[发明专利]铁水预处理方法

说明书

本申请是2014年7月17日提交的申请号为201380005806.3、发明名称为“铁水预处理方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及铁水预处理方法，尤其涉及在一个(同一)转炉型容器中进行脱硅处理和脱磷处理两方的方法。

背景技术

铁水在对其在转炉内进行脱碳精炼之前，通常会进行预先除去该铁水中的硅、磷的铁水预处理。该铁水预处理以减少精炼用熔剂的使用量、钢水的高纯度化、通过防止转炉操作时的过氧化等来提高锰出成率(yield)、减少精炼炉渣量为目的而实施，包括脱碳工序的处理在内，已提出有各种方法。

在铁水预处理时会产生精炼炉渣，在将该精炼炉渣用于各种用途时，视其用途，要求其不发生氟等的溶出。因此，人们一直在对不用作为出于提高脱磷反应效率的目的而使用的氟源的萤石(CaF₂)进行铁水预处理的方法进行研究。此外，近年来，也要求炼铁业削减温室效应气体的排放量。因此，正在研究在降低需要大量能量来还原氧化铁的高炉铁水的使用比例的同时增大废铁等冷铁源的使用比例的精炼方法。由此可知，在这种背景下，近年来的铁水预处理具有在改善精炼方法的同时增大冷铁源的使用比率的倾向。

作为进行铁水的脱硅、脱磷的铁水预处理之一，有向铁水中添加生石灰等精炼剂(熔剂)并加入气体氧、氧化铁等固体氧源，由此将铁水中的硅、磷去除到炉渣中的方法。此外，作为铁水处理用的容器，可以使用鱼雷式铁水罐车(torpedocar)、高炉包等运输容器或转炉型容器(精炼炉)等，但为了使用大量的废铁，使用炉容积大的转炉型容器是有利的。

专利文献1中公开了一种在使用转炉进行脱硅处理和脱磷处理的转炉精炼方法中在转炉内于脱硅处理后进行中间排渣、再进行脱磷处理的方法。并提出了在该方法中通过控制炉渣组成来抑制脱硅后的回磷、并使之后的脱磷处理变得容易的方法。

此外，专利文献2公开了一种使用转炉型反应容器进行脱硅处理，然后将出铁-排渣后、经过脱硅处理的铁水再一次送回到反应容器内进行脱磷处理的铁水预处理方法。在该铁水预处理方法中，通过使脱硅处理后的铁水中的硅浓度、炉渣碱度和氧化铁浓度最佳化，不使用萤石也能高效率地进行脱磷，以及在脱硅处理时和/或脱磷处理时熔解废铁。

还有，专利文献3公开了一种在使用转炉型容器连续进行铁水的脱硅处理和脱磷处理的预处理方法，其中，使前次批料(charge)的脱磷处理后的炉渣的40～60质量％残留在容器内，将该炉渣利用到脱硅、脱磷处理中，由此减少炉渣产生量。专利文献：

专利文献1：日本特开2001-271113

专利文献2：日本特开2002-129221

专利文献3：日本特开2002-256325

发明内容

在专利文献1中公开的方法中，控制炉渣组成，使脱硅处理后的炉渣碱度为0.9～1.1、T.Fe为15～20质量％左右，以抑制脱硅后的回磷。但是，在该公开技术中，在炉渣碱度为0.9～1.1的情况下，若T.Fe在15质量％以下，则会存在回磷、出铁铁水的磷浓度高的问题。

此外，在专利文献2公开的方法中，在脱硅处理后从转炉型容器中出铁和排渣，然后再将脱硅后的铁水送回到该容器内进行脱磷处理，因而有利于降低铁水中的磷浓度。但是，由于重复进行出铁和铁水装入，若使用一个(同一)转炉型容器进行实施，则会存在生产效率显著劣化的问题。另一方面，虽然也可使用二个转炉型容器，但这种情况下，也会存在需要大量的设备费用和由来自炉体的散热引起的热损失增大的问题。此外，在脱硅处理和脱磷处理中需要添加大量的熔剂，因此也会存在精炼成本增大和由熔剂的吸热引起的热损失增大的问题。

还有，在该专利文献2公开的方法中，在脱磷处理时，为了促进渣化、提高脱磷反应效率，投入铁矿石等氧化铁。因此，会有由伴随氧化铁分解反应而产生的吸热、中间出铁引起的热损失大，无法确保熔解大量废铁所需的足够热量的问题。尤其是在该方法中，碱度较高，因此，即使是在脱磷处理结束的时候，炉渣中的固相比率高，流动性差，铁水的液滴混入炉渣中，未被分离而直接排渣到炉外，凝固。因而有导致原料金属损失增大的问题。即，虽然该原料金属的一部分能通过在将炉渣粉碎后进行磁选而作为铁源回收，但无法连混入到炉渣中的细铁粒子都回收到，大部分与炉渣一起转入土木用途等，原料金属的损失增大。