[发明专利]精炼用吹入氧枪、精炼用吹入氧枪设备、铁水的脱硅处理方法和铁水的预备处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及为了精炼熔融金属而在熔融金属中吹入氧气的吹入氧枪和氧枪设备(lance equipment)。

本发明还涉及使用上述吹入氧枪、氧枪设备对在输送容器内保持的铁水进行预处理(pretreatment process)的方法、特别涉及铁水的脱硅处理方法。

其中，上述氧枪可用于吹入氧气的同时吹入精炼剂，并且也不禁止在上述预处理中的一定时期吹入氧气以外的输送气体等。

背景技术

在用高炉还原铁矿石而制造出的铁水中，含有硅、硫磺、磷等杂质。近年来，以伴随钢材高级化的磷含量降低对策或炼钢工艺的合理化为目的，在转炉、铁水罐或鱼雷车(torpedo car)等输送容器等中广泛进行铁水的脱磷处理(hot metal dephosphorization process)。并且，为了有效地进行该脱磷处理，在脱磷处理之前还预先进行除去铁水中的硅的脱硅处理(desiliconization process)。所处处理被统称为铁水的预处理。

由于铁水中的磷和硅由氧化反应除去，因而铁水的脱磷处理和脱硅处理中，向铁水供给氧气、氧化铁等氧源，通过氧源氧化除去铁水中的磷或硅。此时，为了提高反应效率或为了调整产生的炉渣的组成，还添加生石灰等熔剂。其中，将氧化而除去铁水中的硅的反应称作脱硅反应，将氧化而除去铁水中的磷的反应称作脱磷反应。

作为向铁水供给氧的方法，有向铁水中投入氧化铁(固体氧源)的方法，固体氧源容易因熔融分解而降低铁水温度。铁水温度降低时，可能引起下一个工序的转炉中脱碳精炼中的废金属配合率的降低或热容量不足等问题。为了抑制铁水温度的降低，还公知有向铁水供给氧气气体的方法。

在铁水的脱磷处理和脱硅处理中向铁水供给氧气的方法，大致分为两种，一个方法为从不与铁水接触的上吹氧枪等向铁水浴面吹入氧气的方法、即所谓的顶部吹入方法(称作“顶部吹氧法(oxygen topblowing)”)(例如参照日本特开昭53-78913号公报)。另一方法为从浸渍在铁水中的吹入氧枪或设在反应容器的底部等上的风口直接向铁水中吹入氧气的方法(称作“吹入送氧法(injection of oxygen gas)”)(例如参照日本特开昭61-42763号公报)。每个方法，都有各自的优点，在吹入送氧法的情况下，有氧气的添加效率较高、搅拌力提高等优点，另一方面存在浸渍部的热负荷较大(例如与仅受到单方向的热负荷的风口等相比消耗也很大)、耐用次数有限等的问题。相对于此，在顶部吹氧法的情况下，虽然有对顶部氧枪的热负荷较小、能够长时间使用的优点，但存在氧气的添加效率较低、不能得到搅拌力等的问题。

在供给氧气时，可考虑上述优点来决定是用顶部吹氧法还是用吹入送氧法，例如在鱼雷车的情况下，因处理容器的形状，用顶部送氧法则反应效率差，不得不采用吹入送氧法。这是因为在鱼雷车的情况下，因其容器形状难以搅拌及混合，此外相对于铁水的收容量开口部少，在顶部吹氧法中不能得到所希望的反应效率。

在吹入送氧法中使用的吹入氧枪，由于如上所述地浸渍部的损耗很大，因而提出了改善这个问题的方法。例如在日本实开平6-6447号公报中公开了下述技术：在由浸渍在熔融金属中的前端部和保持该前端部的支持部构成的吹入氧枪中，通过使上述前端部形成单管结构，对其整个表面实施渗铝处理(calorizing treatment)，并用耐火物覆盖其外周，防止吹入氧枪前端部的熔损。并且，在日本特开昭58-221210号公报中公开了下述技术：通过将吹入氧枪制成在外周覆盖耐火物的双重管结构，从内管吹入精炼剂和氧气，从外管吹入烃类气体，防止吹入氧枪前端部的熔损。日本特开昭58-221210号公报的技术是下述技术：烃类气体被加热时分解，由于分解时吸热，因而利用该吸热来冷却吹入氧枪前端部。

并且，作为着重于施加在氧枪上的外力的技术，在日本特开昭54-23019号公报中公开了下述技术：通过在吹入氧枪前端部设置水平部，缓和吹入气体时的反作用力，减少浸渍部的振动，即减少作用在浸渍部上的应力，由此延长吹入氧枪的寿命。并且，在日本特开昭60-234908号公报中公开了下述技术：通过设置由在卷绕吹入氧枪的方向设置的辊构成的上部固定装置和开闭式夹持型的下部固定装置，减少吹入气体时的振动。