JP7712533B2 - Converter blowing method and converter equipment - Google Patents
Converter blowing method and converter equipmentInfo
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Description
本願は転炉吹錬方法及び転炉設備を開示する。 This application discloses a converter blowing method and converter equipment.
高炉溶銑から低りん鋼を溶製する方法として、特許文献1に開示されているように、熱力学的に脱りんに有利な低温且つ高炭素濃度域において、溶銑の脱りん処理を行い、その後、溶銑の脱炭吹錬を行う方法が知られている。脱りん処理が行われた溶銑は、未処理の溶銑に比べてりん濃度が低いため、次工程の脱炭吹錬における脱りん負荷が低減される。一方で、脱りん処理が行われた溶銑中には、脱りん処理で生成した脱りんスラグが不可避的に含まれている。すなわち、脱りん処理で生成した脱りんスラグの一部が、次工程における脱炭吹錬に持ち込まれることとなる。ここで、脱炭吹錬においては、熱力学的に脱りんに不利な高温且つ低炭素濃度域となることから、脱りんスラグから溶銑又は溶鋼への復りんが生じ易い。この点、脱炭吹錬において脱りんスラグから溶鋼への復りんを抑制するためには、脱炭吹錬時に脱りん剤を添加する必要がある。 As disclosed in Patent Document 1, a method for producing low-phosphorus steel from blast furnace hot metal is known in which the hot metal is dephosphorized at a low temperature and high carbon concentration range that are thermodynamically favorable for dephosphorization, and then the hot metal is decarburized and blown. Since the dephosphorized hot metal has a lower phosphorus concentration than untreated hot metal, the dephosphorization load in the next decarburization blowing process is reduced. On the other hand, the dephosphorized hot metal inevitably contains dephosphorization slag generated in the dephosphorization process. In other words, a portion of the dephosphorization slag generated in the dephosphorization process is carried over to the next decarburization blowing process. Here, in the decarburization blowing, the high temperature and low carbon concentration range are thermodynamically unfavorable for dephosphorization, and therefore rephosphorization of the dephosphorization slag into the hot metal or molten steel is likely to occur. In this regard, in order to prevent rephosphorization from the dephosphorization slag into molten steel during decarburization blowing, it is necessary to add a dephosphorization agent during decarburization blowing.
脱炭吹錬において添加される脱りん剤としては、Caを含む脱りん剤が挙げられる。例えば、脱りん剤はCaOやCaCO3を含み得る。これらの脱りん剤は、高温の火点で滓化し、トランジトリー反応によって効率的に脱りん反応を起こす。脱炭吹錬における脱りん剤の添加方法としては、塊状の脱りん剤を溶銑又は溶鋼に上置き添加する方法が一般的であるが、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと上吹きガスとともに脱りん剤を吹き付ける方法もある。この場合、キャリアガスによって運ばれた脱りん剤と酸素ガスとを合流させたうえで上吹きが行われ、言い換えれば、上吹きガスは酸素ガスとキャリアガスとを含むものとなる。 Examples of dephosphorization agents added in decarburization blowing include Ca-containing dephosphorization agents. For example, the dephosphorization agent may contain CaO or CaCO 3. These dephosphorization agents turn into slag at a high-temperature hot point and efficiently cause a dephosphorization reaction by a transitory reaction. A method of adding a dephosphorization agent in decarburization blowing is generally a method of adding a lump of dephosphorization agent to the molten pig iron or molten steel from above, but there is also a method of blowing the dephosphorization agent from a top-blowing lance onto the molten pig iron or molten steel together with top-blowing gas. In this case, the dephosphorization agent and oxygen gas carried by the carrier gas are merged and then top-blowing is performed, in other words, the top-blowing gas contains oxygen gas and carrier gas.
脱りん剤のキャリアガスとしては、通常、コスト及び安全性の観点から、窒素ガスが使用される。しかしながら、キャリアガスとして窒素ガスを使用する場合、脱炭吹錬において上吹きランスから溶鋼へと窒素濃度の高い上吹きガスが吹き付けられることとなり、溶鋼の窒素濃度を上昇させてしまう。鋼中の窒素は鋼の靭性を低下させるため、最終的に溶製される溶鋼の窒素濃度はできるだけ低く抑えることが望ましい。 Nitrogen gas is usually used as the carrier gas for the dephosphorization agent from the standpoint of cost and safety. However, when nitrogen gas is used as the carrier gas, top-blowing gas with a high nitrogen concentration is blown from the top lance onto the molten steel during decarburization blowing, which increases the nitrogen concentration in the molten steel. Since nitrogen in steel reduces the toughness of the steel, it is desirable to keep the nitrogen concentration in the final molten steel as low as possible.
上記の問題に対して、特許文献2には、脱炭吹錬において、吹き付け酸素量が全酸素量の10%以上50%以下である時期に、脱りん剤を上吹きガスとともに吹き付ける方法が開示されている。すなわち、吹錬の前半に脱りん剤を吹き付けることで、吹錬後半の溶銑又は溶鋼への吸窒を抑制することができ、最終的に溶製される溶鋼中の窒素濃度を低く抑えることができる。 To address the above problem, Patent Document 2 discloses a method of blowing a dephosphorization agent together with the top-blowing gas during decarburization blowing when the amount of blown oxygen is 10% to 50% of the total amount of oxygen. In other words, by blowing a dephosphorization agent in the first half of blowing, it is possible to suppress nitrogen absorption into the molten pig iron or molten steel in the second half of blowing, and it is possible to keep the nitrogen concentration in the final molten steel low.
本発明者の知見によると、特許文献2に開示されているように吹錬の前半に脱りん剤を吹き付けることで、溶銑又は溶鋼への吸窒を抑えつつ、溶銑又は溶鋼の脱りんを促進することができるものの、より高温となる吹錬後半において復りんが起こり、吹錬前半における脱りん促進効果が低減してしまう。この点、転炉吹錬において、溶銑又は溶鋼の吸窒や復りんを抑制可能な新たな技術が必要である。 According to the findings of the present inventors, by spraying a dephosphorization agent in the first half of blowing as disclosed in Patent Document 2, it is possible to promote dephosphorization of molten pig iron or molten steel while suppressing nitrogen absorption into the molten pig iron or molten steel, but rephosphorization occurs in the second half of blowing where the temperature is higher, reducing the dephosphorization promotion effect in the first half of blowing. In this regard, a new technology capable of suppressing nitrogen absorption and rephosphorization of molten pig iron or molten steel in converter blowing is needed.
本願は上記課題を解決するための手段の一つとして、
転炉吹錬方法であって、
上吹きランスから、転炉内の溶銑又は溶鋼へと、酸素を含む上吹きガスを吹き付けることを含み、
以下の要件1-1及び1-2を満たす、
転炉吹錬方法
を開示する。
As one of the means for solving the above problems, the present application provides:
A converter blowing method, comprising the steps of:
The method includes blowing a top-blowing gas containing oxygen from a top-blowing lance onto the molten iron or steel in the converter,
The following requirements 1-1 and 1-2 are met:
A converter blowing method is disclosed.
要件1-1:吹錬開始時点TSから時点TA1まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける。ここで、吹錬開始時点TSから前記時点TA1までに前記上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに前記上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%以上である。 Requirement 1-1: From a blowing start time T S to a time T A1 , top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less is blown from the top lance onto the molten pig iron or molten steel, where the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the time T A1 is 60% or more of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E.
要件1-2:少なくとも前記時点TA1から吹錬末期まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、Caを含む脱りん剤を吹き付ける。ここで、前記低窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%以下の窒素濃度を有する。 Requirement 1-2: From at least the time T A1 to the end of blowing, a dephosphorizing agent containing Ca is blown from the top blowing lance onto the molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen concentration gas as a top blown gas, wherein the low-nitrogen concentration gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less.
本開示の転炉吹錬方法は、以下の要件1-1a及び1-1bを満たすものであってもよい。 The converter blowing method disclosed herein may satisfy the following requirements 1-1a and 1-1b.
要件1-1a:前記吹錬開始時点TSから吹錬開始後のいずれかの時点TB1まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける一方で、前記脱りん剤を吹き付けない。 Requirement 1-1a: From the blowing start time T S to any time T B1 after the start of blowing, a top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol % or less is blown from the top blowing lance onto the molten pig iron or the molten steel, while the dephosphorization agent is not blown.
要件1-1b:前記時点TB1から前記時点TA1まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、上吹きガスとしての前記低窒素濃度ガスとともに、前記脱りん剤を吹き付ける。 Requirement 1-1b: From the time T B1 to the time T A1 , the dephosphorization agent is blown from the top blowing lance onto the molten iron or molten steel together with the low-nitrogen concentration gas as a top blown gas.
本願は上記課題を解決するための手段の一つとして、
転炉吹錬方法であって、
上吹きランスから、転炉内の溶銑又は溶鋼へと、酸素を含む上吹きガスを吹き付けることを含み、
以下の要件2-1を満たす、
転炉吹錬方法
を開示する。
As one of the means for solving the above problems, the present application provides:
A converter blowing method, comprising the steps of:
The method includes blowing a top-blowing gas containing oxygen from a top-blowing lance onto the molten iron or steel in the converter,
The following requirement 2-1 is met:
A converter blowing method is disclosed.
要件2-1:吹錬開始後の時点TA2から吹錬末期まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、前記上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、Caを含む脱りん剤を吹き付ける。ここで、吹錬開始時点TSから前記時点TA2までに前記上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに前記上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%未満であり、前記低窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%以下の窒素濃度を有する。 Requirement 2-1: From time T A2 after the start of blowing to the end of blowing, a dephosphorizing agent containing Ca is sprayed from the top lance onto the molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen concentration gas as the top-blowing gas, wherein the total amount of oxygen blown from the top lance from the start of blowing T S to the time T A2 is less than 60% of the total amount of oxygen blown from the top lance from the start of blowing T S to the end of blowing T E , and the low-nitrogen concentration gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less.
本開示の転炉吹錬方法は、以下の要件2-2を満たすものであってもよい。 The converter blowing method disclosed herein may satisfy the following requirement 2-2.
要件2-2:前記吹錬開始時点TSから前記時点TA2まで、又は、吹錬開始後のいずれかの時点TB2から前記時点TA2まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%超の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付け、前記時点TA2において上吹きガスを前記低窒素濃度ガスへと切り替える。 Requirement 2-2: From the blowing start time T S to the time T A2 , or from any time T B2 after the start of blowing to the time T A2 , a top-blowing gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol% is blown from the top-blowing lance to the molten iron or molten steel, and at the time T A2 , the top-blowing gas is switched to the low-nitrogen concentration gas.
本開示の転炉吹錬方法は、以下の要件2-2a及び2-2bを満たすものであってもよい。 The converter blowing method disclosed herein may satisfy the following requirements 2-2a and 2-2b.
要件2-2a:前記吹錬開始時点TSから前記時点TB2まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%超の窒素濃度を有する上吹きガス又は0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける一方で、前記脱りん剤を吹き付けない。 Requirement 2-2a: From the blowing start time T S to the time T B2 , a top-blowing gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol % or a top-blowing gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol % or less is blown from the top blowing lance onto the molten pig iron or the molten steel, while the dephosphorization agent is not blown.
要件2-2b:前記時点TB2から前記時点TA2まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、前記上吹きガスとしての高窒素濃度ガスとともに、前記脱りん剤を吹き付け、前記時点TA2において上吹きガスの種類を切り替える。ここで、前記高窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%超の窒素濃度を有する。 Requirement 2-2b: From the time T B2 to the time T A2 , the dephosphorization agent is blown from the top blowing lance to the molten pig iron or the molten steel together with a high nitrogen concentration gas as the top blown gas, and the type of the top blown gas is switched at the time T A2 , where the high nitrogen concentration gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of more than 0.3 mol%.
