JP2000248307A - 製鋼法 - Google Patents
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 石灰の滓化促進剤として、慣用のホタル石を
使用せずに、ホタル石使用と同等の滓化率、スロッピン
グ発生率にし、フッ素を含有せずフッ素が水に溶出せず
環境汚染がない塩基性スラグを形成する製鋼法を提供す
ること。 【解決手段】 鉄浴面下、鉄浴中ガス吹き込みを炉内鉄
浴の攪拌に併用するかしないで、上吹きされる酸素含有
ガスジェットによって炉内鉄浴を攪拌し、酸素含有ガス
流が火点で脱炭反応に代表されるガス−鋼浴反応を起こ
させると共に石灰（石灰石、生石灰）の滓化を促し、脱
リン反応に代表される塩基性スラグ−鋼浴間反応を同時
に進行させる製鋼法において、石灰の滓化促進剤とし
て、慣用のホタル石を使用せずにフッ素化合物を含まな
いアルミニウム含有物質（純アルミニウムを含む）を使
用して、スラグ成分が次式を満たすようにする。 ０．９５≦（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ
2 Ｏ3 ）≦１．３
使用せずに、ホタル石使用と同等の滓化率、スロッピン
グ発生率にし、フッ素を含有せずフッ素が水に溶出せず
環境汚染がない塩基性スラグを形成する製鋼法を提供す
ること。 【解決手段】 鉄浴面下、鉄浴中ガス吹き込みを炉内鉄
浴の攪拌に併用するかしないで、上吹きされる酸素含有
ガスジェットによって炉内鉄浴を攪拌し、酸素含有ガス
流が火点で脱炭反応に代表されるガス−鋼浴反応を起こ
させると共に石灰（石灰石、生石灰）の滓化を促し、脱
リン反応に代表される塩基性スラグ−鋼浴間反応を同時
に進行させる製鋼法において、石灰の滓化促進剤とし
て、慣用のホタル石を使用せずにフッ素化合物を含まな
いアルミニウム含有物質（純アルミニウムを含む）を使
用して、スラグ成分が次式を満たすようにする。 ０．９５≦（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ
2 Ｏ3 ）≦１．３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、慣用のホタル石を
使用せず、かつ環境汚染がない製鋼法に関するものであ
る。
使用せず、かつ環境汚染がない製鋼法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、製鋼法として、一般的に、鉄浴面
下、鉄浴中ガス吹き込みを炉内鉄浴の攪拌に併用するか
しないで、上吹きされる酸素含有ガスジェットによって
炉内鉄浴を攪拌し、酸素含有ガス流が火点で脱炭反応に
代表されるガス−鉄浴反応を起こさせると共に石灰（石
灰石、生石灰）の滓化を促し、脱リン反応に代表される
塩基性スラグ−鉄浴間反応を同時に進行させる製鋼法が
よく知られている。
下、鉄浴中ガス吹き込みを炉内鉄浴の攪拌に併用するか
しないで、上吹きされる酸素含有ガスジェットによって
炉内鉄浴を攪拌し、酸素含有ガス流が火点で脱炭反応に
代表されるガス−鉄浴反応を起こさせると共に石灰（石
灰石、生石灰）の滓化を促し、脱リン反応に代表される
塩基性スラグ−鉄浴間反応を同時に進行させる製鋼法が
よく知られている。
【０００３】上記鉄浴は、主原料として炉内に装入した
高炉溶銑、冷鉄源を加炭溶解して得た高炭素溶鉄（疑似
溶銑）、上記高炉溶銑、高炭素溶鉄（疑似溶銑）に脱
硫、脱リン、脱珪等の予備処理を施した予備処理溶銑、
予備処理溶鉄であり、通常、これら鉄浴の装入前に必要
に応じて主原料の冷鉄源が装入される。
高炉溶銑、冷鉄源を加炭溶解して得た高炭素溶鉄（疑似
溶銑）、上記高炉溶銑、高炭素溶鉄（疑似溶銑）に脱
硫、脱リン、脱珪等の予備処理を施した予備処理溶銑、
予備処理溶鉄であり、通常、これら鉄浴の装入前に必要
に応じて主原料の冷鉄源が装入される。
【０００４】上記石灰は、副原料として炉内に投入する
造滓材であり、ＣａＯ源である。例えば、純粋なＣａＯ
は２５００℃を超す融点であり、上記炉では融解、滓化
が困難である。投入した石灰の融解、滓化が困難な場
合、必要以上に石灰の投入量を増したり、また、一部が
固体状態のまま処理が終了するために、上記炉からのス
ラグの排出が困難になるという弊害が生じる。
造滓材であり、ＣａＯ源である。例えば、純粋なＣａＯ
は２５００℃を超す融点であり、上記炉では融解、滓化
が困難である。投入した石灰の融解、滓化が困難な場
合、必要以上に石灰の投入量を増したり、また、一部が
固体状態のまま処理が終了するために、上記炉からのス
ラグの排出が困難になるという弊害が生じる。
【０００５】上記の課題を解決すべく、上記炉に於いて
は融解、滓化促進材を投入する方法が広く用いられてお
り、その融解、滓化促進材としてフッ化カルシウム（Ｃ
ａＦ 2 ）を主成分とするホタル石が用いられている。こ
のホタル石投入により石灰の滓化が良好となり、スラグ
排出が容易になるが、排出スラグへフッ素が混入してく
る。一般的に、製鋼スラグは、路盤材等に代表されるよ
うに、再資源化され活用されているが、該フッ素混入に
伴い、スラグが水と接するとスラグ中のフッ素が水へ溶
出し、自然界に存在するフッ素濃度（具体的には、水１
リットル当たり０．８mgのフッ素）以上に達して地球環
境を汚染することにつながってくる。
は融解、滓化促進材を投入する方法が広く用いられてお
り、その融解、滓化促進材としてフッ化カルシウム（Ｃ
ａＦ 2 ）を主成分とするホタル石が用いられている。こ
のホタル石投入により石灰の滓化が良好となり、スラグ
排出が容易になるが、排出スラグへフッ素が混入してく
る。一般的に、製鋼スラグは、路盤材等に代表されるよ
うに、再資源化され活用されているが、該フッ素混入に
伴い、スラグが水と接するとスラグ中のフッ素が水へ溶
出し、自然界に存在するフッ素濃度（具体的には、水１
リットル当たり０．８mgのフッ素）以上に達して地球環
境を汚染することにつながってくる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実状に
鑑みなされたもので、石灰の滓化促進剤として、慣用の
ホタル石を使用せずに、ホタル石使用と比べて精錬の熱
源を増加し冷鉄源使用量を増加し、ホタル石使用と同等
の石灰の滓化率（脱リン、脱硫性能）、スロッピング発
生率にすると共に、フッ素を含有せず路盤材等に再資源
化された際にフッ素が水に溶出しないで環境汚染がない
塩基性スラグを形成する製鋼法を提供するものである。
また、上記石灰の滓化促進剤として安価な産業廃棄物を
使用し、製鋼コストを低減する製鋼法を提供するもので
ある。
鑑みなされたもので、石灰の滓化促進剤として、慣用の
ホタル石を使用せずに、ホタル石使用と比べて精錬の熱
源を増加し冷鉄源使用量を増加し、ホタル石使用と同等
の石灰の滓化率（脱リン、脱硫性能）、スロッピング発
生率にすると共に、フッ素を含有せず路盤材等に再資源
化された際にフッ素が水に溶出しないで環境汚染がない
塩基性スラグを形成する製鋼法を提供するものである。
また、上記石灰の滓化促進剤として安価な産業廃棄物を
使用し、製鋼コストを低減する製鋼法を提供するもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の通り
である。 （１） 鉄浴面下、鉄浴中ガス吹き込みを炉内鉄浴の攪
拌に併用するかしないで、上吹きされる酸素含有ガスジ
ェットによって炉内鉄浴を攪拌し、酸素含有ガス流が火
点で脱炭反応に代表されるガス−鉄浴反応を起こさせる
と共に石灰（石灰石、生石灰）の滓化を促し、脱リン反
応に代表される塩基性スラグ−鉄浴間反応を同時に進行
させる製鋼法において、石灰の滓化促進剤として、慣用
のホタル石を使用せずにフッ素化合物を含まないアルミ
ニウム含有物質（純アルミニウムを含む）を使用して、
スラグ成分が次式を満たすようにすることを特徴とする
製鋼法。 ０．９５≦（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）≦１．３ （１） （２） フッ素化合物を含まないアルミニウム含有物質
は、アルミニウム製缶蓋を有するスチール缶の空缶屑
（以下、スチール缶空缶屑という）、アルミ灰、アルミ
ニウム缶の空缶屑（以下、アルミニウム缶空缶屑とい
う）の一種または二種以上であること特徴とする（１）
に記載の製鋼法。 （３） スチール缶空缶屑は主原料として、アルミ灰、
アルミニウム缶空缶屑は副原料として使用すること特徴
とする（２）に記載の製鋼法。
である。 （１） 鉄浴面下、鉄浴中ガス吹き込みを炉内鉄浴の攪
拌に併用するかしないで、上吹きされる酸素含有ガスジ
ェットによって炉内鉄浴を攪拌し、酸素含有ガス流が火
点で脱炭反応に代表されるガス−鉄浴反応を起こさせる
と共に石灰（石灰石、生石灰）の滓化を促し、脱リン反
応に代表される塩基性スラグ−鉄浴間反応を同時に進行
させる製鋼法において、石灰の滓化促進剤として、慣用
のホタル石を使用せずにフッ素化合物を含まないアルミ
ニウム含有物質（純アルミニウムを含む）を使用して、
スラグ成分が次式を満たすようにすることを特徴とする
製鋼法。 ０．９５≦（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）≦１．３ （１） （２） フッ素化合物を含まないアルミニウム含有物質
は、アルミニウム製缶蓋を有するスチール缶の空缶屑
（以下、スチール缶空缶屑という）、アルミ灰、アルミ
ニウム缶の空缶屑（以下、アルミニウム缶空缶屑とい
う）の一種または二種以上であること特徴とする（１）
に記載の製鋼法。 （３） スチール缶空缶屑は主原料として、アルミ灰、
アルミニウム缶空缶屑は副原料として使用すること特徴
とする（２）に記載の製鋼法。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明者等は、通常の脱炭精錬に
おいて、溶銑の炉内装入前に空缶プレス屑を装入し、さ
らに溶銑を装入して脱炭吹錬を行うと、空缶の缶蓋に使
用されているアルミニウムが酸化されスラグ中のＡｌ2
Ｏ3 濃度が上昇し、スラグが炉外に流出するスロッピン
グ現象が起きやすくなることを知見した。このことは、
スラグの融解性すなわち滓化性が改善され、流動性が良
くなったためと考えられ、この現象を逆に利用すれば、
一般にスラグの融解性を向上せしめる副原料として使用
しているホタル石の使用を極端に低減すること、ひいて
は皆無にすることが可能と考えた。
おいて、溶銑の炉内装入前に空缶プレス屑を装入し、さ
らに溶銑を装入して脱炭吹錬を行うと、空缶の缶蓋に使
用されているアルミニウムが酸化されスラグ中のＡｌ2
Ｏ3 濃度が上昇し、スラグが炉外に流出するスロッピン
グ現象が起きやすくなることを知見した。このことは、
スラグの融解性すなわち滓化性が改善され、流動性が良
くなったためと考えられ、この現象を逆に利用すれば、
一般にスラグの融解性を向上せしめる副原料として使用
しているホタル石の使用を極端に低減すること、ひいて
は皆無にすることが可能と考えた。
【０００９】この着想に基ずき、本発明者等は、石灰の
滓化促進剤として慣用のホタル石を用いない脱炭精錬、
即ち鉄浴面下、鉄浴中ガス吹き込みを炉内鉄浴の攪拌に
併用するかしないで、上吹きされる酸素含有ガスジェッ
トによって炉内鉄浴を攪拌し、酸素含有ガス流が火点で
脱炭反応に代表されるガス−鉄浴反応を起こさせると共
に石灰（石灰石、生石灰）の滓化を促し、脱リン反応に
代表される塩基性スラグ−鉄浴間反応を同時に進行させ
る製鋼法において、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 濃度の滓化
率、スロッピング発生率に及ぼす影響を検討、調査し
た。その結果を図１、２に示す。
滓化促進剤として慣用のホタル石を用いない脱炭精錬、
即ち鉄浴面下、鉄浴中ガス吹き込みを炉内鉄浴の攪拌に
併用するかしないで、上吹きされる酸素含有ガスジェッ
トによって炉内鉄浴を攪拌し、酸素含有ガス流が火点で
脱炭反応に代表されるガス−鉄浴反応を起こさせると共
に石灰（石灰石、生石灰）の滓化を促し、脱リン反応に
代表される塩基性スラグ−鉄浴間反応を同時に進行させ
る製鋼法において、スラグ中のＡｌ2 Ｏ3 濃度の滓化
率、スロッピング発生率に及ぼす影響を検討、調査し
た。その結果を図１、２に示す。
【００１０】図１にはスラグ組成の代表指標として（％
ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2Ｏ3 ）をとり、スラ
グの融解性、いわゆる滓化率との関係を整理した。な
お、滓化率は熱力学計算手法から算出している。Ａｌ2
Ｏ3 濃度が増加することにより、横軸の指標は小さくな
るので、Ａｌ2 Ｏ3 濃度が増加することによって滓化性
が向上することがわかった。この機構は、難滓化成分で
あるＣａＯとＡｌ2 Ｏ3との間で低融点のカルシウム・
アルミネイトを生成したためである。脱燐性能の面か
ら、縦軸の滓化率は５５％以上であれば問題はなく、
（％ＣａＯ／％ＳｉＯ 2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）は１．３
０以下であれば良いことを見出した。
ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2Ｏ3 ）をとり、スラ
グの融解性、いわゆる滓化率との関係を整理した。な
お、滓化率は熱力学計算手法から算出している。Ａｌ2
Ｏ3 濃度が増加することにより、横軸の指標は小さくな
るので、Ａｌ2 Ｏ3 濃度が増加することによって滓化性
が向上することがわかった。この機構は、難滓化成分で
あるＣａＯとＡｌ2 Ｏ3との間で低融点のカルシウム・
アルミネイトを生成したためである。脱燐性能の面か
ら、縦軸の滓化率は５５％以上であれば問題はなく、
（％ＣａＯ／％ＳｉＯ 2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）は１．３
０以下であれば良いことを見出した。
【００１１】一方、スラグの流動性が良すぎるとスロッ
ピングが発生するのでこの限界組成について整理した。
図２に（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）が
スロッピング発生に及ぼす影響を示す。Ａｌ2 Ｏ3 度が
増加して、横軸の指標が小さくなっていき、０．９５未
満になると、スロッピングが発生しやすくなる。滓化の
観点からはＡｌ2 Ｏ3 を増加させることが好ましいが、
過度のＡｌ2 Ｏ3 量はスラグの中でＳｉＯ2 と同じ役割
を果たしていくことになるためにスロッピングしやすく
なると考えられる。これは、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 は液
体状態では分子間結合が発生し過度の静的及び動的粘性
を増す。その結果、溶鉄浴及びスラグ浴から発生するガ
スの脱ガス性を著しく悪化させ、いわゆるスロッピング
や過度のホーミング状態の発生に至り精錬操業に障害を
来す。すなわち、ＳｉＯ2 とＡｌ 2 Ｏ3 の結合、いわゆ
るネットワークを分断するためにＣａＯやＭｇＯが必要
となり、過度のＡｌ2 Ｏ3 量はこれら副原料の要求量が
増加し、費用面及び省資源の面から芳しくない。
ピングが発生するのでこの限界組成について整理した。
図２に（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）が
スロッピング発生に及ぼす影響を示す。Ａｌ2 Ｏ3 度が
増加して、横軸の指標が小さくなっていき、０．９５未
満になると、スロッピングが発生しやすくなる。滓化の
観点からはＡｌ2 Ｏ3 を増加させることが好ましいが、
過度のＡｌ2 Ｏ3 量はスラグの中でＳｉＯ2 と同じ役割
を果たしていくことになるためにスロッピングしやすく
なると考えられる。これは、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 は液
体状態では分子間結合が発生し過度の静的及び動的粘性
を増す。その結果、溶鉄浴及びスラグ浴から発生するガ
スの脱ガス性を著しく悪化させ、いわゆるスロッピング
や過度のホーミング状態の発生に至り精錬操業に障害を
来す。すなわち、ＳｉＯ2 とＡｌ 2 Ｏ3 の結合、いわゆ
るネットワークを分断するためにＣａＯやＭｇＯが必要
となり、過度のＡｌ2 Ｏ3 量はこれら副原料の要求量が
増加し、費用面及び省資源の面から芳しくない。
【００１２】よって、以上の滓化率及びスロッピング発
生率を考慮すれば、（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）＝０．９５〜１．３の範囲に制御する必要が
ある。特に、１．１〜１．２５の範囲に制御することが
望ましい。
生率を考慮すれば、（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）＝０．９５〜１．３の範囲に制御する必要が
ある。特に、１．１〜１．２５の範囲に制御することが
望ましい。
【００１３】本発明では、上記スラグ中のアルミナ（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）源、即ち石灰（生石灰、石灰石）の滓化促進
剤として慣用のホタル石を使用せずにフッ素化合物を含
まないアルミニウム含有物質（純アルミニウムを含む）
を使用するものである。上記アルミニウム含有物質（純
アルミニウムを含む）中のアルミニウムは、脱炭精錬の
上吹酸素含有ガスにより酸化しアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）
となる。また酸化の際に発熱し精錬熱源を増加する。こ
のため精錬の熱源不足とならない範囲でフッ素化合物を
含まないアルミナ含有物質（純アルミナを含む）、例え
ば二次精錬等で発生するアルミナ含有スラグ、アルミナ
耐火物等を併用することもできる。
ｌ2 Ｏ3 ）源、即ち石灰（生石灰、石灰石）の滓化促進
剤として慣用のホタル石を使用せずにフッ素化合物を含
まないアルミニウム含有物質（純アルミニウムを含む）
を使用するものである。上記アルミニウム含有物質（純
アルミニウムを含む）中のアルミニウムは、脱炭精錬の
上吹酸素含有ガスにより酸化しアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）
となる。また酸化の際に発熱し精錬熱源を増加する。こ
のため精錬の熱源不足とならない範囲でフッ素化合物を
含まないアルミナ含有物質（純アルミナを含む）、例え
ば二次精錬等で発生するアルミナ含有スラグ、アルミナ
耐火物等を併用することもできる。
【００１４】フッ素化合物を含まないアルミニウム含有
物質（純アルミニウムを含む）としては、ホタル石より
も安価な産業廃棄物である、アルミニウム製の缶蓋を有
するスチール缶の空缶プレスおよびまたはシュレッダー
屑（以下、単にスチール缶空缶屑という）、アルミ灰
（アルミ精錬の副産物）、アルミニウム缶の空缶プレス
および／またはシュレッダー屑（以下、単にアルミニウ
ム缶空缶屑という）等を使用することが製鋼コストを低
減する上で望ましい。なお、アルミ灰は、袋詰めされた
アルミ灰粉および／またはアルミ灰ブリケットの形態に
て使用することができる。
物質（純アルミニウムを含む）としては、ホタル石より
も安価な産業廃棄物である、アルミニウム製の缶蓋を有
するスチール缶の空缶プレスおよびまたはシュレッダー
屑（以下、単にスチール缶空缶屑という）、アルミ灰
（アルミ精錬の副産物）、アルミニウム缶の空缶プレス
および／またはシュレッダー屑（以下、単にアルミニウ
ム缶空缶屑という）等を使用することが製鋼コストを低
減する上で望ましい。なお、アルミ灰は、袋詰めされた
アルミ灰粉および／またはアルミ灰ブリケットの形態に
て使用することができる。
【００１５】スチール缶空缶屑のアルミニウム含有率は
８〜１０％程度（残部は略々鉄）で、アルミ灰のアルミ
ニウム含有率は４０％程度（残部は略々アルミナ）であ
り、アルミニウム缶空缶屑は略々純アルミニウムであ
る。
８〜１０％程度（残部は略々鉄）で、アルミ灰のアルミ
ニウム含有率は４０％程度（残部は略々アルミナ）であ
り、アルミニウム缶空缶屑は略々純アルミニウムであ
る。
【００１６】スチール缶空缶屑は主原料として、アルミ
灰、アルミニウム缶空缶屑は副原料として使用すること
ができる。例えば、スチール缶空缶屑を主原料として、
アルミ灰およびまたはアルミニウム缶空缶屑を副原料と
して使用して、上記（１）式の範囲にスラグ組成を制御
するには、主原料の溶銑が例えば、高炉溶銑、予備処理
高炉溶銑の場合は、上記溶銑成分中Ｓｉ、疑似溶銑（Ｓ
ｉトレース溶銑）、予備処理疑似溶銑の場合は、上記溶
銑成分中Ｓｉ、Ｎｉ精錬副産物スラグ（ＳｉＯ2 ：５０
％，Ｍｇ０：３０％）等の副原料中のＳｉＯ2 源投入
量、生石灰等のＣａＯ投入量から（１）式中の（％Ｃａ
Ｏ／％ＳｉＯ2 ）、いわゆる塩基度を吹錬前に計算す
る。これに続いて、主原料中のアルミニウム、具体的に
はスチール缶空缶屑の溶解量とスチール缶空缶屑中のア
ルミニウム含有量とから生成するアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）を計算し、一方、副原料として投入するアルミ
灰および／またはアルミニウム缶空缶屑の使用量とその
組成とを考え併せて、生成アルミナ量を計算する。この
計算によって、（１）式を満足するスチール缶空缶屑の
装入量、アルミ灰および／またはアルミニウム缶空缶屑
の投入量を事前に決定し、スチール缶空缶屑の装入量、
アルミ灰およびまたはアルミニウム缶空缶屑の投入量を
調整することで、（１）式の範囲にスラグ組成を制御す
ることができる。
灰、アルミニウム缶空缶屑は副原料として使用すること
ができる。例えば、スチール缶空缶屑を主原料として、
アルミ灰およびまたはアルミニウム缶空缶屑を副原料と
して使用して、上記（１）式の範囲にスラグ組成を制御
するには、主原料の溶銑が例えば、高炉溶銑、予備処理
高炉溶銑の場合は、上記溶銑成分中Ｓｉ、疑似溶銑（Ｓ
ｉトレース溶銑）、予備処理疑似溶銑の場合は、上記溶
銑成分中Ｓｉ、Ｎｉ精錬副産物スラグ（ＳｉＯ2 ：５０
％，Ｍｇ０：３０％）等の副原料中のＳｉＯ2 源投入
量、生石灰等のＣａＯ投入量から（１）式中の（％Ｃａ
Ｏ／％ＳｉＯ2 ）、いわゆる塩基度を吹錬前に計算す
る。これに続いて、主原料中のアルミニウム、具体的に
はスチール缶空缶屑の溶解量とスチール缶空缶屑中のア
ルミニウム含有量とから生成するアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）を計算し、一方、副原料として投入するアルミ
灰および／またはアルミニウム缶空缶屑の使用量とその
組成とを考え併せて、生成アルミナ量を計算する。この
計算によって、（１）式を満足するスチール缶空缶屑の
装入量、アルミ灰および／またはアルミニウム缶空缶屑
の投入量を事前に決定し、スチール缶空缶屑の装入量、
アルミ灰およびまたはアルミニウム缶空缶屑の投入量を
調整することで、（１）式の範囲にスラグ組成を制御す
ることができる。
【００１７】副原料として投入するアルミ灰、アルミニ
ウム缶空缶屑のアルミニウムは、上吹酸素含有ガスの酸
素により酸化発熱するため融解性が高く、滓化の観点か
らは吹錬の前半以降に投入することも可能であるが、吹
錬最初期からの滓化を図る方がダスト発生低減、上吹ラ
ンスへの地金付き解消にも寄与するため、吹錬直前に投
入するのが望ましい。
ウム缶空缶屑のアルミニウムは、上吹酸素含有ガスの酸
素により酸化発熱するため融解性が高く、滓化の観点か
らは吹錬の前半以降に投入することも可能であるが、吹
錬最初期からの滓化を図る方がダスト発生低減、上吹ラ
ンスへの地金付き解消にも寄与するため、吹錬直前に投
入するのが望ましい。
【００１８】なお、スラグの溶融を促進する観点で、石
灰粉（生石灰粉、石灰石粉）を底吹きノズルから吹き込
んだり、上吹きランスから投射する方法を適宜組み合わ
せることで、ＣａＯの滓化が促進されるので、無駄なＣ
ａＯ分の添加を削減できる。また、脱炭吹錬中の滓化状
況を音響法（サウンドメーター）で指標化し、吹錬途中
にその指標を監視することで、スラグ滓化が遅れるよう
な場合があれば、適宜、炉上から添加できるアルミ灰、
アルミニウム缶空缶屑を追加する方法も併用することが
できる。
灰粉（生石灰粉、石灰石粉）を底吹きノズルから吹き込
んだり、上吹きランスから投射する方法を適宜組み合わ
せることで、ＣａＯの滓化が促進されるので、無駄なＣ
ａＯ分の添加を削減できる。また、脱炭吹錬中の滓化状
況を音響法（サウンドメーター）で指標化し、吹錬途中
にその指標を監視することで、スラグ滓化が遅れるよう
な場合があれば、適宜、炉上から添加できるアルミ灰、
アルミニウム缶空缶屑を追加する方法も併用することが
できる。
【００１９】本発明の実施に用いる製鋼炉としては、特
に限定されないが、転炉、横型円筒炉等を挙げることが
でき、上吹きされる酸素含有ガスジェットによる炉内鉄
浴の攪拌に、鉄浴面下、鉄浴中へのＮ2 ，ＣＯ2 等の不
活性ガス吹込みによる炉内鉄浴の攪拌を併用するのが精
錬機能（脱Ｐ、Ｍｎ）、滓化促進上、好ましい。
に限定されないが、転炉、横型円筒炉等を挙げることが
でき、上吹きされる酸素含有ガスジェットによる炉内鉄
浴の攪拌に、鉄浴面下、鉄浴中へのＮ2 ，ＣＯ2 等の不
活性ガス吹込みによる炉内鉄浴の攪拌を併用するのが精
錬機能（脱Ｐ、Ｍｎ）、滓化促進上、好ましい。
【００２０】上吹きされる酸素含有ガスとして、純酸
素、純酸素にＮ2 ，ＣＯ2 等の不活性ガスを混合した低
純度酸素、純酸素に空気を混合した低純度酸素を用いる
ことができ、低純度酸素を用いることにより、純酸素使
用に比べてダスト発生を抑制できる。また、純酸素に空
気を混合した低純度酸素を用いることにより、純酸素使
用に比べてダスト発生を抑制できると共に、空気中の酸
素が純酸素として活用されるため純酸素原単位を低減で
きる。
素、純酸素にＮ2 ，ＣＯ2 等の不活性ガスを混合した低
純度酸素、純酸素に空気を混合した低純度酸素を用いる
ことができ、低純度酸素を用いることにより、純酸素使
用に比べてダスト発生を抑制できる。また、純酸素に空
気を混合した低純度酸素を用いることにより、純酸素使
用に比べてダスト発生を抑制できると共に、空気中の酸
素が純酸素として活用されるため純酸素原単位を低減で
きる。
【００２１】
【実施例】底吹き撹拌機能を有する約１００トン容量の
純酸素上吹き転炉に、リターン屑を装入し、次いで、表
１に示す組成の１３００℃の溶銑を１１０トン装入し
た。吹錬は上吹き酸素流量２００００Nm3 ／hr、底吹き
攪拌ガス（ＣＯ2 ）流量６００Nm3 ／hrの条件で行い、
途中のサブランスによって温度、［Ｃ］を測定し、吹錬
条件の微調整により、吹止め温度１６６０℃、吹止め
［Ｃ］＝０．０５％で吹錬を終了した。なお、吹錬開始
と同時に石灰（生石灰、石灰石）等の副材料を投入し、
スラグ組成制御（具体的には塩基度狙い３．８）を行っ
た。表１に投入した副材料のＣａＯ量、ＭｇＯ量、Ｓｉ
Ｏ2 量を併記した。また、石灰（生石灰、石灰石）の滓
化促進剤は吹錬直前に投入した。吹錬中の滓化指標とし
て、炉内発生音の強度を用い（サウンドメーター）て滓
化の良否を判定すると共に、スロッピングの有無、その
発生程度を記録した。また、生成スラグの環境溶出試験
を行い、フッ素の溶出量を測定した。
純酸素上吹き転炉に、リターン屑を装入し、次いで、表
１に示す組成の１３００℃の溶銑を１１０トン装入し
た。吹錬は上吹き酸素流量２００００Nm3 ／hr、底吹き
攪拌ガス（ＣＯ2 ）流量６００Nm3 ／hrの条件で行い、
途中のサブランスによって温度、［Ｃ］を測定し、吹錬
条件の微調整により、吹止め温度１６６０℃、吹止め
［Ｃ］＝０．０５％で吹錬を終了した。なお、吹錬開始
と同時に石灰（生石灰、石灰石）等の副材料を投入し、
スラグ組成制御（具体的には塩基度狙い３．８）を行っ
た。表１に投入した副材料のＣａＯ量、ＭｇＯ量、Ｓｉ
Ｏ2 量を併記した。また、石灰（生石灰、石灰石）の滓
化促進剤は吹錬直前に投入した。吹錬中の滓化指標とし
て、炉内発生音の強度を用い（サウンドメーター）て滓
化の良否を判定すると共に、スロッピングの有無、その
発生程度を記録した。また、生成スラグの環境溶出試験
を行い、フッ素の溶出量を測定した。
【００２２】表２に滓化促進剤の種類と投入量、吹錬終
了時のスラグ（以下、生成スラグという）の（％ＣａＯ
／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）の計算値を示す。な
お、生成スラグの実測値は計算値と同一であった。表３
に滓化指標、スロッピングの有無、その発生程度、フッ
素の溶出量を示す。なおスロッピング有りの場合、スラ
グが炉口から出る程度、炉下まで出る程度、これらの中
間程度をスロッピング発生程度、小、中、大と評価し
た。またスラグの精錬能の代表値として吹き止め溶鋼
［Ｐ］濃度を表３に併記した。
了時のスラグ（以下、生成スラグという）の（％ＣａＯ
／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）の計算値を示す。な
お、生成スラグの実測値は計算値と同一であった。表３
に滓化指標、スロッピングの有無、その発生程度、フッ
素の溶出量を示す。なおスロッピング有りの場合、スラ
グが炉口から出る程度、炉下まで出る程度、これらの中
間程度をスロッピング発生程度、小、中、大と評価し
た。またスラグの精錬能の代表値として吹き止め溶鋼
［Ｐ］濃度を表３に併記した。
【００２３】滓化促進剤として、実施例では、スチール
缶空缶屑（アルミニウム含有率７％、残部鉄）及び又は
アルミ灰（アルミニウム含有率４０％、残部アルミナ）
を使用し、前者は主原料として、後者は副原料として使
用した。従来例では、ホタル石（ＣａＦ2 ：７８％、Ｓ
ｉＯ2 ：２０％）を使用した。尚、滓化促進剤としてス
