[发明专利]粉体吹入喷枪和使用该粉体吹入喷枪的熔融铁的精炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及带喷烧功能的粉体吹入喷枪、以及使用该粉体吹入喷枪的熔融铁的精炼方法和熔融还原方法。

背景技术

从环保的观点来看，当务之急是抑制钢铁制造工序中的CO₂排放量。为了削减CO₂排放量，在炼钢工序中，研究并实施了使作为铁源的铁废料等冷铁源的使用量增加而降低铁液的配合率等对策。使冷铁源的使用量增加的理由如下：当制造钢铁产品时，在利用高炉制造铁液（熔融铁）的过程中，为了将铁矿石还原且熔融而需要大量的能量，与此同时，还排出大量的CO₂，与此相对，冷铁源不过仅需要熔解热而已，从而，在炼钢工序中，利用越多的该冷铁源，则越能够抑制能量使用量和CO₂产生量。熔融铁意味着将铁源熔解而得的物质，例如也广泛意味着用高炉制造而得的铁液、用电炉将铁废料熔化而得的钢液、对铁液进行脱碳精炼处理而得的钢液。

在利用高炉与转炉的组合而进行的钢铁制造工序中，铁液所具有的显热、铁液中的碳和硅的燃烧热成为冷铁源的熔解用热源的主体。因此，在该钢铁制造工序中，原本无法将大量的冷铁源熔解。并且，还对铁液实施预备脱磷处理，伴随着该处理工序的追加而使得铁液的温度下降。此外，铁液中的碳和硅在预备脱磷处理过程中氧化而使得它们的浓度减小，这对于将冷铁源熔解的处理构成不利的重要因素。另外，铁液的预备脱磷处理是指如下工序：在转炉中进行脱碳精炼处理之前，在铁液阶段预先实施脱磷处理，以某种程度将铁液中的磷除去。另外，在炼铁厂的钢铁制造工序中，并不局限于铁液，例如，对于针对铁液进行了脱碳处理之后所得的钢液，也进行脱磷处理等氧化精炼处理。

因此，提出了在预备脱磷处理、转炉中的脱碳精炼处理以及反应容器中的氧化精炼处理的过程中，提高铁液及钢液等熔融铁的余热（heat margin）的多种方法。例如，在专利文献1中提出了如下方法：将碳源添加到预备脱磷处理的过程中所生成的熔渣中，并且向熔渣中吹入氧源，由此使该碳源燃烧，进而将该燃烧所产生的燃烧热赋给铁液。

另外，在专利文献2中公开了如下方法：使转炉内所产生的一氧化碳（CO）与被喷枪吹入的氧在熔液的液面上燃烧（所谓的二次燃烧），进而将该燃烧热赋给铁液。

另一方面，在铁液的脱磷处理中，造成来自此时所产生的熔渣的氟的熔出的问题，从而希望在不使用萤石等氟化源的情况下有效地实施脱磷处理。

作为满足上述期望的方法，在专利文献3中公开了如下方法：在顶底复吹转炉中，从顶吹喷枪向铁液喷吹CaO和Al₂O₃的混合粉体，并且从炉底吹入搅拌用气体，从而一边对铁液进行搅拌一边进行脱磷处理。

在专利文献4中，公开了为改善脱磷等的冶金反应特性而提高熔剂（flux）的渣化性的方法。对于该方法而言，从顶吹喷枪供给除氧气之外的天然气体等燃料气体和生石灰等熔剂，使熔剂从燃料气体的燃烧火焰中经过，由此能够以熔融状态将熔剂供给至铁液。

此外，在专利文献5和6中分别公开了如下方法：以冶金反应的效率的提高为目的，为了促进熔渣的渣化，使顶吹喷枪实现喷烧功能，从该喷烧的中心孔喷出脱磷剂而添加脱磷剂并对该脱磷剂进行加热。

专利文献1：日本特开平9-20913号公报

专利文献2：日本特开昭60-67610号公报

专利文献3：日本特开2000-345226号公报

专利文献4：日本特开平11-080825号公报

专利文献5：日本特开2005-336586号公报

专利文献6：日本特开2007-92158号公报

然而，在上述现有技术中存在以下问题点。在专利文献1中，虽然通过向生成的熔渣中添加碳源而使得铁液温度上升，但却导致碳源中所含有的硫的混入，致使钢中的硫浓度升高。另外，存在如下问题：为了确保碳源的燃烧时间而使得精炼时间延长，从而导致制造成本提升。另外，还存在如下问题：因使碳源燃烧而自然导致CO₂的产生量增加。