JP7243414B2 - Hot metal refining method - Google Patents

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Description

本発明は、溶銑の精錬方法に関する。 The present invention relates to a method for refining hot metal.

近年、転炉を用い、溶銑予備処理(脱Si、脱P、及び、脱Sのいずれか一つ以上)、中間排滓、精錬(脱P及び脱C)、及び、出鋼を一連の工程で順に実施するMURC(Multi-Refining Converter)法が提案されている。このMURC法では、溶銑予備処理の吹錬時におけるスラグ制御において、過度なフォーミングによるスロッピングを抑制しつつ十分な排滓量を確保できる程度にスラグをフォーミングさせる吹錬技術が要求される。 In recent years, using a converter, hot metal pretreatment (one or more of de-Si, de-P, and de-S), intermediate waste, refining (de-P and de-C), and tapping are performed in a series of processes. A MURC (Multi-Refining Converter) method has been proposed in which . In the MURC process, slag control during blowing for hot metal pretreatment requires a blowing technique for forming slag to the extent that a sufficient amount of slag can be secured while suppressing slopping due to excessive forming.

一般的には、特許文献1に記載の方法のように、上吹き条件の制御によりスラグの酸化度を調整できるとされており、スラグ制御の考え方から、吹錬時の上吹き条件を規定している。 Generally, as in the method described in Patent Document 1, it is said that the degree of oxidation of slag can be adjusted by controlling the top blowing conditions, and from the concept of slag control, the top blowing conditions during blowing are defined. ing.

特許第4150272号公報Japanese Patent No. 4150272

本発明の課題は、溶銑予備処理においてスロッピングを回避しつつ適切な中間排滓量を確保できる溶銑の精錬方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hot metal refining method that can avoid slopping in hot metal pretreatment and ensure an appropriate amount of intermediate slag.

本発明の一態様に係る溶銑の精錬方法は、溶銑及びスクラップを主原料として転炉内に装入する第一工程と、前記転炉内に上吹き及び底吹きにより酸素を吹き込んで前記溶銑の脱Cと、前記溶銑の脱Si、脱P、及び、脱Sのいずれか一つ以上を行う第二工程と、前記転炉内に生成したスラグを排滓する第三工程と、前記転炉内に上吹き及び底吹きで酸素を吹き込んで前記溶銑の脱P及び脱Cを行う第四工程と、を備える。
第一工程で装入される前記主原料中のSiの重量パーセント濃度は、0.20以上、0.80以下であり、第二工程の吹錬終了時の前記溶銑の温度は、1200℃以上、1450℃以下であり、第二工程の吹錬終了時における前記溶銑中のCの重量パーセント濃度は、3.00%以上であり、第三工程において排滓される前記スラグ中のCaOとSiOの重量比は、0.6以上、2.5以下である。
第二工程は、以下の式(1)を満たすように行われる。
3.60≦g×Q’/S-0.60×ε≦4.90・・・(1)
ただし、
gは、重力加速度[m/s]、
’は、上吹きにおける脱Cに寄与しない余剰酸素量[kNm/hr]、
Sは、溶銑の表面積(転炉内の容積÷転炉内の高さ)[m]、
εは、底吹き撹拌動力密度[kW/t]である。
A method for refining molten iron according to one aspect of the present invention includes a first step of charging molten iron and scrap as main raw materials into a converter, and blowing oxygen into the converter by top blowing and bottom blowing to refining the molten iron. A second step of performing deC and any one or more of deSi , deP, and desulfurization of the hot metal, a third step of discharging slag generated in the converter, and the conversion and a fourth step of blowing oxygen into the furnace by top blowing and bottom blowing to deP and deC the molten iron.
The weight percent concentration of Si in the main raw material charged in the first step is 0.20 or more and 0.80 or less, and the temperature of the hot metal at the end of blowing in the second step is 1200 ° C. or higher. , 1450 ° C. or less, the weight percent concentration of C in the hot metal at the end of blowing in the second step is 3.00% or more, and the CaO and SiO in the slag discharged in the third step The weight ratio of 2 is 0.6 or more and 2.5 or less.
The second step is performed so as to satisfy the following formula (1).
3.60≦g×Q t ′/S−0.60×ε b ≦4.90 (1)
however,
g is the gravitational acceleration [m/s 2 ];
Q t ' is the surplus oxygen amount [kNm 3 /hr] that does not contribute to decarbonization in top blowing;
S is the surface area of the hot metal (volume inside the converter/height inside the converter) [m 2 ],
ε b is the bottom-blowing agitation power density [kW/t].

本発明の一態様に係る溶銑の精錬方法によれば、溶銑予備処理においてスロッピングを回避しつつ適切な中間排滓量を確保できる。 According to the hot metal refining method according to an aspect of the present invention, it is possible to secure an appropriate amount of intermediate slag while avoiding slopping in hot metal pretreatment.

本発明の一実施形態に係る溶銑の精錬方法を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the refining method of the hot metal which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る溶銑の精錬方法を実施するための転炉の炉体の縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of a furnace body of a converter for carrying out a method for refining molten iron according to an embodiment of the present invention; 脱炭酸素効率ηと上吹き撹拌動力密度の逆数1/εの関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between decarburization oxygen efficiency η and reciprocal 1/ε t of top-blown stirring power density. 本発明の一実施形態に係る溶銑の精錬方法を実施するための転炉の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a converter for carrying out a method for refining molten iron according to an embodiment of the present invention; FIG. 上吹きランスの先端側の部分の要部拡大縦断面図である。Fig. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main portion of a portion on the tip side of the top blowing lance; 本実験結果を示すグラフである。It is a graph which shows this experiment result.

以下、本発明の一実施形態について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.

(本発明のきっかけと着想)
本発明者らは、精錬工程の歩留の向上を目的に上底吹き条件の変更に取り組んだ。具体的には、特許文献1に記載の方法における知見を参考に上吹き条件の設定を行った。
しかしながら、スロッピングの誘発等の操業不具合が発生した。このため、この課題の解決に取り組んだ。
ここで、特許文献1に記載の方法と本取組における明確な差異として、底吹き撹拌動力の大きさが挙げられた。そして、特許文献1に記載の方法は、本発明者らが想定している弱撹拌型の転炉の条件に合わないと考えた。
そこで、本発明者らは、鋭意検討を行い、MURC法において、上吹き条件の調整による吹錬適正域は、底吹き条件に従い変動することを着想した。
そして、実機試験の結果から、上吹き及び底吹き条件の調整による吹錬適正域を同定した。
(Trigger and idea of the present invention)
The present inventors tried to change the top and bottom blowing conditions for the purpose of improving the yield of the refining process. Specifically, the top-blowing conditions were set with reference to the findings in the method described in Patent Document 1.
However, operational problems such as the induction of slopping occurred. Therefore, we worked to solve this problem.
Here, as a clear difference between the method described in Patent Document 1 and the present approach, the size of the bottom-blowing stirring power was mentioned. Then, the inventors of the present invention considered that the method described in Patent Document 1 does not meet the conditions of a weakly stirred converter.
Accordingly, the present inventors conducted extensive studies and came up with the idea that in the MURC method, the proper blowing range due to the adjustment of the top-blowing conditions varies according to the bottom-blowing conditions.
Then, from the results of the actual machine test, the optimum blowing range was identified by adjusting the top blowing and bottom blowing conditions.

(本発明のメカニズム)
転炉内におけるスラグのフォーミング現象は、1.「スラグ性状」、2.「ガス発生反応」の条件がフォーミング条件に到達したときに発生する。
一般に、酸化鉄濃度の高いスラグを生成し、一酸化炭素ガスの発生速度が高いときにスラグがフォーミングしやすくなるとされている。
転炉における精錬の上吹き条件の調整の考え方として、上吹き酸素ジェットの溶銑面への衝突動圧を下げるソフトブロー化を行うと、溶銑成分の燃焼に寄与する酸素効率が低下し、余剰酸素が近傍の鉄を燃焼することで酸化鉄が生成され、スラグがフォーミングしやすくなる。
また、上吹き酸素ジェットの衝突動圧を上げるハードブロー化を行うと、スラグ中の酸化鉄の生成は抑制される。
一方、底吹き撹拌動力は転炉内の溶銑中の撹拌に対し支配的な影響力を有しており、撹拌力を増加させた場合、スラグ中の酸化鉄と溶銑中の炭素が反応することでスラグ中の酸化鉄濃度が低下する。
以上の冶金的な吹錬特性を考慮すると、酸化鉄の生成しやすい条件は、ソフトブロー及び弱撹拌であり、酸化鉄の生成しにくい条件は、ハードブロー及び強撹拌であるといえる。
MURC法による操業において、スラグのフォーミング状態を制御するためには、上吹き条件及び底吹き条件のそれぞれの酸化鉄生成条件を考慮する必要がある。
そこで、本発明者らは、鋭意検討を行い、底吹き撹拌動力密度と、上吹き条件で決定される酸化鉄生成によるエネルギー密度の相関関係を調査した。その結果、線形の相関関係を確認することができた。さらに、スロッピング指数及び中間排滓率が悪化した条件で相関関係を規定することができた。
(Mechanism of the present invention)
The slag forming phenomenon in the converter is as follows: 1. "Slag Properties";2. Occurs when the conditions for the "gassing reaction" reach the forming conditions.
In general, it is believed that slag with a high concentration of iron oxide is produced and the slag tends to form when the generation rate of carbon monoxide gas is high.
As a way of thinking about adjustment of the top-blowing conditions for refining in a converter, soft blowing that lowers the impingement dynamic pressure of the top-blown oxygen jet on the hot metal surface reduces the efficiency of oxygen contributing to the combustion of hot metal components, resulting in surplus oxygen. Burns nearby iron to form iron oxide, which facilitates slag foaming.
Further, when hard blowing is performed to increase the impact dynamic pressure of the top-blown oxygen jet, the generation of iron oxide in the slag is suppressed.
On the other hand, the bottom-blowing stirring power has a dominant influence on the stirring of the hot metal in the converter. The concentration of iron oxide in the slag decreases.
Considering the above metallurgical blowing characteristics, it can be said that the conditions under which iron oxide is likely to be generated are soft blowing and weak stirring, and the conditions under which iron oxide is not easily generated are hard blowing and strong stirring.
In order to control the slag foaming state in the operation by the MURC method, it is necessary to consider the iron oxide production conditions of the top blowing condition and the bottom blowing condition.
Therefore, the present inventors have conducted extensive studies and investigated the correlation between the bottom-blowing agitation power density and the energy density due to iron oxide formation determined by the top-blowing conditions. As a result, a linear correlation could be confirmed. Furthermore, it was possible to establish a correlation under the condition that the slopping index and the middle waste rate deteriorated.

(補足)
多くの転炉では炉底からの複数羽口による多量のガス吹込条件で精錬されており、底吹き撹拌動力が十分に高い。そのため、従来技術では、弱撹拌型の転炉に対する撹拌条件が想定されていなかったと推定される。これに対し、ソフトブローランスを適用した弱撹拌型の転炉については、中間排滓率を確保する課題認識が極めて低いことから中間排滓率を確保できる底吹き弱撹拌の条件に着目されていなかった。
(supplement)
In many converters, refining is carried out under the condition of a large amount of gas injection from multiple tuyeres from the bottom of the furnace, and the bottom-blowing agitation power is sufficiently high. Therefore, it is presumed that in the prior art, the stirring conditions for the weakly stirring converter were not assumed. On the other hand, regarding the weakly agitated converter with soft blow lance, attention is focused on the condition of bottom blowing weak agitation that can ensure the intermediate slag rate because the recognition of the problem of securing the intermediate slag rate is extremely low. I didn't.

(本発明の一実施形態の具体的な説明)
以下、本発明の一実施形態に係る溶銑の精錬方法を具体的に説明する。
(Specific description of one embodiment of the present invention)
Hereinafter, a method for refining molten iron according to an embodiment of the present invention will be specifically described.

図1は、本発明の一実施形態に係る溶銑の精錬方法を示す図である。
図1に示されるように、本発明の一実施形態に係る溶銑の精錬方法は、溶銑及びスクラップを主原料として転炉10内に装入する第一工程と、転炉10内に上吹き及び底吹きにより酸素を吹き込んで溶銑12の脱Si、脱P、及び、脱Sのいずれか一つ以上を行う第二工程と、転炉10内に生成したスラグ14を排滓する第三工程と、転炉10内に上吹き及び底吹きで酸素を吹き込んで溶銑12の脱P及び脱Cを行う第四工程とを備える。
FIG. 1 is a diagram showing a hot metal refining method according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the method for refining molten iron according to one embodiment of the present invention includes a first step of charging molten iron and scrap as main raw materials into a converter 10, top-blowing and A second step of blowing in oxygen by bottom blowing to remove one or more of Si, P, and S from the hot metal 12, and a third step of discharging the slag 14 generated in the converter 10. and a fourth step of blowing oxygen into the converter 10 by top blowing and bottom blowing to deP and deC the hot metal 12 .

「上吹き」とは、転炉10の炉口から転炉10内に挿入された上吹きランス16により転炉10内に下向きに酸素を吹き込むことである。
「底吹き」とは、転炉10の炉底に設けられた底吹きランス18により転炉10内に上向きに酸素を吹き込むことである。
“Top blowing” means blowing oxygen downward into the converter 10 from the throat of the converter 10 by a top blowing lance 16 inserted into the converter 10 .
“Bottom blowing” means blowing oxygen upward into the converter 10 with a bottom blowing lance 18 provided at the bottom of the converter 10 .

第一工程で装入される主原料中のSiの重量パーセント濃度は、0.20以上、0.80以下である。
第二工程の吹錬終了時の溶銑の温度は、1200℃以上、1450℃以下である。
第二工程の吹錬終了時における溶銑中のCの重量パーセント濃度は、3.00%以上である。
第三工程において排滓されるスラグ中のCaOとSiOの重量比は、0.6以上、2.5以下である。
The weight percent concentration of Si in the main raw material charged in the first step is 0.20 or more and 0.80 or less.
The temperature of the hot metal at the end of blowing in the second step is 1200°C or higher and 1450°C or lower.
The weight percent concentration of C in the hot metal at the end of blowing in the second step is 3.00% or more.
The weight ratio of CaO and SiO2 in the slag discharged in the third step is 0.6 or more and 2.5 or less.

溶銑予備処理である第二工程は、以下の式(1)を満たすように行われる。
3.60≦g×Q’/S-0.60×ε≦4.90・・・(1)
ただし、
gは、重力加速度[m/s]、
’は、上吹きにおける脱Cに寄与しない余剰酸素量[kNm/hr]、
Sは、溶銑の表面積(転炉内の容積÷転炉内の高さ)[m]、
εは、底吹き撹拌動力密度[kW/t]である。
The second step, which is hot metal pretreatment, is performed so as to satisfy the following formula (1).
3.60≦g×Q t ′/S−0.60×ε b ≦4.90 (1)
however,
g is the gravitational acceleration [m/s 2 ];
Q t ' is the surplus oxygen amount [kNm 3 /hr] that does not contribute to decarbonization in top blowing;
S is the surface area of the hot metal (volume inside the converter/height inside the converter) [m 2 ],
ε b is the bottom-blowing agitation power density [kW/t].

図2は、本発明の一実施形態に係る溶銑の精錬方法を実施するための転炉の炉体の縦断面図である。
「転炉内の容積」とは、転炉10の炉体20内にレンガを積んだ状態における炉体20の内部空間22(ドット表示部分)の体積のことである。
「転炉内の高さ」とは、炉体20内にレンガを積んだ状態における炉体20の炉底24から炉口26までの距離(高さ)Hのことである。
「底吹き撹拌動力密度」とは、転炉底吹ガスの吹込エネルギーから計算した溶銑1tあたりに与えられる攪拌に寄与するエネルギー密度のことである。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a furnace body of a converter for carrying out the method for refining molten iron according to one embodiment of the present invention.
The “volume inside the converter” is the volume of the internal space 22 (dotted portion) of the furnace body 20 in the state where the bricks are stacked inside the furnace body 20 of the converter 10 .
The “height in the converter” is the distance (height) H from the bottom 24 of the furnace body 20 to the throat 26 when bricks are stacked in the furnace body 20 .
The "bottom-blown agitation power density" is the energy density contributing to the agitation given per 1 ton of hot metal calculated from the blowing energy of the bottom-blown gas of the converter.

式(1)における余剰酸素量Q’[kNm/hr]は、以下の式(2)で得られる。
’=(1-η)×Q・・・(2)
ただし、
ηは、上吹きの脱炭酸素効率[-]、
は、上吹きの送酸速度[kNm/hr]である。
The surplus oxygen amount Q t ′ [kNm 3 /hr] in Equation (1) is obtained by Equation (2) below.
Q t '=(1−η)×Q t (2)
however,
η is the top-blowing decarburization efficiency [-],
Qt is the top-blowing oxygen feed rate [kNm 3 /hr].

式(2)における上吹きの脱炭酸素効率ηは、以下の式(3)で得られる。
η=0.98-40.67/ε・・・(3)
ただし、εは、上吹きの撹拌動力密度[kW/t]である。
「上吹き撹拌動力密度」とは、転炉上吹きガスの動圧エネルギーから計算した溶銑1tあたりに与えられる攪拌に寄与するエネルギー密度のことである。
なお、脱炭酸素効率ηは、吹錬試験実績から経験的に得られた、溶銑成分の燃焼に用いる酸素量の理論量/実績量の割合である。
The top-blown decarburization efficiency η in the equation (2) is obtained by the following equation (3).
η=0.98−40.67/ε t (3)
However, ε t is the top-blowing stirring power density [kW/t].
The "top-blown agitation power density" is the energy density contributing to the agitation given per 1 ton of hot metal calculated from the dynamic pressure energy of the top-blown gas in the converter.
The decarburization oxygen efficiency η is the theoretical amount/actual amount ratio of the amount of oxygen used for combustion of hot metal components, empirically obtained from blow temper test results.

図3は、脱炭酸素効率ηと上吹き撹拌動力密度の逆数1/εの関係を示すグラフである。
加藤らによると、式(3)における上吹き撹拌動力密度εは、以下の式(4)で得られる(Y.Kato et al.: Tetsu-to-hagane, 76 (1990), p.560)。

Figure 0007243414000001

ただし、
dは、上吹きランスのノズル孔のスロート径[m]、
は、上吹きランスのノズル孔の出口から噴出されるガスの線流速[m/s]、
θは、ノズル孔の中心軸に対するガスの放射方向への広がり角度[deg]、
は、転炉で精錬される溶銑の重量[t]、
Xは、溶銑浴面に対する上吹きランスの高さ[m]である。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between decarburization oxygen efficiency η and reciprocal 1/ε t of top-blown stirring power density.
According to Kato et al., the top-blown stirring power density ε t in Equation (3) is obtained by the following Equation (4) (Y. Kato et al.: Tetsu-to-hagane, 76 (1990), p.560 ).
Figure 0007243414000001

however,
d is the throat diameter [m] of the nozzle hole of the top blowing lance;
u 0 is the linear flow velocity of the gas ejected from the outlet of the nozzle hole of the top blowing lance [m/s];
θ is the spread angle [deg] of the gas in the radial direction with respect to the central axis of the nozzle hole;
WM is the weight of molten iron refined in the converter [t],
X is the height [m] of the top blowing lance with respect to the hot metal bath surface.

図4は、本発明の一実施形態に係る溶銑の精錬方法を実施するための転炉の縦断面図である。
図4には、「溶銑浴面に対する上吹きランスの高さ」の一例として、溶銑12の浴面12Aに対する上吹きランス16の高さXが示されている。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a converter for carrying out a method for refining molten iron according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows the height X of the top blowing lance 16 with respect to the bath surface 12A of the hot metal 12 as an example of "the height of the top blowing lance with respect to the hot metal bath surface".

図5は、上吹きランスの先端側の部分の要部拡大縦断面図である。
ノズル孔30は、スロート30A(入口)から出口30Bにかけて拡径するテーパ状に形成されている。
図5には、「上吹きランスのノズル孔のスロート径」の一例として、スロート30Aの径d(ノズル孔30の最小径部)が示されている。
また、「上吹きランスのノズル孔の出口から噴出されるガスの線流速」の一例として、ノズル孔30の出口30Bから噴出されるガス32の線流速uが示されている。
また、「ノズル孔の中心軸に対するガスの放射方向への広がり角度」の一例として、ノズル孔30の中心軸34に対するガス32の放射方向への広がり角度θが示されている。
FIG. 5 is an enlarged vertical cross-sectional view of the main portion of the tip side portion of the top blowing lance.
The nozzle hole 30 is formed in a tapered shape expanding in diameter from a throat 30A (entrance) to an outlet 30B.
FIG. 5 shows the diameter d of the throat 30A (minimum diameter portion of the nozzle hole 30) as an example of the "throat diameter of the nozzle hole of the top-blowing lance".
Further, the linear flow velocity u0 of the gas 32 ejected from the outlet 30B of the nozzle hole 30 is shown as an example of "the linear velocity of the gas ejected from the outlet of the nozzle hole of the top blowing lance".
Also, as an example of the "angle of spread of the gas in the radial direction with respect to the central axis of the nozzle hole", the angle of spread of the gas 32 in the radial direction with respect to the central axis 34 of the nozzle hole 30 is shown.

上吹きランスのノズル孔から噴射される前後のガスの膨張を考慮すれば、式(4)におけるガスの線流速uは、以下の式(5)で得られる。

Figure 0007243414000002

ただし、
γは、比熱比[-]、
Rは、気体定数[J/(K・mol)]、
は、ノズル孔から噴射される前のガスの温度[K]、
atmは、大気圧力[Pa]、
は、ノズル孔から噴射される前のガスの圧力[Pa]、
Mは、酸素ガスのモル重量[kg/kmol]である。 Considering the expansion of the gas before and after being injected from the nozzle hole of the top-blowing lance, the linear flow velocity u 0 of the gas in Equation (4) is obtained by Equation (5) below.
Figure 0007243414000002

however,
γ is the specific heat ratio [-],
R is the gas constant [J / (K mol)],
T1 is the temperature [K] of the gas before it is injected from the nozzle hole;
Pat atm is the atmospheric pressure [Pa];
P 1 is the pressure of the gas before it is injected from the nozzle hole [Pa],
M is the molar weight of oxygen gas [kg/kmol].

森・佐野らによると、底吹き撹拌動力密度εは、以下の式(6)で得られる(K.Mori, M.Sano: Tetsu-to-hagane, 67 (1981), p.672)。
ε=22.26×Q×T×LN(1-9.8×ρ×h/Patm)/W・・・(6)
ただし、
は、底吹きガスの供給速度[Nm/hr]、
は、転炉での精錬時の溶銑の温度[K]、
ρは、溶銑の密度[kg/m]、
hは、溶銑の深さ[m]である。
According to Mori and Sano et al., the bottom-blown agitation power density ε b is obtained by the following formula (6) (K.Mori, M.Sano: Tetsu-to-hagane, 67 (1981), p.672).
ε b =22.26×Q h ×T M ×LN(1−9.8×ρ M ×h/P atm )/W M (6)
however,
Q h is the supply rate of the bottom-blown gas [Nm 3 /hr];
TM is the temperature of molten iron during refining in a converter [K],
ρ M is the density of hot metal [kg/m 3 ],
h is the depth of hot metal [m].

本発明の一実施形態に係る溶銑の精錬方法によれば、余剰酸素量を適正範囲内に調整することにより、溶銑予備処理においてスロッピングを回避できる。また、中間排滓において底吹き撹拌エネルギーを適切に調整することにより、適切な中間排滓率を確保できる。 According to the hot metal refining method according to the embodiment of the present invention, slopping can be avoided in hot metal pretreatment by adjusting the amount of surplus oxygen within an appropriate range. In addition, by appropriately adjusting the bottom-blowing agitation energy in the intermediate waste, an appropriate intermediate waste rate can be ensured.

実機に適用した実験の結果を以下に示す。
吹錬時のスロッピング及び中間排滓の評価を以下の要領で実施した。
「スロッピング」とは、転炉外へのスラグ及び地金の漏出のことである。
スロッピングは、以下の式(7)で示されるように、[炉下排出物重量]の[炉内装入物総重量]に対する重量比であるスロッピング率[%]で評価した。そして、スロッピング率が2.0%以下となる条件を合格とした。
スロッピング率[%]=[炉下排出物重量]/[炉内装入物総重量]×100・・・(7)
「炉下排出物重量」とは、吹錬中に転炉内から炉下へ排出したスラグ及び地金の重量のことである。
「炉内装入物総重量」とは、転炉内に装入された溶銑及びスクラップの重量のことである。
The results of experiments applied to actual equipment are shown below.
Evaluation of slopping and intermediate slag during blowing was carried out in the following manner.
"Slopping" is leakage of slag and bare metal out of the converter.
The slopping was evaluated by the slopping rate [%], which is the weight ratio of [weight of waste discharged from furnace] to [total weight of furnace contents], as shown in the following equation (7). Then, the conditions under which the slopping rate was 2.0% or less were regarded as acceptable.
Slopping rate [%]=[weight of under-furnace discharge]/[total weight of furnace contents]×100 (7)
The "underfurnace discharge weight" is the weight of slag and ingot discharged from the converter during blowing.
"Furnace input total weight" means the weight of hot metal and scrap charged into the converter.

また、中間排滓率は、以下の式(8)で示されるように、転炉内に装入したCaOとSiOの割合を、転炉での吹錬終了時に採取したスラグの成分より逆算し求めた。そして、中間排滓率が60%以上となる条件を合格とした。
中間排滓率[%]={(C/S)×[SiO-[CaO])/([CaO]-(C/S)×[SiO}・・・(8)
ただし、
(C/S)は、第4工程終了後に採取したスラグ中のCaOとSiO成分の重量比、
[CaO]は、第i工程で投入したCaO当量、
[SiOは、第i工程で投入し生成したSiO当量である。
In addition, as shown in the following formula (8), the intermediate slag rate is calculated by calculating the ratio of CaO and SiO 2 charged into the converter from the components of the slag collected at the end of blowing in the converter. sought. Then, the conditions under which the intermediate waste rate was 60% or more were regarded as acceptable.
Intermediate slag rate [%]={(C/S)×[SiO 2 ] 4 −[CaO] 4 )/([CaO] 2 −(C/S)×[SiO 2 ] 2 } (8 )
however,
(C/S) is the weight ratio of CaO and SiO2 components in the slag collected after the fourth step,
[CaO] i is the CaO equivalent introduced in the i step,
[SiO 2 ] i is the equivalent of SiO 2 charged and produced in the i-th step.

図6は、本実験の結果を示すグラフである。
図6において、縦軸は、フォーミング指数[W/t×10]を示し、横軸は、底吹き攪拌動力密度[kW/t]を示す。
フォーミング指数[W/t×10]は、上吹き条件で規定され、体積増加に伴うスラグの上昇方向のエネルギー密度であり、以下の式(9)で規定される。
フォーミング指数[W/t×10]=g×Q’/S・・・(9)
ただし、
gは、重力加速度[m/s]、
’は、上吹きにおける脱Cに寄与しない余剰酸素量[kNm/hr]、
Sは、溶銑の表面積(転炉内の容積÷転炉内の高さ)[m]である。
FIG. 6 is a graph showing the results of this experiment.
In FIG. 6, the vertical axis indicates the forming index [W/t×10 4 ], and the horizontal axis indicates the bottom-blowing stirring power density [kW/t].
The forming index [W/t×10 4 ] is defined under top-blowing conditions, is the energy density in the rising direction of the slag accompanying the volume increase, and is defined by the following formula (9).
Forming index [W/t×10 4 ]=g×Q t ′/S (9)
however,
g is the gravitational acceleration [m/s 2 ];
Q t ' is the surplus oxygen amount [kNm 3 /hr] that does not contribute to decarbonization in top blowing;
S is the surface area of the hot metal (volume in the converter/height in the converter) [m 2 ].

表1は、本実験の条件と結果を示す一覧表である。

Figure 0007243414000003
Table 1 is a list showing the conditions and results of this experiment.
Figure 0007243414000003

表1には、転炉実機での実験結果を示す。「発明例1~6」は、式(1)の条件を満たし、「比較例1~6」は、式(1)の条件を満たさない。
スロッピング率及び中間排滓率がいずれも合格となる条件では、フォーミング指数と底吹き撹拌動力密度の直線的な最適領域が得られる。このフォーミング指数と底吹き撹拌動力密度の直線的な最適領域を線形近似した際の傾きが0.60であり、底吹き撹拌動力密度が0における切片を評価すると、合格判定された吹錬条件は式(1)で規定されるように一定の範囲内(つまり、3.60以上、4.90以下)に存在しており、評価が不合格の条件は式(1)で規定された範囲外に存在した。
したがって、「発明例1~6」のように、式(1)の条件を満たせば、溶銑予備処理においてスロッピングを回避しつつ適切な中間排滓量を確保できると言える。
Table 1 shows the results of experiments using an actual converter. "Invention Examples 1 to 6" satisfy the condition of formula (1), and "Comparative Examples 1 to 6" do not satisfy the condition of formula (1).
Under conditions in which both the slopping rate and the intermediate slag rate are acceptable, a linear optimum range of the foaming index and the bottom-blowing agitation power density is obtained. The slope when linearly approximating the linear optimum region of this forming index and the bottom blowing agitation power density is 0.60, and when the intercept at the bottom blowing agitation power density of 0 is evaluated, the blowing condition that was judged to be acceptable is exists within a certain range (i.e., 3.60 or more and 4.90 or less) as defined by formula (1), and the condition for failing the evaluation is outside the range defined by formula (1) existed in
Therefore, it can be said that, as in "Invention Examples 1 to 6", if the condition of formula (1) is satisfied, an appropriate amount of intermediate waste can be ensured while avoiding slopping in hot metal pretreatment.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。 An embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above, and can of course be implemented in various modifications without departing from the gist of the present invention. is.

10 転炉
12 溶銑
14 スラグ
16 上吹きランス
18 底吹きランス
20 炉体
30 ノズル孔
10 converter 12 hot metal 14 slag 16 top blowing lance 18 bottom blowing lance 20 furnace body 30 nozzle hole

Claims (1)

溶銑及びスクラップを主原料として転炉内に装入する第一工程と、
前記転炉内に上吹き及び底吹きにより酸素を吹き込んで前記溶銑の脱Cと、前記溶銑の脱Si、脱P、及び、脱Sのいずれか一つ以上を行う第二工程と、
前記転炉内に生成したスラグを排滓する第三工程と、
前記転炉内に上吹き及び底吹きで酸素を吹き込んで前記溶銑の脱P及び脱Cを行う第四工程と、
を備え
第一工程で装入される前記主原料中のSiの重量パーセント濃度は、0.20以上、0.80以下であり、
第二工程の吹錬終了時の前記溶銑の温度は、1200℃以上、1450℃以下であり、
第二工程の吹錬終了時における前記溶銑中のCの重量パーセント濃度は、3.00%以上であり、
第三工程において排滓される前記スラグ中のCaOとSiOの重量比は、0.6以上、2.5以下であり、
第二工程は、以下の式(1)を満たすように行われる、
溶銑の精錬方法。
3.60≦g×Q’/S-0.60×ε≦4.90・・・(1)
ただし、
gは、重力加速度[m/s]、
’は、上吹きにおける脱Cに寄与しない余剰酸素量[kNm/hr]、
Sは、溶銑の表面積(転炉内の容積÷転炉内の高さ)[m]、
εは、底吹き撹拌動力密度[kW/t]である。
A first step of charging molten iron and scrap as main raw materials into a converter;
a second step of blowing oxygen into the converter by top-blowing and bottom-blowing to decarburize the hot metal and to remove one or more of Si, P, and S from the hot metal;
a third step of discharging the slag generated in the converter;
a fourth step of blowing oxygen into the converter by top blowing and bottom blowing to deP and deC the molten iron;
The weight percent concentration of Si in the main raw material charged in the first step is 0.20 or more and 0.80 or less,
The temperature of the hot metal at the end of blowing in the second step is 1200 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower,
The weight percent concentration of C in the hot metal at the end of blowing in the second step is 3.00% or more,
The weight ratio of CaO and SiO2 in the slag discharged in the third step is 0.6 or more and 2.5 or less,
The second step is performed so as to satisfy the following formula (1),
Method of refining hot metal.
3.60≦g×Q t ′/S−0.60×ε b ≦4.90 (1)
however,
g is the gravitational acceleration [m/s 2 ];
Q t ' is the surplus oxygen amount [kNm 3 /hr] that does not contribute to decarbonization in top blowing;
S is the surface area of the hot metal (volume inside the converter/height inside the converter) [m 2 ],
ε b is the bottom-blowing agitation power density [kW/t].
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