KR101346726B1 - Method for refining molten iron - Google Patents
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Abstract
정련용 상랜스로서, 랜스 선단부에 연직 하향 또는 기울기 방향의 주공(main hole) 노즐(11) 및 부공(sub hole) 노즐(12)을 가짐과 함께, 선단부로부터 상방으로 격리된 위치의 랜스의 측면부에, 수평 또는 비스듬히 하향 방향의 2차 연소용 노즐(13)을 갖고, 그리고, 상랜스의 내부에는, 고체 산소원과는 상이한 분체를 취련용의 산소 함유 가스와 함께 상기 주공 노즐을 통하여 공급하거나, 또는, 취련용의 산소 함유 가스를 상기 주공 노즐을 통하여 공급하기 위한 제1 공급 경로와, 2차 연소용의 산소 함유 가스를 상기 2차 연소용 노즐을 통하여 공급하기 위한 제2 공급 경로와, 분체 형상의 고체 산소원을 반송용 가스와 함께 상기 부공 노즐을 통하여 공급하기 위한 제3 공급 경로를 가짐으로써, 용선 또는 용강을 산화 정련함에 있어서, 효율적인 산화 정련이 가능함과 동시에 전로형 정련 용기의 부착 스컬(skull)을 효율적으로 용해하기 위한 상랜스를 제공한다.An upper lance for refining, having a main hole nozzle 11 and a sub hole nozzle 12 in a vertical downward or inclined direction at a lance tip, and a side portion of the lance at a position isolated upward from the tip. And a secondary combustion nozzle 13 in a horizontal or oblique downward direction, and inside the upper lance, a powder different from the solid oxygen source is supplied together with the oxygen-containing gas for blowing through the main hole nozzle; Or a first supply path for supplying an oxygen-containing gas for blowing through the main hole nozzle, a second supply path for supplying an oxygen-containing gas for secondary combustion through the secondary combustion nozzle; Having a third supply path for supplying a powder-like solid oxygen source together with a carrier gas through the hole hole, efficient oxidation refining is possible in oxidizing molten iron or molten steel. At the same time, it provides a phase lance for efficiently dissolving the attached skull of the converter type refining vessel.
Description
본 발명은, 탈인 처리(dephosphorization treatment) 등의 산화 정련(oxidation refining)을 전로(converter)형 정련 용기 내의 용선(hot metal) 또는 용강에 행하는데 적합한 정련용 상랜스(top lance)에 관한 것으로, 또한, 당해 상랜스를 이용한 용선의 정련 방법에 관한 것이다. 본 발명의 상랜스는, 산소 함유 가스(oxygen containing gas)의 공급 경로와 산화철 등의 고체 산소원(solid oxygen source)의 공급 경로가 분리되어 있기 때문에, 이들 경로로부터 산소 함유 가스 및 고체 산소원을 독립시켜 전로형 정련 용기 내의 용선 또는 용강의 욕면(bath surface)으로 공급 가능하다. 또한 본 발명의 상랜스는, 산소 함유 가스와 함께 고체 산소원 이외의 분체(powdery material)의 공급이 가능하다. 또한 발명의 상랜스는, 랜스 선단부로부터 떨어진 랜스의 측면으로부터 2차 연소용의 산소 함유 가스를 전로형 정련 용기의 로(furnace) 내 공간으로 공급하는 것이 가능하다.The present invention relates to a top lance for refining suitable for performing oxidation refining, such as dephosphorization treatment, to hot metal or molten steel in a converter type refining vessel. The present invention also relates to a method for refining molten iron using the phase lance. In the phase lance of the present invention, since the supply path of the oxygen containing gas and the supply path of the solid oxygen source such as iron oxide are separated, the oxygen-containing gas and the solid oxygen source are separated from these paths. It can be supplied independently to the molten iron in the converter type refining vessel or to the bath surface of molten steel. In addition, the phase lance of the present invention is capable of supplying powdery materials other than a solid oxygen source together with an oxygen-containing gas. In addition, the upper lance of the invention can supply the oxygen-containing gas for secondary combustion to the space in the furnace of the converter type refining vessel from the side of the lance separated from the lance tip.
고로(blast furnace) 용선을 이용하는 제강 프로세스에 있어서는, 전로에서 탈탄 취련(decarburizing blowing)하기 전에, 용선 중에 함유되는 인(P)의 대부분을 산소 가스나 고체의 산화철을 이용하여 산화하여 제거하는, 용선의 예비 탈인 처리(dephosphorization pretreatment)가 일반적으로 행해지고 있다. 특히 최근, 철강 제품에 요구되는 품질 요구는 이전보다도 엄격해져, 지금까지 이상의 인 농도의 저감이 요구되도록 되어 있다. 이 품질 요구에 부응하려면, 탈인 처리를 행하는 용선량을 종래 이상으로 증가시키는 것이나, 탈인 처리 후의 인 농도를 안정되게 낮추는 것이 필요해진다.In a steelmaking process using a blast furnace molten iron, molten iron is oxidized to remove most of the phosphorus (P) contained in the molten iron using oxygen gas or solid iron oxide before decarburizing blowing in the converter. Dephosphorization pretreatment is generally performed. In particular, in recent years, the quality demands required of steel products have become more stringent than before, and reduction of the phosphorus concentration more than ever has been required. In order to meet this quality demand, it is necessary to increase the molten iron amount which performs dephosphorization process more than before, and to stably lower the phosphorus concentration after dephosphorization process.
한편, 요즈음의 지구 온난화로 대표되는 환경으로의 영향의 경감 요청에 대응하기 위해, 제강 공정에 있어서의 슬래그(slag) 배출량의 삭감이 필수가 되어 있다. 용선의 예비 탈인 처리로 슬래그의 배출량을 삭감하기 위해서는, 용융하여 인 산화물(P2O5) 흡수용의 정련제(refining agent)로서 기능하는 슬래그(「탈인 정련용 슬래그」라고 칭함)가 되는, 탈인용의 정련제(이하, 「탈인용 정련제」라고 기입함)의 투입량을 저감하는 것이 필요하다. 용선의 예비 탈인 처리에 있어서의 탈인용 정련제의 주체는 석회(lime)이다. 따라서, 상기의 품질 요구에 부응함과 함께 슬래그 배출량을 삭감하기 위해서는, 석회의 사용량을 저감하면서, 필요 탈인량을 유지하는 기술, 즉, 적은 석회의 사용량으로 효율 좋게 탈인 처리하는 기술이 필요해진다.On the other hand, in order to respond to the request for the reduction of the impact on the environment represented by global warming these days, the reduction of slag emission in a steelmaking process becomes essential. In order to reduce the discharge amount of slag in the preliminary dephosphorization treatment of the molten iron, molten by an oxide (P 2 O 5), that the slag (referred to as "for dephosphorization refining slag") functioning as a refiner (refining agent) for the absorption, deionized It is necessary to reduce the amount of the refining agent (hereinafter referred to as "refining agent for dephosphorization"). The main agent of the dephosphorizing refiner in the preliminary dephosphorization of molten iron is lime. Therefore, in order to meet the above quality requirements and to reduce slag emissions, a technique for maintaining the required dephosphorization amount while reducing the amount of lime used, that is, a technique for efficiently dephosphorizing with a small amount of lime is required.
용선의 예비 탈인 처리에 있어서, 앙금화(fluxing)(슬래그화)하지 않는 석회는 탈인 반응에 기여하지 않는 점에서, 석회의 사용량을 삭감하기 위해서는, 첨가한 석회의 앙금화를 촉진시키는 것이 중요해진다. 종래, 석회를 비롯한 슬래그의 앙금화 능력이 우수한 앙금화 촉진용의 매용제(앙금화 촉진제: fluxing agent)로서 형석(fluorite: 불화 칼슘을 주성분으로 하는 광석)이 알려져 있고, 탈인 처리에 있어서도 형석이 이용되어 왔다. 그러나 최근, 환경 규제의 강화에 수반하여, 불소를 함유하는 매용제의 사용이 제한되도록 되어 있다. 그 때문에, 형석을 사용하지 않아도 석회에 의한 탈인 반응을 촉진시키는 수단이 검토되어, 다수의 제안이 이루어지고 있다.In the preliminary dephosphorization treatment of molten iron, since lime which does not liquefy (slag) does not contribute to the dephosphorization reaction, in order to reduce the amount of lime used, it is important to promote the calcification of the added lime. . Conventionally, fluorite (fluorite: ore mainly composed of calcium fluoride) is known as a solvent for promoting sintering (fluxing agent: fluxing agent) excellent in sintering of slag and other slag, and fluorspar is also used for dephosphorization treatment. Has been. In recent years, however, with the tightening of environmental regulations, the use of fluorine-containing solvents has been restricted. Therefore, the means for promoting the dephosphorization reaction by lime even without using fluorite has been studied, and a number of proposals have been made.
그 중의 하나의 수단으로서, 석회계의 탈인용 정련제를, 산소 함유 가스나 산화철 등의 산소원이 공급되어 있는 장소와 동일한 장소 혹은 근접한 장소로 공급하는 기술이 제안되어 있다. 이 기술은, 석회계의 탈인용 정련제의 앙금화를 촉진시켜, 적은 석회계 탈인용 정련제로 효율 좋게 탈인 처리하려고 하는 것이다.As one of them, the technique of supplying the lime-based dephosphorization refiner to the same place or near the place where oxygen source, such as an oxygen containing gas and iron oxide, is supplied is proposed. This technique promotes sedimentation of the lime-based dephosphorizing refiner, and tries to dephosphorize efficiently with a little lime-based dephosphorizing refiner.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 산소 가스가 공급되어 있는 장소에, 석회계 탈인용 정련제 및 흡열 물질을 첨가하여 행하는 용선의 예비 탈인 처리 방법이 제안되어 있다. 특허문헌 2에는, 산소 가스의 공급에 의해 용선 표면에 형성되는 화점(fire spot, hot spot) 영역에 석회계 탈인용 정련제를 첨가하는데 적합한 상랜스가 개시되어 있다. 이 상랜스는, 축심부 위치에 석회계 탈인용 정련제를 공급하기 위한 분체 취입 노즐을 배치하고, 그 주위에 산소 가스를 공급하기 위한 복수의 노즐을 배치한, 사중관(quadruple tube) 구조로 되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 산소 함유 가스와 함께 석회계 탈인용 정련제를 공급하는 공급 경로와 산화철의 공급 경로가 분리되어 있고, 이들 경로로부터 산소 함유 가스, 석회계 탈인용 정련제 및 산화철을 용선 욕면으로 공급하여 탈인 처리 등의 산화 정련을 용선에 행하기 위한, 오중관(quintet tube) 구조의 정련용 상랜스가 제안되어 있다. 이 특허문헌 3에서는, 산화철 공급 경로의 주위에 완충 공간을 설치함으로써, 산화철 공급 경로의 파공(broken hole)을 검지하는 것도 제안하고 있다.For example,
그런데, 용융철에 있어서의 탈인 반응은 온도가 낮을수록 유리한 점에서, 탈인 처리는, 1300∼1400℃ 정도의 용선의 단계에서 행해지고 있다. 예를 들면 특허문헌 1 및 특허문헌 2에서는 1300℃ 미만∼1350℃ 정도의 실시 온도가 개시되어 있다. 또한, 최근에는, 프리 보드(free board; 로 내에서의, 정치 용철(stationary hot metal)이 차지하는 이외의 공간)가 크고 강(强)교반이 가능한 점에서, 용선의 예비 탈인 처리는, 전로형 정련 용기로 행해지는 것이 일반적이다. 그러나, 저온이기 때문에, 탈인 처리 중에 비산한 용선이 전로형 정련 용기의 측벽이나 로의 입구 등에 부착·응고하여 스컬(skull;地金)이 퇴적하여, 용선 수율의 저하나 스컬 제거 작업에 의한 생산성의 저하를 초래하고 있었다.By the way, since the dephosphorization reaction in molten iron is more advantageous in temperature, the dephosphorization process is performed at the stage of molten iron | metal about 1300-1400 degreeC. For example, in
이 스컬 부착의 문제는, 용선의 예비 탈인 처리에 한정되지 않고, 전로에서의 용선의 탈탄 정련에 있어서도 문제가 되고 있다. 즉, 전로에서의 용선의 탈탄 정련에서는, 취련 중의 스컬 비산(「스피팅」이라고 부름)이나 슬래그 분출(「슬롭핑(slopping)」이라고 부름)에 의해 전로의 내벽이나 로의 입구에 스컬이 퇴적하여, 로 내로의 용선 및 철 스크랩의 장입이 저해되는 등의 문제가 발생한다.This problem of scull adhesion is not limited to the preliminary dephosphorization treatment of molten iron, but is also a problem in decarburization and refining of molten iron in converters. That is, in decarburization and refining of the molten iron in the converter, the skull is deposited on the inner wall of the converter or the entrance of the furnace by scull scattering (called "spitting") or slag ejection (called "slopping") during the blowing. Problems arise, such as impedement of the molten iron into the furnace and the loading of iron scrap.
이 스컬 부착을 해결하기 위한 수단도 다수 제안되어 있다. 예를 들면 특허문헌 4에는, 선단부에 주공(main hole) 노즐을 갖는 상랜스의 선단부로부터 소정의 간격을 둔 상랜스의 측면에, 수평 또는 하향 방향의 2차 연소용 노즐을 배치하고, 상기 주공 노즐로부터 산소 가스를 공급하여 전로 내의 용선 또는 용강을 산화 정련함과 동시에, 상기 2차 연소용 노즐로부터 산소 가스를 공급하여 전로에 부착한 스컬을 용해하는 정련 방법이 제안되어 있다.Many means for solving this scull adhesion are also proposed. For example, in
현재, 제강 공정에 있어서는, 용선의 예비 탈인 처리를 시작으로서, 산소원으로서, 산소 함유 가스 등의 기체 산소원과 산화철 등의 고체 산소원을 병용하여, 이것들을 동일 개소 혹은 근접한 개소에 첨가하는 산화 정련 방법이 주류가 되어 있다. 게다가, 그 경우에, 상기 기체 산소원을 반송용 가스로서 이용하여, 탈인용 정련제 등의 플럭스(flux)를 기체 산소원과 함께 반송하고(특허문헌 3을 참조), 따라 플럭스를 기체 산소원의 첨가 위치에 투입하는 정련 방법도 행해지도록 되어 있다. 또한, 이러한 정련을 실시하는 경우에도, 전로형 정련 용기의 내벽 및 로의 입구에 부착된 스컬을 상랜스 측면의 2차 연소용 노즐로부터 공급하는 기체 산소원에 의해 용해하는 것은, 철 수율 그리고 생산성을 확보하는데 있어서 매우 중요하다.At present, in the steelmaking step, the preliminary dephosphorization treatment of molten iron is started, and as an oxygen source, oxidation of a gaseous oxygen source, such as an oxygen-containing gas, and a solid oxygen source, such as iron oxide, is combined and added to the same or adjacent points. Refining methods are mainstream. In addition, in that case, the said gaseous oxygen source is used as a conveying gas, and the flux, such as a dephosphorization refine | purifier, is conveyed with a gaseous oxygen source (refer patent document 3), and the flux is accordingly The refining method to put into an addition position is also performed. Moreover, even when such refining is carried out, dissolving the sculls attached to the inner wall of the converter type refining vessel and the inlet of the furnace by the gas oxygen source supplied from the secondary combustion nozzle on the upper lance side can reduce the iron yield and productivity. It is very important to secure.
이러한 정련을 실시하기 위한 상랜스로서, 상기 종래의 여러 가지 형상의 상랜스를 검증하면, 어느 상랜스도 채용할 수 없다. 또한, 상기 종래의 상랜스를 조합했다고 해도, 만족할 수 있는 상랜스로는 될 수 없다. 예를 들면, 특허문헌 3에 제안되는 상랜스의 산소 함유 가스 공급 경로에 접속하여, 특허문헌 4에 제안되는 2차 연소용 노즐을 설치해도, 산소 함유 가스 공급 경로를 통하여 산소 함유 가스와 함께 플럭스를 반송하면, 이 플럭스에 의해 2차 연소용 노즐이 폐색되어 버린다는 문제가 발생한다.As the phase lance for performing such refining, any phase lance cannot be employed if the conventional phase lance has been verified. Moreover, even if the said conventional phase lance is combined, it cannot become a satisfactory phase lance. For example, even if it connects to the oxygen-containing gas supply path of the phase lance proposed by
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 용선의 예비 탈인 처리와 같이, 용선 또는 용강을 전로형 정련 용기 내에서 산화 정련함에 있어서, 효율적인 산화 정련이 가능함과 동시에, 전로형 정련 용기에 부착된 스컬을 효율적으로 용해할 수 있는 정련용 상랜스를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 또한, 이 정련용 상랜스를 이용한 용선의 정련 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to achieve efficient oxidation and refining in oxidizing and refining molten iron or molten steel in a converter type refining vessel, such as preliminary dephosphorization of molten iron. It is to provide a phase lance for refining that can dissolve the skull attached to the mold refining vessel efficiently. An object of the present invention is also to provide a method for refining molten iron using the refining phase lance.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 요지는 이하와 같다.The gist of the present invention to solve the above problems is as follows.
(1) 전로형 정련 용기에 수용된 용선 또는 용강의 산화 정련에 사용하는 정련용 상랜스로서, 상랜스의 선단부에, 연직 하향 또는 비스듬히 하향 방향의 취련용 주공(main hole) 노즐 및 고체 산소원 취입용 부공(sub hole) 노즐을 가짐과 함께, 상기 선단부로부터 상방으로 격리된 위치의 상랜스의 측면부에, 수평 또는 비스듬히 하향 방향의 2차 연소용 노즐을 갖고, 그리고, 상랜스의 내부에는, 고체 산소원과는 상이한 분체를 취련용의 산소 함유 가스와 함께 상기 주공 노즐을 통하여 공급하거나, 또는, 취련용의 산소 함유 가스를 상기 주공 노즐을 통하여 공급하기 위한 제1 공급 경로와, 2차 연소용의 산소 함유 가스를 상기 2차 연소용 노즐을 통하여 공급하기 위한 제2 공급 경로와, 분체 형상의 고체 산소원을 반송용 가스와 함께 상기 부공 노즐을 통하여 공급하기 위한 제3 공급 경로를 갖는 것을 특징으로 하는 정련용 상랜스.(1) A refining phase lance for use in oxidation refining of molten iron or molten steel contained in a converter refining vessel, incorporating a main hole nozzle and a solid oxygen source for blowing in a vertical downward or oblique downward direction at the tip of the upper lance; It has a sub hole nozzle, and has a secondary combustion nozzle in a horizontal or obliquely downward direction at the side surface of the upper lance at a position isolated upward from the tip portion, and inside the upper lance, a solid A first supply path for supplying a powder different from an oxygen source together with the oxygen-containing gas for blowing through the main hole nozzle, or for supplying the oxygen-containing gas for blowing through the main hole nozzle; A second supply path for supplying an oxygen-containing gas through the secondary combustion nozzle and a solid oxygen source in a powder form together with a carrier gas through the sub-hole nozzle. A refining phase lance having a third supply path for feeding.
즉, 제1 공급 경로는, 고체 산소원과는 상이한 분체(이하 「정련용 플럭스」라고도 기입함)를 당해 경로에 도입하는 정련용 플럭스 도입부와, 산소 함유 가스를 당해 경로에 도입하는 산소 함유 가스 도입부를 갖는다. 정련용 플럭스 도입부는, 정련용 플럭스를 반송 가스와 함께 도입하는 도입부라도 좋고, 이 반송 가스도 산소 함유 가스인 것이 바람직하다. 말할 것도 없이, 정련용 플럭스와 산소 함유 가스가 동일한 도입부로부터 도입되는(즉, 상기 정련용 플럭스와 산소 함유 가스를 상기 주공 노즐을 통하여 공급할 때의 비율로 미리 혼합한 것이, 당해 도입부로부터 도입되는) 구조로 해도 좋다. 또한, 조업에 있어서는, 정련용 플럭스의 도입을 정지하고, 산소 함유 가스만을 상기 산소 함유 가스 도입부로부터 제1 공급 경로로 도입해도 좋다.That is, the first supply path includes a refining flux inlet which introduces a powder different from the solid oxygen source (hereinafter also referred to as "refining flux") to the path, and an oxygen-containing gas for introducing the oxygen-containing gas into the path. Has an introduction. The refining flux inlet may be an inlet for introducing the refining flux together with the carrier gas, and the carrier gas is also preferably an oxygen-containing gas. Needless to say, the refining flux and the oxygen-containing gas are introduced from the same inlet (i.e., the pre-mixing of the refining flux and the oxygen-containing gas through the main hole nozzle is introduced from the inlet). It is good also as a structure. In operation, the introduction of the refining flux may be stopped, and only oxygen-containing gas may be introduced into the first supply path from the oxygen-containing gas introduction unit.
또한, 제2 공급 경로는, 산소 함유 가스를 당해 경로에 도입하는 산소 함유 가스 도입부를 갖는다. 또한, 제3 공급 경로는 반송용 가스와 함께 고체 산소원을 당해 경로에 도입하는 고체 산소원 도입부를 갖는다. 또한, 조업에 있어서는, 고체 산소원의 공급을 정지하고, 반송용 가스만을 상기 도입부로부터 제3 공급 경로로 도입해도 좋다.Moreover, the 2nd supply path has an oxygen containing gas introduction part which introduces an oxygen containing gas into the said path. The third supply path also has a solid oxygen source introduction portion for introducing a solid oxygen source into the path along with the carrier gas. In operation, the supply of the solid oxygen source may be stopped, and only the carrier gas may be introduced into the third supply path from the introduction portion.
여기에서, 제1 공급 경로 및 제2 공급 경로가 산소 함유 가스 도입부를 공유해도 좋다. 그 경우는, 상기 정련용 플럭스가 제2 공급 경로로 혼입되는 것을 막기 위한 칸막이 구조를 설치하는 것으로 한다.Here, the first supply path and the second supply path may share the oxygen-containing gas introduction portion. In that case, it is supposed to provide a partition structure for preventing the refining flux from entering the second supply path.
(2) 상기 제2 공급 경로의 말단은 막혀 있어, 제2 공급 경로에서 공급되는 산소 함유 가스가 제1 공급 경로 및 제3 공급 경로에 합류하지 않도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)에 기재된 정련용 상랜스.(2) The end of the second supply path is blocked, so that the oxygen-containing gas supplied from the second supply path is configured not to join the first supply path and the third supply path, (1) Refining phase lance described in.
또한, 제2 공급 경로의 말단(distal end)이란, 당해 경로의, 가장 랜스 선단부에 가까운 2차 연소용 노즐보다도 앞(랜스 선단부측)의 부분을 의미한다.In addition, the distal end of a 2nd supply path means the part of the said path ahead of the secondary combustion nozzle which is closest to the lance front end (the lance front end side).
(3) 상기 제2 공급 경로에 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희(希)가스 중 어느 1종 또는 2종 이상의 가스를 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 (2)에 기재된 정련용 상랜스.(3) The method described in (2) above, wherein the second supply path is configured to supply any one or two or more of a reducing gas, a carbon dioxide gas, a non-oxidizing gas, and a rare gas. Refining phase lance.
즉, 제2 공급 경로는, 상기 어느 1종 또는 2종 이상의 가스를 당해 경로에 도입하는 도입부를 갖는다. 말할 것도 없이, 이들 가스가 상기 산소 함유 가스와 동일한 도입부로부터 도입되는 구조로 해도 좋다.That is, the 2nd supply path has an introduction part which introduce | transduces any 1 type, or 2 or more types of gas in the said path. Needless to say, these gases may be introduced from the same introduction portion as the oxygen-containing gas.
(4) 상기 제3 공급 경로의 주위에, 공기, 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희가스 중 어느 1종 또는 2종 이상의 가스가 존재하는 완충 공간이 구비되고, 당해 완충 공간에 존재하는 가스의 압력 또는 유량의 변화에 기초하여 제3 공급 경로에서의 파공이 검지되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)∼(3) 중 어느 것에 기재된 정련용 상랜스.(4) A buffer space in which any one or two or more of air, a reducing gas, a carbon dioxide gas, a non-oxidizing gas, and a rare gas exists in the vicinity of the third supply path is provided, and the gas exists in the buffer space. The phase lance for refining according to any one of (1) to (3) above, wherein the hole in the third supply path is detected based on a change in pressure or flow rate.
(5) 상기 제1 공급 경로, 상기 제2 공급 경로 및 상기 제3 공급 경로가 동심원 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)∼(4) 중 어느 것에 기재된 정련용 상랜스.(5) The refining phase lance according to any one of (1) to (4), wherein the first supply path, the second supply path, and the third supply path are arranged on concentric circles.
(6) 석회계 탈인용 정련제를 전로형 정련 용기에 수용된 용선에 첨가하고, 첨가한 상기 탈인용 정련제를 앙금화시켜 슬래그로 이루고, 용선에 대하여 산화 정련을 실시함에 있어서, 상기 (1)∼(5) 중 어느 1개에 기재된 정련용 상랜스를 이용하여, 제1 공급 경로로부터 취련용의 산소 가스를 용선 욕면으로 공급함과 동시에, 제3 공급 경로로부터 고체 산소원을 취련용의 산소 가스가 공급되어 있는 장소의 근방의 용선 욕면으로 반송용 가스와 함께 공급하고, 또한, 제2 공급 경로로부터 2차 연소용 산소 가스를 전로형 정련 용기의 로 내 공간으로 공급하여 산화 정련을 행하는 것을 특징으로 하는, 용선의 정련 방법.(6) The lime-based dephosphorizing refiner is added to the molten iron contained in the converter refining vessel, and the added dephosphorizing refiner is sintered to form slag, and the oxidation refining of the molten iron is carried out in the above-mentioned (1) to ( Using the refining phase lance according to any one of 5), the oxygen gas for blowing is supplied to the molten iron bath surface from the first supply path, and the oxygen gas for drilling is supplied from the third supply path. Oxidation refining is supplied to the molten iron bath surface near the place where it is supplied together with the carrier gas, and the secondary combustion oxygen gas is supplied into the furnace space of the converter type refining vessel from the second supply path. , The method of refining the molten iron.
또한, 상기 석회계 탈인용 정련제의 적어도 일부를, 제1 공급 경로로부터 상기 용선에 공급하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to supply at least one part of the said lime system dephosphorization refiner to the said molten iron from a 1st supply path | route.
본 발명에 의하면, 상랜스는, 그 내부에, 석회계 탈인용 정련제 등의, 고체 산소원과는 상이한 분체를 취련용의 산소 함유 가스와 함께 주공 노즐을 통하여 공급하거나, 또는, 취련용의 산소 함유 가스를 주공 노즐을 통하여 공급하기 위한 제1 공급 경로와, 2차 연소용의 산소 함유 가스를 2차 연소용 노즐을 통하여 공급하기 위한 제2 공급 경로와, 분체 형상의 고체 산소원을 반송용 가스와 함께 부공 노즐을 통하여 공급하기 위한 제3 공급 경로를 갖는다. 따라서, 제1 공급 경로 및 제3 공급 경로로부터 분체를 공급하여도, 2차 연소용 노즐로부터는 산소 함유 가스만이 분사되고, 2차 연소용 노즐은, 폐색되는 일 없이 장기간에 걸쳐 안정되게 2차 연소용 산소 함유 가스를 분사한다. 이에 따라, 전로형 정련 용기의 스컬 부착이 억제되고, 스컬 부착에 수반하는 폐해가 미연에 방지되어, 철 수율의 향상이나 생산성의 향상이 달성된다. 또한, 산소 함유 가스, 고체 산소원 및, 석회계 탈인용 정련제 등의 플럭스를 동일 개소 또는 각각의 근방으로 공급할 수 있기 때문에, 용선 및 용강의 산화 정련을 효율적으로 행하는 것이 실현된다.According to the present invention, the phase lance is supplied with a powder different from a solid oxygen source, such as a lime-based dephosphorization refining agent, through a main hole nozzle together with an oxygen-containing gas for blowing, or oxygen for blowing. The first supply path for supplying the containing gas through the main hole nozzle, the second supply path for supplying the oxygen-containing gas for secondary combustion through the secondary combustion nozzle, and the solid oxygen source in the form of powder And a third supply path for supplying with the gas through the hole hole nozzle. Therefore, even when powder is supplied from the first supply path and the third supply path, only the oxygen-containing gas is injected from the secondary combustion nozzle, and the secondary combustion nozzle is stably maintained for a long time without being blocked. Inject oxygen-containing gas for secondary combustion. As a result, scull adhesion of the converter refining vessel is suppressed, and the detriment associated with scull adhesion is prevented in advance, thereby improving the iron yield and improving the productivity. In addition, since fluxes such as an oxygen-containing gas, a solid oxygen source, and a lime-based dephosphorization refining agent can be supplied to the same location or in the vicinity thereof, it is possible to efficiently carry out oxidation refining of molten iron and molten steel.
도 1은 본 발명에 따른 정련용 상랜스의 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 정련용 상랜스에 있어서, 완충 공간으로의 완충용 가스의 공급 경로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 정련용 상랜스의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a phase lance for refining according to the present invention.
2 is a view showing a supply path of a buffer gas to a buffer space in the refining phase lance according to the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the refining phase lance according to the present invention.
(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 예시되는 랜스는 전형적인 예이지만, 각 부위(노즐, 경로 등)의 형상, 치수, 수(數), 위치 등은 이에 한정되지 않는다. 즉 각 부위의 목적을 적정하게 실현하기 위해, 공지의 기술을 참고로, 실(實) 사용 환경에 맞추어 구조를 설계할 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, although the lance illustrated below is a typical example, the shape, dimension, number, position, etc. of each site | part (nozzle, a path | route, etc.) are not limited to this. That is, in order to implement | achieve the objective of each site | part suitably, a structure can be designed according to a well-known technique according to a real use environment.
도 1은, 본 발명에 따른 정련용 상랜스의 1예를 나타내는 개략 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 상랜스(1)는, 원통 형상의 랜스 본체(2)와, 이 랜스 본체(2)의 하단(下端)에 용접 등에 의해 접속된 랜스 노즐(3)과, 랜스 본체(2)의 상단부로서, 가스, 분체, 냉각수의 도입부(랜스 본체(2)의, 각각의 공급 설비와의 접속부)가 되는 랜스 정부(lance top portion; 4)로 구성되어 있다. 랜스 본체(2)는, 최(最)외관(5), 외관(6), 중관(intermediate pipe; 7), 칸막이관(8), 내관(9), 최내관(10)의 동심원 형상의 6종의 강관, 즉 육중관(sextuple pipe)으로 구성되어 있다. 구리제의 랜스 노즐(3)에는, 그 축심부에 연직 하향 방향의 부공 노즐(12)이 설치되고, 이 부공 노즐(12)의 주위에는, 토출 방향을 연직 비스듬히 하향 방향으로 하는 복수개의 주공 노즐(11)이 설치되어 있다. 또한, 랜스 본체(2)의 측면부에는, 랜스 노즐(3)의 선단부로부터 상방으로 격리된 위치에, 토출 방향을 수평 또는 비스듬히 하향 방향으로 하는 복수개의 2차 연소용 노즐(13)이, 랜스 본체(2)의 원주 방향에 거의 등간격으로 설치되어 있다. 도 1에서는, 연직 방향으로 2단이지만, 1단이라도 또는 3단 이상으로 해도 상관없다. 또한, 상랜스(1)의 선단부로부터 상방으로 격리된 위치의 측면부에 수평 또는 비스듬히 하향 방향의 2차 연소용 노즐(13)을 설치한다는 것은, 2차 연소용 노즐로부터의 분사 방향이 정련 용기의 로벽을 향하도록 랜스 측면부 상의 위치 및 방향(각도)을 선정하는 것을 의미한다. 또한, 랜스 선단부에 가장 가까운 2차 연소용 노즐(13)의 랜스의 선단부로부터의 거리는, 일반적인 전로 상랜스 노즐(3)에 있어서의 냉각수로(cooling water passage) 등의 설계 제약을 감안하여, 랜스 선단으로부터 300mm 이상 떨어져 있는 것이 바람직하다.1 is a schematic cross-sectional view showing one example of a phase lance for refining according to the present invention. As shown in FIG. 1, the
주공 노즐(11)은, 취련용 가스인 산소 함유 가스, 또는, 이 산소 함유 가스를 반송용 가스로서 산소 함유 가스와 함께 고체 산소원 이외의 플럭스 등의 분체(「정련용 플럭스」), 즉 석회계 탈인용 정련제 등의 분체를, 전로 등의 정련 용기(도시하지 않음)의 내부로 취입하기 위한 노즐이다. 부공 노즐(12)은, 철광석, 밀 스케일(mill scale) 등의 고체 산소원을 반송용 가스와 함께 정련 용기의 내부로 취입하기 위한 노즐이다. 또한, 2차 연소용 노즐(13)은 2차 연소용의 산소 함유 가스를 정련 용기의 내부 공간으로 취입하기 위한 노즐이다. 주공 노즐(11)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 선단부가 될수록 단면이 확대되는, 소위 라발 노즐(Laval Nozzle)의 형상을 채용하고 있다. 한편, 부공 노즐(12) 및 2차 연소용 노즐(13)은 스트레이트 형상이지만, 부공 노즐(12) 및 2차 연소용 노즐(13)도 라발 노즐의 형상을 채용해도 상관없다. 이 상랜스(1)는, 정련 용기의 내부에 승강 가능해지도록, 정련 용기의 상방에서 지지 장치(도시하지 않음)에 의해 지지되어 있다.The
도 1의 랜스의 경우, 주공 노즐(11)의 설치 구멍의 수나 구경(口徑) 등의 제약은 특히 없지만, 상랜스(1)로의 공급 가스압 등의 제약에 의해, 필요로 하는 산소 함유 가스 공급량으로부터 필연적으로 설치 구멍의 수 및 구경은 결정되기 때문에, 이들을 만족하는 범위 내에서 설정하는 것으로 한다. 2차 연소용 노즐(13)도, 설치 구멍의 수나 구경 등의 제약은 특히 없지만, 노형 형상에 따라서 부착 스컬의 용해에 적합한 배치로 설정한다. 여기에서, 산소 함유 가스란, 산소 가스(순산소 가스), 산소 부화 공기, 산소 가스와 희가스 등과의 혼합 가스이고, 그리고, 공기보다도 산소 가스 농도가 고농도의 가스이다. 부공 노즐(12)로부터 취입하는 고체 산소원으로서는, 철광석의 소결광, 밀 스케일, 집진 더스트, 사철, 철광석, 망간 광석 등을 사용할 수 있다. 여기에서, 집진 더스트란, 고로, 전로, 소결 공정에 있어서 배기 가스로부터 회수되는, FeO 혹은 Fe2O3을 함유하는 더스트이다.In the case of the lance of FIG. 1, there are no restrictions such as the number of holes or the size of the holes provided in the
또한, 본 발명에서는, 석회계 탈인용 정련제의 1종인 생석회 등의 플럭스는 주공 노즐(11)로부터 산소 함유 가스를 반송용 가스로서 취입하지만, 마찬가지로, 부공 노즐(12)로부터도, 고체 산소원에 아울러 생석회 등의 플럭스를 취입해도 상관없다. 당연히, 부공 노즐(12)로부터 분출되는 유량 및, 주공 노즐(11)로부터 분출되는 유량은, 각각 독립한 유량계(도시하지 않음)에 의해 독립하여 유량 제어되어 있다.In the present invention, flux such as quicklime, which is one kind of lime-based dephosphorization refining agent, blows oxygen-containing gas from the
최외관(5)과 외관(6)과의 간극(gap) 및, 외관(6)과 중관(7)과의 간극은, 상랜스(1)를 냉각하기 위한 냉각수의 유로로 되어 있다. 그리고 랜스 정부(4)에 설치된 급수관(도시하지 않음)으로부터 공급된 냉각수는 외관(6)과 중관(7)과의 간극을 통과하여 랜스 노즐(3)의 부위까지 도달하고, 랜스 노즐(3)의 부위에서 반전하여 최외관(5)과 외관(6)과의 간극을 통과하여 랜스 정부(4)에 설치된 배수관(도시하지 않음)으로부터 배출된다. 급배수의 경로를 반대로 해도 좋다.A gap between the
중관(7)과 칸막이관(8)과의 간극은, 산소 함유 가스를 2차 연소용 노즐(13)로 공급하기 위한 제2 공급 경로로 되어 있다. 그리고 랜스 정부(4)에 설치된, 중관(7)에 연통(communication)하는 산소 함유 가스 공급관(14)으로부터 중관(7)의 내부에 도입된 산소 함유 가스는, 제2 공급 경로를 통과하여 2차 연소용 노즐(13)에 도달하고, 2차 연소용 노즐(13)로부터 분출되도록 되어 있다. 단, 칸막이관(8)의 상단부는, 산소 함유 가스 공급관(14)의 설치 부위(산소 함유 가스의 도입부)까지는 도달하지 않았다. 즉, 산소 함유 가스 공급관(14)으로부터 중관(7)의 내부로 도입된 산소 함유 가스는, 칸막이관(8)과 내관(9)과의 간극(후술하는 바와 같이, 칸막이관(8)과 내관(9)과의 간극은 제1 공급 경로임)으로도 유입하여, 이 간극을 통과하여 주공 노즐(11)로 분출하도록 되어 있다. 또한, 칸막이관(8)의 하단부는, 랜스 노즐(3)의 부위까지는 도달하지 않았다. 즉, 중관(7)과 칸막이관(8)과의 간극, 즉 제2 공급 경로를 통과하기는 했지만, 2차 연소용 노즐(13)로부터 분출되지 않은 산소 함유 가스는, 제1 공급 경로에 합류하여, 주공 노즐(11)로부터 분출하도록 되어 있다.The gap between the
칸막이관(8)과 내관(9)과의 간극은, 취련용의 산소 함유 가스, 또는, 이 산소 함유 가스와 함께 고체 산소와는 상이한 분체(「정련용 플럭스」), 예를 들면 석회계 탈인용 정련제 등의 분체를, 주공 노즐(11)로 공급하기 위한 제1 공급 경로로 되어 있다. 즉, 랜스 정부(4)에는, 산소 함유 가스를 반송용 가스로서, 정련용 플럭스를 공급하기 위한 분체 공급관(15)(당해 공급관의 설치 부위가 정련용 플럭스 도입부가 됨)이, 칸막이관(8)에 연통하여 설치되어 있고, 또한 전술한 바와 같이 산소 함유 가스 공급관(14)(당해 공급관의 설치 부위가 산소 함유 가스 도입부가 됨)이 중관(7)에 연통하여 설치되어 있다.The gap between the
그리고 주공 노즐(11)로부터 취련용 산소 함유 가스와 함께 정련용 플럭스를 취입하는 경우에는, 산소 함유 가스 공급관(14)으로부터 공급되는 산소 함유 가스와, 분체 공급관(15)으로부터 공급되는 분체 및 산소 함유 가스가, 합류하여 제1 공급 경로를 통과하도록 되어 있다. 이 경우, 칸막이관(8)의 하단 위치는 2차 연소용 노즐(13)의 설치 위치보다도 하방이기 때문에, 제1 공급 경로를 통과하는 분체가 2차 연소용 노즐(13)에 유입하는 일은 없다. 즉, 칸막이관(8)은, 상기 정련용 플럭스가 제2 공급 경로에 혼입되는 것을 막기 위한 칸막이 구조로서 기능한다.In the case where the refining flux is blown together with the blowing oxygen-containing gas from the
주공 노즐(11)로부터 취련용 산소 함유 가스만을 취입하는 경우에는, 분체 공급관(15)을 정지하거나, 분체 공급관(15)으로부터 산소 함유 가스만을 공급하면 좋다.In the case where only the blowing oxygen-containing gas is blown from the
정련용 플럭스, 즉 고체 산소원과는 상이한 분체로서는, 고체 산소원 이외로 정련을 효율적으로 실현하기 위해 투입되는 공지의(혹은 예견할 수 있는) 모든 고체 물질을 적용할 수 있다. 예를 들면, 상기의 석회계 탈인용 정련제(생석회(CaO)나 석회석(CaCO3), 또는 돌로마이트(CaCO3·MgCO3), 탈탄 슬래그, 2차 정련 슬래그 등)의 외에, 슬래그의 원료(예를 들면 규석(SiO2), 산화 마그네슘을 포함하는 벽돌 부스러기 등)이나, 앙금화 촉진제(형석, 산화 티탄, 산화 알루미늄 등을 포함하는 것 등), 등을 들 수 있다. 또한, 통상은, 적어도 석회계 탈인용 정련제가 정련용 플럭스로서 공급된다.As the refining flux, i.e., a powder different from the solid oxygen source, any known (or foreseeable) solid substance introduced for efficiently refining other than the solid oxygen source can be applied. For example, in addition to the above-mentioned lime-based dephosphorizing refining agent (quick lime (CaO), limestone (CaCO 3 ), or dolomite (CaCO 3 · MgCO 3 ), decarburized slag, secondary refining slag, etc. Examples thereof include silica (SiO 2 ), brick debris containing magnesium oxide, and the like, and sintering accelerators (including fluorite, titanium oxide, aluminum oxide, and the like), and the like. In general, at least a lime-based dephosphorizing refining agent is supplied as the refining flux.
최내관(10)의 내부는, 반송용 가스와 함께 고체 산소원을 부공 노즐(12)로 공급하기 위한 제3 공급 경로로 되어 있다. 즉, 랜스 정부(4)에 설치된, 최내관(10)에 연통하는 공급관(도시하지 않음)으로부터 반송용 가스와 함께 최내관(10)의 내부에 공급된 고체 산소원은, 최내관(10)의 내부를 통과하여 부공 노즐(12)에 도달하며, 부공 노즐(12)로부터 분출되도록 되어 있다. 여기에서, 상기 공급관의 설치부(도시하지 않음)는, 고체 산소원 도입부가 된다. 고체 산소원을 반송하는 반송용 가스로서는, 산소 함유량이 공기 이하의 기체가 적합하고, 특히 공기, 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희가스 중 어느 1종 또는 2종 이상의 가스를 사용하는 것이 바람직하다.The interior of the
고체 산소원의 반송용 가스로서, 공기, 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희가스를 사용하는 이유는 이하대로이다. 공기는, 주공 노즐(11)로부터 취입되는 산소 함유 가스와 비교하여 산소 가스의 함유량이 적고, 또한, 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희가스는 실질적으로 산소 가스를 포함하고 있지 않다. 따라서, 고체 산소원에 포함되는 미량의 금속철(metallic iron)의 반송 중에 있어서의 연소를 방지할 수 있음과 함께, 반송 중에 고체 산소원과 최내관(10)과의 접촉에 의해 발생하는 불꽃에 의한 최내관(10)의 연소를 방지할 수 있다. 여기에서, 환원성 가스란, 프로판 가스 등의 탄화 수소계 가스 및 CO 가스이며, 비산화성 가스란, 질소 가스 등의 산화 능력이 없는 가스이며, 희가스라 함은 Ar 가스나 He 가스 등의 불활성 가스이다.The reason for using air, a reducing gas, a carbon dioxide gas, a non-oxidizing gas, and a rare gas as a gas for conveyance of a solid oxygen source is as follows. Air has less oxygen gas content than the oxygen-containing gas blown from the
내관(9)과 최내관(10)과의 간극은, 선단부의 랜스 노즐(3)의 부위에서 밀봉되어 막다른 곳이 되어 있고, 랜스 정부(4)에 설치된 완충용 가스 공급관(16)으로부터 공급되는, 공기, 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희가스 중 어느 1종 또는 2종 이상의 가스가 존재하는 완충 공간이 되어 있다. 본 발명에 있어서는, 완충 공간에 존재시키는 가스를 「완충용 가스」라고 칭한다.The gap between the
이 완충 공간으로의 완충용 가스의 공급 경로를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 랜스 정부(4)에 설치된 완충용 가스 공급관(16)에, 검출기(detector)(20), 원격 조작 밸브(21), 플렉시블 호스(22) 및, 복수의 수동 차단 밸브(23)를 구비한 완충용 가스 도입 장치(19)가 접속되어 있다. 그리고 이 완충용 가스 도입 장치(19)를 통하여 완충 공간으로 완충용 가스가 공급되도록 되어 있다. 검출기(20)로서는, 압력계 또는 유량계, 또는 압력계 및 유량계의 쌍방을 설치한다. 완충 공간으로의 완충용 가스의 도입 방법으로서는, 원격 조작 밸브(21)를 차단하여 완충 공간에 완충용 가스를 밀봉해도 좋고, 또한, 원격 조작 밸브(21)를 개방하여 완충 공간에 완충용 가스의 압력을 항상 가해지게 해도 좋다. 도 2의 예에서는, 어느 조작도 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 플렉시블 호스(22)는, 상랜스(1)가 상하로 승강할 때의 여유대(margin)이다. 또한, 도 2의 예에서는 검출기(20)를 플렉시블 호스(22)보다도 상랜스(1)에 가까운 측에 설치하고 있지만, 플렉시블 호스(22)보다도 공급측에 설치해도 좋고, 검출기(20)를 어느 부위에 설치해도 상관없다. 단, 완충 공간의 압력 변동의 측정값에 기초하여 파공을 검지하는 경우에는, 검출기(20)를 원격 조작 밸브(21)보다도 상랜스(1)의 측에 배치할 필요가 있다. 따라서, 조업의 플렉시빌리티의 관점에서, 검출기(20)는 원격 조작 밸브(21)보다도 상랜스(1)의 측에 배치하는 것이 바람직하다.The supply path of the buffer gas to this buffer space is shown in FIG. As shown in FIG. 2, a
