钢液的制造方法技术

本发明专利技术的钢液的制造方法具有以下工序：向在前次ch的出钢时作为熔融金属种而残留于电炉的钢液中添加碳源而得到含碳熔融铁的第1工序；向上述第1工序中生成的含碳熔融铁中添加DRI而进行熔化还原的第2工序；接着，添加脱氧材料而进行脱硫处理的第3工序；将通过上述第3工序的脱硫处理而生成的脱硫炉渣排出的第4工序；接着，吹入氧而进行脱碳处理的第5工序；将通过上述第5工序的脱碳处理而生成的脱碳炉渣排出的第6工序；和在通过上述第6工序将脱碳炉渣排出后，残留下次ch的熔融金属种部分而进行出钢的第7工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钢液的制造方法
本专利技术涉及将预还原氧化铁(铁矿石等)而制造的还原铁(DRI)用熔炼炉进行还原及熔化来制造钢液的钢液的制造方法。
技术介绍
以往，由于为了新建高炉需要花费巨大的成本，因此在产出天然气的国家，例如通过MIDREX法等将丸粒等块状化的铁矿石等氧化铁用竖炉进行还原来制造金属化率为90％以上的还原铁(DRI)、并将该DRI用电炉熔化而直接制造钢液的工艺成为主流。另外，还开发了使用煤等碳材作为代替天然气的还原剂的还原铁制造工艺且被实用化。对于该还原铁制造工艺，有将铁矿石等烧成丸粒与煤粉一起用回转炉进行加热还原的方法(SL/RN法)、和将碳材与粉状的氧化铁混合而块状化且在转底炉上进行加热还原来制造还原铁的方法(RHF法)等。就这些方法而言，与竖炉法相比难以制造高金属化率的DRI，一般而言金属化率高为85％左右。因此，在使用该DRI时，需要利用电炉等熔炼炉进行金属铁的熔化，同时还进行残存的氧化铁成分的还原。在专利文献1中记载了一种方法，其中，通过RHF法来制造金属化铁为60％以上的DRI，之后，利用电弧加热式熔炼炉来制造碳含量为1.5～4.5质量％的熔融铁，在将该熔融铁排出至炉外后，用另一熔炼炉进行脱硫处理、脱磷处理及脱碳处理。在该方法中，为了将残存的氧化铁成分还原而在熔炼炉中添加了碳材。然而，就该方法而言，由于将熔融铁转移至另一炉而热损失变大。另外，由于为了确保热源而进一步添加碳材并将碳含量高的熔融铁进行脱碳来制造钢液，导致CO2产生量变多。进而在专利文献2中，公开了一边供给烃气体一边将铁系原料熔化的技术。然而，就该方法而言，由于以使用烃气体作为前提，因此花费许多成本。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2001-515138号公报专利文献2：日本特开2016-108575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，目的是提供在通过电炉等熔炼炉特别是将金属化率低的DRI进行熔化和还原时生产率高且热损失少、并且CO2产生量少的钢液的制造方法。用于解决课题的手段在本专利技术中，为了将金属化率低的DRI进行熔化还原来制造钢液，将钢液的一部分残留于炉内，作为下次ch的熔融金属种(日文原文为“種湯”，也可以称为起始铁水)使用。但是，由于若熔融金属种为钢液原样，则DRI的熔化还原延迟，因此在供给DRI之前首先仅将碳源供给至熔融金属种中来提高熔融金属种的C浓度。该C浓度如后述那样优选为0.5质量％以上且1.5质量％以下。本专利技术如下所述。(1)一种钢液的制造方法，其特征在于，其具有以下工序：向在前次装料(以下记载为“前次ch”)的出钢时作为熔融金属种而残留于电炉的钢液中添加碳源而得到含碳熔融铁的第1工序；向上述第1工序中生成的含碳熔融铁中添加DRI来进行熔化还原的第2工序；接着，添加脱氧材料而进行脱硫处理的第3工序；将通过上述第3工序的脱硫处理而生成的脱硫炉渣排出的第4工序；接着，吹入氧而进行脱碳处理的第5工序；将通过上述第5工序的脱碳处理而生成的脱碳炉渣排出的第6工序；和在上述第6工序中将上述脱碳炉渣排出后，残留下次装料(以下记载为“下次ch”)的熔融金属种部分而进行出钢的第7工序。(2)根据上述(1)所述的钢液的制造方法，其特征在于，在将上述电炉的炉径设为D(m)的情况下，上述第7工序中残留的熔融金属种量W(t)设定为0.3×D2＜W＜1.6×D2。(3)根据上述(1)或(2)所述的钢液的制造方法，其特征在于，在上述第1工序中，得到C浓度为0.5质量％以上且1.5质量％以下的含碳熔融铁。专利技术效果根据本专利技术，能够提供在通过电炉等熔炼炉特别是将金属化率低的DRI进行熔化和还原时生产率高且热损失少、并且CO2产生量少的钢液的制造方法。附图说明图1是用于说明在本专利技术的实施方式中制造钢液的各工序的图。图2是表示C浓度与熔融铁的熔点的关系的图。具体实施方式以下，参照附图的同时对本专利技术的实施方式进行说明。图1是用于说明本实施方式所涉及的通过电炉等熔炼炉将金属化率特别低的DRI进行熔化和还原来制造钢液的方法的图。如图1中所示的那样，本实施方式所涉及的制造方法至少由第1工序～第7工序这7个工序构成。首先，为了说明上的方便从第7工序开始进行说明。第7工序为将通过第5工序的脱碳处理而使C浓度降低至例如低于0.1质量％的钢液排出的工序。此时不是将钢液全部量排出，而是使作为下次ch的熔融金属种使用的量的钢液残留于炉内。在使用直流电炉作为熔炼炉的情况下，在后述的第2工序中，对上部电极与设置于炉底的下部电极之间施加电压而产生电弧，并将其热用于DRI的熔化还原。在施加电压时没有熔融金属种的情况下，由于电经由DRI流动，因此DRI与炉底的下部电极的接触电阻大，在熔化初期电弧变得不稳定，熔化时间变长。另外，在使用还原率低且氧化铁成分多的DRI的情况下，电变得难以流动，进而熔化时间增加。另一方面，若在施加电压时有熔融金属种，则由于炉底的下部电极的接触紧密，因此电弧稳定并能够缩短熔化时间。因此，不将全部量出钢而残留一部分作为熔融金属种是重要的。另外，在将熔炼炉中的炉内径设为D(m)的情况下，熔融金属种量W(t)优选满足以下的式(1)。0.3×D2＜W＜1.6×D2(1)这里，若熔融金属种量W为0.3×D2以下，则如上所述DRI与炉底的下部电极的接触电阻容易变大，有可能电弧不稳定。另外，若熔融金属种量W为1.6×D2以上，则后述的第5工序中的脱碳处理的负荷增大。需要说明的是，“0.3”及“1.6”这样的数值为由电炉内的浴深(m)及铁液的密度(t/m3)之积算出的值。接着，对第1工序进行说明。在后述的第2工序中添加DRI之前，在第1工序中，向炉内添加煤(普通碳)或无烟碳等碳材，将作为熔融金属种的钢液制成规定的C浓度的熔融铁。对于碳材的供给方法没有特别限定，有从设置于炉上部的料斗通过自由落下进行添加的方法、将上部电极作为中空电极并从中空部进行供给的方法、使用专用的喷枪吹送到钢液中的方法、使用浸渍喷枪直接吹入至钢液中的方法、从为了熔融金属的搅拌而设置的底吹风口吹入至钢液中的方法等。这里，在熔融金属种的C浓度低于0.1质量％等钢液的情况下，第2工序中添加的DRI若没有达到铁的熔点以上则无法熔化。因此，在熔融金属种的C浓度低于0.1质量％等钢液原样的情况下，为了熔化需要大量的能量。另外，操作温度成为铁的熔点以上，若为了将操作稳定化而将过热设定为100℃，则需要保持1650℃这样的高温状态。因此，对耐火物的负荷大。另外，在熔融金属种的C浓度低于0.1质量％等钢液原样的情况下，残留于DRI中的氧化铁成分没有被还原，生成高氧化铁浓度的炉渣，对耐火物造成不良影响。特别是在使用低金属化率的DRI的情况下是显著的。于是，在本实施方式中，在第1工序中进行加碳，将熔融金属种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢液的制造方法，其特征在于，其具有以下工序：/n向在前次装料的出钢时作为熔融金属种残留于电炉的钢液中添加碳源而得到含碳熔融铁的第1工序；/n向所述第1工序中生成的含碳熔融铁中添加DRI而进行熔化还原的第2工序；/n接着，添加脱氧材料而进行脱硫处理的第3工序；/n将通过所述第3工序的脱硫处理而生成的脱硫炉渣排出的第4工序；/n接着，吹入氧而进行脱碳处理的第5工序；/n将通过所述第5工序的脱碳处理而生成的脱碳炉渣排出的第6工序；和/n在所述第6工序中将所述脱碳炉渣排出后，残留下次装料的熔融金属种部分而进行出钢的第7工序。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180417 JP 2018-0789581.一种钢液的制造方法，其特征在于，其具有以下工序：
向在前次装料的出钢时作为熔融金属种残留于电炉的钢液中添加碳源而得到含碳熔融铁的第1工序；
向所述第1工序中生成的含碳熔融铁中添加DRI而进行熔化还原的第2工序；
接着，添加脱氧材料而进行脱硫处理的第3工序；
将通过所述第3工序的脱硫处理而生成的脱硫炉渣排出的第4工序；
接着，吹入氧而进行脱碳处理的第5工序；
将通过所述第5...

【专利技术属性】
技术研发人员：平田浩，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP