JP2000129328A - 溶銑の脱硫方法 - Google Patents

溶銑の脱硫方法

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善彦 樋口
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 溶銑中の[S]濃度を20ppm以下にする
脱硫処理が可能であり、しかも脱硫スラグ(単に製鋼ス
ラグ、造塊スラグともいう)の埋立量を低減でき、Ca
Oの使用量の低減が可能である溶銑の脱硫方法を提供す
ることにある。 【解決手段】 鋳込み終了時に取鍋内に残存する塩基度
(重量比:CaO/SiO)が2以上、(T.Fe)
濃度が10重量%以下の造塊スラグを溶銑鍋に入れ置き
して、溶銑を溶銑鍋に注入し機械攪拌を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は造塊スラグを使用し
た溶銑の脱硫方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶銑の脱硫剤としては、生石灰(Ca
O)単独、あるいは融点を下げる目的で生石灰にCaF
2 を含有させたものを用いるのが一般的であり、このC
aOが下記の反応により溶銑中の[S]と反応し、(C
aS)となりスラグ中に移行することにより溶銑の脱硫
を行うことができる。
【0003】CaO+[S]=(CaS)+[O] 溶銑の脱硫処理を行った後、発生した脱硫スラグは、冷
却後埋立用に使用されている。この埋立コストの低減の
観点、さらに、将来的には埋立地枯渇問題の観点から埋
立量を低減できる方法が望まれている。
【0004】また、鋳込み終了時に、取鍋内にはスラグ
(以下、造塊スラグという)が取鍋底部に残存し、排滓
鍋に排出される。この造塊スラグは、冷却後埋立に使用
され、上記脱硫スラグと同様の問題があり埋立量を低減
できる方法が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、溶銑
中の[S]濃度を20ppm以下にする脱硫処理が可能
であり、しかも脱硫スラグおよび造塊スラグ(以下、単
に製鋼スラグともいう)の埋立量を低減でき、CaOの
使用量の低減が可能である溶銑の脱硫方法を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は以下の
(A)〜(G)の知見を得た。 (A)転炉出鋼時に転炉から不可避的に流出する取鍋ス
ラグは塩基度(重量比:CaO/SiO2 、以下単に塩
基度という)が1〜6程度であり、多くのCaOを含有
しているため脱硫剤として利用できる可能性がある。
【0007】しかし、取鍋スラグを脱硫剤として使用す
る場合は、取鍋スラグ中の(FeO)と溶銑中の[C]
とが反応してCOガスが発生し、スラグフォーミングを
おこし溶銑が溶銑鍋から横溢するという問題が発生する
ため、取鍋スラグ中の(T.Fe)濃度を予め低減する
必要がある。
【0008】取鍋スラグ中の(T.Fe)濃度を低減す
る方法として、以下の(B)または(C)の方法があ
る。 (B)転炉出鋼の形態は溶鋼脱酸の有無により未脱酸出
鋼・脱酸出鋼にわかれるが、一般的に脱酸出鋼では出鋼
中に溶鉄中酸素を脱酸する金属Alなどの脱酸剤を添加
する。この脱酸剤のAlが下記式のように、取鍋スラグ
中のFeOを還元するため、取鍋スラグ中の(T.F
e)濃度は低くできる。
【0009】3FeO+2Al=3Fe+Al2 3 (C)出鋼時あるいは出鋼後にスラグ還元剤を取鍋スラ
グに添加し、溶鋼の脱酸処理を行わないで、取鍋スラグ
中の(T.Fe)濃度を低くできる。
【0010】上記の(B)または(C)の方法の適用に
より、取鍋スラグの塩基度を高く維持し、しかも取鍋ス
ラグ中の(T.Fe)を低くできる。
【0011】(D)上記(B)または(C)の処理に加
えて、取鍋内の溶鋼に対して様々な二次精錬処理(バブ
リング、粉体吹き込み、真空脱ガス等)が一般的に適用
され、取鍋スラグの組成を変化させるが、依然として取
鍋スラグはCaOを多量に含み、しかも取鍋スラグ中の
(T.Fe)濃度を低く保たれる。
【0012】(E)二次精錬終了後に取鍋は連続鋳造装
置まで移送され、取鍋内溶鋼は連続鋳造設備に供給され
る。鋳込み終了時に、取鍋内には前記の造塊スラグが取
鍋底部に残存するが、これは排滓鍋に排出される。この
塊状の造塊スラグはスラグヤードに移動し、冷却後埋立
に使用され、埋立処理コストがかかるという問題があ
り、さらに、将来的には埋立地枯渇という問題もある。
【0013】CaOが多量に含まれていることを利用し
て造塊スラグを溶銑脱硫に再利用できれば、従来の造塊
スラグ分の埋立量が削減でき、コストダウンが達成でき
る。
【0014】(F)塊状の造塊スラグを使用して溶銑の
脱硫処理を行う手段として、機械攪拌法の適用は、塊状
の造塊スラグをそのまま入れ置き等で使用できるため有
用な方法であると判断できる。
【0015】(G)上記機械攪拌法の適用の妥当性と、
溶銑中の[S]濃度を20ppm以下にするための造塊
スラグの塩基度および(T.Fe)濃度の臨界値を調査
するため、造塊スラグを溶銑ton当り約10kg/t
on添加し、約10分間機械攪拌を行う条件下で、試験
を行ったところ、図1に示す結果が得られた。
【0016】同図に示すように、溶銑中の[S]濃度を
20ppm以下にするためには、造塊スラグ中の(T.
