JP7667423B2 - Method for producing molten steel and method for removing slag - Google Patents
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Description
本発明は、特に、溶銑を溶解炉に残したままスラグを排滓孔から効率良く排滓する溶鋼の製造方法及びスラグの排滓方法に関する。 The present invention particularly relates to a method for producing molten steel and a method for discharging slag, which efficiently discharging slag from a slag discharge hole while leaving the molten iron in the melting furnace.
従来、高炉を新設するには多くのコストがかかるため、天然ガスが産出される国では、ペレット化した鉄鉱石をシャフト炉で還元して還元率90%以上の還元鉄(DRI)を製造し、そのDRIを電気炉で溶解して直接、溶鋼を製造するプロセスが主流になっている。一方、天然ガスが産出されない国では、DRIを製造するために、天然ガスの代わりに石炭をガス化してそのガスを用いる方法や、高炉がある場合には、コークス炉から排出されるCOGガスを用いる方法、転炉から排出されるLDGガスを用いる方法などが開発されつつある。 Traditionally, because of the high costs involved in building new blast furnaces, the mainstream process in countries that produce natural gas is to reduce pelletized iron ore in a shaft furnace to produce reduced iron (DRI) with a reduction rate of 90% or more, and then melt the DRI in an electric furnace to directly produce molten steel. On the other hand, in countries that do not produce natural gas, methods are being developed to produce DRI by gasifying coal and using the gas instead of natural gas, or, in cases where blast furnaces are available, using COG gas discharged from coke ovens, or LDG gas discharged from converters.
特許文献1には、DRIを含む冷鉄源を、アーク溶解設備を用いて溶解するに際し、コークス等の補助熱源を併用して酸素を供給する溶鋼の製造方法が記載されている。但し、その酸素供給量は25Nm3/t以上としているので、コークスを酸素で燃焼させ、その反応熱をスクラップの溶解に用い、電力原単位を下げることを目的としたものと解される。 Patent Document 1 describes a method for producing molten steel in which oxygen is supplied in combination with an auxiliary heat source such as coke when a cold iron source containing DRI is melted using an arc melting facility. However, since the amount of oxygen supplied is 25 Nm3 /t or more, it is understood that the purpose of this method is to burn coke with oxygen and use the reaction heat to melt the scrap, thereby reducing the electricity consumption rate.
特許文献2には、鉄鉱石を予備還元炉で還元して半還元鉄を生成し、生成した半還元鉄を複数の溶融還元炉に順次装入し、各溶融還元炉内で高温還元雰囲気下にて上記半還元鉄を溶融還元した後に脱炭処理を行うことにより、溶鋼を製造する溶鋼製造法が開示されている。還元には、FeO+C=Fe+COなる反応式で示されるようにCが必要であるため、炭材が供給されるが、この方法ではその還元用の炭材に加えて、炭材を酸素で燃焼させることによって還元に必要な熱量を供給している。
近年、PやSなどの不純物の濃度をなるべく低くするニーズが高まっており、これらの成分の濃度を溶銑の段階で低くするような様々な工夫が提案されている。 In recent years, there has been an increasing need to reduce the concentrations of impurities such as P and S as much as possible, and various methods have been proposed to reduce the concentrations of these components at the molten iron stage.
特許文献1に記載の方法も特許文献2に記載の方法も、いずれも熱源として炭材の酸化熱を利用している。ところが、炭材中には硫黄分が含まれているために、炭材の使用量が多くなるほど溶鋼中のS濃度は高くなる。なお、炭材を酸素で燃焼させてその発熱により鉱石の還元を行った場合、溶銑中のS濃度が0.05~0.1mass%となることが知られている。脱炭精錬時に脱硫を行うことはほとんど期待できないため、これらの方法で製造した鋼のS濃度は高いものとなる。近年は、低硫鋼のニーズが高まっており、そのままでは製品とすることができない。
Both the method described in Patent Document 1 and the method described in
そこで、対応策として溶解炉を電気炉とし、還元に必要なエネルギーを電気エネルギーで供給することによって炭材使用量を減少させることはできるが、還元剤として炭材を使用する限り、溶鋼のS濃度は高く、DRIの予備還元率に依存するが、S濃度は0.04~0.05mass%と見積もられる。近年の低硫鋼のニーズの高まりから、やはりそのままでは製品とすることができない。 As a countermeasure, the amount of carbonaceous material used can be reduced by using an electric furnace for the melting furnace and supplying the energy required for reduction with electrical energy, but as long as carbonaceous material is used as a reducing agent, the S concentration in the molten steel will be high, and although it depends on the pre-reduction rate of the DRI, the S concentration is estimated to be 0.04 to 0.05 mass%. Given the growing need for low-sulfur steel in recent years, it still cannot be used as is to make a product.
また、通常の直流電気炉の場合、上部電極の損耗を防止するため上部電極を負極とし、炉底電極を正極としている。一方、上部電極を正極とし、炉底電極を負極とすると、負極から飛び出る電子により電気化学的に見掛け上のS分配比を高め、溶鉄中のSをイオン化してスラグ中に移行させることによって脱硫を促進することができることが知られている。 In addition, in the case of a normal DC electric furnace, the upper electrode is made negative and the bottom electrode is made positive to prevent wear on the upper electrode. On the other hand, it is known that if the upper electrode is made positive and the bottom electrode is made negative, the electrons emitted from the negative electrode electrochemically increase the apparent S distribution ratio, ionizing the S in the molten iron and transferring it to the slag, thereby promoting desulfurization.
しかしながら、溶銑を残したままスラグを排滓する際に、S含有量の高いスラグの排出が不十分であると、次工程の脱炭工程で残留したスラグからSが溶鉄側に移行するため、低硫鋼を製造することができない。なお、スラグの排滓時間を長くすれば、その分スラグを多く排滓することはできるが、排滓時間を長くすると生産性が低下することから、排滓時間にも限度がある。 However, when the slag is discharged while leaving the molten iron, if the discharge of slag with a high sulfur content is insufficient, the sulfur from the remaining slag will migrate to the molten iron in the next decarburization process, making it impossible to produce low-sulfur steel. Furthermore, if the time taken to discharge the slag is increased, more slag can be discharged, but this also reduces productivity, so there is a limit to the time that can be discharged.
そこで、特許文献3~5には、ランスからスラグ面に向けて不活性ガスを吹き付けることによってスラグを排滓口へ誘導する方法が開示されている。しかしながらこれらの方法では、不活性ガスを吹き付けた領域および排滓口付近のスラグは効率よく排滓できるが、主に排滓口の反対側にもスラグの一部が誘導され、排滓口から遠い位置にスラグが残留しやすくなるという問題点がある。 Patent documents 3 to 5 disclose a method of directing slag to a slag discharge port by spraying inert gas from a lance toward the slag surface. However, with these methods, although the slag can be efficiently removed from the area where the inert gas is sprayed and near the slag discharge port, some of the slag is also directed mainly to the opposite side of the slag discharge port, which makes it easier for the slag to remain in a position far from the slag discharge port.
本発明は、前述の問題点を鑑み、残留したスラグからの不純物を少なくした溶鋼の製造方法及びスラグの排滓方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention aims to provide a method for producing molten steel and a method for removing slag that reduce impurities from remaining slag.
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
(1)鉄鉱石を予備還元して製造された還元鉄を、溶解炉で溶解および還元して溶鋼を製造する方法であって、
前記溶解および還元に必要なエネルギーをアークにより供給するとともに、炭材を用いて前記還元鉄の還元を行い、
前記還元された溶銑を前記溶解炉に残したまま、前記溶解炉の側面に配置された排滓孔から前記溶銑の製造によって生成されたスラグを排滓する際に、前記溶解炉の上部に設置された、旋回可能なランスから、前記ランスのスラグ面への吹付け角度および位置を変えながら、前記変える吹付け位置の範囲は、前記排滓孔とは真反対側の位置を中心に、炉壁面に沿って片側30°~90°までの範囲とし、前記スラグが炉壁面に沿って前記排滓孔に向かうように不活性ガスを前記スラグ面に吹き付けて前記スラグを排滓し、
その後、前記不活性ガスを酸素ガスに切り替えて、前記溶銑に前記酸素ガスを吹き付けて、脱りんおよび脱炭を行うことを特徴とする溶鋼の製造方法。
(2)前記溶解炉の排ガスダクトに設置されたダンパーを閉じることによって前記溶解炉内の圧力を高めて前記スラグを排滓することを特徴とする上記(1)に記載の溶鋼の製造方法。
(3)排滓時の前記溶解炉内の圧力を1.1atm以上とすることを特徴とする上記(2)に記載の溶鋼の製造方法。
(4)溶銑を残したまま溶解炉からスラグを排滓する方法であって、前記溶解炉の側面に配置された排滓孔から前記溶銑の製造によって生成されたスラグを排滓する際に、前記溶解炉の上部に設置された、旋回可能なランスから、前記ランスのスラグ面への吹付け角度および位置を変えながら、前記変える吹付け位置の範囲は、前記排滓孔とは真反対側の位置を中心に、炉壁面に沿って片側30°~90°までの範囲とし、前記スラグが炉壁面に沿って前記排滓孔に向かうように不活性ガスを前記スラグ面に吹き付けて前記スラグを排滓することを特徴とするスラグの排滓方法。
(5)前記溶解炉の排ガスダクトに設置されたダンパーを閉じることによって前記溶解炉内の圧力を高めて前記スラグを排滓することを特徴とする上記(4)に記載のスラグの排滓方法。
(6)排滓時における前記溶解炉内の圧力を1.1atm以上とすることを特徴とする上記(5)に記載のスラグの排滓方法。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
(1) A method for producing molten steel by melting and reducing reduced iron, which is produced by pre-reducing iron ore, in a melting furnace, comprising the steps of:
energy required for the melting and reduction is supplied by an arc, and the reduced iron is reduced using a carbonaceous material;
When the reduced molten iron is left in the melting furnace and the slag generated in the production of the molten iron is discharged from a slag discharge hole arranged on the side of the melting furnace, a swivellable lance arranged on the upper part of the melting furnace is used to change the blowing angle and position of the lance on the slag surface , the range of the blowing position being changed is from a position directly opposite the slag discharge hole to a range of 30° to 90° on one side along the furnace wall surface, and the slag is discharged by blowing an inert gas onto the slag surface so that the slag moves along the furnace wall surface toward the slag discharge hole,
Thereafter, the inert gas is switched to oxygen gas, and the oxygen gas is sprayed onto the molten iron to perform dephosphorization and decarburization.
(2) A method for producing molten steel as described in (1) above, characterized in that the pressure inside the melting furnace is increased by closing a damper installed in an exhaust gas duct of the melting furnace, thereby discharging the slag.
(3) A method for producing molten steel according to the above (2), characterized in that the pressure inside the melting furnace during slag removal is 1.1 atm or more.
(4) A method for discharging slag from a melting furnace while leaving molten iron remaining therein, comprising the steps of: discharging slag generated during the production of molten iron from a slag discharge hole arranged on the side of the melting furnace; changing the blowing angle and position of the lance toward the slag surface from a rotatable lance installed at the top of the melting furnace ; changing the range of the blowing position from a position directly opposite the slag discharge hole to 30° to 90° on one side along the furnace wall surface, centered on a position directly opposite the slag discharge hole; and blowing inert gas toward the slag surface so that the slag moves toward the slag discharge hole along the furnace wall surface to discharge the slag.
(5) A method for discharging slag according to the above (4), characterized in that the pressure inside the melting furnace is increased by closing a damper installed in an exhaust gas duct of the melting furnace, thereby discharging the slag.
(6) A method for removing slag according to the above (5), characterized in that the pressure inside the melting furnace during removal of slag is 1.1 atm or more.
本発明によれば、残留したスラグから溶銑に移行する不純物を少なくして溶鋼を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to produce molten steel with fewer impurities migrating from the remaining slag to the molten iron.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る、直流電気炉による溶銑および溶鋼の製造方法を説明するための図である。
まず、直流電気炉1の内部に、還元鉄(DRI)と石炭などの炭材と塩基度調整用の生石灰とが装入され、図1に示すように、上部電極2から下部電極3に向かってアークが形成されることによって、このアークの発熱にてDRIが還元及び溶解して溶銑が製造される。通常の直流電気炉の場合、上部電極の損耗を防止するために上部電極を負極とし、下部電極を正極とするが、本実施形態では、上部電極2を正極とし、下部電極3を負極とすることにより、電気化学的に見掛け上のS分配比を高め、溶鉄4中のSをスラグ5中に移行させて脱硫を促進する。すなわち、溶銑4中のSをイオン化することによってSがスラグ5へ移行しやすくする。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram for explaining a method for producing molten iron and molten steel using a DC electric furnace according to this embodiment.
First, reduced iron (DRI), a carbonaceous material such as coal, and quicklime for adjusting basicity are charged into a DC electric furnace 1, and as shown in Fig. 1, an arc is formed from an
この後、上部電極2を上昇させ、直流電気炉1内に溶銑4を残したまま、還元及び溶解に伴って生成したスラグ5を直流電気炉1の側面に設置された排滓孔6から排出する。この時、図1に示すように、直流電気炉1の上部に設置したランス7からスラグ5が排滓孔6に向かうように不活性ガスをスラグ面に吹き付ける。このランス7は自由に角度および向きが変えられる構造となっており、角度および向きを変えて吹きつけることによりスラグ5を順次、排滓孔6におしやる。図2は炉断面を上部から見た図であり、ランス7の角度および向きを変える場合には、例えば、炉中心線上の炉壁部A位置から炉壁面に沿って排滓孔6とは反対側を通って所定の速度で反対位置Bまで吹付け位置を変え、その後、反時計回りにA位置まで吹付け位置を変える。この操作を、スラグを排滓している間、繰り返す。A位置から炉壁面に沿ってB位置まで吹付け位置を変えることによって、スラグが炉壁面に沿って排滓孔6へスラグが移動するが、スラグの一部が排滓孔6を通り越してA位置付近まで移動してしまう。そこで、B位置まで到達した後に反時計回りに炉壁面に沿ってA位置まで吹付け位置を変えることによって、A位置まで到達したスラグを再び排滓孔6へおしやる。この操作を繰り返すことにより、排滓孔6と反対側は、排滓孔6側に比べてスラグ厚みが小さくなり、効率よくスラグを排滓することができる。なお、この操作手順以外でランス7の角度および向きを変えてもよい。
After this, the
また、図2に示した例では、排滓孔6とは反対側の位置を中心にA位置からB位置まで180度(排滓孔6とは真反対側の位置から左右に90度ずつ)の範囲で吹付け位置を変えた例である。吹付け位置を変える範囲としては、排滓孔6とは真反対側の位置から左右に片側30度~90度とすることが好ましい。吹付け範囲が左右に片側30度未満ではスラグを排滓孔6へおしやる効果が不十分となり、吹付け範囲が片側90度超では排滓孔6を通り越して排滓孔6の反対側付近までスラグが到達してしまい、スラグの排滓効率が逆に低下してしまうからである。
In the example shown in Figure 2, the spraying position is changed within a range of 180 degrees from position A to position B (90 degrees to the left and right from the position directly opposite the slag discharge hole 6) centered on the position opposite the
また、ランス7から不活性ガスを吹き付けたまま排ガスダクト8に設置したダンパー9を閉じることにより直流電気炉1内の圧力を高めると、さらに効率よく排滓することが可能となる。一般的に、炉内はスラグの静圧によって大気圧の炉外より圧力が高いため、この圧力差によって排滓孔からスラグが排出される。排滓が進むと、スラグの厚みが減少して静圧が減少するため、炉内外の圧力差が小さくなって排出速度が低下する。そこで、炉内圧力を高めることにより炉内外の圧力差を確保し、排出速度の低下を抑えることができる。
In addition, by increasing the pressure inside the DC electric furnace 1 by closing the damper 9 installed in the
この時、炉内圧力は1.1atm(約1.1×105Pa)以上にすることが望ましい。1.1atmより小さいと、大気圧を1.0×105Pa(1atm)と仮定した場合、炉内外の圧力差が小さいため、排滓量の増大効果が小さくなってしまう。好ましくは1.3atm以上である。このように本実施形態では、排滓後に炉内に残留するS濃度の高いスラグを従来に比べ低減することができる。 At this time, it is desirable to set the pressure inside the furnace to 1.1 atm (approximately 1.1 x 105 Pa) or more. If it is less than 1.1 atm, assuming that the atmospheric pressure is 1.0 x 105 Pa (1 atm), the effect of increasing the amount of discharged slag is small because the pressure difference between the inside and outside of the furnace is small. It is preferably 1.3 atm or more. In this way, in this embodiment, it is possible to reduce the amount of slag with a high S concentration remaining in the furnace after discharge of slag compared to the conventional method.
さらにその後、ランス7から供給するガスを不活性ガスから酸素ガスに切り替えて、酸素ジェットが溶銑浴面に到達するように送酸し、例えばC濃度が0.05mass%の溶鋼を製造する。この脱りんおよび脱炭処理は酸化性雰囲気下で行われるために、溶鋼はほとんど脱硫されない。この脱りんおよび脱炭処理が終了すると、出鋼孔10から溶鋼を取鍋等の容器に排出し、必要に応じて二次精錬などを施して連鋳機などへ供給する。 Then, the gas supplied from the lance 7 is switched from inert gas to oxygen gas, and oxygen is pumped so that the oxygen jet reaches the surface of the molten pig iron bath, producing molten steel with a C concentration of, for example, 0.05 mass%. Because this dephosphorization and decarburization process is carried out in an oxidizing atmosphere, the molten steel is hardly desulfurized. Once this dephosphorization and decarburization process is completed, the molten steel is discharged from the tapping hole 10 into a container such as a ladle, and, if necessary, undergoes secondary refining before being supplied to a continuous caster or the like.
以上のように本実施形態では、効率良くスラグを排滓することができるため、溶鋼中のS濃度を低くして出鋼することができる。なお、本実施形態では、DRIの還元後に生成されたスラグを排滓する例について説明したが、溶銑を残したまま炉を傾けずにスラグのみを排滓するすべての工程に上述のスラグ排滓方法が適用できる。例えば、脱りんと脱炭とを同時又は連続で行わないで溶鋼を製造する方法で脱りん処理によって生成されたスラグを排滓する場合にも適用できる。これにより、残ったスラグから溶鋼中にPが復りんする量を減らすこともできる。 As described above, in this embodiment, the slag can be efficiently removed, so that the S concentration in the molten steel can be reduced before tapping. Note that, in this embodiment, an example of removing the slag generated after the reduction of DRI has been described, but the above-mentioned slag removal method can be applied to all processes in which only the slag is removed without tilting the furnace and leaving the molten iron. For example, it can also be applied when removing the slag generated by the dephosphorization process in a method of producing molten steel without simultaneously or consecutively performing dephosphorization and decarburization. This can also reduce the amount of P rephosphorization in the molten steel from the remaining slag.
次に、本発明を実施例に基づいて更に説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 Next, the present invention will be further explained based on an example. However, the conditions in the example are only an example of conditions adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is not limited to this example of conditions. Various conditions may be adopted in the present invention as long as they do not deviate from the gist of the present invention and achieve the object of the present invention.
(実施例1)
まず、シャフト炉でペレットを還元して、還元率90%のDRIを製造した。次に、このDRIを100t規模の直流電気炉に100t装入し、還元材として表1に示した組成の石炭を10t使用して溶解および還元を行い、[C]=3.5mass%で温度1400℃の溶銑を製造した。この時、上部電極を正極、下部電極を負極としてアークを生成し、スラグ塩基度が1.3となるように生石灰を添加した。生成した溶銑中のS濃度は0.0033mass%で、スラグ中のS濃度は0.33mass%であった。また、スラグ量は20tであった。
Example 1
First, the pellets were reduced in a shaft furnace to produce DRI with a reduction rate of 90%. Next, 100 tons of this DRI was charged into a 100-ton DC electric furnace, and melted and reduced using 10 tons of coal with the composition shown in Table 1 as a reducing agent to produce molten pig iron at a temperature of 1400°C with [C] = 3.5 mass%. At this time, an arc was generated with the upper electrode as the positive electrode and the lower electrode as the negative electrode, and quicklime was added so that the slag basicity was 1.3. The S concentration in the produced molten pig iron was 0.0033 mass%, and the S concentration in the slag was 0.33 mass%. The amount of slag was 20 tons.
DRIの溶解および還元が終了した後、直流電気炉の上部に設置したランスを下降させ、スラグが排出孔に向かうようにN2ガスを26Nm3/h/m2(炉断面積当たりの流量)でスラグ面に吹き付け、5分間排滓を行った。この際、ランスの角度及び向きを図2のように変えて吹き付けを行った。このとき、図2に示すように、炉中心線上の炉壁部A位置から炉壁面に沿って時計回りに10rpmの速度で反対位置Bまで吹付け位置を180度(排滓孔6とは真反対側の位置から左右に片側90度)変えた。その後反時計回りにA位置まで吹付け位置を変えた。この操作を繰り返した結果、排滓されたスラグ量は15tであった。 After the melting and reduction of DRI was completed, the lance installed at the top of the DC electric furnace was lowered, and N2 gas was blown onto the slag surface at 26 Nm3 /h/ m2 (flow rate per furnace cross-sectional area) so that the slag would move toward the discharge hole, and slag removal was performed for 5 minutes. At this time, the angle and direction of the lance were changed as shown in Figure 2. At this time, as shown in Figure 2, the blowing position was changed 180 degrees (90 degrees on either side from the position directly opposite the slag discharge hole 6) from position A on the furnace wall part on the furnace center line to the opposite position B clockwise at a speed of 10 rpm along the furnace wall surface. After that, the blowing position was changed counterclockwise to position A. As a result of repeating this operation, the amount of slag removed was 15 t.
その後、ランスから吹き付けるガスをN2からO2に切り替えて、脱りんおよび脱炭処理を行った。このとき、CaOを添加してスラグ塩基度が4.5のスラグを生成させた。そして、[C]=0.05mass%になった時点で送酸を停止し、炉底部に設置した出鋼孔から溶鋼を出鋼した。この時の溶鋼中のS濃度は0.0040mass%であった。 After that, the gas blown from the lance was changed from N2 to O2 to perform dephosphorization and decarburization. At this time, CaO was added to generate slag with a slag basicity of 4.5. Then, when [C] reached 0.05 mass%, oxygen supply was stopped and molten steel was tapped from the tap hole installed at the bottom of the hearth. The S concentration in the molten steel at this time was 0.0040 mass%.
(実施例2)
まず、シャフト炉でペレットを還元して、還元率90%のDRIを製造した。次に、このDRIを100t規模の直流電気炉に100t装入し、還元材として表1に示した組成の石炭を10t使用して溶解および還元を行い、[C]=3.5%で温度1400℃の溶銑を製造した。この時、上部電極を正極、下部電極を負極としてアークを生成し、スラグ塩基度が1.3となるように生石灰を添加した。生成した溶銑中のS濃度は0.0034mass%で、スラグ中のS濃度は0.32mass%であった。また、スラグ量は20tであった。
Example 2
First, the pellets were reduced in a shaft furnace to produce DRI with a reduction rate of 90%. Next, 100 tons of this DRI was charged into a 100-ton DC electric furnace, and melted and reduced using 10 tons of coal with the composition shown in Table 1 as a reducing agent, producing molten pig iron at a temperature of 1400°C with [C] = 3.5%. At this time, an arc was generated with the upper electrode as the positive electrode and the lower electrode as the negative electrode, and quicklime was added so that the slag basicity was 1.3. The S concentration in the produced molten pig iron was 0.0034 mass%, and the S concentration in the slag was 0.32 mass%. The amount of slag was 20 tons.
DRIの溶解および還元が終了した後、直流電気炉の上部に設置したランスを下降させ、スラグが排出孔に向かうようにN2ガスを26Nm3/h/m2(炉断面積当たりの流量)でスラグ面に吹き付け、5分間排滓を行った。この際、ランスの角度および向きを図2のように変えて吹き付けを行った。このとき、図2に示すように、炉中心線上の炉壁部A位置から炉壁面に沿って時計回りに10rpmの速度で反対位置Bまで吹付け位置を160度(排滓孔6とは真反対側の位置から左右に片側80度)変えた。その後反時計回りにA位置まで吹付け位置を変えた。この操作を繰り返した。さらに、排滓開始2分後に排ガスダクトのダンパーを閉じ、炉内圧力を1.3atm(1.3×105Pa)に保持した。その結果、5分後に排出されたスラグ量は17tであった。 After the melting and reduction of DRI was completed, the lance installed at the top of the DC electric furnace was lowered, and N2 gas was blown onto the slag surface at 26 Nm3 /h/ m2 (flow rate per furnace cross-sectional area) so that the slag would move toward the discharge hole, and slag removal was performed for 5 minutes. At this time, the angle and direction of the lance were changed as shown in Figure 2. At this time, as shown in Figure 2, the blowing position was changed 160 degrees (80 degrees on each side from the position directly opposite the slag discharge hole 6) clockwise along the furnace wall surface from position A on the furnace center line to opposite position B at a speed of 10 rpm. Then, the blowing position was changed counterclockwise to position A. This operation was repeated. Furthermore, 2 minutes after the start of slag removal, the damper of the exhaust gas duct was closed, and the furnace pressure was maintained at 1.3 atm (1.3 x 105 Pa). As a result, the amount of slag discharged after 5 minutes was 17 t.
その後、ランスから吹き付けるガスをN2からO2に切り替えて、脱りんおよび脱炭処理を行った。このとき、CaOを添加してスラグ塩基度が4.5のスラグを生成させた。そして、[C]=0.05mass%になった時点で送酸を停止し、炉底部に設置した出鋼孔から溶鋼を出鋼した。この時の溶鋼中のS濃度は0.0035mass%であった。 After that, the gas blown from the lance was changed from N2 to O2 to perform dephosphorization and decarburization. At this time, CaO was added to generate slag with a slag basicity of 4.5. Then, when [C] reached 0.05 mass%, oxygen supply was stopped and molten steel was tapped from the tap hole installed at the bottom of the furnace. The S concentration in the molten steel at this time was 0.0035 mass%.
(比較例1)
まず、シャフト炉でペレットを還元して、還元率90%のDRIを製造した。次に、このDRIを100t規模の直流電気炉に100t装入し、還元材として表1に示した組成の石炭を10t使用して溶解および還元を行い、[C]=3.5%で温度1400℃の溶銑を製造した。この時、上部電極を正極、下部電極を負極としてアークを生成し、スラグ塩基度が1.3となるように生石灰を添加した。生成した溶銑中のS濃度は0.0033mass%で、スラグ中のS濃度は0.32mass%であった。また、スラグ量は20tであった。
(Comparative Example 1)
First, the pellets were reduced in a shaft furnace to produce DRI with a reduction rate of 90%. Next, 100 tons of this DRI was charged into a 100-ton DC electric furnace, and melted and reduced using 10 tons of coal with the composition shown in Table 1 as a reducing agent, producing molten pig iron at a temperature of 1400°C with [C] = 3.5%. At this time, an arc was generated with the upper electrode as the positive electrode and the lower electrode as the negative electrode, and quicklime was added so that the slag basicity was 1.3. The S concentration in the produced molten pig iron was 0.0033 mass%, and the S concentration in the slag was 0.32 mass%. The amount of slag was 20 tons.
DRIの溶解および還元が終了した後、ランスからガスを流さずに排滓孔から5分間排滓を行った。その結果、排出されたスラグ量は10tであった。 After the dissolution and reduction of DRI was completed, slag was discharged from the slag discharge hole for 5 minutes without gas flowing from the lance. As a result, the amount of slag discharged was 10 tons.
その後、直流電気炉の上部に設置したランスを下降させてO2を溶銑に吹き付け、脱りんおよび脱炭処理を行った。このとき、CaOを添加してスラグ塩基度が4.5のスラグを生成させた。そして、[C]=0.05mass%になった時点で送酸を停止し、炉底部に設置した出鋼孔から溶鋼を出鋼した。この時の溶鋼中のS濃度は0.021mass%であった。 Then, a lance installed at the top of the DC electric furnace was lowered to blow O2 onto the molten iron to perform dephosphorization and decarburization. At this time, CaO was added to generate slag with a slag basicity of 4.5. Then, when [C] reached 0.05 mass%, oxygen supply was stopped and molten steel was tapped from a tap hole installed at the bottom of the furnace. The S concentration in the molten steel at this time was 0.021 mass%.
1 直流電気炉
2 上部電極
3 下部電極
4 溶銑
5 スラグ
6 排滓孔
7 ランス
8 排ガスダクト
9 ダンパー
10 出鋼孔
Reference Signs List 1 DC
Claims (6)
前記溶解および還元に必要なエネルギーをアークにより供給するとともに、炭材を用いて前記還元鉄の還元を行い、
前記還元された溶銑を前記溶解炉に残したまま、前記溶解炉の側面に配置された排滓孔から前記溶銑の製造によって生成されたスラグを排滓する際に、前記溶解炉の上部に設置された、旋回可能なランスから、前記ランスのスラグ面への吹付け角度および位置を変えながら、前記変える吹付け位置の範囲は、前記排滓孔とは真反対側の位置を中心に、炉壁面に沿って片側30°~90°までの範囲とし、前記スラグが炉壁面に沿って前記排滓孔に向かうように不活性ガスを前記スラグ面に吹き付けて前記スラグを排滓し、
前記排滓完了後、前記不活性ガスを酸素ガスに切り替えて、前記溶銑に前記酸素ガスを吹き付けて、脱りんおよび脱炭を行うことを特徴とする溶鋼の製造方法。 A method for producing molten steel by melting and reducing reduced iron produced by pre-reducing iron ore in a melting furnace, comprising the steps of:
energy required for the melting and reduction is supplied by an arc, and the reduced iron is reduced using a carbonaceous material;
When the reduced molten iron is left in the melting furnace and the slag generated in the production of the molten iron is discharged from a slag discharge hole arranged on the side of the melting furnace, a swivellable lance arranged on the upper part of the melting furnace is used to change the blowing angle and position of the lance on the slag surface , the range of the blowing position being changed is from a position directly opposite the slag discharge hole to a range of 30° to 90° on one side along the furnace wall surface, and the slag is discharged by blowing an inert gas onto the slag surface so that the slag moves along the furnace wall surface toward the slag discharge hole,
a step of: switching the inert gas to oxygen gas after the completion of the slag removal; and spraying the oxygen gas onto the molten iron to perform dephosphorization and decarburization.
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