鐵液的精煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鐵液的精煉方法，其至少使用兩組轉(zhuǎn)爐型精煉爐，將一方作為鐵 液的預(yù)備處理精煉爐（hotmetalpretreatmentfurnace)，將另一方作為在預(yù)備處理精煉 爐進(jìn)行預(yù)備處理后的鐵液的脫碳精煉爐來使用而從鐵液熔煉鋼液。詳細(xì)地涉及一種將在脫 碳精煉爐產(chǎn)生的熔渣在高溫狀態(tài)下作為預(yù)備處理精煉爐的精煉劑來利用的精煉方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對各種鋼材的高品質(zhì)化要求以及低價格化要求的技術(shù)開發(fā)在鐵鋼制造工序的 各工序中進(jìn)行。在從鐵液熔煉鋼液的精煉工序中，為了通過精煉而從熔融金屬相向爐渣相 轉(zhuǎn)移/分離的雜質(zhì)成分在以后的精煉工序中不返回熔融金屬相，在精煉結(jié)束后的排液作業(yè) 時，以在該精煉過程中生成的爐渣盡可能地不向鐵液鍋、澆包等熔融金屬接受容器流出的 方式來進(jìn)行操作。換句話說，在從精煉爐的排液作業(yè)中，以熔融金屬盡可能地全部從精煉爐 向熔融金屬接受容器排出，另一方面使?fàn)t渣盡可能地殘留于精煉爐的方式，進(jìn)行排液作業(yè)。
[0003] 殘留于精煉爐內(nèi)的爐渣一般從精煉爐被向爐渣盤（slagpot:爐渣接收容器）排 出，通過爐渣盤被搬運(yùn)至爐渣場，在爐渣場流出在大氣中冷卻下來。但是近年來，從再利用 爐渣或者有效利用爐渣所具有的熱量等觀點來看，殘留于精煉爐內(nèi)的熔渣的高效的處理方 法成為課題。另外，在排液作業(yè)中，因為熔融金屬與熔渣的完全分離是不可能的，所以在排 液結(jié)束后的精煉爐內(nèi)殘留有少量的熔融金屬。因此，也期望爐內(nèi)殘留的熔融金屬的高效處 理。
[0004] 以往，作為利用在鐵液的脫碳精煉中生成的轉(zhuǎn)爐爐渣（也稱作"脫碳爐渣"）的方 法，特別是關(guān)于使用作為預(yù)備處理對鐵液實施了脫磷處理的磷濃度低的鐵液（也稱作"低 磷鐵液"）的脫碳精煉中生成的爐渣，提出幾個作為精煉劑再利用的方法。
[0005] 例如，在專利文獻(xiàn)1中公開有下面這樣的制鋼方法，將兩組轉(zhuǎn)爐型精煉爐中的一 方作為脫磷精煉爐，將另一方作為脫碳精煉爐，將在脫磷精煉爐實施了脫磷處理的鐵液在 脫碳精煉爐中的脫碳精煉中生成的轉(zhuǎn)爐爐渣暫時回收，將回收的轉(zhuǎn)爐爐渣作為精煉劑添加 至脫磷精煉爐，由此，以脫磷處理時新添加的精煉劑的減少以及精煉劑的渣化促進(jìn)所帶來 的脫磷反應(yīng)促進(jìn)為目的。
[0006] 在專利文獻(xiàn)2中公開有下面這樣的精煉方法，將實施了脫磷處理的鐵液在脫碳精 煉爐中的脫碳精煉中生成的脫碳爐渣向其它收容有鐵液的鐵液保持容器排出，然后，將向 鐵液保持容器排出的熔融狀態(tài)的脫碳爐渣以及預(yù)先收容于鐵液保持容器的鐵液裝入脫磷 精煉爐，并對裝入脫磷精煉爐的鐵液實施脫磷處理，由此，熱再利用熔融狀態(tài)的脫碳爐渣。
[0007] 在專利文獻(xiàn)3中開有下面這樣的轉(zhuǎn)爐制鋼法，其反復(fù)實施如下工序：將鐵液、或者 將鐵液和廢鐵作為主原料裝入轉(zhuǎn)爐的第一工序，進(jìn)行脫硅/脫磷的第二工序，將生成的爐 渣排出的第三工序，然后進(jìn)行脫碳精煉的第四工序，在脫碳精煉后殘留爐渣進(jìn)行排液的第 五工序，然后返回第一工序，在第二工序的脫硅/脫磷中循環(huán)使用第五工序中殘留的爐渣， 直到上述五工序為止，在上述轉(zhuǎn)爐制鋼法中，為了防止在第五工序殘留的爐渣的突沸，向第 五工序中殘留的爐渣添加含有大量的氧化鐵的冷卻材料。
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平3-115515號公報
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2001-172710號公報
[0010] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2001-192720號公報
[0011] 然而，上述現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題。
[0012] 即，在專利文獻(xiàn)1中，因為將殘留于脫碳精煉爐內(nèi)的熔渣暫時回收，并在粉碎處理 后使用，所以爐渣具有的熱量未被回收。另外，在從脫碳精煉爐將爐渣排出時，將殘留于脫 碳精煉爐內(nèi)的鋼液與熔渣一起向精煉工序系統(tǒng)外排出并進(jìn)行處理，所以成為鋼液成品率變 差的一個因素。
[0013] 在專利文獻(xiàn)2中，需要將收納鐵液的鐵液保持容器配置于脫碳精煉爐的垂直方向 正下方，有由于爐正下方的高度限制而不能實施的情況。另外，即使是能夠?qū)嵤┑那闆r下， 因為將鐵液保持容器配置于脫碳精煉爐的正下方，或使接受爐渣后的鐵液保持容器向脫磷 精煉爐移動而將鐵液從鐵液保持容器裝入脫磷精煉爐等，由此鐵液保持容器的移動頻繁且 繁瑣，容易產(chǎn)生時間損失，造成生產(chǎn)量降低、鐵液溫度降低的原因。而且，若向鐵液保持容器 排出的爐渣、未脫氧的鋼液被卷入鐵液中，則有CO氣體急劇產(chǎn)生而突沸的危險，也有安全 上的問題。
[0014] 在專利文獻(xiàn)3中，從鐵液的脫磷處理到脫碳精煉在一個轉(zhuǎn)爐型精煉爐中連續(xù)進(jìn) 行，雖然能夠防止伴隨著排液的散熱，但是在轉(zhuǎn)爐型精煉爐內(nèi)的滯留時間變長，轉(zhuǎn)爐型精煉 爐的生產(chǎn)性降低。另外，脫磷處理雖然能夠在對爐體耐火材料的負(fù)荷少的低溫溫度區(qū)域進(jìn) 行，但是因為從脫磷處理到脫碳精煉依次進(jìn)行，所以在爐體耐火材料不能承受1650°C以上 的高溫狀態(tài)的脫碳精煉的情況下，需要爐體耐火材料的改動，有耐火材料成本上升這一問 題。另外，為了將熔融狀態(tài)的脫碳爐渣固化而添加大量的氧化鐵，從而也產(chǎn)生因為該氧化鐵 的還原需要熱量所以過度的熱損失增加，添加的氧化鐵帶來的爐體耐火材料的損耗增加這 一問題。并且，即使在脫磷處理后排渣，也有如下問題：在脫磷處理中生成的含有2質(zhì)量％ 左右的磷的爐澄的一部分也殘留于爐內(nèi)，在之后的脫碳精煉中回磷（rephosphorization: 爐渣中的磷轉(zhuǎn)移至鐵液或者鋼液而使鐵液或者鋼液的磷濃度上升的現(xiàn)象）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明是鑒于上述情況而產(chǎn)生的，其目的在于提供一種鐵液的精煉方法，至少使 用兩組轉(zhuǎn)爐型精煉爐，將一方作為鐵液的預(yù)備處理精煉爐，將另一方作為在預(yù)備處理精煉 爐中進(jìn)行預(yù)備處理后的鐵液的脫碳精煉爐來使用而從鐵液熔煉鋼液，能夠不損害預(yù)備處理 精煉爐以及脫碳精煉爐的生產(chǎn)性，而將在脫碳精煉爐產(chǎn)生的爐渣在高溫狀態(tài)下作為預(yù)備處 理精煉爐的精煉劑來利用。
[0016] 本發(fā)明的發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述課題，經(jīng)過反復(fù)試驗研宄，結(jié)果，得到以下見解。
[0017] S卩，作為在脫碳精煉爐中的鐵液的脫碳精煉后，高效地利用在排出熔煉的鋼液時 殘留于脫碳精煉爐內(nèi)的熔渣的顯熱的方法，將該爐渣在高溫狀態(tài)下在最近的預(yù)備處理精煉 爐進(jìn)行的預(yù)備處理中作為精煉劑來使用的方法是有效的。為此，需要防止上述熔渣（以下， 也表示為"脫碳爐渣"）、與熔渣一起殘留于脫碳精煉爐內(nèi)的未脫氧的鋼液在與裝入預(yù)備處 理精煉爐的鐵液接觸的瞬間急劇反應(yīng)，噴出鐵液、爐渣或者是火焰而妨礙作業(yè)，并且能夠最 大限度地利用它們所具有的熱能并用于廢鐵等鐵源的熔化。
[0018] 為此，使上述爐渣在熔融狀態(tài)下從層疊的廢鐵上流下，與廢鐵進(jìn)行熱交換以使得 上述爐渣的至少一部分凝固，使上述爐渣的反應(yīng)性降低。即，發(fā)現(xiàn)了如下是有效的：在使反 應(yīng)性降低之后，使上述爐渣與裝入在預(yù)備處理精煉爐的鐵液接觸，將上述爐渣與通過和上 述爐渣的熱交換而被預(yù)熱的廢鐵一起用于預(yù)備處理精煉爐的鐵液預(yù)備處理。
[0019] 這樣處理的上述爐渣以及上述鋼液即使與鐵液接觸也不會急劇地反應(yīng)而產(chǎn)生問 題，另外與將石灰石等作為冷卻材料的情況不同，不會固化成大塊而妨礙渣化，所以在溫度 相對低的鐵液的預(yù)備處理中作為精煉劑也能夠有效地利用。
[0020] 另外，上述爐渣的組成成分需要適于最近的預(yù)備處理的組成成分，需要能夠有效 地利用。換句話說，為了有效地利用脫碳爐渣，需要適當(dāng)?shù)乜刂泼撎紶t渣的熱處理操作和其 組成成分雙方。這里，預(yù)備處理是指脫硅處理或者脫磷處理。作為脫磷處理包括對被脫硅 處理后的鐵液進(jìn)行脫磷的精煉，以及對未被脫硅處理的鐵液進(jìn)行脫硅處理/脫磷處理的精 煉。在脫磷處理中，也將連續(xù)進(jìn)行脫硅處理和脫磷處理的處理記作脫硅/脫磷處理。
[0021] 為了滿足這樣的要件，作為供給脫碳精煉的鐵液，優(yōu)選使用使磷濃度低磷化為 0.030質(zhì)量％左右以下、優(yōu)選為0.020質(zhì)量％以下的脫憐鐵液（低憐鐵液）。因為通過對該 低磷鐵液進(jìn)行脫碳精煉，而容易生成磷濃度低的脫碳爐渣，所以能夠?qū)⑵渥鳛槊摴杼幚頃r 的爐渣的堿度調(diào)整劑的一部分或者全部來利用，以及作為脫磷處理用的精煉劑的一部分或 者全部來利用。在這種情況下，殘留于脫碳精煉爐內(nèi)的脫碳爐渣在向爐渣收容搬運(yùn)容器排 出之后，不實施水冷處理等而用于最近的預(yù)備處理，最大限度地利用脫碳爐渣所保有的顯 熱是重要的。在本發(fā)明中，爐渣的堿度是用爐渣中的CaO濃度與Si02&度之比（（質(zhì)量％ Ca〇V(質(zhì)量％Si02))表示的值。
[0022] 通過這樣，了解到能夠高效地回收鐵液的脫碳精煉結(jié)束后的熔渣的顯熱。另外，了 解到在脫碳精煉后，鋼液從脫碳精煉爐排出，但是在脫碳精煉爐內(nèi)殘留有鋼液，若將該殘留 的鋼液與熔渣一起用于預(yù)備處理，則能夠有利于回收該顯熱以及鐵成分。
[0023] 本發(fā)明是鑒于以上見解而產(chǎn)生的，其主旨如下。
[0024] [1] 一種鐵液的精煉方法，至少使用兩組轉(zhuǎn)爐型精煉爐，將一方作為鐵液的預(yù)備 處理精煉爐來使用，將另一方作為在所述預(yù)備處理精煉爐進(jìn)行預(yù)備處理后的鐵液的脫碳精 煉爐來