JP7754076B2 - Molten iron refining method, refining equipment, and steel manufacturing method - Google Patents
Molten iron refining method, refining equipment, and steel manufacturing methodInfo
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Description
本発明は、溶鉄の精錬処理、特に、同じ転炉型の容器にて脱珪処理と脱リン処理の両方を行う溶鉄の精錬方法、精錬装置および鋼材の製造方法に関する。ここで、溶鉄には、高炉から出銑した溶銑、溶銑に冷鉄源を溶解させたもの、冷鉄源を加熱して溶解したものおよび溶鋼など該溶銑中の炭素の一部が精錬処理により除去されたものならびにそれらの混合物を含む。 The present invention relates to a molten iron refining process, particularly a molten iron refining method, refining equipment, and steel manufacturing method that perform both desiliconization and dephosphorization in the same converter-type vessel. Here, molten iron includes molten pig iron tapped from a blast furnace, molten pig iron in which a cold iron source has been dissolved, molten pig iron melted by heating, molten pig iron such as molten steel, and molten pig iron from which some of the carbon has been removed by refining, as well as mixtures thereof.
溶銑は、これを転炉で脱炭精錬するのに先立って、この溶銑中のSiやPを予め除去する予備処理を行なうことが一般的である。その予備処理は、精錬用フラックス使用量の低減や溶鋼の高純度化、転炉操業時の過酸化防止によるマンガン歩留りの向上、精錬スラグ量の低減などを目的として実施されている。また、予備処理は、その後の脱炭工程の処理も含めた様々な方法が提案されている。 Before molten pig iron is decarburized and refined in a converter, it is common for the metal to undergo pretreatment to remove Si and P from the molten iron. This pretreatment is carried out for the purposes of reducing the amount of refining flux used, increasing the purity of the molten steel, preventing overoxidation during converter operation to improve manganese yield, and reducing the amount of refining slag. Various pretreatment methods have also been proposed, including those for the subsequent decarburization process.
ところで、予備処理時には精錬スラグが発生する。この精錬スラグを廃棄するのではなく、各種の用途に利用する必要がある。従来は、脱リン処理時に脱リン反応効率を高める目的でフッ素源である蛍石(CaF2)を使用していた。ところが、スラグの用途によってはフッ素などが溶出しないようにすることが求められる。そこで、フッ素源である蛍石を使用しないで予備処理を行なう方法が検討されてきた。また、近年では、製鉄業に対し、温室効果ガス排出量の削減要求もある。そのため、酸化鉄を還元するのに大きなエネルギーを必要とし、CO2排出量の多い高炉溶銑の使用割合を低減させる一方、鉄スクラップなどの冷鉄源の使用割合を増大させる精錬方法について検討されている。このような背景の下で、近年の予備処理については、精錬方法の改善を図りつつ、冷鉄源の使用比率を増大させる傾向にあることがわかる。 During pretreatment, refining slag is generated. This slag should not be discarded but should be utilized for various purposes. Conventionally, fluorite (CaF 2 ), a fluorine source, has been used during dephosphorization to enhance the efficiency of the dephosphorization reaction. However, depending on the application of the slag, it is necessary to prevent fluorine and other substances from leaching out. Therefore, pretreatment methods without using fluorite, a fluorine source, have been investigated. Furthermore, in recent years, the steel industry has been required to reduce greenhouse gas emissions. Therefore, refining methods that reduce the proportion of blast furnace hot metal, which requires a large amount of energy to reduce iron oxide and emits a large amount of CO 2 , while increasing the proportion of cold iron sources, such as iron scrap, have been investigated. Against this background, recent pretreatment methods have tended to increase the proportion of cold iron sources used while improving refining methods.
また、溶銑の脱珪や脱リンを行なう予備処理の1つとして、溶銑に対して生石灰などの精錬剤(媒溶材)を添加すると共に気体酸素や酸化鉄等の固体酸素源を加えることにより、溶銑中のSiやPをスラグ中に除去する方法がある。また、予備処理のための容器としては、トーピードカーや高炉鍋などの搬送容器または転炉型容器(精錬炉)などを用いる。なかでも、多量のスクラップを使用するためには、炉容積の大きい転炉型容器を用いることが有利である。 One pretreatment method for desiliconizing and dephosphorizing molten pig iron involves adding a refining agent (flux agent) such as quicklime to the molten iron, along with a solid oxygen source such as gaseous oxygen or iron oxide, to remove the silicon and phosphorus from the molten iron and turn it into slag. Pretreatment vessels used include transport vessels such as torpedo cars and blast furnace ladles, or converter-type vessels (refining furnaces). In particular, when using large amounts of scrap, it is advantageous to use a converter-type vessel with a large furnace volume.
たとえば、特許文献1には、脱珪、脱リン、脱炭のプロセスにおいて、媒溶材使用量を抑制してP濃度を効率的に低減しつつスクラップ溶解のための熱源を確保して、鉄歩留りを向上させる溶銑の予備処理方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method for pre-treating molten iron in the desiliconization, dephosphorization, and decarburization processes, which efficiently reduces the P concentration by suppressing the amount of solvent used while ensuring a heat source for scrap melting, thereby improving iron yield.
しかしながら、上記従来技術には、以下のような課題があった。
すなわち、特許文献1に開示の技術では、中間排滓を伴うことからスラグの塩基度を吹錬中に判断することが難しく、脱リン処理における最適な塩基度やその際の媒溶材の必要量の予測が困難であった。そのため、脱リン処理のための媒溶材原単位削減が十分に行えなかった。
However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems.
That is, in the technology disclosed in Patent Document 1, since intermediate slag removal is involved, it is difficult to determine the slag basicity during blowing, and it is difficult to predict the optimum basicity for dephosphorization treatment and the required amount of solvent for that treatment. As a result, it is not possible to sufficiently reduce the solvent consumption for dephosphorization treatment.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、脱リン処理時に必要な媒溶材の量を、吹錬中に成分測定をすることなく明確な判断基準を基に決定することができる溶鉄の精錬方法、精錬装置および鋼材の製造方法を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a molten iron refining method, refining equipment, and steel manufacturing method that can determine the amount of solvent required during dephosphorization based on clear criteria without measuring the components during blowing.
発明者らは、脱リン処理中に、送酸ランスは、溶湯には浸からないものの、滓化してフォーミングしたスラグに接触し振動することを見出した。また、滓化が終了し、沈静化したスラグは、送酸ランスと接触せず、送酸ランスの振動が止まることを見出した。本発明はこれらの観察の結果をもとに開発したものである。 The inventors discovered that during the dephosphorization process, the oxygen supply lance is not immersed in the molten metal, but does come into contact with the slag that has turned into slag and formed, causing it to vibrate. They also discovered that once the slag has turned into slag and settled, it no longer comes into contact with the oxygen supply lance, causing the lance to stop vibrating. The present invention was developed based on the results of these observations.
上記課題を有利に解決する本発明にかかる溶鉄の精錬方法は、高炉から出銑した溶銑を転炉型の容器内に装入して脱珪処理を行い、脱珪処理終了時に所定のSi濃度および所定の溶湯温度の溶鉄ならびに所定の塩基度のスラグに調整する脱珪工程と、脱珪処理後の前記溶鉄と前記スラグの一部とを前記容器内に残留させ、所定量のスラグを排出する中間排滓工程と、前記容器内に残留させた脱珪後の前記溶鉄および前記スラグに対して石灰系媒溶材を添加するとともに酸素を吹錬することによって溶鉄の脱リン処理を行う脱リン工程と、脱リン処理後の所定の塩基度のスラグの一部を前記容器内に残留させて出湯する出湯工程と、を含み、脱珪工程、中間排滓工程、脱リン工程および出湯工程を順次繰り返し行う溶鉄の精錬方法であって、前記脱珪工程では、脱リン処理後の前記スラグを残留させた前記容器に高炉から出銑した前記溶銑を装入し、前記脱リン工程では、前記酸素を吹錬する送酸ランスの振動を計測し、計測された送酸ランスの振動計測値に応じて前記媒溶材使用量を制御することを特徴とする。ここで、「塩基度」とは、質量基準でスラグ中の(SiO2)に対する(CaO)の濃度比をいう、以下に同じ。 The method for refining molten iron according to the present invention, which advantageously solves the above problems, comprises a desiliconization step in which molten iron tapped from a blast furnace is charged into a converter-type vessel and subjected to desiliconization treatment, and at the end of the desiliconization treatment, the molten iron has a predetermined Si concentration and a predetermined molten temperature, and slag has a predetermined basicity; an intermediate slag removal step in which the molten iron and a portion of the slag after the desiliconization treatment are left in the vessel, and a predetermined amount of slag is discharged; and a final desiliconization step in which a lime-based solvent is added to the molten iron and slag after the desiliconization treatment and the slag remaining in the vessel, and oxygen is blown into the slag. This method for refining molten iron includes a dephosphorization step in which phosphorus is treated, and a tapping step in which a portion of the slag of a predetermined basicity after the dephosphorization treatment is left in the vessel and the molten iron is tapped, and the desiliconization step, intermediate slag removal step, dephosphorization step, and tapping step are sequentially repeated, and is characterized in that in the desiliconization step, the molten iron tapped from a blast furnace is charged into the vessel in which the dephosphorization treatment slag remains, and in the dephosphorization step, the vibration of an oxygen supply lance for blowing oxygen is measured and the amount of the solvent used is controlled in accordance with the measured vibration value of the oxygen supply lance. Here, "basicity" refers to the concentration ratio of (CaO) to ( SiO2 ) in the slag on a mass basis (the same applies hereinafter).
上記課題を有利に解決する本発明にかかる溶鉄の精錬装置は、上記の方法に用いる溶鉄の精錬装置であって、転炉型の容器と、石灰系媒溶材の添加手段と、送酸ランスと、送酸ランスの振動を計測する振動測定装置と、計測した送酸ランスの振動計測値に応じて前記媒溶材の添加量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 The molten iron refining apparatus of the present invention, which advantageously solves the above-mentioned problems, is an apparatus for refining molten iron used in the above-mentioned method, and is characterized by comprising a converter-type vessel, a means for adding a lime-based flux, an oxygen supply lance, a vibration measuring device for measuring the vibration of the oxygen supply lance, and a control means for controlling the amount of flux added in accordance with the measured vibration value of the oxygen supply lance.
上記課題を有利に解決する本発明にかかる鋼材の製造方法は、上記の方法で精錬した溶鉄に、必要に応じて真空処理を含む二次精錬を施して成分調整したのち、鋳造して鋼素材とし、鋼素材を圧延して鋼材を製造することを特徴とする。 The steel manufacturing method of the present invention, which advantageously solves the above-mentioned problems, is characterized by the fact that the molten iron refined by the above-mentioned method is subjected to secondary refining, including vacuum treatment as necessary, to adjust the composition, and then cast into a steel material, which is then rolled to produce the steel material.
本発明にかかる溶鉄の精錬方法および精錬装置によれば、脱リン処理時に必要な媒溶材の量を、吹錬中に成分測定をすることなく明確な判断基準を基に決定することができる。特に、脱リン工程で送酸ランスの振動を計測し、スラグの状態の変化を適時に把握し、脱リン処理に必要な石灰系媒溶材の必要量を判断するので、媒溶材を過剰に添加する必要がなくなった。また、脱リン処理後に所定の塩基度のスラグを容器内に残留させることで、精錬処理全体の副原料原単位の削減につながる。くわえて、送酸ランスの振動を計測することでスラグのフォーミングが沈静化したことを把握でき、出湯時にスラグの漏出を抑制できた。 The molten iron refining method and refining apparatus of the present invention enable the amount of solvent required for dephosphorization to be determined based on clear criteria, without measuring the components during the blowing process. In particular, by measuring the vibration of the oxygen supply lance during the dephosphorization process, changes in the state of the slag can be grasped in a timely manner, and the amount of lime-based solvent required for dephosphorization can be determined, eliminating the need to add excess solvent. Furthermore, by leaving slag of a specified basicity in the vessel after dephosphorization, this leads to a reduction in the unit consumption of auxiliary materials throughout the entire refining process. In addition, by measuring the vibration of the oxygen supply lance, it is possible to determine when slag foaming has subsided, thereby suppressing slag leakage when the molten metal is tapped.
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。また、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 describes in detail the embodiments of the present invention. Furthermore, the following embodiments are intended to exemplify devices and methods that embody the technical concepts of the present invention, and are not intended to limit the configuration to those described below. In other words, the technical concepts of the present invention can be modified in various ways within the technical scope set forth in the claims.
