鐵水的預(yù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用一個(gè)轉(zhuǎn)爐型精煉爐連續(xù)地進(jìn)行鐵水的脫硅處理和脫磷處理的鐵 水的預(yù)處理方法，并且在脫硅處理和脫磷處理之間夾有中間的排渣工序。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，使用轉(zhuǎn)爐型精煉爐的鐵水的預(yù)處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)不斷發(fā)展，并開(kāi)發(fā)了以下 的預(yù)處理方法。即，開(kāi)發(fā)了如下的精煉方法：在對(duì)轉(zhuǎn)爐型精煉爐內(nèi)的鐵水進(jìn)行脫硅處理后， 使轉(zhuǎn)爐型精煉爐傾斜而將爐內(nèi)的爐渣（將脫硅處理生成的爐渣稱(chēng)作"脫硅爐渣"）的至少一 部分排出，然后，向爐內(nèi)投入CaO系助熔劑，對(duì)殘留的鐵水進(jìn)行脫磷處理（將該精煉方法稱(chēng) 作"2次排渣法"例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
[0003] 該2次排渣法與轉(zhuǎn)爐型精煉爐中現(xiàn)有的預(yù)處理方法、即在精煉開(kāi)始時(shí)投入CaO系 助熔劑而對(duì)轉(zhuǎn)爐型精煉爐內(nèi)的鐵水進(jìn)行脫硅、脫磷處理的預(yù)處理方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)。 即，具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1)因在中途將脫硅爐渣排出，所以可進(jìn)行硅含量高的鐵水的處理，可 將鐵水中的硅作為熱源有效利用；（2)通過(guò)在中途將脫硅爐渣排出，可削減其后的脫磷處 理時(shí)CaO系助熔劑的使用量。
[0004] 在該2次排渣法中，在脫硅處理后的排渣工序中，如何迅速地在短時(shí)間內(nèi)將作為 目標(biāo)的給定量的脫硅爐渣從爐內(nèi)排出，成為操作上的關(guān)鍵點(diǎn)。在排渣工序中的脫硅爐渣的 排出量少的情況下，無(wú)法獲得上述的效果，而與上述現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐型精煉爐的預(yù)處理方法相 同。
[0005] 另外，還開(kāi)發(fā)了如下的精煉方法：在脫磷處理結(jié)束后，將脫磷處理后的鐵水從爐中 出鐵，但使脫磷處理中生成的爐渣（將脫磷處理中生成的爐渣稱(chēng)作"脫磷爐渣"）殘留于爐 內(nèi)，并向殘留有脫磷爐渣的轉(zhuǎn)爐型精煉爐中裝入下一爐料的鐵水，對(duì)該鐵水按照上述順序 進(jìn)行預(yù)處理（例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1及專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。該精煉方法還具有以下的優(yōu)點(diǎn)。即，具 有以下優(yōu)點(diǎn)：（3)通過(guò)將脫磷處理中生成的脫磷爐渣殘留于爐內(nèi)，可削減脫硅處理時(shí)的CaO 系助熔劑、有效利用脫磷爐渣的顯熱、及回收脫磷爐渣中的鐵成分；(4)通過(guò)再利用脫磷爐 渣及將鐵水中的硅作為熱源有效利用而能夠提高熱效率、提高冷鐵源的配合比例；(5)抑 制堿度（（質(zhì)量％ CaOV(質(zhì)量％ SiO2))相對(duì)較高且需要進(jìn)行時(shí)效處理的脫磷爐渣的產(chǎn)生， 可將脫磷爐渣轉(zhuǎn)換成即便省略時(shí)效處理也能夠獲得良好的體積穩(wěn)定性的脫硅爐渣。
[0006] 但是，使脫磷爐渣殘留的方法中，若脫硅處理后的爐渣的排出量不充分，則來(lái)自上 一爐料中所殘留的脫磷爐渣的磷會(huì)大量殘留于爐內(nèi)，在下一次脫磷處理中難以使鐵水的磷 濃度降低至目標(biāo)水平，因此，需要充分確保脫硅處理后的排渣工序中爐渣的排出量。另一方 面，如果為了確保爐渣的排出量而延長(zhǎng)用于排渣的作業(yè)時(shí)間，則可實(shí)施這樣的預(yù)處理的加 料數(shù)受到限制，而且，如果為了增加爐渣的排出速度而使?fàn)t體的傾斜角度過(guò)于增大，則隨爐 渣一起流出的鐵水的流出量增大，從而存在鐵的成品率降低這樣的問(wèn)題。因此，為了不引起 這些問(wèn)題，需要在脫硅處理后的排渣工序中高效地進(jìn)行爐渣的排出。
[0007] 另外，包含脫硅爐渣或脫磷爐渣在內(nèi)，制鋼爐渣含有大量的鐵氧化物，因此，與天 然石砂材料或高爐爐渣等相比，有密度高的傾向。因此，制鋼爐渣未被用于擔(dān)心制鋼爐渣會(huì) 助長(zhǎng)重力的不穩(wěn)定性這樣的土木工程用途中。而且，制鋼爐渣的每單位質(zhì)量的體積與天然 石砂材料等相比較小，因此，輸送費(fèi)用增大也成為其作為土木工程用材料時(shí)的缺點(diǎn)，因此， 為了將制鋼爐渣作為容易用于范圍廣的土木工程用途的材料，期望減小制鋼爐渣的體積比 重。
[0008] 因此，本發(fā)明人等對(duì)脫硅處理后的排渣工序中的脫硅爐渣的排出性進(jìn)行了研宄。 其結(jié)果可知，若脫硅處理中的脫硅爐渣的起泡少，則脫硅爐渣的流動(dòng)性低，難以在規(guī)定時(shí)間 內(nèi)排出足夠量的脫硅爐渣。因此得到了如下見(jiàn)解：為了在排渣工序中迅速且使足夠量的脫 硅爐渣從爐內(nèi)流出，必須在脫硅吹煉中使脫硅爐渣穩(wěn)定地起泡。在此，爐渣的起泡是指熔融 狀態(tài)的爐渣含有氣泡，表觀上體積膨脹的現(xiàn)象。
[0009] 即，得到了如下見(jiàn)解：檢測(cè)脫硅處理中的爐渣料位，并控制脫硅爐渣的起泡至為重 要。但是，脫硅爐渣的過(guò)量起泡會(huì)在排渣工序時(shí)導(dǎo)致突沸的爐渣流出，需要進(jìn)行抑制該流出 的處理，反而會(huì)延長(zhǎng)排渣工序的時(shí)間，因此還發(fā)現(xiàn)適度地控制起泡是重要的。這些發(fā)現(xiàn)并未 被記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)1及專(zhuān)利文獻(xiàn)2中。
[0010]目前，作為檢測(cè)轉(zhuǎn)爐型精煉爐中的爐渣起泡的方法，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中提出了如下 方法：在對(duì)副噴槍賦予一定振動(dòng)數(shù)、振幅的振動(dòng)（強(qiáng)制振動(dòng)）的同時(shí)，一邊測(cè)定副噴槍的振 動(dòng)，一邊將副噴槍插入至爐內(nèi)，根據(jù)所賦予的強(qiáng)制振動(dòng)的衰減量來(lái)檢測(cè)爐內(nèi)爐渣的起泡高 度。然而，該方法是以副噴槍的前端埋浸在起泡的爐渣的狀態(tài)為前提的技術(shù)，在起泡少、副 噴槍的前端未埋浸在起泡的爐渣的情況下，無(wú)法檢測(cè)起泡高度。另外，強(qiáng)制振動(dòng)的衰減量會(huì) 根據(jù)生成的爐渣的組成、溫度而發(fā)生變化，因此難以高精度地檢測(cè)起泡高度。
[0011] 另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)4及專(zhuān)利文獻(xiàn)5中提出了使用微波來(lái)測(cè)定精煉中的爐渣高度的方 法。然而，這些技術(shù)是轉(zhuǎn)爐中的鐵水的脫碳精煉的起泡檢測(cè)技術(shù)，由于鐵水預(yù)處理的脫硅處 理中的脫硅爐渣和轉(zhuǎn)爐的脫碳精煉中的轉(zhuǎn)爐爐渣在爐渣的溫度、堿度、氧化鐵濃度方面大 不相同，所以電導(dǎo)率大不相同，因此，微波的反射特性在脫硅處理與脫碳精煉中不同，無(wú)法 將脫碳精煉中的實(shí)際成果直接應(yīng)用于脫硅處理中。
[0012] 例如，雖然原理并不明確，但專(zhuān)利文獻(xiàn)4中記載了基于發(fā)送波和反射波的混合波 的頻率變化來(lái)檢測(cè)爐渣料位、以及根據(jù)微波的反射率來(lái)檢測(cè)爐渣料位的技術(shù)。然而，對(duì)于電 導(dǎo)率小的脫硅爐渣而言，微波的反射率非常小而大部分透過(guò)，因此也存在來(lái)自鐵水浴面的 反射波、以及在鐵水浴面和爐渣表面的多重反射波，因此專(zhuān)利文獻(xiàn)4的方法無(wú)法檢測(cè)爐渣 料位。
[0013] 另外，對(duì)于專(zhuān)利文獻(xiàn)5而言，將發(fā)送接收用的天線(xiàn)插入爐內(nèi)，在暴露于高溫的爐 渣、鐵水的液滴的精煉爐內(nèi)，即使在短時(shí)間使用，這些液滴也會(huì)附著并凝固于天線(xiàn)上，因此 難以在精煉期間內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行測(cè)定。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0015] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0016] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平11-323420號(hào)公報(bào)
[0017] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2001-271113號(hào)公報(bào)
[0018] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)平5-255726號(hào)公報(bào)
[0019] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)昭59-41409號(hào)公報(bào)
[0020] 專(zhuān)利文獻(xiàn)5 :日本特開(kāi)平3-281717號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 發(fā)明要解決的課題
[0022] 本發(fā)明是鑒于上述情況而進(jìn)行的，其目的在于提供一種鐵水的預(yù)處理方法，該方 法使用一個(gè)轉(zhuǎn)爐型精煉爐連續(xù)地進(jìn)行夾有中間的排渣工序的鐵水的脫硅處理和脫磷處理， 其中，可以在脫硅處理后的排渣工序中抑制突沸的爐渣的流出，并將作為目標(biāo)的給定量的 脫硅爐渣迅速地在短時(shí)間內(nèi)排出至爐外，在下一工序的脫磷處理中，可進(jìn)行對(duì)于成本方面 及質(zhì)量方面而言充分的脫磷處理。另外，提供一種可獲得適合于各種土木工程用材料的體 積比重相對(duì)較小的爐渣的鐵水的預(yù)處理方法。
[0023] 解決問(wèn)題的方法
[0024] 用于解決上述課題的本發(fā)明的要點(diǎn)如下。
[0025] [1] 一種鐵水的預(yù)處理方法，該方法包括：
[0026] 脫硅處理工序，由頂吹噴槍向轉(zhuǎn)爐型精煉爐內(nèi)的鐵水供給氣體氧源而對(duì)鐵水進(jìn)行 脫硅處理；
[0027] 排渣工序，將該脫硅處理工序中生成的爐渣的至少一部分從所述轉(zhuǎn)爐型精煉爐中 排出；以及
[0028] 脫磷處理工序，在該排渣工序后，向所述轉(zhuǎn)爐型精煉爐內(nèi)添加 CaO系助熔劑，由所 述頂吹噴槍供給氣體氧源，對(duì)殘留的鐵水進(jìn)行脫磷處理，其中，
[0029] 在所述脫硅處理中，對(duì)爐內(nèi)的爐渣高度進(jìn)行測(cè)定，在所測(cè)定的爐渣高度相對(duì)于從 爐內(nèi)的鐵水浴面到爐口為止的爐內(nèi)熔化室的高度的比例為給定范圍的狀態(tài)下，結(jié)束脫硅處 理。
[0030] [2]上述[1]所述的鐵水的預(yù)處理方法，其中，所述比例的給定范圍在0. 5~0. 9 的范圍。
[0031] [3]上述[1]或[2]所述的鐵水的預(yù)處理方法，其中，基于所述爐渣高度的測(cè)定 結(jié)果，在所述脫硅處理中，對(duì)選自來(lái)自頂吹噴槍的氣體氧源的供給流量、頂吹噴槍的噴槍高 度、來(lái)自底吹噴嘴的攪拌用氣體的供給流量、爐內(nèi)的爐渣組成、起泡鎮(zhèn)靜材料的投入量中的 至少1種進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)該調(diào)整對(duì)脫硅處理中爐內(nèi)的爐渣高度進(jìn)行控制。
[0032] [4]上述[3]所述的鐵水的預(yù)處理方法，其中，對(duì)脫硅處理中爐內(nèi)的爐渣高度進(jìn)行 控制，使得所述脫硅處理中所述爐渣高度相對(duì)于爐內(nèi)熔化室的高度的比例為〇. 5~0. 9的 范圍內(nèi)。
[0033] [5]上述[1]~[4]中任一項(xiàng)所述的鐵水的預(yù)處理方法，其中，使用模擬隨機(jī)信 號(hào)處理雷達(dá)方式微波測(cè)距儀，將頻率IOGHz以下的微波發(fā)送至所述轉(zhuǎn)爐型精煉爐內(nèi)并接收 反射波，根據(jù)反射波的往返傳播時(shí)間求出距對(duì)象物的距離，在接收到的某給定強(qiáng)度以上的 反射波的信號(hào)中，將與反射波的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的距對(duì)象物的距離大于距爐口的距離且最接近 距爐口的距離的反射波的信號(hào)判定為來(lái)自爐渣表面的反射波的信號(hào)，求出距爐渣表面的距 離，再基于所求得的距爐渣表面的距離來(lái)測(cè)定所述爐渣高度。
[0034] [6]上述[5]所述的鐵水的預(yù)處理方法，其中，在由所述測(cè)距儀接收的反射波的信 號(hào)中，將與反射波的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的距對(duì)象物的距離從脫硅處理開(kāi)始時(shí)就未發(fā)生變化而持續(xù) 存在的反射波的信號(hào)作為噪聲除去，然后判定所述來(lái)自爐渣表面的反射波的信號(hào)。
[0035] [7]上述[1]~[4]中任一項(xiàng)所述的鐵水的預(yù)處理方法，其中，使用模擬隨機(jī)信號(hào) 處理雷達(dá)方式微波測(cè)距儀，將頻率IOGHz以下的微波發(fā)送至所述轉(zhuǎn)爐型精煉爐內(nèi)并接收來(lái) 自爐內(nèi)的反射波，根據(jù)反射波的往返傳播時(shí)間求出距對(duì)象物的距離，在來(lái)自存在于從爐口 到鐵水浴面的范圍內(nèi)的對(duì)象物的反射波的信號(hào)中，將與反射波的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的距對(duì)象物的 距離從脫硅處理開(kāi)始時(shí)就未發(fā)生變化而持續(xù)存在的反射波的信號(hào)作為噪聲除去，然后將與 鐵水浴面相對(duì)應(yīng)的反射波的信號(hào)去除后反射強(qiáng)