JP2000282124A - 転炉スラグの改質方法及び改質スラグを用いた溶銑脱りん方法 - Google Patents

転炉スラグの改質方法及び改質スラグを用いた溶銑脱りん方法

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JP2000282124A
JP2000282124A JP11085460A JP8546099A JP2000282124A JP 2000282124 A JP2000282124 A JP 2000282124A JP 11085460 A JP11085460 A JP 11085460A JP 8546099 A JP8546099 A JP 8546099A JP 2000282124 A JP2000282124 A JP 2000282124A
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Seiji Hosohara
聖司 細原
Hideji Takeuchi
秀次 竹内
Kenichi Tanmachi
健一 反町
Sumio Yamada
純夫 山田
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  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】転炉スラグを改質して溶銑脱りんに用い、溶銑
の脱りん処理時の脱りんCaO効率の高い溶銑脱りん方
法を提供する。 【解決手段】溶銑の脱炭工程で発生した1000℃以上
のスラグ2を粒度100mm以下の石灰石3と混合し
て、スラグ中のCaO濃度を富化する改質を行い、これ
を酸化鉄5と混合し、CaOが酸化鉄中の酸素に対して
CaO/O2=1.0〜20.0kg/Nm3となるよう
にした精錬剤をトピードカー7内の溶銑6の脱りんに使
用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶銑の脱炭工程で
発生した熱間スラグ中に石灰石を投入することにより、
スラグ中のCaO濃度を上昇させる転炉スラグの改質方
法及びこの改質スラグを用いた溶銑脱りん方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、低りん低硫鋼への要求が高まり、
それにつれて従来脱炭炉で行っていた脱りん、脱硫処理
を、トピードカーや溶銑鍋、転炉を反応容器として脱炭
処理前に行う溶銑処理が実施されるようになってきた。
このうち、溶銑脱りんは、酸素源(酸化鉄、酸素ガス)
とCaOを溶銑中に予め混合したものあるいは配管内で
混合し吹き込んで処理している。酸素源は、脱りん反応
が酸化反応であるため不可欠であり、CaOはりんの酸
化物を安定的にスラグに固定しておくために必要であ
る。このような従来の溶銑脱りん方法では投入したCa
Oの内、脱りんに使用されたCaOの比率(脱りんCa
O効率)は、20〜40%であり、60〜80%のCa
Oは反応に寄与しない。
【0003】一方、最近の環境問題への関心の高まりも
あり、製鋼スラグの再利用に関する研究も行われてい
る。例えば、特開平8−12384号公報には、製鋼ス
ラグを路盤材として再利用するための技術が開示されて
いる。しかし、製鋼スラグを再利用するためには改めて
水蒸気エージングを行う必要があり、設備の増設、処理
コストの面から難しい。また「材料とプロセス」Vo
l.7(1994),P.1081には製鋼スラグを粉
砕整粒後溶銑へ上添加したりインジェクションしたりし
て溶銑脱りんを行う転炉滓リサイクル技術が開示されて
いる。製鋼スラグの有効利用が可能であるが、反応効率
が従来と変わらず低い。
【0004】また、特開平1−142014号公報には
転炉スラグと石灰石を混合したものを転炉造滓材として
転炉で再利用する技術が開示されている。この技術は転
炉で再利用する技術であって、再利用できるりん含有量
に上限があるために、未滓化石灰を含む転炉スラグのす
べてを有効に利用することは困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は転炉スラグを
精錬剤として再利用することができるように改質する方
法を提供することを目的とする。またこの改質された転
炉スラグを溶銑脱りんに用いる技術を提供することを目
的とする。すなわち、溶銑の脱りん処理時の前記のよう
な脱りんCaO効率が低いという問題点を解消し、反応
効率に優れた溶銑脱りん方法を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するためになされたもので、第1の発明は熱間で転炉ス
ラグと石灰石を混合しCaOを富化する転炉スラグの改
質方法である。すなわち、溶銑の脱炭工程で発生した1
000℃以上のスラグと石灰石とを混合して、スラグ中
のCaO濃度を富化する転炉スラグの改質方法におい
て、混合する石灰石の粒度を2mm以上100mm以下
とすることを特徴とする転炉スラグの改質方法を提供す
る。スラグの温度が1000℃未満では石灰石の分解反
応が進行しないので、1000℃以上とする。石灰石の
粒度は2mm以上100mm以下に限定する。その理由
は2mm以下では、飛散して歩止りが悪く、100mm
を越える粒度では石灰石とスラグとの均一混合が困難で
あるからである。好ましくは粒度50mm以下、さらに
理想的には25mm以下とするのがよい。
【0007】本発明では転炉での出鋼終了後、転炉内あ
るいはスラグ鍋内で転炉スラグと石灰石とを混合する。
石灰石は900℃以上で次のような反応により分解す
る。
【0008】 CaCO3 → CaO+CO2 ……(1) 従って、出鋼後直ちに1000℃以上の転炉スラグと石
灰石とを混合すると、石灰石はスラグの顕熱で分解され
てCaOとなり、スラグ中に混合する。発生するガスに
より攪拌が行われるが、転炉内に石灰石を投入して混合
を行う場合は底吹きガス等による攪拌を行うことが望ま
しい。一方、スラグ鍋内で混合を行う場合には、転炉と
鍋の落差による位置エネルギーが攪拌に有効であるため
別途攪拌の必要はない。
【0009】以上の改質方法によって改質した転炉スラ
グ中のCaOの大半は、カルシウムフェライトとなって
おり、一部CaCO3が残留する。これを脱りん工程で
使用した場合、予めCaOが溶融しカルシウムフェライ
トとなっているため、溶銑中に投入したとき速やかに滓
化し、酸素源とCaO源を別々に投入した場合又は単に
混合して投入した場合に比べてりんを固定する能力も著
しく強い。
【0010】また、本発明は、上記改質方法によって改
質した後に残留するCaCO3 を3%以上20%以下と
することを特徴とする転炉スラグの改質方法を提供す
る。このCaCO3の残留量の調整は、上記(1)式の
反応の進行を調整するように温度条件、混合条件、石灰
石の粒度等を適切に定めることによって達成することが
できる。あるいは上記(1)式による反応を完全に完了
させ、その後、余剰の石灰石を加えることでもよい。改
質後の転炉スラグ中の残留CaCO3は、溶銑中で前述
の(1)式で示す反応により気体を発生させ、攪拌に寄
与する。これらの効果により、従来の酸素源とCaOを
単に混合した場合に比べて著しく反応効率が向上する。
残留CaCO3が3%未満であれば反応効率向上の効果
がないため、3%以上必要である。しかし、改質後の転
炉スラグのCaCO3が20%を越えると、上記(1)
式で表される反応が吸熱反応であるため、脱りん処理中
の温度低下が大きくなり、次工程である転炉での昇熱負
荷が大きくなったり、反応容器への地金付きが多くなる
というデメリットがあるので、20%以下に限定する。
【0011】本発明によって転炉スラグのCaOを富化
することにより、スラグ再利用時に脱りん剤として新た
に使用するCaOを削減することができ、処理コストの
低減ならびに資源の有効利用を図ることができる。
【0012】さらに、本発明の第2の発明は、上述の方
法で改質された転炉スラグに酸化剤および又はCaOを
添加し、改質された転炉スラグ中のCaO分と添加した
CaOの和と、該改質された転炉スラグ中の酸化鉄分と
添加した酸化剤の酸素ガス換算された酸素量の比CaO
/O2を1.0〜20.0kg/Nm3に調整して精錬剤
として使用することを特徴とする改質スラグを用いた溶
銑脱りん方法を提供する。ここで、酸化剤が酸化鉄およ
び又は酸素含有ガスであることが好ましい。
【0013】また、精錬剤のCaO/O2を1.0〜2
0.0kg/Nm3に調整する理由は、通常の溶銑脱り
ん用精錬剤と同様の組成とするためである。精錬剤によ
る脱りんは主として酸化剤としての酸化鉄あるいは酸素
含有ガスが溶銑中の鉄と反応して生成した酸化鉄のFe
Oと、りんの固定剤としてのCaOの反応により、4C
aO・P25を生成する次の反応によるものである。
【0014】2P+5(FeO)+4(CaO)→(4
CaO・P25)+5Fe
【0015】
【発明の実施の形態】一例として、トピードカー内20
0t溶銑中に脱りん剤をインジェクションすることによ
り行う脱りん処理に本発明を適用した場合について述べ
る。図1は本発明を適用した実施例のフロー図である。
スラグ鍋4内に最大粒径50mm、平均粒径25mmの
石灰石3を1500kg入れておき、転炉1内の溶融ス
ラグ10tonを注入して転炉スラグを改質した。改質
した転炉スラグ8中の残留CaCO3は約10%であっ
た。
【0016】改質した転炉スラグ8は、T.Fe:Ca
Oが5:5〜8:2の範囲になるように脱りん剤5と混
合し、精錬剤9とし、これをトピードカー7内の溶銑6
中に供給し脱りん処理を行った。本発明の実施例と比較
例1、2の精錬剤の組成を表1に示す。脱りん処理の結
果を図2及び図3に示す。図2、図3は横軸に溶銑中の
平均りん濃度をとり、縦軸に図2は脱珪外脱りん酸素効
率をとり、図3は脱りんCaO効率をとって示した。図
2に示すとおり、脱珪外脱りん酸素効率は転炉スラグを
脱りん剤と単に混合した精錬剤の場合(比較例2)は従
来の脱りん剤を使用した場合(比較例1)とほぼ同じで
ある。本発明に係る改質した転炉スラグを脱りん剤に使
用した場合、著しく反応効率が向上している。また、C
aOの利用効率についても、図3に示すとおり、本発明
が比較例1、2に比べて著しく高い。なお、脱りんCa
O効率は脱りん生成物を4CaO・P25として計算し
た。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明による改質
した転炉スラグを溶銑脱りん剤として使用すると反応効
率が著しく高く、工業的効果は非常に大きい。これによ
り脱りん処理時間を短縮することができ、その短縮分を
脱りんあるいは脱硫処理に当てることにより低りんある
いは低硫の溶銑を溶製することが可能となる。また、転
炉スラグの製鉄所内再利用が可能となり、製鋼工程全体
として排出スラグを低減することができ、地球環境に優
しい技術である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例を示すフロー図である。
【図2】本発明の効果を表す実験結果を示す図である。
【図3】本発明の効果を表す実験結果を示す図である。
【符号の説明】
1 転炉 2 溶融スラグ 3 石灰石 4 スラグ鍋 5 脱りん剤 6 溶銑 7 トピードカー 8 改質された転炉スラグ 9 精錬剤
フロントページの続き (72)発明者 反町 健一 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 山田 純夫 東京都千代田区内幸町2丁目2番3号 川 崎製鉄株式会社内 Fターム(参考) 4K002 AB01 AB04 AB07 AD02 AE01 AE06 4K013 BA02 BA03 CA03 DA03 DA05 DA09 EA02 EA03 EA12 EA36 FA05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶銑の脱炭工程で発生した1000℃以
    上のスラグと石灰石とを混合して、スラグ中のCaO濃
    度を富化する転炉スラグの改質方法において、混合する
    石灰石の粒度を2mm以上100mm以下とすることを
    特徴とする転炉スラグの改質方法。
  2. 【請求項2】 改質後に残留するCaCO3を3%以上
    20%以下とすることを特徴とする請求項1記載の転炉
    スラグの改質方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の方法で改質された
    転炉スラグに酸化剤および又はCaOを添加し、改質さ
    れた転炉スラグ中のCaO分と添加したCaOの和と、
    該改質された転炉スラグ中の酸化鉄分と添加した酸化剤
    の酸素ガス換算された酸素量の比CaO/O2を1.0
    〜20.0kg/Nm3に調整して精錬剤として使用す
    ることを特徴とする改質スラグを用いた溶銑脱りん方
    法。
  4. 【請求項4】 前記酸化剤が酸化鉄および又は酸素含有
    ガスであることを特徴とする請求項3記載の改質スラグ
    を用いた溶銑脱りん方法。
JP11085460A 1999-03-29 1999-03-29 転炉スラグの改質方法及び改質スラグを用いた溶銑脱りん方法 Withdrawn JP2000282124A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003105416A (ja) * 2001-09-27 2003-04-09 Nippon Steel Corp 溶銑脱燐スラグの改質方法
CN103205523A (zh) * 2013-03-29 2013-07-17 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种转炉冶炼采用石块降温新工艺
CN114457204A (zh) * 2017-01-18 2022-05-10 杰富意钢铁株式会社 铁水的脱磷方法

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