JP7626032B2 - Desulfurization method for molten iron - Google Patents
Desulfurization method for molten iron Download PDFInfo
- Publication number
- JP7626032B2 JP7626032B2 JP2021184791A JP2021184791A JP7626032B2 JP 7626032 B2 JP7626032 B2 JP 7626032B2 JP 2021184791 A JP2021184791 A JP 2021184791A JP 2021184791 A JP2021184791 A JP 2021184791A JP 7626032 B2 JP7626032 B2 JP 7626032B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- molten iron
- desulfurization
- desulfurizing
- desulfurization agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
本発明は、脱硫剤を添加した溶銑を前記溶銑に浸漬させたインペラにより攪拌して溶銑の脱硫処理を行なう方法に関する。 The present invention relates to a method for desulfurizing molten iron by stirring the molten iron to which a desulfurizing agent has been added using an impeller immersed in the molten iron.
現在、溶銑の脱硫処理方法としては、溶銑鍋内に収容された溶銑に脱硫剤などを添加し、インペラを用いて溶銑を機械的に攪拌する方法が主流になっている。この方法において、脱硫剤の溶銑との反応効率を向上させるための技術が検討されてきた。 Currently, the mainstream method for desulfurizing molten pig iron is to add a desulfurizing agent to the molten pig iron contained in a molten pig iron ladle and mechanically stir the molten pig iron using an impeller. In this method, technologies have been developed to improve the reaction efficiency of the desulfurizing agent with the molten pig iron.
例えば、特許文献1には、脱硫処理の開始から所定時間経過までインペラを所定の回転数で回転させるようにした後、一旦インペラの回転数を相対的に下げて一定時間保持し、引き続きインペラの回転数を低下時よりも相対的に上げて一定時間保持する方法が開示されている。この方法によれば、脱硫処理期間の途中において、インペラの回転数を一時的に低下させることにより溶銑中の硫黄と反応した脱硫剤を溶銑の表面に一旦上昇させ、その状態からインペラの回転数を再び上げるようにしたので、上昇した脱硫剤がインペラと衝突することで亀裂が生じて新たな反応界面が出現し、これにより新たな脱硫反応が進行すると記載されている。
For example,
特許文献2には、脱硫剤を複数回に分けて溶銑に添加し、2回目以降の脱硫剤の添加のうち、少なくとも一回の添加は、一時的に攪拌を停止若しくは攪拌力を弱めることで溶銑表面にスラグを浮上させ、その浮上したスラグ上に脱硫剤を添加する方法が開示されている。この方法によれば、既に添加した脱硫剤を溶銑内に分散可能な攪拌状態で新たに脱硫剤を添加すると、新たに添加した脱硫剤は、溶銑表面に接触したときに凝集してしまうので、一時的に上記攪拌を停止若しくは攪拌力を弱めた状態で脱硫剤を添加する。その後に、脱硫剤を分散可能な攪拌力に戻して浮上したスラグ中の新規脱硫剤をスラグと共に溶銑内に導入することで脱硫の反応率の向上を図ることができると記載されている。
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載の方法は、ともに処理の途中でインペラの回転数を低下させることが特徴となっている。これに起因した以下に記す問題点があった。すなわち、溶銑は比重が大きいため、インペラによる撹拌で一旦溶銑の流れが形成されると大きな慣性力が生じ、インペラの回転数を低下させてもすぐには溶銑の流速が低下しない。このため、インペラの回転数を低下させてからインペラの回転数を上げたり脱硫剤を添加したりするまでしばらく待たねばならず、添加した脱硫剤を充分に反応させるようインペラの回転数を上げた後の撹拌時間を確保しようとすると処理時間の延長を余儀なくされていた。また、処理時間の延長を避けるため、インペラの回転数を低下させてからすぐにインペラの回転数を上げたり脱硫剤を添加したりした場合には顕著な脱硫促進効果は認められなかった。さらに、インペラの回転にブレーキをかけたり逆回転させたりして溶銑の流動を抑える検討も行なったが、モータやインペラに負荷がかかり、設備保全コストの上昇が見込まれた。
However, the methods described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、添加した脱硫剤の反応効率を向上できる溶銑の脱硫処理方法を提案することである。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to propose a method for desulfurizing molten iron that can improve the reaction efficiency of the added desulfurizing agent.
上記課題を有利に解決する本発明にかかる溶銑の脱硫処理方法は、溶銑鍋に保持され脱硫剤を添加した溶銑を前記溶銑に浸漬させたインペラにより攪拌して前記溶銑の脱硫処理を行なう方法であって、前記溶銑に前記インペラを所定位置まで浸漬し前記インペラを所定回転数で回転させて前記脱硫処理を開始する処理開始ステップと、前記脱硫処理中に脱硫剤を溶銑に添加する脱硫剤添加ステップと、前記インペラの前記溶銑への浸漬深さを、前記脱硫処理中にそれまでの浸漬深さより深くするインペラ下降ステップと、前記インペラの回転を停止し前記インペラを前記溶銑の浴面上に引き上げる処理終了ステップと、を含み、前記脱硫剤添加ステップの直後、同時、または直前に前記インペラ下降ステップを実行する、
ものである。
The present invention provides a method for desulfurizing molten pig iron, which advantageously solves the above-mentioned problems, for desulfurizing molten pig iron held in a molten pig iron ladle and to which a desulfurizing agent has been added, by stirring the molten pig iron with an impeller immersed in the molten pig iron, the method including a process initiation step of immersing the impeller in the molten pig iron to a predetermined position and rotating the impeller at a predetermined rotation speed to start the desulfurization process, a desulfurization agent addition step of adding the desulfurization agent to the molten pig iron during the desulfurization process, an impeller lowering step of increasing the immersion depth of the impeller in the molten pig iron to a depth greater than the previous immersion depth during the desulfurization process, and a process termination step of stopping the rotation of the impeller and raising the impeller above the bath surface of the molten pig iron, the impeller lowering step being performed immediately after, simultaneously with, or immediately before the desulfurization agent addition step.
It is something.
なお、本発明にかかる溶銑の脱硫処理方法は、
(ア)前記インペラ下降ステップにおけるインペラの下降量が、前記溶銑鍋に保持された前記溶銑の浴深に対して1~10%の範囲であること、
(イ)前記インペラ下降ステップの実行中は、前記インペラの回転の軸心位置を該インペラの羽根部の直径の0.5~5%の範囲で変動させつつ前記インペラを回転させること、
(ウ)前記脱硫剤添加ステップを2回以上実行すること、
(エ)一の前記脱硫剤添加ステップから直後の前記脱硫剤添加ステップまでの時間間隔および最後の前記脱硫剤添加ステップから処理終了ステップまでの時間間隔を、前記処理開始ステップ完了から前記処理終了ステップ完了までの予定時間に対して10~50%の範囲の時間とすること、
(オ)さらに、前記脱硫処理中に脱酸剤を前記溶銑に添加する脱酸剤添加ステップを少なくとも1回実行すること、
(カ)前記脱酸剤添加ステップは、前記脱硫剤添加ステップのいずれか1回以上または全ての実行の直前に実行すること、
などが好ましい解決手段になり得るものと考えられる。
The method for desulfurizing molten iron according to the present invention comprises the steps of:
(A) the amount of descent of the impeller in the impeller lowering step is in the range of 1 to 10% of the bath depth of the molten iron held in the molten iron ladle;
(i) rotating the impeller while varying an axial position of the impeller within a range of 0.5 to 5% of a diameter of a blade portion of the impeller during the impeller lowering step;
(C) performing the desulfurization agent addition step two or more times;
(D) The time interval from one of the desulfurization agent addition steps to the immediately following desulfurization agent addition step and the time interval from the last desulfurization agent addition step to the treatment end step are set to a time in the range of 10 to 50% of the scheduled time from the completion of the treatment start step to the completion of the treatment end step;
(E) further performing a deoxidizer addition step of adding a deoxidizer to the molten iron during the desulfurization treatment at least once;
(F) the deoxidizing agent addition step is performed immediately before any one or more or all of the desulfurizing agent addition steps are performed;
This is thought to be a preferable solution.
本発明によれば、脱硫剤の添加時またはその前後にインペラを下降させるので、溶銑に非定常な流動が生じ、新たに添加した脱硫剤が凝集せず溶銑中に分散しやすくなる。また、インペラ下降中は、インペラの回転の軸心位置を変動させつつインペラを回転させると、溶銑に更に非定常な流動が生じるとともに、インペラ直下に形成される空洞の渦部に取り込まれて実質的に反応に寄与しない脱硫剤の量を低減できる。その結果、添加した脱硫剤の脱硫反応効率を向上させることが可能となる。 According to the present invention, the impeller is lowered when the desulfurization agent is added or before or after, which creates an unsteady flow in the molten iron and makes it easier for the newly added desulfurization agent to disperse in the molten iron without agglomerating. In addition, if the impeller is rotated while varying the axial position of the impeller while it is lowering, an even more unsteady flow is created in the molten iron and the amount of desulfurization agent that is captured in the vortex of the cavity formed directly below the impeller and does not substantially contribute to the reaction can be reduced. As a result, it is possible to improve the desulfurization reaction efficiency of the added desulfurization agent.
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 The following is a detailed description of the embodiments of the present invention. Note that the following embodiments are intended to exemplify devices and methods for embodying the technical ideas of the present invention, and are not intended to specify the configurations described below. In other words, the technical ideas of the present invention can be modified in various ways within the technical scope described in the claims.
図1は、本発明の一実施形態にかかる溶銑の脱硫処理方法に用いて好適な撹拌式脱硫装置の概要を示す模式正面図である。図2(a)は、図1のA-A視部分上面図である。図2(b)は、図1のB-B視部分上面図である。撹拌式脱硫装置1は、溶銑41を満たした溶銑鍋40を挟んで立設されたガイド2と、溶銑鍋40にのぞんで溶銑の撹拌を行う撹拌機3と、撹拌機3をガイド2に沿って昇降させる昇降装置35とによって構成される。
Figure 1 is a schematic front view showing an outline of an agitation type desulfurization device suitable for use in a molten pig iron desulfurization treatment method according to one embodiment of the present invention. Figure 2(a) is a top view of the A-A portion of Figure 1. Figure 2(b) is a top view of the B-B portion of Figure 1. The agitation
昇降装置35は滑車を介してモータMwおよびキャリッジ4に締結されたワイヤ36からなる。撹拌機3の昇降は、キャリッジ4を吊り下げたワイヤ36をモータMwで巻取り又は引き出して行う。昇降装置35によって、脱硫処理中にインペラ6の昇降制御を行なうことが可能である。図2(a)に示すように、ガイド2には、レール18を設けている。また、キャリッジ4にはキャリッジ4に軸支されるローラ14をレール18に沿って隙間なく滑動し得るように設けている。これにより、撹拌機3がガイド2に沿ってガタつき少なく昇降することができる。
The
撹拌機3は、駆動モータ31と減速機32からなるインペラ駆動装置30を格納するキャリッジ4、キャリッジ4の下方に延伸する駆動シャフト5及び駆動シャフト5に連結され溶融金属を撹拌するインペラ6を有する。インペラ6は、例えば翼型のインペラ6から構成する。インペラ6の駆動シャフト5は、軸を上下に向けて配置され、駆動モータ31によって回転可能となっている。駆動モータ31は、コントローラ7からの指令に応じて回転数の制御が実施される。
The
脱硫剤9は、脱硫剤添加装置8より溶銑41に向けて添加される。脱硫剤添加装置8は、コントローラ7からの指令に応じて所定量の脱硫剤9をホッパー60から切り出し、シュート50を介して溶銑41に添加可能となっている。
The
コントローラ7には、インペラ6の回転パターン、インペラ6の昇降パターン、および脱硫剤9の添加パターンのスケジュール情報を入力する。コントローラ7はコンピュータまたはリレーシーケンサなどで構成することができる。
Schedule information for the rotation pattern of the
本実施形態に用いる撹拌式脱硫装置1では、キャリッジ4の下端にマスト20を懸下する。マスト20は円筒状でキャリッジ4から下方に延伸し駆動シャフト5を覆うよう設けられる。そしてマスト20の水平方向の振動を抑えるための振動抑制機構21を更に設ける。振動抑制機構21は、ガイド2に支持され、マスト20に向けて伸縮する油圧シリンダ22と、油圧シリンダ22のロッド22Aの端に設けた押圧力伝達機構23を介して軸支される鼓状のクランプロール24とからなる。振動抑制機構21をマスト20の周方向に2か所以上設けてマスト20の振動を抑える。クランプロール24は、油圧シリンダ22により常に所定の圧力でマスト20に押圧される。これにより、キャリッジ4の昇降時やインペラ6の回転中のマスト20の振動を抑え、キャリッジ4、撹拌機3およびガイド2に作用する衝撃負荷を低減することができる。
In the agitation
なお、図3および4の他の形式の撹拌式脱硫装置1’に示すように、キャリッジ4とガイド2との間に押し具付きローラ10を介在せしめてもよい。例えば押し具付きローラ10は、キャリッジ4にその端部を支持され、ガイド2に向けてガイド2を押圧する油圧シリンダ11と、そのロッド12の端に設けたブラケット13に軸支されるローラ14からなる。ローラ14は、油圧シリンダ11により常に所定の圧力でレール18に押圧され、ローラ14とレール18の間に隙間を生じないようになっている。レール18が凸状をなし、ローラ14のV状溝15が滑合することが好ましい。これにより、撹拌機3がガイド2に沿ってよりガタつき少なく昇降し、撹拌機3やガイド2に作用する衝撃負荷を低減することができる。
As shown in another type of agitator type desulfurization device 1' in Figures 3 and 4, a roller with a
次に、本実施形態にかかる溶銑の脱硫処理方法における処理の動作について説明する。溶銑41を収容した溶銑鍋40内に対し上方からインペラ6を挿入することで、当該インペラ6を溶銑41内に浸漬した状態とする。そして、インペラ6を所定回転数で回転駆動することで、溶銑鍋40内の溶銑41が機械的に攪拌され、溶銑41に添加した脱硫剤9を溶銑41中に分散させることで脱硫が行なわれる。
Next, the operation of the process in the molten pig iron desulfurization process method according to this embodiment will be described. The
従来のインペラ6の昇降制御は、インペラ6を溶銑鍋40内に下降してインペラ6の溶銑41への浸漬を行い、続けて脱硫剤を添加してインペラ6の高さを一定に保持しつつ回転させて攪拌して脱硫処理を行なう。そして、脱硫処理が終了したら、インペラ6を上昇させて当該インペラ6を溶銑鍋40から取り出す。
Conventional lifting and lowering control of the
これに対し、本実施形態では、脱硫処理中に少なくとも1回脱硫剤9を溶銑41に添加する第1、第2・・・第nの脱硫剤添加ステップと、インペラ6の溶銑41への浸漬深さを、当該脱硫処理中にそれまでの浸漬深さより深くする第1、第2・・・第nのインペラ下降ステップと、を有す。ここで、nは1以上の整数とする。各脱硫剤添加ステップの直後、同時または直前にそれぞれのインペラ下降ステップを実行する。すなわち、脱硫処理中に1回以上脱硫剤9の添加を行ない、各脱硫剤9の添加毎に脱硫剤9の添加直前、同時または添加直後にインペラ6の浸漬深さを深くする。より具体的には、コントローラ7は、脱硫剤9の添加タイミングに同期してインペラ6を下降、つまりインペラ6の溶銑41に対する浸漬深さを変更する指令を上記インペラ昇降装置35に出力する。
