铁水的脱磷处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在由顶吹喷枪向转炉型精炼炉内的铁水喷吹氧气的同时经由上述顶吹喷枪向该氧气与铁水浴面的碰撞面喷吹以CaO作为主要成分的脱磷用熔剂来进行的铁水的脱磷处理方法。
【背景技术】
[0002]近年来，在具备高炉和转炉的生铁一贯炼铁所中，从成本方面和品质方面而言是有利的，因此，广泛进行如下的精炼方法:在利用转炉的脱碳精炼之前对铁水实施脱磷处理(也称为“预脱磷处理”)作为预处理，预先将铁水中的磷除去。该方法基于如下原理:在热力学上，精炼温度越低则脱磷反应越容易进行，即，在温度比炼钢阶段低的铁水阶段更容易进行脱磷反应，能够利用少的精炼剂进行脱磷精炼。
[0003]该铁水的脱磷处理通过如下方法进行:添加生石灰等以CaO作为主要成分的脱磷用熔剂，并且添加氧气、氧化铁等氧源作为脱磷剂，利用脱磷剂(氧源)将铁水中的磷氧化，将生成的磷氧化物(p205)以3Ca0.P205 (也记作“Ca3(P04)2”)所构成的稳定形态的化合物的形式固定到通过脱磷用熔剂的渣化形成的炉渣中。即，所使用的脱磷用熔剂含有CaO是必要条件。
[0004]这样，在铁水的脱磷处理中，氧气等氧源的供给和炉渣中的CaO担负重要的作用。因此，在铁水的脱磷处理中，提出了大量的特定氧源的供给速度与CaO的供给速度之比来提高脱磷效率的方法、特定生成的炉渣的FeO浓度来提高脱磷效率的方法。
[0005]例如，在专利文献1中提出了如下方法:在铁水的脱磷处理中向铁水添加氧源时，将氧源的添加速度设为X(kg/分钟)、将脱磷用熔剂的CaO换算的添加速度设为Y(kg/分钟)时，以相对于氧源的添加速度X满足“0.50 ( X/Y ( 2.0”的条件向铁水中添加作为CaO源的脱磷用熔剂，从而进行铁水处理。该方法是通过利用供给的氧源生成FeO而提高炉渣中的FeO浓度来提高脱磷效率的方法。
[0006]另外，在专利文献2中提出了如下方法:使用转炉形式的炉，使用实质上不含氟的脱磷用熔剂对铁水进行脱磷处理时，将由脱磷处理后的炉渣中的CaO与Si02的质量浓度比定义的炉渣碱度((质量％ CaO)/(质量％ Si02))设定为2.5以上且3.5以下且将脱磷处理后的铁水温度设定为1320°C以上且1380°C以下，并且从总吹炼时间的60%经过之前起至吹炼结束为止将底吹气体流量保持于每1吨铁水为0.18Nm3/分钟以下，由此使脱磷处理后的炉渣中T.Fe浓度为5质量％以上，从而进行脱磷处理。
[0007]另外，在专利文献3中，在经由顶吹喷枪喷吹气态氧和作为CaO源的精炼剂并且使处理后炉渣量为30kg/铁水-吨以下的低磷铁水的制造方法中，提出了对硅含量为0.15质量％以下的铁水进行脱磷处理的方法、将气态氧的供给速度(Nm3/(分钟?铁水-吨))与精炼剂中的纯CaO成分的供给速度(kg/(分钟?铁水-吨)之比的值设定在预定的范围内的方法。
[0008]此外，在专利文献4中提出了如下的铁水的脱磷方法:使用转炉形式的炉，不使用含CaF2的物质，将含CaO的粉体由喷枪与含氧气体一起进行顶吹而对铁水进行脱磷处理时，对于处理前的硅含量[Si](质量％ )为0.30以上的铁水，将含CaO的粉体中的纯CaO成分的顶吹速度(kg/分钟)与氧气的质量流量(kg/分钟)之比的值设定为
0.56+0.5X [Si]?0.56+1.5X [Si]的范围。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2007-92181号公报
[0012]专利文献2:日本特开2008-106296号公报
[0013]专利文献3:日本特开2004-83989号公报
[0014]专利文献4:日本特开2011-12286号公报
【发明内容】
[0015]发明所要解决的问题
[0016]但是，上述现有技术存在下述问题。
[0017]S卩，在专利文献1中，氧源的添加速度与脱磷用熔剂的CaO换算的添加速度之比(X/Y)的范围广，因此，在铁水的硅含量高的条件下，会发生无法维持高脱磷量的情况。即，无法在不受铁水的硅含量影响的情况下稳定地实施高效的脱磷处理。因此，在为了在脱磷处理中促进冷铁源的溶解而提高作为热源的铁水中的硅的含量的操作中，无法应用专利文献1的技术。本发明人确认了:专利文献1适合于铁水的硅含量为0.10质量％以下的情况。
[0018]专利文献2中，仅规定了脱磷处理后的炉渣的碱度，虽然在脱磷处理中炉渣的碱度是重要因素，但即使像专利文献2那样确保脱磷处理后的炉渣的碱度，也会发生脱磷不足的情况。即，像专利文献2那样仅规定脱磷处理后的炉渣的碱度时，无法稳定地实施高效的脱磷处理。
[0019]专利文献3教导了:在顶吹作为CaO源的精炼剂和气态氧的铁水的脱磷处理方法中，气态氧的供给速度与纯CaO成分的供给速度之比在特定的范围内对铁水的脱磷是有利的。但是，该技术以处理前的铁水的硅含量低至例如0.15质量％以下、处理后的炉渣量为30kg/铁水-吨以下作为前提，在对硅含量未充分降低的铁水进行脱磷处理的情况下，脱磷效率低，有时无法充分降低铁水的磷含量。
[0020]专利文献4中，在顶吹含CaO的粉体和气态氧的铁水的脱磷处理方法中，在处理前的铁水的硅含量多达0.30质量％以上的情况下，对于纯CaO成分的顶吹速度(kg/分钟)与氧气的质量流量(kg/分钟)之比的值提供了操作方针。但是，根据该方法，处理前的铁水的硅含量越高，则纯CaO成分的顶吹速度与氧气质量流量之比的适当范围越向高值侧移动，并且氧气的总供给量也增大，因此，在铁水的硅含量多的情况下，含CaO的粉体的供给量过剩，炉渣量增大，难以进行高效的脱磷处理。
[0021]本发明鉴于上述情况而完全，其目的在于提供铁水的脱磷处理方法，其在由顶吹喷枪向转炉型精炼炉内的铁水喷吹氧气的同时经由上述顶吹喷枪向该氧气与铁水浴面的碰撞面喷吹以CaO作为主要成分的脱磷用熔剂来对铁水进行脱磷处理时，根据由顶吹喷枪供给的氧气的供给量对由顶吹喷枪供给的上述脱磷用熔剂的供给量进行适当调整，由此能够高效地进行脱磷反应。
[0022]用于解决问题的方法
[0023]用于解决上述问题的本发明的主旨如下所述。
[0024][1] 一种铁水的脱磷处理方法，由顶吹喷枪向转炉型精炼炉内的铁水喷吹氧气，同时经由所述顶吹喷枪向所述氧气与铁水的碰撞面喷吹以CaO作为主要成分的脱磷用熔剂，利用所述氧气将铁水中的磷氧化，将生成的磷氧化物引入到渣化后的所述脱磷用熔剂中，由此将铁水中的磷除去，所述脱磷处理方法中，
[0025]在对脱磷处理前的硅含量为0.20质量％以上的铁水进行脱磷处理时，将供给至炉内的氧气中除脱硅反应中使用的部分以外的氧气定义为脱硅外氧量(kg/铁水-吨)时，以使由顶吹喷枪喷吹添加到铁水浴面的、以CaO作为主要成分的脱磷用熔剂中的CaO量(kg/铁水-吨)与所述脱硅外氧量的比[CaO量/脱硅外氧量]小于0.90的方式，根据脱硅外氧量对由顶吹喷枪喷吹添加的所述脱磷用熔剂的添加量进行调整。
[0026][2]如上述[1]所述的铁水的脱磷处理方法，其中，将所述比[CaO量/脱硅外氧量]设定为0.80以上且小于0.90的范围内。
[0027][3]如上述[1]所述的铁水的脱磷处理方法，其中，在对脱磷处理前的硅含量为
0.30质量％以上的铁水进行脱磷处理时，将供给至炉内的CaO中除用于生成CaO *Si02(硅酸钙)的CaO部分以外的CaO定义为脱硅外CaO时，
[0028]在将所述比[CaO量/脱硅外氧量]设定为0.80以上且小于0.90的范围内来对铁水进行脱磷处理的情况下，以使所述脱硅外CaO为6?9kg/铁水-吨的范围内的方式，对由顶吹喷枪喷吹添加的、以CaO作为主要成分的脱磷用熔剂的添加量进行调整，
[0029]在将所述比[CaO量/脱硅外氧量]设定为小于0.80的范围来对铁水进行脱磷处理的情况下，以使所述脱硅外CaO为8kg/铁水-吨以上的方式，对由顶吹喷枪喷吹添加的、以CaO作为主要成分的脱磷用熔剂的添加量进行调整。
[0030]发明效果
[0031]根据本发明，将由顶吹喷枪添加的以CaO作为主要成分的脱磷用熔剂中的CaO量与脱硅外氧量的比[CaO量/脱硅外氧量]控制在以CaO作为主要成分的脱磷用熔剂中的CaO的脱磷效率高的范围内来进行脱磷处理，因此，所添加的以CaO作为主要成分的脱磷用熔剂高效地吸收所生成的磷氧化物(p205)，结果，可以比以往更高效地进行脱磷处理。
【附图说明】
[0032]图1是表示在实施本发明时优选的转炉型精炼炉设备的一例的概略图。
[0033]图2是表示比[CaO量/脱硅外氧量]与脱磷石灰效率的关系的图。
[0034]图3是表示将脱硅外氧量设定为11?13Nm3/铁水-吨、将比[CaO量/脱硅外氧量]设定为0.80以上且小于0.90来对铁水进行脱磷处理时的脱磷处理前