완충용 가스로서, 공기, 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희가스를 사용하는 이유는, 고체 산소원의 반송용 가스로서 이들 가스종을 사용하는 이유와 동일하다. 즉, 고체 산소원의 반송에 의해, 이 고체 산소원의 공급 경로 즉 제3 공급 경로인 최내관(10)에 파공이 발생하여 완충용 가스와 고체 산소원이 접촉해도, 이들 가스종을 완충용 가스로서 사용하는 한, 고체 산소원 중의 금속철의 연소나, 고체 산소원과 최내관(10)과의 접촉에 의해 발생하는 불꽃에 의한 최내관(10)의 연소를 방지할 수 있기 때문이다. 따라서, 상기 이외에도 산소 함유량이 공기 이하의 기체이면 완충용 가스로 이용할 수 있다.The reason for using air, a reducing gas, a carbon dioxide gas, a non-oxidizing gas, and a rare gas as the buffer gas is the same as the reason for using these gas species as the carrier gas for the solid oxygen source. That is, even when a hole is generated in the
최내관(10)의 정련 중에서의 파공의 검지는, 이하와 같이 하여 행할 수 있다. 즉, 정련 중에 최내관(10)에 파공이 발생하면, 완충 공간과 최내관(10)의 내부가 연통하여, 완충 공간 내의 압력이 변화하는, 혹은 완충 공간으로 공급하는 완충용 가스의 유량이 변화하기 때문에, 그 변화에 기초하여 파공을 검지한다. 구체적인 검지 방법으로서는, 이하의 2개의 방법을 채용할 수 있다. 1개의 방법은, 검출기(20)로서, 압력계 또는 압력계와 유량계와의 쌍방을 설치하고, 완충 공간에 완충용 가스를 도입한 후, 원격 조작 밸브(21)를 차단하여 완충 공간에 완충용 가스를 봉입하고, 정련 중에 완충 공간 내의 압력을 검출기(20)에 의해 측정하여, 파공을 검지하는 방법이다. 다른 방법은, 검출기(20)로서 유량계를 설치하고, 원격 조작 밸브(21)를 개방하여 상시 완충용 가스의 압력을 완충 공간에 움직이게 하여 이 상태로 검출기(20)에 의해 유량을 측정하여, 파공한 경우의 유량 변화로부터 파공을 검지하는 방법이다.Detection of the hole in the refining of the
이하, 이와 같이 하여 구성되는 본 발명에 따른 상랜스(1)를 이용하여 전로에서 용선의 예비 탈인 처리를 실시하는 예를 설명한다.Hereinafter, the example which performs preliminary dephosphorization of molten iron | metal in a converter using the
본 발명에 따른 상랜스(1)를 전로 내의 용선의 상방 소정 위치에 배치하고, 주공 노즐(11)로부터 산소 함유 가스로서 산소 가스를 용선 욕면을 향하여 내뿜는다. 또한 그와 함께, 부공 노즐(12)로부터, 공기, 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희가스 중 어느 1종 또는 2종 이상의 가스를 반송용 가스로서 고체 산소원을 용선 욕면을 향하여 내뿜는다. 부공 노즐(12)로부터 내뿜어지는 고체 산소원은, 산소 가스가 공급되어 있는 장소와 동일 장소의 용선 욕면으로, 혹은 그 근방으로 공급된다. 탈인 처리에는, 탈인 반응으로 생성되는 인 산화물(P2O5)을 흡수하기 위한 탈인 정련용 슬래그가 필요하여, 이 탈인 정련용 슬래그가 되는 석회계 탈인용 정련제도 투입한다.The
석회계 탈인용 정련제로서는, CaO을 함유하고, 본건이 의도하는 탈인 처리를 할 수 있는 것이면, 특별히 CaO의 함유량에 제약은 없다. 통상은, CaO 단독으로 이루어지는 것이나, 또는 CaO을 50질량% 이상 함유하고, 필요에 따라서 그 외의 성분을 함유하는 것이다. 구체적인 예로서는, 생석회(CaO)나 석회석(CaCO3), 또는 돌로마이트(CaCO3·MgCO3)를 사용할 수 있고, 또한, 이들 물질에 앙금화 촉진제로서, 산화 티탄, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘을 함유하는 물질을 혼합한 것도 사용할 수 있다. 또한 탈탄 슬래그(decarburization slag) 및 래들 정련 슬래그(ladle refining slag) 등도 CaO을 주성분으로 하고 있고, 또한 인 함유량이 적은 점에서, 석회계 탈인용 정련제로서 충분히 이용할 수 있다.There is no restriction | limiting in particular in content of CaO as long as it contains CaO and can carry out the dephosphorization treatment which this design intends as a lime-based dephosphorization refiner. Usually, it consists of CaO alone, or contains 50 mass% or more of CaO, and contains other components as needed. As a specific example, quicklime (CaO), limestone (CaCO 3 ), or dolomite (CaCO 3 · MgCO 3 ) can be used, and a substance containing titanium oxide, aluminum oxide, and magnesium oxide as an sintering accelerator in these materials. It is also possible to use a mixture of these. In addition, decarburization slag, ladle refining slag, and the like also contain CaO as a main component and have a low phosphorus content, and thus can be sufficiently used as a lime-based dephosphorizer.
용선 욕면에 있어서, 산소 가스가 용선 욕면과 충돌하는 장소(「화점」이라고 함)는, 산소 가스와 용선 중의 탄소와의 반응에 의해 고온이 되어 있어, 화점 혹은 화점의 근방으로 공급된 고체 산소원은 신속하게 용융되어, 슬래그 중의 FeO 성분을 증가시킨다. 이에 따라, 슬래그의 산소 포텐셜이 상승하여, 즉 탈인 반응에 최적인 슬래그가 신속하게 형성되어, 적은 슬래그량이라도, 또는 고온 하라도 탈인 처리가 가능해진다. 또한, 석회계 탈인용 정련제를 화점 혹은 화점의 근방으로 투입함으로써, 석회계 탈인용 정련제의 앙금화가 촉진되어 탈인 정련용 슬래그가 조기에 형성되고, 탈인 반응이 보다 한층 촉진된다. 따라서, 석회계 탈인용 정련제도 주공 노즐(11), 또는 주공 노즐(11) 및 부공 노즐(12)을 통하여, 화점 혹은 화점의 근방으로 투입하는 것이 바람직하다.In the molten iron bath surface, the place where oxygen gas collides with the molten iron bath surface (called a "flaming point") has a high temperature due to the reaction of oxygen gas with carbon in the molten iron, and is a solid oxygen source supplied near the firing point or the firing point. Is melted quickly, increasing the FeO component in the slag. As a result, the oxygen potential of the slag rises, that is, the slag optimum for the dephosphorization reaction is quickly formed, and the dephosphorization treatment can be performed even at a small slag amount or at a high temperature. Further, by introducing the lime-based dephosphorizing refiner into the vicinity of a fire or a fire, the sedimentation of the lime-based dephosphorizing refiner is promoted, and the dephosphorization refining slag is formed early, and the dephosphorization reaction is further promoted. Therefore, it is preferable to inject the lime-based dephosphorizing refiner into the vicinity of the fire point or the fire point through the
이 취련 시, 2차 연소용 노즐(13)로부터 2차 연소용의 산소 가스를 공급하여, 탈인 정련과 병행하여 로체(furnace body)의 부착 스컬을 용해하고, 혹은 스컬 부착을 방지한다. 이에 따라, 스컬 부착에 수반하는 폐해가 미연에 방지되어, 철 수율의 향상이나 생산성의 향상이 실현된다.At this blow, oxygen gas for secondary combustion is supplied from the
이 경우, 2차 연소용 노즐(13)로부터의 산소 가스의 공급량(Q)은, 주공 노즐(11)로부터의 산소 가스 공급량(QO)의 5∼30%의 범위인 것이 바람직하다. 100Q/QO이 5% 미만에서는, 2차 연소용의 산소 가스가 너무 적어, 2차 연소 발열량이 부족하여, 부착 스컬을 용해할 수 없다. 한편, 100Q/QO이 30%를 초과하면, 2차 연소 발열열이 과잉이 되어, 로체 내화물의 용손(erosion)이 촉진된다.Supply (Q) of the oxygen gas from the case, the second nozzle (13) for primary combustion is preferably in the range of 5 to 30% of the oxygen gas supply amount (Q O) critical path from the
또한, 2차 연소용 노즐(13)로부터의 산소 가스의 유속이 너무 빨라져, 2차 연소용 노즐(13)로부터의 산소 가스가 직접 로벽에 도달하면, 부착 스컬이 국소적으로 용해될 뿐만 아니라, 로체 내화물이 국소적으로 용손한다. 따라서, 2차 연소용 노즐(13)로부터의 산소 가스 분류가 로벽에 도달하기까지의 기간에, 산소 가스 분류를 로 내에서 발생하는 CO 가스와 반응시켜, 2차 연소열을 로 내로 균일하게 분산시키는 것이 중요하다.In addition, when the flow rate of the oxygen gas from the
특허문헌 4에 개시된 바와 같이, 2차 연소용 노즐(13)로부터의 산소 가스의 유속이 30m/초까지 감쇠한 시점에서, 로 내 발생 CO 가스와 2차 연소용 노즐(13)로부터의 산소 가스가 반응하여, 2차 연소 반응이 발생하는 것이 알려져 있다. 2차 연소용 노즐(13)로부터 공급되는 산소 가스의 유속이 30m/초가 되는, 2차 연소용 노즐(13)의 노즐 출구로부터의 거리(X(m))는, 하기의 (1)식으로 주어진다.As disclosed in
단, (1)식에 있어서, V0: 2차 연소용 노즐의 출구에 있어서의 산소 가스 분류(oxygen gas jet)의 유속(m/초), de: 2차 연소용 노즐의 출구경(mm), C=0.016+0.19/(P0-Pe), P0: 2차 연소용 노즐의 절대압 표시의 산소 배압(kgf/㎠), Pe: 전로형 정련 용기 내의 절대압 표시의 분위기압(kgf/㎠)이다.However, in formula (1), V 0 : flow rate of oxygen gas jet (m / sec) at the outlet of the secondary combustion nozzle, de: outlet diameter of the secondary combustion nozzle (mm) ), C = 0.016 + 0.19 / (P 0 -P e ), P 0 : oxygen back pressure (kgf / cm 2) of absolute pressure indication of secondary combustion nozzle, P e : atmospheric pressure of absolute pressure indication in converter type refining vessel (kgf / cm 2).
이 거리(X)가 로벽에 도달하지 않는 바와 같은 적절한 범위에서 상랜스의 설계 및 취련 조건의 제어를 행하면, 국소적인 스컬 용해나 로벽 내화물의 용손을 회피할 수 있어, 2차 연소 반응열을 로 내에 균일하게 분산할 수 있다.If the distance X does not reach the furnace wall, the design of the phase lance and the control of the blowing conditions can be avoided, so that local skull melting and melting of the furnace wall refractory can be avoided, and the secondary combustion reaction heat is transferred into the furnace. It can disperse uniformly.
또한, 도 1에 나타내는 상랜스(1)에서는, 칸막이관(8)의 하단부가 랜스 노즐(3)의 부위에 도달하지 않고, 제2 공급 경로는 제1 공급 경로에 개구되어 있다. 이 때문에, 2차 연소용 노즐(13)로부터 분출하는 산소 함유 가스의 유량은, 주공 노즐(11)의 총단면적과 2차 연소용 노즐(13)의 총단면적과의 비에 의존하여, 2차 연소용 노즐(13)로부터의 분출량을 독립하여 제어할 수 없다. 즉, 산소 함유 가스 공급관(14) 및 분체 공급관(15)으로부터 공급되는 산소 함유 가스의 총량이, 양자의 총단면적의 비에 따라서 배분된다. 이를 개선하여, 보다 고정밀도의 취련 제어를 행하기 위해, 2차 연소용의 산소 함유 가스 유량을 독립하여 제어하도록 할 수도 있다. 단, 이 경우에는, 상랜스의 내부 구조를 도 1에 나타내는 상랜스(1)와는 바꿀 필요가 있다.In addition, in the
도 3에, 2차 연소용의 산소 함유 가스의 유량을, 취련용 산소 함유 가스와는 독립하여 제어할 수 있는 상랜스의 예를 나타낸다.3, the example of the phase lance which can control the flow volume of the oxygen containing gas for secondary combustion independently of the blowing oxygen containing gas is shown.
도 3에 나타내는 상랜스(1A)에서는, 칸막이관(8)의 하단은 랜스 노즐(3)의 부위까지 도달하고, 랜스 노즐(3)의 부위에서, 중관(7)과 칸막이관(8)과의 간극은, 즉 제2 공급 경로는 밀봉되어 있다. 또한, 랜스 정부(4)에 있어서, 칸막이관(8)의 상단은, 중관(7)의 상단 위치보다도 상방에 위치하고, 중관(7)과 칸막이관(8)과의 사이에 밀폐용의 시일재가 설치되어 제2 공급 경로는 밀봉되어 있다. 그리고, 중관(7)에, 산소 함유 가스 공급관(18)이 연통되어 있다(당해 공급관의 설치부는 산소 함유 가스 도입부가 됨). 즉, 산소 함유 가스 공급관(18)으로부터 중관(7)의 내부에 공급된 산소 함유 가스는, 중관(7)과 칸막이관(8)과의 간극 즉 제2 공급 경로를 통과하여, 2차 연소용 노즐(13)로부터 분출하도록 되어 있다.In the
한편, 랜스 정부(4)에 있어서는, 칸막이관(8)에는, 산소 함유 가스·분체 공급관(17)이 연통하고 있다(당해 공급관의 설치부는 정련용 플럭스 도입부 겸 산소 함유 가스 도입부가 됨). 그리고, 산소 함유 가스·분체 공급관(17)으로부터 칸막이관(8)의 내부에 공급된 취련용의 산소 함유 가스, 또는, 산소 함유 가스를 반송용 가스로 하는 정련용 플럭스는, 칸막이관(8)과 내관(9)과의 간극 즉 제1 공급 경로를 통과하여, 주공 노즐(11)로부터 분출하도록 되어 있다. 주공 노즐(11)로부터 산소 함유 가스만을 취입하는 경우에는, 산소 함유 가스·분체 공급관(17)으로부터 산소 함유 가스만을 공급하고, 주공 노즐(11)로부터 산소 함유 가스를 반송용 가스로서 분체를 취입하는 경우에는, 산소 함유 가스·분체 공급관(17)으로부터 산소 함유 가스와 함께 분체를 공급한다. 상랜스(1A)는, 그 외의 구조는 도 1에 나타내는 상랜스(1)와 동일 구조로 되어 있어, 동일한 부분은 동일 부호에 의해 나타내고, 그 설명은 생략한다. 또한, 이 상랜스(1A)를 이용한 용선의 예비 탈인 처리도, 상랜스(1)를 이용한 경우에 준하여 행하면 좋다.On the other hand, in the
또한, 취련의 상황에 따라서는, 제2 공급 경로를 통하여 2차 연소용 노즐(13)로부터 산소 가스를 분출할 필요가 없는 경우가 있다. 이 경우에는, 도 3에 나타내는 상랜스(1A)에 있어서는, 2차 연소 노즐(13)의 폐색을 방지하기 위해 제2 공급 경로로부터 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희가스 중 어느 1종 또는 2종 이상의 가스를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.In addition, depending on the situation of blowing, it may not be necessary to blow out oxygen gas from the
이와 같이, 본 발명에 의하면, 상랜스(1, 1A)는, 그 내부에, 석회계 탈인용 정련제 등의, 고체 산소원과는 상이한 분체를 취련용의 산소 함유 가스와 함께 주공 노즐(11)을 통하여 공급하거나, 또는, 취련용의 산소 함유 가스를 주공 노즐(11)을 통하여 공급하기 위한 제1 공급 경로와, 2차 연소용의 산소 함유 가스를 2차 연소용 노즐(13)을 통하여 공급하기 위한 제2 공급 경로와, 분체 형상의 고체 산소원을 반송용 가스와 함께 부공 노즐(12)을 통하여 공급하기 위한 제3 공급 경로를 갖기 때문에, 제1 공급 경로 및 제3 공급 경로로부터 분체를 공급해도, 2차 연소용 노즐(13)로부터는 산소 함유 가스만이 분사되고, 2차 연소용 노즐(13)은 폐색되는 일 없이, 장기간에 걸쳐 안정되게 2차 연소용 산소 함유 가스를 분사한다. 이에 따라, 전로형 정련 용기의 스컬 부착이 억제되어, 스컬 부착에 수반하는 폐해가 미연에 방지된다.As described above, according to the present invention, the
[실시예][Example]
[실시예 1]Example 1
고로로부터 출선된 용선을, 필요에 따라서 고로 주상(casthouse)으로 탈규 처리(desiliconization)한 후, 300톤 용량의 전로로 반송하여, 이 전로에서 도 1에 나타내는 상랜스를 이용하여 합계 4회의 예비 탈인 처리를 실시(본 발명예 1∼4)했다. 또한, 주공 노즐은 동심원 상에 균등 배열로 4개로 했다. 또한, 2차 연소용 노즐은 원주 상에 균등 배열로 상하 각 8개 설치하고, 2차 연소용 노즐과 상랜스가 이루는 각도(θ(°))는, 2차 연소용 노즐로부터의 산소 분류의 유속이 30m/초가 되는, 2차 연소용 노즐(13)의 노즐 출구로부터의 거리(X(m))가 하기의 (2)식을 충족시키도록 했다.The molten iron from the blast furnace is desiliconized into a blast furnace casthouse, if necessary, and then returned to a 300-ton converter, which is then preliminarily removed four times using the phase lance shown in FIG. The process was performed (Invention Examples 1-4). In addition, four hole nozzles were made into the uniform arrangement on concentric circles. In addition, the secondary combustion nozzles are arranged on the circumference in eight equally up and down directions, and the angle (θ (°)) between the secondary combustion nozzle and the upper lance is determined by the oxygen fractionation from the secondary combustion nozzle. The distance (X (m)) from the nozzle outlet of the
여기에서, X는 (1)식으로부터 정해지는, 2차 연소용 노즐의 노즐 출구로부터의 거리(m), H는 상랜스 중심으로부터 전로 로벽까지의 수평 방향의 거리(m)이다. 또한, 각도(θ)는 2차 연소용 노즐의 중심선과 상랜스의 중심선이 이루는 각도이며, 연직 방향을 기준(=0°)으로 하고 있다(0°<θ≤90°). 따라서, Xsinθ는 2차 연소용 노즐로부터의 수평 방향의 분류 도달 거리(m)를 나타내고 있다.Here, X is the distance m from the nozzle outlet of the secondary combustion nozzle determined from the formula (1), and H is the distance m in the horizontal direction from the center of the phase lance to the converter wall. Incidentally, the angle θ is an angle formed by the center line of the secondary combustion nozzle and the center line of the phase lance, and the vertical direction is set as a reference (= 0 °) (0 ° <θ ≦ 90 °). Therefore, Xsin (theta) has shown the fractionation reach | attainment distance m of the horizontal direction from the nozzle for secondary combustion.
탈인 처리 전의 용선의 인 농도는 0.12질량%로 통일하고, 탈인 처리 후의 용선의 인 농도는 0.020질량% 이상을 목표로 했다. 철 수율(η)은, 전로 내에 장입한 용선의 질량(W0)과 철 스크랩의 질량(WS)과의 총 질량(WO+WS)에 대하여 탈인 처리 후에 출탕(出湯)한 용선의 질량(W)을 백분율로 표시(η=100W/(WO+WS))한 값이다.The phosphorus concentration of the molten iron before the dephosphorization was unified to 0.12 mass%, and the phosphorus concentration of the molten iron after the dephosphorization was aimed at 0.020 mass% or more. The iron yield (η) is the mass of the molten iron that has been removed after dephosphorization treatment with respect to the total mass (W 0 + W S ) between the mass (W 0 ) of the molten iron charged into the converter and the mass (W S ) of the iron scrap. (W) shown by the percentage (η = 100W / (W O + W S)) is a value.
탈인 처리는, 산소 함유 가스 공급관(14)으로부터 산소 가스를 공급하고, 분체 공급관(15)으로부터 산소 가스를 반송용 가스로서 생석회 가루(평균 입경 1mm 이하)를 공급하고, 최내관의 내부인 제3 공급 경로로부터는 질소 가스를 반송용 가스로서 분체의 고체 산소원을 공급했다. 이 경우에는, 제1 공급 경로는 산소 가스와 생석회 가루와의 공급 경로가 되고, 제2 공급 경로는 산소 가스의 공급 경로가 된다.In the dephosphorization treatment, oxygen gas is supplied from the oxygen-containing
상랜스와는 별도로, 전로의 로 상에 설치된 호퍼로부터도 덩어리 형상의 생석회를 로 내로 투입했다(상랜스로부터의 생석회 투입량: 로 상 호퍼로부터의 생석회 투입량=8:2). 단, 탈인용 정련제로서, CaF2 등의 불소 화합물은 사용하지 않고 탈인 처리했다. 또한, 전로의 로 바닥의 송풍구로부터는, 교반용 가스로서 질소 가스를 용선 1톤당 0.03∼0.30N㎥/분의 유량으로 취입했다.Apart from the phase lance, the lump shaped quicklime was also introduced into the furnace from the hopper installed on the furnace (the amount of quicklime from the top lance: the amount of quicklime from the furnace phase hopper = 8: 2). However, a de-cited refiner, fluorine compounds such as CaF 2 was treated without the use of dephosphorization. In addition, nitrogen gas was blown from the tuyeres at the bottom of the furnace as a stirring gas at a flow rate of 0.03 to 0.30
주공 노즐 및 2차 연소용 노즐로부터 공급하는 산소 가스 유량은 용선 1톤당 0.6∼2.5N㎥/분으로 했다. 산소 가스의 원단위(unit consumption)는, 탈규에 필요한 산소 가스를 제외하고 12N㎥/t로 했다. 주공 노즐로부터의 산소 가스 유량(QO)에 대한 2차 연소용 노즐로부터의 산소 가스 유량(Q)은, 즉 100Q/QO은 6%였다. 고체 산소원으로서는, 가루 형상의 철광석(평균 입도 50㎛), 사철(iron sand)(평균 입도 100㎛), 밀 스케일(평균 입도 500㎛), 철광석의 소결광(평균 입도 100㎛) 중 어느 1종을 이용하여, 부공 노즐로부터 취부했다.The oxygen gas flow rate supplied from the main hole nozzle and the secondary combustion nozzle was 0.6 to 2.5
최내관 및 내관에 있어서의 파공의 유무는, 완충용 가스 유량 변화로부터 검지하는 방식으로 감시했지만, 특별히 파공은 발생하지 않았다.The presence or absence of the pore in the innermost tube and the inner tube was monitored by a method of detecting the change in the gas flow rate for buffering, but no special pore occurred.
또한, 비교예로서, 도 1에 나타내는 상랜스의 2차 연소용 노즐을 기계적으로 폐색하고, 2차 연소용의 산소 가스를 로 내 공간에 공급하지 않는 탈인 처리도 실시(비교예 1)했다. 비교예의 그 외의 탈인 처리 조건은 본 발명예에 준하여 행했다. 표 1에, 본 발명예 및 비교예에 있어서의 탈인 처리 전후의 용선 성분 및 조업 조건을 나타낸다. 표 1에 있어서의 CaO 원단위 및 고체 산소원 사용량은, 용선 1톤당의 양이다.Moreover, as a comparative example, the dephosphorization process which did not supply the oxygen combustion gas of secondary combustion to the inside space of the furnace and mechanically closed the nozzle of the phase lance shown in FIG. 1 was also performed (comparative example 1). Other dephosphorization treatment conditions of a comparative example were performed according to the example of this invention. In Table 1, the molten iron component and operating conditions before and after the dephosphorization treatment in this invention example and a comparative example are shown. CaO raw unit and solid oxygen source usage-amount in Table 1 are quantity per ton of molten iron | metal.
표 1에 나타낸 바와 같이, 상랜스로부터의 산소 가스의 취부면의 근방에 고체 산소원을 공급한 모든 본 발명예에 있어서, 탈인 처리 후의 용선 중 인 농도는 0.020질량% 이하가 되고, 그리고, 철 수율은 98% 이상이었다. 이에 대하여 비교예 1에서는, 탈인 처리 후의 용선 중 인 농도는 0.020질량% 이하가 되었지만, 철 수율은 98% 미만이었다. 즉 탈인 처리에 있어서의 용선의 로스는, 비교예의 2.1%에 대하여 본 발명예에서는 1.2∼1.7%이며, 현저하게 개선되었다.As shown in Table 1, in all the examples of the invention in which a solid oxygen source was supplied near the mounting surface of the oxygen gas from the phase lance, the phosphorus concentration in the molten iron after the dephosphorization treatment was 0.020% by mass or less, and iron The yield was 98% or more. In contrast, in Comparative Example 1, the phosphorus concentration in the molten iron after the dephosphorization was 0.020% by mass or less, but the iron yield was less than 98%. That is, the loss of the molten iron in the dephosphorization treatment was 1.2 to 1.7% in the example of the present invention relative to 2.1% of the comparative example, and was remarkably improved.
[실시예 2][Example 2]
고로로부터 출선된 용선을, 필요에 따라서 고로 주상으로 탈규 처리한 후, 300톤 용량의 전로로 반송하여, 이 전로에서 도 3에 나타내는 상랜스를 이용하여 합계 2회의 예비 탈인 처리를 실시(본 발명예 5∼6)했다.After degreasing the molten iron out of the blast furnace into the blast furnace column, if necessary, it is returned to the converter having a capacity of 300 tons, and the preliminary dephosphorization treatment is performed twice in total using the phase lance shown in FIG. Honor 5-6).
탈인 처리 중, 2차 연소용 노즐로부터의 산소 가스 유량을 일정하게 제어한 결과, 주공 노즐로부터의 산소 가스 유량(QO)에 대한 2차 연소용 노즐로부터의 산소 가스 유량(Q)은, 즉 100Q/QO은 12%였다. 이 경우도 Xsinθ가 상기식 (2)를 충족시키는 범위인 것을 확인했다. 그 외의 탈인 처리 조건은, 실시예 1과 동일 조건으로 했다. 표 2에, 탈인 처리 전후의 용선 성분 및 조업 조건을 나타낸다. 표 2에 있어서의 CaO 원단위 및 고체 산소원 사용량은, 용선 1톤당의 양이며, 또한, 철 수율의 정의는 실시예 1과 동일하다.As a result of constant control of the oxygen gas flow rate from the secondary combustion nozzle during the dephosphorization treatment, the oxygen gas flow rate Q from the secondary combustion nozzle to the oxygen gas flow rate Q O from the main hole nozzle, 100Q / Q O was 12%. Also in this case, it was confirmed that Xsinθ was in a range satisfying the formula (2). Other dephosphorization treatment conditions were made into the same conditions as Example 1. Table 2 shows molten iron components and operating conditions before and after the dephosphorization treatment. The CaO raw unit and solid oxygen source used in Table 2 are the quantity per ton of molten iron | metal, and the definition of iron yield is the same as that of Example 1.
표 2에 나타내는 바와 같이, 2차 연소용 노즐로부터의 산소 가스 유량이 실시예 1과 비교하여 증가한 점에서, 2차 연소 발열량이 증가하여, 스컬 부착이 더욱 억제되고, 탈인 처리에 있어서의 철 수율은, 거의 99%(즉 용선 로스가 거의 1%)가 되어, 더욱 고위가 되는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2, since the oxygen gas flow rate from the secondary combustion nozzle increased in comparison with Example 1, the secondary combustion calorific value increased, skull adhesion was further suppressed, and the iron yield in the dephosphorization treatment. Silver was almost 99% (that is, molten iron loss was almost 1%), and it was confirmed that the higher was obtained.
[실시예 3][Example 3]
고로로부터 출선된 용선을, 필요에 따라서 고로 주상으로 탈규 처리한 후, 350톤 용량의 전로로 반송하여, 이 전로에서 도 1 및 도 3에 나타내는 상랜스를 이용하여 예비 탈인 처리를 실시(본 발명예 7∼8)했다.After degreasing the molten iron from the blast furnace to the blast furnace column, if necessary, it is returned to the 350-ton capacity converter and preliminary dephosphorization treatment is performed using the phase lances shown in Figs. Honor 7-8).
전로의 로 바닥의 송풍구로부터 교반용 가스로서 산소 가스를 용선 1톤당 0.3N㎥/분의 유량으로 취입했다. 로 바닥의 송풍구는 이중관 구조로 하여, 내관으로부터 산소 가스를, 외관으로부터는 산소 가스의 유량에 따라서 냉각 가스로서 프로판 가스를, 각각 취입했다. 고체 산소원으로서는, 철광석의 소결광(평균 입도 100㎛)을 용선 1톤당 6kg 이용하여, 상랜스의 부공 노즐로부터 취부했다. 2차 연소 노즐로부터의 산소 분류의 조건은 상기식 (2)를 충족시키는 범위로 했다. 그 외의 탈인 처리 조건은, 실시예 1과 동일 조건으로 했다.Oxygen gas was blown from the tuyeres at the bottom of the furnace as a gas for stirring at a flow rate of 0.3
또한, 비교예로서, 도 1에 나타내는 상랜스의 2차 연소용 노즐을 기계적으로 폐색하고, 2차 연소용의 산소 가스를 로 내 공간에 공급하지 않는 탈인 처리도 실시(비교예 2)했다. 비교예의 그 외의 탈인 처리 조건은 본 발명예에 준하여 행했다.In addition, as a comparative example, the secondary combustion nozzle of the phase lance shown in FIG. 1 was mechanically blocked, and the dephosphorization process which does not supply the oxygen gas for secondary combustion to the furnace space was also performed (comparative example 2). Other dephosphorization treatment conditions of a comparative example were performed according to the example of this invention.
표 3에, 탈인 처리 전후의 용선 성분 및 조업 조건을 나타낸다. 탈인 처리 중의 주공 노즐로부터의 산소 가스 유량(QO)에 대한 2차 연소용 노즐로부터의 산소 가스 유량(Q), 즉 100Q/QO도 아울러 나타냈다. 표 3에 있어서의 CaO 원단위는, 용선 1톤당의 양이며, 또한, 철 수율의 정의는 실시예 1과 동일하다.Table 3 shows molten iron components and operating conditions before and after the dephosphorization treatment. The oxygen gas flow rate Q from the secondary combustion nozzle to the oxygen gas flow rate Q O from the main hole nozzle during the dephosphorization treatment, that is, 100 Q / Q O, was also shown. CaO raw unit in Table 3 is the quantity per ton of molten iron | metal, and definition of iron yield is the same as that of Example 1.
표 3에 나타내는 바와 같이, 바닥 취입(bottom blow) 송풍구로부터 산소 가스를 취입하는 강교반 조건에 있어서도, 2차 연소 발열량의 증가에 의해, 스컬 부착이 더욱 억제되고, 탈인 처리에 있어서의 철 수율이 더욱 고위가 되는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 3, even in the steel stirring condition in which oxygen gas is blown from the bottom blow tuyeres, sclerosis is further suppressed by the increase in the secondary combustion calorific value, and the iron yield in the dephosphorization treatment is increased. I could confirm that I became more senior.
[실시예 4]Example 4
고로로부터 출선된 용선을 300톤 용량의 전로로 반송하여, 이 전로로 도 3에 나타내는 상랜스를 이용하고, 탈탄 탈인 처리를 실시하여 용강을 용제(본 발명예 9)했다. 용선의 탈탄 정련에서는, 생성하는 로 내의 슬래그의 염기도를 높임으로써 탈인 반응도 병행하여 일어난다.The molten iron drawn out from the blast furnace was conveyed to a converter having a capacity of 300 tons, and decarburization dephosphorization treatment was performed using the phase lance shown in FIG. In decarburization and refining of molten iron | metal, a dephosphorization reaction also arises in parallel by raising the basicity of the slag in the furnace to produce | generate.
탈탄 탈인 처리는, 산소 함유 가스 공급관(18)으로부터 산소 가스를 공급하고, 산소 함유 가스·분체 공급관(17)으로부터 산소 가스를 반송용 가스로서 생석회 가루(평균 입경 1mm 이하)를 공급하고, 최내관의 내부인 제3 공급 경로로부터는 아르곤 가스를 반송용 가스로서 분체의 고체 산소원을 공급했다.In the decarburization dephosphorization treatment, oxygen gas is supplied from the oxygen-containing
상랜스와는 별도로, 전로 로 상에 설치된 호퍼로부터도 덩어리 형상의 생석회를 로 내로 투입했다. 단, 정련제로서, CaF2 등의 불소 화합물은 사용하지 않고 탈탄 탈인 처리했다. 또한, 전로의 로 바닥의 송풍구로부터는, 교반용 가스로서 아르곤 가스를 용선 1톤당 0.15N㎥/분의 유량으로 취입했다.Apart from the phase lance, lump shaped quicklime was also introduced into the furnace from the hopper installed on the converter furnace. However, decarbonation dephosphorization treatment was carried out without using a fluorine compound such as CaF 2 as a refining agent. In addition, argon gas was blown in from the tuyeres at the bottom of the converter as a gas for stirring at a flow rate of 0.15
주공 노즐로부터 공급하는 산소 가스 유량은 용선 1톤당 3.2N㎥/분으로 했다. 2차 연소용 노즐로부터는, 취련 개시에서 종료까지의 시간 중 전반에 산소 가스를 공급하고, 후반에 Ar 가스를 공급했다. 주공 노즐로부터의 산소 가스 유량(QO)에 대한 2차 연소용 노즐로부터의 산소 가스 유량(Q)은 5%였다. 2차 연소 노즐로부터의 산소 분류의 조건은 상기식 (2)를 충족시키는 범위인 것을 확인했다. 고체 산소원으로서는, 철광석의 소결광(평균 입도 100㎛)을 용선 1톤당 6kg 이용하여, 부공 노즐로부터 취부(blowing off)했다.The oxygen gas flow rate supplied from the main hole nozzle was 3.2 Nm3 / min per ton of molten iron. From the nozzle for secondary combustion, oxygen gas was supplied in the first half of the time from the start of blowing to completion, and Ar gas was supplied in the second half. The oxygen gas flow rate Q from the secondary combustion nozzle with respect to the oxygen gas flow rate Q O from the main hole nozzle was 5%. It was confirmed that the condition of oxygen fractionation from the secondary combustion nozzle was in a range satisfying the above formula (2). As a solid oxygen source, 6 kg per ton of molten iron was used for sintered ore (average particle size of 100 micrometers) of iron ore, and it was blow-off from the hole nozzle.
