鐵水的預處理方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用一個轉爐型精煉爐連續(xù)地進行鐵水的脫硅處理和脫磷處理的鐵 水的預處理方法，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】
[0002] 近年來，使用轉爐型精煉爐的鐵水的預處理技術的開發(fā)不斷發(fā)展，并開發(fā)了以下 的預處理方法。即，開發(fā)了如下的精煉方法：在對轉爐型精煉爐內的鐵水進行脫硅處理后， 使轉爐型精煉爐傾斜而將爐內的爐渣（將脫硅處理生成的爐渣稱作"脫硅爐渣"）的至少一 部分排出，然后，向爐內投入CaO系助熔劑，對殘留的鐵水進行脫磷處理（將該精煉方法稱 作"2次排渣法"例如參照專利文獻1)。
[0003] 該2次排渣法與轉爐型精煉爐中現(xiàn)有的預處理方法、即在精煉開始時投入CaO系 助熔劑而對轉爐型精煉爐內的鐵水進行脫硅、脫磷處理的預處理方法相比，具有以下優(yōu)點。 即，具有如下優(yōu)點：（1)因在中途將脫硅爐渣排出，所以可進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)通過在中途將脫硅爐渣排出，可削減其后的脫磷處 理時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，如何迅速地在短時間內將作為 目標的給定量的脫硅爐渣從爐內排出，成為操作上的關鍵點。在排渣工序中的脫硅爐渣的 排出量少的情況下，無法獲得上述的效果，而與上述現(xiàn)有的轉爐型精煉爐的預處理方法相 同。
[0005] 另外，還開發(fā)了如下的精煉方法：在脫磷處理結束后，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作"脫磷爐渣"）殘留于爐 內，并向殘留有脫磷爐渣的轉爐型精煉爐中裝入下一爐料的鐵水，對該鐵水按照上述順序 進行預處理（例如，參照專利文獻1及專利文獻2)。該精煉方法還具有以下的優(yōu)點。即，具 有以下優(yōu)點：（3)通過將脫磷處理中生成的脫磷爐渣殘留于爐內，可削減脫硅處理時的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（（質量％ CaOV(質量％ SiO2))相對較高且需要進行時效處理的脫磷爐渣的產生， 可將脫磷爐渣轉換成即便省略時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，則來自上 一爐料中所殘留的脫磷爐渣的磷會大量殘留于爐內，在下一次脫磷處理中難以使鐵水的磷 濃度降低至目標水平，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用于排渣的作業(yè)時間，則可實施這樣的預處理的加 料數(shù)受到限制，而且，如果為了增加爐渣的排出速度而使爐體的傾斜角度過于增大，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題。因此，為了不引起 這些問題，需要在脫硅處理后的排渣工序中高效地進行爐渣的排出。
[0007] 另外，包含脫硅爐渣或脫磷爐渣在內，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心制鋼爐渣會 助長重力的不穩(wěn)定性這樣的土木工程用途中。而且，制鋼爐渣的每單位質量的體積與天然 石砂材料等相比較小，因此，輸送費用增大也成為其作為土木工程用材料時的缺點，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)明人等對脫硅處理后的排渣工序中的脫硅爐渣的排出性進行了研宄。 其結果可知，若脫硅處理中的脫硅爐渣的起泡少，則脫硅爐渣的流動性低，難以在規(guī)定時間 內排出足夠量的脫硅爐渣。因此得到了如下見解：為了在排渣工序中迅速且使足夠量的脫 硅爐渣從爐內流出，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，得到了如下見解：檢測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，脫硅爐渣的過量起泡會在排渣工序時導致突沸的爐渣流出，需要進行抑制該流出 的處理，反而會延長排渣工序的時間，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 被記載于專利文獻1及專利文獻2中。
[0010]目前，作為檢測轉爐型精煉爐中的爐渣起泡的方法，在專利文獻3中提出了如下 方法：在對副噴槍賦予一定振動數(shù)、振幅的振動（強制振動）的同時，一邊測定副噴槍的振 動，一邊將副噴槍插入至爐內，根據(jù)所賦予的強制振動的衰減量來檢測爐內爐渣的起泡高 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，在起泡少、副 噴槍的前端未埋浸在起泡的爐渣的情況下，無法檢測起泡高度。另外，強制振動的衰減量會 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起泡高度。
[0011] 另外，專利文獻4及專利文獻5中提出了使用微波來測定精煉中的爐渣高度的方 法。然而，這些技術是轉爐中的鐵水的脫碳精煉的起泡檢測技術，由于鐵水預處理的脫硅處 理中的脫硅爐渣和轉爐的脫碳精煉中的轉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，無法 將脫碳精煉中的實際成果直接應用于脫硅處理中。
[0012] 例如，雖然原理并不明確，但專利文獻4中記載了基于發(fā)送波和反射波的混合波 的頻率變化來檢測爐渣料位、以及根據(jù)微波的反射率來檢測爐渣料位的技術。然而，對于電 導率小的脫硅爐渣而言，微波的反射率非常小而大部分透過，因此也存在來自鐵水浴面的 反射波、以及在鐵水浴面和爐渣表面的多重反射波，因此專利文獻4的方法無法檢測爐渣 料位。
[0013] 另外，對于專利文獻5而言，將發(fā)送接收用的天線插入爐內，在暴露于高溫的爐 渣、鐵水的液滴的精煉爐內，即使在短時間使用，這些液滴也會附著并凝固于天線上，因此 難以在精煉期間內連續(xù)地進行測定。
[0014] 現(xiàn)有技術文獻
[0015] 專利文獻
[0016] 專利文獻1 :日本特開平11-323420號公報
[0017] 專利文獻2 :日本特開2001-271113號公報
[0018] 專利文獻3 :日本特開平5-255726號公報
[0019] 專利文獻4 :日本特開昭59-41409號公報
[0020] 專利文獻5 :日本特開平3-281717號公報

【發(fā)明內容】

[0021] 發(fā)明要解決的課題
[0022] 本發(fā)明是鑒于上述情況而進行的，其目的在于提供一種鐵水的預處理方法，該方 法使用一個轉爐型精煉爐連續(xù)地進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，并將作為目標的給定量的 脫硅爐渣迅速地在短時間內排出至爐外，在下一工序的脫磷處理中，可進行對于成本方面 及質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 積比重相對較小的爐渣的鐵水的預處理方法。
[0023] 解決問題的方法
[0024] 用于解決上述課題的本發(fā)明的要點如下。
[0025] [1] 一種鐵水的預處理方法，該方法包括：
[0026] 脫硅處理工序，由頂吹噴槍向轉爐型精煉爐內的鐵水供給氣體氧源而對鐵水進行 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，向所述轉爐型精煉爐內添加 CaO系助熔劑，由所 述頂吹噴槍供給氣體氧源，對殘留的鐵水進行脫磷處理，其中，
[0029] 在所述脫硅處理中，對爐內的爐渣高度進行測定，在所測定的爐渣高度相對于從 爐內的鐵水浴面到爐口為止的爐內熔化室的高度的比例為給定范圍的狀態(tài)下，結束脫硅處 理。
[0030] [2]上述[1]所述的鐵水的預處理方法，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]所述的鐵水的預處理方法，其中，基于所述爐渣高度的測定 結果，在所述脫硅處理中，對選自來自頂吹噴槍的氣體氧源的供給流量、頂吹噴槍的噴槍高 度、來自底吹噴嘴的攪拌用氣體的供給流量、爐內的爐渣組成、起泡鎮(zhèn)靜材料的投入量中的 至少1種進行調整，通過該調整對脫硅處理中爐內的爐渣高度進行控制。
[0032] [4]上述[3]所述的鐵水的預處理方法，其中，對脫硅處理中爐內的爐渣高度進行 控制，使得所述脫硅處理中所述爐渣高度相對于爐內熔化室的高度的比例為〇. 5~0. 9的 范圍內。
[0033] [5]上述[1]~[4]中任一項所述的鐵水的預處理方法，其中，使用模擬隨機信 號處理雷達方式微波測距儀，將頻率IOGHz以下的微波發(fā)送至所述轉爐型精煉爐內并接收 反射波，根據(jù)反射波的往返傳播時間求出距對象物的距離，在接收到的某給定強度以上的 反射波的信號中，將與反射波的信號相對應的距對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判定為來自爐渣表面的反射波的信號，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測定所述爐渣高度。
[0034] [6]上述[5]所述的鐵水的預處理方法，其中，在由所述測距儀接收的反射波的信 號中，將與反射波的信號相對應的距對象物的距離從脫硅處理開始時就未發(fā)生變化而持續(xù) 存在的反射波的信號作為噪聲除去，然后判定所述來自爐渣表面的反射波的信號。
[0035] [7]上述[1]~[4]中任一項所述的鐵水的預處理方法，其中，使用模擬隨機信號 處理雷達方式微波測距儀，將頻率IOGHz以下的微波發(fā)送至所述轉爐型精煉爐內并接收來 自爐內的反射波，根據(jù)反射波的往返傳播時間求出距對象物的距離，在來自存在于從爐口 到鐵水浴面的范圍內的對象物的反射波的信號中，將與反射波的信號相對應的距對象物的 距離從脫硅處理開始時就未發(fā)生變化而持續(xù)存在的反射波的信號作為噪聲除去，然后將與 鐵水浴面相對應的反射波的信號去除后反射強