JP2006265623A - Hot metal pretreatment method - Google Patents
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Abstract
【課題】 溶銑の脱燐処理及び脱珪処理において発生したスラグから回収した地金を、溶銑の脱燐処理及び脱珪処理工程において、水蒸気爆発の危険性がなく且つ未溶解の地金を発生することなく、鉄源として効率良く利用する。
【解決手段】 溶銑13に酸素源を供給して脱燐処理或いは脱珪処理を施す溶銑の予備処理方法において、溶銑の脱燐処理または脱珪処理で発生したスラグから回収した地金16を、処理開始前または処理期間中に溶銑の上方から溶銑に向けて添加する。これにより、水蒸気爆発の危険性がなく且つ未溶解の地金を発生することなく、鉄源として効率良く利用することが可能となる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To generate undissolved metal which has no danger of water vapor explosion in the dephosphorization process and desiliconization process of hot metal from the slag generated in the dephosphorization process and desiliconization process of hot metal Without using it as an iron source.
In a hot metal pretreatment method in which an oxygen source is supplied to a hot metal to perform dephosphorization or desiliconization, a metal 16 recovered from slag generated by the dephosphorization or desiliconization of the hot metal is obtained. It is added from above the hot metal toward the hot metal before or during the treatment. As a result, there is no danger of steam explosion and it is possible to efficiently use it as an iron source without generating undissolved metal.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、溶銑に酸素源を供給して脱燐処理或いは脱珪処理を施す溶銑の予備処理方法に関し、詳しくは、溶銑の脱燐処理及び脱珪処理において発生したスラグから回収した地金を鉄源として有効利用した、脱燐処理或いは脱珪処理を行う溶銑の予備処理方法に関するものである。 The present invention relates to a hot metal pretreatment method in which an oxygen source is supplied to hot metal to perform dephosphorization or desiliconization, and more specifically, a metal recovered from slag generated in dephosphorization and desiliconization of hot metal. The present invention relates to a hot metal pretreatment method that is effectively used as an iron source and performs dephosphorization or desiliconization.
高炉から出銑された溶銑は、転炉で脱炭精錬される前に、溶銑予備処理と呼ばれる脱硫処理及び脱燐処理が施される場合が多い。当初、これらの予備処理は、鋼材の品質面上から低硫化や低燐化が要求されるものについて実施されていたが、近年では、転炉における生産性向上、転炉でのMn鉱石の還元によるコスト削減効果などにより、銑鋼一貫の製鉄所における製鋼工程のトータルコストを削減する手段として、出銑されるほぼ全ての溶銑に対して脱硫処理及び脱燐処理が施されるようになってきた。この場合、溶銑の珪素含有量が高いと脱燐反応が阻害されるので、脱燐処理を効率的に行うために脱燐処理に先立って溶銑の脱珪処理を行う場合もある。この脱珪処理も溶銑予備処理の1つである。脱硫反応は還元反応であることから、脱硫処理は、溶銑にCaO系脱硫剤などを添加して還元雰囲気で行われ、一方、脱燐反応及び脱珪反応は酸化反応であることから、脱燐処理及び脱珪処理は、溶銑に酸素ガスや酸化鉄などの酸素源を供給して行われている。 The hot metal discharged from the blast furnace is often subjected to desulfurization treatment and dephosphorization treatment called hot metal pretreatment before decarburization and refining in the converter. Initially, these pretreatments were carried out for steels that required low sulfidation and low phosphatization due to the quality of the steel materials. However, in recent years, productivity improvement in converters and reduction of Mn ore in converters As a means of reducing the total cost of the steelmaking process in a steelmaking integrated steelworks, desulfurization and dephosphorization treatments have been applied to almost all the hot metal that is produced. It was. In this case, if the silicon content of the hot metal is high, the dephosphorization reaction is inhibited. Therefore, in order to efficiently perform the dephosphorization process, the desiliconization process of the hot metal may be performed prior to the dephosphorization process. This desiliconization process is also one of the hot metal preliminary processes. Since the desulfurization reaction is a reduction reaction, the desulfurization treatment is performed in a reducing atmosphere by adding a CaO-based desulfurization agent or the like to the hot metal, while the dephosphorization reaction and the desiliconization reaction are oxidation reactions. The treatment and the desiliconization treatment are performed by supplying an oxygen source such as oxygen gas or iron oxide to the hot metal.
この脱硫処理、脱燐処理及び脱珪処理を施した後には、それぞれ除去対象成分(硫黄、燐、珪素)を濃縮したスラグが発生する。前工程の除去対象成分が、後工程において溶銑へピックアップすることを防止するために、前工程の終了後には生成したスラグは溶銑を収容した処理容器から除去される。スラグの除去方法には、ドラッガーを用いて掻き出す方法或いはスラグを真空吸引する方法などがあるが、何れの方法であってもスラグのみを排出することは困難であり、排出されたスラグには10〜30質量%程度の地金分が混入する。 After performing this desulfurization process, dephosphorization process, and desiliconization process, the slag which each concentrated the removal object component (sulfur, phosphorus, silicon) generate | occur | produces. In order to prevent the component to be removed in the previous step from being picked up to the molten iron in the subsequent step, the generated slag is removed from the processing container containing the molten iron after the completion of the previous step. The slag removal method includes a method of scraping using a dragger or a method of vacuum suction of the slag, but it is difficult to discharge only the slag by any method. About 30% by mass of metal is mixed.
そのため、排出されたスラグは冷却後に破砕され、破砕されたスラグを磁力選別することで地金が回収されている。但し、破砕し且つ磁力選別したとはいえども、スラグと地金とが完全に分離されることはなく、回収される地金には、30〜80質量%のスラグが付着している。 Therefore, the discharged slag is crushed after cooling, and the bullion is recovered by magnetically sorting the crushed slag. However, although crushed and magnetically sorted, the slag and the metal are not completely separated, and 30 to 80% by mass of slag is attached to the recovered metal.
回収した地金を、例えば転炉における溶銑の脱炭精錬において鉄源として使用すると、地金に付着したスラグに起因して、脱炭精錬後の溶鋼中の燐濃度または硫黄濃度が上昇する。これを防止するには、脱炭精錬において生石灰などの造滓剤の使用量を増やす必要があり、製造コストの上昇をもたらす。脱炭精錬後の溶鋼中の燐、硫黄が上昇しない程度だけ使用すれば問題はないが、その場合には発生する地金を消費することができない。 When the recovered metal is used as an iron source, for example, in the decarburization and refining of hot metal in a converter, the phosphorus concentration or sulfur concentration in the molten steel after decarburization and refining increases due to slag adhering to the metal. In order to prevent this, it is necessary to increase the amount of a fouling agent such as quick lime used in decarburization refining, resulting in an increase in production cost. There is no problem if it is used only to such an extent that phosphorus and sulfur in the molten steel after decarburization refining does not rise, but in that case, the generated metal cannot be consumed.
この問題を解決する手段として、特許文献1が提案されている。特許文献1では、溶銑予備処理によって発生する地金を、それぞれ処理工程別に、脱硫滓地金、脱燐滓地金、脱珪滓地金の3種類に分類し、このうちの1種類の地金を溶銑輸送容器に入れ置きし、該溶銑輸送容器で高炉から出銑される溶銑を受銑して、溶銑の熱で入れ置きした地金を溶解し、この溶銑を脱硫処理並びに脱燐処理するという技術である。特許文献1においては、1種類の地金を使用するので、燐或いは硫黄のどちらか一方のみが上昇するので、脱硫処理または脱燐処理の一方を強化するだけで、十分に対応できるというメリットがある。
しかしながら、特許文献1にも問題点がある。即ち、処理容器から排出されたスラグは冷却水によって冷却される。そのため、回収した地金には4〜20質量%程度の水分が含まれており、受銑する際に、地金の入れ置きされた溶銑輸送容器で水蒸気爆発を起こす可能性がある。従って、水蒸気爆発を起こさない程度にその使用量を制約する必要がある。 However, Patent Document 1 has a problem. That is, the slag discharged from the processing container is cooled by the cooling water. Therefore, the collected metal contains about 4 to 20% by mass of moisture, and when receiving it, there is a possibility of causing a steam explosion in the hot metal transport container in which the metal is placed. Therefore, it is necessary to restrict the amount of use to such an extent that steam explosion does not occur.
また、入れ置きした地金は主に溶銑の熱によって溶解するので、本来、溶銑の温度条件によって入れ置き量を調整すべきであるが、予め入れ置きするので、入れ置き量は一定量とせざるを得ず、そのため、入れ置き量が溶銑の温度条件に対して多すぎた場合には、溶銑輸送容器の底部に未溶解の地金が残留し、溶銑中の硫黄濃度或いは燐濃度が脱硫・脱燐の予備処理終了後にピックアップするという問題も生じる。逆に、溶銑の温度条件に対して入れ置き量が少なすぎ、結果的に溶銑の熱の有効活用が十分でない場合も発生する。 In addition, since the placed bullion is mainly melted by the heat of the hot metal, the amount of placement should be adjusted according to the temperature conditions of the hot metal, but the amount of placement should not be constant because it is placed in advance. Therefore, if the storage amount is too much for the hot metal temperature condition, undissolved metal remains at the bottom of the hot metal transport container, and the sulfur concentration or phosphorus concentration in the hot metal is desulfurized. There also arises a problem of picking up after completion of the dephosphorization pretreatment. On the other hand, there may be a case where the amount of storage is too small with respect to the temperature condition of the hot metal, and as a result, the effective utilization of the hot metal heat is not sufficient.
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、溶銑予備処理のうちの脱燐処理及び脱珪処理において発生したスラグから回収した地金を鉄源として溶銑予備処理工程で使用するに当たり、水蒸気爆発の危険性がなく且つ未溶解の地金を発生することなく、回収した地金を鉄源として効率良く利用することのできる、酸素源を供給して脱燐処理或いは脱珪処理を行う溶銑の予備処理方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is a hot metal pretreatment process using, as an iron source, metal recovered from slag generated in dephosphorization and desiliconization of hot metal pretreatment. In the use in the process, dephosphorization treatment by supplying an oxygen source that can efficiently use the recovered metal as an iron source without the risk of steam explosion and without generating undissolved metal. It is to provide a hot metal pretreatment method for performing desiliconization treatment.
上記課題を解決するための第1の発明に係る溶銑の予備処理方法は、溶銑に酸素源を供給して脱燐処理或いは脱珪処理を施す溶銑の予備処理方法において、溶銑の脱燐処理または脱珪処理で発生したスラグから回収した地金を、処理開始前または処理期間中に溶銑の上方から溶銑に向けて添加することを特徴とするものである。 A hot metal pretreatment method according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problem is a hot metal pretreatment method in which an oxygen source is supplied to the hot metal to perform dephosphorization treatment or desiliconization treatment. The bullion recovered from the slag generated by the desiliconization treatment is added to the hot metal from above the hot metal before the start of the treatment or during the treatment period.
第2の発明に係る溶銑の予備処理方法は、第1の発明において、前記地金の添加量を、処理前後の熱バランス計算に基づいて決定することを特徴とするものである。 The hot metal preliminary treatment method according to the second invention is characterized in that, in the first invention, the amount of the bare metal added is determined based on a heat balance calculation before and after the treatment.
第3の発明に係る溶銑の予備処理方法は、第1または第2の発明において、前記溶銑の予備処理方法が脱燐処理であって、スラグ成分のCaO/SiO2 質量比が1.0〜4.0で、スラグ成分のT.Fe濃度が5質量%以上であるスラグを溶銑の上に生成させて脱燐処理することを特徴とするものである。 The hot metal pretreatment method according to a third aspect of the present invention is the hot metal pretreatment method according to the first or second aspect, wherein the hot metal pretreatment method is dephosphorization treatment, and the CaO / SiO 2 mass ratio of the slag component is 1.0 to 4.0, T. of the slag component. A slag having an Fe concentration of 5% by mass or more is generated on the hot metal and dephosphorized.
第4の発明に係る溶銑の予備処理方法は、第3の発明において、処理終了時の溶銑温度を、上吹きランスからの気体酸素源の供給量を調整することによって、1250℃〜1400℃の範囲に制御することを特徴とするものである。 In the hot metal preliminary treatment method according to the fourth invention, in the third invention, the hot metal temperature at the end of the treatment is adjusted to 1250 ° C. to 1400 ° C. by adjusting the supply amount of the gaseous oxygen source from the top blowing lance. It is characterized by controlling to a range.
本発明によれば、溶銑の脱燐処理または脱珪処理において発生したスラグから回収した地金を溶銑の脱燐処理或いは脱珪処理の際に上置き添加するので、地金に水分が含まれていても、溶銑の顕熱或いは処理中の排ガス顕熱によって水分は蒸発し、水蒸気爆発の発生を懸念することなく、鉄源として有効利用することができる。また、地金を予め添加するわけではなく、溶銑温度や溶銑成分に基づいて地金の添加量を設定できるので、未溶解の地金は発生せず、後工程における未溶解地金に起因する燐濃度のピックアップを防止することができる。更に、地金に付着したスラグは、一旦溶融された所謂プリメルトの状態であるため、新たに添加される生石灰などの精錬用造滓剤の滓化を促進させ、特に脱燐反応を促進させる。地金に付着したスラグは一旦使用されたものではあるものの、いまだに脱燐能を有しており、脱燐処理に何ら支障とならない。このように、溶銑の脱燐処理並びに脱珪処理が従来以上に促進され、地金の有効活用も相まって、工業上有益な効果がもたらされる。 According to the present invention, since the bullion recovered from the slag generated in the dephosphorization treatment or desiliconization treatment of hot metal is added on top during the dephosphorization treatment or desiliconization treatment of hot metal, the bullion contains moisture. Even in this case, the water evaporates due to the sensible heat of the hot metal or the sensible heat of the exhaust gas during processing, and can be effectively used as an iron source without worrying about the occurrence of a steam explosion. In addition, the bullion is not added in advance, but the amount of bullion added can be set based on the hot metal temperature and the hot metal component, so that no undissolved bullion is generated, resulting from the undissolved bullion in the subsequent process. Pickup of phosphorus concentration can be prevented. Furthermore, since the slag adhering to the metal is in a so-called pre-melt state once melted, it promotes hatching of a refining additive such as quick lime that is newly added, and in particular promotes a dephosphorization reaction. Although the slag adhering to the bare metal has been used once, it still has a dephosphorization ability and does not hinder the dephosphorization treatment. As described above, the dephosphorization treatment and the desiliconization treatment of the hot metal are promoted more than before, and an industrially beneficial effect is brought about in combination with the effective use of the metal.
