脱磷处理装置及使用了该脱磷处理装置的铁液的脱磷方法制造方法及图纸

本发明专利技术为进行铁液的脱磷处理的脱磷处理装置，其具有：转炉；顶吹喷枪，该顶吹喷枪向上述转炉中吹入氧气；第1气体管线，该第1气体管线向上述顶吹喷枪中供给上述氧气；第1分配器，该第1分配器保持有由上述顶吹喷枪与上述氧气一起喷射的CaO源；和第2分配器，该第2分配器至少保持有由上述顶吹喷枪与上述氧气一起喷射的Al2O3源。

Dephosphorization treatment device and dephosphorization method of molten iron using the dephosphorization treatment device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脱磷处理装置及使用了该脱磷处理装置的铁液的脱磷方法
本专利技术涉及能够廉价且高效地进行脱磷处理的脱磷处理装置及使用了该脱磷处理装置的铁液的脱磷方法。
技术介绍
近年来，对于钢材的要求提高，对于低磷钢的需求增加。目前，铁液的脱磷处理一般广泛通过在热力学上有利的铁液阶段的低温条件下进行处理的方法来进行。作为进行铁液的脱磷处理的装置，顶底吹转炉合适。在顶底吹转炉中，作为脱磷处理所需要的氧化剂，能够将与固体氧化剂相比热损耗少的气体氧由顶吹喷枪以高速喷射到铁液中。作为脱磷剂，主要使用了将石灰石(CaCO3)进行烧成而得到的生石灰(CaO)。然而，由于石灰石与生石灰相比相当廉价，所以作为脱磷剂想要尽可能使用石灰石。然而，石灰石存在下述的问题：在900℃左右通过以下的(1)式的吸热反应发生热分解，铁液温度降低而产生很大的热损耗。CaCO3＝CaO+CO2(1)但是，在[Si]浓度高或者铁液温度高或者废料配合率低的情况下，由于铁液的脱磷处理中的热裕度变高，所以能够使用廉价的石灰石。可是，铁液的脱磷处理由于在铁液阶段的低温条件下进行，所以促进作为脱磷剂使用的CaO的滓化是重要的。为了将熔点为2300℃以上这样非常高的CaO滓化，使用萤石(CaF2)是有效的。然而，在使用了萤石的情况下，由于通过CaO的滓化而产生的炉渣含有氟(F)，所以炉渣的再利用目的地受到大幅限制等弊病大。因此，开发了不使用萤石的CaO滓化促进方法。作为该方法，例如公开了下述方法：使脱磷处理后的炉渣的碱度(CaO质量浓度/SiO2质量浓度)成为1.8～2.6，将精炼剂的至少一部分设定为钙铁素体，将粒径为3mm以下的生石灰由顶吹喷枪与氧一起喷射到铁液中(参照专利文献1)。然而，在该方法中，若不并用高价的钙铁素体，则无法将铁液脱磷至极低[P]浓度([P]≤0.015质量％)。因此，存在要花费许多成本这样的问题。另外，作为在不使用萤石或钙铁素体的情况下将CaO高效地滓化来熔炼低磷钢的方法，公开了由顶吹喷枪将含有CaO粉、Al2O3粉及Fe2O3粉的混合粉与氧气体喷流一起喷射到[Si]浓度为0.15质量％以下的铁液的浴面的方法(参照专利文献2)。在该方法中，Al2O3或Fe2O3与CaO反应而容易地形成低熔点的CaO-Al2O3-FeO熔体，脱磷反应极其高效地进行。然而，虽然CaO粉、Al2O3粉、Fe2O3粉各自的单价低，但是为了通过混合器等制作混合粉，要花费许多成本。另外，若对于[Si]浓度超过0.15质量％的铁液适用该方法，则在脱磷处理中的吹炼前半期脱硅反应急速进行而大量地生成SiO2，所以脱磷处理中的吹炼前半期的炉渣碱度(CaO添加量/(SiO2生成量+SiO2添加量))降低，产生喷渣的频率急增。由于混合粉中的各粉体的配合比率预先决定，所以也无法根据铁液条件而灵活地应对。另一方面，公开了一种铁液脱磷方法，在吹炼前半期形成含CaO的保护渣，该保护渣的碱度(重量比：CaO/SiO2)为0.4～1.5，之后将CaO粉与Al2O3粉及Fe2O3粉的混合粉进行顶吹(参照专利文献3)。在该方法中，通过在脱磷处理中的吹炼前半期形成低熔点的保护渣，能够降低喷溅物量。然而，由于脱磷处理中的吹炼前半期在低温下推进，所以若按照碱度成为0.4～1.5的方式添加块状的CaO，则在吹炼前半期块状的CaO没有完全熔化而脱磷利用效率变低。另外，在铁液的脱磷处理后还在炉渣中残留未熔化CaO，在将脱磷炉渣有效应用于路基材料等时成为问题。为了避免该问题，在使用低熔点的钙铁素体来形成保护渣的情况下，像上述那样产生花费许多成本的问题。如上所述在现有技术中，若使用钙铁素体或者制作混合粉，则存在成本变多这样的问题。另外，若使用混合粉，则也不易根据脱磷处理条件来调整处理方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-1536号公报专利文献2：日本专利第3525766号公报专利文献3：日本专利第3687433号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术鉴于上述的问题点，目的是提供通过脱磷处理而能够廉价地熔炼低磷铁液的脱磷处理装置及使用了脱磷处理装置的铁液的脱磷方法。