JP2007046116A - Furnace body of converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば上底吹き転炉の炉体に関する。 The present invention relates to a furnace body of, for example, an upper bottom blow converter.
従来より、特許文献１に示すように転炉の操業においては、炉体内に溶銑を装入し、炉体の炉口へ上吹き用のランスを挿入した後に、このランスから溶銑に向けて酸素ガスを吹き付けることによって吹錬を行っている。このとき、転炉の操業では、炉体の底部からガスを吹き込んで溶銑を攪拌しながら酸素ガスを吹き込むようにしている。
ランスから酸素ガスを吹き込む際、酸素ガスが溶銑の表面に衝突するため、溶銑の一部がスピッティング粒鉄となって炉口へと飛んでいき、このスピッティング粒鉄が炉口へ付着して地金（以降、炉口に付着した地金のことを付着地金という）となる。
Conventionally, as shown in
When oxygen gas is blown from the lance, the oxygen gas collides with the surface of the hot metal, so a part of the hot metal becomes spitting iron and flies to the furnace mouth, and the spitting iron particles adhere to the furnace mouth. The bullion (hereinafter, the bullion attached to the furnace port is called the attached bullion).
炉口周りに付着地金が付着して堆積すると炉口が小さくなってしまうことから、例えば、炉体内にスクラップを装入する際、スクラップを炉体内へ入れるスクラップシュートが炉口に詰まってしまってスクラップを炉体内へ入れられない問題が発生する。
また、溶銑（溶鋼）の温度［℃］の測定を行うサブランスを炉体内へ挿入する際、前記サブランスが付着地金に衝突してしまう危険性がある。また、チャージ数が多くなるにつれて炉体の底部（炉底部）の耐火物が溶損して減少する結果、次第に相対的に炉口近傍が重くなり、転炉が起きあがりにくくなる傾動トリップが発生する恐れがある。
For example, when charging scrap into the furnace body, the scrap chute that puts the scrap into the furnace body is clogged in the furnace mouth, because the adhering metal around the furnace mouth is deposited and deposited. This causes a problem that scrap cannot be put into the furnace.
Further, when a sub lance for measuring the temperature [° C.] of hot metal (molten steel) is inserted into the furnace body, there is a risk that the sub lance will collide with the adhered metal. Also, as the number of charges increases, the refractory at the bottom of the furnace body (furnace bottom) melts and decreases, and as a result, the vicinity of the furnace port gradually becomes heavier, and a tilting trip that makes it difficult for the converter to start up may occur. There is.
このように、炉口周りに付着地金が堆積すると様々な問題を引き起こすことから転炉の操業においては付着地金が所定以上堆積すると、例えば、酸素パイプを用いて炉口に付着した付着地金を溶断した後、スクラップシュートを用いて付着地金を除去したり、専用の地金溶解ランスを用いて溶解したりしている。
しかしながら、付着地金の除去作業を行う間は、転炉の操業を停止しなければならず、生産性が低下してしまう問題がある。また、付着地金の除去作業の際に、炉口の絞り部の耐火物が地金と共に脱落することがあり、転炉寿命が短くなる問題がある。
このような問題に鑑み、転炉の操業においては、炉口周りでの付着地金の堆積速度を低下させる、即ち、付着地金となるスピッティング粒鉄が炉口へ付着し難くすることで前記除去作業をできるだけ少なくすることが望まれている。そこで、ランスチップの改善などを行うことで、スピッティング粒鉄が炉口へ付着しないようにする技術が考えられているが、十分な効果が得られていないのが実情である。
However, the operation of the converter must be stopped during the removal work of the adhering metal, and there is a problem that productivity is lowered. In addition, there is a problem in that the refractory at the throttle portion of the furnace port may fall off together with the metal during the removal work of the attached metal, which shortens the converter life.
In view of such problems, in the operation of the converter, the deposition rate of the ingot metal around the furnace mouth is reduced, that is, the spitting granular iron that becomes the ingot metal is made difficult to adhere to the furnace mouth. It is desired to minimize the removal work. Therefore, a technique for preventing spitting granular iron from adhering to the furnace port by improving the lance tip has been considered, but the actual situation is that a sufficient effect has not been obtained.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、付着地金となるスピッティング粒鉄が炉口へ付着し難い転炉の炉体を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide a furnace body of a converter in which spitting granular iron serving as an adhesion metal is difficult to adhere to a furnace port.