図1(a)に本発明の一実施形態にかかる溶鉄の精錬方法に用いて好適な精錬装置を示す。この精錬装置は、転炉型の容器からなる転炉型精錬炉1として構成される。この精錬炉1では酸素の上吹きは昇降可能な上吹き用の送酸ランス2の先端から酸素含有ガス12を溶鉄9に向けて吹き付けることによって行なう。ここで、酸素含有ガス12としては純酸素ガスのほか、Arガスや窒素ガスなどの不活性ガスや二酸化炭素などの希釈ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いることができ、工業用純酸素が用いることが好ましい。また、ガスの底吹きは、この精錬炉1の底部に設けられた底吹き羽口3を使って行なう。底吹きガス13としては、酸素含有ガス、あるいはArガスや窒素ガスなどの不活性ガスが一般的である。くわえて、溶鉄9中に吹き込むことにより溶鉄9の攪拌を強化して冷鉄源の溶解を促進する機能を有するガス、さらには搬送用ガスと共に溶鉄中に媒溶材を吹き込む機能を有するようなガスであってもよい。底吹き羽口3を保護するような吸熱性のガス、たとえば炭化水素を吹き込むこともできる。なお、図中の符号4は、精錬後の溶鉄9を出湯するための出湯口である。 FIG. 1(a) shows a refining apparatus suitable for use in a method for refining molten iron according to one embodiment of the present invention. This refining apparatus is configured as a converter-type refining furnace 1 consisting of a converter-type vessel. In this refining furnace 1, top blowing of oxygen is performed by spraying oxygen-containing gas 12 toward molten iron 9 from the tip of a top-blowing oxygen supply lance 2 that can be raised and lowered. The oxygen-containing gas 12 can be pure oxygen gas, an inert gas such as Ar gas or nitrogen gas, or a mixture of oxygen gas and a diluent gas such as carbon dioxide. Industrial pure oxygen is preferred. Bottom blowing of gas is performed using a bottom-blowing tuyeres 3 installed at the bottom of the refining furnace 1. The bottom-blown gas 13 is typically an oxygen-containing gas or an inert gas such as Ar gas or nitrogen gas. Additionally, it may be a gas that, when injected into molten iron 9, enhances the agitation of the molten iron 9 and promotes the dissolution of the cold iron source, or a gas that can inject a solvent into the molten iron together with a carrier gas. It is also possible to inject an endothermic gas, such as a hydrocarbon, to protect the bottom-blowing tuyere 3. Note that reference numeral 4 in the figure denotes a tapping port for tapping the refined molten iron 9.
本実施形態では、溶鉄の精錬には、2基以上の転炉型精錬炉1を用い、そのうちの少なくとも1基の転炉型精錬炉1を予備処理、つまり脱珪処理および脱リン処理に使用する。そして、残りの1基を、本実施形態の適用によって予備処理が施された溶鉄の脱炭精錬に使用する。例えば、予備処理用の転炉型精錬炉1にて予備処理を行ない、そして予備処理後の溶鉄9を脱炭精錬用の転炉型精錬炉に移し替えて脱炭処理を行なうようにすることが好ましい。 In this embodiment, two or more converter-type refining furnaces 1 are used to refine molten iron, with at least one of these converter-type refining furnaces 1 being used for pre-treatment, i.e., desiliconization and dephosphorization. The remaining converter-type refining furnace 1 is used for decarburization of the molten iron that has been pre-treated by applying this embodiment. For example, it is preferable to perform pre-treatment in a converter-type refining furnace 1 for pre-treatment, and then transfer the molten iron 9 after pre-treatment to a converter-type refining furnace for decarburization and refining.
本実施形態では、送酸ランス2の上部に振動を計測する振動計測装置20と、石灰系媒溶材16の添加手段としてのホッパー7およびシュート8と、計測した振動計測値に応じて石灰系媒溶材16の添加量を制御する制御手段としての制御装置21と、をさらに備える。図1(b)に振動計測装置20の一例を模式上面図で表す。振動を計測する一軸型加速度ピックアップセンサ20aを2個用いることが好ましい。それぞれセンサの振動の検出方向20bを水平面内で交差させ、好ましくは直交させて、送酸ランス2の水平振動を計測する。替えて、三軸型加速度ピックアップであってもよい。振動計測値としては、振動加速度や振動加速度レベル、振動レベル、変位振幅や速度振幅のいずれでもよい。振動スペクトル解析により、特定周波数の振動の強度を測定してもよい。振動加速度を電位変換することが簡便で好ましい。たとえば、所定の電位の最大値を過去の振動計測値の最大値と結び付け、電位の零値をノイズとしての常時振動の最大値に設定することができる。 In this embodiment, the oxygen supply lance 2 further includes a vibration measurement device 20 for measuring vibrations, a hopper 7 and a chute 8 for adding the lime-based solvent 16, and a control device 21 for controlling the amount of the lime-based solvent 16 added based on the vibration measurement value. Figure 1(b) shows a schematic top view of an example of the vibration measurement device 20. Two uniaxial acceleration pickup sensors 20a for measuring vibrations are preferably used. The vibration detection directions 20b of the sensors are aligned in a horizontal plane, preferably perpendicular to each other, to measure the horizontal vibration of the oxygen supply lance 2. Alternatively, a triaxial acceleration pickup may be used. The vibration measurement value may be vibration acceleration, vibration acceleration level, vibration level, displacement amplitude, or velocity amplitude. The intensity of vibration at a specific frequency may also be measured using vibration spectrum analysis. Converting vibration acceleration to potential is simple and preferable. For example, a predetermined maximum potential value can be linked to the maximum value of past vibration measurements, and zero potential can be set to the maximum value of constant vibration as noise.
制御装置21は、シーケンサやコンピュータで構成される。制御装置21は、制御部、記憶部、操作部、表示部、通信部等を備えていてもよく、各部をバスによって接続していてもよい。制御部は中央演算装置(CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)等により構成されるコンピュータが例示される。制御部のCPUは、操作部の操作に応じて、記憶部、たとえば、記憶部内のプログラムを記憶する記憶領域に記憶されているシステムプログラムや、各種処理プログラムを読みだす。そして、CPUは、RAMの作業領域にプログラムを展開し、展開されたプログラムにしたがって、各種処理を実行し、制御手段の各機能を実現する。また、CPUは、バスを介して他の構成部から信号やデータを受け取ったり、制御信号や命令を送ったりする。そのほか、通信部を介して、振動計測装置20などの外部のセンサから情報を受け取ったり、石灰系媒溶材の添加手段に制御信号を送受信したりする。通信部は、他の機器や装置と有線または無線で通信するように構成される。 The control device 21 is composed of a sequencer or computer. The control device 21 may include a control unit, memory unit, operation unit, display unit, communication unit, etc., and each unit may be connected via a bus. The control unit is exemplified by a computer composed of a central processing unit (CPU), random access memory (RAM), etc. In response to operation of the operation unit, the CPU of the control unit reads system programs and various processing programs stored in the memory unit, for example, in a memory area that stores programs within the memory unit. The CPU then loads the programs in the RAM's working area, executes various processes in accordance with the loaded programs, and realizes each function of the control means. The CPU also receives signals and data from other components via the bus and sends control signals and commands. Additionally, the CPU receives information from external sensors such as the vibration measurement device 20 and sends and receives control signals to the lime-based solvent addition means via the communication unit. The communication unit is configured to communicate with other devices and equipment via wired or wireless communication.
記憶部は、SSD(Solid State Drive)等の不揮発性の半導体メモリやハードディスク(HDD:Hard Disk Drive)等により構成される。記憶部は着脱可能なフラッシュメモリ等を含んでいてもよい。記憶部は、制御部において各種処理を実行するためのプログラムをはじめとする各種プログラムや、プログラムによる処理の実行に必要なパラメータ、または、処理結果等のデータを記憶する。記憶部に記憶されている各種プログラムはコンピュータにより読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部は当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。 The storage unit is composed of non-volatile semiconductor memory such as a solid state drive (SSD) or a hard disk drive (HDD). The storage unit may also include removable flash memory. The storage unit stores various programs, including programs for executing various processes in the control unit, parameters required for executing processes by the programs, and data such as processing results. The various programs stored in the storage unit are stored in the form of computer-readable program code, and the control unit sequentially executes operations in accordance with the program code.
通信部は、LAN(Local Area Network)アダプターやモデム、無線通信装置などを備え、通信手段により接続された振動計測装置20や添加手段との間の送受信を制御する。通信部は、たとえば、ネットワークカード等の通信用のインターフェースを備えるものであってもよい。通信部は、外部装置との間で各種データを送受信できるようになっている。たとえば、振動計測装置20が検出した情報は、この通信部を介して制御装置21に入力される。操作部は、カーソルキー、数字入力キーおよび各種機能キーを備えたキーボードやマウス、タッチパネルなどのポインティングデバイスやスティックコントローラを備え、キー操作やマウス操作などにより入力された指令信号を制御部に出力する。 The communication unit includes a LAN (Local Area Network) adapter, modem, wireless communication device, etc., and controls transmission and reception between the vibration measuring device 20 and the adding means connected via the communication means. The communication unit may include a communication interface such as a network card. The communication unit is capable of transmitting and receiving various data to and from external devices. For example, information detected by the vibration measuring device 20 is input to the control device 21 via this communication unit. The operation unit includes a keyboard with cursor keys, numeric input keys, and various function keys, a mouse, a pointing device such as a touch panel, or a stick controller, and outputs command signals input by key operation, mouse operation, etc. to the control unit.
表示部は、たとえば、液晶ディスプレイ(LCD)やCRT、有機発光ダイオード(LED)などのモニターが例示される。振動計測装置20が検出した情報や添加手段の動作状況などを表示し、送酸ランス2の振動状態や石灰系媒溶材の添加状況を監視することができる。操作者が、表示部に表示された振動計測値に基づき。石灰系媒溶材の添加の停止などの指示を添加手段に送信することができる。振動計測値が所定値以下になったときやその状態が所定時間継続したときにフォーミングが沈静化したと判断することが好ましい。なお、この操作を自動制御とすることもできる。表示部には、操作者へのガイダンスを提示する目的で、フォーミングの沈静化の情報や石灰系媒溶材の添加を停止するよう作業指示を表示することもできる。 Examples of the display unit include monitors such as a liquid crystal display (LCD), CRT, or organic light-emitting diode (LED). It displays information detected by the vibration measurement device 20 and the operating status of the dosing means, allowing for monitoring of the vibration state of the oxygen supply lance 2 and the addition status of the lime-based solvent. Based on the vibration measurement value displayed on the display unit, the operator can send instructions to the dosing means, such as to stop adding the lime-based solvent. It is preferable to determine that foaming has subsided when the vibration measurement value falls below a predetermined value or when this state continues for a predetermined period of time. This operation can also be automatically controlled. The display unit can also display information about foaming subsiding and instructions to stop adding the lime-based solvent, in order to provide guidance to the operator.
転炉型精錬炉1を用いる本実施形態にかかる溶鉄の精錬方法は、図2のフローに示すように、(A)溶銑装入ステップ、(B)脱珪処理ステップ、(C)中間排滓工程、(D)脱リン工程、(E)出湯工程、の順に行なうものであり、特に、同一炉においてこれらの工程を繰返し実施することにより、効率的な溶鉄の予備処理が可能となる。溶銑装入ステップと脱珪処理ステップとを合わせて脱珪工程とする。 The molten iron refining method according to this embodiment, which uses a converter-type refining furnace 1, is carried out in the following order, as shown in the flow chart of Figure 2: (A) molten iron charging step, (B) desiliconization step, (C) intermediate slag removal step, (D) dephosphorization step, and (E) tapping step. In particular, by repeatedly performing these steps in the same furnace, efficient preliminary treatment of molten iron is possible. The molten iron charging step and desiliconization step are collectively referred to as the desiliconization step.
[溶銑装入ステップ]
まず、溶銑装入ステップ(A)について説明する。このステップ(A)では、転炉型精錬炉1内に前回の溶鉄の予備処理において生成した脱リン処理終了後のスラグ(以下、単に「脱リン処理後スラグ」という)17を残留させたまま、装入鍋14より新たな溶銑9aを装入する。または、その溶銑装入前に鉄スクラップなどの冷鉄源11を装入した後に溶銑9aを装入する。予め装入する冷鉄源11としては、日本鉄源協会の「鉄スクラップ検収統一規格」に規定されている鉄スクラップの他、直接還元鉄、冷銑などの鉄を主成分とするものでもよい。
[Hot metal charging step]
First, the molten iron charging step (A) will be described. In this step (A), new molten iron 9a is charged from a charging ladle 14 while leaving behind slag 17 generated after dephosphorization in the previous pretreatment of molten iron (hereinafter simply referred to as "dephosphorization slag") in the converter-type refining furnace 1. Alternatively, a cold iron source 11 such as iron scrap is charged before the molten iron is charged, and then the molten iron 9a is charged. The cold iron source 11 charged in advance may be iron scrap as specified in the "Unified Standard for Iron Scrap Inspection" of the Japan Iron and Steel Association, or may be a material containing iron as a main component, such as direct reduced iron or cold iron.
ここで、次回の精錬に備え、精錬炉1内に残留させておく前回の脱リン処理後スラグ17は、後に続く脱珪処理時のスラグ塩基度を調節する目的で使用されるものである。この脱リン処理後スラグの塩基度、つまり、質量基準でスラグ中の(SiO2)に対する(CaO)の濃度比(CaO)/(SiO2)(以下、単に「塩基度」という)は1.2以上が好ましく、より好ましくは1.4以上とする。その理由は、この前回の脱リン処理終了時の脱リン処理後スラグ17の塩基度が1.2未満では、このスラグを残留させても脱珪処理における塩基度調節には不十分なおそれがあるからである。そのため、脱珪処理で多量の石灰系媒溶材を添加することが必要になるからである。なお、上記脱リン処理後スラグの塩基度の上限については特に限定しない。通常は、溶鉄の脱リン処理でのスラグの塩基度を3.0程度以下とする。そこで、これ以上に塩基度を高める必要はない。 The slag 17 left in the refining furnace 1 after the previous dephosphorization treatment is used to adjust the slag basicity during the subsequent desiliconization treatment. The basicity of the slag after the dephosphorization treatment, i.e., the ratio of CaO to SiO 2 (CaO)/SiO 2 (hereinafter simply referred to as "basicity") by mass, is preferably 1.2 or greater, more preferably 1.4 or greater. This is because if the basicity of the slag after the previous dephosphorization treatment 17 is less than 1.2, leaving the slag behind may be insufficient for adjusting the basicity during the subsequent desiliconization treatment. Therefore, a large amount of lime-based solvent must be added during the desiliconization treatment. The upper limit of the basicity of the slag after the dephosphorization treatment is not particularly limited. Typically, the basicity of the slag used in the dephosphorization treatment of molten iron is set to approximately 3.0 or less. Therefore, there is no need to increase the basicity beyond this value.
また、炉内に残留させておく前回の脱リン処理後スラグ17の量は、塩基度の調節を効果的に行なうためには、前回の溶鉄の脱リン処理時に生成したスラグ量の30mass%以上が好ましい。60mass%以上とすることがより好ましい。本実施形態では脱リン処理を経て出湯した後、炉内に残留させたスラグの全量を新たな溶鉄の脱珪処理に活用すれば脱珪処理での塩基度調節にさらに効果的である。その上、このような方法を継続的に行えば、排出される予備処理スラグは脱珪処理終了時のスラグ(以下、「脱珪処理後スラグ」という)のみで均質なものとなる。したがって、予備処理スラグに塩基度の高い脱リン処理後スラグが混入しない。そのため、水和反応によるスラグの膨張やアルカリの溶出といった問題も生じない。ゆえに、スラグの利材化を図る上でも本実施形態は極めて有効である。 Furthermore, to effectively adjust basicity, the amount of post-dephosphorization slag 17 remaining in the furnace is preferably 30 mass% or more of the amount of slag generated during the previous dephosphorization of molten iron. A value of 60 mass% or more is more preferable. In this embodiment, if the entire amount of slag remaining in the furnace after the dephosphorization process is used for the desiliconization of new molten iron, basicity adjustment during the desiliconization process is even more effective. Furthermore, if this method is performed continuously, the discharged pretreatment slag will be homogeneous, consisting only of the slag at the end of the desiliconization process (hereinafter referred to as "post-desiliconization slag"). Therefore, the pretreatment slag will not be mixed with the highly basic post-dephosphorization slag. This also prevents problems such as slag expansion due to hydration reactions and alkali elution. Therefore, this embodiment is extremely effective in utilizing slag as a material.
なお、上記脱リン処理後スラグは、比較的高塩基度で、比較的高融点であり、比較的低温(1350℃程度以下)であることから流動性は小さい。そのため、この脱リン処理後スラグ上に冷鉄源を装入しても、冷鉄源がスラグにくるまれて溶解が遅れるようなことはない。いわゆる脱炭スラグを炉内に残留させておくときのように多量の冷却材を添加して固化させるような、熱収支上および物質収支上非効率的な操作は必要なくなる。また、この脱リン処理後スラグは、上記の特性から固相に富んで流動性が低いことから、組織内に大量の微細な金属鉄分を含有している。そのため、スラグを固化し、粉砕後磁選処理した後でも、10mass%程度以上の金属鉄分を含んでいる。従来、このスラグを系外に排出していた。本実施形態によれば、この脱リン処理後スラグを次回の精錬処理に持ち越すことができるので、この脱リン処理後スラグ中の金属鉄分の大部分を溶鉄中に回収して、鉄損失を削減する効果もある。一方、脱珪処理後スラグについては、流動性が比較的高いため、該スラグ中の金属鉄分が粗大化しやすい。したがって、このようなスラグは、スラグの粉砕および磁選処理後に回収されずにスラグ中に残留するような金属鉄分は少ない。それゆえ、本実施形態では、溶鉄の精錬処理全体を通じてスラグ中への鉄損失を削減できる。 The dephosphorized slag has a relatively high basicity, a relatively high melting point, and a relatively low temperature (below approximately 1350°C), resulting in low fluidity. Therefore, even if a cold iron source is charged onto the dephosphorized slag, the cold iron source is not enveloped in the slag, delaying its melting. This eliminates the need for inefficient operations in terms of heat and material balance, such as adding a large amount of coolant to solidify the so-called decarburized slag, which occurs when the slag is left in the furnace. Furthermore, due to the above characteristics, the dephosphorized slag is rich in solid phase and has low fluidity, resulting in a large amount of fine metallic iron within its structure. Therefore, even after the slag is solidified, crushed, and magnetically separated, it still contains approximately 10% or more metallic iron. Conventionally, this slag was discharged outside the system. According to this embodiment, the dephosphorized slag can be carried over to the next refining process, allowing most of the metallic iron in the dephosphorized slag to be recovered in molten iron, thereby reducing iron loss. On the other hand, since the fluidity of slag after desiliconization is relatively high, the metallic iron in the slag tends to coarsen. Therefore, this type of slag contains little metallic iron that remains in the slag after pulverization and magnetic separation. Therefore, in this embodiment, iron loss in the slag can be reduced throughout the entire smelting process of molten iron.
[脱珪処理ステップ]
次に、図2(B)に示す脱珪処理ステップ(B)について説明する。このステップ(B)は、転炉型精錬炉1を直立させ、送酸ランス2を介して溶鉄9に酸素含有ガス12を供給し、脱珪を行なう処理である。この脱珪処理においては、ホッパー5に収容されたSi源15およびホッパー7に収容された石灰系媒溶材16を、それぞれシュート6およびシュート8を介して転炉型精錬炉1内に添加する。そのほか、熱源となる炭材やSi源あるいは酸素源となる酸化鉄なども同様に添加する。脱珪処理のための酸素源としては、多量の冷鉄源11を溶解させる観点からは、吸熱量の大きい酸化鉄を用いずに酸素含有ガス12のみを用いることが好ましい。特に純酸素を用いることが好ましい。
[Desiliconization step]
Next, the desiliconization step (B) shown in FIG. 2(B) will be described. In this step (B), the converter-type refining furnace 1 is placed upright, and oxygen-containing gas 12 is supplied to the molten iron 9 via the oxygen supply lance 2 to perform desiliconization. In this desiliconization process, a silicon source 15 contained in a hopper 5 and a lime-based solvent 16 contained in a hopper 7 are added to the converter-type refining furnace 1 via a chute 6 and a chute 8, respectively. Other materials, such as carbonaceous material serving as a heat source, silicon source, and iron oxide serving as an oxygen source, are also added. From the viewpoint of dissolving a large amount of cold iron source 11, it is preferable to use only oxygen-containing gas 12, without using iron oxide, which has a large heat absorption capacity. Pure oxygen is particularly preferable.
この脱珪処理において、溶銑9a中に含まれるSiあるいはSi源15および冷鉄源11に含有していて溶解により溶鉄中に移行するSiは、酸素源と反応(Si+O2→SiO2)して脱珪される。そのため、その後の脱リン処理における反応効率を高めるのに役立つ。この脱珪処理反応時に酸化熱が発生し、この酸化熱で溶湯温度が上昇して溶鉄中の冷鉄源11の溶解が促進される。この脱珪処理段階でのスラグの組成は、炉内に予め残留させた前回の脱リン処理後スラグ17の量およびその組成の推定値と、上記反応により生成するSiO2の生成量とを考慮して決定する。 During this desiliconization process, Si contained in the molten pig iron 9a or Si contained in the Si source 15 and the cold iron source 11 that transfers to the molten iron during melting reacts with the oxygen source (Si + O 2 → SiO 2 ) to be desiliconized. This helps to improve the reaction efficiency of the subsequent dephosphorization process. During this desiliconization process, oxidation heat is generated, which increases the temperature of the molten iron and promotes the dissolution of the cold iron source 11 in the molten iron. The composition of the slag during this desiliconization process is determined taking into account the amount and estimated composition of the slag 17 from the previous dephosphorization process that was left in the furnace, as well as the amount of SiO 2 produced by the above reaction.
すなわち、脱珪処理中のスラグの塩基度は、0.8以上1.5以下に調整することが好ましい。その理由は、脱珪処理中のスラグ塩基度が0.8よりも小さいと、溶鉄中の[Si](mass%)濃度によっては、脱リン処理後スラグ17の脱リン能低下によって復燐する現象、つまり溶鉄中の[P]濃度の上昇が見られるからである。一方、このスラグ塩基度が1.5よりも大きいと、未滓化CaOの増大による固相率が上昇するために、脱リン処理後スラグ17の流動性が悪くなり、このスラグを排滓できない場合が生じる。好ましいスラグの塩基度の上限は1.2程度である。 In other words, it is preferable to adjust the slag basicity during desiliconization to between 0.8 and 1.5. This is because if the slag basicity during desiliconization is less than 0.8, depending on the [Si] (mass%) concentration in the molten iron, the dephosphorization ability of the slag 17 after dephosphorization may decrease, resulting in re-phosphorization, i.e., an increase in the [P] concentration in the molten iron. On the other hand, if the slag basicity is greater than 1.5, the solid phase fraction increases due to an increase in undissolved CaO, which reduces the fluidity of the slag 17 after dephosphorization, making it impossible to remove the slag. The preferred upper limit of slag basicity is approximately 1.2.
次に、脱珪処理終了時のスラグの塩基度は、0.5以上1.5以下になるように調節することが好ましい。この段階でのスラグ(脱珪処理後スラグ)の塩基度が0.5未満では、炉内に残留させた前回の脱リン処理後スラグ17から復燐して溶鉄中の[P]濃度の上昇を招き、後工程での脱リン負荷が大きくなって効率的でないからである。したがって、脱珪処理終了時の脱珪処理後スラグの塩基度は0.5以上が好ましく、より好ましくは0.8以上とする。また、この段階でのスラグ塩基度が1.5より高くなると、スラグの流動性が低下するため、次の中間排滓時の排滓量が少なくなったり排滓量の制御が難しかったりする問題がある。それは、石灰系媒溶材を削減するうえでも効率的でない。したがって、脱珪処理終了時のスラグ塩基度は1.5以下が好ましく、より好ましくは1.2以下とする。なお、塩基度の調節には、生石灰や石灰石、ドロマイトなどの石灰系媒溶材の他、脱炭スラグや脱リンスラグ、取鍋スラグなどから選ばれる製鋼スラグを媒溶材として用いることができる。 Next, it is preferable to adjust the basicity of the slag at the end of the desiliconization process to between 0.5 and 1.5. If the basicity of the slag (post-desiliconization slag) at this stage is less than 0.5, rephosphorization from the previous dephosphorization slag 17 remaining in the furnace will increase the [P] concentration in the molten iron, increasing the dephosphorization load in subsequent processes and resulting in inefficient dephosphorization. Therefore, the basicity of the post-desiliconization slag at the end of the desiliconization process is preferably 0.5 or higher, more preferably 0.8 or higher. Furthermore, if the slag basicity at this stage is higher than 1.5, the fluidity of the slag will decrease, resulting in reduced slag discharge volume during the next intermediate slag discharge or difficulty in controlling the discharge volume. This is also inefficient in terms of reducing the amount of lime-based solvent. Therefore, the slag basicity at the end of the desiliconization process is preferably 1.5 or lower, more preferably 1.2 or lower. To adjust the basicity, lime-based solvents such as quicklime, limestone, and dolomite, as well as steelmaking slag selected from decarburization slag, dephosphorization slag, and ladle slag, can be used as solvents.
