[发明专利]铁水的脱磷剂、精炼剂以及脱磷方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用顶底复吹转炉进行的铁水(hot metal)的脱磷处理方法，涉及以即便在喷吹(blowing)时间短的精炼工序中也可以高效地熔炼低磷钢为特征的铁水的脱磷剂、精炼剂以及脱磷方法。

背景技术

近年来，对于钢材的要求变高，对于低磷钢的需要增加。现在，铁水的脱磷处理通常广泛地通过在热力学上有利的铁水阶段的低温条件下进行处理的方法来进行。作为铁水脱磷的装置，顶底复吹转炉是适宜的。这是因为可以将作为脱磷中必要的氧化剂的、与固体氧化源相比热损失少的气体氧自顶吹喷枪(top-blown lance)以高速吹到铁水。

由于铁水脱磷在铁水阶段的低温条件下进行，因此促进作为脱磷剂而使用的CaO的渣滓化是重要的。对于CaO的渣滓化，萤石(CaF₂)的使用是有效的，但使用萤石时，由CaO的渣滓化而产生的熔渣含有氟，因此熔渣的再利用方式大幅受限等弊端大。因此，开发了不使用萤石的CaO渣滓化促进法。

作为该方法，例如已知有在装入到顶底复吹转炉的铁水中添加包含铁酸钙的精炼剂的专利文献1、2的方法。铁酸钙为由CaO和Fe₂O₃的化合物形成的脱磷剂，与作为铁水脱磷工艺的脱磷剂而通常使用的生石灰相比，对脱磷熔渣的熔解速度高，可以促进脱磷反应。此外，专利文献3中公开了为了改善铁酸钙的熔融性而添加Na₂O的脱磷剂。另外，专利文献4中公开了使包含50重量％以上的生石灰粉的精炼用助熔剂中含有氧化铝粉、氧化铁粉、苏打灰、钠玻璃粉末的任一者的渣滓化促进剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-163844号公报

专利文献2:日本特开2013-064167号公报

专利文献3:日本特开2012-12680号公报

专利文献4:日本特开2001-348610号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1、2等公开的脱磷处理中所使用的通常的铁酸钙的液相线温度为约1400℃，高于转炉内的铁水温度的1200～1350℃。认为这会导致固体的铁酸钙熔解在通过自顶吹喷枪所供给的氧与铁水中的Si、Fe的氧化反应而生成的液体的脱磷熔渣中，在喷吹时间短时，铁酸钙未充分地熔融，脱磷变得不充分，喷吹在[P](钢中溶存的P的质量％)未达到目标值的状态下终止。

此外，在专利文献2中记载了将喷吹时间设为10分钟左右，在经过总喷吹时间的35％之后开始添加铁酸钙，至经过总喷吹时间的80％为止完成添加的技术。然而，例如在以4分钟以内的短时间进行喷吹时，担心在专利文献2的方法中铁酸钙的熔融不充分、脱磷效率恶化。

在专利文献3中虽然记载了含有Na₂O的铁酸钙，但并未记载使用其的脱磷方法，适于喷吹时间短的情况的脱磷方法不明。此外，根据本发明人等使用顶底复吹转炉的实验，使用专利文献3中记载的脱磷剂在4分钟左右的短时间进行喷吹的情况下，铁酸钙未充分地熔解，脱磷效率也不充分，[P]＜0.02％的低磷钢的熔炼困难。

此外，专利文献4那样以生石灰粉为主要成分的精炼用助熔剂在4分钟左右的短时间也未充分地熔解，脱磷效率也不充分。这是因为精炼用助熔剂中所含的生石灰、氧化铝、氧化铁等各自的熔点高，精炼助熔剂整体的熔融速度小。

近年来，为了提高转炉的生产效率而寻求铁水脱磷工艺的短时间化，例如要求在4分钟左右的脱磷喷吹时间对[P]＜0.02％的低磷钢进行熔炼。在这样的背景下，期望开发即便在进行短时间的喷吹的情况下也可以使低磷钢熔炼的脱磷剂以及脱磷方法。

用于解决问题的方案

为了上述问题，本发明人等进行了深入研究，发现在铁酸钙中含有Al₂O₃，进而对它们的浓度进行优化，从而即便在短时间的喷吹下精炼剂也充分地熔解，可以高效地熔炼低磷钢。此外，对于在Al₂O₃的基础上进一步含有SiO₂、Na₂O的方案也进行了研究。

其结果设计了以下的技术方案。

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