JP2001040410A - 溶銑の脱珪方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便な機構で脱珪剤の反応効率を高め、処理
中ならびに処理後のスラグフォーミングを抑制す方法を
提供する。 【解決手段】 （１）酸化鉄含有脱珪剤を溶銑中に添加
して溶銑の脱珪を行う方法において、溶銑流出時の溶銑
の落下エネルギーにより旋回流を起こさせ、該旋回流の
中に酸化鉄含有脱珪剤を添加し、受銑容器に注銑する。
（２）溶銑排出用の出口部を底部に有する容器の浴面径
と出口部の内径との比（浴面径／出口部の内径）が３以
上で、浴深が１００mm以上の条件下、溶銑流出時の溶銑
の落下エネルギーにより前記容器内に旋回流を起こさ
せ、該旋回流の中に酸化鉄含有脱珪剤を添加し、前記出
口部から受銑容器に注銑する。（３）上記容器の出口部
の外側に、出口部の内径の１．２倍以上の内径を有する
出口管を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉で製造される
溶銑を脱珪処理するに際し、簡便な機構で脱珪剤の反応
効率を高め、かつ処理中ならびに処理後のスラグフォー
ミングを抑制できる溶銑の脱珪方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶銑の脱珪方法には、下記（１）〜
（６）の方法が広く知られている。 （１）高炉からの出銑時に、出銑樋を流れる溶銑に脱珪
剤を添加または吹付ける。 （２）出銑樋からトピードカーや移送鍋に溶銑を注ぐ際
に使われる傾注樋への溶銑落ち口で、脱珪剤を添加また
は吹付ける。 （３）傾注樋からトピードカーや移送鍋への溶銑落ち口
で、脱珪剤を添加または吹付ける。 （４）トピードカーや移送鍋内の溶銑に脱珪剤をインジ
ェクションする。 （５）トピードカーや移送鍋から製鋼工場内の転炉に注
銑する際に使われる注銑鍋への溶銑落ち口で、脱珪剤を
上添加または吹付ける。 （６）注銑鍋内溶銑に脱珪剤をインジェクションする。

【０００３】これらの内、上記（１）〜（３）および
（５）の脱珪剤の上添加法は簡便であるが、溶銑中への
脱珪剤の均一混合が困難で、脱珪剤反応効率のバラツキ
が大きい。さらに、未反応の脱珪剤中の酸化鉄と溶銑中
の炭素との反応等により、処理中並びに処理後に脱珪ス
ラグのフォーミングが激しい場合があり、操業上問題で
ある。

【０００４】脱珪剤吹付け法にすると、脱珪剤反応効率
のバラツキやスラグフォーミングの問題は改善される
が、吹付装置の設置を必要とし、さらに、吹付装置内の
脱珪剤供給管の摩耗対策や吹付時に発生するスプラッシ
ュ固着物の除去等のメンテナンスが必要になりコスト上
の問題が発生する。

【０００５】一方、上記（４）および（６）の脱珪剤の
インジェクション法は、溶銑中へ強制的に脱珪剤を吹き
込むだけに、脱珪剤反応効率のバラツキやスラグフォー
ミングの問題は解決されるが、設備費が嵩む上にインジ
ェクションランス等の消耗品を必要とし、コスト上の問
題が発生する。また、処理時間を別にとる必要があるた
め処理時間が長くなり、溶銑温度の低下の問題が発生す
る。

【０００６】これらの問題点や難点に対処するために、
下記（Ａ）および（Ｂ）の技術が開示されている。
（Ａ）特開昭６１−９５１０号公報には、高炉出銑樋終
端の溶銑落ち口に攪拌筒を設置し、出銑過程で添加され
た脱珪剤が攪拌筒内で溶銑と混合攪拌されてトピードへ
落ちる機構にして、特別な処理時間を必要とせずに脱珪
反応を促進できることが開示されている。

【０００７】（Ｂ）特開昭５９ー１０４４１４号公報に
は、高炉出銑樋と傾注樋との間に筒状流路体を設置し、
出銑速度と攪拌筒の流路断面との比を適切に制約するこ
とにより、やはり特別な処理時間を必要とせずに、流炉
体から溶銑をオーバーフローさせることなく脱珪剤と溶
銑との混合攪拌を図ることができることが開示されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（Ａ）お
よび（Ｂ）に開示された技術は、溶銑が落下する際の落
下エネルギーを利用して脱珪剤と溶銑との混合攪拌を図
る点で効果があるが、縦型の攪拌筒または筒状流路体を
用いることが難点である。攪拌筒内で脱珪剤と溶銑との
混合を十分に行うためには、ある程度の長さが必要と考
えられ、上記（Ｂ）の公報には具体的な記述が無いが、
上記（Ａ）の公報には高さ１６００mmの攪拌筒が実施例
として記載されている。前記の（２）、（３）および
（５）の方法に述べた溶銑処理の場所には、高さ１００
０mm程度しか自由に使用できるスペースが無い。トピー
ドカーや注銑鍋の中にまで攪拌筒を挿入すれば、攪拌筒
の高さを十分に取ることが可能であるが、トピードカー
や注銑鍋を移動する際に攪拌筒を引き抜かなくてはなら
ず、構造的に複雑になり適用し難い。