脱珪処理終了時の溶湯温度は、1240℃以上1400℃以下に調節することが好ましい。それは1400℃よりも高温になると、炉内に残留させた脱リンスラグから復燐を起こして溶鉄中[P]濃度の上昇を招くからである。そのため、後工程での脱リン負荷が大きくなって効率的ではない。それだけでなく、内張りのマグネシアカーボンレンガの損耗を防止するためにスラグ中のマグネシア(MgO)濃度を上昇させることも必要となってコスト高となるからである。より好ましくは1350℃以下とする。一方、1240℃未満では、スラグの流動性が低下し、次の中間排滓時の排滓量が少なくなったり排滓量の制御が困難になったりする問題がある。くわえて、スクラップの溶解速度が低下するからである。より好ましくは1260℃以上とする。 The molten metal temperature at the end of the desiliconization process is preferably adjusted to between 1240°C and 1400°C. This is because temperatures above 1400°C cause rephosphorization from the dephosphorization slag remaining in the furnace, resulting in an increase in the [P] concentration in the molten iron. This increases the dephosphorization load in subsequent processes, which is inefficient. Furthermore, it is necessary to increase the magnesia (MgO) concentration in the slag to prevent wear on the magnesia carbon brick lining, which increases costs. A temperature of 1350°C or lower is more preferable. On the other hand, temperatures below 1240°C reduce the fluidity of the slag, resulting in problems such as reduced slag discharge volume during the next intermediate slag discharge or difficulty in controlling the discharge volume. Additionally, the scrap melting rate decreases. A temperature of 1260°C or higher is more preferable.
また、この段階での溶湯温度というのは、のちの脱リン工程において、脱リンを効率よく行なうためにも制御することが必要である。たとえば、脱珪処理終了時の溶湯温度を1350℃以下とすれば、脱リン処理において温度調節のために添加する鉄鉱石などの冷却材を大幅に削減することができる。なお、同一炉において脱珪処理と脱リン処理を続けて行なう場合、脱リン処理前にもスクラップを添加することは作業時間の点で困難であるという事情もある。また、処理中に炉上から添加できる冷鉄源は、整粒された高価なものであったり、製鉄所内で発生する地金など量的に限られたものであったりする。そのため、冷鉄源を脱リン処理時に定常的に大量に使用することは難しい。実際には炉上投入装置で使用できる副原料の種類数も制約される。その場合、冷鉄源を炉上から添加しないこともある。要するに、従来、脱リン処理工程において利用している冷却材は、鉄鉱石などの酸化鉄に限られていて、スクラップなどの安価な冷鉄源を十分に活用できないのが普通である。 Furthermore, the molten metal temperature at this stage must be controlled to ensure efficient dephosphorization in the subsequent dephosphorization process. For example, if the molten metal temperature at the end of the desiliconization process is kept below 1,350°C, the amount of coolant, such as iron ore, added to regulate the temperature during the dephosphorization process can be significantly reduced. However, when desiliconization and dephosphorization processes are performed consecutively in the same furnace, adding scrap before the dephosphorization process is difficult due to the time constraints. Furthermore, the cold iron source that can be added from the furnace during the process is often expensive, granulated material, or limited in quantity, such as ingots generated within the steelworks. Therefore, it is difficult to consistently use large amounts of cold iron source during the dephosphorization process. In practice, the number of types of auxiliary materials that can be used in the furnace top-feeding device is also limited. In such cases, the cold iron source is sometimes not added from the furnace. In short, the coolant used in the dephosphorization process has traditionally been limited to iron oxide, such as iron ore, and inexpensive cold iron sources, such as scrap, have not been fully utilized.
一般に、脱珪処理段階というのは、安価な冷鉄源の使用量を増大させることは比較的容易である。これによって脱珪処理終了時の溶湯温度を1350℃以下とすることができる。このことにより、脱リン処理段階での酸化鉄の使用量を大幅に削減することができるようになる。その結果、酸化鉄の分解反応による大きな吸熱分を削減でき、その熱量分を脱珪処理での冷鉄源溶解に振り分けることができるようになる。なお、脱珪処理終了時の溶湯温度が低すぎると、冷鉄源が溶け残るおそれがある。ただし、溶け残った冷鉄源は溶鉄と共に炉内に保持されて、次の脱リン処理段階までに溶解を進行させることが可能である。すなわち、冷鉄源については、脱リン処理終了時までに溶解が完了していれば操業上の問題は生じない。 Generally, it is relatively easy to increase the amount of inexpensive cold iron source used in the desiliconization stage. This allows the molten metal temperature at the end of the desiliconization process to be kept below 1,350°C. This makes it possible to significantly reduce the amount of iron oxide used in the dephosphorization stage. As a result, the large amount of heat absorbed by the decomposition reaction of iron oxide can be reduced, and this heat can be allocated to melting the cold iron source during the desiliconization process. Note that if the molten metal temperature at the end of the desiliconization process is too low, some of the cold iron source may remain unmelted. However, the remaining cold iron source can be retained in the furnace along with the molten iron and allowed to continue melting until the next dephosphorization stage. In other words, as long as the cold iron source is completely melted by the time the dephosphorization process is completed, there will be no operational problems.
なお、脱珪処理後の溶湯温度は、熱電対等による測定値を用いてもよいし、熱収支からの推算値を用いてもよい。熱収支からの推算方法では、個別の装置条件や操業条件に応じて係数を調節したり、変数を追加あるいは削除したりして適用することができる。なお、脱珪処理後にスクラップの溶け残りがあると、測定値の方が推算値よりも若干高くなる傾向はあるが、誤差程度であって使用に差し支えない。 The molten metal temperature after desiliconization can be measured using a thermocouple or estimated from the heat balance. When estimating from the heat balance, coefficients can be adjusted and variables can be added or removed depending on the individual equipment and operating conditions. If there is residual scrap after desiliconization, the measured value will tend to be slightly higher than the estimated value, but this is within the margin of error and does not affect its use.
ここで、酸化物となるSiは、溶銑9a、冷鉄源11および添加物に含まれるものの合計である。そのうち、溶銑9a中の[Si]濃度は、毎チャージ装入前の溶銑から採取した試料の迅速分析値を用いる。ただし、高炉の出銑成分など他の分析値を用いて演算するなどして代用する方法を用いてもよい。また、各種冷鉄源11中のSi濃度は、例えば、ロット毎の代表試料の分析値が用いられる。冷銑では溶銑と同程度の濃度で安定している場合が多い。また、スクラップ中のSi濃度は、発生源による変動はあるものの、平均的には銑鉄の1/10程度以下の濃度で安定しているためこれを代表値としても用いてよいし、無視しても差し支えはない。 Here, the amount of Si that becomes oxide is the sum of that contained in the molten pig iron 9a, the cold iron source 11, and additives. The [Si] concentration in the molten pig iron 9a is determined by rapid analysis of a sample taken from the molten pig iron before each charge. However, a substitute method may be used, such as calculation using other analytical values, such as the composition of the blast furnace's tapped pig iron. Furthermore, the Si concentration in the various cold iron sources 11 is determined by, for example, the analytical value of a representative sample for each lot. Cold pig iron is often stable at a concentration similar to that of molten pig iron. Furthermore, although the Si concentration in scrap varies depending on the source, it is stable on average at a concentration of less than one-tenth that of pig iron, so this can be used as a representative value or can be ignored.
また、上記添加物中には、上記酸化物となる以下のSi含有物質をあげることができる。酸化可能な形態で存在するSi含有物質として、酸化物でないSi含有物質がある。これは珪化鉄や金属Si、炭化Si、窒化Siあるいはその他の珪化物として含有するものを指す。代表的な添加物としては、フェロシリコンの他、炭化Siを約60mass%含む粉体をブリケットに成型したもの(以下、炭化Siブリケットという)などが例示される。添加物中の酸化物でないSiの分析方法としては、JIS G 1312-1~3:2011に記載されたフェロシリコンの分析方法がある。その他、Siおよびその他の含有元素の分析、X線回折法による化合物の分析などを組み合わせて推定することができる。含有元素の分析法として、全珪素分析や酸可溶珪素分析、全炭素分析、全酸素分析、全窒素分析、熱質量分析、温度履歴を調整した燃焼法による炭素分析などが例示される。 The additives mentioned above also include the following Si-containing substances that can be converted into the oxides mentioned above. Si-containing substances that exist in an oxidizable form include non-oxide Si-containing substances. These include those contained in iron silicide, metallic Si, Si carbide, Si nitride, or other silicides. Representative additives include ferrosilicon and powder containing approximately 60 mass% Si carbide formed into briquettes (hereinafter referred to as "Si carbide briquettes"). Methods for analyzing non-oxide Si in additives include the ferrosilicon analysis method described in JIS G 1312-1~3:2011. Other methods for estimating Si include a combination of analysis of Si and other contained elements and analysis of compounds using X-ray diffraction. Examples of methods for analyzing contained elements include total silicon analysis, acid-soluble silicon analysis, total carbon analysis, total oxygen analysis, total nitrogen analysis, thermogravimetric analysis, and carbon analysis using a combustion method with controlled temperature history.
添加物中にはその他に炭素を含有する。この炭素としては、コークスあるいは土状黒鉛などの炭材の他、前述の炭化Siなどの炭化物中の炭素が用いられる。また、媒溶材としては、生石灰や軽焼ドロマイト、マグネシアクリンカなどの副原料が使用される。その他、脱リンスラグ、脱炭スラグ、取鍋スラグなどのスラグも酸化カルシウム源あるいは酸化マグネシウム源として使用できる。また、安価な副原料の例としては、カルシウムあるいはマグネシウムの炭酸化物や水酸化物などを利用してもよい。ただし、これらは吸熱量が大きいため大量に使用する場合は他の媒溶材と区別して熱収支の推算値を修正することが好ましい。 Additives also contain carbon. This carbon can come from carbonaceous materials such as coke or amorphous graphite, as well as carbon in carbides such as the aforementioned silicon carbide. Solvents can also be used as auxiliary materials, such as quicklime, lightly burned dolomite, and magnesia clinker. Slags such as dephosphorization slag, decarburization slag, and ladle slag can also be used as sources of calcium oxide or magnesium oxide. Examples of inexpensive auxiliary materials include calcium or magnesium carbonates and hydroxides. However, because these have a large heat absorption capacity, when used in large quantities, it is advisable to distinguish them from other solvents and revise the estimated heat balance.
次に、本実施形態では、冷鉄源原単位を調節するが、短時間で多量の冷鉄源を溶解させるために、発熱量の大きいSi源を熱源として適量使用してもよい。この場合、装入時あるいは脱珪処理時に添加する酸化物でないSiの原単位を、装入する溶銑9aと冷鉄源11の合計質量当たり2~10kg/t-溶鉄の範囲とすることが好ましい。より好ましくは4~8kg/t-溶鉄の範囲である。この点に関し、Si原単位が10kg/t-溶鉄を超えるように添加すると、脱珪処理でのSiO2生成量が過大となる。そして、前回精錬の脱リン処理後スラグを全量炉内に残したまま脱珪処理を行っても、さらに塩基度調節のための酸化カルシウム源を多量に添加する必要が生じてしまう。そして、炉内スラグ量も多くなり、精錬コスト増大などのおそれがある。また、Si原単位が2kg/t-溶鉄未満では、Siの酸化反応による発熱量が小さくて冷鉄源の溶解に効果的でない。そのうえ脱珪処理段階で珪酸の生成量が減少し、塩基度の高い脱リン処理後スラグを多量に炉内に残留させることになる。その場合、脱珪処理後スラグの塩基度が高くなり、その後の排滓に障害となり、熱的にも資源としても無駄なSiO2源を添加して塩基度を調節する必要が生じるおそれがある。この点、Si原単位が4~8kg/t-溶鉄の範囲であれば、脱珪処理後スラグの塩基度を調整するうえでも、また冷鉄源溶解のための熱源を確保するうえでも、好ましい。 Next, in this embodiment, the cold iron source consumption rate is adjusted. However, in order to melt a large amount of cold iron source in a short period of time, an appropriate amount of a Si source with a high calorific value may be used as a heat source. In this case, the non-oxide Si consumption rate added during charging or desiliconization treatment is preferably in the range of 2 to 10 kg/t-molten iron per total mass of the charged molten pig iron 9a and cold iron source 11. A more preferred range is 4 to 8 kg/t-molten iron. In this regard, adding Si at a rate exceeding 10 kg/t-molten iron results in excessive SiO2 generation during desiliconization treatment. Furthermore, even if desiliconization treatment is performed while leaving all of the slag from the previous dephosphorization treatment in the furnace, it becomes necessary to add a large amount of calcium oxide source for basicity adjustment. Furthermore, the amount of slag in the furnace increases, which may increase refining costs. Furthermore, if the Si consumption rate is less than 2 kg/t-molten iron, the heat generated by the oxidation reaction of Si is small and is not effective in melting the cold iron source. Furthermore, the amount of silicic acid produced decreases during the desiliconization process, resulting in a large amount of highly basic dephosphorized slag remaining in the furnace. In this case, the basicity of the desiliconized slag increases, hindering subsequent slag removal and potentially necessitating the addition of a SiO2 source, which is wasteful in terms of both heat and resources. In this regard, a silicon consumption rate in the range of 4 to 8 kg/t-molten iron is preferable in terms of both adjusting the basicity of the desiliconized slag and ensuring a heat source for melting the cold iron source.
