铁水的预处理方法_5

文档序号:8908833阅读:来源:国知局
新添 加的CaO系助熔剂的炉渣化受到损害,可能会阻碍脱磷反应。因此,在本发明中,优选将脱 硅炉渣6的排渣率控制在50~80质量%的范围。
[0114] 需要说明的是,上述排渣率用下述式(2)定义。
[0115] 排渣率(质量%)=(排出炉渣质量)X100/[(在脱硅处理工序中生成的炉渣质 量)+ (前一炉料的残留炉渣质量)]? ? ? (2)
[0116] 在上述中间排渣之后,如图5(d)所示,向残留在转炉型精炼炉内的脱硅处理后的 铁水5a供给CaO系助熔剂及氧源来进行脱磷处理(脱磷处理工序)。在此,优选在上述脱 磷处理工序使炉内生成的脱磷炉渣7的碱度调整为1. 2~3. 0的范围。如果碱度为1. 2以 上,则炉渣的脱磷能力为合适的范围,能够以较少的炉渣量来降低铁水中的磷浓度。另一方 面,如果碱度为3. 0以下,则使得炉渣的流动性为合适的范围而进行脱磷反应,且不会损害 CaO系助熔剂的渣化。
[0117] 其中,与脱硅处理同样,在上述的脱磷处理工序中使用的氧源是以来自顶吹喷枪2 的氧气9为主体,但也可以使用氧化铁作为部分氧源。其中,由于本发明的目的之一是增加 冷铁源8的使用,因此,优选尽可能使用少量的在升温及分解时吸热的氧化铁。为此,优选 将送氧条件、喷枪高度等控制为合适而调节脱磷炉渣7的T. Fe浓度,从而促进CaO系助熔 剂的渣化且不依赖于氧化铁的使用。
[0118] 另外,作为在脱磷处理中使用的CaO系助熔剂,可以使用生石灰(CaO)、石灰石 (CaC0 3)、消石灰(Ca(0H)2)等,但并不限定于这些,例如,也可以将含有40质量%以上的 CaO、且根据需要含有氟及氧化铝等其它成分的物质作为CaO系助熔剂使用。需要说明的 是,对于上述CaO系助熔剂的添加方法而言,与脱硅处理中添加CaO系助熔剂同样,可以是 从炉上的加料斗投入粒状及块状的CaO系助熔剂,或者是通过顶吹喷枪2投入粉状的CaO 系助熔剂的方法,没有特别限定。
[0119] 在该脱磷处理工序中,铁水中的磷在所供给的氧源中的氧的作用下被氧化而形成 磷氧化物(P 2〇5),进入到通过CaO系助熔剂的渣化而形成的起到脱磷精炼剂作用的脱磷炉 渣7中,形成稳定态的化合物(3Ca0*P 205),从而进行铁水5a的脱磷。需要说明的是,脱磷 处理的结束可以设定为脱磷处理时间经过了给定时间后的时刻,或者也可以设定为脱磷反 应进行而使铁水5a的磷浓度降低到给定值以下的时刻。
[0120] 脱磷处理结束后,如图5(e)所示,使转炉型精炼炉1向与中间排渣相反的方向偏 斜,经由出铁口 4将转炉型精炼炉1内的铁水5b出铁至未图示的铁水保持容器中(出铁工 序)。需要说明的是,在图5(e)中,为了与脱硅处理后的铁水5a加以区别,脱磷处理后的铁 水表示为5b。铁水5b的出铁结束后,如图5(f)所示,使转炉型精炼炉1翻转,使得炉口朝 向上方,结束出铁。
[0121] 需要说明的是,在上述出铁工序中,有时会混合在从出铁口4流出的铁水5b中而 流出脱磷炉渣7,该脱磷炉渣7的流出虽然是不可避免的,但其量为少量,从而与有意地排 出的后述的脱磷炉渣的排出明确区分。因此,在出铁结束后的转炉型精炼炉1内,未出铁的 少量的铁水5b(未图示)和几乎全部量的脱磷炉渣7残留下来。
[0122] 需要说明的是,该脱磷炉渣7由于磷酸浓度高,如果直接作为下一炉料的脱硅炉 渣使用,则可能会引起返磷而导致铁水中的磷浓度上升。因此,以往在上述出铁工序结束后 将全部量的脱磷炉渣进行了排渣。但是,如果将全部量的脱磷炉渣排出,则在下一炉料的脱 硅处理用于生成所需的脱硅炉渣的造渣材料的使用量增加,从而导致副原料成本升高。因 此,在本发明中,优选调整脱硅处理中的精炼条件来防止来自脱磷炉渣的返磷,并且在中间 排渣后进行脱磷处理,然后将铁水出铁,然后使残留于转炉型精炼炉内的脱磷炉渣中的30 质量%以上残留在炉内,作为下一炉料的脱硅炉渣原料的一部分使用。残留的脱磷炉渣更 优选为50质量%以上。
[0123] 需要说明的是,作为如上所述的使脱磷炉渣残留的排渣方法,与通常进行的炉渣 的排渣方法同样,可以是在使出铁后的炉体向与出铁口相反侧偏斜而从炉口排出时,调节 偏斜角度使得炉渣部分地残留于炉内来进行排出的方法。需要说明的是,为了使脱磷炉渣 的流动性适合于排渣,优选将脱磷处理后的炉渣的碱度调整为1. 2~1. 8的范围,且将氧化 铁的浓度调整为10质量%以上。
[0124] 接着,在使全部量的脱磷炉渣7残留于转炉型精炼炉1的炉内的情况下,在上述出 铁工序后,从转炉型精炼炉1中排出部分脱磷炉渣7,此时,可以如图5(f)所示,形成使转 炉型精炼炉1直立的状态后,从炉上的加料斗向转炉型精炼炉1内装入小尺寸的冷铁源8, 或者使转炉型精炼炉1前后偏斜数次,使残留在炉内的脱磷炉渣7固化(脱磷炉渣固化工 序),由此使残留在炉内的铁水5b凝固。该脱磷炉渣固化工序是用于通过使残留在炉内的 脱磷炉渣7及铁水5b流入到底吹喷嘴3的内部而防止底吹喷嘴3闭塞的工序,优选至少在 脱磷炉渣7及铁水5b固化/凝固之前从底吹喷嘴3喷出底吹气体10。但是,在持续供给底 吹气体的情况下,也可以省略该工序。
[0125] 该脱磷炉渣固化工序后,再次返回图3(a)所示的铁水装入工序,按照上述工序实 施下一炉料的脱硅处理及脱磷处理。
[0126] 按照上述说明的本发明,可以使用一个转炉型精炼炉连续地进行脱硅处理和脱磷 处理,并且在脱硅处理和脱磷处理之间夹有中间排渣,因此,能够将精炼容器更换导致的损 失热作为用于熔解冷铁源的热源而有效利用。另外,按照本发明,基于被抽吸到转炉型精炼 炉的废气处理设备的抽吸气体(废气)中含有碳原子的气体种的浓度来决定脱硅处理的结 束时间,从而可以经常在脱硅炉渣的松装密度小、流动性高的状态进行中间排渣,因此,能 够稳定地提高脱硅炉渣的排渣率。
[0127] 需要说明的是,在本发明的上述说明中,对于使用一个转炉型精炼炉对铁水连续 进行脱硅处理及脱磷处理、并且在脱硅处理和脱磷处理之间夹有脱硅处理后的脱硅炉渣的 排出(以后,也称为"中间排渣")的情况进行了说明,但该情况下,优选在铁水5的精炼时 使用2台以上的转炉型精炼炉,将其中的至少一台转炉型精炼炉1用于本发明的铁水预处 理,剩余的至少一台转炉型精炼炉1'用于本发明的实施了上述铁水预处理后的铁水的脱碳 精炼。
[0128] 实施例1
[0129] 使用图3所示的容量300吨规模的转炉型精炼炉,由顶吹喷枪对收纳在上述炉内 的300吨铁水喷吹精炼用氧气,并且由设置于炉底的底吹喷嘴向铁水中吹入搅拌用氮气, 对铁水实施脱硅处理和脱磷处理,实施了铁水预处理。具体来说,上述铁水预处理包括下述 一系列的工序:在图3所示的转炉型精炼炉中装入铁肩,然后装入铁水,再根据需要添加作 为CaO系助熔剂的生石灰,由顶吹喷枪供给氧气来进行脱硅处理,将脱硅炉渣的一部分排 出后,由顶吹喷枪供给氧气,添加作为CaO系助熔剂的生石灰来进行脱磷处理,然后将铁水 出铁,再然后将全部量的脱磷炉渣排出。
[0130] 需要说明的是,实施上述铁水预处理的铁水使用的是温度为1250~1320°C、硅浓 度为0. 20~0. 55质量%、磷浓度约为0. 12质量%的铁水。另外,上述的脱硅处理后的铁水 中的目标硅浓度设定为〇. 03质量%、脱硅处理结束后的脱硅炉渣的目标碱度设定为0. 6~ 0.9的范围。另外,上述脱硅处理结束时的目标铁水温度设为1300~1340°C,目标铁水温 度的控制如下进行:使碎肩装入量恒定为80kg/t,根据装入的铁水温度,在脱硅处理的初 期添加作为冷却材料的冷铁源和/或铁矿石、或者添加作为热源的碳材料和/或硅铁合金, 并对它们的添加量和送氧量进行调整。
[0131] 另外,在接下来进行的脱磷处理中,基于残留在炉内的脱硅炉渣量及其组成的推 定值来调整生石灰的使用量,使得脱磷炉渣的碱度为1. 6~2. 0的范围。
[0132] 在上述铁水预处理中,利用以下的2个方法来决定脱硅处理的结束时间。
[0133] ?方法1 :由预处理前的铁水中的硅浓度和对应于其浓度的脱硅氧效率(经验值) 计算出结束供给铁水中的硅浓度达到0. 03质量%所必需的氧量的时间,并将该时间设为 脱硅处理的结束时间的以往的方法(比较例)
[0134] ?方法2 :如图1所示那样,以在废气中碳的排出速度的变化图中显示极大值、极 小值后再次上升的碳的排出速度达到上述极大值以上的时间为基准来决定脱硅处理的结 束,在由上述时刻起经过大约20秒钟之后碳的排出速度相对于上述极大值在100%以上且 150%以下的范围结束脱硅处理的方法(发明例)
[0135] 需要说明的是,任何一种方法均使来自顶吹喷枪的送氧速度恒定为30000Nm 3/hr, 并以1200Nm3/hr的吹入速度底吹氮气。
[0136] 另外,将利用上述方法1及方法2这两种方法来决定脱硅处理的结束时间的铁水 预处理分别用各自的方法实施几十炉料,并对各方法的中间排渣的脱硅炉渣的排渣率进行 了比较。
[0137] 此时,上述脱硅处理结束后的脱硅炉渣的排渣(中间排渣)如下进行:在脱硅处 理结束后立即使顶吹喷枪上升,然后将炉体偏斜而开始脱硅炉渣的排渣,在不会对设置在 炉下的移动推车上的炉渣用锅接受炉渣造成障碍、且不使铁水流出的范围内,尽可能加大 转炉型精炼炉的偏斜角度来进行中间排渣,中间排渣的结束时间设定为如下的任何一个时 亥IJ :以称量值计能够确认充分的排渣量的时刻、仅使炉渣流出而不使铁水流出变得困难的 时刻、以及排渣时间达到作业上所允许的最长时间的时刻。另外,利用设置在炉下的移动推 车上的称量装置测定上述炉渣用锅中接受到的脱硅炉渣的质量,并按照下述式(2)求出了 上述中间排渣中的脱硅炉渣的排渣率。
[0138] 排渣率(质量%)=(排出炉渣质量)X100/[(在脱硅处理工序生成的炉渣质 量)+ (前一炉料的残留炉渣质量)]? ? ? (2)
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