JP3733689B2

JP3733689B2 - Hot metal desulfurization method

Info

Publication number: JP3733689B2
Application number: JP09157697A
Authority: JP
Inventors: 稔文八幡; 伸和北川; 光紀牧野; 治志奥田; 純一蓮沼
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2017-03-26
Also published as: JPH10265816A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶銑の脱硫方法に係り、特に、高炉より出銑した溶銑を転炉吹錬前に、混銑車等の容器中で予備処理するに際し、その一工程としての脱硫処理の改善技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に溶銑の脱硫剤として使用されているものは２種類に大別できる。最も一般的な脱硫剤としてはＣａＯを主体とし、これに蛍石、炭酸カルシウム、炭化カルシウム等の１もしくは２以上を混合したものと、他にソーダ灰を主体とし、これに蛍石、酸化鉄等の若干を配合したものが使用されている。
しかし、ソーダ灰系脱硫剤はコスト高になる欠点のほか、処理時に温度降下、および蒸発損失が大きく、かつ混銑車の耐火材と化学反応を起し、これを甚だしく損傷するという問題がある。それ故特別の場合を除くほか、通常ＣａＯ系脱硫剤が価格も安価であり多用されている。
【０００３】
しかしながらＣａＯを主体とする脱硫剤も、ＣａＯの融点は２５７０℃と非常に高温であるので蛍石、ソーダ灰、石灰石、炭化石灰等と混合使用されている。
その脱硫方法は次式のとおりである。
ＣａＯ＋Ｓ＝ＣａＳ＋Ｏ…………（１）
従って、還元雰囲気中において反応は（１）式の右側へ進行する筈である。
ところが従来使用している前記フラツクスの吹込みによっては、通常石灰系脱硫剤の脱硫反応効率は他のソーダ灰系脱硫剤等に比べ低く、フラツクス量を多量に消費しなければ目的とする脱硫を達成することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記溶銑の脱硫方法に関する上記従来技術の問題点に鑑み、脱硫反応効率を従来以上に向上させると共に、フラツクス使用量を低減する改善した脱硫方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記（１）式により脱硫方法が進行するためには、還元雰囲気中であることが必要である。本発明者らは、混銑車中の溶銑の脱硫について種々研究をした結果、脱硫フラツクス中にＣおよびＡｌ等の還元剤を少量混入することにより、上記（１）式の反応が著しく進行することを見出し、実験を繰返した結果、本発明を完成することができた。
【０００６】
本発明の要旨するところは次の如くである。すなわち、「還元性雰囲気中の溶銑に石灰を主体とし、これに蛍石、炭酸カルシウム、炭化カルシウムのうちより選ばれたる１もしくは２以上を混じたフラックス中に炭素およびアルミニウムの粉末を混合添加する溶銑の脱硫方法において、前記フラックス中に混合添加する炭素およびアルミニウムの割合を、全フラックス量に対してそれぞれ２〜４重量％、２．５〜５．５重量の範囲とすることを特徴とする溶銑の脱硫方法。」である。しかして、該アルミニウムとしては通常Ａ１５０〜５５％を含有するＡｌ滓を使用するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
従来の脱硫剤フラックスは通常次の組成のものが多かった。
ＣａＯ３０〜５０％
ＣａＣＯ_３３０〜５０％
ＣａＦ_２３〜１０％
本発明は上記組成の従来の脱硫剤に
Ｃ２〜４％
Ａ１２．５〜５．５％
を混入するもので、添加カーボン粉末としては、特に限定を必要とせず、石炭、コークス、ピッチ等何れでもよい。添加アルミニウム粉としても特に限定しないが、Ａｌ滓は価格も安く添加原料として優れている。Ａｌ滓はほぼ次の成分よりなるものである。
Ａｌ５０〜５５％
Ａ１_２０_３２０〜２５％
Ｓｉ０_２８〜１２％
本発明者らは実脱硫操業において、従来組成のフラックスにＣ２〜４％、Ａｌ粉として、Ａｌ滓５〜１０％（Ａｌ量換算２．５〜５．５％）を混入することにより、脱硫反応効率を上昇させ、処理時間が短縮できることを見出した。
【０００８】
本発明による脱硫反応は次の化学反応によって促進するものと解される。
ＣａＯ＋Ｓ＋Ａｌ→ＣａＳ＋Ａｌ₂Ｏ₃………（２）
ＣａＯ＋Ｓ＋Ｃ →ＣａＳ＋ＣＯ……………（３）
上記発明により添加するＣ、Ａｌ滓のフラツクスへの添加割合は、Ｃ２％未満、Ａｌ滓５％未満の場合には、（２）、（３）の反応がほとんど進行せず、また逆にＣが４％を越し、Ａｌ滓が１０％を越すと、何れも多過ぎて
Ｐ₂Ｏ₅＋Ａｌ→Ｐ＋Ａｌ₂Ｏ₃…………………（４）
Ｐ₂Ｏ₅＋Ｃ→Ｐ＋ＣＯ…………………………（５）
なる（４）、（５）の反応により溶銑中に復Ｐするという問題が生じるので、Ｃは２〜４％、Ａｌ滓は５〜１０％の範囲内に限定した。Ａｌ滓５〜１０％はＡｌ換算２．５〜５．５％である。上記（１）、（２）、（３）の反応促進に、撹拌作用を必要とするので、不活性ガスをキャリアガスとしてランスにより粉末状態で溶銑中に吹込む方法をとるものである。
【０００９】
【実施例】
同一混銑車に積載された溶銑に対し、従来方法による脱硫フラツクスを使用して脱硫した場合と、本発明により、これにＣおよびＡｌ滓を混合したフラツクスを使用した場合とについて、脱硫反応効率（％）と脱硫処理前後の平均Ｓ含有量（（処理前Ｓ＋処理後Ｓ）／２）との関係を調査した結果は図１に示すとおりである。
脱硫は前記（１）式もしくは（２）、（３）式により進行するので溶銑中のＳ濃度の低下に伴い反応効率は低下する。
本実施例に使用したフラツクスの成分組成は表１のとおりである。
【００１０】
【表１】