用于解决课题的手段在完成本专利技术时，由于为了由CaO粉、Al2O3粉等通过混合器等制作混合粉要花费许多成本，所以本专利技术人等着眼于：若使用两台以上的粉体供给用分配器，则与制作混合粉相比成本及麻烦得到抑制。另外，还着眼于：由于通过使用两台以上的粉体供给用分配器，可以在吹炼中变更各粉体的组成比，所以变得能够适当选择铁液的脱磷处理中的吹炼中的粉体的混合组成，可根据处理条件而进行合理的处理。于是，详细调查了与处理条件相应的吹炼中的粉体的混合组成的变化的影响。其结果是发现了下述方法：特别是通过根据吹炼中的装入碱度(CaO装入量/(SiO2装入量+铁液中的由[Si]的氧化产生的SiO2生成量)：质量比)的推移而将顶吹粉体的CaO及Al2O3的混合组成优化，能够避免喷渣、并且熔炼低磷铁液([P]≤0.020质量％)。本专利技术如下所述。(1)一种脱磷处理装置，其特征在于，其是进行铁液的脱磷处理的脱磷处理装置，其具有：转炉；顶吹喷枪，该顶吹喷枪向上述转炉中吹入氧气；第1气体管线，该第1气体管线向上述顶吹喷枪中供给上述氧气；第1分配器，该第1分配器保持有由上述顶吹喷枪与上述氧气一起喷射的CaO源；和第2分配器，该第2分配器至少保持有由上述顶吹喷枪与上述氧气一起喷射的Al2O3源。(2)根据上述(1)所述的脱磷处理装置，其特征在于，其进一步具有与上述第1气体管线不同的第2气体管线，该第2气体管线将上述CaO源及上述Al2O3源混合而供给到上述顶吹喷枪中。(3)一种铁液的脱磷方法，其特征在于，其是使用了上述(1)或(2)所述的脱磷处理装置的铁液的脱磷方法，其中，向上述转炉中装入铁液，一边由底吹风口将氮气以0.1～0.6Nm3/分钟/吨的流量吹入上述铁液中并搅拌，一边由上述顶吹喷枪与1.0～2.5Nm3/分钟/吨的流量的氧气一起，在将从吹炼开始到吹炼结束为止的期间的总氧气供给量设定为100％的情况下，在从吹炼开始到喷射50～80％量的氧气为止的期间，仅将保持于上述第1分配器中的CaO源喷射到铁液中，上述CaO源仅是装入碱度成为0.8～1.2的这一部分，之后由上述顶吹喷枪与上述氧气一起，仅喷射保持于上述第2分配器中的包含Al2O3源的混合粉，所述混合粉中Al2O3的比例((Al2O3质量)/(CaO质量+CaCO3质量×0.56+Al2O3质量)×100)为5～20质量％，或者喷射保持于上述第1分配器中的CaO源与保持于上述第2分配器中的Al2O3源的混合粉，所述混合粉中Al2O3的比例为5～20质量％，将处理末期的装入碱度设定为1.5以上，将吹炼时间设定为6～10分钟。(4)根据上述(3)所述的铁液的脱磷方法，其特征在于，在吹炼开始前或吹炼开始后30秒以内，仅添加相当于装入碱度低于0.4的这一部分的最大粒径为10mm以下的细粒CaO源，在将从吹炼开始到吹炼结束为止的期间的总氧气供给量设定为100％的情况下，在从吹炼开始到喷射50～80％量的氧气为止的期间，仅将上述CaO源喷射到铁液中，上述CaO源仅是装入碱度与上述添加的细粒CaO源合计成为0.8～1.2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱磷处理装置，其特征在于，其是进行铁液的脱磷处理的脱磷处理装置，其具有：转炉；顶吹喷枪，该顶吹喷枪向所述转炉中吹入氧气；第1气体管线，该第1气体管线向所述顶吹喷枪中供给所述氧气；第1分配器，该第1分配器保持有由所述顶吹喷枪与所述氧气一起喷射的CaO源；和第2分配器，该第2分配器至少保持有由所述顶吹喷枪与所述氧气一起喷射的Al2O3源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.06 JP 2017-0011641.一种脱磷处理装置，其特征在于，其是进行铁液的脱磷处理的脱磷处理装置，其具有：转炉；顶吹喷枪，该顶吹喷枪向所述转炉中吹入氧气；第1气体管线，该第1气体管线向所述顶吹喷枪中供给所述氧气；第1分配器，该第1分配器保持有由所述顶吹喷枪与所述氧气一起喷射的CaO源；和第2分配器，该第2分配器至少保持有由所述顶吹喷枪与所述氧气一起喷射的Al2O3源。2.根据权利要求1所述的脱磷处理装置，其特征在于，其进一步具有与所述第1气体管线不同的第2气体管线，该第2气体管线将所述CaO源及所述Al2O3源混合而供给到所述顶吹喷枪中。3.一种铁液的脱磷方法，其特征在于，其是使用了权利要求1或2所述的脱磷处理装置的铁液的脱磷方法，其中，向所述转炉中装入铁液，一边从底吹风口将氮气以0.1～0.6Nm3/分钟/吨的流量吹入所述铁液中并进行搅拌，一边由所述顶吹喷枪与1.0～2.5Nm3/分钟/吨的流量的氧气一起，在将从吹炼开始到吹炼结束为止的期间的总氧气供给量设定为100％的情况下，在从吹炼开始到喷射50～80％量的氧气为止的期间，仅将保持于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫田政树，浅原纪史，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP