铁水的预处理方法技术

本发明专利技术提供一种铁水的预处理方法，该方法包括：向转炉型精炼炉内的铁水供给氧源而进行脱硅处理后，在使铁水残留在炉内的状态下将存在于炉内的炉渣的一部分从转炉型精炼炉中排出，然后，向转炉型精炼炉内供给CaO系助熔剂及氧源而进行脱磷处理，再将脱磷处理后的铁水从转炉型精炼炉中出铁，从而使用一个转炉型精炼炉对铁水进行脱硅处理及脱磷处理，其中，在所述脱硅处理中，对于用转炉型精炼炉的废气处理设备抽吸来的抽吸气体中的至少一种以上含有碳原子的气体种的浓度进行分析，并基于其分析值来决定脱硅处理的结束时间，由此，可以抑制铁水的温度降低，同时以低成本进行下一工序的脱磷处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁水的预处理方法
本专利技术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。
技术介绍
在强烈要求减少温室效应气体的排放量的近年来，在钢铁产业中，用转炉、铁水锅等处理容器进行脱磷处理及脱碳精炼等时，在炉内的铁水中配合铁屑等冷铁源，从而减少钢铁制造所需要的能量。这是因为，冷铁源与装入到高炉中的铁矿石这样的氧化铁不同，其不需要还原，因此与对从高炉出铁的生铁进行精炼来制造钢水相比，能够以较少的能量消耗量少、较少的温室效应气体排放量来制造钢水。另外，近年来，实施了在转炉中的脱碳精炼之前对铁水实施预处理，从而预先除去铁水中的磷的精炼方法(也称为“预脱磷处理”)，因为该方法在成本方面及品质方面是有利的。一般来说，脱磷处理如下进行：将氧化剂(氧气等氧源)及脱磷精炼剂(CaO系助熔剂)添加到铁水中，利用氧化剂将铁水中的磷氧化而形成磷氧化物，再使其吸收到渣滓化后的脱磷精炼剂中，从热力学上来看，对于该脱磷反应而言，精炼温度越低越有利。即，温度比钢水阶段低的铁水阶段容易进行脱磷反应，可以以较少的氧化剂及脱磷精炼剂来进行脱磷处理。因此，通过进行上述预脱磷处理，虽然处理工序有所增加，但可以减少制钢精炼工序整体的炉渣产生量。但是，从高炉出铁的铁水含有0.3～0.6质量％左右的硅，对含有硅的铁水进行脱磷处理时，首先氧化除去硅，铁水中的硅浓度降低到某种程度后，再氧化除去铁水中的磷。通过上述硅的氧化，生成以SiO2为主成分的炉渣，该炉渣会阻碍脱磷反应。这是因为，为了进行脱磷反应，需要碱度([CaO(质量％)]/[SiO2(质量％)])为1.2以上的炉渣，而与此相对，由硅的氧化而生成的SiO2有降低炉渣碱度的作用。对于由高炉-转炉的组合构成的钢铁精炼工序而言，铁屑等冷铁源的熔解用热源是以铁水所具有的显热和铁水中的碳及硅的燃烧热为主体，基本上无法熔解大量的冷铁源。而且，在如上所述实施作为对铁水的预处理的脱硅处理及脱磷处理的情况下，不仅随着处理工序的追加而使铁水温度下降，而且作为燃烧热源的铁水中的碳及硅在上述脱硅处理及脱磷处理中被氧化而减少，因此对于在转炉中的冷铁源的熔解更加不利。因此，在进行铁水预处理的情况下，为了熔解更多的冷铁源，例如在专利文献1中提出了如下的铁水的预处理方法：在使用一个转炉型精炼炉进行铁水的脱硅、脱磷处理时，首先，调节CaO系助熔剂的供给量进行脱硅处理，并使得脱硅处理结束时炉渣的碱度进入到0.3～1.3的范围，然后使精炼炉偏斜而从炉口排出在炉内生成的炉渣，接着，新添加CaO系助熔剂来进行脱磷处理。另外，在专利文献2中提出了如下的铁水的预处理方法：在使用一个转炉型精炼炉进行铁水的脱硅、脱磷处理时，在结束脱磷处理而出铁铁水后，不排出炉渣而以残留在炉内的状态向精炼炉中装入下一炉料的铁水，供给氧进行脱硅处理，脱硅处理后，设置暂时中断吹炼而排出炉渣的中间排渣工序，然后继续进行脱磷处理。对于上述专利文献1的技术而言，通过在一个转炉型精炼炉中进行脱硅处理及脱磷处理，可以防止因铁水的转移而导致的温度下降；另外，对于专利文献2的技术而言，除了上述效果以外，还可以在脱硅处理中将脱磷处理所产生的炉渣(以下，也称为“脱磷炉渣”)进行再使用，因此，能够降低在脱硅处理工序中添加造渣剂而导致的温度下降。即，通过采用专利文献1、专利文献2的技术，可以减少铁水的预处理工序中的热损失，因此，与以往相比，可以增大冷铁源的配合比例，同时可以谋求削减温室效应气体的排放量及降低制造成本。