TW201812025A - 熔鋼的製造方法 - Google Patents
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Abstract
在將前次加料所產生之爐渣的一部份留在脫碳爐內的狀態下，於現行加料中，將已使以往脫碳吹煉所生成之爐渣固化的爐渣投入前述脫碳爐中，接著將磷濃度小於0.060質量%之熔鐵裝入前述脫碳爐中並進行脫碳吹煉。此外，當現行加料中脫碳吹煉所生成之爐渣中的P2
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濃度在預定值以下時，將一部分的爐渣留在前述脫碳爐中以作為下次加料所用之爐渣。
Description
發明領域 本發明是有關一種特別適合用於削減在脫碳吹煉時所添加助熔劑的量之熔鋼的製造方法。
發明背景 以往，為了減低至所要求之製品規格的磷濃度以下，於脫碳爐中吹煉熔鐵以製造熔鋼之際，會由設置於轉爐上之投入滑槽投入助熔劑。投入到熔鐵中的助熔劑會在高溫之熔鐵表面熔融，而形成以CaO及SiO2
為主體的爐渣。並且，在吹煉中經由主噴槍往熔鐵吹入純氧，熔鐵中的磷會成為磷氧化物，並與爐渣中的CaO形成固熔體，而被除去到爐渣中。藉此，熔鐵中的磷濃度會降低。所投入之助熔劑的量是依熔鐵預備處理後之熔鐵成分、製品規格的磷濃度及目標溫度而決定，但近年，鋼鐵製品之高性能化及使用者規格的嚴格化不斷進展，為了使磷濃度更加降低，助熔劑的量有增加的傾向。
於是，為了在製鋼步驟中減低成本，作為削減新投入助熔劑的量的方法，有一種爐渣回收法。爐渣回收法有冷回收及熱回收之2種方法。在以下說明中，助熔劑是指由爐渣回收系統外導入的爐渣材，且令其為不含已回收之爐渣者。
冷回收自以往便是於SRP法等逆流精煉中所廣泛使用的技術，在專利文獻1及專利文獻2中揭示有冷回收的技術。一般來說，在冷回收中，由脫碳爐被排渣至渣桶的爐渣(以下稱為脫碳爐渣)，是在冷卻後經過磁選、粉碎、篩分等步驟後，被搬運至製鋼工廠。然後，將所搬運之脫碳爐渣作為冷爐渣回收到脫磷爐內。
另一方面，熱回收主要是MURC法中所使用的技術，揭示於例如專利文獻3及4。熱回收中，利用在同一轉爐中交互實施脫磷吹煉與脫碳吹煉之特徵，於脫碳出鋼後使熱爐渣殘留於爐內，並在下次加料時投入廢料藉此使熱爐渣凝固至可注入鐵水的程度，以進行下次加料的注入鐵水及脫磷吹煉。如上述，便可省略步驟外之爐渣處理，並可將爐渣挪用到下次加料之脫磷吹煉。
如以上，不論哪個方法都是將高鹼度的脫碳爐渣回收到鹼度較脫碳爐低之脫磷爐的方法，但也可將爐渣回收到脫碳爐。藉此，可減少在脫磷爐或脫碳爐中新投入之助熔劑的量。
此外，專利文獻5中雖揭示有一種技術，其在脫碳爐中排渣時會依P2
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的濃度區分回收脫碳爐渣，並視鋼種將最適合之P2
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濃度的脫碳爐渣冷回收或熱回收，但並未揭示在使熱回收之爐渣凝固時，使用冷回收的方法。另外，如專利文獻5，僅依排渣時之P2
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濃度來將脫碳爐渣冷回收或熱回收時，如果將磷濃度高之熔鐵裝入脫碳爐，爐渣中的P2
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濃度常常會變得很高，因此也有完全無法實施熱回收的課題。
又，在實施冷回收時，由於冷爐渣之粉狀部分多而容易含有水分，因此投入轉爐時反應性大，而有對排氣管或集塵濾布等造成較多負擔之疑慮。故，以冷回收要於脫碳爐中大量回收是有困難的。
另一方面，於脫碳爐中是進行不使用廢料之操作。因此，於脫碳爐實施熱回收時，由於熱爐渣並未充分固化，因此必須另行使用助熔劑來當作冷卻劑，而有未使用冷卻劑時便無法進行充分量之熱回收的課題。
更進一步地，爐渣回收內含因爐渣中P2
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濃化而造成脫磷不良之疑慮。冷回收中，由於可進行脫碳爐渣之成分分析，因此可使用專利文獻5所記載之方法，依P2
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之濃度區分回收並依鋼種來選擇爐渣。然而，由於熱回收中會連續回收脫碳爐渣，故無法進行脫碳爐渣之成分分析而P2
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之濃化程度不明確。因此，僅能留有餘裕而使P2
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濃化至可避免脫磷不良的程度，因此也會有無法進行充分量之熱回收的課題。
先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本專利特開平4-120209號公報 專利文獻2：日本專利特開昭64-75618號公報 專利文獻3：日本專利特許第2607328號公報 專利文獻4：日本專利特許第5671801號公報 專利文獻5：日本專利特許第3829696號公報
非專利文獻 非專利文獻1：材料與製程 Vol.8(1995)， p.183
發明概要 發明欲解決之課題 本發明有鑑於前述問題點，而以提供一種可充分減低在脫碳吹煉中新投入助熔劑的量之熔鋼的製造方法為其目的。
用以解決課題之手段 本發明如以下所述。 (1)一種熔鋼的製造方法，其特徵在於：在將前次加料所產生之爐渣的一部份留在脫碳爐內的狀態下，於現行加料中，將已使以往脫碳吹煉所生成之爐渣固化的爐渣投入前述脫碳爐中，接著將磷濃度小於0.060質量%之熔鐵裝入前述脫碳爐中並進行脫碳吹煉。 (2)如上述(1)之熔鋼的製造方法，其中當現行加料中脫碳吹煉所生成之爐渣中的P2
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濃度在預定值以下時，將一部分的爐渣留在前述脫碳爐中以作為下次加料所用之爐渣。 (3)如上述(1)或(2)之熔鋼的製造方法，其中現行加料中，是將前述已固化之爐渣投入前述脫碳爐並投入助熔劑，且 前述助熔劑的量是根據前次加料所產生之爐渣中的P2
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濃度決定。 (4)如上述(1)~(3)之任1項的熔鋼的製造方法，其中前述已固化之爐渣粒徑為50mm以下。
發明效果 根據本發明，可提供一種能夠充分減低脫碳吹煉中新投入之助熔劑的量之熔鋼的製造方法。
用以實施發明之形態 以下，詳細說明本發明之實施形態。以下，附加於元素符號之符號[]是表示該元素於熔鐵或熔鋼中的濃度，附加於元素符號或化合物之符號()則表示該元素或化合物於爐渣中的濃度。
本發明中，將在脫碳爐中脫碳吹煉熔鐵時所生成的爐渣併用於冷回收與熱回收中，使用冷回收所生成之冷爐渣及熱回收所生成之熱爐渣進行脫碳吹煉，以使熔鋼中之[P]降低；前述熔鐵是經在轉爐以外之熔鐵預備處理或脫磷爐之脫磷處理等而脫磷之熔鐵。
冷回收中，由脫碳爐將熔鋼出鋼後會將脫碳爐渣往渣桶排渣，並在冷卻後將所排渣之脫碳爐渣粉碎，且過篩調整至預定粒徑為止而獲得冷爐渣。然後，在數日後之加料中，由設置於脫碳爐上之投入滑槽將冷爐渣投入脫碳爐內。本實施形態是生成使用於脫碳爐而非脫磷爐之冷爐渣。
熱回收中，由脫碳爐將熔鋼出鋼後並不將爐渣排渣，而將高溫脫碳爐渣(熱爐渣)殘留於脫碳爐內，並投入冷卻效果高之助熔劑等以使其固化。然後，注入下次加料之熔鐵，並轉移至脫碳吹煉。
本實施形態中，首先藉由冷回收事先生成冷爐渣。然後，將前次加料所生成之熱爐渣直接留在脫碳爐後，於現行加料中，在有熱爐渣存在的狀態下投入冷爐渣，且當爐渣量不足時更進一步投入助熔劑，之後裝入熔鐵進行脫碳吹煉。並且，宜事前預測現行加料時爐渣中的(P2
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)，並判定現行加料中產生之脫碳爐渣可否回收到下次加料。當判定為可回收時，會將脫碳爐渣的一部分留在脫碳爐中以作為下次加料之熱爐渣。以下，詳細說明操作程序。
首先，事先將因前次加料之脫碳吹煉而生成之脫碳爐渣的一部分留在脫碳爐中。該脫碳爐渣是藉由回收之判定而被判定為可回收之爐渣。關於回收之判定的詳細內容將於後說明。接著，在現行加料中，將熔鐵、冷爐渣及助熔劑投入脫碳爐，並進行脫碳吹煉。
投入脫碳爐之熔鐵的[P]是設為小於0.060質量%。將熔鐵中之[P]設為小於0.060質量%的理由是若熔鐵中之[P]在0.060質量%以上，會需要將脫磷量增大，且爐渣中之(P2
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)會變高，而變得不適合作為回收至脫碳爐之爐渣。且，投入脫碳爐之熔鐵的[P]宜為0.035質量%以下。由高爐出鐵之熔鐵中的[P]一般是超過0.100質量%左右，但針對令熔鐵中之[P]小於0.060質量%的方法並無特別限定。例如，可藉由利用脫磷爐之脫磷處理來令熔鐵中之[P]小於0.060質量%，又，亦可藉由應用周知的熔鐵預備處理技術，輕易地令熔鐵中之[P]小於0.060質量%。
在脫碳吹煉中，會視目標熔鋼的[P]及脫磷處理後之[P]來決定必需磷分配比，並藉此算出必需爐渣量。又，脫碳吹煉中是將鹼度設為3.6~3.8，且由保護熔解爐內之耐火物的觀點來看，是將爐渣中之(MgO)設為6~9質量%。根據該些條件即可決定助熔劑之投入量。
在此，磷分配比是將爐渣中之磷濃度除以熔鋼中之磷濃度的值((P)/[P])，必需磷分配比是在30~60左右的範圍，且當目標熔鋼的[P]小時，必需磷分配率會被設定為較大的值。由於出鋼之熔鋼量是可事先預測的，因此只要能夠設定磷分配比就可算出必需爐渣量。
另一方面，已有報告指出磷分配比是與脫碳爐中各種爐渣成分、及終點溫度相關(參照例如非專利文獻1)。因此，會決定多數種助熔劑的組合，以滿足必需爐渣量、鹼度、爐渣中之(MgO)及上述相關式。而，助熔劑之組合的決定方法並非唯一，而是考量各爐中之操作經驗或助熔劑調度的容易性、以及成本等本地條件而決定。助熔劑的種類可舉出：生石灰、白雲石、矽石、橄欖岩、輕燒白雲石(Light burnt dolomite)等。如果是生石灰，粒徑宜為3~10mm，如果是輕燒白雲石，粒徑宜為5~30mm。
並且，在由前次加料出鋼到現行加料中開始投入熔鐵為止的期間，事先將冷爐渣投入脫碳爐內。會在此期間投入冷爐渣的理由是為了要使前次加料中生成之熱爐渣固化，並且也是為了防止投入冷爐渣而導致的爆沸反應。且若在此期間投入冷爐渣，便可利用熱爐渣除去冷爐渣中的水分。於此，在生成冷爐渣之際，宜先過篩將粒徑調整為50mm以下。令冷爐渣之粒徑在50mm以下的理由在於容易儲存於熔解爐上之漏斗，而且容易由漏斗朝脫碳爐投入冷爐渣，並能在脫碳爐內順利渣化。另一方面，如果冷爐渣之粒徑超過50mm，則會有搬運、切出到漏斗等處理所伴隨的問題產生，且有在脫碳爐內需要較多時間傳熱及渣化的可能性。此外，也可將鏽皮作為溫度調整用的冷材而與冷爐渣、助熔劑一併投入。
如以上將熔鐵、冷爐渣及助熔劑投入脫碳爐中，並由主噴槍吹入氧氣開始脫碳吹煉。然後，當到達預定之[C]時，由脫碳爐將熔鋼出鋼至盛桶。而脫碳爐渣則是直接留在脫碳爐中作為熱爐渣。此時，也可以藉由脫碳爐渣中之(P2
