專利名稱：低硅鐵水的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在從高爐的風(fēng)口大量噴吹細(xì)碳粉(PC)的高爐操作中，穩(wěn)定制造低硅鐵水的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以降低高爐制造鐵水成本和延長焦?fàn)t壽命為目的，開發(fā)了從高爐風(fēng)口大量噴吹細(xì)碳粉，減少焦碳使用量的高爐操作方法，也就是用于提高焦碳置換率的高爐操作方法。圖1(a)和圖1(b)表示向高爐噴吹細(xì)碳粉設(shè)備的一個(gè)示例。此圖簡(jiǎn)要表示縱向剖面圖，如此圖所示，在高爐1的下部設(shè)置有向爐內(nèi)送風(fēng)的直吹管2，和傾斜插入直吹管2的側(cè)壁的噴吹細(xì)碳粉用的噴槍3，從此噴吹細(xì)碳粉用噴槍3把細(xì)碳粉5噴吹到流經(jīng)直吹管2的熱風(fēng)7中，從風(fēng)口4吹入高爐1的爐內(nèi)。這樣吹入的細(xì)碳粉5在直吹管2和風(fēng)口4、以及在風(fēng)口4的前方形成的焦碳旋回運(yùn)動(dòng)區(qū)6內(nèi)燃燒，一部分未燃燒的部分變成炭，或煤中的揮發(fā)部分不完全燃燒成為煤，它們被帶入爐內(nèi)。未燃燒的炭和煤在爐內(nèi)燃燒，但向爐內(nèi)噴吹的細(xì)碳粉量變多的話，它們不能完全燃燒消耗，蓄積在爐內(nèi)，或從爐頂作為粉塵的一部分排出。因此為了發(fā)揮噴吹大量細(xì)碳粉的效果，需要提高細(xì)碳粉的反應(yīng)效率，提高焦碳置換率，同時(shí)要確保穩(wěn)定的高爐操作。
可是噴吹大量細(xì)碳粉的高爐操作一般容易受到原料燃料性質(zhì)狀態(tài)和出鐵渣的影響，操作變動(dòng)增加。增加細(xì)碳粉的噴吹量的話，由于高爐內(nèi)礦石/焦碳比(O/C)的增加造成熱流比(固體裝入物熱容量/氣體熱容量)降低，爐頂排出氣體具有的顯熱增加，熱效率降低，同時(shí)爐內(nèi)的上部和中部裝入物的升溫速度增加，在爐下部融敷帶上移，同時(shí)其厚度增加，此外引起因塊狀焦碳滯留時(shí)間增加造成的惡化，爐內(nèi)壓力損失增加，成為操作變動(dòng)的主要原因。
而作為解決這樣的操作變動(dòng)增加和熱效率降低的方法，可以通過提高爐溫水平來穩(wěn)定操作。可是這樣做的結(jié)果是鐵水溫度水平提高，鐵水中的Si濃度增加。此外增加細(xì)碳粉的噴吹量的話，礦石/焦碳比增加，由于焦碳惡化或細(xì)碳粉中未燃燒的炭增加，使高爐下部爐芯部位的通氣和液體的流通性惡化，活性作用變差。其結(jié)果爐渣在焦碳旋回運(yùn)動(dòng)區(qū)向下流，爐渣中SiO2被焦碳和細(xì)碳粉的C還原，生成SiO氣體，它被鐵水中的C還原，Si進(jìn)入到鐵水中，鐵水中的Si濃度增加。此時(shí)的情況可以用下面的化學(xué)方程式表示………(1)………(2)鐵水中Si濃度增加意味著用于在高爐內(nèi)還原SiO2要消耗大量熱量。此外，在出鐵后的鐵水爐外脫硅處理中，使脫硅劑使用量增加，導(dǎo)致巨大的成本缺陷。所以為了抑制此缺陷，預(yù)先在高爐內(nèi)使鐵水中Si濃度降低是非常重要的。
提出了很多在高爐內(nèi)使鐵水中Si濃度降低的方法。
現(xiàn)有的一般方法是采用使鐵水溫度降低的方法(下面稱為“現(xiàn)有技術(shù)1”)?？墒窃诖朔椒ㄖ?，爐渣粘性增加(爐渣的流動(dòng)性惡化)和因高爐內(nèi)附著物脫落等造成鐵水溫度急劇降低，所以存在有操作風(fēng)險(xiǎn)增加的缺點(diǎn)。特別是大量噴吹細(xì)碳粉時(shí)其影響變大。
