專利名稱：連續(xù)精煉方法及連續(xù)精煉設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對鐵水連續(xù)進行精煉的連續(xù)精煉方法及連續(xù)精煉設備。
背景技術：
在高爐(blast furnace)進行還原而出鐵的鐵水，一般除包含O. 3 O. 7%左右 的硅(Si)之外，還包含4. 3 4. 6%左右的碳(C)、0. 09 O. 13左右的磷(P)。要對該鋼水進行精煉形成規(guī)定的鋼，需要使碳(C)及磷⑵降低到規(guī)定濃度以下，但從精煉的觀點來看，還希望在脫碳、脫磷之前將硅(Si)及硫(S)降至到最低濃度(例如硅O. 25% )除去。另外，為了通過還原反應進行脫硫處理即吸熱反應，還希望從高爐出鐵(taphole)之后在流經最高溫度的高的出鐵槽(tap hole trough)的途中進行脫硫處理。在出鐵槽中的脫硅、脫硫處理，大多采用(I)使精煉劑與氮氣、空氣等載氣一起從噴槍向出鐵槽內進行噴射的方式，(2)利用將精煉劑添加于鐵水的上表面之后，使其通過設置于出鐵槽的臺階部進行的鐵水的勢能的方式，(3)在設置于出鐵槽的傾斜部分(傾注流路)的正前方添加精煉劑，利用按下述順序出鐵槽一傾注流路(tilting runner)—鐵水包(hot metal ladle)流動的鐵水的勢能的方式。但是，由于(I)方式反應效率低、鐵水的顯熱被射入氣體奪走而使鐵水的溫度降低很多。另外，還由于需要與壓送精煉劑粉體有關的設備而增加設備費用。雖然(2)方式具有可在高爐澆鑄場上完成處理后的爐渣除去這一在實際操作上極大的優(yōu)點，但是與其他方法相比較存在反應效率低的問題。雖然(3)方式的反應效率比較高，但是由于爐渣的發(fā)泡劇烈而需要自由空間(free board)的設置。自由空間使向鐵水包或者混鐵爐式鐵水罐車(torpedo car)的鐵水裝載量大幅度減少，降低生產效率。另外，若爐渣發(fā)泡，則由于爐渣與鐵水一起進入鐵水包或者混鐵爐式鐵水罐車，因而需要其他爐渣除去裝置。在出鐵槽內進行反應的(I)、(2)處理方式，雖然可省略在下面工序的除渣(slag-off)不論在熱還是時間方面都有利，但是由于是只依靠在連續(xù)流經出鐵槽時的混合的處理，因而反應效率低。專利文獻I公開的脫硫處理的方法，是一種通過對容納于澆包內的鐵水添加脫硫劑使葉輪(攪拌葉片)侵入該鐵水內并使葉輪轉動，來進行脫硫的方法。專利文獻2公開的脫硅處理方法，是一種通過高爐澆鑄場的鐵水流路設置有脫硅反應槽，在脫硅輸送槽內的鐵水中添加脫硅劑并用葉輪攪拌該鐵水來進行脫硫的方法。在上述的脫硫處理及脫硅處理中，兩種處理都是用葉輪攪拌鐵水進行處理的方法，相對于在脫硫處理中在將鐵水收容于澆包內的狀態(tài)下攪拌鐵水，在脫硅處理中，與脫硫處理不同，是對連續(xù)流經高爐澆鑄場的鐵水流路的鐵水進行攪拌。因此，從現(xiàn)場操作來看，可舉出下述的問題，S卩，如專利文獻I所示的脫硫處理，與到處攪拌滯留的鐵水進行脫硫處理相比較是比較容易的，而如專利文獻2所述，用葉輪到處攪拌連續(xù)流動的鐵水進行脫硅處理及脫硫處理尚且困難，在降低精煉效率的同時，不能既無偏差又穩(wěn)定的進行脫硅及脫硫。另外，專利文獻2所公開的技術，雖然通過設置有比較大的容量的脫硅槽，使鐵水在假設完全混合的脫硅槽停留若干時間并與精煉劑接觸而提高可反應速度，但是，存在的問題是，其余地必須設置脫硅槽不易確保設置位置，還增加了設備費用。專利文獻3公開的技術是一種，通過將圓筒狀攪拌棒設置于精煉劑噴嘴的上流側且精煉劑噴嘴側的側壁，用圓筒狀攪拌棒將鐵水流體引導到精煉劑噴嘴方向，來促進鐵水 與精煉劑的接觸而提聞反應效率的技術。在專利文獻3所公開的技術中，在鐵水流體和因攪拌產生的流體湊在一起時，一部分精煉劑為被卷進鐵水流體而是流到下游，有可能增加與反應無關的精煉劑的劑量。專利文獻4是一種通過在高爐的傾注流路強制攪拌鐵水和精煉劑將精煉劑卷進鐵水，來對鐵水進行精煉的精煉方法。如專利文獻4所示，就通過攪拌鐵水而將精煉劑(脫硫劑)卷進鐵水中的方法而言，一部分精煉劑有可能未被卷進鐵水中而流失，有時要增加與反應無關的精煉劑，致使反應效率不佳。特別是如專利文獻4所示，由于在脫硫處理時產生爐渣，該爐渣混進輸送鐵水的鐵水罐車(hot metal transfer ladle)或者燒包等,而必須在下面工序除洛,有可能在熱力及時間方面都產生損耗。另外，在專利文獻4中，由于在一個位置攪拌鐵水，因而被攪拌的鐵水就相當于恒定的耐火物，這樣，就存在局部損耗耐火物的問題。專利文獻5是通過對從高爐出鐵的鐵水添加脫硫劑進行脫硫處理的方法。在進行這種脫硫處理的方法中，通過對在鐵水流路流動的鐵水添加了脫硫劑之后，使添加有脫硫劑的鐵水經由傾斜壁快速流下(落下)，來進行脫硫。專利文獻6與專利文獻5 —樣，是通過對從高爐出鐵的鐵水添加脫硫劑進行脫硫處理的方法。在進行這種脫硫處理的方法中，通過將使從高爐流出的鐵水流動的鐵水流路分成兩部分，對在一方側(上流側)的鐵水流路流動的鐵水添加了脫硫劑之后，使添加有脫硫劑的鐵水落在另一方側(下流側)的鐵水流路，來進行脫硫。而就專利文獻6中的脫硫方而言，在鐵水落入下流側的鐵水流路時，通過對該鐵水噴射壓縮氣體，以使未反應的脫硫劑被吹到攪拌流的中心。如專利文獻5及專利文獻6所示，就通過在鐵水中添加脫硫劑，使添加有脫硫劑的鐵水落下來以使脫硫劑卷進鐵水中這一方法而言，有時對鐵水的攪拌力不是很充分，有時反應效率不佳。另外，在專利文獻5及專利文獻6，并未公開如何使鐵水落下等條件，實際上進行實施，也有不能充分脫硫的情況。專利文獻7公開了一種從高爐澆鑄場的上方將精煉劑(處理劑)噴射用的噴槍設置于流路的縱向的預處理裝置。在該預處理裝置中，通過或者將精煉劑噴射用的噴槍侵入鐵水將精煉劑與載氣一起噴射到鐵水內，或者使精煉劑噴射用的噴槍位于鐵水的上方將精煉劑與載氣一起噴射，來進行精煉處理。另外，在該預處理裝置中，一邊使精煉劑噴射用的噴槍移動，一邊將精煉劑或者噴射到鐵水或者噴進鐵水。如專利文獻7所示，通過在對鐵水進行精煉時使精煉劑噴射用噴槍移動，可防止因吹進精煉劑引起的聞爐燒鑄場的耐火物在局部的損耗。但是，就專利文獻7所示的預處理裝置而言，雖然可防止耐火物的損耗，但是對精煉劑噴射用噴槍的移動范圍全然未作規(guī)定，就這種技術而言，實際情況是降低了反應效率。專利文獻8是一種通過在高爐澆鑄場的除沫器(skimmer)的下流側設置預處理反應槽，對這種預處理槽內的鐵水添加脫硫劑，來進行鐵水的脫硫處理的方法。在進行這種脫硫處理的方法中，使噴槍(injection lance)朝著鐵水流動方向的下流側浸潰,一邊使脫硫劑與載氣一起從該噴槍噴出，一邊使噴槍在預處理反應槽的寬度方向及鐵水流動方向移動，來進行脫硫。

專利文獻8與專利文獻7 —樣，由于在對鐵水進行精煉時使噴槍移動，因而雖然可防止耐火物局部的損耗，但是對噴射的移動范圍全然未作規(guī)定，與專利文獻7 —樣，有時使反應效率降低。除此之外,就專利文獻7及專利文獻8而言，是一種為了對鐵水進行精煉而使用噴槍將精煉劑噴射到鐵水內的噴射方式，而該方式有時反應效率低。專利文獻I :特公開昭45-31053號專利文獻2 :特開昭54-137420號專利文獻3 :特開昭62-202011號公報專利文獻4 :特開昭63-105914號專利文獻5 :特開平02-250912號專利文獻6 :特公昭50-33010號專利文獻7 :特開昭63-317611號專利文獻8 :特開平04-052205號

發(fā)明內容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種連續(xù)精煉方法，能夠提高精煉效率，并且能夠既無偏差又穩(wěn)定地進行脫硅及脫硫。另外，本發(fā)明的目的還在于，提供一種高爐澆鑄場設備，通過將精煉劑確實地卷進鐵水中，可提高脫硫處理及脫硅處理等精煉處理的效率。另外，本發(fā)明的目的還在于，提供一種高爐澆鑄場的連續(xù)精煉方法及高爐澆鑄場設備，在進行精煉處理時可防止耐火物局部的損耗，同時可提高精煉處理的效率。另外，本發(fā)明的目的還在于，提供一種高爐澆鑄場的連續(xù)精煉方法，通過將所添加的精煉劑確實地卷進鐵水中，可得到聞的反應效率。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種連續(xù)精煉方法，通過向在高爐澆鑄場的鐵水流路內流動的鐵水中添加精煉劑并使葉輪侵入鐵水中轉動，從而使鐵水與精煉劑混合，由此來連續(xù)地精煉鐵水，其中，將侵入所述鐵水中并轉動的所述葉輪的葉片定為3 6片，且使該葉片滿足式(I)、式(2)，并且，以滿足式(3)、式(4)的方式將該葉輪侵入鐵水中，b0 彡 bl... (I)
O. 2 彡 d/D ( O. 8... (2)O < hl/Z ( 0. 4... (3)0 < h2/Z ( 0. 4... (4)其中，bO :葉片的基部的高度(m)bl :葉片的前端部的高度·(m)d:葉片的寬度(m)D :鐵水流路的最大寬度(m)Z :在鐵水流路內流動的鐵水的最大深度(m)hi :從葉片基部的上端至鐵水上表面的距離(m)h2 :從葉片基部的下端至鐵水流路的底部的最深部的距離(m)。發(fā)明者從各種角度對通過不在全范圍內攪拌在高爐澆鑄場的鐵水流路中流動的鐵水，而進行在脫硅處理或脫硫處理時提高精煉效率并且沒有偏差且穩(wěn)定的脫硅或脫硫的方法進行了驗證。具體而言，制作葉輪的葉片數(shù)及葉片寬度不同的多個葉輪，使用該葉輪，一邊變更葉輪相對于鐵水的浸潰配合情況(從葉片基部的上端至鐵水上表面的距離hl，從葉片基部的下端至鐵水流路的底部的最深處的距離h2)，一邊進行了脫硅處理或者脫硫處理的實驗。實驗的結果發(fā)現(xiàn)，通過將侵入上述鐵水并轉動的上述葉輪的葉片設置為3 6片，且以滿足式(I)、式(2)的方式設置該葉片，同時，以滿足式(3)、式(4)的方式使該葉輪侵入鐵水，即使是在鐵水流路內連續(xù)地流動的情況下，也可提高精煉效率，且可既無偏差又穩(wěn)定地進行脫硅或者脫硫。優(yōu)選所述精煉劑是脫硅劑，所述精煉是使所述鐵水與所述脫硅劑混合而連續(xù)地除去鐵水中的硅元素的脫硅處理。本發(fā)明第二方面提供一種高爐澆鑄場的連續(xù)精煉方法，通過對在高爐澆鑄場的鐵水流路內流動的鐵水中添加精煉劑使葉輪侵入鐵水中轉動，從而使鐵水與精煉劑混合，由此來連續(xù)地精煉鐵水，其中，在所述鐵水流路內配置用于使鐵水落下的臺階，在該臺階的下流側配置所述葉輪，將添加所述精煉劑的添加位置設置于該葉輪的下流側，在添加位置的下流側設置去除由所述葉輪攪拌鐵水后生成的爐渣的位置，以滿足式(11)的方式來設置所述葉輪的寬度，以滿足式(12) 式(14)的方式來設定所述臺階，以滿足式(15)的方式來設定所述添加精煉劑的添加位置，以滿足式(16)的方式來設定所述去除爐渣的位置，在此基礎上來對鐵水進行精煉，O. 3 彡 d/D < I... (11)O < L/D 彡 I. 5... (12)H/Z 彡 I... (13)Θ 彡 30... (14)O < Μ/D 彡 O. 8... (15)
I. 2 彡 R/D ( 5··· (16)其中，d:葉輪的寬度(m)D :鐵水流路的最大寬度(m)L :從臺階至葉輪的距離(m)H:臺階的高度(m)Z :鐵水的深度(m)Θ :臺階的坡度(deg)M :從葉輪的轉動軸中心至添加位置的距離(m)R :從葉輪的轉動軸中心至去除爐渣的位置的距離(m)。本發(fā)明者從各個方面驗證了通過使精煉劑確實地卷進鐵水中，提高精煉處理的效率的方法。具體而言，就是本發(fā)明者著眼于利用葉輪攪拌鐵水這一點和利用落下攪拌鐵水這一點，改變葉輪的寬度、使鐵水落下的臺階的位置、臺階的高度、臺階的坡度(傾斜角度)、添加精煉劑的添加位置、與葉輪的轉軸位置相對的去除爐渣的位置，進行了脫硅處理或者脫硫處理的實驗。實驗的結果發(fā)現(xiàn)，只要是上述葉輪的寬度滿足式(11)，臺階滿足式(12) 式
(14)，添加精煉劑的添加位置滿足式(15)，取出鐵水流路中的爐渣的位置滿足式(16)，就可將精煉劑確實地卷進鐵水中，進而提聞提聞精煉處理的效率。優(yōu)選以滿足下式(Ila) (16a)的方式進行設定的基礎上，對鐵水進行精煉，O. 55 ^ d/D < I— (Ila)O < L/D 彡 I. O... (12a)H/Z 彡 2. 2... (13a)Θ ^ 45... (14a) O〈 M/D ^ O. 66... (15a)I. 2 彡 R/D ( 4. 4... (16a)。本發(fā)明第三方面提供一種高爐澆鑄場設備，其具備使從高爐出鐵的鐵水流動的鐵水流路、在該鐵水流路內流動的鐵水中添加精煉劑的添加裝置、具有攪拌鐵水的葉輪的攪拌裝置、將由所述攪拌裝置攪拌后所產生的鐵水上的爐渣向外部排出的排渣槽，其中，在所述鐵水流路的上流側設有用于使鐵水落下的臺階部，以所述葉輪位于該臺階部的下流側的方式設置攪拌裝置，在該葉輪的下流側設置添加裝置，在該添加裝置的下流側設置所述排渣槽，以滿足式(11)的方式來設定所述葉輪的寬度，以滿足式(12) 式(14)的方式來設定所述臺階部，以滿足式(15)的方式來設定所述添加裝置的位置，以滿足式(16)的方式來設定所述排渣槽的位置，O. 3 彡 d/D < I... (11)O < L/D 彡 I. 5... (12)H/Z 彡 I... (13)
Θ 彡 30... (14)O < M/D 彡 O. 8... (15)I. 2 ^ R/D ^ 5— (16)其中，d:葉輪的寬度(m)D :鐵水流路的最大寬度(m)L :從臺階部至葉輪的距離(m)H:臺階部的高度(m) Z :鐵水的深度(m)Θ :臺階部的坡度(deg)M :從葉輪的轉動軸中心至添加裝置的距離(m)R :從葉輪的轉動軸中心至排渣槽的距離(m)。本發(fā)明者從各個方面驗證了通過使精煉劑確實地卷進鐵水中，提高精煉處理的效率的方法。具體而言，就是本發(fā)明者著眼于利用攪拌裝置葉輪攪拌鐵水這一點和利用落下攪拌鐵水這一點，改變設置于攪拌裝置的葉輪的寬度、使鐵水落下的臺階部的位置、臺階部的高度、臺階部的坡度(傾斜角度)、添加精煉劑的添加位置、與葉輪的轉軸位置相對的除去爐渣的排渣槽的位置，進行了脫硅處理或者脫硫處理的實驗。實驗的結果發(fā)現(xiàn)，只要是上述葉輪的寬度滿足式(11)，臺階部滿足式(12) 式
(14)，上述添加裝置的位置滿足式(15)，上述排渣槽的位置滿足式(16)，就可將精煉劑確實地卷進鐵水中，進而提聞提聞精煉處理的效率。優(yōu)選在以滿足下式(Ila) (16a)的方式進行設定的基礎上，對鐵水進行精煉，O. 55 ^ d/D < I— (Ila)O < L/D 彡 I. O... (12a)H/Z 彡 2. 2... (13a) Θ ^ 45... (14a)O < M/D 彡 O. 66…(15a)I. 2 彡 R/D 彡 4· 4... (16a)。本發(fā)明第四方面提供一種高爐澆鑄場的連續(xù)精煉方法，通過向在高爐澆鑄場的鐵水流路內流動的鐵水中添加精煉劑使葉輪侵入鐵水內轉動，從而使鐵水與精煉劑混合，由此來連續(xù)地精煉鐵水，其中，在所述鐵水流路內設置臺階部使鐵水從該臺階部落下，在所述臺階部的下流側配置所述葉輪對鐵水進行攪拌，在精煉所述鐵水時，使葉輪沿鐵水流路在下式的范圍內移動，O < L/D 彡 I. 5··· (12)其中，D :鐵水流路的最大寬度(m)L :從臺階部至葉輪的距離(m)。本發(fā)明者從各個方面驗證了通過使精煉劑確實地卷進鐵水中，提高精煉處理的效率，同時防止設置于鐵水流路的耐火物局部損耗的方法。具體而言，就是本發(fā)明者著眼于通過利用由葉輪攪拌鐵水且由落下攪拌鐵水這兩者的攪拌作用，使精煉劑確實地卷進鐵水中這一點。于是，在鐵水流路內配置臺階部使鐵水從該臺階部落下，在上述臺階部的下流側配置上述葉輪對鐵水進行攪拌。另外，本發(fā)明者為了最大限度地有效利用兩者的攪拌，而考慮到葉輪和臺階的位置關系至關重要，對使葉輪和臺階部的位置發(fā)生變化時的精煉處理的效率進行了實驗。實驗的結果發(fā)現(xiàn)，通過使葉輪和臺階部的位置關系滿足上述式，提高了精煉效率。再者，考慮到為了防止耐火物局部損耗，而在進行精煉處理時，不是將對鐵水進行攪拌的葉輪停留于固定的位置而是使葉輪在上流側和下流側的范圍移動是否有效。 因此，本發(fā)明者為了既提高精煉處理的效率又防止耐火物局部的損耗，而使葉輪在滿足上述式(O < L/D ( I. 5 =的范圍內移動。用于實施上述方法的高爐澆鑄場設備，是一種下述設備，其具備使從高爐出鐵的鐵水流動的鐵水流路、向在該鐵水流路內流動的鐵水中添加精煉劑的添加裝置、具有攬祥鐵水的葉輪的攪拌裝置，其中，在所述鐵水流路的上流側設有用于使鐵水落下的臺階部，以使所述葉輪位于該臺階部的下流側的方式設置攪拌裝置，所述攪拌裝置能夠使葉輪沿著鐵水流路在下式的范圍內移動，O < L/D 彡 I. 5··· (12)其中，D :鐵水流路的最大寬度(m)L :從臺階部至葉輪的距離(m)。這樣，通過使葉輪在滿足上述式的范圍移動，可防止耐火物局部的損耗，同時可提高精煉處理的效率。本發(fā)明的第五形式是一種高爐澆鑄場的連續(xù)精煉方法，在高爐澆鑄場的出鐵槽內添加精煉劑，利用葉輪使鐵水和所述精煉劑混合從而連續(xù)地精煉所述鐵水，其特征在于，在所述葉輪產生的渦流在所述出鐵槽的長度方向分量與所述鐵水流動方向正交或者與所述鐵水流動方向相反的區(qū)域，在下述位置中的至少任一個位置添加精煉劑，(i)在所述葉輪的上流側滿足式(15b)的位置(ii)在所述葉輪的下流側滿足式(15)的位置O < Μ/D 彡 O. 5... (15b)O < M/D 彡 O. 8... (15)其中，D :鐵水流路的最大寬度(m)M :從葉輪的轉動中心至添加位置的距離(m)。根據基于本發(fā)明觀點的連續(xù)精煉方法，提高了精煉效率，同時可無偏差又穩(wěn)定地進行脫硅或者脫硫。根據基于本發(fā)明觀點的連續(xù)精煉方法，通過將精煉劑確實地卷進鐵水中，可提高脫硫處理及脫硅處理等精煉處理的效率。根據基于本發(fā)明觀點的連續(xù)精煉設備，可防止耐火物局部的損耗，同時可提高精煉處理的效率。根據基于本發(fā)明觀點的連續(xù)精煉方法，通過將所添加的精煉劑確實地卷進鐵水中，可得到高的反應效率。


圖I是本發(fā)明第一實施方式的高爐設備中的高爐澆鑄場的概略俯視圖；圖2是高爐澆鑄場的概略側視圖；圖3是鐵水供給流路及葉輪的立體
圖4是表示葉輪的浸潰狀態(tài)的浸潰圖；圖5是葉輪的葉片的概略形狀圖；圖6是說明葉片配置的配置圖；圖7是對葉片片數(shù)和脫硅效率之間的關系進行了歸納的圖；圖8是對d/D和脫娃效率之間的關系進彳丁了歸納的圖；圖9是對hl/Z和脫娃效率之間的關系進彳丁了歸納的圖；圖10是對h2/Z和脫娃效率之間的關系進彳丁了歸納的圖；圖11是將葉輪侵入其他出鐵槽時的概略剖面圖；圖12是本發(fā)明的第二實施方式的高爐澆鑄場設備的概略俯視圖；圖13是高爐澆鑄場設備的概略剖面圖；圖14是說明高爐澆鑄場設備中的尺寸的俯視圖；圖15是說明高爐澆鑄場設備中的尺寸的俯視圖；圖16是將葉輪侵入出鐵槽時的概略剖面圖；圖17是對d/D和脫娃效率之間的關系進彳丁了歸納的圖；圖18是對L/D和脫娃效率之間的關系進彳丁了歸納的圖；圖19是對H/Z和脫硅效率之間的關系進行了歸納的圖；圖20是對臺階部的坡度和脫硅效率之間的關系進行了歸納的圖；圖21是對Μ/D和脫娃效率之間的關系進彳丁了歸納的圖；圖22是對R/D和脫娃效率之間的關系進彳丁了歸納的圖；圖23是將出鐵槽做成圓形形狀并將葉輪及制劑投放葉輪配置于圓形部分的配置圖；圖24是攪拌裝置及添加裝置的概略正視圖；圖25是攪拌裝置的概略側視圖；圖26是將葉輪侵入其他出鐵槽時的概略剖面圖；圖27是將葉輪侵入本發(fā)明第三實施方式的出鐵槽時的加盟略剖面圖；圖28是葉輪可移動時和不可移動時對耐火物的熔化損傷的狀態(tài)圖；圖29是攪拌裝置及添加裝置的概略正視圖；圖30是攪拌裝置的概略側視圖；圖31是本發(fā)明第四實施方式的精煉裝置的正視剖面圖；圖32是設置有精煉裝置的高爐澆鑄場的平面概略圖；圖33是表不精煉劑的添加位置的圖34是表不精煉劑的添加位置和脫硫效率之間的關系的圖；圖35是表示出鐵槽內的鐵水流動的圖。圖36是表示攪拌渦流和矯正的精煉劑的添加位置之間的關系的圖；符號說明I :高爐澆鑄場2:高爐4:出鐵槽 5 :排渣槽8:臺階部10:葉輪11 :攪拌裝置12 :添加裝置16:葉片
