TWI704232B - 高效率的熔融鐵合金之精煉方法 - Google Patents

Abstract

本發明之熔融鐵合金之精煉方法，係一邊對轉爐內的熔融鐵合金浴進行供氧，一邊精煉熔融鐵合金；該方法係對第一電極和第二電極之間供給直流電流，該第一電極係配置於前述熔融鐵合金浴的上方，且該第二電極係配置成與前述熔融鐵合金浴相接；並且令流通前述直流電流之通電時間中直流電流的平均大小為I _P[A]、令在停止前述供氧前的1分鐘當中之通電時間中前述直流電流的平均大小為I _P’[A]、令前述轉爐內之熔鋼量為W _s[t]且令爐腹部之爐內截面積為A _s[m ²]時，滿足下述式(1)~式(4)之至少一者。 I _P≧0.125×W _s・・・式(1) I _P≧1.5×A _s・・・式(2) I _P’≧0.125×W _s・・・式(3) I _P’≧1.5×A _s・・・式(4)

Description

高效率的熔融鐵合金之精煉方法

本發明係關於一種利用轉爐之熔融鐵合金之精煉方法。本發明尤其有關一種可減低爐渣中金屬鐵含量，並且能夠減低每次加料之爐渣中金屬鐵含量之參差，而得以提高爐渣處理效率之精煉方法。

背景技術 在將熔融銑鐵(以下亦稱為「熔銑」)等熔融鐵合金進行轉爐精煉時生成之爐渣(以下亦稱為「轉爐爐渣」)中含有游離CaO，其會發產生水和反應而膨脹，故體積穩定性低。

此外，雖也與處理方法有關，不過爐渣中通常會含有1~40質量%左右的氧化鐵，而外觀係呈黑色，當用於混凝土用粒料等時，在外觀上會感覺突兀。

因此，爐渣的利用僅限於道路的地盤改良材料或次底層材料等低階用途，而難以用於底層材料、混凝土用粒料或石材原料等。

於是，截至目前，係將爐渣從轉爐排出到反應容器中，於該容器內施行改質處理，對熔融狀態的轉爐爐渣添加煤灰等改質材以減低游離CaO，而利用於屬更高階用途之底層材料或混凝土用粒料等。

另，作為金屬鐵，有數十質量%左右的粒狀鐵以懸浮狀態被含於轉爐爐渣中。而有以下問題：懸浮之粒狀鐵中有碳存在，在熔融爐渣之改質時，粒狀鐵的碳與熔融爐渣中的氧化鐵及攪拌用氧氣會反應，因此在熔融爐渣中產生CO氣體的氣泡(起泡)，而會帶來各種不良影響。 另外，由於存在粒狀鐵，故再次利用爐渣時，會因粒狀鐵的局部存在及粒狀鐵的氧化膨脹等，導致產生爐渣強度之參差。 此外，爐渣中的粒狀鐵在著重於轉爐吹煉之情況下會係產率損失之主要原因，其含量越低越好。

爐渣中的粒狀鐵量若有參差，則難以瞬間直接測定爐渣中的粒狀鐵量，因此在熔融爐渣之處理或從冷卻後的爐渣回收粒狀鐵時，不得不選擇重複處理側之處理，導致效率惡化。另外，熔融改質處理時的起泡中也會在處理時間上產生參差，而難以穩定進行處理。

又，譬如專利文獻1中揭示有一種方法，係使從轉爐取出之熔融爐渣中的粒狀鐵在反應容器內沉降後，實施爐渣改質處理。然而，在此種情況下，爐渣中的粒狀鐵量若有參差，則在沉降時間上仍會產生參差，而難以穩定進行處理。

如上所述，以往係在將轉爐爐渣排出到反應容器後，在反應容器中進行減低爐渣中的金屬鐵之處理，故當爐渣中的粒狀鐵量有參差時，則會有在爐渣處理時間上產生參差的問題。

而，如非專利文獻1中所報導，就轉爐精煉，近年來作出了以下嘗試：以供氧噴槍作為一電極，對其與設置於爐底之另一電極之間施加電壓，並測定吹煉中途之電流、電壓及電阻值的變化，藉以獲得噴槍前端與熔融金屬浴面之間的距離、及爐渣層的厚度等資訊。

然而，針對通電對熔融爐渣性狀所帶來的影響，並未特別進行研討。

先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本特開2006-199984號公報

非專利文獻 〔非專利文獻1〕對熔鋼施加電位時，轉爐浴中之電流分布特性，C.I.賽姆依金、V.F.波歷雅可夫，E.V.賽姆基那，2003

發明概要 發明欲解決之課題 本發明之課題為提供一種高效率的熔融鐵合金之精煉方法，該方法可在以轉爐精煉熔融鐵合金時，製得爐渣中的金屬鐵含量和其參差係較以往小的爐渣，並且能夠在其後之爐渣的改質處理中，簡化用以減低爐渣中的鐵之處理。

用以解決課題之手段 本發明主旨如下。

(1)本發明之第一態樣係一種熔融鐵合金之精煉方法，其係一邊對轉爐內的熔融鐵合金浴進行供氧，一邊精煉熔融鐵合金；該方法係對第一電極和第二電極之間供給直流電流，該第一電極係配置於前述熔融鐵合金浴的上方，且該第二電極係配置成與前述熔融鐵合金浴相接；並且令流通前述直流電流之通電時間中直流電流的平均大小為I _P[A]、令在停止前述供氧前的1分鐘當中之通電時間中前述直流電流的平均大小為I _P’[A]、令前述轉爐內之熔鋼量為W _s[t]且令爐腹部之爐內截面積為A _s[m ²]時，滿足下述式(1)~式(4)中之至少一者。 I _P≧0.125×W _s・・・式(1) I _P≧1.5×A _s・・・式(2) I _P’≧0.125×W _s・・・式(3) I _P’≧1.5×A _s・・・式(4) (2)如上述(1)之熔融鐵合金之精煉方法中，前述熔融鐵合金之精煉所用爐渣組成亦可為鹼度：0.5以上，氧化鐵濃度：5%以上。 (3)如上述(1)或(2)之熔融鐵合金之精煉方法中，在以前述熔融鐵合金之精煉進行處理之前，熔融銑鐵的矽濃度亦可為0.25質量%以下。 (4)如上述(1)~(3)中任一項之熔融鐵合金之精煉方法中，前述熔融鐵合金之精煉所用爐渣之密度亦可在1.0kg/m ³以下。 (5)如上述(1)~(4)中任一項之熔融鐵合金之精煉方法中，亦可在事先設定之吹煉時間結束前的1分鐘當中，對爐渣通電10秒以上。 (6)如上述(1)~(5)中任一項之熔融鐵合金之精煉方法中，亦可使用中空的頂吹噴槍作為前述第一電極，並且根據爐內殘留爐渣之重量、投入副原料之重量及反應產物之重量、爐渣密度及爐腹部之截面積，來控制前述頂吹噴槍之高度。 (7)如上述(1)~(6)中任一項之熔融鐵合金之精煉方法中，前述轉爐亦可具有底吹風口。

發明效果 根據本發明，在以轉爐精煉熔融鐵合金時，可減低爐渣中的粒狀鐵含量和其參差，並且可提升其後之爐渣的改質或基底金屬回收處理的效率。

發明實施形態 本發明人等針對在以轉爐精煉熔融鐵合金時，可減低爐渣中的粒狀鐵含量和其參差的方法進行了研討，而著眼於對爐渣浴及金屬浴通電。 然後，得到了以下知識見解：在通電時賦予了特定之量的電荷的情況下，可減少爐渣中所含粒狀鐵量和其參差。

以下，就根據上述知識見解而作成之本發明，參照圖式並加以說明。

首先，參照圖1說明本發明之精煉方法所用轉爐設備。又，本說明書中，若無特別說明，則符號「%」表示「質量%」，「電流」表示「直流電流」。而，所謂「直流電流之平均」係表示流通了直流電流之時間的直流電流之平均值大小。更嚴謹地說，所謂「直流電流之平均」，係在流通了直流電流之時間當中，以固定的時間間隔將10點以上的時間點之電流值平均化而得之值。

轉爐精煉中，係使從高爐出銑的熔銑流入轉爐內，並加入以CaO為主成分之爐渣原料，進行以脫矽及/或脫磷為目的之吹煉、和以完工脫磷與脫碳及調整溫度為目的之吹煉。

本發明中使用之轉爐設備1，係在熔融鐵合金浴(以下亦稱為「鐵浴」)12之上方，將第一電極21設置於與爐渣11接觸的頻率高之位置。並且，以會與鐵浴12相接之方式來配置第二電極22。