作為使鐵水中Si濃度降低的其他方法，有在特開昭57-237402號(hào)公報(bào)中發(fā)表了把氧化鐵與細(xì)碳粉一起噴吹，在風(fēng)口前的高溫區(qū)域由于脫硅反應(yīng)使鐵水中的Si氧化，降低Si濃度的方法(下面稱為“現(xiàn)有技術(shù)2”)。在特開昭59-153812號(hào)公報(bào)中提出了進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)2，利用把氧化鐵和CaO源或MgO源物質(zhì)混合在細(xì)碳粉中進(jìn)行噴吹，以實(shí)現(xiàn)在上述高溫區(qū)域適當(dāng)提高爐渣堿度，促進(jìn)反應(yīng)以及上述脫硅反應(yīng)，同時(shí)通過把上述2個(gè)反應(yīng)中生成的高活性的SiO2快速吸收到高堿度爐渣中，阻止重新增硅的反應(yīng)的方法(下面稱為“現(xiàn)有技術(shù)3”)。
此外特開昭61-37902號(hào)公報(bào)中發(fā)表了把Mn礦石粉與細(xì)碳粉一起噴吹，在風(fēng)口前的高溫區(qū)域利用(MnO)和(FeO)產(chǎn)生脫硅反應(yīng)，使鐵水中的Si氧化，降低Si濃度的方法(下面稱為“現(xiàn)有技術(shù)4”)?？墒窃谶@些方法中，為了噴吹氧化物，必須增加礦石粉碎工序和增設(shè)把粉碎的礦石輸送到風(fēng)口的設(shè)備，制造鐵水的成本非常高。
特開平5-78718號(hào)公報(bào)中發(fā)表了為了抑制噴吹的細(xì)碳粉中的SiO2向鐵水中增硅，通過下述(3)～(5)式………(3)………(4)………(5)把SiO2含量高的細(xì)碳粉和含量低的細(xì)碳粉分別裝入料斗，根據(jù)鐵水目標(biāo)的Si濃度選擇使用細(xì)碳粉的方法(下面稱為“現(xiàn)有技術(shù)5”)。可是在此方法中，由于必須分別設(shè)置料斗，調(diào)整細(xì)碳粉的裝入，所以需要設(shè)備成本，增加了對(duì)供給煤的工序的制約。
在特開平7-70616號(hào)公報(bào)中發(fā)表了作為分類制造降低基礎(chǔ)鐵水的Si濃度的方法，利用使用SiO2含量比焦碳中使用的非粘接碳低的細(xì)碳粉，使鐵水中Si濃度降低的方法(下面稱為“現(xiàn)有技術(shù)6”)?？墒遣捎眠@種方法的話，SiO2含量低的煤未必價(jià)格便宜，受到使用原料的制約，原料供需上的制約多，持續(xù)長時(shí)間操作是不現(xiàn)實(shí)的。
如上所述，現(xiàn)有技術(shù)1～現(xiàn)有技術(shù)6都既有長處也有短處，找不到可以穩(wěn)定進(jìn)行噴吹大量細(xì)碳粉，又能得到綜合成本指標(biāo)的高爐低Si操作技術(shù)。在向高爐噴吹大量細(xì)碳粉的操作中，以不制約高爐裝入原料的供給工序?yàn)榍邦}，對(duì)制造低Si鐵水的高爐操作的基本要求整理如下。其中下述(1)式和(2)式是與增硅(增Si)有關(guān)的反應(yīng)式，下述(3)式是與在爐床的爐缸部位返硅(返Si)有關(guān)的反應(yīng)式。
………(1)………(2)………(3)基本要求1使風(fēng)口前的高溫反應(yīng)區(qū)域的溫度降低，向使(1)式和(2)式的反應(yīng)速度和化學(xué)平衡常數(shù)變小的方向控制，使鐵水中的Si濃度降低。
基本要求2使熔融爐渣中的SiO2活度減小，向使(1)式的化學(xué)平衡常數(shù)變小的方向控制，使鐵水中的Si濃度降低。
基本要求3通過控制熔融爐渣在風(fēng)口前的高溫反應(yīng)區(qū)域，使?fàn)t渣中SiO2成分與(1)式的反應(yīng)無關(guān)，此外通過抑制SiO氣體和鐵水的接觸、特別是抑制在風(fēng)口前的高溫反應(yīng)區(qū)域中兩者的接觸，減少(2)式的反應(yīng)量，抑制向鐵水中增硅(增Si)。