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)來判定是否進行熱回收。
當實施熱回收時，相較於利用新投入之助熔劑所生成之爐渣來脫磷的情況，爐渣中之(P2
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)較為濃化。如果(P2
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)過度濃化，爐渣之脫磷能力便會降低。因此，也可事前預測爐渣中之(P2
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)，並判定是否可將現行加料中產生的脫碳爐渣回收到下次加料。爐渣中之(P2
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)是藉由以下式(1)~式(3)所示的質量平衡算式來預測。 爐渣中(P2
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)(質量%)=爐渣中(P2
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)(kg/t)÷爐渣量(kg/t)×100 ‧‧‧(1) 爐渣中(P2
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)(kg/t)=殘留爐渣中(P2
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)(kg/t)+冷爐渣中(P2
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)(kg/t)+現行加料爐渣中(P2
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)(kg/t)+前次加料熱爐渣中(P2
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)(kg/t) ‧‧‧(2) 爐渣量kg/t)=殘留爐渣量(kg/t)+冷爐渣量(kg/t)+現行加料爐渣量(kg/t)+前次加料熱爐渣量(kg/t) ‧‧‧(3)
在此，所謂「殘留爐渣」指的是由前一步驟而來之熔鐵中所伴隨的爐渣，其量可藉由爐渣成分的質量平衡調查結果來掌握。而，所謂「現行加料爐渣」指的是來自於助熔劑的爐渣。
所謂「前次加料熱爐渣」是指不將現行加料之前在前次加料中生成的脫碳爐渣完全排渣，且藉由殘留於爐內而回收之熱爐渣，其量是藉由排渣時之轉爐最終傾動角度而決定，因此是可掌握的。前次加料熱爐渣中(P2
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)(kg/t)雖難以直接對樣品進行成分分析，但因在前次加料中已利用式(1)算出爐渣中(P2
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)(質量%)，故可掌握。
如以上，當爐渣中(P2
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)(質量%)在預定值以下時，是將一部分的脫碳爐渣排渣而實施熱回收，並在下次加料中，算出爐渣中之(P)且算出磷分配率，以決定助熔劑的量。此時，也可利用所排渣之脫碳爐渣來實施冷回收。又，如果不實施熱回收，則會將所有的脫碳爐渣排渣，且在下次加料中僅使用冷爐渣及助熔劑來進行脫碳吹煉。又，也可在下次加料中僅使用助熔劑來進行脫碳吹煉。
而，為了生成冷爐渣，當爐渣中(P2
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)(質量%)在預定值以下時，也可令部分加料中不實施熱回收，而實施冷回收。
根據以上，即可在脫碳爐擴大脫碳爐渣之回收量，而能大幅減低新投入之助熔劑量。
實施例 以下，針對本發明實施例加以說明，惟，實施例中之條件僅為用以確認本發明之可實施性及效果所採用的一條件例，且本發明不受該一條件例限定。只要能在不脫離本發明之宗旨下達成本發明之目的，本發明可採用各種條件。
為了確認本發明之效果，實施例1~4是進行將磷濃度小於0.060質量%的熔鐵在脫碳爐中脫碳吹煉之操作。所使用之熔鐵是280~290t之經熔鐵脫磷處理的脫磷鐵，熔鐵成分含有：[C]=3.3~3.8質量%、[Si]≦0.01質量%、[Mn]=0.10~0.30質量%、及[P]=0.010質量%以上且小於0.060質量%。
脫碳吹煉是以將[P]=0.018%設為製品規格上限的鋼種為對象而實施。而，考量到二次精煉以後由爐渣復磷等之參差，而將由脫碳爐出鋼之熔鋼中的[P]≦0.015%設定為更佳範圍。脫碳爐渣是以非專利文獻1所記載之水渡的算式而將磷分配比設為30~60的範圍，並使用：生石灰、白雲石、矽石、橄欖岩等助熔劑、冷爐渣及熱爐渣來進行脫碳吹煉。
首先，針對冷爐渣，會事先在另一加料中將脫碳爐爐渣排渣並冷卻後實施磁選，且在以粉碎機粉碎後以孔徑25mm的篩網過篩，而篩上粒會再度回到粉碎機進行粉碎後再度過篩。然後，篩下粒則作為冷爐渣搬運到製鋼工廠。在製鋼工廠所接收之冷爐渣平均粒徑為10mm。
在本次加料中，從轉爐之爐上漏斗經由投入滑槽，將預定量之依上述製造的冷爐渣投入脫碳爐內。本發明效果是利用助熔劑之削減量、以及由脫碳爐出鋼之熔鋼中的[P]之2個指標來進行評估。而，以下所說明之實施比率是指相對於所有加料，有實施回收之加料的比率。針對未實施回收之加料，除了經判定可否回收而判定為「否」的情況，還包含因其他之操作上要因而未實施的加料。
(實施例1(發明例1)) 首先，不將前次加料之脫碳爐爐渣完全排渣，而事先使其在脫碳爐內殘留約15kg/t作為熱爐渣，並將如上述經粒度調整之脫碳爐爐渣作為冷爐渣，由設置於脫碳爐上的投入滑槽投入10kg/t。並且，與冷爐渣一併投入生石灰、白雲石、矽石及橄欖岩作為助熔劑，並投入7kg/t左右之鏽皮作為溫度調整用的冷材。投入冷爐渣及助熔劑後，將280~290t之上述脫磷鐵裝入脫碳爐內，實施脫碳吹煉。又，在熱爐渣及冷爐渣中，(CaO)=42質量%、且(SiO2
)=11質量%。在此階段，削減了相當於以下之助熔劑。 CaO：(熱爐渣+冷爐渣)(kg/t)×0.42 SiO2
：(熱爐渣+冷爐渣)(kg/t)×0.11
此外，在現行加料之脫碳吹煉前或脫碳吹煉中，利用上述式(1)~(3)計算現行加料之爐渣中(P2
O5
)濃度。然後，脫碳吹煉後，將熔鋼出鋼，經計算當爐渣中(P2
O5
)(質量%)在2.5質量%以上時，實施脫碳爐渣之完全排渣，當爐渣中(P2
O5
)(質量%)小於2.5質量%時，並不完全排渣而將脫碳爐渣少量排渣以使熱爐渣為15kg/t左右。而，當已完全排渣時，在下次加料中會使用冷爐渣及助熔劑，或僅使用助熔劑進行脫碳吹煉。
然後，重複以上操作恰200次加料。其結果，熱回收實施比率(=熱回收實施加料次數÷總加料次數)為61%，冷回收實施比率(=冷回收實施加料次數÷總加料次數)為98%。
(實施例2(發明例2)) 首先，不將前次加料之脫碳爐爐渣完全排渣，而事先使其在脫碳爐內殘留約15kg/t作為熱爐渣，並將如上述經粒度調整之脫碳爐爐渣作為冷爐渣，由設置於脫碳爐上的投入滑槽投入10kg/t。並且，與冷爐渣一併投入生石灰、白雲石、矽石及橄欖岩作為助熔劑，並投入7kg/t左右之鏽皮作為溫度調整用的冷材。投入冷爐渣及助熔劑後，將280~290t之上述脫磷鐵裝入脫碳爐內，實施脫碳吹煉。又，在熱爐渣及冷爐渣中，(CaO)=42質量%、且(SiO2
)=11質量%。在此階段，削減了相當於以下之助熔劑。 CaO：(熱爐渣+冷爐渣)(kg/t)×0.42 SiO2
：(熱爐渣+冷爐渣)(kg/t)×0.11
並且，脫碳吹煉後，將熔鋼出鋼，且不考量可否實施往下次加料之熱回收，而直接將脫碳爐渣少量排渣以使熱爐渣為15kg/t左右，並連續實施熱回收。然後，重複以上操作恰200次加料。其結果，熱回收實施比率為82%，冷回收實施比率為98%。
(實施例3(習知例1)) 首先，不將前次加料之脫碳爐爐渣完全排渣，而事先使其在脫碳爐內殘留約15kg/t作為熱爐渣，並投入生石灰、白雲石、矽石及橄欖岩作為助熔劑，且投入7kg/t左右之鏽皮作為溫度調整用的冷材。又，並未投入冷爐渣。投入助熔劑後，將280~290t之上述脫磷鐵裝入脫碳爐內，實施脫碳吹煉。又，在熱爐渣中，(CaO)=42質量%、且(SiO2
)=11質量%。在此階段，削減了相當於以下之助熔劑。 CaO：熱爐渣(kg/t)×0.42 SiO2
：熱爐渣(kg/t)×0.11
並且，脫碳吹煉後，將熔鋼出鋼，且不考量可否實施往下次加料之熱回收，而直接將脫碳爐渣少量排渣以使熱爐渣為15kg/t左右，並連續實施熱回收。然後，重複以上操作恰200次加料。其結果，熱回收實施比率為72%。雖熱回收實施比率較實施例2在更低位，但這是由於未實施冷回收而導致熱爐渣固化需要時間，若是在加料期間短等時間上沒有餘裕的狀況下，便會將脫碳爐渣完全排渣之故。
(實施例4(習知例2)) 不實施熱回收而在前次加料中將脫碳爐渣完全排渣後，將280~290t之上述脫磷鐵裝入脫碳爐內，實施脫碳吹煉。然後，為了促進熔解，在吹煉開始起5分鐘以內投入10kg/t之上述冷爐渣，並投入生石灰、白雲石、矽石及橄欖岩作為助熔劑，且投入7kg/t左右之鏽皮作為溫度調整用的冷材。又，在冷爐渣中，(CaO)=42質量%、且(SiO2
)=11質量%。在此階段，削減了相當於以下之助熔劑。 CaO：冷爐渣(kg/t)×0.42 SiO2
：冷爐渣(kg/t)×0.11
然後，在脫碳吹煉後，將熔鋼出鋼，並實施脫碳爐渣之完全排渣。重複以上操作恰200次加料。其結果，冷回收實施比率為65%，且冷回收實施比率較實施例1及2在更低位。如果不實施熱回收而在注入鐵水前投入冷爐渣，於注入熔鐵時就會因附著於轉爐渣的粉末及水分而產生很大的爆沸反應。因此，在實施例4中是在吹煉開始5分鐘後將冷爐渣投入轉爐。雖然在此情況也會於投入冷爐渣時產生爆沸反應，但相較於在注入鐵水前投入的情況，其反應較小。然而，在雨天時搬運含有水分之冷爐渣等情況下，冷爐渣中會含有很多水分而使得反應顯著，故可知其難以穩定使用，且可知僅以冷回收是無法確保回收量的。
(實施例5(發明例3)) 實施例5是進行將磷濃度在0.035質量%以下之熔鐵在脫碳爐中脫碳吹煉之操作。所使用之熔鐵是280~290t之經熔鐵脫磷處理的脫磷鐵，熔鐵成分含有：[C]=3.3~3.8質量%、[Si]≦0.01質量%、[Mn]=0.10~0.30質量%、及[P]=0.010~0.035質量%。
首先，不將前次加料之脫碳爐爐渣完全排渣，而事先使其在脫碳爐內殘留約22kg/t作為熱爐渣，並將如上述經粒度調整之脫碳爐爐渣作為冷爐渣，由設置於脫碳爐上的投入滑槽投入11kg/t。並且，不投入助熔劑而投入7kg/t左右之鏽皮作為溫度調整用的冷材。投入冷爐渣後，將280~290t之上述脫磷鐵裝入脫碳爐內，實施脫碳吹煉。又，在熱爐渣及冷爐渣中，(CaO)=42質量%、且(SiO2
)=11質量%。在此階段，削減了相當於以下之助熔劑。 CaO：(熱爐渣+冷爐渣)(kg/t)×0.42 SiO2
：(熱爐渣+冷爐渣)(kg/t)×0.11
此外，在現行加料之脫碳吹煉前或脫碳吹煉中，利用上述式(1)~(3)計算現行加料之爐渣中(P2
O5
)濃度。然後，脫碳吹煉後，將熔鋼出鋼，經計算當爐渣中(P2
O5
)(質量%)在2.5質量%以上時，實施脫碳爐渣之完全排渣，當爐渣中(P2
O5
)(質量%)小於2.5質量%時，並不完全排渣而將脫碳爐渣少量排渣以使熱爐渣為20kg/t左右。而，當已完全排渣時，在下次加料中會使用冷爐渣及助熔劑，或僅使用助熔劑進行脫碳吹煉。
然後，重複以上操作恰50次加料。其結果，熱回收實施比率為100%，冷回收實施比率為97%。
(實施例6(習知例3)) 實施例6是進行將磷濃度在0.100質量%以下之熔鐵在脫碳爐中脫碳吹煉之操作。所使用之熔鐵是280~290t之經熔鐵脫磷處理的脫磷鐵，熔鐵成分含有：[C]=3.3~3.8質量%、[Si]≦0.01質量%、[Mn]=0.10~0.30質量%、及[P]=0.060~0.100質量%。
首先，不將前次加料之脫碳爐爐渣完全排渣，而事先使其在脫碳爐內殘留約15kg/t作為熱爐渣，並將如上述經粒度調整之脫碳爐爐渣作為冷爐渣，由設置於脫碳爐上的投入滑槽投入10kg/t。並且，與冷爐渣一併投入生石灰、白雲石、矽石及橄欖岩作為助熔劑，並投入7kg/t左右之鏽皮作為溫度調整用的冷材。投入冷爐渣及助熔劑後，將280~290t之上述脫磷鐵裝入脫碳爐內，實施脫碳吹煉。又，在熱爐渣及冷爐渣中，(CaO)=42質量%、且(SiO2
)=11質量%。在此階段，削減了相當於以下之助熔劑。 CaO：(熱爐渣+冷爐渣)(kg/t)×0.42 SiO2
：(熱爐渣+冷爐渣)(kg/t)×0.11
此外，在現行加料之脫碳吹煉前或脫碳吹煉中，利用上述式(1)~(3)計算現行加料之爐渣中(P2
O5
)濃度。然後，脫碳吹煉後，將熔鋼出鋼，經計算當爐渣中(P2
O5
)(質量%)在2.5質量%以上時，實施脫碳爐渣之完全排渣，當爐渣中(P2
O5
)(質量%)小於2.5質量%時，並不完全排渣而將脫碳爐渣少量排渣以使熱爐渣為15kg/t左右。而，當已完全排渣時，在下次加料中會使用冷爐渣及助熔劑，或僅使用助熔劑進行脫碳吹煉。
然後，重複以上操作恰50次加料。其結果，熱回收實施比率為20%，冷回收實施比率為40%。
(比較例) 不實施熱回收而在前次加料中將脫碳爐渣完全排渣後，將280~290t之上述脫磷鐵裝入脫碳爐內，實施脫碳吹煉。然後，投入生石灰、白雲石、矽石及橄欖岩作為助熔劑，並投入7kg/t左右之鏽皮作為溫度調整用的冷材。在脫碳吹煉後，將熔鋼出鋼，並實施脫碳爐渣之完全排渣。重複以上操作恰200次加料。
(實驗結果) 圖1是顯示實施例1~4及比較例中脫碳爐渣之構成細項的圖。並且，如圖1所示，脫碳爐渣是由熱爐渣、冷爐渣、助熔劑(現行加料爐渣)及殘留爐渣所構成。不論哪種情況，合計的量皆為38kg/t左右，且殘留爐渣皆為5.3kg/t。因此，可將所回收之爐渣(熱爐渣及冷爐渣)量評估為已削減之助熔劑量。
又，在圖1中，熱爐渣及冷爐渣的值為各實施例之投入量乘以實施比率而得之值。如上述併用有冷回收及熱回收之實施例1及2為本發明例，其等可更加削減新投入之助熔劑量。特別是在不論爐渣中(P2
O5
)(質量%)而實施熱回收之實施例2，其新的助熔劑量是最為低位。助熔劑之削減量結果呈現出最大為實施例2之22.1kg/t，其次為實施例1之19.0kg/t。且，習知例之實施例3及4則呈現出新助熔劑之削減量少的結果。
圖2是顯示實施例1~4及比較例中由脫碳爐出鋼之熔鋼中的[P]的圖。在實施例1~4及比較例中，不論何者皆為小於所有加料中製品規格上限即[P]=0.018質量%之值。
在比較例中，由於不進行爐渣的回收且全部皆使用助熔劑，因此熔鋼中的[P]是在低位。 實施例1與比較例1同等，熔鋼中的[P]是在低位。這是由於再次利用熔融過之爐渣會比新投入助熔劑更能提升渣化性，且更進一步設定成僅在爐渣中(P2
O5
)(質量%)小於2.5質量%時才使用熱爐渣，而確保了脫磷能力之故。
實施例2並未判定熱爐渣可否回收，因此雖然助熔劑之削減量大，但卻呈熔鋼中之[P]的參差大之結果。再者，在共200次加料中，雖有2.0%之比例超出較佳範圍即[P] ≦0.015質量%的範圍外，但由於仍是小於製品規格上限[P]=0.018質量%的值，故可確認在製品上並無問題。
