铁水的预处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及使用一个转炉型精炼炉连续地进行铁水的脱硅处理和脱磷处理的铁 水的预处理方法，并且在脱硅处理和脱磷处理之间夹有中间的排渣工序。
【背景技术】
[0002] 近年来，使用转炉型精炼炉的铁水的预处理技术的开发不断发展，并开发了以下 的预处理方法。即，开发了如下的精炼方法：在对转炉型精炼炉内的铁水进行脱硅处理后， 使转炉型精炼炉倾斜而将炉内的炉渣（将脱硅处理生成的炉渣称作"脱硅炉渣"）的至少一 部分排出，然后，向炉内投入CaO系助熔剂，对残留的铁水进行脱磷处理（将该精炼方法称 作"2次排渣法"例如参照专利文献1)。
[0003] 该2次排渣法与转炉型精炼炉中现有的预处理方法、即在精炼开始时投入CaO系 助熔剂而对转炉型精炼炉内的铁水进行脱硅、脱磷处理的预处理方法相比，具有以下优点。 即，具有如下优点：（1)因在中途将脱硅炉渣排出，所以可进行硅含量高的铁水的处理，可 将铁水中的硅作为热源有效利用；（2)通过在中途将脱硅炉渣排出，可削减其后的脱磷处 理时CaO系助熔剂的使用量。
[0004] 在该2次排渣法中，在脱硅处理后的排渣工序中，如何迅速地在短时间内将作为 目标的给定量的脱硅炉渣从炉内排出，成为操作上的关键点。在排渣工序中的脱硅炉渣的 排出量少的情况下，无法获得上述的效果，而与上述现有的转炉型精炼炉的预处理方法相 同。
[0005] 另外，还开发了如下的精炼方法：在脱磷处理结束后，将脱磷处理后的铁水从炉中 出铁，但使脱磷处理中生成的炉渣（将脱磷处理中生成的炉渣称作"脱磷炉渣"）残留于炉 内，并向残留有脱磷炉渣的转炉型精炼炉中装入下一炉料的铁水，对该铁水按照上述顺序 进行预处理（例如，参照专利文献1及专利文献2)。该精炼方法还具有以下的优点。即，具 有以下优点：（3)通过将脱磷处理中生成的脱磷炉渣残留于炉内，可削减脱硅处理时的CaO 系助熔剂、有效利用脱磷炉渣的显热、及回收脱磷炉渣中的铁成分；(4)通过再利用脱磷炉 渣及将铁水中的硅作为热源有效利用而能够提高热效率、提高冷铁源的配合比例；(5)抑 制碱度（（质量％ CaOV(质量％ SiO2))相对较高且需要进行时效处理的脱磷炉渣的产生， 可将脱磷炉渣转换成即便省略时效处理也能够获得良好的体积稳定性的脱硅炉渣。
[0006] 但是，使脱磷炉渣残留的方法中，若脱硅处理后的炉渣的排出量不充分，则来自上 一炉料中所残留的脱磷炉渣的磷会大量残留于炉内，在下一次脱磷处理中难以使铁水的磷 浓度降低至目标水平，因此，需要充分确保脱硅处理后的排渣工序中炉渣的排出量。另一方 面，如果为了确保炉渣的排出量而延长用于排渣的作业时间，则可实施这样的预处理的加 料数受到限制，而且，如果为了增加炉渣的排出速度而使炉体的倾斜角度过于增大，则随炉 渣一起流出的铁水的流出量增大，从而存在铁的成品率降低这样的问题。因此，为了不引起 这些问题，需要在脱硅处理后的排渣工序中高效地进行炉渣的排出。
[0007] 另外，包含脱硅炉渣或脱磷炉渣在内，制钢炉渣含有大量的铁氧化物，因此，与天 然石砂材料或高炉炉渣等相比，有密度高的倾向。因此，制钢炉渣未被用于担心制钢炉渣会 助长重力的不稳定性这样的土木工程用途中。而且，制钢炉渣的每单位质量的体积与天然 石砂材料等相比较小，因此，输送费用增大也成为其作为土木工程用材料时的缺点，因此， 为了将制钢炉渣作为容易用于范围广的土木工程用途的材料，期望减小制钢炉渣的体积比 重。
[0008] 因此，本发明人等对脱硅处理后的排渣工序中的脱硅炉渣的排出性进行了研宄。 其结果可知，若脱硅处理中的脱硅炉渣的起泡少，则脱硅炉渣的流动性低，难以在规定时间 内排出足够量的脱硅炉渣。因此得到了如下见解：为了在排渣工序中迅速且使足够量的脱 硅炉渣从炉内流出，必须在脱硅吹炼中使脱硅炉渣稳定地起泡。在此，炉渣的起泡是指熔融 状态的炉渣含有气泡，表观上体积膨胀的现象。
[0009] 即，得到了如下见解：检测脱硅处理中的炉渣料位，并控制脱硅炉渣的起泡至为重 要。但是，脱硅炉渣的过量起泡会在排渣工序时导致突沸的炉渣流出，需要进行抑制该流出 的处理，反而会延长排渣工序的时间，因此还发现适度地控制起泡是重要的。这些发现并未 被记载于专利文献1及专利文献2中。
[0010]目前，作为检测转炉型精炼炉中的炉渣起泡的方法，在专利文献3中提出了如下 方法：在对副喷枪赋予一定振动数、振幅的振动（强制振动）的同时，一边测定副喷枪的振 动，一边将副喷枪插入至炉内，根据所赋予的强制振动的衰减量来检测炉内炉渣的起泡高 度。然而，该方法是以副喷枪的前端埋浸在起泡的炉渣的状态为前提的技术，在起泡少、副 喷枪的前端未埋浸在起泡的炉渣的情况下，无法检测起泡高度。另外，强制振动的衰减量会 根据生成的炉渣的组成、温度而发生变化，因此难以高精度地检测起泡高度。
[0011] 另外，专利文献4及专利文献5中提出了使用微波来测定精炼中的炉渣高度的方 法。然而，这些技术是转炉中的铁水的脱碳精炼的起泡检测技术，由于铁水预处理的脱硅处 理中的脱硅炉渣和转炉的脱碳精炼中的转炉炉渣在炉渣的温度、碱度、氧化铁浓度方面大 不相同，所以电导率大不相同，因此，微波的反射特性在脱硅处理与脱碳精炼中不同，无法 将脱碳精炼中的实际成果直接应用于脱硅处理中。
[0012] 例如，虽然原理并不明确，但专利文献4中记载了基于发送波和反射波的混合波 的频率变化来检测炉渣料位、以及根据微波的反射率来检测炉渣料位的技术。然而，对于电 导率小的脱硅炉渣而言，微波的反射率非常小而大部分透过，因此也存在来自铁水浴面的 反射波、以及在铁水浴面和炉渣表面的多重反射波，因此专利文献4的方法无法检测炉渣 料位。
[0013] 另外，对于专利文献5而言，将发送接收用的天线插入炉内，在暴露于高温的炉 渣、铁水的液滴的精炼炉内，即使在短时间使用，这些液滴也会附着并凝固于天线上，因此 难以在精炼期间内连续地进行测定。
[0014] 现有技术文献
[0015] 专利文献
[0016] 专利文献1 :日本特开平11-323420号公报
[0017] 专利文献2 :日本特开2001-271113号公报
[0018] 专利文献3 :日本特开平5-255726号公报
[0019] 专利文献4 :日本特开昭59-41409号公报
[0020] 专利文献5 :日本特开平3-281717号公报
【发明内容】
[0021] 发明要解决的课题
[0022] 本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供一种铁水的预处理方法，该方 法使用一个转炉型精炼炉连续地进行夹有中间的排渣工序的铁水的脱硅处理和脱磷处理， 其中，可以在脱硅处理后的排渣工序中抑制突沸的炉渣的流出，并将作为目标的给定量的 脱硅炉渣迅速地在短时间内排出至炉外，在下一工序的脱磷处理中，可进行对于成本方面 及质量方面而言充分的脱磷处理。另外，提供一种可获得适合于各种土木工程用材料的体 积比重相对较小的炉渣的铁水的预处理方法。
[0023] 解决问题的方法
[0024] 用于解决上述课题的本发明的要点如下。
[0025] [1] 一种铁水的预处理方法，该方法包括：
[0026] 脱硅处理工序，由顶吹喷枪向转炉型精炼炉内的铁水供给气体氧源而对铁水进行 脱硅处理；
[0027] 排渣工序，将该脱硅处理工序中生成的炉渣的至少一部分从所述转炉型精炼炉中 排出；以及
[0028] 脱磷处理工序，在该排渣工序后，向所述转炉型精炼炉内添加 CaO系助熔剂，由所 述顶吹喷枪供给气体氧源，对残留的铁水进行脱磷处理，其中，
[0029] 在所述脱硅处理中，对炉内的炉渣高度进行测定，在所测定的炉渣高度相对于从 炉内的铁水浴面到炉口为止的炉内熔化室的高度的比例为给定范围的状态下，结束脱硅处 理。
[0030] [2]上述[1]所述的铁水的预处理方法，其中，所述比例的给定范围在0. 5~0. 9 的范围。
[0031] [3]上述[1]或[2]所述的铁水的预处理方法，其中，基于所述炉渣高度的测定 结果，在所述脱硅处理中，对选自来自顶吹喷枪的气体氧源的供给流量、顶吹喷枪的喷枪高 度、来自底吹喷嘴的搅拌用气体的供给流量、炉内的炉渣组成、起泡镇静材料的投入量中的 至少1种进行调整，通过该调整对脱硅处理中炉内的炉渣高度进行控制。
[0032] [4]上述[3]所述的铁水的预处理方法，其中，对脱硅处理中炉内的炉渣高度进行 控制，使得所述脱硅处理中所述炉渣高度相对于炉内熔化室的高度的比例为〇. 5~0. 9的 范围内。
[0033] [5]上述[1]~[4]中任一项所述的铁水的预处理方法，其中，使用模拟随机信 号处理雷达方式微波测距仪，将频率IOGHz以下的微波发送至所述转炉型精炼炉内并接收 反射波，根据反射波的往返传播时间求出距对象物的距离，在接收到的某给定强度以上的 反射波的信号中，将与反射波的信号相对应的距对象物的距离大于距炉口的距离且最接近 距炉口的距离的反射波的信号判定为来自炉渣表面的反射波的信号，求出距炉渣表面的距 离，再基于所求得的距炉渣表面的距离来测定所述炉渣高度。
[0034] [6]上述[5]所述的铁水的预处理方法，其中，在由所述测距仪接收的反射波的信 号中，将与反射波的信号相对应的距对象物的距离从脱硅处理开始时就未发生变化而持续 存在的反射波的信号作为噪声除去，然后判定所述来自炉渣表面的反射波的信号。
[0035] [7]上述[1]~[4]中任一项所述的铁水的预处理方法，其中，使用模拟随机信号 处理雷达方式微波测距仪，将频率IOGHz以下的微波发送至所述转炉型精炼炉内并接收来 自炉内的反射波，根据反射波的往返传播时间求出距对象物的距离，在来自存在于从炉口 到铁水浴面的范围内的对象物的反射波的信号中，将与反射波的信号相对应的距对象物的 距离从脱硅处理开始时就未发生变化而持续存在的反射波的信号作为噪声除去，然后将与 铁水浴面相对应的反射波的信号去除后反射强