[發明專利]鋼水的脫硫方法、鋼水的二次精煉方法及鋼水的制造方法

有效

• 申請號: 201280024706.0
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN103562415A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 城代哲史;伊藤壽之;川畑涼;石毛俊朗;藤本京子;豬瀨匡生
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C21C7/064
• 分類號: C21C7/064;C21C7/00;G01N21/64;G01N31/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;趙曦

技術領域

本發明中的第一項發明涉及鋼水的脫硫方法以及鋼水的制造方法，具體而言，涉及通過快速且高精度地分析轉爐出鋼后的鋼水中的S濃度就能夠以高精度控制脫硫處理后的S濃度的鋼水的脫硫方法和使用該脫硫方法的鋼水的制造方法。

此外，本發明中的第二項發明涉及鋼水的二次精煉方法以及鋼水的制造方法，具體而言，涉及通過快速且高精度地分析二次精煉中的鋼水的S濃度就能夠縮短脫硫處理所需的時間，同時削減脫硫劑的使用量的鋼水的二次精煉方法，以及使用該方法的鋼水的制造方法。

背景技術

近年來，隨著對鋼鐵制品的高品質化的需求的增加，鋼中所含的S的減少成為了重要的課題。鋼鐵制品所含的S的大部分來源于鐵礦石、焦炭，因此從高爐熔煉出來的鐵水中含有大量的S。于是，在高爐之后的工序中進行減少鐵水中或鋼水中的S的脫硫處理。

作為進行上述脫硫處理的工藝，通常大致分為鐵水預處理工藝和二次精煉工藝，在任一工藝中脫硫劑都是使用以石灰(CaO)為主要成分的脫硫劑。這種情況下的脫硫反應基于下述式所示的反應式進行。

CaO+S→CaS+O

鋼中的碳濃度越高，上述反應式中的S的活度系數變得越大，因此脫硫處理在含有很多碳的鐵水階段中進行比較有效率。因此，一般在鐵水預處理的階段中脫硫至某種程度的水平后，在轉爐以后的二次精煉工藝中，根據最終制品所需的S水平，再次進行脫硫處理。

鋼鐵制品中的S濃度的值是使用將從剛要澆鑄的鋼水提取的樣品(以下，稱為“包樣”)進行分析而得的值，因此包樣的S濃度為標準值(合格與否判定基準)，即，為了使得不超過目標濃度的上限值，一般分析在澆鑄之前的S最終調整后提取的樣品的S濃度，事先進行確認。

在目標S濃度為0.002質量%以下(小于25質量ppm（即massppm）為合格)或0.003質量%以下(小于35massppm為合格)水平的低硫鋼、容許該水平以上的S濃度的普通鋼中，大多在鐵水預處理的階段中將S減少至目標濃度的上限值以下，不進行二次精煉時的脫硫處理。這是因為，二次精煉中的脫硫處理造成用于鋼水加熱的電力成本、脫硫劑等輔助原料成本、伴隨著耐火材料熔損的耐火材料成本的上升，制造成本上升而超過鐵水預處理。

就二次精煉中不進行脫硫處理的低硫鋼、普通鋼的情況而言，一般在轉爐出鋼時提取的樣品(以下，也稱為“爐內樣品”)成為S濃度的事先確認用的樣品，爐內樣品出現S濃度偏差時，追加二次精煉而進行脫硫處理。然而，二次精煉的追加不僅制造如上所述的成本上升，而且也引起制造工序的擾亂。例如，若要將S濃度偏差的爐料在二次精煉中進行脫硫處理，則直到連續鑄造工序為止的制造工序被擾亂，根據情況，還成為阻礙連續鑄造的接連鑄造的原因。

此外，近年來從環境保護的觀點出發，不能在轉爐中的脫碳精煉的助溶劑(造渣劑)中使用作為含氟物質的螢石，因此轉爐爐渣的脫硫能力下降。進而，由于CO₂產生量的削減要求，將鐵廢料作為鋼原料在轉爐中使用，另外，作為鐵水也不僅使用高爐鐵水，而且一部分使用由豎爐型的廢料溶解爐得到的鐵水。然而，廢料溶解爐的鐵水S濃度比較高，因此難以使鐵水預處理后的S濃度為0.003質量%以下。由此，低硫鋼、普通鋼的S濃度偏離目標濃度的上限值的比率增高，即使低硫鋼、普通鋼的情形，在二次精煉中進行脫硫處理的比率也增高。

另一方面，就目標S濃度為十數massppm以下(例如目標值為0.001質量%以下，合格值為14massppm以下)的極低硫鋼的情況而言，一般對轉爐出鋼后的鋼水進一步在二次精煉中進行脫硫處理。作為脫硫處理的方法，一般使用能夠電弧加熱和爐渣精煉的稱為LF(Ladle?Furnace)的澆包精煉設備，在鋼水中添加大量的脫硫劑一邊加熱鋼水一邊攪拌的方法(例如，參照專利文獻1～4)；使用RH真空脫氣裝置，利用投射、噴射將脫硫劑投入于真空脫氣槽內的鋼水中進行脫硫的方法(例如，參照專利文獻5～8)等。LF尤其適于極低硫鋼的熔煉。

另外，在二次精煉中進行脫硫處理而制造極低硫鋼時的脫硫處理條件，例如脫硫劑的投入量、處理時間等是基于鋼水量、二次精煉前的最終S分析值決定的。這里，上述最終S分析值相當于爐內樣品的S分析值。作為脫硫處理條件的其它的例子，相當于用于得到適于脫硫的爐渣組成的輔助原料(石灰、Al₂O₃、SiO₂、CaF等)的投入量。

另外，在本發明的第二項發明中，在二次精煉中進行多次的脫硫劑投入時，考慮將緊鄰其之前的脫硫處理后的S分析值代替二次精煉前的最終S分析值作為最終S分析值。