實施例3並未判斷可否熱回收，因此呈熔鋼中之[P]的參差大之結果。再者，在共200次加料中，雖有1.0%的比例超出較佳範圍即[P]≦0.015質量%的範圍外，但仍是小於製品規格上限[P]=0.018%的值。 實施例4僅實施冷回收而確保了脫磷能力，因此助熔劑之削減量雖少，但相較於實施例2及3，其熔鋼中之[P]是在低位。
實施例5之熔鋼中的[P]比實施例1在更低位。這是由於僅以磷濃度在0.035質量%以下之熔鐵來進行脫碳處理，由此使得熱爐渣中(P2
O5
)(質量%)被保持在較低位之故。 實施例6是將磷濃度在0.065質量%以上之熔鐵脫碳，由此為確保脫磷能力而使得新的助熔劑增加，因此熔鋼中之[P]是在低位。又，由於有判斷可否熱回收，因此參差並不大。
圖3是顯示熱爐渣中(P2
O5
)與出鋼後之熔鋼中[P]之關係的圖。為了使關係明確，抽出了已排除吹煉條件(脫磷後之熔鐵中的[P]、爐渣量、實際鹼度及終點[C])之影響的數據。隨著熱爐渣中(P2
O5
)的增加，出鋼後之熔鋼中的[P]也有增加的傾向。由此認為實施例2及3中，出鋼後之熔鋼中[P]的參差是因熱爐渣中(P2
O5
)的濃化所導致。
圖4是顯示實施例1、5、6中脫碳爐渣的構成細項的圖，其顯示磷濃度在0.035質量%以下、小於0.060質量%、及0.100質量%以下之熔鐵中脫碳爐渣之構成的影響。並且，如圖4所示，脫碳爐渣是由熱爐渣、冷爐渣、助熔劑(現行加料爐渣)及殘留爐渣所構成。不論哪種情況，合計的量為38kg/t左右。因此，可將所回收之爐渣(熱爐渣及冷爐渣)量評估為已削減之助熔劑量。
在圖4中，熱爐渣及冷爐渣的值為各實施例之投入量乘以實施比率而得之值。如上述併用有冷回收及熱回收之實施例5為本發明例，其可令新投入之助熔劑量為零。 另一方面，在實施例6中，新投入之助熔劑量為最大，無法削減助熔劑的量。這是因為被預測為脫碳爐渣中之(P2
O5
)高的加料較多，而導致熱回收之實施比率大幅降低之故。
根據以上結果，本發明例即實施例1、2及5中，藉由適當組合熱回收及冷回收，熱爐渣會因冷爐渣而固化，且冷爐渣中的水分會因熱爐渣而除去，因此可緩解雙方之課題。藉此，回收量會擴大，因此可減低新投入之助熔劑，且可在將脫碳爐渣回收時利用提升爐渣之渣化性的效果，穩定地使熔鋼低[P]化。
產業上之可利用性 根據本發明，可提供一種能夠充分減低脫碳吹煉中新投入之助熔劑量之熔鋼的製造方法，且其產業價值非常高。
圖1是顯示實施例1~4及比較例中脫碳爐渣之構成細項的圖。 圖2是顯示實施例1~6及比較例中由脫碳爐出鋼之熔鋼中的[P]的圖。 圖3是顯示熱爐渣中(P2
O5
)與出鋼後之熔鋼中[P]之關係的圖。 圖4是顯示實施例1、5、6中脫碳爐渣的構成細項的圖。
Claims (5)
- 一種熔鋼的製造方法，其特徵在於：在將前次加料所產生之爐渣的一部份留在脫碳爐內的狀態下，於現行加料中，將已使以往脫碳吹煉所生成之爐渣固化的爐渣投入前述脫碳爐中，接著將磷濃度小於0.060質量%之熔鐵裝入前述脫碳爐中並進行脫碳吹煉。
- 如請求項1之熔鋼的製造方法，其中當現行加料中脫碳吹煉所生成之爐渣中的P2 O5 濃度在預定值以下時，將一部分的爐渣留在前述脫碳爐中以作為下次加料所用之爐渣。
- 如請求項1或2之熔鋼的製造方法，其中現行加料中，是將前述已固化之爐渣投入前述脫碳爐並投入助熔劑，且前述助熔劑的量是根據前次加料所產生之爐渣中的P2 O5 濃度決定。
- 如請求項1或2之熔鋼的製造方法，其中前述已固化之爐渣粒徑為50mm以下。
- 如請求項3之熔鋼的製造方法，其中前述已固化之爐渣粒徑為50mm以下。
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