【０００９】さらに、上記（Ａ）の方法では攪拌筒の内
部が攪拌目的に使用している邪魔板により複雑な構造に
なっており、メンテナンスが困難であり、しかも邪魔板
が傷みやすいという問題もある。また、上記（Ｂ）の方
法では筒状流路体の断面積に制約を加えても、実操業に
おける出銑速度が変動し、攪拌効果にバラツキが生じ易
いという問題がある。

【００１０】本発明の目的は、簡便な方法で脱珪剤の反
応効率を高め、処理中ならびに処理後のスラグフォーミ
ングを抑制することが可能な溶銑の脱珪方法を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、下記の知
見を得た。 （Ａ）連続鋳造機に溶鋼を供給するタンディシュ内で
は、溶鋼出口である浸漬ノズル直上に旋回流が発生し、
この旋回流により、浴面上に浮遊するスラグが巻き込ま
れて介在物等の問題になることが知られている。

【００１２】本発明者らは、上記のスラグの巻き込み現
象を、脱珪剤の反応効率を高める手段として積極的に活
用することを着想した。すなわち、溶銑が落下する際の
落下エネルギーを利用して旋回流を発生することができ
る容器を使用することにより、旋回する溶銑が脱珪剤を
自然に巻き込む現象を利用でき、脱珪剤の反応効率を容
易に高めることができる。

【００１３】（Ｂ）旋回流を起こさせるには、容器の底
部に、溶銑排出用の出口部を有する容器の浴面径と出口
部の内径との比（浴面径／出口部の内径）が３以上で、
浴深が１００mm以上の条件下で、溶銑流出時の溶銑の落
下エネルギーを前記容器の浴面に伝えればよい。旋回流
の安定性から容器の形状は、漏斗型が望ましいが、たら
い型等でもよく、容器は邪魔板等の傷みやすい部品が不
要の上、容器の高さも１０００mm以下でも十分である。

【００１４】図１は、容器の漏斗型の例を示す概念図で
ある。同図に示すように、漏斗型の容器９の底部に、溶
銑の出口部１０があり、溶銑が落下する際の落下エネル
ギーを利用して旋回流を発生することができる。

【００１５】図２は、容器のたらい型の例を示す概念図
である。同図に示すように、たらい型の容器１１の底部
に、溶銑の出口部１０があり、溶銑が落下する際の落下
エネルギーを利用して旋回流を発生することができる。

【００１６】（Ｃ）これらの容器（以下、旋回流発生容
器ともいう）は、出銑樋から傾注樋への落ち口や傾注樋
からトピードカーへの落ち口、さらには製鋼工場でのト
ピードから注銑鍋への払い出し場などの溶銑を落下させ
る場所ならどこにでも設置可能である。

【００１７】図３は、旋回流発生容器の設置場所が高炉
１の出銑樋２から傾注樋３への落ち口Ａの例であること
と、トピードカーへの落ち口Ｂの例であることとを示す
概念図である。図４は、製鋼工場での旋回流発生容器の
設置場所がトピードカー４から注銑鍋６への払い出し溶
銑５の落ち口Ｃの例であることを示す概念図である。

【００１８】（Ｄ）旋回流発生容器内に滞留した溶銑
は、旋回流の渦の中心部へ浮遊している脱珪剤を巻き込
む。脱珪剤は旋回流の中心部へ向けて集まる傾向があ
り、脱珪剤が旋回流発生容器の壁面に直接触れる頻度が
少ないため、耐火物等で構成されている旋回流発生容器
の内面を溶損させることも少ない。

【００１９】（Ｅ）脱珪剤は、旋回する溶銑流に包み込
まれ、トピードカー内や注銑鍋内に入ってからも、溶銑
中に深く侵入して溶銑との接触混合時間を長く保つこと
ができる。

【００２０】（Ｆ）旋回流発生容器だけでは、添加した
脱珪剤が旋回流の中心部に寄りやすく溶銑との混合の面
では不十分である。トピードカーや注銑鍋等の受銑容器
内に落下してからの脱珪反応の効率も考慮しておく必要
がある。

