JP3750588B2

JP3750588B2 - Hot metal desiliconization method

Info

Publication number: JP3750588B2
Application number: JP2001346222A
Authority: JP
Inventors: 達男小林
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2021-11-12
Also published as: JP2003147425A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉鋳床での溶銑の脱珪方法に関し、特に脱珪時のスラグフォーミングを抑制し、所定量の溶銑を受銑容器に収容可能とし、受銑容器の搬送過程において脱珪スラグの溢出、飛散を防止することの出来る溶銑脱珪方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉から出銑された溶銑は、製鋼工程において酸素を吹き込むことにより脱炭され鋼となる。
この時、石灰石、蛍石等の精錬剤の添加により溶銑中の燐も除去される。この脱燐反応（燐の酸化反応）には、所定のCaO / SiO₂値（以下この値を塩基度と称する）とCaF₂濃度のスラグが求められることが公知である。しかしながら、溶銑中に珪素（以下Siと表示する）が多いと、燐よりも先にSiの酸化が進みSiO₂としてスラグを形成し、必然的に精錬剤の使用量が増加しコストの悪化につながる。また、前記スラグが加算されることで製鋼工程での発生スラグ量が増加し、その処置に手間が掛かることになる。
【０００３】
このため、脱炭・脱燐工程の前に脱珪処理を行う方法が一般的に採用されている。この脱珪処理は、溶銑中のSiを酸化することにより行われ、特開昭53−43019 号にて開示されているミルスケールや鉄鉱石といった酸化鉄等の固体酸素を添加する方法、特開昭58−31012 号に開示されている空気や純酸素といった気体酸素を吹き込む方法、または、特開昭62−80212 号に開示されている固体酸素と気体酸素を組み合わせた方法、が知られている。
【０００４】
また、脱珪処理には、特開昭57−92116 号に開示されている如く、高炉から出銑された溶銑を受銑容器に受け入れる間の流路で、すなわち溶銑樋、傾注樋等で脱珪剤を添加し、溶銑の受銑容器への落下エネルギーを利用して攪拌を行い、反応促進を図る例と、特開昭57−63610 号に開示されている如く、高炉から製鋼工程への搬送過程に脱珪ステーションを設け、該ステーションで受銑容器に気体と共に固体脱珪剤を吹き込み、その気体により攪拌力を付与して反応促進を図る、例がある。
【０００５】
ところで、脱珪処理の際には、脱珪剤として添加する酸化鉄等と、それにより生成するSiO₂からなる脱珪スラグが受銑容器内の溶銑表面を覆って存在する。
この脱珪スラグと溶銑の接触面で、溶銑中の炭素［Ｃ］とスラグ中に残存する酸化鉄が反応して一酸化炭素ガスを生成するが、溶銑中には［Ｃ］が約５％、［Si］が約0.2 〜0.5 ％含有されており、炭素の量が多いため下記の化学式１で表される反応が起こりやすい。
【０００６】
【化１】
（FeO ）＋ [C]＝ [Fe] ＋ CO↑
【０００７】
上記化学式１で表される反応によって生成される一酸化炭素ガスは、スラグ中を通過し、大気中に離脱していくが、脱珪スラグはSiO₂を主体とした高粘性のスラグであり、短時間にスラグ中を通過することが出来ない。
この結果、スラグ中に気泡が多数存在することになり、スラグ密度が低下し見掛けのスラグ容積が増加する。このような現象は、スラグフォーミングといわれ、脱珪処理を施す場合の考慮事項である。
【０００８】
このスラグフォーミングは、受銑容器の受銑可能容量の大幅な低下を招き、受銑容器の必要稼動台数の増加や、製鋼工程への受銑容器内での溶銑の滞留時間の増加による溶銑温度の低下等のコスト悪化につながる。
また、スラグフォーミングが発生した場合、受銑容器から脱珪スラグが溢出、飛散することもあり安全上の問題となる。
【０００９】
スラグフォーミングの防止策としては、脱珪剤の投入量に制限を加えたり、溶銑処理量を制限せざるを得ないので、溶銑中のSi含有量を所望の値まで低下させることが困難となる。
【００１０】
また、スラグフォーミング発生時の受銑容器内の温度の低下は、スラグの高粘性化・凝固を招き、該スラグの高粘性化・凝固によって、受銑容器からの溶銑排出時に該スラグおよび溶銑が残留する。
前記スラグ・溶銑が残留していると、次回の受銑時にその残留量分だけ受銑量が減少し、また前記スラグが高粘性のまま浮上するので、脱珪剤を投入しても脱珪スラグ中に移行してその残存量が多くなり、COガスの発生量が増えると共に、その離脱が低下してスラグフォーミングを一層助長し、さらなる受銑量の低下を招くといった悪循環を起こす場合もある。従って、常にスラグフォーミングの発生を抑制することが必要である。
なお、このような脱珪スラグは、溶銑に比べ潜熱・熱伝導率共に低いために、一旦高粘性化・凝固化し始めると、低粘性化は難しい。
【００１１】
このスラグフォーミングの発生を抑制するために、従来種々の技術開発がなされてきた。
▲１▼、脱珪スラグ中の酸化鉄含有量を低下させ溶銑中の［Ｃ］との反応を抑制し発生するCOガス量を減少させる方法としては、
例えば、特開平11−61234 号に開示されている金属ALの添加による脱珪スラグ中に含有される酸化鉄（脱珪剤）の還元による方法がある。
【００１２】
▲２▼、発生したCOガスを早期にスラグ浴から離脱させる方法としては、
例えば、特開平05−287346号に開示されているコークス粉添加によりCOガスの合体破泡を狙いスラグ浴からの離脱を促進する方法、特開平09−316513号や特開平10−183218号に開示されているような含油スラッジやタウンコール等を脱珪スラグ中に添加し、その急激な燃焼によりCOガスをスラグ浴から放出させる方法がある。
【００１３】
しかしながら、▲１▼の特開平11−61234 号に記載の方法は、スラグ浴中の脱珪剤を還元させCOガスを発生させないために、わざわざ高価な金属ALを使用するもので、脱珪反応の促進に何の効果も無く無駄な処置である。
また▲２▼の特開平05−287346号、特開平09−316513号、特開平10−183218号の方法も、発生してしまったCOガスをスラグ浴から放出させるために、わざわざ昇熱材を供給するもので、これも脱珪反応の促進に何の効果も無く無駄に処理時間を長引かせる処置であり、いずれも問題がある。
【００１４】
そこで、前記▲１▼、▲２▼の問題点を解決できる脱珪方法として、脱珪時にスラグ調整用添加剤としてアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属化合物を添加し、脱珪スラグの改質を図る方法が特開昭54−68713 号に開示されている。
このスラグ調整用添加剤として、一般的には石灰が用いられ、その添加により以下の効果が得られる。
【００１５】
すなわち、石灰の添加により、脱珪反応で生成したSiO₂を主成分とし酸化鉄含有のスラグと溶銑との界面での活量が低下し、返ってSiの酸化反応が促進され、相対的に脱炭反応を抑制することによりCOガスの発生量を低下させることが出来る。また、脱珪スラグ全体の粘性を低下させ、発生したCOガスのスラグ浴からの離脱を容易にさせる。さらには、脱珪スラグの粘性を低下させることにより、後工程における排滓を容易にし受銑容態内の残留スラグを減少させることが可能となる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、脱珪剤と共に単に調整用添加剤として石灰が用いられ上記特開昭54−68713 号に記載の方法にも以下の問題が残っている。
すなわち、
▲１▼、脱珪剤の添加時期、および脱珪剤と共に添加するスラグ調整用添加剤の添加時期によって、スラグフォーミングが激しく発生する場合がある、
▲２▼、脱珪スラグの塩基度によって、スラグフォーミングが激しく発生する場合がある、
▲３▼、受銑前の受銑容器内の残存溶銑・溶滓量によって、スラグフォーミングが激しく発生する場合がある。
したがって、脱珪剤の投入量に制限を加えたり、溶銑の受銑量を減少せざるを得ないと言う問題があった。
【００１７】
本発明は、上記したような問題点を解決せんとしてなされたものであり、スラグフォーミング抑制を安定的に行い、脱珪剤の最大投入可能量を常に維持することが出来る方法の提供を目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る溶銑の脱珪方法は、高炉から出銑された溶銑を受銑容器に受銑する際の受銑初期に、該溶銑に脱珪剤の可能投入重量の全量を投入し、脱珪剤投入後アルカリ金属及び／またはアルカリ土類金属化合物を投入することとしている。
このようにすることで、スラグフォーミング抑制を安定的に行い脱珪剤の最大投入可能量を常に維持することができる。
【００１９】
本発明者は、上記のように、脱珪時、脱珪剤と共にスラグ調整用添加剤として石灰を添加した場合でも突発的にスラグフォーミングが発生する場合について調査を行い、以下の２点について結論を得た。
▲１▼、石灰の投入を脱珪剤投入よりも早く、または同時にした場合は、反応効率向上やスラグフォーミング抑制の効果が少なく、脱珪スラグ中には未反応の脱珪剤が存在している。
▲２▼、受銑前受銑容器内の溶銑及び脱珪スラグの残留量が多い場合、脱珪時のフォーミング量が多い。
【００２０】
前者は、石灰等のスラグ調整用添加剤を脱珪剤の投入前に、もしくは脱珪剤と同時に投入した場合は、脱珪反応が遅れて高塩基度の脱珪スラグが生成されるので脱珪スラグが溶融状態とならず、脱珪量の低下や石灰等によるフォーミング防止効果が発揮されないことによる。
また、高塩基度の脱珪スラグが溶融状態になった場合には、当該脱珪スラグは受銑容器の内張り耐火物である煉瓦を溶損してしまい、受鉄容器の寿命を極端に低下させてしまう。
このため、第１の本発明では、高炉から出銑された溶銑を、受銑容器に受銑する際の受銑初期に、該溶銑に脱珪剤の可能投入重量の全量を投入後、溶銑中のSiが酸化されSiO₂として発生する過程において石灰等スラグ調整用添加剤を投入し、脱珪スラグの塩基度が過度に高くならにようにするのである。そしてその際、脱珪処理中における塩基度を調整すべく石灰の投入速度を調整することが望ましい。これが第２の発明である。
【００２１】
一方、受銑容器内の脱珪スラグは、通常、溶銑の排出と共に排出されるが、排出状況の違い、スラグの粘性等により受銑容器内に残留してしまうことがある。
受銑容器内の残留量が多量の場合、その残留量分受銑量が少なくなるため受銑時間が短くなる。
脱珪剤は受銑容器内で流下溶銑流による攪拌作用により、脱珪反応が進行しているので受銑時間が短いと、その分脱珪スラグを含めた攪拌時間も減少し未反応の脱珪剤（FeO ）が多量に脱珪スラグ中に残存することになる。脱珪スラグ中の脱珪剤（FeO ）は、溶銑との界面で溶銑中の濃度の高い［Ｃ］と反応してCOガスを発生させる。それ故、受銑末期ないし受銑終了後にフォーミングが激しく発生する。
【００２２】
また、受銑容器内に脱珪スラグが残留している状態で、脱珪処理を実施した場合、脱珪処理により発生する脱珪スラグに加えて、時間の経過で粘性の高くなった残留脱珪スラグもフォーミングを助長させるため、受銑量の極端な低下、受銑容器からの脱珪スラグの溢出、飛散等が起こる。これらが、後者の脱珪時にフォ−ミング量が多くなる理由である。
【００２３】
このため、上記第１、第２の発明においては、予め受銑容器内の残留物の量を測定し、これらによるフォーミングへの影響が許容範囲であるように脱珪剤の量を規定することが望ましい。これが第３の発明である。具体的には、受銑前に受銑容器内に残留している溶銑重量を算出し、予め定められた溶銑残留量と受銑時間との相関関係から、前記算出した残留溶銑重量に対する受銑時間を求め、別途定められたスラグフォーミングを起こさない脱珪スラグ中の限界残存FeO 濃度から、予め定められた受銑時間と限界残存FeO 濃度と脱珪剤投入重量との関係より、前記求めた受銑時間に対応する可能投入重量の脱珪剤を全量投入するのである。これが第４の発明である。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を出銑量5000ton/日の高炉において実施した実験例に基づいて、更に詳細に説明する。
図１は、本発明の実験例を示した模式図である。
高炉から出銑された溶銑６を溶銑樋１、傾注樋２を介して、受溶容器であるトーピドカー３に注入する際に、別途脱珪剤を収容した脱珪剤収容容器４、生石灰（以下単に石灰と称する）を収容した石灰収容容器５の下端にその所定量を切出すことのできる切出しバルブ４１、５１を設け、前記切出しバルブ４１、５１で切出された脱珪剤および石灰を、空気輸送し、トーピドカー３に流下する直前の溶銑に対し、脱珪剤および石灰の所定量を直接吹付けた。
【００２５】
図１の実験位置は、高炉出銑口に近い出銑樋に設けられたスキンマー、すなわち溶銑と高炉スラグの分離器で高炉スラグが分離された後の溶銑のみが流れる位置であって、溶銑に対し脱珪剤および石灰を直接吹付けられる位置である。
また石灰は、本発明におけるアルカリ金属及び／またはアルカリ土類金属化合物を代表したもので、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属化合物には、MgO, MnO, K₂O, NaO, CaO, CaCO₃等がある。
実験条件を表１に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
まず、本発明の効果を確認する前に、脱珪剤の投入時期について、検討した。
脱珪剤である固体酸素（FeO ）と溶銑中のSiとの反応は、攪拌域（溶銑流下位置）が最も激しいことが予想され、今回の実験でも確認された。図２は、上記の条件で、脱珪剤の投入量を1000kgとし、受銑開始直後から毎分200 kgの割合で約５分間投入した時の受銑開始から受銑完了までのSiO₂発生量を調査した場合の実験結果である。
【００２８】
この図２より、SiO₂の生成量は、受銑開始から30分経過後の受銑完了時では220kg であるのに対し、受銑開始から18分経過後では140kg であり、脱珪剤の投入からの受銑時間が長いほど、脱珪に有利なことがわかる。この脱珪反応は、溶銑の受銑容器への流下による攪拌が主で、受銑時間が長くなるほど攪拌時間が長くなり、より反応が進むと思われる。
したがって、脱珪剤の投入は、受銑量が半分以下、望ましくは25％以下の受銑初期にすべきであり、遅くなれば不利である。
また、投入した未反応の脱珪剤は浮上してSiO₂（脱珪スラグ）中に残留しているものと思われる。よって、脱珪剤の投入後であって、脱珪剤の投入によりSiO₂が生成し始めた後に石灰の投入を行うのである。本実施例では、石灰投入量は脱珪剤の投入量の約80％とし、最終塩基度は0.8 を目標とした。
【００２９】
なお、石灰投入の効果は、先にも述べた通り、脱珪反応で生成するSiO₂を主成分とし酸化鉄含有スラグと溶銑との界面での活量が低下し、返ってSiの酸化反応が促進され、相対的に脱炭反応が抑制されることである。また、生成する脱珪スラグの粘性は、FeO −SiO₂−CaO 系のスラグでありSiO₂のみのスラグ粘性よりも低下し、ひいては発生するCOガスの離脱を容易にし、スラグフォーミングが抑制される。
【００３０】
特に、本発明では、望ましい脱珪方法として、生成するSiO₂重量にあわせて、石灰を投入し、脱珪スラグの塩基度を調整することとしている。
図３は、横軸に生成した脱珪スラグの塩基度（C/Sは塩基度を示す）を、縦軸に脱珪量（ΔSi（％））を表示している。この図３より、脱珪スラグの塩基度が0.8近傍で脱珪量（ΔSi（％））が最も多く、この値を境にして塩基度が高くても低くても低下していることが分る。したがって、生成するSiO₂重量に合わせて石灰を投入し、脱珪スラグの塩基度を調整し、例えば0.4〜1.2の範囲に合わせれば効率の良い脱珪が可能となる。
【００３１】
生成するSiO₂重量の把握方法は、図２に示した相関関係を利用して、予測SiO₂重量に応じて所定重量の石灰を経時的に投入すればよい。
【００３２】
さらに本発明は、受銑前の受銑容器内の残留溶銑重量に応じて脱珪剤を投入することとしている。
この発明では、受銑前に、受銑容器内の残留物とその残留量を算出する必要がある。残留物は主として溶銑と脱珪スラグであり、その残留量の算出は、受銑容器内に残留物が存在した状態で、歪み重量計、またはロードセル重量計等により重量の測定を行うと共に、容器底部のレベルをマイクロ波レベル計等で測定することにより行う。
一方で、受銑容器内に残留物が存在しない状態を、事前に、重量の測定を行うと共に、容器底部のレベルをマイクロ波レベル計等を用いて測定しておく。
そして、上記の重量差を算出し、前記算出値を残留物重量とすると共に、上記のレベル差を算出し、前記算出値を基に補正を加味しながら残留物体積を求める。
【００３３】
これら残留物重量と前記残留物体積、および、すでに既知となっている溶銑、溶滓の比重から、受銑容器内の残存溶銑および溶滓の重量と体積を定めることができる。
残存溶銑の重量より受銑可能重量が分かり、受銑速度（ton/min)と併せて受銑時間が予測できる。受銑速度は、受銑位置に設置され受銑容器載置台に取付けられた、例えば歪み重量計の増加速度値、または、高炉の大きさから決まる過去の実績値を採用してもよい。
図４は、上記関係を表したもので、横軸に受銑前の受銑容器内残留溶銑量（ton ）と縦軸に受銑時間（分）の関係を示している。
【００３４】
一方、脱珪スラグ中に含有する未反応の脱珪剤（FeO ）濃度と、そのスラグ厚さの関係を調べると、ある一定の関係のあることが判明した。これを図示したのが図５である。
図５に示すように、スラグ中に含有するFeO 濃度が、15質量％を境にスラグ厚さが急激に増加している。すなわち、未反応のFeO 濃度が15質量％を超えた時点からスラグフォーミングが発生し始めたと言うことができる。したがって、スラグフォーミングの発生を抑えるには、スラグ中の未反応FeO 濃度を15質量％以下に抑える必要がある。
【００３５】
以上整理してみると、脱珪剤1000kgを受銑直後から５分間に投入し、塩基度1.3 を目標にした処理では、受銑時間（横軸）と、受銑末期脱珪スラグ中FeO 濃度（％）（縦軸）の関係は、図６の様になった。
また、図中破線は、図５で示したスラグフォーミング発生の予想点で、スラグ中FeO 濃度が15質量％の値である。
脱珪剤を受銑直後から例えば５分間で投入すると定め、このような関係を、例えば投入脱珪剤重量の異なる900kg 、800kg 、700kg 等について想像線に示す様に定めておくと、残留溶銑重量から受銑時間が分れば、スラグフォーミングが発生しない脱珪剤の投入重量が容易に決定できる。
【００３６】
また、図２からの予測SiO₂重量より求まる脱珪時の予想発生スラグ体積と、受銑前の残存スラグ体積の総和を求めることで、受銑容器内スラグ体積が推定されるので、脱珪スラグの溢出が予想された場合は投入脱珪剤重量の微調整を行う。
以上、受銑前の受銑容器内の残留溶銑溶滓量から求まる最適脱珪剤重量を投入することにより、フォーミングによる受銑重量の低減、スラグの溢出等を発生させることなく脱珪処理を実施することができる。
【００３７】
上記実験例では脱珪剤として焼結鉱を使用したが、ミルスケール、その他鉄鉱石等身近なものを使用しても構わないし、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属化合物も石灰以外のものを使用しても構わない。また、脱珪剤、石灰の投入場所は高炉出銃口から受銑容器間のどの場所で行っても構わないし、その搬送は気体輸送でなくともよい。
【００３８】
（実施例１）
石灰の投入時期について表１の実験条件と同条件で下記により実施した。脱珪剤の投入時期はそれぞれ受銑直後から５分間、石灰の投入時期は、図２の発生SiO ₂重量に従い塩基度1.0を目標に、比較例では脱珪剤投入前に一括投入し、本発明例では受銑から10分後より５分間隔に分散して投入した。
この結果、下記表２に示すように、石灰を脱珪剤より先に投入した場合と比較して、本発明の塩基度調整投入方法はスラグフォーミング発生頻度は低下し、受銑量の低下も抑制できた。
【００３９】
【表２】

【００４０】
（実施例２）
受銑容器内の溶銑残留時の脱珪について、表１の実験条件と同じ条件で下記により実施した。脱珪剤の投入時期はそれぞれ受銑直後から５分間、石灰の投入時期は、図２の発生SiO₂重量に従い塩基度1.0 を目標に、受銑から10分後より５分間隔に分散して投入した。なお、溶銑残留重量の算出は、前述の様に、その重量はロードセル重量計により、体積はマイクロ波レべル計により測定し、溶銑・溶滓の比重を加味した算出方法を採用した。
この結果、表３に示すように受銑容器内残留量が変化しても、脱珪時にスラグフォーミングを起こさず安定した受銑が可能となった。
【００４１】
【表３】

【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る溶銑の脱珪方法によれば、スラグフォーミングの発生が抑制でき、受銑容器に必要量の溶銑が受銑でき、かつ、スラグの溢出等のない状態で最大限の脱珪剤投入量を維持しつつ安定的に脱珪処理を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】脱珪剤および石灰を投入する設備を模式的に示す図である。
【図２】受銑開始時に脱珪剤を投入した時の受銑開始からの時間と、SiO₂発生量との関係を示す図である。
【図３】脱珪スラグの塩基度と、溶銑中含有Siの低減量との関係を表す図である。
【図４】受銑前の受銑容器内残留溶銑量（ｔ）と、受銑時間（分）との関係を表す図である。
【図５】脱瑳スラグ中のFeO 濃度（％）と、スラグ厚さ（cm）の関係を示す図である。
【図６】受銑時間と、受銑末期の脱珪スラグ中FeO 濃度（％）の関係を示す図である。
【符号の説明】
１溶銑樋
２傾注樋
３トーピドカー
４脱珪剤収容容器
４１切出しバルブ
５石灰収容容器
５１切出しバルブ
６溶銑[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot metal desiliconization method in a blast furnace casting floor, and in particular, suppresses slag forming during desiliconization, enables a predetermined amount of hot metal to be accommodated in a receiving container, and desiliconized slag in the process of transporting the receiving container. The present invention relates to a hot metal desiliconization method capable of preventing the overflow and scattering of steel.
[0002]
[Prior art]
The hot metal discharged from the blast furnace is decarburized by blowing oxygen into the steel making process to become steel.
At this time, phosphorus in the hot metal is also removed by adding a refining agent such as limestone or fluorite. It is known that this dephosphorization reaction (phosphorus oxidation reaction) requires a predetermined CaO / SiO ₂ value (hereinafter referred to as “basicity”) and CaF ₂ concentration slag. However, if there is a lot of silicon (hereinafter referred to as Si) in the hot metal, the oxidation of Si proceeds ahead of phosphorus and slag is formed as SiO ₂ , which inevitably increases the amount of refining agent used, leading to cost deterioration. Connected. Moreover, when the slag is added, the amount of slag generated in the steelmaking process increases, and the treatment takes time.
[0003]
For this reason, a method of performing desiliconization treatment before the decarburization / dephosphorization process is generally employed. This silicon removal treatment is carried out by oxidizing Si in the hot metal, and a method of adding solid oxygen such as iron oxide such as mill scale and iron ore disclosed in JP-A-53-43019, A method of blowing gaseous oxygen such as air or pure oxygen disclosed in Sho 58-31012 or a method of combining solid oxygen and gaseous oxygen disclosed in JP-A-62-280212 is known. .
[0004]
In addition, as disclosed in JP-A-57-92116, the silicon removal treatment is performed by using a flow path between the hot metal discharged from the blast furnace and receiving it in the receiving vessel, that is, by hot metal, tilting iron, etc. An example of adding a silica and stirring using the falling energy of the hot metal to the receiving vessel to promote the reaction, as disclosed in JP 57-63610, and from the blast furnace to the steelmaking process. There is an example in which a desiliconization station is provided in the conveying process, and a solid desiliconizing agent is blown into the receiving container together with a gas at the station, and a stirring force is applied by the gas to promote the reaction.
[0005]
By the way, in the desiliconization process, desiliconized slag composed of iron oxide or the like added as a desiliconizing agent and SiO ₂ produced thereby covers the hot metal surface in the receiving vessel.
At the contact surface between the desiliconized slag and the hot metal, carbon [C] in the hot metal reacts with iron oxide remaining in the slag to generate carbon monoxide gas. In the hot metal, [C] is about 5%. , [Si] is contained in an amount of about 0.2 to 0.5%, and since the amount of carbon is large, the reaction represented by the following chemical formula 1 is likely to occur.
[0006]
[Chemical 1]
(FeO) + [C] = [Fe] + CO ↑
[0007]
The carbon monoxide gas produced by the reaction represented by the above chemical formula 1 passes through the slag and departs into the atmosphere, but the desiliconized slag is a highly viscous slag mainly composed of SiO ₂ . Cannot pass through the slag in a short time.
As a result, many bubbles exist in the slag, the slag density is lowered, and the apparent slag volume is increased. Such a phenomenon is referred to as slag forming, and is a consideration when performing desiliconization treatment.
[0008]
This slag forming causes a significant decrease in the capacity that can be received by the receiving container, and the hot metal temperature is increased due to an increase in the required number of receiving containers and an increase in the residence time of the hot metal in the receiving container during the steelmaking process. This will lead to cost deterioration such as a decline in costs.
In addition, when slag forming occurs, desiliconized slag overflows and scatters from the receiving container, which is a safety problem.
[0009]
As measures to prevent slag forming, it is difficult to reduce the Si content in the hot metal to a desired value because it is necessary to limit the amount of desiliconizing agent input or limit the amount of hot metal treatment. .
[0010]
In addition, a decrease in the temperature in the receiving container when slag forming occurs causes the slag to become highly viscous and solidified, and the slag and hot metal are discharged when the molten metal is discharged from the receiving container due to the slag becoming highly viscous and solidified. Remains.
If the slag / hot metal remains, the amount of the slag will be reduced by the remaining amount at the next receiving, and the slag will float with high viscosity. In some cases, the residual amount of slag increases, the amount of CO gas generated increases, and the detachment decreases to further promote slag forming, leading to a further reduction in the amount of acceptance. . Therefore, it is necessary to always suppress the occurrence of slag forming.
In addition, since such desiliconized slag has lower latent heat and thermal conductivity than hot metal, it is difficult to reduce the viscosity once the viscosity is increased and solidified.
[0011]
In order to suppress the occurrence of this slag forming, various techniques have been developed in the past.
(1) As a method of reducing the amount of generated CO gas by reducing the content of iron oxide in desiliconized slag and suppressing the reaction with [C] in hot metal,
For example, there is a method by reduction of iron oxide (desiliconizing agent) contained in desiliconized slag by addition of metal AL disclosed in JP-A-11-61234.
[0012]
(2) As a method of quickly removing the generated CO gas from the slag bath,
For example, the method of promoting the separation from the slag bath with the aim of aiming at coal gas bubble breakage by adding coke powder disclosed in JP-A-05-287346, disclosed in JP-A-09-316513 and JP-A-10-183218 There is a method in which oil-impregnated sludge, town coal, or the like as described above is added to desiliconized slag and CO gas is released from the slag bath by rapid combustion.
[0013]
However, the method described in JP-A-11-61234 of (1) uses an expensive metal AL in order to reduce the desiliconizing agent in the slag bath and not generate CO gas. It is a useless treatment with no effect on the promotion.
Also, in the method of (2), Japanese Patent Laid-Open Nos. 05-287346, 09-316513, and 10-183218, in order to release the generated CO gas from the slag bath, it is necessary to use a heating material. This is also a treatment that has no effect on promoting the desiliconization reaction and unnecessarily prolongs the processing time, both of which have problems.
[0014]
Therefore, as a desiliconization method that can solve the problems (1) and (2), an alkali metal or alkaline earth metal compound is added as an additive for adjusting the slag during desiliconization to improve the desiliconization slag. A method is disclosed in JP 54-68713.
As this slag adjusting additive, lime is generally used, and the following effects can be obtained by its addition.
[0015]
That is, the addition of lime reduces the activity at the interface between the iron oxide-containing slag and hot metal, mainly composed of SiO ₂ produced by the desiliconization reaction, and in turn promotes the oxidation reaction of Si. By suppressing the decarburization reaction, the amount of CO gas generated can be reduced. In addition, the viscosity of the entire desiliconized slag is lowered, and the generated CO gas is easily separated from the slag bath. Furthermore, by lowering the viscosity of the desiliconized slag, it becomes possible to facilitate the drainage in the subsequent process and reduce the residual slag in the receiving state.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, lime is merely used as an additive for adjustment together with the desiliconizing agent, and the following problem still remains in the method described in JP-A-54-68713.
That is,
(1) Depending on the addition timing of the desiliconization agent and the addition timing of the slag adjusting additive added together with the desiliconization agent, slag forming may occur vigorously.
(2) Depending on the basicity of desiliconized slag, slag forming may occur violently.
(3) Slag forming may occur violently depending on the amount of hot metal remaining in the receiving container before receiving.
Therefore, there has been a problem that the amount of desiliconizing agent to be introduced must be limited or the amount of hot metal received has to be reduced.
[0017]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and aims to provide a method capable of stably suppressing slag forming and always maintaining the maximum possible amount of desiliconizing agent. Yes.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, de珪方method of hot metal according to the present invention, the hot metal which is tapped from the blast furnace to受銑early when you受銑to受銑vessel, the de-珪剤the solution pig iron The total possible input weight is introduced, and after introducing the desiliconizing agent, an alkali metal and / or alkaline earth metal compound is introduced.
By doing in this way, slag foaming suppression can be performed stably and the maximum possible amount of desiliconization agent can always be maintained.
[0019]
As described above, the present inventor investigated the case where slag foaming occurred suddenly even when lime was added as an additive for slag adjustment together with the desiliconization agent during desiliconization, and the following two points were concluded. Got.
(1) If the lime is introduced earlier than or simultaneously with the addition of the desiliconization agent, there is little effect of improving the reaction efficiency and suppressing the slag forming, and there is an unreacted desiliconization agent in the desiliconization slag. Yes.
(2) When the amount of hot metal and desiliconized slag remaining in the receiving container before receiving is large, the amount of forming during desiliconization is large.
[0020]
In the former case, when slag adjusting additives such as lime are added before the desiliconization agent or simultaneously with the desiliconization agent, the desiliconization reaction is delayed and a high basic desiliconization slag is produced. This is because the silica slag does not enter a molten state, and the effect of preventing defoaming due to a decrease in the amount of silicon removal or lime is not exhibited.
In addition, when high-basic desiliconized slag is in a molten state, the desiliconized slag melts the brick, which is the refractory lining the receiving container, and extremely reduces the life of the receiving container. End up.
For this reason, in the first aspect of the present invention, at the initial stage of receiving the hot metal discharged from the blast furnace in the receiving vessel, the molten iron is charged with the total amount of possible desiliconizing charge weight , In the process in which the Si inside is oxidized and generated as SiO ₂ , an additive for adjusting slag such as lime is added so that the basicity of the desiliconized slag is excessively high. And this time, it is desirable to adjust the addition rate of the adjustment Subeku lime basicity during desiliconization treatment. This is the second invention.
[0021]
On the other hand, the desiliconized slag in the receiving container is usually discharged together with the discharge of the molten iron, but may remain in the receiving container due to the difference in the discharge state, the viscosity of the slag, and the like.
When the residual amount in the receiving container is large, the receiving amount is reduced by the amount of the residual amount, and the receiving time is shortened.
Since the desiliconization reaction proceeds in the receiving vessel due to the stirring action of the molten iron flow in the receiving vessel, if the receiving time is short, the stirring time including the desiliconized slag will decrease accordingly, and the unreacted degassing agent will decrease. A large amount of silica (FeO) remains in the desiliconized slag. The desiliconizing agent (FeO 2) in the desiliconized slag reacts with the high concentration [C] in the hot metal at the interface with the hot metal to generate CO gas. Therefore, forming occurs severely at the end of acceptance or after completion of acceptance.
[0022]
In addition, when desiliconization is performed with desiliconization slag remaining in the receiving vessel, in addition to desiliconization slag generated by desiliconization, residual dehumidification that has increased in viscosity over time. Silica slag also promotes forming, resulting in a drastic decrease in the amount of receiving, overflowing of desiliconized slag from the receiving container, and scattering. These are the reasons why the amount of forming increases during the latter silicon removal.
[0023]
For this reason, in the first and second inventions described above, the amount of the residue in the receiving container is measured in advance, and the amount of the desiliconizing agent is regulated so that the effect on the forming is within an allowable range. Is desirable. This is the third invention. Specifically, to calculate the hot metal weight remaining in受銑vessel before受銑, from correlation between the predetermined hot metal residual volume and受銑time,受銑for residual hot metal weight of the calculated The time was obtained, and from the limit remaining FeO concentration in the desiliconized slag that does not cause slag forming as defined separately, it was determined from the relationship between the predetermined acceptance time, the limit remaining FeO concentration, and the desiliconizing agent input weight. The entire amount of desiliconizing agent with the possible input weight corresponding to the receiving time is input. This is the fourth invention.
[0024]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on experimental examples in which the output amount is 5000 tons / day in a blast furnace.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an experimental example of the present invention.
