JP2019052369A - Dephosphorization processing method - Google Patents

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Abstract

To provide a dephosphorization processing method capable of effectively reusing decarburization slag generated in decarburization refining.SOLUTION: In the present method, molten iron 2 contained in a furnace body 3 of a refining furnace 1 is subjected to dephosphorization processing. An upper blowing lance 4 having a center hole arranged at an axial center position and three or more peripheral holes arranged around the central hole at the tip is used. A CaO-based solvent is injected from the center hole toward the molten iron 2 while oxygen gas is injected from the peripheral holes toward the molten iron 2. Decarburization slag obtained by pulverizing slag generated by decarburization refining and a new lime source which is quicklime and/or limestone are used for the CaO-based solvent. The decarburization slag is injected from the center hole and the new lime source is injected from one of the center hole and/or the peripheral holes. The amount of decarburization slag used in dephosphorization processing is set to 50 mass% or more and 80 mass% or less in terms of CaO amount relative to the CaO-based solvent used in dephosphorization processing.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、脱燐処理方法に関する。   The present invention relates to a dephosphorization method.

近年、製鉄所の製鋼工程では、溶銑の段階で予め脱燐処理（「予備脱燐処理」ともいう。）を実施し、溶銑中の燐を或る程度除去した後、この溶銑を転炉に装入して脱炭精錬を実施し、溶銑から溶鋼を溶製する製鋼方法が発展してきた。予備脱燐処理では、トーピードカーや溶銑鍋、転炉等の設備を用い、これらの設備に収容された溶銑に酸素ガスや固体の酸化鉄等の酸素源と、脱燐用媒溶剤としてのＣａＯ系媒溶剤とを添加することで溶銑の脱燐処理が行われる。この際、溶銑中の燐が酸素源により酸化することで燐酸化物（Ｐ２Ｏ５）が生成し、生成した燐酸化物がＣａＯ系媒溶剤によって形成されるスラグ中へ取り込むことで溶銑の脱燐反応が進行する。 In recent years, in the steelmaking process of steelworks, dephosphorization treatment (also referred to as “preliminary dephosphorization treatment”) is carried out in advance in the hot metal stage, and after removing a certain amount of phosphorus in the hot metal, this hot metal is used as a converter. Steelmaking methods have been developed in which decarburization and refining are performed and molten steel is made from molten iron. In the preliminary dephosphorization treatment, equipment such as torpedo car, hot metal ladle, converter, etc. is used, oxygen source such as oxygen gas or solid iron oxide and hot water contained in these equipment, and CaO system as a dephosphorization medium solvent. The hot metal dephosphorization process is performed by adding a solvent. At this time, phosphorous oxide (P 2 O 5 ) is generated by oxidizing the phosphorus in the hot metal with an oxygen source, and the generated phosphorous oxide is taken into the slag formed by the CaO-based medium solvent, thereby dephosphorizing the hot metal. The reaction proceeds.

このような脱燐処理では、製鋼工程で発生するスラグのリサイクル使用を図るため、脱燐処理でのスラグのリサイクル使用についての様々な取り組みが行われている。
例えば、特許文献１には、脱炭スラグを有効にリサイクル使用するにあたり、脱燐吹錬前および脱燐吹錬の前半において、脱炭スラグ粉をサブランスから溶銑浴面へ吹き付けて添加する脱燐方法が開示されている。
また、特許文献２には、上吹きランスの先端下方に燃料ガスの燃焼による火炎を形成させ、この火炎で、上吹きランスを介して溶銑に供給する粉状精錬剤を加熱しながら溶銑に対して脱燐処理を行う脱燐方法において、精錬剤として、塊状の生石灰を投入後に、生石灰粉と脱炭スラグ粉とを質量比率１：２で事前混合した粉状精錬剤を溶銑浴面に向けて吹き付ける技術が開示されている。 In such a dephosphorization process, various efforts have been made to recycle and use slag in the dephosphorization process in order to recycle the slag generated in the steelmaking process.
For example, Patent Document 1 discloses a dephosphorization method in which decarburization slag powder is sprayed and added from a sub lance to a hot metal bath surface before dephosphorization blowing and in the first half of dephosphorization blowing in effectively recycling decarburization slag. A method is disclosed.
Further, in Patent Document 2, a flame is formed by combustion of fuel gas below the top end of the top blowing lance, and the flame refining agent supplied to the hot metal through the top blowing lance is heated against the hot metal. In the dephosphorization method in which dephosphorization is performed, a powdered smelting agent prepared by premixing quick lime powder and decarburized slag powder at a mass ratio of 1: 2 is directed to the hot metal bath surface after adding lump quick lime as a refining agent. A technique for spraying is disclosed.

特開２００９−５２０５９号公報JP 2009-52059 A 特開２０１７−４８４６０号公報JP 2017-48460 A

ところで、特許文献１の方法は、短い脱燐処理の時間内に脱炭スラグを滓化させるため、粒径１ｍｍ以下に破砕した脱炭スラグ粉を、溶銑１トン（ｔ）当たり１０ｋｇ以下に限定している。このため、脱炭スラグを十分有効にリサイクル使用できているとは言えず、溶銑１トン当たり１４ｋｇ余りのＣａＯ粉を同時に吹き込むことが必要となる。
また、特許文献２の方法は、精錬剤の滓化を促進する効果は有るものの、塊状の生石灰と生石灰粉との合計量が、脱炭スラグ粉の２倍量を必要とするものである。このため、脱炭スラグを製鉄所内で十分有効にリサイクルすることはできていなかった。 By the way, the method of Patent Document 1 limits decarburized slag powder crushed to a particle size of 1 mm or less to 10 kg or less per 1 ton (t) of hot metal in order to hatch decarburized slag within a short dephosphorization time. doing. For this reason, it cannot be said that the decarburized slag can be recycled sufficiently effectively, and it is necessary to simultaneously blow in excess of 14 kg of CaO powder per ton of hot metal.
Moreover, although the method of patent document 2 has the effect which accelerates | stimulates the hatching of a refining agent, the total amount of massive quick lime and quick lime powder requires twice the amount of decarburized slag powder. For this reason, the decarburized slag could not be recycled sufficiently effectively in the steelworks.

さらに、脱燐用媒溶剤として脱炭スラグを再利用する他、燐規格の緩い鋼種で脱炭炉の石灰源の一部として使用すること、焼結鉱の製造工程で副原料の一部として使用することも従来から検討されている。このうち、燐規格の緩い鋼種で利用する方法では、比較的燐濃度が低い脱炭スラグのみがリサイクル可能であるという制限がある。また、焼結鉱の製造工程で使用する方法では、焼結鉱の生産性が脱炭スラグの添加で低下する問題が有る。このため、脱炭スラグを製鉄所内で十分有効に再利用することはできなかった。   In addition to reusing decarburized slag as a solvent for dephosphorization, it is used as a part of lime source for decarburization furnace with a mild steel grade of phosphorus standard, and as a secondary raw material in the manufacturing process of sintered ore Use has also been studied. Among these, the method of using a steel type with a loose phosphorus standard has a limitation that only decarburized slag having a relatively low phosphorus concentration can be recycled. Moreover, in the method used in the manufacturing process of a sintered ore, there exists a problem that productivity of a sintered ore falls by addition of decarburization slag. For this reason, the decarburized slag could not be reused sufficiently effectively in the steelworks.

そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、脱炭精錬で発生する脱炭スラグを有効に再利用することができる脱燐処理方法を提供することを目的としている。   Then, this invention is made paying attention to said subject, and it aims at providing the dephosphorization processing method which can reuse effectively the decarburization slag which generate | occur | produces by decarburization refining.

本発明の一態様によれば、酸素ガスとＣａＯ系媒溶剤とを用いて、精錬炉の炉体内に収容された溶銑を脱燐処理する脱燐処理方法であって、軸心位置に配された中心孔と、この中心孔の周囲に配された３孔以上の周囲孔とを先端に有する上吹きランスを用い、上記中心孔から上記ＣａＯ系媒溶剤を上記溶銑に向けて噴射するとともに、３孔以上の上記周囲孔から少なくとも上記酸素ガスを上記溶銑に向けて噴射し、上記ＣａＯ系媒溶剤として、脱炭精錬により発生した脱炭スラグを粉砕した脱炭スラグと、生石灰及び石灰石の少なくとも一方である新規の石灰源とを用い、上記脱炭スラグを上記中心孔から噴射し、上記新規の石灰源を、上記中心孔及び３孔以上の上記周囲孔の少なくとも一方から噴射し、脱燐処理で用いられる上記脱炭スラグの量を、上記脱燐処理で用いられる上記ＣａＯ系媒溶剤に対して、ＣａＯ量換算で５０質量％以上８０質量％以下とすることを特徴とする脱燐処理方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided a dephosphorization method for dephosphorizing hot metal contained in a furnace of a smelting furnace using an oxygen gas and a CaO-based solvent, which is disposed at an axial center position. And using a top blowing lance having three or more peripheral holes arranged around the center hole at the tip, and spraying the CaO-based solvent from the center hole toward the hot metal, At least the oxygen gas is injected toward the molten iron from the three or more peripheral holes, and the decarburized slag obtained by pulverizing the decarburized slag generated by decarburization refining as the CaO-based solvent, at least of quick lime and limestone On the other hand, using a new lime source, the decarburized slag is injected from the central hole, the new lime source is injected from at least one of the central hole and the three or more peripheral holes, and dephosphorized. The above decarburizing slurry used in the treatment The amount of, with respect to the CaO-type medium solvent used in the above dephosphorization, dephosphorization method characterized by the following 80 wt% to 50 wt% in the amount of CaO converted is provided.

上記脱燐処理で用いられる上記脱炭スラグの量を、上記脱燐処理で用いられる上記ＣａＯ系媒溶剤に対して、ＣａＯ量換算で６０質量％以上としてもよい。
上記脱燐処理で用いられる上記脱炭スラグの量を、上記脱燐処理で用いられる上記ＣａＯ系媒溶剤に対して、ＣａＯ量換算で７０質量％以上としてもよい。
上記脱炭スラグとして、粒径３ｍｍ以下の質量比率が１００質量％、且つ粒径１ｍｍ以下の質量比率が３０質量％以上８０質量％以下のものを用いてもよい。
上記脱炭スラグの少なくとも一部として、粉砕されたものを用いてもよい。 The amount of the decarburized slag used in the dephosphorization treatment may be 60% by mass or more in terms of CaO amount with respect to the CaO-based medium solvent used in the dephosphorization treatment.
The amount of the decarburized slag used in the dephosphorization treatment may be 70% by mass or more in terms of CaO amount with respect to the CaO-based medium solvent used in the dephosphorization treatment.
As said decarburization slag, you may use a mass ratio with a particle size of 3 mm or less of 100 mass%, and a mass ratio with a particle size of 1 mm or less of 30 mass% or more and 80 mass% or less.
You may use the grind | pulverized thing as at least one part of the said decarburization slag.

本発明の一態様によれば、脱炭精錬で発生する脱炭スラグを有効に再利用することができる脱燐処理方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, a dephosphorization method is provided that can effectively reuse decarburized slag generated by decarburization refining.

本発明の一実施形態における精錬炉を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the smelting furnace in one Embodiment of this invention. 上吹きランスの先端部を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the front-end | tip part of an upper blowing lance. 上吹きランスを示す底面図である。It is a bottom view which shows an upper blowing lance.

以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するように、本発明の実施形態を例示して多くの特定の細部について説明する。しかしながら、かかる特定の細部の説明がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。また、図面は、簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
＜脱燐処理方法＞
本発明の一実施形態に係る脱燐処理方法について説明する。本実施形態では、図１に示す転炉型の精錬炉１を用いて、溶銑２に含まれる燐を酸化除去する脱燐処理を行う。 In the following detailed description, numerous specific details are set forth, illustrating embodiments of the present invention, in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent that one or more embodiments may be practiced without such specific details. In the drawings, well-known structures and devices are schematically shown for simplicity.
<Dephosphorization method>
A dephosphorization processing method according to an embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the dephosphorization treatment for oxidizing and removing phosphorus contained in the molten iron 2 is performed using the converter type refining furnace 1 shown in FIG.

精錬炉１は、炉体３と、上吹きランス４と、３個のホッパー５ａ，５ｂ，５ｃと、第１供給経路６ａと、第２供給経路６ｂと、第３供給経路６ｃと、を備える。
炉体３は、上部に開口部が形成された精錬炉であり、内部には耐火物がライニングされる。また、炉体３の底部には、複数の底吹きノズル（不図示）が設けられ、供給経路（不図示）から撹拌用の不活性ガスが供給される。 The refining furnace 1 includes a furnace body 3, an upper blowing lance 4, three hoppers 5a, 5b, and 5c, a first supply path 6a, a second supply path 6b, and a third supply path 6c. .
The furnace body 3 is a refining furnace having an opening formed in the upper part, and a refractory is lined inside. In addition, a plurality of bottom blowing nozzles (not shown) are provided at the bottom of the furnace body 3, and an inert gas for stirring is supplied from a supply path (not shown).

上吹きランス４は、炉体３の上方に配されるランスであり、炉体３の開口部を通じて炉体３の内部に挿通可能なように、鉛直方向（図１の上下方向）に昇降可能に設けられる。上吹きランス４は、図２及び図３に示すように、鉛直方向下側の下端部に、中心孔４１と、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄとを有する。なお、図２は、図３のＩ−Ｉ線矢視図となる。中心孔４１は、図３に示す底面視である上吹きランス４の下端側からみて、上吹きランス４の軸心位置である中心位置に配される。４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄは、上吹きランス４の下端側からみて、中心孔４１の周囲に配される。また、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄは、中心孔４１と同心円上に、隣接する周囲孔同士が等間隔に離間するように配される。   The upper blowing lance 4 is a lance arranged above the furnace body 3 and can be moved up and down in the vertical direction (vertical direction in FIG. 1) so that it can be inserted into the furnace body 3 through the opening of the furnace body 3. Is provided. As shown in FIGS. 2 and 3, the upper blowing lance 4 has a center hole 41 and four peripheral holes 42 a to 42 d at the lower end portion on the lower side in the vertical direction. 2 is a view taken in the direction of arrows II in FIG. The center hole 41 is arranged at a central position that is an axial center position of the upper blowing lance 4 when viewed from the lower end side of the upper blowing lance 4 as viewed from the bottom shown in FIG. The four peripheral holes 42 a to 42 d are arranged around the center hole 41 when viewed from the lower end side of the upper blowing lance 4. Further, the four peripheral holes 42a to 42d are arranged concentrically with the center hole 41 so that adjacent peripheral holes are spaced apart at equal intervals.

また、上吹きランス４の内部は、少なくとも２層構造に形成され、内側には上吹きランス４の長手方向である鉛直方向に延在し、上吹きランス４の軸心位置に形成される内管４３が形成される。内管４３の下端側は、中心孔４１に接続される。さらに、上吹きランス４の内部は、内管４３の外側に、上吹きランス４の長手方向である鉛直方向に延在する外管４４が形成される。外管４４の下端側は、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄに接続される。なお、上吹きランス４には、冷却を目的に、外管４４よりもさらに外側に冷却水の流路が形成されてもよい。   Further, the inside of the upper blowing lance 4 is formed in at least a two-layer structure, and extends in the vertical direction, which is the longitudinal direction of the upper blowing lance 4, and is formed at the axial center position of the upper blowing lance 4. A tube 43 is formed. The lower end side of the inner tube 43 is connected to the center hole 41. Further, an outer tube 44 extending in the vertical direction, which is the longitudinal direction of the upper blowing lance 4, is formed inside the upper blowing lance 4 outside the inner tube 43. The lower end side of the outer tube 44 is connected to the four peripheral holes 42a to 42d. Note that a cooling water flow path may be formed in the upper blowing lance 4 further outside the outer tube 44 for the purpose of cooling.

３個のホッパー５ａ，５ｂ，５ｃは、炉体３の上方に配され、脱燐処理に必要な副原料を貯蔵する。
ホッパー５ａには、脱炭スラグが貯蔵される。脱炭スラグは、脱炭精錬によって生じたスラグを粉砕して粉状にしたものである。粉砕後の脱炭スラグは、粒径３ｍｍ以下の比率（３ｍｍメッシュの篩下に比率）が１００質量％で、粒径１ｍｍ以下の比率（１ｍｍメッシュの篩下に比率）が３０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。脱炭スラグは、転炉を用いた慣用的な脱炭精錬により生じるものであり、ＳｉＯ２の含有濃度［質量％］に対するＣａＯの含有濃度［質量％］の比である塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が３．０以上５．０以下であることが好ましい。このような脱炭スラグは、粉砕に掛かるコストの観点から、主に粒径１ｍｍ以下まで粉砕するローラーミルのような粉砕機ではなく、上記の粒径３ｍｍ以下程度に粗く粉砕可能なロッドミル等の粉砕機で製造されることが好ましい。 The three hoppers 5a, 5b, 5c are arranged above the furnace body 3 and store auxiliary materials necessary for dephosphorization.
Decarburized slag is stored in the hopper 5a. Decarburization slag is obtained by pulverizing slag produced by decarburization refining into powder. The decarburized slag after pulverization has a particle size ratio of 3 mm or less (ratio under a 3 mm mesh sieve) of 100% by mass, and a particle size ratio of 1 mm or less (ratio under a 1 mm mesh sieve) of 30 mass% or more. It is preferable that it is below mass%. The decarburization slag is produced by conventional decarburization refining using a converter, and the basicity (CaO / SiO) is the ratio of the CaO content concentration [mass%] to the SiO 2 content concentration [mass%]. 2 ) is preferably 3.0 or more and 5.0 or less. Such decarburized slag is not a pulverizer such as a roller mill that mainly pulverizes to a particle size of 1 mm or less, but a rod mill or the like that can be roughly pulverized to a particle size of about 3 mm or less from the viewpoint of cost for pulverization. It is preferable to manufacture with a grinder.

ホッパーｂには、生石灰が貯蔵される。生石灰は、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄからの噴射性の観点から、粒径１ｍｍ以下の粉状であることが好ましい。
ホッパーｃには、石灰石が貯蔵される。石灰石は、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄからの噴射性の観点から、粒径１ｍｍ以下の粉状であることが好ましい。なお、精錬処理に未だ用いられていない石灰源という意味から、生石灰及び石灰石を総称して、新規の石灰源という。また、脱炭スラグ及び新規の石灰源を総称して、ＣａＯ系媒溶剤という。新規の石灰源を粒径１ｍｍ以下の粉状にして周囲孔から噴射することにより、火点で生成される酸化鉄との混合によって石灰源の滓化が促進される。 Quick lime is stored in the hopper b. The quicklime is preferably in the form of a powder having a particle size of 1 mm or less from the viewpoint of jetting from the four peripheral holes 42a to 42d.
Limestone is stored in the hopper c. Limestone is preferably in the form of a powder having a particle size of 1 mm or less from the viewpoint of jetability from the four peripheral holes 42a to 42d. In addition, quick lime and limestone are named generically from the meaning of the lime source which is not yet used for refining processing, and it is called a new lime source. The decarburized slag and the new lime source are collectively referred to as a CaO-based solvent. When a new lime source is powdered with a particle size of 1 mm or less and sprayed from the surrounding holes, hatching of the lime source is promoted by mixing with iron oxide generated at the fire point.

第１供給経路６ａは、一端側がホッパー５ａに接続され、他端側が上吹きランス４の内管４３へと接続される。また、第１供給経路６ａは、不図示の窒素ガス等の搬送用の不活性ガスが供給される搬送ガス供給経路に接続される。第１供給経路６ａは、ホッパー５ａから切り出された脱炭スラグを搬送用の不活性ガスとともに上吹きランス４の内管４３に供給する。内管４３へと供給された、脱炭スラグ及び不活性ガスは、中心孔４１から炉体３内部へと噴射される。   The first supply path 6 a has one end connected to the hopper 5 a and the other end connected to the inner tube 43 of the upper blowing lance 4. The first supply path 6a is connected to a carrier gas supply path through which an inert gas for transportation such as nitrogen gas (not shown) is supplied. The 1st supply path 6a supplies the decarburization slag cut out from the hopper 5a to the inner pipe 43 of the upper blowing lance 4 with the inert gas for conveyance. The decarburized slag and inert gas supplied to the inner pipe 43 are injected from the center hole 41 into the furnace body 3.

第２供給経路６ｂは、一端側が不図示の精錬用の酸素ガスが供給される酸素ガス供給経路に接続され、他端側が上吹きランス４の外管４４に接続される。第３供給経路６ｃは、一端側がホッパー５ｂ，５ｃに接続され、他端側が第２供給経路６ｂに接続される。第２供給経路６ｂ及び第３供給経路６ｃでは、第２供給経路６ｂから供給される酸素ガスと、第３供給経路６ｃから供給される新規の石灰源とが、合流して上吹きランス４の外管４４へと供給される。外管４４へと供給された酸素ガス及び新規の石灰源は、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄから炉体３内部へと噴射される。   One end side of the second supply path 6 b is connected to an oxygen gas supply path through which oxygen gas for refining (not shown) is supplied, and the other end side is connected to the outer pipe 44 of the upper blowing lance 4. The third supply path 6c has one end connected to the hoppers 5b and 5c and the other end connected to the second supply path 6b. In the second supply path 6b and the third supply path 6c, the oxygen gas supplied from the second supply path 6b and the new lime source supplied from the third supply path 6c merge to form the top blowing lance 4. It is supplied to the outer tube 44. Oxygen gas and a new lime source supplied to the outer tube 44 are injected into the furnace body 3 from the four peripheral holes 42a to 42d.

本実施形態に係る脱燐処理方法では、まず、脱燐処理する溶銑２を炉体３に装入する（装入工程）。脱燐処理される溶銑２は、高炉から出銑されたものであり、溶銑２中の珪素を除去する鋳床脱珪等の脱珪処理や、溶銑２中の硫黄を除去する脱硫処理が予め施されてもよい。また、装入工程では、溶銑２の装入の前に、炉体３に冷鉄源が装入されてもよい。   In the dephosphorization processing method according to the present embodiment, first, the hot metal 2 to be dephosphorized is charged into the furnace body 3 (charging process). The hot metal 2 to be dephosphorized is extracted from the blast furnace, and desiliconization treatment such as cast bed desiliconization for removing silicon in the hot metal 2 and desulfurization treatment for removing sulfur in the hot metal 2 are performed in advance. May be applied. In the charging step, the cold iron source may be charged into the furnace body 3 before the hot metal 2 is charged.

次いで、上吹きランス４から酸素ガスやＣａＯ系媒溶剤を噴射することで、溶銑２の脱燐処理が行われる（脱燐工程）。脱燐工程では、上吹きランス４の中心孔４１から脱炭スラグと不活性ガスとが噴射され、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄから酸素ガスと新規の石灰源とが噴射される。また、脱燐工程では、炉体３の底吹きノズルから撹拌用の不活性ガスが吹き込まれることで、溶銑２の撹拌が行われる。   Next, the hot metal 2 is dephosphorized by injecting oxygen gas or a CaO-based solvent from the top blowing lance 4 (dephosphorization step). In the dephosphorization step, decarburization slag and inert gas are injected from the center hole 41 of the top blowing lance 4, and oxygen gas and a new lime source are injected from the peripheral holes 42a to 42d of the four holes. Moreover, in the dephosphorization process, the hot metal 2 is agitated by blowing an inert gas for agitation from the bottom blowing nozzle of the furnace body 3.

上吹きランス４から噴射された酸素ガスは、溶銑２の浴面へと吹き付けられ、溶銑２中の燐と反応することで燐酸化物を形成する。一方、上吹きランス４から噴射されたＣａＯ系媒溶剤は、溶銑２の浴面へと吹き付けられて溶融し、浴面上にスラグ層を形成する。脱燐工程では、このスラグ層に燐酸化物が吸収されることで、溶銑２から燐が除去される。本実施形態では、新規の石灰源は、酸素ガスとともに４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄから噴射されるため、酸素ガスによる酸化反応によって高温となる浴面の火点に吹き付けられることとなる。このため、吹き付けられた新規の石灰源は、溶融（「滓化」ともいう。）し易くなる。さらに、中心孔４１から噴射された脱炭スラグは、溶銑２の浴面の火点で囲まれた高温の領域に吹き付けられることとなる。このため、脱炭スラグが溶融し易くなることから滓化がさらに促進される。   The oxygen gas sprayed from the top blowing lance 4 is sprayed onto the bath surface of the hot metal 2 and reacts with phosphorus in the hot metal 2 to form phosphor oxide. On the other hand, the CaO-based medium solvent sprayed from the top blowing lance 4 is sprayed and melted on the bath surface of the molten iron 2 to form a slag layer on the bath surface. In the dephosphorization step, phosphorus is removed from the molten iron 2 by absorbing the phosphorus oxide in the slag layer. In this embodiment, since the new lime source is injected from the four peripheral holes 42a to 42d together with the oxygen gas, the new lime source is sprayed to the hot spot of the bath surface that becomes high temperature by the oxidation reaction with the oxygen gas. For this reason, the sprayed new lime source is easily melted (also referred to as “hatching”). Furthermore, the decarburized slag injected from the center hole 41 is sprayed on a high temperature region surrounded by the hot spot of the bath surface of the hot metal 2. For this reason, since decarburization slag becomes easy to melt, hatching is further accelerated.

脱燐工程で用いられる酸素ガスの量及びＣａＯ系媒溶剤の量は、脱燐処理前の溶銑２の燐濃度、脱燐処理後の目標とする燐濃度及び推定される処理効率（脱燐効率）に応じて適宜設定される。また、炉体３内に投入される脱炭スラグの量は、脱燐処理で用いられるＣａＯ系媒溶剤のＣａＯ量に対して、ＣａＯ量換算で５０質量％以上８０質量％以下とする。つまり、脱燐処理で用いられるＣａＯ系媒溶剤のうち、ＣａＯ量換算で５０質量％以上８０質量％以下が脱炭スラグとなり、残りの２０質量％以上５０質量％以下が新規の石灰源となる。脱炭スラグの量が脱燐処理で用いられるＣａＯ系媒溶剤に対してＣａＯ量換算で５０質量％未満となる場合、脱炭精錬により発生したスラグを脱燐処理で再利用できる量が少なくなり、スラグを製鉄所内で有効的に利用することが困難となる。一方、脱炭スラグの量が脱燐処理で用いられるＣａＯ系媒溶剤に対してＣａＯ量換算で８０質量％超となる場合、脱炭スラグの使用量が多くなりすぎるため、形成されるスラグ層の塩基度が低下し脱燐効率が低下してしまう。   The amount of oxygen gas used in the dephosphorization step and the amount of the CaO-based solvent are determined by the phosphorus concentration of the hot metal 2 before the dephosphorization treatment, the target phosphorus concentration after the dephosphorization treatment and the estimated treatment efficiency (dephosphorization efficiency). ) Is set as appropriate. The amount of decarburized slag charged into the furnace body 3 is 50% by mass or more and 80% by mass or less in terms of the CaO amount with respect to the CaO amount of the CaO-based solvent used in the dephosphorization treatment. That is, among the CaO-based solvent used in the dephosphorization treatment, 50% by mass to 80% by mass in terms of CaO is decarburized slag, and the remaining 20% by mass to 50% by mass is a new lime source. . When the amount of decarburized slag is less than 50% by mass in terms of CaO with respect to the CaO-based solvent used in the dephosphorization process, the amount of slag generated by decarburization refining can be reduced by dephosphorization process. Therefore, it becomes difficult to effectively use the slag in the steelworks. On the other hand, when the amount of decarburized slag is more than 80% by mass in terms of CaO with respect to the CaO-based solvent used in the dephosphorization process, the amount of decarburized slag is excessively increased, so that the formed slag layer As a result, the basicity is reduced and the dephosphorization efficiency is lowered.

また、脱燐工程において、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄから噴射される脱炭スラグの吹き付け速度は、溶銑１トンあたり１．５ｋｇ／ｍｉｎ以上３．５ｋｇ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。吹き付け速度が溶銑１トンあたり１．５ｋｇ／ｍｉｎ未満となる場合、脱燐処理に掛かる時間が長くなる問題がある。また、吹き付け速度が溶銑１トンあたり３．５ｋｇ／ｍｉｎ超となる場合、吹き付けられた脱炭スラグの滓化が遅れる可能性があるため、脱炭スラグの使用量当たりの脱燐量である利用効率が低下することがある。   Moreover, in the dephosphorization process, it is preferable that the spraying speed of the decarburized slag injected from the four peripheral holes 42a to 42d is 1.5 kg / min or more and 3.5 kg / min or less per ton of hot metal. When the spraying speed is less than 1.5 kg / min per ton of hot metal, there is a problem that the time required for the dephosphorization process becomes long. In addition, when the spraying speed exceeds 3.5 kg / min per 1 ton of hot metal, hatching of the sprayed decarburized slag may be delayed, so the amount of dephosphorization per amount of decarburized slag used. Efficiency may be reduced.

脱燐工程では、溶銑５の燐濃度が目的とする所定の濃度となるまで、または酸素ガス及びＣａＯ系媒溶剤の投入量が予め設定されたものとなるまで行われる。また、脱燐工程が終了することで、本実施形態における脱燐処理が終了する。
なお、製鋼工程では、脱燐処理の後、溶銑５は転炉で脱炭精錬されることで、炭素濃度の低い溶鋼が溶製される。そして、この脱炭精錬で発生した脱炭スラグは、他の脱燐処理にて脱炭スラグとして用いられることとなる。 The dephosphorization step is performed until the phosphorus concentration of the hot metal 5 reaches a predetermined target concentration, or until the input amounts of the oxygen gas and the CaO-based solvent are set in advance. Moreover, the dephosphorization process in this embodiment is complete | finished by complete | finishing a dephosphorization process.
In the steel making process, after the dephosphorization treatment, the hot metal 5 is decarburized and refined in a converter to produce molten steel having a low carbon concentration. And the decarburization slag generated by this decarburization refining will be used as a decarburization slag in other dephosphorization processes.

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。 <Modification>
Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, it is not intended that the present invention be limited by these descriptions. By referring to the description of the present invention, other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art, including various modifications along with the disclosed embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments of the present invention described in the claims also include embodiments including these modifications described in the present specification alone or in combination.

例えば、上記実施形態では、上吹きランス４の周囲孔は４孔としたが、本発明はかかる例に限定されない。上吹きランス４の周囲孔は、３孔以上であればよく、３孔または５孔以上であってもよい。上吹きランス４の周囲孔を３孔以上とすることで、溶銑５の浴面の中心孔４１により脱炭スラグが吹き付けられる領域が、周囲孔により形成される火点に囲まれるようになるため、脱炭スラグの滓化が促進されることとなる。   For example, in the above embodiment, the peripheral holes of the top blowing lance 4 are four holes, but the present invention is not limited to this example. The peripheral holes of the upper blowing lance 4 may be 3 holes or more, and may be 3 holes or 5 holes or more. By making the peripheral holes of the upper blowing lance 4 three or more holes, the region where the decarburized slag is sprayed by the central hole 41 on the bath surface of the hot metal 5 is surrounded by the fire point formed by the peripheral holes. The hatching of decarburized slag will be promoted.

さらに、上記実施形態では、新規の石灰源を４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄから噴射することで、炉体３内へ投入するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。新規の石灰源は、中心孔４１から噴射される構成でもよい。この場合、中心孔４１からは、新規の石灰源と脱炭スラグとが不活性ガスとともに噴射され、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄからは、酸素ガスが噴射されることとなる。また、新規の石灰源は、中心孔４１及び４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄの両方から噴射するようにしてもよい。さらに、新規の石灰源は、中心孔４１及び４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄの少なくとも一方からのみ供給されるだけでなく、炉体３の上方に設けられる投入シュート等の投入設備（不図示）から、その一部が供給されてもよい。この場合、投入設備から投入される新規の石灰源は、脱燐処理で用いられる新規の石灰源の全量に対して、ＣａＯ量換算で１０質量％以下の量であれば、効果を大きくは妨げない。なお、中心孔４１から噴射される脱炭スラグの量を多くするためには、上記実施形態のように中心孔４１から脱炭スラグを噴射し、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄから新規の石灰源を噴射することが好ましい。   Furthermore, in the said embodiment, although it injected into the furnace body 3 by injecting a novel lime source from the surrounding holes 42a-42d of 4 holes, this invention is not limited to this example. The new lime source may be jetted from the central hole 41. In this case, a new lime source and decarburized slag are injected from the center hole 41 together with an inert gas, and oxygen gas is injected from the peripheral holes 42a to 42d of the four holes. Moreover, you may make it inject | pour a novel lime source from both the center hole 41 and the surrounding holes 42a-42d of 4 holes. Furthermore, the new lime source is not only supplied from at least one of the central hole 41 and the four peripheral holes 42a to 42d, but also charging equipment such as a charging chute provided above the furnace body 3 (not shown). A part thereof may be supplied. In this case, if the new lime source input from the input facility is an amount of 10% by mass or less in terms of the CaO amount with respect to the total amount of the new lime source used in the dephosphorization process, the effect is largely hindered. Absent. In order to increase the amount of decarburized slag injected from the center hole 41, the decarburized slag is injected from the center hole 41 as in the above embodiment, and new lime is discharged from the four peripheral holes 42a to 42d. Preferably the source is injected.

さらに、上記実施形態では、新規の石灰源として、生石灰または石灰石を用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、設備制約上の問題がないようであれば、新規の石灰源として、生石灰及び石灰石の両方を用いるようにしてもよい。
さらに、本発明では、上吹きランスから燃料ガスを酸素ガスとともに吹き込むことで、上吹きランスの先端下方に火炎を形成するようにしてもよい。この場合、例えば、引用文献２のように、上記実施形態の上吹きランス４において、中心孔４１からさらに燃料ガスと酸素ガスとを吹き込むようにしてもよい。 Furthermore, although the said embodiment uses quick lime or limestone as a novel lime source, this invention is not limited to this example. For example, if there is no problem in equipment constraints, both quick lime and limestone may be used as a new lime source.
Furthermore, in this invention, you may make it form a flame under the front-end | tip of an upper blowing lance by blowing fuel gas with oxygen gas from an upper blowing lance. In this case, fuel gas and oxygen gas may be further blown from the center hole 41 in the upper blow lance 4 of the above-described embodiment, for example, as in the cited document 2.

さらに、上記実施形態では、脱炭スラグとして脱炭精錬により生じたスラグをロッドミル等の粉砕機で粒径３ｍｍ以下に粉砕したものを用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、上吹きランス４から噴射可能であれば、脱炭精錬により生じたスラグを粉砕機で粉砕せずに、通常の方法で回収した脱炭スラグを用いてもよい。また、この場合、回収された脱炭スラグを篩にかけて、上吹きランス４から噴射可能な所定の粒径に調整された脱炭スラグを用いてもよい。   Further, in the above embodiment, the decarburized slag is obtained by pulverizing slag produced by decarburization refining to a particle size of 3 mm or less with a pulverizer such as a rod mill. However, the present invention is not limited to this example. For example, if injection from the top blowing lance 4 is possible, decarburized slag recovered by a normal method may be used without pulverizing slag produced by decarburization refining with a pulverizer. In this case, the recovered decarburized slag may be sieved and decarburized slag adjusted to a predetermined particle size that can be injected from the top blowing lance 4 may be used.

＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に掛かる脱燐処理方法は、酸素ガスとＣａＯ系媒溶剤とを用いて、精錬炉１の炉体３内に収容された溶銑２を脱燐処理する脱燐処理方法であって、軸心位置に配された中心孔４１と、中心孔４１の周囲に配された３孔以上の周囲孔４２ａ〜４２ｄとを先端に有する上吹きランス４を用い、中心孔４１からＣａＯ系媒溶剤を溶銑２に向けて噴射するとともに、３孔以上の周囲孔４２ａ〜４２ｄから少なくとも酸素ガスを溶銑２に向けて噴射し、ＣａＯ系媒溶剤として、脱炭精錬により発生した脱炭スラグと、生石灰及び石灰石の少なくとも一方である新規の石灰源とを用い、脱炭スラグを中心孔４１から噴射し、新規の石灰源を、中心孔４１及び３孔以上の周囲孔４２ａ〜４２ｄの少なくとも一方から噴射し、脱燐処理で用いられる脱炭スラグの量を、脱燐処理で用いられるＣａＯ系媒溶剤に対して、ＣａＯ量換算で５０質量％以上８０質量％以下とする。 <Effect of embodiment>
(1) A dephosphorization treatment method according to one embodiment of the present invention is a dephosphorization treatment in which a hot metal 2 accommodated in a furnace body 3 of a refining furnace 1 is dephosphorized using an oxygen gas and a CaO-based solvent. The method uses a top blow lance 4 having a center hole 41 disposed at an axial center position and three or more peripheral holes 42a to 42d disposed around the center hole 41 at the tip. The CaO-based solvent is injected toward the hot metal 2 and at least oxygen gas is injected toward the hot metal 2 from the three or more peripheral holes 42a to 42d, and the CaO-based solvent is removed by decarburization and refining. Using charcoal slag and a new lime source that is at least one of quick lime and limestone, decarburized slag is injected from the center hole 41, and the new lime source is fed to the center hole 41 and three or more peripheral holes 42a to 42d. Inject from at least one of the The amount of decarburization slag need to respect CaO based medium solvent used in the dephosphorization, the following 80 wt% to 50 wt% with CaO amount conversion.

上記（１）の構成によれば、３孔以上の周囲孔４２ａ〜４２ｄから噴射された新規の石灰源は、溶銑２の浴面に形成される火点へと吹き付けられる。また、中心孔４１から噴射された脱炭スラグは、溶銑２の浴面において３箇所以上の火点に囲まれた領域へと吹き付けられる。新規の石灰源と脱炭スラグとでは、新規の石灰源の融点が高く、脱炭スラグの融点が低くなる。このため、上記（１）の構成によれば、酸素ガスの酸化反応により最も温度が高い火点に新規の石灰源が吹き付けられることで、新規の石灰源の滓化が促進される。また、火点に囲まれ温度が高くなる領域に粉砕スラグが供給されることで、粉砕スラグの滓化も促進されることとなる。さらに、上吹きランス４から噴射される新規の石灰源及び脱炭スラグは、図１に示すように、スラグ層が形成された後でも酸素ガスや不活性ガスとともに吹きつけられるため、そのほとんどがスラグ層ではなく溶銑２の浴面に直接吹き付けられ、溶融することとなる。つまり、上記（１）の構成によれば、投入される新規の石灰源及び粉砕スラグの滓化が促進されることで、ＣａＯ系媒溶剤の利用効率を向上させることができ、脱炭スラグを有効に再利用することができる。   According to the configuration of (1) above, the new lime source sprayed from the three or more peripheral holes 42 a to 42 d is sprayed to the fire point formed on the bath surface of the hot metal 2. In addition, the decarburized slag injected from the center hole 41 is sprayed to a region surrounded by three or more fire points on the bath surface of the hot metal 2. With the new lime source and decarburized slag, the melting point of the new lime source is high, and the melting point of the decarburized slag is low. For this reason, according to the structure of said (1), hatching of a new lime source is accelerated | stimulated by spraying a new lime source to the hot point with the highest temperature by the oxidation reaction of oxygen gas. Moreover, hatching of the pulverized slag is promoted by supplying the pulverized slag to a region surrounded by a fire point and having a high temperature. Furthermore, since the new lime source and decarburized slag injected from the top blowing lance 4 are blown together with oxygen gas and inert gas even after the slag layer is formed as shown in FIG. It is sprayed directly on the bath surface of the hot metal 2 instead of the slag layer and melts. That is, according to the configuration of (1) above, the utilization efficiency of the CaO-based solvent can be improved by promoting the hatching of the new lime source and pulverized slag to be fed, and the decarburized slag can be reduced. It can be reused effectively.

さらに、上記（１）の構成によれば、滓化が促進されることから、用いられる脱炭スラグの量をＣａＯ系媒溶剤のとしての全量に対して、ＣａＯ量換算で５０質量％以上とすることができ、脱炭スラグの使用量を増大させることができる。このため、脱燐処理に掛かるコストを低減させることができる。一般的には、脱炭精錬により発生するスラグは、溶銑１トン当たり２０ｋｇ〜３０ｋｇ程度発生する。そして、特許文献１のような従来の脱燐処理では、このスラグを溶銑１トン当たり１０ｋｇ以下しか用いることができていなかった。しかし、上記（１）の構成によれば、このスラグである脱炭スラグの脱燐処理での使用量を溶銑１トン当たり１４ｋｇ〜３０ｋｇ程度とすることができるようになる。このため、脱炭精錬により発生するスラグを製鉄所内でより有効的に再利用することができるようになる。   Furthermore, according to the structure of said (1), since hatching is accelerated | stimulated, with respect to the whole quantity as a CaO type | system | group solvent, the quantity of decarburization slag used is 50 mass% or more in conversion of CaO amount And the amount of decarburized slag used can be increased. For this reason, the cost concerning a dephosphorization process can be reduced. Generally, slag generated by decarburization refining is generated in an amount of about 20 kg to 30 kg per ton of hot metal. And in the conventional dephosphorization process like patent document 1, only 10 kg or less of this slag could be used per ton of hot metal. However, according to the structure of said (1), the usage-amount in the dephosphorization process of the decarburization slag which is this slag can be made into 14 kg-about 30 kg per ton of hot metal. For this reason, slag generated by decarburization refining can be reused more effectively in the steelworks.

（２）上記（１）の構成において、脱燐処理で用いられる脱炭スラグの量を、脱燐処理で用いられるＣａＯ系媒溶剤に対して、ＣａＯ量換算で６０質量％以上とする。
（３）上記（１）の構成において、脱燐処理で用いられる脱炭スラグの量を、脱燐処理で用いられるＣａＯ系媒溶剤に対して、ＣａＯ量換算で７０質量％以上とする。
上記（２）または（３）の構成によれば、上記（１）の構成に比べて、脱炭精錬により発生するスラグを製鉄所内でより有効的に再利用することができるようになる。また、上記（３）の構成によれば、脱炭精錬により発生した脱炭スラグの全量を製鋼工程で再利用することができる。 (2) In the configuration of (1) above, the amount of decarburized slag used in the dephosphorization treatment is set to 60% by mass or more in terms of CaO amount with respect to the CaO-based solvent used in the dephosphorization treatment.
(3) In the configuration of (1) above, the amount of decarburized slag used in the dephosphorization treatment is set to 70% by mass or more in terms of CaO with respect to the CaO-based medium solvent used in the dephosphorization treatment.
According to the configuration of (2) or (3), the slag generated by decarburization refining can be reused more effectively in the steelworks than in the configuration of (1). Moreover, according to the structure of said (3), the whole quantity of decarburization slag generate | occur | produced by the decarburization refining can be reused in a steelmaking process.

（４）上記（１)〜（３）のいずれかの構成において、脱炭スラグとして、粒径３ｍｍ以下の質量比率が１００質量％、且つ粒径１ｍｍ以下の質量比率が３０質量％以上８０質量％以下のものを用いる。
上記（４）の構成によれば、脱炭スラグを粒径１ｍｍ以下とするような粉砕方法に比べて、安価な方法でスラグを粉砕することができるようになるため、粉砕コストを低減させることができるようになる。また、新規の石灰源を粒径１ｍｍ以下の粉状とし、ＣａＯ系媒溶剤に対してＣａＯ量換算で２０質量％以上とし周囲孔から噴射することで、中心孔より噴射される脱炭スラグの到達浴面周りの滓化スラグ量を十分に確保できるため、噴射する脱炭スラグが上記（４）の構成においても十分な滓化性を確保でき、ＣａＯ系媒溶剤の利用効率を低下させることなく脱燐処理が可能となる。
（５）上記（１）〜（４）のいずれかの構成において、脱炭スラグの少なくとも一部として、粉砕されたものを用いる。
上記（５）の構成によれば、粒径の大きな脱炭スラグも粒径３ｍｍ以下に調整して使用できるようになるため、脱炭精錬で発生した脱炭スラグの８０質量％以上を、脱燐処理のＣａＯ系媒溶剤として使用することができる。 (4) In any one of the constitutions (1) to (3), as the decarburized slag, the mass ratio of the particle diameter of 3 mm or less is 100 mass%, and the mass ratio of the particle diameter of 1 mm or less is 30 mass% or more and 80 mass%. % Or less is used.
According to the configuration of the above (4), the slag can be pulverized by an inexpensive method as compared with the pulverization method in which the decarburized slag has a particle diameter of 1 mm or less, so that the pulverization cost can be reduced. Will be able to. Moreover, a new lime source is made into a powder form having a particle size of 1 mm or less, and is 20 mass% or more in terms of CaO amount with respect to the CaO-based medium solvent. Since the amount of hatching slag around the reaching bath surface can be sufficiently secured, the decarburized slag to be sprayed can secure sufficient hatchability even in the configuration of the above (4), and the utilization efficiency of the CaO-based solvent is reduced. Without dephosphorization.
(5) In any one of the constitutions (1) to (4), a pulverized one is used as at least a part of the decarburized slag.
According to the configuration of (5) above, decarburization slag having a large particle size can be adjusted to a particle size of 3 mm or less, and therefore 80% by mass or more of the decarburization slag generated by decarburization refining can be removed. It can be used as a CaO-based solvent for phosphorus treatment.

次に、本発明者らが行った実施例について説明する。実施例では、脱炭スラグとして、表１に示す成分組成の異なる脱炭スラグＡと脱炭スラグＢとを用いて脱燐処理を行った。なお、表１において、Ｔ．Ｆｅは、脱炭スラグ中の鉄分の総量を示す。脱炭スラグＡ及び脱炭スラグＢとしては、脱炭精錬により発生したスラグを、粒径３ｍｍ以下の質量比率が１００質量％、且つ粒径１ｍｍ以下の質量比率が６５質量％となるようにロッドミルで粉砕したものを用いた。上吹きランス４には、上記実施形態と同様に、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄを有するものを用いた。上吹きランス４の中心孔４１の直径は５０ｍｍφとし、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄの直径は６０ｍｍφとした。また、新規の石灰源としては、生石灰または石灰石を用いた。   Next, examples performed by the present inventors will be described. In the examples, dephosphorization treatment was performed using decarburized slag A and decarburized slag B having different component compositions shown in Table 1 as decarburized slag. In Table 1, T.W. Fe indicates the total amount of iron in the decarburized slag. As the decarburization slag A and the decarburization slag B, a rod mill is used so that the mass ratio of the particle diameter of 3 mm or less is 100 mass% and the mass ratio of the particle diameter of 1 mm or less is 65 mass%. What was grind | pulverized with was used. As the top blowing lance 4, one having four peripheral holes 42 a to 42 d was used as in the above embodiment. The diameter of the central hole 41 of the upper blowing lance 4 was 50 mmφ, and the diameters of the four peripheral holes 42 a to 42 d were 60 mmφ. Moreover, quick lime or limestone was used as a novel lime source.

Figure 2019052369
Figure 2019052369

実施例では、まず、装入工程として、精錬炉１の炉体３に冷鉄源であるスクラップを４５トン装入した後、溶銑２を２８５トン装入した。溶銑２は、温度が１３００℃、珪素濃度が０．３５質量％、燐濃度が０．１４質量％、炭素濃度が４．４質量％のものを用いた。
次いで、脱燐工程として、上吹きランス４から酸素ガスとＣａＯ系媒溶剤（脱炭スラグ及び新規の石灰源）とを溶銑２の浴面に向けて吹き付けながら、底吹き羽口から窒素ガスを撹拌用ガスとして溶銑２に吹き込み、９分間の脱燐吹錬を行った。脱燐工程では、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄから合計で４００Ｎｍ３／ｍｉｎで酸素ガスを噴射し、底吹き羽口から２５Ｎｍ３／ｍｉｎで窒素ガスを吹き込んだ。 In the example, first, as a charging step, 45 tons of scrap as a cold iron source was charged into the furnace body 3 of the refining furnace 1, and then 285 tons of molten iron 2 was charged. As the hot metal 2, one having a temperature of 1300 ° C., a silicon concentration of 0.35 mass%, a phosphorus concentration of 0.14 mass%, and a carbon concentration of 4.4 mass% was used.
Next, as a dephosphorization step, oxygen gas and a CaO-based solvent (decarburization slag and a new lime source) are blown from the top blowing lance 4 toward the bath surface of the hot metal 2 while nitrogen gas is blown from the bottom blowing tuyere. The mixture was blown into the hot metal 2 as a stirring gas, and dephosphorization was performed for 9 minutes. The dephosphorization process, and the injection of oxygen gas at 400 Nm 3 / min in total from the surrounding hole 42a~42d of 4 holes, nitrogen gas was blown from the bottom tuyeres at 25 Nm 3 / min.

表２に、脱燐工程における各種精錬条件を示す。表２に示すように、実施例では、本発明の一態様に係る脱燐処理方法を用いた実施例１〜３の３条件で脱燐処理を行った。また、比較として、比較例１，比較例２の２条件での脱燐処理も行った。実施例１〜３及び比較例１，２では、脱炭スラグＡ，Ｂの混合比率、脱炭スラグの噴射速度、新規の石灰源の混合比率（生石灰と石灰石との混合比率）、脱炭スラグの使用比率並びにＣａＯ系媒溶剤の投入箇所が異なる条件でそれぞれ脱燐処理を行った。なお、脱炭スラグの噴射速度（ｋｇ／ｍｉｎ・ｔ）は、溶銑１トン当たりに対する脱炭スラグの噴射速度を示す。脱炭スラグＡ，Ｂを両方用いる場合、脱炭スラグＡと脱炭スラグＢとを事前に混合したものを脱炭スラグとして用いた。また、表２における各種の使用量の単位（ｋｇ／ｔ）は、溶銑１トン当たりの使用量（投入量）である。ＣａＯ量換算は、各ＣａＯ系媒溶剤にそれぞれ含まれるＣａＯのみの量である。さらに、実施例１，２及び比較例１では、上吹きランス４の中心孔４１から脱炭スラグを噴射し、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄから新規の石灰源を酸素ガスとともに噴射した。実施例３では、中心孔４１から脱炭スラグと新規の石灰源とを噴射し、４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄからは酸素ガスのみを噴射した。比較例２では、上吹きランス４に併設して設けられるサブランスから脱炭スラグを搬送用の不活性ガスともに噴射し、上吹きランス４の４孔の周囲孔４２ａ〜４２ｄから新規の石灰源を酸素ガスとともに噴射した。   Table 2 shows various refining conditions in the dephosphorization step. As shown in Table 2, in the examples, the dephosphorization treatment was performed under the three conditions of Examples 1 to 3 using the dephosphorization treatment method according to one embodiment of the present invention. For comparison, dephosphorization treatment was also performed under the two conditions of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. In Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the mixing ratio of the decarburized slags A and B, the injection speed of the decarburized slag, the mixing ratio of the new lime source (mixing ratio of quick lime and limestone), the decarburized slag The dephosphorization treatment was carried out under different conditions in which the usage ratio of CaO and the charging location of the CaO-based solvent were different. The decarburization slag injection speed (kg / min · t) indicates the decarburization slag injection speed per ton of hot metal. When using both decarburization slags A and B, what mixed decarburization slag A and decarburization slag B in advance was used as decarburization slag. Moreover, the unit (kg / t) of the various usage-amounts in Table 2 is the usage-amount (input amount) per ton of hot metal. CaO amount conversion is the amount of only CaO contained in each CaO-based solvent. Further, in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, decarburization slag was injected from the center hole 41 of the top blowing lance 4, and a new lime source was injected together with oxygen gas from the four peripheral holes 42a to 42d. In Example 3, decarburization slag and a new lime source were injected from the center hole 41, and only oxygen gas was injected from the surrounding holes 42a-42d of 4 holes. In the comparative example 2, decarburization slag is injected together with an inert gas for conveyance from a sub lance provided alongside the upper blowing lance 4, and a new lime source is generated from the four peripheral holes 42 a to 42 d of the upper blowing lance 4. Injected with oxygen gas.

Figure 2019052369
Figure 2019052369

実施例の結果、実施例１〜３では、脱燐処理後の溶銑２中の燐濃度が０．０２０質量％〜０．０２５質量％ととなり、安定して高い脱燐効率で脱燐処理を行うことができることが確認できた。また、実施例１では、１回の脱炭精錬で発生したスラグのほぼ全量を、１回の脱燐処理のＣａＯ系媒溶剤として使用することができ、製鋼工程でスラグを再利用できることが確認できた。実施例２では、１回の脱炭精錬で発生したスラグの約８０質量％を、１回の脱燐処理のＣａＯ系媒溶剤として使用することができた。なお、脱炭精錬で再利用できなかった約２０質量％のスラグは、燐濃度の許容上限値が高い鋼種で脱炭精錬における石灰源の一部として使用することができたため、脱炭精錬で発生したスラグを製鋼工程で再利用できることが確認できた。実施例３では、１回の脱炭精錬で発生したスラグの約６０質量％を、１回の脱燐処理のＣａＯ系媒溶剤として使用することができた。なお、脱炭精錬で再利用できなかった約４０質量％のスラグは、燐濃度の許容上限値が高い鋼種で脱炭精錬における石灰源の一部として使用、または焼結原料の一部として用いることができたため、脱炭精錬で発生したスラグを製鉄所内で再利用できることが確認できた。   As a result of Examples, in Examples 1 to 3, the phosphorus concentration in the hot metal 2 after the dephosphorization treatment was 0.020 mass% to 0.025 mass%, and the dephosphorization treatment was stably performed with high dephosphorization efficiency. It was confirmed that it could be done. Further, in Example 1, it was confirmed that almost the entire amount of slag generated by one decarburization refining can be used as a CaO-based solvent for one dephosphorization process, and slag can be reused in the steelmaking process. did it. In Example 2, about 80% by mass of the slag generated by one decarburization refining could be used as a CaO-based solvent for one dephosphorization treatment. In addition, about 20% by mass of slag that could not be reused in decarburization refining was a steel grade with a high allowable upper limit of phosphorus concentration and could be used as a part of lime source in decarburization refining. It was confirmed that the generated slag can be reused in the steelmaking process. In Example 3, about 60% by mass of the slag generated by one decarburization refining could be used as a CaO-based solvent for one dephosphorization treatment. In addition, about 40% by mass of slag that could not be reused by decarburization refining is used as a part of lime source in decarburization refining with a steel grade having a high allowable upper limit of phosphorus concentration or as a part of sintering raw material. As a result, it was confirmed that the slag generated by decarburization and refining can be reused in the steelworks.

これに対して、比較例１では、脱燐処理後の溶銑２中の燐濃度が０．０２０質量％〜０．０２５質量％ととなり実施例１〜３と同程度の結果が得られた。一方、比較例２では、脱燐処理後の溶銑２中の燐濃度が０．０２０質量％〜０．０３０質量％ととなりバラつきが大きく脱燐効率が低いことがあった。これは、脱炭スラグを浴面の火点に囲まれた温度の高い領域に投入することができず、脱炭スラグを安定して滓化させることができなかったためであると考えられる。また、比較例１，２では、実施例１〜３と異なり、脱炭スラグの使用量が少なかったため、脱炭精錬で発生したスラグの全量を製鉄所内で再利用することができなかった。このため、脱炭精錬で発生したスラグの一部を、蒸気エージング等の処理で安定化させた後に、路盤材等として製鉄所外で再利用する必要があった。   On the other hand, in Comparative Example 1, the phosphorus concentration in the hot metal 2 after the dephosphorization treatment was 0.020 mass% to 0.025 mass%, and the same results as in Examples 1 to 3 were obtained. On the other hand, in Comparative Example 2, the phosphorus concentration in the hot metal 2 after the dephosphorization treatment was 0.020% by mass to 0.030% by mass, resulting in large variations and low dephosphorization efficiency. This is considered to be because the decarburized slag could not be put into a high temperature region surrounded by the fire point of the bath surface, and the decarburized slag could not be stably hatched. Moreover, in Comparative Examples 1 and 2, unlike Examples 1 to 3, the amount of decarburized slag was small, so the entire amount of slag generated by decarburization refining could not be reused in the steelworks. For this reason, after stabilizing a part of slag generated by decarburization refining by a process such as steam aging, it was necessary to reuse the slag as a roadbed material or the like outside the steelworks.

さらに、発明者らは、スラグの粉砕粒度が脱燐性能に与える影響に関して調査した。この調査では、脱炭精錬により発生したスラグをロッドミルで粉砕し、粒径３ｍｍ以下の質量比率が１００質量％で、粒径１ｍｍ以下の質量比率を変えたスラグ粉を用意した。そして、実施例２の条件で、用意した表３のスラグを用いて脱燐吹錬を行った。但し、スラグ粉は脱炭スラグＡのみを溶銑１トン当たり２０ｋｇ使用した。なお、表３において、粉砕能力は、同じ粉砕機を用いて、粒径１ｍｍ以下のものが各条件となるまでスラグを粉砕する際の粉砕機の粉砕能力（時間あたりの処理量）を示すものであり、粒径１ｍｍ以下のものが５０質量％となる粉砕能力を１とした相対値である。   Furthermore, the inventors investigated the influence of the slag grinding particle size on the dephosphorization performance. In this investigation, slag generated by decarburization refining was pulverized with a rod mill, and slag powder having a mass ratio of 3 mm or less in particle size of 100 mass% and a mass ratio of 1 mm or less in particle diameter was prepared. And dephosphorization blowing was performed on the conditions of Example 2 using the slag of Table 3 prepared. However, as the slag powder, only decarburized slag A was used at 20 kg per ton of hot metal. In Table 3, the pulverization capacity indicates the pulverization capacity (the processing amount per hour) of the pulverizer when pulverizing slag until each condition is a particle size of 1 mm or less using the same pulverizer. It is a relative value where the pulverizing ability at which the particle size of 1 mm or less is 50% by mass is 1.

Figure 2019052369
Figure 2019052369

表３に示すように、粒径１ｍｍ以下の質量比率が１５質量％の条件に比べ、粒径１ｍｍ以下の質量比率が３０質量％以上の条件では、脱燐処理後の燐濃度のばらつきが少なく安定して脱燐反応が進んだことが分かる。粒径１ｍｍ以下の質量比率が５０質量％以上とした場合は、更に安定して脱燐反応が進むので、より好ましい。但し、粒径１ｍｍ以下の質量比率を１００質量％とした場合には、同じ粉砕機で比較した粉砕能力が、粒径１ｍｍ以下の質量比率が５０質量％の条件の半分以下となり、粉砕機の台数を２倍以上とする過剰な投資が必要となる。   As shown in Table 3, there is less variation in phosphorus concentration after dephosphorization treatment under the condition that the mass ratio of particle diameter of 1 mm or less is 30 mass% or more, compared with the condition that the mass ratio of particle diameter of 1 mm or less is 15 mass%. It can be seen that the dephosphorization reaction has progressed stably. When the mass ratio of the particle size of 1 mm or less is 50% by mass or more, the dephosphorization reaction proceeds more stably, which is more preferable. However, when the mass ratio of the particle size of 1 mm or less is 100% by mass, the pulverization ability compared with the same pulverizer is less than half of the condition that the mass ratio of the particle size of 1 mm or less is 50% by mass. Excessive investment is required to double the number of units.

１ 精錬炉
２ 溶銑
３ 炉体
４ 上吹きランス
４１ 中心孔
４２ａ〜４２ｄ 周囲孔
４３ 内管
４４ 外管
５ａ〜５ｃ ホッパー
６ａ 第１供給経路
６ｂ 第２供給経路
６ｃ 第３供給経路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refining furnace 2 Hot metal 3 Furnace body 4 Top blowing lance 41 Center hole 42a-42d Perimeter hole 43 Inner pipe 44 Outer pipe 5a-5c Hopper 6a 1st supply path 6b 2nd supply path 6c 3rd supply path

Claims (6)

酸素ガスとＣａＯ系媒溶剤とを用いて、精錬炉の炉体内に収容された溶銑を脱燐処理する脱燐処理方法であって、
軸心位置に配された中心孔と、該中心孔の周囲に配された３孔以上の周囲孔とを先端に有する上吹きランスを用い、
前記中心孔から前記ＣａＯ系媒溶剤を前記溶銑に向けて噴射するとともに、３孔以上の前記周囲孔から少なくとも前記酸素ガスを前記溶銑に向けて噴射し、
前記ＣａＯ系媒溶剤として、脱炭精錬により発生した脱炭スラグと、生石灰及び石灰石の少なくとも一方である新規の石灰源とを用い、
前記脱炭スラグを前記中心孔から噴射し、
前記新規の石灰源を、前記中心孔及び３孔以上の前記周囲孔の少なくとも一方から噴射し、
脱燐処理で用いられる前記脱炭スラグの量を、前記脱燐処理で用いられる前記ＣａＯ系媒溶剤に対して、ＣａＯ量換算で５０質量％以上８０質量％以下とすることを特徴とする脱燐処理方法。 A dephosphorization method for dephosphorizing hot metal contained in a furnace of a refining furnace using oxygen gas and a CaO-based solvent,
Using an upper blowing lance having a central hole arranged at the axial center position and three or more peripheral holes arranged around the central hole at the tip,
Injecting the CaO-based solvent from the center hole toward the molten iron and at least oxygen gas from the peripheral holes of three or more holes toward the molten metal,
As the CaO-based solvent, decarburized slag generated by decarburization refining, and a new lime source that is at least one of quick lime and limestone,
Injecting the decarburization slag from the central hole,
Injecting the new lime source from at least one of the central hole and the three or more peripheral holes,
The amount of the decarburized slag used in the dephosphorization treatment is 50% by mass or more and 80% by mass or less in terms of CaO amount with respect to the CaO-based solvent used in the dephosphorization treatment. Phosphorus treatment method. 前記脱燐処理で用いられる前記脱炭スラグの量を、前記脱燐処理で用いられる前記ＣａＯ系媒溶剤に対して、ＣａＯ量換算で６０質量％以上とすることを特徴とする請求項１に記載の脱燐処理方法。   The amount of the decarburized slag used in the dephosphorization treatment is set to 60% by mass or more in terms of CaO amount with respect to the CaO-based medium solvent used in the dephosphorization treatment. The dephosphorization processing method of description. 前記脱燐処理で用いられる前記脱炭スラグの量を、前記脱燐処理で用いられる前記ＣａＯ系媒溶剤に対して、ＣａＯ量換算で７０質量％以上とすることを特徴とする請求項１に記載の脱燐処理方法。   The amount of the decarburized slag used in the dephosphorization treatment is 70% by mass or more in terms of CaO amount with respect to the CaO-based solvent used in the dephosphorization treatment. The dephosphorization processing method of description. 前記脱炭スラグとして、粒径３ｍｍ以下の質量比率が１００質量％、且つ１ｍｍ以下の質量比率が３０質量％以上８０質量％以下のものを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱燐処理方法。   The decarburization slag is one having a mass ratio of 3 mm or less in particle size of 100 mass% and a mass ratio of 1 mm or less in a range of 30 mass% to 80 mass%. 2. The dephosphorization method according to item 1. 前記新規の石灰源の量は、前記脱燐処理で用いられる前記ＣａＯ系媒溶剤に対して、ＣａＯ量換算で２０質量％以上とし、粒径１ｍｍ以下の粉状にして前記周囲孔から噴射されることを特徴とする請求項４に記載の脱燐処理方法。   The amount of the new lime source is 20% by mass or more in terms of CaO amount with respect to the CaO-based solvent used in the dephosphorization treatment, and is sprayed from the surrounding holes in a powder form having a particle size of 1 mm or less. The dephosphorization processing method of Claim 4 characterized by the above-mentioned. 前記脱炭スラグの少なくとも一部として、粉砕されたものを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の脱燐処理方法。   The dephosphorization processing method according to any one of claims 1 to 5, wherein a pulverized one is used as at least a part of the decarburization slag.
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