本願は上記課題を解決するための手段の一つとして、
転炉設備であって、転炉と、上吹きランスと、第1供給ラインと、第2供給ラインと、第1供給源と、第2供給源と、第3供給源と、第4供給源とを備え、
前記第1供給ラインが、前記上吹きランス又は前記第2供給ラインに接続されており、
前記第2供給ラインが、前記上吹きランス又は前記第1供給ラインに接続されており、
前記第1供給源が、前記第1供給ラインに接続されており、且つ、前記第1供給ラインに酸素ガスを供給可能であるように構成されており、
前記第2供給源が、前記第2供給ラインに接続されており、且つ、前記第2供給ラインに第1キャリアガスを供給可能であるように構成されており、
前記第3供給源が、前記第2供給ラインに接続されており、且つ、前記第2供給ラインに第2キャリアガスを供給可能であるように構成されており、
前記第4供給源が、前記第2供給ラインに接続されており、且つ、前記第2供給ラインにCaを含む脱りん剤を供給可能であるように構成されており、
前記第2供給ラインへと供給された前記脱りん剤が、前記第2供給ラインを介して、前記第1キャリアガス又は前記第2キャリアガスとともに、前記上吹きランス又は前記第1供給ラインへと供給可能であるように構成されており、
前記上吹きランス又は前記第1供給ラインへと供給された前記第1キャリアガス又は前記第2キャリアガスと前記脱りん剤とが、前記酸素とともに、前記上吹きランスから前記転炉内へと上吹き可能であるように構成されており、
前記第2供給ラインに供給されるキャリアガスが、前記第1キャリアガスと前記第2キャリアガスとで切替可能であるように構成されており、
前記キャリアガスの切替によって、前記上吹きランスから前記転炉内へと上吹きされる上吹きガスが、0.3モル%以下の窒素濃度を有する低窒素濃度ガスと、0.3モル%超の窒素濃度を有する高窒素濃度ガスとで切替可能であるように構成されている、
転炉設備
を開示する。
As one of the means for solving the above problems, the present application provides:
A converter facility comprising: a converter; a top blowing lance; a first supply line; a second supply line; a first supply source; a second supply source; a third supply source; and a fourth supply source;
The first supply line is connected to the top blowing lance or the second supply line,
The second supply line is connected to the top blowing lance or the first supply line,
the first supply source is connected to the first supply line and is configured to be able to supply oxygen gas to the first supply line;
the second supply source is connected to the second supply line and is configured to be able to supply a first carrier gas to the second supply line;
the third supply source is connected to the second supply line and is configured to be able to supply a second carrier gas to the second supply line;
the fourth supply source is connected to the second supply line and is configured to be able to supply a dephosphorization agent containing Ca to the second supply line;
The dephosphorization agent supplied to the second supply line can be supplied to the top blowing lance or the first supply line via the second supply line together with the first carrier gas or the second carrier gas,
the first carrier gas or the second carrier gas and the dephosphorization agent supplied to the top-blowing lance or the first supply line can be blown from the top into the converter together with the oxygen,
The carrier gas supplied to the second supply line is configured to be switchable between the first carrier gas and the second carrier gas,
By switching the carrier gas, the top-blowing gas blown from the top-blowing lance into the converter can be switched between a low-nitrogen concentration gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less and a high-nitrogen concentration gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol%.
A converter furnace system is disclosed.
本開示の技術によれば、転炉吹錬において、溶銑又は溶鋼の吸窒や復りんを抑制可能である。 The technology disclosed herein makes it possible to suppress nitrogen absorption and rephosphorization of molten iron or steel during converter blowing.
1.転炉吹錬方法
本開示の転炉吹錬方法は、上吹きランスから転炉内の溶銑又は溶鋼へと酸素を含む上吹きガスを吹き付けるにあたり、窒素を含有しないか、又は、窒素ガス濃度の低いキャリアガスを利用して、上記の酸素とともに脱りん剤の上吹きを行うことで、溶銑又は溶鋼への吸膣や復りんを抑えつつ、低りん鋼を溶製するものである。以下、本開示の転炉吹錬方法について2つの形態を例示する。
1. Converter Blowing Method The converter blowing method of the present disclosure is a method for producing low-phosphorus steel while suppressing absorption and rephosphorization of the molten pig iron or molten steel by blowing a top-blowing gas containing oxygen from a top-blowing lance onto the molten pig iron or molten steel in a converter, using a carrier gas that does not contain nitrogen or has a low nitrogen gas concentration, and top-blowing a dephosphorizing agent together with the oxygen. Two embodiments of the converter blowing method of the present disclosure are described below.
1.1 第1形態
第1形態に係る転炉吹錬方法は、上吹きランスから、転炉内の溶銑又は溶鋼へと、酸素を含む上吹きガスを吹き付けることを含み、図1に示されるように、以下の要件1-1及び1-2を満たす。
1.1 First embodiment A converter blowing method according to a first embodiment includes blowing a top-blowing gas containing oxygen from a top-blowing lance onto molten pig iron or molten steel in a converter, and as shown in FIG. 1 , satisfies the following requirements 1-1 and 1-2.
要件1-1:吹錬開始時点TSから時点TA1まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける。ここで、吹錬開始時点TSから前記時点TA1までに前記上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに前記上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%以上である。 Requirement 1-1: From a blowing start time T S to a time T A1 , top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less is blown from the top lance onto the molten pig iron or molten steel, where the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the time T A1 is 60% or more of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E.
要件1-2:少なくとも前記時点TA1から吹錬末期まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、Caを含む脱りん剤を吹き付ける。ここで、前記低窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%以下の窒素濃度を有する。 Requirement 1-2: From at least the time T A1 to the end of blowing, a dephosphorizing agent containing Ca is blown from the top blowing lance onto the molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen concentration gas as a top blown gas, wherein the low-nitrogen concentration gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less.
1.1.1 要件1-1
図1に示されるように、第1形態に係る転炉吹錬方法においては、吹錬開始時点TSから時点TA1まで、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける。ここで、吹錬開始時点TSから時点TA1までに上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%以上である。
1.1.1 Requirement 1-1
1 , in the converter blowing method according to the first embodiment, top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less is blown from a top lance onto molten pig iron or molten steel from a blowing start time T S to a blowing end time T A1 , where the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T A1 is 60% or more of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E.
「吹錬開始時点TS」とは、転炉吹錬において上吹きランスから酸素の上吹きを開始した時点(上吹き酸素量0%時点)をいう。例えば、脱炭吹錬における酸素の上吹きを開始した時点であってよい。 The "blow start time T S " refers to the time when the top blowing of oxygen from the top lance starts in converter blowing (time when the top blown oxygen amount is 0%). For example, it may be the time when the top blowing of oxygen starts in decarburization blowing.
「吹錬終了時点TE」とは、転炉吹錬において上吹きランスからの酸素の上吹きを終了した時点(上吹き酸素量100%時点)をいう。例えば、脱炭吹錬において、酸素の上吹きを終了し、溶鋼が溶製された時点であってよい。 The "end of blowing time T E " refers to the time when the top blowing of oxygen from the top lance is ended in converter blowing (the time when the top-blown oxygen amount is 100%). For example, in decarburization blowing, it may be the time when the top blowing of oxygen is ended and molten steel is produced.
「時点TA1」とは、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%以上が吹き込まれた時点である。時点TA1は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の65%以上、70%以上、75%以上又は80%以上が吹き込まれた時点であってもよい。 "Time TA1 " refers to the time when 60% or more of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time TS to the blowing end time TE has been blown. Time TA1 may be the time when 65% or more, 70% or more, 75% or more, or 80% or more of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time TS to the blowing end time TE has been blown.
「0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガス」は、図1に示されるように、酸素のみであってもよいし、酸素と酸素以外のガスとの混合ガスであってもよい。この場合の酸素以外のガスとしては、例えば、アルゴンや二酸化炭素や空気が挙げられる。特に、アルゴンや二酸化炭素を用いた場合に、上吹きガスの窒素濃度を一層低減し易い。混合ガスにおける酸素と酸素以外のガスとの混合比は特に限定されるものではなく、目的とする吹錬条件に応じて適宜調整されればよい。尚、酸素以外のガスは、後述の脱りん剤を運ぶためのキャリアガスであってもよい。すなわち、図1に示されるように、第1形態に係る転炉吹錬方法においては、吹錬開始時点TSから時点TA1までの間に、上吹きガスとともに脱りん剤の上吹きを行ってもよいし、行わなくてもよい。 As shown in FIG. 1, the "top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol % or less" may be oxygen alone or a mixed gas of oxygen and a gas other than oxygen. In this case, examples of the gas other than oxygen include argon, carbon dioxide, and air. In particular, when argon or carbon dioxide is used, the nitrogen concentration of the top blown gas can be further reduced. The mixing ratio of oxygen to a gas other than oxygen in the mixed gas is not particularly limited, and may be appropriately adjusted according to the intended blowing conditions. The gas other than oxygen may be a carrier gas for carrying a dephosphorization agent, which will be described later. That is, as shown in FIG. 1, in the converter blowing method according to the first embodiment, a dephosphorization agent may or may not be top-blown together with the top blown gas during the period from the blowing start time T S to the time T A1 .
図1に示されるように、第1形態に係る転炉吹錬方法においては、吹錬開始時点TSから時点TA1まで、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、0.3モル%超の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付けることはせず、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける。本発明者の知見によれば、吹錬開始時点TSから時点TA1までの間に、0.3モル%超の窒素濃度を有する上吹きガスの吹き付けを行った場合、溶銑又は溶鋼への吸窒が生じ、且つ、溶銑又は溶鋼に取り込まれた窒素が吹錬終了時点までに充分に除去されず、最終的に溶製される鋼の窒素濃度が高くなってしまう。これに対し、第1形態に係る転炉吹錬方法のように、吹錬開始時点TSから時点TA1まで、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付けることで、吹錬前半における溶銑又は溶鋼への吸窒を抑制でき、最終的に溶製される鋼の窒素濃度が低減され易い。 1, in the converter blowing method according to the first embodiment, from the blowing start time T S to time T A1 , top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less is blown from the top blowing lance onto the molten pig iron or molten steel, without blowing a top blown gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol%. According to the findings of the present inventors, if top blown gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol% is blown from the blowing start time T S to time T A1 , nitrogen absorption into the molten pig iron or molten steel occurs, and the nitrogen taken into the molten pig iron or molten steel is not sufficiently removed by the time the blowing is completed, resulting in a high nitrogen concentration in the finally produced steel. In contrast, by blowing top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less from the top lance onto the molten pig iron or molten steel from the start time Ts of blowing to the time TAl , as in the converter blowing method according to the first embodiment, it is possible to suppress nitrogen absorption into the molten pig iron or molten steel in the first half of the blowing, and the nitrogen concentration of the steel that is finally produced is likely to be reduced.
1.1.2 要件1-2
図1に示されるように、第1形態に係る転炉吹錬方法においては、少なくとも時点TA1から吹錬末期まで、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、Caを含む脱りん剤を吹き付ける。ここで、低窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%以下の窒素濃度を有する。
1.1.2 Requirement 1-2
As shown in Fig. 1, in the converter blowing method according to the first embodiment, a dephosphorizing agent containing Ca is blown from a top lance to molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen gas as a top-blowing gas from at least a time point T A1 to the end of blowing. Here, the low-nitrogen gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less.
「吹錬末期」とは、吹錬の終了直前から吹錬終了までをいい、具体的には、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の95%超が吹き込まれている時期を、吹錬末期とみなすことができる。 The "end of blowing" refers to the period from just before the end of blowing to the end of blowing. Specifically, the period when more than 95% of the total amount of oxygen blown from the top lance between the start time T S and the end time T E of blowing is blown can be regarded as the end of blowing.
「低窒素濃度ガス」は、上吹きガスとして上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと吹き付けられる。低窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含む。低窒素濃度ガスにおける窒素濃度は、0.3モル%以下であり、0.2モル%以下であってもよい。低窒素濃度ガスにおける窒素濃度の下限は特に限定されず、実質的に0であってもよい。低窒素濃度ガスにおける酸素とキャリアガスとの混合比は、特に限定されるものではなく、目的とする吹錬条件に応じて、上記の窒素濃度を満たすように適宜調整されればよい。 The "low nitrogen gas" is blown from a top blowing lance onto the molten iron or steel as a top blown gas. The low nitrogen gas contains oxygen and a carrier gas. The nitrogen concentration in the low nitrogen gas is 0.3 mol% or less, and may be 0.2 mol% or less. The lower limit of the nitrogen concentration in the low nitrogen gas is not particularly limited, and may be substantially 0. The mixture ratio of oxygen and carrier gas in the low nitrogen gas is not particularly limited, and may be appropriately adjusted to satisfy the above nitrogen concentration depending on the intended blowing conditions.
「キャリアガス」は、脱りん剤を運ぶために利用されるもので、上吹きガスの一部を構成し得る。窒素濃度が0.3モル%以下の低濃度窒素ガスを構成するためには、キャリアガスとして、窒素を含まないか、又は、窒素濃度の低いガスを用いる。そのようなキャリアガスとしては、例えば、アルゴンや二酸化炭素や空気が挙げられる。特に、アルゴンや二酸化炭素を用いた場合に、窒素濃度を一層低減し易い。また、キャリアガスとして空気を用いる場合も、当該空気中の窒素を希釈するために、アルゴンや二酸化炭素と組み合わせたほうがよい。尚、安全性の観点からキャリアガスとして酸素を用いることは避けたほうがよい。この点、キャリアガスは、50モル%以下、40モル%以下、30モル%以下、20モル%以下、10モル%以下、5モル%以下、1モル%以下又は0.1モル%以下の酸素濃度を有するものであってよい。 The "carrier gas" is used to transport the dephosphorization agent and may constitute a part of the top blown gas. In order to form a low-concentration nitrogen gas with a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less, a gas that does not contain nitrogen or has a low nitrogen concentration is used as the carrier gas. Examples of such carrier gases include argon, carbon dioxide, and air. In particular, when argon or carbon dioxide is used, it is easier to reduce the nitrogen concentration. In addition, even when air is used as the carrier gas, it is better to combine it with argon or carbon dioxide in order to dilute the nitrogen in the air. From the viewpoint of safety, it is better to avoid using oxygen as the carrier gas. In this regard, the carrier gas may have an oxygen concentration of 50 mol% or less, 40 mol% or less, 30 mol% or less, 20 mol% or less, 10 mol% or less, 5 mol% or less, 1 mol% or less, or 0.1 mol% or less.
「脱りん剤」は、Caを含み、脱りん機能を発揮するものであれば、いずれも採用可能である。例えば、CaOを含む脱りん剤や、CaCO3を含む脱りん剤等を採用可能である。脱りん剤には、SiO2源が含まれていてもよい。SiO2源としては、珪石、かんらん石等が挙げられる。図1に示されるように、脱りん剤は、上記の上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、溶銑又は溶鋼へと吹き付けられる。すなわち、本開示の転炉吹錬方法においては、塊状の脱りん剤が溶銑又は溶鋼に上置き添加されるのではなく、粉状の脱りん剤が上吹きガスとともに溶銑又は溶鋼に吹き付けられる。上吹きランスからの吹き付けが可能である限り、脱りん剤の形状や大きさ(粒子径)は特に限定されるものではない。 The "dephosphorization agent" may be any agent that contains Ca and exhibits a dephosphorization function. For example, a dephosphorization agent containing CaO or a dephosphorization agent containing CaCO 3 may be used. The dephosphorization agent may contain a SiO 2 source. Examples of the SiO 2 source include silica stone and olivine. As shown in FIG. 1, the dephosphorization agent is blown onto the molten pig iron or molten steel together with the low nitrogen concentration gas as the top blown gas. That is, in the converter blowing method of the present disclosure, a lump dephosphorization agent is not added to the molten pig iron or molten steel from above, but a powder dephosphorization agent is blown onto the molten pig iron or molten steel together with the top blown gas. As long as the dephosphorization agent can be blown from the top blowing lance, the shape and size (particle diameter) of the dephosphorization agent are not particularly limited.
第1形態に係る転炉吹錬方法においては、例えば、上記のキャリアガスによって運ばれた脱りん剤と上吹き酸素とが合流することで、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、上吹きガスとしての低窒素濃度ガス(酸素とキャリアガスとの混合ガス)とともに脱りん剤が吹き付けられる。低窒素濃度ガスにおける窒素濃度は0.3モル%以下であり、これにより、溶銑又は溶鋼への吸窒が抑えられる。 In the converter blowing method according to the first embodiment, for example, the dephosphorization agent carried by the above-mentioned carrier gas and the top-blown oxygen are joined together, and the dephosphorization agent is blown from the top-blowing lance onto the molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen concentration gas (a mixture of oxygen and carrier gas) as a top-blown gas. The nitrogen concentration in the low-nitrogen concentration gas is 0.3 mol% or less, which suppresses nitrogen absorption into the molten pig iron or molten steel.
図1に示されるように、第1形態に係る転炉吹錬方法においては、少なくとも時点TA1から吹錬末期まで、低窒素濃度ガスとともに脱りん剤が上吹きされればよい。すなわち、脱りん剤の上吹き開始時点は、時点TA1に限られず、図1に示されるように、時点TA1よりも前から脱りん剤の吹き付けが行われていてもよい。また、脱りん剤の吹き付け終了時点は、吹錬終了時点に限られず、図1に示されるように、吹錬終了の前に脱りん剤の吹き付けを終了してもよい。脱りん効果を一層高める観点からは時点TA1よりも前から脱りん剤の吹き付けを行ってもよく、コストを抑える観点からは時点TA1よりも前には脱りん剤の吹き付けを行わなくてもよい。 As shown in Fig. 1, in the converter blowing method according to the first embodiment, it is sufficient that the dephosphorization agent is top-blown together with the low-nitrogen concentration gas at least from time T A1 to the end of blowing. That is, the start time of top blowing of the dephosphorization agent is not limited to time T A1 , and the dephosphorization agent may be blown before time T A1 as shown in Fig. 1. The end time of blowing of the dephosphorization agent is not limited to the end of blowing, and the dephosphorization agent may be blown before the end of blowing as shown in Fig. 1. From the viewpoint of further enhancing the dephosphorization effect, the dephosphorization agent may be blown before time T A1 , and from the viewpoint of reducing costs, the dephosphorization agent does not need to be blown before time T A1 .
1.1.3 要件1-1a及び1-1b
図2に示されるように、第1形態に係る転炉吹錬方法は、以下の要件1-1a及び1-1bを満たすものであってもよい。
1.1.3 Requirements 1-1a and 1-1b
As shown in FIG. 2, the converter blowing method according to the first embodiment may satisfy the following requirements 1-1a and 1-1b.
要件1-1a:前記吹錬開始時点TSから吹錬開始後のいずれかの時点TB1まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける一方で、前記脱りん剤を吹き付けない。 Requirement 1-1a: From the blowing start time T S to any time T B1 after the start of blowing, a top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol % or less is blown from the top blowing lance onto the molten pig iron or the molten steel, while the dephosphorization agent is not blown.
要件1-1b:前記時点TB1から前記時点TA1まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、上吹きガスとしての前記低窒素濃度ガスとともに、前記脱りん剤を吹き付ける。 Requirement 1-1b: From the time T B1 to the time T A1 , the dephosphorization agent is blown from the top blowing lance onto the molten iron or molten steel together with the low-nitrogen concentration gas as a top blown gas.
図1及び2に示されるように、要件1-1a及び1-1bは、上記要件1-1の一例に該当する。すなわち、第1形態に係る転炉吹錬方法においては、吹錬開始からある時点TB1までは、窒素濃度の低い上吹きガスの吹き付けのみを行い、脱りん剤の上吹きを行わず、ある時点TB1から低窒素濃度ガスとともに脱りん剤の上吹きを開始してもよい。このように、吹錬開始時点TSから時点TB1まで脱りん剤の上吹きを行わず、時点TB1から脱りん剤の上吹きを開始することで、脱りん剤を安定的に上吹きすることができる。 1 and 2, requirements 1-1a and 1-1b correspond to an example of requirement 1-1. That is, in the converter blowing method according to the first embodiment, only the blowing of a top-blown gas having a low nitrogen concentration may be performed from the start of blowing to a certain time T B1 , without top blowing of a dephosphorization agent, and top blowing of the dephosphorization agent together with the low-nitrogen concentration gas may be started from the certain time T B1 . In this way, by not performing top blowing of the dephosphorization agent from the start of blowing time T S to time T B1 , and starting top blowing of the dephosphorization agent from time T B1 , the dephosphorization agent can be stably blown from the top.
図2に示されるように、時点TB1は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%未満が吹き込まれた時点である。例えば、時点TB1は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の1%以上、5%以上又は10%以上、50%以下、40%以下、30%以下又は20%以下が吹き込まれた時点であってもよい。 2, time T B1 is the time when less than 60% of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E has been blown. For example, time T B1 may be the time when 1% or more, 5% or more, or 10% or more, 50% or less, 40% or less, 30% or less, or 20% or less of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E has been blown.
以上の通り、第1形態に係る転炉吹錬方法においては、吹錬の前半から中盤において、窒素濃度の高い上吹きガスを吹き込まないことで、溶銑又は溶鋼における吸窒を抑えることができる。また、第1形態に係る転炉吹錬方法においては、溶銑又は溶鋼が高温且つ低炭素濃度となる吹錬の後半から末期にかけて、低窒素濃度の上吹きガスとともに脱りん剤の吹き込みを行うことで、溶銑又は溶鋼への吸窒を抑えつつ、溶銑又は溶鋼への復りんを抑える(脱りんを促進する)ことができる。結果として、最終的に溶製される鋼の窒素濃度及びりん濃度が低減され易い。 As described above, in the converter blowing method according to the first embodiment, by not injecting top blown gas with a high nitrogen concentration in the first to middle stages of blowing, it is possible to suppress nitrogen absorption in the molten pig iron or molten steel. In addition, in the converter blowing method according to the first embodiment, by injecting a dephosphorizing agent together with top blown gas with a low nitrogen concentration in the second to final stages of blowing when the molten pig iron or molten steel has a high temperature and a low carbon concentration, it is possible to suppress rephosphorization of the molten pig iron or molten steel while suppressing nitrogen absorption in the molten pig iron or molten steel (promoting dephosphorization). As a result, the nitrogen and phosphorus concentrations of the final steel are likely to be reduced.
1.2 第2形態
第2形態に係る転炉吹錬方法は、上吹きランスから、転炉内の溶銑又は溶鋼へと、酸素を含む上吹きガスを吹き付けることを含み、図3に示されるように、以下の要件2-1を満たす。
1.2 Second embodiment A converter blowing method according to a second embodiment includes blowing a top-blowing gas containing oxygen from a top-blowing lance onto molten pig iron or molten steel in a converter, and as shown in FIG. 3, satisfies the following requirement 2-1.
要件2-1:吹錬開始後の時点TA2から吹錬末期まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、前記上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、Caを含む脱りん剤を吹き付ける。ここで、吹錬開始時点TSから前記時点TA2までに前記上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに前記上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%未満であり、前記低窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%以下の窒素濃度を有する。 Requirement 2-1: From time T A2 after the start of blowing to the end of blowing, a dephosphorizing agent containing Ca is sprayed from the top lance onto the molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen concentration gas as the top-blowing gas, wherein the total amount of oxygen blown from the top lance from the start of blowing T S to the time T A2 is less than 60% of the total amount of oxygen blown from the top lance from the start of blowing T S to the end of blowing T E , and the low-nitrogen concentration gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less.
1.2.1 要件2-1
図3に示されるように、第2形態に係る転炉吹錬方法において、吹錬開始時点TSから時点TA2までに上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%未満である。言い換えれば、「時点TA2」は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%未満が吹き込まれた時点である。時点TA2は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の1%以上、5%以上、10%以上、20%以上、30%以上又は40%以上、59%以下、58%以下、57%以下、55%以下、50%以下、40%以下、30%以下又は20%以下が吹き込まれた時点であってもよい。或いは、後述するように、時点TA2まで高窒素濃度ガスの吹込みを行い、時点TA2において、上吹きガスを高窒素濃度ガスから低窒素濃度に切り替える場合、時点TA2は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の40%以上、45%以上又は50%以上、59%以下、58%以下又は57%以下が吹き込まれた時点であってもよい。時点TA2をできるだけ遅い時点とすることで、一般的に高コストである低窒素濃度のキャリアガス(アルゴン等)の使用量を少なくすることができる。
1.2.1 Requirement 2-1
As shown in Fig. 3, in the converter blowing method according to the second embodiment, the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E is less than 60% of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E. In other words, "time T A2 " is the time when less than 60% of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E has been blown. Time T A2 may be the time when 1% or more , 5% or more, 10% or more, 20% or more, 30% or more, or 40% or more, 59% or less, 58% or less, 57% or less, 55% or less, 50% or less, 40% or less, 30% or less, or 20% or less of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E has been blown. Alternatively, as described below, when a high nitrogen concentration gas is injected until time T A2 and the top blown gas is switched from a high nitrogen concentration gas to a low nitrogen concentration gas at time T A2 , time T A2 may be the time when 40% or more, 45% or more, or 50% or more , 59% or less, 58% or less, or 57% or less of the total amount of oxygen blown from the top blowing lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E is blown. By setting time T A2 to as late as possible, the amount of low nitrogen concentration carrier gas (argon, etc.) used, which is generally expensive, can be reduced.
本発明者の知見によれば、時点TA2から吹錬末期まで、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、Caを含む脱りん剤の吹き付けを行った場合、仮に時点TA2よりも前に溶銑又は溶鋼への吸窒が生じていたとしても、時点TA2から吹錬終了に至るまでに、溶銑又は溶鋼中の窒素が取り除かれ、最終的に溶製される鋼の窒素濃度が低減され易い。また、時点TA2から吹錬末期まで脱りん剤の吹き付けを行うことで、溶銑又は溶鋼が高温且つ低炭素濃度となる吹錬の後半から末期にかけて、溶銑又は溶鋼への復りんを抑える(脱りんを促進する)ことができる。結果として、最終的に溶製される鋼の窒素濃度及びりん濃度が低減され易い。 According to the findings of the present inventors, when a dephosphorizing agent containing Ca is sprayed from the top blowing lance to the molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen gas as a top blown gas from time T A2 to the end of blowing, even if nitrogen absorption into the molten pig iron or molten steel occurs before time T A2 , the nitrogen in the molten pig iron or molten steel is removed from time T A2 to the end of blowing, and the nitrogen concentration of the finally produced steel is likely to be reduced. Moreover, by spraying a dephosphorizing agent from time T A2 to the end of blowing, rephosphorization of the molten pig iron or molten steel can be suppressed (dephosphorization can be promoted) from the latter half to the end of blowing when the molten pig iron or molten steel has a high temperature and a low carbon concentration. As a result, the nitrogen and phosphorus concentrations of the finally produced steel are likely to be reduced.