또한, 비교예로서, 도 3에 나타내는 상랜스의 2차 연소용 노즐을 기계적으로 폐색하고, 2차 연소용의 산소 가스를 로 내 공간으로 공급하지 않는 탈인 처리도 실시(비교예 3)했다. 비교예의 그 외의 탈탄 탈인 처리 조건은 본 발명예에 준하여 행했다.Moreover, as a comparative example, the dephosphorization process which does not supply the oxygen gas for secondary combustion to the in-furnace space by mechanically blocking the nozzle for secondary combustion of the phase lance shown in FIG. 3 was also performed (comparative example 3). Other decarburization dephosphorization treatment conditions of a comparative example were performed according to the example of this invention.
표 4에, 본 발명예 및 비교예에 있어서의 탈인 처리 전후의 용선 성분 및 조업 조건을 나타낸다. 표 4에 있어서의 CaO 원단위 및 고체 산소원 사용량은, 용선 1톤당의 양이다. 철 수율(η)은, 전로 내로 장입한 용선의 질량(W0)과 철 스크랩의 질량(WS)과의 총질량(W0+WS)에 대하여 탈탄 탈인 처리 후에 출탕한 용강의 질량(WI)을 백분율로 표시(η=100WI/(W0+WS))한 값이다.In Table 4, the molten iron component and operating conditions before and after the dephosphorization treatment in an example of this invention and a comparative example are shown. CaO raw unit and solid oxygen source usage-amount in Table 4 are the quantity per 1 ton of molten iron | metal. Iron yield (η) is the mass (W 0 ) of the molten steel that was tapped after the decarburization dephosphorization treatment with respect to the total mass (W 0 + W S ) between the mass (W 0 ) of the molten iron charged into the converter and the mass (W S ) of the iron scrap. I ) is expressed as a percentage (η = 100W I / (W 0 + W S )).
표 4에 나타내는 바와 같이, 본 발명예 9의 철 수율은 비교예 3에 대하여 근소하게 우위였다. 즉 고온 처리로서 스컬 부착의 적은 조건 하라도, 부분적으로 2차 연소를 원용함으로써, 수율을 개선할 수 있다.As shown in Table 4, the iron yield of Inventive Example 9 was slightly superior to Comparative Example 3. That is, even if there are few conditions of a scull adhesion as a high temperature process, a yield can be improved by using secondary combustion partially.
본 발명에 의하면, 상랜스는, 제1 공급 경로 및 제3 공급 경로로부터 분체를 공급해도, 2차 연소용 노즐로부터는 산소 함유 가스만이 분사되고, 2차 연소용 노즐은, 폐색하는 일 없이 장기간에 걸쳐 안정되게 2차 연소용 산소 함유 가스를 분사한다. 이에 따라, 전로형 정련 용기의 스컬 부착이 억제되어, 스컬 부착에 수반하는 폐해가 미연에 방지되고, 철 수율의 향상이나 생산성의 향상이 달성된다. 또한, 산소 함유 가스, 고체 산소원 및, 석회계 탈인용 정련제 등의 플럭스를 동일 개소 또는 각각의 근방으로 공급할 수 있기 때문에, 용선 및 용강의 산화 정련을 효율적으로 행하는 것이 실현된다.According to the present invention, even when the powder is supplied from the first supply path and the third supply path, only the oxygen-containing gas is injected from the secondary combustion nozzle, and the secondary combustion nozzle is not blocked. The oxygen-containing gas for secondary combustion is injected stably over a long period of time. As a result, scull adhesion of the converter type refining vessel is suppressed, and the detriment associated with scull adhesion is prevented in advance, thereby improving the iron yield and improving the productivity. In addition, since fluxes such as an oxygen-containing gas, a solid oxygen source, and a lime-based dephosphorization refining agent can be supplied to the same location or in the vicinity thereof, it is possible to efficiently carry out oxidation refining of molten iron and molten steel.
1 : 상랜스
1A : 상랜스
2 : 랜스 본체
3 : 랜스 노즐
4 : 랜스 정부
5 : 최외관
6 : 외관
7 : 중관
8 : 칸막이관
9 : 내관
10 : 최내관
11 : 주공 노즐
12 : 부공 노즐
13 : 2차 연소용 노즐
14 : 산소 함유 가스 공급관
15 : 분체 공급관
16 : 완충용 가스 공급관
17 : 산소 함유 가스·분체 공급관
18 : 산소 함유 가스 공급관
19 : 완충용 가스 도입 장치
20 : 검출기
21 : 원격 조작 밸브
22 : 플렉시블 호스
23 : 수동 차단 밸브1: phase lance
1A: Sang Lance
2: lance body
3: lance nozzle
4: lance government
5: outermost view
6: appearance
7: Zhongguan
8: partition tube
9: inner tube
10: Choi Ingwan
11: hole nozzle
12: hole hole nozzle
13: nozzle for secondary combustion
14: oxygen-containing gas supply pipe
15: powder supply pipe
16: buffer gas supply pipe
17: oxygen-containing gas and powder supply pipe
18: oxygen-containing gas supply pipe
19: gas introduction device for the buffer
20: detector
21: remote control valve
22: flexible hose
23: manual shut off valve
Claims (10)
전로(converter)형 정련 용기에 수용된 용선 또는 용강의 산화 정련에 사용하는 정련용 상랜스(top lance)로서,
상랜스의 선단부에, 연직 하향 또는 비스듬히 하향 방향의 취련용 주공(main hole) 노즐 및 고체 산소원 취입용 부공(sub hole) 노즐을 갖고,
상기 선단부로부터 상방으로 격리된 위치의 상랜스의 측면부에, 수평 또는 비스듬히 하향 방향의 2차 연소용 노즐을 갖고,
그리고, 상랜스의 내부에는,
고체 산소원과는 상이한 분체를 취련용의 산소 함유 가스와 함께 상기 주공 노즐을 통하여 공급하거나, 또는, 취련용의 산소 함유 가스를 상기 주공 노즐을 통하여 공급하기 위한 제1 공급 경로와,
2차 연소용의 산소 함유 가스를 상기 2차 연소용 노즐을 통하여 공급하기 위한 제2 공급 경로와,
분체 형상의 고체 산소원을 반송용 가스와 함께 상기 부공 노즐을 통하여 공급하기 위한 제3 공급 경로를 갖는 정련용 상랜스를 이용하여, 상기 제1 공급 경로로부터 취련용의 산소 가스를 용선 욕면으로 공급함과 동시에, 상기 제3 공급 경로로부터 고체 산소원을 취련용의 산소 가스가 공급되어 있는 장소의 근방의 용선 욕면에 반송용 가스와 함께 공급하고, 또한, 상기 제2 공급 경로로부터 2차 연소용 산소 가스를 전로형 정련 용기의 로 내 공간으로 공급해 산화 정련을 행하여, 상기 전로형 정련 용기로의 스컬 부착을 억제하고, 스컬 부착에 수반하는 폐해를 미연에 방지하는 용선의 정련 방법.In the lime-based dephosphorizing refiner is added to the molten iron contained in the converter type refining vessel, the added dephosphorizing refiner is made into slag by oxidizing the added dephosphorizing refiner, and the oxidation refining of the molten iron is carried out.
A top lance for refining used for oxidation refining of molten iron or molten steel contained in a converter type refining vessel,
At the tip of the upper lance, there is a main hole nozzle for blowing in a vertical downward or oblique downward direction and a sub hole nozzle for blowing solid oxygen source,
Has a secondary combustion nozzle in a horizontal or obliquely downward direction at a side portion of the upper lance at a position isolated upward from the tip portion,
And inside the phase lance,
A first supply path for supplying a powder different from a solid oxygen source together with the oxygen-containing gas for blowing through the main hole nozzle, or for supplying the oxygen-containing gas for blowing through the main hole nozzle;
A second supply path for supplying an oxygen-containing gas for secondary combustion through the secondary combustion nozzle;
Supplying the oxygen gas for blowing to the molten iron bath surface from the said 1st supply path using the refinery phase lance which has a 3rd supply path for supplying a powder-shaped solid oxygen source with a conveying gas through the said hole hole nozzle. At the same time, the solid oxygen source is supplied from the third supply path together with the carrier gas to the molten iron bath near the place where the oxygen gas for blowing is supplied, and further, the secondary combustion oxygen is supplied from the second supply path. A method of refining molten iron for supplying gas into the furnace space of a converter type refining vessel to perform oxidative refining to suppress the adherence of the skull to the converter type refining vessel and to prevent the detriment associated with the skull attachment.
상기 제2 공급 경로의 말단은 막혀 있어, 제2 공급 경로에서 공급되는 산소 함유 가스가 제1 공급 경로 및 제3 공급 경로에 합류하지 않도록 구성되어 있는 용선의 정련 방법.The method of claim 1,
The distal end of the second supply path is blocked, so that the oxygen-containing gas supplied from the second supply path is configured not to join the first supply path and the third supply path.
상기 제2 공급 경로에 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희(希)가스 중 어느 1종 또는 2종 이상의 가스를 공급하도록 구성되어 있는 용선의 정련 방법.3. The method of claim 2,
The refinery | melting method of the molten iron | metal which is comprised so that any 1 type, or 2 or more types of gas of a reducing gas, a carbon dioxide gas, a non-oxidizing gas, a noble gas may be supplied to the said 2nd supply path.
상기 제3 공급 경로의 주위에, 공기, 환원성 가스, 탄산 가스, 비산화성 가스, 희가스 중 어느 1종 또는 2종 이상의 가스가 존재하는 완충 공간이 구비되고, 당해 완충 공간에 존재하는 가스의 압력 또는 유량의 변화에 기초하여 제3 공급 경로에서의 파공(broken hole)이 검지되도록 구성되어 있는 용선의 정련 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
A buffer space in which any one or two or more of air, reducing gas, carbon dioxide gas, non-oxidizing gas, and rare gas is present is provided around the third supply path, and the pressure of the gas present in the buffer space or A method of refining molten iron, wherein broken holes are detected in a third supply path based on a change in flow rate.
상기 제1 공급 경로, 상기 제2 공급 경로 및 상기 제3 공급 경로가 동심원 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 용선의 정련 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The first supply path, the second supply path, and the third supply path are arranged on concentric circles.
상기 제1 공급 경로, 상기 제2 공급 경로 및 상기 제3 공급 경로가 동심원 상에 배치되어 있는 용선의 정련 방법.5. The method of claim 4,
And the first supply path, the second supply path, and the third supply path are disposed on concentric circles.
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