【００１１】
図１においては本発明によるものは●印で示し、従来法によるものは○印で示したが、プロット点を平均するとそれぞれほぼＡ直線、Ｂ直線にて示される。この結果から評価すると、本発明によるＡ直線にて示される脱硫反応効率は、Ｂ直線にて示される従来法の脱硫反応効率に比し、約５０％上昇したことを示している。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は、溶銑の脱硫方法において、従来フラツクスとして使用していた石灰系フラツクスすなわち、ＣａＯ、ＣａＣＯ₃、ＣａＦ₂の混合粉に対し、ＣおよびＡｌを混合添加することにより、特に総量に対しＣ２〜４％、Ａｌ２．５〜５．５％を混合添加することにより次の効果を挙げることができた。
（イ）脱硫反応効率を従来の５０％を上昇させた。
（ロ）（イ）の結果脱硫フラツクス使用量を従来の溶銑ｔ当り１４ｋｇ／ｔから９．５ｋｇ／ｔに減少できた。
（ハ）（イ）の結果、混銑車における脱硫処理時間を従来のチャージ当り２８分から１９分に短縮できた。
（ニ）（イ）の結果、脱硫フラツクス量を低減できたので発生スラグ量は従来法に比し３．２ｋｇ／ｔ減少することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による混銑車中における溶銑の脱硫処理前後における平均含有Ｓ値（１／２（処理前Ｓ＋処理後Ｓ））と脱硫反応効率（％）を従来法におけるそれと比較対比する関係線図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot metal desulfurization method, and more particularly, to a technique for improving a desulfurization process as one step in pretreatment of hot metal discharged from a blast furnace in a container such as a kneading car before converter blowing.
[0002]
[Prior art]
In general, those used as hot metal desulfurization agents can be roughly classified into two types. The most common desulfurization agent is mainly CaO, mixed with one or more of fluorite, calcium carbonate, calcium carbide, etc., and soda ash, and fluorite and iron oxide. The thing which mix | blended some etc. is used.
However, the soda ash-based desulfurizing agent has the disadvantages of high costs, a large temperature drop and evaporation loss during processing, and a chemical reaction with the refractory material of the kneading vehicle, causing serious damage. Therefore, except for special cases, a CaO-based desulfurizing agent is usually used at a low price.
[0003]
However, a desulfurizing agent mainly composed of CaO is also used in combination with fluorite, soda ash, limestone, lime carbide, etc. because the melting point of CaO is as high as 2570 ° C.
The desulfurization method is as follows.
CaO + S = CaS + O (1)
Therefore, the reaction should proceed to the right side of the equation (1) in a reducing atmosphere.
However, depending on the conventional blow-in of the flux, the desulfurization efficiency of the lime-based desulfurizing agent is usually lower than that of other soda ash-based desulfurizing agents. Could not be achieved.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an improved desulfurization method that improves the desulfurization reaction efficiency more than before and reduces the amount of flux used in view of the above-mentioned problems of the prior art relating to the hot metal desulfurization method. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order for the desulfurization method to proceed according to the above formula (1), it is necessary to be in a reducing atmosphere. As a result of various studies on the desulfurization of hot metal in a kneading vehicle, the present inventors show that the reaction of the above formula (1) proceeds remarkably by mixing a small amount of a reducing agent such as C and Al in the desulfurization flux. As a result of repeating the experiment, the present invention was completed.
[0006]
The gist of the present invention is as follows. That is, “ addition of carbon and aluminum powder into a flux in which hot metal in a reducing atmosphere is mainly composed of lime and mixed with one or more selected from fluorite, calcium carbonate, and calcium carbide. In the hot metal desulfurization method, the ratio of carbon and aluminum mixed and added to the flux is in the range of 2 to 4 wt% and 2.5 to 5.5 wt% with respect to the total flux amount, respectively. Hot metal desulfurization method. " Therefore, as the aluminum, Al soot usually containing 150 to 55% of A is used.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Conventional desulfurizing fluxes usually have the following composition.
CaO 30-50%
CaCO ₃ 30-50%
CaF ₂ 3-10%
In the present invention, C 2-4% is added to the conventional desulfurizing agent having the above composition.
A1 2.5-5.5%
The additive carbon powder is not particularly limited and may be any of coal, coke, pitch, and the like. The additive aluminum powder is not particularly limited, but Al soot is inexpensive and excellent as an additive material. Al soot is substantially composed of the following components.
Al 50 ~55%
A1 ₂ 0 ₃ 20-25%
Si0 ₂ 8~12%
In the actual desulfurization operation, the present inventors incorporated C 2-4% into the flux of the conventional composition, and Al powder 5-10% (Al amount conversion 2.5-5.5%) as Al powder , It has been found that the desulfurization reaction efficiency can be increased and the processing time can be shortened.
[0008]
It is understood that the desulfurization reaction according to the present invention is promoted by the following chemical reaction.
CaO + S + Al → CaS + Al ₂ O ₃ (2)
CaO + S + C → CaS + CO ………… (3)
The addition ratio of C and Al soot added to the above-mentioned invention is less than 2% C and less than 5% Al so that the reactions (2) and (3) hardly proceed, and conversely When C exceeds 4% and Al 滓 exceeds 10%, both are too much and P ₂ O ₅ + Al → P + Al ₂ O ₃ (4)
P ₂ O ₅ + C → P + CO …………………… （5）
As a result of the reaction of (4) and (5), the problem of recovery P occurs in the hot metal, so C is limited to the range of 2 to 4% and Al is limited to the range of 5 to 10%. Al content of 5 to 10% is 2.5 to 5.5% in terms of Al. Since the agitation action is required to promote the reactions (1), (2), and (3) above, a method is used in which an inert gas is blown into the hot metal in a powder state with a lance as a carrier gas.
[0009]
【Example】
Desulfurization reaction efficiency (when desulfurization using desulfurization flux by the conventional method is performed on hot metal loaded on the same kneading vehicle and when flux mixed with C and Al soot is used according to the present invention (desulfurization reaction efficiency) %) And the average S content before and after the desulfurization treatment ((pre-treatment S + post-treatment S) / 2) are shown in FIG.
Since desulfurization proceeds according to the above formula (1) or (2) and (3), the reaction efficiency decreases as the S concentration in the hot metal decreases.
The component composition of the flux used in this example is shown in Table 1.
[0010]
[Table 1]