1.2.2 要件2-2
上述の通り、第2形態に係る転炉吹錬方法においては、吹錬開始時点TSから時点TA2に至るまでに溶銑又は溶鋼の吸窒が生じて、溶銑又は溶鋼中の窒素濃度が高くなっていてもよい。すなわち、図3に示されるように、吹錬開始時点TSから時点TA2までの間においては、上吹きガスとして、酸素のみを用いてもよいし、低窒素濃度ガスを用いてもよいし、高窒素濃度ガスを用いてもよい。特に、時点TA2よりも前において、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、上吹きガスとして高窒素濃度ガスを吹き付け、時点TA2において上吹きガスを低窒素濃度ガスへと切り替えることで、一般的に高コストである低窒素濃度のキャリアガスの使用量を少なくすることができる。すなわち、図4に示されるように、第2形態に係る転炉吹錬方法は、以下の要件2-2を満たすものであってもよい。
1.2.2 Requirement 2-2
As described above, in the converter blowing method according to the second embodiment, nitrogen absorption may occur in the molten pig iron or molten steel between the blowing start time T S and the time T A2 , and the nitrogen concentration in the molten pig iron or molten steel may be high. That is, as shown in Fig. 3, only oxygen may be used as the top blown gas, or a low-nitrogen concentration gas or a high-nitrogen concentration gas may be used between the blowing start time T S and the time T A2 . In particular, by blowing a high-nitrogen concentration gas as the top blown gas from the top blowing lance to the molten pig iron or molten steel before the time T A2 and switching the top blown gas to a low-nitrogen concentration gas at the time T A2, the amount of low-nitrogen concentration carrier gas, which is generally expensive, can be reduced. That is, as shown in Fig. 4, the converter blowing method according to the second embodiment may satisfy the following requirement 2-2.
要件2-2:前記吹錬開始時点TSから前記時点TA2まで、又は、吹錬開始後のいずれかの時点TB2から前記時点TA2まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%超の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付け、前記時点TA2において上吹きガスを前記低窒素濃度ガスへと切り替える。 Requirement 2-2: From the blowing start time T S to the time T A2 , or from any time T B2 after the start of blowing to the time T A2 , a top-blowing gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol% is blown from the top-blowing lance to the molten iron or molten steel, and at the time T A2 , the top-blowing gas is switched to the low-nitrogen concentration gas.
「0.3モル%超の窒素濃度を有する上吹きガス」は、例えば、酸素と窒素濃度の高いガスとの混合ガスであってもよく、後述する「高窒素濃度ガス」であってもよい。 "Top-blown gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol%" may be, for example, a mixed gas of oxygen and a gas with a high nitrogen concentration, or may be a "high nitrogen concentration gas" described below.
上吹きガスを窒素濃度の高いガスから窒素濃度の低いガスへと切り替える方法は特に限定されるものではない。例えば、後述するように、酸素供給ライン(第1供給ライン)とキャリアガス供給ライン(第2供給ライン)とを有する転炉設備において、キャリアガス供給ラインに供給されるキャリアガスの種類を切り替えることで、結果として、上吹きガスを窒素濃度の高いガスから窒素濃度の低いガスへと切り替えることができる。尚、吹錬中にキャリアガスを窒素濃度の高いガスから窒素濃度の低いガスへ切り替えた場合、後述の供給ラインや第4供給源(粉体供給装置)等に残留した窒素濃度の高いキャリアガスが窒素濃度の低いガスと混ざることとなり、必ずしも、切り替え後に直ちに窒素濃度の低いガスが上吹き可能となるわけではない。このことも勘案して、キャリアガスの切り換えのタイミングや上吹きガス中の窒素濃度を管理することが好ましい。 The method of switching the top-blown gas from a gas with a high nitrogen concentration to a gas with a low nitrogen concentration is not particularly limited. For example, as described below, in a converter furnace having an oxygen supply line (first supply line) and a carrier gas supply line (second supply line), by switching the type of carrier gas supplied to the carrier gas supply line, the top-blown gas can be switched from a gas with a high nitrogen concentration to a gas with a low nitrogen concentration. Note that when the carrier gas is switched from a gas with a high nitrogen concentration to a gas with a low nitrogen concentration during blowing, the carrier gas with a high nitrogen concentration remaining in the supply line or the fourth supply source (powder supply device) described below will mix with the gas with a low nitrogen concentration, and the gas with a low nitrogen concentration will not necessarily be able to be blown up immediately after the switch. Taking this into consideration, it is preferable to manage the timing of the carrier gas switch and the nitrogen concentration in the top-blown gas.
1.2.3 要件2-2a及び2-2b
図3に示されるように、第2形態に係る転炉吹錬方法においては、吹錬開始時点TSから脱りん剤の上吹きが行われてもよいし、吹錬開始後のいずれかの時点TB2から脱りん剤の上吹きが行われていてもよい。特に、吹錬開始時点TSから時点TB2まで脱りん剤の上吹きを行わず、時点TB2から脱りん剤の上吹きを開始することで、脱りん剤を安定的に上吹きすることができる。すなわち、第2形態に係る転炉吹錬方法は、図4に示されるように、以下の要件2-2a及び2-2bを満たすものであってもよい。
1.2.3 Requirements 2-2a and 2-2b
As shown in Fig. 3, in the converter blowing method according to the second embodiment, the top blowing of the dephosphorization agent may be performed from the blowing start time T S , or from any time T B2 after the start of blowing. In particular, by not performing top blowing of the dephosphorization agent from the blowing start time T S to time T B2 and starting top blowing of the dephosphorization agent from time T B2 , the dephosphorization agent can be stably top blown. That is, the converter blowing method according to the second embodiment may satisfy the following requirements 2-2a and 2-2b as shown in Fig. 4.
要件2-2a:前記吹錬開始時点TSから前記時点TB2まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%超の窒素濃度を有する上吹きガス又は0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける一方で、前記脱りん剤を吹き付けない。 Requirement 2-2a: From the blowing start time T S to the time T B2 , a top-blowing gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol % or a top-blowing gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol % or less is blown from the top blowing lance onto the molten pig iron or the molten steel, while the dephosphorization agent is not blown.
要件2-2b:前記時点TB2から前記時点TA2まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、前記上吹きガスとしての高窒素濃度ガスとともに、前記脱りん剤を吹き付け、前記時点TA2において上吹きガスの種類を切り替える。ここで、前記高窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%超の窒素濃度を有する。 Requirement 2-2b: From the time T B2 to the time T A2 , the dephosphorization agent is blown from the top blowing lance to the molten pig iron or the molten steel together with a high nitrogen concentration gas as the top blown gas, and the type of the top blown gas is switched at the time T A2 , where the high nitrogen concentration gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of more than 0.3 mol%.
「時点TB2」は、吹錬開始時点TSと上記時点TA2との間であればよい。例えば、時点TB2は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の0%超、1%以上、3%以上又は5%以上、40%未満、30%以下、20%以下又は15%以下が吹き込まれた時点であってもよい。 "Time T B2 " may be any time between the blowing start time T S and the above-mentioned time T A2 . For example, time T B2 may be the time when more than 0%, 1 % or more, 3 % or more, or 5% or more, less than 40%, 30% or less, 20% or less, or 15% or less of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E has been blown.
「高窒素濃度ガス」は、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%超の窒素濃度を有する。すなわち、高窒素濃度ガスに用いられるキャリアガスは、窒素濃度が高い。このようなキャリアガスとしては、窒素のほか、空気等が挙げられる。高窒素濃度ガスにおける窒素濃度は0.3モル%超であり、0.5モル%以上、1.0モル%以上、1.5モル%以上又は2.0モル%以上であってもよい。 "High nitrogen concentration gas" contains oxygen and a carrier gas, and has a nitrogen concentration of more than 0.3 mol%. That is, the carrier gas used in high nitrogen concentration gas has a high nitrogen concentration. Examples of such carrier gas include nitrogen and air. The nitrogen concentration in high nitrogen concentration gas is more than 0.3 mol%, and may be 0.5 mol% or more, 1.0 mol% or more, 1.5 mol% or more, or 2.0 mol% or more.
1.3 補足
第1形態及び第2形態に係る転炉吹錬方法においては、要件1-2や2-1に引き続いて、吹錬末期から吹錬終了までにおいても、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付けるとよい。言い換えれば、図2及び4に示されるように、吹錬末期において、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、0.3モル%超の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付けないほうがよい。吹錬末期において、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付けることで、吹錬末期における溶銑又は溶鋼への吸窒を抑制でき、最終的に溶製される鋼の窒素濃度を一層低減し易くなる。上述したように、吹錬末期においては、吹錬終了まで低窒素濃度ガスとともに脱りん剤の上吹きを行ってもよいし、吹錬終了の直前に脱りん剤の上吹きを停止して、窒素濃度が0.3モル%以下である上吹きガスによる上吹きのみを行ってもよい。
1.3 Supplementary Note In the converter blowing method according to the first and second embodiments, following the requirements 1-2 and 2-1, it is preferable to blow top-blowing gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less from the top lance to the molten pig iron or molten steel even from the final stage of blowing to the end of blowing. In other words, as shown in Figures 2 and 4, it is preferable not to blow top-blowing gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol% from the top lance to the molten pig iron or molten steel at the final stage of blowing. By blowing top-blowing gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less from the top lance to the molten pig iron or molten steel at the final stage of blowing, it is possible to suppress nitrogen absorption into the molten pig iron or molten steel at the final stage of blowing, and it becomes easier to further reduce the nitrogen concentration of the finally produced steel. As described above, in the final stage of blowing, the dephosphorization agent may be top-blown together with the low-nitrogen concentration gas until the end of blowing, or the top blowing of the dephosphorization agent may be stopped immediately before the end of blowing, and only top blowing with the top-blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less may be performed.
第1形態及び第2形態に係る転炉吹錬方法においては、上記の要件が満たされればよく、それ以外の吹錬条件(上吹きランスからの上吹きガスの流量や流速、溶銑や溶鋼の組成や温度等)については、従来と同様としてよい。 In the converter blowing method according to the first and second embodiments, it is sufficient that the above requirements are satisfied, and other blowing conditions (flow rate and flow velocity of the top blown gas from the top blowing lance, composition and temperature of the molten pig iron and molten steel, etc.) may be the same as in the conventional method.
1.4 効果
以上の通り、本開示の転炉吹錬方法によれば、吹錬後半に脱りん剤を溶銑又は溶鋼に吹き付けることにより、復りん速度以上の脱りん速度を火点で得られるため、高温になる吹錬の後半から末期おいて懸念される溶銑又は溶鋼への復りんを解消することが可能であり、また、窒素濃度を低く抑えたキャリアガスを用いることで溶銑又は溶鋼への吸窒も抑えることができる。結果として、窒素濃度及びりん濃度の低い鋼が溶製され易い。
1.4 Effects As described above, according to the converter blowing method disclosed herein, by spraying a dephosphorization agent onto the molten pig iron or molten steel in the latter half of blowing, a dephosphorization rate equal to or higher than the rephosphorization rate can be obtained at the hot point, so that it is possible to eliminate the rephosphorization of the molten pig iron or molten steel, which is a concern from the latter half to the end of blowing when the temperature becomes high, and also, by using a carrier gas with a low nitrogen concentration, it is possible to suppress nitrogen absorption into the molten pig iron or molten steel. As a result, steel with low nitrogen and phosphorus concentrations is easily produced.
2.転炉設備
本開示の転炉吹錬方法は、例えば、上吹きガスの種類を切り替えることが可能な転炉設備において実施され得る。本開示の技術は転炉設備としての側面も有する。
The converter blowing method of the present disclosure can be implemented in, for example, a converter facility capable of switching the type of top-blown gas.
図5に示されるように、一実施形態に係る転炉設備100は、転炉10と、上吹きランス20と、第1供給ライン31と、第2供給ライン32と、第1供給源41と、第2供給源42と、第3供給源43と、第4供給源44とを備える。前記第1供給ライン31は、前記上吹きランス20又は前記第2供給ライン32に接続されている。前記第2供給ライン32は、前記上吹きランス20又は前記第1供給ライン31に接続されている。前記第1供給源41は、前記第1供給ライン31に接続されており、且つ、前記第1供給ライン31に酸素ガスを供給可能であるように構成されている。前記第2供給源42は、前記第2供給ライン32に接続されており、且つ、前記第2供給ライン32に第1キャリアガスを供給可能であるように構成されている。前記第3供給源43は、前記第2供給ライン32に接続されており、且つ、前記第2供給ライン32に第2キャリアガスを供給可能であるように構成されている。前記第4供給源44は、前記第2供給ライン32に接続されており、且つ、前記第2供給ライン32にCaを含む脱りん剤を供給可能であるように構成されている。図5に示されるように、転炉設備100は、前記第2供給ライン32へと供給された前記脱りん剤が、前記第2供給ライン32を介して、前記第1キャリアガス又は前記第2キャリアガスとともに、前記上吹きランス20又は前記第1供給ライン31へと供給可能であるように構成されており、前記上吹きランス20又は前記第1供給ライン31へと供給された前記第1キャリアガス又は前記第2キャリアガスと前記脱りん剤とが、前記酸素とともに、前記上吹きランス20から前記転炉10内へと上吹き可能であるように構成されており、前記第2供給ライン32に供給されるキャリアガスが、前記第1キャリアガスと前記第2キャリアガスとで切替可能であるように構成されており、前記キャリアガスの切替によって、前記上吹きランス20から前記転炉10内へと上吹きされる上吹きガスが、0.3モル%以下の窒素濃度を有する低窒素濃度ガスと、0.3モル%超の窒素濃度を有する高窒素濃度ガスとで切替可能であるように構成されている。 As shown in FIG. 5, the converter equipment 100 according to one embodiment includes a converter 10, a top blowing lance 20, a first supply line 31, a second supply line 32, a first supply source 41, a second supply source 42, a third supply source 43, and a fourth supply source 44. The first supply line 31 is connected to the top blowing lance 20 or the second supply line 32. The second supply line 32 is connected to the top blowing lance 20 or the first supply line 31. The first supply source 41 is connected to the first supply line 31 and is configured to be able to supply oxygen gas to the first supply line 31. The second supply source 42 is connected to the second supply line 32 and is configured to be able to supply a first carrier gas to the second supply line 32. The third supply source 43 is connected to the second supply line 32 and is configured to be able to supply a second carrier gas to the second supply line 32. The fourth supply source 44 is connected to the second supply line 32 and is configured to be able to supply a dephosphorization agent containing Ca to the second supply line 32 . As shown in FIG. 5, the converter equipment 100 is configured so that the dephosphorization agent supplied to the second supply line 32 can be supplied to the top-blowing lance 20 or the first supply line 31 together with the first carrier gas or the second carrier gas via the second supply line 32, and the first carrier gas or the second carrier gas and the dephosphorization agent supplied to the top-blowing lance 20 or the first supply line 31 can be blown upward from the top-blowing lance 20 into the converter 10 together with the oxygen. The carrier gas supplied to the second supply line 32 is configured to be switchable between the first carrier gas and the second carrier gas, and the top-blowing gas blown upward from the top-blowing lance 20 into the converter 10 by switching the carrier gas is configured to be switchable between a low-nitrogen concentration gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less and a high-nitrogen concentration gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol%.
転炉10としては従来と同様のものを用いればよい。本開示の転炉設備において、転炉10は、上吹き転炉及び上底吹き転炉のいずれであってもよい。上底吹き転炉は、その底部に、底吹きガスを炉内に供給するための流路を複数備えていてよい。また、転炉は、その側部に、溶製後の溶鋼を出鋼するための出鋼口等を備えていてよい。 The converter 10 may be the same as that used in the past. In the converter equipment disclosed herein, the converter 10 may be either a top-blown converter or a top-bottom-blown converter. The top-bottom-blown converter may have a plurality of flow paths at its bottom for supplying bottom-blown gas into the furnace. The converter may also have a tapping port or the like at its side for tapping the molten steel after melting.
転炉10の内部に装入される溶銑1としては、例えば、一般的な高炉溶銑をいずれも採用できる。溶銑1は、不純物としてP、Cを含有するほか、Siを含有していてもよい。溶銑1がSiを含有する場合、酸素ガスによる酸化精錬によって溶銑中のSiの脱珪反応が進行し、次いで脱りん反応が進行することとなる。脱珪後、転炉10内の脱珪スラグを排滓してもよいし、転炉10内に脱珪スラグを残したまま、上記本開示の方法による脱りんを行ってもよい。溶銑1は、溶鉄(例えば高炉溶銑)と、スクラップ等の添加材料との混合物であってもよい。溶銑1を転炉10に装入する方法も特に限定されるものではなく、例えば、溶銑鍋等の公知の容器を用いて転炉10内に流し込む方法が挙げられる。上述の通り、本開示の転炉吹錬方法は脱炭吹錬時に適用されてもよく、この場合、転炉10内の溶銑1は、脱りん処理後の脱りん溶銑であってよい。 As the molten iron 1 charged into the converter 10, for example, any general blast furnace molten iron can be used. The molten iron 1 may contain Si in addition to P and C as impurities. When the molten iron 1 contains Si, the desiliconization reaction of the Si in the molten iron proceeds by oxidation refining with oxygen gas, and then the dephosphorization reaction proceeds. After desiliconization, the desiliconization slag in the converter 10 may be drained, or the desiliconization slag may be left in the converter 10 and dephosphorization may be performed by the method disclosed above. The molten iron 1 may be a mixture of molten iron (e.g., blast furnace molten iron) and additive materials such as scrap. The method of charging the molten iron 1 into the converter 10 is not particularly limited, and for example, a method of pouring the molten iron 1 into the converter 10 using a known container such as a molten iron ladle may be used. As described above, the converter blowing method of the present disclosure may be applied during decarburization blowing, in which case the molten iron 1 in the converter 10 may be dephosphorized molten iron after dephosphorization treatment.
上吹きランス20についても、従来と同様のランスを採用可能である。上吹きランス20は、例えば、その上端側(上流側)が、第1供給ライン31や第2供給ライン32に直接的又は間接的に接続されていてよく、これにより、転炉精錬時、第1供給ライン31や第2供給ライン32から上吹きランス20へと酸素、又は、酸素及びキャリアガス、又は、酸素、キャリアガス及び脱りん剤が供給され、上吹きランス20に供給された酸素、キャリアガス及び脱りん剤は、上吹きランス20の下端側の吹出口から溶銑1又は溶鋼へと吹き出される。上吹きランス20から溶銑1へと酸素を含む上吹きガスを吹き込むことで、溶銑1を撹拌させつつ酸化精錬を進行させることができる。尚、転炉10が上底吹き転炉である場合、転炉10の底部から底吹きガスを連続的又は断続的に吹き込むことで、精錬中の溶銑1の撹拌を増強することもできる。 A lance similar to that used in the past can also be used for the top-blowing lance 20. For example, the top end (upstream side) of the top-blowing lance 20 may be directly or indirectly connected to the first supply line 31 or the second supply line 32, so that oxygen, or oxygen and carrier gas, or oxygen, carrier gas and dephosphorizing agent are supplied from the first supply line 31 or the second supply line 32 to the top-blowing lance 20 during converter refining, and the oxygen, carrier gas and dephosphorizing agent supplied to the top-blowing lance 20 are blown out from the outlet on the lower end side of the top-blowing lance 20 into the molten pig iron 1 or molten steel. By blowing top-blowing gas containing oxygen from the top-blowing lance 20 into the molten pig iron 1, oxidation refining can be carried out while stirring the molten pig iron 1. In addition, if the converter 10 is a top-bottom blown converter, the stirring of the molten iron 1 during refining can be enhanced by continuously or intermittently blowing bottom-blown gas from the bottom of the converter 10.
第1供給ライン31や第2供給ライン32は、例えば、公知の配管によって構成され得る。特に、第1供給ライン31や第2供給ライン32の少なくとも一部が可撓性を有する管によって構成されることで、第1供給ライン31や第2供給ライン32が上吹きランス20の昇降等に追従し易くなる。第1供給ライン31は、上吹きランス20又は第2供給ライン32に接続されており、第2供給ライン32は、上吹きランス20又は第1供給ライン31に接続されている。すなわち、第1供給ライン31及び第2供給ライン32は上吹きランス20よりも上流側で互いに合流していてもよいし、或いは、第1供給ライン31と第2供給ライン32とが、上吹きランス20に別々に接続されて、ランス内で合流していてもよい。 The first supply line 31 and the second supply line 32 may be formed, for example, by known piping. In particular, by forming at least a part of the first supply line 31 and the second supply line 32 by a flexible pipe, the first supply line 31 and the second supply line 32 can easily follow the up-down movement of the top-blowing lance 20. The first supply line 31 is connected to the top-blowing lance 20 or the second supply line 32, and the second supply line 32 is connected to the top-blowing lance 20 or the first supply line 31. That is, the first supply line 31 and the second supply line 32 may merge with each other upstream of the top-blowing lance 20, or the first supply line 31 and the second supply line 32 may be connected separately to the top-blowing lance 20 and merge within the lance.
第1供給源41は酸素ガスの供給源であり、第2供給源42は第1キャリアガスの供給源であり、第3供給源43は第2キャリアガスの供給源であり、第4供給源44は脱りん剤の供給源である。第1供給源41は、配管等を介して第1供給ライン31に接続されており、且つ、第1供給ライン31に酸素ガスを供給可能であるように構成されている。第2供給源42は、配管等を介して第2供給ライン32に接続されており、且つ、第2供給ライン32に第1キャリアガスを供給可能であるように構成されている。第3供給源43は、配管等を介して第2供給ライン32に接続されており、且つ、第2供給ライン32に第2キャリアガスを供給可能であるように構成されている。第4供給源44は、配管等を介して第2供給ライン32に接続されており、且つ、第2供給ライン32にCaを含む脱りん剤を供給可能であるように構成されている。 The first supply source 41 is a supply source of oxygen gas, the second supply source 42 is a supply source of the first carrier gas, the third supply source 43 is a supply source of the second carrier gas, and the fourth supply source 44 is a supply source of the dephosphorization agent. The first supply source 41 is connected to the first supply line 31 via a pipe or the like, and is configured to be able to supply oxygen gas to the first supply line 31. The second supply source 42 is connected to the second supply line 32 via a pipe or the like, and is configured to be able to supply the first carrier gas to the second supply line 32. The third supply source 43 is connected to the second supply line 32 via a pipe or the like, and is configured to be able to supply the second carrier gas to the second supply line 32. The fourth supply source 44 is connected to the second supply line 32 via a pipe or the like, and is configured to be able to supply the dephosphorization agent containing Ca to the second supply line 32.
気体供給源である第1供給源41、第2供給源42及び第3供給源43は、例えば、高圧ガスを含む容器であってもよい。或いは、キャリアガスとして空気を用いる場合、当該空気の供給源42又は43は大気であってもよく、すなわち、大気からポンプ等を介して空気を供給し得る。第1キャリアガスとしては、例えば、窒素濃度の高いガスが挙げられ、具体的には窒素や空気が挙げられる。第2キャリアガスとしては、例えば、窒素濃度の低いガスが挙げられ、具体的には、アルゴンや二酸化炭素が挙げられる。脱りん剤の供給源44は、粉体である脱りん剤を第2供給ライン32へと供給可能なものであればよく、一般的な粉体供給装置を採用可能である。 The first supply source 41, the second supply source 42, and the third supply source 43, which are gas supply sources, may be, for example, containers containing high-pressure gas. Alternatively, when air is used as the carrier gas, the air supply source 42 or 43 may be the atmosphere, that is, air may be supplied from the atmosphere via a pump or the like. Examples of the first carrier gas include gases with a high nitrogen concentration, specifically nitrogen and air. Examples of the second carrier gas include gases with a low nitrogen concentration, specifically argon and carbon dioxide. The dephosphorizing agent supply source 44 may be any one capable of supplying the dephosphorizing agent, which is a powder, to the second supply line 32, and a general powder supply device may be used.
転炉設備100は、第2供給ライン32へと供給された脱りん剤が、第2供給ライン32を介して、キャリアガスとともに、上吹きランス20又は第1供給ライン31へと供給可能であるように構成されており、上吹きランス20又は第1供給ライン31へと供給されたキャリアガスと脱りん剤とが、第1供給ラインからの酸素とともに、上吹きランス20から転炉10内へと上吹き可能であるように構成されている。また、第2供給ライン32に供給されるキャリアガスが、第1キャリアガスと第2キャリアガスとで切替可能であるように構成されることで、上吹きランス20から転炉10内へと上吹きされる上吹きガスが、0.3モル%以下の窒素濃度を有する低窒素濃度ガスと、0.3モル%超の窒素濃度を有する高窒素濃度ガスとで切替可能であるように構成されている。例えば、供給源や供給ラインの一部をバルブ等によって開閉可能に構成することによって、第2供給ライン32からランスへのキャリアガス及び脱りん剤の供給及び当該供給の停止を切り替えることができ、また、第2供給ライン32に供給されるキャリアガスを第1キャリアガスと第2キャリアガスとで切り替えることができる。このように、上記転炉設備100によれば、酸素供給ラインである第1供給ライン31と、キャリアガス及び脱りん剤の供給ラインである第2供給ライン32とが、各々、上吹きランス20に接続され、且つ、第2供給ライン32から上吹きランス20へのキャリアガス及び脱りん剤の供給の有無や、上吹きランス20へと供給されるキャリアガスの種類を切り替え可能であるように構成されることによって、上記の第1形態及び第2形態に係る転炉吹錬方法のいずれについても実施可能である。 The converter equipment 100 is configured so that the dephosphorization agent supplied to the second supply line 32 can be supplied to the top-blowing lance 20 or the first supply line 31 together with the carrier gas via the second supply line 32, and the carrier gas and the dephosphorization agent supplied to the top-blowing lance 20 or the first supply line 31 can be blown upward from the top-blowing lance 20 into the converter 10 together with oxygen from the first supply line. In addition, the carrier gas supplied to the second supply line 32 is configured to be switchable between the first carrier gas and the second carrier gas, so that the top-blowing gas blown upward from the top-blowing lance 20 into the converter 10 can be switched between a low-nitrogen concentration gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less and a high-nitrogen concentration gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol%. For example, by configuring a part of the supply source or the supply line to be openable and closable by a valve or the like, it is possible to switch between supplying the carrier gas and the dephosphorization agent from the second supply line 32 to the lance and stopping the supply, and also to switch the carrier gas supplied to the second supply line 32 between the first carrier gas and the second carrier gas. In this way, according to the converter equipment 100, the first supply line 31, which is an oxygen supply line, and the second supply line 32, which is a supply line for the carrier gas and the dephosphorization agent, are each connected to the top blowing lance 20, and are configured to be able to switch between supplying the carrier gas and the dephosphorization agent from the second supply line 32 to the top blowing lance 20 and the type of carrier gas supplied to the top blowing lance 20, so that both the converter blowing method according to the first embodiment and the converter blowing method according to the second embodiment can be implemented.
以下、実施例を示しつつ本発明についてさらに説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱せず、その目的を達する限りにおいては、種々の条件を採用可能とするものである。 The present invention will be further explained below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. The present invention allows various conditions to be adopted as long as the purpose is achieved without departing from the gist of the invention.
1.実験1
CaO粉を溶銑に上吹きしながら吹錬を行って窒素濃度が十分に低い溶鋼を得る場合の上吹きガスに含まれる窒素濃度の上限について、試験転炉を用いて調査した。具体的には、図5に示されるような試験転炉を用いた溶銑の脱炭吹錬実験において、脱りん剤としてのCaO含有粉を酸素含有ガスとともに上吹きし、吹錬後に得られた溶鋼中りん濃度や窒素濃度を測定した。実験条件は以下の通りである。
1. Experiment 1
The upper limit of the nitrogen concentration contained in the top-blown gas when molten steel with a sufficiently low nitrogen concentration is obtained by performing blowing while top-blowing CaO powder into molten pig iron was investigated using a test converter. Specifically, in a decarburization blowing experiment of molten pig iron using a test converter as shown in Fig. 5, CaO-containing powder as a dephosphorization agent was top-blown together with an oxygen-containing gas, and the phosphorus and nitrogen concentrations in the molten steel obtained after blowing were measured. The experimental conditions were as follows:
まず、上底吹きの試験転炉に温度1300℃~1400℃の溶銑2.0tを装入した。溶銑は脱珪・脱りん銑相当の炭素濃度が3.2~3.5質量%、珪素濃度が0.05質量%以下、マンガン濃度が0.1質量%以下、りん濃度が0.03~0.05質量%、硫黄濃度が0.005~0.01質量%の組成の溶銑を用いた。上吹きランスは5孔ランスを用いた。CaO含有粉にはCaO純分が97%の生石灰粉を用いた。生石灰粉は、粉体供給装置からキャリアガスによって配管及び可撓性のホースでランス上端まで運ばれ、ランスの上端で酸素供給配管と接続され、上吹き用酸素ガスと合流するものとした。その後、酸素ガス、キャリアガス及びCaO含有粉が混合した状態でランス内を通り、ランス先端に設けた5つのノズルから溶銑に向けて吹付けられるようにした。生石灰粉は上記の方法にて吹錬初期から末期まで一定供給速度で合計20kgを吹き付けた。上吹き用の酸素ガスは6.5Nm3/min、キャリアガス流量は0.1~0.3Nm3/min、合計のガス流量は6.6~6.8Nm3/minとし、ランス高さは450mmで吹錬を行った。キャリアガスには下記表1に示されるような様々なガスを用い、酸素ガスと混合した状態で窒素濃度が0~4.4モル%となるようにして実験を行った。尚、上記の脱りん剤以外に、フラックスとして、珪石5.0kg、MgO粒3.0kgを吹錬前に溶銑上に上置き添加した。また、底吹きは4本の各羽口から、アルゴンガスを0.1Nm3/minの流量で流した。 First, 2.0 t of molten pig iron at a temperature of 1300°C to 1400°C was charged into a top-bottom blowing test converter. The molten pig iron used had a composition equivalent to desiliconized and dephosphorized pig iron, with a carbon concentration of 3.2 to 3.5 mass%, a silicon concentration of 0.05 mass% or less, a manganese concentration of 0.1 mass% or less, a phosphorus concentration of 0.03 to 0.05 mass%, and a sulfur concentration of 0.005 to 0.01 mass%. A five-hole lance was used as the top-blowing lance. As the CaO-containing powder, quicklime powder with a CaO purity of 97% was used. The quicklime powder was transported from the powder supply device to the top end of the lance by a carrier gas through a pipe and a flexible hose, and was connected to an oxygen supply pipe at the top end of the lance and merged with the top-blowing oxygen gas. Then, the oxygen gas, carrier gas and CaO-containing powder were mixed and passed through the lance, and were sprayed toward the molten pig iron from five nozzles at the tip of the lance. A total of 20 kg of quicklime powder was sprayed at a constant supply rate from the beginning to the end of the blowing process using the above method. The top-blowing oxygen gas was 6.5 Nm 3 /min, the carrier gas flow rate was 0.1-0.3 Nm 3 /min, the total gas flow rate was 6.6-6.8 Nm 3 /min, and the lance height was 450 mm. Various gases shown in Table 1 below were used as the carrier gas, and the experiments were performed so that the nitrogen concentration when mixed with the oxygen gas was 0-4.4 mol%. In addition to the above dephosphorization agent, 5.0 kg of silica stone and 3.0 kg of MgO grains were added as fluxes by placing them on top of the molten pig iron before blowing. For bottom blowing, argon gas was blown from each of the four tuyere ports at a flow rate of 0.1 Nm 3 /min.
吹錬後に炉内の溶鋼を採取し、溶鋼中のりん濃度及び窒素濃度を分析したところ、いずれの条件についても溶鋼中のりん濃度は0.005%以下であった。一方で、窒素濃度については条件毎に異なる値となった。下記表1に、実験条件及び実験結果を示す。 After blowing, molten steel was sampled from the furnace and the phosphorus and nitrogen concentrations in the molten steel were analyzed. The phosphorus concentration in the molten steel was found to be 0.005% or less under all conditions. However, the nitrogen concentration varied depending on the conditions. The experimental conditions and results are shown in Table 1 below.
表1に示される結果から明らかなように、上吹きガス中の窒素濃度が高くなるほど溶鋼中の窒素濃度が高くなった。表1に示されるように、溶鋼中の窒素濃度を、酸素ガスのみを上吹きする場合と同等の0.0015質量%以下にするためには、上吹きガス中の窒素濃度を0.3モル%以下にする必要がある。 As is clear from the results shown in Table 1, the higher the nitrogen concentration in the top-blown gas, the higher the nitrogen concentration in the molten steel. As shown in Table 1, in order to reduce the nitrogen concentration in the molten steel to 0.0015 mass% or less, which is the same as when only oxygen gas is top-blown, the nitrogen concentration in the top-blown gas needs to be reduced to 0.3 mol% or less.
2.実験2
上記の検討では、吹錬している間は生石灰粉を上吹きし続けているため、キャリアガスも流し続けるものとした。一方で、上吹きガス中の窒素濃度を0.3モル%以下に保つためには、窒素濃度が低い高価なキャリアガスを大量に消費することとなり、大幅なコストアップに繋がる虞がある。そのため、高価なキャリアガスの消費量を減らす観点から、吹錬初期から末期まで生石灰粉を上吹きし続けずに、復りんが顕著となる吹錬後半以降に生石灰粉を上吹きする条件や、吹錬前半においては窒素濃度の高い安価なキャリアガスを使用し、吹錬後半においては窒素濃度の低い高価なキャリアガスを使用する条件について、検討を行った。実験条件は以下の通りである。
2. Experiment 2
In the above study, the quicklime powder was continuously blown from the top during blowing, so the carrier gas was also continuously flowing. On the other hand, in order to keep the nitrogen concentration in the top-blown gas at 0.3 mol% or less, a large amount of expensive carrier gas with a low nitrogen concentration would be consumed, which could lead to a significant increase in costs. Therefore, from the viewpoint of reducing the consumption of expensive carrier gas, the conditions for top-blowing quicklime powder from the early to the end of blowing, when rephosphorization becomes noticeable, and the conditions for using an inexpensive carrier gas with a high nitrogen concentration in the early stage of blowing and an expensive carrier gas with a low nitrogen concentration in the latter stage of blowing were studied. The experimental conditions are as follows.
図5に示されるような転炉設備において、上底吹き転炉に溶銑290~310tを装入して、副原料を添加した後、上吹きランスから酸素ガスを溶銑に吹き付けて脱炭吹錬を行った。上吹きランスには5孔ランスを用いた。ランス上端には酸素ガス供給配管(第1供給ライン)が接続され、ランス上端近傍の酸素ガス供給配管には粉体供給配管(第2供給ライン)が接続され、酸素ガス供給配管と粉体ガス供給配管との接続部近傍において粉体供給配管にバルブが設けられ、粉体供給をする場合はバルブを開き、粉体供給をしない場合は閉じることが可能であり、粉体供給が必要ない時にはキャリアガスの浪費を抑制できるようにした。また、酸素ガス供給配管には酸素供給源(第1供給源)を接続して酸素を流通可能とする一方、粉体供給配管には、第1キャリアガス供給源(第2供給源)と第2キャリアガス供給源(第3供給源)と粉体供給源(第4供給源)としての粉体供給装置とを接続し、且つ、第1キャリアガス供給源の近傍と第2キャリアガス供給源の近傍とに各々バルブを設けて、粉体供給配管へと供給されるキャリアガスを第1キャリアガスと第2キャリアガスとで切替できるようにした。溶銑は、事前に脱りん転炉にて脱珪・脱りん処理を行い、一旦脱りん転炉から溶銑鍋に出湯した溶銑であり、組成は炭素濃度が3.2~3.5質量%、珪素濃度が0.05質量%以下、マンガン濃度が0.1質量%以下、りん濃度が0.02~0.04質量%、硫黄濃度が0.005~0.01質量%のものを用いた。副原料として、塊生石灰を2.4~3.4t、珪石を0.5~0.8t、橄欖岩を0.6~1.0t、鉄鉱石を最大3.0t添加した。 In a converter facility as shown in Figure 5, 290-310 t of molten iron was charged into a top-and-bottom blown converter, auxiliary materials were added, and then oxygen gas was blown onto the molten iron from a top-blowing lance to perform decarburization blowing. A five-hole lance was used for the top-blowing lance. An oxygen gas supply pipe (first supply line) was connected to the upper end of the lance, and a powder supply pipe (second supply line) was connected to the oxygen gas supply pipe near the upper end of the lance. A valve was provided on the powder supply pipe near the connection between the oxygen gas supply pipe and the powder gas supply pipe, and the valve could be opened when powder was being supplied and closed when powder was not being supplied, making it possible to reduce waste of carrier gas when powder supply was not required. The oxygen gas supply pipe is connected to an oxygen supply source (first supply source) to allow oxygen to flow, while the powder supply pipe is connected to a first carrier gas supply source (second supply source), a second carrier gas supply source (third supply source), and a powder supply device serving as a powder supply source (fourth supply source), and valves are provided near the first carrier gas supply source and near the second carrier gas supply source, respectively, so that the carrier gas supplied to the powder supply pipe can be switched between the first carrier gas and the second carrier gas. The molten pig iron used was molten pig iron that had been previously desiliconized and dephosphorized in a dephosphorization converter and then tapped from the dephosphorization converter into a molten pig iron ladle, and had a carbon concentration of 3.2 to 3.5 mass%, a silicon concentration of 0.05 mass% or less, a manganese concentration of 0.1 mass% or less, a phosphorus concentration of 0.02 to 0.04 mass%, and a sulfur concentration of 0.005 to 0.01 mass%. As auxiliary raw materials, 2.4 to 3.4 t of lump lime, 0.5 to 0.8 t of silica, 0.6 to 1.0 t of peridotite, and up to 3.0 t of iron ore were added.