具體實施例方式I、第一實施方式下面，說明應用本發(fā)明的連續(xù)精煉方法的高爐設備的第一實施方式。但是，本發(fā)明的連續(xù)精煉方法并非僅適于該設備。首先，在下述的實施方式中，說明的是作為對鐵水進行精煉的精煉劑之一而使用了脫硅劑的脫硅處理，但是使用脫硫劑的情況也是一樣的。即，本發(fā)明表示，通過將精煉劑有效地卷進鐵水中，使精煉劑和鐵水的反應接觸面積變大而用于提高反應速度的最佳方法，即使是與脫硅處理一樣的脫硫處理，不依賴于精煉劑的種類及組成，精煉特性都一樣聞。如圖I 3所示，高爐的周圍設置有高爐澆鑄場1，該高爐澆鑄場I具有使從高爐2流出的鐵水流動的出鐵槽4 (鐵水流路)。在上述出鐵槽4的中途部位分支形成有排渣槽5，在出鐵槽4的分支部分的下游附近，設置有以使鐵水的爐渣6流進排渣槽5的方式進行引導的潛堰7。另外，在出鐵槽的分支部分的下流側，設置有俯視圖上成圓形形狀的圓形槽9。在出鐵槽配置有多個葉輪10。具體而言，就是既配置有隊在圓形槽9內流動的鐵水進行攪拌的葉輪IOa (攪拌葉片)，又在上述分支部分和圓形槽9之間配置有其他的葉輪10a。在葉輪IOa或者葉輪IOb的近旁設置有添加精煉劑22的添加裝置12。因此，就形成從高爐2流出的鐵水在出鐵槽4從上游向下游流動，鐵水上表面的爐渣6被潛堰攔截而流進排渣槽5，同時鐵水自身向圓形槽9流去。而且，通過用添加裝置12將精煉劑22添加到鐵水，同時使侵入鐵水的葉輪IOa或者葉輪IOb轉動，可對流動的鐵水連續(xù)進行脫硅處理。如圖4所示，出鐵槽4具有底壁20和從該底壁向上豎起的側壁21，將側壁21做成從底壁20的兩端側隨著向上而逐漸向外轉移的截面梯形形狀。底壁20及側壁21通過澆注未定型的耐火物而形成。然后，用連續(xù)精煉方法來詳細說明葉輪的構造。
如圖3、4所示，葉輪IOa或者葉輪IOb由耐火物構成,具有筒狀或者棒狀的轉動軸15和設置于轉動軸15的前端的多個葉片16。各葉片16是自轉動軸15的前端向直徑外方向突出的大致矩形形狀。各葉片16的基部(與轉動軸15的連接部)的高度b0，以比葉片10的前端部(突出部前端部) 的高度bl大的方式來設定。S卩，以滿足式⑴的方式設定葉片IOa或者葉片IOb的各葉片16的高度b0、bl。吣≤仏“⑴換言之，就是如圖5(a) (C)所示，以使葉片16的縱壁16'和葉片16的橫壁16"所成的角度Θ為90。以上的方式，構成葉片IOa或者葉片IOb的葉片16。如圖5所示，葉片IOa或者葉片IOb的葉片部16的形狀在俯視圖上看可以是正方形狀，也可以是梯形形狀，還可以是圓弧形狀(前端部的倒角)。將葉片IOa或者葉片IOb的葉片數(shù)設定為3 6片。具體而言，就是如圖I 5及圖6(a)所示，在該實施例，將葉片的片數(shù)設定為四片。將各葉片根據其片數(shù)按照相對于轉動軸15均等的角度安裝于轉動軸15。在葉片16的片數(shù)為四片時，以使各葉片16之間的配置角度大致成90°的方式將各葉片16安裝于轉動軸15。另外，如圖6(b)所示，在葉片16的片數(shù)為三片時，以使各葉片16之間的配置角度大致成120°的方式將各葉片16安裝于轉動軸15。如圖6(c)所示，在葉片16的片數(shù)為六片時，以使各葉片16之間的配置角度大致成60°的方式將各葉片16安裝于轉動軸15。另外，如圖4所示，著眼于葉片16的寬度最寬的兩片葉片16，將各個突出長度(從葉片16的基部至葉片16的前端的長度)進行總合的值，換言之，就是將作為基準的一個葉片16的突出長度dl和距該葉片16最遠的另一葉片16的突出長度d2進行總合時，以滿足式(2)的方式來設定該葉片16的寬度d。O. 2 ≤ d/D ( O. 8... (2)其中，D為鐵水流路的最大寬度(m)。具體而言，就是如圖6(a)所示，在葉片的片數(shù)為六片時，第一葉片16a的突出長度dl和第二葉片16c的突出長度d2的總合就是葉片16的寬度d。如圖6(b)所示，在葉片的片數(shù)為三片時，第一葉片16a的突出長度dl和第二葉片16c的突出長度d2的總合就是葉片16的寬度d。如圖6(c)所示，在葉片16的片數(shù)為六片時，例如第一葉片16a的突出長度dl和第二葉片16c的突出長度d2的總合就是葉片16的寬度d。所以，就能根據葉輪10的配置位置來改變葉輪IOa或者葉輪IOb的葉片16的寬度d。式(2)中的鐵水流路的最大寬度D，在鐵水流經出鐵槽4時，是鐵水和出鐵槽4 (出鐵槽4的側壁)相接觸的部分的該出鐵槽4的最大寬度。換言之，就是在鐵水流經出鐵槽4時，鐵水流路的最大寬度D是在出鐵槽4內流動的鐵水的最大寬度。如圖4所示，當出鐵槽4的形狀從剖面圖看為梯形形狀時，在出鐵槽4內流動的鐵水的液面寬度就是鐵水流路的最大寬度D。另外，在式⑵中，在采用鐵水流路的最大寬度D時，相對于配置于出鐵槽4的直線部分葉輪10b，采用使該葉輪IOb浸潰的位置(攪拌位置)的附近的位置，與配置于出鐵槽4的直線部分葉輪IOa相對，采用使該葉輪IOa浸潰的位置(攪拌位置)的附近的位置。
這樣，可有效地進行連續(xù)脫硅處理。下面說明連續(xù)精煉方法。首先，在使鐵水從高爐2的出鐵口流進出鐵槽4時，使用添加裝置12將精煉劑添加到在出鐵槽4流動的鐵水。此時，以滿足式⑶、式⑷的方式使上述構成的葉輪10a、10b侵入鐵水并轉動，將鐵水和精煉劑進行混合。O < hl/Z ≤ O. 4... (3)O < h2/Z ≤ O. 4... (4)其中，Z :在鐵水流路內流動的鐵水的最大深度(m)hi :從葉片基部的上端至鐵水上表面的距離(m)h2 :從葉片基部的下端至鐵水流路的底部的最深處的距離(m)。另外，在使葉輪侵入鐵水時，設滿足hl/Z+h2/Z+bO/Z = 1.0的關系式，以滿足該式和式(3)、式(4)的方式來設定葉片16的高度bl。完成了脫硅處理的鐵水流向下游并被裝進運送鐵水的鐵水罐車(混鐵爐式鐵水罐車)。這樣，可提高脫硅效率，同時可既無偏差又穩(wěn)定地進行脫硅。實施例I下面，舉例說明葉片16的片數(shù)為3 6片且以滿足式(I)、(2)的方式制作葉輪10并使用該葉輪10進行了脫硅處理的實施例，和制作不滿足式(I)、(2)的葉輪10并使用該葉輪10進行了脫硅處理的比較例。而實施條件如表I。表I實施條件
權利要求
1. 一種高爐澆鑄場的連續(xù)精煉方法，將精煉劑加入在高爐澆鑄場的鐵水流路內流動的鐵水中并使葉輪侵入鐵水中轉動，從而使鐵水與精煉劑混合，由此來連續(xù)地精煉鐵水，其特征在于， 在所述鐵水流路內配置用于使鐵水落下的臺階，在該臺階的下流側配置所述葉輪，將添加所述精煉劑的添加位置設置于該葉輪的下流側，在添加位置的下流側設置去除由所述葉輪攪拌鐵水后生成的爐渣的位置， 以滿足式(11)的方式來設置所述葉輪的寬度， 以滿足式(12) 式(14)的方式來設定所述臺階， 以滿足式(15)的方式來設定所述添加精煉劑的添加位置， 以滿足式(16)的方式來設定所述去除爐渣的位置， 在此基礎上來對鐵水進行精煉，0.≤ d/D < I... (11)0 < L/≤ I. 5…(12)H/Z≤ I... (13)0≤ 30... (14)0 < M/D≤ 0. 8... (15)1.2 ≤ R/D ( 5... (16) 其中， d:葉輪的寬度(m) D :鐵水流路的最大寬度(m) L :從臺階至葉輪的距離(m) H :臺階的高度(m) Z :鐵水的深度(m) 0 :臺階的坡度(deg) M :從葉輪的轉動軸中心至添加位置的距離(m) R :從葉輪的轉動軸中心至去除爐渣的位置的距離(m)。
2.如權利要求I所述的連續(xù)精煉方法，其特征在于， 在以滿足下式(Ila) (16a)的方式進行設定后，對鐵水進行精煉，0.55 ( d/D < I... (Ila)0 < L/D≤ I. 0…(12a) H/Z ≤2. 2... (13a)9 ^ 45 …(14a)0 < M/D ≤ 0. 66... (15a)1.2 ≤ R/D ( 4. 4... (16a)。
3.一種高爐澆鑄場設備，其具備使從高爐出鐵的鐵水流動的鐵水流路、在該鐵水流路內流動的鐵水中添加精煉劑的添加裝置、具有攪拌鐵水的葉輪的攪拌裝置、將由所述攪拌裝置攪拌后所產生的浮在鐵水上的爐渣向外部排出的排渣槽，其特征在于， 在所述鐵水流路的上流側設有用于使鐵水落下的臺階部，以所述葉輪位于該臺階部的下流側的方式設置攪拌裝置，在該葉輪的下流側設置添加裝置，在該添加裝置的下流側設置所述排渣槽， 以滿足式(11)的方式來設定所述葉輪的寬度， 以滿足式(12) 式(14)的方式來設定所述臺階部， 以滿足式(15)的方式來設定所述添加裝置的位置， 以滿足式(16)的方式來設定所述排渣槽的位置，0.3 ≤ d/D < I... (11)0 < L/D ≤ I. 5…(12)H/Z ≤ I... (13)0 ≤ 30... (14)0 < M/D ≤ 0. 8... (15)1.2 ≤ R/D ( 5... (16) 其中， d :葉輪的寬度(m) D :鐵水流路的最大寬度(m) L :從臺階部至葉輪的距離(m) H :臺階部的高度(m) Z :鐵水的深度(m) 0 :臺階部的坡度(deg) M :從葉輪的轉動軸中心至添加裝置的距離(m) R :從葉輪的轉動軸中心至排渣槽的距離(m)。
4.如權利要求3所述的高爐澆鑄場設備，其特征在于， 以滿足下式(Ila) (16a)的方式進行設定，0.55≤d/D < I... (Ila)0 < L/D ≤ I. 0…(12a)H/Z ≤ 2. 2... (13a) 9 ≤ 45 …(14a)0 < M/D ≤ 0. 66... (15a)1.2 ≤ R/D ( 4. 4... (16a)。
5.一種高爐澆鑄場的連續(xù)精煉方法，將精煉劑加入在高爐澆鑄場的鐵水流路內流動的鐵水中并使葉輪侵入鐵水內轉動，從而使鐵水與精煉劑混合，由此來連續(xù)地精煉鐵水，其特征在于， 在所述鐵水流路內設置臺階部使鐵水從該臺階部落下，在所述臺階部的下流側配置所述葉輪對鐵水進行攪拌， 在精煉所述鐵水時，使葉輪沿鐵水流路在下式的范圍內移動，0 < L/D≤I. 5…(12) 其中， D :鐵水流路的最大寬度(m) L :從臺階部至葉輪的距離(m)。
6.一種高爐澆鑄場設備，其具備使從高爐出鐵的鐵水流動的鐵水流路、向在該鐵水流路內流動的鐵水中添加精煉劑的添加裝置、具有攪拌鐵水的葉輪的攪拌裝置，其特征在于， 在所述鐵水流路的上流側設有用于使鐵水落下的臺階部，以使所述葉輪位于該臺階部的下流側的方式設置攪拌裝置， 所述攪拌裝置能夠使葉輪沿著鐵水流路在下式的范圍內移動， . O < L/D ≤ I. 5…(12) 其中， D :鐵水流路的最大寬度(m) L :從臺階部至葉輪的距離(m)。
7.一種高爐澆鑄場的連續(xù)精煉方法，在高爐澆鑄場的出鐵槽內添加精煉劑，利用葉輪使鐵水和所述精煉劑混合從而連續(xù)地精煉所述鐵水，其特征在于， 在由所述葉輪產生的渦流在所述出鐵槽的長度方向分量與所述鐵水流動方向正交或者與所述鐵水流動方向相反的區(qū)域中的，在下述位置中的至少任一個位置添加精煉劑， (i)在所述葉輪的上流側的滿足式(15b)的位置 (ii)在所述葉輪的下流側的滿足式(15)的位置 .O < M/D≤ 0. 5... (15b) . 0 < M/D ≤ 0. 8... (15) 其中， D :鐵水流路的最大寬度(m) M :從葉輪的轉動中心至添加位置的距離(m)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種連續(xù)精煉方法及連續(xù)精煉設備，通過設定葉輪(10)的葉片(16)的片數(shù)、葉片(16)的基部的高度(b0)和前端部的高度(b1)的關系、葉片(16)的寬度(d)和鐵水流路的直徑或寬度的關系、在鐵水流路內流動的鐵水的最大深度(Z)和從葉片前端的上端到鐵水上表面的距離(h1)的關系、在鐵水流路內流動的鐵水的最大深度(Z)和從葉片前端的下端到鐵水流路的底部的最深部的距離(h2)的關系，可提高精練效率，并且可無偏差且穩(wěn)定地進行脫硅或脫硫。
文檔編號C21C1/02GK102703636SQ201210204848
公開日2012年10月3日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權日2005年12月8日
發(fā)明者三村毅, 中須賀貴光, 伊藤健兒, 岡田紀久雄, 木村世意 申請人:株式會社神戶制鋼所