含铬铁水的机械搅拌操作方法技术

本发明专利技术提供在以含铬铁水为对象的情况的机械搅拌中，使搅拌叶片和轴杆成为一体而构成的“旋转体”的寿命显著提高的操作方法。一种含铬铁水的机械搅拌操作方法，在精炼工序中，在用具有铅直方向的旋转轴的搅拌叶片机械搅拌收容在精炼容器中的含铬铁水时，精炼容器使用内壁面的水平截面绕铅直方向的容器中心轴为圆形的精炼容器，搅拌叶片使用与被耐火物覆盖的轴杆成为一体并以轴杆的中心轴为旋转轴进行旋转的搅拌叶片，在每次搅拌装料时，对“中心搅拌模式”、“偏心搅拌模式”进行选择而规则地或不规则地进行切换，“中心搅拌模式”使搅拌叶片的旋转轴与容器中心轴一致地进行搅拌，“偏心搅拌模式”使搅拌叶片的旋转轴从容器中心轴偏离地进行搅拌。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在用搅拌叶片(叶轮)机械搅拌含有铬的铁水(铁液或钢液)的精炼エ序中，减轻与搅拌叶片一体旋转的轴杆部分的熔损的操作方法。
技术介绍
用搅拌叶片机械搅拌铁水的精炼エ序，以往主要应用于对来自高炉的铁液的脱硫处理(例如专利文献广4)。此时，为了提高搅拌效率，提出了在使搅拌叶片的旋转轴从精炼容器的中心轴偏心的状态下进行搅拌的方法(专利文献3)。由此，能够降低获得一定的脱硫效率的情况下的转速，提高搅拌叶片等的寿命。另ー方面，在不锈钢的熔炼中，用电炉获得铁液、钢液的加工为主流。该情况下，作为电炉的熔渣(スラグ)，适用混合有CaF2 (萤石)的熔渣，或适用在脱碳エ序的熔渣中混合有CaF2 (萤石)的熔渣，由此，能够比较高效地进行脱硫，进行铁液或钢液的机械搅拌的エ序并没有特别规定是必要的。但是，近年来，在将炼钢熔渣作为地基/路基材料利用吋，氟成分的含有受到了限制，因此，应用未混合有CaF2的熔渣的情况变多。该情况下，熔渣的脱硫能力下降，因此，在熔炼S含有量例如为0. 005质量％以下这样的极低S不锈钢的情况下，为了减轻目前的炼钢エ序中的脱硫负荷，也需要对电炉铁液、钢液另外进行脱硫处理。作为该脱硫处理，确认到与对高炉铁液进行的机械搅拌一样的机械搅拌的方法对不锈钢用的含铬铁液或钢液也是有效的。例如在作为脱硫剂使用CaO的情况下，当对含铬铁液、钢液与脱硫剂(CaO为主体的熔渣)一起进行机械搅拌时，会进行下述(I)式的脱硫反应。产生的氧与铁水中的脱氧成分(例如Si)如下述(2)式那样反应。(CaO)+[S]= (CaS) +— (I)[Si]+2= (SiO2)…(2)在先技术文献专利文献专利文献I :日本特开第2004-248975号公报专利文献2 :日本特开第2001-248976号公报专利文献3 :日本特开第2001-262212号公报专利文献4 :日本特开第2003-166010号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上所述，若在对铁液、钢液进行机械搅拌时，在使搅拌叶片的旋转轴从精炼容器的中心轴偏心的状态下进行搅拌(偏心搅拌)，则搅拌效率会提高，因此，为了获得相同的脱硫效果，能够降低转速。然而，根据专利技术人们的研究，含铬铁液、钢液的情况和高炉铁液的情况不同，在进行偏心搅拌的操作时，会发生与搅拌叶片一体旋转的轴杆的耐火物非常易熔、损的问题(參照后述的图5)。其結果，即使搅拌叶片自身的寿命延长，轴杆部分的寿命也会提早用尽，因此，作为搅拌叶片和轴杆成为一体而构成的“旋转体”，其更换时期提前。本专利技术鉴于上述实际情况，要提供在以含铬铁液、钢液作为对象的情况的机械搅拌中，显著提高搅拌叶片和轴杆成为一体而构成的“旋转体”的寿命的操作方法。用于解决课题的手段专利技术人们详细研究的结果发现在含铬铁液、钢液的机械搅拌中，在进行使搅拌叶片的旋转轴与精炼容器的中心轴一致的状态下的搅拌的情况(中心搅拌模式)下、和在进行使搅拌叶片的旋转轴与精炼容器的中心轴偏心的状态下的搅拌的情况(偏心搅拌模式)下，与搅拌叶片成为一体而旋转的轴杆部分的损耗状态出现显著差异。即，在偏心搅拌模式的情况下，如上述那样轴杆的熔损变得非常大。与此相对，在中心搅拌模式的情况下，熔渣、铁液或钢液的飞散物变得容易附着于轴杆。而且，该附着物是硬质的，具有不容易剥落而坚固地对轴杆的耐火物进行保护的作用。即，在中心搅拌模式下的搅拌操作中，在轴杆耐火物的表面自然地形成坚固的保护层，因此，本说明书中将该现象称为“自我修复”。 通过偏心搅拌模式下的搅拌而消耗的轴杆耐火物，能够通过使这之后进行的搅拌装料为中心搅拌模式而自我修复。而且，通过反复进行偏心搅拌模式和中心搅拌模式，能够控制熔渣、飞散物对轴杆的附着量，结果能够大幅提高轴杆耐火物的寿命。本专利技术是基于这样的见解而完成的。S卩，在本专利技术中，提供，在精炼エ序中，在用具有铅直方向的旋转轴的搅拌叶片机械搅拌收容在精炼容器的含铬铁水时，精炼容器使用内壁面的水平截面绕铅直方向的容器中心轴为圆形的精炼容器，搅拌叶片使用与被耐火物覆盖的轴杆成为一体并以轴杆的中心轴为旋转轴进行旋转的搅拌叶片，在毎次搅拌装料时，对“中心搅拌模式”、“偏心搅拌模式”进行选择而规则地或不规则地进行切換，所述“中心搅拌模式”使搅拌叶片的旋转轴与容器中心轴一致地进行搅拌，所述“偏心搅拌模式”使搅拌叶片的旋转轴从容器中心轴偏离地进行搅拌。作为上述的规则地切换模式的方式，适合采用每搅拌一次装料交替切換中心搅拌模式和偏心搅拌模式的手法。作为含铬铁水的对象，应用Cr含有量(各搅拌装料的搅拌开始时的值)为8 35质量％的铁液或钢液更有效果。作为具有代表性的対象，可举出用于通过后エ序的精炼及铸造而成为不锈钢的铁液、钢液。此处，“不锈钢”在JIS 60203:2009的编号3801中被規定，作为具体的钢种，可举出在JIS 64305:2005的表2中规定的奥氏体类钢种、该表3中规定的奥氏体/鉄素体类钢种、该表4中规定的铁素体类钢种、该表5中规定的马氏体类钢种、和该表6中规定的沉淀硬化类钢种等，除此之外，也可以以不符合JIS的各种开发钢种作为对象。此外，以这些成分类为基础的极低S (例如S含有量为0. 005质量％以下)的钢种是尤其合适的对象。尤其是，更适合的是，当使旋转开始前没入熔体物的熔液表面下的轴杆部分的初始状态中的耐火物直径为初始轴杆直径D (mm)时，在偏心搅拌模式下，使搅拌叶片的旋转轴从容器中心轴以0. 20D以上0. 45D以下的范围偏离而进行搅拌。此外，当使搅拌中的熔体物的平均熔液表面高度位置的精炼容器内径为Dtl (mm)时，可使初始轴杆直径D例如为D0的10 30%的范围。此处，“熔体物”为在精炼容器中处于熔融状态的物质，具体而言，为含铬铁水(铁液或钢液)、及与其一起被搅拌的精炼用熔剂、熔渣等。“搅拌中的熔体物的平均熔液表面高度位置”，相当于假定该搅拌停止而熔液表面静止的状态时的熔体物的平均熔液表面高度位置。在搅拌中途投入熔剂等情况等、在平均熔液表面高度发生变动的情况下，采用其最高位置。专利技术效果根据本专利技术，在机械搅拌含铬铁水(铁液或钢液)时，能大幅延长搅拌叶片和轴杆成为一体而构成的旋转体的更换时期。因此，本专利技术在以不锈钢为首的含铬钢的熔炼加工中，有助于脱硫处理或者熔渣中的铬还原回收处理等通过机械搅拌促进反应的エ序中的、作业性提高及成本降低。附图说明图I是模式地例示旋转体的初始状态的形状的图。 图2是模式地表示以中心搅拌模式机械搅拌含铬铁水的精炼容器中的各部的结构的局部剖视图。图3是模式地例示以中心搅拌模式连续进行含铬铁水的机械搅拌而成为应更换状态的旋转体的外观的图。图4是模式地表示以偏心搅拌模式机械搅拌含铬铁水的精炼容器中的各部的结构的局部剖视图。图5是模式地例示以偏心搅拌模式连续进行含铬铁水的机械搅拌而成为应更换状态的旋转体的外观的图。图6是模式地例示在每一次装料时交替切換中心搅拌模式和偏心搅拌模式而连续进行含铬铁水的机械搅拌的情况下的、被判断为还能使用的状态的旋转体的外观。具体实施例方式图I中，模式地例示在本专利技术的机械搅拌中应用的旋转体的初始状态(使用前)的形态。在由钢材等构成的轴芯I的最下部安装有搅拌叶片2。在搅拌叶片2的内部，通常具有与轴芯I接合的由钢材构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.07 JP 2010-0024081.一种含铬铁水的机械搅拌操作方法，其特征在于，在精炼工序中，在用具有铅直方向的旋转轴的搅拌叶片机械搅拌收容在精炼容器的含铬铁水时，精炼容器使用内壁面的水平截面绕铅直方向的容器中心轴为圆形的精炼容器，搅拌叶片使用与被耐火物覆盖的轴杆成为一体并以轴杆的中心轴为旋转轴进行旋转的搅拌叶片， 在每次搅拌装料时，对“中心搅拌模式”、“偏心搅拌模式”进行选择而规则地或不规则地进行切换，所述“中心搅拌模式”使搅拌叶片的旋转轴与容器中心轴一致地进行搅拌，所述“偏心搅拌模式”使搅拌叶片的旋转轴从容器中心轴偏离地进行搅拌。2.根据权利要求I所述的含铬铁水的机械搅拌操作方法，其特征在于，每搅拌一次装料时交替切换中心搅拌模式、偏心搅拌模式。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉浦正之，森将和，吉野贵博，
申请(专利权)人：日新制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：