JP2001040407A - 溶銑の予備処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 トピードカー等溶銑容器においてインジ
ェクション法によって溶銑を脱燐処理する際の石灰の使
用量を極力少なくしながらフォーミングの発生を防止
し、極めて経済的に溶銑の脱燐を行いうる溶銑予備処理
方法を提案し、さらに進めて脱硫をも効率的に行いうる
溶銑の予備処理方法を提案する。 【手段】 溶銑の予備処理方法を、容器中に収容した溶
銑のトップスラグの塩基度を1.5〜3.0に調整しながら、
脱燐剤を酸素ガスとともにランスにより前記溶銑中に吹
き込んで脱燐処理することとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉から出銑され
た溶銑を転炉精錬に供するに先立ち予備処理する方法に
係り、特に溶銑をトピードカー等の容器内で脱燐さらに
は脱硫する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉から出銑された溶銑には、脱珪、脱
燐さらには脱硫等の処理を行い、転炉における吹錬負荷
を軽減するのが一般的である。そのための手段として、
種々の方法が行われているが、その一つとしてトピード
カーに受銑した溶銑中にランスを浸漬し、酸素とともに
酸化鉄、石灰等の脱燐剤を吹き込むいわゆるインジェク
ション法による脱燐処理が行われている。

【０００３】この方法は、ガスインジェクションによる
溶銑の撹拌を伴うので、効率的に脱燐を行える利点があ
るが、脱燐過程においてスラグフォーミングと呼ばれる
スラグ泡立ち現象が起こりやすい欠点がある。このフォ
ーミングを防止するための手段として、例えば特開平１
０−１１７６２１０号公報には、溶銑への石灰投入速度
に対する酸素投入量の比とスラグ塩基度とを指標として
求められるスラグフォーミング発生条件に基づきスラグ
フォーミングの発生しやすい領域と発生しにくい領域と
の発生臨界を求め、上記酸化鉄、石灰の各予備処理剤を
発生臨界内に収まるように投入量を抑制する方法が提案
されている。また、トップスラグに蛍石等の滓化材を投
入しスラグの流動性を改善してフォーミングの発生を抑
制する方法も広く行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−１９５５１５号公報に提案されている方法
は、結局脱燐剤として必要な石灰のほかにフォーミング
発生防止のための石灰を余分に投入するものであり、石
灰等の副原料の低減に限界が認められる。また、Ca等の
CaCO₃等のスラグフォーミング抑制剤の投入を避けられ
ない場合も多い。一方、フォーミングの発生防止に蛍石
等の滓化材を使用する方法は反応容器であるトピードカ
ーの耐火材の溶損を著しく大きくする危険がある。

【０００５】本発明は、これら従来技術の問題点を解決
することを目的とし、トピードカー等溶銑容器において
インジェクション法によって溶銑を脱燐処理する際の石
灰の使用量を極力少なくしながらフォーミングの発生を
防止し、極めて経済的に溶銑の脱燐を行いうる溶銑予備
処理方法を提案し、さらに進めて脱硫をも効率的に行い
うる溶銑の予備処理方法を提案することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために溶銑容器、特にトピードカー内におけ
る脱燐反応条件を仔細に検討し、トップスラグの塩基度
を適当に調整することによって脱燐反応がフォーミング
を起こすことなく進むことを見出して本発明を完成し
た。

【０００７】本発明は、溶銑の予備処理方法を、容器中
に収容した溶銑のトップスラグの塩基度を1.5〜3.0に調
整しながら、脱燐剤を酸素ガスとともにランスにより前
記溶銑中に吹き込んで脱燐処理することとするものであ
る。

【０００８】加えて、本発明は上記発明において、ラン
スの溶銑中への浸漬深さを溶銑浴深さの25〜60%とする
こととすることによってフォーミングの発生をより確実
に抑制しながら脱燐の進行を図るものである。

【０００９】さらに、本発明は、上記溶銑予備処理によ
る脱燐処理に引き続き脱硫処理を行うこととし、溶銑予
備処理の総合的な効果を効率的に得るものである。

【００１０】さらに、本発明は、上記各予備処理に供す
る溶銑を予め0.35%以下に脱珪処理しておくことして本
発明の効果を確実に得られるようにするとともに、転炉
精錬の負荷を一層確実に軽減するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用される典型
的な場合であるトピードカー溶銑予備処理装置の概略図
である。ここに示すようにトピードカー１に溶銑が収容
されており、脱燐剤がその供給を司るディスペンサー
（酸化鉄ディスペンサー４および生石灰ディスペンサー
５）から浸漬ランス２を通し、気体酸素６とともに溶銑
８中に送給され、脱燐が行われるようになっている。以
下、本発明の実施形態を上記トピードカーに収容された
溶銑を脱燐する場合について手順を追って具体的に説明
する。

