TWI652350B - Melting iron desulfurization method and desulfurization device - Google Patents

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Abstract

為了提供在轉爐出鋼時以高脫硫率進行脫硫的技術。
由設置於投入滑槽(8)之噴嘴(3)、用於貯藏脫硫劑之容器(料斗)(4)以及用於將其等連接之配管(5)構成噴射設備(6)，使用噴射設備(6)，在從精煉容器(1)往盛桶(2)進行出鋼時從噴嘴(3)朝向出鋼流(11)噴射脫硫劑(7)。

Description

熔鐵之脫硫方法及脫硫裝置
本發明是關於熔鐵之脫硫方法以及脫硫裝置。
以往，當例如熔煉[S]≦24ppm的低硫鋼時，為了將在二次精煉之脫硫負荷減輕，在從轉爐往盛桶進行出鋼時，是將脫硫劑及脫氧劑同時從投入滑槽(chute)投入盛桶，藉此進行脫硫。然而，因為脫硫劑不容易被捲入熔鋼中，脫硫率較低。
在專利文獻1揭示出，藉由將脫氧劑、脫硫劑以及爐渣改質劑添加於出鋼中的熔鋼來進行脫硫的方法。該方法，是利用轉爐出鋼時之出鋼流所具有的攪拌能量將脫硫劑和熔鋼攪拌而讓其等進行反應。
在專利文獻2揭示一種方法，是朝向從轉爐往盛桶進行出鋼的熔鋼，將加熱後之粉狀的助熔劑(flux)透過吹管(lance)進行噴射，藉此將熔鋼精煉。
[專利文獻1]日本特開平8-225824號公報
[專利文獻2]日本特開2005-187901號公報
專利文獻1所揭示的發明，僅利用出鋼流所具有的攪拌能量來讓脫硫劑和熔鋼反應。因此，攪拌力不足而無法將脫硫劑予以有效利用，脫硫率較低。
此外，為了將脫硫率提高，將脫硫劑的粒徑縮小是有效的。然而，若在專利文獻1所揭示的發明中採用細粒的脫硫劑(~1mm程度)，脫硫劑的一部分不可避免地會飛散而散失。如此，造成脫硫劑的良率降低或發生脫硫不良。
為了實施專利文獻2所揭示的發明，如專利文獻2之段落0033以及圖1所記載般，為了使吹管2靠近注入流18、改變吹管2的傾斜角度、且讓吹管2朝上下方向移動以及傾斜，有別於原料投入裝置16而必須另行設置吹管移動裝置(未圖示)。因此造成設備成本上昇。此外，還必須將吹管2有別於原料投入裝置16配置在轉爐12附近，造成設備大型化。
本發明的目的是為了提供一種技術，在從精煉爐(例如轉爐)往精煉容器(例如盛桶)進行出爐時能夠以高脫硫率進行熔鐵的脫硫。
本發明是關於一種熔鐵之脫硫方法，是在從精煉爐往精煉容器將熔鐵出爐時，將脫硫劑添加於一邊改變流下位置一邊流下的出爐流中，係使用具有噴嘴、貯藏容器及脫硫劑供給路徑之噴射設備；該噴嘴，是安裝在用於將原料投入精煉容器的內部之投入方向可變的投入滑槽，且是用於放出脫硫劑；該貯藏容器，是用於貯藏脫硫劑；該脫硫劑供給路徑，是用於將貯藏容器所貯藏的脫硫劑往噴嘴供給；一邊讓噴嘴所致之脫硫劑的噴射方向和投入滑槽一起追隨出爐流之流下位置的變動，一邊從噴嘴往出爐流噴射脫硫劑。
從另外的觀點看來，本發明是關於一種熔鐵之脫硫裝置，是在從精煉爐往精煉容器將熔鐵出爐時，將脫硫劑添加於一邊改變流下位置一邊流下的出爐流中，係具備設有噴嘴、貯藏容器及脫硫劑供給路徑之噴射設備；該噴嘴，是安裝在用於將原料投入精煉容器的內部之投入方向可變的投入滑槽，且是用於放出脫硫劑；該貯藏容器，是用於貯藏脫硫劑；該脫硫劑供給路徑，是用於將貯藏容器所貯藏的脫硫劑往噴嘴供給；噴嘴所致之脫硫劑的噴射方向可和投入滑槽一起改變，噴嘴可讓脫硫劑追隨出爐流之流下位置的變動而進行噴射。
在本發明較佳為，對於出爐流噴射脫硫劑的位置，是比從精煉爐的出爐口到精煉容器內的熔鐵之熔液表面間之1/2高度位置更上側。
在本發明較佳為，脫硫劑的粒徑為 0.5~1.0mm。
在本發明較佳為，在從精煉爐往精煉容器之熔鐵出爐開始時到出爐結束時的期間之3/4以上的期間，從噴嘴朝向出爐流噴射脫硫劑。
在本發明較佳為，在開始從噴嘴噴射脫硫劑時的同時、或在該開始時之前，開始進行從投入滑槽往精煉容器的內部之脫氧劑的投入。
在本發明，前述熔鐵可例示為熔鋼。在此情況，前述精煉爐是在進行二次精煉的製鋼中進行一次精煉的精煉爐，具體而言可例示為轉爐，前述精煉容器可例示為盛桶。
依據本發明，因為將脫硫劑噴射於正在流下的出爐流，利用脫硫劑對於出爐流之噴射及出爐流的攪拌力可增加熔鐵內之脫硫劑的捲入。因此能夠將脫硫率提高。
此外，像以往那樣，當從投入滑槽等往精煉容器內之熔液的熔液表面添加脫硫劑時，未完全渣化的脫硫劑會粉塵化，而發生脫硫劑的損失、作業環境上的問題等。因此並無法使用細粒的脫硫劑。然而，依據本發明，脫硫劑的渣化速度快，縱使是細粒的脫硫劑仍可毫無損失地噴射，因此可將脫硫率更加提高。
再者，本發明僅將用於放出脫硫劑之噴嘴裝 設於既有的投入滑槽就能實施。因此，依據本發明，沒有必要設置專利文獻2所揭示之吹管移動裝置，因此可防止設備成本上昇及設備的大型化。
0‧‧‧本發明的脫硫裝置
1‧‧‧精煉爐(轉爐等)
2‧‧‧精煉容器(盛桶)
3‧‧‧噴嘴
4‧‧‧容器(料斗)
5‧‧‧配管
6‧‧‧噴射設備
7‧‧‧脫硫劑
8‧‧‧投入滑槽
11‧‧‧出鋼流
12‧‧‧熔液表面
13‧‧‧出鋼口
圖1係顯示本發明的熔鋼之脫硫裝置的構造之說明圖。
圖2係顯示本發明例以及習知例之使用脫硫劑CaO-CaF2,CaO-Al2O3的情況之脫硫率的圖。
在以下的說明所舉的例子，熔鐵為熔鋼，精煉爐是在進行二次精煉的製鋼中之進行一次精煉的精煉爐、即轉爐，且精煉容器為盛桶。此外，在以下的說明中，在沒有特別說明的情況，關於化學組成或濃度之「%」是指「質量%」。
1.本發明的脫硫裝置0
圖1係顯示本發明的熔鋼之脫硫裝置0的構造之說明圖。
如圖1所示般，脫硫裝置0，是在進行二次精煉的製鋼中，在一次精煉後的出鋼時用於將脫硫劑7添加於熔鋼11。脫硫裝置0係具備噴射設備6。噴射設備6， 是對從進行了一次精煉之轉爐1往要進行二次精煉的盛桶2出鋼而流下之出鋼流11噴射脫硫劑7。又一次精煉所使用的轉爐1的型式、種類沒有特別的限制。
噴射設備6係具有噴嘴3、貯藏容器4及脫硫劑供給路徑5。噴嘴3是安裝於投入滑槽8。投入滑槽8，為了對盛桶2的內部投入合金(例如脫氧劑)，是設置成使投入方向成為三維可變。投入滑槽8只要使用既有物即可。
噴嘴3，是用於將脫硫劑11放出，是對一邊改變流下位置一邊流下的出鋼流11噴射脫硫劑7。貯藏容器4是用於貯藏脫硫劑7。脫硫劑供給路徑7係例如配管，用於將在貯藏容器4所貯藏的脫硫劑11往噴嘴3供給。
噴嘴3，藉由安裝於投入滑槽8而使脫硫劑7之噴射口的方向成為可變。藉此，噴嘴3可追隨出鋼流11之流下位置的變動而噴射脫硫劑7。亦即，噴嘴3配置成，使脫硫劑7的噴射方向(噴射方向)在涵蓋出鋼流11的流下位置之變動範圍的範圍內成為可變。
噴嘴的型式、種類沒有特別的限制。噴嘴直徑，為了防止脫硫劑的飛散較佳為200~300mm。
2.本發明的脫硫方法
本發明的對象為[S]≦24ppm程度的低硫鋼。本發明，是如圖1所示般，在從轉爐1往盛桶2出鋼時，使用 噴射設備6而從噴嘴3往出鋼流11噴射脫硫劑7。
藉由從噴嘴3往出鋼流11噴射脫硫劑7，可將噴射的能量以及出鋼流11的攪拌能量予以有效地活用。因此，可將出鋼流11內之脫硫劑7的捲入增加，而使脫硫率提高。
以往，關於從投入滑槽等往熔鋼的熔液表面之脫硫劑添加，如上述般並無法使用細粒的脫硫劑。相對於此，依據本發明，因為在出鋼流11內之脫硫劑7的捲入增加，可使用例如粒徑為0.5~1.0mm的細粒的脫硫劑7。脫硫劑7之粒度越細，有助於脫硫反應之表面積越增加，因此可將脫硫率更加提高。當脫硫劑7的粒徑比0.5mm小時，未完全渣化的脫硫劑會粉塵化，另一方面，當脫硫劑7的粒徑比1.0mm大時，脫硫率降低。如此般，依據本發明，噴射細粒的脫硫劑7變為可能，而使脫硫率提高。
脫硫劑7的組成，只要是一般作為脫硫劑所使用的組成即可，沒有特別的限制。較佳為CaO單體、或是在CaO添加一部分的CaF2、Al2O3而構成之組成CaO-CaF2,CaO-Al2O3。脫硫劑的添加量沒有限制。
這時較佳為，讓噴嘴3的噴射方向追隨一邊改變流下位置一邊流下的出鋼流11，而對出鋼流11持續噴射脫硫劑7。轉爐1之出鋼口13的直徑一般為150~250mm，出鐵口的直徑為1100~1300mm。因此，出鋼流11是比熔鐵流細。再者，起因於轉爐1之傾轉角度、 出鋼口13之部分堵塞等，出鋼流11會一邊改變在水平面內的流下位置一邊流下。因此，脫硫劑7的噴射方向容易從出鋼流11偏離，而容易造成脫硫率降低。在本發明，是讓噴嘴3的噴射方向追隨出鋼流11，因此可防止脫硫劑7的損失。
此外，對於出鋼流11噴射脫硫劑7的噴射位置較佳為，比從出鋼口13到盛桶2內的熔鋼之熔液表面12之距離間的1/2高度位置更上側。這是因為，可從更高的位置將脫硫劑7和出鋼流11一起投入熔液表面12，還能利用位能來提高攪拌力。
脫硫劑7的噴射可使用惰性氣體。作為惰性氣體，較佳為Ar氣體或N2氣體。脫硫劑7的噴射壓較佳為0.5~1.0MPa。
從噴嘴3往出鋼流11之脫硫劑7的噴射較佳為，在從轉爐1往盛桶2之熔鋼的出鋼開始時到出鋼結束時的期間之3/4以上的期間進行，最佳為在整個期間進行，如此可將脫硫率提高。
此外較佳為，在開始從噴嘴3進行脫硫劑的噴射時之同時，或在該開始時之前，開始進行從投入滑槽8往盛桶2內部之脫氧劑的投入。脫硫反應是下式(1)所示的還原反應。因此，當熔鋼中的氧濃度、爐渣中的FeO,MnO等的氧化物濃度較高時，經由逆反應進行回硫(Resulfurization)會使脫硫率降低。藉由還從投入滑槽8投入脫氧劑，將熔鋼中的氧濃度、爐渣中的氧化物濃度 降低，可將脫硫率進一步提高。
CaO+[S]=CaS+[O]．．．．．(1)
脫氧劑不須往出鋼流11噴射，可加入盛桶2內或添加於出鋼流11等而採用各種方法。此外，脫氧劑可使用一般所採用者，沒有特別的限制。例如較佳為含有Al的脫氧劑。脫氧劑的添加量可按照所必要之熔鋼中氧量來適宜地決定，並沒有限制。
再者，本發明，僅將用於放出脫硫劑7之噴嘴3裝設於既有的投入滑槽8即可實施。因此，依據本發明，沒有必要設置專利文獻2所揭示的吹管移動裝置，可防止設備成本的上昇、設備的大型化。
[實施例]
使用圖1所示之本發明的脫硫裝置0、從脫硫裝置0卸除噴射設備6之習知例的脫硫裝置，求出脫硫率。亦即，於藉由慣用手段在轉爐1進行吹煉(一次精煉)後的熔鋼7之出鋼時，添加脫硫劑，根據出鋼前後之[S]求出脫硫率。
轉爐1之出鋼口13的大小為250mm。使用噴射裝置0將脫硫劑7往出鋼流11噴射而進行添加。噴嘴3之噴嘴直徑為200mm。脫硫劑7的載體氣體是使用Ar氣體。
在脫硫裝置0，脫硫劑7的噴嘴3配置成，以使在水平面內之脫硫劑7的噴射方向與在水平面內之從投 入滑槽8的投入方向一致的方式，利用熔接、緊固等的適宜手段固定於投入滑槽8的上部中央。
因此，隨著投入滑槽8被操作而使投入方向改變成朝向盛桶2的方向，從噴嘴3之脫硫劑7的噴射方向改變成朝向出鋼流11的方向。如此，在從轉爐1往盛桶2之熔鋼11的出鋼開始時到出鋼結束時之整個期間，可一邊追隨出鋼流11之流下位置的變動一邊持續噴射脫硫劑7。
對於出鋼流11之脫硫劑7的噴射位置設定為，比從出鋼口13到熔液表面12間的1/2高度位置更上側。
另一方面，作為習知例，是從投入滑槽8往盛桶2的內部之熔鋼投入脫硫劑。
表1顯示本發明例以及習知例各自的條件。
作為合金成分是投入Mn,Si合金，作為脫氧劑是投入Al：3kg/t。表1顯示熔鋼(出鋼後)的化學組成和熔鋼溫度。
關於脫硫劑，本發明例以及習知例都是使用CaO-CaF2,CaO-Al2O3共二種。脫硫劑的粒徑，在習知例為5mm以下，在本發明例為0.5~1.0mm。脫硫劑的投入量都 是5kg/t。
了掌握脫硫前後的S濃度，在出鋼前後進行取樣，確認熔鋼中硫濃度[S]。之後，根據各硫濃度求出出鋼前後的脫硫率(%)。當將[S]0設為出鋼前硫濃度，將[S]1設為出鋼後硫濃度時，脫硫率是以[S]0-[S]1)/[S]0×100(%)的方式求出。
圖2顯示，關於本發明例以及習知例，使用脫硫劑CaO-CaF2,CaO-Al2O3的情況之脫硫率的圖。圖2中之黑柱為本發明例，白柱為習知例。
如圖2所示般，不管是使用脫硫劑CaO-CaF2,CaO-Al2O3之任一個的情況，本發明例的脫硫率都是比較例的脫硫率之約1.2倍。
將粒徑0.5~1mm的脫硫劑7從投入滑槽8投入盛桶2。然而，看不到未完全渣化的脫硫劑7粉塵化所造成之盛桶2內之熔鋼中的懸濁，可由目視確認其並未混入。

Claims (9)

  1. 一種熔鐵之脫硫方法，是在將精煉爐傾轉而往精煉容器將熔鐵出爐時，將脫硫劑添加於一邊改變流下位置一邊流下的出爐流中，係使用具有噴嘴、貯藏容器及脫硫劑供給路徑之噴射設備；該噴嘴，是安裝在用於將原料投入前述精煉容器的內部之投入方向可變的投入滑槽，且是用於放出脫硫劑；該貯藏容器，是用於貯藏脫硫劑；該脫硫劑供給路徑，是用於將該貯藏容器所貯藏的脫硫劑往前述噴嘴供給；一邊讓前述噴嘴所致之前述脫硫劑的噴射方向和前述投入滑槽一起追隨前述出爐流之流下位置的變動，一邊從前述噴嘴往前述出爐流噴射前述脫硫劑。
  2. 如請求項1所述之熔鐵之脫硫方法，其中，對於前述出爐流噴射前述脫硫劑的位置，是比從前述精煉爐的出爐口到前述精煉容器內的熔鐵之熔液表面間之1/2高度位置更上側。
  3. 如請求項1或2所述之熔鐵之脫硫方法，其中，前述脫硫劑的粒徑為0.5~1.0mm。
  4. 如請求項1或2所述之熔鐵之脫硫方法，其中，在從前述精煉爐往前述精煉容器之前述熔鐵出爐開始時到該出爐結束時的期間之3/4以上的期間，從前述噴嘴朝向前述出爐流噴射前述脫硫劑。
  5. 如請求項1或2所述之熔鐵之脫硫方法，其中，在開始從前述噴嘴噴射前述脫硫劑時的同時、或在該 開始時之前，開始進行從前述投入滑槽往前述精煉容器的內部之脫氧劑的投入。
  6. 如請求項1或2所述之熔鐵之脫硫方法，其中，前述熔鐵為熔鋼。
  7. 如請求項6所述之熔鐵之脫硫方法，其中，前述精煉爐，是進行製鋼中的一次精煉的精煉爐。
  8. 如請求項7所述之熔鐵之脫硫方法，其中，前述精煉爐為轉爐，且前述精煉容器為盛桶。
  9. 一種熔鐵之脫硫裝置，是在從精煉爐往精煉容器將熔鐵出爐時，將脫硫劑添加於一邊改變流下位置一邊流下的出爐流中，係具備設有噴嘴、貯藏容器及脫硫劑供給路徑之噴射設備；該噴嘴，是安裝在用於將原料投入前述精煉容器的內部之投入方向可變的投入滑槽，且是用於放出脫硫劑；該貯藏容器，是用於貯藏脫硫劑；該脫硫劑供給路徑，是用於將該貯藏容器所貯藏的脫硫劑往前述噴嘴供給；前述噴嘴所致之前述脫硫劑的噴射方向可和前述投入滑槽一起改變，前述噴嘴可讓前述脫硫劑追隨前述出爐流之流下位置的變動而進行噴射。
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