比較例1~12及び実施例1~6について、各々、下記表2に示される実験条件にて、脱炭吹錬を行い、吹錬終了後、溶鋼中のりん濃度及び窒素濃度を分析した。溶鋼中のりん濃度が0.005質量%以下である場合を合格(◎、○)と評価し、0.005質量%を超えるものを不合格(×)と評価した。特に溶鋼中のりん濃度が0.003質量%以下である場合を良好(◎)と評価した。また、溶鋼中の窒素濃度が、粉体上吹きを行わない場合の脱炭吹錬で得られる溶鋼中の窒素濃度0.0015質量%以下である場合を合格(○)と評価し、0.0015質量%を超える場合を不合格(×)と評価した。結果を下記表2に示す。 For each of Comparative Examples 1 to 12 and Examples 1 to 6, decarburization blowing was performed under the experimental conditions shown in Table 2 below, and the phosphorus and nitrogen concentrations in the molten steel were analyzed after blowing. A phosphorus concentration of 0.005 mass% or less in the molten steel was evaluated as pass (◎, ○), and a concentration exceeding 0.005 mass% was evaluated as fail (×). In particular, a phosphorus concentration of 0.003 mass% or less in the molten steel was evaluated as good (◎). In addition, a nitrogen concentration of 0.0015 mass% or less in the molten steel obtained by decarburization blowing without powder top blowing was evaluated as pass (○), and a concentration exceeding 0.0015 mass% was evaluated as fail (×). The results are shown in Table 2 below.
表2に示される結果から以下のことが分かる。 The results shown in Table 2 reveal the following:
比較例1は、吹錬の10%(上吹き酸素量割合)~100%の吹錬終了まで、CaO粉を0.8kg/min/tで酸素とともに上吹きした例である。キャリアガスにはN2ガスを用い、キャリアガス流量は2000Nm3/minでCaO粉を酸素ラインに供給した。また、酸素ガス流量は48000~65000Nm3/hとし、上吹きガスの総流量は50000~67000Nm3/hで、上吹きガスのN2濃度は3.0~4.0モル%であった。吹錬終了後、溶鋼中のりん濃度及び窒素濃度を分析したところ、溶鋼中のりん濃度は0.003質量%であり、十分な脱りんができていた。吹錬終了まで行われた粉体上吹きにより復りんが抑制されたと考えられる。一方で、溶鋼中の窒素濃度は0.0042質量%であり、粉体上吹きを行わない場合の脱炭吹錬で得られる溶鋼中の窒素濃度0.0015質量%よりも大幅に増加した。粉体上吹き時の上吹きガスにおける窒素濃度が高すぎたため、吹錬時に溶鋼の吸窒が生じ、これが吹錬終了後にも残存したものと考えられる。 Comparative Example 1 is an example in which CaO powder was top-blown together with oxygen at 0.8 kg/min/t from 10% (top-blown oxygen ratio) of the blowing to the end of 100% blowing. N2 gas was used as the carrier gas, and CaO powder was supplied to the oxygen line at a carrier gas flow rate of 2000 Nm3 /min. The oxygen gas flow rate was 48000-65000 Nm3 /h, the total flow rate of the top-blown gas was 50000-67000 Nm3 /h, and the N2 concentration of the top-blown gas was 3.0-4.0 mol%. After the end of blowing, the phosphorus concentration and nitrogen concentration in the molten steel were analyzed, and the phosphorus concentration in the molten steel was 0.003 mass%, indicating sufficient dephosphorization. It is believed that rephosphorization was suppressed by the powder top blowing performed until the end of blowing. On the other hand, the nitrogen concentration in the molten steel was 0.0042 mass%, which was significantly higher than the nitrogen concentration of 0.0015 mass% in the molten steel obtained in decarburization blowing without top powder blowing. It is considered that the nitrogen concentration in the top blown gas during top powder blowing was too high, causing nitrogen absorption in the molten steel during blowing, and this remained even after the end of blowing.
比較例2~5は、キャリアガスを空気とし、粉体上吹き終了のタイミングを吹錬の70%~100%として、脱炭吹錬を行った例である。吹錬終了後、溶鋼中のりん濃度及び窒素濃度を分析したところ、比較例1と同様に、溶鋼中のりん濃度は0.005%以下で、脱りんに問題はなかったが、溶鋼中の窒素濃度は粉体上吹きをしない脱炭吹錬で得られる溶鋼中の窒素濃度0.0015質量%よりも大幅に増加した。比較例1と同様に、粉体上吹き時の上吹きガスにおける窒素濃度が高すぎたため、吹錬時に溶鋼の吸窒が生じ、これが吹錬終了後にも残存したものと考えられる。 Comparative Examples 2 to 5 are examples of decarburization blowing in which air was used as the carrier gas and the timing for ending top powder blowing was set to 70% to 100% of the blowing. After the blowing was completed, the phosphorus and nitrogen concentrations in the molten steel were analyzed. As in Comparative Example 1, the phosphorus concentration in the molten steel was 0.005% or less, and there was no problem with dephosphorization, but the nitrogen concentration in the molten steel was significantly higher than the nitrogen concentration of 0.0015 mass% obtained in decarburization blowing without top powder blowing. As in Comparative Example 1, the nitrogen concentration in the top blown gas during top powder blowing was too high, causing nitrogen absorption in the molten steel during blowing, which is thought to have remained even after the blowing was completed.
実施例1は、吹錬の10%(上吹き酸素量割合)~100%の吹錬終了までCaO粉を酸素とともに上吹きした例である。ただし、CaO粉のキャリアガスとして、窒素を含有しないアルゴンを用いた。吹錬終了後、溶鋼中のりん濃度及び窒素濃度を分析したところ、溶鋼中のりん濃度は0.002質量%と良好であり、また、溶鋼中の窒素濃度についても0.0012質量%と粉体上吹きを行わない場合と同等の低い濃度とすることができた。 Example 1 is an example in which CaO powder was top-blown together with oxygen from 10% (top-blown oxygen ratio) of the blowing to the end of 100% of the blowing. However, argon, which does not contain nitrogen, was used as the carrier gas for the CaO powder. After the end of the blowing, the phosphorus concentration and nitrogen concentration in the molten steel were analyzed, and it was found that the phosphorus concentration in the molten steel was a good 0.002% by mass, and the nitrogen concentration in the molten steel was also low at 0.0012% by mass, which is as low as when powder top blowing is not performed.
ただし、実施例1においては、吹錬の60%以上の期間にわたって、キャリアガスとしてアルゴンを用いて粉体上吹きを行ったために、キャリアガスとして窒素や空気を用いた場合に比べて、製造コストの増大が懸念される。これを解決すべく、以下の比較例及び実施例を検討した。 However, in Example 1, because argon was used as the carrier gas for more than 60% of the blowing period, there is a concern that the production costs will increase compared to when nitrogen or air is used as the carrier gas. In order to solve this problem, the following comparative examples and examples were examined.
比較例6~8は、キャリアガスとして空気を用いて、吹錬末期のみCaO粉を上吹きした例である。具体的には、CaO粉の上吹きを吹錬の80%~95%の時期に開始し、吹錬終了までCaO粉を0.8~0.9kg/min/tで酸素とともに上吹きした。吹錬終了後、溶鋼中のりん濃度及び窒素濃度を分析したところ、溶鋼中のりん濃度は0.004~0.005質量%と低い結果が得られたものの、溶鋼中の窒素濃度は粉体上吹きをしない脱炭吹錬で得られる溶鋼中の窒素濃度0.0015質量%よりも大幅に増加した。比較例1~5と同様に、粉体上吹き時の上吹きガスにおける窒素濃度が高すぎたため、吹錬時に溶鋼の吸窒が生じ、これが吹錬終了後にも残存したものと考えられる。 Comparative Examples 6 to 8 are examples in which air was used as the carrier gas and CaO powder was top-blown only at the end of blowing. Specifically, top blowing of CaO powder was started at 80% to 95% of the blowing stage, and CaO powder was top-blown together with oxygen at 0.8 to 0.9 kg/min/t until the end of blowing. When the phosphorus and nitrogen concentrations in the molten steel were analyzed after the end of blowing, the phosphorus concentration in the molten steel was found to be low at 0.004 to 0.005 mass%, but the nitrogen concentration in the molten steel was significantly higher than the nitrogen concentration in the molten steel of 0.0015 mass% obtained in decarburization blowing without top powder blowing. As in Comparative Examples 1 to 5, it is believed that the nitrogen concentration in the top-blown gas during top powder blowing was too high, causing nitrogen absorption in the molten steel during blowing, which remained even after the end of blowing.
実施例2~4は、窒素を含まないキャリアガスを用いて、吹錬末期のみCaO粉を上吹きした例である。具体的には、CaO粉の上吹きを吹錬の80%~95%の時期に開始し、吹錬終了までCaO粉を0.8~1.2kg/min/tで酸素とともに上吹きした。吹錬終了後、溶鋼中のりん濃度及び窒素濃度を分析したところ、溶鋼中のりん濃度は0.005質量%と非常に低い結果が得られ、また、窒素濃度についても0.0010~0.0013質量%と粉体上吹きを行わない場合と同等の低い濃度とすることができた。このように、吹錬開始から吹錬終了まで窒素濃度の低い上吹きガスによる上吹きを行い、且つ、吹錬の末期にCaO粉を上吹きすることによって、粉体コストのほか、キャリアガスコストについても、実施例1に比べて抑制することができた。 In Examples 2 to 4, CaO powder was top-blown only at the end of blowing using a nitrogen-free carrier gas. Specifically, top blowing of CaO powder was started at 80% to 95% of the blowing stage, and CaO powder was top-blown with oxygen at 0.8 to 1.2 kg/min/t until the end of blowing. After the end of blowing, the phosphorus and nitrogen concentrations in the molten steel were analyzed, and the phosphorus concentration in the molten steel was found to be very low at 0.005 mass%, and the nitrogen concentration was also found to be low at 0.0010 to 0.0013 mass%, which is equivalent to the concentration when powder top blowing is not performed. In this way, by performing top blowing with a top-blown gas with a low nitrogen concentration from the start of blowing to the end of blowing, and by top blowing CaO powder at the end of blowing, it was possible to reduce not only the powder cost but also the carrier gas cost compared to Example 1.
上述の通り、吹錬の末期のみCaO粉を上吹きした実施例2~4でも良好な脱りん結果が得られたが、吹錬前半からCaO粉を上吹きした実施例1に比べると、溶鋼中のりん濃度が若干高い。この点、脱りんの観点からは、吹錬前半から吹錬末期までCaO粉を上吹きすることが好ましいといえる。この点、吹錬前半からCaO粉を上吹きするものの、キャリアガス種を吹錬の途中で切り替えることについて検討した。 As mentioned above, good dephosphorization results were obtained in Examples 2 to 4, in which CaO powder was top-blown only at the end of blowing. However, the phosphorus concentration in the molten steel was slightly higher than in Example 1, in which CaO powder was top-blown from the first half of blowing. From the viewpoint of dephosphorization, it can be said that it is preferable to top-blown CaO powder from the first half of blowing to the end of blowing. In this regard, we investigated the possibility of top-blown CaO powder from the first half of blowing, but switching the carrier gas type midway through blowing.
実施例5及び6、並びに、比較例9及び10は、吹錬前半からCaO粉を上吹きし、キャリアガス種を吹錬の途中で高窒素濃度ガスから低窒素濃度ガスに切り替えた例である。実施例5及び6の結果から明らかなように、吹錬の前半においてはキャリアガスとして空気を用い、吹錬期間の60%に到達する前に、キャリアガスをArガスに切換えることで、溶鋼中のりん濃度を0.003質量%以下に下げることができ、また、溶鋼中の窒素濃度も同様に低位に抑制できた。ただし、比較例9及び10の結果から明らかなように、キャリアガスを切り替えるタイミングが遅すぎると、最終的に得られる溶鋼中の窒素濃度が高くなってしまう。吹錬前半で溶銑又は溶鋼の吸窒が起こり、これが吹錬終了後にも残存したものと考えられる。実施例5及び6、並びに、比較例9及び10の結果から、吹錬の60%未満の段階でキャリアガスの切り替えを行うことで、最終的に得られる溶鋼中の窒素濃度を低減できることが分かる。 In Examples 5 and 6 and Comparative Examples 9 and 10, CaO powder was blown from the top from the first half of the blowing, and the carrier gas type was switched from a high nitrogen concentration gas to a low nitrogen concentration gas during the blowing. As is clear from the results of Examples 5 and 6, the phosphorus concentration in the molten steel can be reduced to 0.003 mass% or less by using air as the carrier gas in the first half of the blowing and switching the carrier gas to Ar gas before reaching 60% of the blowing period, and the nitrogen concentration in the molten steel can also be suppressed to a low level. However, as is clear from the results of Comparative Examples 9 and 10, if the timing of switching the carrier gas is too late, the nitrogen concentration in the molten steel finally obtained will be high. It is believed that nitrogen absorption occurred in the molten pig iron or molten steel in the first half of the blowing, and this remained even after the end of the blowing. From the results of Examples 5 and 6 and Comparative Examples 9 and 10, it can be seen that the nitrogen concentration in the molten steel finally obtained can be reduced by switching the carrier gas at a stage less than 60% of the blowing period.
比較例11及び12は従来技術に相当する。すなわち、吹錬の前半においてCaO粉を上吹きし、吹錬の後半はCaO粉の上吹きをせず、上吹きガス(酸素)の上吹きのみを行った例である。この場合、最終的に得られる溶鋼の窒素濃度を低減することができるものの、りん濃度が大幅に上昇してしまう。より高温となる吹錬後半において復りんが起こり、吹錬前半における脱りん促進効果が低減されたものと考えられる。 Comparative examples 11 and 12 correspond to the conventional technology. In other words, they are examples in which CaO powder was top-blown in the first half of the blowing, and in the second half of the blowing, CaO powder was not top-blown, and only top-blown gas (oxygen) was top-blown. In this case, the nitrogen concentration of the final molten steel can be reduced, but the phosphorus concentration increases significantly. It is believed that rephosphorization occurs in the second half of the blowing, where the temperature is higher, and the dephosphorization promotion effect in the first half of the blowing is reduced.
3.まとめ
以上の実験から、上吹きランスから、転炉内の溶銑又は溶鋼へと、酸素を含む上吹きガスを吹き付ける転炉吹錬方法において、以下の要件1-1及び1-2が満たされる場合、或いは、以下の要件2-1が満たされる場合、溶銑又は溶鋼の吸窒や復りんを抑制でき、最終的に得られる溶鋼のりん濃度及び窒素濃度を十分に低減できるといえる。
3. Summary From the above experiments, it can be said that in a converter blowing method in which top-blowing gas containing oxygen is blown from a top-blowing lance onto molten pig iron or molten steel in a converter, when the following requirements 1-1 and 1-2 are satisfied, or when the following requirement 2-1 is satisfied, nitrogen absorption and rephosphorization of the molten pig iron or molten steel can be suppressed and the phosphorus and nitrogen concentrations of the finally obtained molten steel can be sufficiently reduced.
要件1-1:吹錬開始時点TSから時点TA1まで、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける。ここで、吹錬開始時点TSから時点TA1までに上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに前記上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%以上である。 Requirement 1-1: From the blowing start time T S to time T A1 , top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less is blown from the top lance onto the molten pig iron or molten steel, where the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to time T A1 is 60% or more of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E.
要件1-2:少なくとも時点TA1から吹錬末期まで、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、Caを含む脱りん剤を吹き付ける。ここで、低窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%以下の窒素濃度を有する。 Requirement 1-2: From at least time T A1 to the end of blowing, a dephosphorizing agent containing Ca is blown from a top lance onto the molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen gas as a top-blowing gas, where the low-nitrogen gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less.
要件2-1:吹錬開始後の時点TA2から吹錬末期まで、上吹きランスから溶銑又は溶鋼へと、上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、Caを含む脱りん剤を吹き付ける。ここで、吹錬開始時点TSから時点TA2までに上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%未満であり、低窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%以下の窒素濃度を有する。 Requirement 2-1: From time T A2 after the start of blowing to the end of blowing, a dephosphorizing agent containing Ca is sprayed from the top lance onto the molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen gas as a top-blowing gas, where the total amount of oxygen blown from the top lance from the start of blowing T S to time T A2 is less than 60% of the total amount of oxygen blown from the top lance from the start of blowing T S to the end of blowing T E , and the low-nitrogen gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less.
100 転炉設備
1 溶銑(又は溶鋼)
10 転炉
20 上吹きランス
31 第1供給ライン
32 第2供給ライン
41 第1供給源
42 第2供給源
43 第3供給源
44 第4供給源
100 Converter equipment 1 Molten iron (or molten steel)
10 Converter 20 Top blowing lance 31 First supply line 32 Second supply line 41 First supply source 42 Second supply source 43 Third supply source 44 Fourth supply source
Claims (5)
上吹きランスから、転炉内の溶銑又は溶鋼へと、酸素を含む上吹きガスを吹き付けることを含み、
以下の要件1-1及び1-2を満たし、
吹錬終了後の前記溶鋼中のりん濃度を0.005質量%以下とするとともに、窒素濃度を0.0015質量%以下とする、
転炉吹錬方法。
要件1-1:吹錬開始時点TSから時点TA1まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける。ここで、吹錬開始時点TSから前記時点TA1までに前記上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに前記上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%以上である。
要件1-2:少なくとも前記時点TA1から吹錬末期まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、Caを含む脱りん剤を吹き付ける。ここで、前記低窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%以下の窒素濃度を有する。 A converter blowing method, comprising the steps of:
The method includes blowing a top-blowing gas containing oxygen from a top-blowing lance onto the molten iron or steel in the converter,
Meet the following requirements 1-1 and 1-2,
The phosphorus concentration in the molten steel after completion of blowing is set to 0.005% by mass or less, and the nitrogen concentration is set to 0.0015% by mass or less.
Converter blowing method.
Requirement 1-1: From a blowing start time T S to a time T A1 , top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less is blown from the top lance onto the molten pig iron or molten steel, where the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the time T A1 is 60% or more of the total amount of oxygen blown from the top lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E.
Requirement 1-2: From at least the time T A1 to the end of blowing, a dephosphorizing agent containing Ca is blown from the top blowing lance onto the molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen concentration gas as a top blown gas, wherein the low-nitrogen concentration gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less.
請求項1に記載の転炉吹錬方法。
要件1-1a:前記吹錬開始時点TSから吹錬開始後のいずれかの時点TB1まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける一方で、前記脱りん剤を吹き付けない。ここで、吹錬開始時点T S から前記時点T B1 までに前記上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点T S から吹錬終了時点T E までに前記上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%未満である。
要件1-1b:前記時点TB1から前記時点TA1まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、上吹きガスとしての前記低窒素濃度ガスとともに、前記脱りん剤を吹き付ける。 The following requirements 1-1a and 1-1b are met:
The converter blowing method according to claim 1.
Requirement 1-1a: From the blowing start time T S to any time T B1 after the start of blowing, a top blown gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less is blown from the top blowing lance onto the molten pig iron or molten steel, while the dephosphorization agent is not blown, and the total amount of oxygen blown from the top blowing lance from the blowing start time T S to the time T B1 is less than 60% of the total amount of oxygen blown from the top blowing lance from the blowing start time T S to the blowing end time T E.
Requirement 1-1b: From the time T B1 to the time T A1 , the dephosphorization agent is blown from the top blowing lance onto the molten iron or molten steel together with the low-nitrogen concentration gas as a top blown gas.
上吹きランスから、転炉内の溶銑又は溶鋼へと、酸素を含む上吹きガスを吹き付けることを含み、
以下の要件2-1を満たし、
吹錬終了後の前記溶鋼中のりん濃度を0.005質量%以下とするとともに、窒素濃度を0.0015質量%以下とする、
転炉吹錬方法。
要件2-1:吹錬開始後の時点TA2から吹錬末期まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、前記上吹きガスとしての低窒素濃度ガスとともに、Caを含む脱りん剤を吹き付ける。ここで、吹錬開始時点TSから前記時点TA2までに前記上吹きランスから吹き付けられる合計の酸素量は、吹錬開始時点TSから吹錬終了時点TEまでに前記上吹きランスから吹き付けられる全酸素量の60%未満であり、前記低窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%以下の窒素濃度を有する。 A converter blowing method, comprising the steps of:
The method includes blowing a top-blowing gas containing oxygen from a top-blowing lance onto the molten iron or steel in the converter,
Meet the following requirement 2-1,
The phosphorus concentration in the molten steel after completion of blowing is set to 0.005% by mass or less, and the nitrogen concentration is set to 0.0015% by mass or less.
Converter blowing method.
Requirement 2-1: From time T A2 after the start of blowing to the end of blowing, a dephosphorizing agent containing Ca is sprayed from the top lance onto the molten pig iron or molten steel together with a low-nitrogen concentration gas as the top-blowing gas, wherein the total amount of oxygen blown from the top lance from the start of blowing T S to the time T A2 is less than 60% of the total amount of oxygen blown from the top lance from the start of blowing T S to the end of blowing T E , and the low-nitrogen concentration gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of 0.3 mol% or less.
請求項3に記載の転炉吹錬方法。
要件2-2:前記吹錬開始時点TSから前記時点TA2まで、又は、吹錬開始後のいずれかの時点TB2から前記時点TA2まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%超の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付け、前記時点TA2において上吹きガスを前記低窒素濃度ガスへと切り替える。 Satisfy the following requirement 2-2;
The converter blowing method according to claim 3.
Requirement 2-2: From the blowing start time T S to the time T A2 , or from any time T B2 after the start of blowing to the time T A2 , a top-blowing gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol% is blown from the top-blowing lance to the molten iron or molten steel, and at the time T A2 , the top-blowing gas is switched to the low-nitrogen concentration gas.
請求項4に記載の転炉吹錬方法。
要件2-2a:前記吹錬開始時点TSから前記時点TB2まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、0.3モル%超の窒素濃度を有する上吹きガス又は0.3モル%以下の窒素濃度を有する上吹きガスを吹き付ける一方で、前記脱りん剤を吹き付けない。
要件2-2b:前記時点TB2から前記時点TA2まで、前記上吹きランスから前記溶銑又は前記溶鋼へと、前記上吹きガスとしての高窒素濃度ガスとともに、前記脱りん剤を吹き付け、前記時点TA2において上吹きガスの種類を切り替える。ここで、前記高窒素濃度ガスは、酸素とキャリアガスとを含み、且つ、0.3モル%超の窒素濃度を有する。 The following requirements 2-2a and 2-2b are met:
The converter blowing method according to claim 4.
Requirement 2-2a: From the blowing start time T S to the time T B2 , a top-blowing gas having a nitrogen concentration of more than 0.3 mol % or a top-blowing gas having a nitrogen concentration of 0.3 mol % or less is blown from the top blowing lance onto the molten pig iron or the molten steel, while the dephosphorization agent is not blown.
Requirement 2-2b: From the time T B2 to the time T A2 , the dephosphorization agent is blown from the top blowing lance to the molten pig iron or the molten steel together with a high nitrogen concentration gas as the top blown gas, and the type of the top blown gas is switched at the time T A2 , where the high nitrogen concentration gas contains oxygen and a carrier gas and has a nitrogen concentration of more than 0.3 mol%.
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|---|---|---|---|---|
| JP2001164310A (en) | 1999-12-09 | 2001-06-19 | Nippon Steel Corp | Refining method in top and bottom blown converter |
| JP2007270238A (en) | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | Method for applying dephosphorize-treatment to molten iron |
| JP2011006758A (en) | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method for dephosphorizing molten iron |
| JP2013163828A (en) | 2012-02-09 | 2013-08-22 | Jfe Steel Corp | Method for producing molten steel |
| JP2015092018A (en) | 2013-10-02 | 2015-05-14 | Jfeスチール株式会社 | Method for refining hot pig iron in converter |
| WO2018128135A1 (en) | 2017-01-06 | 2018-07-12 | 新日鐵住金株式会社 | Dephosphorization apparatus and method for dephosphorizing hot metal using dephosphorization apparatus |
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-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001164310A (en) | 1999-12-09 | 2001-06-19 | Nippon Steel Corp | Refining method in top and bottom blown converter |
| JP2007270238A (en) | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | Method for applying dephosphorize-treatment to molten iron |
| JP2011006758A (en) | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method for dephosphorizing molten iron |
| JP2013163828A (en) | 2012-02-09 | 2013-08-22 | Jfe Steel Corp | Method for producing molten steel |
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