Fe)濃度が10重量%以下、塩基度が2.0以上であ
ればよいことが判明した。
【0017】また、機械攪拌法の適用に際し、特に問題
がなかった。本発明は、以上の知見に基づいてなされた
もので、その要旨は、「鋳込み終了時に取鍋内に残存す
る塩基度(重量比:CaO/SiO2 )が2以上、
(T.Fe)濃度が10重量%以下の造塊スラグを溶銑
鍋に入れ置きして、溶銑を溶銑鍋に注入し機械攪拌を行
う溶銑の脱硫方法」である。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の方法を以下に説明する。
250ton溶銑鍋に造塊スラグを約10kg/ton
入れ置きした後、高炉から溶銑を運搬するトピードカー
から溶銑250tonを溶銑鍋に払い出し、耐火物製の
インペラーを溶銑に浸漬し、インペラーを溶銑内で回転
させ溶銑と脱硫フラックスである造塊スラグを機械攪拌
する。
【0019】図2に機械攪拌する方法を示す。
【0020】同図に示すように、溶銑鍋1の溶銑2はイ
ンペラー3の機械攪拌により回転運動を与えられ、鍋中
心(インペラー軸)付近にへこみ部ができ、そこに浮上
した造塊スラグ4が溜まる。溶銑はインペラーにより外
向きに押し出される。へこみ部に溜まった造塊スラグ4
はこの押し出す力により、溶銑内に分散され造塊スラグ
中の(CaO)と溶銑中の[S]とが下記反応式のよう
に反応し脱硫が進行する。
【0021】(CaO)+[S]=(CaS)+[O] 約10分の攪拌時間の後にインペラー3を停止し、引き
上げて溶銑の分析用試料を採取すると、溶銑中の[S]
濃度は処理前の約300ppmから20ppm以下にな
る。
【0022】造塊スラグの塩基度は高いほど良く2以上
であればい。上限は特に定めないが滓化し易い5以下が
望ましい。造塊スラグ中の(T.Fe)濃度は低いほど
良く10重量%(以下、単に%で示す)以下であれば
い。下限は特に定めないが、前述のスラグ還元剤または
脱酸剤を低減させる観点から5%以上が望ましい。
【0023】
【実施例】高炉から1500℃で出銑した溶銑中の
[S]濃度が270〜300ppmの溶銑に出銑樋で酸
化鉄を含有する脱珪剤を添加して溶銑中の[Si]を
0.45%から0.35%に脱珪し、脱珪後溶銑を25
0tonトピードカーに注銑し、トピードカーを溶銑脱
硫装置まで移動させて、CaOを主成分とする脱硫剤1
0kg/tonを入れ置きした取鍋にトピードカー内の
溶銑を払い出した。その後、耐火物で被覆したインペラ
ー(直径1.35m、4枚羽根)を溶銑内に浸漬深さ
1.5mで浸漬し、電気モーターにて120rpmの回
転数で10分間回転させて脱硫処理を行った。脱硫処理
後、インペラーの回転を停止し溶銑からインペラーを引
き上げ、溶銑鍋の溶銑上に浮上した脱硫スラグを機械式
スラグドラッガーで掻き出し、溶銑鍋を転炉注銑位置ま
で移動させ、溶銑鍋から転炉口へ注銑し、転炉吹錬を行
った。なお、掻き出した脱硫スラグはスラグヤードに移
動し、冷却後埋立に供された。
【0024】次に、転炉吹錬後の取鍋スラグにスラグ還
元剤(金属Al+CaO含有物質)を添加して、取鍋ス
ラグ中の(T.Fe)濃度を0.5〜20%に調整し
た。
【0025】取鍋内溶鋼にRH脱ガス処理を行い溶鋼中
の[C]濃度を0.04%から0.002%まで脱炭
し、RH槽内に脱酸用金属Alを添加して、さらに介在
物除去のための環流処理を行った。RH処理後に、取鍋
を連続鋳造装置まで移動し取鍋下部を開口して、鋳型と
の中間にある中間容器(タンディッシュ)に溶鋼を供給
した。
【0026】鋳込み終了後、取鍋内に残留した造塊スラ
グを排滓鍋に払い出し、この排滓鍋を溶銑脱硫処理場ま
で移動し、脱硫剤である排滓鍋内の造塊スラグ10kg
/tonを入れ置きした取鍋にトピードカー内の溶銑を
払い出した。その後、耐火物で被覆したインペラー(直
径1.35m、4枚羽根)を溶銑内に浸漬深さ1.5m
で浸漬し、電気モーターにて120rpmの回転数で1
0分間回転させて脱硫処理を行った。脱硫処理後、イン
ペラーの回転を停止し溶銑からインペラーを引き上げ、
溶銑鍋の溶銑上に浮上した脱硫スラグを機械式スラグド
ラッガーで掻き出し、溶銑鍋を転炉注銑位置まで移動さ
せ、溶銑鍋から転炉口へ注銑し、転炉吹錬を行った。な
お、造塊スラグを脱硫剤として利用してできた脱硫スラ
グは掻き出してスラグヤードに移動し、冷却後埋立に供
された。
【0027】造塊スラグ10kg/tonを入れ置きし
た取鍋にトピードカー内の溶銑を払い出し溶銑脱硫処理
試験を行うのを1サイクルとして繰り返し溶銑脱硫処理
試験を行い、溶銑脱硫に使用する造塊スラグの塩基度お
よび(T.Fe)濃度と脱硫処理後の溶銑中の[S]濃
度との関係を調査した。
【0028】表1に試験結果を示す。同表に示すよう
に、溶銑中の[S]濃度を20ppm以下にするために
は、造塊スラグ中の(T.Fe)濃度が10%以下、造
塊スラグの塩基度が2以上の両方を満たす必要があるこ
とが確認できた。
【0029】造塊スラグを脱硫剤として使用できること
から、従来発生していた溶銑脱硫スラグを低減すること
ができ、製鋼スラグの埋立量を低減でき、埋立コスト削
減およびCaO源の使用量の低減できた。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】脱硫剤として塩基度(重量%比:CaO
/SiO2 )が2以上、(T.Fe)濃度が10重量%
以下の造塊スラグを使用することにより、溶銑中の
[S]濃度を20ppm以下にする脱硫処理を行うこと
ができ、しかも製鋼スラグの埋立量を低減でき、埋立コ
スト削減およびCaO源の使用量の低減が可能となっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶銑脱硫後の溶銑中の[S]濃度とスラグ塩基
度、スラグ中の(T.Fe)濃度との関係を示すグラフ
である。
【図2】本発明で使用する機械攪拌法を模式的に示す概
念図である。
【符号の説明】
1:溶銑鍋 2:溶銑 3:インペラー 4:造塊スラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E014 NA09 4K012 AA00 4K013 BA05 CF01 CF13 FA05 FA06 4K014 AA02 AC08 AD23 AE01

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳込み終了時に取鍋内に残存する塩基度
    (重量比:CaO/SiO2 )が2以上、(T.Fe)
    濃度が10重量%以下の造塊スラグを溶銑鍋に入れ置き
    して、溶銑を溶銑鍋に注入し機械攪拌を行う溶銑の脱硫
    方法。
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