炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980115620.7

申请日:

2009.05.27

公开号:

CN102016081A

公开日:

2011.04.13

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):C21C 1/02变更事项:申请人变更前权利人:新日本制铁株式会社变更后权利人:新日铁住金株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本东京变更后权利人:日本东京登记生效日:20130328|||实质审查的生效IPC(主分类):C21C 1/02申请日:20090527|||公开

IPC分类号:

C21C1/02; C21C5/28

主分类号:

C21C1/02

申请人:

新日本制铁株式会社

发明人:

松泽玲洋; 新野崇一; 若生昌光; 熊仓政宣

地址:

日本东京

优先权:

2008.05.27 JP 2008-138320

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司 72002

代理人:

张楠;陈建全

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内容摘要

本发明提供一种炉渣起泡镇静材料,该炉渣起泡镇静材料具备混合物和容器,所述混合物含有20质量%~40质量%的粒度为0.2mm~2mm的碳粉和30质量%~60质量%的水分;所述容器由不透水性的可燃性物质构成,用于收容所述混合物。

权利要求书

1: 一种炉渣起泡镇静材料,其特征在于,其具备 : 混合物,其含有 20 质量%~ 40 质量%的粒度为 0.2mm ~ 2mm 的碳粉和 30 质量%~ 60 质量%的水分 ;以及 容器,其由不透水性的可燃性物质构成,用于收容所述混合物。
2: 根据权利要求 1 所述的炉渣起泡镇静材料,其特征在于,收容在所述容器中的所述 混合物的质量为 1kg ~ 10kg。
3: 一种炉渣起泡镇静方法,其特征在于,将权利要求 1 所述的炉渣起泡镇静材料投入 到碱度为 0.8 ~ 1.5 的起泡的熔融炉渣中。
4: 根据权利要求 3 所述的炉渣起泡镇静方法,其特征在于,在由转炉排出的所述熔融 炉渣的排出位置处,在从该熔融炉渣的排出开始至 30 秒的时间内投入所述炉渣起泡镇静 材料。
5: 一种炉渣起泡镇静方法,其特征在于,其具有下述工序 : 将权利要求 1 所述的炉渣起泡镇静材料投入除渣锅中的工序 ;以及 在该工序后,将碱度为 0.8 ~ 1.5 的熔融炉渣投入到所述除渣锅中的工序。
6: 一种炉渣起泡镇静材料,其特征在于,其具备 : 混合物,其含有 30 质量%~ 60 质量%的水分和 35 质量%~ 65 质量%的燃料成分 ; 以及 容器,其由不透水性的有机物构成,用于收容所述混合物。
7: 根据权利要求 6 所述的炉渣起泡镇静材料,其特征在于,收容在所述容器中的所述 混合物的质量为 1kg ~ 10kg。
8: 一种炉渣起泡镇静方法,其特征在于,其具有将权利要求 6 所述的炉渣起泡镇静材 料投入到氧化铁浓度为 15 质量%~ 25 质量%的起泡的熔融炉渣中的工序。
9: 根据权利要求 8 所述的炉渣起泡镇静方法,其特征在于,在由转炉排出的所述熔融 炉渣的排出位置处,在从该熔融炉渣的排出开始至 30 秒的时间内投入所述炉渣起泡镇静 材料。

说明书


炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法

    技术领域 本发明涉及使起泡的炉渣镇静化的炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法。
     本申请基于 2008 年 5 月 27 日在日本提出申请的日本特愿 2008-138320 号并主张 其优先权,这里援引其内容。
     背景技术
     在制造钢水的过程中产生的制钢炉渣 ( 以下仅称为炉渣 ) 在精炼处理中或精炼处 理后,有时因为在与铁液的界面或在炉渣本身的内部产生的 CO 气泡而起泡 (foaming)( 即 炉渣的体积膨胀 )。在该起泡的程度剧烈的情况下,有时炉渣从转炉、铁水罐车、除渣锅 等精炼设备或从铁液或炉渣的搬运容器中溢出。 由于该炉渣为 1300 ~ 1650℃的高温,因 此如果溢出会损伤设备,而设备的复原需要较多的时间和劳力。
     作为避免这样的炉渣的溢出的方法,例如有降低精炼处理速度的方法、或暂时 中断精炼处理的方法。 但是,这些方法会对钢水的生产率带来不良影响,因此是不优选 的。
     在上述的 CO 气泡的产生过程中,有炉渣中的 FeO( 氧化铁 ) 与铁液中的 C 在界 面反应、同样炉渣中的 FeO 与炉渣内部所含的粒铁中的 C 反应这两种情况。 在上述任一 情况下,都是在到达炉渣表面后直到破裂的时间 ( 寿命 ) 越长的气泡越容易滞留在炉渣 内。 气泡直径越小,或炉渣成分的粘性越高,气泡在炉渣中越能稳定地存在,因此其寿 命变长 ( 破裂变难 )。 由此观点得出,要抑制炉渣的膨胀,最好通过促进微细气泡的合并 而使其粗大化。
     此外也可知,在上述两种反应的任一情况下,也是 FeO 浓度越高的炉渣越大量 产生 CO 气泡。 所以, FeO 浓度高的炉渣具有特别强的起泡性,容易急速膨胀而溢出。 因而,为了防止起泡的炉渣溢出,需要破坏炉渣中滞留气泡的层 ( 泡沫层 ) 来使炉渣收缩 和镇静化。 因此,一般采用在炉渣内投入气化的物质、将此时的体积膨胀能用于泡沫层 的破坏的方法。
     如以上所说明的那样,粘性越高或 FeO 浓度越高的炉渣越容易起泡。 而且,作 为降低该起泡的方法,一般采用通过促进气泡合并或破坏泡沫层来进行镇静化的镇静材 料。
     作为这样的镇静材料的一个例子,已知有碳粉。
     例如,在下述专利文献 1 中,公开了以 5 ~ 100kg/ 分钟的速度向起泡的炉渣吹 喷碳粉 ( 碳材料 ) 的镇静方法。
     此外,在下述专利文献 2 中公开了一种镇静方法,该方法从各自独立的吹入系 统吹入粒径为 0.1 ~ 1mm 和 1 ~ 5mm 的碳粉 ( 碳材料 ),对于 1 次抑制操作,将碳粉的 吹入量设定为每吨铁水为 0.1kg 以上且低于 0.8kg,并且将吹入速度设定为 5 ~ 100kg/ 分 钟。
     此外,近年来,在通过精炼铁水来生产钢水时,采用在用转炉进行了脱磷处理后将炉内的一部分炉渣排到设置在炉下的除渣锅中,接着进行脱碳处理的方法 ( 多功能 转炉法 )。
     在该方法中,通过在转炉内将炉渣成分的 CaO/SiO2 比 ( 以下称为碱度 ) 调整到 0.8 ~ 1.5,并提高炉渣的粘性,以便易于起泡,从而使炉渣的排出性良好。 从转炉排出 的所述炉渣由于气泡直径微细、且炉渣粘性高,因而在排出到除渣锅中后容易立即急速 起泡。
     此外,在上述的多功能转炉法中,为了使炉渣的排出性良好,提高转炉内的炉 渣的 FeO 浓度,从而使铁水中的 C 和炉渣在铁水的界面剧烈地反应,使其起泡。 在这样 起泡的炉渣中,伴随着炉渣和铁水的界面上的剧烈的 CO 气泡的产生,卷入较多的粒铁。 因此,从转炉排出的炉渣在排出到除渣锅中后,炉渣内部所含的粒铁中的 C 与 FeO 立即 反应,产生 CO 气泡,因而容易急速起泡。
     而且,即使一度使起泡镇静化,通过陆续排出的炉渣仍容易继续起泡。
     所以,要防止来自除渣锅的炉渣溢出,同时在短时间内由转炉向除渣锅内大量 排出这样的炉渣,重要的是使除渣锅中的起泡镇静化,所以抑制起泡的所述镇静材料的 效果具有重要的意义。 这里,在镇静材料的效果低时,为了避免炉渣溢出,不得不减小除渣量,在这 种情况下,容易导致除渣后的脱碳处理中的回 P( 回磷 ) 的增大、或喷溅的发生。 此外, 为了抑制该回磷及喷溅,可以增加 CaO 的使用量,但如果这样,则导致 CaO 浓度高的炉 渣的生成量增加,不仅从精炼成本,而且从炉渣处理的观点出发都是不优选的。
     因而,例如在下述专利文献 3 中,公开了一种转炉用的固体镇静材料,该镇静 材料包含 50 ~ 90%的含水率为 20%以下的矿浆废渣作为通过炉渣的热而产生气体的物 质、5 ~ 25%的转炉渣作为增加质量的物质、以及 5 ~ 25%的膨润土等粘合剂。
     此外,在下述专利文献 4 中公开了一种镇静材料,该镇静材料将作为产生气体 的物质的低于 40%的煤、石灰石、塑料、纸等热分解性物质、微粒铁粉和粘合剂混合, 并压块成形而成,其表观比重为 2 ~ 5。
     可是,在除渣锅中的起泡的镇静化时,如上述专利文献 1 所述,在向炉渣表面 吹喷碳粉时,碳粉因比重轻、体积小而难以进入到炉渣内部。 因此,碳粉的效果只显现 在炉渣的表面侧,对于起泡快的炉渣几乎没有效果。
     此外,如上述专利文献 2 所述,在向炉渣内部吹入碳粉时,碳粉因比重轻、体 积小而难以分散到炉渣整体中。 因此,碳粉的效果只显现在吹入位置的附近。 因此, 要使碳粉的效果作用到炉渣整体中,不得不从多个位置吹入碳粉,这样不仅使操作性变 差,而且设备构成也变得复杂。
     此外,在使除渣锅中的起泡镇静化时,上述专利文献 3 所述的镇静材料利用了 通过燃烧矿浆废渣而产生的 CO 或 CO2 气体及来自水分的 H2O 气体。 但是,由于该水分 低到 20%以下,因此刚投入后的气体产生量少。 因而,对于起泡快的炉渣,必须大量投 入。
     此外,上述专利文献 4 所述的镇静材料利用从热分解性物质产生的 CO 或 CO2 气 体,但与该热分解性物质相比,由于微粒铁粉的比率高,因此 CO 或 CO2 气体的产生量 少。 因而,与上述专利文献 3 的情况相同,对于起泡快的炉渣,必须大量投入。
     向炉渣中大量投入这些镇静材料导致下述问题 :1) 精炼成本增加,2) 气体产生 后的镇静材料的残渣作为杂质在炉渣内的残留量增加,3) 残渣成为白烟,吹起量增大造 成操作环境恶化。
     专利文献 1 :日本特开平 4-180507 号公报
     专利文献 2 :日本特开平 5-287347 号公报
     专利文献 3 :日本特开昭 54-32116 号公报
     专利文献 4 :日本特开平 11-50124 号公报 发明内容 本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供炉渣起泡镇静材料及炉渣起 泡镇静方法,其能够用较少的使用量迅速使起泡的熔融炉渣镇静化,防止由熔融炉渣溢 出造成的设备损伤,能够实现生产率的稳定维持。
     本发明为了解决上述问题来达到上述目的,采用了以下的手段。 即 :
     (1) 本发明的炉渣起泡镇静材料具备 :混合物,其含有 20 质量%~ 40 质量%的 粒度为 0.2mm ~ 2mm 的碳粉和 30 质量%~ 60 质量%的水分 ;以及容器,其由不透水性 的可燃性物质构成,用于收容所述混合物。
     (2) 在上述 (1) 所述的炉渣起泡镇静材料中,也可以将收容在所述容器中的所述 混合物的质量设定为 1kg ~ 10kg。
     (3) 本发明的炉渣起泡镇静方法是将上述 (1) 所述的炉渣起泡镇静材料投入到碱 度为 0.8 ~ 1.5 的起泡的熔融炉渣中。
     (4) 在上述 (3) 所述的炉渣起泡镇静方法中,也可以在由转炉排出的所述熔融炉 渣的排出位置处,在从该熔融炉渣的排出开始至 30 秒的时间内投入所述炉渣起泡镇静材 料。
     (5) 本发明的另一炉渣起泡镇静方法具有下述工序 :将上述 (1) 所述的炉渣起泡 镇静材料投入除渣锅中的工序 ;以及在该工序后,将碱度为 0.8 ~ 1.5 的熔融炉渣投入到 所述除渣锅中的工序。
     (6) 本发明的另一炉渣起泡镇静材料具备 :混合物,其含有 30 质量%~ 60 质 量%的水分和 35 质量%~ 65 质量%的燃料成分 ;以及容器,其由不透水性的有机物构 成,用于收容所述混合物。
     (7) 在上述 (6) 所述的炉渣起泡镇静材料中,收容在所述容器中的所述混合物的 质量也可以为 1kg ~ 10kg。
     (8) 本发明的又一炉渣起泡镇静方法具有将上述 (6) 所述的炉渣起泡镇静材料投 入到氧化铁浓度为 15 质量%~ 25 质量%的起泡的熔融炉渣中的工序。
     (9) 在上述 (8) 所述的炉渣起泡镇静方法中,也可以在由转炉排出的所述熔融炉 渣的排出位置处,在从该熔融炉渣的排出开始至 30 秒的时间内投入所述炉渣起泡镇静材 料。
     再有,将构成上述的炉渣起泡镇静材料 ( 以下也仅称为镇静材料 ) 的混合物中的 水分和碳粉定义如下。
     水分例如是在 100 ℃下加热 2 小时时的气化物质,其含有质量%可从加热前后
     的质量变化率来求出。 在测定方法上,如乙醇那样沸点比 H2O 低的物质都与水分一同气 化,但在制造镇静材料时,这样的低沸点物质不会大量含有,此外即使少量含有,也不 阻碍 H2O 对镇静化的贡献,因此在本发明中包括这些物质在内都定义为水分。
     此外,碳粉是焦炭粉、煤粉、石墨粉等以碳为主成分 (80 质量%以上 ) 的物质。 该碳粉的粒度用能够通过的筛的网眼开度定义。 即所谓粒度为 0.2mm ~ 2mm,是指能够 通过网眼开度为 2mm 的筛、且不能通过网眼开度为 0.2mm 的筛的粒子。
     此外,燃料成分是在大气气氛下在 815℃下加热 1 小时时的燃烧气化的物质,其 含有质量%可通过从加热前后的质量变化率 ( 气化成分 ) 中减去所述水分含有质量%来 求出。 该燃料成分由固体或固体与液体的混合物构成,例如,矿浆废渣中的纤维素、塑 料、托盘 ( トレ一 )、食用油、发动机油等废油及含油污泥这样的有机物是适用的。
     构成上述炉渣起泡镇静材料的混合物中的水分及燃料成分以外的剩余部分称为 灰分,其相当于气体产生后的残渣。 该灰分在混合物中不可避免地至少含有 5 质量%左 右,因此水分和燃料成分的和最大达到 95 质量%。
     如果示出以上所示的水分、燃料成分及灰分的关系,则如下所示。
     ( 构成镇静材料的混合物 ) = ( 水分 )+( 燃料成分 )+( 灰分 ) = 100( 质量% ) 在本发明的上述 (1) 或 (6) 所述的炉渣起泡镇静材料及上述 (3) 或 (8) 所述的 炉渣起泡镇静方法中,作为含有规定量的水分及碳粉的混合物,对起泡的熔融炉渣投入 ( 使用 ) 收容在由不透水性的可燃物质构成的容器中的镇静材料。 因而,可通过水分气化 产生的爆发性的体积膨胀能来使碳粉分散在熔融炉渣中。 其结果是,能够有效地抑制熔 融炉渣的起泡,因而即使镇静材料的总投入量少,也可得到较高的镇静效果。 因而,可 降低镇静材料的成本,或可通过防止熔融炉渣溢出造成的设备损伤来改善操作性,并且 还能稳定地维持精炼工序中的生产率。
     附图说明 图 1 是表示熔融炉渣中的气泡直径与该气泡的寿命的关系的曲线图,横轴表示 气泡直径,纵轴表示气泡寿命。
     图 2 是本发明的一个实施方式的炉渣起泡镇静方法的说明图。
     图 3 是表示每 1kg 炉渣起泡镇静材料的气体产生速度随时间变化的一个例子的曲 线图,横轴表示镇静材料投入后的时间,纵轴表示每 1kg 镇静材料的气体产生速度。
     符号说明
     10 转炉
     11 除渣锅
     12 镇静材料
     13 操作床
     14 移动台车
     S1 转炉内的熔融炉渣
     S2 排出到除渣锅中的熔融炉渣
     P 铁水
     具体实施方式
     对本发明的炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法的各实施方式参照附图说明 如下。
     [ 第 1 实施方式 ]
     图 1 是表示熔融炉渣中的气泡直径与该气泡的寿命的关系的曲线图,横轴表示 气泡直径,纵轴表示气泡寿命。 此外,图 2 是本实施方式的炉渣起泡镇静方法的说明 图。
     本实施方式的炉渣起泡镇静材料 ( 以下也仅称为镇静材料 ) 是将具有碳粉和水分 的混合物收容在由不透水性的可燃性物质构成的容器中的镇静材料。 以下对其进行详细 说明。
     碳粉因与熔融炉渣的润湿性差而具有在其表面不沾熔融炉渣的作用,因此如果 该碳粉进入到位于气泡与气泡之间的炉渣液膜中,则排除炉渣液膜,从而气泡合并。 这 里,参照图 1 对气泡直径与气泡寿命的关系进行说明。
     从图 1 清楚可知,有随着气泡直径增大该气泡寿命缩短的倾向,在熔融炉渣的 表面容易破裂。 特别是气泡直径超过 2mm(2.0mm) 的气泡,其寿命即直到破裂的时间没 有显著的差异,大约为 4 秒左右。 所以,在通过碳粉使气泡直径超过 2mm 的气泡相互合并的情况下,因该气泡寿 命的缩短幅度小而难以获得较大的起泡抑制效果。 另一方面,得到如下见识,即在使气 泡直径低于 2mm 的气泡合并时,因其寿命的缩短幅度大而容易获得起泡抑制效果。
     此外,本发明人等分别在铁水罐车、转炉、除渣锅中采集各熔融炉渣,调查了 残留在其内部的气泡的直径,结果得到直径为 0.2 ~ 5mm 的见识。 由此推测不存在气泡 直径低于 0.2mm 的气泡、或者即使该气泡存在个数也少,因此认为其对起泡的影响小。
     这里,对于气泡直径超过 2mm 的气泡,基于所述的理由认为,即使不投入镇静 材料,由于该气泡在熔融炉渣表面容易破裂,所以对起泡的影响小。
     从上述见识得知,如果能通过碳粉促进气泡直径为 0.2mm ~ 2mm 的气泡合并, 使气泡直径粗大化到超过 2mm,就能使气泡寿命大大降低,从而可抑制起泡。
     但是,要通过少量的镇静材料而确实地使炉渣起泡镇静,需要使碳粉分散在熔 融炉渣内。 这是因为,在熔融炉渣中,与碳粉偏在相比,碳粉均匀分散可使气泡的合并 扩展引发到熔融炉渣整体,从而提高起泡抑制效果。
     因而,作为使碳粉分散在熔融炉渣内的手段,本发明人等考虑利用气体产生物 质气化时的体积膨胀能,并进行了以下的试验。
     首先,作为气体产生物质,使用廉价且容易得到的水、矿浆废渣、食用油、废 塑料,将它们与碳粉的量经多种变更并混合而得到的混合物装填在乙烯袋中,制造镇静 材料,将该镇静材料投入到实机除渣中起泡的熔融炉渣中,从而进行试验。
     其结果是,在将镇静材料的投入量设定为排出的熔融炉渣量的 1 质量%左右的 少量的情况下,有显现出起泡抑制效果的炉渣起泡镇静材料和没有显现出抑制效果的炉 渣起泡镇静材料。 根据该结果,关于炉渣起泡镇静材料的适合的范围,发现以下情况。
     首先,混合物中的水分量为 30 质量%~ 60 质量%。
     此处,在水分量低于 30 质量%时,产生的气体 ( 水蒸汽 ) 不足,因而体积膨胀
     能不充分,碳粉难以分散在熔融炉渣内部。 另一方面,在水分量超过 60 质量%时,使碳 粉分散的效果饱和,而且产生的水蒸汽过多,因而熔融炉渣容易向除渣锅外飞散。 在这 种情况下,有成为设备损伤的原因的可能性。
     基于以上情况,将混合物中的水分量设定为 30 质量%~ 60 质量%,但下限优选 为 35 质量%,更优选为 40 质量%,上限优选为 55 质量%,更优选为 50 质量%。
     此外,碳粉的直径 ( 粒度 ) 为 0.2mm ~ 2mm。
     如上所述,成为粗大化的对象的气泡的直径为 0.2mm ~ 2mm。 要起到通过进入 到位于这些气泡间的炉渣液膜而使气泡相互合并的作用,需要将碳粉的直径设定为与气 泡同等以下。
     此处,在与气泡相比碳粉的粒径过大时,容易形成将碳粉夹在气泡与气泡之间 的形态,因此反而难以合并。 此外,粒径大的碳粉容易上浮到熔融炉渣表面,难以分散 到熔融炉渣中,因而难以获得起泡抑制效果。
     另一方面,在相对于气泡碳粉直径过于微细时,由于排除炉渣液膜的量减少, 因此难以促进气泡合并。 此外,粒径小的碳粉由于表面积增大,因此容易与熔融炉渣中 的 FeO 反应,产生微细的 CO 气泡,因此反而容易助长起泡,因而难以获得起泡抑制效 果。 基于以上的理由,将碳粉的直径设定为与成为粗大化的对象的气泡同等的直径 即 0.2mm ~ 2mm,但也可以含有若干 ( 例如 20 质量%以下左右 ) 低于 0.2mm 的碳粉、 或超过 2mm 的碳粉。 而且,如果含有 65 质量%以上的 0.2mm ~ 2mm 的碳粉,则可获 得上述的起泡抑制效果。
     混合物中所含的粒径为 0.2mm ~ 2mm 的碳粉量为 20 质量%~ 40 质量%。
     此处,在混合物中的粒径为 0.2mm ~ 2mm 的碳粉的量低于 20 质量%时,由于 混合物中碳粉所占的比率过少,因此气泡合并不充分,难以抑制起泡。 另一方面,根据 上述试验的结果,在粒径为 0.2mm ~ 2mm 的碳粉的量超过 40 质量%时,没有发现起泡 抑制效果的显著上升,推测效果饱和。
     基于上述情况,将混合物中的碳粉的量设定为 20 质量%~ 40 质量%,但下限优 选为 21 质量%,上限优选为 35 质量%,更优选为 30 质量%。
     以上所示的构成镇静材料的混合物中,水分和碳粉以外的剩余部分没有特别的 设定,但如果使用热分解性物质,则能够将熔融炉渣中产生气体时的体积膨胀能用于碳 粉的分散,因此是更优选的。 再有,作为这里所说的热分解性物质,例如适合使用矿浆 废渣、废塑料、食用油、废油这样的有机物、或 CaCO3 这样的碳酸化物、或 Ca(OH)2 这 样的氢氧化物等。
     如上所示,因混合物含有大量水分,即使压缩成形压碎强度也低,如果在搬运 等中受到振动或撞击,则容易发生形状破碎。 因而,为了使混合物确实潜入熔融炉渣 中,将混合物收纳在由不透水性的可燃性物质构成的容器中。
     这里,之所以将容器设定为不透水性,是为了在从制造到投入镇静材料之间防 止水分量减少。 此外,之所以用可燃性物质构成容器,是为了在熔融炉渣内使其早期气 化而消失,从而炉渣起泡镇静材料中所含的碳粉容易迅速向熔融炉渣内分散,容易更高 效率地抑制起泡。 作为这样的容器,例如 PET 瓶 ( 聚乙烯瓶 ) 这样的略硬质的容器在搬
     运或投入中操作性好,因此是优选的,但也可以是乙烯袋等。
     装填在该容器中的混合物的质量优选为 1kg ~ 10kg。
     在炉渣起泡镇静材料过轻时,向熔融炉渣中的潜入不充分,因而难以得到镇静 效果。 另一方面,在炉渣起泡镇静材料过重时,则在炉渣起泡镇静材料的制造或搬运时 操作变难。
     所以,从兼顾两者的观点出发,将混合物的质量设定为 1kg ~ 10kg,但下限优 选为 2kg,更优选为 3kg,上限优选为 8kg,更优选为 7kg。
     接着,对本实施方式的炉渣起泡镇静方法进行说明。 如上所述,碱度越低的 熔融炉渣越具有强的起泡性,但本实施方式的炉渣起泡镇静材料即使对于这样的熔融炉 渣,也能得到高的镇静效果。
     以下,作为其一个例子,参照图 2 对在多功能转炉法中使用的情况进行说明。
     在多功能转炉法中,在转炉 10 内对铁水 P 进行了脱磷后,将该转炉 10 内的熔融 炉渣 S1 排出到设置在炉下的除渣锅 11。 再有,此处,在 3 分钟左右的短时间内排出 10 ~ 15 吨的熔融炉渣 S1,因此在脱磷处理中将转炉 10 内的熔融炉渣 S1 的碱度调整到 0.8 ~ 1.5( 优选下限为 0.9,上限为 1.3),通过使熔融炉渣 S1 起泡可使其除渣性良好。 此处, 在碱度低于 0.8 时,由于 CaO 浓度低而使熔融炉渣 S1 的脱磷能力减小 ;另一方面,在碱 度超过 1.5 时,因熔融炉渣 S1 的粘性降低而难以起泡,因而除渣性降低。
     这样,对于从转炉 10 排出并供给至除渣锅 11 的熔融炉渣 S2,炉渣内部所含粒 铁中的 C 和 FeO 反应而产生 CO 气泡,容易急速且连续地起泡。 作为这样的相对于熔融 炉渣 S2 所使用的镇静材料 ( 炉渣起泡镇静材料 )12,需要具有可使滞留于熔融炉渣 S2 表 面的气泡的寿命缩短、抑制起泡的特性。
     本实施方式的镇静材料 12 可使具有气泡的合并作用及粗大化作用的碳粉,通过 水分气化时的体积膨胀能均匀地分散在熔融炉渣 S2 内,因此在熔融炉渣 S2 的整体都容易 得到碳粉的效果。 即使是气泡寿命容易延长的高粘性的低碱度炉渣也能够得到此效果, 与现有技术相比,该效果的差异更显著。
     所以,优选在除渣开始之前将镇静材料 12 投入除渣锅 11 中,优选将其投入位置 设定为向除渣锅 11 排出熔融炉渣 S1 的排出位置、即从转炉 10 排出的熔融炉渣 S1 到达除 渣锅 11 内的位置。 在除渣刚开始后,在除渣锅 11 中,伴随着排出的熔融炉渣 S2 的搅拌 特别剧烈,因此通过利用该搅拌能,能够使碳粉均匀地分散在熔融炉渣 S2 内。 此处,除 渣开始之前的镇静材料的投入量更优选为 30kg 以上。 或者,也能够从熔融炉渣 S1 的除 渣开始至 30 秒的时间内,将镇静材料 12 集中地 ( 例如一次或连续地、或分成多次 ) 投入 到向除渣锅 11 排出熔融炉渣 S1 的排出位置。 其理由与上述的除渣相同,从除渣开始至 30 秒的时间内的镇静材料 12 的投入量更优选为 30kg 以上。
     无论上述的哪种投入方法,从熔融炉渣 S1 的除渣开始起经过 30 秒后,可以根据 起泡的状况再投入镇静材料 12。 此时,也可以将所述镇静材料 12 与以往公知的镇静材料 组合使用。
     对于从上述的熔融炉渣 S1 的除渣开始至 30 秒的时间内 ( 前半 )、及从除渣开始 起经过 30 秒之后 ( 后半 ) 的镇静材料 12 的投入,优选在每单位时间内均等地进行。 此 时,前半的每单位时间的镇静材料 12 的投入量优选为后半的镇静材料 12 的投入量的 2倍~ 3 倍。
     再有,图 2 中的编号 13 为操作床,编号 14 为移动台车。
     实施例
     接着,对为确认本发明的作用效果而进行的实施例进行说明。
     镇静材料按下述方法制造 :在水分含有量为 60 质量%的矿浆废渣、焦炭粉及 石墨粉中,根据必要添加废塑料 ( 粉碎成薄片状的 PET 瓶 ) 和水分调节用的水,混合成 混合物,将该混合物装填在乙烯袋 ( 容积 :13500cm3、厚度 :0.5mm)、塑料瓶 ( 容积 : 12000cm3、厚度 :1.5mm) 或纸袋 ( 容积 :13500cm3、厚度 :0.5mm) 的容器中来制造。 该镇静材料的混合物的原料配合比率如表 1 所示。 此外,表 2 的碳粉的粒度 ( 粒径 ) 为 表 1 中的焦炭粉和石墨粉的混合物的粒度,该粒度可区分并表示为低于 0.2mm、0.2 ~ 2mm、超过 2mm 这三个范围。 另外,在表 2 中还记载了每 1 个镇静材料的质量,容器为 乙烯袋、塑料瓶或纸袋,其质量相对于混合物量很小,因此 1 个镇静材料的质量为每个 镇静材料的混合物量。
     表1
     表2表 3 中示出在多功能转炉法中,在除渣时将上述表 1、2 所示的实施例 1 ~ 12 及 比较例 1 ~ 7 的各镇静材料 ( 材料 A ~ S) 投入除渣锅中的结果。 此处,对 (1) 在熔融炉 渣的除渣开始前,将镇静材料配置在设置于炉体下方的高度为 4m 的除渣锅中时、和 (2) 从除渣开始至 30 秒的时间内,将镇静材料投入到向上述除渣锅排出熔融炉渣的排出位置 中时的 2 个条件进行了研究。 再有,在从除渣开始至 30 秒的时间内投入镇静材料的情况 下,在以脱磷处理后铁水残留在炉内的原状使转炉倾转、并从转炉炉口向上述除渣锅中 排出熔融炉渣时,从除渣刚开始后直到除渣结束,经由溜槽投入镇静材料。 由此,谋求 使除渣锅内起泡的熔融炉渣镇静化。 该熔融炉渣的排出时间都为 3 分钟。 再有,除渣中 的熔融炉渣的质量用安装在设置有除渣锅的移动台车上的称量器进行测定。
     表3
     实施例 1 ~ 12 都使用将水分为 30 质量%~ 60 质量%、粒径 0.2 ~ 2mm 的碳粉为 20 质量%~ 40 质量%的混合物收容在由不透水性的可燃性物质构成的容器中的镇静材料 ( 材料 A ~ L)。 其结果是,通过投入 120kg 的该镇静材料,能够使起泡镇静化,能够排 出 10 吨 ( 目标值 ) 以上的熔融炉渣。 特别是在实施例 1 中,在排出碱度为 1.1 的熔融炉 渣时,在除渣开始前将 40kg 的镇静材料 ( 材料 A) 配置在除渣锅中,从除渣开始起 30 秒 后向熔融炉渣的除渣位置再投入 80kg 的镇静材料 ( 材料 A),结果镇静化的效果提高,能 够排出 14 吨的熔融炉渣。 再有,对于从熔融炉渣的除渣开始至 30 秒的时间内投入 40kg 的镇静材料 ( 材料 B) 的实施例 2,也得到同样的结果。
     在实施例 3 中,关于使用的碳粉,相对于其总量,粒径低于 0.2mm 的碳粉的比 率高。 因此,与实施例 2 相比,促进熔融炉渣中的气泡合并的作用小,并且因产生微细 的 CO 气泡而难以得到起泡抑制效果,熔融炉渣的排出量为 11.5 吨。
     另一方面,在实施例 4 中,关于使用的碳粉,相对于其总量,粒径超过 2mm 的 碳粉的比率高。 因此与实施例 2 相比,促进熔融炉渣中的气泡合并的作用小,并且难以 分散在熔融炉渣中,难以得到起泡抑制效果,熔融炉渣的排出量为 11.5 吨。
     实施例 5 使用装填在乙烯袋中的混合物的质量为 0.8kg( 低于 1kg) 的镇静材料 ( 材料 E),因此与实施例 2 相比,向熔融炉渣中的潜入不充分,熔融炉渣的排出量为 11 吨。
     另一方面,实施例 6 使用装填在塑料瓶中的混合物的质量为 12kg( 超过 10kg) 的 镇静材料 ( 材料 F)。 因此,向熔融炉渣中的潜入充分,与实施例 2 相同能够排出 14 吨
     的熔融炉渣。 但是,镇静材料的质量过重,因此制造或搬运等的操作性比实施例 2 差。
     实施例 7 将镇静材料投入到除渣锅的端部附近,因此与实施例 2 相比,难以使镇 静材料 ( 材料 G) 潜入熔融炉渣中,熔融炉渣的排出量为 10.5 吨。
     实施例 8 将从除渣开始起 30 秒钟的镇静材料 ( 材料 H) 的投入量停留在比实施例 2 少的 24kg,因此熔融炉渣的排出量为 11 吨。
     实施例 9 使用构成镇静材料的混合物中的水分量比实施例 2 的镇静材料低的镇静 材料 ( 材料 I),因此产生的水蒸汽不足,碳粉难以分散在熔融炉渣的内部,熔融炉渣的排 出量为 10.5 吨。
     实施例 10 使用构成镇静材料的混合物中的水分量和粒径为 0.2mm ~ 2mm 的碳 粉的量均比实施例 2 的镇静材料低 ( 水分量与实施例 9 相同 ) 的镇静材料 ( 材料 J)。 因 此,除了实施例 9 的现象,还难以抑制起泡,能排出 10 吨的熔融炉渣,比实施例 9 少。
     此外,实施例 11 使用构成镇静材料的混合物中的水分量比实施例 2 的镇静材料 低的镇静材料 ( 材料 K),但粒径为 0.2mm ~ 2mm 的碳粉的量高于实施例 2 的镇静材料, 因此熔融炉渣的排出量为 11 吨。
     实施例 12 使用构成镇静材料的混合物中的水分量比实施例 2 的镇静材料高的镇 静材料 ( 材料 L),但粒径为 0.2mm ~ 2mm 的碳粉的量低于实施例 2 的镇静材料,因此熔 融炉渣的排出量为 10.5 吨。
     再有,以上所示的实施例 1 ~ 12 是以碱度在 0.8 ~ 1.5 的范围内的熔融炉渣为对 象的结果,都得到了良好的结果。
     另一方面,关于比较例 1、2,构成镇静材料 ( 材料 M、N) 的混合物中的水分量 低于 30 质量%,水分不足,因此碳粉向熔融炉渣中的分散不充分,在任一情况下,用与 实施例 1 ~ 12 相同的投入量都不能抑制起泡,需要投入大约 1.5 倍的镇静材料。
     特别是比较例 2,尽管与实施例 1 ~ 12 的镇静材料相比,增加了混合物中的粒径 为 0.2mm ~ 2mm 的碳粉的量 ( 超过 40 质量% ),但需要过剩地投入镇静材料。
     关于比较例 3、4,构成镇静材料 ( 材料 O、 P) 的混合物中的粒径为 0.2mm ~ 2mm 的碳粉的量低于 20 质量%,碳粉量不足,因此气泡的粗大化不充分,在任一情况 下,用与实施例 1 ~ 12 相同的投入量都不能抑制起泡,需要投入大约 1.5 倍的镇静材料。
     特别是比较例 3,尽管与实施例 1 ~ 12 的镇静材料相比,增加了构成镇静材料的 混合物中的水分量 ( 超过 60 质量% ),但需要过剩地投入镇静材料。
     比较例 5 不将混合物装填在容器中而使用,因此镇静材料 ( 材料 Q) 向起泡的熔 融炉渣中的潜入浅,因而镇静效果低。 因此,从防止熔融炉渣溢出的目的出发,有必要 抑制熔融炉渣的排出速度,熔融炉渣的排出量停留在 7.5 吨 ( 低于 10 吨 )。
     关于比较例 6,由于将混合物装填在透水性的纸袋中,因此在将镇静材料 ( 材料 R) 投入熔融炉渣中之前,水分量下降到 24 质量%。 因此,从防止熔融炉渣溢出的目的 出发,有必要抑制熔融炉渣的排出速度,熔融炉渣的排出量停留在 9 吨 ( 低于 10 吨 )。
     关于比较例 7,由于熔融炉渣的碱度低到 0.7( 低于 0.8),因此起泡性相当强,熔 融炉渣的排出量停留在 9.5 吨。
     由以上确认,通过使用本发明的炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法,可通 过较少使用量迅速地使起泡的熔融炉渣镇静化,可防止由熔融炉渣溢出造成的设备损伤,从而实现生产率的稳定维持。
     再有,在上述实施方式中,使用本发明的一个实施方式的炉渣起泡镇静材料, 并对多功能转炉法中的除渣时的炉渣起泡镇净化的方法进行了说明,但是并不局限于 此,例如,在采用铁水罐车或转炉的精炼中产生的炉渣起泡的镇静化也可适用于本发 明,而且发挥同样的效果。
     [ 第 2 实施方式 ]
     下面参照附图,对本发明的炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法的第 2 实施 方式说明如下。 再有,图 3 是表示每 1kg 炉渣起泡镇静材料的气体产生速度随时间变化 的一个例子的曲线图,横轴表示镇静材料投入后的时间,纵轴表示每 1kg 炉渣起泡镇静 材料的气体产生速度。
     本实施方式的炉渣起泡镇静材料 ( 以下也仅称为镇静材料 ) 是将具有水分和燃料 成分的混合物收容在由不透水性的有机物构成的容器中的镇静材料。 以下对其进行详细 说明。
     要用少量的镇静材料确实使熔融炉渣的起泡镇净化,作为该镇静材料的条件, 需要在起泡的熔融炉渣内迅速引发气体的产生,且需要其持续一定程度。
     因此,本发明人等为了弄清楚各种物质的气体产生的迅速性和持续性,进行了 各种实验。
     首先,将 1kg 水收容在 PET 瓶中,将其投入到起泡的 10 吨的熔融炉渣中。 其结 果是,在将水投入熔融炉渣后立即产生气体,在投入后大约 1 秒钟气体的产生结束。
     由此判明,水分适合用来满足气体产生的迅速性。 认为这是因为投入到熔融炉 渣中的水由于该熔融炉渣的热而爆发性地气化。
     此外,将水分干燥达到 5 质量%以下的 1kg 的矿浆废渣收容在 PET 瓶中,将其 投入到起泡的 10 吨的熔融炉渣中。 该矿浆废渣的主成分是燃料成分即纤维素。 其结果 是,从将矿浆废渣投入到熔融炉渣的大约 1 秒钟后气体产生,气体的产生持续到投入的 5 秒后。 再有,对于食用油、废油、塑料 ( 干燥到水分达到 5 质量%以下 ) 或这些有机物 的混炼物等其它燃料成分,也实施了同样的试验,得到了与矿浆废渣同样的结果。
     由此判明,燃料成分适合用来满足气体产生的持续性。 认为这是因为燃料成分 引起与熔融炉渣中的 FeO 的氧化反应 ( 燃烧 ),从而产生 CO、 CO2、 H2O 等气体。
     接着,制造具有含有水分量和燃料成分量经各种变更的混合物的镇静材料,进 行了将该镇静材料投入实机除渣中起泡的熔融炉渣中的试验。 其结果是,在将镇静材料 的投入量设定为排出的熔融炉渣量的 1 质量%左右的少量的情况下,有显现出起泡抑制 效果的镇静材料和没有显现出抑制效果的镇静材料。 因而,对显现出起泡抑制效果的镇 静材料中的几种,进行了以下的测定。
     该测定按下述方法进行 :在实验室中,用电炉内的坩埚熔化 10kg 的炉渣,在与 坩埚连接的玻璃管上安装流量计,将 5g 镇静材料投入上述炉渣中,连续地测定产生的气 体体积的时间变化。 图 3 中示出其结果的一个例子。 再有,图 3 是构成镇静材料的混合 物中的水分量为 45 质量%、燃料成分量为 35 质量%时的结果。 从图 3 得知,按每 1kg 镇静材料换算的气体产生速度从镇静材料刚投入后开始为 2.0m3/( 秒 ·kg) 以上,其持续 5 秒以上。另外,本发明人等为了明确混合物中的水分量及燃料成分量的适宜的范围,继 续进行了试验。 其结果是,判明混合物中的水分量需要为 30 质量%~ 60 质量%。
     在混合物中的水分量低于 30 质量%时,镇静材料投入后 1 秒钟的每 1kg 镇静材 料的气体产生速度低于 2.0m3/( 秒 ·kg),难以迅速产生气体。 另一方面,在水分量超过 60 质量%时,能够使镇静材料投入后 1 秒钟的每 1kg 镇静材料的气体产生速度在 2.0m3/ ( 秒 · kg) 以上,但后述的燃料成分量脱离适当范围,推断继续的气体产生变得困难。 此外,如果混合物中的水分量过多,则有引起水蒸汽爆发而损伤周边设备的可能性,因 此最好将水分量设定在本发明的范围内。 根据以上情况,将混合物中的水分量设定为 30 质量%~ 60 质量%,但下限优选为 35 质量%,更优选为 40 质量%,上限优选为 55 质 量%,更优选为 50 质量%。
     此外,判断出混合物中的燃料成分量需要在 35 质量%~ 65 质量%。
     在混合物中的燃料成分量低于 35 质量%时,从投入镇静材料的 1 秒后开始到 5 秒后的每 1kg 镇静材料的气体产生速度低于 2.0m3/( 秒 ·kg),继续的气体产生变难。 另 一方面,在燃料成分量超过 65 质量%时,所述的水分量脱离适当范围,推断迅速的气体 产生变得困难。 根据以上情况,将混合物中的燃料成分量设定为 35 质量%~ 65 质量%,但下限 优选为 38 质量%,上限优选为 55 质量%,更优选为 50 质量%。 再有,作为燃料成分, 能够使用上述矿浆废渣中的纤维素、塑料、托盘、食用油、废油 ( 例如发动机油 ) 及有机 物 ( 例如含油污泥 ) 中的任何 1 种或 2 种以上。
     如上所示,由于混合物含有较多水分,因此即使压缩成形压碎强度也低,如果 搬运等中受到振动或撞击则容易发生形状破碎。 因而,为了使混合物确实潜入熔融炉渣 中,并由其内部产生气体,将混合物收容在由不透水性的有机物构成的容器中。
     此处,之所以将容器设定为不透水性,是为了在从制造到投入镇静材料之间防 止水分量减少。 此外,之所以用有机物构成容器,是为了在熔融炉渣内使其早期气化 而消失,从而镇静材料投入熔融炉渣中后立即容易产生气体,容易更高效率地破坏泡沫 层。 作为这样的容器,例如能够使用 PET 瓶或乙烯袋等。
     收容在该容器中的混合物的质量优选设定为 1kg ~ 10kg。
     在镇静材料过轻时,向熔融炉渣中的潜入不充分,难以得到镇静效果。 另一方 面,在镇静材料过重时,则在镇静材料的制造或搬运时操作变得困难。
     所以,从兼顾两者的观点出发,将混合物的质量设定为 1kg ~ 10kg,但下限优 选为 2kg,更优选为 3kg,上限优选为 8kg,更优选为 7kg。
     接着,参照在上述第 1 实施方式中也采用的图 2,对将本实施方式的炉渣起泡镇 静方法应用于多功能转炉法时的情况进行说明。
     首先,在转炉 10 内在对铁水 P 进行了脱磷后,将该转炉 10 内的熔融炉渣 S1 排 出至设置在炉下的除渣锅 11。 再有,此处,由于在 3 分钟左右的短时间内排出 10 ~ 15 吨的熔融炉渣 S1,因此通过使转炉 10 内的熔融炉渣 S1 的 FeO( 氧化铁 ) 浓度提高到 15 质量%~ 25 质量%的范围内,使熔融炉渣 S1 起泡,从而使其除渣性良好。
     这样,对于从转炉 10 排出到除渣锅 11 中的熔融炉渣 S2,炉渣内部所含粒铁中 的 C 和 FeO 反应产生 CO 气泡,容易急速且连续地起泡。 作为这样的相对于熔融炉渣 S2
     所使用的镇静材料 12,优选具有从熔融炉渣 S2 的内部朝外部瞬间产生气体,容易形成滞 留于熔融炉渣 S2 内的气体的旁路的特性。
     作为具有上述特性的镇静材料 12,使用上述的本实施方式的镇静材料。 该镇静 材料由于可通过水分刚投入后迅速产生气体,因此容易形成 CO 气体的旁路。 此外,镇 静材料所含的燃料成分与熔融炉渣中大量含有的 FeO 发生氧化反应 ( 燃烧 ) 而产生气体, 因此具有相对于 FeO 浓度高的炉渣容易得到其效果的优点。
     所以,通过使用上述的镇静材料,水分迅速气化,形成 CO 气体的旁路,继续 与熔融炉渣中的 FeO 反应,使燃料成分继续产生气体,因此即使是具有强的起泡性的高 FeO 浓度的熔融炉渣,也可有效地使其镇静化。
     这样,通过在 FeO 浓度为 15 质量%~ 25 质量%的熔融炉渣中投入上述镇静材 料,可更显著地显现镇静材料的效果。
     再有,从熔融炉渣 S1 的除渣开始至 30 秒的时间内,在除渣锅 11 中,伴随着排 出的熔融炉渣 S2 的搅拌特别剧烈,从熔融炉渣 S2 产生大量 CO 气泡而起泡。 因而,优 选将镇静材料 12 从除渣开始至 30 秒的时间内集中地 ( 例如一次或连续地、或分成多次 ) 投入,此外优选其投入位置为向除渣锅 11 排出熔融炉渣 S1 的排出位置。 由此,能够容易地将镇静材料 12 更确实地潜入到熔融炉渣 S2 中。 此外,镇静 材料 12 的投入量更优选从除渣开始至 30 秒的时间内为 30kg 以上,在经过 30 秒之后,可 以根据起泡状况再投入镇静材料 12。
     接着,对为确认本发明的作用效果而进行的实施例进行说明。
     镇静材料按下述方法制造 :在水分含有量为 60 质量%的矿浆废渣和废塑料 ( 粉 碎成薄片状的 PET 瓶 ) 中,根据需要添加色拉油、制钢炉渣 ( 平均粒度 :0.5mm) 和水 分调节用的水,混合成混合物,将该混合物收容在乙烯袋或塑料瓶等容器中来制造。 该 镇静材料的混合物的原料配合比率如表 4 所示。 此外,表 4 中还记载了通过将各原料配 合比率换算成水分、燃料成分及灰分而得到的混合物的组成。 另外,表 4 中还记载了每 1 个镇静材料的质量,容器为乙烯袋或塑料瓶,其质量相对于混合物量很小,因此 1 个镇 静材料的质量为每个镇静材料的混合物量。
     表4
     表 5 中示出在多功能转炉法中,在除渣时将上述表 4 所示的实施例 21 ~ 29 及比 较例 21 ~ 26 的各镇静材料投入除渣锅中的结果。 此处,在以脱磷处理后铁水残留在炉 内的原状使转炉倾转、并从转炉炉口向设置于炉体下方的高度为 4m 的除渣锅中排出熔融 炉渣时,从除渣刚开始后直到除渣结束,经由溜槽投入镇静材料。 由此谋求使除渣锅内 起泡的熔融炉渣镇静化。 该熔融炉渣的排出时间都为 3 分钟。 再有,除渣中的熔融炉渣 的质量用安装在设有除渣锅的移动台车上的称量器进行测定。
     表5
     实施例 21 ~ 29 都使用将水分为 30 质量%~ 60 质量%、燃料成分为 35 质量%~ 65 质量%的混合物收容在由不透水性的有机物构成的容器中的镇静材料。 其结果是,通 过投入 120kg 的该镇静材料,能够使起泡镇静化,能够排出 10 吨 ( 目标值 ) 以上的熔融炉 渣。 特别是在实施例 21 中,在排出 FeO 浓度为 18 质量%的炉渣时,从除渣开始起 30 秒 将 40kg 的下述镇静材料投入到除渣位置,该镇静材料在乙烯袋中收容有 5kg 的混合物, 另外从经过 30 秒之后开始至 3 分钟的期间,再投入 80kg 上述的镇静材料,结果镇静化的 效果提高,能够排出 14 吨的熔融炉渣。
     此外,实施例 22 使用收容在乙烯袋中的混合物的质量为 0.8kg( 低于 1kg) 的镇静 材料,因此与实施例 21 相比较,向熔融炉渣中的潜入略浅,熔融炉渣的排出量为 10 吨。
     另一方面,实施例 23 使用收容在乙烯袋中的混合物的质量为 12kg( 超过 10kg) 的镇静材料,因此向熔融炉渣中的潜入充分,与实施例 21 相同能够排出 14 吨的熔融炉 渣。 但是,镇静材料的质量过重,因此制造或搬运等的操作性比实施例 21 差。
     在实施例 24 中,熔融炉渣 FeO 浓度高达 26 质量% ( 超过 25 质量% ),因此起 泡性相当强,熔融炉渣的排出量为 11.5 吨。
     此外,实施例 25 将镇静材料投入到除渣锅的端部附近,因此与实施例 21 相比 较,难以使镇静材料潜入熔融炉渣中,熔融炉渣的排出量为 10 吨。 另外,实施例 26 将 从除渣开始到 30 秒钟的镇静材料的投入量停留在比实施例 21 ~ 25 少的 24kg,因此熔融 炉渣的排出量为 11 吨。
     实施例 27 使用构成镇静材料的混合物中的水分量比实施例 21 ~ 26 的镇静材料 低的镇静材料,因此镇静材料刚投入熔融炉渣后的气体产生速度减慢,熔融炉渣的排出 量为 11 吨。
     另一方面,实施例 28 使用构成镇静材料的混合物中的燃料成分量比实施例 27 的 镇静材料高的镇静材料,因此使气体持续产生的效果提高,能够排出 12 吨的熔融炉渣,
     比实施例 27 多。
     此外,实施例 29 使用构成镇静材料的混合物中的水分量比实施例 21 ~ 26 的镇 静材料高的镇静材料,但使用燃料成分量比实施例 21 ~ 26 的镇静材料低的镇静材料,因 此熔融炉渣的排出量为接近实施例 21 的 13 吨。
     另一方面,关于比较例 21、22,构成镇静材料的混合物中的水分量低于 30 质 量%,水分不足,因此镇静材料刚投入熔融炉渣后的气体产生速度不足,用与实施例 21 ~ 29 相同的投入量都不能完全抑制起泡,需要投入大约 1.5 倍的镇静材料。 再有,关 于比较例 22,尽管与实施例 21 ~ 29 的镇静材料相比,增加了构成镇静材料的混合物中的 燃料成分量 ( 超过 65 质量% ),但需要过剩地投入镇静材料。
     此外,关于比较例 23、24,构成镇静材料的混合物中的燃料成分量低于 35 质 量%,燃料成分不足,因此气体产生的持续性不充分,用与实施例 21 ~ 29 相同的投入量 都不能完全抑制起泡,需要投入大约 1.5 倍的镇静材料。 再有,关于比较例 23,尽管与 实施例 21 ~ 29 的镇静材料相比,增加了构成镇静材料的混合物中的水分量 ( 超过 60 质 量% ),但需要过剩地投入镇静材料。
     而且,比较例 25 不将混合物收容在容器中而使用,因此镇静材料向起泡的熔融 炉渣中的潜入浅,镇静效果低。 因此,从防止熔融炉渣溢出的目的出发,有必要抑制熔 融炉渣的排出速度,熔融炉渣的排出量停留在 7.5 吨 ( 低于 10 吨 )。
     另外,比较例 26 由于将混合物收容在透水性的纸袋中,因此在将镇静材料投入 熔融炉渣中之前,水分量下降到 24 质量%。 因此,从防止熔融炉渣溢出的目的出发,需 要抑制熔融炉渣的排出速度,使熔融炉渣的排出量停留在 9 吨 ( 低于 10 吨 )。
     由以上确认,通过使用本发明的炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法,可用 较少使用量的炉渣起泡镇静材料迅速且确实地使起泡的炉渣镇静化,可防止由炉渣溢出 造成的设备损伤,从而能够实现生产性的稳定维持。
     以上说明了本发明的各实施方式,但本发明并不只限定于这些实施方式,在权 利要求书中所记载的事项的范围内还包含可考虑的其它实施方式或变形例。 例如,在通 过组合上述各实施方式或它们的变形例的一部分或全部来构成本发明的炉渣起泡镇静材 料和炉渣起泡镇静方法时,也都包含在本发明的权利范围内。
     此外,在上述实施方式中,对通过炉渣起泡镇静材料使多功能转炉法中除渣时 的炉渣起泡镇净化的方法进行了说明,但是炉渣起泡镇静材料的用途并不仅仅局限于 此,例如,也能够用于铁水罐车或转炉中的精炼中产生的炉渣起泡的镇静化,在此种情 况下也能发挥同样的效果。
     根据本发明的炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法,能够有效地抑制熔融炉 渣的起泡,因此即使镇静材料的总投入量少也可得到较高的镇静效果。 因而,可降低镇 静材料的成本,或可通过防止熔融炉渣溢出造成的设备损伤来改善操作性,并且还能稳 定地维持精炼工序中的生产率。