添加するSi源としては、フェロシリコンを用いることができる。また、より安価な炭化Siを主成分とする炭化Siブリケットや炭化Siを主成分とする廃棄耐火物などを使用することが好ましい。なお、熱源としてこのSi源のみを使用する必要はなく、生産性が低下しない範囲で炭材などの他の熱源を併用してもよい。その炭材は、脱珪処理終了時の溶銑中[C]濃度が3.3mass%以上となるように、脱炭量等を予測して添加することが好ましい。それは3.3mass%未満では、その後に続く脱リンおよび脱炭の工程において熱源が不足するからである。それと共に、スクラップ等の冷鉄源表面での浸炭速度が低下し、冷鉄源の溶解速度の低下を招くからである。 Ferrosilicon can be used as the silicon source. It is also preferable to use cheaper silicon carbide briquettes or waste refractories primarily composed of silicon carbide. It is not necessary to use this silicon source alone; other heat sources, such as carbonaceous materials, may be used in combination as long as productivity is not reduced. The carbonaceous materials are preferably added based on a predicted amount of decarburization, so that the carbon concentration in the molten iron at the end of the desiliconization process is 3.3 mass% or higher. A carbon concentration of less than 3.3 mass% would result in an insufficient heat source for the subsequent dephosphorization and decarburization processes. Furthermore, the carburization rate on the surface of the cold iron source, such as scrap, decreases, leading to a slower melting rate of the cold iron source.
このように、本実施形態の脱珪処理にあっては、脱珪処理終了時の溶湯温度を適切な範囲に制御すると共に、珪素を熱源として利用する。それで、溶銑と冷鉄源の合計質量(t)当たり100~250kg/t-溶鉄という多量の原単位の冷鉄源を使用しても生産性の低下や精錬コストの上昇を招くことがない。さらに、冷鉄源の溶解と溶鉄の予備処理精錬を効率よく行なうことができる。ただし、冷鉄源原単位が250kg/t-溶鉄超えでは、さらなる熱源が必要となってコストの上昇を招いたり、吹錬時間が長くなって生産性が低下したりするおそれがある。また、冷鉄源の装入設備の制約からも使用量をさらに増やすことは効率的でない。 In this way, in the desiliconization process of this embodiment, the molten metal temperature at the end of the desiliconization process is controlled within an appropriate range, and silicon is used as a heat source. Therefore, even if a large amount of cold iron source is used at a unit cost of 100 to 250 kg/t of molten iron per total mass (t) of molten pig iron and cold iron source, there is no decrease in productivity or increase in refining costs. Furthermore, melting of the cold iron source and preliminary refining of the molten iron can be carried out efficiently. However, if the cold iron source unit cost exceeds 250 kg/t of molten iron, an additional heat source will be required, which may increase costs, or the blowing time may be extended, which may reduce productivity. Furthermore, due to constraints on the cold iron source charging equipment, further increasing the amount used is not efficient.
なお、後で詳述するが、脱珪処理後スラグ10の排滓性を高めるためには、転炉型精錬炉1内でスラグに適度なフォーミングを起こさせることが好ましい。そのためには溶鉄中の炭素とスラグ中の酸化鉄の反応によって発生するCOガスの発生速度を高めることが有効である。したがって、次の中間排滓工程において安定した排滓率を得るためには、溶銑中および添加したSi源中のSiを酸化するのに必要な化学量論以上の酸素を供給することが好ましい。 As will be explained in detail later, in order to improve the slag removal performance of the slag 10 after desiliconization, it is preferable to cause moderate foaming of the slag in the converter-type refining furnace 1. To achieve this, it is effective to increase the rate at which CO gas is generated by the reaction between carbon in the molten iron and iron oxide in the slag. Therefore, in order to obtain a stable slag removal rate in the subsequent intermediate slag removal process, it is preferable to supply oxygen in an amount greater than the stoichiometric amount required to oxidize the Si in the molten iron and the added Si source.
脱珪処理中に溶鉄に供給する酸素の原単位は、化学量論的に脱珪に必要な量に2Nm3/t-溶鉄以上、より好ましくは4Nm3/t-溶鉄以上を加えた量とすることが好適である。本実施形態では、このような送酸を行なって脱珪処理終了時における溶鉄中[Si]濃度を0.2mass%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.1mass%以下、さらに好ましくは0.05mass%以下とする。このことによって、脱珪処理後に排滓する際にもフォーミング状態を維持して排滓性を良好に保つことができる。それと共に、スラグから溶鉄への復燐を抑制することができるようになる。脱珪処理のための酸素吹錬は、上吹き送酸速度が1~2Nm3/(min・t-溶鉄)が好ましい。同時に、底吹きガスの吹き込み速度は0.02~0.2Nm3/(min・t-溶鉄)程度のときに、前記の効果が得られることを確認している。 The oxygen consumption rate supplied to the molten iron during desiliconization is preferably 2 Nm 3 /t-molten iron or more, more preferably 4 Nm 3 /t-molten iron or more, added to the amount stoichiometrically required for desiliconization. In this embodiment, such oxygen supply is preferably performed to maintain the [Si] concentration in the molten iron at the end of the desiliconization process at 0.2 mass% or less. More preferably, it is set to 0.1 mass% or less, and even more preferably, it is set to 0.05 mass% or less. This makes it possible to maintain a foamed state and ensure good slag removal performance even when removing slag after desiliconization. At the same time, it is possible to suppress re-phosphorization from the slag to the molten iron. In oxygen blowing for desiliconization, the top-blowing oxygen supply rate is preferably 1 to 2 Nm 3 /(min·t-molten iron). At the same time, it has been confirmed that the above-mentioned effects can be obtained when the bottom-blowing gas injection rate is approximately 0.02 to 0.2 Nm 3 / (min·t-molten iron).
なお、溶鉄中の[Si]濃度の制御は、上記のスラグの塩基度の制御および溶湯温度の制御と組み合わせることが好ましい。そうすることによって、前回の処理における脱リン処理後スラグを全量炉内に残したまま溶鉄の脱珪処理を行なっても、復燐を招くことなく脱リン処理後スラグ中の石灰分を有効に活用することができる。また、この[Si]濃度、スラグの塩基度および溶湯温度の制御を組み合わせると共に、前回の処理における脱リン処理後スラグを炉内に残留させることによって、スラグ中の(P2O5)濃度を高めることができる。このことによってもスラグのフォーミングは促進される。とくに、このスラグ中の(P2O5)はスラグの表面張力を低下させる効果があり、溶鉄との反応や微細気泡の分散を促進する。そのことから、全鉄濃度(T.Fe)が10mass%程度といった比較的低い酸化鉄濃度においても、スラグのフォーミングを維持して排滓性を良好に保つことができるものと考えられる。 It is preferable to combine the control of the [Si] concentration in the molten iron with the control of the slag basicity and the molten iron temperature. This allows for effective utilization of the lime content in the dephosphorized slag, even when the molten iron is desiliconized while leaving the entire amount of dephosphorized slag in the furnace. Furthermore, by combining the control of the [Si] concentration, slag basicity, and molten iron temperature and leaving the dephosphorized slag in the furnace, the P 2 O 5 concentration in the slag can be increased. This also promotes slag foaming. In particular, the P 2 O 5 in the slag has the effect of reducing the surface tension of the slag, promoting its reaction with the molten iron and the dispersion of fine bubbles. Therefore, it is believed that slag foaming can be maintained and slag removal can be performed satisfactorily even at a relatively low iron oxide concentration, such as a total iron concentration (T.Fe) of approximately 10% by mass.
[中間排滓工程]
次に、図2(C)に示す中間排滓工程(C)について説明する。本実施形態にかかる溶鉄の精錬方法では、上述した脱珪処理ステップの後に排滓処理を行う。つまり、前記脱珪処理時に発生した大量のSiO2を含む低塩基度の脱珪処理後スラグを該転炉型精錬炉1から排出する中間排滓の処理を行なう。脱珪処理後スラグ10の中間排滓は、次工程の脱リン処理において、適切なスラグ塩基度に調節するための石灰系媒溶材の使用量を低減するために有効である。また、本実施形態では、前回の溶鉄の精錬処理時に生成した脱リン処理後スラグを大量に炉内に残留させたまま新たな溶銑の脱珪処理を行なう。その場合、スラグから溶鉄への復燐を防止するように脱珪処理するため、脱珪スラグ中の(P2O5)濃度が従来よりも高くなる。脱珪処理後スラグを大量に残留させた場合、次の脱リン工程における炉内スラグ中の(P2O5)量が過大になって脱リン効果が低下することから、これを防止する上でも重要である。
[Intermediate slag removal process]
Next, the intermediate slag removal step (C) shown in FIG. 2(C) will be described. In the method for refining molten iron according to this embodiment, a slag removal process is performed after the desiliconization step described above. That is, an intermediate slag removal process is performed in which low-basicity desiliconization slag containing a large amount of SiO2 generated during the desiliconization process is discharged from the converter-type refining furnace 1. The intermediate slag removal of the desiliconization slag 10 is effective in reducing the amount of lime-based solvent used to adjust the slag basicity to an appropriate level in the subsequent dephosphorization process. Furthermore, in this embodiment, a large amount of dephosphorization slag generated during the previous molten iron refining process is left in the furnace while a new molten pig iron is desiliconized. In this case, the desiliconization process is performed to prevent rephosphorization of the slag from the slag into the molten iron, resulting in a higher ( P2O5 ) concentration in the desiliconization slag than in conventional processes. If a large amount of slag is left after the desiliconization treatment, the amount of (P 2 O 5 ) in the slag in the furnace in the subsequent dephosphorization step will become excessive, reducing the dephosphorization effect. Therefore, it is important to prevent this.
本実施形態にかかる溶鉄の精錬方法において特徴的なことは、前述した(A)~(E)の処理を繰返し連続して実施する場合において、脱珪処理後スラグの排出が不十分だと(P2O5)の炉内への蓄積が進むことから注意を要する。それは、脱リン処理段階において炉内スラグ中の(P2O5)量が多くなりすぎると、スラグ中の(P2O5)濃度の上昇により脱リン反応効率が低下して処理後の溶鉄中[P]濃度が上昇するからである。くわえて、脱リン反応のために必要な石灰系媒溶材の使用量が増大するからである。 A characteristic feature of the method for refining molten iron according to this embodiment is that when the above-described processes (A) to (E) are repeatedly and continuously carried out, if the slag is not sufficiently discharged after the desiliconization treatment, care must be taken to prevent the accumulation of (P 2 O 5 ) in the furnace. This is because if the amount of (P 2 O 5 ) in the slag in the furnace becomes too large during the dephosphorization treatment stage, the increase in the (P 2 O 5 ) concentration in the slag reduces the efficiency of the dephosphorization reaction, resulting in an increase in the [P] concentration in the molten iron after treatment. In addition, the amount of lime-based solvent required for the dephosphorization reaction increases.
そこで、本実施形態において、脱珪処理後スラグの排滓率は、少なくとも40mass%以上が好ましく、より好ましくは60mass%以上とすることである。ここで、排滓率(mass%)は排出スラグの質量を脱珪処理終了時炉内スラグの質量で除した値の百分率とする。排滓率が40mass%未満では、上記のように次工程の脱リン処理における石灰系媒溶材の使用量が増大するからである。また、これによってスラグ量が増大するとスラグフォーミングを抑制することができなくなり、脱リン処理時に炉口からのスラグ噴出が発生し、スラグ噴出による操業障害を招くことがある。 Therefore, in this embodiment, the slag discharge rate after desiliconization treatment is preferably at least 40 mass% or more, and more preferably 60 mass% or more. Here, the slag discharge rate (mass%) is defined as the percentage obtained by dividing the mass of the discharged slag by the mass of the slag in the furnace at the end of the desiliconization treatment. If the slag discharge rate is less than 40 mass%, the amount of lime-based solvent used in the subsequent dephosphorization treatment will increase, as mentioned above. Furthermore, if the amount of slag increases as a result, slag foaming cannot be suppressed, and slag will eject from the furnace throat during the dephosphorization treatment, which may cause operational problems.