チール缶空缶屑やアルミ灰を使用した場合、スチール缶
空缶屑は主原料としても機能するため、表２に示すよう
にスチール缶の空き缶屑の使用量に応じて、初期装入リ
ターン屑量を変更し、吹止め温度を一定にした。
缶空缶屑（アルミニウム含有率７％、残部鉄）及び又は
アルミ灰（アルミニウム含有率４０％、残部アルミナ）
を使用し、前者は主原料として、後者は副原料として使
用した。従来例では、ホタル石（ＣａＦ2 ：７８％、Ｓ
ｉＯ2 ：２０％）を使用した。尚、滓化促進剤としてス
チール缶空缶屑やアルミ灰を使用した場合、スチール缶
空缶屑は主原料としても機能するため、表２に示すよう
にスチール缶の空き缶屑の使用量に応じて、初期装入リ
ターン屑量を変更し、吹止め温度を一定にした。
【００２４】表２の実施例１はスチール缶空缶屑とアル
ミ灰とを併用し、実施例２はアルミ灰のみ使用し、実施
例３、４はスチール缶空缶屑のみ使用し、生成スラグの
（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）を本発明
範囲内の各々１．００、１．１０、１．２０、１．２５
にした場合を示す。
ミ灰とを併用し、実施例２はアルミ灰のみ使用し、実施
例３、４はスチール缶空缶屑のみ使用し、生成スラグの
（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）を本発明
範囲内の各々１．００、１．１０、１．２０、１．２５
にした場合を示す。
【００２５】一方、比較例１はスチール缶空缶屑とアル
ミ灰の使用量が多すぎ、生成スラグの（％ＣａＯ／％Ｓ
ｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）が０．９０と本発明の下限
値０．９５を下回る場合、比較例２はスチール缶空缶屑
とアルミ灰を全く使用せず、かつ、ホタル石も使用しな
いで、生成スラグの（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）が２．９０と本発明の上限値１．３０を上回
る場合、従来例１、２はスチール缶空缶屑とアルミ灰を
全く使用せず、逆に、ホタル石を使用した場合、を示し
ている。
ミ灰の使用量が多すぎ、生成スラグの（％ＣａＯ／％Ｓ
ｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）が０．９０と本発明の下限
値０．９５を下回る場合、比較例２はスチール缶空缶屑
とアルミ灰を全く使用せず、かつ、ホタル石も使用しな
いで、生成スラグの（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）が２．９０と本発明の上限値１．３０を上回
る場合、従来例１、２はスチール缶空缶屑とアルミ灰を
全く使用せず、逆に、ホタル石を使用した場合、を示し
ている。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】表２、３から明らかなように、慣用のホタ
ル石を使用せずに、ホタル石使用と比べて精錬の熱源を
増加し冷鉄源（リターン屑）使用量を増加し、ホタル石
使用と同等の石灰の滓化率（脱リン性能）、スロッピン
グ発生率（スロッピング発生程度）にすると共に、フッ
素を含有せず路盤材等に再資源化された際にフッ素が水
に溶出しないで環境汚染がない塩基性スラグを形成する
ことができる。
ル石を使用せずに、ホタル石使用と比べて精錬の熱源を
増加し冷鉄源（リターン屑）使用量を増加し、ホタル石
使用と同等の石灰の滓化率（脱リン性能）、スロッピン
グ発生率（スロッピング発生程度）にすると共に、フッ
素を含有せず路盤材等に再資源化された際にフッ素が水
に溶出しないで環境汚染がない塩基性スラグを形成する
ことができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明の製鋼法は、石灰の滓化促進剤と
して、慣用のホタル石を使用せずに、ホタル石使用と比
べて精錬の熱源を増加し冷鉄源使用量を増加し、ホタル
石使用と同等の石灰の滓化率（脱リン、脱硫性能）、ス
ロッピング発生率にすると共に、フッ素を含有せず路盤
材等に再資源化された際にフッ素が水に溶出しないで環
境汚染がない塩基性スラグを形成することができる。ま
た本発明の製鋼法は、石灰の滓化促進剤として安価な産
業廃棄物を使用するものであるから、製鋼コストを低減
することができる。
して、慣用のホタル石を使用せずに、ホタル石使用と比
べて精錬の熱源を増加し冷鉄源使用量を増加し、ホタル
石使用と同等の石灰の滓化率（脱リン、脱硫性能）、ス
ロッピング発生率にすると共に、フッ素を含有せず路盤
材等に再資源化された際にフッ素が水に溶出しないで環
境汚染がない塩基性スラグを形成することができる。ま
た本発明の製鋼法は、石灰の滓化促進剤として安価な産
業廃棄物を使用するものであるから、製鋼コストを低減
することができる。
【図１】スラグ組成と滓化率との関係を示すグラフ。
【図２】スラグ組成とスロッピング発生率との関係を示
すグラフ。
すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 利一 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 大貫 一雄 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K002 AA01 AB04 AB07 AC05 AC07 AE02 4K013 BA02 BA03 CC02 CC04 DA10 EA05 EA19 FA06 4K014 AA03 AB02 AB03 AB21 AB28
Claims (3)
- 【請求項１】 鉄浴面下、鉄浴中ガス吹き込みを炉内鉄
浴の攪拌に併用するかしないで、上吹きされる酸素含有
ガスジェットによって炉内鉄浴を攪拌し、酸素含有ガス
流が火点で脱炭反応に代表されるガス−鉄浴反応を起こ
させると共に石灰（石灰石、生石灰）の滓化を促し、脱
リン反応に代表される塩基性スラグ−鉄浴間反応を同時
に進行させる製鋼法において、石灰の滓化促進剤とし
て、慣用のホタル石を使用せずにフッ素化合物を含まな
いアルミニウム含有物質（純アルミニウムを含む）を使
用して、スラグ成分が次式を満たすようにすることを特
徴とする製鋼法。 ０．９５≦（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）／（％Ａｌ2 Ｏ3 ）≦１．３ （１） - 【請求項２】 フッ素化合物を含まないアルミニウム含
有物質は、アルミニウム製缶蓋を有するスチール缶の空
缶屑（以下、スチール缶空缶屑という）、アルミ灰、ア
ルミニウム缶の空缶屑（以下、アルミニウム缶空缶屑と
いう）の一種または二種以上であること特徴とする請求
項１に記載の製鋼法。 - 【請求項３】 スチール缶空缶屑は主原料として、アル
ミ灰、アルミニウム缶空缶屑は副原料として使用するこ
と特徴とする請求項２に記載の製鋼法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5497699A JP2000248307A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 製鋼法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5497699A JP2000248307A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 製鋼法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000248307A true JP2000248307A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=12985694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5497699A Pending JP2000248307A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 製鋼法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000248307A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1293209C (zh) * | 2003-03-20 | 2007-01-03 | 四川奥龙铸造材料有限公司 | 发热高效脱硫剂 |
| JP2013064188A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 製鋼スラグの資源化方法 |
| CN110184418A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 张家港市永兴建材厂 | 一种炉外脱硫剂制备方法 |
-
1999
- 1999-03-03 JP JP5497699A patent/JP2000248307A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1293209C (zh) * | 2003-03-20 | 2007-01-03 | 四川奥龙铸造材料有限公司 | 发热高效脱硫剂 |
| JP2013064188A (ja) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 製鋼スラグの資源化方法 |
| CN110184418A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 张家港市永兴建材厂 | 一种炉外脱硫剂制备方法 |
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