When the hot metal 6 discharged from the blast furnace is injected into the toppedo car 3 as the receiving vessel through the hot metal 1 and the tilting iron 2, a desiliconizing agent storage container 4 separately containing a desiliconizing agent, quick lime (hereinafter referred to as “limestone”) Provided with the cutting valves 41 and 51 that can cut out a predetermined amount at the lower end of the lime container 5 containing the lime), the desiliconizing agent and lime cut out by the cutting valves 41 and 51, A predetermined amount of a desiliconizing agent and lime was directly sprayed onto the hot metal immediately before being transported by air and flowing down into the torpedo car 3.
[0025]
The experimental position in FIG. 1 is a skinmer provided at a tap near the blast furnace outlet, that is, a position where only the hot metal after the blast furnace slag is separated by the separator of hot metal and blast furnace slag flows. On the other hand, it is a position where desiliconizer and lime can be sprayed directly.
Further, lime represents the alkali metal and / or alkaline earth metal compound in the present invention. Examples of the alkali metal or alkaline earth metal compound include MgO, MnO, K ₂ O, NaO, CaO, CaCO _{3 and the} like. is there.
Table 1 shows the experimental conditions.
[0026]
[Table 1]

[0027]
First, before confirming the effect of the present invention, the timing of introduction of the desiliconizing agent was examined.
The reaction between solid oxygen (FeO), a silicon removal agent, and Si in the hot metal was expected to be the most intense in the stirring zone (position below the hot metal flow) and was confirmed in this experiment. Fig. 2 shows the generation of SiO ₂ from the start of receiving to the completion of receiving when the amount of desiliconizing agent is 1000 kg under the above conditions, and immediately after starting receiving, at a rate of 200 kg per minute for about 5 minutes. It is an experimental result when quantity is investigated.
[0028]
As shown in Fig. 2, the amount of SiO ₂ produced is 220 kg at the completion of acceptance 30 minutes after the start of acceptance, whereas it is 140 kg after 18 minutes from the start of acceptance. It can be seen that the longer the receiving time from the input, the more advantageous for desiliconization. This desiliconization reaction is mainly agitated by flowing down the hot metal into a receiving vessel. The longer the receiving time, the longer the stirring time, and the more the reaction seems to proceed.
Therefore, the introduction of the desiliconizing agent should be in the initial stage of accepting when the acceptance amount is less than half, desirably 25% or less, and it is disadvantageous if it is delayed.
In addition, it is considered that the unreacted desiliconizing agent that has been introduced floats and remains in the SiO ₂ (desiliconized slag). Therefore, lime is charged after the desiliconizing agent is added and after SiO ₂ starts to be generated by the desiliconizing agent. In this example, the lime input was about 80% of the desiliconizing agent input, and the final basicity was set at 0.8.
[0029]
In addition, as described above, the effect of the lime input is that the activity at the interface between the iron oxide-containing slag and the hot metal decreases with the SiO ₂ produced by the desiliconization reaction as the main component. Is promoted and the decarburization reaction is relatively suppressed. Further, the viscosity of the desiliconization slag generated lower than the slag viscosity of a slag FeO -SiO ₂ -CaO-based SiO ₂ only, to facilitate separation of the CO gas thus generated, slag foaming is suppressed .
[0030]
In particular, in the present invention, as a desirable desiliconization method, lime is introduced in accordance with the weight of SiO ₂ to be produced, and the basicity of the desiliconization slag is adjusted .
FIG. 3 shows the basicity (C / S indicates basicity) of the desiliconized slag generated on the horizontal axis and the desiliconized amount (ΔSi (%)) on the vertical axis. It can be seen from FIG. 3 that the desiliconization slag has the highest desiliconization amount (ΔSi (%)) when the basicity of the slag is around 0.8, and the basicity is low or low at this value. The Therefore, lime is added in accordance with the generated SiO ₂ weight, and the basicity of the desiliconization slag is adjusted . For example, the desiliconization can be efficiently performed by adjusting to the range of 0.4 to 1.2.
[0031]
As a method for grasping the weight of SiO _{2 to be} generated, a predetermined weight of lime may be added over time according to the predicted SiO ₂ weight using the correlation shown in FIG.
[0032]
Furthermore, according to the present invention, a desiliconizing agent is added in accordance with the residual molten metal weight in the receiving container before receiving.
In this invention, it is necessary to calculate the residue in the receiving container and the residual amount before receiving. Residues are mainly hot metal and desiliconized slag. The residual amount is calculated by measuring the weight with a strain weight meter or a load cell weight meter in the state where the residue is present in the receiving container. This is done by measuring the bottom level with a microwave level meter or the like.
On the other hand, in a state where no residue is present in the receiving container, the weight is measured in advance and the level of the container bottom is measured using a microwave level meter or the like.
Then, the weight difference is calculated, the calculated value is set as the residue weight, the level difference is calculated, and the residue volume is obtained while taking correction into account based on the calculated value.
[0033]
The weight and volume of the residual hot metal and the hot metal in the receiving vessel can be determined from the weight of the residual material and the volume of the residual material and the already known specific gravity of the hot metal and the hot metal.
The weight that can be received is known from the weight of the remaining hot metal, and the receiving time can be predicted together with the receiving speed (ton / min). As the receiving speed, for example, an increased speed value of a strain weigh scale installed at the receiving position and attached to the receiving container mounting table or a past actual value determined from the size of the blast furnace may be adopted.
FIG. 4 shows the above relationship. The horizontal axis indicates the relationship between the amount of hot metal in the receiving container (ton) before receiving and the vertical axis indicates the receiving time (minutes).
[0034]
On the other hand, when the relationship between the concentration of the unreacted desiliconizing agent (FeO) contained in the desiliconized slag and the slag thickness was examined, it was found that there was a certain relationship. This is illustrated in FIG.
As shown in FIG. 5, the slag thickness increases abruptly when the FeO concentration contained in the slag reaches 15% by mass. That is, it can be said that slag foaming started to occur from the point in time when the unreacted FeO concentration exceeded 15 mass%. Therefore, in order to suppress the occurrence of slag forming, it is necessary to suppress the unreacted FeO concentration in the slag to 15% by mass or less.
[0035]
To summarize the above, in the treatment with 1000 kg of desiliconizing agent added for 5 minutes immediately after receiving and with the target of basicity 1.3, the receiving time (horizontal axis) and the FeO concentration in the final stage desiliconized slag The relationship (%) (vertical axis) is as shown in FIG.
Moreover, the broken line in the figure is the expected point of occurrence of slag forming shown in FIG. 5, and the FeO concentration in the slag is a value of 15% by mass.
For example, it is determined that the desiliconizing agent is introduced within 5 minutes immediately after receiving, and such a relationship is determined as indicated by an imaginary line for 900 kg, 800 kg, 700 kg, etc. having different weights of the desiliconizing agent. If the receiving time is known from the weight, the input weight of the desiliconizing agent that does not cause slag forming can be easily determined.
[0036]
Moreover, since the slag volume in the receiving vessel is estimated by calculating the sum of the expected slag volume at the time of desiliconization obtained from the predicted SiO ₂ weight from FIG. 2 and the residual slag volume before receiving, If slag overflow is expected, finely adjust the weight of the desiliconizing agent.
As described above, by introducing the optimum desiliconizing agent weight obtained from the amount of residual molten iron in the receiving container before receiving, desiliconization treatment can be performed without reducing the receiving weight due to forming and causing slag overflow. Can be implemented.
[0037]
In the above experimental example, sintered ore was used as the desiliconizing agent, but familiar materials such as mill scale and other iron ores may be used, and alkali metal or alkaline earth metal compounds other than lime are also used. It doesn't matter. Further, the desiliconizing agent and lime may be put in any place between the blast furnace muzzle and the receiving vessel, and the conveyance thereof may not be gas transportation.
[0038]
Example 1
The timing of lime charging was carried out as follows under the same conditions as those in Table 1. The desiliconizing agent is introduced for 5 minutes immediately after receiving the lime, and the lime is introduced with a basicity of 1.0 according to the generated SiO ₂ weight in FIG. In the invention example, the dispersion was carried out at intervals of 5 minutes from 10 minutes after receiving.
As a result, as shown in Table 2 below, compared with the case where lime is added prior to the desiliconization agent, the basicity adjustment charging method of the present invention reduces the frequency of occurrence of slag foaming, and also reduces the amount of acceptor. I was able to suppress it.
[0039]
[Table 2]

[0040]
(Example 2)
Desiliconization when the hot metal remained in the receiving vessel was performed under the same conditions as the experimental conditions in Table 1 as follows. The desiliconizing agent is introduced for 5 minutes immediately after receiving the lime, and the lime is supplied at a basicity of 1.0 according to the generated SiO ₂ weight in FIG. I put it in. As described above, the calculation of the residual hot metal weight was performed by measuring the weight with a load cell weight meter and the volume with a microwave level meter and taking into account the specific gravity of the hot metal and hot metal.
As a result, as shown in Table 3, even if the residual amount in the receiving container changes, stable receiving is possible without causing slag forming during desiliconization.
[0041]
[Table 3]

[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the hot metal desiliconization method according to the present invention, the occurrence of slag forming can be suppressed, the required amount of hot metal can be received in the receiving vessel, and there is no overflow of slag or the like. The desiliconization process can be performed stably while maintaining the maximum amount of desiliconization agent input.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing equipment for introducing a desiliconizing agent and lime.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the time from the start of acceptance when a desiliconizing agent is introduced at the start of acceptance and the amount of SiO ₂ generated.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the basicity of desiliconized slag and the reduction amount of Si contained in hot metal.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of hot metal (t) in the receiving container before receiving and the receiving time (minutes).
FIG. 5 is a graph showing the relationship between FeO concentration (%) in degassed slag and slag thickness (cm).
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the acceptance time and the FeO concentration (%) in desiliconized slag at the end of acceptance.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot metal 2 Inclined iron 3 Toppedo car 4 Desilicide storage container 41 Cutting valve 5 Lime storage container 51 Cutting valve 6 Hot metal

Claims

At the initial stage of receiving the hot metal output from the blast furnace into the receiving vessel, the entire amount of the desiliconizing agent that can be added is put into the hot metal, and after adding the desiliconizing agent, alkali metal and / or alkali A method for desiliconization of hot metal, which comprises introducing an earth metal compound.

The alkali metal and / or alkaline earth metal compound is added in accordance with the weight of SiO ₂ generated with the introduction of the desiliconizing agent, and the basicity of the generated slag during the desiliconization treatment is adjusted. The method for desiliconizing hot metal as described in 1.

Calculate the weight of hot metal remaining in the receiving container before receiving,
Based on the residual molten iron weight values the calculated seek can be dispatched by weight of de珪剤, the obtained can be dispatched by weight of claim 1 or claim 2 wherein the molten iron, characterized in that the de-珪剤total amount charged Desiliconization method.

Calculate the weight of hot metal remaining in the receiving container before receiving,
From correlation between the predetermined hot metal residual volume and受銑time, it seeks受銑time for residual hot metal weight of the calculated,
From the limit residual FeO concentration in desiliconized slag that does not cause separately defined slag forming,
The total amount of desiliconizing agent having a possible input weight corresponding to the obtained receiving time is charged based on the relationship between a predetermined receiving time, a limit residual FeO concentration and a desiliconizing agent input weight. 3. The method for desiliconizing hot metal as described in 3.