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、上底吹きの操業を行う転炉の炉体が、式（１）〜式（３）を満たす形状の点にある。 In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures. That is, the technical means for solving the problems in the present invention is that the furnace body of the converter performing the operation of blowing the top bottom satisfies the formulas (1) to (3).
このようにすることで、付着地金となるスピッティング粒鉄が炉口へ付着し難くなり、炉口付近における付着地金の堆積速度（成長速度）を低下させることができ、付着地金の除去作業を少なくすることができる。
式（１）〜式（３）の導出する考え方について図１〜６を用いて説明する。
まず、使用する変数について説明する。図１に示すように、炉体の炉内高さＨｉを、炉口から湯面までの距離とする。詳しくは、炉内高さＨｉは、炉体内に溶銑，冷銑，故銑，鉄屑などの主原料を装入した際の湯面から炉口までの距離である。炉体の直胴部内径Ｄを炉体の直胴部内に耐火物を設けたときの耐火物間の距離（内径）とする。また、炉体高さＨを炉体の底部に設けた耐火物の上面から炉口までの距離とし、炉口内径Ｒを炉体の絞り部の端部内径、即ち、絞り部の最端部（炉口縁）に設けた耐火物間の（距離）内径とする。
By doing in this way, it becomes difficult for spitting granular iron used as adhesion metal to adhere to a furnace mouth, the deposition rate (growth rate) of adhesion metal near the furnace mouth can be reduced, and adhesion metal Removal work can be reduced.
The way of deriving equations (1) to (3) will be described with reference to FIGS.
First, the variables used will be described. As shown in FIG. 1, the furnace height Hi of the furnace body is the distance from the furnace port to the molten metal surface. Specifically, the furnace height Hi is the distance from the molten metal surface to the furnace opening when the main raw materials such as hot metal, cold iron, waste, and iron scrap are charged into the furnace body. The straight body portion inner diameter D of the furnace body is defined as a distance (inner diameter) between the refractories when the refractory is provided in the straight body portion of the furnace body. Further, the furnace body height H is the distance from the top surface of the refractory provided at the bottom of the furnace body to the furnace port, and the furnace port inner diameter R is the inner diameter of the end of the throttle part of the furnace body, that is, the endmost part of the throttle part ( The inner diameter (distance) between the refractories provided at the furnace port edge.
図２に示すように、炉内保持容積Ｖｉを、炉体を出鋼側へ９０°傾けた際に炉体が保持可能な溶鋼容積（言い換えれば、溶銑容積）、即ち、炉体を出鋼側へ９０°傾けた際に炉口からスラグ、さらには、溶鋼が出ないようにできる容積とする。炉内容積Ｖoを炉体内の全容積とする。
以下、具体的な導出方法について説明する。
発明者は、過去の操業において炉口へ付着した付着地金を採取し、その断面積や組成分析などを行った結果、スピッティング粒鉄の粒径が１ｍｍ程度のものが付着地金となることが分かった。
As shown in FIG. 2, the in-furnace holding volume Vi is a molten steel volume (in other words, hot metal volume) that can be held by the furnace body when the furnace body is tilted by 90 ° toward the steel output side, that is, the furnace body is turned out. When tilted 90 ° to the side, the volume should be such that slag and molten steel are not emitted from the furnace port. The furnace volume Vo is the total volume in the furnace body.
Hereinafter, a specific derivation method will be described.
The inventor collected adhering metal adhering to the furnace port in the past operation, and as a result of performing cross-sectional area and composition analysis, the one having a particle diameter of spitting granular iron of about 1 mm becomes the adhering metal. I understood that.
そこで、発明者は前記粒径が１ｍｍ程度のスピッティング粒鉄が炉口に付着しない炉内高さＨｉと炉体の炉口内径Ｒとについて検討した。具体的には、図３に示すように、炉口内径Ｒを横軸にとり、炉内高さＨｉを縦軸にとり、粒径が１ｍｍのスピッティング粒鉄が炉口に付着しない各炉内高さＨｉと炉口内径Ｒとを複数の実験や物理的な計算により算出し、図３にプロットした。
前記物理的な計算は、図８に示すように、酸素を炉体内に吹き込んだ状態でのスピッティング粒鉄の速度ｖと、酸素を吹き込んだ際に発生する上昇気流（ＣＯガス）の速度Ｖ（空塔速度）と、抗力と、重力とに着目し、これらを用いて、スピッティング粒鉄が炉口に付着しない運動方程式をたてて、これを解くこととしている。なお、スピッティング粒鉄を球状とした。
Therefore, the inventor examined the furnace height Hi and the furnace port inner diameter R of the furnace body at which the spitting granular iron having a particle size of about 1 mm does not adhere to the furnace port. Specifically, as shown in FIG. 3, the inner diameter R of the furnace port is taken on the horizontal axis, the height Hi in the furnace is taken on the vertical axis, and each of the furnace heights in which spitting granular iron having a particle diameter of 1 mm does not adhere to the furnace mouth. The height Hi and the furnace port inner diameter R were calculated by a plurality of experiments and physical calculations and plotted in FIG.
As shown in FIG. 8, the physical calculation includes the speed v of spitting granular iron in a state where oxygen is blown into the furnace body, and the velocity V of the rising air flow (CO gas) generated when oxygen is blown. Focusing on (superficial velocity), drag, and gravity, we use these to establish an equation of motion in which spitting granular iron does not adhere to the furnace port and solve it. In addition, spitting grain iron was made spherical.
図３に示すように、例えば、ランスの送酸速度が７００Ｎｍ3／分であるとき、粒径１ｍｍのスピッティング粒鉄が炉口に付着しない炉内高さＨｉと炉口内径Ｒとは、ラインＫ１（以降、未付着ラインＫ１とする）になった。この場合は、炉内高さＨｉと炉口内径Ｒとを未付着ラインＫ１上になるように決定することで、スピッティング粒鉄が付着し難い炉体を構成できることが分かった。
ここで、前記炉口内径Ｒは炉体直胴部内径Ｄで示すことも可能であって、炉内高さＨｉを炉体高さＨで示すことも可能であるため、図３で炉口内径Ｒを炉体直胴部内径Ｄに置き換えると共に、炉内高さＨｉを炉体高さＨに置き換えたとして、炉体高さＨと炉体直胴部内径Ｄとの関係について考える。
As shown in FIG. 3, for example, when the lance acid feed rate is 700 Nm 3 / min, the furnace height Hi and the furnace mouth inner diameter R at which the spitting granular iron having a particle diameter of 1 mm does not adhere to the furnace mouth are: Line K1 (hereinafter referred to as an unattached line K1). In this case, it was found that by determining the furnace height Hi and the furnace port inner diameter R so as to be on the non-attachment line K1, it is possible to configure a furnace body in which spitting granular iron is difficult to adhere.
Here, the inner diameter R of the furnace port can be indicated by the inner diameter D of the straight body of the furnace body, and the furnace height Hi can also be indicated by the furnace body height H. Considering the relationship between the furnace body height H and the furnace body straight body inner diameter D, R is replaced with the furnace body straight body inner diameter D and the furnace height Hi is replaced with the furnace body height H.
ラインＫ１によって、炉体高さＨと炉体直胴部内径Ｄとを決定すると様々な内容積の炉体を構成することができるが、炉体の内容積は、１チャージ当たりに精錬する量に合わせて決定するのが妥当である。
そこで、発明者は図３に炉内容積が一定の炉内容積一定ラインＶ１を描き、当該炉内容積一定ラインＶ１と前記未付着ラインｋ１との接点Ｐ１を求めた。
炉口内径Ｒ（炉体直胴部内径Ｄ）と炉内高さＨｉ（炉体高さＨ）との関係が点Ｐ１になるとき、炉内容積が一定の炉体では最もスピッティング粒鉄が付着し難い炉体となることが分かる。
When the furnace body height H and the furnace body straight body inner diameter D are determined by the line K1, furnace bodies having various internal volumes can be configured, but the internal volume of the furnace body is an amount to be refined per charge. It is reasonable to decide together.
Therefore, the inventor drawn a constant furnace volume line V1 having a constant furnace volume in FIG. 3, and obtained a contact point P1 between the constant furnace volume line V1 and the non-attached line k1.
When the relationship between the furnace port inner diameter R (furnace body barrel inner diameter D) and the furnace height Hi (furnace body height H) is point P1, the most spitting granulated iron in the furnace body with a constant furnace volume. It turns out that it becomes a furnace body which is hard to adhere.
ここで、前記点Ｐ１付近を見てみるとその付近で前記未付着ラインＫ１と炉内容積一定ラインＶ１とは近接又は重なっており、未付着ラインＫ１と炉内容積一定ラインＶとの近接点Ｐ２，Ｐ３においても前記点Ｐ１と同等の効果を得ることができる。
したがって、未付着ラインＫ１において点Ｐ２〜Ｐ３の範囲で、炉口内径Ｒと炉内高さＨｉとを決定することが好ましい。
上記と同じように、操業条件などを考慮して複数の未付着ラインと、複数の炉内容積一定ラインとの近接点を複数求め、これらの近接点に対する近似曲線を求めると、図３に示すように、曲線Ｌ１，Ｌ２になった。
Here, when the vicinity of the point P1 is seen, the non-adhered line K1 and the constant furnace volume line V1 are close or overlapped with each other, and the adjacent point between the non-adhered line K1 and the constant furnace volume line V In P2 and P3, the same effect as the point P1 can be obtained.
Therefore, it is preferable to determine the furnace port inner diameter R and the furnace height Hi within the range of points P2 to P3 in the non-attached line K1.
In the same manner as described above, a plurality of adjacent points between a plurality of non-adhered lines and a plurality of constant-in-furnace volume lines are obtained in consideration of operating conditions, and an approximate curve for these adjacent points is obtained, as shown in FIG. Thus, the curves L1 and L2 were obtained.
図４に示すように、図３の炉内高さＨｉを炉体高さＨに置き換えて、前記曲線Ｌ１，Ｌ２をフィッティングすると曲線Ｌ３，Ｌ４になった。
この曲線の近似式を求めると、曲線Ｌ３は２．８２８ｌｎ（Ｒ）＋７．３９４８となり、曲線Ｌ４は２．８２８ｌｎ（Ｒ）＋５．２５２となった。
したがって、炉体高さＨが曲線Ｌ３及び曲線Ｌ４で囲まれる領域（最適な領域）にあるとき、即ち、前記式（１）を満たすようにすれば付着地金の堆積速度（成長速度）を低下させることができる。
As shown in FIG. 4, when the furnace height H in FIG. 3 is replaced with the furnace body height H and the curves L1 and L2 are fitted, curves L3 and L4 are obtained.
When an approximate expression of this curve is obtained, the curve L3 is 2.828ln (R) +7.3948, and the curve L4 is 2.828ln (R) +5.252.
Therefore, when the furnace body height H is in the region (optimal region) surrounded by the curves L3 and L4, that is, if the equation (1) is satisfied, the deposition rate (growth rate) of the attached metal is reduced. Can be made.
さて、炉体高さＨと炉体直胴部内径Ｄとの関係を考えてみると、例えば、炉体高さＨに対して炉体直胴部内径Ｄが大きくなり過ぎると、溶銑を装入した際に溶銑の深さが浅くなると共にその深さに対する溶銑の湯幅が大きくなりすぎるため、操業の際に溶銑の攪拌などが十分に行えない問題がある。
そこで、発明者は、溶銑を装入した際に溶銑の深さを所定以上確保できるようにすると共に、その溶銑の湯幅が所定以上大きくならないようになる炉体高さＨと炉体直胴部内径Ｄとの縦横比率（Ｈ／Ｄ）を実験により求めた。転炉の操業において、前記縦横比率をＨ／Ｄ≧１．４［式（２）］にすれば、溶銑の攪拌が十分に行えることが分かった。
Now, considering the relationship between the furnace body height H and the furnace body straight body inner diameter D, for example, when the furnace body straight body inner diameter D becomes too large with respect to the furnace body height H, the hot metal was charged. At this time, the hot metal depth becomes shallower and the hot metal width of the hot metal becomes too large, so that there is a problem that the hot metal cannot be sufficiently stirred during operation.
Therefore, the inventor makes it possible to ensure a predetermined depth or more of molten iron when the molten iron is charged, and the furnace body height H and the straight body portion of the furnace body so that the hot metal width of the molten iron does not become larger than a predetermined value. The aspect ratio (H / D) with the inner diameter D was determined by experiment. In the operation of the converter, it was found that if the aspect ratio is H / D ≧ 1.4 [Expression (2)], the molten iron can be sufficiently stirred.
