[发明专利]铁水脱磷方法

说明书

本申请是中国申请号为200780006368.7的发明专利申请的分案申请(原申请的发明名称为“铁水脱磷方法”，原申请的国际申请日为2007年02月26日)。

技术领域

本发明涉及作为铁水预处理(Hot Metal Pretreatment)而进行的铁水脱磷处理(Dephosphorization)方法。

背景技术

代替历来的转炉法在铁水阶段进行脱磷处理的铁水预处理法得到广泛的应用。这是由于精炼温度越低脱磷反应越容易热力学地进行(当然，存在可处理温度的下限)，越可以用更少量的精炼剂(Refining Agent)进行脱磷处理。

一般在铁水预处理中，首先向铁水中添加氧化铁等的固体氧源进行脱硅处理，在除去该脱硅处理中生成的渣后添加精炼剂(脱磷剂和助熔剂(fluxing agent))进行脱磷处理。通常，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)、气体氧。另外，作为处理容器使用混铁车、钢包(ladle)(装钢包)、转炉型容器等。

在现有的铁水脱磷中，为了促进CaO系精炼剂的造渣(fluxing)，广泛地采用添加CaF₂(萤石)的方法。但是，近年来从环境保护的观点出发，有强化来自渣中的F的熔析量的规范标准的倾向，因此寻求减少CaF₂的使用量或不使用CaF₂的操作(无F操作)。

在无F操作中，谋求CaO造渣、维持脱磷效率是重要的，为了使CaO充分造渣，一般在比较低的渣的碱度下进行操作(低C/S操作)(例如，特开平9－143529号公报)。另外，由于根据热力学处理温度低时利于脱磷反应，所以为了提高脱磷效率进行处理温度比较低的操作(例如，特开2000－8112号公报和特开2002－309312号公报)。

发明内容

但是，低C/S操作(或已降低处理温度的低C/S操作)时，想要在有限的处理时间内提高脱磷率是有限的。另外，假设即使脱磷率能够有某种程度的提高，在低C/S操作中却存在渣中MnO浓度增加、脱磷工序中的Mn成品率降低的问题。因此，无论怎样，用现有技术进行无F操作时，以下两点是难以兼顾的课题：

(a)促进CaO造渣而得到高的脱磷率，

(b)确保高的Mn成品率。

但是，(a)、(b)这两点的兼顾不只限于是铁水脱磷的问题，在确保包括脱碳工序的总的Mn成品率方面也是非常重要的。也就是说，在经过脱磷工序和脱碳工序熔炼Mn浓度比较高的钢时，要在脱碳工序装入Mn矿石，使其还原，提高熔钢中的Mn浓度，而通过实现上述(a)，脱碳工序中的脱磷负担减少，所以可以用少的渣量进行脱碳吹炼，由Mn矿石的还原产生的熔钢中Mn浓度的上升就变得非常容易，另外，通过实现(b)，在脱碳工序中就可以以少的Mn矿石添加量而将熔钢中Mn的浓度提高至希望的水平，这些结果可以使精炼整体的总的Mn成品率显著提高。

另外，在特开平9－143529号公报中，尽管是低C/S操作，但是以底吹方式供给粉体时却可以得到比较良好的Mn成品率。虽然对吹入粉体所带来的搅拌力进行定量化的尝试没有彻底成功，但是从经验上得知例如比仅吹入气体所带来的搅拌力大的多。因此该公报的上述效果被认为其原因在于底吹的粉体所带来的强大的搅拌力。实际上，在该公报中不进行粉体底吹时，Mn成品率非常低(该公报的表1)。

但是，以底吹方式供给粉体时，不仅必须有专用设备，而且风口的损耗厉害。为了更换风口，必须停止转炉，该频率高时，操作上极不经济。

因此，本发明的目的在于，提供一种可以确保高的Mn成品率同时促进脱磷反应、有效地进行铁水脱磷、设备负担小的方法，特别是一种在F源添加量尽可能少或者不添加F源的条件下可以实现的铁水脱磷方法。

本发明人对于能够解决上述课题的最佳脱磷处理条件进行了研究，其结果发现，使处理后的渣的碱度达到比较高的特定区域、而且使铁水的处理终点温度达到规定水平以上之后，通过在处理后渣中的T.Fe浓度十分高的条件下进行处理，就可以确保高的Mn成品率，同时促进脱磷反应而进行有效的铁水脱磷。一般地关于铁水脱磷的处理条件可以认为有以下几点：

(i)提高渣的碱度时，会产生由精炼剂(CaO)投入量的增加所造成的成本增加和精炼剂的造渣不足等的问题；

(ii)提高处理温度时，会产生脱磷效率降低和炉内耐火料损耗的问题；

(iii)提高渣中T.Fe浓度时，会产生铁成品率降低等的问题；