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明による脱燐処理並びに脱珪処理を実施する際に用いた溶銑予備処理設備の1例を示す概略断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of hot metal pretreatment equipment used when carrying out dephosphorization treatment and desiliconization treatment according to the present invention.
図1において、高炉(図示せず)から出銑された溶銑13を収容した溶銑鍋2が、台車3に搭載されて溶銑予備処理設備1に搬入されている。溶銑予備処理設備1には、上吹きランス4とインジェクションランス5とが設置されており、上吹きランス4及びインジェクションランス5は、溶銑鍋2の内部を上下移動可能となっている。上吹きランス4からは脱燐剤及び脱珪剤である気体酸素源として酸素ガスが溶銑13に吹き付けられる。用いる酸素ガスとしては工業用純酸素であり、窒素ガスなどの不純物を体積%で数%程度含んでいてもよい。脱燐剤及び脱珪剤として酸素ガスを用いることで、酸化熱によって溶銑13の温度は上昇する。空気、酸素富化空気などの酸素含有ガスも、気体酸素源として使用することができるが、反応速度が速いことから、酸素ガスを使用することが好ましい。
In FIG. 1, a
インジェクションランス5は、貯蔵タンク6及び貯蔵タンク7と接続されており、貯蔵タンク6に収容された鉄鉱石など酸化鉄からなる粉状の固体酸素源14、並びに、貯蔵タンク7に収容された粉状の生石灰15を、窒素ガスやArガスなどの非酸化性ガスまたは不活性ガスを搬送用ガスとして、溶銑13に吹き込み添加することができる。固体酸素源14は酸素ガスと同様に脱燐剤または脱珪剤として機能するものである。但し、固体酸素源14を添加することにより、酸化熱は発生するものの、固体酸素源14の顕熱及び潜熱のために溶銑13の温度は低下する。生石灰15は、脱燐処理の場合には、脱燐用フラックスとして機能し、溶融してスラグ19を形成し、脱燐反応により生成された燐酸化物と反応して燐酸化物をスラグ19に固定するためのものであり、脱珪処理の場合には、脱珪反応によって生成するSiO2 と反応し、生成するスラグ19の塩基度(CaO/SiO2 質量比)を調整してスラグ19のフォーミングを防止するためのものである。
The
この場合に、生石灰15に蛍石などの他のフラックスを混合してもよく、また、生石灰15の替わりに他のフラックスを使用してもよい。尚、貯蔵タンク6に収容された固体酸素源14及び貯蔵タンク7に収容された生石灰15は、それぞれ独立に添加量及び添加時間を制御して吹き込むことができるようになっており、また、インジェクションランス5から窒素ガスやArガスなどの非酸化性ガスまたは不活性ガスのみを吹き込み、溶銑13を攪拌することもできる。
In this case, other fluxes such as fluorite may be mixed with the
溶銑予備処理設備1には、更に、ホッパー8、ホッパー9及びホッパー10と、原料搬送装置11と、シュート12とからなる原料供給設備が設置されており、この原料供給設備を用いて、ホッパー8に収容された回収地金16、ホッパー9に収容された粒状或いは塊状の固体酸素源17、及び、ホッパー10に収容された粒状或いは塊状の生石灰18を溶銑鍋2の内部に上置き添加することができるようになっている。粒状或いは塊状の固体酸素源17は、粉状の固体酸素源14と同様に脱燐剤及び脱珪剤として機能し、粒状或いは塊状の生石灰18は、粉状の生石灰15と同様に、脱燐処理においては燐酸化物を固定する脱燐用フラックスとして機能し、脱珪処理においてはスラグ19の塩基度調整用として機能する。固体酸素源14,17としては、鉄鉱石、焼結鉱、ミルスケール、集塵ダストなどを用いることができる。
The hot metal preliminary treatment facility 1 is further provided with a raw material supply facility comprising a hopper 8, a
回収地金16は、溶銑の脱燐処理または脱珪処理で発生したスラグを冷却水などによって冷却し、破砕・分級した後に磁力選別したものであり、付着スラグとして30〜80質量%のスラグ分を含むものである。回収地金16のサイズは特に制限するものではないが、ホッパー8、原料搬送装置11、シュート12からなる原料供給設備で投入可能なサイズであることが必要である。この原料供給設備で投入可能なサイズである限り、幾らであっても構わない。
The recovered
この場合、脱燐処理で発生したスラグから回収した回収地金16(以下、「脱燐滓地金」と記す)と、脱珪処理で発生したスラグから回収した回収地金16(以下、「脱珪滓地金」と記す)とは、付着するスラグの組成が若干異なるので説明する。尚、地金自体の成分は、燐及び珪素の含有量が脱燐滓地金の方が若干低いだけで、その他の成分は大差がない。
In this case, the recovered
脱燐処理で発生するスラグは、スラグの塩基度(CaO/SiO2 質量比)が、2〜3程度と高いことが一般的である。これは、スラグの塩基度が高いほど、脱燐反応によって生成される燐酸化物の吸収能力が高く、多量の燐酸化物をスラグ中に固定することができるからである。また、スラグ中には1〜2質量%の燐が含まれている。但し、スラグは脱燐能を有し、酸化雰囲気下で且つスラグの塩基度がおよそ1程度以上の条件下では、スラグ中の燐は溶銑13に戻ることはない。
Generally, the slag generated by the dephosphorization treatment has a high slag basicity (CaO / SiO 2 mass ratio) of about 2-3. This is because the higher the basicity of the slag, the higher the absorption capacity of the phosphor oxide produced by the dephosphorization reaction, and a larger amount of the phosphor oxide can be fixed in the slag. Moreover, 1-2 mass% phosphorus is contained in slag. However, the slag has a dephosphorization ability, and the phosphorus in the slag does not return to the
従って、脱燐滓地金を脱燐処理で使用した場合には、脱燐滓地金に付着したスラグによって生石灰15及び生石灰18の滓化が促進され、脱燐反応が促進されることはあれ、脱燐滓地金に付着したスラグによって溶銑13の燐がピックアップすることはない。一方、脱燐滓地金を脱珪処理で使用した場合には、脱燐滓地金に付着したスラグのCaO分が、スラグの塩基度調整用として機能する。脱珪処理においても、酸化雰囲気下であることから、スラグの塩基度をおよそ1程度に調整すれば、脱燐滓地金に付着したスラグから溶銑13に燐が戻ることはない。尚、スラグの塩基度が低く、脱燐滓地金に付着したスラグから溶銑13に燐が戻ったとしても、後工程に脱燐処理工程が控えており、ピックアップした燐は除去される。
Therefore, when dephosphorized metal is used in the dephosphorization process, hatching of
脱珪処理で発生するスラグは、スラグの塩基度が1.0程度で、1質量%程度の燐を含有している。従って、脱珪滓地金を脱燐処理で使用した場合には、脱珪滓地金に付着したスラグもプリメルトの状態であるので、生石灰15及び生石灰18の滓化が促進され、脱燐反応が促進される。脱珪滓地金に付着したスラグによって生成するスラグの塩基度が下がるが、特に対処するほどではない。一方、脱珪滓地金を脱珪処理で使用した場合には、脱珪滓地金に付着したスラグによって生成スラグ量が多くなるというデメリットはあるが、脱珪反応に影響することはなく、回収される鉄分のメリットの方がはるかに大きい。
The slag generated by the desiliconization treatment has a basicity of about 1.0 and contains about 1% by mass of phosphorus. Therefore, when the desiliconized bullion is used in the dephosphorization process, the slag adhering to the desilica bullion is also in a premelt state, so that the hatching of the
尚、回収地金16は脱燐処理及び脱珪処理においては冷却材として機能するので、同様に冷却材として機能する固定酸素源14,17との配合比率を考慮する必要がある。本発明の効果を十分に発揮するためには、固体酸素源14,17の使用量を抑え、回収地金16の使用量を多くすることが好ましい。また、回収地金16は、脱燐滓地金と脱珪滓地金とで分別回収する必要はないが、分別回収して発生した処理工程で使用するようにしてもよい。
Since the recovered
先ず、このような構成の溶銑予備処理設備1を用い、本発明に係る溶銑の脱珪処理を実施する方法を説明する。 First, a method for performing hot metal desiliconization processing according to the present invention using the hot metal pretreatment facility 1 having such a configuration will be described.
溶銑13にインジェクションランス5を浸漬させ、インジェクションランス5から攪拌用ガスとして窒素ガスやArガスなどを吹き込みながら、溶銑鍋2に収容された溶銑13に向けて上吹きランス4から酸素ガスを連続的に吹き付け、溶銑13の脱珪処理を実施する。溶銑中の珪素は吹き付けられた酸素により酸化して、SiO2 となりスラグ19に移行して脱珪反応が進行する。その際、生成するスラグ19の塩基度を調整するために、生石灰15,18を添加してもよい。この場合、粒状或いは塊状の生石灰18を、シュート12を介して溶銑鍋2の内に上置き投入してもよいが、溶銑13の攪拌を強める観点から、インジェクションランス5を介して粉体の生石灰15を溶銑13に吹き込んで添加することが好ましい。また、粉状の固体酸素源14をインジェクションランス5から溶銑13に吹き込む、或いは粒状或いは塊状の固体酸素源17をシュート12から溶銑13に上置きしてもよい。
While the
この脱珪処理において、ホッパー8に収容された回収地金16を、シュート12を介して溶銑鍋2の内部に連続的或いは断続的に投入する。回収地金16の投入量は、脱珪処理終了時の溶銑13の温度が1400℃〜1450℃の任意の温度となる範囲に調整する。
In this desiliconization process, the recovered
具体的には、図2に示すように、入熱計算及び出熱計算を実施し、更に、気体酸素源と固体酸素源とを含めたトータル酸素源原単位、固体酸素源原単位、生石灰原単位を考慮し、入熱量と出熱量との差分の熱が、回収地金16の溶解用熱源に相当するようにすればよい。勿論、入熱量と出熱量との差分の熱に相当する量よりも、少なくしても構わない。前述したように、固体酸素源の原単位が少なくなるほど、出熱量が少なくなるので、回収地金16の投入量を多くするためには、固体酸素源の原単位を少なくすることが好ましい。尚、図2に示す計算方法において、トータル酸素源原単位が多くなるほど入熱量が大きくなり、生石灰原単位が多くなるほど出熱量が大きくなる。
Specifically, as shown in FIG. 2, heat input calculation and heat output calculation are performed, and further, a total oxygen source unit including a gaseous oxygen source and a solid oxygen source, a solid oxygen source unit, a quick lime unit In consideration of the unit, the difference heat between the heat input amount and the heat output amount may correspond to the heat source for melting the recovered
脱珪処理終了時の溶銑13の温度が1400℃未満になると、溶銑13の顕熱が少なくなり、後工程の転炉脱炭精錬などにおいて熱不足となり、効率的な精錬ができなくなる恐れがあるため好ましくなく、一方、1450℃を超えると、溶銑鍋2の耐火物やインジェクションランス5の耐火物の損傷が激しくなり、コスト上昇を来すため好ましくない。
When the temperature of the
投入すべき回収地金16の全量を、上吹きランス4から酸素ガスの供給を開始する前に溶銑鍋2に投入してもよく、また、上吹きランス4から酸素ガスの供給を開始する前と後に分割して回収地金16を投入してもよい。但し、脱珪処理中に投入する場合には、回収地金16の未溶解を防止するために、脱珪処理時間の80%を経過する以前に所定量の投入を完了することが好ましい。
The total amount of the recovered
脱珪処理後、溶銑13を収容した溶銑鍋2を排滓場に搬送し、ドラッガーなどを用いて溶銑鍋2からスラグ19を排出する。排出したスラグ19を冷却し、冷却後に破砕・分級し、更に磁力選別して脱珪滓地金を回収する。回収した脱珪滓地金は回収地金16として使用する。
After the desiliconization process, the
このようにして、溶銑13に脱珪処理を施すことで、仮に回収地金16に水分が含まれていても、溶銑13の顕熱或いは処理中の排ガス顕熱によって水分は蒸発し、水蒸気爆発の発生を懸念することなく、鉄源として回収地金16を有効利用することができる。また、処理前の溶銑温度や溶銑成分に基づいて回収地金16の添加量を設定できるので、未溶解のまま残留する回収地金16は発生せず、後工程における未溶解地金に起因する燐濃度のピックアップなどの問題を防止することができる。更に、回収地金16に付着したスラグは、一旦溶融された所謂プリメルトの状態であるため、新たに添加される生石灰15,18の滓化を促進させ、スラグ19のフォーミングを防止する。
In this way, by performing the desiliconization process on the
次に、上記構成の溶銑予備処理設備1を用い、本発明に係る溶銑の脱燐処理を実施する方法を説明する。尚、脱燐反応を効率良く行うために、脱燐処理の前に予め溶銑13の珪素含有量を0.2質量%以下程度まで脱珪処理によって低減させておくことが好ましい。
Next, a method for carrying out hot metal dephosphorization processing according to the present invention using the hot metal pretreatment facility 1 having the above-described configuration will be described. In order to efficiently perform the dephosphorization reaction, it is preferable to reduce the silicon content of the