【００１２】本発明により脱燐処理を受ける溶銑は一般
に高炉溶銑であるが、出銑時に脱珪処理を受け溶銑も含
まれる。したがって、トピードカー１に受銑する際に少
量の高炉スラグあるいは出銑時に脱珪処理を受けた場合
には脱珪スラグが溶銑に巻き込まれ、溶銑３上にトップ
スラグ９が形成されている。このトップスラグ９は、本
発明の脱燐処理により所定範囲の組成（塩基度）を有す
るように変成されるものであるから、その量は少量に留
めなければならない。

【００１３】脱燐は、図１に示したように浸漬ランス２
から脱燐剤を気体酸素６とともに送給することによって
行われる。脱燐剤は、公知のように、生石灰（CaO、通
常単に石灰という）または石灰を主体とした化合物ある
いは混合物と酸化鉄などの酸化剤などからなる。

【００１４】本発明においては、上記手段により脱燐を
行う際に、前記トップスラグ９の塩基度が1.5〜3.0に調
整されるように脱燐剤および酸素の供給割合、供給速度
を調整する。塩基度とは、慣例に従い（CaO）/（SiO₂）
をいう。上記塩基度の値は通常の脱燐処理の際に用いら
れるトップスラグの塩基度である4〜5に対して著しく低
く、石灰の使用量をそれだけ節減できる。

【００１５】塩基度が1.5未満であるとトップスラグか
ら溶銑中に復硫してくるおそれがあり、また、トピード
カーの内張り耐火物の溶損が著しくなる。一方、3.0を
超えるとトピードカーからの排滓性が悪化する。したが
って、塩基度は上記範囲とするが、好ましくは1.8〜2.2
とするのがよい。

【００１６】トップスラグのスラグ塩基度の調整は、溶
銑中Siの酸化により生ずるSiO₂および供給されるCaOに
より受銑時のトップスラグが組成変化する程度を経験に
より観察しながら行い、脱燐処理開始後、極力早期上記
塩基度が達成されるようにするのがよい。

【００１７】しかしながら、トップスラグの塩基度の値
が1.5〜3.0にあると、酸素とともに脱燐剤を吹き込む脱
燐の際に、溶銑浴中で発生したCOガスによりトップスラ
グがフォーミングを起こすおそれがある。したがって、
本発明に従い上記塩基度出脱燐処理を行うときには、CO
ガスの過剰な発生を防止するように酸素供給速度等を調
整する必要がある。そのためには、公知の特開平１０−
１１７６２１０号公報記載の発明を利用しうる。また、
フォーミングの発生が予期されたときにわずかな量のフ
ォーミング抑制剤（CaCO₃等）を、別のランスからトッ
プスラグ上あるいはスラグ層内に、投入することもでき
る。

【００１８】本発明においてトップスラグのフォーミン
グを防止するには、酸素の吹き込み条件、特に、酸素が
吹き込まれるランスの溶銑中への浸漬深さを考慮するこ
とが好ましい。特にランスの溶銑中への浸漬深さを溶銑
浴深さの25〜60%とすることは上記塩基度の下での脱燐
処理を行う際のフォーミングの発生を防止するのに効果
的である。

【００１９】図２は、図１における溶銑深さ８を1.95m
とし、トップスラグの塩基度を1.9に調整しながら、浸
漬ランス２をランス浸漬深さ７がそれぞれ1.2m、0.8mと
なるように浸漬して脱燐処理を行った場合の溶銑中各元
素の酸素反応効率のバランス図である。ここに示すよう
に、ランス浸漬深さが1.2mと深い場合には、COの発生割
合が約40%と大きい。これに対し、浸漬深さが0.8mと浅
い場合には、COの発生割合が約26%と小さい。このこと
から、ランス浸漬深さが大きい場合には、スラグフォー
ミングが発生しやすいことが分かる。

【００２０】このような実験を繰り返し、溶銑深さ８に
対するランス浸漬深さ７の比をパラメータとしてスラグ
フォーミングの発生の有無を整理した結果、その比がほ
ぼ60%以下となるとフォーミングが発生しないことが明
らかとなった。これは浸漬ランスの浸漬深さが浅い場合
は、溶銑中に吹き込まれた酸化鉄あるいは酸素ガスによ
って生ずるFeOのトップスラグまで浮上する時間が短い
ため、脱炭反応に寄与する割合が低く、したがってCOガ
スを発生することが少なく、そのままトップスラグに到
達して脱燐反応に寄与する割合が高く、スラグフォーミ
ングを抑制しながら脱燐反応を効率的に進め得るためで
あろうと推定される。したがって本発明では、浸漬ラン
スの溶銑中への浸漬深さを溶銑浴深さの60%以下とす
る。

【００２１】しかしながら、浸漬ランスの浸漬深さがあ
まりに浅すぎるときには、酸素等吹き込みガスによる溶
銑浴の撹拌力が低下し、また、ランスから吹き込まれた
脱燐剤（CaO、酸化鉄）が溶銑中を浮上しながらFeO等の
脱燐反応に必要な反応生成物を得るのに充分な時間が得
られなくなり、脱燐反応が効率的に進行しなくなる。そ
の限界は、上記の比が25%にある。したがって、本発明
では、ランスの溶銑中への浸漬深さを溶銑浴深さの25%
以上とする。

【００２２】上記脱燐処理により、石灰使用量を節減し
ながらフォーミング発生を主ずることのない脱燐処理を
行うことができるが、本発明ではさらに、上記脱燐処理
により得た予備処理溶銑に対して脱硫処理を行い、転炉
操業さらにはそれに続くいわゆる二次精錬を簡略化する
のが好適である。すなわち、脱燐処理終了後、トップス
ラグを排際し、改めて脱硫剤（CaC₂、CaO等）を窒素ガ
ス等をキャリアガスとしてインジェクション法により溶
銑中に吹き込み脱硫を進めるのである。この際、本発明
に係る脱燐方法では、トップスラグの塩基度が1.5〜3.0
と低く排滓が容易であるため、脱燐後の脱硫処理を復燐
の危険なく円滑に進めうる利点がある。

【００２３】本発明方法で処理する溶銑は、通常の高炉
溶銑を用いうる。しかしながら高炉溶銑のSi含有量が高
すぎるときには、脱燐過程において生ずるSiO₂が、トッ
プスラグの塩基度を下げる方向に働きすぎる危険があ
る。また、酸化鉄等の酸化剤がSiにより還元されて脱燐
に寄与しなくなる危険性もある。そのため、本発明にお
いて処理する溶銑は予め鋳床脱珪等の処理によりSi含有
量を0.35%以下、好ましくは0.20%以下にしておくのがよ
い。

【００２４】

【実施例】表１に示す処理条件によりトピードカーに収
容された溶銑に脱燐処理を行った。処理結果は、表１の
操業結果欄に示す。ここに示すように発明例１、２にお
いては何れも脱燐処理後の燐含有量が0.020%以下の十分
低い値となり、また、操業に当たった得フォーミングは
発生しなかった。また、生石灰使用量もそれぞれ9.0kg/
t-pig、6.0kg/t-pigと低かった。これに対し比較例１で
は高い塩基度としたためフォーミングなく脱燐できたも
のの、生石灰使用量は22.0kg/t-pigと高かった。また、
比較例２では浸漬ランスの浸漬深さが深すぎたために、
脱燐過程で脱炭が進行しフォーミングが発生した。一
方、比較例３では、浸漬ランスの浸漬深さが浅すぎたた
めに、フォーミングが発生しなかったものの、脱燐が十
分進まなかった。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】本発明は、上記のように塩基度の低いト
ップスラグを用いて溶銑の脱燐処理をを行い、浸漬ラン
スの浸漬深さ等を適切にすることによりスラグフォーミ
ングを防止することとしたので脱硫剤である石灰の使用
量を節減できる。さらに本発明で得た予備処理溶銑に対
して脱硫処理を行い、転炉操業さらにはそれに続くいわ
ゆる二次精錬を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される典型的な場合であるトピ
ードカー溶銑予備処理装置の概略図である。

【図２】 脱燐処理を行った場合の溶銑中各元素の酸素
反応効率のバランス図である。

【符号の説明】

１：トピードカー ２：浸漬ランス ３：溶銑 ４：酸化鉄ディスペンサー ５：生石灰ディスペンサー ６：気体酸素 ７：ランス浸漬深さ ８：溶銑深さ ９：トップスラグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 寛 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K014 AA01 AA03 AB03 AC14 AC16 AD01 AD27

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器中に収容した溶銑のトップスラグの
   塩基度を1.5〜3.0に調整しながら脱燐剤を酸素ガスとと
   もにランスにより前記溶銑中に吹き込んで脱燐処理する
   ことを特徴とする溶銑の予備処理方法。
2. 【請求項２】 ランスの溶銑中への浸漬深さを溶銑浴深
   さの25〜60%とすることを特徴とする請求項１記載の溶
   銑の予備処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の脱燐処理に引き
   続き脱硫処理を行うことを特徴とする溶銑の予備処理方
   法。
4. 【請求項４】 溶銑は予め0.35%以下に脱珪処理してお
   くことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の溶
   銑の予備処理方法。