鐵水預(yù)處理方法
【專利說明】
[0001] 本申請是2014年7月17日提交的申請?zhí)枮?01380005806. 3、發(fā)明名稱為"鐵水 預(yù)處理方法"的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及鐵水預(yù)處理方法，尤其涉及在一個（同一）轉(zhuǎn)爐型容器中進(jìn)行脫硅處 理和脫磷處理兩方的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 鐵水在對其在轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行脫碳精煉之前，通常會進(jìn)行預(yù)先除去該鐵水中的硅、磷 的鐵水預(yù)處理。該鐵水預(yù)處理以減少精煉用熔劑的使用量、鋼水的高純度化、通過防止轉(zhuǎn)爐 操作時的過氧化等來提高錳出成率（yield)、減少精煉爐渣量為目的而實(shí)施，包括脫碳工序 的處理在內(nèi)，已提出有各種方法。
[0004] 在鐵水預(yù)處理時會產(chǎn)生精煉爐渣，在將該精煉爐渣用于各種用途時，視其用途，要 求其不發(fā)生氟等的溶出。因此，人們一直在對不用作為出于提高脫磷反應(yīng)效率的目的而使 用的氟源的螢石（CaF2)進(jìn)行鐵水預(yù)處理的方法進(jìn)行研究。此外，近年來，也要求煉鐵業(yè)削 減溫室效應(yīng)氣體的排放量。因此，正在研究在降低需要大量能量來還原氧化鐵的高爐鐵水 的使用比例的同時增大廢鐵等冷鐵源的使用比例的精煉方法。由此可知，在這種背景下，近 年來的鐵水預(yù)處理具有在改善精煉方法的同時增大冷鐵源的使用比率的傾向。
[0005] 作為進(jìn)行鐵水的脫硅、脫磷的鐵水預(yù)處理之一，有向鐵水中添加生石灰等精煉劑 (熔劑）并加入氣體氧、氧化鐵等固體氧源，由此將鐵水中的硅、磷去除到爐渣中的方法。此 外，作為鐵水處理用的容器，可以使用魚雷式鐵水罐車（torpedocar)、高爐包等運(yùn)輸容器 或轉(zhuǎn)爐型容器（精煉爐）等，但為了使用大量的廢鐵，使用爐容積大的轉(zhuǎn)爐型容器是有利 的。
[0006] 專利文獻(xiàn)1中公開了一種在使用轉(zhuǎn)爐進(jìn)行脫硅處理和脫磷處理的轉(zhuǎn)爐精煉方法 中在轉(zhuǎn)爐內(nèi)于脫硅處理后進(jìn)行中間排渣、再進(jìn)行脫磷處理的方法。并提出了在該方法中通 過控制爐渣組成來抑制脫硅后的回磷、并使之后的脫磷處理變得容易的方法。
[0007] 此外，專利文獻(xiàn)2公開了一種使用轉(zhuǎn)爐型反應(yīng)容器進(jìn)行脫硅處理，然后將出鐵-排 渣后、經(jīng)過脫硅處理的鐵水再一次送回到反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行脫磷處理的鐵水預(yù)處理方法。在 該鐵水預(yù)處理方法中，通過使脫硅處理后的鐵水中的硅濃度、爐渣堿度和氧化鐵濃度最佳 化，不使用螢石也能高效率地進(jìn)行脫磷，以及在脫硅處理時和/或脫磷處理時熔解廢鐵。
[0008] 還有，專利文獻(xiàn)3公開了一種在使用轉(zhuǎn)爐型容器連續(xù)進(jìn)行鐵水的脫硅處理和脫磷 處理的預(yù)處理方法，其中，使前次批料（charge)的脫磷處理后的爐渣的40~60質(zhì)量％殘 留在容器內(nèi)，將該爐渣利用到脫硅、脫磷處理中，由此減少爐渣產(chǎn)生量。專利文獻(xiàn)：
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2001-271113
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2002-129221
[0011] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2002-256325