溶銑13にインジェクションランス5を浸漬させ、インジェクションランス5から攪拌用ガスとして窒素ガスやArガスなどを吹き込むとともに、脱燐用フラックスとして粉状の生石灰15を、インジェクションランス5を介して溶銑13に吹き込むか、或いは、粒状或いは塊状の生石灰18を、シュート12を介して溶銑13に上置きして、溶銑鍋2に収容された溶銑13に向けて上吹きランス4から酸素ガスを連続的に吹き付け、溶銑13の脱燐処理を実施する。その際に、粉状の固体酸素源14をインジェクションランス5から溶銑13に吹き込む、或いは、粒状或いは塊状の固体酸素源17をシュート12から溶銑13に上置きしてもよい。
The
このようにして精錬することで、溶銑13に含有される燐は供給される酸素ガスまたは固体酸素源14,17の酸素によって酸化してP2 O5 となり、生石灰15,18が溶融して生成されるスラグ19に移行して脱燐反応が進行する。
By refining in this way, the phosphorus contained in the
この脱燐処理において、ホッパー8に収容された回収地金16を、シュート12を介して溶銑鍋2の内部に連続的或いは断続的に投入する。回収地金16の投入量は、脱燐処理終了時の溶銑13の温度が1250℃〜1400℃、望ましくは1250℃〜1350℃の任意の温度となる範囲に調整する。
In this dephosphorization process, the recovered
具体的には、図3に示すように、入熱計算及び出熱計算を実施し、更に、気体酸素源と固体酸素源とを含めたトータル酸素源原単位、固体酸素源原単位、生石灰原単位を考慮し、入熱量と出熱量との差分の熱が、回収地金16の溶解用熱源に相当するようにすればよい。勿論、入熱量と出熱量との差分の熱に相当する量よりも、少なくしても構わない。前述したように、固体酸素源の原単位が少なくなるほど、出熱量が少なくなるので、回収地金16の投入量を多くするためには、固体酸素源の原単位を少なくすることが好ましい。尚、図3に示す計算方法において、トータル酸素源原単位が多くなるほど入熱量が大きくなり、生石灰原単位が多くなるほど出熱量が大きくなる。脱燐処理終了時の溶銑13の温度が1250℃未満では後工程で熱不足になって正常な精錬の妨げになり、一方、脱燐処理終了時の溶銑13の温度が1400℃を超えると脱燐反応が進まず、所定の濃度まで脱燐できなくなるので、好ましくない。
Specifically, as shown in FIG. 3, heat input calculation and heat output calculation are performed, and further, a total oxygen source unit including a gaseous oxygen source and a solid oxygen source, a solid oxygen source unit, a quick lime unit In consideration of the unit, the difference heat between the heat input amount and the heat output amount may correspond to the heat source for melting the recovered
投入すべき回収地金16の全量を、上吹きランス4から酸素ガスの供給を開始する前に溶銑鍋2に投入してもよく、また、上吹きランス4から酸素ガスの供給を開始する前と後に分割して回収地金16を投入してもよい。但し、脱燐処理中に投入する場合には、回収地金16の未溶解を防止するために、脱燐処理時間の80%を経過する以前に所定量の投入を完了することが好ましい。
The total amount of the recovered
生成するスラグ19の組成が、スラグ成分のCaO/SiO2 質量比は1.0〜4.0の範囲、望ましくは1.5〜3.0の範囲であり、スラグ成分のT.Fe濃度は5質量%以上、望ましくは10質量%以上となるように、生石灰15,18及び固体酸素源14,17の使用量を調整することが好ましい。
The composition of the
スラグ成分のCaO/SiO2 質量比が1.0未満では、スラグ19の燐酸化物の吸収能力が低く、脱燐反応が促進しない。スラグ成分のCaO/SiO2 質量比が4.0を超える範囲とすれば、スラグ19の燐酸化物の吸収能力はそれなりに高くなるが、必要以上に高くすることは却って生石灰のコストを増加させることになり、好ましくない。脱燐反応は酸化反応であることから、スラグ19の酸素ポテンシャルを高めることが望ましく、スラグ成分のT.Fe濃度が5質量%未満では、酸素ポテンシャルが低くなりすぎ、脱燐反応が促進しない。尚、T.Fe(トータルFe)とは、スラグ19に含まれる全ての鉄酸化物(FeO、Fe2 O3 など)の鉄分の合計値である。
When the CaO / SiO 2 mass ratio of the slag component is less than 1.0, the phosphorus oxide absorption capacity of the
脱燐処理後、溶銑13を収容した溶銑鍋2を排滓場に搬送し、ドラッガーなどを用いて溶銑鍋2からスラグ19を排出する。排出したスラグ19を冷却し、冷却後に破砕・分級し、更に磁力選別して脱燐滓地金を回収する。回収した脱燐滓地金は回収地金16として使用する。
After the dephosphorization treatment, the
このようにして、溶銑13に脱燐処理を施すことで、仮に回収地金16に水分が含まれていても、溶銑13の顕熱或いは処理中の排ガス顕熱によって水分は蒸発し、水蒸気爆発の発生を懸念することなく、鉄源として回収地金16を有効利用することができる。また、処理前の溶銑温度や溶銑成分に基づいて回収地金16の添加量を設定できるので、未溶解のまま残留する回収地金16は発生せず、後工程における未溶解地金に起因する燐濃度のピックアップなどの問題を防止することができる。更に、回収地金16に付着したスラグは、一旦溶融された所謂プリメルトの状態であるため、新たに添加される生石灰15,18の滓化を促進させ、脱燐反応を促進させる。