さて、通常、炉体内の溶鋼（溶銑）を炉体から出鋼（出湯）するとき、炉体を出鋼側に傾けて炉体の出鋼口（出湯口）から出鋼する。溶鋼を出鋼する際、スラグが炉口から出ると、溶鋼を受ける溶鋼鍋内のスラグ量が多くなり溶鋼の品質低下を招く、さらに炉口から流出したスラグが溶鋼鍋に入らず溶鋼鍋を搬送する受鋼台車を焼損する恐れがあるため、スラグが炉口から出ないようにする必要がある。
溶鋼を出鋼する際、即ち、炉体を出鋼側に傾けたとき、スラグが炉口から出ないようにする炉内容積Ｖoと炉内保持容積Ｖｉとを実験により調べた。これらの関係がＶｉ／Ｖo≧０．０６にすると、出鋼の際に炉口からスラグが出ることはなく、スムーズに出鋼作業を行うことができた。
Now, normally, when the molten steel (hot metal) in the furnace body is discharged from the furnace body (tapping water), the furnace body is tilted toward the outgoing steel side and is discharged from the outlet port (outlet opening) of the furnace body. When slag comes out from the furnace opening when the molten steel is discharged, the amount of slag in the molten steel pan that receives the molten steel increases and the quality of the molten steel deteriorates.In addition, the slag that has flowed out of the furnace opening does not enter the molten steel ladle. It is necessary to prevent the slag from coming out of the furnace port because there is a risk of burning the steel receiving cart.
When the molten steel was discharged, that is, when the furnace body was tilted toward the steel output side, the furnace volume Vo and the furnace holding volume Vi were checked by experiments to prevent slag from coming out of the furnace port. When these relations were set to Vi / Vo ≧ 0.06, slag did not come out from the furnace port at the time of steel output, and the steel output work could be performed smoothly.
なお、式（１）〜式（３）は、吹錬を行う種類に関わらず適用できる。即ち、上記で示した炉体は、脱りん処理のみを行う炉体にも適用できるし，脱炭処理のみを行う炉体にも適用できる。当然の如く、脱りん処理及び脱炭処理の両方を行う炉体にも適用できるし、上底吹きの操業を行う転炉の炉体であればすべてのものに適用可能である。 In addition, Formula (1)-Formula (3) are applicable irrespective of the kind which performs blowing. That is, the furnace body shown above can be applied to a furnace body that performs only dephosphorization processing, and can also be applied to a furnace body that performs only decarburization processing. As a matter of course, the present invention can be applied to a furnace body that performs both dephosphorization and decarburization processes, and can be applied to all converter bodies that perform top-bottom blowing operation.
本発明によれば、付着地金となるスピッティング粒鉄が炉口へ付着しにくくなる。 According to this invention, it becomes difficult for spitting granular iron used as adhesion metal to adhere to a furnace mouth.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は本発明の転炉の炉体の全体側面図を示している。図１に示すように本発明の転炉は、転炉の上側から酸素を吹きつけ且つ、転炉の底部からガスを吹き込むことができる上底吹き転炉であり、転炉の炉体１内に溶銑（溶鋼）やスクラップ等が収容可能となっている。
前記炉体１は有底で筒状に形成された鉄皮２と、この鉄皮２の内部に設けられた複数の耐火物３（耐火レンガ）から構成されている。炉体１の底部４にはガスを吹き込むための底吹き羽口５が設けられ、この底吹羽口５（炉体の底部４）に対向する側に炉口６が形成されている。炉口６に酸素などを吹くための上吹きランス７が挿入可能になっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall side view of a furnace body of a converter according to the present invention. As shown in FIG. 1, the converter of the present invention is an upper-bottom blown converter in which oxygen can be blown from the upper side of the converter and gas can be blown from the bottom of the converter. In addition, hot metal (molten steel), scrap, etc. can be accommodated.