このように、本実施形態にかかる溶鉄の精錬方法では、脱珪処理終了時のスラグの塩基度を0.5~1.5の範囲内となるように、脱珪処理終了時の溶湯温度が1240℃以上1400℃以下となるようにすることが好ましい。さらに酸素原単位を適性化してスラグフォーミングを促進するようにすれば、良好なスラグの流動性とガスホールドアップを確保することができる。そして、脱珪処理終了後に炉体を傾動して炉口からスラグを流出させるだけで良好な排滓率を得ることができるようになる。溶鉄を流出させないように炉体の傾動角度を調節してスラグを流出させる場合、ある程度のスラグ量は炉内に残留させざるを得ない。ただし、フォーミングしているスラグの容積率は1/10程度であり真比重に比べて嵩比重が低下している。そのため、炉内に残留するスラグ量を低めに制御できる。なお、スラグのフォーミングが沈静化してしまった場合、スラグの排滓率の低下を招くため、脱珪処理終了から排滓のための炉体傾動開始までの時間は4分以内で行なうことが好ましい。 As described above, in the molten iron refining method according to this embodiment, it is preferable to set the molten metal temperature at the end of the desiliconization process to 1240°C or higher and 1400°C or lower so that the slag basicity at the end of the desiliconization process is within the range of 0.5 to 1.5. Furthermore, optimizing the oxygen consumption rate to promote slag foaming ensures good slag fluidity and gas holdup. Furthermore, simply tilting the furnace body after the desiliconization process to allow the slag to flow out of the furnace throat can achieve a good slag removal rate. When adjusting the tilting angle of the furnace body to allow the slag to flow out without causing the molten iron to flow out, a certain amount of slag must remain in the furnace. However, the volume ratio of the foamed slag is approximately 1/10, and its bulk density is lower than its true specific gravity. Therefore, the amount of slag remaining in the furnace can be controlled to a low level. Furthermore, if the slag foaming subsides, the slag removal rate will decrease, so it is preferable to keep the time from the end of desiliconization treatment to the start of tilting the furnace body to remove the slag within 4 minutes.
この中間排滓工程の段階において求められる脱珪処理終了時のスラグの塩基度は、0.5未満ではスラグの粘性が高くなり、良好な排滓率を確保することができないおそれがある。一方、この脱珪処理終了時のスラグの塩基度が1.5を超えると、固相スラグが生じてスラグの流動性が低下し、排滓率が低下するおそれがある。このように、スラグの排滓性および排滓率を確保するという観点からは、スラグの塩基度を0.5~1.5程度にすることが好ましい。ただし、脱珪処理ステップにおけるスラグからの復燐防止や石灰系媒溶材の使用量を削減させるという観点からは、スラグの塩基度を0.8~1.2の範囲に調整することがより好ましい。 The basicity of the slag at the end of the desiliconization process, required in this intermediate slag removal step, is less than 0.5. If the slag basicity at the end of the desiliconization process is less than 0.5, the slag will become too viscous, and a satisfactory slag removal rate may not be achieved. On the other hand, if the slag basicity exceeds 1.5, solid slag may form, reducing the fluidity of the slag and resulting in a low slag removal rate. From the perspective of ensuring slag removal and a satisfactory slag removal rate, it is therefore preferable to set the slag basicity to approximately 0.5 to 1.5. However, from the perspective of preventing rephosphorization of the slag during the desiliconization process and reducing the amount of lime-based solvent used, it is more preferable to adjust the slag basicity to the range of 0.8 to 1.2.
また、中間排滓工程の段階における脱珪スラグ中の全鉄(T.Fe)、すなわち酸化鉄と溶鉄またはスラグ中に懸濁する炭素を含有する粒鉄との反応により生成する微細なCO気泡によってスラグフォーミングが進行する。適正な(T.Fe)濃度範囲を検証するため、別途確認したところ、(T.Fe)<5mass%の場合、スラグフォーミングが不十分であることがわかった。そのため、転炉傾動によりスラグ排出する際の駆動力が小さく、十分な排出が困難であった。一方、(T.Fe)>25mass%の場合、流滓中のCO気泡発生が急激に進行し、突沸現象が確認されたため、スラグ排出作業を中断するなどを余儀なくされた。このようにして、脱珪処理終了時、すなわち排滓工程におけるスラグ中の(T.Fe)の適正範囲を、(T.Fe)=5~25mass%とすることが好ましい。図3のFeO-CaO-SiO2三元状態図に、それぞれの境界を2点鎖線で示す。 Furthermore, slag foaming occurs due to the formation of fine CO bubbles generated by the reaction of the total iron (T.Fe) in the desiliconization slag during the intermediate slag removal process, i.e., iron oxide, with the molten iron or carbon-containing iron particles suspended in the slag. To verify the appropriate T.Fe concentration range, we conducted separate studies and found that slag foaming was insufficient when T.Fe was less than 5 mass%. This resulted in a weak driving force for slag removal by tilting the converter, making sufficient removal difficult. On the other hand, when T.Fe was greater than 25 mass%, CO bubbles rapidly formed in the slag, resulting in bumping, which forced the slag removal process to be suspended. Thus, the optimal T.Fe range in the slag at the end of the desiliconization process, i.e., during the slag removal process, is preferably set to 5-25 mass%. In the FeO-CaO-SiO 2 ternary phase diagram of FIG. 3, the boundaries are indicated by two-dot chain lines.
また、この中間排滓工程の排滓処理において、脱珪処理終了時のスラグの温度が低い、たとえば、1240℃未満であると固相スラグの生成に伴うスラグ粘性の上昇、液相スラグの粘性上昇を招く。そして、スラグの流動性が低下して排滓率の低下を招く。したがって、使用する溶銑の初期条件によって、冷鉄源原単位を調節すると共に、炭化Siやフェロシリコンなどの熱源添加量および酸素原単位のうち少なくとも一つを調節することが好ましい。そして、脱珪処理終了時の溶湯温度を1240℃以上とすることにより、スラグ温度も1240℃以上となる。より好ましくは、溶湯温度を1260℃以上とすることである。 Furthermore, if the slag temperature at the end of the desiliconization process in this intermediate slag removal step is low, for example, below 1240°C, the formation of solid slag will increase the viscosity of the slag and the viscosity of the liquid slag will increase. This will then reduce the fluidity of the slag and result in a lower slag removal rate. Therefore, it is preferable to adjust the cold iron source consumption rate based on the initial conditions of the molten iron used, as well as adjust at least one of the amount of heat source added, such as silicon carbide or ferrosilicon, and the oxygen consumption rate. Furthermore, by ensuring that the molten metal temperature at the end of the desiliconization process is 1240°C or higher, the slag temperature will also be 1240°C or higher. It is more preferable to set the molten metal temperature to 1260°C or higher.
ただし、生成した脱珪処理後スラグのすべてを排滓してしまうと、次工程の脱リン処理において新たに添加する石灰系媒溶材の滓化が遅れる。そして、脱リン反応の阻害要因となる。これに対し、蛍石を添加して滓化を促進させることができる。しかし、それでは、上述したように、スラグの用途が制約を受け、スラグの利用が阻害されることになる。また、鉄鉱石などの酸化鉄を添加して滓化を促進する方法もある。ただし、この方法だと酸化鉄の分解吸熱反応による熱損失が大きい。そのため、冷鉄源の溶解に利用できる熱量が減少するので得策ではない。 However, if all of the slag produced after desiliconization is removed, the slag formation of the newly added lime-based solvent in the next dephosphorization process will be delayed, hindering the dephosphorization reaction. To address this issue, fluorite can be added to promote slag formation. However, as mentioned above, this limits the uses of the slag and inhibits its utilization. Another method is to add iron oxide, such as iron ore, to promote slag formation. However, this method results in a large heat loss due to the endothermic decomposition reaction of the iron oxide. This is not advisable as it reduces the amount of heat available for melting the cold iron source.
したがって、脱リン処理段階において蛍石や酸化鉄を使用しないで石灰系媒溶材の滓化を促進するには、炉内に適度な量の好ましい組成・温度の前記脱珪処理後スラグを残留させることが好ましい。そのスラグ中のSiO2や酸化鉄を利用して滓化を促進することが有効である。なお、脱珪処理後スラグを排出する際には、炉体の傾転角度を調節することにより4~20kg/t-溶鉄の脱珪処理後スラグが炉内に残留するように排出することが好ましい。好適脱珪スラグ排滓率40mass%以上、より好ましくは60mass%以上を維持することができる。これにより、脱リン処理段階で酸化鉄を使用しなくても脱リン反応を効率よく促進できる。そして、酸化鉄の分解吸熱による反応熱分を間接的に脱珪処理での冷鉄源溶解のための熱として活用することが可能となる。この点、脱珪処理後スラグの残留量が4kg/t-溶鉄未満では、次の脱リン工程において石灰系媒溶材の滓化促進のために酸化鉄を使用することが必要となる。一方、これが20kg/t-溶鉄を超えると、石灰系媒溶材の使用量が増大したり、脱リン処理の操業が阻害されたりするおそれがある。 Therefore, to promote the slag formation of the lime-based solvent without using fluorite or iron oxide in the dephosphorization process, it is preferable to leave an appropriate amount of post-desiliconization slag with the desired composition and temperature in the furnace. It is effective to utilize the SiO₂ and iron oxide contained in the slag to promote slag formation. Furthermore, when discharging the post-desiliconization slag, it is preferable to adjust the tilt angle of the furnace body so that 4 to 20 kg/t of post-desiliconization slag remains in the furnace. A suitable desiliconization slag discharge rate of 40 mass% or more, more preferably 60 mass% or more, can be maintained. This allows the dephosphorization reaction to be efficiently promoted without using iron oxide in the dephosphorization process. Furthermore, the endothermic reaction heat generated by the decomposition of iron oxide can be indirectly utilized as heat for melting the cold iron source in the desiliconization process. In this regard, if the amount of post-desiliconization slag remaining is less than 4 kg/t of molten iron, it is necessary to use iron oxide in the subsequent dephosphorization process to promote the slag formation of the lime-based solvent. On the other hand, if this exceeds 20 kg/t-molten iron, the amount of lime-based solvent used may increase and the operation of the dephosphorization treatment may be hindered.
[脱リン工程]
次に、図2(D)に示す脱リン工程(D)について説明する。中間排滓工程(C)の後は、同じ転炉型精錬炉1内に残留させた溶鉄9に石灰系媒溶材を添加すると共に、酸素源となる酸素吹錬を行なって、溶鉄9の脱リン処理を行なう。この脱リン工程において使用する酸素源は、送酸ランス2からの酸素含有ガス12のみを使用することが熱ロスを低減するうえで好ましい。溶鉄中の[P]は、供給される酸素源中の酸素により酸化されて燐酸化物(P2O5)となる。この燐酸化物が、石灰系媒溶材の滓化によって生成するスラグ中に安定的に取り込まれて、溶鉄の脱リンが進行する。脱リン反応を効率よく進めるには、脱リン処理後のスラグ(当該精錬処理時の脱リン処理後スラグ17)の塩基度は1.2以上3.0以下となるように石灰系媒溶材を添加し、かつ送酸によって脱リン処理終了後の溶湯温度が1280℃以上1360℃以下となるようにして脱リン処理を行なうことが好ましい。より好ましくは、スラグの塩基度を1.4以上とする。
[Dephosphorization process]
Next, the dephosphorization step (D) shown in Figure 2 (D) will be described. After the intermediate slag removal step (C), a lime-based flux is added to the molten iron 9 remaining in the same converter-type refining furnace 1, and oxygen is blown in to provide the oxygen, thereby dephosphorizing the molten iron 9. In order to reduce heat loss, it is preferable to use only the oxygen-containing gas 12 from the oxygen supply lance 2 as the oxygen source in this dephosphorization step. [P] in the molten iron is oxidized by oxygen in the supplied oxygen source to form phosphorus oxide ( P2O5 ). This phosphorus oxide is stably incorporated into the slag produced by the slag formation of the lime-based flux, thereby promoting the dephosphorization of the molten iron. To efficiently promote the dephosphorization reaction, it is preferable to add a lime-based solvent so that the basicity of the slag after the dephosphorization treatment (the dephosphorization slag 17 during the refining treatment) is 1.2 or more and 3.0 or less, and to perform the dephosphorization treatment by supplying oxygen so that the temperature of the molten metal after the dephosphorization treatment is 1280° C. or more and 1360° C. or less. More preferably, the basicity of the slag is 1.4 or more.
この脱リン処理時に生成した脱リン処理後スラグ17のスラグ塩基度が1.2未満あるいは溶湯温度が1360℃超えでは、スラグの脱リン能が低下して、処理後の溶鉄中[P]濃度を十分に低下できない場合がある。一方、そのスラグ塩基度が3.0を超えると石灰系媒溶材の滓化が困難となり、石灰系媒溶材の利用効率が低下し、コストが上昇するおそれがある。溶湯温度が1280℃未満でも、やはり石灰系媒溶材の滓化が困難となり、脱リン能が低下するほか、後工程の脱炭処理時の熱量が不足するおそれがある。そして、脱炭工程の段階における熱量を十分に確保するには、脱リン処理終了後の溶湯温度を1280℃以上1360℃以下とすることが好ましい。それと共に、脱リン処理終了時の溶鉄中炭素濃度が2.8mass%以上となるように、脱珪処理および脱リン処理での酸素使用量や炭素添加量を調節することが好ましい。 If the slag basicity of the post-dephosphorization slag 17 generated during this dephosphorization process is less than 1.2 or the molten metal temperature exceeds 1360°C, the slag's dephosphorization ability may be reduced, and the [P] concentration in the molten iron after the process may not be sufficiently reduced. On the other hand, if the slag basicity exceeds 3.0, it becomes difficult to form a slag from the lime-based flux, which reduces the utilization efficiency of the lime-based flux and may increase costs. Even if the molten metal temperature is less than 1280°C, it also becomes difficult to form a slag from the lime-based flux, reducing the dephosphorization ability and potentially resulting in insufficient heat for the subsequent decarburization process. To ensure sufficient heat for the decarburization process, it is preferable to set the molten metal temperature after the dephosphorization process to between 1280°C and 1360°C. At the same time, it is preferable to adjust the amount of oxygen used and the amount of carbon added during the desiliconization and dephosphorization processes so that the carbon concentration in the molten iron at the end of the dephosphorization process is 2.8 mass% or higher.
本実施形態に従う操業を行なうに当たり、溶鉄の[Si]濃度、[P]濃度、溶湯温度が変化し、脱珪処理終了時の溶湯温度が低いケース、もしくは溶鉄の[P]濃度が高く脱リン負荷が大きいケースが生じる。その場合、脱リン工程における石灰の溶解促進を図るため、粉状の石灰もしくは炭酸カルシウム等の石灰源を送酸ランスからまたは別途設置したランスから酸素ガスもしくは不活性ガスにより溶湯面に吹付けることが有効である。上吹き酸素が溶湯面に照射された領域では、直接脱炭反応や鉄酸化が生じることにより、2000℃程度の高温になっており、その領域に粉状の石灰源が添加されることで、溶融が促進される。 When performing operations according to this embodiment, the [Si] concentration, [P] concentration, and molten metal temperature of the molten iron may change, resulting in cases where the molten metal temperature at the end of the desiliconization process is low, or where the [P] concentration of the molten iron is high, resulting in a large dephosphorization load. In such cases, to promote lime dissolution during the dephosphorization process, it is effective to spray powdered lime or a lime source such as calcium carbonate onto the molten metal surface using oxygen gas or inert gas from an oxygen supply lance or a separately installed lance. In the area where the top-blown oxygen is irradiated onto the molten metal surface, direct decarburization reactions and iron oxidation occur, raising the temperature to approximately 2000°C. Adding a powdered lime source to this area promotes melting.
本実施形態に従う溶鉄の精錬方法では石灰の溶融に寄与するSiO2含有スラグを脱珪処理後に排出するため、粉状石灰源の投射による早期溶解が有効となる。また、この方法では、溶鉄中のSiの酸化熱を利用し、冷鉄源の溶解を促進される。したがって、溶鉄中のスクラップの溶解速度については、より高温での操業が好ましい。しかし、脱珪処理中の復燐の防止および脱リン処理の促進について、高温処理はむしろ不利になる。そこで、本実施形態では上記の上吹き酸素が噴射される領域に粉状の酸化鉄を同時に上吹きすることにより、酸化鉄の分解反応(吸熱反応)によって反応領域のみを局所的に冷却することが好ましい。そしてし、マクロ的には高温である条件において、脱リンもしくは復燐の抑制を図ることが可能となる。ここで、石灰や炭酸カルシウムを含有する副原料としては、それぞれ単体だけでなく、転炉脱炭吹錬時に発生するスラグなどの再利用物等でも構わない。また、酸化鉄についても鉄鉱石等の単体だけでなく、圧延スケール、焼結鉱粉、集塵ダストなどの再利用物を使用してもよい。 In the molten iron refining method according to this embodiment, SiO2- containing slag, which contributes to the melting of lime, is discharged after desiliconization, making early melting by blasting a powdered lime source effective. Furthermore, this method utilizes the heat of oxidation of Si in the molten iron to promote the melting of the cold iron source. Therefore, operation at a higher temperature is preferable to increase the melting rate of scrap in the molten iron. However, high temperatures are disadvantageous in preventing rephosphorization during desiliconization and promoting dephosphorization. Therefore, in this embodiment, powdered iron oxide is preferably top-blown into the region where the top-blown oxygen is injected, thereby locally cooling only the reaction region through the decomposition reaction (endothermic reaction) of the iron oxide. This makes it possible to suppress dephosphorization or rephosphorization even under macroscopically high temperature conditions. Here, the auxiliary materials containing lime and calcium carbonate may be used alone or recycled materials such as slag generated during converter decarburization blowing. Furthermore, the iron oxide may be iron ore or other raw materials, or recycled materials such as rolling scale, sintered ore powder, and collected dust may be used.
本実施形態では、送酸ランス2の上部に設置した振動計測装置20で送酸ランス2の振動を計測しながら脱リン処理を行う。中間排滓後のスラグは上述したようにフォーミングを維持した状態で脱リン処理に供することになる。送酸ランス2は溶湯には接触しないものの、フォーミングしたスラグとは接触する。それによって、送酸ランス2に振動が発生する。石灰系媒溶材16の添加によって、脱リン処理中のスラグの塩基度が上昇してくると、フォーミングが沈静化し、スラグが送酸ランスに接触しなくなる。そこで、計測した送酸ランスの振動計測値、たとえば、振動加速度が所定の値以下になったときに、制御手段によって石灰系媒溶材の添加を停止する。 In this embodiment, the dephosphorization process is carried out while measuring the vibration of the oxygen supply lance 2 using a vibration measuring device 20 installed above the oxygen supply lance 2. As described above, the slag after intermediate slag removal is subjected to the dephosphorization process while maintaining foaming. Although the oxygen supply lance 2 does not come into contact with the molten metal, it does come into contact with the foamed slag. This causes vibration in the oxygen supply lance 2. As the basicity of the slag increases during the dephosphorization process due to the addition of lime-based solvent 16, the foaming subsides and the slag no longer comes into contact with the oxygen supply lance. Therefore, when the measured vibration value of the oxygen supply lance, for example, the vibration acceleration, falls below a predetermined value, the addition of lime-based solvent is stopped by the control means.
たとえば、FeO濃度が20mass%のスラグ組成を図3のFeO-CaO-SiO2三元状態図に、点線で示す。図3中に矢印で脱リン処理中のスラグの塩基度の推移を示す。図3中にハッチングで非特許文献1に記載の2CaO・SiO2飽和領域を示す。非特許文献1では、この領域にリン濃化相が析出するとしている。中間排滓後のスラグの塩基度は約0.8であり、融点が1350℃程度である。石灰系媒溶材の添加によりスラグの塩基度が1.3程度(たとえば、図3中の空丸(○)印)に上昇すると、ハッチングしたリン濃化相の析出する領域に達する。このリン濃化相の析出する領域は融点が1400℃以上であり、高融点の2CaO・SiO2が固相として析出する領域になる。脱リン処理時の溶湯温度は脱リン反応促進のため1400℃以下に管理する。このようなスラグの状態変化、つまりフォーミングの沈静化を動的に送酸ランス2の振動を計測することで把握できる。つまり、従来用いていた物質収支から求める計算塩基度より高精度に塩基度1.2~1.3のスラグ組成を把握できるようになる。脱リン処理に適したスラグの塩基度1.5程度を超えて過剰に石灰系媒溶材を添加する必要がなくなる。さらに、フォーミングの沈静化を確認したうえで出湯できるため、出湯時に炉口からスラグが漏出する事故を抑制できる。 For example, the dotted line in the FeO-CaO- SiO2 ternary phase diagram in Figure 3 indicates the slag composition with a FeO concentration of 20 mass%. The arrows in Figure 3 indicate the transition in slag basicity during dephosphorization. The hatched area in Figure 3 indicates the 2CaO· SiO2 saturation region described in Non-Patent Document 1. Non-Patent Document 1 states that a phosphorus-concentrated phase precipitates in this region. The slag basicity after intermediate slag removal is approximately 0.8, and its melting point is approximately 1350°C. When the addition of a lime-based solvent increases the slag basicity to approximately 1.3 (e.g., the open circle (○) in Figure 3), the hatched region where the phosphorus-concentrated phase precipitates is reached. This region where the phosphorus-concentrated phase precipitates has a melting point of 1400°C or higher, where the high-melting-point 2CaO· SiO2 precipitates as a solid phase. The temperature of the molten metal during dephosphorization is controlled to 1,400°C or below to promote the dephosphorization reaction. This change in the state of the slag, i.e., the cessation of foaming, can be grasped by dynamically measuring the vibration of the oxygen supply lance 2. This means that the composition of slag with a basicity of 1.2 to 1.3 can be grasped with greater accuracy than the conventional calculation of basicity obtained from material balance. This eliminates the need to add excess lime-based solvent to slag with a basicity exceeding approximately 1.5, which is suitable for dephosphorization. Furthermore, because the molten metal can be tapped only after confirming that foaming has cessated, accidents such as slag leakage from the furnace throat during tapping can be prevented.
[出湯工程]
次に、図2(E)に示す出湯工程(E)について説明する。この工程(E)では、上記の脱リン工程を経て溶鉄中の[P]濃度が所定の値にまで低下したとき、該転炉型精錬炉1を出湯口が設置された側に傾転させて、転炉型精錬炉内の溶鉄を溶湯保持容器(図示せず)に出湯する。なお、前記所定の[P]濃度としては、0.030mass%以下とすることが好ましい。出湯工程では容器内にスラグの塩基度が1.2以上である脱リン処理後のスラグのうち30mass%以上を残留させることが好ましい。
[Potting process]
Next, the tapping step (E) shown in Fig. 2(E) will be described. In this step (E), when the [P] concentration in the molten iron has decreased to a predetermined value after the dephosphorization step, the converter-type refining furnace 1 is tilted toward the side where the tapping port is installed, and the molten iron in the converter-type refining furnace is tapped into a molten metal holding vessel (not shown). The predetermined [P] concentration is preferably 0.030 mass% or less. In the tapping step, it is preferable to leave 30 mass% or more of the slag after the dephosphorization treatment, which has a slag basicity of 1.2 or more, in the vessel.
以上説明したように、本実施形態に係る溶鉄の精錬方法においては、溶鉄の脱リン処理終了後に出湯した後に、炉内に残留させた脱リン処理後スラグの少なくとも一部を排出しないまま残す。そこに新たな溶鉄を装入して脱珪処理を行なうという連続的な処理になる。したがって、転炉型精錬炉(予備処理炉)から排出されるスラグの多くは脱珪処理後スラグとなり、比較的塩基度の高い脱燐処理後スラグの混入を低減することができる。それは、脱リン処理後スラグが混入していると、アルカリの溶出や水和反応による膨張のおそれがあってスラグの用途が制約されるのを避けるためである。特に、脱リン処理後スラグを全く排出しない方法では、このような問題が全く生じないため、スラグの処理を単純化できるうえ、高付加価値の用途にも適用が可能となる。これは溶鉄の予備処理を本実施形態のように1つの転炉を使って連続して繰返し行なうようにする方法の場合、特にその効果が大きい。 As explained above, in the molten iron refining method according to this embodiment, after the molten iron is dephosphorized and tapped, at least a portion of the dephosphorized slag remaining in the furnace is left undischarged. New molten iron is then charged and desiliconized, resulting in a continuous process. Therefore, most of the slag discharged from the converter-type refining furnace (pretreatment furnace) is desiliconized slag, reducing the contamination of dephosphorized slag, which has a relatively high basicity. This is to avoid the risk of slag contamination, which could lead to alkali elution or expansion due to hydration, thereby limiting the uses of the slag. In particular, a method in which no dephosphorized slag is discharged at all avoids these problems, simplifies slag treatment, and enables application to high-value-added applications. This effect is particularly significant when the pretreatment of molten iron is performed repeatedly and continuously using a single converter, as in this embodiment.
くわえて、本実施形態では脱リン処理時に添加する石灰系媒溶材の量を必要最小限とすることができる。溶鉄の精錬処理全体の副原料原単位の削減に寄与する。 In addition, this embodiment allows the amount of lime-based solvent added during dephosphorization to be kept to a minimum, contributing to a reduction in the unit consumption of auxiliary materials throughout the entire molten iron refining process.
