JPH08225818A - Top-blown oxygen lance for dephosphorizing molten iron - Google Patents

Top-blown oxygen lance for dephosphorizing molten iron

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JPH08225818A
JPH08225818A JP3478895A JP3478895A JPH08225818A JP H08225818 A JPH08225818 A JP H08225818A JP 3478895 A JP3478895 A JP 3478895A JP 3478895 A JP3478895 A JP 3478895A JP H08225818 A JPH08225818 A JP H08225818A
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oxygen jet
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政樹 宮田
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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Abstract

PURPOSE: To improve dephosphorizing efficiency by providing a lance having a structure to satisfy a prescribed condition to keep FetO in the slag to a high level and suppress decarburizing amount and fusing damage to refractories in achieving the dephosphorization by the slag of low CaF2 , low Ca/SiO2 and high FetO. CONSTITUTION: The structure of a lance is satisfied by the formulae I, IV and V and the inequalities II and III, where X is the horizontal displacement (mm) of the center axis of the oxygen jet, Y is the vertical displacement (mm) thereof, S is the distance (mm) of movement in the advancing direction, (d) is the diameter (mm) of the oxygen jet at S, do is the diameter (mm) of the nozzle, α is the nozzle angle ( deg.) when the locus of the center axis of the oxygen jet is brought into contact with the surface of molten iron, β is the angle ( deg.) where the oxygen jet reaches one half of the distance between the lance and the surface of molten iron, or the angle where the oxygen jet directly hits furnace wall, whichever is the smaller, γ is the nozzle diameter (mm) where the locus of the center axis of the oxygen jet is brought into contact with the surface of molten iron, and δ is the nozzle diameter (mm) where the oxygen jet reaches one half of the distance between the lance and the surface of the molten iron.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、上吹ランスからの酸素
ジェット中心軸の軌道を推定する式(1) を用いて、脱り
ん用媒溶剤および脱りんスラグ利材化のコスト、脱りん
処理時の脱炭量、耐火物溶損量をいずれも低減して、効
率よく溶銑を脱りん処理するための上吹酸素ランスに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention uses the equation (1) for estimating the trajectory of the central axis of an oxygen jet from a top blowing lance, and uses the solvent for dephosphorization and the cost of dephosphorization slag utilization and dephosphorization. The present invention relates to a top-blown oxygen lance for efficiently dephosphorizing hot metal by reducing the amount of decarburization and the amount of refractory melting during treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】高炉で製造された溶銑には不純物として
多量のりんが含まれているので、製造工程において効率
のよい脱りん処理を行い、鋼材の機械的性質を改善する
ことが強く求められている。
2. Description of the Related Art Since hot metal produced in a blast furnace contains a large amount of phosphorus as an impurity, it is strongly required to efficiently remove phosphorus in the production process to improve the mechanical properties of steel products. ing.

【0003】通常、この脱りん処理は脱炭処理と共に転
炉等の酸化精錬中に生石灰系の造滓剤を用いて行われる
他、最近では転炉における脱炭精錬に先立つ溶銑の予備
処理で硫黄と同様、りんも除去する技術が実用化されて
きている。具体的には、トーピードカー、取鍋または転
炉で溶銑中に生石灰、CaF2、Na2CO3等を添加して撹拌
(インジェクション等)する方法がとられてきた。特
に、低りん鋼溶製の際は、スラグ塩基度を2以上とし、
滓化促進のためCaF2を添加したフラックスを用いるのが
一般的であった。しかし、生石灰、CaF2、Na2CO3等は比
較的高価であり、コスト面から媒溶剤使用量の更なる節
減が望まれている。
Usually, this dephosphorization treatment is carried out together with the decarburization treatment by using a quicklime-based slag-forming agent during oxidative refining in a converter or the like, and recently, it is a preliminary treatment of hot metal prior to decarburization refining in a converter. A technique for removing phosphorus as well as sulfur has been put into practical use. Specifically, a method of adding quick lime, CaF 2 , Na 2 CO 3 or the like to hot metal in a torpedo car, a ladle or a converter and stirring (injection or the like) has been used. Especially, when smelting low phosphorus steel, the slag basicity should be 2 or more,
It was common to use a flux with CaF 2 added to promote slag formation. However, quick lime, CaF 2 , Na 2 CO 3, etc. are relatively expensive, and further reduction of the amount of solvent used is desired from the viewpoint of cost.

【0004】そこで、CaF2を用いずに滓化を確保して溶
銑の脱りん処理を効率よく行う方法として、次のような
方法が提案されている。
Therefore, the following method has been proposed as a method for ensuring the slag formation without using CaF 2 and efficiently performing the dephosphorization treatment of the hot metal.

【0005】CaO-SiO2-Fe t O 系フラックス〔CaO/SiO2
>0.5 、処理中(%Fet O)は鉄鉱石または上吹き酸素で調
整〕を用いるもの(特公昭55-30042号公報)、CaO-Al2O
3-Fet O 系フラックス〔CaO:Al2O3 =2.5〜20:1、(%Fet
O)= 25〜65、(%Fet O)は鉄鉱石で調整〕を用いるもの
(特開昭62-207810 号公報)、およびCaO-SiO2-Fe t O
系フラックス〔CaO/SiO2>2.0 、(T.Fe)>50重量%、(%
Fet O)は鉄鉱石で調整〕を用いるもの(特開平2-11712
号公報)などである。
CaO-SiO 2 -Fe t O-based flux [CaO / SiO 2
> 0.5, iron ore or top-blown oxygen is used during treatment (% Fe t O)] (Japanese Patent Publication No. 55-30042), CaO-Al 2 O
3 -Fe t O system flux (CaO: Al 2 O 3 = 2.5 to 20: 1, (% Fe t
O) = 25 to 65, (% Fe t O) is adjusted with iron ore] (JP-A-62-207810), and CaO-SiO 2 -Fe t O
System flux [CaO / SiO 2 > 2.0, (T.Fe)> 50% by weight, (%
Fe t O) is adjusted with iron ore] (JP-A-2-11712
Issue gazette).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】通常、低りん鋼溶製の
際は、スラグの塩基度(CaO/SiO2)を2以上とし、滓化促
進のためCaF2を添加したフラックスを用いて脱りん処理
を施すのが一般的であった。しかし、媒溶剤使用量を更
に低減するためには、CaF2使用量をミニマムにし、かつ
低い塩基度(CaO/SiO2)で脱りんする必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Normally, when melting low-phosphorus steel, the basicity (CaO / SiO 2 ) of the slag is set to 2 or more and the flux is added with CaF 2 to promote slag formation. It was common to apply phosphorus treatment. However, in order to further reduce the amount of solvent used, it is necessary to minimize the amount of CaF 2 used and to dephosphorize with low basicity (CaO / SiO 2 ).

【0007】スラグ塩基度を2以下にすれば、滓化不良
やスラグが凝固する際の3CaO・SiO2→2CaO・SiO2+ f−
CaO (f−CaO :遊離石灰)反応により生じる遊離石灰が
スラグ中にほとんど存在しないため、エージング処理を
省略しても処理後スラグを路盤材として利用できる可能
性がある。
If the slag basicity is set to 2 or less, 3CaO.SiO 2 → 2CaO ・ SiO 2 + f-
Since free lime generated by the CaO (f-CaO: free lime) reaction is almost absent in the slag, it is possible that the treated slag can be used as a roadbed material even if the aging treatment is omitted.

【0008】前記の特開昭62-207810 号公報および特開
平2-11712 号公報に示される方法では、脱りん処理中に
スラグ中の(%Fet O)は低下して行くので、脱りんを効率
よく行うために処理末期まで或る値以上の高(%T.Fe) を
維持するように、初期に多量の酸化鉄(鉄鉱石等)を添
加する。しかしこの方法では、酸化鉄を多量に添加する
ため、添加後溶銑温度が急激に低下してしまい、フラッ
クスの滓化が遅れ、その結果脱りん効率が低下する可能
性がある。
In the methods disclosed in the above-mentioned JP-A-62-207810 and JP-A-2-11712, since (% Fe t O) in the slag decreases during the dephosphorization treatment, dephosphorization In order to efficiently carry out the process, a large amount of iron oxide (iron ore, etc.) is added in the early stage so that a high value (% T.Fe) above a certain value is maintained until the end of the treatment. However, in this method, since a large amount of iron oxide is added, the hot metal temperature is drastically lowered after the addition, the slag formation of the flux is delayed, and as a result, the dephosphorization efficiency may be reduced.

【0009】特公昭55-30042号公報の方法では、酸化鉄
および上吹酸素により脱りん処理中高(%Fet O)を維持す
るとしているが、上吹き酸素による高(%Fet O)維持の具
体的な方法については言及されていない。さらに、上吹
酸素ジェットの軌道を考慮せず、ただ必要量の酸素を上
吹きするだけでは、以下の(イ)および(ロ)のような
問題が生じる。
According to the method disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 55-30042, high (% Fe t O) is maintained during dephosphorization treatment by iron oxide and top-blown oxygen, but high (% Fe t O) is maintained by top-blown oxygen. No specific method is mentioned. Further, if only the required amount of oxygen is blown up without considering the trajectory of the blown oxygen jet, the following problems (a) and (b) occur.

【0010】(イ)酸素を溶鉄に勢いよく吹き付ける
(ハードブローを行う)と、脱炭が必要以上に進行して
しまう。その結果、酸素とスラグ中に存在する粒鉄(底
吹きガスにより懸濁している粒鉄)との反応が減少し、
高(%Fet O)が維持できない。さらに、脱炭反応熱により
溶銑の温度が脱りん処理に最適な温度以上に上昇し、脱
りん効率が低下してしまう可能性がある。
(B) If oxygen is vigorously blown onto molten iron (hard blowing is performed), decarburization proceeds more than necessary. As a result, the reaction between oxygen and the granular iron present in the slag (the granular iron suspended by the bottom-blown gas) is reduced,
High (% Fe t O) cannot be maintained. Furthermore, the temperature of the hot metal may rise above the optimum temperature for the dephosphorization treatment due to the heat of the decarburization reaction, and the dephosphorization efficiency may decrease.

【0011】(ロ)ノズル径、ノズル角度を大きくして
酸素の溶銑への衝突を和らげる(ソフトブローを行う)
等により、必要以上に脱炭を抑制させた場合、上吹酸素
ジェットのスラグ中への侵入深さが減少するため、上吹
酸素とスラグ中粒鉄との反応による(FeO) が生成し難く
なり、スラグ中(%Fet O)は増加しない可能性がある。ま
た、上吹酸素ジェットが炉壁に衝突してしまい、耐火物
溶損量が増加する可能性がある。
(B) Increasing the nozzle diameter and the nozzle angle to reduce the collision of oxygen with the hot metal (soft blow)
For example, if decarburization is suppressed more than necessary, the depth of penetration of the top-blown oxygen jet into the slag will decrease, making it difficult for (FeO) to form due to the reaction between top-blown oxygen and the granular iron in the slag. Therefore, the slag content (% Fe t O) may not increase. Further, the top-blown oxygen jet collides with the furnace wall, which may increase the amount of refractory melting.

【0012】本発明の目的は、フラックスコストが低
く、かつ溶銑脱りん処理後スラグを低コストで路盤材等
へ利用できる、低(%CaF2) 、低CaO/SiO2、高(%Fet O)の
スラグによる脱りん法において用いる上吹酸素ランスで
あって、脱りん処理時スラグ中(%Fet O)を上吹酸素によ
り高値に維持し、かつ上吹酸素による脱炭量、耐火物溶
損量を制御して、効率よく脱りん処理を施すことができ
る上吹酸素ランスを提供することにある。
It is an object of the present invention that the flux cost is low, and the slag after the hot metal dephosphorization treatment can be used at low cost for roadbed materials, low (% CaF 2 ), low CaO / SiO 2 , high (% Fe t O) is a top-blowing oxygen lance used in the dephosphorization method using slag, which maintains the slag in dephosphorization treatment (% Fe t O) at a high value by top-blowing oxygen, and decarburizes by the top-blowing oxygen and fire resistance. An object of the present invention is to provide a top blowing oxygen lance capable of efficiently performing dephosphorization treatment by controlling the amount of physical melt loss.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は次の溶銑脱りん
用上吹酸素ランスを要旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The subject matter of the present invention is the following top-blown oxygen lance for hot metal dephosphorization.

【0014】上底吹転炉において、CaO およびFet O を
主成分とするフラックスを添加し、上吹き酸素により高
(%T.Fe) を維持しつつ溶銑の脱りんを行う際に用いる上
吹酸素ランスであって、下記式 (1)〜(3) の条件を満た
す構造を有することを特徴とする溶銑脱りん用上吹酸素
ランス。
In the top-bottom blow converter, a flux containing CaO and Fe t O as main components was added, and the top blown oxygen increased the flux.
A hot-blown oxygen lance used for dephosphorization of hot metal while maintaining (% T.Fe), characterized by having a structure satisfying the conditions of the following formulas (1) to (3). Top blowing oxygen lance for phosphorus.

【0015】[0015]

【数2】 [Equation 2]

【0016】 α≦θ0 ≦β・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) γ≦d0≦δ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3) 但し、 d=2S・tan(θc/2)・・・・・・・・・・・・・・・・・(a) S=∫{(dX)2 +(dY)21/2 ・・・・・・・・・・・・(b) X :酸素ジェット中心軸の水平方向変位(mm) Y :酸素ジェット中心軸の鉛直方向変位(mm) S :酸素ジェット中心軸の進行方向の移動距離(mm) θc :酸素ジェットの広がり角度( 20°) θ0 :ノズル角度(鉛直軸からの角度)(°) H :S での酸素ジェット中酸素ガスのホールドアップ(
− ) d :S での酸素ジェット径(mm) d0:ノズル径(mm) U0:ノズル出口での酸素ガス流速(mm/s) ρs :溶融スラグの密度( g/cm3 ) ρg :ノズル出口での酸素ガス密度( g/cm3 ) ρg ' :酸素ガス圧力を1atm (すなわち、酸素ジェッ
ト中では酸素ガス密度は一定)と仮定した時の酸素ジェ
ット中酸素ガス密度( g/cm3 ) g :重力加速度( m/s2 ) α:酸素ジェット中心軸の軌道が溶銑表面に接する時の
ノズル角度( °) β:酸素ジェットがランス−溶銑表面間距離の半分に達
する時の角度と酸素ジェットが炉壁に直接当たる時の角
度とのうち小さい方の角度(°) γ:酸素ジェット中心軸の軌道が溶銑表面に接する時の
ノズル径(mm) δ:酸素ジェットがランス−溶銑表面間距離の半分に達
する時のノズル径(mm) 初期条件: X=d0・cos θ0/{2tan(θc/2)}の時、 Y=−d0・sin θ0 / {2tan(θc/2)}・・(c) dY/dX=−tan θ0 ・・・・・・・・・・・(d) 上記でいう酸素ジェットは、一つのノズル出口から噴出
する酸素ジェット単体を意味する。
Α ≦ θ 0 ≦ β (2) γ ≦ d 0 ≦ δ ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (3) However, d = 2S ・ tan (θc / 2) ・ ・ ・ ・ ・ ・ (a) S = ∫ { (dX) 2 + (dY) 2 } 1/2・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (b) X: Horizontal displacement of oxygen jet central axis (mm) Y: Vertical direction of oxygen jet central axis Displacement (mm) S: Moving distance of the oxygen jet central axis in the traveling direction (mm) θc: Oxygen jet spread angle (20 °) θ 0 : Nozzle angle (angle from vertical axis) (°) H: S Hold up of oxygen gas in oxygen jet (
−) D: Oxygen jet diameter at S (mm) d 0 : Nozzle diameter (mm) U 0 : Oxygen gas flow velocity at the nozzle outlet (mm / s) ρ s : Density of molten slag (g / cm 3 ) ρ g : Oxygen gas density at the nozzle outlet (g / cm 3 ) ρ g ': Oxygen gas density in the oxygen jet assuming that the oxygen gas pressure is 1 atm (that is, the oxygen gas density is constant in the oxygen jet) (g / cm 3 ) g: Gravitational acceleration (m / s 2 ) α: Nozzle angle when the orbit of the oxygen jet central axis contacts the hot metal surface (°) β: When the oxygen jet reaches half the distance between the lance and the hot metal surface Angle and the angle when the oxygen jet directly hits the furnace wall (°) γ: Nozzle diameter (mm) when the orbit of the oxygen jet central axis is in contact with the hot metal surface δ: Oxygen jet lance -Nozzle diameter when reaching half the distance between the hot metal surfaces (mm) Initial condition: X = d 0 · cos θ 0 / {2tan (θc / 2)}, Y = −d 0 · sin θ 0 / {2tan (θc / 2)} ・ ・ (c) dY / dX = −tan θ 0・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (d) The oxygen jet mentioned above is one nozzle outlet. It means a single oxygen jet ejected from.

【0017】上記の酸素ジェットの広がり角度θc は、
20°で一定である(N.J.Themelis:Trans.Met.Soc.,AI
ME,245 ,1969,P.2425 参照)。
The spread angle θc of the oxygen jet is
It is constant at 20 ° (NJThemelis: Trans.Met.Soc., AI
See ME, 245, 1969, page 2425).

【0018】上記の酸素ジェット中酸素ガスのホールド
アップ Hとは、酸素ジェットが酸素ガスとスラグとの混
相流となっている状態において、酸素ジェット中の酸素
ガスが占める体積の割合を意味する。
The above-mentioned holdup H of oxygen gas in the oxygen jet means the volume ratio of the oxygen gas in the oxygen jet when the oxygen jet is in a mixed phase flow of oxygen gas and slag.

【0019】[0019]

【作用】本発明は、従来の溶銑脱りん方法における問題
点、すなわち、高価なCaF2や生石灰等の媒溶剤の多量使
用、処理後スラグを路盤材等に利材化するためのエージ
ング処理コスト増大を解決することを目的に、CaF2を使
用せずに生石灰使用量を節減〔低塩基度(CaO/SiO2)化〕
し、高(%Fet O)を維持して効率よく溶銑の脱りん処理を
行い、しかも処理時の脱炭量、耐火物溶損量を抑制する
ことができる上吹酸素ランスのノズル構造を明確化する
ものである。
The present invention has a problem in the conventional hot metal dephosphorization method, that is, the use of a large amount of an expensive solvent such as CaF 2 or quick lime, and the aging treatment cost for making the treated slag into a roadbed material. Aim to solve the increase, reduce the amount of quicklime used without using CaF 2 (Low basicity (CaO / SiO 2 ))
However, the nozzle structure of the top blowing oxygen lance is capable of efficiently dephosphorizing the hot metal while maintaining high (% Fe t O) and suppressing the decarburization amount and refractory melting loss during the treatment. It is a clarification.

【0020】以下、図1〜図12に基づいて本発明ランス
の作用を効果とともに詳述する。
Hereinafter, the operation of the lance of the present invention will be described in detail together with its effects with reference to FIGS.

【0021】図1は、上底吹転炉内の上吹酸素ジェット
単体の軌道を模式的に示す図であり、この上吹き酸素ラ
ンスのノズルはストレート形状の複数孔構造を有するも
のである。図2は、ノズル出口での酸素ジェット単体の
挙動を模式的に説明する図である。図2中A点の座標が
(0,0)、B点がノズル出口であり、その座標が下記
である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the trajectory of a single top-blown oxygen jet in the top-bottom blow converter, and the nozzle of this top-blown oxygen lance has a straight multi-hole structure. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the behavior of a single oxygen jet at the nozzle outlet. In FIG. 2, the coordinates of the point A are (0, 0), the point B is the nozzle outlet, and the coordinates are as follows.

【0022】 ( d0・cos θ0/{2tan(θc/2)},−d0・sin θ0 / {2tan(θc/2)}) 図1および図2において、X 方向が水平方向、Y 方向が
垂直方向、一点鎖線が酸素ジェット中心軸の軌道であ
る。図示する記号は、前述のように定義されている。
(D 0 · cos θ 0 / {2tan (θc / 2)}, −d 0 · sin θ 0 / {2tan (θc / 2)}) In FIGS. 1 and 2, the X direction is the horizontal direction, The Y direction is vertical, and the dashed-dotted line is the trajectory of the oxygen jet central axis. The symbols shown are defined as above.

【0023】図2に示すように、ノズルから噴出した酸
素ジェットは角度θc (=20℃)で広がり、ジェットは
水平方向には運動量を保存しながら進行し、垂直方向に
は運動量変化が浮力と釣り合うまで進行し、図1に示す
ように、その後は浮力により上昇してゆく。
As shown in FIG. 2, the oxygen jet ejected from the nozzle spreads at an angle θc (= 20 ° C.), the jet advances in the horizontal direction while preserving the momentum, and the change in the momentum in the vertical direction causes buoyancy. It progresses until it is in equilibrium and thereafter rises due to buoyancy, as shown in FIG.

【0024】後述する図7および図12に示すように、こ
のときノズル径d0を変えることにより酸素ジェット中心
軸の軌道を変えることができる。すなわち、ノズル角度
θが小さいほど、酸素ジェットの垂直方向の運動量が
増加するため垂直方向の到達距離が増加し、逆にその
際、水平方向の運動量は小さくなるので水平方向の到達
距離が減少する。
At this time, as shown in FIGS. 7 and 12, which will be described later, the trajectory of the oxygen jet central axis can be changed by changing the nozzle diameter d 0 . That is, as the nozzle angle θ 0 becomes smaller, the vertical momentum of the oxygen jet increases, so that the vertical reach increases, and conversely, at that time, the horizontal momentum decreases, so the horizontal reach decreases. To do.

【0025】ノズル出口での酸素ガス流速Uが音速以
下の場合には、ノズル径d0の増加にともない、この流速
U0が低下するため酸素ジェットの運動量が低下し、到達
距離は水平、垂直の両方向とも減少する。
When the oxygen gas flow velocity U 0 at the nozzle outlet is equal to or lower than the sonic velocity, this flow velocity is increased as the nozzle diameter d 0 is increased.
Since U 0 decreases, the momentum of the oxygen jet decreases, and the reaching distance decreases in both horizontal and vertical directions.

【0026】溶銑脱りん時のスラグ中の上吹酸素ジェッ
トの挙動と処理時の状況(脱りん、脱炭、耐火物溶損挙
動)を種々検討した結果、酸素ジェット中心軸の軌道を
推定する前記式 (1)、および式(2) 、(3) によりノズル
径d0およびノズル角度θ0 を適正化することにより、低
りん鋼溶製に必要な処理後〔P〕0.01%以下を達成し、
かつ、脱炭量、耐火物溶損量の低減が可能であることが
判明した。
The behavior of the top-blown oxygen jet in the slag during hot metal dephosphorization and the conditions during treatment (dephosphorization, decarburization, refractory erosion behavior) were investigated, and the trajectory of the oxygen jet central axis was estimated. By optimizing the nozzle diameter d 0 and the nozzle angle θ 0 according to the formulas (1), (2), and (3), it is possible to achieve 0.01% or less of [P] after processing required for low phosphorus steel melting. Then
In addition, it was found that the decarburization amount and the refractory melting loss amount can be reduced.

【0027】式(1) は、酸素ジェット単体の水平方向の
運動量は保存され、垂直方向の運動量の変化はジェット
内のガスに働く浮力に等しく、酸素ジェットはその両方
向の運動量を合成した運動量の方向に進むものとして、
酸素ジェット中心軸の軌道を推定計算することができる
式である。初期条件とは、図2中のB点で示すノズル出
口での酸素ジェット中心軸の進行方向を定める条件であ
る。
In equation (1), the momentum in the horizontal direction of the oxygen jet is conserved, the change in the momentum in the vertical direction is equal to the buoyancy acting on the gas in the jet, and the oxygen jet has the momentum that combines the momentum in both directions. As one that goes in the direction,
This is an equation that allows the trajectory of the oxygen jet central axis to be estimated and calculated. The initial condition is a condition that determines the advancing direction of the oxygen jet central axis at the nozzle outlet indicated by point B in FIG.

【0028】すなわち、式(1) および式 (a)〜(d) を用
いて計算した酸素ジェット中心軸の軌道から、下記1)、
2)の条件を満足するように式(2) および式(3) の条件で
ノズル径d0とノズル角度θ0 を適正化することにより、
処理時のスラグ中(%T.Fe) を高く維持し、その結果効率
よく脱りんを行うことができるという知見を得た。
That is, from the trajectory of the oxygen jet central axis calculated using the formula (1) and the formulas (a) to (d), the following 1),
By optimizing the nozzle diameter d 0 and the nozzle angle θ 0 under the conditions of formula (2) and formula (3) so that the condition of 2) is satisfied,
It was found that the slag (% T.Fe) in the slag during treatment can be maintained high, and as a result, dephosphorization can be performed efficiently.

【0029】1) 酸素ジェットがランス−溶銑表面間距
離の半分以上に達し、かつ、溶銑に直接当たらないこ
と。
1) The oxygen jet reaches more than half of the distance between the lance and the hot metal surface and does not directly hit the hot metal.

【0030】2) 酸素ジェットが炉壁に直接当たらない
こと。
2) The oxygen jet should not hit the furnace wall directly.

【0031】まず、ノズル角度θ0 の適正化についてノ
ズル角度θ0 と転炉炉体の形状とを変化させて行った実
験結果を、図3〜図6により説明する。
Firstly, the results of experiments conducted by changing the shape of the nozzle angle theta 0 and BOF furnace body for optimizing the nozzle angle theta 0, it is described by Figures 3-6.

【0032】詳細は実施例で後述するが、2トン試験転
炉(炉体A:炉内径1090mm、一部実験は炉体B:炉内径
1290mm)とCaO およびFet O を主成分とするフラックス
を用い、さらに上吹ランス(外形90mm)から酸素を吹き
付けることにより溶銑脱りん処理を行い、酸素ランスの
ノズル角度θ0 の脱りん、脱炭および耐火物溶損に及ぼ
す影響について検討した。このときのノズル径d0は3.7m
m のストレート、ノズル孔数は4孔、酸素流量は1.0Nm3
/min、ランス高さは350mm とした。
The details will be described later in Examples, but a 2 ton test converter (furnace body A: furnace inner diameter 1090 mm, in some experiments furnace body B: furnace inner diameter)
1290 mm) and a flux containing CaO and Fe t O as main components, and further hot metal dephosphorization was performed by blowing oxygen from the top blowing lance (outer diameter 90 mm) to remove the phosphorus and dephosphorize the oxygen lance at the nozzle angle θ 0. The effect on charcoal and refractory erosion was investigated. The nozzle diameter d 0 at this time is 3.7 m
m straight, 4 nozzles, oxygen flow 1.0Nm 3
/ min, the lance height was 350 mm.

【0033】図3は、溶銑2トンの脱りん処理時のスラ
グ中(%T.Fe) とノズル角度θ0 との関係を示す図であ
る。図示するようにノズル角度θ0 が25〜53°のとき、
処理時のスラグ中(%T.Fe) を高値に維持することができ
た。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the slag (% T.Fe) and the nozzle angle θ 0 during the dephosphorization treatment of 2 tons of hot metal. As shown in the figure, when the nozzle angle θ 0 is 25 to 53 °,
The slag (% T.Fe) during processing could be maintained at a high value.

【0034】図4は、処理後〔%P〕とノズル角度θ0
との関係を示す図である。図示するように高(%T.Fe) を
維持できたノズル角度θ0 が25〜53°の場合に目標
〔P〕≦0.01が達成できた。
FIG. 4 shows the nozzle angle θ 0 after processing [% P].
It is a figure which shows the relationship with. As shown in the figure, the target [P] ≦ 0.01 was achieved when the nozzle angle θ 0 that maintained a high (% T.Fe) was 25 to 53 °.

【0035】図5は、耐火物溶損指数とノズル角度θ0
との関係を示す図である。ここで耐火物溶損指数は、ノ
ズル径8mmの単孔ランス(ノズル角度θ0 =0°)を用
いた(酸素ジェットが炉壁へ衝突していない)ときの耐
火物溶損量を1として指数化したものである。図示する
ように炉体Aの場合には、耐火物溶損指数はノズル角度
θ0 が30°以上で急激に増加している。一方、炉体Bの
場合、図3に示したように脱りん挙動は炉体A使用時と
一致するが、耐火物溶損指数は図5に示すとおりノズル
角度θ0 によらず、ほぼ1であった。
FIG. 5 shows the refractory melting loss index and the nozzle angle θ 0.
It is a figure which shows the relationship with. Here, the refractory melting loss index is 1 when the single hole lance with a nozzle diameter of 8 mm (nozzle angle θ 0 = 0 °) is used (oxygen jet does not collide with the furnace wall). It is an index. As shown in the figure, in the case of the furnace body A, the refractory melting loss index sharply increases when the nozzle angle θ 0 is 30 ° or more. On the other hand, in the case of the furnace body B, the dephosphorization behavior matches that when the furnace body A is used as shown in FIG. 3, but the refractory melting loss index is almost 1 regardless of the nozzle angle θ 0 as shown in FIG. Met.

【0036】図6は、処理後〔%C〕とノズル角度θ0
との関係を示す図である。図示するようにノズル角度θ
0 が小さくなるほど、処理後〔%C〕は低下することが
わかる。
FIG. 6 shows the nozzle angle θ 0 after processing [% C].
It is a figure which shows the relationship with. Nozzle angle θ as shown
It can be seen that the smaller the value of 0, the lower the [% C] after the treatment.

【0037】図7に、炉体Aおよび炉体Bの場合につい
てノズル角度θ0 を10°から65°まで適宜変化させ、式
(1) により酸素ジェット単体の中心軸の軌道を計算した
結果を示す。図7中、左上の0点が図2に示すA点であ
る。なお、吹錬中のスラグフォーミング高さを測定して
溶融スラグの密度ρs を計算した結果、0.15g/cm3 が得
られたので上記計算にはこの値を採用した。
In FIG. 7, the nozzle angle θ 0 is appropriately changed from 10 ° to 65 ° in the case of the furnace body A and the furnace body B, and
(1) shows the result of calculating the trajectory of the central axis of the oxygen jet alone. In FIG. 7, the upper left point 0 is the point A shown in FIG. As a result of measuring the slag foaming height during blowing and calculating the density ρ s of the molten slag, 0.15 g / cm 3 was obtained, so this value was used in the above calculation.

【0038】図7および図3の結果から、酸素ジェット
中心軸の軌道が溶銑表面に接しないとき(ノズル角度θ
0 が25°以上)、スラグ中(%T.Fe) を高値に維持でき、
その結果、処理後〔%P〕も低くなったと考えられる。
ノズル角度θ0 が25°より小さい場合は酸素ジェットが
溶銑に直接当たるため、脱炭反応に酸素が消費されてFe
t O を充分に生成させることができず、スラグ中(%T.F
e) が低くなる。その結果、処理後〔%P〕も高くなっ
たと考えられる。ノズル角度θ0 が53°を超えると、酸
素ジェットがランス−溶銑表面間距離の半分に到達でき
ず、酸素ジェットとスラグ中粒鉄との反応が減少してス
ラグ中の(%T.Fe) が低くなり、処理後〔%P〕も高くな
ったのである。
From the results shown in FIGS. 7 and 3, when the trajectory of the oxygen jet central axis is not in contact with the hot metal surface (nozzle angle θ
0 is 25 ° or more), the slag can be maintained at a high value (% T.Fe),
As a result, it is considered that after treatment [% P] was also lowered.
When the nozzle angle θ 0 is smaller than 25 °, the oxygen jet directly hits the hot metal, so oxygen is consumed in the decarburization reaction and Fe
tO could not be generated sufficiently and slag (% TF
e) becomes low. As a result, it is considered that the [% P] also increased after the treatment. When the nozzle angle θ 0 exceeds 53 °, the oxygen jet cannot reach half of the distance between the lance and the hot metal surface, and the reaction between the oxygen jet and the granular iron in the slag decreases ((% T.Fe) in the slag). Was lower, and after treatment [% P] was also higher.

【0039】ノズル角度θ0 が30°以上で、かつ炉体A
の場合には、酸素ジェットが直接炉壁に当たるため、図
5に示したように耐火物溶損指数が急激に増加したこと
が裏付けられる。しかし、炉体Bの場合、ノズル角度θ
0 によらず酸素ジェットが炉壁に直接当たらないため
に、図5に示したように耐火物溶損指数は、ノズル角度
θ0 に依存しなかったと考えられる。
The nozzle angle θ 0 is 30 ° or more and the furnace body A
In the case of No. 3, since the oxygen jet directly hits the furnace wall, it is proved that the refractory melt loss index rapidly increased as shown in FIG. However, in the case of furnace body B, the nozzle angle θ
Since the oxygen jet does not directly hit the furnace wall regardless of 0 , it is considered that the refractory melting loss index did not depend on the nozzle angle θ 0 as shown in FIG.

【0040】このように、効率的に脱りん処理するため
には、ノズル角度θ0 に最適な範囲、すなわち、式(2)
で示す範囲(α≦θ0 ≦β)が存在することがわかる。
ここで、αは酸素ジェット中心軌道が溶銑表面に接する
時のノズル角度から求まり、βは酸素ジェットがランス
−溶銑表面間距離の半分に達するときの角度と酸素ジェ
ットが炉壁に直接当たるときの角度とのうち、小さい方
から求まり、炉体A使用時が後者、炉体B使用時が前者
に、それぞれ相当する。
As described above, in order to perform the dephosphorization process efficiently, the optimum range for the nozzle angle θ 0 , that is, the formula (2)
It can be seen that there is a range (α ≦ θ 0 ≦ β) indicated by.
Here, α is obtained from the nozzle angle when the oxygen jet central orbit is in contact with the hot metal surface, and β is the angle when the oxygen jet reaches half the distance between the lance and the hot metal surface and when the oxygen jet hits the furnace wall directly. The angle is obtained from the smaller one, and the case of using the furnace body A corresponds to the latter, and the case of using the furnace body B corresponds to the former.

【0041】次に、ノズル径d0の適正化について炉体A
の場合にノズル径d0を変化させて行った実験結果を、図
8〜図11により説明する。このときのノズル角度θ0
15°、その他の条件は前述の試験のとおりとした。
Next, regarding the optimization of the nozzle diameter d 0 , the furnace body A
In the case of, the experimental results obtained by changing the nozzle diameter d 0 will be described with reference to FIGS. The nozzle angle θ 0 at this time is
The conditions of 15 ° and other conditions were as in the above-mentioned test.

【0042】図8はスラグ中(%T.Fe) とノズル径d0との
関係を示す図、図9は処理後〔%P〕とノズル径d0との
関係を示す図である。図8および図9に示すように、ノ
ズル径d0が4.6mm より小さいと、スラグ中(%T.Fe) を高
値に維持できず、処理後〔P〕≦0.01%が確保できなか
った。しかし、ノズル径d0が4.6mm 以上8.8mm 以下では
高(%T.Fe) が維持でき、処理後〔P〕≦0.01%を確保す
ることができた。ノズル径d0が8.8mm を超えると高(%T.
Fe) が維持できず、処理後〔%P〕が高くなった。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the slag (% T.Fe) and the nozzle diameter d 0, and FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the treated [% P] and the nozzle diameter d 0 . As shown in FIGS. 8 and 9, when the nozzle diameter d 0 was smaller than 4.6 mm, the slag (% T.Fe) could not be maintained at a high value, and [P] ≦ 0.01% could not be secured after the treatment. However, when the nozzle diameter d 0 was 4.6 mm or more and 8.8 mm or less, high (% T.Fe) could be maintained and [P] ≦ 0.01% could be secured after the treatment. High when the nozzle diameter d 0 exceeds 8.8 mm (% T.
Fe) could not be maintained, and [% P] increased after the treatment.