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1、10申请公布号CN102016081A43申请公布日20110413CN102016081ACN102016081A21申请号200980115620722申请日20090527200813832020080527JPC21C1/02200601C21C5/2820060171申请人新日本制铁株式会社地址日本东京72发明人松泽玲洋新野崇一若生昌光熊仓政宣74专利代理机构永新专利商标代理有限公司72002代理人张楠陈建全54发明名称炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法57摘要本发明提供一种炉渣起泡镇静材料,该炉渣起泡镇静材料具备混合物和容器,所述混合物含有20质量40质量的粒度为02MM2MM的碳。

2、粉和30质量60质量的水分;所述容器由不透水性的可燃性物质构成,用于收容所述混合物。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010110186PCT申请的申请数据PCT/JP2009/0597122009052787PCT申请的公布数据WO2009/145228JA2009120351INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书17页附图2页CN102016091A1/1页21一种炉渣起泡镇静材料,其特征在于,其具备混合物,其含有20质量40质量的粒度为02MM2MM的碳粉和30质量60质量的水分;以及容器,其由不透水性的可燃性物质构成,用于收容所述混合物。

3、。2根据权利要求1所述的炉渣起泡镇静材料,其特征在于,收容在所述容器中的所述混合物的质量为1KG10KG。3一种炉渣起泡镇静方法,其特征在于,将权利要求1所述的炉渣起泡镇静材料投入到碱度为0815的起泡的熔融炉渣中。4根据权利要求3所述的炉渣起泡镇静方法,其特征在于,在由转炉排出的所述熔融炉渣的排出位置处,在从该熔融炉渣的排出开始至30秒的时间内投入所述炉渣起泡镇静材料。5一种炉渣起泡镇静方法,其特征在于,其具有下述工序将权利要求1所述的炉渣起泡镇静材料投入除渣锅中的工序;以及在该工序后,将碱度为0815的熔融炉渣投入到所述除渣锅中的工序。6一种炉渣起泡镇静材料,其特征在于,其具备混合物,其含。

4、有30质量60质量的水分和35质量65质量的燃料成分;以及容器,其由不透水性的有机物构成,用于收容所述混合物。7根据权利要求6所述的炉渣起泡镇静材料,其特征在于,收容在所述容器中的所述混合物的质量为1KG10KG。8一种炉渣起泡镇静方法,其特征在于,其具有将权利要求6所述的炉渣起泡镇静材料投入到氧化铁浓度为15质量25质量的起泡的熔融炉渣中的工序。9根据权利要求8所述的炉渣起泡镇静方法,其特征在于,在由转炉排出的所述熔融炉渣的排出位置处,在从该熔融炉渣的排出开始至30秒的时间内投入所述炉渣起泡镇静材料。权利要求书CN102016081ACN102016091A1/17页3炉渣起泡镇静材料及炉渣。

5、起泡镇静方法技术领域0001本发明涉及使起泡的炉渣镇静化的炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法。0002本申请基于2008年5月27日在日本提出申请的日本特愿2008138320号并主张其优先权,这里援引其内容。背景技术0003在制造钢水的过程中产生的制钢炉渣以下仅称为炉渣在精炼处理中或精炼处理后,有时因为在与铁液的界面或在炉渣本身的内部产生的CO气泡而起泡FOAMING即炉渣的体积膨胀。在该起泡的程度剧烈的情况下,有时炉渣从转炉、铁水罐车、除渣锅等精炼设备或从铁液或炉渣的搬运容器中溢出。由于该炉渣为13001650的高温,因此如果溢出会损伤设备,而设备的复原需要较多的时间和劳力。0004作为避。

6、免这样的炉渣的溢出的方法,例如有降低精炼处理速度的方法、或暂时中断精炼处理的方法。但是,这些方法会对钢水的生产率带来不良影响,因此是不优选的。0005在上述的CO气泡的产生过程中,有炉渣中的FEO氧化铁与铁液中的C在界面反应、同样炉渣中的FEO与炉渣内部所含的粒铁中的C反应这两种情况。在上述任一情况下,都是在到达炉渣表面后直到破裂的时间寿命越长的气泡越容易滞留在炉渣内。气泡直径越小,或炉渣成分的粘性越高,气泡在炉渣中越能稳定地存在,因此其寿命变长破裂变难。由此观点得出,要抑制炉渣的膨胀,最好通过促进微细气泡的合并而使其粗大化。0006此外也可知,在上述两种反应的任一情况下,也是FEO浓度越高的。

7、炉渣越大量产生CO气泡。所以,FEO浓度高的炉渣具有特别强的起泡性,容易急速膨胀而溢出。因而,为了防止起泡的炉渣溢出,需要破坏炉渣中滞留气泡的层泡沫层来使炉渣收缩和镇静化。因此,一般采用在炉渣内投入气化的物质、将此时的体积膨胀能用于泡沫层的破坏的方法。0007如以上所说明的那样,粘性越高或FEO浓度越高的炉渣越容易起泡。而且,作为降低该起泡的方法,一般采用通过促进气泡合并或破坏泡沫层来进行镇静化的镇静材料。0008作为这样的镇静材料的一个例子,已知有碳粉。0009例如,在下述专利文献1中,公开了以5100KG/分钟的速度向起泡的炉渣吹喷碳粉碳材料的镇静方法。0010此外,在下述专利文献2中公开。

8、了一种镇静方法,该方法从各自独立的吹入系统吹入粒径为011MM和15MM的碳粉碳材料,对于1次抑制操作,将碳粉的吹入量设定为每吨铁水为01KG以上且低于08KG,并且将吹入速度设定为5100KG/分钟。0011此外,近年来,在通过精炼铁水来生产钢水时,采用在用转炉进行了脱磷处理说明书CN102016081ACN102016091A2/17页4后将炉内的一部分炉渣排到设置在炉下的除渣锅中,接着进行脱碳处理的方法多功能转炉法。0012在该方法中,通过在转炉内将炉渣成分的CAO/SIO2比以下称为碱度调整到0815,并提高炉渣的粘性,以便易于起泡,从而使炉渣的排出性良好。从转炉排出的所述炉渣由于气泡。

9、直径微细、且炉渣粘性高,因而在排出到除渣锅中后容易立即急速起泡。0013此外,在上述的多功能转炉法中,为了使炉渣的排出性良好,提高转炉内的炉渣的FEO浓度,从而使铁水中的C和炉渣在铁水的界面剧烈地反应,使其起泡。在这样起泡的炉渣中,伴随着炉渣和铁水的界面上的剧烈的CO气泡的产生,卷入较多的粒铁。因此,从转炉排出的炉渣在排出到除渣锅中后,炉渣内部所含的粒铁中的C与FEO立即反应,产生CO气泡,因而容易急速起泡。0014而且,即使一度使起泡镇静化,通过陆续排出的炉渣仍容易继续起泡。0015所以,要防止来自除渣锅的炉渣溢出,同时在短时间内由转炉向除渣锅内大量排出这样的炉渣,重要的是使除渣锅中的起泡镇。

10、静化,所以抑制起泡的所述镇静材料的效果具有重要的意义。0016这里,在镇静材料的效果低时,为了避免炉渣溢出,不得不减小除渣量,在这种情况下,容易导致除渣后的脱碳处理中的回P回磷的增大、或喷溅的发生。此外,为了抑制该回磷及喷溅,可以增加CAO的使用量,但如果这样,则导致CAO浓度高的炉渣的生成量增加,不仅从精炼成本,而且从炉渣处理的观点出发都是不优选的。0017因而,例如在下述专利文献3中,公开了一种转炉用的固体镇静材料,该镇静材料包含5090的含水率为20以下的矿浆废渣作为通过炉渣的热而产生气体的物质、525的转炉渣作为增加质量的物质、以及525的膨润土等粘合剂。0018此外,在下述专利文献4。

11、中公开了一种镇静材料,该镇静材料将作为产生气体的物质的低于40的煤、石灰石、塑料、纸等热分解性物质、微粒铁粉和粘合剂混合,并压块成形而成,其表观比重为25。0019可是,在除渣锅中的起泡的镇静化时,如上述专利文献1所述,在向炉渣表面吹喷碳粉时,碳粉因比重轻、体积小而难以进入到炉渣内部。因此,碳粉的效果只显现在炉渣的表面侧,对于起泡快的炉渣几乎没有效果。0020此外,如上述专利文献2所述,在向炉渣内部吹入碳粉时,碳粉因比重轻、体积小而难以分散到炉渣整体中。因此,碳粉的效果只显现在吹入位置的附近。因此,要使碳粉的效果作用到炉渣整体中,不得不从多个位置吹入碳粉,这样不仅使操作性变差,而且设备构成也变。

12、得复杂。0021此外,在使除渣锅中的起泡镇静化时,上述专利文献3所述的镇静材料利用了通过燃烧矿浆废渣而产生的CO或CO2气体及来自水分的H2O气体。但是,由于该水分低到20以下,因此刚投入后的气体产生量少。因而,对于起泡快的炉渣,必须大量投入。0022此外,上述专利文献4所述的镇静材料利用从热分解性物质产生的CO或CO2气体,但与该热分解性物质相比,由于微粒铁粉的比率高,因此CO或CO2气体的产生量少。因而,与上述专利文献3的情况相同,对于起泡快的炉渣,必须大量投入。说明书CN102016081ACN102016091A3/17页50023向炉渣中大量投入这些镇静材料导致下述问题1精炼成本增加。

13、,2气体产生后的镇静材料的残渣作为杂质在炉渣内的残留量增加,3残渣成为白烟,吹起量增大造成操作环境恶化。0024专利文献1日本特开平4180507号公报0025专利文献2日本特开平5287347号公报0026专利文献3日本特开昭5432116号公报0027专利文献4日本特开平1150124号公报发明内容0028本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法,其能够用较少的使用量迅速使起泡的熔融炉渣镇静化,防止由熔融炉渣溢出造成的设备损伤,能够实现生产率的稳定维持。0029本发明为了解决上述问题来达到上述目的,采用了以下的手段。即00301本发明的炉渣起泡镇静材料。

14、具备混合物,其含有20质量40质量的粒度为02MM2MM的碳粉和30质量60质量的水分;以及容器,其由不透水性的可燃性物质构成,用于收容所述混合物。00312在上述1所述的炉渣起泡镇静材料中,也可以将收容在所述容器中的所述混合物的质量设定为1KG10KG。00323本发明的炉渣起泡镇静方法是将上述1所述的炉渣起泡镇静材料投入到碱度为0815的起泡的熔融炉渣中。00334在上述3所述的炉渣起泡镇静方法中,也可以在由转炉排出的所述熔融炉渣的排出位置处,在从该熔融炉渣的排出开始至30秒的时间内投入所述炉渣起泡镇静材料。00345本发明的另一炉渣起泡镇静方法具有下述工序将上述1所述的炉渣起泡镇静材料投。

15、入除渣锅中的工序;以及在该工序后,将碱度为0815的熔融炉渣投入到所述除渣锅中的工序。00356本发明的另一炉渣起泡镇静材料具备混合物,其含有30质量60质量的水分和35质量65质量的燃料成分;以及容器,其由不透水性的有机物构成,用于收容所述混合物。00367在上述6所述的炉渣起泡镇静材料中,收容在所述容器中的所述混合物的质量也可以为1KG10KG。00378本发明的又一炉渣起泡镇静方法具有将上述6所述的炉渣起泡镇静材料投入到氧化铁浓度为15质量25质量的起泡的熔融炉渣中的工序。00389在上述8所述的炉渣起泡镇静方法中,也可以在由转炉排出的所述熔融炉渣的排出位置处,在从该熔融炉渣的排出开始至。

16、30秒的时间内投入所述炉渣起泡镇静材料。0039再有,将构成上述的炉渣起泡镇静材料以下也仅称为镇静材料的混合物中的水分和碳粉定义如下。0040水分例如是在100下加热2小时时的气化物质,其含有质量可从加热前后说明书CN102016081ACN102016091A4/17页6的质量变化率来求出。在测定方法上,如乙醇那样沸点比H2O低的物质都与水分一同气化,但在制造镇静材料时,这样的低沸点物质不会大量含有,此外即使少量含有,也不阻碍H2O对镇静化的贡献,因此在本发明中包括这些物质在内都定义为水分。0041此外,碳粉是焦炭粉、煤粉、石墨粉等以碳为主成分80质量以上的物质。该碳粉的粒度用能够通过的筛的。

17、网眼开度定义。即所谓粒度为02MM2MM,是指能够通过网眼开度为2MM的筛、且不能通过网眼开度为02MM的筛的粒子。0042此外,燃料成分是在大气气氛下在815下加热1小时时的燃烧气化的物质,其含有质量可通过从加热前后的质量变化率气化成分中减去所述水分含有质量来求出。该燃料成分由固体或固体与液体的混合物构成,例如,矿浆废渣中的纤维素、塑料、托盘一、食用油、发动机油等废油及含油污泥这样的有机物是适用的。0043构成上述炉渣起泡镇静材料的混合物中的水分及燃料成分以外的剩余部分称为灰分,其相当于气体产生后的残渣。该灰分在混合物中不可避免地至少含有5质量左右,因此水分和燃料成分的和最大达到95质量。0。

18、044如果示出以上所示的水分、燃料成分及灰分的关系,则如下所示。0045构成镇静材料的混合物水分燃料成分灰分100质量0046在本发明的上述1或6所述的炉渣起泡镇静材料及上述3或8所述的炉渣起泡镇静方法中,作为含有规定量的水分及碳粉的混合物,对起泡的熔融炉渣投入使用收容在由不透水性的可燃物质构成的容器中的镇静材料。因而,可通过水分气化产生的爆发性的体积膨胀能来使碳粉分散在熔融炉渣中。其结果是,能够有效地抑制熔融炉渣的起泡,因而即使镇静材料的总投入量少,也可得到较高的镇静效果。因而,可降低镇静材料的成本,或可通过防止熔融炉渣溢出造成的设备损伤来改善操作性,并且还能稳定地维持精炼工序中的生产率。附。

19、图说明0047图1是表示熔融炉渣中的气泡直径与该气泡的寿命的关系的曲线图,横轴表示气泡直径,纵轴表示气泡寿命。0048图2是本发明的一个实施方式的炉渣起泡镇静方法的说明图。0049图3是表示每1KG炉渣起泡镇静材料的气体产生速度随时间变化的一个例子的曲线图,横轴表示镇静材料投入后的时间,纵轴表示每1KG镇静材料的气体产生速度。0050符号说明005110转炉005211除渣锅005312镇静材料005413操作床005514移动台车0056S1转炉内的熔融炉渣0057S2排出到除渣锅中的熔融炉渣0058P铁水说明书CN102016081ACN102016091A5/17页7具体实施方式0059。

20、对本发明的炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法的各实施方式参照附图说明如下。0060第1实施方式0061图1是表示熔融炉渣中的气泡直径与该气泡的寿命的关系的曲线图,横轴表示气泡直径,纵轴表示气泡寿命。此外,图2是本实施方式的炉渣起泡镇静方法的说明图。0062本实施方式的炉渣起泡镇静材料以下也仅称为镇静材料是将具有碳粉和水分的混合物收容在由不透水性的可燃性物质构成的容器中的镇静材料。以下对其进行详细说明。0063碳粉因与熔融炉渣的润湿性差而具有在其表面不沾熔融炉渣的作用,因此如果该碳粉进入到位于气泡与气泡之间的炉渣液膜中,则排除炉渣液膜,从而气泡合并。这里,参照图1对气泡直径与气泡寿命的关系进行说。

21、明。0064从图1清楚可知,有随着气泡直径增大该气泡寿命缩短的倾向,在熔融炉渣的表面容易破裂。特别是气泡直径超过2MM20MM的气泡,其寿命即直到破裂的时间没有显著的差异,大约为4秒左右。0065所以,在通过碳粉使气泡直径超过2MM的气泡相互合并的情况下,因该气泡寿命的缩短幅度小而难以获得较大的起泡抑制效果。另一方面,得到如下见识,即在使气泡直径低于2MM的气泡合并时,因其寿命的缩短幅度大而容易获得起泡抑制效果。0066此外,本发明人等分别在铁水罐车、转炉、除渣锅中采集各熔融炉渣,调查了残留在其内部的气泡的直径,结果得到直径为025MM的见识。由此推测不存在气泡直径低于02MM的气泡、或者即使。

22、该气泡存在个数也少,因此认为其对起泡的影响小。0067这里,对于气泡直径超过2MM的气泡,基于所述的理由认为,即使不投入镇静材料,由于该气泡在熔融炉渣表面容易破裂,所以对起泡的影响小。0068从上述见识得知,如果能通过碳粉促进气泡直径为02MM2MM的气泡合并,使气泡直径粗大化到超过2MM,就能使气泡寿命大大降低,从而可抑制起泡。0069但是,要通过少量的镇静材料而确实地使炉渣起泡镇静,需要使碳粉分散在熔融炉渣内。这是因为,在熔融炉渣中,与碳粉偏在相比,碳粉均匀分散可使气泡的合并扩展引发到熔融炉渣整体,从而提高起泡抑制效果。0070因而,作为使碳粉分散在熔融炉渣内的手段,本发明人等考虑利用气体。

23、产生物质气化时的体积膨胀能,并进行了以下的试验。0071首先,作为气体产生物质,使用廉价且容易得到的水、矿浆废渣、食用油、废塑料,将它们与碳粉的量经多种变更并混合而得到的混合物装填在乙烯袋中,制造镇静材料,将该镇静材料投入到实机除渣中起泡的熔融炉渣中,从而进行试验。0072其结果是,在将镇静材料的投入量设定为排出的熔融炉渣量的1质量左右的少量的情况下,有显现出起泡抑制效果的炉渣起泡镇静材料和没有显现出抑制效果的炉渣起泡镇静材料。根据该结果,关于炉渣起泡镇静材料的适合的范围,发现以下情况。0073首先,混合物中的水分量为30质量60质量。0074此处,在水分量低于30质量时,产生的气体水蒸汽不足。

24、,因而体积膨胀说明书CN102016081ACN102016091A6/17页8能不充分,碳粉难以分散在熔融炉渣内部。另一方面,在水分量超过60质量时,使碳粉分散的效果饱和,而且产生的水蒸汽过多,因而熔融炉渣容易向除渣锅外飞散。在这种情况下,有成为设备损伤的原因的可能性。0075基于以上情况,将混合物中的水分量设定为30质量60质量,但下限优选为35质量,更优选为40质量,上限优选为55质量,更优选为50质量。0076此外,碳粉的直径粒度为02MM2MM。0077如上所述,成为粗大化的对象的气泡的直径为02MM2MM。要起到通过进入到位于这些气泡间的炉渣液膜而使气泡相互合并的作用,需要将碳粉的。

25、直径设定为与气泡同等以下。0078此处,在与气泡相比碳粉的粒径过大时,容易形成将碳粉夹在气泡与气泡之间的形态,因此反而难以合并。此外,粒径大的碳粉容易上浮到熔融炉渣表面,难以分散到熔融炉渣中,因而难以获得起泡抑制效果。0079另一方面,在相对于气泡碳粉直径过于微细时,由于排除炉渣液膜的量减少,因此难以促进气泡合并。此外,粒径小的碳粉由于表面积增大,因此容易与熔融炉渣中的FEO反应,产生微细的CO气泡,因此反而容易助长起泡,因而难以获得起泡抑制效果。0080基于以上的理由,将碳粉的直径设定为与成为粗大化的对象的气泡同等的直径即02MM2MM,但也可以含有若干例如20质量以下左右低于02MM的碳粉。

26、、或超过2MM的碳粉。而且,如果含有65质量以上的02MM2MM的碳粉,则可获得上述的起泡抑制效果。0081混合物中所含的粒径为02MM2MM的碳粉量为20质量40质量。0082此处,在混合物中的粒径为02MM2MM的碳粉的量低于20质量时,由于混合物中碳粉所占的比率过少,因此气泡合并不充分,难以抑制起泡。另一方面,根据上述试验的结果,在粒径为02MM2MM的碳粉的量超过40质量时,没有发现起泡抑制效果的显著上升,推测效果饱和。0083基于上述情况,将混合物中的碳粉的量设定为20质量40质量,但下限优选为21质量,上限优选为35质量,更优选为30质量。0084以上所示的构成镇静材料的混合物中,。

27、水分和碳粉以外的剩余部分没有特别的设定,但如果使用热分解性物质,则能够将熔融炉渣中产生气体时的体积膨胀能用于碳粉的分散,因此是更优选的。再有,作为这里所说的热分解性物质,例如适合使用矿浆废渣、废塑料、食用油、废油这样的有机物、或CACO3这样的碳酸化物、或CAOH2这样的氢氧化物等。0085如上所示,因混合物含有大量水分,即使压缩成形压碎强度也低,如果在搬运等中受到振动或撞击,则容易发生形状破碎。因而,为了使混合物确实潜入熔融炉渣中,将混合物收纳在由不透水性的可燃性物质构成的容器中。0086这里,之所以将容器设定为不透水性,是为了在从制造到投入镇静材料之间防止水分量减少。此外,之所以用可燃性物。

28、质构成容器,是为了在熔融炉渣内使其早期气化而消失,从而炉渣起泡镇静材料中所含的碳粉容易迅速向熔融炉渣内分散,容易更高效率地抑制起泡。作为这样的容器,例如PET瓶聚乙烯瓶这样的略硬质的容器在搬说明书CN102016081ACN102016091A7/17页9运或投入中操作性好,因此是优选的,但也可以是乙烯袋等。0087装填在该容器中的混合物的质量优选为1KG10KG。0088在炉渣起泡镇静材料过轻时,向熔融炉渣中的潜入不充分,因而难以得到镇静效果。另一方面,在炉渣起泡镇静材料过重时,则在炉渣起泡镇静材料的制造或搬运时操作变难。0089所以,从兼顾两者的观点出发,将混合物的质量设定为1KG10KG。

29、,但下限优选为2KG,更优选为3KG,上限优选为8KG,更优选为7KG。0090接着,对本实施方式的炉渣起泡镇静方法进行说明。如上所述,碱度越低的熔融炉渣越具有强的起泡性,但本实施方式的炉渣起泡镇静材料即使对于这样的熔融炉渣,也能得到高的镇静效果。0091以下,作为其一个例子,参照图2对在多功能转炉法中使用的情况进行说明。0092在多功能转炉法中,在转炉10内对铁水P进行了脱磷后,将该转炉10内的熔融炉渣S1排出到设置在炉下的除渣锅11。再有,此处,在3分钟左右的短时间内排出1015吨的熔融炉渣S1,因此在脱磷处理中将转炉10内的熔融炉渣S1的碱度调整到0815优选下限为09,上限为13,通过。

30、使熔融炉渣S1起泡可使其除渣性良好。此处,在碱度低于08时,由于CAO浓度低而使熔融炉渣S1的脱磷能力减小;另一方面,在碱度超过15时,因熔融炉渣S1的粘性降低而难以起泡,因而除渣性降低。0093这样,对于从转炉10排出并供给至除渣锅11的熔融炉渣S2,炉渣内部所含粒铁中的C和FEO反应而产生CO气泡,容易急速且连续地起泡。作为这样的相对于熔融炉渣S2所使用的镇静材料炉渣起泡镇静材料12,需要具有可使滞留于熔融炉渣S2表面的气泡的寿命缩短、抑制起泡的特性。0094本实施方式的镇静材料12可使具有气泡的合并作用及粗大化作用的碳粉,通过水分气化时的体积膨胀能均匀地分散在熔融炉渣S2内,因此在熔融炉。

31、渣S2的整体都容易得到碳粉的效果。即使是气泡寿命容易延长的高粘性的低碱度炉渣也能够得到此效果,与现有技术相比,该效果的差异更显著。0095所以,优选在除渣开始之前将镇静材料12投入除渣锅11中,优选将其投入位置设定为向除渣锅11排出熔融炉渣S1的排出位置、即从转炉10排出的熔融炉渣S1到达除渣锅11内的位置。在除渣刚开始后,在除渣锅11中,伴随着排出的熔融炉渣S2的搅拌特别剧烈,因此通过利用该搅拌能,能够使碳粉均匀地分散在熔融炉渣S2内。此处,除渣开始之前的镇静材料的投入量更优选为30KG以上。或者,也能够从熔融炉渣S1的除渣开始至30秒的时间内,将镇静材料12集中地例如一次或连续地、或分成多。

32、次投入到向除渣锅11排出熔融炉渣S1的排出位置。其理由与上述的除渣相同,从除渣开始至30秒的时间内的镇静材料12的投入量更优选为30KG以上。0096无论上述的哪种投入方法,从熔融炉渣S1的除渣开始起经过30秒后,可以根据起泡的状况再投入镇静材料12。此时,也可以将所述镇静材料12与以往公知的镇静材料组合使用。0097对于从上述的熔融炉渣S1的除渣开始至30秒的时间内前半、及从除渣开始起经过30秒之后后半的镇静材料12的投入,优选在每单位时间内均等地进行。此时,前半的每单位时间的镇静材料12的投入量优选为后半的镇静材料12的投入量的2说明书CN102016081ACN102016091A8/1。

33、7页10倍3倍。0098再有,图2中的编号13为操作床,编号14为移动台车。0099实施例0100接着,对为确认本发明的作用效果而进行的实施例进行说明。0101镇静材料按下述方法制造在水分含有量为60质量的矿浆废渣、焦炭粉及石墨粉中,根据必要添加废塑料粉碎成薄片状的PET瓶和水分调节用的水,混合成混合物,将该混合物装填在乙烯袋容积13500CM3、厚度05MM、塑料瓶容积12000CM3、厚度15MM或纸袋容积13500CM3、厚度05MM的容器中来制造。该镇静材料的混合物的原料配合比率如表1所示。此外,表2的碳粉的粒度粒径为表1中的焦炭粉和石墨粉的混合物的粒度,该粒度可区分并表示为低于02M。

34、M、022MM、超过2MM这三个范围。另外,在表2中还记载了每1个镇静材料的质量,容器为乙烯袋、塑料瓶或纸袋,其质量相对于混合物量很小,因此1个镇静材料的质量为每个镇静材料的混合物量。0102表101030104表20105说明书CN102016081ACN102016091A9/17页110106表3中示出在多功能转炉法中,在除渣时将上述表1、2所示的实施例112及比较例17的各镇静材料材料AS投入除渣锅中的结果。此处,对1在熔融炉渣的除渣开始前,将镇静材料配置在设置于炉体下方的高度为4M的除渣锅中时、和2从除渣开始至30秒的时间内,将镇静材料投入到向上述除渣锅排出熔融炉渣的排出位置中时的2。

35、个条件进行了研究。再有,在从除渣开始至30秒的时间内投入镇静材料的情况下,在以脱磷处理后铁水残留在炉内的原状使转炉倾转、并从转炉炉口向上述除渣锅中排出熔融炉渣时,从除渣刚开始后直到除渣结束,经由溜槽投入镇静材料。由此,谋求使除渣锅内起泡的熔融炉渣镇静化。该熔融炉渣的排出时间都为3分钟。再有,除渣中的熔融炉渣的质量用安装在设置有除渣锅的移动台车上的称量器进行测定。0107表30108说明书CN102016081ACN102016091A10/17页120109实施例112都使用将水分为30质量60质量、粒径022MM的碳粉为20质量40质量的混合物收容在由不透水性的可燃性物质构成的容器中的镇静材。

36、料材料AL。其结果是,通过投入120KG的该镇静材料,能够使起泡镇静化,能够排出10吨目标值以上的熔融炉渣。特别是在实施例1中,在排出碱度为11的熔融炉渣时,在除渣开始前将40KG的镇静材料材料A配置在除渣锅中,从除渣开始起30秒后向熔融炉渣的除渣位置再投入80KG的镇静材料材料A,结果镇静化的效果提高,能够排出14吨的熔融炉渣。再有,对于从熔融炉渣的除渣开始至30秒的时间内投入40KG的镇静材料材料B的实施例2,也得到同样的结果。0110在实施例3中,关于使用的碳粉,相对于其总量,粒径低于02MM的碳粉的比率高。因此,与实施例2相比,促进熔融炉渣中的气泡合并的作用小,并且因产生微细的CO气泡。

37、而难以得到起泡抑制效果,熔融炉渣的排出量为115吨。0111另一方面,在实施例4中,关于使用的碳粉,相对于其总量,粒径超过2MM的碳粉的比率高。因此与实施例2相比,促进熔融炉渣中的气泡合并的作用小,并且难以分散在熔融炉渣中,难以得到起泡抑制效果,熔融炉渣的排出量为115吨。0112实施例5使用装填在乙烯袋中的混合物的质量为08KG低于1KG的镇静材料材料E,因此与实施例2相比,向熔融炉渣中的潜入不充分,熔融炉渣的排出量为11吨。0113另一方面,实施例6使用装填在塑料瓶中的混合物的质量为12KG超过10KG的镇静材料材料F。因此,向熔融炉渣中的潜入充分,与实施例2相同能够排出14吨说明书CN1。

38、02016081ACN102016091A11/17页13的熔融炉渣。但是,镇静材料的质量过重,因此制造或搬运等的操作性比实施例2差。0114实施例7将镇静材料投入到除渣锅的端部附近,因此与实施例2相比,难以使镇静材料材料G潜入熔融炉渣中,熔融炉渣的排出量为105吨。0115实施例8将从除渣开始起30秒钟的镇静材料材料H的投入量停留在比实施例2少的24KG,因此熔融炉渣的排出量为11吨。0116实施例9使用构成镇静材料的混合物中的水分量比实施例2的镇静材料低的镇静材料材料I,因此产生的水蒸汽不足,碳粉难以分散在熔融炉渣的内部,熔融炉渣的排出量为105吨。0117实施例10使用构成镇静材料的混合。

39、物中的水分量和粒径为02MM2MM的碳粉的量均比实施例2的镇静材料低水分量与实施例9相同的镇静材料材料J。因此,除了实施例9的现象,还难以抑制起泡,能排出10吨的熔融炉渣,比实施例9少。0118此外,实施例11使用构成镇静材料的混合物中的水分量比实施例2的镇静材料低的镇静材料材料K,但粒径为02MM2MM的碳粉的量高于实施例2的镇静材料,因此熔融炉渣的排出量为11吨。0119实施例12使用构成镇静材料的混合物中的水分量比实施例2的镇静材料高的镇静材料材料L,但粒径为02MM2MM的碳粉的量低于实施例2的镇静材料,因此熔融炉渣的排出量为105吨。0120再有,以上所示的实施例112是以碱度在08。

40、15的范围内的熔融炉渣为对象的结果,都得到了良好的结果。0121另一方面,关于比较例1、2,构成镇静材料材料M、N的混合物中的水分量低于30质量,水分不足,因此碳粉向熔融炉渣中的分散不充分,在任一情况下,用与实施例112相同的投入量都不能抑制起泡,需要投入大约15倍的镇静材料。0122特别是比较例2,尽管与实施例112的镇静材料相比,增加了混合物中的粒径为02MM2MM的碳粉的量超过40质量,但需要过剩地投入镇静材料。0123关于比较例3、4,构成镇静材料材料O、P的混合物中的粒径为02MM2MM的碳粉的量低于20质量,碳粉量不足,因此气泡的粗大化不充分,在任一情况下,用与实施例112相同的投。

41、入量都不能抑制起泡,需要投入大约15倍的镇静材料。0124特别是比较例3,尽管与实施例112的镇静材料相比,增加了构成镇静材料的混合物中的水分量超过60质量,但需要过剩地投入镇静材料。0125比较例5不将混合物装填在容器中而使用,因此镇静材料材料Q向起泡的熔融炉渣中的潜入浅,因而镇静效果低。因此,从防止熔融炉渣溢出的目的出发,有必要抑制熔融炉渣的排出速度,熔融炉渣的排出量停留在75吨低于10吨。0126关于比较例6,由于将混合物装填在透水性的纸袋中,因此在将镇静材料材料R投入熔融炉渣中之前,水分量下降到24质量。因此,从防止熔融炉渣溢出的目的出发,有必要抑制熔融炉渣的排出速度,熔融炉渣的排出量。

42、停留在9吨低于10吨。0127关于比较例7,由于熔融炉渣的碱度低到07低于08,因此起泡性相当强,熔融炉渣的排出量停留在95吨。0128由以上确认,通过使用本发明的炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法,可通过较少使用量迅速地使起泡的熔融炉渣镇静化,可防止由熔融炉渣溢出造成的设备损说明书CN102016081ACN102016091A12/17页14伤,从而实现生产率的稳定维持。0129再有,在上述实施方式中,使用本发明的一个实施方式的炉渣起泡镇静材料,并对多功能转炉法中的除渣时的炉渣起泡镇净化的方法进行了说明,但是并不局限于此,例如,在采用铁水罐车或转炉的精炼中产生的炉渣起泡的镇静化也可适用于本。

43、发明,而且发挥同样的效果。0130第2实施方式0131下面参照附图,对本发明的炉渣起泡镇静材料及炉渣起泡镇静方法的第2实施方式说明如下。再有,图3是表示每1KG炉渣起泡镇静材料的气体产生速度随时间变化的一个例子的曲线图,横轴表示镇静材料投入后的时间,纵轴表示每1KG炉渣起泡镇静材料的气体产生速度。0132本实施方式的炉渣起泡镇静材料以下也仅称为镇静材料是将具有水分和燃料成分的混合物收容在由不透水性的有机物构成的容器中的镇静材料。以下对其进行详细说明。0133要用少量的镇静材料确实使熔融炉渣的起泡镇净化,作为该镇静材料的条件,需要在起泡的熔融炉渣内迅速引发气体的产生,且需要其持续一定程度。013。

44、4因此,本发明人等为了弄清楚各种物质的气体产生的迅速性和持续性,进行了各种实验。0135首先,将1KG水收容在PET瓶中,将其投入到起泡的10吨的熔融炉渣中。其结果是,在将水投入熔融炉渣后立即产生气体,在投入后大约1秒钟气体的产生结束。0136由此判明,水分适合用来满足气体产生的迅速性。认为这是因为投入到熔融炉渣中的水由于该熔融炉渣的热而爆发性地气化。0137此外,将水分干燥达到5质量以下的1KG的矿浆废渣收容在PET瓶中,将其投入到起泡的10吨的熔融炉渣中。该矿浆废渣的主成分是燃料成分即纤维素。其结果是,从将矿浆废渣投入到熔融炉渣的大约1秒钟后气体产生,气体的产生持续到投入的5秒后。再有,对。

45、于食用油、废油、塑料干燥到水分达到5质量以下或这些有机物的混炼物等其它燃料成分,也实施了同样的试验,得到了与矿浆废渣同样的结果。0138由此判明,燃料成分适合用来满足气体产生的持续性。认为这是因为燃料成分引起与熔融炉渣中的FEO的氧化反应燃烧,从而产生CO、CO2、H2O等气体。0139接着,制造具有含有水分量和燃料成分量经各种变更的混合物的镇静材料,进行了将该镇静材料投入实机除渣中起泡的熔融炉渣中的试验。其结果是,在将镇静材料的投入量设定为排出的熔融炉渣量的1质量左右的少量的情况下,有显现出起泡抑制效果的镇静材料和没有显现出抑制效果的镇静材料。因而,对显现出起泡抑制效果的镇静材料中的几种,进。

46、行了以下的测定。0140该测定按下述方法进行在实验室中,用电炉内的坩埚熔化10KG的炉渣,在与坩埚连接的玻璃管上安装流量计,将5G镇静材料投入上述炉渣中,连续地测定产生的气体体积的时间变化。图3中示出其结果的一个例子。再有,图3是构成镇静材料的混合物中的水分量为45质量、燃料成分量为35质量时的结果。从图3得知,按每1KG镇静材料换算的气体产生速度从镇静材料刚投入后开始为20M3/秒KG以上,其持续5秒以上。说明书CN102016081ACN102016091A13/17页150141另外,本发明人等为了明确混合物中的水分量及燃料成分量的适宜的范围,继续进行了试验。其结果是,判明混合物中的水分。

47、量需要为30质量60质量。0142在混合物中的水分量低于30质量时,镇静材料投入后1秒钟的每1KG镇静材料的气体产生速度低于20M3/秒KG,难以迅速产生气体。另一方面,在水分量超过60质量时,能够使镇静材料投入后1秒钟的每1KG镇静材料的气体产生速度在20M3/秒KG以上,但后述的燃料成分量脱离适当范围,推断继续的气体产生变得困难。此外,如果混合物中的水分量过多,则有引起水蒸汽爆发而损伤周边设备的可能性,因此最好将水分量设定在本发明的范围内。根据以上情况,将混合物中的水分量设定为30质量60质量,但下限优选为35质量,更优选为40质量,上限优选为55质量,更优选为50质量。0143此外,判断。

48、出混合物中的燃料成分量需要在35质量65质量。0144在混合物中的燃料成分量低于35质量时,从投入镇静材料的1秒后开始到5秒后的每1KG镇静材料的气体产生速度低于20M3/秒KG,继续的气体产生变难。另一方面,在燃料成分量超过65质量时,所述的水分量脱离适当范围,推断迅速的气体产生变得困难。0145根据以上情况,将混合物中的燃料成分量设定为35质量65质量,但下限优选为38质量,上限优选为55质量,更优选为50质量。再有,作为燃料成分,能够使用上述矿浆废渣中的纤维素、塑料、托盘、食用油、废油例如发动机油及有机物例如含油污泥中的任何1种或2种以上。0146如上所示,由于混合物含有较多水分,因此即。

49、使压缩成形压碎强度也低,如果搬运等中受到振动或撞击则容易发生形状破碎。因而,为了使混合物确实潜入熔融炉渣中,并由其内部产生气体,将混合物收容在由不透水性的有机物构成的容器中。0147此处,之所以将容器设定为不透水性,是为了在从制造到投入镇静材料之间防止水分量减少。此外,之所以用有机物构成容器,是为了在熔融炉渣内使其早期气化而消失,从而镇静材料投入熔融炉渣中后立即容易产生气体,容易更高效率地破坏泡沫层。作为这样的容器,例如能够使用PET瓶或乙烯袋等。0148收容在该容器中的混合物的质量优选设定为1KG10KG。0149在镇静材料过轻时,向熔融炉渣中的潜入不充分,难以得到镇静效果。另一方面,在镇静材料过重时,则在镇静材料的制造或搬运时操作变得困难。0150所以,从兼顾两者的观点出发,将混合物的质量设定为1KG10KG,但下限优选为2KG,更优选为3KG,上限优选为8KG,更优选为7KG。0151接着,参照在上述第1实施方式中也采用的图2。

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