[鋼材の製造方法]
本発明にかかる他の実施形態は、上記方法で精錬した溶鉄に、必要に応じて真空処理を含む二次精錬を施して成分調整したのち、鋳造して鋼素材とし、鋼素材を圧延して鋼材を製造する、鋼材の製造方法である。二次精錬には、RH式真空処理、気泡による攪拌、機械式攪拌、電磁攪拌や取鍋精錬などを用いることができる。鋳造には、造塊・分塊法、通常の連続鋳造法や薄スラブ連続鋳造法などを用いることができる。圧延後の鋼材として、熱間圧延鋼板、厚板、形鋼、棒鋼や線材が挙げられる。
[Steel manufacturing method]
Another embodiment of the present invention is a method for producing steel material, in which molten iron refined by the above-described method is subjected to secondary refining, including vacuum treatment as necessary, to adjust the composition, and then cast into a steel material, which is then rolled to produce a steel material. For secondary refining, RH vacuum treatment, stirring by bubbles, mechanical stirring, electromagnetic stirring, ladle refining, or the like can be used. For casting, ingot making/blooming methods, conventional continuous casting methods, thin slab continuous casting methods, or the like can be used. Examples of steel materials after rolling include hot-rolled steel plates, thick plates, shaped steel, steel bars, and wire rods.
図1の構成を有する溶鉄の精錬装置および振動計測装置20を用いて、溶鉄の精錬処理を行った。転炉型精錬炉1は400tの容量のであり、送酸ランス2の送酸速度は最大600Nm3/minである。溶鉄の精錬処理では、脱リン工程を除き、上記好適範囲で操業した。発明例と従来例とで、脱リン処理前の溶鉄[P]濃度、溶湯温度ほかの条件、および、脱リン処理中の送酸速度、石灰系媒溶材の添加速度ほかの条件、脱リン処理後の目標[P]濃度、目標溶湯温度は、同等として比較した。 Molten iron was refining using the molten iron refining apparatus and vibration measuring device 20 configured as shown in Figure 1. The converter-type refining furnace 1 had a capacity of 400 t, and the oxygen flow rate of the oxygen flow lance 2 was a maximum of 600 Nm3 /min. The molten iron refining process was operated within the above-mentioned preferred ranges, except for the dephosphorization process. The inventive example and the conventional example were compared assuming that the molten iron [P] concentration, molten metal temperature, and other conditions before dephosphorization, the oxygen flow rate, the lime-based solvent addition rate, and other conditions during dephosphorization, the target [P] concentration, and the target molten metal temperature after dephosphorization were the same.
発明例は、送酸ランス2の上部に振動測定装置20を設置し、送酸ランス2の水平振動を計測した。測定された振動加速度は、電圧に変換した。最大の電圧が過去に測定した振動加速度の実績のうち最大値となるように設定し、常時振動(ノイズ)の最大値が零となるように設定した。振動計測値としての電圧が零を超えているときは、送酸ランスが振動している、つまり、送酸ランスにフォーミングしたスラグが接触しているものと判断した。そして、石灰系媒溶材の添加を継続した。振動計測値としての電圧が継続して10sのあいだ零値であるときにスラグのフォーミングが沈静化したものとして、石灰系媒溶材の添加を停止した。 In the invention example, a vibration measuring device 20 was installed above the oxygen supply lance 2, and the horizontal vibration of the oxygen supply lance 2 was measured. The measured vibration acceleration was converted to voltage. The maximum voltage was set to be the maximum value of the vibration acceleration measured in the past, and the maximum constant vibration (noise) value was set to zero. When the voltage measured as a vibration value exceeded zero, it was determined that the oxygen supply lance was vibrating, that is, that the foamed slag was in contact with the oxygen supply lance. The addition of lime-based solvent was then continued. When the voltage measured as a vibration value remained at zero for 10 seconds, it was determined that the slag foaming had subsided, and the addition of lime-based solvent was stopped.
従来例は、中間排滓後に残留するスラグ量を推定し、物質収支から脱リン処理後にスラグの塩基度が好適範囲になるように石灰系媒溶材の添加量を定めた。発明例、従来例いずれも脱リン処理中にスラグの塩基度測定は行わなかった。 In the conventional example, the amount of slag remaining after intermediate slag removal was estimated, and the amount of lime-based solvent added was determined from the material balance so that the slag basicity would be within the appropriate range after dephosphorization. In neither the inventive example nor the conventional example, the slag basicity was measured during the dephosphorization process.
発明例と従来例との脱リン処理結果を、図4および図5に示す。図4は発明例と従来例の、1回処理あたり石灰系媒溶材添加量(kg/ch)と出湯後の溶鉄中[P]濃度(炉下[P]濃度)(mass%)の関係を示す。発明例は空丸(〇)印でプロットし、一次回帰の近似直線を破線で示す。従来例は×印でプロットし、一次回帰の近似直線を点線で示す。図5は発明例と従来例の、脱リン処理時に添加する石灰系媒溶材の溶鉄1t当たりの原単位を表す。図5中の棒グラフは原単位の平均値であり、バラツキの範囲をエラーバーで示す。この結果、発明例は、炉下[P]濃度のばらつきが狭く管理されており、従来例に比べ、脱リン処理時の石灰系媒溶材の原単位を約1.4kg/t-溶鉄削減することができた。発明例と従来例とで炉下[P]濃度の平均値に大きな差異はなかった。 The dephosphorization results for the inventive example and the conventional example are shown in Figures 4 and 5. Figure 4 shows the relationship between the amount of lime-based solvent added per treatment (kg/ch) and the [P] concentration in the molten iron after tapping ([P] concentration below the furnace) (mass %) for the inventive example and the conventional example. For the inventive example, open circles (◯) are plotted, and the linear regression approximation line is shown with a dashed line. For the conventional example, crosses are plotted, and the linear regression approximation line is shown with a dotted line. Figure 5 shows the consumption rate of lime-based solvent added during dephosphorization per ton of molten iron for the inventive example and the conventional example. The bars in Figure 5 represent the average consumption rate, and the error bars indicate the range of variation. As a result, the inventive example maintained a narrow variance in the [P] concentration below the furnace, reducing the consumption rate of lime-based solvent during dephosphorization by approximately 1.4 kg/ton of molten iron compared to the conventional example. There was no significant difference in the average under-furnace [P] concentration between the invention example and the conventional example.
本明細書中において、質量の単位である「t」は103kgを表す。気体の体積の単位に付す記号「N」は、0℃、101325Paの標準状態の値を表す。記号[M]は元素Mが溶銑や溶鉄中に溶解していることを表す。記号(R)は、化学式Rの化合物がスラグ中に含有していることを表す。 In this specification, the mass unit "t" represents 10 kg. The symbol "N" attached to the unit of gas volume represents the value at standard conditions of 0°C and 101,325 Pa. The symbol [M] indicates that element M is dissolved in molten pig iron or molten iron. The symbol (R) indicates that a compound of chemical formula R is contained in slag.
本発明の溶鉄の精錬方法、精錬装置および鋼材の製造方法によれば、脱リン処理時の送酸ランスの振動を計測して石灰系媒溶材の添加量を制御するので媒溶材を過剰に添加する必要がなくなった。出湯時のスラグ流出のおそれが低減した。もって、溶鉄の精錬処理全体の生産性が向上し、産業上有用である。
本発明では、脱リン処理時に送酸ランスの振動とスラグ塩基度との関係を用いて石灰系媒溶材の使用量を制御した。そのほか、振動の変化と、反応の終点やスロッピングなどの異常現象とが関連付けできるプロセスに適用して好適である。
According to the molten iron refining method, refining apparatus, and steel manufacturing method of the present invention, the amount of lime-based flux added is controlled by measuring the vibration of the oxygen supply lance during dephosphorization, eliminating the need to add excessive flux. This reduces the risk of slag spillage during tapping. This improves the overall productivity of the molten iron refining process and is industrially useful.
In this invention, the amount of lime-based solvent used during dephosphorization is controlled by utilizing the relationship between the vibration of the oxygen supply lance and the slag basicity. This method is also suitable for applications where changes in vibration can be correlated with abnormal phenomena such as the end point of the reaction or slopping.
1 転炉型精錬炉
2 送酸ランス
3 底吹き羽口
4 出湯口
5、7 ホッパー
6、8 シュート
9 溶鉄
9a 溶銑
10 脱珪処理後スラグ
11 冷鉄源
12 酸素含有ガス
13 底吹きガス
14 装入鍋
15 Si源
16 石灰系媒溶材
17 脱リン処理後スラグ
20 振動計測装置
20a 加速度ピックアップセンサ
20b 検出方向
21 制御装置
1 Converter-type refining furnace 2 Oxidizing lance 3 Bottom-blowing tuyeres 4 Tap holes 5, 7 Hoppers 6, 8 Chute 9 Molten iron 9a Molten pig iron 10 Desiliconized slag 11 Cold iron source 12 Oxygen-containing gas 13 Bottom-blowing gas 14 Charging ladle 15 Silicon source 16 Lime-based solvent 17 Dephosphorized slag 20 Vibration measuring device 20a Acceleration pickup sensor 20b Detection direction 21 Control device
Claims (4)
脱珪処理後の前記溶鉄と前記スラグの一部とを前記容器内に残留させ、所定量のスラグを排出する中間排滓工程と、
前記容器内に残留させた脱珪後の前記溶鉄および前記スラグに対して石灰系媒溶材を添加するとともに酸素を吹錬することによって溶鉄の脱リン処理を行う脱リン工程と、
脱リン処理後の所定の塩基度のスラグの一部を前記容器内に残留させて出湯する出湯工程と、
を含み、脱珪工程、中間排滓工程、脱リン工程および出湯工程を順次繰り返し行う溶鉄の精錬方法であって、
前記脱珪工程では、脱リン処理後の前記スラグを残留させた前記容器に高炉から出銑した前記溶銑を装入し、
前記脱リン工程では、前記酸素を吹錬する送酸ランスの振動を計測し、前記送酸ランスの振動計測値が所定値以下になったとき、前記媒溶材の添加を停止するように制御を行う、溶鉄の精錬方法。 a desiliconization process in which molten iron tapped from a blast furnace is charged into a converter-type vessel and desiliconized, and upon completion of the desiliconization process, the molten iron has a predetermined silicon concentration and a predetermined molten temperature, and slag has a predetermined basicity;
an intermediate slag removal step in which the molten iron and a portion of the slag after the desiliconization treatment are left in the vessel and a predetermined amount of slag is discharged;
a dephosphorization step of dephosphorizing the molten iron by adding a lime-based solvent to the desiliconized molten iron and the slag remaining in the vessel and blowing oxygen into the molten iron;
a tapping step of tapping the molten metal while leaving a portion of the slag having a predetermined basicity after the dephosphorization treatment in the vessel;
A method for refining molten iron, comprising sequentially repeating a desiliconization step, an intermediate slag removal step, a dephosphorization step, and a tapping step,
In the desiliconization step, the molten iron tapped from a blast furnace is charged into the vessel in which the slag remaining after the dephosphorization treatment is left,
In the dephosphorization process, vibration of an oxygen supply lance for blowing oxygen is measured, and when the vibration measurement value of the oxygen supply lance becomes equal to or less than a predetermined value, control is performed to stop the addition of the solvent.
前記脱珪工程では、脱珪処理終了時に、Si濃度を0.2mass%以下、溶湯温度を1240℃以上1400℃以下の溶鉄とし、スラグの塩基度を0.5以上1.5以下とし、
前記中間排滓工程では、脱珪処理後の前記スラグの40mass%以上を炉外に排出する、請求項1に記載の溶鉄の精錬方法。 In the tapping step, 30 mass% or more of the slag after the dephosphorization treatment, in which the slag has a basicity of 1.2 or more, is allowed to remain in the vessel;
In the desiliconization step, at the end of the desiliconization treatment, the Si concentration is 0.2 mass% or less, the molten iron temperature is 1240 ° C. or more and 1400 ° C. or less, and the slag basicity is 0.5 or more and 1.5 or less,
2. The method for refining molten iron according to claim 1, wherein in the intermediate slag removal step, 40 mass% or more of the slag after the desiliconization treatment is removed from the furnace.
転炉型の容器と、石灰系媒溶材の添加手段と、送酸ランスと、送酸ランスの振動を計測する振動測定装置と、計測した送酸ランスの振動計測値に応じて前記媒溶材の添加量を制御する制御手段と、を備える、溶鉄の精錬装置。 A molten iron refining apparatus used in the method according to claim 1 or 2 ,
A molten iron refining apparatus comprising: a converter-type vessel; a means for adding a lime-based solvent; an oxygen supply lance; a vibration measuring device for measuring the vibration of the oxygen supply lance; and a control means for controlling the amount of solvent added in accordance with the measured vibration value of the oxygen supply lance.
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