JP3158895B2 - Converter refining method - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素ガスの吹き込
みで発生する水素ガスによりＣＯ分圧を低減して吹錬す
る際に、有価金属の高い歩留を得つつ、効率良く脱炭を
進行させ、かつ、溶鉄中水素濃度の増加を抑制しながら
鋼を溶製する転炉精錬方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for efficiently decarburizing while reducing the partial pressure of CO by hydrogen gas generated by blowing hydrocarbon gas while blowing, while obtaining a high yield of valuable metals. The present invention relates to a converter refining method for producing steel while proceeding and suppressing an increase in hydrogen concentration in molten iron.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、転炉精錬法で炭素鋼を溶製する際
に採用されている主流の方法は、上底吹き転炉を用い
て、炉底羽口からＡｒ、Ｎ2 、ＣＯ2 、Ｏ2 等を主体と
するガスを溶銑または溶鋼（以下、単に溶鉄という）１
トン当たり0.3 Ｎm3／min 未満の流量で吹き込んで溶鉄
を撹拌しながら、上吹きランスから溶鉄に酸素を吹き付
けるものである。2. Description of the Related Art At present, the mainstream method employed for smelting carbon steel by a converter refining method is to use an upper-bottom blown converter and to use Ar, N 2 , and CO 2 through a furnace bottom tuyere. Gas mainly composed of O 2 , O 2, etc. is referred to as molten iron or molten steel (hereinafter simply referred to as molten iron) 1
While stirring at a flow rate of less than 0.3 Nm 3 / min per ton and stirring the molten iron, oxygen is blown from the top blowing lance onto the molten iron.
【０００３】炭素鋼の転炉精錬において、スラグ中鉄分
および溶鉄中酸素量のできるだけ少ない状態で脱炭反応
を促進させることが、鉄分歩留向上、脱酸剤の節減、炉
体溶損の低減などの観点から望まれている。しかも、最
近では薄板材の低炭素化傾向が一層著しくなるなど、転
炉精錬での更なる脱炭促進方法が望まれている。[0003] In the converter refining of carbon steel, it is necessary to promote the decarburization reaction in a state where the iron content in the slag and the oxygen content in the molten iron are as small as possible, thereby improving the iron content yield, saving the deoxidizing agent, and reducing the furnace body erosion. It is desired from such a viewpoint. In addition, recently, there has been a demand for a method of further promoting decarburization in converter refining.
【０００４】脱炭効率を向上させる方法として、吹錬中
にＡｒガスまたは水蒸気等を吹き込み、炉内ＣＯ分圧を
低減することが考えられる。これらは、主としてステン
レス鋼や高マンガン鋼の脱炭精錬時に一般的に用いられ
ている方法であり、ＡＯＤ法およびＣＬＵ法がこれらに
相当する。ＡＯＤ法は炉底付近の炉壁に設置した複数の
羽口からＡｒとＯ2 との混合ガスを吹き込み、Ａｒガス
により、一方、ＣＬＵ法は転炉炉底羽口から水蒸気を吹
き込み、生成するＨ2 ガスにより、それぞれ炉内ＣＯ分
圧を低減させて脱炭を進める方法である。[0004] As a method for improving the decarburization efficiency, it is conceivable to blow Ar gas or steam during blowing to reduce the CO partial pressure in the furnace. These are methods generally used mainly at the time of decarburization and refining of stainless steel and high manganese steel, and the AOD method and the CLU method correspond thereto. In the AOD method, a mixed gas of Ar and O 2 is blown from a plurality of tuyeres installed on a furnace wall near a furnace bottom, and the Ar gas is used, while in the CLU method, steam is blown from a converter bottom tuyere to generate gas. In this method, decarbonization is promoted by reducing the CO partial pressure in the furnace with H 2 gas.
【０００５】しかしながら、ＡＯＤ法等を炭素鋼に適用
した場合、Ａｒガスの大量使用がコスト面で実用には向
かないという問題がある。また、未脱りんの高炉銑を吹
錬する場合、脱りん反応を促進するためにＡｒガス流量
を溶鉄トン当たり0.2 Ｎm3／min 以下程度まで低減する
必要があるが、Ａｒガス流量が少なすぎる場合には、Ｃ
Ｏ分圧低減効果が小さくなるばかりではなく、羽口詰ま
りが発生しがちとなる等、操業上の問題も生じる。[0005] However, when the AOD method or the like is applied to carbon steel, there is a problem that the use of a large amount of Ar gas is not practical in terms of cost. When blowing unphosphorized blast furnace pig iron, it is necessary to reduce the Ar gas flow rate to about 0.2 Nm 3 / min or less per ton of molten iron in order to promote the dephosphorization reaction, but the Ar gas flow rate is too small. In that case, C
Not only is the effect of reducing the partial pressure of O small, but also there is a problem in operation, such as the tendency of tuyere clogging.
【０００６】特開昭56 20112 号公報には、吹錬末期に
炭化水素系ノズル冷却剤の吹き込みを停止して、主とし
て不活性ガスに吹き込みに切換える低水素鋼の上底吹き
転炉溶製方法が示されている。これはいわゆるリンス処
理による水素低減法の範疇に入るものである。Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-20112 discloses a method of melting a low-hydrogen steel top-bottom blow converter in which the blowing of a hydrocarbon-based nozzle coolant is stopped at the end of blowing, and the blowing is switched to mainly inert gas. It is shown. This falls into the category of a hydrogen reduction method by a so-called rinsing process.
【０００７】特開昭60 145309号公報には、精錬用ガス
として水素ガス、炭化水素ガスまたはＡｒガスなどを含
む回収ガスを用いる上吹き、または上底吹き転炉精錬方
法が示されている。これは、Ｍｎ歩留向上と極低炭素領
域の脱炭効率向上を目的とするものである。[0007] Japanese Patent Application Laid-Open No. 145309/1985 discloses a method of refining a top or bottom blown converter using a recovery gas containing hydrogen gas, hydrocarbon gas or Ar gas as a refining gas. This aims to improve the Mn yield and the decarburization efficiency in the extremely low carbon region.
【０００８】本出願人は、特開平５−７８７２６号公報
において底吹きガスに炭化水素ガスを用いる上底吹き転
炉精錬方法（以下、低ＰCO吹錬法と記す）を開示した。
炭化水素ガスは実操業において取扱いも容易であり、コ
スト面で有利である。また、溶鉄中に吹き込まれた炭化
水素ガスは分解により、もとの体積以上の水素ガスを生
成するので溶鉄撹拌を効果的に行うことができると同時
に、ＣＯ分圧を低減する効果ももつので効率良く脱炭反
応を進行させることが可能である。その結果、以下の
ａ）〜ｃ）の精錬効果を達成することが可能となった。[0008] The Applicant has raised bottom blown converter refining method using a hydrocarbon gas to the bottom-blown gas in JP-A 5-78726 discloses (hereinafter referred to as low-P CO blowing method) have been disclosed.
The hydrocarbon gas is easy to handle in actual operation, and is advantageous in cost. In addition, the hydrocarbon gas blown into the molten iron is decomposed to generate hydrogen gas of an original volume or more, so that the molten iron can be effectively stirred and, at the same time, has the effect of reducing the CO partial pressure. It is possible to efficiently advance the decarburization reaction. As a result, the following refining effects a) to c) can be achieved.
【０００９】ａ）高炉銑の効果的な脱りんおよび脱炭 ｂ）脱りん銑の、スラグ中低鉄分および溶鉄中低酸素下
での脱炭促進 ｃ）高クロム鋼または高マンガン鋼の、クロム低ロスま
たはマンガン低ロス下での脱炭促進A) Effective dephosphorization and decarburization of blast furnace iron b) Acceleration of decarburization of dephosphorized iron under low iron content in slag and low oxygen content in molten iron c) Chromium in high chromium steel or high manganese steel Acceleration of decarburization under low loss or low manganese loss
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記の低ＰCO吹錬法で
は、吹錬末期の炭化水素底吹きにより大量の水素ガスが
溶鉄中に発生し、その溶解により溶鉄中水素濃度が上昇
する。The low P CO blowing method described above [0005], a large amount of hydrogen gas by blowing hydrocarbon bottom end of the blow is generated during the molten iron, the molten iron in hydrogen concentration by the solubility increases.
【００１１】溶鉄中水素が増加すると水素起因の割れが
発生するなど、鋼の品質上に問題が生じる。また、増加
した溶鉄中水素を除去するために、吹錬終了後にＡｒ等
の不活性ガス底吹きによるリンス処理を行う必要が生じ
るが、その場合には出鋼温度の低下、転炉以降の工程と
の連継への悪影響等、操業上の問題を生じることがあ
る。[0011] When the amount of hydrogen in the molten iron increases, there arises a problem in the quality of steel, such as generation of cracks caused by hydrogen. Further, in order to remove the increased hydrogen in the molten iron, it is necessary to perform a rinsing treatment by blowing an inert gas such as Ar after the completion of the blowing, but in this case, a drop in the tapping temperature and a process after the converter are required. Operational problems may occur, such as adverse effects on continuity.
【００１２】本発明の目的は、低ＰCO吹錬法の有する有
価金属の高歩留と高効率脱炭の進行という特徴を損なう
ことなく、溶鉄中水素濃度の増加を抑制することができ
る上底吹き転炉精錬方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a feature of progress of high yield and high efficiency decarburization valuable metals included in the low P CO blowing method, on it is possible to suppress an increase of the hydrogen concentration in the molten iron It is an object of the present invention to provide a bottom-blown converter refining method.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、下記（１）の
転炉精錬方法を要旨とする。The gist of the present invention is a converter refining method of the following (1) .
【００１４】（１）上底吹き転炉精錬の吹錬末期におい
て、溶鉄浴面下の羽口から溶鉄に炭化水素ガスを吹き込
み、このガスから分解生成する水素ガスによりＣＯ分圧
を低減して脱炭精錬する際、炭化水素ガス流量を減少さ
せ、それにより減少する水素ガス流量と同等量の不活性
ガスを加えて炭化水素ガスと同時に吹き込むことによ
り、溶鉄中水素濃度の増加を抑制する転炉精錬方法であ
って、ガス流量をつぎのようにして吹き込む。(1) In the last stage of the top and bottom blowing converter refining, hydrocarbon gas is blown into the molten iron from the tuyere below the molten iron bath, and the CO partial pressure is reduced by the hydrogen gas decomposed and generated from this gas. During decarburization refining, the flow rate of hydrocarbon gas is reduced, and the amount of inert gas equivalent to the reduced flow rate of hydrogen gas is added, and the gas is blown simultaneously with the hydrocarbon gas to suppress the increase in the hydrogen concentration in the molten iron. furnace smelting method der
Then, the gas flow rate is blown in as follows .
【００１５】すなわち、炭化水素ガスの分解により生成
する水素ガスと、炭化水素ガスと同時に吹き込む不活性
ガスとの総流量を溶鉄トン当たり０．３Ｎｍ３／min以
上、かつ、その中の水素ガス流量を溶鉄トン当たり０．
３Ｎｍ３／min以下とする。 That is, the total flow rate of the hydrogen gas generated by the decomposition of the hydrocarbon gas and the inert gas blown at the same time as the hydrocarbon gas is 0.3 Nm 3 / min or more per ton of molten iron, and the flow rate of the hydrogen gas therein is 0.1 ton per ton of molten iron.
3 Nm 3 / min or less.
【００１６】上記の「吹錬末期」とは、溶鉄中の炭素濃
度が約１％前後に達したときから、吹錬終了（終点）ま
での期間を意味する。The above "end of blowing" means a period from the time when the carbon concentration in the molten iron reaches about 1% to the end of blowing (end point).
【００１７】本発明者らは、吹錬末期に底吹きする炭化
水素の一部を不活性ガスに置き換えることにより、溶鉄
の撹拌効果および炉内ＣＯ分圧低減効果を損なうことな
く、しかも溶鉄中水素の濃度上昇を抑制することが可能
であることを知見した。The present inventors replace the part of hydrocarbons blown down at the end of blowing with an inert gas, so that the effect of stirring the molten iron and the effect of reducing the partial pressure of CO in the furnace are not impaired. It has been found that it is possible to suppress an increase in the concentration of hydrogen.
【００１８】[0018]
【作用】低ＰCO吹錬法における炭化水素底吹き時の上底
吹き転炉における精錬挙動は、次のように説明される。Refining behavior in the upper bottom blown converter when blown hydrocarbons bottom in [action] low P CO blowing method is described as follows.
【００１９】炉内ＣＯ分圧低減効果を得るための炭化水
素ガスの供給は、溶鉄中炭素濃度が0.5〜1.0 ％となっ
た時点で開始され、吹錬終了まで３〜５分間続けられ
る。溶鉄中炭素濃度が0.5 ％よりも高い状態では、溶鉄
トン当たり0.2 Ｎm3／min 程度の底吹きガス撹拌でも、
スラグ中鉄分は５％程度とそれほど高くはないが、溶鉄
中炭素濃度が0.5 ％以下の状態では、脱炭反応によるＣ
Ｏガス発生量が低下し、下記反応式によりＦｅＯが生成
することにより、スラグ中の鉄分が増大する。The supply of hydrocarbon gas for obtaining the effect of reducing the CO partial pressure in the furnace is started when the carbon concentration in the molten iron reaches 0.5 to 1.0%, and is continued for 3 to 5 minutes until the end of blowing. In the state where the carbon concentration in the molten iron is higher than 0.5%, even if the bottom blown gas is stirred at about 0.2 Nm 3 / min per ton of molten iron,
The iron content in the slag is not so high at about 5%, but when the carbon concentration in the molten iron is 0.5% or less, C
The amount of O gas generated decreases, and FeO is generated by the following reaction formula, so that the iron content in the slag increases.
【００２０】〔Ｆｅ〕＋〔Ｏ〕＝（ＦｅＯ） このとき炭化水素ガスを底吹きすることにより生じる、
溶鉄トン当たり 0.3〜1.0 Ｎm3／min の水素ガスが脱炭
を促進する。これは、炭化水素ガスの分解により生成す
る水素ガスにより溶鉄が撹拌され、同時にＣＯ分圧が低
下するという原理に起因する。その結果、次のａ）〜
ｃ）の効果が達成される。[Fe] + [O] = (FeO) At this time, the hydrocarbon gas is generated by bottom blowing.
0.3 to 1.0 Nm 3 / min of hydrogen gas per ton of molten iron promotes decarburization. This is based on the principle that molten iron is stirred by hydrogen gas generated by the decomposition of hydrocarbon gas, and at the same time, the partial pressure of CO decreases. As a result, the following a) to
The effect of c) is achieved.
【００２１】ａ）スラグ中鉄分の低下 ｂ）溶鉄中酸素の低下 ｃ）終点炭素濃度の低下 しかし、終点すなわち目標の炭素濃度に到達させる目的
のみで、このままのガス吹き込み条件で吹錬を続行する
と、底吹き炭化水素ガスから分解生成した水素ガスが吹
錬時間経過と共に溶鉄中に溶解し始め、溶鉄中の水素濃
度が上昇し始める。A) Decrease in iron content in slag b) Decrease in oxygen in molten iron c) Decrease in end-point carbon concentration However, if blowing is continued under the same gas injection conditions only for the purpose of reaching the end point, ie, the target carbon concentration, Then, the hydrogen gas decomposed and generated from the bottom blown hydrocarbon gas begins to dissolve in the molten iron with the lapse of the blowing time, and the hydrogen concentration in the molten iron starts to increase.
【００２２】溶鉄に溶解した水素は、脱炭反応により生
成するＣＯガス気泡に含有されることにより除去される
が、溶鉄中水素濃度の上昇は、溶鉄中炭素濃度の減少に
伴い脱炭反応により生成するＣＯガス量が減少し、溶鉄
からの水素除去速度が小さくなり、水素ガスの溶鉄への
溶解速度が上回ることによるものである。吹錬終点にお
いて、溶鉄中に溶解した水素の濃度は５〜12 ppmに及
ぶ。The hydrogen dissolved in the molten iron is removed by being contained in the CO gas bubbles generated by the decarburization reaction. However, the increase in the hydrogen concentration in the molten iron increases with the decrease in the carbon concentration in the molten iron. This is because the amount of generated CO gas decreases, the rate of removing hydrogen from molten iron decreases, and the rate of dissolution of hydrogen gas into molten iron increases. At the end of blowing, the concentration of hydrogen dissolved in the molten iron ranges from 5 to 12 ppm.
【００２３】溶鉄中水素濃度増加を抑制するためには、
炭化水素ガスの底吹き流量を低減するのがよいが、その
低減により溶鉄撹拌およびＣＯ分圧低減の効果が小さく
なって、前記ａ）〜ｃ）の効果が損なわれ、脱炭効率や
Ｍｎ歩留が低下する。In order to suppress the increase in the hydrogen concentration in the molten iron,
Although it is preferable to reduce the bottom flow rate of the hydrocarbon gas, the effect of stirring the molten iron and reducing the partial pressure of CO is reduced, and the effects of the above a) to c) are impaired. Retention decreases.
【００２４】溶鉄中の炭素が約１％前後以下となった吹
錬末期において底吹き炭化水素ガス流量を低減し、それ
により減少する水素ガス流量と同等の不活性ガスを底吹
き炭化水素ガスに加えて底吹きで供給すれば、溶鉄撹拌
およびＣＯ分圧低減効果を炭化水素ガスのみの場合と同
等に維持して上記ａ) 〜ｃ) までの効果を得ながら、し
かも、溶鉄中の水素源を削減することができるため、溶
鉄中水素濃度の上昇を抑制することが可能となる。この
理由で、底吹き炭化水素ガスの一部を不活性ガスに置換
することとし、その不活性ガスの流量は、炭化水素ガス
流量を低減することにより減少する水素ガス流量と同等
量とした。At the end of blowing, when the carbon in the molten iron is reduced to about 1% or less, the flow rate of the bottom-blown hydrocarbon gas is reduced, and an inert gas equivalent to the reduced hydrogen gas flow rate is converted into the bottom-blown hydrocarbon gas. In addition, if supplied by bottom blowing, the effects of the above a) to c) can be obtained while maintaining the molten iron stirring and CO partial pressure reducing effects equivalent to those of only the hydrocarbon gas, and the hydrogen source in the molten iron can be reduced. Since it can be reduced, it is possible to suppress an increase in the hydrogen concentration in the molten iron. For this reason, a part of the bottom-blown hydrocarbon gas is replaced with an inert gas, and the flow rate of the inert gas is set to be equal to the hydrogen gas flow rate reduced by reducing the hydrocarbon gas flow rate.
【００２５】不活性ガス種は、水素をほとんど含まない
ものであれば特に制限はない。例えばＡｒ、Ｈｅ、窒素
等のガスである。ガス単価が高いという問題を除けば、
Ｈｅは密度も小さく、同じ羽口前圧の場合でも供給可能
な流量が大きいので、特に有効である。溶鉄中窒素濃度
の上昇を特に嫌わない鋼種に対しては、窒素ガスを用い
てもよく、この場合は経済的にも有利である。The inert gas species is not particularly limited as long as it hardly contains hydrogen. For example, a gas such as Ar, He, or nitrogen is used. Apart from the problem of high gas prices,
He is particularly effective because He has a low density and a large flow rate that can be supplied even at the same tuyere pre-pressure. Nitrogen gas may be used for steel types that do not particularly dislike an increase in the nitrogen concentration in the molten iron, and this case is economically advantageous.
【００２６】不活性ガスの供給を開始する時期は、炭化
水素ガスの底吹き開始と同時、またはその開始と前後し
ても構わない。目標の溶鉄中水素濃度および炭化水素ガ
ス供給時間により適切に変更するのが良く、水素濃度増
加が比較的許容可能な場合には、不活性ガスの供給開始
時期を遅らせることができる。The supply of the inert gas may be started at the same time as the start of the bottom blowing of the hydrocarbon gas, or before or after the start. It is appropriate to appropriately change the target hydrogen concentration in the molten iron and the supply time of the hydrocarbon gas, and when the increase in the hydrogen concentration is relatively acceptable, the supply start time of the inert gas can be delayed.
【００２７】上記の場合の炭化水素ガス流量および不活
性ガス流量には、望ましい条件がある。すなわち、炭化
水素ガスの分解により生成する水素ガスと、炭化水素ガ
スと同時に吹き込む不活性ガスとの合計総流量を溶鉄ト
ン当たり0.3 Ｎm3／min 以上、かつ、その中の水素ガス
流量を溶鉄トン当たり0.3 Ｎm3／min 以下とするのがよ
い。There are desirable conditions for the hydrocarbon gas flow rate and the inert gas flow rate in the above case. That is, the total total flow rate of the hydrogen gas generated by the decomposition of the hydrocarbon gas and the inert gas blown at the same time as the hydrocarbon gas is 0.3 Nm 3 / min or more per ton of molten iron, and the flow rate of hydrogen gas in the ton is It is preferable that the pressure is not more than 0.3 Nm 3 / min.
【００２８】上記合計総流量の望ましい上限は溶鉄トン
当たり1.0 Ｎm3／min 、その中の水素ガス流量の望まし
い下限は溶鉄トン当たり0.1 Ｎm3／min である。合計総
流量が溶鉄トン当たり0.3 Ｎm3／min 未満では、通常の
上底吹き転炉吹錬と大差なく、低ＰCOの効果が期待でき
ない。一方、1.0 Ｎm3／min を超えても、それ以上の顕
著な低ＰCOの効果が得られない。その中の水素ガス流量
が溶鉄トン当たり 0.1Ｎm3／min 未満では、合計総流量
に対して必要となる不活性ガス流量が多く、コスト面で
不利となる。一方、0.3 Ｎm3／min を超えると、溶鉄中
の水素濃度上昇が問題となる。The desirable upper limit of the total total flow rate is 1.0 Nm 3 / min per ton of molten iron, and the desirable lower limit of the hydrogen gas flow rate is 0.1 Nm 3 / min per ton of molten iron. Total total flow in the 0.3 Nm less than 3 / min per molten iron ton converter blowing normal upper base blowing and not much different, the effect of low P CO can not be expected. On the other hand, even if it exceeds 1.0 Nm 3 / min, no further remarkable low PCO effect can be obtained. If the flow rate of hydrogen gas is less than 0.1 Nm 3 / min per ton of molten iron, the required flow rate of inert gas is large relative to the total flow rate, which is disadvantageous in terms of cost. On the other hand, if it exceeds 0.3 Nm 3 / min, an increase in the hydrogen concentration in the molten iron becomes a problem.
【００２９】不活性ガス流量は、吹錬終点における溶鉄
中水素濃度の制限値により、適切に設定するのが望まし
い。前述のように、溶鉄中炭素濃度が0.5 ％になった時
点で炭化水素ガスの供給を開始する場合、通常の吹錬で
は吹錬終了までに供給する時間が３〜５分程度である。
このとき、例えば炭化水素ガスから分解発生する水素ガ
ス流量が溶鉄トン当たり0.3 Ｎm3／min 以下であれば、
吹錬終点の溶鉄中水素濃度も5ppm程度以下に収まり、そ
の後の脱ガス工程において十分に低減することが可能で
あるので、通常において問題はない。しかし、水素ガス
流量がそれ以上になる場合、吹錬終点の水素濃度が５pp
m 以上となるので、水素ガス流量が0.3Ｎm3／min 以下
となるように不活性ガスを供給することが望ましい。It is desirable that the flow rate of the inert gas is appropriately set according to the limit value of the hydrogen concentration in the molten iron at the end point of the blowing. As described above, when the supply of the hydrocarbon gas is started when the carbon concentration in the molten iron reaches 0.5%, the supply time until the end of the blowing is about 3 to 5 minutes in normal blowing.
At this time, for example, if the flow rate of hydrogen gas generated by decomposition from hydrocarbon gas is 0.3 Nm 3 / min or less per ton of molten iron,
The concentration of hydrogen in the molten iron at the end of blowing also falls to about 5 ppm or less, and can be sufficiently reduced in the subsequent degassing step, so there is usually no problem. However, when the hydrogen gas flow rate becomes higher, the hydrogen concentration at the blowing end point is 5 pp.
m or more, it is desirable to supply the inert gas so that the hydrogen gas flow rate is 0.3 Nm 3 / min or less.
【００３０】吹錬の進行とともに脱炭反応速度が低下
し、それに伴い溶鉄中水素濃度の上昇速度が増大するの
で、不活性ガスの流量を上記範囲内で吹錬の進行ととも
に増加するのも有効である。Since the decarburization reaction rate decreases with the progress of blowing, the rate of increase in the concentration of hydrogen in the molten iron increases with this. Therefore, it is also effective to increase the flow rate of the inert gas within the above range with the progress of blowing. It is.
【００３１】不活性ガスは、独立系統により底吹きして
も良いし、底吹き酸素、炭化水素等の主吹錬ガスに混合
して底吹きしても構わない。いずれの場合においても、
設備上、操業上等の都合に合わせて選択することが望ま
しい。The inert gas may be blown down by an independent system, or may be blown down by mixing it with a main blowing gas such as bottom blown oxygen or hydrocarbon. In each case,
It is desirable that the selection be made in accordance with the convenience of facilities and operation.
【００３２】不活性ガスを独立系統により底吹きする場
合の羽口に関しては、専用の底吹き羽口を設置しても構
わないし、主吹錬ガスの底吹きに用いる二重管または三
重管羽口のいずれを用いても構わない。With respect to the tuyere when the inert gas is blown down by an independent system, a dedicated bottom blown tuyere may be installed, or a double or triple tube used for bottom blowing of the main blown gas. Any of the mouths may be used.
【００３３】主吹錬ガスの底吹きに二重管または三重管
羽口を用いる場合、一つ以上の系統を置換不活性ガスに
切り換えることになる。二重管を用いる場合の外管また
は内管のうち、もしくは三重管を用いる場合の内管、中
管、外管のうち、いずれを用いても構わない。同時に供
給するガス種との兼ね合いにより、羽口詰まり、羽口お
よび炉底耐火物溶損等の支障を起こさないように選択す
るのが望ましい。If a double or triple tube tuyere is used for bottom blowing of the main blowing gas, one or more systems will be switched to the replacement inert gas. Either the outer tube or the inner tube when using the double tube, or any of the inner tube, the middle tube and the outer tube when using the triple tube may be used. It is desirable to select so as not to cause problems such as clogging of the tuyere, tuyere and melting of refractory in the furnace bottom due to the balance with the kind of gas supplied at the same time.
【００３４】[0034]
（試験１）表１に示す組成の溶銑250 トンを、４本の三
重管炉底羽口を有する上底吹き転炉に装入し、内管、中
管および外管から供給されるＣＯ2 ガスの総流量を溶鉄
トン当たり0.2 Ｎm3／min として底吹きし、溶鉄を撹拌
しながら、造滓剤として生石灰12kg/t、珪石３kg/t、鉄
マンガン鉱石10kg/tを添加するとともに、４孔ラバール
ノズルを有する上吹きランスから溶鉄トン当たり3.0 Ｎ
m3／min の酸素を上吹きして脱炭精錬を開始した。(Test 1) 250 tons of hot metal having the composition shown in Table 1 were charged into an upper-bottom blowing converter having four triple-tube furnace bottom tuyeres, and CO 2 supplied from an inner pipe, a middle pipe, and an outer pipe. The total flow rate of the gas was 0.2 Nm 3 / min per ton of molten iron, and the bottom was blown. While stirring the molten iron, 12 kg / t of quicklime, 3 kg / t of silica, and 10 kg / t of iron manganese ore were added as slag-making agents. 3.0 N per ton of molten iron from top blow lance with perforated Laval nozzle
Decarburization refining was started by blowing up m 3 / min oxygen.
【００３５】[0035]
【表１】 [Table 1]
【００３６】本発明例の実験として、溶鉄中炭素濃度が
0.5 ％になった時点で底吹きガスをＣＯ2 ガスから、次
のように変更した。すなわち、外管からプロパンガスを
溶鉄トン当たり0.1 Ｎm3／min 、中管から酸素を溶鉄ト
ン当たり0.1 Ｎm3／min 供給する際、内管から溶鉄トン
当たり0.4 Ｎm3／min のＡｒガスを供給し、その後、溶
鉄中炭素濃度が0.03％となるまで吹錬を実施した。この
ときの水素ガス流量とＡｒガスとの合計総流量は0.8 Ｎ
m3／min である。As an experiment of the present invention, the carbon concentration in the molten iron was
When it reached 0.5%, the bottom blowing gas was changed from CO 2 gas as follows. That is, when propane gas is supplied from the outer tube at 0.1 Nm 3 / min per ton of molten iron and oxygen is supplied from the middle tube at 0.1 Nm 3 / min per ton of molten iron, Ar gas at 0.4 Nm 3 / min per ton of molten iron is supplied from the inner tube. Thereafter, blowing was performed until the carbon concentration in the molten iron became 0.03%. At this time, the total total flow rate of the hydrogen gas flow and the Ar gas is 0.8 N
m 3 / min.
【００３７】比較例１の実験として、溶鉄中炭素濃度が
0.5 ％になった時点で、外管および内管からプロパンガ
スを溶鉄トン当たり0.1 Ｎm3／min 、中管から酸素を溶
鉄トン当たり0.1 Ｎm3／min 供給して、溶鉄中炭素濃度
が0.03％となるまで吹錬を実施した。As an experiment of Comparative Example 1, the carbon concentration in the molten iron was
At the time when the concentration becomes 0.5%, propane gas is supplied from the outer tube and the inner tube at 0.1 Nm 3 / min per ton of molten iron, and oxygen is supplied from the middle tube at 0.1 Nm 3 / min per ton of molten iron, so that the carbon concentration in the molten iron is 0.03%. Blowing was carried out until.
【００３８】比較例２の実験として、底吹きガスとして
ＣＯ2 ガスを溶鉄トン当たり0.2 Ｎm3／min 供給して、
溶鉄中炭素濃度が0.03％となるまで吹錬を実施した。As an experiment of Comparative Example 2, CO 2 gas was supplied as a bottom-blown gas at 0.2 Nm 3 / min per ton of molten iron.
Blowing was performed until the carbon concentration in the molten iron became 0.03%.
【００３９】図１は、上記の各条件における吹錬パター
ンの概念を示す図である。結果を表２に対比して示す。FIG. 1 is a diagram showing the concept of the blowing pattern under each of the above conditions. The results are shown in Table 2.
【００４０】[0040]
【表２】 [Table 2]
【００４１】表２に示すように、同一の終点炭素濃度に
おいても、プロパンおよびＡｒの底吹き（本発明例）お
よびＡｒなしでのプロパンの底吹き（比較例１）によ
り、底吹きガスとしてＣＯ2 ガスのみを用いた比較例２
と比較して、溶鉄中酸素活量、スラグ中鉄分が低下し、
Ｍｎ歩留が向上した。As shown in Table 2, even at the same end point carbon concentration, the bottom blowing of propane and Ar (Example of the present invention) and the bottom blowing of propane without Ar (Comparative Example 1) gave CO as the bottom blowing gas. Comparative Example 2 using only two gases
As compared with, oxygen activity in molten iron and iron content in slag decrease,
The Mn yield was improved.
【００４２】終点の水素濃度は、当然ＣＯ2 ガスのみを
用いた比較例２の場合に3.1ppmと最も低くなるが、本発
明例と比較例１とを対比して明らかなように、本発明例
では9.0ppmから4.5ppmに低減され、比較例２に近い値と
なった。The hydrogen concentration at the end point is naturally the lowest at 3.1 ppm in Comparative Example 2 using only CO 2 gas. However, as is clear from the comparison between the present invention example and Comparative example 1, the present invention has a lower hydrogen concentration. In the example, the value was reduced from 9.0 ppm to 4.5 ppm, which was a value close to Comparative Example 2.
【００４３】このように本発明法では、有価金属の高歩
留と高効率脱炭の進行という特徴を損なうことなく、溶
鉄中水素濃度の増加を抑制することができることが明ら
かである。As described above, it is apparent that the method of the present invention can suppress an increase in the hydrogen concentration in the molten iron without impairing the characteristics of high yield of valuable metals and progress of highly efficient decarburization.
【００４４】（試験２）表１に示す組成の溶銑250 トン
を、４本の三重管炉底羽口を有する上底吹き転炉に装入
し、内管、中管および外管から供給されるＣＯ2 ガスの
総流量を溶鉄トン当たり0.2 Ｎm3／min として底吹き
し、溶鉄を撹拌しながら、造滓剤として生石灰12kg/t、
珪石３kg/t、鉄マンガン鉱石10kg/tを添加するととも
に、４孔ラバールノズルを有する上吹きランスから溶鉄
トン当たり3.0 Ｎm3／min の酸素を上吹きして脱炭精錬
を開始した。(Test 2) 250 tons of hot metal having the composition shown in Table 1 were charged into an upper-bottom blowing converter having four triple-tube furnace bottom tuyeres, and supplied from an inner pipe, a middle pipe, and an outer pipe. The total flow rate of CO 2 gas is 0.2 Nm 3 / min per ton of molten iron, and the bottom is blown.
Decarburization refining was started by adding 3 kg / t of silica stone and 10 kg / t of iron-manganese ore, and blowing up oxygen at 3.0 Nm 3 / min per ton of molten iron from an upper blowing lance having a 4-hole Laval nozzle.
【００４５】吹錬中、溶鉄中炭素濃度が0.5 ％以下にな
った時点から、プロパンおよびＡｒを底吹きして吹錬を
行い、終点の炭素濃度が0.03〜0.05％の範囲で吹錬を終
了した。During the blowing, when the carbon concentration in the molten iron becomes 0.5% or less, blowing is performed by blowing bottom of propane and Ar, and the blowing is completed when the carbon concentration at the end point is in the range of 0.03 to 0.05%. did.
【００４６】このとき、供給するプロパンから分解生成
する水素ガス流量とＡｒガス流量との合計総流量を、各
吹錬において溶鉄トン当たり０〜1.0 Ｎm3／min の範囲
で変化させ、吹錬終点における溶鉄中酸素活量、スラグ
中Ｔ．ＦｅおよびＭｎ歩留と（水素＋Ａｒ）流量との関
係を調査した。At this time, the total flow rate of the flow rate of hydrogen gas and the flow rate of Ar gas decomposed from the supplied propane is changed in the range of 0 to 1.0 Nm 3 / min per ton of molten iron in each blowing, and the blowing end point is changed. Oxygen activity in molten iron and T. in slag The relationship between the Fe and Mn yields and the (hydrogen + Ar) flow rate was investigated.
【００４７】図２に上記調査結果を示す。図示するよう
に（水素＋Ａｒ）流量の増加とともに、溶鉄中酸素活量
およびスラグ中Ｔ．Ｆｅが低減し、Ｍｎ歩留が向上し
た。この向上効果は、（水素＋Ａｒ）流量が溶鉄トン当
たり0.3 Ｎm3／min 以上の範囲で顕著であった。FIG. 2 shows the results of the above investigation. As shown in the figure, as the (hydrogen + Ar) flow rate increases, the oxygen activity in the molten iron and the T.O. Fe was reduced and Mn yield was improved. This improvement effect was remarkable when the flow rate of (hydrogen + Ar) was 0.3 Nm 3 / min or more per ton of molten iron.
【００４８】（試験３）試験１および試験２と同様の方
法で脱炭精錬を開始し、吹錬中、溶鉄中炭素濃度が0.5
％以下になった時点から、プロパンおよびＡｒを底吹き
して吹錬を行い、終点の溶鉄中炭素濃度が0.03〜0.05％
の範囲で吹錬を終了した。(Test 3) Decarburization refining was started in the same manner as in Tests 1 and 2, and during the blowing, the carbon concentration in the molten iron was 0.5.
% Or less, propane and Ar are blown from the bottom to perform blowing, and the carbon concentration in the molten iron at the end point is 0.03 to 0.05%.
Ended blowing in the range.
【００４９】このとき、供給するプロパンから分解生成
する水素ガス流量とＡｒ流量との合計総量を、各吹錬に
おいて溶鉄トン当たり1.0 Ｎm3／min で一定とし、水素
ガス流量を溶鉄トン当たり０〜1.0 Ｎm3／min の範囲で
変化させ、終点水素濃度と水素ガス流量との関係を調査
した。At this time, the total amount of the flow rate of hydrogen gas and the flow rate of Ar generated by decomposition from the supplied propane is made constant at 1.0 Nm 3 / min per ton of molten iron in each blowing, and the flow rate of hydrogen gas is set to 0 ton per molten ton. The relationship between the end point hydrogen concentration and the hydrogen gas flow rate was investigated by changing the flow rate within the range of 1.0 Nm 3 / min.
【００５０】図３にその結果を示す。図示するように、
プロパンの一部をＡｒに置き換え、水素ガス流量を低下
させると溶鉄中水素濃度も低下し、水素ガス流量が溶鉄
トン当たり0.3 Ｎm3／min 以下の範囲で５ppm 以下に収
まった。FIG. 3 shows the result. As shown
When a part of propane was replaced with Ar and the hydrogen gas flow rate was reduced, the hydrogen concentration in the molten iron was also reduced, and the hydrogen gas flow rate was within 5 ppm or less in the range of 0.3 Nm 3 / min per ton of molten iron.
【００５１】[0051]
【発明の効果】本発明方法によれば、底吹き炭化水素ガ
スから分解発生する水素ガスの溶鉄撹拌およびＣＯ分圧
低減の効果を確保して、有価金属の高歩留下で効率良く
脱炭反応を促進することができるとともに、水素ガスの
溶解に起因する溶鉄中水素濃度上昇を抑制することが可
能である。According to the method of the present invention, the effect of stirring the molten iron of the hydrogen gas decomposed and generated from the bottom-blown hydrocarbon gas and reducing the partial pressure of CO is ensured, and the decarburization is efficiently performed at a high yield of valuable metals. The reaction can be promoted and the increase in the hydrogen concentration in the molten iron due to the dissolution of hydrogen gas can be suppressed.
【図１】吹錬パターンの概念を示す図である。FIG. 1 is a view showing the concept of a blowing pattern.
【図２】吹錬終点における溶鉄中酸素活量、スラグ中
Ｔ．ＦｅおよびＭｎ歩留と（水素＋Ａｒ）流量との関係
を示す図である。FIG. 2 shows oxygen activity in molten iron at the end of blowing and T.O. It is a figure which shows the relationship between Fe and Mn yield and (hydrogen + Ar) flow rate.
【図３】吹錬終点における水素濃度と水素ガス流量との
関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a hydrogen concentration and a hydrogen gas flow rate at a blowing end point.
Claims (1)
鉄浴面下の羽口から溶鉄に炭化水素ガスを吹き込み、こ
のガスから分解生成する水素ガスによりＣＯ分圧を低減
して脱炭精錬する際、炭化水素ガス流量を減少させ、そ
れにより減少する水素ガス流量と同等量の不活性ガスを
加えて炭化水素ガスと同時に吹き込むことにより、溶鉄
中水素濃度の増加を抑制する転炉精錬方法であって、炭
化水素ガスの分解により生成する水素ガスと、炭化水素
ガスと同時に吹き込む不活性ガスとの総流量を溶鉄トン
当たり０．３Ｎｍ３／min以上、かつ、その中の水素ガ
ス流量を溶鉄トン当たり０．３Ｎｍ３／min以下とする
ことを特徴とする転炉精錬方法。At the end of blowing in the upper and bottom blower converter refining, hydrocarbon gas is blown into the molten iron from the tuyere below the surface of the molten iron bath, and the CO partial pressure is reduced by hydrogen gas decomposed and generated from the gas to remove the gas. A converter that reduces the hydrogen concentration in the molten iron by reducing the hydrocarbon gas flow rate during coal refining and adding an inert gas equivalent to the reduced hydrogen gas flow rate and simultaneously blowing it with the hydrocarbon gas. A refining method, wherein the total flow rate of hydrogen gas generated by the decomposition of a hydrocarbon gas and an inert gas blown at the same time as the hydrocarbon gas is 0.3 Nm 3 / min or more per ton of molten iron, and the hydrogen gas contained therein A converter refining method characterized in that the flow rate is 0.3 Nm 3 / min or less per ton of molten iron.
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