JP5772645B2 - Dephosphorization method for hot metal - Google Patents
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Description
本発明は、上底吹き転炉を用いて行う溶銑の脱りん処理方法において、蛍石に代表されるハロゲン化物を用いることなく、鉄分ロスを抑制しつつ、脱りん率を向上させる方法に関するものである。 The present invention relates to a method for improving the dephosphorization rate while suppressing iron loss without using a halide typified by fluorite in a hot metal dephosphorization method using a top-bottom blow converter. It is.
近年、りん(P)の含有量が低い低P鋼の需要増加に伴い、溶銑段階で予備脱りんを行って溶銑中のりんを除去した後、転炉で脱炭吹錬を実施する製鋼方法が発展してきた。この際の予備脱りん処理は、トーピードカーや溶銑鍋、或いは転炉等の設備を使用し、CaO系の精錬剤と酸素源を添加して行われる。 In recent years, with the increase in demand for low P steel with low phosphorus (P) content, a steelmaking method of performing decarburization blowing in a converter after preliminary phosphorus removal at the hot metal stage to remove phosphorus in the hot metal Has developed. The preliminary dephosphorization process at this time is performed by using a torpedo car, a hot metal ladle, or a converter, and adding a CaO-based refining agent and an oxygen source.
この予備脱りん処理において、脱りん反応を効率的に行わせるには、スラグ塩基度(CaO質量%/SiO2質量%)を上げることが重要である。しかし、スラグ塩基度を上げるとそのために供給するCaO系精錬剤の溶融性が悪くなるため、実操業においては蛍石を精錬剤の一部として添加することで精錬剤の溶融性を確保する方法が、幅広く利用されてきた。 In this preliminary dephosphorization treatment, it is important to increase the slag basicity (CaO mass% / SiO 2 mass%) in order to efficiently perform the dephosphorylation reaction. However, when the slag basicity is increased, the melting property of the CaO-based refining agent to be supplied deteriorates. Therefore, in actual operation, a method for ensuring the refining agent melting property by adding fluorite as a part of the refining agent. Has been widely used.
しかしながら、最近では、環境問題の観点から、製鋼スラグ製品にもフッ素の溶出量および濃度の規制が行われる状況にあり、蛍石等のハロゲン化物を使わない溶銑脱りん処理方法の開発が行なわれている。 However, recently, from the viewpoint of environmental issues, the amount and concentration of fluorine are also regulated in steelmaking slag products, and a hot metal dephosphorization method that does not use halides such as fluorite has been developed. ing.
ハロゲン化物を用いない溶銑の脱りん処理方法として、カルシウムフェライトを用いる方法が知られている。
特許文献1では、少なくとも一部に化合したCaOとFetOを含んだ、主成分をCaOとFetOとする精錬剤を添加する方法が開示されている。
As a hot metal dephosphorization method using no halide, a method using calcium ferrite is known.
In Patent Document 1, including CaO and Fe t O that compound on at least a part, a method of adding a refining agent to the main component CaO and Fe t O is disclosed.
また、特許文献2では、脱りん吹錬終了後にスラグを分析して得られる実塩基度(スラグ中のCaO質量濃度とSiO2質量濃度との比)が1.8〜2.6となるように、カルシウムフェライトを含む精錬剤を少なくとも一部に使用する溶銑の脱りん方法が開示されている。 In Patent Document 2, so that the actual basicity obtained by analyzing the slag after dephosphorization blowing completion (the ratio of the CaO mass concentration and SiO 2 mass concentration in the slag) is 1.8 to 2.6 In addition, a hot metal dephosphorization method using a refining agent containing calcium ferrite at least in part is disclosed.
これらの特許文献1、2ではいずれも、脱りん効率についてのみ記載されるだけで、鉄分ロスについては何ら開示されていない。このため、カルシウムフェライトを用いて効率よく溶融スラグを形成でき、脱りん効率は向上したとしても、一般に塩基度の高いスラグは流動性が悪く、上吹き酸素ジェットによって発生した粒鉄がスラグに捕捉されたままとなり鉄分歩留まりが悪化するという問題が残されている。 In these Patent Documents 1 and 2, only the dephosphorization efficiency is described, and no iron loss is disclosed. Therefore, even if molten slag can be formed efficiently using calcium ferrite and dephosphorization efficiency is improved, slag with high basicity is generally poor in fluidity, and granular iron generated by top-blowing oxygen jet is trapped in slag. The problem remains that the iron yield is deteriorated.
一方、従来から、低塩基度で脱りん効率を向上させる試みがなされている。
特許文献3では、スラグ塩基度を0.8〜1.8として、スラグ中(T.Fe)やスラグ質量を調整する溶銑脱りん方法が開示されているが、スラグ中粒鉄を含めた鉄分歩留まりに関する記載はなく、脱りん効率向上と鉄分歩留まり向上の双方を満たす条件については、その記載から推測することができない。
On the other hand, attempts have been made to improve the dephosphorization efficiency with a low basicity.
Patent Document 3 discloses a hot metal dephosphorization method in which the slag basicity is set to 0.8 to 1.8 to adjust the slag content (T.Fe) and the slag mass, but the iron content including the slag medium grain iron is disclosed. There is no description about the yield, and the condition that satisfies both the dephosphorization efficiency improvement and the iron yield improvement cannot be inferred from the description.
さらに、特許文献4では、スラグ塩基度が1.0〜2.5と比較的低い条件で、上吹き酸素の供給速度を1.5〜5.0Nm3/min/溶銑tonとすることで、高い脱りん効率を得ながら鉄分歩留まりの低下を抑える方法が開示されている。しかしながら、スラグ塩基度が1.0〜2.5で、上吹き酸素の供給速度が1.5〜5.0Nm3/min/溶銑tonという条件は、近年の公知条件の多くを含む広い範囲である。しかも、その発明の課題としている鉄分歩留まりの向上とはスピッティングやダストの発生抑制によるものであって、スラグ中の粒鉄には言及されていない。したがって、そのような広い範囲において、脱りん効率向上と鉄分歩留まり向上の双方を満たす好適条件については、その記載から推測することができない。 Furthermore, in Patent Document 4, the slag basicity is relatively low at 1.0 to 2.5, and the supply rate of the top blown oxygen is 1.5 to 5.0 Nm 3 / min / molten iron ton, A method for suppressing a decrease in iron yield while obtaining high dephosphorization efficiency is disclosed. However, the conditions that the slag basicity is 1.0 to 2.5 and the supply rate of the top blown oxygen is 1.5 to 5.0 Nm 3 / min / molten ton are in a wide range including many of the known conditions in recent years. is there. Moreover, the improvement of the iron yield, which is the subject of the invention, is due to the suppression of spitting and dust generation, and no mention is made of granular iron in the slag. Therefore, in such a wide range, suitable conditions that satisfy both the dephosphorization efficiency improvement and the iron yield improvement cannot be inferred from the description.
本発明は、蛍石に代表されるハロゲン化物を用いることなく、溶銑脱りん処理後のスラグ中に懸濁したままスラグと一緒に排出されてしまう粒鉄を減少させて鉄分歩留まりを向上させ、かつ、脱りん率を低下させることもない高脱りん効率の溶銑脱りん処理方法を提供することを課題とする。 The present invention, without using a halide typified by fluorite, improves the iron yield by reducing the granular iron that is discharged together with the slag while suspended in the slag after the hot metal dephosphorization treatment, Another object of the present invention is to provide a hot metal dephosphorization method with high dephosphorization efficiency that does not decrease the dephosphorization rate.
本発明者らは、溶銑脱りん処理において、蛍石に代表されるハロゲン化物を用いることなく、鉄分ロスを抑制しつつ効率良く脱りん処理する方法として、脱りん剤として必須のCaOと酸素源を含む低融点化合物であるカルシウムフェライトを用いる方法に着目し、この方法と、粉状CaO源を上吹きランスから酸素とともに溶銑に吹き付けて脱りん処理する方法とを組み合わせることを検討した結果、次の知見A〜Dを得ることができた。 In the hot metal dephosphorization treatment, the present inventors have proposed a method for efficiently removing phosphorus without suppressing the loss of iron content without using a halide typified by fluorite. As a result of investigating the combination of this method and the method of spraying powdered CaO source onto hot metal together with oxygen from a top blowing lance and dephosphorizing the powder, These findings A to D could be obtained.
(A)スラグの塩基度を下げることでスラグの流動性が向上し、その結果、脱りん処理後のスラグ中の粒鉄量が著しく減少する。
(B)カルシウムフェライトを適切に使用することで処理中期以降のCaOの溶融滓化が促進され、その結果、比較的低塩基度の条件でも必要な脱りん率を確保することができる。
(A) By reducing the basicity of slag, the fluidity of slag is improved, and as a result, the amount of granular iron in the slag after dephosphorization treatment is significantly reduced.
(B) By appropriately using calcium ferrite, the melt hatching of CaO after the middle stage of the treatment is promoted, and as a result, the necessary dephosphorization rate can be ensured even under relatively low basicity conditions.
(C)上記A項およびB項に加えて、粉状CaOを酸素とともに上吹きランスから適当量吹き付けることでCaOの滓化率を低下させることなく所定の塩基度に高めることができ、しかも、スラグのフォーミングを抑制して、粒鉄ロスを抑制することができる。 (C) In addition to the above items A and B, by blowing an appropriate amount of powdered CaO together with oxygen from an upper blowing lance, it can be increased to a predetermined basicity without reducing the hatching rate of CaO, Slag forming can be suppressed and grain iron loss can be suppressed.
(D)上記A項〜C項は、Siが0.20質量%以上含有されている通常の溶銑を対象とする場合、実操業においてスピッティングやダストの発生量の変化が認められるほどの影響は及ぼさない。 (D) The above-mentioned items A to C are such that when normal hot metal containing 0.20% by mass or more of Si is targeted, changes in spitting and dust generation are observed in actual operation. Does not reach.
上記の知見は、具体的に次に示す発明特定事項を有する本発明によって実現され、上記課題を解決することができる。
(1)上底吹き転炉を用いて行うSiを0.2〜0.6質量%含有する溶銑の脱りん処理方法であって、
脱りん処理時の装入塩基度(CaO質量/SiO2質量)を1.4〜2.0とし、
その装入塩基度の範囲とするために供給するCaO源のうちで、
カルシウムフェライトを塊状で溶銑1tあたり4kg以上供給し、かつ
CaOを粉状で溶銑1tあたり2〜4kgの範囲で、上吹きランスを通じて酸素とともに溶銑へ吹き付けて供給すること
を特徴とする溶銑の脱りん処理方法。
The above-mentioned knowledge is realized by the present invention having the following invention specific matters, and can solve the above-mentioned problems.
