[发明专利]低磷铁水的制造方法

说明书

本申请是申请日为2002年8月27日、申请号为02823559.2(国际申请号为PCT/JP02/08604)、发明名称为“低磷铁水的制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及利用进行铁水预处理的脱磷处理，有效地制造低磷铁水的方法。

背景技术

以往代替转炉法广泛使用在炼铁阶段进行脱磷处理的铁水预处理法。这是因为脱磷反应的精炼温度越低，热力学上越容易进行，可以用更少的精炼剂进行脱磷处理。

一般在铁水预处理中，首先在铁水中添加氧化铁等固体氧源进行脱硅处理，在把此脱硅处理中产生的炉渣去除后，添加精炼剂进行脱磷处理。一般作为脱磷处理的精炼剂使用石灰等的CaO系精炼剂，作为氧源使用固体氧源(氧化铁等)和气体氧。此外作为处理容器，使用混铁炉式铁水罐车、铁水包(装料包)、转炉型容器等。此外广泛使用促进CaO系精炼剂渣化的CaF₂(萤石)。

作为现有技术的脱磷处理条件，例如特开平7-70626号发表了炉渣的碱度在0.6以上2.5以下、处理结束温度在1250℃以上1400℃以下、底吹搅拌动力1.0kg/吨铁水以上、给氧速度2.5Nm³/吨铁水以上的条件。在此技术中，关于炉渣碱度定在2.5以下的原因，是因为在此之上的碱度使炉渣的流动性恶化，所以必须在不利于脱磷的高温下进行处理。此外在2.5以下的话，炉渣碱度越高越容易进行脱磷。

此外在特开平8-311523号中发表了通过顶吹枪对转炉型容器内的铁水喷吹CaO粉和0.7～2.0Nm³/min/吨铁水的氧，同时从转炉型容器的炉底或侧壁喷吹0.05～0.30Nm³/min/吨铁水的搅拌用气体的方法，采用此方法的话，利用控制适当的顶吹底吹的供氧量，实现使炉渣迅速生成(CaO渣化)和控制炉渣中FeO的浓度适当，可以有效的进行脱磷处理。

以上述特开平7-70626号和特开平8-311523号为主的现有铁水脱磷精炼技术是以按照用脱磷平衡方程式分析判断，处理后的炉渣均匀熔融，炉渣-金属接近平衡为前题。因此炉渣的脱磷能力(磷分配Lp＝质量％(P)/质量％[P]，质量％(P)：炉渣中的P浓度，质量％[P]：金属中的P浓度)和炉渣量也由这样的前题决定后进行操作。

炉渣的磷分配Lp与炉渣的碱度有关，炉渣碱度越高磷分配Lp越高。但是要考虑到以往炉渣碱度高的话，炉渣的流动性恶化，成为不利于脱磷的条件。另一方面由于炉渣碱度低的话磷分配Lp变低，必须多添加石灰(根据需要也添加SiO₂源)，使炉渣量增加。

从上述可以看出，在现有技术中为了确保规定的磷分配Lp，要设定必要的碱度，在此炉渣碱度下确定要达到目标的P含量需要的碱度，并添加精炼剂，但是从与炉渣流动性的关系看不能使炉渣碱度提得那么高，所以对含Si量在0.2质量％左右的铁水在一般脱磷处理中按40～50kg/吨铁水左右的炉渣量(处理后的炉渣量)进行操作。例如在上述特开平8-311523号中CaO(精炼剂)的装入量根据进行脱磷处理的铁水中的P含量确定，处理前P含量在一般水平的0.10质量％左右的情况下，大体装入20kg/吨铁水的CaO，而脱磷精炼中在精炼容器中的炉渣是由上述装入CaO生成的炉渣部分，再加上铁水脱硅反应生成的SiO₂部分、脱磷反应生成的P₂O₅部分、从其他的铁水成分产生的炉渣部分(FeO、MnO等)、从上工序带来的炉渣部分、炉体熔融损失产生的炉渣部分(Al₂O₃、MgO等)、原来附着在炉体上的炉渣部分、装入废料带入的炉渣部分、从添加矿石等产生的炉渣部分等构成，一般它的总量(处理后的炉渣量)是装入CaO量的2～2.5倍左右，所以在上述装入20kg/吨铁水左右的CaO的情况下，处理后的炉渣量必然达到40～50kg/吨铁水左右。

近年来从环境保护等观点考虑，在以脱磷工序为主的精炼工序中，要求尽量减少生成的炉渣量，但是用上述现有技术减少炉渣量是有限度的，因此不能充分应对减少炉渣生成量的要求。

此外对于为促进精炼剂渣化而添加的CaF₂，近年来考虑到F对环境的影响，即使在钢的精炼中也要求尽量减少CaF₂的使用量，因此试图用添加CaF₂来提高脱磷效率也受到了限制。

发明内容