開始からX秒までを「期間B」、X秒から出鋼終了までを「期間C」とした。出鋼開始から出鋼流の旋回開始までの所要時間は、概ね5秒程度であった。 During tapping, the tapping flow was visually observed through light-shielding glasses to identify the turning start timing of the tapping flow. Figure 1 shows a schematic diagram of the situation and period during tapping. The period from the start of tapping to the start of turning of the tapping flow was defined as "period A", the period from the start of turning of the tapping flow to X seconds was defined as "period B", and the period from X seconds to the end of tapping was defined as "period C". The time required from the start of tapping to the start of turning of the tapping flow was approximately 5 seconds.
そして、スラグカットボールの投入を、上記期間A、期間B、期間Cのいずれかとしたときの、取鍋へのスラグ流出量の比較を行った。溶融スラグの流出量を以下の方法により算出した。すなわち、出鋼が完了した取鍋内の溶融物表面に鉄の棒を挿入し、回収した鉄の棒に付着したスラグ層の厚さを測定し、取鍋の断面積とスラグの密度を乗じて、溶融スラグの流出量を算出した。さらに、算出した流出量を溶鋼量で割って、溶鋼1ton当たりの溶融スラグ流出量を求めた。さらに、それぞれの期間について100回試験を行い、各期間における溶融スラグの流出量の平均値を求めた。 Then, the amount of slag flowing out to the ladle was compared when the slag cut balls were charged in any of the periods A, B, and C described above. The outflow amount of molten slag was calculated by the following method. That is, insert an iron rod into the surface of the molten material in the ladle after tapping is completed, measure the thickness of the slag layer attached to the recovered iron rod, and multiply the cross-sectional area of the ladle by the density of the slag. Then, the outflow amount of molten slag was calculated. Further, the calculated outflow amount was divided by the molten steel amount to obtain the molten slag outflow amount per ton of molten steel. Furthermore, the test was conducted 100 times for each period, and the average value of the outflow of molten slag in each period was obtained.
得られた溶融スラグ流出量を表1に示す。 Table 1 shows the molten slag flow rate obtained.
比較例1は期間Aで投入した場合(出鋼開始と同時にボール投下指示を発出し、出鋼開始から2秒でボール投入)であり、投入したボールが出鋼孔軸上および渦の外に漂ってしまい、スラグ流出抑制に寄与しない場合が多く、この場合は取鍋へのスラグ大量流出をもって出鋼終了と目視判断し、転炉を傾転して出鋼を終了した。そのため、6.0kg/tの多量のスラグが流出した。
実施例1は期間Bで投入した場合(出鋼流の旋回開始から1秒後にボール投下指示を発出し、出鋼開始から8秒程度でボール投入)であり、投入したボールが出鋼孔直上で回転しながら出鋼孔軸上にとどまり、出鋼中の期間Cにおいても出鋼流へのスラグの混入を最低限に防止し、さらに出鋼終了時には出鋼孔を閉止することができたので、3.0kg/tと少量のスラグ流出量に抑制できた。
比較例2は期間Cで投入した場合(出鋼開始から50秒でボール投入)であり、出鋼終了時の出鋼孔閉止はなされたものの、ボール投入前に既にスラグ流出が始まっているため、スラグ流出量が期間Bよりも多い4.5kg/tとなった。
したがって、最もスラグ流出量を抑制できる投入タイミングは実施例1の期間Bであった。
Comparative Example 1 is the case of throwing in period A (an instruction to drop a ball is issued at the same time as the start of tapping, and the ball is thrown two seconds after the start of tapping), and the thrown ball is on the tapping hole axis and outside the vortex. In many cases, the slag drifted and did not contribute to the suppression of slag outflow. In this case, when a large amount of slag flowed into the ladle, it was visually determined that the steel output had ended, and the converter was tilted to end the steel output. Therefore, a large amount of slag of 6.0 kg/t flowed out.
Example 1 is a case where the ball is thrown in period B (a ball-throwing instruction is issued 1 second after the turning of the tapping flow starts, and the ball is thrown about 8 seconds after the tapping start), and the thrown ball is directly above the tapping hole. It stayed on the tapping hole axis while rotating at , and it was possible to prevent slag from being mixed into the tapping flow to a minimum even during period C during tapping, and furthermore, the tapping hole was closed at the end of tapping. Therefore, the outflow of slag was suppressed to a small amount of 3.0 kg/t.
Comparative Example 2 is the case where the slag was introduced during the period C (the ball was introduced 50 seconds after the start of the tapping). , the slag outflow amount was 4.5 kg/t, which was higher than in period B.
Therefore, period B in Example 1 was the charging timing at which the slag outflow amount could be suppressed most.
以上の結果に基づき、本発明は、転炉の出湯孔から溶鉄を取り出す際に、スラグカット栓を用いて転炉内スラグの流出を防止する方法であって、予め、出湯流にスラグの混在が確認されるまでの、出湯開始からの時間を計測してX(秒)とし、出湯流が旋回を開始して以降、かつ、出湯開始から前記X(秒)が経過する前に、スラグカット栓を前記出湯孔の直上に投入することを特徴とする転炉内スラグの流出防止方法である。 Based on the above results, the present invention provides a method for preventing the outflow of slag in the converter using a slag cut plug when removing molten iron from the tapping hole of the converter. Measure the time from the start of hot water discharge until the time is confirmed to be X (seconds). A method for preventing outflow of slag in a converter, characterized by inserting a plug directly above the tapping hole.
転炉内スラグの流出防止のために、スラグカット栓としてスラグカットボールやスラグダーツを用いる場合、従来は前述のように、出鋼末期にスラグカット栓を転炉内に投入していた。しかし、以上詳細に説明したように、出鋼所要時間が120秒程度である場合において、出鋼開始から18秒にはすでに出鋼流中にスラグの混入が始まっていることが、本発明者らの検討によって明らかになった。従って、スラグカット栓の投入時期は、出鋼末期では遅すぎ、スラグカット栓の投入までに取鍋へのスラグ流入が進んでしまっている。本発明のように、予め出鋼流を観察して、出鋼開始から出鋼流へのスラグ混入開始までの時間(X秒)を計測し、X秒以前にスラグカット栓を投入することによってはじめて、取鍋へのスラグの流入を大幅に抑制することが可能となる。 When slag-cutting balls or slag darts are used as slag-cutting plugs in order to prevent slag from flowing out of the converter, the slag-cutting plugs have conventionally been thrown into the converter at the end of tapping as described above. However, as explained in detail above, in the case where the time required for tapping is about 120 seconds, the inventors of the present invention have found that slag has already begun to mix into the tapping stream 18 seconds after the start of tapping. It was clarified by the examination by et al. Therefore, the timing of inserting the slag cut plug is too late at the end of tapping, and slag has already flowed into the ladle before the slag cut plug is inserted. As in the present invention, by observing the tapping flow in advance, measuring the time (X seconds) from the start of tapping to the start of slag mixing into the tapping flow, and inserting the slag cut plug before X seconds, For the first time, it is possible to significantly suppress the inflow of slag into the ladle.
また、スラグカット栓の投入が早すぎると、投入したスラグカット栓が転炉内で浮遊することによって出鋼孔の直上から外れてしまうが、出鋼流を観察し、出鋼流が旋回を開始した以降においてスラグカット栓を投入することとすれば、投入したスラグカット栓が出鋼孔の直上に保持されるため、出鋼末期において確実に出鋼孔を閉止することができる。そして、出鋼流へのスラグ混入開始時期は、出鋼流の旋回開始時期以降に到来するので、出鋼流の旋回開始から出鋼流へのスラグ混入開始までの期間に、確実にスラグカット栓を投入することが可能である。 In addition, if the slag-cut plug is inserted too early, the slag-cut plug will float in the converter and will come out of the hole directly above the tapping hole. If the slag cut plug is inserted after the start of tapping, the inserted slag cut plug is held directly above the tap hole, so that the tap hole can be reliably closed at the end of tapping. Since the timing to start mixing slag into the output stream comes after the timing to start swirling the output stream, the slag is surely cut during the period from the start of swirling of the output stream to the start of slag mixing into the output stream. It is possible to throw in a plug.
本発明において、出鋼流へのスラグ混入開始までにスラグカット栓の投入を完了しており、上記のように出鋼流へのスラグ混入開始(18秒)は出鋼時間合計(120秒)の0.15倍程度であり、即ち出鋼時間合計の1/3経過時にはスラグカット栓の投入は完了している。この点で、スラグカット栓の投入を出鋼末期としていた従来とは明らかに相違し、本発明によって取鍋へのスラグ流出防止が際立つ主要な因子となっている。 In the present invention, the introduction of the slag cut plug is completed before the start of slag mixing into the tapped stream. 0.15 times, that is, when 1/3 of the total tapping time has elapsed, the insertion of the slag cut plug has been completed. In this respect, it is clearly different from the conventional art in which the slag cut plug is put in at the end of tapping, and the prevention of slag outflow into the ladle by the present invention is a major factor that stands out.
上記本発明では、対象とするヒートで出鋼流を観察し、出鋼流が旋回を開始して以降にスラグカット栓を投入するものである。本発明ではさらに、予め出湯流が旋回を開始するまでの、出湯開始からの時間を計測してY(秒)とし、出湯開始からY(秒)以降、かつ、出湯開始から前記X(秒)が経過する前に、スラグカット栓を前記出湯孔の直上に投入することとしてもよい。出鋼流の観察は、遮光めがねを通じて目視で観察することができ、あるいは、ビデオカメラを用いることもできる。 In the present invention, the tapping flow is observed in the target heat, and the slag cut plug is introduced after the tapping flow starts to swirl. Further, in the present invention, the time from the start of hot water discharge until the hot water flow starts to swirl is measured in advance and set to Y (seconds). A slag cut plug may be inserted directly above the tapping hole before the elapse of . The stream of steel output can be observed visually through light-shielding glasses, or a video camera can be used.
本発明でスラグ流出防止のために用いるスラグカット栓としては、特許文献1、非特許文献1に記載されているような球状のスラグカットボール(スラグボール)、特許文献2に記載されているようなスラグダーツ、さらには球状のボールの円周上に円盤を設けた土星状のスラグカットボールのいずれをも用いることができる。
As the slag cut plug used for preventing slag outflow in the present invention, a spherical slag cut ball (slag ball) as described in
スラグカット栓を転炉内の出湯孔の直上に投入する方法としては、特許文献5に記載されたような投入シュートを用いる方法、スラグカット栓に設けた吊り具を用いて吊り上げて投入する方法、特許文献1に記載されたように、スラグカットボールを針金で吊って転炉内に挿入し、針金が溶断してスラグカットボールが保持具から離れる方法など、いずれの方法をも用いることができる。
As a method of charging the slag cut plug directly above the tapping hole in the converter, there is a method using a charging chute as described in Patent Document 5, and a method of lifting the slag cut plug using a lifting tool provided on the slag cut plug and charging it. , as described in
Claims (2)
予め、出湯流にスラグの混在が確認されるまでの、出湯開始からの時間を計測してX(秒)とし、
出湯流が旋回を開始して以降、かつ、出湯開始から前記X(秒)が経過する前に、スラグカット栓を前記出湯孔の直上に投入することにより、出湯時間合計の1/3経過時にはスラグカット栓の投入が完了していることを特徴とする転炉内スラグの流出防止方法。 A method for preventing outflow of slag in a converter using a slag cut plug when taking out molten iron from a tapping hole of the converter, comprising:
In advance, measure the time from the start of hot water discharge until the presence of slag in the hot water flow is confirmed, and set it to X (seconds),
By inserting the slag cut plug directly above the tapping hole after the tapping flow starts to swirl and before the X (seconds) elapses from the start of tapping, when 1/3 of the total tapping time elapses A method for preventing outflow of slag in a converter, characterized in that the slag cut plug has been completely inserted .
予め、出湯流にスラグの混在が確認されるまでの、出湯開始からの時間を計測してX(秒)とするとともに、出湯流が旋回を開始するまでの、出湯開始からの時間を計測してY(秒)とし、
出湯開始から前記Y(秒)以降、かつ、出湯開始から前記X(秒)が経過する前に、スラグカット栓を前記出湯孔の直上に投入することにより、出湯時間合計の1/3経過時にはスラグカット栓の投入が完了していることを特徴とする転炉内スラグの流出防止方法。 A method for preventing outflow of slag in a converter using a slag cut plug when taking out molten iron from a tapping hole of the converter, comprising:
In advance, measure the time from the start of hot water discharge until the presence of slag in the hot water flow is confirmed, and set it to X (seconds), and measure the time from the start of hot water discharge until the hot water flow starts to swirl. is Y (seconds),
After Y (seconds) from the start of hot water discharge and before the X (seconds) from the start of hot water discharge, by inserting the slag cut plug directly above the hot water discharge hole, when 1/3 of the total hot water discharge time has elapsed, A method for preventing outflow of slag in a converter, characterized in that the slag cut plug has been completely inserted .
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