藉由以上述方式配置電極並與設於轉爐外部之電源裝置40連接，在爐渣11、鐵浴12、第一電極21及第二電極22便會形成電路，而可於精煉中對電極間施加電壓，對爐渣11及鐵浴12供給電流。亦可將頂吹供氧噴槍31兼作第一電極21來使用。

轉爐之吹煉通常有以下方法：1)進行脫矽、脫磷及脫碳之以往的吹煉方法；2)將以脫矽及/或脫磷為目的之吹煉、和以完工脫磷與脫碳及調整溫度為目的之吹煉分離開來的吹煉方法；及、3)在以另一步驟進行脫矽後，將以脫磷為目的之吹煉、和以完工脫磷與脫碳及調整溫度為目的之吹煉分離開來的吹煉方法。

若為上述2)、3)，則進行通電的期間宜設為以下吹煉之任一者或兩者：以脫矽及/或脫磷為目的之吹煉、和以完工脫磷與脫碳及調整溫度為目的之吹煉。在上述1)~3)之各個吹煉中，尤其在吹煉末期施加電壓時可獲得更大的效果。

圖2A和圖2B中示出採行3)之吹煉方法之結果，該3)之吹煉方法係在以另一步驟進行脫矽後，將以脫磷為目的之吹煉、和以完工脫磷與脫碳及調整溫度為目的之吹煉分離開來。

圖2A、圖2B係就以下情況示出該期間之平均電流值、粒狀鐵量及其參差之關係的圖表：在400噸的轉爐中，分別於爐腹配置與爐渣11相接之側的第一電極21，並且於爐底配置與鐵浴12相接之側的第二電極22，當脫磷吹煉時，在吹煉停止前的24秒的期間，對電極間供給350A以下之電流，並且當脫碳吹煉時，在吹煉停止前的24秒的期間對電極間供給350A以下之電流以進行吹煉的情況(ON)、以及不對電極間通電的情況(OFF)。

在各個情況下，取出5次加料份之吹煉後的爐渣，利用減縮法取樣，以調查粒狀鐵之總量及參差之量。

圖2A係平均電流值對轉爐中之熔銑脫磷處理後之爐渣中的金屬鐵濃度所帶來的影響，圖2B則同樣係對脫碳處理後之爐渣中的金屬鐵濃度所造成的影響。兩者皆係電流值越高，鐵量就越減少，並且鐵量之參差亦減少。

於表1和表2示出圖2A與圖2B所示爐渣中所含粒狀鐵含量(質量%)之平均值、標本標準偏差及相對誤差。在此，標本標準偏差係以各試樣之值與平均值之距離的平方之和求算之分散值的平方根。而，相對誤差係將標準偏差除以平均值所得之值。

[表1]

[表2]

如表1和表2所示，可知與電流值為OFF的情況相較之下，電流值越高，鐵量之平均值、標本標準偏差及相對誤差皆會持續減低。然而，可知當電流值為50A以上時，該減低之效果特別明顯。

通常，改質處理後之爐渣會被粉碎，並以磁力揀選來回收金屬鐵。上述表1和表2所示結果顯示出透過對爐渣11中供給電流，除可減低金屬鐵含量本身之外，還有著可使金屬鐵之參差變小，結果磁力揀選可進一步穩定減低爐渣中之金屬鐵之巨大效果。

藉由在吹煉中途對爐渣11中供給電流，便可獲得如上所述之效果的理由並不明確，然可推測係因對滯留於爐渣中之粒狀鐵通電而發生粒狀鐵之凝集粗大化，使得該粒狀鐵因本身的重量而沉降所致。

本發明人等根據該試驗結果，進一步潛心研討了必要條件。其結果，可知：為了充分獲得減低粒狀鐵的效果，重要的係令轉爐內之熔鋼量為W _s[t]、且令爐腹部之爐內截面積為A _s[m ²]時，將對爐渣11中供給之電流的平均大小、亦即流通直通電流之通電時間中之直流電流大小I _P[A]控制成滿足下式之至少一者： I _p≧0.125×W _s[A]・・・式(1)； I _p≧1.5×A _s[A]・・・式(2)。

藉由使電流的平均大小滿足上述條件，便有可減低爐渣中之粒狀鐵量，並且使其參差穩定化之效果。在譬如400噸轉爐的情況下，W _s之值係400，因此當I _p為0.125×400=50A以上時，以標本標準偏差計，爐渣中之粒狀鐵量之參差在圖2A所示脫磷期會在9點的程度以下(在此，所謂的點係粒狀鐵量之標準偏差，其與作為表示含量之單位之「%」同義)，而在脫碳期會係在1.6點的程度以下。

若在脫磷期粒狀鐵量之參差變小到9點的程度，在後續步驟中回收鐵之事上便能穩定進行回收。另外，在脫碳期中，若與脫磷期相比較，粒狀鐵分布雖有不同，而若係在1.6點的程度以下，則在後續步驟中回收鐵之事上便能穩定進行回收。

若I _P小於0.125×W _s，粒狀鐵量之參差就會變大超過1.1%，而爐渣之粒狀鐵量之參差會變得不穩定。而，當I _P小於1.5×A _s時，粒狀鐵量之參差一樣會變大。

如上所述，在爐渣中流動之必需電流係與熔鋼重量有關。這是由於熔鋼重量若增加，爐渣重量必然會增加，因此，若不增加電流值，便無法在吹煉時間內減少爐渣中之粒狀鐵量，其結果，必需通電量係與熔鋼重量成比例之故。

而，在爐渣中流動之必需電流係與轉爐之爐腹部的爐內截面積有關。實際上可減低爐渣中電流密度之支配因素係在爐渣中流動之電流的密度(電流密度)。由於爐渣係屬導電性，故電流可在爐渣整體中流動。因此，在爐渣中流動之電流密度會係將流動之電流值除以轉爐之爐腹部的爐內截面積As而得之值，且該值會係必需電流密度。亦即，必需電流密度會係I _p/A _s。當使該必需電流密度為固定之值時，必需電流值會與爐腹部的爐內截面積成比例。

如上所述，在爐渣中流動之必需電流係與熔鋼重量及爐內截面積成比例。因此，為了要減低爐渣中之粒狀鐵量並使其參差更穩定化，宜選擇從熔鋼重量所導出之必需電流(上述(1)式)、或從爐內截面積所導出之必需電流(上述(2)式)之較小者的電流。

此外，開始通電前的爐渣組成宜為鹼度：0.5以上，氧化鐵濃度：5%以上。爐渣中之SiO ₂因彼此鍵結力強，故會阻礙導電性。另一方面，CaO具有切斷SiO ₂之鍵結的作用，故可提升導電性。另，氧化鐵可提升導電性。

以實驗方式調查開始通電前之較佳爐渣組成，結果得知藉由使爐渣鹼度在0.5以上並使氧化鐵濃度在5%以上，便能更加減低粒狀鐵的參差。

鹼度可從裝入物的比例來計算並推斷。而，氧化鐵濃度可從供氧量和排氣中所含氧量、及熔鋼中所含氧量來計算。由於其等之值會被作為實績值累積起來，故可在吹煉前推斷其等之值。

要處理之熔融鐵合金的組成並不限於特定組成，而較佳的係處理已使矽濃度(Si量)在0.25%以下之熔融銑鐵。若Si量高，則爐渣中的SiO ₂濃度便會增加。由於SiO ₂係會使導電性變差的因素，故電流變得不易在爐渣中流通，而會在阻礙粒狀鐵量之減低的方向發揮作用。

而，若使Si量在0.25%以下，吹煉所需之爐渣量便會減低。產生之粒狀鐵量係視爐內投入能量(主要為頂吹)及脫碳量之不同來決定，因此當爐渣量少時，爐渣中之含粒狀鐵濃度便相對升高。爐渣中之含粒狀鐵濃度若在通電前升高，通電時之減低效果就會增加，而可增加粒狀鐵之沉降量。因此，若使熔融銑鐵之矽濃度在0.25%以下，便能得到顯著的效果。

通電時之爐渣密度宜設為1.0kg/m ³以下，在0.8kg/m ³以下更佳。這係因為爐渣密度若變低，粒狀鐵的沉降速度便增加，而更能得到本發明效果。又，本說明書中，爐渣密度係指於轉爐內通電時爐渣之每單位體積之重量。

本發明之熔融鐵合金之精煉方法中，宜在事先設定之吹煉時間結束前的1分鐘當中，對爐渣通電10秒以上。亦即，較理想的係使吹煉末期(停止供氧的1分鐘前之後)中未有電流流動之時間在50秒以內。並且，結束通電和停止吹煉之間隔越短越好。

其理由如以下。1)若在吹煉結束前停止通電，便會再次發生粒狀鐵的混入，恐會使爐渣中之粒狀鐵增加。2)於吹煉結束前，爐渣密度大多係在が1.0kg/m ³以下，爐渣易沉降。3)在投入副原料充分熔解或充分生成反應產物之吹煉末期，爐渣中之粒狀鐵易增加，若在此狀態下開始通電，便容易發生粒狀鐵量之減低。

因此，重要的係控制停止供氧前的1分鐘當中的通電時間中直流電流之平均大小I _P’[A]，使其在令轉爐內之熔鋼量為W _s[t]且令爐腹部之爐內截面積為A _s[m ²]時，滿足下述式(3)和式(4)之至少一者。 I _P’≧0.125×W _s・・・式(3) I _P’≧1.5×A _s・・・式(4)

亦即，藉由以滿足上述式(1)~式(4)中至少一者之方式來控制電流，便能獲得本發明效果。

並且，宜將配置於前述轉爐內之熔融鐵合金浴上方之電極設為中空的頂吹噴槍。 此時，為獲得穩定通電，頂吹噴槍之高度宜根據爐內殘留爐渣之重量、投入副原料之重量及反應產物之重量、爐渣密度及爐腹部之截面積來作控制。 具體而言，頂吹噴槍之高度H宜控制在爐渣高度的0.1倍起至10倍之間。爐渣高度(H)可以以下之式來求算。 H(m)=(爐內殘留爐渣和投入副原料之反應產物的合計重量(kg))/(爐渣密度(kg/m ³)×爐腹部之截面積(m ²))

此處，爐內殘留爐渣量可從過去之運轉數據求算，而針對投入副原料及反應產物，可利用秤量值或成分值來適當求算。爐渣密度不限於1.0kg/m ³以下，視組成不同亦可採用2.0~3.0kg/m ³之值。

由於爐渣包含生成氣體而會膨脹至10倍左右，故噴槍位置在以上式求算之爐渣高度的10倍左右的高度也可能可獲得通電。另一方面，當無基底金屬附著於噴槍或無冷卻的問題時，將噴槍降下至爐渣高度的0.1倍左右，通電會較為穩定。

由於該膨脹程度會隨著吹煉條件及吹煉的進行狀況不同而改變，故從0.1倍至10倍的範圍中之選擇可因應欲獲得效果之時期，依理論或經驗來決定。若以上述方式設定噴槍高度，便能調整成使電流僅在爐渣密度為1.0kg/m ³程度以下時於爐渣中流通，因此可促進粒狀鐵量之減低。另外，在作業上，由於噴槍不與熔鋼相接，故可穩定進行作業。

前述轉爐宜為具有底吹風口之轉爐。藉由進行底吹，爐渣的攪拌會變強，而可促進減低爐渣內之粒狀鐵量。另外，爐渣與熔鋼的接觸機會會增加，故可促進粒狀鐵從爐渣往熔鋼移動。底吹氣體之流量，在惰性氣體的情況下為0.01~0.2Nm ³/分鐘/噸，而當吹入氧時，則宜為0.1~0.4Nm ³/分鐘/噸的範圍。

作為精煉方法，係於相同轉爐中依序進行以下步驟：第一步驟，進行以脫矽及/或脫磷為目的之吹煉；第二步驟，排出部分爐渣；第三步驟，進行以完工脫磷、脫碳及調整溫度為目的之吹煉；第四步驟，排出已結束調整成目標成分及溫度後之鋼；及、第五步驟，排出殘留於爐內之爐渣中的一部分。 此時，若在第一步驟及第三步驟之供氧時間之一者或兩者中，進行至少10秒以上期間之通電，並且控制成當令流通直流電流之通電時間中直流電流的平均大小為I _P[A]、令在停止供氧前的1分鐘當中之通電時間中前述直流電流的平均大小為I _P’[A]、令轉爐內之熔鋼量為W _s[t]且令爐腹部之爐內截面積為A _s[m ²]時，滿足下述式(1)~式(4)中之至少一者，則大有成效。 I _P≧0.125×W _s・・・式(1) I _P≧1.5×A _s・・・式(2) I _P’≧0.125×W _s・・・式(3) I _P’≧1.5×A _s・・・式(4)

這係因第一步驟及第三步驟之供氧時間係處於爐渣中之粒狀鐵密度增加後之狀態下，而粒狀鐵量之減低可有所進展之故。藉由上述，粒狀鐵會變得容易往熔融鐵合金層沉降，而變得易於減低爐渣中之金屬鐵含量。尤其，在前述第一步驟中粒狀鐵量多，故可有效減低粒狀鐵之參差。

作為轉爐設備1之第一電極21，可於轉爐爐腹配置由例如MgO-C質磚等的含碳磚所構成之電極。亦可如圖3所示使用頂吹供氧噴槍31，來作為第一電極21。而對於第二電極22，可使用含碳磚等。並且第二電極22係以設於轉爐設備1的爐底或爐腹較為適宜。

當於爐腹配置第一電極21時，係以根據轉爐容積所假設之鐵浴12的靜止液面為基準，以設於其200~4000mm上方為佳，設於其200~400mm上方更佳。

使用頂吹供氧噴槍31作為第一電極21時，亦可使其前端可升起或降下，而使其可依照在電極間流通之電流來升起或降下其位置，以控制流通之電流大小。

電源裝置40宜具備以下機制：當第一電極21和第二電極22之間的電阻值在從吹煉開始後起算預先設定之時間，為預先設定之電流值以上時，可阻斷電流之供給。電流值係將來自電流檢測手段41之訊號輸入控制裝置42來求算。然後，當求得之電流值在從吹煉開始後起算預先設定之時間內，為預先設定之電流值以上時，便停止電源裝置40之輸出，阻斷電流之供給。

在剛開始吹煉後，尚無反應產物且投入副原料尚未熔解，而無法形成爐渣，因此尚未整備出電流可於爐渣11內穩定流通之狀況。然而，因爐內附著物或鐵浴之紊亂、或是設備上的不良狀況使得本來應絕緣之處發生漏電等，有時電流會不透過爐渣中便流動。此種狀況下，視電流值而定，有時恐會因發熱而造成設備損傷。藉由具備可阻斷電流之供給的機制，在上述情況下便可阻斷電流，以避免事故。

為了辨別出係在爐渣中流通之電流或並非該種電流，必須考慮電流流通之時期與該時間點之電阻值。如上所述，在吹煉開始後10秒~30秒以內且電極間電阻為1Ω~0.1Ω之範圍時，不透過爐渣便通電的可能性高，而宜設置當觀察到符合該條件的電流時便會阻斷電路之機制。

除上述之外，在因某個問題造成逸散電流流到轉爐外等時，也可阻斷電流之供給，故能夠使設備安全運轉。

電源裝置40若具有可控制成不會流通一定大小以上的電流之功能，則更理想。

此外，宜將脫磷處理之精煉終點的碳濃度設為2.5質量%以上。其原因在於：上述區域之精煉大多係在較低鹼度下進行處理，並且係在低溫下結束，故通電前爐渣的黏性高，爐渣中所含粒狀鐵量多，因此當通電時粒狀鐵量容易減低。

於爐底宜設置由多孔磚所構成之底吹風口50，並宜於精煉中從爐底將氣體吹入到鐵浴12內，藉此來攪拌鐵浴12。底吹風口50可為1個，但以設置多個為佳。

圖1示出於2處設有底吹風口50之情形的示例。從風口流出之氣體並無特別限定，亦可選擇氧、二氧化碳、氮、Ar及LPG等任一單體氣體及2種類以上的混合氣體，並且管線本身亦可使用單管、多重管或集合管等。並且，亦可將電極22與該風口並用。惟，此情況下，必須在風口及管線適當進行導電路線之絕緣，以事先排除大電流在爐體鐵皮及耳軸等流通的可能性。

實施例 以下，舉出更為具體的示例來說明使用有本發明之轉爐設備之精煉方法。

於具有底吹功能之頂吹轉爐設備中，吹煉共計300t之熔銑與冷鐵源。轉爐之爐腹部的爐內直徑為6m。亦即，0.125×W _s之值為37.5，而1.5×A _s之值為42.4。 於爐腹和爐底設置MgO-C電極，並以可在爐體垂直位置連接之方式於爐體側和作業台側設置導體連結機構，並且設置了電源，該電源可控制使500A以上之電流不會流到作業台。 爐腹之電極係設為從插入300t的主原料時之靜止液面起算250mm上方。吹煉開始後，在從爐內之聲響狀態可推測已生成熔融狀態之爐渣的時間點，開始通電，使電流開始上升。之後，進行通電直到吹煉結束為止。 實驗例1~15係以上述實驗條件為基礎，變更通電的時間點，進行了吹煉。吹煉在途中完全沒有中斷，並在將鋼控制成預定成分和溫度後進行出鋼，並且排渣。另外，在各個實驗例中，供氧時間整體設成20分鐘。 在將爐渣接收到爐渣鍋槽，並將其流放到存放場(yard)進行冷卻後，隨機從10處採取拳頭大小的渣塊，分別進行分析，求得金屬鐵含量之平均值。吹煉係進行5次加料，求算當時的爐渣內粒狀鐵量之平均值，並求出5次加料的標準偏差。 於表3示出實驗例1~15的結果。

[表3]

發明例之實驗例1~4係以適當條件進行了精煉，故成功使粒狀鐵量之標準偏差變小。 比較例之實驗例5因電流I _p、電流I _p’皆低，而皆無法滿足式(1)~(4)，無法使粒狀鐵量之標準偏差變小。

產業上之可利用性 根據本發明，可使爐渣中所含粒狀鐵粗大化並使其熔解於金屬浴中，而能穩定獲得金屬鐵含量較以往減少之爐渣，故可提升爐渣之改質處理的效率。其結果，可製得不僅能用於道路的地盤改良材或次底層材料，還可用於底層材料、混凝土用粒料或石材原料等之爐渣，故產業上之可利用性高。

1:轉爐設備 11:爐渣 12:鐵浴(熔融鐵合金浴) 21:第一電極 22:第二電極 31:頂吹供氧噴槍 40:電源裝置 41:電流檢測手段 42:控制裝置 50:底吹風口

圖1係示出本發明之轉爐設備之一例之概要的圖。 圖2A係示出熔銑脫磷期中平均電流值與爐渣中粒狀鐵含量之關係的圖。 圖2B係示出脫碳期中平均電流值與爐渣中粒狀鐵含量之關係的圖。 圖3係本發明之轉爐設備之其他示例之概要的圖。

1:轉爐設備

11:爐渣

12:鐵浴(熔融鐵合金浴)

21:第一電極

22:第二電極

31:頂吹供氧噴槍

40:電源裝置

41:電流檢測手段

42:控制裝置

50:底吹風口

Claims (7)

1. 一種熔融鐵合金之精煉方法，係一邊對轉爐內的熔融鐵合金浴進行供氧，一邊精煉熔融鐵合金；該方法之特徵在於：對第一電極和第二電極之間供給直流電流，該第一電極係配置於前述熔融鐵合金浴的上方，且該第二電極係配置成與前述熔融鐵合金浴相接；並且令流通前述直流電流之通電時間中直流電流的平均大小為I_P[A]、令在停止前述供氧前的1分鐘當中之通電時間中前述直流電流的平均大小為I_P’[A]、令前述轉爐內之熔鋼量為W_s[t]且令爐腹部之爐內截面積為A_s[m²]時，滿足下述式(1)~式(4)中之至少一者；I_P≧0.125×W_s‧‧‧式(1) I_P≧1.5×A_s‧‧‧式(2) I_P’≧0.125×W_s‧‧‧式(3) I_P’≧1.5×A_s‧‧‧式(4)。
2. 如請求項1之熔融鐵合金之精煉方法，其中前述熔融鐵合金之精煉所用爐渣組成為鹼度：0.5以上，氧化鐵濃度：5質量%以上。
3. 如請求項1之熔融鐵合金之精煉方法，其中在以前述熔融鐵合金之精煉進行處理之前，熔融銑鐵的矽濃度為0.25質量%以下。
4. 如請求項1之熔融鐵合金之精煉方法，其中前述熔融鐵合金之精煉所用爐渣之密度在1.0kg/m³以 下。
5. 如請求項1之熔融鐵合金之精煉方法，其中在事先設定之吹煉時間結束前的1分鐘當中，對爐渣通電10秒以上。
6. 如請求項1之熔融鐵合金之精煉方法，其使用中空的頂吹噴槍作為前述第一電極；並且根據爐內殘留爐渣之重量、投入副原料之重量及反應產物之重量、爐渣密度及爐腹部之截面積，來控制前述頂吹噴槍之高度。
7. 如請求項1至6中任一項之熔融鐵合金之精煉方法，其中前述轉爐具有底吹風口。

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