基本要求4通過降低爐熱水平，進(jìn)行低溫出鐵操作，使(3)式的反應(yīng)速度降低，抑制返硅(返Si)，同時(shí)通過降低(1)式的反應(yīng)速度抑制增硅。
現(xiàn)在用上述基本要求1～4都使?fàn)t熱水平降低，特別是使風(fēng)口前的高溫反應(yīng)區(qū)域的溫度降低，對(duì)于降低從高爐排出的鐵水的Si濃度是有效的方法，而且用于抑制爐床部的爐缸部位的鐵水溫度降低造成的熔融爐渣的返硅(返Si)是有效的，廣泛采用了高爐的低溫操作。
可是如上所述，在使鐵水溫度降低的高爐操作中，存在有導(dǎo)致爐渣粘性增加和爐內(nèi)附著物脫落等造成的鐵水溫度急劇降低，隨之產(chǎn)生了操作不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)增加的缺點(diǎn)。這種傾向特別是在大量噴吹細(xì)碳粉的情況下，使?fàn)t內(nèi)通氣性惡化的傾向更顯著。
本發(fā)明人著眼于在大量噴吹細(xì)碳粉的高爐操作中，不特別增加新設(shè)備或?qū)υO(shè)備進(jìn)行改造，也不調(diào)用品位高的高價(jià)的原料，按照變化的原料供給工序使用預(yù)先給定的主要原料和輔助原料，通過調(diào)整這些原料的配比，使在高爐低溫操作時(shí)不產(chǎn)生容易發(fā)生的爐內(nèi)附著物的脫落事故等，不增加爐內(nèi)壓力損失，特別是不增加爐下部的壓力損失，此外使?fàn)t內(nèi)滴下帶和它下面區(qū)域的爐芯部位的鐵水渣的下流通路不靠近風(fēng)口前的高溫區(qū)域，盡可能使它從爐內(nèi)半徑方向的中間部位降下是有效的。
這樣就把此發(fā)明解決課題的重點(diǎn)主要放在上述基本要求3所述的對(duì)策上，作為此方法把使高爐爐渣的粘性降低，提高流動(dòng)性作為本發(fā)明的最大課題。
其次在解決上述課題時(shí)，目標(biāo)是制造鐵水的成本最低，從降低制造燒結(jié)礦工序到高爐操作的整體成本的觀點(diǎn)出發(fā)，作為燒結(jié)礦對(duì)于適合使用低二氧化硅燒結(jié)礦的情況，把開發(fā)適當(dāng)降低上述高爐爐渣粘性的技術(shù)作為課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供實(shí)施向高爐大量噴吹細(xì)碳粉的操作時(shí)，對(duì)高爐裝入原料沒有制約，可以以低成本穩(wěn)定地進(jìn)行操作，此外使用低二氧化硅燒結(jié)礦可以實(shí)現(xiàn)降低從制造燒結(jié)礦工序到高爐操作的整體成本的低硅鐵水的制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下的低硅鐵水的制造方法。
一種低硅鐵水的制造方法，在用向高爐大量噴吹每噸鐵水150kg以上細(xì)碳粉的操作制造低硅鐵水的方法中，其特征是調(diào)整從高爐排出的爐渣中MgO含量在5.5～8.5質(zhì)量％范圍內(nèi)，而且控制鐵水的Si濃度在0.3質(zhì)量％以下。
如[1]所述的低硅鐵水的制造方法，其特征是以1470℃以上的出鐵溫度進(jìn)行高爐操作。
如[1]或[2]所述的低硅鐵水的制造方法，其特征是以每噸鐵水270kg以上的渣比進(jìn)行高爐操作。
如[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的低硅鐵水的制造方法，其特征是使上述爐渣中的CaO(質(zhì)量％)/SiO2(質(zhì)量％)在1.2～1.3范圍內(nèi)，而且使此爐渣中的Al2O3濃度在13～16質(zhì)量％范圍內(nèi)進(jìn)行高爐操作。
一種制造低硅鐵水的方法，進(jìn)行向高爐大量噴吹每噸鐵水150kg以上細(xì)碳粉的操作，其特征是除去從爐頂裝入的焦碳以外，裝入裝入物的70質(zhì)量％以上的，SiO2含量在4.5質(zhì)量％以下，而且MgO含量在1.3質(zhì)量％以下的燒結(jié)礦，并通過裝入MgO源輔助原料而調(diào)整從高爐排出的爐渣中的MgO含量在5.5～8.5質(zhì)量％范圍內(nèi)。
如[5]所述的低硅鐵水的制造方法，其特征是控制上述低硅鐵水的Si濃度在0.30質(zhì)量％以下。


圖1(a)和(b)為簡(jiǎn)要表示向高爐噴吹細(xì)碳粉方法示例的縱剖面圖。
圖2為表示高爐爐渣MgO含量和渣比關(guān)系的曲線。
圖3為表示高爐爐渣MgO含量和鐵水Si含量關(guān)系的曲線。
圖4為表示相對(duì)于高爐爐渣MgO含量的此爐渣粘度計(jì)算值關(guān)系的曲線。
圖5為表示向高爐內(nèi)噴吹細(xì)碳粉方法的其他示例的剖面圖。
圖6為圖5的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明人對(duì)在高細(xì)碳粉噴吹比(高PCR)條件下的高爐操作(高PCR高爐操作)中，在作為改變的原料供給條件和保持原料的低成本并且保持設(shè)備費(fèi)等低成本的前題條件下，首先為了提高高爐爐渣的流動(dòng)性，對(duì)調(diào)整高爐爐渣成分組成進(jìn)行了研究。
在高爐生成的爐渣成分組成根據(jù)使用的主要原料和輔助原料的各品種生成爐渣成分含量和構(gòu)成比例、以及焦碳和制造細(xì)碳粉用的煤的品種的生成爐渣成分含量和構(gòu)成比例而改變。高爐爐渣的粘性隨上述爐渣成分組成而改變，此外還隨爐渣的溫度，因此也就隨鐵水的溫度而改變。
構(gòu)成爐渣的主要成分是由SiO2、CaO、MgO和Al2O3四種成分構(gòu)成。其中由于SiO2和CaO的含量，由于爐渣的堿度(CaO質(zhì)量％/SiO2質(zhì)量％)是決定鐵水中S濃度的重要因素之一，受到此堿度設(shè)定值的制約，難以分別獨(dú)自設(shè)定SiO2和CaO的含量。因此把SiO2和CaO的含量作為調(diào)整爐渣粘性的因子未必合適。爐渣中的Al2O3含量由于是以Al2O3為主，包含在焦碳中的灰分和礦石中，所以會(huì)隨原料燃料的供給平衡而改變。例如近年來反映出高品位鐵礦石有枯竭的傾向，Al2O3含量高的所謂高氧化鋁鐵礦石增加。但是高氧化鋁鐵礦石具有價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。因此把爐渣中的Al2O3含量限制在現(xiàn)有水平以下不是上策，同時(shí)也伴隨產(chǎn)生鐵礦石供給工序上的困難。
與此相反，以往高爐爐渣中的MgO成分的功能是調(diào)整爐渣的粘性?？墒乾F(xiàn)在爐渣中MgO含量的設(shè)定是使高爐渣比(每1噸鐵水的爐渣量(kg))在根據(jù)固有的高爐操作條件確定的目標(biāo)上限值以下來確定MgO源輔料的MgO-SiO2系的蛇紋巖和MgO-CaO系的白云石，在此基礎(chǔ)上此時(shí)根據(jù)原料的配比在裝入高爐時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使?fàn)t渣中MgO含量為需要的最低限度的值。
所以本發(fā)明人對(duì)爐渣中MgO含量的增加造成爐渣粘性降低和鐵水中Si濃度降低的作用和效果進(jìn)行了研究。
下面在圖2～圖4中表示實(shí)際高爐中操作的數(shù)據(jù)。
圖2表示爐渣中MgO含量和渣比的關(guān)系，可以看出隨MgO含量增加渣比降低。
圖3表示爐渣中MgO含量和鐵水中Si含量的關(guān)系，隨MgO含量增加鐵水中Si含量降低，MgO含量達(dá)到7質(zhì)量％左右的話，推測(cè)鐵水Si含量存在有極小值。
圖4表示爐渣中MgO含量與此爐渣粘度計(jì)算值的關(guān)系，顯示出隨MgO含量的增加爐渣粘度降低。在此圖中爐渣粘度的偏差主要是由于高爐間的主要原料構(gòu)成的差別產(chǎn)生的。
根據(jù)上述結(jié)果得到以下看法。
1.通過提高熔融爐渣中MgO濃度，可以使?fàn)t渣的粘性降低。其結(jié)果，防止高爐下部的滴下帶和其下部的爐芯部位的熔融爐渣流下通路在風(fēng)口前方形成的焦碳回旋運(yùn)動(dòng)區(qū)附近的高溫反應(yīng)區(qū)域，直接向垂直的下方落下。其結(jié)果，抑制了上述(1)和(2)式的反應(yīng)，可以抑制向鐵水中增硅。
2.通過提高熔融爐渣中的MgO濃度，在焦碳回旋運(yùn)動(dòng)區(qū)附近的高溫反應(yīng)區(qū)域的Mg氣體的蒸氣壓提高，使上述(2)式反應(yīng)中的SiO氣體的分壓降低，使SiO氣體的活度降低，抑制(2)式的反應(yīng)，可以抑制Si因爐渣中SiO2還原造成的向鐵水中Si的轉(zhuǎn)移，可以抑制鐵水中Si濃度的增加。
3.在上述1和2項(xiàng)中再加上進(jìn)行高爐適當(dāng)?shù)牡蜏夭僮?，在穩(wěn)定的操作下可以制造更低Si的鐵水。
4.以往認(rèn)為隨渣比增加爐下部壓力損失增加，但是本發(fā)明人對(duì)作為代表高爐爐內(nèi)整體通氣性的指數(shù)，把從風(fēng)口上方1.5m處到爐頂之間爐內(nèi)的壓力損失為基礎(chǔ)的通氣性變換成指數(shù)(-)表示，研究了渣比和表示此爐內(nèi)通氣性的指數(shù)(-)的關(guān)系，其結(jié)果表明把爐渣中MgO含量提高到5.5～8.5質(zhì)量％范圍內(nèi)的話，即使在大量噴吹每噸鐵水150kg以上細(xì)碳粉的高爐操作中，使出鐵溫度保持在1480℃以上，渣比在每噸鐵水300kg以下的話，爐內(nèi)通氣性不惡化，可以進(jìn)行穩(wěn)定地低硅操作。
本發(fā)明是以上述認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)的發(fā)明。
本發(fā)明的低硅鐵水的制造方法，在用向高爐大量噴吹每噸鐵水150kg以上細(xì)碳粉的操作制造低硅鐵水的方法中，其特征是調(diào)整從高爐排出的爐渣中MgO含量在5.5～8.5質(zhì)量％范圍內(nèi)，而且控制鐵水的Si濃度在0.3質(zhì)量％以下。
在圖1表示的高爐上噴吹細(xì)碳粉的設(shè)備中，實(shí)施此發(fā)明的方法如下。安裝在高爐1的風(fēng)口4部的直吹管2上傾斜貫通地安裝有噴吹細(xì)碳粉用的噴槍3，從噴槍3把每噸鐵水150kg以上的細(xì)碳粉和熱風(fēng)7一起噴向高爐1內(nèi)，制造鐵水。在此高爐操作中，裝入原料是考慮裝入的主要原料和輔料中生成爐渣的成分組成，來確定它們裝入量的配比，使從出鐵渣口8排出的高爐爐渣的成分組成內(nèi)MgO含量在5.5～8.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)。此外，爐熱水平，不進(jìn)行以往在噴吹每噸鐵水150kg以上的細(xì)碳粉的高爐操作中采用的高熱水平操作，或在制造低Si鐵水操作中以往采用的低溫出鐵操作。對(duì)于其他的高爐操作條件沒有必要采用特別的做法。
關(guān)于裝入原料和裝入焦碳的配比被調(diào)整成高爐爐渣的成分組成內(nèi)、MgO＝5.5～8.5質(zhì)量％，爐熱水平不是低溫操作的范圍，例如出鐵溫度在1480℃以上的話，可以沒有特別的限制，但是在下述條件下進(jìn)行的話，降低從制造燒結(jié)礦工序到高爐操作的整體成本更有利，此外可以保持在高爐中礦石的還原性良好，同時(shí)降低高爐渣比(kg-爐渣/t-鐵水)，有助于高PCR高爐操作。也就是在除了裝入焦碳的裝入物的70質(zhì)量％以上要使用SiO2≤4.5質(zhì)量％而且MgO≤1.3質(zhì)量％的燒結(jié)礦，而且為了把高爐爐渣的MgO含量調(diào)整到5.5～8.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)，要適當(dāng)裝入MgO源輔料。其中作為MgO源輔料適合采用蛇紋巖和白云石等。
在上述的高爐操作中，適當(dāng)調(diào)整爐熱水平，以得到低硅鐵水，例如得到的鐵水Si濃度在0.30質(zhì)量％以下。這種情況下調(diào)整到爐渣的MgO＝5.5～8.5質(zhì)量％的話，高爐渣比即使在每噸鐵水270kg以上，只要在300kg以下就可以。
在此發(fā)明的各種情況下，優(yōu)選高爐爐渣中的CaO(質(zhì)量％)/SiO2(質(zhì)量％)(堿度)在1.2～1.3范圍內(nèi)，而且把Al2O3濃度調(diào)整到13～16質(zhì)量％范圍內(nèi)。
通過把爐渣堿度調(diào)整到1.2～1.3范圍內(nèi)，可以穩(wěn)定地使鐵水中S含量在規(guī)定目標(biāo)值以下。此外上述近年來的趨勢(shì)是大量用Al2O3含量高的所謂高氧化鋁鐵礦石(例如Al2O3≥3.0質(zhì)量％)的燒結(jié)礦可以作為裝入原料使用，有助于消除對(duì)鐵礦石原料供給工序的制約，有助于原料成本的降低。
采用上述的實(shí)施方式，在高爐操作狀態(tài)和爐內(nèi)反應(yīng)等中可以看到具有下述特征的現(xiàn)象。也就是爐渣的成分組成中由于特別把MgO濃度提高到比一般操作高，達(dá)到5.5～8.5質(zhì)量％范圍，使?fàn)t渣粘性降低，同時(shí)在風(fēng)口前附近的高溫反應(yīng)區(qū)域的Mg蒸氣分壓增加。通過降低爐渣粘性改善爐芯部位的通液性，熔融爐渣不通過風(fēng)口前附近的高溫反應(yīng)區(qū)域的焦碳旋回運(yùn)動(dòng)區(qū)附近，直接流過爐芯部，所以(1)式所示(SiO2)的細(xì)碳粉和焦碳造成的還原反應(yīng)被抑制，抑制了SiO氣體的生成。此外由于在此區(qū)域的Mg蒸氣分壓升高，造成SiO氣體的活度降低，所以抑制了(2)式所示的SiO氣體被鐵水中C的還原反應(yīng)，使鐵水中Si濃度的增加受到抑制。這樣可以把鐵水中的Si濃度控制在0.3質(zhì)量％以下。此外如上所述，由于改善了爐芯部位的通液性，所以爐渣量的上限即使達(dá)到每噸鐵水300kg，也能確保操作的穩(wěn)定性。
如上所述，通過把Al2O3含量調(diào)整到13～16質(zhì)量％范圍內(nèi)，意味著沒有必要指定鐵礦石品種和焦碳用原料煤的品種，使用的原料燃料的自由度增加，此外意味著爐渣粘性是在不增加的范圍內(nèi)，可以使高爐操作更容易。
這樣采用此發(fā)明的高爐操作方法，即使從風(fēng)口大量噴吹細(xì)碳粉，也可以穩(wěn)定地進(jìn)行低硅鐵水的操作。
圖5為表示向高爐內(nèi)噴吹細(xì)碳粉方法的其他示例的剖面圖，圖6為圖5的側(cè)視圖。
在圖5和圖6中，3是插入連接風(fēng)口4的直吹管2內(nèi)的2根噴吹細(xì)碳粉用的噴槍。噴槍3設(shè)置成它的前端朝向風(fēng)口4一側(cè)，各噴槍3的中心軸線(1)與直吹管2的軸線(L)不交叉，與直吹管2的中心軸線(O)成軸對(duì)稱。
細(xì)碳粉與載流氣體一起從2根噴槍3以15m/sec左右的流速噴入直吹管2內(nèi)，2根噴槍3的前端不是相向在同一直線上，配置成軸對(duì)稱位置，所以細(xì)碳粉噴入直吹管2內(nèi)而相互不干擾，在直吹管2內(nèi)快速擴(kuò)散。而且細(xì)碳粉在直吹管2內(nèi)邊旋回邊移向風(fēng)口4一側(cè)，所以與熱風(fēng)中的氧氣的接觸效率更好，因此提高了細(xì)碳粉的燃燒效率。載流氣體是由氮?dú)?、空氣、氧氣、CO、CO2氣體中的至少一種構(gòu)成。
利用實(shí)施例對(duì)此發(fā)明再進(jìn)行說明。
對(duì)在本發(fā)明的低硅鐵水的制造方法的范圍內(nèi)的實(shí)施例和在它的范圍外的比較例進(jìn)行了試驗(yàn)。實(shí)施例中的高爐操作方法和條件以此發(fā)明的實(shí)施方式中上述的方法和條件為基準(zhǔn)進(jìn)行。在表1～2中表示試驗(yàn)的結(jié)果，表3、4中表示細(xì)碳粉和燒結(jié)礦的成分組成。
表1 (％質(zhì)量％)

表2(％質(zhì)量％)

表3(質(zhì)量％)

表4(質(zhì)量％)

作為試驗(yàn)中操作條件和操作成績(jī)判定的指標(biāo)，爐熱水平用出鐵溫度，高爐爐內(nèi)整體的通氣性用從風(fēng)口上方1.5m位置到爐頂?shù)臍怏w壓力損失，爐渣粘性用發(fā)生爐渣槽中爐渣溢出的情況，而高爐操作穩(wěn)定性是用出鐵比進(jìn)行評(píng)價(jià)。從這些結(jié)果可以看出下述結(jié)果。
1.在細(xì)碳粉噴吹比(PCR)低到本發(fā)明范圍外的每噸鐵水120kg的操作中，在現(xiàn)有操作的一般爐熱水平條件下，調(diào)整裝入物配比成為低于本發(fā)明范圍以外的高爐爐渣MgO含量(＝5.0質(zhì)量％)的情況下，鐵水Si濃度停留在不滿足期望值的水準(zhǔn)高的值(Si含量＝0.30質(zhì)量％)(參照比較例1)。與此相反，在比較例2的高爐操作中，為了得到低Si鐵水使其他主要條件與比較例1在相同水準(zhǔn)，使?fàn)t熱水平降低的話，鐵水Si濃度降低，但爐渣粘性增加和細(xì)碳粉燃燒率降低，所以顯示出爐內(nèi)通氣性惡化的傾向，不能確保操作的穩(wěn)定性。
2.以在比較例1中的操作條件為基準(zhǔn)，使PCR提高到本發(fā)明范圍內(nèi)的每噸鐵水150到200kg的話(分別為比較例3、比較例4)，爐內(nèi)整體的通氣性惡化，特別是高爐下部的通氣性和通液性惡化。其結(jié)果高爐操作的穩(wěn)定性惡化。
3.另外相對(duì)于比較例2的低水準(zhǔn)，把爐熱水平恢復(fù)提高到一般水準(zhǔn)，同時(shí)在使PCR提高到本發(fā)明范圍的每噸鐵水150到200kg的高爐操作中(分別為實(shí)施例1、實(shí)施例2)，爐渣的MgO濃度提高的本發(fā)明范圍內(nèi)的話，爐渣的粘性降低，爐渣的流動(dòng)性變好，改善和提高了高爐下部的通氣性和通液性，同時(shí)使鐵水Si濃度降低，可以制造滿意的低歸鐵水。而且也能獲得穩(wěn)定的高爐操作。
4.其次在使?fàn)t熱為一般的水準(zhǔn)的情況下，裝入燒結(jié)礦的SiO2含量更低的燒結(jié)礦，使高爐渣比降低，而且按把爐渣的MgO濃度提高到本發(fā)明范圍內(nèi)的裝入原料配比條件進(jìn)行操作。其結(jié)果，能保持爐內(nèi)通氣性良好，能確保高爐操作的穩(wěn)定性，再有使?fàn)t渣的粘性降低，此外再加上在焦碳旋回運(yùn)動(dòng)區(qū)附近的高溫反應(yīng)區(qū)域的Mg氣體分壓的增加，可以穩(wěn)定地制造低硅鐵水，在上述Mg氣體分壓之上(參照實(shí)施例3、實(shí)施例4)。此外利用提高SiO2含量低的燒結(jié)礦的高爐裝料比例，提高爐內(nèi)還原性，進(jìn)一步提高制造率(參照實(shí)施例5、6)。
5.在實(shí)施例7的高爐操作中，在實(shí)施例6的操作條件內(nèi)把爐熱水平降到一般水準(zhǔn)以下，由于改善爐渣流動(dòng)性的效果提高，能確保爐內(nèi)的通氣性，進(jìn)行穩(wěn)定地操作，同時(shí)可以制造Si濃度更低的鐵水。
6.實(shí)施例8是在與實(shí)施例2幾乎相同的條件下，作為噴吹細(xì)碳粉的噴槍使用雙噴槍的示例。(從實(shí)施例1到7使用單噴槍)其結(jié)果提高了細(xì)碳粉的燃燒性能，在確保高爐通氣性穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，實(shí)施例2中細(xì)碳粉是200kg/t，而實(shí)施例8中提高到216kg/t，而且爐渣的粘性、Si濃度都沒有增加。
7.實(shí)施例9是在與實(shí)施例6幾乎相同的條件下，使用偏心雙噴槍的示例。這種情況下使細(xì)碳粉固定在200kg/t的結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)渣比降低，Si濃度降低。
如上所述可以看出，采用此發(fā)明的話，即使不特意降低爐熱水平，以及即使不特意降低渣比，在每噸鐵水150kg以上的高PCR操作中，可以在穩(wěn)定操作的情況下制造低硅鐵水。此外通過把使用適當(dāng)降低SiO2含量的燒結(jié)礦、適度降低高爐渣比或適度降低爐熱水平適當(dāng)組合，在每噸鐵水150kg以上的高PCR操作中，可以在穩(wěn)定地操作情況下制造更低Si濃度的鐵水。
如上所述可以看出，采用此發(fā)明的話，不受到原料供給工序的制約，在每噸鐵水150kg以上的高PCR操作中，可以穩(wěn)定地進(jìn)行把鐵水的Si濃度抑制在低水準(zhǔn)的操作。這種情況下未必需要把爐熱抑制在低水平，此外也沒有必要嚴(yán)格限制高爐渣比上限?？梢蕴峁┫蜻@樣的高爐噴吹細(xì)碳粉的操作方法，可以在工業(yè)上帶來實(shí)際效果。
權(quán)利要求
1.一種低硅鐵水的制造方法，具有從高爐風(fēng)口噴吹每噸鐵水至少150kg以上細(xì)碳粉的工序；從所述高爐排出鐵水和熔融爐渣的工序；調(diào)整從所述高爐排出的爐渣中MgO含量在5.5～8.5質(zhì)量％內(nèi)的工序；和控制鐵水的Si濃度在0.3質(zhì)量％以下的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的低硅鐵水的制造方法，還具有控制從高爐排出的鐵水的溫度在1480℃以上的工序。
3.如權(quán)利要求1所述的低硅鐵水的制造方法，還具有渣比至少控制在每噸鐵水270kg以上的工序。
4.如權(quán)利要求1所述的低硅鐵水的制造方法，還具有控制所述爐渣中的CaO(質(zhì)量％)/SiO2(質(zhì)量％)在1.2～1.3范圍，而且控制此爐渣中的Al2O3濃度在13～16質(zhì)量％范圍的工序。
5.一種低硅鐵水的制造方法，具有從高爐風(fēng)口噴吹每噸鐵水至少150kg以上細(xì)碳粉的工序；從高爐爐頂裝入燒結(jié)礦、焦碳和MgO源輔料的工序；把所述燒結(jié)礦的比例控制在除了裝入的焦碳以外的裝入物的70質(zhì)量％以上的工序；控制所述燒結(jié)礦的SiO2含量在4.5質(zhì)量％以下，而且MgO含量在1.3質(zhì)量％以下的工序；從所述高爐排出鐵水和熔融爐渣的工序；和利用控制MgO源輔助原料的裝入量調(diào)整從高爐排出的爐渣中的MgO含量在5.5～8.5質(zhì)量％范圍內(nèi)的工序。
6.如權(quán)利要求5所述的低硅鐵水的制造方法，還具有控制所述鐵水的Si濃度在0.30質(zhì)量％以下的工序。
全文摘要
一種制造低硅鐵水的方法，由利用噴吹每噸鐵水150kg以上的細(xì)碳粉，而且控制高爐爐渣的MgO在5.5～8.5％，來控制鐵水的Si在0.3％以下的方法構(gòu)成。優(yōu)選把從高爐排出的鐵水溫度至少控制在1480℃以上。優(yōu)選渣比至少控制在每噸270kg以上。
文檔編號(hào)C21B5/02GK1615370SQ0380227
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月24日
發(fā)明者松原真二, 早坂祥和 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社