[0011]
In FIG. 1, those according to the present invention are indicated by ●, and those according to the conventional method are indicated by ○, but when the plot points are averaged, they are indicated by A line and B line, respectively. Evaluation from this result shows that the desulfurization reaction efficiency shown by the A line according to the present invention is increased by about 50% compared to the desulfurization reaction efficiency of the conventional method shown by the B line.
[0012]
【The invention's effect】
In the present invention, in the hot metal desulfurization method, C and Al are mixed and added to the lime-based flux, that is, the mixed powder of CaO, CaCO ₃ , and CaF ₂ , which has been conventionally used as a flux, so that C By adding 2 to 4% and Al 2.5 to 5.5%, the following effects could be obtained.
(Ii) The desulfurization reaction efficiency was increased by 50% of the conventional efficiency.
(B) As a result of (i), the amount of desulfurization flux used could be reduced from 14 kg / t per conventional hot metal t to 9.5 kg / t.
(C) As a result of (a), the desulfurization processing time in the kneading vehicle could be shortened from 28 minutes per conventional charge to 19 minutes.
(D) As a result of (i), the amount of desulfurization flux could be reduced, so that the amount of generated slag could be reduced by 3.2 kg / t compared to the conventional method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 compares the average S content (1/2 (pre-treatment S + post-treatment S)) and desulfurization reaction efficiency (%) before and after desulfurization treatment of hot metal in a kneading vehicle according to an embodiment of the present invention with those of a conventional method. It is a relationship diagram to contrast.

Claims

Hot metal desulfurization in which hot metal in a reducing atmosphere is mainly composed of lime, and carbon and aluminum powders are mixed and added to a flux containing one or more selected from fluorite, calcium carbonate, and calcium carbide. In the method, desulfurization of hot metal characterized in that the ratio of carbon and aluminum mixed and added to the flux is in the range of 2 to 4 wt% and 2.5 to 5.5 wt% with respect to the total flux amount, respectively. Method.

The aluminum source mixed and added into the flux is Al soot containing 50 to 55% Al, and the entire mixed flux powder is blown into the hot metal by a lance using an inert gas as a carrier gas. 2. The hot metal desulfurization method according to 1.