JP2000087126A

JP2000087126A - 溶銑の脱燐精錬方法

Info

Publication number: JP2000087126A
Application number: JP25061398A
Authority: JP
Inventors: Hideshige Tanaka; 秀栄田中; Yoshimi Komatsu; 喜美小松; Ichiro Kikuchi; 一郎菊地; Manabu Arai; 学新井; Satoshi Kodaira; 悟史小平
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】発生スラグを低減しながら、より短時間に溶
銑を脱燐精錬する方法を目的とする。【解決手段】（ａ）転炉に溶銑を装入し、（ｂ）造滓
材として、焼石灰と通常精錬で発生したスラグ（以下通
常スラグという）を装入し、溶銑の燐（以下Ｐと記す
る）含有量を粗鋼で要求されているＰ含有量（鋼の成分
規格値）以下に脱燐精錬する。溶銑のＳｉ含有量は０．
３ｗｔ％以下であることが望ましい。溶銑のＳｉ含有量
が０．３ｗｔ％を超える場合には、溶銑を脱珪素処理を
行うことが望ましい。上記脱燐精錬方法により脱燐精錬
された溶銑は他の転炉において主に脱炭精錬を行うこと
により鋼を生産できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に高炉溶銑を脱
燐精錬し、次いで脱炭精錬して鋼を製造する方法におけ
る脱燐精錬の精錬方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】伝統的転炉製鋼法においては、同一の転
炉において高炉溶銑の脱燐精錬と脱炭精錬とを行なっ
て、製鋼作業を行っていた。しかし、近年の鋼材の品質
に対する要求が高くなる一方、連続鋳造の拡大や、真空
脱ガス、取鍋精錬等の溶鋼の二次精錬が普及するに伴
い、転炉における出鋼温度が上昇し、転炉に於ける脱燐
能力が低下してきた。この理由は、脱燐反応は高温ほど
不利に進行するからである。

【０００３】そこで、一の転炉において溶銑を脱燐精錬
し、燐（以下、Ｐと記する）成分をある程度除去してか
ら他の転炉において主に脱炭精錬する製鋼方法が発展し
てきた。かかる技術として、特開平２−２００７１５号
公報、特公平２−１４４０４号公報、特公昭６１−２３
２４３号公報の提案がある。

【０００４】また、本願の出願人も、既に従来の製鋼方
法を改良し、一の転炉で脱燐精錬をした溶銑を他の転炉
に装入し、ここで脱炭精錬を行ない鋼を製造する製鋼方
法を開発している（特開平６−４１６２４号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記製鋼方法
は、常に少なくとも２基の転炉を必要とする。通常、一
の転炉は一定の期間操業すると炉体耐火物が損耗するの
で、この耐火物を修理、若しくは張り替える所謂炉修理
が必要となる。

【０００６】このような場合には、１基の転炉で鋼を製
造せざるを得ない。この場合、１基の転炉で通常精錬、
即ち脱燐精錬と脱炭精錬を同一チャージで行う通常精錬
を行う。このような場合が４か月（１２０日）に１回、
約２０日生じる。この通常の精錬で発生するスラグ（以
下、通常スラグという）は、溶鋼１ｔｏｎ当たり約１０
０ｋｇ発生する。その成分組成は、例えば、Ｔ．Ｆｅ：
１８ｗｔ％，ＣａＯ：４２ｗｔ％，ＳｉＯ₂：１１ｗｔ
％，ＣａＯ／ＳｉＯ₂ ：３．８、Ｐ：１ｗｔ％である。
通常このスラグは再利用せず投棄処分していた。

【０００７】一方、上記脱燐精錬と脱炭精錬とを別個に
行うことにより鋼を製造する場合、脱燐精錬で発生する
スラグ（以下、脱燐スラグという）は、溶鋼１ｔｏｎ当
たり約４０ｋｇ発生し、その成分組成は、例えば、Ｔ．
Ｆｅ：５ｗｔ％，ＣａＯ：５２ｗｔ％，ＳｉＯ₂：１３
ｗｔ％，ＣａＯ／ＳｉＯ₂：４、Ｐ：３ｗｔ％である。

【０００８】脱燐精錬と脱炭精錬とを比較すると、前者
はＰが１ｗｔ％であり、更なる脱燐能力があり、また
Ｔ．Ｆｅが高いので鉄分の回収をすることが望ましく、
焼石灰に比較して溶解性も高い。そこで、省資源の観点
からも通常スラグを新たな焼石灰と共に再利用すること
が望ましい。

【０００９】他方、二基の転炉を用いた製鋼方法におい
ては、転炉で溶銑の脱燐精錬を行ない直ちに出湯し、こ
れを他の転炉等で脱炭精錬して鋼を製造する、本発明前
における３４０ｔｏｎ転炉における脱燐精錬の概要を図
８に示す。上記溶銑の脱燐精錬は低温（１２５０〜１４
００℃）で行われており、スラグが粒鉄を含むのでスラ
グがフォーミングしており、図に示す様に鎮静時間を４
分程度要していた。そのため、脱燐精錬時間は、例えば
平均約３６分であった。

【００１０】この脱燐溶銑を他の転炉に装入し、脱炭精
錬する時間は種々の改良により平均２９分、スラグコー
ティングをしない場合には２７分である。従って、脱炭
精錬炉は少なくとも７分、最大９分遊び時間が発生し、
従ってそれだけ製鋼能率が低下していた。この７分間の
遊び時間を短縮すると約２０％の生産向上が得られる。
また、この遊び時間において脱炭精錬炉の炉内温度の低
下があり、煉瓦の損耗等も発生し、転炉寿命の低下の原
因にもなっていた。

【００１１】そこで、本発明は、前述の通常精錬で発生
する通常スラグの積極的再利用を図るとともに、脱燐精
錬時間を短縮し、上記脱炭精錬炉の遊び時間を無くし、
円滑な製鋼作業を確保し、全体として製鋼能率の向上を
目的とする。また、上記脱燐精錬においては、従来の脱
炭精錬に比べ精錬温度が低いため滓化が不安定になり、
終点のＰ含有量が安定しなかった。そこで、溶銑のＰ含
有量を粗鋼成分のＰ含有量、即ち規格値以下（通常０．
０２ｗｔ％以下）に精錬し、脱炭精錬においては実質的
に脱燐精錬をせず、製鋼能率の向上を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題について種々研
究した結果、脱燐精錬の造滓材として、焼石灰の他に通
常精錬で発生するスラグを併せて装入して精錬を行うこ
とによって、Ｐ含有量を通常の粗鋼成分のＰ含有量以下
（所謂規格値以下、通常０．０２ｗｔ％以下）まで精錬
することができ、脱燐精錬をより促進することができる
との知見を得て下記の発明をするに至った。

【００１３】本発明は、下記の工程を備えたことを特徴
とする溶銑の脱燐精錬方法である。（ａ）転炉に溶銑を装入し、（ｂ）造滓材として、焼石
灰と通常精錬で発生したスラグ（以下通常スラグとい
う）を装入し、溶銑のＰ含有量を粗鋼で要求されている
Ｐ含有量（鋼の成分規格値）以下に脱燐精錬する。

【００１４】上記発明においては、溶銑を転炉に装入
し、造滓材として、焼石灰に加えて、通常精錬スラグも
併せて使用するので、スラグの早期生成を促進し、溶銑
の燐（以下Ｐと記する）含有量を粗鋼で要求されている
Ｐ含有量（鋼の成分規格値）以下に脱燐精錬することが
可能となる。

【００１５】更に、脱燐溶銑を脱炭精錬して発生した脱
炭精錬スラグをも合わせて装入することにより、脱燐精
錬を促進することもできる。上記脱燐精錬を行う溶銑の
Ｓｉ含有量はスラグ発生量を制限する点から０．３ｗｔ
％以下が望ましい。溶銑のＳｉ含有量が０．３ｗｔ％を
超える場合には、高炉鋳床における脱珪素処理及び／又
は溶銑鍋における脱珪素処理を行い、Ｓｉ含有量を０．
３ｗｔ％以下とすることが望ましい。

【００１６】また、前記脱珪素処理は、脱燐精錬を行う
転炉でＳｉ含有量を０．３ｗｔ％以下に精錬し、生成し
たスラグを排出し、引き続いて脱燐精錬を行うことも実
施できる。

【００１７】上記脱燐精錬により、時間的余裕が生じる
ので、上記脱燐精錬を行う転炉において、溶銑の装入に
先立ちスクラップも装入することができる。更に、本発
明は上記脱燐精錬により精錬された脱燐溶銑を、他の転
炉において脱炭精錬して鋼を製造する方法が可能であ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、転炉における従来の溶銑の
脱燐精錬の概要を図８において説明する。図８は、例え
ば溶銑３４０ｔｏｎの転炉における脱燐精錬の操業態様
（送酸量、ランス高さ、底吹きガス量、焼石灰等の造滓
材装入時間、装入量等）を示す。スクラップ装入に続い
て溶銑３４０ｔｏｎを装入後、造滓材としての焼石灰
（６ｔｏｎ／ｃｈ）、ホタル石（０．６ｔｏｎ／ｃ
ｈ）、場合により生ドロマイト等を装入しながら、酸素
吹錬を約１３分間行う。

【００１９】その後、溶銑とスラグの分離を行うためリ
ンスを３分間程度行う。その後、従来はスラグフォーミ
ングの鎮静化のため約４分を待ち、その後出湯する。図
に示すように脱燐精錬時間は約３６分である。一方、こ
の脱燐精錬を脱炭精錬する時間は約２９分であり、脱炭
精錬する転炉（以下、脱炭転炉という）は約７分間の非
稼働時間があった。

【００２０】本発明における３４０ｔｏｎ転炉における
脱燐精錬の概要を図１に示す。図１に示すように送酸
量、ランス高さ、底吹ガス量、鉄鉱石、スケール等の副
原料等は従来と異ならない。本発明では焼石灰である造
滓材と共に通常の転炉精錬で発生する通常スラグ、即ち
通常転炉滓を装入する点が特徴である。

【００２１】図２に焼石灰のみを造滓材とした場合と、
脱炭スラグ及び通常スラグを最大１０ｋｇ／ｔｏｎ添加
した場合の脱燐精錬後のＰ含有量を示す。前述の焼石灰
のみを装入した場合（１２．７ｋｇ／ｔｏｎ）には終点
のＰ含有量は平均約０．０２２ｗｔ％で、バラツキも大
きかった。

【００２２】他方、上記焼石灰と通常スラグを約３ｋｇ
／ｔｏｎ以上、望ましくは５ｋｇ／ｔｏｎ以上装入する
と終点のＰ含有量は平均０．０１１ｗｔ％に脱燐され、
バラツいても規格範囲内となる。なお、通常スラグを約
１０ｋｇ／ｔｏｎ以上装入すると、スラグ量が多くなり
スラグフォーミング高さが大きくなり、炉口からスラグ
が排出されるので望ましくない。

【００２３】また、従来、既に実施されている脱燐溶銑
を脱炭する脱炭精錬において発生するスラグ（以下、脱
炭スラグという）を通常スラグに替えて使用した場合の
終点Ｐ含有量も示してある。この脱炭スラグは、脱炭精
錬された溶鋼１ｔｏｎ当たり約１５から３０ｋｇ発生す
る場合があり、その成分組成は、例えばＴ．Ｆｅ：１
３．２ｗｔ％，ＣａＯ：４８．３ｗｔ％，ＳｉＯ₂ ：
８．７ｗｔ％，ＣａＯ／ＳｉＯ₂：５．６，Ｐ：０．５
ｗｔ％である。上記焼石灰とこの脱炭スラグを５ｋｇ／
ｔｏｎ以上装入すると、約０．０１３ｗｔ％に脱燐され
た。

【００２４】この図から通常スラグの効果には及ばない
が、脱炭スラグもある程度の効果もあるので、スラグの
需給バランスによっては、通常スラグの一部を脱炭スラ
グに替えて使用できる。即ち、通常スラグはＴ．Ｆｅが
高く、ＣａＯ／ＳｉＯ₂も低いので滓化促進効果がある
ためである。以上の通り、上記脱燐精錬においては、Ｐ
が通常粗鋼で要求されている規格値（０．０２ｗｔ％）
以下に安定して精錬される。

【００２５】次に、溶銑のＳｉ含有量と精錬時間との関
係を図３と図４に示す。従来例においては高炉からの溶
銑のＳｉ含有量は０．３〜０．５ｗｔ％程度であった
が、本発明では望ましくは０．３ｗｔ％以下の溶銑を使
用するので、脱珪時間が少なくなり、スラグ量を低減
し、スラグフォーミングが減少するので、スラグの鎮静
時間が不要となり、脱燐精錬時間は３２．２分以下とな
り、少なくとも約１０％の生産性の向上が得られる。

【００２６】次に、溶銑のＳｉ含有量であるが、最近の
高炉操業の定常的操業においては溶銑のＳｉ含有量は
０．３ｗｔ％以下であるので、本発明の実施に問題はな
い。しかし、非定常的な操業（高炉休風後等）ではＳｉ
が０．３ｗｔ％を超えることがあるが、このような場合
には溶銑鍋等で予め脱珪素を行ない、脱燐精錬時間の延
長を防止することができる。

【００２７】予備脱珪の方法としては、溶銑鍋脱珪素方
法、高炉鋳床脱珪素、あるいは、脱燐精錬を行う転炉に
おいて酸素吹錬して脱珪素し、発生したスラグを排滓
後、引き続いて脱燐精錬を行う方法等があり、いずれの
方法も使用できる。

【００２８】図５には従来精錬と本発明の精錬における
精錬時間を比較して示す。従来例に比較して精錬時間は
３６分から３２．２分に短縮されている。そのため製鋼
時間は約１０％短縮されている。本発明において望まし
くはＳｉ含有量が０．３ｗｔ％以下の溶銑を使用するた
め、スラグ量は図６に示すように、本発明においては従
来の脱燐精錬（４０〜５０ｋｇ／ｔｏｎ）より少なく
（２０〜４０ｋｇ／ｔｏｎ以下）、精錬中におけるスラ
グフォーミングも少ないので鎮静時間（従来４分）を要
せず、図１に示すように、脱燐精錬時間は従来の３６分
から３２．２分に短縮でき、脱炭精錬時間に接近した。

【００２９】以上の通り、本発明における脱燐精錬にお
いては、十分な脱燐精錬と精錬時間の短縮を確保するこ
とができる。なお、必要によりスラグフォーミングを抑
制するため、コークスを０．５ｔｏｎ／ｃｈ以下程度装
入する。

【００３０】また、脱燐精錬においては、脱燐精錬を促
進するためにはスラグ中のＦｅＯ濃度を高くする。この
ため、吹錬中期に鉄鉱石或いはミルスケールを装入する
（図１参照）。しかし、スラグのＦｅＯが高すぎると、
酸素吹錬終了後においてスラグフォーミングが大きくな
る。そこで酸素吹錬終了時刻の５分間以前において鉄鉱
石装入が終了しているように鉄鉱石装入を行うことが望
ましい。

【００３１】次に、図７に上記脱燐精錬された溶銑を脱
炭精錬する場合の状況を示す。この精錬においては主に
脱炭精錬を目的とするため、吹錬する酸素量を多くす
る。溶銑のＰ含有量は既に規格値（０．０２ｗｔ％）以
下となっているため、従来多く使用している焼石灰等の
造滓材を一連の吹錬の最初のチャージ以外は原則として
装入しない。

【００３２】従って、炉内に生成するスラグ量は図６に
示すように１０〜３０ｋｇ／ｔｏｎと少ない。しかも、
出鋼後において原則として炉内にスラグを残留させるた
め排出するスラグ量は従来と比較し大きく減少する。

【００３３】また、本発明では脱炭精錬において脱燐を
する必要がない。そこで、本発明ではマンガン鉱石（例
えば、Ｍｎ約５０ｗｔ％，Ｆｅ約１０ｗｔ％以下，Ｓｉ
Ｏ₂約１０ｗｔ％以下）を装入し、脱炭精錬終了時の溶
鋼のＭｎ含有量を高めることができ、より経済的に製鋼
作業が可能となる。

【００３４】更に、本発明における脱炭精錬において
は、脱燐精錬された溶銑の装入に先立ち、スラグ固化剤
を装入することができる。スラグ固化剤としては、煉瓦
屑、焼石灰、軽焼ドロマイト、生ドロマイト等がある。
上記スラグ固化剤のうち、軽焼ドロマイト、生ドロマイ
トは、溶解性、経済性、更には炉体寿命を延長する点か
ら望ましい。

【００３５】さらに、溶鋼を出鋼後において炉体を傾動
して炉内に残留したスラグを炉体内張り煉瓦に付着さ
せ、所謂スラグコーテイングを行う。このスラグコーテ
イングは炉体寿命の延長に大きく貢献し、脱燐精錬炉と
同程度の炉体寿命となる。

【００３６】更に、本発明においては、脱燐精錬時間を
従来より短縮できるので、脱燐精錬を行う転炉に、溶銑
を装入するに先立ち必要なスクラップの全量を装入する
ことが時間的に可能である。また、脱燐精錬は低い温度
（１３００〜１４００℃）で行われるが、溶銑の炭素量
が高いために、スクラップを容易に溶解するので、スク
ラップの装入が可能である。スクラップの装入量は熱バ
ランスの点から溶銑量の約１０ｗｔ％以内である。スク
ラップの装入は、脱燐精錬溶銑の生産量を増加させる効
果がある。

【００３７】以上述べた通り、本発明においては、脱炭
精錬は脱燐精錬時間以内において行うことができるの
で、脱燐精錬された溶銑は待ち時間なしに脱炭精錬を行
うことができ、製鋼能率を向上させることができる。ま
た、本発明における転炉とは、上吹き酸素転炉、底吹き
酸素転炉、及び上底吹き酸素転炉にいずれであってもよ
い。

【００３８】

【発明の効果】本発明においては、焼石灰の他に通常精
錬で発生するスラグを併用して脱燐精錬することによ
り、従来よりも終点の燐含有量を安定して低くすること
ができる。また、脱炭精錬時間より長かった脱燐精錬を
短縮でき、脱炭精錬時間により近づくことができる。従
って全体として所謂製鋼時間を約１０％短縮することが
できる。

【００３９】更に、本発明においては、望ましくはＳｉ
含有量が０．３ｗｔ％以下の溶銑を使用するのでスラグ
発生量を従来よりも低くすることができる。また、溶銑
の燐含有量を粗鋼で要求されているＰ含有量（鋼の成分
規格値）以下に精錬し、他の転炉では主に脱炭精錬を行
う。従って、脱炭精錬を行う転炉において、マンガン鉱
石を装入し、Ｍｎ含有量を高めることが可能となり、極
めて経済的な製鋼方法が実現できる。また、この製鋼方
法は発生するスラグの再利用をすることにより省資源の
効果もある。よって本発明の産業上の効果は著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における脱燐精錬工程の全体を示す図で
ある。

【図２】通常スラグ使用量と脱燐精錬後の溶銑のＰ含有
量との関係を示す図である。

【図３】本発明における溶銑Ｓｉ含有量と脱燐精錬時間
との関係を示す図である。

【図４】溶銑のＳｉ量と脱燐精錬時間との関係の１例を
示す図である。

【図５】本発明における脱燐精錬時間、脱炭精錬時間を
示す図である。

【図６】従来と本発明の脱燐精錬、脱炭精錬の成分組成
の変化、スラグ発生量を比較して示す図である。

【図７】脱燐精錬された溶銑の脱炭精錬工程を示す図で
ある。

【図８】従来の脱燐精錬工程を示す図である。

フロントページの続き (72)発明者菊地一郎東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者新井学東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者小平悟史東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 4K014 AA01 AA03 AB01 AB03 AD00 AD23 AD25 AE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の工程を備えたことを特徴とする溶
銑の脱燐精錬方法。（ａ）転炉に溶銑を装入し、（ｂ）
造滓材として、焼石灰と通常精錬で発生したスラグ（以
下通常スラグという）を装入し、溶銑の燐（以下Ｐと記
する）含有量を粗鋼で要求されているＰ含有量（鋼の成
分規格値）以下に脱燐精錬する。
【請求項２】前記溶銑のＳｉ含有量が０．３ｗｔ％以
下であることを特徴とする請求項１又は２記載の溶銑の
脱燐精錬方法。
【請求項３】前記溶銑のＳｉ含有量が０．３ｗｔ％を
超える場合には、該溶銑を、高炉鋳床における脱珪素処
理及び／又は溶銑鍋における脱珪素処理を行い、該溶銑
のＳｉ含有量を０．３ｗｔ％以下とすることを特徴とす
る請求項１又は２記載の溶銑の脱燐精錬方法。
【請求項４】前記溶銑のＳｉ含有量が０．３ｗｔ％を
超える場合には、脱燐精錬を行う転炉でＳｉ含有量を
０．３ｗｔ％以下に精錬し、生成したスラグを排出し、
引き続いて脱燐精錬を行うことを特徴とする請求項１又
は２記載の溶銑の脱燐精錬方法。
【請求項５】前記溶銑の装入に先立ちスクラップを装
入することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記
載の溶銑の脱燐精錬方法。