【0043】図10は、耐火物溶損指数とノズル径d0との
関係を示す図である。図示するように耐火物溶損指数は
ノズル径d0によらず、ほぼ1となった。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the refractory melting loss index and the nozzle diameter d 0 . As shown in the figure, the refractory melting loss index was almost 1 regardless of the nozzle diameter d 0 .

【0044】図11は、処理後〔%C〕とノズル径d0との
関係を示す図である。図示するようにノズル径d0の増大
に伴い、処理後〔%C〕は増加した。
FIG. 11 is a view showing the relationship between the [% C] after treatment and the nozzle diameter d 0 . As shown in the figure, as the nozzle diameter d 0 increased, the post treatment [% C] increased.

【0045】図12に、ノズル径d0を適宜変化させ、ノズ
ル角度θ0 を15°、スラグ密度ρsを0.15g/cm3 として
式(1) により酸素ジェット中心軸の軌道を計算した結果
を示す。図示するようにノズル径d0が4.6mm より小さい
と酸素ジェットが溶銑表面に直接当たるため、脱炭反応
に酸素が消費されてFet O を充分に生成させることがで
きず、スラグ中(%T.Fe) が低くなる。その結果、図9に
示したように処理後〔%P〕も高くなった。ノズル径d0
が8.8mm を超えると、酸素ジェットがランス−溶銑表面
間距離の半分に到達できず、酸素ジェットとスラグ中粒
鉄の反応が減少してスラグ中(%T.Fe) が低くなり、処理
後〔%P〕も高くなったと考えられる。
FIG. 12 shows the result of calculating the trajectory of the oxygen jet central axis by the equation (1) with the nozzle diameter d 0 appropriately changed, the nozzle angle θ 0 being 15 °, and the slag density ρ s being 0.15 g / cm 3. Indicates. As shown in the figure, when the nozzle diameter d 0 is smaller than 4.6 mm, the oxygen jet directly hits the surface of the hot metal, so oxygen is consumed in the decarburization reaction and Fe t O cannot be generated sufficiently. T.Fe) becomes low. As a result, as shown in FIG. 9, the value after the treatment [% P] was also high. Nozzle diameter d 0
When the value exceeds 8.8 mm, the oxygen jet cannot reach half the distance between the lance and the hot metal surface, the reaction between the oxygen jet and the iron in the slag is reduced, and the slag concentration (% T.Fe) becomes low. It is considered that [% P] also increased.

【0046】この場合、酸素ジェットはノズル径d0によ
らず炉壁に直接当たらないので、図10に示したように、
耐火物溶損指数はノズル径d0によらず、ほぼ1となった
のである。
In this case, since the oxygen jet does not directly hit the furnace wall regardless of the nozzle diameter d 0 , as shown in FIG.
The refractory melting loss index became almost 1 regardless of the nozzle diameter d 0 .

【0047】このように、効率的に脱りん処理するため
には、ノズル径d0に最適な範囲、すなわち、式(3) で示
す範囲(γ≦d0≦δ)が存在することがわかる。γは酸
素ジェットの中心軌道が溶鉄表面に接する時のノズル径
から、δは酸素ジェットがランス−溶銑表面間距離の半
分に達するときのノズル径から、それぞれ求まる。
As described above, in order to efficiently perform the dephosphorization treatment, it is found that there is an optimum range for the nozzle diameter d 0 , that is, the range (γ ≦ d 0 ≦ δ) shown by the equation (3). . γ is obtained from the nozzle diameter when the central orbit of the oxygen jet contacts the molten iron surface, and δ is obtained from the nozzle diameter when the oxygen jet reaches half the distance between the lance and the hot metal surface.

【0048】以上のように、式(1) で酸素ジェット中心
軸の軌道を計算し、酸素ジェットがランス−溶銑表面間
距離の半分以上に達し、かつ、溶銑に直接当たらず、し
かも、炉壁に直接当たらないように、下記式(2) および
(3) を満足させてノズル角度θ0 とノズル径d0を適正化
することにより、処理時の(%T.Fe) を高く維持でき、そ
の結果、効率良く脱りん処理が行え、しかも処理中の脱
炭量と耐火物溶損量を抑制することができる。
As described above, the trajectory of the central axis of the oxygen jet is calculated by the equation (1), and the oxygen jet reaches more than half of the distance between the lance and the hot metal surface and does not directly contact the hot metal, and the furnace wall To avoid hitting directly
By satisfying (3) and optimizing the nozzle angle θ 0 and nozzle diameter d 0 , (% T.Fe) during processing can be maintained high, and as a result, dephosphorization can be performed efficiently and It is possible to suppress the amount of decarburization and the amount of refractory meltdown inside.

【0049】 α≦θ0 ≦β・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) γ≦d0≦δ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3) 上記の作用効果は、孔数が2以上の外向きストレートノ
ズルの場合であれば、特にノズル孔数にはよらないが、
孔数が多いほど酸素ジェットとスラグとの接触面積が増
えるため、処理時の高(%T.Fe) が効率よく維持できる。
しかし、逆に孔数が多すぎると1孔あたりの酸素流量が
低下し、酸素ジェットがランス−溶銑表面間距離の半分
に達しなくなり、高(%T.Fe) が維持できなくなる。ま
た、適正な孔数は酸素流量とそのときの酸素ジェットの
到達距離にも依存するため、望ましい孔数の範囲は3〜
10程度、さらに望ましいのは3〜6または8程度であ
る。
Α ≦ θ 0 ≦ β (2) γ ≦ d 0 ≦ δ ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (3) The above effect is not particularly dependent on the number of nozzle holes in the case of an outward straight nozzle with two or more holes,
Since the contact area between the oxygen jet and the slag increases as the number of holes increases, the high (% T.Fe) during processing can be efficiently maintained.
However, on the contrary, if the number of holes is too large, the oxygen flow rate per hole decreases, the oxygen jet does not reach half of the distance between the lance and the hot metal surface, and high (% T.Fe) cannot be maintained. Further, since the proper number of holes depends on the oxygen flow rate and the reaching distance of the oxygen jet at that time, the range of the desirable number of holes is 3 to
About 10 and more preferably about 3 to 6 or 8.

【0050】フラックスはCaO およびFet O を主成分と
するものを初装で用いる。望ましいフラックスの組成は
重量%でCaO:20〜40%、Fet O:50〜80%程度であり、そ
の他に含んでいてもよい成分はMnO 、Al2O3 およびSiO2
などである。Fet O 源として望ましいのは鉄鉱石、スケ
ールおよび転炉滓などである。なお、フラックスの形状
には制約はないが、炉内添加であるため1〜50mm程度の
大きさの塊状のものを用いるのが望ましい。
As the flux, one containing CaO and Fe t O as main components is used as the initial packaging. CaO in composition by weight percent of the desired flux: 20~40%, Fe t O: is about 50-80%, good components also contain other is MnO, Al 2 O 3 and SiO 2
And so on. Preferred sources of Fe t O include iron ore, scale and converter slag. The shape of the flux is not limited, but it is desirable to use a lump having a size of about 1 to 50 mm because it is added in the furnace.

【0051】望ましい酸素流量の範囲は、溶鉄トンあた
り 0.3〜0.7 Nm3/min 程度である。
A desirable oxygen flow rate range is about 0.3 to 0.7 Nm 3 / min per ton of molten iron.

【0052】[0052]

【実施例】上底吹試験転炉(炉体A、炉内径:1090mm)
に収容された溶銑2トン(組成、C:4.5 %、Si:0.3
%、P:0.1 %、残部:Feおよび不純物))に生石灰約
11kg/t、鉄鉱石15kg/tを添加し、表1に示す条件でノズ
ル径、ノズル角度を種々変更した4孔ストレート上吹ラ
ンスから酸素を1.0Nm3/min(初期3分間は2.0Nm3/min)
吹付けて約20分間脱りん処理を実施した。
[Example] Top-bottom blowing test converter (furnace body A, furnace inner diameter: 1090 mm)
2 tons of hot metal (composition, C: 4.5%, Si: 0.3
%, P: 0.1%, balance: Fe and impurities))
11kg / t, 15kg / t of iron ore were added, and the nozzle diameter and nozzle angle were variously changed under the conditions shown in Table 1, and oxygen was 1.0Nm 3 / min (2.0Nm 3 for the initial 3 minutes from a 4 hole straight top blowing lance). / min)
It was sprayed and dephosphorized for about 20 minutes.

【0053】処理後の〔%P〕目標は近年需要の多い低
りん鋼を溶製するために必要な0.01%以下、耐火物溶損
指数の目標は1以下とし、これらの目標の達成可否およ
び処理後スラグのエージング処理無しでの路盤材として
の使用可否を調査した。ただし、表1に示す試験 No.
6、9、11では炉内径が1290mmの転炉(炉体B)を使用
した。
The target [% P] after the treatment is 0.01% or less necessary for smelting low phosphorus steel, which is in great demand in recent years, and the target of the refractory melting loss index is 1 or less. It was investigated whether the slag after treatment could be used as a roadbed material without aging treatment. However, the test No. shown in Table 1
In Nos. 6, 9 and 11, a converter (furnace body B) having an inner diameter of 1290 mm was used.

【0054】表1に、脱りん処理中の(%T.Fe) 、処理後
〔%P〕、処理後〔%C〕、耐火物溶損指数および処理
後温度を併せて示す。
Table 1 also shows (% T.Fe) during dephosphorization treatment, after treatment [% P], after treatment [% C], refractory damage index and posttreatment temperature.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】ノズル径d0=3mmの場合、図7に示したと
おり、炉体Aではノズル角度θ0 =25°( 試験No.4 )、
炉体Bではノズル角度θ0 =30°、53°( 試験No.6、9
) の条件についてのみ、本発明ランスから定まる下記
1) 、2)の条件を満たしていたため、効率よい脱りんが
可能となったのである。
When the nozzle diameter d 0 = 3 mm, as shown in FIG. 7, in the furnace body A, the nozzle angle θ 0 = 25 ° (test No. 4),
In furnace body B, nozzle angle θ 0 = 30 °, 53 ° (Test No. 6, 9
) Only the condition of
Since the conditions 1) and 2) were satisfied, efficient dephosphorization became possible.

【0057】1) 酸素ジェットがランス−溶銑表面間距
離の半分以上に達し、かつ、溶銑に直接当たらないこ
と。
1) The oxygen jet reaches more than half of the distance between the lance and the hot metal surface, and does not directly hit the hot metal.

【0058】2) 酸素ジェットが炉壁に直接当たらない
こと。
2) The oxygen jet should not hit the furnace wall directly.

【0059】ノズル角度θ0 =15°の場合、図12に示し
たとおり、ノズル径d0=4.6mm 、7.0mm 、8.8mm ( 試験
No.13 、14、15 、炉体A )の条件についてのみ、上記
1)、2)の条件を満たしていたため、効率よい脱りんが
可能となったのである。
When the nozzle angle θ 0 = 15 °, as shown in FIG. 12, the nozzle diameter d 0 = 4.6 mm, 7.0 mm, 8.8 mm (test
No.13, 14, 15 and furnace body A) only above
Since the conditions 1) and 2) were satisfied, efficient dephosphorization became possible.

【0060】表1に示す評価○印(処理後〔%P〕<0.
01、かつ、耐火物溶損指数1.0)の処理後スラグでは、遊
離石灰の含有率が0.5 %以下と小さく、特にエージング
処理を施さなくとも水和膨張の恐れはなかった。一方、
評価×印の処理後スラグでは、(%T.Fe) >10の場合には
上記の評価○印の場合と同様であったが、(%T.Fe) ≦10
の場合には滓化不良のため、未滓化の石灰含有率が高
く、水和膨張抑制を目的とするエージング処理を施さね
ばならなかった。
Evaluations shown in Table 1 are indicated by ○ marks (after treatment [% P] <0.
In the post-treatment slag with 01 and the refractory dissolution index of 1.0), the free lime content was as small as 0.5% or less, and there was no risk of hydration swelling even without aging treatment. on the other hand,
In the case of (% T.Fe)> 10 in the slag after the treatment with the evaluation X mark, it was similar to the case of the above evaluation ○ mark, but (% T.Fe) ≤10
In this case, the slag formation was poor and the slag content was high. Therefore, aging treatment was required to suppress hydration expansion.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明の溶銑脱りん用上吹酸素ランスに
よれば、高価な蛍石(CaF2)、生石灰および多量の鉄鉱
石を使用せずに、スラグ中の高(%T.Fe) を維持して効率
的に脱りん処理を行うことができる。しかも、処理時の
脱炭量、耐火物溶損量を抑制することができ、低りん鋼
溶製のコスト低減が可能となる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the top blowing oxygen lance for hot metal dephosphorization of the present invention, high (% T.Fe) in slag can be obtained without using expensive fluorspar (CaF 2 ), quicklime and a large amount of iron ore. ) Can be maintained and dephosphorization can be performed efficiently. Moreover, it is possible to suppress the amount of decarburization and the amount of refractory melting at the time of processing, and it is possible to reduce the cost of melting low phosphorus steel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】上底吹転炉内の上吹酸素ジェット単体の軌道を
模式的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a trajectory of a single top-blown oxygen jet in a top-bottom blow converter.

【図2】ノズル出口での酸素ジェット単体の挙動を模式
的に説明する図である。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the behavior of a single oxygen jet at the nozzle outlet.

【図3】脱りん処理時のスラグ中(%T.Fe) とノズル角度
θ0 との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a slag (% T.Fe) during dephosphorization treatment and a nozzle angle θ 0 .

【図4】処理後〔%P〕とノズル角度θ0 との関係を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a processed [% P] and a nozzle angle θ 0 .

【図5】耐火物溶損指数とノズル角度θ0 との関係を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a refractory melting loss index and a nozzle angle θ 0 .

【図6】処理後〔%C〕とノズル角度θ0 との関係を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a processed [% C] and a nozzle angle θ 0 .

【図7】ノズル角度θ0 を変化させ、式(1) により酸素
ジェット単体の中心軸の軌道を計算した結果を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing the results of calculating the trajectory of the central axis of the oxygen jet simple substance by equation (1) while changing the nozzle angle θ 0 .

【図8】スラグ中(%T.Fe) とノズル径d0との関係を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between slag (% T.Fe) and nozzle diameter d 0 .

【図9】処理後〔%P〕とノズル径d0との関係を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between [% P] after processing and a nozzle diameter d 0 .

【図10】耐火物溶損指数とノズル径d0との関係を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a refractory melting loss index and a nozzle diameter d 0 .

【図11】処理後〔%C〕とノズル径d0との関係を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between [% C] after processing and a nozzle diameter d 0 .

【図12】ノズル径d0を変化させ、式(1) により酸素ジ
ェット単体の中心軸の軌道を計算した結果を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing the result of calculation of the trajectory of the central axis of an oxygen jet simple substance by equation (1) while changing the nozzle diameter d 0 .

【記号の説明】[Explanation of symbols]

S :酸素ジェット中心軸の進行方向の移動距離(mm) θc :酸素ジェットの広がり角度( 20°) θ0 :ノズル角度(鉛直軸からの角度)(°) d :S での酸素ジェット径(mm) d0 :ノズル径(mm) U0 :ノズル出口での酸素ガス流速(mm/s) ρs :溶融スラグの密度( g/cm3 ) ρg :ノズル出口での酸素ガス密度( g/cm3 ) ρg ' :酸素ガス圧力を1atm (酸素ジェット中では酸
素ガス密度は一定)と仮定した時の酸素ジェット中酸素
ガス密度( g/cm
S: Oxygen jet central axis moving distance (mm) θc: Oxygen jet spread angle (20 °) θ 0 : Nozzle angle (angle from vertical axis) (°) d: Oxygen jet diameter at S ( mm) d 0 : Nozzle diameter (mm) U 0 : Oxygen gas flow velocity at the nozzle outlet (mm / s) ρ s : Density of molten slag (g / cm 3 ) ρ g : Oxygen gas density at the nozzle outlet (g / cm 3 ) ρ g ': Oxygen gas density (g / cm 3 ) in the oxygen jet when the oxygen gas pressure is assumed to be 1 atm (oxygen gas density is constant in the oxygen jet)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】上底吹転炉において、CaO およびFet O を
主成分とするフラックスを添加し、上吹き酸素により高
(%T.Fe) を維持しつつ溶銑の脱りんを行う際に用いる上
吹酸素ランスであって、下記式 (1)〜(3) の条件を満た
す構造を有することを特徴とする溶銑脱りん用上吹酸素
ランス。 【数1】 α≦θ0 ≦β・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) γ≦d0≦δ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3) 但し、 d=2S・tan(θc/2)・・・・・・・・・・・・・・・・・(a) S=∫{(dX)2 +(dY)21/2 ・・・・・・・・・・・・(b) X :酸素ジェット中心軸の水平方向変位(mm) Y :酸素ジェット中心軸の鉛直方向変位(mm) S :酸素ジェット中心軸の進行方向の移動距離(mm) θc :酸素ジェットの広がり角度( 20°) θ0 :ノズル角度(鉛直軸からの角度)(°) H :S での酸素ジェット中酸素ガスのホールドアップ(
− ) d :S での酸素ジェット径(mm) d0:ノズル径(mm) U0:ノズル出口での酸素ガス流速(mm/s) ρs :溶融スラグの密度( g/cm3 ) ρg :ノズル出口での酸素ガス密度( g/cm3 ) ρg ' :酸素ガス圧力を1atm (すなわち、酸素ジェッ
ト中では酸素ガス密度は一定)と仮定した時の酸素ジェ
ット中酸素ガス密度( g/cm3 ) g :重力加速度( m/s2 ) α:酸素ジェット中心軸の軌道が溶銑表面に接する時の
ノズル角度( °) β:酸素ジェットがランス−溶銑表面間距離の半分に達
する時の角度と酸素ジェットが炉壁に直接当たる時の角
度とのうち小さい方の角度(°) γ:酸素ジェット中心軸の軌道が溶銑表面に接する時の
ノズル径(mm) δ:酸素ジェットがランス−溶銑表面間距離の半分に達
する時のノズル径(mm) 初期条件: X=d0・cos θ0/{2tan(θc/2)}の時、 Y=−d0・sin θ0 / {2tan(θc/2)}・・(c) dY/dX=−tan θ0 ・・・・・・・・・・・(d)
1. A top-and-bottom blow converter, in which a flux containing CaO and Fe t O as main components is added, and it is increased by top-blown oxygen.
A hot-blown oxygen lance used for dephosphorization of hot metal while maintaining (% T.Fe), characterized by having a structure satisfying the conditions of the following formulas (1) to (3). Top blowing oxygen lance for phosphorus. [Equation 1] α ≤ θ 0 ≤ β ... (2) γ ≤ d 0 ≤ δ ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (3) However, d = 2S ・ tan (θc / 2) ・ ・ ・ ・ ・ ・ (a) S = ∫ {(dX) 2 + (dY) 2 } 1/2 ... (b) X: Horizontal displacement of oxygen jet central axis (mm) Y: Vertical displacement of oxygen jet central axis (mm ) S: Moving distance of the oxygen jet central axis in the traveling direction (mm) θc: Oxygen jet divergence angle (20 °) θ 0 : Nozzle angle (angle from the vertical axis) (°) H: During oxygen jet at S Hold-up of oxygen gas (
−) D: Oxygen jet diameter at S (mm) d 0 : Nozzle diameter (mm) U 0 : Oxygen gas flow velocity at the nozzle outlet (mm / s) ρ s : Density of molten slag (g / cm 3 ) ρ g : Oxygen gas density at the nozzle outlet (g / cm 3 ) ρ g ': Oxygen gas density in the oxygen jet assuming that the oxygen gas pressure is 1 atm (that is, the oxygen gas density is constant in the oxygen jet) (g / cm 3 ) g: Gravitational acceleration (m / s 2 ) α: Nozzle angle when the orbit of the oxygen jet central axis contacts the hot metal surface (°) β: When the oxygen jet reaches half the distance between the lance and the hot metal surface Angle and the angle when the oxygen jet directly hits the furnace wall (°) γ: Nozzle diameter (mm) when the orbit of the oxygen jet central axis is in contact with the hot metal surface δ: Oxygen jet lance -Nozzle diameter when reaching half the distance between the hot metal surfaces (mm) Initial condition: X = d 0 · cos θ 0 / {2tan (θc / 2)}, Y = −d 0 · sin θ 0 / {2tan (θc / 2)} ・ ・ (c) dY / dX = −tan θ 0・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (d)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017002331A (en) * 2015-06-04 2017-01-05 株式会社神戸製鋼所 Method for supplying solid oxygen source in dephosphorization treatment of molten iron
CN109554513A (en) * 2018-11-30 2019-04-02 中冶南方工程技术有限公司 The method for obtaining molten iron spraying desulfurization spraying desulfurizing agent diameter of conveying pipe

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