(1) A hot metal dephosphorization method containing 0.2 to 0.6% by mass of Si, which is performed using an upper-bottom blowing converter,
The charge basicity (CaO mass / SiO 2 mass) during dephosphorization treatment is set to 1.4 to 2.0,
Among the CaO sources supplied to make the range of the basic charge,
Hot iron dephosphorization characterized in that calcium ferrite is supplied as a lump and supplied in an amount of 4 kg or more per ton of hot metal, and CaO is supplied in the form of powder in the range of 2 to 4 kg per 1 ton of hot metal by spraying with hot oxygen along with oxygen. Processing method.
(2)前記カルシウムフェライトの供給を、上吹きランスによる酸素吹付け開始後、その酸素吹付け時間が全酸素吹付け時間の35%以上80%以下経過する間に行うことを特徴とする上記(1)項に記載の溶銑の脱りん処理方法。 (2) The above-mentioned calcium ferrite is supplied while the oxygen spraying time is 35% or more and 80% or less of the total oxygen spraying time after the start of oxygen spraying by the top blowing lance ( The method for dephosphorizing hot metal as described in item 1).
(3)前記CaOの粉状での供給を、上吹きランスによる酸素吹付け開始後、その酸素吹付け時間が全酸素吹付け時間の80%経過するまでに完了することを特徴とする上記(2)項に記載の溶銑の脱りん処理方法。 (3) The supply of the CaO in powder form is completed by the time when 80% of the total oxygen spraying time has elapsed after the start of oxygen spraying by the top blowing lance ( The method for removing phosphorus from hot metal as described in item 2).
本発明により、蛍石に代表されるハロゲン化物を用いることなく、溶銑脱りん処理後のスラグ中に懸濁したままスラグと一緒に排出されてしまう粒鉄を減少させて鉄分歩留まりを向上させ、かつ、脱りん率を低下させることもない高脱りん効率の溶銑脱りん処理方法が提供される。 According to the present invention, without using a halide typified by fluorite, the iron yield is improved by reducing the granular iron that is discharged together with the slag while being suspended in the slag after the hot metal dephosphorization treatment, In addition, a hot metal dephosphorization method with high dephosphorization efficiency without reducing the dephosphorization rate is provided.
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
(1)一般的な脱りん処理条件
本発明では、上吹きランスと底吹き羽口とを有する上底吹き転炉を用いて、装入塩基度(CaO質量/SiO2質量)を1.4〜2.0とする条件で、溶銑を予備脱りん処理する。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
(1) General dephosphorization treatment conditions In the present invention, using an upper bottom blowing converter having an upper blowing lance and a bottom blowing tuyere, the charging basicity (CaO mass / SiO 2 mass) is set to 1.4. The hot metal is preliminarily dephosphorized under the condition of ~ 2.0.
脱りん処理前の溶銑は、通常、質量%で、C:4.2〜4.7%、Si:0.2〜0.6%、Mn:0.2〜0.5%、P:0.100〜0.130%を含有しており、その溶銑温度は1250〜1390℃である。その溶銑を脱りん処理した後には、質量%で、C:3.5〜3.9%、Si:0.02%以下、Mn:0.1〜0.3%、P:0.03%以下を含有し、その温度を1280〜1350℃とする。 The hot metal before dephosphorization is usually mass%, C: 4.2-4.7%, Si: 0.2-0.6%, Mn: 0.2-0.5%, P: 0 100 to 0.130%, and the hot metal temperature is 1250 to 1390 ° C. After the dephosphorization of the hot metal, in mass%, C: 3.5 to 3.9%, Si: 0.02% or less, Mn: 0.1 to 0.3%, P: 0.03% The following is contained, and the temperature is set to 1280 to 1350 ° C.
上吹きランスからは、酸素ガスを溶銑1tあたり1.0〜2.0Nm3/minの速度で溶銑へ吹き付け、底吹き羽口からは窒素やAr等の撹拌ガスを溶銑1tあたり0.15〜0.45Nm3/minの速度で溶銑中へ吹き込む。 From the top blowing lance, oxygen gas was blown onto the hot metal at a rate of 1.0 to 2.0 Nm 3 / min per 1 ton of hot metal, and stirring gas such as nitrogen or Ar was supplied from the bottom blowing tuyere to 0.15 to 1 t of hot metal. Blow into the hot metal at a rate of 0.45 Nm 3 / min.
(2)装入塩基度
装入塩基度とは、「転炉内へ供給する副原料中に含まれるCaO質量の合計」を分子とし、「転炉内へ供給する副原料中に含まれるSiO2質量の合計」と「溶銑およびスクラップ中に含まれているSiが全部SiO2に酸化されたとした場合のSiO2質量」との合計を分母として計算される比の数値である。脱りん処理後のスラグ塩基度は、この装入塩基度にCaOの滓化率を乗じた数値であって、その滓化率は副原料供給方法や酸素供給方法等の脱りん処理条件に依存し、従来は0.7〜1.0の範囲で変動していた。
(2) Charging basicity Charging basicity refers to the "total amount of CaO contained in the secondary raw material supplied into the converter" as a molecule, and "SiO contained in the secondary raw material supplied into the converter" 2 mass total "and is Si contained in the" hot metal and scrap is a numerical value of the ratio is calculated the sum of the SiO 2 mass "in the case of the oxidized to the total SiO 2 as a denominator. The basicity of slag after dephosphorization is a value obtained by multiplying the charging basicity by the hatching rate of CaO, and the hatching rate depends on the dephosphorization processing conditions such as the auxiliary material supply method and the oxygen supply method. However, conventionally, it fluctuated in the range of 0.7 to 1.0.
本発明では、装入塩基度を1.4〜2.0の範囲で調整する。
図1は、上記した一般的な脱りん処理条件において脱りん処理前の成分を含有する溶銑約240tを、従来の、カルシウムフェライトも粉状CaOの上吹きも用いない方法により脱りん処理した結果を示すグラフである。
In the present invention, the charging basicity is adjusted in the range of 1.4 to 2.0.
FIG. 1 shows the result of dephosphorization treatment of about 240 t of hot metal containing components before dephosphorization treatment under the above-described general dephosphorization treatment conditions by a conventional method using neither calcium ferrite nor powdery CaO. It is a graph which shows.
図1にグラフで示すように、蛍石を用いた場合には、装入塩基度を高くするほど脱りん処理後の溶銑中P濃度が低下しており、装入塩基度が1.4以上で脱りん処理後の溶銑中P濃度は概ね0.030質量%以下になっていた。しかし、蛍石を用いない場合には、全体として脱りん処理後の溶銑中P濃度が高い上に、装入塩基度を高くしても脱りん処理後の溶銑中P濃度を下げる効果は少ししか認められず、処理後溶銑中P濃度を概ね0.030質量%以下にするためには、装入塩基度を、2.0を超える領域まで高める必要があった。 As shown in the graph of FIG. 1, when fluorite is used, the P concentration in the hot metal after dephosphorization decreases as the charging basicity increases, and the charging basicity is 1.4 or more. The concentration of P in the hot metal after dephosphorization was about 0.030% by mass or less. However, when fluorite is not used, the P concentration in hot metal after dephosphorization is high as a whole, and even if the charging basicity is increased, the effect of lowering the concentration of P in hot metal after dephosphorization is little. However, in order to make the P concentration in the molten iron after treatment approximately 0.030% by mass or less, it was necessary to increase the charging basicity to a region exceeding 2.0.
また、図2は、図1と同じ条件で脱りん処理した際の、装入塩基度と鉄分歩留まりとの関係を示すグラフである。
図2にグラフで示すように、蛍石を用いた場合には、装入塩基度を高くしても鉄分歩留まりが低下する傾向は認められなかった。しかし、蛍石を用いなかった場合には全体として鉄分歩留まりが低かった上に、装入塩基度を高くすると鉄分歩留まりが低下する傾向が認められた。この両者の差は、装入塩基度が1.4〜2.0の範囲では約0.5%で一定であったが、装入塩基度が2.0を超えると次第に広がる傾向があった。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the charging basicity and the iron yield when dephosphorization is performed under the same conditions as in FIG.
As shown in the graph of FIG. 2, when fluorite was used, there was no tendency to decrease the iron yield even when the charging basicity was increased. However, when fluorite was not used, the iron yield was low as a whole, and when the charging basicity was increased, the iron yield tended to decrease. The difference between the two was constant at about 0.5% when the charging basicity ranged from 1.4 to 2.0, but when the charging basicity exceeded 2.0, there was a tendency to gradually widen. .
そこで、本発明では蛍石を使わずに、蛍石を使った場合と同様な脱りん処理効果を上げることを目指して、装入塩基度が1.4〜2.0の範囲で調整することとした。
装入塩基度が1.4未満では、蛍石を用いた場合でも処理後の溶銑中P濃度を0.030%以下に安定して低下させることが難しい。また、そのような低塩基度ではスラグのフォーミングが激しく、スロッピングが多くなって鉄分歩留まりが低下してしまうからである。
Therefore, in the present invention, the charging basicity is adjusted within the range of 1.4 to 2.0 with the aim of increasing the dephosphorization effect similar to the case of using fluorite without using fluorite. It was.
When the charging basicity is less than 1.4, it is difficult to stably lower the P concentration in the molten iron to 0.030% or less even when fluorite is used. Also, at such a low basicity, slag formation is intense, so that slapping increases and the iron yield decreases.
一方、装入塩基度が2.0を超えると、蛍石を用いない場合の鉄分歩留まりの低下が大きくなっていたので、蛍石無しによる鉄分歩留まりの低下を新たな発明によって回復させることが難しくなると考えたからである。 On the other hand, when the charging basicity exceeds 2.0, the decrease in the iron yield without using fluorite is large, so it is difficult to recover the decrease in the iron yield due to the absence of fluorite by the new invention. This is because I thought.
この装入塩基度を2.0以下に調整することにより、脱りん処理後のスラグ塩基度が確実に2.0以下となるため、そのような低塩基度のスラグではCaOの滓化率が高く、未滓化のCaOが少なくなっている。したがって、そのようなスラグは、路盤材の原料として用いる際に必要な低い水浸膨張率を得るためにも有利となる。 By adjusting the charging basicity to 2.0 or less, the slag basicity after the dephosphorization treatment is surely 2.0 or less. Therefore, with such low basicity slag, the hatching rate of CaO is increased. High and unhatched CaO is low. Therefore, such a slag is advantageous for obtaining a low water expansion coefficient necessary for use as a raw material for roadbed materials.
(3)カルシウムフェライトおよび粉状CaOの使用条件
本発明では、装入塩基度を調整するために供給するCaO源として、天然鉱物起源の生石灰、軽焼ドロマイト、石灰石等のほか、製鋼精錬時の副生成物である転炉スラグや取鍋スラグ等とともに、合成プリメルト製品であるカルシウムフェライトを溶銑1t当たり4kg以上必ず用いて、CaO源の滓化を促進する。
(3) Use conditions of calcium ferrite and powdered CaO In the present invention, as a CaO source to be supplied to adjust the charging basicity, in addition to quick lime derived from natural minerals, light calcined dolomite, limestone, etc., at the time of steelmaking refining In addition to the converter slag and ladle slag, which are by-products, at least 4 kg of calcium ferrite, which is a synthetic premelt product, is used per 1 ton of hot metal to promote the hatching of the CaO source.
本発明におけるカルシウムフェライトとは、CaOとFe2O3との化合物であって、CaOとFe2O3との割合が質量比で4:6〜3:7のものをいう。
このカルシウムフェライトは、融点が1400℃前後と低いため、本発明に係る処理中の溶銑温度が1250〜1350℃であって、しかも上吹きランスから酸素ガスを吹き付けて溶銑中のSiやC並びにFe等を酸化させて加熱源とする方法では、容易に溶融滓化させられる特性を有している。また、このカルシウムフェライトは、脱りん反応に欠かせないCaOとFeOをともに含有しているため、脱りん剤として優れている。したがって、処理前の溶銑中に含まれているSi等が酸化されてSiO2等となり、カルシウムフェライト以外に副原料として供給されるCaO源等とともに溶融スラグを生成する際、そのスラグ生成を促進するとともに脱りん反応を促進する副原料として好適である。
The calcium ferrite in the present invention, there is provided a compound of CaO and Fe 2 O 3, 4 in a ratio mass ratio of CaO and Fe 2 O 3: 6~3: 7 refers to the.
Since this calcium ferrite has a low melting point of around 1400 ° C., the hot metal temperature during the treatment according to the present invention is 1250 to 1350 ° C., and oxygen gas is blown from the top blowing lance to make Si, C and Fe in the hot metal. In the method of oxidizing such as a heat source, it has a characteristic that it can be easily melted and hatched. Moreover, since this calcium ferrite contains both CaO and FeO indispensable for the dephosphorization reaction, it is excellent as a dephosphorizing agent. Therefore, when Si etc. contained in the hot metal before processing is oxidized to SiO 2 etc., when generating molten slag together with CaO source etc. supplied as an auxiliary material in addition to calcium ferrite, the slag generation is promoted. In addition, it is suitable as an auxiliary material for promoting the dephosphorization reaction.
このカルシウムフェライトの使用量は、装入塩基度が1.4〜2.0であって、上吹きランスから粉状で供給するCaO質量を溶銑1t当たり2〜4kgの範囲で確保した上で、他のCaO含有副原料に代えて多くするほうが溶銑脱りん率の向上には有利となる。ただし、他のCaO含有副原料に比べて高価であるため、次に説明するように、溶銑1t当たり4kg以上用いることによって、処理後の溶銑中P濃度を安定して0.03質量%以下に低減する効果を発揮させられるので、そのことに留意しつつ使用量を調整するとよい。 The amount of calcium ferrite used is 1.4 to 2.0 in charge basicity, and after securing the CaO mass supplied in powder form from the top blowing lance in the range of 2 to 4 kg per 1 ton of hot metal, Increasing the amount in place of other CaO-containing auxiliary materials is advantageous for improving the hot metal dephosphorization rate. However, since it is more expensive than other CaO-containing auxiliary materials, as described below, by using 4 kg or more per 1 ton of hot metal, the P concentration in the hot metal after treatment is stably reduced to 0.03% by mass or less. Since the effect to reduce can be exhibited, it is good to adjust the amount of use while paying attention to it.
図3は、前記した一般的な溶銑脱りん処理条件において、蛍石を用いずに、粉状CaOを酸素とともに上吹きランスから溶銑1t当たり2〜4kg吹き付ける条件下で、溶銑1t当たりのカルシウムフェライト使用量と処理後の溶銑中P%との関係を調査した結果を示すグラフである。 FIG. 3 shows the calcium ferrite per 1 ton of hot metal under the general hot metal dephosphorization conditions described above, in which 2 to 4 kg of powdered CaO is sprayed together with oxygen from an upper blowing lance without using fluorite. It is a graph which shows the result of having investigated the relationship between usage-amount and P% in hot metal after a process.
図3にグラフで示すように、粉状CaOを酸素とともに上吹きランスから溶銑1t当たり2〜4kg吹き付ける効果と合わせて、カルシウムフェライトを溶銑1tあたり4kg以上供給することで、処理後の溶銑中P濃度が安定して0.030%以下になっていることが分かる。 As shown in the graph in FIG. 3, in combination with the effect of spraying powdered CaO together with oxygen from 2 to 4 kg per 1 ton of hot metal from an upper blowing lance, supplying calcium ferrite in an amount of 4 kg or more per 1 ton of hot metal, P in the molten iron after treatment It can be seen that the concentration is stably 0.030% or less.
また、このようなカルシウムフェライトの使用効果は、溶銑中にSiが存在していて容易にSiO2が生成される酸素供給初期に添加するよりも、溶銑中にSiがほぼ存在しなくなる時点以降、すなわち、上吹きランスによる酸素吹付け開始後、その酸素吹付け時間が全酸素吹付け時間の35%以上が経過した後に溶銑上に添加することで、一層好適に発揮されると考えられる。 In addition, the use effect of such calcium ferrite is not more than the time when Si is almost absent in the hot metal rather than adding in the initial stage of oxygen supply where Si is present in the hot metal and SiO 2 is easily generated. That is, it is considered that the oxygen spraying is more suitably performed by adding it on the hot metal after the oxygen spraying time of 35% or more of the total oxygen spraying time has elapsed after the start of the oxygen spraying by the top blowing lance.
ただし、カルシウムフェライトといえども添加後に溶融滓化時間と脱りん反応時間を必要とするので、その添加は上吹きランスによる酸素吹付け開始後、その酸素吹付け時間が全酸素吹付け時間の80%経過するまでに行うことが好ましい。 However, even if calcium ferrite is added, it requires a melt hatching time and a dephosphorization reaction time after addition, so that the oxygen spraying time is 80% of the total oxygen spraying time after the start of oxygen spraying by the top blowing lance. It is preferable to carry out before% elapses.
また、CaO含有副原料の溶融滓化を促進しCaOの滓化率を高めるためには、CaO含有副原料をより細かくして供給することが効果的である。しかしながら、最大粒径を5mm以下とするような細かな粒径分布を有するCaOを転炉の上方から投入添加しても、飛散ロスが多くなってしまい所期の効果を上げることができない。より細かい粒径のCaO源を供給する手段としては、粉状のCaO源を上吹きランスから酸素ガスとともに溶銑に吹き付ける方法が優れている。この方法によれば、粉状のCaO源を用いても飛散ロスを抑制することができ、しかもCaOが高温の火点領域に直接供給されるためにその滓化率も高いことが期待される。 Further, in order to promote the melt hatching of the CaO-containing auxiliary raw material and increase the hatching rate of CaO, it is effective to supply the CaO-containing auxiliary raw material more finely. However, even if CaO having a fine particle size distribution such that the maximum particle size is 5 mm or less is charged and added from above the converter, the scattering loss increases and the intended effect cannot be improved. As a means for supplying a CaO source having a finer particle diameter, a method in which a powdery CaO source is sprayed onto the hot metal together with oxygen gas from an upper blowing lance is excellent. According to this method, even if a powdery CaO source is used, the scattering loss can be suppressed, and since the CaO is directly supplied to the hot spot region, the hatching rate is expected to be high. .
そこで、本発明では、上記したカルシウムフェライトの使用に加えて、さらに、粉状のCaOを上吹きランスを通じて酸素とともに溶銑に吹き付けて、CaOの滓化を促進する。そのため、本発明における粉状のCaO源は、生石灰や転炉スラグ等のCaOを40質量%以上含むCaO源の混合物であって、その混合物全体のCaO含有濃度が80質量%以上としたものを、その最大粒径が3mm以下であるように粉砕したものとする。したがって、生石灰を最大粒径1mm以下に粉砕したものが好適であり、さらに、その最大粒径を0.5mm以下などと細かくしたもののほうが、CaOの滓化を高速化するという点からは一層好ましい。 Therefore, in the present invention, in addition to the use of calcium ferrite as described above, powdered CaO is further sprayed onto the hot metal together with oxygen through an upper blowing lance to promote the hatching of CaO. Therefore, the powdery CaO source in the present invention is a mixture of CaO sources containing 40 mass% or more of CaO such as quick lime or converter slag, and the CaO content concentration of the entire mixture is 80 mass% or more. , And pulverized so that the maximum particle size is 3 mm or less. Accordingly, a crushed quick lime having a maximum particle size of 1 mm or less is preferable, and a finer particle having a maximum particle size of 0.5 mm or less is more preferable from the viewpoint of speeding up the hatching of CaO. .
この吹き付ける粉状のCaOの量は、装入塩基度が1.4〜2.0であって、前記したようにカルシウムフェライトにより供給するCaOの質量を溶銑1t当たり4kg以上確保した上で、多ければ多いほど脱P反応促進には好適と考えられる。しかし、粉状のCaOを使用すると、図4を参照しながら後述するように、スラグのフォーミングが抑制される傾向が認められた。したがって、装入塩基度が1.4に近い低塩基度側ではスラグフォーミングを抑制してスロッピングを防止する効果があるが、装入塩基度が1.7〜2.0のような本発明の技術的範囲内で比較的高い条件では、スラグの流動性を低下させてスラグ中の粒鉄を増加させてしまうことに留意を要する。 The amount of powdered CaO to be sprayed is such that the basicity of charging is 1.4 to 2.0, and the mass of CaO supplied by calcium ferrite as described above is 4 kg or more per 1 ton of hot metal. It is considered that the larger the number, the better the promotion of the de-P reaction. However, when powdered CaO was used, the tendency for slag forming to be suppressed was recognized as described later with reference to FIG. Accordingly, the low basicity side with a charging basicity close to 1.4 has an effect of suppressing slugging and preventing slopping, but the present invention has a charging basicity of 1.7 to 2.0. It should be noted that under relatively high conditions within the technical scope of the above, the fluidity of the slag is reduced and the granular iron in the slag is increased.
図4は、前記した一般的な溶銑脱りん処理条件において、蛍石を用いずに、装入塩基度が1.7〜2.0、かつ、溶銑1t当たりのカルシウムフェライト使用量を4〜8kg用いる条件で、酸素とともに上吹きランスから吹き付ける粉状CaOの量が鉄分歩留まりに及ぼす影響を表すグラフである。 FIG. 4 shows that, under the above-mentioned general hot metal dephosphorization conditions, without using fluorite, the charging basicity is 1.7 to 2.0, and the amount of calcium ferrite used per 1 ton of hot metal is 4 to 8 kg. It is a graph showing the influence which the quantity of the powdery CaO sprayed from an upper blowing lance with oxygen has on iron content yield on the conditions to be used.
図4にグラフで示すように、粉状CaOの使用量が溶銑1t当たり4kgを超える辺りから、鉄分歩留まりが低下することが分かる。この粉状CaOの使用量が多い条件では脱りん処理後のスラグの流動性が低く、粒鉄が多い状況が目視で確認されたため、この鉄分歩留まりの低下はスラグ中の粒鉄が増加に原因があると考えられる。 As shown in the graph of FIG. 4, it can be seen that the iron yield decreases when the amount of powdered CaO used exceeds 4 kg per 1 ton of hot metal. Under conditions where the amount of powdered CaO used is large, the fluidity of the slag after dephosphorization is low, and the situation in which there is a large amount of granular iron was visually confirmed. This decrease in iron yield was caused by the increase in granular iron in the slag. It is thought that there is.
ただし、粉状のCaOの使用には、CaOの滓化率を高め、スラグフォーミングを適度に抑制する効果もあるので、その使用量は溶銑1t当たり2kg以上用いることが適当である。 However, the use of powdered CaO has the effect of increasing the hatching rate of CaO and moderately suppressing slag foaming, so it is appropriate to use 2 kg or more per 1 ton of hot metal.
そこで、本発明では、上記したカルシウムフェライトの使用に加えて、さらに、粉状のCaOを溶銑1t当たり2〜4kgの範囲で、上吹きランスを通じて、酸素とともに溶銑に吹き付けて、CaOの滓化を促進するとともにスラグのフォーミングを適当にコントロールする。 Therefore, in the present invention, in addition to the above-described use of calcium ferrite, further, powdered CaO is sprayed on the hot metal together with oxygen through an upper blowing lance in the range of 2 to 4 kg per 1 ton of hot metal, so that CaO is hatched. Promote and control slag forming appropriately.
上記のような粉状CaOの吹付け効果を上げるためには、脱りん反応促進およびスラグフォーミング抑制の両方に関し、上吹き酸素の吹付け中に或る程度の時間を必要とする。したがって、粉状CaOの吹付けは、上吹きランスによる酸素吹付け開始後、その酸素吹付け時間が全酸素吹付け時間の80%経過するまでに完了させることが好ましい。 In order to improve the spraying effect of the powdered CaO as described above, a certain amount of time is required during the spraying of the top-blown oxygen with respect to both the dephosphorization reaction promotion and the slag foaming suppression. Therefore, it is preferable to complete the spraying of powdered CaO after the start of the oxygen spraying by the top-blowing lance until the oxygen spraying time reaches 80% of the total oxygen spraying time.
次に、実施例を参照しながら本発明をより具体的に説明する。
高炉から出銑された溶銑約240tを機械撹拌式脱硫装置(KR)で脱硫処理した後、脱りん処理用の上底吹き転炉に装入した。上吹きランスは4個の酸素噴出孔を有するものを用い、そこからの酸素供給速度は20000Nm3/h(1.4Nm3/min/t)、底吹きは4本の羽口から窒素供給速度を5400Nm3/h(0.38Nm3/min/t)として実施した。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
About 240 t of hot metal discharged from the blast furnace was desulfurized with a mechanical stirring desulfurizer (KR), and then charged into an upper bottom blowing converter for dephosphorization. The top lance is used having four oxygen ejection holes, the oxygen supply rate is 20000Nm 3 /h(1.4Nm 3 / min / t therefrom), nitrogen feed rate of bottom-blown are four tuyeres It was performed as 5400Nm 3 /h(0.38Nm 3 / min / t ).
カルシウムフェライトは、組成がCaO=38質量%、FetO=60質量%で、最大粒径が50mmの塊状のものを使用し、上吹きランスから吹き付ける粉状CaO源には、組成がCaO=94質量%で、最大粒径が3.0mmの生石灰を用い、それを吹き付ける場合の吹き込み速度は150kg/minとした。 Calcium ferrite has a composition of CaO = 38% by mass, Fe t O = 60% by mass, and has a maximum particle size of 50 mm. A powdery CaO source sprayed from an upper blowing lance has a composition of CaO = Using quick lime of 94% by mass and a maximum particle size of 3.0 mm, the blowing speed when spraying it was 150 kg / min.
吹錬時間は8〜10分間とし、処理後の温度は1280〜1320℃に制御した。
本発明の実施例および比較例の結果を、その副原料供給条件とともに表1に纏めて示し、その表1に示した例を含めて、装入塩基度と脱りん処理後の溶銑中P濃度との関係を図5にグラフで纏めて示す。
The blowing time was 8 to 10 minutes, and the temperature after the treatment was controlled to 1280 to 1320 ° C.
The results of Examples and Comparative Examples of the present invention are summarized in Table 1 together with the auxiliary raw material supply conditions, including the examples shown in Table 1, the charging basicity and the P concentration in hot metal after dephosphorization treatment. FIG. 5 is a graph showing the relationship.
以下、表1のNo.1〜11を説明する
No.1は、請求項1で規定する条件を満たす実施例である。処理後溶銑中P濃度は0.024%と目標値の0.030%以下を達成しており、鉄分歩留まりは97.4%と良好な数値であった。
Hereinafter, No. 1 in Table 1 is used. 1 to 11 will be described. Reference numeral 1 denotes an embodiment that satisfies the conditions specified in claim 1. After the treatment, the P concentration in the molten iron was 0.024%, which was 0.030% or less of the target value, and the iron yield was a good value of 97.4%.
No.2は、請求項1および2で規定する条件を満たす実施例である。No.1と比べて処理後溶銑中P濃度は0.019%に低下し、鉄分歩留まりも97.1%と遜色ない数値であった。 No. 2 is an embodiment that satisfies the conditions specified in claims 1 and 2. No. Compared to 1, the P concentration in the hot metal after the treatment decreased to 0.019%, and the iron yield was 97.1%.
No.3は、請求項1および2で規定する条件を満たす実施例である。No.2同様に、No.1と比べて処理後溶銑中P濃度は0.019%に低下し、鉄分歩留まりも96.9%と遜色ない数値であった。 No. 3 is an embodiment that satisfies the conditions specified in claims 1 and 2. No. 2 as well. Compared to 1, the P concentration in the hot metal after the treatment decreased to 0.019%, and the iron yield was 96.9%, which was inferior numerical values.
No.4は、請求項1〜3で規定する条件を満たす実施例である。No.1〜3と比べて処理後溶銑中P濃度は0.014%に低下し、鉄分歩留まりも98.6%と最も良好な数値であった。 No. 4 is an embodiment that satisfies the conditions specified in claims 1 to 3. No. Compared with 1 to 3, the P concentration in the hot metal after the treatment decreased to 0.014%, and the iron yield was 98.6%, which was the best value.
No.5〜7は、従来例であって、カルシウムフェライトも粉状CaO吹付けも実施していない。装入塩基度を高くするにつれて処理後溶銑中P濃度は低下する傾向にあったが、いずれも目標値である0.030%以下にすることができなかった。 No. 5-7 is a prior art example, and neither calcium ferrite nor powdery CaO spraying is carried out. Although the P concentration in the hot metal after the treatment tended to decrease as the charging basicity was increased, none of the target values could be reduced to 0.030% or less.
No.8は、比較例であって、カルシウムフェライトを少量(2.1kg/t)使用した。しかし、処理後溶銑中P濃度の目標値を達成することができなかった。
No.9は、比較例であって、カルシウムフェライトを少量(1.8kg/t)に加え、粉状CaOを、請求項1で規定する条件を満たす所定量(3.0kg/t)使用した。しかし、処理後溶銑中P濃度の目標値を達成することができなかった。
No. 8 is a comparative example, and a small amount (2.1 kg / t) of calcium ferrite was used. However, the target value of the P concentration in the hot metal after the treatment could not be achieved.
No. 9 is a comparative example in which calcium ferrite was added to a small amount (1.8 kg / t), and powdered CaO was used in a predetermined amount (3.0 kg / t) that satisfies the conditions defined in claim 1. However, the target value of the P concentration in the hot metal after the treatment could not be achieved.
No.10は、比較例であって、カルシウムフェライトを少量(2.2kg/t)に加え、粉状CaOを、請求項1で規定する条件を超える多量(5.8kg/t)使用した。その結果、処理後溶銑中P濃度は0.028%と目標値を達成したが、代わりに鉄分歩留まりが95.4%と大幅に低下してしまい、満足できる結果とならなかった。 No. 10 is a comparative example in which calcium ferrite was added to a small amount (2.2 kg / t), and powdered CaO was used in a large amount (5.8 kg / t) exceeding the conditions defined in claim 1. As a result, the P concentration in the hot metal after the treatment reached the target value of 0.028%, but instead, the iron yield was significantly reduced to 95.4%, and the results were not satisfactory.
さらに、No.11は、比較例であって、粉状CaOを使用せず、代わりにカルシウムフェライトを多量(4.9kg/t)使用して、装入塩基度を所定範囲より高くした例である。その結果、処理後溶銑中P濃度は0.015%と目標値を大きく下回ったが、鉄分歩留まりが95.4%と大幅に低下しており、やはり満足できる結果とはならなかった。 Furthermore, no. 11 is a comparative example, in which powdered CaO is not used, and instead a large amount of calcium ferrite (4.9 kg / t) is used, and the charging basicity is made higher than a predetermined range. As a result, the P concentration in the hot metal after the treatment was 0.015%, which was much lower than the target value. However, the iron yield was significantly reduced to 95.4%, and the results were not satisfactory.
Claims (3)
脱りん処理時の装入塩基度(CaO質量/SiO2質量)を1.4〜2.0とし、
その装入塩基度の範囲とするために供給するCaO源のうちで、
カルシウムフェライトを塊状で溶銑1tあたり4kg以上供給し、
かつ、CaOを粉状で溶銑1tあたり2〜4kgの範囲で、上吹きランスを通じて酸素とともに溶銑へ吹き付けて供給すること
を特徴とする溶銑の脱りん処理方法。 A hot metal dephosphorization method containing 0.2 to 0.6% by mass of Si using an upper-bottom blowing converter,
The charge basicity (CaO mass / SiO 2 mass) during dephosphorization treatment is set to 1.4 to 2.0,
Among the CaO sources supplied to make the range of the basic charge,
Supply calcium ferrite in 4kg or more per ton of hot metal in bulk,
And the hot metal dephosphorization processing method characterized by supplying CaO in powder form in the range of 2 to 4 kg per 1 ton of molten iron by spraying the molten metal together with oxygen through an upper blowing lance.
を特徴とする請求項1に記載の溶銑の脱りん処理方法。 The supply of the calcium ferrite is performed while the oxygen spraying time is 35% or more and 80% or less of the total oxygen spraying time after the start of oxygen spraying by the top blowing lance. The hot metal dephosphorization processing method of description.
を特徴とする請求項2に記載の溶銑の脱りん処理方法。 The supply of the CaO in powder form is completed by the time when 80% of the total oxygen blowing time has elapsed after the start of oxygen blowing by the upper blowing lance. The hot metal dephosphorization processing method of description.
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