The
鉄皮２は、底部１０と、この底部１０から炉口６側にいくにしたがって徐々に内径及び外径が大きくなる拡大部１１と、この拡大部１１から連続していて内径及び外径が略一定の直胴部１２と、この直胴部１２から炉口６側にいくにしたがって徐々に内径及び外径が小さくなる絞り部１３とを備えたものとなっている。
前記耐火物３は、鉄皮２の底部１０，拡大部１１，直胴部１２及び絞り部１３に沿うように順番に鉄皮２内に貼り付けられ、貼り付けられた耐火物３の内面が鉄皮２の内面に略沿ったものとなっている。鉄皮２の直胴部１２に溶銑８（溶鋼）を出湯（出鋼）するための出湯口９（出鋼口）が形成されている。
The
The refractory 3 is affixed in order in the
以上のことから、炉体１には、鉄皮２及び耐火物３によって、外径又は内径が徐々に大きくなる炉拡大部１５が形成され、この炉拡大部１５に連続して形成され外径又は内径が略一定となる炉直胴部１６と、この炉直胴部１６から炉口６にいくにしたがって外径又は内径が小さくなる炉絞り部１７とがそれぞれ形成されている。そして、前記炉拡大部１５、炉直胴部１６及び炉絞り部１７の内径や炉内高さは、鉄皮２に耐火物３を貼り付ける際に、耐火物３の厚みＴ１を調整することによって自在に変更することができる。前記厚みＴ１は、鉄皮２の内面に対向する対向部から径内側までの距離である。
From the above, the
転炉の炉体１の形状は式（１）〜式（３）を満たすように設定されている。
The shape of the
式（１）〜式（３）において、炉体高さＨは、炉口６から炉体１の底部４に貼り付けた耐火物３の内面１４（上面）までの距離である。詳しくは、図１に示すように、炉体高さＨは炉体１の左右方向中心位置での高さとする。炉口内径Ｒは炉絞り部１７（鉄皮２の絞り部１３）の最端部に設けた耐火物３の内径、詳しくは、左側の最端部耐火物３ａの内面から右側の最端部耐火物３ｂの内面までの距離である。
また、炉体直胴部内径Ｄは、炉直胴部１２に設けた耐火物３の内径、詳しくは、左側の炉直胴部１６に位置する耐火物３ｃの内面から右側の炉直胴部１６に位置する耐火物３ｄの内面までの距離であり、前記炉内保持容積Ｖｉは、炉体１を出鋼側（出湯側）へ９０°傾けた際に炉体１が溶銑を保持できる容積である。炉内容積Ｖoは炉体内の全容積（耐火物３で取り囲まれた容積）である。
In the formulas (1) to (3), the furnace body height H is the distance from the
Further, the inner diameter D of the furnace body straight body portion is the inner diameter of the refractory 3 provided in the
式（２）は実験により求めたもので、実験炉で炉内高さＨと炉体直胴部内径Ｄとを変化させながら複数の脱りん処理を行った結果から求めた。
図５は、実験結果をまとめたもので、炉体高さＨを炉体直胴部内径Ｄで割った縦横比率（Ｈ／Ｄ）を横軸にとり、縦軸に脱りんの効率を縦軸にとって、これらの実験データをプロットしたものである。なお、脱りん効率は、脱りん開始時のりん濃度を［Ｐ］ｉとし、脱りん終了時のりん濃度を［Ｐ］ｆとし、開始時のりん濃度［Ｐ］ｉから終了時のりん濃度［Ｐ］ｆを引いて、この値を開始時のりん濃度［Ｐ］ｉで割ることにより、脱りんの割合を百分率で示したものである。
Equation (2) was obtained by experiment, and was obtained from the result of performing a plurality of dephosphorization processes while changing the furnace height H and the furnace body straight body inner diameter D in the experimental furnace.
FIG. 5 summarizes the experimental results. The horizontal / horizontal ratio (H / D) obtained by dividing the furnace height H by the inner diameter D of the furnace body is shown on the horizontal axis, and the dephosphorization efficiency is shown on the vertical axis. These are experimental data plotted. The phosphorus removal efficiency is defined as the phosphorus concentration at the start of dephosphorization is [P] i, the phosphorus concentration at the end of dephosphorization is [P] f, and the phosphorus concentration at the start from the phosphorus concentration [P] i at the end. The percentage of dephosphorization is expressed as a percentage by subtracting [P] f and dividing this value by the starting phosphorus concentration [P] i.
図５に示すように、前記縦横比率が１．４以上であるときは殆どの脱りん処理において脱りん効率（脱りん割合）が６０％を超えており、脱りん処理における攪拌には問題がなかった。
式（３）は式（２）と同様に実験により求めたもので、実験炉で炉内保持容積Ｖｉと炉内容積Ｖoとを変化させながら複数の脱りん処理を行った結果から求めた。
図６は、実験結果をまとめたもので、炉内保持容積Ｖｉを炉内容積Ｖoで割った保持率（Ｖｉ／Ｖo）を横軸にとり、出鋼時間を縦軸にとって、これらの実験データをプロットしたものである。
As shown in FIG. 5, when the aspect ratio is 1.4 or more, the dephosphorization efficiency (dephosphorization ratio) exceeds 60% in most dephosphorization processes, and there is a problem with stirring in the dephosphorization process. There wasn't.
Equation (3) was obtained by experiment in the same manner as equation (2), and was obtained from the result of performing a plurality of dephosphorization processes while changing the in-furnace holding volume Vi and the in-furnace volume Vo in the experimental furnace.
FIG. 6 summarizes the experimental results. The horizontal axis represents the retention rate (Vi / Vo) obtained by dividing the in-furnace holding volume Vi by the in-furnace volume Vo, and the vertical axis represents the steel output time. It is a plot.
図６に示すように、前記保持率が０．０６未満であると、出鋼（出湯）の際にスラグＳが炉口６から流出してその影響で出鋼時間が６分以上かかってしまい問題があった。保持率が０．０６以上であるときは、スラグＳが炉口６から流出することもなく、出鋼時間は６分以内にすることができた。
なお、上記では、保持率を０．０６以上にする、即ち、Ｖｉ／Ｖo≧０．０６にすると良いことを出鋼の観点（脱炭処理を行った後に溶鋼を出鋼するという観点）から説明したが、湯面上に脱りん処理の際にも脱炭処理と同じようにスラグＳが形成される。
As shown in FIG. 6, when the retention rate is less than 0.06, the slag S flows out from the
In the above, the retention rate should be 0.06 or more, that is, Vi / Vo ≧ 0.06 from the viewpoint of steelmaking (from the viewpoint of producing molten steel after decarburization treatment). As described above, the slag S is formed on the surface of the hot water in the same manner as the decarburization process during the dephosphorization process.
したがって、脱りん処理を行った後の出湯の際にもスラグＳが炉口６からでないようにする必要があるので、Ｖｉ／Ｖo≧０．０６の関係は脱炭処理の際に限定されず、脱りん処理を行って溶銑を出湯する際に保持率を０．０６以上にするとよい。言い換えれば、Ｖｉ／Ｖo≧０．０６にするということは、脱りん処理又は脱炭処理のどちらにでも適用することができる。
図７は、炉体の形状を変えて操業を行った結果をまとめたものである。図７の実施例１，２は式（１）〜式（３）のすべてを満たす形状の炉体１（転炉）を形成して脱りん処理を伴いつつ脱炭処理を行ったもので、比較例１〜７は、少なくとも式（１）〜式（３）の一つを満たさないように脱りん処理を伴いつつ脱炭処理を行った。なお、実施例及び比較例において、転炉へ装入した溶銑の［Ｐ］濃度は、０．０３０〜０．０４０％ と、Ｐ規格の上限である０．０２０％より高いものを使用し、脱りん処理が必要な条件で行った。また、酸素を吹き込むランスは、その孔数が６個、その孔径が４２mm、送酸の吐出角度１５°、酸素を送り出す送酸素速度は３．０Ｎｍ3/分・t、ランスの高さ２．８ｍ（湯面からランス先端までの高さ），底吹きガスの流量（速度）を０．０６Ｎｍ3/分・tとして、各実験例及び比較例の操業条件を同じにした。
Therefore, since it is necessary to prevent the slag S from coming out of the
FIG. 7 summarizes the results of operation by changing the shape of the furnace body. Examples 1 and 2 in FIG. 7 are obtained by forming a furnace body 1 (converter) having a shape satisfying all of the expressions (1) to (3) and performing a decarburization process with a dephosphorization process. In Comparative Examples 1 to 7, decarburization was performed with dephosphorization so as not to satisfy at least one of formulas (1) to (3). In the examples and comparative examples, the [P] concentration of the hot metal charged into the converter is 0.030 to 0.040%, which is higher than the upper limit of 0.020% of the P standard, The dephosphorization treatment was performed under the necessary conditions. Further, the lance for blowing oxygen has 6 holes, its hole diameter is 42 mm, the acid delivery angle is 15 °, the oxygen delivery speed for delivering oxygen is 3.0 Nm 3 / min · t, and the lance height is 2. The operating conditions of each experimental example and comparative example were the same, with 8 m (height from the hot water surface to the tip of the lance) and the flow rate (velocity) of the bottom blowing gas set to 0.06 Nm 3 / min · t.
各実施例及び比較例では、溶鋼１ton当たりのダスト発生量（kg/t），地金取り間隔（ch/回），即ち、付着地金の除去を終了してから再度除去作業を開始するまでに操業できる総チャージ数、放熱ロス（Ｍcal/t），溶鋼１ton当たりの溶製によって耐火物３が溶損する量を示す耐火物原単位（kg/t）、脱りん効率（脱Ｐ率），出鋼時間（分/ch）を調べた。
図７に示すように、式（１）を満たす炉体１では地金取り間隔が１８〜２０ch/回となり、式（１）を満たさない炉体１では地金取り間隔が４〜８ch/回となった。
In each of the examples and comparative examples, the amount of dust generated per ton of molten steel (kg / t), the interval of collecting the metal (ch / time), that is, from the completion of the removal of the adhering metal to the start of the removal operation again The total number of charges that can be operated, heat dissipation loss (Mcal / t), refractory basic unit (kg / t) indicating the amount of refractory 3 eroded by melting per ton of molten steel, dephosphorization efficiency (depletion rate P), Steeling time (min / ch) was examined.
As shown in FIG. 7, in the
したがって、式（１）を満たす炉体１の地金取り間隔が式（１）を満たさない炉体１に比べ、地金取り間隔が大幅に大きくなった。即ち、炉体１の形状を式（１）を満たすようにすることで、付着地金の除去を終了してから再度除去作業を開始するまでの総チャージ数を増加させることができた。
式（２）を満たした炉体１では、放熱ロスが７．２〜１０Ｍcal/tとなり、式（２）を満たしていない炉体１での放熱ロスの値が１２Ｍcal/tや１４Ｍcal/tのものに比べ、放熱ロスが小さくなった。また、式（２）を満たした炉体１では、脱りん効率（脱Ｐ率）が６０％以上であり、式（２）を満たしていない炉体１での脱りん効率が５０％前後のものに比べ、脱りん効率が高くなった。さらに、式（２）を満たした炉体１では、耐火物原単位が０．３〜０．５kg/tとなり、式（２）を満たしていない炉体１の耐火物原単位の値が０．６のものに比べ、耐火物原単位が小さくなった。
Therefore, the metal collecting interval of the
In the
式（３）を満た炉体１では、出鋼時間が他の炉体１に比べて短く６分以内となった。
以上、式（１）〜式（３）のすべてを満たす炉体１が、付着地金が炉口６に付着し難く、放熱ロスや耐火物３の溶損も少なく、脱りん効率が高いうえに、出鋼時間も短くすることができる。
本発明の炉体１は、上記実施の形態に限定されるものではない。即ち、操業を行うことによって耐火物３の溶損し、その結果、前記炉内高さＨ、炉口内径Ｒ、炉体直胴部内径Ｄ、炉内保持容積Ｖｉ及び炉内容積Ｖoが変化した場合でも上記式（１）〜（３）を満たすように、鉄皮２内に貼り付ける各耐火物３の厚みＴ１を調整することにより、本発明の炉体１を形成することができる。即ち、製鋼工場に設置して操業を行っている既存の炉体１に対して適用可能であるし、製鋼工場等に新設する新しい炉体１にも適用可能である。新設する場合には、式（１）〜（３）を満たすように鉄皮２に新しい耐火物３を貼り付けるようにしたり鉄皮２の形状、或いは、厚みＴ２を設定すればよい。
In the
As described above, the
The
また、上記の説明では、縦横比率をＨ／Ｄ≧１．４にすれば良いことを脱りん処理の観点から説明したが、縦横比率の関係は炉体に入っている湯の攪拌に着目したものであるので、縦横比率をＨ／Ｄ≧１．４の関係は脱りん処理の際に限定されず、脱炭処理の際にも適用できる。言い換えれば、縦横比率をＨ／Ｄ≧１．４にするということは、脱りん処理又は脱炭処理のどちらにでも適用することができる。 In the above description, it has been explained from the viewpoint of dephosphorization treatment that the aspect ratio should be H / D ≧ 1.4. However, the relation of the aspect ratio paid attention to stirring of hot water contained in the furnace body. Therefore, the relationship of the aspect ratio H / D ≧ 1.4 is not limited to the dephosphorization process, and can be applied to the decarburization process. In other words, setting the aspect ratio to H / D ≧ 1.4 can be applied to either dephosphorization or decarburization.
１ 炉体
２ 鉄皮
３ 耐火物（耐火レンガ）
６ 炉口
1
6 Furnace
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014043617A (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-13 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | Converter refining method |
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- 2005-08-10 JP JP2005232464A patent/JP2007046116A/en active Pending
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