[发明专利]脱磷处理装置及使用了该脱磷处理装置的铁液的脱磷方法

说明书

本发明为进行铁液的脱磷处理的脱磷处理装置，其具有：转炉；顶吹喷枪，该顶吹喷枪向上述转炉中吹入氧气；第1气体管线，该第1气体管线向上述顶吹喷枪中供给上述氧气；第1分配器，该第1分配器保持有由上述顶吹喷枪与上述氧气一起喷射的CaO源；和第2分配器，该第2分配器至少保持有由上述顶吹喷枪与上述氧气一起喷射的Al₂O₃源。

技术领域

本发明涉及能够廉价且高效地进行脱磷处理的脱磷处理装置及使用了该脱磷处理装置的铁液的脱磷方法。

背景技术

近年来，对于钢材的要求提高，对于低磷钢的需求增加。目前，铁液的脱磷处理一般广泛通过在热力学上有利的铁液阶段的低温条件下进行处理的方法来进行。作为进行铁液的脱磷处理的装置，顶底吹转炉合适。在顶底吹转炉中，作为脱磷处理所需要的氧化剂，能够将与固体氧化剂相比热损耗少的气体氧由顶吹喷枪以高速喷射到铁液中。

作为脱磷剂，主要使用了将石灰石(CaCO₃)进行烧成而得到的生石灰(CaO)。然而，由于石灰石与生石灰相比相当廉价，所以作为脱磷剂想要尽可能使用石灰石。然而，石灰石存在下述的问题：在900℃左右通过以下的(1)式的吸热反应发生热分解，铁液温度降低而产生很大的热损耗。

CaCO₃＝CaO+CO₂ (1)

但是，在[Si]浓度高或者铁液温度高或者废料配合率低的情况下，由于铁液的脱磷处理中的热裕度变高，所以能够使用廉价的石灰石。

可是，铁液的脱磷处理由于在铁液阶段的低温条件下进行，所以促进作为脱磷剂使用的CaO的滓化是重要的。为了将熔点为2300℃以上这样非常高的CaO滓化，使用萤石(CaF₂)是有效的。然而，在使用了萤石的情况下，由于通过CaO的滓化而产生的炉渣含有氟(F)，所以炉渣的再利用目的地受到大幅限制等弊病大。因此，开发了不使用萤石的CaO滓化促进方法。

作为该方法，例如公开了下述方法：使脱磷处理后的炉渣的碱度(CaO质量浓度/SiO₂质量浓度)成为1.8～2.6，将精炼剂的至少一部分设定为钙铁素体，将粒径为3mm以下的生石灰由顶吹喷枪与氧一起喷射到铁液中(参照专利文献1)。然而，在该方法中，若不并用高价的钙铁素体，则无法将铁液脱磷至极低[P]浓度([P]≤0.015质量％)。因此，存在要花费许多成本这样的问题。

另外，作为在不使用萤石或钙铁素体的情况下将CaO高效地滓化来熔炼低磷钢的方法，公开了由顶吹喷枪将含有CaO粉、Al₂O₃粉及Fe₂O₃粉的混合粉与氧气体喷流一起喷射到[Si]浓度为0.15质量％以下的铁液的浴面的方法(参照专利文献2)。在该方法中，Al₂O₃或Fe₂O₃与CaO反应而容易地形成低熔点的CaO-Al₂O₃-FeO熔体，脱磷反应极其高效地进行。

然而，虽然CaO粉、Al₂O₃粉、Fe₂O₃粉各自的单价低，但是为了通过混合器等制作混合粉，要花费许多成本。另外，若对于[Si]浓度超过0.15质量％的铁液适用该方法，则在脱磷处理中的吹炼前半期脱硅反应急速进行而大量地生成SiO₂，所以脱磷处理中的吹炼前半期的炉渣碱度(CaO添加量/(SiO₂生成量+SiO₂添加量))降低，产生喷渣的频率急增。由于混合粉中的各粉体的配合比率预先决定，所以也无法根据铁液条件而灵活地应对。