In this way, by dephosphorizing the
尚、上記説明は処理容器として溶銑鍋2を用いた例で行ったが、本発明を実施する上で処理容器は溶銑鍋2に限るわけではなく、トーピードカーや装入鍋であっても、更には転炉型精錬炉であっても上記に沿って本発明を実施することができる。
In addition, although the said description was performed in the example using the
高炉から出銑された溶銑を容量が200トンの溶銑鍋で受銑して、図1に示す溶銑予備処理設備に搬送して脱燐処理を施した。その際に、表1に示す組成の脱燐滓地金と脱珪滓地金とを約1:1の配合比率で混合した回収地金を、受銑前に溶銑鍋に予め入れ置きした場合(比較例)と、脱燐処理中に上置き添加する場合(発明例)の2水準で実施した。また、比較のために回収地金を使用しない場合(従来例)も実施した。表2に、試験結果を示す。 The hot metal discharged from the blast furnace was received by a hot metal ladle having a capacity of 200 tons and transferred to the hot metal pretreatment facility shown in FIG. At that time, when recovered bullion mixed with dephosphorized bullion and desilica bullion having the composition shown in Table 1 in a mixing ratio of about 1: 1 is previously placed in a hot metal ladle before receiving. (Comparative example) and the case where it was added on top during the dephosphorization treatment (invention example) were carried out at two levels. In addition, for the sake of comparison, the case where no recovered metal was used (conventional example) was also carried out. Table 2 shows the test results.
表2に示すように、回収地金を入れ置きした試験(比較例)では、回収地金を15kg/t使用した場合に未溶解の地金が認められた。これに対して、処理中に添加した試験(発明例)では、回収地金を15kg/t使用した場合でも、未溶解の地金は認められず、処理後の溶銑燐濃度は地金を使用しない従来例と同等であった。但し、脱燐処理後の溶銑温度を1650℃とした試験No.6では、処理後の溶銑温度が高すぎて脱燐反応が促進されなかったことから、処理後の溶銑中燐濃度が高くなった。従って、処理後の溶銑温度を過剰に高くすることは好ましくないことが確認できた。 As shown in Table 2, in the test (comparative example) in which the collected bullion was placed, undissolved bullion was observed when the collected bullion was used at 15 kg / t. On the other hand, in the test (invention example) added during the treatment, even when the recovered ingot was used at 15 kg / t, undissolved ingot was not recognized, and the molten iron phosphorus concentration after the treatment was ingot. It was equivalent to the conventional example that did not. However, in the test No. 6 in which the hot metal temperature after dephosphorization was 1650 ° C., the hot metal temperature after the treatment was too high and the dephosphorization reaction was not promoted, so the phosphorus concentration in the hot metal after the treatment became high. It was. Therefore, it has been confirmed that it is not preferable to excessively raise the hot metal temperature after the treatment.
1 溶銑予備処理設備
2 溶銑鍋
3 台車
4 上吹きランス
5 インジェクションランス
6 貯蔵タンク
7 貯蔵タンク
8 ホッパー
9 ホッパー
10 ホッパー
11 原料搬送装置
12 シュート
13 溶銑
14 固体酸素源
15 生石灰
16 回収地金
17 固体酸素源
18 生石灰
19 スラグ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot metal
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