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-152714号公报专利文献2：日本特开平11-323420号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，上述现有技术存在以下问题。如专利文献1、专利文献2所公开的技术那样在一个转炉型精炼炉中连续地进行脱硅处理、中间排渣、脱磷处理的情况下，为了使炉渣的碱度为脱磷所需的给定值以上，并且减少脱磷处理所使用的CaO系助熔剂，必须要从转炉型精炼炉中排出给定量以上的在脱硅处理中生成的含有大量SiO2的炉渣(以下，也称为“脱硅炉渣”)。从该观点来看上述现有技术时，对于专利文献1的技术而言，如果将脱硅处理结束时炉渣的碱度控制在0.3～1.3，则炉渣显示充分的流动性，可充分进行脱硅炉渣的排渣。但是，仅将脱硅炉渣的碱度控制在0.3～1.3，炉渣的起泡不充分，流动性也差，难以在短时间排出炉渣而不使铁水流出，或者相反地起泡过剩，在脱硅处理中炉渣从炉口溢出，有时会阻碍操作等，因此，难以充分地进行排渣控制。另外，专利文献2的技术中，提出了在使脱硅炉渣的碱度为1.0～3.0、铁水中的硅浓度达到0.20质量％以下之后进行中间排渣是最合适的。但是，其理由是，在脱硅处理结束时铁水中的硅浓度高于0.20质量％的情况下，为了将下一工序的脱磷处理时炉渣的碱度调整为2.0所需要的含CaO物质变得过多，在成本上是不利的，而对于脱硅炉渣的排渣性未作任何的考虑。即，上述专利文献1及专利文献2所公开的技术存在下述问题：不能充分地排出脱硅炉渣，不得不增加下一工序的脱磷处理中的CaO系助熔剂的使用量，或者有可能会使脱磷处理后的铁水中的磷浓度增高。本专利技术是鉴于上述现有技术中的问题而进行的，其目的在于提供一种铁水的预处理方法，该铁水的预处理方法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，并且在脱硅处理和脱磷处理之间夹有中间的排渣工序，其中，通过改善在脱硅处理中生成的脱硅炉渣的排渣性，能够抑制铁水的温度下降并以低成本进行下一工序的脱磷处理。解决问题的方法为了解决上述课题而开发的本专利技术的第1方式是一种铁水的预处理方法，该方法包括：向转炉型精炼炉内的铁水供给氧源而进行脱硅处理后，在使铁水残留在炉内的状态下将存在于炉内的炉渣的一部分从转炉型精炼炉中排出，然后，向转炉型精炼炉内供给CaO系助熔剂及氧源而进行脱磷处理，再将脱磷处理后的铁水从转炉型精炼炉中出铁，从而使用一个转炉型精炼炉对铁水进行脱硅处理及脱磷处理，其中，在所述脱硅处理中，对于用转炉型精炼炉的废气处理设备抽吸来的抽吸气体中的至少一种以上含有碳原子的气体种的浓度进行分析，并基于其分析值来决定脱硅处理的结束时间。本专利技术的第2方式涉及本专利技术的第1方式的铁水的预处理方法，其中，基于所述抽吸气体中含有碳原子的气体种的浓度分析值及所述抽吸气体的流量计算出从所述脱硅处理中的转炉型精炼炉排出的废气中碳的排出速度，基于所述计算出的废气中碳的排出速度达到极大值、再达到极小值后再次增大的变化图来决定所述脱硅处理的结束时间。本专利技术的第3方式涉及本专利技术的第1方式的铁水的预处理方法，其中，基于所述抽吸气体中的CO气体浓度、CO2气体浓度、以及CO气体和CO2气体的总浓度中任意一个浓度的分析值达到极大值、再达到极小值后再次增大的变化图来决定所述脱硅处理的结束时间。本专利技术的第4方式涉及本专利技术的第1方式的铁水的预处理方法，其中，基于所述抽吸气体中的CO气体流量、CO2气体流量、以及CO气体和CO2气体的总流量中的至少一个流量达到极大值、再达到极小值后再次增大的变化图来决定所述脱硅处理的结束时间，所述抽吸气体中的CO气体流量、CO2气体流量、以及CO气体和CO2气体的总流量分别是由所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁水的预处理方法，该方法包括：向转炉型精炼炉内的铁水供给氧源而进行脱硅处理后，在使铁水残留在炉内的状态下将存在于炉内的炉渣的一部分从转炉型精炼炉中排出，然后，向转炉型精炼炉内供给CaO系助熔剂及氧源而进行脱磷处理，再将脱磷处理后的铁水从转炉型精炼炉中出铁，从而使用一个转炉型精炼炉对铁水进行脱硅处理及脱磷处理，其中，在所述脱硅处理中，对于用转炉型精炼炉的废气处理设备抽吸来的抽吸气体中的至少一种以上含有碳原子的气体种的浓度进行分析，并基于其分析值来决定脱硅处理的结束时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.18 JP 2013-006910;2013.01.24 JP 2013-011251.一种铁水的预处理方法，该方法包括：向转炉型精炼炉内的铁水供给氧源而进行脱硅处理后，在使铁水残留在炉内的状态下将存在于炉内的炉渣的一部分从转炉型精炼炉中排出，然后，向转炉型精炼炉内供给CaO系助熔剂及氧源而进行脱磷处理，再将脱磷处理后的铁水从转炉型精炼炉中出铁，从而使用一个转炉型精炼炉对铁水进行脱硅处理及脱磷处理，其中，在所述脱硅处理中，对于用转炉型精炼炉的废气处理设备抽吸来的抽吸气体中的至少一种以上含有碳原子的气体种的浓度进行分析，基于所述抽吸气体中含有碳原子的气体种的浓度分析值及所述抽吸气体的流量计算出从所述脱硅处理中的转炉型精炼炉排出的废气中碳的排出速度，基于所述计算出的废气中碳的排出速度达到极大值、再达到极小值后再次增大的变化图来决定所述脱硅处理的结束时间。2.一种铁水的预处理方法，该方法包括：向转炉型精炼炉内的铁水供给氧源而进行脱硅处理后，在使铁水残留在炉内的状态下将存在于炉内的炉渣的一部分从转炉型精炼炉中排出，然后，向转炉型精炼炉内供给CaO系助熔剂及氧源而进行脱磷处理，再将脱磷处理后的铁水从转炉型精炼炉中出铁，从而使用一个转炉型精炼炉对铁水进行脱硅处理及脱磷处理，其中，在所述脱硅处理中，对于用转炉型精炼炉的废气处理设备抽吸来的抽吸气体中的至少一种以上含有碳原子的气体种的浓度进行分析，基于所述抽吸气体中的CO气体浓度、CO2气体浓度、以及CO气体和CO2气体的总浓度中任意一个浓度的分析值达到极大值、再达到极小值后再次增大的变化图来决定所述脱硅处理的结束时间。3.一种铁水的预处理方法，该方法包括：向转炉型精炼炉内的铁水供给氧源而进行脱硅处理后，在使铁水残留在炉内的状态下将存在于炉内的炉渣的一部分从转炉型精炼炉中排出，然后，向转炉型精炼炉内供给CaO系助熔剂及氧源而进行脱磷处理，再将脱磷处理后的铁水从转炉型精炼炉中出铁，从而使用一个转炉型精炼炉对铁水进行脱硅处理及脱磷处理，其中，在所述脱硅处理中，对于用转炉型精炼炉的废气处理设备抽吸来的抽吸气体中的至少一种以上含有碳原子的气体种的浓度进行分析，基于所述抽吸气体中的CO气体流量、CO2气体流量、以及CO气体和CO2气体的总流量中的至少一个流量达到极大值、再达到极小值后再次增大的变化图来决定所述脱硅处理的结束时间，所述抽吸气体中的CO气体流量、CO2气体流量、以及CO气体和CO2气体的总流量分别是由所述抽吸气体中的CO气体浓度、CO2气体浓度、以及CO气体和CO2气体的总浓度的分析值与所述抽吸气体的流量之积算出的。4.根据权利要求1～3中任一项所述的铁水的预处理方法，其中，以所述达到极大值、再达到极小值后再次增大的变化图中再次增大的值达到相对于极大值为90％以上且150％以下的给定比例的值以上的时间为基准，使所述脱硅处理的结束时间在给定的经过时间范围内。5.根据权利要求1～3中任一项所述的铁水的预处理方法，其中，在所述达到极大值、再达到极小值后再次增大的变化图中，极大值与极小值之差为极大值的10％以上。6.根据权利要求4所述的铁水的预处理方法，其中，在所述达到极大值、再达到极小值后再次增大的变化图中，极大值与极小值之差为极大值的10％以上。7.一种铁水的预处理方法，该方法包括：向转炉型精炼炉内的铁水供给氧源而进行脱硅处理后，在使铁水残留在炉内的状态下将存在于炉内的炉渣的一部分从转炉型精炼炉中排出，然后，向转炉型精炼炉内供给CaO系助熔剂及氧源而进行脱磷处理，再将脱磷处理后的铁水从转炉型精炼炉中出铁，从而使用一个转炉型精炼炉对铁水进行脱硅处理及脱磷处理，其中，在所述脱硅处理中，对于用转炉型精炼炉的废气处理设备抽吸来的抽吸气体中的至少一种以上含有碳原子的气体种的浓度进行分析，以所述抽吸气体中的CO气体浓度、CO2气体浓度、以及CO气体和CO2气体的总浓度中任意一个浓度的分析值在供给完化学理论上脱硅所需氧量的1.2倍的氧的时刻以后达到给定的阈值以上的时间为基准，使所述脱硅处理的结束时间在给定的经过时间范围内，从而在炉渣起...

【专利技术属性】
技术研发人员：川畑凉，田中高太郎，根岸秀光，石毛俊朗，菊池直树，内田佑一，小笠原泰志，佐佐木直敬，岩城阳三，铃木纪彦，妹尾政臣，井户洋晴，田野学，市川彰，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP