[發明專利]轉爐中鐵水的精煉方法

有效

• 申請號: 201380018191.8
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN104245965A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 中瀨憲治;高橋幸雄;菊池直樹;奧山悟郎;佐藤新吾;內田祐一;三木祐司
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C21C5/30
• 分類號: C21C5/30;C21C1/02;C21C5/46
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 盛曼;金龍河

技術領域

本發明涉及從頂吹噴槍向轉爐內的鐵水噴吹精煉用氧化性氣體而對鐵水進行脫磷處理或脫碳精煉的方法。詳細而言，涉及如下所述的精煉方法：在頂吹噴槍的前端部形成火焰，通過被該火焰加熱后的粉體的顯熱或利用火焰燃燒后的可燃性物質的燃燒熱使鐵水的溫度上升，由此能夠提高鐵廢料等冷鐵源的配合比率。

背景技術

近年來，從保護環境的觀點出發，在煉鐵工藝中削減CO₂氣體排放量成為重要課題，在煉鋼工序中，作為所使用的鐵源嘗試提高冷鐵源(常溫狀態的鐵源)的配合比率。即，嘗試降低鐵水的配合比率。這是由于，制造鋼鐵產品時，在利用高爐制造鐵水過程中，由于要還原鐵礦石并且將其熔融，因此需要大量能量并且同時會排出大量CO₂氣體，但是冷鐵源只需要熔化熱，通過在煉鋼工序中利用冷鐵源，能夠減少鐵礦石的還原熱部分的能量使用量并且同時能夠削減CO₂氣體產生量。作為冷鐵源，一直使用鐵廢料、冷生鐵、直接還原鐵等。

但是，在利用高爐-轉爐的組合的鋼水制造工藝中，冷鐵源的熔化用熱源為鐵水所具有的顯熱以及鐵水中的碳和硅的氧化所帶來的燃燒熱，冷鐵源的熔化量自然而然地存在極限。而且近年來，對鐵水開始實施脫磷處理作為預精煉，這對冷鐵源的熔化是不利的。這是由于，通過進行脫磷處理，不僅鐵水溫度會隨著處理工序的追加而降低，而且鐵水中的碳和硅在脫磷處理中被氧化而導致它們的含量降低。需要說明的是，鐵水的脫磷處理是指，在利用轉爐對鐵水進行脫碳精煉之前，在鐵水階段以盡可能地抑制脫碳反應的狀態預先除去鐵水中的磷的精煉。

因此，為了在鐵水的脫磷處理和脫碳精煉中提高鐵水的余熱而擴大冷鐵源的配合比率，提出了多種方法。例如，在專利文獻1中提出了如下方法：作為鐵水的預處理而進行脫磷處理時，向生成的熔渣中添加碳源，同時向上述熔渣中吹入氧源以使上述碳源燃燒，將該燃燒熱賦熱于鐵水。

在專利文獻2中提出了如下方法：從頂吹噴槍向精煉容器內的鐵水供給氧氣的同時，還供給鐵廢料粉、合金鐵粉、生石灰粉等傳熱介質，從而實施鐵水的脫碳精煉及鐵或鉻的熔融還原等，此時，將精煉容器內的二次燃燒率控制在10～55％的范圍，使二次燃燒熱賦熱于上述傳熱介質，通過賦熱了二次燃燒熱后的傳熱介質對鐵水進行加熱。

另外，在專利文獻3中提出了如下脫碳精煉方法：利用轉爐對鐵水進行脫碳精煉時，使用具有氧氣噴出用主孔和與從該主孔噴出的氧氣的供給流路獨立的并且能夠同時噴出燃料氣體、氧氣和精煉用助熔劑的助熔劑供給用副孔的五套管結構的頂吹噴槍，在使從上述主孔噴出的氧氣的噴流保持相互分離的狀態的同時，與該氧氣噴流獨立地在副孔前端形成火焰，使精煉用助熔劑在該火焰中通過從而促進該精煉用助熔劑的渣化。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平9-20913號公報

專利文獻2：日本特開2001-323312號公報

專利文獻3：日本特開平11-80825號公報

發明內容

發明所要解決的問題

但是，上述現有技術存在下述問題。

即，在專利文獻1中，通過向生成的熔渣中添加碳源，鐵水溫度上升，但存在招致碳源所含有的硫混入至鐵水中使得鐵水中的硫濃度升高的問題。并且，由于需要確保碳源的燃燒時間，因此還存在精煉時間變長、生產率降低而制造成本上升的問題。并且進一步，由于使碳源燃燒，因此還存在CO₂氣體的產生量自然而然地增加的問題。

在專利文獻2中，需要根據傳熱介質的供給速度來控制二次燃燒率，作為實現上述操作的方法，示出了一邊基于廢氣組成的分析結果求出二次燃燒率一邊調整頂吹噴槍的噴槍高度的方法。通常，若增大噴槍高度，則與來自頂吹噴槍的氧氣噴射相伴的爐內氣氛氣體(主要是CO氣體)的量增加，二次燃燒率升高，相反，若減小噴槍高度，則二次燃燒率降低。即，若像專利文獻2那樣提高二次燃燒率，則存在如下問題：氧氣噴射減弱而脫碳速度降低，脫碳精煉時間變長，生產率降低而制造成本上升。需要說明的是，噴槍高度是指頂吹噴槍的前端與靜止狀態的爐內鐵水浴面的距離。

在專利文獻3中，使用由副孔氧氣和精煉劑的流路、燃料氣體的流路、主孔氧氣的流路、冷卻水的供水流路、冷卻水的排水流路構成的五套管結構的頂吹噴槍，使上述副孔氧氣和精煉劑的流路與上述燃料氣體的流路在噴槍前端部合流，形成燃燒火焰。另外，副孔氧氣與精煉劑在噴槍的上部合流，但在合流前使用Ar氣等非活性氣體作為精煉劑的輸送用氣體。