住友金属工业确立了可有效去除钢中所含杂质磷的制钢工艺“SRP-Z”。该工艺已用于该公司的鹿岛制铁所等,今后将扩大应用范围。
钢中所含的磷一般会使钢性能恶化。对钢的具体影响,是可导致硬度、韧性及耐腐蚀性等降低。因此,确立能以低成本及低环境负荷去除磷的制钢工艺,一直是个重大课题。
以前,钢所含的杂质中严重影响钢性能的是磷和碳。因此,去除这些物质(脱磷、脱碳)十分重要。
脱磷与脱碳一般在一个转炉内进行。对此,该公司开发出了在专用转炉内完成各工序的“SRP(Simple Refining Process)”,并运用于实际制钢工艺中。因采用SRP转炉数要增加,可能会导致能源用量增加及制造周期延长等。但脱磷和脱碳所需要的热力学条件(温度及盐基度等)不同,因此该公司通过提高专用炉的效率解决了这些问题,从而改善了综合效率。
不过,SRP的脱磷工序仍存在改进余地。作为脱磷剂的块状生石灰(氧化钙)的熔点高达2000℃,而且溶解速度慢,因此在脱磷炉内不能完全溶解,会以未反应状态残留在炉渣中。虽作为解决措施,在脱磷炉内通入用于促进搅拌的气体,但效果是有限的。
因此,新开发的SRP-Z在使生石灰粉碎成粉末后,利用顶枪将其与氧气一同喷向钢水表面。之所以要粉碎生石灰,是因为与块状相比其表面积增大从而使反应速度加快。顶枪是用来从转炉上部向炉内的钢水大量供氧的管道,其顶端设有多个构造复杂的孔。利用这些孔,使含有生石灰粉末的氧喷向转炉内的钢水。
尽管这种方法存在粉末在转炉内飞舞、不与钢水反应就排出炉外的问题,但通过改进顶枪的形状,并进一步改善作业条件,使绝大部分生石灰都能与钢水反应。其结果,不仅将生石灰的用量减少了15%,还缩短了脱磷工序所需要的时间。
并且,还能使用含有可促进脱磷反应的矾土(氧化铝)钢包渣。由于脱磷剂中加入矾土后粘性提高,因此脱磷反应中生成气体的气泡无法脱离钢包渣表面,从而导致钢包渣膨胀。鉴于这个原因,含有矾土的钢包渣以前不能在脱磷工序中使用。而前述SRP-Z中的氧射流会冲破钢包渣表面的气泡,因而可防止钢包渣的膨胀。在脱磷工序中使用钢包渣,可进一步提高脱磷效率。以往需要在公司外确保钢包渣的回收用途,而今后其可在公司内部的制钢工序中使用。 (图片)
“SRP-Z”的概要 SRP-Z目前已在该公司的鹿岛制铁所及其关联公司住金钢铁和歌山(总部:和歌山市)的转炉上实际应用。今后还预定用于2010年10月投产的住友金属小仓(总部:北九州市)的转炉。住友金属的鹿岛制铁所已经在公司内部实现了钢包渣的循环再利用,目前其他事业所也在考虑采用。(记者:高野 敦)
|