In contrast, the present embodiment includes a first, second, ... n-th desulfurization agent addition step in which the
なお、本実施形態では、各脱硫剤添加ステップの直後にそれぞれのインペラ下降ステップを実行することがより好ましい。インペラ6の下降中、インペラ6を水平方向に振動させながら回転させるようにした場合、その効果が享受できるからである。インペラ6の下降中、インペラ6を水平方向に振動させながら回転させる方法やその効果については後述する。
In this embodiment, it is more preferable to execute each impeller lowering step immediately after each desulfurization agent addition step. This is because the effect can be obtained when the
また、本実施形態においては、前記脱硫剤添加ステップを2回以上実行することが好ましい。脱硫剤9の添加を分割して行なうことで、添加した脱硫剤9が分散した状態で溶銑41内に取り込まれやすくなり、溶銑41と脱硫剤9の接触面積が増加し、脱硫反応が進行しやすくなる。
In addition, in this embodiment, it is preferable to perform the desulfurization agent addition step two or more times. By dividing the addition of the
本実施形態のうち、脱硫剤添加ステップを2回以上実行する場合について、インペラの昇降と回転パターン、及び脱硫剤9の添加パターンのスケジュールの例を、図5に示す。図5(a)は、脱硫処理の時間経過(横軸t)に伴うインペラ回転数(縦軸)の変化を示す図で、図5(b)は脱硫処理の時間経過(横軸t)に伴うインペラ6の浸漬深さ(静止浴面からの深さで表記:縦軸)の変化を示す図である。この図5(b)における矢印は脱硫剤の投入タイミングを表す。また、インペラ6の浸漬深さ位置は、例えばインペラ6の重心位置とする。また、縦軸に示すD0は、非攪拌状態(静置)における溶銑41の表面41a(湯面)の位置とする。
In this embodiment, when the desulfurization agent addition step is performed two or more times, an example of the schedule of the impeller lifting and rotation pattern and the
この図5に示すスケジュールでは、脱硫処理開始tsによってインペラ6の回転数を目的の脱硫処理用の回転数N1に向けて上昇させ(処理開始ステップ)、その回転数N1を目標として回転数制御を行う。ここで、上記脱硫処理用の回転数N1は、比重の軽い脱硫剤9を溶銑41中に分散させることが可能な回転数である。なお、回転数N1は、設備仕様、設備負荷、あるいはインペラ6の使用状況に応じて目的の攪拌状態を確保するように、適宜設定すれば良い。
In the schedule shown in FIG. 5, the rotation speed of the
1回目の脱硫剤9の添加AS1は、インペラ6の回転数が目的の脱硫処理用の回転数N1になった時点以降に行ない、所定量(例えば全体の約2/3)の脱硫剤9を添加する。この時、脱硫剤9の添加AS1はインペラ6の浸漬深さの変更と同期させて行なう。例えば、上記脱硫剤9の添加AS1の直後にインペラ6の浸漬深さを深くする。
The first addition AS1 of
溶銑41をインペラ6で同じ条件で一定時間以上継続して撹拌すると、溶銑41の流動は剛体回転的な定常状態に近づいていく。すなわち、(地球の自転のように)溶銑41全体が一体となって回転する流れに近くなる。このような流動状態の溶銑41に脱硫剤9を添加した場合、脱硫剤9は溶銑41内に取り込まれず、溶銑41の浴面上で溶銑41とともに回転するだけとなり、脱硫反応が進行しにくい。一方で、インペラ6を回転させながら浸漬深さを深くした直後は、溶銑41の流動は非定常な状態となる。脱硫剤9を添加した直後に溶銑41をこのような流動状態とすることで、脱硫剤9は溶銑41内に取り込まれやすくなり、溶銑41と脱硫剤9の接触面積が増加し、脱硫反応が進行しやすくなる。
When the
1回目の脱硫剤9の添加AS1後、インペラ6の浸漬深さを上記のとおり深くした位置で所定時間攪拌処理を継続する。そして、所定時間が経過したら、2回目の脱硫剤9の添加AS2として、所定量(例えば全体の約1/3)の脱硫剤9を追加添加する。本実施形態においては、2回目の脱硫剤9の添加AS2の直後にインペラ6をさらに下方に移動させ、浸漬深さをより深くする操作を行なう。
After the first addition of
なお、2回目の脱硫剤9の添加AS2は、インペラ6をさらに下方に移動させ、浸漬深さをより深くする操作を行なうのと同時、またはインペラ6をさらに下方に移動させ、浸漬深さをより深くする操作を行なった直後であってもよい。
The second addition AS2 of the
インペラ6の浸漬深さをさらに深くすることにより、溶銑41の流動は再び非定常な状態となるので、追加添加した脱硫剤9も溶銑41内に取り込まれやすくなり、溶銑41と脱硫剤9の接触面積が増加し、脱硫反応が進行しやすくなる。
By further increasing the immersion depth of the
なお、浸漬深さの変化量は、1回目の脱硫剤9の添加AS1の場合と同様、溶銑鍋に保持された溶銑の浴深に対して1~10%とすることが好ましい。浸漬深さの変化量が溶銑鍋に保持された溶銑の浴深に対して1%より小さいと、溶銑41の流動状態はほとんど変化しないので、脱硫剤9が溶銑41中に取り込まれ易くなる効果が小さくなる。一方、浸漬深さの変化量が溶銑の浴深に対して10%より大きいと、添加した脱硫剤9が溶銑41の表面に形成される渦のくぼみに吸い込まれて凝集しやすくなるので脱硫剤の分散効果が小さくなる。
As with the first addition of
2回目の脱硫剤9の添加AS2後、インペラ6の浸漬深さを上記のとおり深くした位置で所定時間攪拌処理を継続する。そして、所定時間が経過したら、インペラ6の回転を停止してインペラ6を上昇させ、処理を終了する(処理終了ステップte)。なお、2回目の脱硫剤9の添加AS2後、インペラ6の浸漬深さを深くした位置で所定時間攪拌処理したら、インペラ6を上方に移動させ、浸漬深さを浅くした状態で所定時間攪拌処理を継続した後、処理を終了しても良い。インペラ6の浸漬深さを浅くして攪拌処理を行なった後に終了するのは、インペラ6の浸漬深さを深くした条件で定常状態に近づいた溶銑41の流動を再度非定常な状態とするためである。この時、インペラ6の浸漬深さをさらに深くして溶銑41の流動を非定常状態にすることも可能であるが、インペラ6の浸漬深さを深くし過ぎてインペラ6の羽根が溶銑中に完全に埋没すると溶銑41浴面上にくぼみが形成されなくなり、溶銑41と脱硫剤9の接触面積が低下するおそれがある。そのため、インペラ6の浸漬深さをある程度深くした後は、インペラ6の浸漬深さを浅くすることで溶銑浴の流動を非定常状態にするとよい。
After the second addition of the
また、1回目の脱硫剤9の添加AS1から2回目の脱硫剤の添加AS2までの時間間隔を、処理開始ステップ完了から処理終了ステップ完了までの予定時間に対して10~50%の時間とすることが好ましい。1回目の脱硫剤9の添加AS1から2回目の脱硫剤の添加AS2までの時間間隔を、処理開始ステップ完了から処理終了ステップ完了までの予定時間の10%より短い時間とすると、時間間隔が短過ぎて、実質的に脱硫剤添加を1回で行なった場合と同等になるからである。一方、1回目の脱硫剤9の添加AS1から2回目の脱硫剤添加AS2までの時間間隔を、処理開始ステップ完了から処理終了ステップ完了までの予定時間の50%より長い時間とすると、2回目以降の脱硫剤の添加時期が遅れることにより、2回目以降に添加した脱硫剤の溶銑との反応時間が不十分となるおそれがある。したがって、一の脱硫剤添加ステップから直後の前記脱硫剤添加ステップまでの時間間隔および最後の前記脱硫剤添加ステップから処理終了ステップまでの時間間隔を、処理開始ステップ完了から処理終了ステップ完了までの予定時間に対して10~50%の範囲の時間とすることが好ましい。
In addition, it is preferable to set the time interval between the first addition of
ところで、インペラ撹拌による溶銑の回転流速が高まると溶銑表面41aには円錐状のくぼみを生じるが、この円錐の頂点がインペラの下端面より下方の溶銑内に位置するようになると、インペラの下端面と溶銑で囲まれた内部が真空の渦(空洞渦部)を形成する。添加されたフラックスの一部は、この空洞渦部に吸い込まれてインペラの下端面に付着・凝固するので、溶銑との反応の機会を逸し、添加した脱硫剤の脱硫反応効率向上を阻害させる一因になっている。
When the rotational flow rate of the molten pig iron increases due to impeller stirring, a conical depression forms on the molten
本実施形態においては、脱硫剤9の添加の直後にインペラ6の浸漬深さを深くするためインペラを下降させている期間中、インペラの回転の軸心位置を該インペラの羽根部の直径の0.5~5%以内の範囲でインペラの半径方向に変動させつつ前記インペラを回転させることが好ましい。すなわち、インペラの下降中、インペラを水平方向に振動させながら回転させることが好ましい。このようにインペラの下降中、インペラを水平方向に振動させながら回転させるようにすると、溶銑に更に非定常な流動が生じるとともに、インペラ直下に形成される空洞渦部に取り込まれて実質的に反応に寄与しない脱硫剤の量を低減できる。すなわち、インペラが水平方向に振動すると一時的に空洞渦部の上端がインペラ下端面から外れ、空洞渦部の形成が解消される。すると添加された直後の脱硫剤9が空洞渦部に吸い込まれる確率が低下するとともに、既に空洞渦部に吸い込まれていた脱硫剤9があれば、これも空洞渦部から離脱し、溶銑41と脱硫剤9の接触面積が増加して脱硫反応が進行しやすくなる。
In this embodiment, during the period in which the
インペラの下降中、インペラを水平方向に振動させながら回転させるようにする方法は特に限定されない。例えば、インペラ6の下降を行なう際、クランプロール24を緩めることにより、マスト20とクランプロール24との間に適度なクリアランスをもたせ、キャリッジ4が昇降する際にキャリッジ4の昇降方向と垂直な方向(地面に対して平行な方向、すなわち水平方向)に振動できるようにするとよい。すなわち、キャリッジ4の昇降を開始する際、振動抑制機構21の油圧シリンダ22のロッド22Aを後退させて、ロッド22Aの端に設けたクランプロール24とマスト20との間に隙間をもたせ、この状態でキャリッジ4の下降を行なう。そしてキャリッジ4の昇降が完了したら、油圧シリンダのロッドを前進させて、ロッドの端に設けたクランプロール24とマスト20との間に隙間を無くす(元に戻す)。これにより、キャリッジ4が下降している期間中、マスト20を介してキャリッジ4に水平方向の振動が伝えられ、インペラ6は水平方向に適度に振動する。
During the descent of the impeller, the method of rotating the impeller while vibrating it in the horizontal direction is not particularly limited. For example, when the
なお、キャリッジ4とガイド2との間に押し具付きローラ10を介在せしめる場合は、インペラ6の下降を行なう際、押し具付きローラ10を緩めることにより、キャリッジ4とガイド2に適度なクリアランスをもたせ、キャリッジ4が昇降する際にキャリッジの昇降方向と垂直な方向(地面に対して平行な方向、すなわち水平方向)に振動できるようにしてもよい。これにより、キャリッジ4が下降している期間中、キャリッジ4を介してインペラ6は水平方向に適度に振動する。
When a
インペラの回転の軸心位置の変動範囲は該インペラの羽根部の直径の0.5~5%の範囲内とすることが好ましい。インペラの羽根部の直径の0.5%より小さいと上記の効果は得られない。インペラの羽根部の直径の5%より大きいとインペラ下降中のガタツキが大きくなり、インペラ下降がスムーズに行ないにくくなる。 The range of variation of the impeller's rotation axis position is preferably within 0.5 to 5% of the diameter of the impeller's blades. If it is less than 0.5% of the diameter of the impeller's blades, the above effect cannot be obtained. If it is more than 5% of the diameter of the impeller's blades, the impeller will wobble more as it descends, making it difficult for the impeller to descend smoothly.
さらに本実施形態においては、さらに、脱硫処理中に脱酸剤を溶銑に添加する脱酸剤添加ステップを少なくとも1回実行するとよい。脱酸剤としては金属アルミニウム(新塊、再生)、アルミニウム滓、金属シリコン、フェロシリコンなどが挙げられる。脱酸剤の添加により、撹拌により大気に曝されて高まった状態にある溶銑表面近傍の酸素ポテンシャルを低下させて熱力学的に脱硫反応を生じやすくさせる効果がある。なお、この脱酸剤添加ステップは、脱硫剤添加ステップのいずれか1回以上または全ての実行の直前に実行するとさらに効果が高まる。より具体的には、脱硫剤添加の0~1分前に脱酸剤を添加するとよく、脱硫剤添加を複数回行なう場合であれば、初回の脱硫剤添加の0~1分前にのみ行なってもよいし、全ての脱硫剤添加の0~1分前に行なってもよい。脱硫剤添加の直前に脱酸剤を添加すると、上述した溶銑表面近傍の酸素ポテンシャルを低下させて熱力学的に脱硫反応を生じやすくさせる効果に加え、直前の脱酸剤添加により生成した脱酸生成物(例えばAl2O3)が、その後に添加された脱硫剤(例えばCaO)と反応し、低融点酸化物を形成することで溶銑とスラグの濡れ性を改善し、溶銑に取り込まれやすくする効果もある。 Furthermore, in this embodiment, it is preferable to perform at least one deoxidizing agent addition step of adding a deoxidizing agent to the molten iron during the desulfurization process. Examples of deoxidizing agents include metallic aluminum (new lump, recycled), aluminum slag, metallic silicon, and ferrosilicon. The addition of the deoxidizing agent has the effect of lowering the oxygen potential near the surface of the molten iron, which is in a high state due to exposure to the atmosphere by stirring, and making the desulfurization reaction more likely to occur thermodynamically. The effect of this deoxidizing agent addition step is further enhanced if it is performed immediately before one or more or all of the desulfurizing agent addition steps are performed. More specifically, it is preferable to add the deoxidizing agent 0 to 1 minute before the addition of the desulfurizing agent. In the case where the desulfurizing agent is added multiple times, it may be performed only 0 to 1 minute before the first desulfurizing agent addition, or may be performed 0 to 1 minute before all of the desulfurizing agent additions. Adding a deoxidizer immediately before the addition of a deoxidizer not only reduces the oxygen potential near the surface of the molten iron as described above, making the desulfurization reaction more likely to occur thermodynamically, but also improves the wettability of the molten iron and slag by causing the deoxidization product (e.g., Al 2 O 3 ) produced by the immediately preceding addition of the deoxidizer to react with the subsequently added desulfurization agent (e.g., CaO) to form a low-melting-point oxide, making it easier for the slag to be incorporated into the molten iron.
上記実施形態にかかる溶銑の脱硫処理方法を用いて、下記条件のもと、溶銑の脱硫処理を施した。なお、比較例として、脱硫処理中のインペラの浸漬深さが一定の条件を示す。溶銑鍋に収容した溶銑は、処理量を300tとし、溶銑鍋の浴深は、4.5mとした。溶銑の化学組成は、脱硫処理前でC:4.3mass%、S:0.023mass%であった。また、脱硫処理後の目標化学組成は、C:4.3mass%、S:0.001mass%とした。脱硫剤の種類は、石灰を用いた。インペラの回転数N1は処理中130rpm一定とした。脱酸剤としてAl滓を用い、総処理時間は約10分とした。なお、浸漬深さは、静止浴面からの深さで表記する。 Using the molten iron desulfurization method according to the above embodiment, molten iron was desulfurized under the following conditions. As a comparative example, the condition in which the impeller was immersed to a constant depth during desulfurization is shown. The amount of molten iron contained in the molten iron ladle was 300 t, and the bath depth of the molten iron ladle was 4.5 m. The chemical composition of the molten iron before desulfurization was C: 4.3 mass% and S: 0.023 mass%. The target chemical composition after desulfurization was C: 4.3 mass% and S: 0.001 mass%. Lime was used as the desulfurization agent. The impeller rotation speed N1 was kept constant at 130 rpm during the treatment. Al slag was used as the deoxidizer, and the total treatment time was about 10 minutes. The immersion depth is expressed as the depth from the stationary bath surface.
(発明例)
以下の順に脱硫処理を行う。
・処理開始ステップts:インペラを下降し、インペラの回転数をN1まで上昇させる。
・第1の攪拌ステップ:脱酸剤を添加し、インペラの回転数N1、浸漬深さ1.8mで1分間処理する。
・第1の脱硫剤添加ステップAS1:投入予定量の2/3の脱硫剤を添加する。
・第1のインペラ下降ステップ:浸漬深さ2.1mまでインペラを振動させながら下降する。
・第2の攪拌ステップ:下降終了後振動を停止し、2分間攪拌を維持する。
・第2の脱硫剤添加ステップAS2:投入予定量の1/3の脱硫剤を添加する。
・第2のインペラ下降ステップ:浸漬深さ2.3mまでインペラを振動させながら下降する。
・第3の攪拌ステップ:下降終了後振動を停止し、2分間攪拌を維持する。
・インペラ上昇ステップ:浸漬深さ2.1mまで振動させずに上昇させる。
・第4の攪拌ステップ:上昇終了後1分間攪拌する。
・処理終了ステップte:インペラの回転を停止し、インペラを溶銑鍋から引き上げる。
(Example of the Invention)
The desulfurization process is carried out in the following order:
Processing start step ts: The impeller is lowered, and the impeller rotation speed is increased to N1.
First stirring step: Add a deoxidizing agent and treat for 1 minute at an impeller speed of N1 and an immersion depth of 1.8 m.
First desulfurization agent addition step AS1:
First impeller lowering step: The impeller is lowered while vibrating to an immersion depth of 2.1 m.
Second stirring step: After the descent is completed, the vibration is stopped and stirring is maintained for 2 minutes.
Second desulfurization agent addition step AS2:
- Second impeller lowering step: The impeller is lowered while vibrating to an immersion depth of 2.3 m.
Third stirring step: After the descent is completed, the vibration is stopped and stirring is maintained for 2 minutes.
Impeller rising step: The impeller is raised to a immersion depth of 2.1 m without vibration.
Fourth stirring step: Stir for 1 minute after the rise is complete.
- Processing end step te: The rotation of the impeller is stopped, and the impeller is lifted out of the molten iron ladle.
(比較例)
以下の順に脱硫処理を行う。
・処理開始ステップts:脱酸剤を添加し、インペラを下降し、インペラの回転数をN1まで上昇させる。
・第1の攪拌ステップ:インペラの回転数N1、浸漬深さ2.1mで3分間処理する。
・第1の脱硫剤添加ステップAS1:投入予定量の2/3の脱硫剤を添加する。
・第2の攪拌ステップ:浸漬深さ2.1mのまま、3分間攪拌を維持する。
・第2の脱硫剤添加ステップAS2:投入予定量の1/3の脱硫剤を添加する。
・第3の攪拌ステップ:浸漬深さ2.1mのまま、5分間攪拌を維持する。
・処理終了ステップte:インペラの回転を停止し、インペラを溶銑鍋から引き上げる。
Comparative Example
The desulfurization process is carried out in the following order:
Treatment start step ts: A deoxidizer is added, the impeller is lowered, and the impeller rotation speed is increased to N1.
First stirring step: The mixture is treated for 3 minutes at an impeller speed of N1 and an immersion depth of 2.1 m.
First desulfurization agent addition step AS1:
Second stirring step: Keep the immersion depth at 2.1 m and keep stirring for 3 minutes.
Second desulfurization agent addition step AS2:
Third stirring step: The immersion depth is kept at 2.1 m and stirring is maintained for 5 minutes.
- Processing end step te: The rotation of the impeller is stopped, and the impeller is lifted out of the molten iron ladle.
発明例、比較例とも1300回の脱硫処理を行った。平均脱硫原単位が発明例の2.65kg/t-溶銑に対し、比較例では4.16kg/t-溶銑が必要であった。この結果から分かるように、発明例は比較例に比べ脱硫効率が向上している。 Desulfurization treatment was carried out 1,300 times for both the invention example and the comparative example. The average desulfurization unit was 2.65 kg/t-molten iron for the invention example, while 4.16 kg/t-molten iron was required for the comparative example. As can be seen from these results, the invention example has improved desulfurization efficiency compared to the comparative example.
本発明の溶銑の脱硫処理方法は、脱硫原単位の削減に寄与し、生産性も向上するので産業上有用である。 The molten iron desulfurization method of the present invention contributes to reducing the desulfurization consumption rate and improves productivity, making it industrially useful.
1、1’ 撹拌式脱硫装置
2 ガイド
3 撹拌機
4 キャリッジ
5 駆動シャフト
6 インペラ
7 コントローラ
8 脱硫剤添加装置
9 脱硫剤
10 押し具付きローラ
11 油圧シリンダ
12 ロッド
13 ブラケット
14 ローラ
15 V状溝
18 レール
20 マスト
21 振動抑制機構
22 油圧シリンダ
22A ロッド
23 押圧力伝達機構
24 クランプロール
30 インペラ駆動装置
31 駆動モータ
32 減速機
35 昇降装置
36 ワイヤ
40 溶銑鍋
41 溶銑
50 シュート
60 ホッパー
Mw モータ
Claims (7)
前記溶銑に前記インペラを所定位置まで浸漬したのち前記インペラを回転開始し、前記インペラを所定回転数で回転させて前記脱硫処理を開始する処理開始ステップと、
前記脱硫処理中に脱硫剤を溶銑に添加する脱硫剤添加ステップと、
前記インペラの前記溶銑への浸漬深さを、前記脱硫処理中にそれまでの浸漬深さより深くするインペラ下降ステップと、
前記インペラを減速したのち前記インペラを引き上げはじめ、前記インペラの回転を停止したのち前記インペラを前記溶銑の浴面上に引き上げる処理終了ステップと、を含み、
前記脱硫処理は、前記インペラの回転数を一定とし、
前記脱硫剤添加ステップの直後、同時、または直前に前記インペラ下降ステップを実行する、
ここで、「脱硫剤添加ステップの直後および直前」とは、インペラの下降により生じた非定常な溶銑の流動により添加した脱硫剤が溶銑中に取り込まれる期間をいう、
溶銑の脱硫処理方法。 A method for desulfurizing molten iron, which is held in a molten iron ladle and to which a desulfurizing agent has been added, by stirring the molten iron with an impeller immersed in the molten iron, comprising the steps of:
a process initiation step of immersing the impeller in the molten iron to a predetermined position, and then starting to rotate the impeller at a predetermined rotation speed to initiate the desulfurization process;
a desulfurization agent addition step of adding a desulfurization agent to the molten iron during the desulfurization treatment;
an impeller lowering step of lowering the impeller into the molten iron during the desulfurization treatment to a depth greater than the previous immersion depth;
a process terminating step of starting to raise the impeller after decelerating the impeller, and raising the impeller above the bath surface of the molten iron after stopping the rotation of the impeller,
The desulfurization process is performed by keeping the rotation speed of the impeller constant,
The impeller lowering step is performed immediately after, simultaneously with, or immediately before the desulfurization agent addition step.
Here, "immediately after and immediately before the desulfurization agent addition step" refers to the period during which the added desulfurization agent is taken into the molten iron due to the unsteady flow of the molten iron caused by the descent of the impeller.
A method for desulfurizing molten iron.
請求項1に記載の溶銑の脱硫処理方法。 The amount of descent of the impeller in the impeller lowering step is in the range of 1 to 10% of the bath depth of the molten iron held in the molten iron ladle.
The method for desulfurizing molten iron according to claim 1.
請求項1または2に記載の溶銑の脱硫処理方法。 During the impeller lowering step, the impeller is rotated while varying the position of the axis of rotation of the impeller within a range of 0.5 to 5% of the diameter of the blade portion of the impeller.
The method for desulfurizing molten iron according to claim 1 or 2.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の溶銑の脱硫処理方法。 The desulfurization agent addition step is carried out two or more times.
A method for desulfurizing molten iron according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の溶銑の脱硫処理方法。 The time interval from one of the desulfurization agent addition steps to the immediately following desulfurization agent addition step and the time interval from the last desulfurization agent addition step to the treatment end step are set to a time in the range of 10 to 50% of the scheduled time from the completion of the treatment start step to the completion of the treatment end step.
The method for desulfurizing molten iron according to claim 4.
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の溶銑の脱硫処理方法。 Furthermore, a deoxidizer addition step of adding a deoxidizer to the molten iron during the desulfurization treatment is performed at least once.
A method for desulfurizing molten iron according to any one of claims 1 to 5.
請求項6に記載の溶銑の脱硫処理方法。 The deoxidizing agent addition step is performed immediately before any one or more or all of the desulfurizing agent addition steps are performed.
The method for desulfurizing molten iron according to claim 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021184791A JP7626032B2 (en) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | Desulfurization method for molten iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021184791A JP7626032B2 (en) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | Desulfurization method for molten iron |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023072326A JP2023072326A (en) | 2023-05-24 |
| JP7626032B2 true JP7626032B2 (en) | 2025-02-04 |
Family
ID=86424400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021184791A Active JP7626032B2 (en) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | Desulfurization method for molten iron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7626032B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001049319A (en) | 1999-08-11 | 2001-02-20 | Kawasaki Steel Corp | Hot metal desulfurization method |
| CN101492753A (en) | 2009-02-27 | 2009-07-29 | 武汉钢铁(集团)公司 | Mechanical agitation desulfuration method for hot metal |
| JP2011042865A (en) | 2009-03-11 | 2011-03-03 | Jfe Steel Corp | Method of desulfurizing molten iron |
| JP2020045505A (en) | 2018-09-14 | 2020-03-26 | Jfeスチール株式会社 | Hot metal desulfurization method |
| CN111394535A (en) | 2020-03-30 | 2020-07-10 | 安徽工业大学 | Step-by-step KR stirring desulfurization method for molten iron |
-
2021
- 2021-11-12 JP JP2021184791A patent/JP7626032B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001049319A (en) | 1999-08-11 | 2001-02-20 | Kawasaki Steel Corp | Hot metal desulfurization method |
| CN101492753A (en) | 2009-02-27 | 2009-07-29 | 武汉钢铁(集团)公司 | Mechanical agitation desulfuration method for hot metal |
| JP2011042865A (en) | 2009-03-11 | 2011-03-03 | Jfe Steel Corp | Method of desulfurizing molten iron |
| JP2020045505A (en) | 2018-09-14 | 2020-03-26 | Jfeスチール株式会社 | Hot metal desulfurization method |
| CN111394535A (en) | 2020-03-30 | 2020-07-10 | 安徽工业大学 | Step-by-step KR stirring desulfurization method for molten iron |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023072326A (en) | 2023-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5194678B2 (en) | Hot metal desulfurization method | |
| JP7626032B2 (en) | Desulfurization method for molten iron | |
| KR101173098B1 (en) | Method of desulfurizing molten iron | |
| JP5418058B2 (en) | Hot metal desulfurization method | |
| CN109439844A (en) | A kind of Desulfuring Device of Hot Metal | |
| JP2945385B1 (en) | Hot metal desulfurization method and desulfurization device | |
| JP2945386B1 (en) | Hot metal desulfurization method and desulfurization device | |
| JP5978850B2 (en) | Hot metal pretreatment method and stirring body for hot metal pretreatment | |
| JP2005290434A (en) | Hot metal desulfurization method | |
| JP5987633B2 (en) | Method for determining cross-sectional shape of impeller rotary shaft and method for manufacturing impeller rotary shaft for hot metal stirring device | |
| JP6954246B2 (en) | Desulfurization method of hot metal | |
| JP5358987B2 (en) | Impeller of mechanical stirring desulfurization equipment | |
| KR101602835B1 (en) | Processing apparatus for molten metal and the method thereof | |
| JP2014177674A (en) | Agitator for refinery and method of refining molten iron | |
| JP6848437B2 (en) | Desulfurization method and desulfurization equipment for molten steel | |
| JP3589075B2 (en) | Ladle for molten metal and method for refining molten metal | |
| JP5418248B2 (en) | Hot metal desulfurization method | |
| JP2006028615A (en) | Hot metal desulfurization method and mechanical stirring device. | |
| JP2001247910A (en) | Hot metal stirring method | |
| CN117025888B (en) | Method for strengthening molten steel calcium treatment by utilizing power ultrasonic | |
| JP5668641B2 (en) | Hot metal desulfurization method | |
| JP5617195B2 (en) | Hot metal desulfurization method | |
| JP2006097078A (en) | How to remove slag | |
| JPH11117011A (en) | Refining method of molten metal using slag | |
| JP5949637B2 (en) | Method for preventing hot metal after desulphurization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230627 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240315 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240416 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240513 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240904 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241021 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20241224 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250106 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7626032 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |