JP5493997B2 - 転炉精錬方法 - Google Patents
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Description
2[P]+5FeO+3CaO→3CaO・P2 O5 +5[Fe]‥‥(1)
この式から分かるように、吹錬中のFeO生成量が多い程、脱リン反応が進行し易くなり、CaOの滓化が進む。そして、吹錬中のFeO生成量は、吹錬中の炉内における酸素供給量OINと酸素排出量OOUT との差ΔWO2(=OIN−OOUT )に比例した量になると考えることができる。
この発明の課題は、転炉精錬前の溶銑予備処理として脱リン処理を行わずに、転炉精錬時に効率的に十分な脱リンが行われる方法を提供することである。
(a):吹錬進行度80%以降に行う溶鋼の成分および温度測定時点で溶鋼のリン濃度が所定値以下(吹錬終了時点での目標値に応じて設定される値)となるための、吹錬進行度40%の時点でのFeO生成量を、FeO生成量目標値として設定すること。このFeO生成量目標値は、吹錬進行度40%の時点でのFeO生成量そのものでもよいし、この時点までに吹錬した溶銑の質量で除算した値(例えば、溶銑1トン当たりの値)でもよい。
(b):吹錬中の炉内における酸素供給量OINと酸素排出量OOUT との差ΔWO2(=OIN−OOUT )を逐次算出し、その算出値に基づいてFeO生成量を推定すること。
(c): (b)で推定されたFeO生成量推定値が(a) で設定されたFeO生成量目標値となるように、吹き付ける酸素の流量、ランスの湯面からの高さ、脱リン剤の投入量、および吹き込む撹拌ガスの流量のいずれか1以上の条件を調整し、調整された条件で吹錬を行うこと。
転炉精錬時の脱リンの場合は、図3に示すように、吹錬進行度が40%までは、溶銑に供給された酸素によりFeOが生成されて、前記(1)式に示す脱リン反応が進行するため、溶銑のリン濃度は急速に低下する。吹錬進行度が40%に達した後は、供給された酸素のほとんどが脱炭反応に消費されるため、脱リン反応が進まず溶銑のリン濃度はあまり低下しない。吹錬進行度が90%に達すると、炭素濃度はかなり低下していて、脱炭反応が酸素供給律速から撹拌律速に変化するため、供給された酸素が脱リンや鉄の燃焼に使用されるようになって、再びリン濃度の低下速度が速くなる。
脱炭酸素効率(%)=(脱炭反応に消費された酸素量/供給された酸素量)×100
‥‥(A)
図1は、この実施形態の方法が実施可能な転炉精錬装置を示す概略構成図である。
図1の装置において、転炉1は、内側に耐火材の被覆11を有し、上側からランス2が挿入され、底に底吹きノズル3が形成されている。転炉1の上側がフード4で覆われ、このフード4の上方に、排気ダクト41とホッパー42が形成されている。排気ダクト41は、転炉1の炉口12から上昇した気体を排気口に導くものである。ホッパー42は、副原料のうち生石灰(CaO)と鉄鉱石を転炉1内に投入するものである。
排気ダクト41のフード4に近い側に、分析装置7に向かう配管41aが接続されている。分析装置7は制御装置8に接続されている。排気ダクト41の排気口に近い側に流量計41bが取り付けられている。
制御装置8は、また、前述の入力信号に基づいて、下記の(2)式のA〜Fを逐次算出するとともに、算出された各値を用いて(2)式により逐次ΔWO2を算出し、さらに(3)式を用いてFeO生成量推定値を逐次算出するように構成されている。
A:ランスからのO2 ガス供給量(Nm3 /t)
なお、「/t」は溶銑1トン当たりを意味する。
B:投入副原料に含まれて供給されるO2 ガス量(Nm3 /t)であり、下記の式で表される。
B(Nm3 /t)=W1(kg/t)×0.15+W2(kg/t)×0.20
(上記式中、W1は投入される焼結粉の溶銑1トン当たりの質量、W2は投入される鉄鉱石の溶銑1トン当たりの質量。)
C:巻き込み空気として導入されるO2 ガス量(Nm3 /t)
D:炉口から排出されるCOガス量(Nm3 /t)
E:炉口から排出されるCO2 ガス量(Nm3 /t)
F:溶銑成分(Si,Mn,P)の酸化で消費されるO2 ガス量(Nm3 /t)
ti :吹錬開始時点からi回目の計算を行った時刻までの時間(s)
FeO(kg/t)=(ΔWO2/22.4)×71.85×2‥‥(3)
この実施形態の方法では、先ず、図1の装置を用い、250トンの溶銑を転炉1内に入れて、下記の吹錬条件1の範囲で条件を変えて多数回の吹錬を行い、吹錬進行度0(吹錬開始時点)〜40%におけるFeO生成量を測定した。また、吹錬進行度80%および100%の時点で、炉内にサブランスを投入してサンプルを採取し、溶鋼の成分測定を行った。
ランス2から吹き付ける酸素の流量:20000〜50000(Nm3 /hr)
ランス2の湯面からの高さh:1.5〜3.0(m)
底吹きノズル3から吹き込む撹拌ガスの流量:400〜2000(Nm3 /hr)
ホッパー42からのCaOの投入量:5〜40(kg/t)
ホッパー5からのCaOの投入量:0〜20(kg/t)
焼結粉の投入量:0〜20(kg/t)
鉄鉱石の投入量:0〜30(kg/t)
この吹錬の結果、下記の表1に示す組成(平均値)の溶鋼が得られた。表1には吹錬前の溶銑の組成(平均値)も示す。
これにより、制御装置8は吹錬中に、FeO生成量推定値を逐次算出し、その算出値が吹錬進行度40%の時点で10kg/t以上となるように、ランス2から吹き付ける酸素の流量、ランス2の湯面からの高さh、底吹きノズル3から吹き込むArガス(撹拌ガス)の流量、およびホッパー5からのCaO投入量とホッパー6からの焼結粉投入量のいずれか1以上の条件を調整する計算を行う。
これに伴って、吹錬中に、制御装置8で逐次算出されたFeO生成量推定値が吹錬進行度40%の時点で10kg/t以上となるように、ランス2から吹き付ける酸素の流量、ランス2の湯面からの高さh、底吹きノズル3から吹き込むArガス(撹拌ガス)の流量、およびホッパー5からのCaO投入量とホッパー6からの焼結粉投入量のいずれか1以上の条件が調整された。よって、この吹錬はこの発明の実施例に相当する。
また、比較例として、図1の装置を用い、設定されたFeO生成量目標値「吹錬進行度40%の時点でのFeO生成量6kg/t」を制御装置8に入力して、250トンの溶銑を転炉1内に入れて、前述の吹錬条件1の範囲内の条件で吹錬を行った。この吹錬を100回行ったところ、5回の吹錬で溶鋼のリン濃度を0.015mass%以下にすることができなかった。そして、得られた溶鋼の組成および温度は、平均値で下記の表2に示すものとなった。表2には吹錬前の溶銑の組成および温度も示す。
11 耐火材の被覆
12 炉口
2 ランス
21 酸素導入配管
21a 流量計
22 粉体導入配管
3 底吹きノズル
31 撹拌ガス導入配管
31a 流量計
4 フード
41 排気ダクト
41a 配管
41b 流量計
42 ホッパー
5 CaO供給用のホッパー
51 供給管
51a 流量調節弁
6 焼結粉供給用のホッパー
61 供給管
61a 流量調節弁
7 分析装置
8 制御装置
Claims (1)
- 転炉内の溶銑に対し、石灰系の脱リン剤を含む副原料を入れ、底側から撹拌ガスを吹き込みながら、ランスを介して上側から酸素を吹き付ける吹錬を行うことにより、溶銑を精錬する方法であって、
吹錬進行度80%以降に行う溶鋼の成分および温度測定時点で溶鋼のリン濃度が所定値以下となるための、吹錬進行度40%の時点でのFeO生成量をFeO生成量目標値として設定し、
吹錬中の炉内における酸素供給量OINと酸素排出量OOUT との差ΔWO2(=OIN−OOUT )を逐次算出し、その算出値に基づいてFeO生成量を推定し、このFeO推定値が前記FeO生成量目標値となるように、吹き付ける酸素の流量、ランスの湯面からの高さ、脱リン剤の投入量、および吹き込む撹拌ガスの流量のいずれか1以上の条件を調整し、調整された条件で吹錬を行うことを特徴とする転炉精錬方法。
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