TWI665309B - 爐渣的起泡抑制方法及轉爐精煉方法 - Google Patents
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Abstract
一種爐渣的起泡抑制方法，係在從轉爐爐口排出爐渣到設置於轉爐下方的排渣鍋槽時，在開始排出爐渣後，以滿足式(1)之範圍的速度對前述排渣鍋槽的爐渣落下位置噴附水噴流。 Vwater
：從開始排渣起到結束排渣為止的水噴流之噴附速度(kg/分鐘) Vslag
：從開始排渣起算2分鐘的爐渣排出速度 (kg/分鐘)
Description
本發明係關於爐渣的起泡(發泡)抑制方法及轉爐精煉方法。
在鋼鐵製造過程中用高爐等製造出的熔鐵的C濃度高達4~5質量%且P濃度高達0.1質量%左右，如果就這樣使其凝固而作成生鐵的話，會因加工性和韌性低而難以作為鋼鐵製品使用。因此，在精煉過程中，會進行脫磷及脫碳處理並調整各種成分，以製造滿足所要求之品質的鋼。在該脫磷及脫碳處理中，雖然能藉由氧氣和含FeO的爐渣將熔鐵中的C、P氧化而去除，但熔鐵中含有的Si較P更容易氧化，因此實質上脫矽、脫磷及脫碳反應會並行。
現在，精煉的預處理過程是以生產性和反應效率良好的轉爐方式為主流。作為其操作方法，於文獻1(鐵和鋼，第87年(2001)第1號，第21~28頁)中，揭示有將高爐熔鐵裝入轉爐進行脫矽及脫磷吹煉後，暫時停止吹煉並傾翻轉爐，從爐口排出一部分的脫矽及脫磷爐渣，再將轉爐恢復垂直後繼續進行脫碳吹煉的方法(以下，表現為連續處理方式)。另外，作為其他操作方法，於文獻2(日本專利特開2013-167015號公報)中，揭示有將高爐熔鐵裝入轉爐進行脫矽吹煉後，暫時停止吹煉並傾翻轉爐，從爐口排出一部份的脫矽爐渣，再將轉爐恢復垂直後繼續進行脫磷吹煉，且更進一步在脫磷吹煉後暫時從轉爐排出熔鐵而與脫磷爐渣分離，並將僅該熔鐵再度裝入其他轉爐以進行脫碳吹煉的方法(以下，表現為分離處理方式)。前者係使用1座轉爐的操作形態，且係以下方式：在脫矽及脫磷吹煉與脫碳吹煉之間進行從爐口排出爐渣。後者係使用2座以上轉爐的操作形態，且係以下方式：將至少1座轉爐用於脫矽及脫磷吹煉，並於該轉爐在脫矽吹煉和脫磷吹煉的中間進行從爐口排出爐渣。以下，將於兩次吹煉之間排出轉爐內之爐渣的操作亦稱為中間排渣。兩者在為能有效率地從爐口排出爐渣，皆利用吹煉中產生的爐渣起泡(發泡)現象來使爐渣體積增加這一點上係共通的。
轉爐爐渣起泡係由於吹煉中熔鐵中的C與氧氣或爐渣中的FeO反應，大量生成CO氣泡且滯留於爐渣中而產生的。不論係連續處理方式或分離處理方式之任一者，都會從爐口排出該起泡後的爐渣並收納在設置於轉爐下方的排渣鍋槽中。排出到排渣鍋槽的爐渣量愈是增加，愈是能夠減少殘留在爐內的SiO2
或P2
O5
，在於中間排渣後進行的精煉中，便能減低生石灰等精煉材料的使用量。因此希望能在短時間內排出大量爐渣，但由於被排出到排渣鍋槽後爐渣仍會起泡，若從排渣鍋槽溢出便會燒壞毀損週邊設備，要恢復原樣需要很多時間和勞力。雖可藉由降低爐渣排出速度或者暫時中斷爐渣排出等方法來避免溢出，但其會使得生產性降低。因此，會投入可抑制爐渣起泡的物質到排渣鍋槽。
起泡和噴濺所伴隨之從精煉容器的爐渣溢出，不僅在排渣鍋槽中，在混鐵車和熔鐵鍋槽、轉爐等中也是會阻礙生產性的現象。因此，到目前為止已嘗試了各種的起泡抑制方法。習知的起泡抑制方法大致上可分為2種。首先，1種係抑制氣泡生成的方法，例如文獻3(日本專利特開2003-213314號公報)中揭示有一種起泡防止劑，係投入如生白雲石之類的碳酸鹽，以藉由熱分解時的吸熱來抑制CO氣體產生。另1種係破壞滯留於爐渣內之氣泡(破泡)的方法，例如文獻4(日本專利特開昭54-32116號公報)中揭示有以紙漿廢渣為主體的起泡鎮靜劑。該起泡鎮靜劑係在爐渣內因燃燒和熱分解反應急速產生氣體，利用其體積膨脹能量來破泡以使爐渣收縮。另外，文獻5(日本專利特開平5-195040號公報)、文獻6(日本專利特開平8-325619號公報)及文獻7(日本專利5888445號公報)中揭示有以下方法：著眼於水能在高溫下迅速汽化、容易取得以及價格便宜之點，而對熔融爐渣噴附霧狀或噴流狀的水，進行爐渣表面之破泡或固化，藉以鎮靜起泡。
前述連續處理方式和分離處理方式中，爐渣被從轉爐爐口連續排出，並在落下位置被激烈攪拌，因此在爐渣中懸浮的生鐵粒之C與爐渣之FeO反應而持續產生大量的CO氣泡，在排渣鍋槽中仍會急速起泡。通常排渣鍋槽的容積比起轉爐要小得多，因此要有效率地抑制起泡並在短時間內從轉爐排出大量爐渣到排渣鍋槽，以與爐渣排出速度對應之投入速度來投入起泡抑制劑是很重要的。
並且，收納有經排出後之爐渣的排渣鍋槽係利用台車或軌道等來運送，但在此期間中CO氣泡仍持續緩緩產生，所以會發生爐渣緩緩膨脹的「後膨脹」，使得運送中有溢出之風險，而不得不限制排出到排渣鍋槽的爐渣量。
對於上述課題，文獻3~7的方法並未考慮到爐渣排出速度與起泡抑制劑之投入速度的關係，在如中間排渣這種連續排出爐渣到排渣鍋槽的過程中，難以在短時間內排出大量爐渣。關於排渣後的後膨脹亦同，文獻3的方法係所投入的碳酸鹽熱分解而生成的CaO或MgO使得爐渣的熔點上升，因而助長爐渣表面的固化(結皮)，致使CO氣泡變得容易滯留而變得容易發生後膨脹。並且，文獻4的方法中，若不於運送中也投入鎮靜劑的話便無法抑制後膨脹。文獻5~6的方法會於排渣後的爐渣表面灑水，因此會助長爐渣表面結皮，而與文獻3一樣變得容易發生後膨脹。此外，文獻7的方法無法因應爐渣排出量在各加料中不一致的情形，因此難以確實抑制後膨脹，恐有一定機率會發生後膨脹。
發明概要 本發明係鑑於上述問題而作成者，其目的在於提供一種藉由以下方式來使爐渣排出量提升之方法：在從爐口連續排出起泡後之爐渣到排渣鍋槽的過程中，有效率地抑制排渣鍋槽內的爐渣起泡，並且也抑制排渣後的後膨脹。本發明之起泡抑制方法可用於在1座轉爐中連續進行脫矽及脫磷吹煉、中間排渣及脫碳吹煉的轉爐精煉方式，或在2座以上轉爐之至少1座中進行脫矽吹煉、中間排渣及脫磷吹煉的轉爐精煉方式。
合於前述目的之本發明之爐渣的起泡抑制方法如下。
(1)一種爐渣的起泡抑制方法，其特徵在於其從轉爐爐口排出爐渣到設置於前述轉爐下方的排渣鍋槽時，在開始排出前述爐渣後，以滿足式(1)之範圍的速度對前述排渣鍋槽的爐渣落下位置噴附水噴流。Vwater
：從開始排渣起到結束排渣為止的水噴流之噴附速度(kg/分鐘) Vslag
：從開始排渣起算2分鐘的爐渣排出速度 (kg/分鐘)
(2)如(1)之爐渣的起泡抑制方法，其在開始排出前述爐渣後，於30秒以內開始噴附水噴流。
另外，本發明之轉爐精煉方法如下。
(3)一種轉爐精煉方法，係在1座轉爐中裝入熔鐵並進行脫矽及脫磷吹煉後，於將熔鐵留在爐內之狀態下傾翻轉爐使爐渣從爐口排出，並在將轉爐恢復垂直後繼續進行脫碳吹煉，該精煉方法之特徵在於在脫磷吹煉後排出爐渣時，使用如(1)或(2)之起泡抑制方法。
(4)一種轉爐精煉方法，係在2座以上轉爐之至少1座轉爐中裝入熔鐵並進行脫矽吹煉後，於將熔鐵留在爐內之狀態下傾翻轉爐使爐渣從爐口排出，並在將轉爐恢復垂直後繼續進行脫磷吹煉，該精煉方法之特徵在於在脫矽吹煉後排出爐渣時，使用如(1)或(2)之起泡抑制方法。
根據本發明，以與從轉爐排出爐渣的速度對應之適當速度噴附水噴流，藉此可有效抑制起泡，而不會發生爐渣從排渣鍋槽溢出之情事且可排出大量爐渣。並且，可抑制在排渣鍋槽的運送中爐渣緩緩膨脹之後膨脹。
發明實施形態 以下，詳細說明本發明實施形態。在轉爐的脫磷吹煉中，是藉由高速噴附氧噴射流於熔鐵表面來使熔鐵中的P氧化，而作為P2
O5
去除至爐渣。與其並行地，熔鐵中的Si也氧化，而作為SiO2
移轉爐渣。此外，熔鐵中的C會和氧氣或爐渣中的FeO反應而產生CO氣泡，其一部分會滯留在爐渣內而發生起泡。
在爐渣適度起泡後，會從爐口排出爐渣至設置於轉爐下方的排渣鍋槽，但在排渣鍋槽中仍會產生起泡。這是因為在吹煉中一部分的熔鐵被氧噴射流扯落而作為粒狀鐵懸浮在爐渣中，該粒狀鐵中含有的碳(C)會根據式(2)的反應而在排渣鍋槽內產生CO氣泡之故。
在排渣鍋槽內因落下的爐渣之動能而發生更強的攪拌，CO氣泡大量產生，爐渣便激烈起泡。因此必須投入具有抑制起泡之效果的物質，以防止爐渣溢出。
發明人等為了研討水分的有效利用法，在假設前述連續處理方式及分離處理方式的爐口排出爐渣其組成及溫度條件下，進行了小型爐實驗。
亦即，在鐵坩堝內於1350℃下熔解爐渣100g後，從上方投入生鐵至該爐渣，使其產生起泡，前述爐渣之鹼度(CaO/SiO2
)為0.9~1.0且氧化鐵濃度為30~35質量%。投入生鐵後以30秒為間隔{5分鐘後以1分鐘為間隔}將鐵棒浸漬於爐渣中使其附著，以測定爐渣高度。在添加生鐵的2分鐘後將含有預定量(0g~0.4g)之水分的紙製擦拭巾浸漬於爐渣中，以評估爐渣的鎮靜效果。鎮靜效果的指標採用式(3)所定義的「鎮靜率」。H1.5
：投入生鐵後1.5分鐘(浸漬紙製擦拭巾的30秒前)的爐渣高度 (mm) H2.5
：投入生鐵後2.5分鐘(浸漬紙製擦拭巾的30秒後)的爐渣高度 (mm)
於圖1顯示爐渣高度的歷時變化。水分量為0g(僅紙製擦拭巾)(x記號)的情況下，即使浸漬了紙製擦拭巾，爐渣高度幾乎沒有變化。其後，生鐵中的C漸漸被消耗，因此CO氣泡的產生減少，爐渣高度下降。相對於此，水分量為0.05g的情況下(白色三角記號)，因浸漬了紙製擦拭巾導致爐渣高度下降，而確認到可藉由水分的效果來鎮靜。但是，鎮靜後發生了再次起泡(後膨脹)。如上述，在水分量為0.05g時發生了鎮靜後的再次起泡(後膨脹)，但在0.1g~0.2g(白色菱形、白色方形記號)時後膨脹較小，在0.4g(黒色菱形記號)時則未發生後膨脹。
於圖2顯示水分量與鎮靜率的關係。水分量為0.1~0.2g的情況下，鎮靜率最高，而在0.4g時鎮靜率降低。
如前述，爐渣的起泡鎮靜機制可分類為：抑制爐渣內氣泡之生成的機制，以及如前述文獻7所記載地(參照同公報段落[0023])破壞滯溜於爐渣內之氣泡(破泡)的機制。因此，針對以下進行了研討：上述所觀察到的藉由添加水分所得之爐渣起泡鎮靜機制係以該2種中的哪一種機制為主要要因。
若將水分所帶來的爐渣起泡鎮靜機制設為破泡效果，則水分量變得愈多鎮靜效果就應該變得愈高，而無法說明圖2的結果。因此，為了驗證因水分之投入使爐渣溫度下降而抑制CO氣泡的產生，進而帶來起泡鎮靜之結果的可能性，發明人等進行了熱收支解析。於圖3顯示其結果。因H2
O的蒸發熱而使爐渣冷卻的情況下，水分量為0.1~0.2g時僅會下降10~20℃左右。另一方面，在蒸發後的H2
O分解為H2
與O2
，其分解熱也有助於爐渣冷卻的情況下，爐渣溫度會下降35~70℃。並且，在水分量為0.4g時，蒸發與分解合計的溫度下降量變為145℃，而會冷卻至1205℃。在此溫度區域中爐渣不至於會完全凝固，而係處於固相與液相共存之狀態。
從熱收支解析來看，可認為水分的鎮靜效果主要是起因於因爐渣冷卻而致使CO氣泡的產生受到抑制之故。亦即，伴隨著H2
O的蒸發及分解反應，爐渣溫度下降而CO氣泡的產生速度下降的同時，也會進行從爐渣排出氣泡。相對於此，若被過度冷卻，則爐渣會成為固液共存狀態，氣泡變得容易殘留於爐渣內部。因此，存在有使鎮靜效果呈最大的水分量。
因產生CO氣泡之式(2)的反應為吸熱反應，故一旦溫度下降，反應會變得難以進行，CO氣泡的產生速度就下降。雖然投入水分後生鐵中的C與爐渣中的FeO仍會發生反應，但水分投入量愈多，爐渣溫度愈下降，因此CO氣泡的產生會變慢，而變得不易發生鎮靜後的後膨脹。因此，相對於水分量為0.05g時發生了後膨脹，水分量為0.1~0.2g時後膨脹變小，在0.4g時則未發生後膨脹。
考慮到起泡鎮靜機制是起因於抑制CO氣泡的產生，則開始噴附水噴流的時間點愈早，應愈能夠抑制CO氣泡的產生。具體而言，開始噴附水噴流的時間點，以在中間排渣中開始排出爐渣後30秒以內進行為宜。
前述文獻7中，認為起泡的鎮靜機制係因水流的破泡而得，故關於開始噴附水噴流的時間點並無特別言及，主要僅提及與水的流量相關的噴流時間(參照同公報段落[0026])。
另外，在前述文獻7中，從表1可知：花費7分鐘以上的時間進行中間排渣。
相對於此，在本發明係以將中間排渣所需時間假設於5分鐘以內來進行起泡的抑制為目標。因此，若起泡鎮靜機制起因於抑制CO氣泡的產生，則在開始排出爐渣後，於較早的時間開始噴附水噴流，藉此亦會有在短時間且以少許的水量就有起泡抑制效果的優點。
基於在小型爐實驗中得到的知識見解，以實際機械進行了在從轉爐的排渣中噴附水噴流的試驗。亦即，將熔鐵裝入轉爐進行脫矽及脫磷吹煉後，暫時中斷吹煉並於將熔鐵留於爐內之狀態下傾翻轉爐，對設置於爐體下方的排渣鍋槽(内容積：70m3
)排出5分鐘。從排渣剛開始後往排渣鍋槽內的爐渣連續噴附水噴流，並以目視觀察排渣鍋槽內的情形。為了比較，也實施了僅將爐渣排出至排渣鍋槽而不噴附水噴流的條件。
爐渣組成為鹼度(CaO/SiO2
)係1.0~1.2、氧化鐵濃度係20~30質量％，且溫度為1330~1350℃。
在爐渣幾乎要溢出的情況下，暫時停止傾翻轉爐並中斷排渣，在藉由噴附水噴流而使起泡高度下降後，再次傾翻轉爐，重新開始排渣。而於不噴附水噴流的條件之下，在爐渣幾乎要溢出的情況下，暫時停止傾翻轉爐並中斷排渣，於確認到起泡高度停止上升後，再次傾翻轉爐，重新開始排渣。
在爐渣從排渣鍋槽溢出的情況下，則在之後起泡高度下降後，再次傾翻轉爐，重新開始排渣。排渣時間是設為亦包含中斷排渣的時間而為5分鐘。經過5分鐘後，就算爐渣仍繼續排出，依然結束排渣並將轉爐直立。
為了有效發揮伴隨H2
O之蒸發及分解反應而來的吸熱作用，必須使所噴附的水捲入爐渣內。因此，水噴流係噴附於排渣流的落下位置。另外，「落下位置」係定義為從排渣流的落下中心部起算半徑1m以內的範圍。在該位置上爐渣會被激烈攪拌，因此便可將水分捲入爐渣內，而變得容易有效率地抑制起泡。
起泡抑制效果是根據式(4)的排渣率(%)來評估。起泡抑制效果愈優異，愈不會發生排渣速度下降或排渣中斷，因此排渣率為高數值。wslag
：所排出的爐渣質量(t) Wslag
：爐內的爐渣質量(t)
利用設置有排渣鍋槽的移動台車上所安裝的秤重機來量測所排出的爐渣質量(wslag
)、與從開始排渣起算2分鐘的爐渣排出速度Vslag
(kg/分鐘)(2分鐘的平均值)。另外，爐內的爐渣質量(Wslag
)則是從生石灰等所投入之精煉材料的質量、與所採集之爐渣的成分值，計算物質收支而求得。另外，在排渣後以輻射溫度計量測出爐渣溫度。
水噴流之噴附速度Vwater
(kg/分鐘)係從開始排渣到結束排渣都保持固定，並對Vwater
作各種變更來進行爐渣的排出。
於圖4顯示實際機械試驗的結果。水噴流之噴附速度Vwater
與從開始排渣起算2分鐘的爐渣排出速度Vslag
(2分鐘的平均值)之比率(Vwater
/Vslag
)為0.18以上時，排渣率高於55%，獲得了很高的起泡抑制效果。以從開始排渣起算2分鐘的平均值來評估爐渣排出速度Vslag
，係由於爐渣的攪拌特別強烈，因而起泡容易成長之故。並且，可知：藉由以與從開始排渣起算2分鐘的爐渣排出速度對應之速度來噴附水噴流直到結束排渣為止，便能獲得起泡抑制效果。但是，若Vwater
與Vslag
的比率(Vwater
/Vslag
)大於0.6，則爐渣會被過度冷卻而氣泡變得容易殘留，故起泡抑制效果降低。
亦可知：前述實際機械試驗中，若Vwater
/Vslag
在0.18以上，則在完成排渣之時間點的爐渣溫度會充分低於1300℃，而能夠抑制後膨脹。
發明人等為了究明其理由，針對在實際機械試驗的排渣中採集到的爐渣、在排渣後採集到的爐渣、以及在翻轉排渣鍋槽並灑水冷卻後採集到的爐渣，以EPMA來定量分析存在於其等內部之粒狀鐵中的C濃度。於圖5顯示其結果。Vwater
/Vslag
=0.1的情況下，粒狀鐵中的C濃度以在排渣中採集到的爐渣而言為1.6~2.2質量%、以在排渣後採集到的爐渣而言為1.2~1.8質量%、以冷卻後的爐渣而言則為1.0~1.6質量%。此外，在完成排渣之時間點的爐渣溫度為1320℃。相對於此，Vwater
/Vslag
=0.4的情況下，粒狀鐵中的C濃度以在排渣中採集到的爐渣而言為1.6~2.2質量%、以在排渣後採集到的爐渣而言為1.5~2.1質量%、以冷卻後的爐渣而言則為1.5~2.0質量%。此外，排渣後的爐渣溫度為1260℃。於圖6顯示Fe-C相圖，而該冷卻後的爐渣其粒狀鐵C濃度大致與γ鐵的固相線對應。亦即，可說爐渣中之粒狀鐵的C濃度因CO氣泡的產生而下降，故液相率緩緩下降，且在固相線組成時會停止產生CO氣泡。因此，可認為：爐渣溫度變得愈低，到達固相線組成為止的CO產生量愈少，而變得不易發生後膨脹。
由以上結果可得出式(5)作為噴附水噴流之適當條件。Vwater
：從開始排渣起到結束排渣為止的水噴流之噴附速度(kg/分鐘) Vslag
：從開始排渣起算2分鐘的爐渣排出速度 (kg/分鐘)
另外，亦進行了對從排渣流的落下位置偏離之處噴附水噴流之試驗，但在該情況下，即使滿足了式(5)的條件，也無法得到充分的起泡抑制效果。其可認為是因在從排渣流的落下位置偏離之處，水分的捲入微弱，而在充分發揮爐渣冷卻效果之前已蒸發掉之故。因此，水噴流必須噴附於排渣流的落下位置。
藉由實施本發明的方法，可抑制在從轉爐爐口排出爐渣時排渣鍋槽內的爐渣起泡，而不會發生爐渣溢出且可從轉爐排出大量爐渣。此外，也能抑制爐渣的後膨脹，因此亦可防止爐渣在排渣鍋槽的運送中溢出。
水噴流的噴附不必持續投入到結束排渣為止，當觀察排渣鍋槽內的爐渣起泡狀況而能推測不會發生爐渣溢出時，亦可在中途就中斷。
結束排渣後，宜停止投入水分。這是因為在結束排渣後爐渣的攪拌變弱，且表面係呈所謂「結皮」狀態。若在此投入水分，且其一部分從結皮爐渣的空隙侵入至內部的熔融爐渣，則汽化的水會無法發散而滯留，恐會引起水蒸氣爆發。
本發明可用於轉爐精煉方法中，前述轉爐精煉方法係將熔鐵裝入轉爐進行吹煉後，暫時中斷吹煉並於將熔鐵留在爐內之狀態下傾翻轉爐，將爐渣排出到設置於爐體下方的排渣鍋槽中。具體而言，係在1座轉爐中裝入熔鐵並進行脫矽及脫磷吹煉後，於將熔鐵留在爐內之狀態下傾翻轉爐使爐渣從爐口排出，並在將轉爐恢復垂直後繼續進行脫碳吹煉的轉爐吹煉方法。此外，作為其他的轉爐吹煉方法，係在2座以上轉爐之至少1座轉爐中進行脫矽吹煉後，於將熔鐵留在爐內之狀態下傾翻轉爐使爐渣從爐口排出，並在將轉爐恢復垂直後繼續進行脫磷吹煉的轉爐吹煉方法。其等利用起泡現象來從爐口排出爐渣的形態係相同的，因此可藉由使用本發明以享有該效果。
除前述精煉方法之外，在從某精煉容器向另一精煉容器排出及流出爐渣的階段中必須抑制起泡時，亦可藉由使用本發明來抑制爐渣溢出。
實施例 以下依據表1~2具體說明本發明實施例。將熔鐵裝入轉爐進行吹煉後，暫時中斷吹煉並於將熔鐵留在爐內之狀態下傾翻轉爐，對設置於爐體下方的排渣鍋槽(内容積：70m3
)排出5分鐘。從排渣剛開始後往排渣鍋槽內的爐渣連續噴附水噴流，並以目視觀察排渣鍋槽內的情形。 若為不噴附水噴流的條件，則僅進行排出瀘渣至排渣鍋槽。
在爐渣幾乎要溢出的情況下，暫時停止傾翻轉爐並中斷排渣，在藉由噴附水噴流而使起泡高度下降後，再次傾翻轉爐，重新開始排渣。而於不噴附水噴流的條件下，在爐渣幾乎要溢出的情況下，暫時停止傾翻轉爐並中斷排渣，於確認到起泡高度停止上升後，再次傾翻轉爐，重新開始排渣。另外，即使爐渣從排渣鍋槽溢出，若之後起泡高度下降，則再次傾翻轉爐，重新開始排渣。排渣時間是設為亦包含中斷排渣的時間而為5分鐘。
於表1及表2中，對於超出本發明範圍外的數值附加底線。
於表1顯示連續處理方式之脫矽及脫磷吹煉後的中間排渣之實施例。表中的底線表示在本發明範圍外的部分。「Vwater
/Vslag
」為水噴流的噴附速度(Vwater
)與從開始排渣起算2分鐘的爐渣排出速度 (Vslag
)之比。該值為0.15~0.60的話便滿足前述式(1)，噴附速度在本發明範圍內。又，「噴附位置」為A：從排渣流的落下位置起算半徑1m以內的範圍、B：從排渣流的落下位置起算大於半徑1m的範圍。
另，爐渣組成為鹼度(CaO/SiO2
)係1.0~1.2、氧化鐵濃度係20~30質量％，且溫度為1330~1350℃。
表1的實施例1~4為發明例，其等噴附水噴流的方法皆在本發明範圍內，因此可在不使爐渣從排渣鍋槽溢出的前提下進行排渣，排渣率高於55%。並且，並未發生排渣後的後膨脹。
另外，實施例1~3係在開始爐渣之排渣後，於30秒以內開始噴附水噴流，因此亦未產生爐渣溢出及排渣後的後膨脹。相對於此，實施例4係在開始爐渣之排渣後，經過30秒以上後才開始噴附水噴流，因此為排渣率較其他發明例略為降低的結果。
實施例5~8為比較例。在實施例5中並未噴附水噴流，因此即使暫時中斷排渣，排渣鍋槽內仍持續起泡而爐渣溢出，排渣率停留在20%。但是，並未發生排渣後的後膨脹。在實施例6中，Vwater
/Vslag
較本發明範圍小得多，因此起泡抑制效果微小，即使暫時中斷排渣，排渣鍋槽內仍持續起泡而爐渣溢出。故，排渣率停留在40%。並且，排渣後發生了後膨脹。在實施例7中，Vwater
/Vslag
較本發明範圍大得多，而無法得到充分的起泡抑制效果，雖未發生爐渣溢出但排渣率停留在48%。然，排渣後並未發生後膨脹。在實施例8中，噴附水噴流的位置偏離了排渣流的落下位置，因此起泡抑制效果微小，即使暫時中斷排渣，排渣鍋槽內仍持續起泡，排渣率停留在35%。並且，排渣後發生了後膨脹。 [表1]噴附位置A：從排渣流的落下位置起算半徑1m以內的範圍 噴附位置B：從排渣流的落下位置起算大於半徑1m的範圍
於表2顯示分離處理方式之脫矽吹煉後的中間排渣之實施例。爐渣組成為鹼度(CaO/SiO2
)係0.6~0.8、氧化鐵濃度係20~30質量％，且溫度為1300~1350℃。
實施例9~12為發明例，其等噴附水噴流的方法皆在本發明範圍內，因此可在不使爐渣從排渣鍋槽溢出的前提下進行排渣，排渣率高於45%。並且，由於在開始爐渣之排渣後，於30秒以內開始噴附水噴流，故也未產生爐渣溢出及排渣後的後膨脹。
實施例9~11係在爐渣排渣開始後，於30秒以内開始噴附水噴流，因此也未產生爐渣溢出及排渣後的後膨脹。相對於此，實施例12係在開始爐渣之排渣後，經過30秒以上後才開始噴附水噴流，因此為排渣率較其他發明例略為降低的結果。
實施例13~16為比較例。在實施例13中並未噴附水噴流，故即使暫時中斷排渣，排渣鍋槽內仍持續起泡而爐渣從排渣鍋槽溢出，排渣率停留在15%。但是，並未發生排渣後的後膨脹。在實施例14中，Vwater
/Vslag
較本發明範圍小得多，因此起泡抑制效果微小，即使暫時中斷排渣，排渣鍋槽內仍持續起泡而爐渣溢出。故，排渣率停留在30%。並且，排渣後發生了後膨脹。在實施例15中，Vwater
/Vslag
較本發明範圍大得多，而無法得到充分的起泡抑制效果，雖未發生爐渣溢出但排渣率停留在43%。然，排渣後並未發生後膨脹。在實施例16中，噴附水噴流的位置偏離了排渣流的落下位置，因此即使暫時中斷排渣，排渣鍋槽內仍持續起泡，排渣率停留在25%。並且，排渣後發生了後膨脹。 [表2]噴附位置A：從排渣流的落下位置起算半徑1m以內的範圍 噴附位置B：從排渣流的落下位置起算大於半徑1m的範圍
圖1係顯示小型爐實驗中爐渣高度之歷時變化的圖。
圖2係顯示水分量與鎮靜率之關係的圖。
圖3係顯示水分之爐渣冷卻效果的圖。
圖4係顯示水噴流之噴附速度與從開始排渣起算2分鐘的爐渣排出速度之比對於排渣率及排渣後爐渣溫度造成的影響的圖。
圖5係顯示水噴流之噴附對於爐渣中的粒狀鐵C濃度造成的影響的圖。
圖6係顯示在Fe-C相圖中粒狀鐵C濃度之範圍的圖。
Claims (4)
- 一種爐渣的起泡抑制方法，其特徵在於其從轉爐爐口排出爐渣到設置於前述轉爐下方的排渣鍋槽時，在開始排出前述爐渣後，以滿足式(1)之範圍的速度對前述排渣鍋槽的爐渣落下位置噴附水噴流，Vwater：從開始排渣起到結束排渣為止的水噴流之噴附速度(kg/分鐘)Vslag：從開始排渣起算2分鐘的爐渣排出速度(kg/分鐘)。
- 如請求項1之爐渣的起泡抑制方法，其在開始排出前述爐渣後，於30秒以內開始噴附水噴流。
- 一種轉爐精煉方法，係在1座轉爐中裝入熔鐵並進行脫矽及脫磷吹煉後，於將熔鐵留在爐內之狀態下傾翻轉爐使爐渣從爐口排出，並在將轉爐恢復垂直後繼續進行脫碳吹煉，該精煉方法之特徵在於在脫磷吹煉後排出爐渣時，使用如請求項1或請求項2之起泡抑制方法。
- 一種轉爐精煉方法，係在2座以上轉爐之至少1座轉爐中裝入熔鐵並進行脫矽吹煉後，於將熔鐵留在爐內之狀態下傾翻轉爐使爐渣從爐口排出，並在將轉爐恢復垂直後繼續進行脫磷吹煉，該精煉方法之特徵在於在脫矽吹煉後排出爐渣時，使用如請求項1或請求項2之起泡抑制方法。
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