转炉的操作方法技术

每当从顶吹枪顶吹氧气而实施铁液的脱碳精炼时，抑制铁液的摆动，并抑制气泡破裂及与气泡破裂相伴的喷溅物。在使用下端设置有拉瓦尔喷嘴的顶吹枪，并从拉瓦尔喷嘴向转炉内的铁水浴面喷吹氧气而对转炉内的铁液进行脱碳的转炉的精炼方法中，以蓄积氧指标S(F)成为40以下的方式调整来自顶吹枪的送氧速度及枪高度LH中的任一方或双方。

Operation method of converter

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转炉的操作方法
本专利技术涉及从在顶吹枪设置的多个拉瓦尔喷嘴将氧气向铁液喷吹，抑制铁液向转炉外的喷出并从铁液熔炼钢水的转炉的操作方法。在此，“铁液”是指铁水或钢水，在能够将两者明确地区分的情况下，记载为“铁水”或“钢水”。
技术介绍
在转炉的脱碳精炼中，从转炉的生产性提高的观点出发，采用增多每单位时间的氧气供给量(也称为“送氧速度”)的操作。然而，当增大每单位时间的氧气供给量时，作为灰尘等向炉外飞散的铁分及附着而堆积于炉壁或炉口附近的铁分增加。上述的铁分损失最终被回收，再次被利用作为铁源，但是其量增多时，会导致灰尘回收及附着于炉口附近的铁分的除去所需的成本的增加或转炉的运转率的下降，因此成为应解决的重要的课题之一。因此，关于转炉的脱碳精炼中的灰尘的产生及抑制，以往进行了较多的研讨及研究。其结果是，关于灰尘的产生机理，已知大体分为下述所示的2个机理，伴随着吹炼的进展而各产生机理产生的灰尘的产生量及灰尘的产生比例变化。[1]由于气泡破裂(喷溅物(生铁块飞散)或伴随着气泡的熔液面脱离而粒铁飞散等)而产生灰尘。[2]由于烟雾(铁原子的蒸发)而产生灰尘。另一方面，已知在铁液中的碳浓度达到临界碳浓度之前的期间中，来自顶吹枪的顶吹氧产生的脱碳反应速度为氧供给速度限制，在临界碳浓度以下的碳浓度中，来自顶吹枪的顶吹氧产生的脱碳反应速度为铁液中碳的移动(扩散)速度限制。但是，根据非专利文献1，记载了即使在氧供给速度限制期间中基于废气的连续分析的脱碳速度也不恒定而进行变动的情况。直接观察使用了小型熔化炉的脱碳精炼的浴面的结果是，在该氧供给速度限制期间中，如果脱碳速度变动，则从浴面产生大气泡，因此可认为脱碳速度的变动由于从表面反应向浴内反应的转移引起的反应面积的扩大而产生。已知基于顶吹氧的脱碳反应主要在氧喷流与铁液的碰撞界面，称为所谓“火点”的“凹坑”处进展。在非专利文献2中记载了如下情况：作为火点的面积，如下述的(4)式所示，定义除了几何学上的凹坑的表面积Ap之外还考虑了在浴面上产生的液滴的影响的等效界面面积A*，如下述的(5)式所示，伴随着顶吹氧流量FO2与等效界面面积A*之比即氧负荷Fg的增加而脱碳氧效率下降。[数学式1]在(4)式中，dc是拉瓦尔喷嘴的喉径，I是顶吹氧喷流的运动量，κ是运动量I的校正系数，σ是铁液的表面张力。然而，在转炉等精炼反应容器中，伴随着顶吹或底吹的精炼用及搅拌用的气体供给和基于脱碳反应的CO气体的产生而反应容器内的铁液摆动。在摆动的振动频率与由反应容器的形状决定的固有振动频率一致的所谓共振时，摆动的振幅最大化。这样的现象称为“晃动”。当晃动产生时，在顶吹枪、炉壁、进而炉口附近附着/堆积的铁分增加。非专利文献3关于晃动进行了记载，并记载了，由此，圆筒容器的固有振动频率fcalc能够解析性地求出，根据圆筒容器内径D和浴深H利用下述的(6)式能够算出的情况。在此，在(6)式中，g为重力加速度，k为常数(＝1.84)。[数学式2]在实测了脱碳精炼中的转炉的振动的非专利文献4中，记载了商业规模的转炉中的铁液的摆动引起的振动频率为0.3～0.4Hz左右的情况。该测定值与根据(6)式算出的转炉的固有振动频率大体一致。因此，可知在商业规模的转炉中也会产生晃动现象。当晃动现象产生时，洒出(熔渣喷出)容易产生，因此在顶吹枪、炉壁、进而炉口附近附着/堆积的铁分增加。专利文献1记载了如下精炼方法：在提高每单位时间的氧气供给量的转炉操作中，以抑制喷溅物或洒出的产生的情况为目的，基于向转炉内的氧气供给量、来自转炉的废气流量、废气组成、铁水成分及副原料使用量来算出炉内残留氧浓度，根据算出的炉内残留氧浓度，对氧气供给量、枪高度、底吹气体流量中的至少任一个进行调整，抑制喷溅物及洒出的产生。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-108153号公报非专利文献非专利文献1：生产研究，vol.22(1970)No.11.p.488非专利文献2：铁和钢，vol.57(1971)No.12.p.1764非专利文献3：生产研究，vol.26(1974)No.3.p.119非专利文献4：川崎制铁技报，vol.19(1987)No.1.p.1
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在专利文献1的精炼方法中，监视洒出(熔渣喷出)的征兆，之后进行行动，因此虽然能够检测到洒出，但是无法抑制气泡破裂及与气泡破裂相伴的喷溅物(生铁块飞散)。本专利技术鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种每当从顶吹枪顶吹氧气而实施铁液的脱碳精炼时，抑制铁液的摆动，并抑制气泡破裂及与气泡破裂相伴的喷溅物，能够抑制铁成品率的下降的转炉操作方法。用于解决课题的方案解决这样的课题的本专利技术的特征如以下所述。[1]一种转炉的操作方法，是转炉的精炼方法，使用在下端设置有拉瓦尔喷嘴的顶吹枪，从所述拉瓦尔喷嘴向转炉内的铁液浴面喷吹氧气而对转炉内的铁液进行脱碳，其中，以炉内的蓄积氧指标S(F)满足下述的(3)式的方式，调整来自所述顶吹枪的送氧速度Qg及枪高度LH中的任一方或双方，所述炉内的蓄积氧指标S(F)根据利用下述(1)式确定的火点每单位面积的氧气流量F(Nm3/(m2×s))、所述氧气流量F及下述(2)式来确定。[数学式3]S(F)≤40…(3)在(1)式中，n是在所述顶吹枪的下端设置的拉瓦尔喷嘴的个数(-)，dc是所述拉瓦尔喷嘴的喉径(mm)，Qg是来自所述顶吹枪的送氧速度(Nm3/s)，P0是所述氧气向所述拉瓦尔喷嘴的供给压力(Pa)，vgc是根据所述枪高度LH(m)而算出的铁液浴面的碰撞面处的所述氧气的流速，且是所述拉瓦尔喷嘴的中心轴上的所述氧气的流速(m/s)，r是由于所述氧气向所述铁液浴面的碰撞而形成的凹坑的半径(mm)，L是所述凹坑的深度(mm)。在(2)式中，α是常数((m2×s)/Nm3)，F0是常数(Nm3/(m2×s))，Δt是数据收集时间间隔(s)。[2]根据[1]记载的转炉的操作方法，其中，在吹炼中监视利用所述(2)式算出的蓄积氧指标S(F)的实际值、及作为输入氧量与输出氧量之差的不明氧量，并决定所述常数α，该输入氧量是来自顶吹枪的氧气供给量及向炉内投入的副原料中的氧量的总计，该输出氧量是转炉废气中存在的CO气体、CO2气体、氧气及在脱硅反应中被消耗而作为SiO2存在于炉内的氧量之和。专利技术效果根据本专利技术，将作为来自顶吹枪的送氧速度Qg及枪高度LH的函数的、通过(2)式定义的蓄积氧指标S(F)控制为规定的范围内，因此不仅能够抑制转炉内的铁液的摆动，而且能够减少在顶吹枪、转炉炉壁、转炉的炉口附近附着/堆积的铁分。附图说明图1是表示平均脱碳氧效率η与根据(1)式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转炉的操作方法，是转炉的精炼方法，使用在下端设置有拉瓦尔喷嘴的顶吹枪，从所述拉瓦尔喷嘴向转炉内的铁液浴面喷吹氧气而对转炉内的铁液进行脱碳，其中，/n以炉内的蓄积氧指标S(F)满足下述的(3)式的方式，调整来自所述顶吹枪的送氧速度Q

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170508 JP 2017-0922581.一种转炉的操作方法，是转炉的精炼方法，使用在下端设置有拉瓦尔喷嘴的顶吹枪，从所述拉瓦尔喷嘴向转炉内的铁液浴面喷吹氧气而对转炉内的铁液进行脱碳，其中，
以炉内的蓄积氧指标S(F)满足下述的(3)式的方式，调整来自所述顶吹枪的送氧速度Qg及枪高度LH中的任一方或双方，所述炉内的蓄积氧指标S(F)根据利用下述(1)式确定的火点每单位面积的氧气流量F(Nm3/(m2×s))、所述氧气流量F及下述(2)式来确定，
[数学式1]






S(F)≤40…(3)
在(1)式中，
n是在所述顶吹枪的下端设置的拉瓦尔喷嘴的个数(-)，
dc是所述拉瓦尔喷嘴的喉径(mm)，
Qg是来自所述顶吹枪的送氧速度(Nm3/s)，
P0是所述氧气...

【专利技术属性】
技术研发人员：天野胜太，高桥幸雄，菊池直树，三木祐司，
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