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 在專利文獻(xiàn)1中公開的方法中，控制爐渣組成，使脫硅處理后的爐渣堿度為0. 9~ I. 1、T.Fe為15~20質(zhì)量％左右，以抑制脫硅后的回磷。但是，在該公開技術(shù)中，在爐渣堿 度為0. 9~I. 1的情況下，若T.Fe在15質(zhì)量％以下，則會存在回磷、出鐵鐵水的磷濃度高 的問題。
[0013] 此外，在專利文獻(xiàn)2公開的方法中，在脫硅處理后從轉(zhuǎn)爐型容器中出鐵和排渣，然 后再將脫硅后的鐵水送回到該容器內(nèi)進(jìn)行脫磷處理，因而有利于降低鐵水中的磷濃度。但 是，由于重復(fù)進(jìn)行出鐵和鐵水裝入，若使用一個（同一）轉(zhuǎn)爐型容器進(jìn)行實(shí)施，則會存在生 產(chǎn)效率顯著劣化的問題。另一方面，雖然也可使用二個轉(zhuǎn)爐型容器，但這種情況下，也會存 在需要大量的設(shè)備費(fèi)用和由來自爐體的散熱引起的熱損失增大的問題。此外，在脫硅處理 和脫磷處理中需要添加大量的熔劑，因此也會存在精煉成本增大和由熔劑的吸熱引起的熱 損失增大的問題。
[0014] 還有，在該專利文獻(xiàn)2公開的方法中，在脫磷處理時，為了促進(jìn)渣化、提高脫磷反 應(yīng)效率，投入鐵礦石等氧化鐵。因此，會有由伴隨氧化鐵分解反應(yīng)而產(chǎn)生的吸熱、中間出鐵 引起的熱損失大，無法確保熔解大量廢鐵所需的足夠熱量的問題。尤其是在該方法中，堿度 較高，因此，即使是在脫磷處理結(jié)束的時候，爐渣中的固相比率高，流動性差，鐵水的液滴混 入爐渣中，未被分離而直接排渣到爐外，凝固。因而有導(dǎo)致原料金屬損失增大的問題。即， 雖然該原料金屬的一部分能通過在將爐渣粉碎后進(jìn)行磁選而作為鐵源回收，但無法連混入 到爐渣中的細(xì)鐵粒子都回收到，大部分與爐渣一起轉(zhuǎn)入土木用途等，原料金屬的損失增大。
[0015] 就專利文獻(xiàn)3而言，提出了一種通過用一個轉(zhuǎn)爐型容器連續(xù)進(jìn)行脫硅處理和脫磷 處理，并在脫磷處理后僅排出爐渣的40~60質(zhì)量％，將剩余爐渣用于下次批料的脫硅、脫 磷處理，由此減少熔劑使用量、爐渣產(chǎn)生量的預(yù)處理方法，希望減少熱損失。但是，在該文獻(xiàn) 3中沒有公開脫硅處理和脫磷處理中的爐渣組成、處理溫度的優(yōu)選范圍。而且，由于使大量 生成的脫硅爐渣殘留在爐內(nèi)直接進(jìn)行脫磷處理，因而在熔制低磷鐵時，需要大量的石灰系 熔劑來調(diào)整爐渣堿度。因此，雖然不會產(chǎn)生脫硅爐渣，但爐內(nèi)的脫磷爐渣量增大，反應(yīng)效率 降低，脫磷爐渣的排出量反倒增大，脫磷爐渣中的原料金屬損失的問題也遺留下來。
[0016] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種以少量的熔劑使用量高效率地進(jìn)行鐵水的脫硅 和脫磷處理的方法。本發(fā)明的其他目的在于提供一種能控制低磷鐵的熔制成本，并能增加 廢鐵使用量，還能減少爐渣中的原料金屬損失的鐵水預(yù)處理方法。
[0017] 本發(fā)明者對在脫硅、脫磷、脫碳工序中，即使抑制熔劑使用量仍能高效率地降低磷 濃度，并能通過充分確保廢鐵熔解用的熱源來提高鐵出成率的方法進(jìn)行了各種研究。結(jié)果 發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行鐵水的脫硅處理和脫磷處理的預(yù)處理階段，通過使殘留在爐內(nèi)留待下一工序 使用的爐渣量和爐渣組成、溫度等處理?xiàng)l件最佳化，能實(shí)現(xiàn)上述目的，并由此想到本發(fā)明的 鐵水預(yù)處理方法。
[0018] S卩，本發(fā)明是一種鐵水預(yù)處理方法，在使用轉(zhuǎn)爐型容器進(jìn)行鐵水的脫硅處理和脫 磷處理時，首先，將從高爐出鐵的鐵水裝入轉(zhuǎn)爐型容器內(nèi)進(jìn)行脫硅處理，然后，進(jìn)行將鐵水 和脫硅處理后爐渣的一部分殘留在該容器內(nèi)的中間排渣處理，接著，向殘留在該容器內(nèi)的 脫硅后的鐵水和爐渣中添加石灰系熔劑并吹送氧，進(jìn)行鐵水脫磷處理，其特征在于，使?fàn)t渣 堿度在I. 2以上的脫磷處理后爐渣中的30質(zhì)量％以上殘留在上述轉(zhuǎn)爐型容器內(nèi)，然后，向 裝有脫磷處理后爐渣的該容器內(nèi)至少裝入未處理的鐵水進(jìn)行脫硅處理，使該脫硅處理結(jié)束 時的鐵水的硅濃度在0. 2質(zhì)量％以下，脫硅處理后爐渣的堿度在0. 5以上、1. 5以下，鐵水溫 度在1240°C以上、1400°C以下，然后，進(jìn)行將脫硅處理后爐渣的40質(zhì)量％以上排出到爐外 的中間排渣，之后，用同一上述容器進(jìn)行脫磷處理。
[0019] 此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的解決手段如下：
[0020] (1)使脫磷處理后爐渣的堿度在3. 0以下；
[0021] (2)在脫磷處理后爐渣中，使脫磷處理時生成的量的60質(zhì)量％以上殘留在容器 內(nèi)；
[0022] (3)使脫硅處理中的爐渣堿度在0. 8以上、1. 5以下；
[0023] (4)使脫硅處理后爐渣的爐渣堿度在0.8以上、1.5以下，T.Fe在5質(zhì)量％以上、 25質(zhì)量％以下；
[0024] (5)在脫硅處理時裝入冷鐵源；
[0025] (6)上述脫硅處理中，除了向轉(zhuǎn)爐型容器內(nèi)裝入從高爐出鐵的鐵水外，還裝入冷鐵 源，進(jìn)行氧吹煉，使該處理結(jié)束時的鐵水溫度在1260°C以上、1350°C以下；
[0026] (7)上述脫硅處理中，相對于裝入轉(zhuǎn)爐型容器內(nèi)的鐵水和冷鐵源的合計(jì)重量，裝入 滿足下式的量的冷鐵源，
[0027]Y= (3+34. 5[%Si]+0. 21T,) ? (1000 -Xs)/1000
[0028] 這里，
[0029] Y:230 ~270，
[0030] 〔 ％Si〕：裝入的鐵水中的硅濃度（質(zhì)量％ )，
[0031] T1:裝入的鐵水的溫度（°C)，
[0032] Xs:冷鐵源的單耗（kg/t);
[0033] (8)使脫硅處理結(jié)束時的鐵水的硅濃度在0. 1質(zhì)量％以下；
[0034] (9)上述脫磷處理中，相對于鐵水和冷鐵源的合計(jì)重量，向轉(zhuǎn)爐型容器內(nèi)裝入或添 加100~250kg/t的冷鐵源和2~10kg/t的成為氧化物的硅；
[0035] (10)上述脫磷處理中，相對于冷鐵源和鐵水的合計(jì)重量，使4~20kg/t的脫硅 處理后爐渣殘留在中間排渣后的轉(zhuǎn)爐型容器內(nèi)，并向該轉(zhuǎn)爐內(nèi)添加石灰系熔劑，進(jìn)行氧吹 煉，使脫磷處理后的爐渣堿度在1. 2以上、3. 0以上，且使該脫磷處理結(jié)束后的鐵水溫度在 1280°C以上、1360°C以下。
[0036] (11)上述脫磷處理中，用頂吹噴槍向鐵液噴射含有粉狀石灰、碳酸鈣、氧化鐵中的 至少一種以上成分的精煉劑。
[0037]本發(fā)明具有以下效果。
[0038] (1)根據(jù)具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的鐵水預(yù)處理方法，除了能將脫磷處理后爐渣中 的石灰部分用作下次批料的脫硅處理中的石灰源外，還能抑制脫硅處理中的回磷，由此，可 以削減整個鐵水預(yù)處理工序中的石灰系熔劑的使用量。
[0039] (2)根據(jù)本發(fā)明，在脫硅處理后進(jìn)行中間排渣，緊接著用同一容器進(jìn)行脫磷處理， 因此，能將與精煉容器的轉(zhuǎn)移所引起的放熱相當(dāng)?shù)牟糠肿鳛槔滂F源熔解用的熱源，并能將 前次批料生成的高溫的脫磷處理后爐渣用作熔劑，因此，與添加常溫的熔劑的情況相比，能 將其吸熱部分用作冷鐵源熔解用的熱。其結(jié)果，除了能增大冷鐵源（廢鐵）使用量外，還能 減少原料金屬損失。
[0040] (3)根據(jù)本發(fā)明，在脫硅處理和脫磷處理之間將脫硅處理中生成的低堿度的爐渣 排出到爐外，因而能減少需要在較高堿度（（質(zhì)量％CaO/質(zhì)量％SiO2) = 1.2~3.0)下進(jìn) 行的脫磷處理中的石灰系熔劑的使用量，抑制熔制成本。
【附圖說明】
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