JPS60177114A - Dephosphorizing method of molten iron - Google Patents

Dephosphorizing method of molten iron

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JPS60177114A
JPS60177114A JP3032084A JP3032084A JPS60177114A JP S60177114 A JPS60177114 A JP S60177114A JP 3032084 A JP3032084 A JP 3032084A JP 3032084 A JP3032084 A JP 3032084A JP S60177114 A JPS60177114 A JP S60177114A
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gas
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carrier gas
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義夫 中島
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向 政登
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/02Dephosphorising or desulfurising

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Abstract

PURPOSE:To progress satisfactorily a dephosphorization reaction with decreased fuel consumption by injecting a powder material for refining with a gas enriched with oxygen as a carrier to under the surface of a molten iron from a single pipe nozzle attached to a vessel body. CONSTITUTION:A single pipe nozzle made of refractories is attached to a vessel body in such a way that the nozzle port thereof is positioned at the level coinciding with the inside surface of the furnace bottom. A powder material for refining contg. >=50% in total calcium oxide and iron oxide is bottom-blown from said nozzle into the vessel with the gas enriched with oxygen having 50- 90vol% oxygen concn. as a carrier gas so that the material is injected to under the surface of the molten iron in the vessel. The bottom blowing is executed at a ratio of 4-50 solid-gas ratio (kg/Nm<3>) between the carrier gas and the powder material for refining. The rate of dephosphorization is increased with the amt. of the flux to be used decreased and the effect of obviating decrease in the temp. of the molten iron, etc. is attained according to the above-mentioned dephosphorizing method.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少ないフラックス原単位のもとで脱燐反応を
良好に進行させることのできる溶銑の脱燐法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for dephosphorizing hot metal that allows the dephosphorization reaction to proceed favorably with a small flux unit.

従来より溶銑の脱燐を図る場合には、脱燐に好ましい高
塩基度の酸化性スラグを形成することが重要とされ、こ
のためのフランクス材料と酸化剤(これは酸化鉄などの
固体状のものもあるし気体酸素である場合もある)を投
入することが行われてきた。この場合に、従来より実施
されている精錬処方としては、粉状の固体酸化剤を用い
る場合にはこの固体酸化剤を不活性ガスをキャリヤガス
として渦中にインジェクションする方法と、気体酸化剤
例えば純酸素や酸素富化ガスを用いる場合には二重管構
造の浸漬ランスや二重管構造のノズル(羽口)を用いて
その外管から冷却用ガス例えば不活性ガスや炭化水素ガ
スを供給しながらその内管に酸素富化ガスや純酸素を供
給する方法がよく知られている。
Conventionally, when attempting to dephosphorize hot metal, it is important to form an oxidizing slag with a high degree of basicity that is suitable for dephosphorization, and for this purpose Franks material and an oxidizing agent (this is a solid material such as iron oxide) are used. (sometimes gaseous oxygen) has been used. In this case, conventional refining recipes include two methods: when using a powdered solid oxidant, the solid oxidant is injected into the vortex using an inert gas as a carrier gas; When oxygen or oxygen-enriched gas is used, a double-pipe submerged lance or a double-pipe nozzle (tuyere) is used to supply cooling gas, such as an inert gas or hydrocarbon gas, from the outer pipe. However, methods of supplying oxygen-enriched gas or pure oxygen to the inner tube are well known.

これらの方法はそれなりに効果をあげてはいるが、なお
十分なものとは言いえない。なぜなら両方法とも、酸化
剤の他に多量のキャリヤガスや冷却用ガスが同時に吹き
込まれるからである。従来の一般的な考え方では、酸化
性スラグによるスラグ脱燐が脱燐反応を支配するとされ
ていたので。
Although these methods have been effective to some extent, they are still not sufficient. This is because in both methods, a large amount of carrier gas and cooling gas are simultaneously blown in in addition to the oxidizing agent. The conventional general idea was that slag dephosphorization by oxidizing slag dominated the dephosphorization reaction.

かような不活性のキャリヤガスの使用や非酸化性の冷却
用ガスの使用は攪拌などの有利な面が強調されこそすれ
脱燐反応を進行させるうえでは大きな障害とはならない
であろうと思われてきた。
It is thought that the use of such an inert carrier gas and the use of non-oxidizing cooling gas will not pose a major hindrance to the progress of the dephosphorization reaction, as long as the advantageous aspects such as stirring are emphasized. It's here.

本発明者らは、この常識に反し、その詳細は後述するが
、溶銑中の脱燐反応は1M化性スラグを如何にして作る
かというよりも、むしろ、溶銑中に供給される酸化剤に
よる酸素供給律速で決まるとの知見を得た。本発明はこ
の知見事実を実操業的に実現する脱燐法の開発を目的と
してなされたものである。すなわち本発明は、不活性ガ
スや冷却ガスを可及的に少なくして気体酸素と固体酸素
源を溶銑中に供給して有利に脱燐反応を進行させる方法
を提供するもので、特許請求の範囲に記載したように、
容器ボディに取り付けた耐火物製単管ノズルから、酸素
濃度が50〜90 Vo1%の酸素富化ガスをキャリヤ
ガスとして、酸化カルシウムと酸化鉄の合計量が50M
量%以上の粉状の精錬用物質を、固気比(kg/Nr+
?)が4〜5oとなる割合で容器内溶銑の場面下にイン
ジェクションすることを特徴とするものである。
Contrary to this common sense, the present inventors discovered that the dephosphorization reaction in hot metal depends on the oxidizing agent supplied to the hot metal, rather than how to make 1M slag, although the details will be described later. We obtained the knowledge that it is determined by the oxygen supply rate. The present invention has been made with the aim of developing a dephosphorization method that realizes this knowledge in actual operation. That is, the present invention provides a method for advantageously advancing the dephosphorization reaction by supplying gaseous oxygen and a solid oxygen source into hot metal while reducing the amount of inert gas and cooling gas as much as possible. As stated in the range,
A single refractory nozzle attached to the container body uses oxygen-enriched gas with an oxygen concentration of 50 to 90 Vo1% as a carrier gas, and the total amount of calcium oxide and iron oxide is 50M.
% or more of the powdered refining material at a solid-air ratio (kg/Nr+
? ) is injected into the container at a rate of 4 to 5 degrees.

本発明法が従来法と基本的に異なる点は、第一に、不活
性ガスではなくこれとは逆に反応性の酸素富化ガスをキ
ャリヤガスとして使用しながら。
The method of the present invention fundamentally differs from the conventional method in that, firstly, instead of an inert gas, a reactive oxygen-enriched gas, on the contrary, is used as the carrier gas.

酸化カルシウムと酸化鉄の合計量が50重量%以上の粉
状の精錬用物質を4〜50の小さい固気比のもとでイン
ジェクションすることと、第二にこのような極めて反応
性の高い流体を冷却ガスなしに耐火物製単管ノズルから
渦中に直接インジェクションすること、さらには、精錬
用フラックス例えばCaOやCa F 2などの使用量
は非常に少ない状態で脱燐を図ること、キャリヤガスの
酸素濃度を低くするのではなく逆に高めに維持すること
によって耐火物製単管ノズルの溶損を防止すること、な
どが挙げられる。
Injecting powdered refining substances with a total content of calcium oxide and iron oxide of 50% or more by weight at a small solid-air ratio of 4 to 50, and secondly, injecting such extremely reactive fluids. It is possible to directly inject phosphor into the vortex from a refractory single-tube nozzle without cooling gas, and to achieve dephosphorization using a very small amount of refining flux, such as CaO or CaF2, and to use a carrier gas. One example of this is to prevent melting and damage of single pipe nozzles made of refractories by maintaining the oxygen concentration at a high level rather than lowering it.

以下に本発明の特徴点を試験結果をもとにして詳述する
The features of the present invention will be explained in detail below based on test results.

第1図は、純酸素をキャリヤガスとして、 40%Ca
b−10%CaF2−50%ミルスケールからなる粉体
または80%Cab−20%CaF2からなる粉体をそ
の供給速度を変えて、P含有量がほぼ0.15%の溶銑
中にインジェクションした場合の脱燐挙動について、供
給したCaOの原単位で整理して示したものである。こ
の第1図の結果は、CaO原単位が増加しても必ずしも
脱燐速度は速くならず、脱燐を最も有効に進行させるに
はCavilの多いスラグを形成すべきであると言うこ
とにはならないことを暗に示している。
Figure 1 shows 40% Ca using pure oxygen as a carrier gas.
When a powder consisting of b-10% CaF2-50% mill scale or a powder consisting of 80% Cab-20% CaF2 is injected into hot metal with a P content of approximately 0.15% by changing the feeding rate. This figure shows the dephosphorization behavior of , organized by the basic unit of CaO supplied. The results shown in Figure 1 indicate that the dephosphorization rate does not necessarily increase even if the CaO basic unit increases, and that in order for dephosphorization to proceed most effectively, a slag with a large amount of Cavil should be formed. It is implied that it will not happen.

第2図は、第1図の試験結果を、今度は溶銑中に導入し
た総酸素量(キャリヤガスとして導入した酸素とミルス
ケールとして導入した酸素の合計量)で整理して示した
ものである。この場合は。
Figure 2 shows the test results in Figure 1 organized by the total amount of oxygen introduced into the hot metal (total amount of oxygen introduced as carrier gas and oxygen introduced as mill scale). . in this case.

脱燐量は驚くべき一致を示している。すなわち。The dephosphorization amounts show surprising agreement. Namely.

インジェクションした粉状物質の種類や供給量が異なっ
たとしても、換言すればインジェクションされたCaO
量やCaF2量とは無関係に、全体として供給された反
応性酸素の量がどれだけであったかが脱燐量と直接的な
関係を持つということを示している。つまり、脱燐反応
は溶銑中に供給されたトータルの酸素量、すなわち酸素
ガスとミルスケール中の酸化鉄中の酸素量の総計、で律
速されるのである。従って、溶銑の脱燐反応を効率よく
進行させるには、酸素源の供給が最も重要な要件となる
ことがわかる。
Even if the type and supply amount of the injected powder substance differ, in other words, the injected CaO
This shows that the amount of reactive oxygen supplied as a whole has a direct relationship with the amount of dephosphorization, regardless of the amount of reactive oxygen or the amount of CaF2. In other words, the rate of the dephosphorization reaction is determined by the total amount of oxygen supplied to the hot metal, that is, the total amount of oxygen gas and the amount of oxygen in the iron oxide in the mill scale. Therefore, it can be seen that the supply of an oxygen source is the most important requirement in order for the dephosphorization reaction of hot metal to proceed efficiently.

第3図は、キャリヤガスとして純酸素の代わりに窒素ガ
スを使用した以外は前記と同様の脱燐試験(この試験は
、既述の不活性ガスをキャリヤガスとして粉状の固体酸
素源および生石灰を溶銑中に供給する従来法に対応する
)を実施し、その結果を、前記の純酸素キャリヤガスを
用いた試験結果と、フランクス原単位で整理したもので
ある。
Figure 3 shows the same dephosphorization test as above except that nitrogen gas was used instead of pure oxygen as the carrier gas (this test was conducted using a powdered solid oxygen source and quicklime with the previously described inert gas as the carrier gas). (corresponding to the conventional method of supplying oxygen into hot metal), and the results are summarized in terms of the above-mentioned test results using the pure oxygen carrier gas and Franks basic unit.

第3図の結果にみられるように、キャリヤガスとして酸
素を使用した場合には、フランクス原単位は非常に少な
くても著しい脱燐効果が得られることがわかる。また、
従来の窒素ガスをキャリヤガスとする場合の実際の操業
では溶銑の温度降下が起こるのでこの点でも問題がある
。すなわち、酸化鉄の分解反応による吸熱反応やフラッ
クスの顕熱と潜熱の熱吸収によって処理中の溶銑温度が
降下するという問題も付随する。これに対して酸素ガス
をキャリヤガスとする場合には、酸素ガスによる酸化反
応(Fe、 St、 P、 Cなどの酸化)は発熱反応
であるから前記の熱吸収を補償する作用を供することに
なる。
As seen in the results in FIG. 3, it can be seen that when oxygen is used as the carrier gas, a remarkable dephosphorization effect can be obtained even if the Franks basic unit is very small. Also,
In actual operation when conventional nitrogen gas is used as a carrier gas, the temperature of the hot metal decreases, which also poses a problem. That is, there is also the problem that the temperature of the hot metal during treatment decreases due to the endothermic reaction due to the decomposition reaction of iron oxide and the absorption of sensible heat and latent heat of the flux. On the other hand, when oxygen gas is used as a carrier gas, the oxidation reaction (oxidation of Fe, St, P, C, etc.) by oxygen gas is an exothermic reaction, so it provides the effect of compensating for the aforementioned heat absorption. Become.

ところで、酸素ガスをキャリヤガスとしてインジェクシ
ョンする場合には、すなわち、従来のように冷却用ガス
を使用することなく酸素ガスを溶銑に供給する場合には
、これを実施するノズルの溶損が懸念され、永続的なイ
ンジェクションができるか否かが、実操業的には極めて
重要な課題である。しかし、ここに1本発明者らは極め
て興味のある事実を見いだした。すなわち、場面下の容
器ボディに耐火物製単管ノズルを取付け、この耐火物製
単管ノズルから、酸素ガスをキャリヤガスとして粉体吹
込を実施すると、このキャリヤガスの酸素濃度を低くす
るのではな(逆に高く維持すると、ノズルが溶損するこ
とな(永続的な吹込みができることがわかワた。この場
合、上吹きランスから同様に実施した場合にはランスは
すぐに溶損するが、場面下の耐火物製単管ノズルからの
底吹きの場合には溶損しないのである。以下にその内容
を説明する。
By the way, when oxygen gas is injected as a carrier gas, that is, when oxygen gas is supplied to hot metal without using a cooling gas as in the past, there is a concern that the nozzle that carries out this injection may be damaged by erosion. Whether or not permanent injection is possible is an extremely important issue in actual operation. However, the present inventors discovered an extremely interesting fact here. In other words, if a refractory single tube nozzle is attached to the container body below the scene and powder is injected from this refractory single tube nozzle using oxygen gas as a carrier gas, the oxygen concentration of this carrier gas may be lowered. (On the other hand, if you keep it high, the nozzle will melt and wear out.) (It turns out that permanent blowing is possible.In this case, if you do the same from the top blowing lance, the lance will melt quickly, but in the situation In the case of bottom blowing from the bottom single pipe nozzle made of refractory material, there is no erosion.The details are explained below.

第4図は1本発明法に使用することのできる耐火物製単
管ノズルを精錬容器の底部ボディに装着した状態を示し
ている。この単管ノズルは、炉底の煉瓦層例えばMgO
系煉瓦層1の厚み内に、この煉瓦層lの内表面2とノズ
ル先端面3が整合するように2モルタル層12を介して
装着されており。
FIG. 4 shows a state in which a refractory single tube nozzle that can be used in the method of the present invention is attached to the bottom body of a refining vessel. This single tube nozzle is made of a brick layer at the bottom of the furnace, such as MgO.
The nozzle is installed within the thickness of the brick layer 1 through two mortar layers 12 so that the inner surface 2 of the brick layer 1 and the nozzle tip surface 3 are aligned.

従ってそのノズル口4が丁度炉底の内表面と一致するレ
ベルに設けられている。この単管ノズル全体は、耐火物
スタンプ層5内に、耐火物製の筒6を挿入して構成され
、この耐火物製の筒6が流体通路7を形成している。耐
火物スタンプ層5は例えば^1203 Cr2O2系の
耐火物で、また耐火物製の筒6は例えば再結晶AI20
3またはMgO系の耐火物で構成される。すなわち、こ
のノズルはその先端部を含め、耐火物材料から構成され
、その構造としては単管構造を有している。流体通路7
は、鋼製例えばステンレスmWのバイブ8に連結してお
り、このパイプ8が容器外のジヨイント9に接続され、
このジヨイント9には、酸素含有気体源10と粉状の固
体物質源11から夫々所定の量に配分された混合流体が
供給される。
Therefore, the nozzle opening 4 is provided at a level that exactly coincides with the inner surface of the furnace bottom. The entire single tube nozzle is constructed by inserting a refractory cylinder 6 into a refractory stamp layer 5, and this refractory cylinder 6 forms a fluid passage 7. The refractory stamp layer 5 is made of, for example, a ^1203 Cr2O2-based refractory, and the refractory tube 6 is made of, for example, recrystallized AI20.
3 or MgO-based refractories. That is, this nozzle, including its tip, is made of a refractory material and has a single tube structure. Fluid passage 7
is connected to a vibrator 8 made of steel, for example stainless steel, and this pipe 8 is connected to a joint 9 outside the container,
The joint 9 is supplied with a mixed fluid in predetermined amounts from an oxygen-containing gas source 10 and a powdery solid material source 11, respectively.

通常、このような耐火物製単管ノズルから純酸素または
酸素富化ガスを供給すると、たちまちこのノズルは溶損
してしまい、吹錬を続行することはできない。従って、
従来においては、酸素吹錬でも他の不活性ガス例えば窒
素ガスを酸素と共に供給していた。その最もよい例が転
炉における空気(窒素ガス+酸素ガス)吹き込みである
。そして、純酸素または酸素富化ガスを炉底から供給す
る場合には、このような単管構造のノズルでは溶損して
しまうので、これに代えて、既述のように二重管構造の
ノズルを使用し、その外管から窒素ガスやアルゴンガス
、さらには炭化水素ガスなどの冷却用ガスを吹き込むこ
とによってノズルを冷却しながらこれを実施していた。
Normally, when pure oxygen or oxygen-enriched gas is supplied through such a refractory single-tube nozzle, the nozzle immediately melts away, making it impossible to continue blowing. Therefore,
Conventionally, even in oxygen blowing, other inert gases such as nitrogen gas were supplied together with oxygen. The best example is air (nitrogen gas + oxygen gas) blowing into a converter. When supplying pure oxygen or oxygen-enriched gas from the bottom of the furnace, a nozzle with a single tube structure like this will melt and damage, so instead, a nozzle with a double tube structure as mentioned above is used. This was done while cooling the nozzle by blowing cooling gas such as nitrogen gas, argon gas, or even hydrocarbon gas through its outer tube.

ところが2本発明者らの実験によると、このような炉底
の耐火物製単管ノズルから酸素リッチな酸素富化ガスを
吹き込んでも、このガス中に粉状の固体物質を同伴させ
るならば、むしろガス中の酸素濃度を高めた状態の方が
有利に、半永続的な吹き込みができることがわかった。
However, according to experiments conducted by the present inventors, even if oxygen-rich gas is injected from such a refractory single-tube nozzle at the bottom of the furnace, if powdery solid substances are entrained in the gas, In fact, it was found that semi-permanent blowing was more advantageous when the oxygen concentration in the gas was increased.

しかもこの粉状の固体物質としては、精錬に必要な酸素
源となる固体物質であってもよいのである。
Furthermore, this powdery solid substance may be a solid substance that serves as an oxygen source necessary for refining.

第5図〜第8図は、耐火物性単管ノズルの溶損の挙動を
調べるために本発明者らが行った試験の代表例を図解的
に示したものである。
FIGS. 5 to 8 schematically show representative examples of tests conducted by the present inventors to investigate the behavior of melting loss of refractory single-pipe nozzles.

試験工 (結果は第5図に対応) ノズル口径が3IIIIIφで、第4図の6で示すノズ
ル内面が再結晶A1203で構成した耐火物性単管ノズ
ルを300 kg高周波炉の炉底に取付け、この耐火物
性単管ノズルから、この炉内のC:4.0%。
Test work (Results correspond to Fig. 5) A refractory single-tube nozzle with a nozzle diameter of 3IIIΦ and an inner nozzle made of recrystallized A1203 as shown by 6 in Fig. 4 was attached to the bottom of a 300 kg high-frequency furnace. C: 4.0% in this furnace from a refractory single tube nozzle.

Mn : 〜0.55%、 St : 0.42%、P
 :0.135%、S二重、033%を含む1350〜
1320℃の溶銑に対して、空気(酸素濃度?21 V
o1%)をキャリヤガスとし用いて、40%CaO−1
0%CaF2−50%ミルスケールからなる粉状物質を
毎分600gの供給速度で、渦中に底吹きした。キャリ
ヤガスの流量は8ONN/分であった。この底吹きイン
ジェクションを開始して約5分後に粉体供給配管内の圧
力が上昇し始め、12分後に6kg/m2に達し、粉体
の供給が遮断された。直ちに試験を停止してこのノズル
近傍を観察したとこの、第2図に示すように、このノズ
ル先端部において、ノズル上面を覆うように凝固殻13
が生成しており、この凝固殻13内の通路は1mm以下
となっていた。
Mn: ~0.55%, St: 0.42%, P
:0.135%, S double, 1350~ including 033%
Air (oxygen concentration? 21 V
o1%) as carrier gas, 40% CaO-1
A powdered material consisting of 0% CaF2-50% mill scale was bottom blown into the vortex at a feed rate of 600 g/min. The carrier gas flow rate was 8ONN/min. Approximately 5 minutes after starting this bottom-blowing injection, the pressure in the powder supply pipe began to rise, reached 6 kg/m2 after 12 minutes, and the supply of powder was cut off. Immediately stopping the test and observing the vicinity of this nozzle, we found that at the tip of this nozzle, a solidified shell 13 covered the top surface of the nozzle.
was generated, and the passage within this solidified shell 13 was 1 mm or less.

試験2(結果は第6図に対応) キャリヤガスとして、酸素80 Vo1%+Ar20 
Vo1%のガスを使用した以外は試験1と同一の試験を
実施した。すなわち、試験1よりも酸素濃度を高めたキ
ャリヤガスを用いて同様の実験を行った。
Test 2 (results correspond to Figure 6) Oxygen 80 Vo1% + Ar20 as carrier gas
The same test as Test 1 was conducted except that a gas with a Vo of 1% was used. That is, a similar experiment was conducted using a carrier gas with a higher oxygen concentration than in Test 1.

この場合には、配管内の圧力は3.45 kg/ cn
lでまったく一定となり、きわめて安定した吹き込み状
態となって粉体を含む混合流体の供給はなんの支障もな
〈実施できた。。このことは、ノズル口の近傍で定常状
態が達成されていると考えられた。
In this case, the pressure inside the pipe is 3.45 kg/cn
1, the blowing state was extremely stable, and the mixed fluid containing powder could be supplied without any problems. . This was considered to indicate that a steady state was achieved near the nozzle orifice.

この底吹きインジェクションを30分後に停止してその
ノズル近傍を観察したのが第6図である。図示のように
、この場合には、ノズル先端から炉内に高さ約25mm
、外径的17mmの筒状の凝固鍛工4が生成していた。
FIG. 6 shows an observation of the vicinity of the nozzle after the bottom blow injection was stopped after 30 minutes. As shown in the figure, in this case, there is a height of about 25 mm from the nozzle tip into the furnace.
, a cylindrical solidified forging 4 having an outer diameter of 17 mm was produced.

そしてノズルは全く溶損していなかった。この凝固殻を
採取し、その断面を顕微鏡観察したところ、 Feメタ
ル中にところどころ酸化物らしい物質が点在している組
織が観察された。
And the nozzle was not damaged at all. When this solidified shell was collected and its cross section was observed under a microscope, a structure in which oxide-like substances were scattered here and there in the Fe metal was observed.

試験3(結果は第7図に対応) キャリヤガスとして、酸素e;OVo1%+Ar40 
Vo1%のガスを使用した以外は試験2と同一の試験を
実施した。すなわち、試験2よりも酸素濃度を若干低く
したキャリヤガスを用いて同様の実験を行った。この場
合にも、粉体を含む混合流体の供給はなんの支障もな〈
実施できた。この底吹きインジェクションを30分後に
停止してそのノズル近傍を観察したのが第7図である。
Test 3 (results correspond to Figure 7) Oxygen e; OVo1% + Ar40 as carrier gas
The same test as Test 2 was conducted except that a gas with a Vo of 1% was used. That is, a similar experiment was conducted using a carrier gas with a slightly lower oxygen concentration than in Test 2. In this case, there is no problem in supplying the mixed fluid containing powder.
I was able to implement it. FIG. 7 shows an observation of the vicinity of the nozzle after the bottom blow injection was stopped after 30 minutes.

図示のように、この場合にも、ノズル先端から炉内に向
けて筒状の凝固殻14が生成しており、ノズルは全く溶
損していなかった。
As shown in the figure, in this case as well, a cylindrical solidified shell 14 was generated from the nozzle tip toward the inside of the furnace, and the nozzle was not damaged at all.

試験4(結果は第8図に対応) キャリヤガスとして、酸素100 Vo1%の純酸素ガ
スを使用した以外は試験1と同一の試験を実施した。こ
の場合には2時間がたつにつれて供給配管内の圧力の低
下傾向が強くなった。インジェクションを30分で停止
し、そのノズル状態を観察したところ、第5図に見られ
るように、ノズル目近傍は溶損していた。すなわち、こ
の条件では酸素濃度100%の純酸素でインジェクショ
ンすると耐火物単管ノズルは溶損することがわかった。
Test 4 (Results correspond to FIG. 8) The same test as Test 1 was conducted except that pure oxygen gas of 100 Vo 1% was used as the carrier gas. In this case, as 2 hours passed, the pressure in the supply piping tended to decrease more strongly. When the injection was stopped after 30 minutes and the condition of the nozzle was observed, as shown in FIG. 5, the vicinity of the nozzle eye was melted and damaged. That is, it was found that under these conditions, if pure oxygen with an oxygen concentration of 100% is injected, the refractory single pipe nozzle will be damaged by erosion.

以上の試験の他に、キャリヤガス中の酸素濃度を種々変
化させたり、粉状物質のキャリヤガス中への配合割合や
、物質の種類を変え、またノズルを構成する耐火物の種
類を変えたりして、数多くの試験を繰り返した結果、キ
ャリヤガス中の酸素濃度は全気体中で50〜90 Vo
1%、好ましくは60〜90 Vo1%の範囲とし、粉
状物質は全気体INn?/minあたり4〜50kg/
sinの供給速度でこのキャリヤガスに同伴させた場合
に、つまり、固気比(kg/Nrrr)が4〜50とな
るように粉状物質を同伴させた場合に、良好な管状の凝
固殻が形成されると同時に、脱燐反応も良好に進行する
ことがわかった。キャリヤガス中の酸素濃度がこの適正
範囲より低い場合には前記試験1のようにノズルの閉塞
現象が生じ、また、 90 Vo1%を越えるような純
酸素に近い状態では、前記試験4の結果のように溶損す
る事態が生ずることもあった。また、粉状物質としては
、鉄鉱石、ミルスケール、焼結鉱粉などの酸化鉄粉、C
ab、CaF2などのフランクス材料が好適に使用でき
、これらを前記範囲内で適正に供給した場合に良好な凝
固殻の生成を見た。
In addition to the above tests, various tests were carried out, including various changes in the oxygen concentration in the carrier gas, changes in the blending ratio of powdered substances in the carrier gas, types of substances, and types of refractories constituting the nozzle. As a result of repeated numerous tests, the oxygen concentration in the carrier gas was 50 to 90 Vo.
1%, preferably in the range of 60 to 90 Vo1%, and the powdered material is the total gas INn? /min 4~50kg/
When the powder material is entrained in this carrier gas at a supply rate of sin, that is, when the powder material is entrained at a solid-air ratio (kg/Nrrr) of 4 to 50, a good tubular solidified shell is obtained. It was found that the dephosphorization reaction progressed well at the same time as the formation. If the oxygen concentration in the carrier gas is lower than this appropriate range, the nozzle clogging phenomenon will occur as in Test 1, and if the oxygen concentration exceeds 90 Vo1%, which is close to pure oxygen, the result of Test 4 will be In some cases, melting damage occurred. Powdered substances include iron ore, mill scale, iron oxide powder such as sintered ore powder, C
Franks materials such as ab, CaF2, etc. can be suitably used, and when these materials are properly supplied within the above range, good solidified shell formation has been observed.

一方、ノズルを構成するための耐火物についてはA12
03系、MgO系、ZrO2系などについて試験したが
、これらの間には特に大きな差異は認められず2通當の
再結晶A120’3やMgO系耐火物で十分であること
が判明した。
On the other hand, A12 is the refractory material used to construct the nozzle.
Tests were conducted on 03 series, MgO series, ZrO2 series, etc., but no major differences were observed between them, and it was found that 2 batches of recrystallized A120'3 and MgO series refractories were sufficient.

以上の試験の総合結果として、ノズル溶損防止に対して
劇的な効果を示す因子は、キャリヤガス中の酸素濃度で
あり、粉体インジェクションに対して、所定濃度以上の
酸素リッチのガスをキャリヤガスとして使用した場合に
は、予想に反して耐火物性単管ノズルであってもその溶
損が起こらないということが確認された。すなわち、粉
状の固体物質がもつ顕熱と潜熱の奪熱効果と、キャリヤ
ガス中の酸素ガスが溶銑と衝突するときに生ずる急激な
発熱量とがバランスして、ノズル先端部に湯のメタル分
を含む物質の凝固殻が生成し、これが過剰に成長するよ
うなこともない領域が存在するのであり、この定常状態
は連続的なインジェクションによって維持されるのであ
る。
As a comprehensive result of the above tests, the factor that shows a dramatic effect on preventing nozzle erosion is the oxygen concentration in the carrier gas. When used as a gas, it was confirmed that, contrary to expectations, even a refractory single-tube nozzle did not suffer from erosion. In other words, the heat-absorbing effect of sensible heat and latent heat of the powdery solid substance and the sudden amount of heat generated when the oxygen gas in the carrier gas collides with the hot metal are balanced, and the metal of the hot metal at the tip of the nozzle is balanced. There is a region in which a solidified shell of material containing particles is formed and does not grow excessively, and this steady state is maintained by continuous injection.

本発明は、この凝固シェルの形成現象を利用することに
よって実操業的に有利に脱燐反応を進行させるものであ
り、既述の第2図に見られるところの、脱燐反応は供給
酸素量によって支配されるという事実を、操業上支障な
(現実に実現することができたものである。
The present invention utilizes this solidified shell formation phenomenon to advantageously advance the dephosphorization reaction in actual operation, and the dephosphorization reaction, as seen in FIG. The fact that it is controlled by

しかし、このインジェクションを底吹きではなく、上吹
きにした場合には、このような良好な結果は得られなか
った。本発明者らは、前記の底吹きに代えて2種々の耐
火物よりなる単管ランスを溶湯中に湯面上より浸漬し、
キャリヤガス中の酸素濃度を変えて同じような試験を行
ったが、粉体量が底吹きの場合と同様でも、酸素ガス濃
度が80Vo1%で、ランスは著しく溶損した。すなわ
ち。
However, such good results could not be obtained when the injection was top-blown instead of bottom-blown. Instead of the above-mentioned bottom blowing, the present inventors immersed a single pipe lance made of two types of refractories into the molten metal from above the surface of the molten metal,
A similar test was conducted by changing the oxygen concentration in the carrier gas, but even though the amount of powder was the same as in the case of bottom blowing, the lance was significantly eroded when the oxygen gas concentration was 80Vo1%. Namely.

インジェクションの物質とその量が同一でも、上吹きで
は前記底吹きのような良好な結果は得られないのである
。その理由は必ずしも明確ではないが、ノズルまわりの
温度分布が上吹きと底吹きでは基本的に異なることと、
また、底吹きの場合には一定の固定された場所からの上
向きへのインジェクションであるから凝固殻の生成にと
って好ましい定常的な状況が維持されやすいのに対し、
上吹きではこのような定常的な状況の維持が困難である
こと等が関係しているのであろう。
Even if the injection substance and its amount are the same, top blowing does not give the same good results as bottom blowing. The reason for this is not necessarily clear, but the temperature distribution around the nozzle is fundamentally different between top blowing and bottom blowing.
In addition, in the case of bottom blowing, since the injection is upward from a fixed location, it is easier to maintain a steady state that is favorable for the formation of solidified shells.
This may be related to the fact that it is difficult to maintain such a steady state in top blowing.

第9図は1以上の試験事実をもとに、容器ボディに取り
付けた耐火物製単管ノズルから、酸素濃度を50 Vo
1%、80Vo1%または100 Vo1%と変化させ
た酸素富化ガスまたは純酸素ガスをキャリヤガスとして
、酸化カルシウムと酸化鉄の合計量が90fi量%(4
0%CaO−10%CaF2 50%ミルスケール)の
粉状の精錬用物質を、 Si濃度が0.05%。
Figure 9 shows an oxygen concentration of 50 Vo from a refractory single tube nozzle attached to the container body based on one or more test facts.
Using oxygen-enriched gas or pure oxygen gas changed to 1%, 80Vo1% or 100Vo1% as a carrier gas, the total amount of calcium oxide and iron oxide is 90fi amount% (4
0%CaO-10%CaF2 50% mill scale) powdered refining material with a Si concentration of 0.05%.

0.20%、 0.45%の三つの水準の溶銑を対象と
してその場面下にインジェクションした本発明の代表的
実施例結果を示したもので、いずれの場合もその脱燐挙
動を、供給した粉状物質の供給量原単位を横軸としで総
括して示しである。
This figure shows the results of a typical example of the present invention in which three levels of hot metal, 0.20% and 0.45%, were injected into the scene, and in each case, the dephosphorization behavior was The horizontal axis shows the basic unit supply amount of powdery substances.

第9図の結果から明らかなように2本発明法によると、
 Si濃度が0.05%と低い溶銑を対象とした場合に
は、フランクス原単位は僅か20kg/)ンという極め
て少ない量で極低域(〔%P) =0.02〜0.00
5 ’)までの脱燐が実施された。Si濃度が高い場合
には先ず脱珪がおこり2次いで脱燐が進行する。従って
全体としてのフランクス原単位は多くなっているものの
、脱燐期だけを見ればそのフランクス原単位はSi濃度
が低い例と同じく約20kr/トン程度であり、少ない
フラフクス量で良好な脱燐成果が得られていることが明
らかである。
As is clear from the results shown in Figure 9, according to the two methods of the present invention,
When targeting hot metal with a low Si concentration of 0.05%, the Franks basic unit is only 20kg/)ton, which is extremely low ([%P) = 0.02 to 0.00].
Dephosphorization up to 5') was carried out. When the Si concentration is high, desiliconization occurs first and then dephosphorization proceeds. Therefore, although the overall Flux consumption rate has increased, if we look only at the dephosphorization period, the FRANXX consumption rate is about 20 kr/ton, the same as in the low Si concentration example, and good dephosphorization results can be achieved with a small amount of Flux. It is clear that this has been obtained.

以上説明したように1本発明法は、従来のように不活性
ガスによるインジェクション法や、冷却ガス使用の酸素
ガス供給による脱燐法などに代えて、酸素富化ガスをキ
ャリヤガスとして脱燐する新しい溶銑の脱燐法を提供す
るものであり、この本発明の脱燐法は、少ないフランク
ス使用量のもとで、脱燐速度が速くかつ溶銑の湯温低下
を伴わずまた生成スラグの量も少ない状態で脱燐できる
という点で、極めて優れた効果を発揮するものである。
As explained above, the method of the present invention performs dephosphorization using an oxygen-enriched gas as a carrier gas, instead of the conventional injection method using an inert gas or the dephosphorization method using a cooling gas and supplying oxygen gas. The dephosphorization method of the present invention provides a new method for dephosphorizing hot metal, and the dephosphorization method of the present invention has a high dephosphorization rate with a small amount of Franks used, does not involve a drop in hot metal temperature, and can reduce the amount of slag produced. It exhibits an extremely excellent effect in that it can dephosphorize with a small amount of oxidation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、純酸素をキャリヤガスとして、40%CaO
−10%CaF2−50%ミルスケールからなる粉体ま
たは80%Cab−20%CaF2からなる粉体をその
供給速度を変えて、P含有量がほぼ0.15%の溶銑中
にインジェクションした場合の脱燐挙動をCaOの原単
位で整理して示した図。 第2図は、第1図の場合と同じ試、験を、溶銑中に導入
した総酸素量(キャリヤガスとして導入した酸素とミル
スケールとして導入した酸素の合計N)で整理して示し
た図。 第3図は、キャリヤガスとして純酸素の代わりに窒素ガ
スを使用した以外は第1〜2図の場合と同様の脱燐試験
の結果を、第1〜2図の純酸素キャリヤガスを用いた試
験結果と、フランクス原単位で整理して比較した図。 第4図は本発明法の実施に使用することのできる耐火物
製単管ノズルの例を示す断面図。 第5図〜第8図は1本文の試験1〜試験4を実施した場
合の耐火物製単管ノズルの先端部の状況を示す略断面図
。 第9図は1本発明法の実施例結果を脱燐量とフランクス
原単位との関係で示した図である。 1・・炉底の煉瓦層、2・・煉瓦層1の内表面3・・ノ
ズル先端面、4・・ノズル口。 7・・流体通路、14・・凝固シェル。 第1図 CaO(kg/1nn) 第2図 0 500 1000 1500 2000ΣO,CN
t) 第3図 0 20 40 60 80 100 Fulx原単位(kg/ ton −)DIり第4図 第5図 第6図 第7図
Figure 1 shows 40% CaO using pure oxygen as a carrier gas.
- When a powder consisting of 10% CaF2-50% mill scale or a powder consisting of 80% Cab-20% CaF2 is injected into hot metal with a P content of approximately 0.15% by changing the feeding rate. A diagram illustrating dephosphorization behavior organized by CaO basic unit. Figure 2 shows the same tests as in Figure 1 organized by the total amount of oxygen introduced into the hot metal (total N of oxygen introduced as carrier gas and oxygen introduced as mill scale). . Figure 3 shows the results of the same dephosphorization test as in Figures 1 and 2, except that nitrogen gas was used instead of pure oxygen as the carrier gas. A diagram comparing the test results organized by Franks basic unit. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a refractory single-tube nozzle that can be used to implement the method of the present invention. FIGS. 5 to 8 are schematic cross-sectional views showing the state of the tip of a refractory single-tube nozzle when Tests 1 to 4 of the main text were conducted. FIG. 9 is a diagram showing the results of an example of the method of the present invention in terms of the relationship between the amount of phosphorization and the Franks basic unit. 1. Brick layer at the bottom of the hearth, 2. Inner surface of brick layer 1, 3. Nozzle tip surface, 4. Nozzle opening. 7. Fluid passage, 14. Solidified shell. Figure 1 CaO (kg/1nn) Figure 2 0 500 1000 1500 2000ΣO,CN
t) Fig. 3 0 20 40 60 80 100 Fulx basic unit (kg/ton -) DI Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 容器ボディに取り付けた耐火物製単管ノズルから、酸素
濃度が50〜90 Vo1%の酸素富化ガスをキャリヤ
ガスとして、酸化カルシウムと酸化鉄の合計量が50重
量%以上の粉状のネi錬用物質を、固気比(kg / 
N rrr )が4〜50となる割合で、容器内溶銑の
湯面下にインジェクションすることからなる溶銑の脱燐
法。
Powdered clay with a total content of calcium oxide and iron oxide of 50% by weight or more is injected from a refractory single-tube nozzle attached to the container body using an oxygen-enriched gas with an oxygen concentration of 50 to 90 Vo1% as a carrier gas. The solid-gas ratio (kg/
A method for dephosphorizing hot metal, which comprises injecting hot metal below the surface of the hot metal in a container at a rate such that N rrr ) is 4 to 50.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62161908A (en) * 1986-01-10 1987-07-17 Kobe Steel Ltd Method for dephosphorizing molten pig iron
JP2002060825A (en) * 2000-08-21 2002-02-28 Kawasaki Steel Corp Method for dephosphorizing molten iron

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58126910A (en) * 1982-01-21 1983-07-28 Nippon Steel Corp Dephosphorizing method of molten metal
JPS58147506A (en) * 1982-02-27 1983-09-02 Kawasaki Steel Corp Preliminary treatment of molten iron
JPS58217618A (en) * 1982-06-09 1983-12-17 Nippon Steel Corp Apparatus for treatment of molten metal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58126910A (en) * 1982-01-21 1983-07-28 Nippon Steel Corp Dephosphorizing method of molten metal
JPS58147506A (en) * 1982-02-27 1983-09-02 Kawasaki Steel Corp Preliminary treatment of molten iron
JPS58217618A (en) * 1982-06-09 1983-12-17 Nippon Steel Corp Apparatus for treatment of molten metal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62161908A (en) * 1986-01-10 1987-07-17 Kobe Steel Ltd Method for dephosphorizing molten pig iron
JP2002060825A (en) * 2000-08-21 2002-02-28 Kawasaki Steel Corp Method for dephosphorizing molten iron

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