【００２１】（Ｇ）旋回流の中心部に偏在している脱珪
剤と溶銑との攪拌混合を強化するためには、旋回流発生
容器の出口部の外側に旋回流発生容器の出口部の内径よ
りも内径の大きい出口管を設ければよい。

【００２２】図５は、旋回流発生容器の出口部１０の外
側に、旋回流発生容器の出口部の内径よりも内径の大き
い出口管１４を設けることを示す概念図である。同図に
示す旋回流発生容器の出口部の内径１２と出口管の内径
１３との比（出口管の内径／出口部の内径）が１．２未
満では攪拌混合効果が不十分であり、溶銑と脱珪剤との
混合を十分確保するためには、その比を１．２以上に設
定する必要がある。好ましくは、１．４以上である。

【００２３】さらに、出口管内での溶銑と脱珪剤との混
合攪拌効果を強化するために、上記の流路絞り部から３
００mm以上の出口管下部に第２の流路絞り部を設けても
よい。第２の流路絞り部の内径は、旋回流発生容器の出
口部の内径１２の０．１〜０３．０倍で、かつ出口管の
内径１３の０．９倍以下が望ましい。

【００２４】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、下記のとおりである。 （１）酸化鉄含有脱珪剤を溶銑中に添加して溶銑の脱珪
を行う方法において、溶銑流出時の溶銑の落下エネルギ
ーにより旋回流を起こさせ、該旋回流の中に酸化鉄含有
脱珪剤を添加し、受銑容器に注銑することを特徴とする
溶銑の脱珪方法。

【００２５】（２）酸化鉄含有脱珪剤を溶銑中に添加し
て溶銑の脱珪を行う方法において、溶銑排出用の出口部
を底部に有する容器の浴面径と出口部の内径との比（浴
面径／出口部の内径）が３以上で、浴深が１００mm以上
の条件下、溶銑流出時の溶銑の落下エネルギーにより前
記容器内に旋回流を起こさせ、該旋回流の中に酸化鉄含
有脱珪剤を添加し、前記出口部から受銑容器に注銑する
ことを特徴とする溶銑の脱珪方法。

【００２６】（３）上記容器の出口部の外側に、出口部
の内径の１．２倍以上の内径を有する出口管を設置する
ことを特徴とする上記（２）に記載の溶銑の脱珪方法。

【００２７】

【発明の実施の形態】旋回流発生容器は、直径：５００
〜２５００mm、出口部までの深さ：１００〜４０００m
m、出口部の内径：３０〜３００mmの円錐状あるいは円
柱状の容器を使用できる。より好ましくは、それぞれ、
直径：１０００〜２０００mm、出口部までの深さ：５０
０〜２５００mm、出口部の内径：３０〜１５０mmであ
る。

【００２８】旋回流発生容器の形状は、旋回流を発生す
ることができる容器であればよく、落下エネルギーを使
って旋回流を惹起するために、前記図５に示す旋回流発
生容器内の溶銑浴面１５での浴面径１６と出口部の内径
１２との比（浴面径／出口部の内径）が３以上で、浴深
１７が１００mm以上あればよい。好ましくは、比（浴面
径／出口部の内径）が５以上で、浴深１７が２００mm以
上あればよい。

【００２９】出口管の内径は、前記の通り出口部の内径
の１．２倍以上であればよい。出口管の長さは３００mm
以上であればよい。好ましくは、３００〜１０００mmで
ある。

【００３０】その理由は３００mm未満であると、出口管
内での溶銑と脱珪剤との混合が不十分であり、１０００
mmを超えると、脱珪反応を促進する延長効果が薄れるば
かりか、出口管の維持補修コストが上昇して、経済的で
ないからである。

【００３１】

【実施例】（実施例１）表１に、高炉から出銑された溶
銑の含有成分を示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】この含有成分を有する溶銑（温度：１５１
０℃）に対し、傾注樋からトピードカーの間に旋回流発
生容器を設置して、旋回流発生容器の上から溶銑を入れ
て旋回流を発生させてから脱珪剤（平均粒度５mmの焼結
粉）を１０〜２０kg/ton添加し、５ton ／分で流れる溶
銑と共にトピードカーに落下させて脱珪処理を行った。
使用した旋回流発生容器は漏斗型で、漏斗上面の直径は
１０００mm、漏斗上面から出口部までの深さ８００mm、
出口部の内径８０mmである。

【００３４】浴面径は、７５０mmで、出口部の内径との
比（浴面径／出口部の内径）は９．４で、浴深は、５８
０mmの条件下で旋回流を発生させた。図６は、漏斗型を
使用した本発明例と、攪拌筒を使用した比較例および上
添加法の従来例とで、脱珪剤原単位と溶銑中の［Ｓｉ］
濃度の低下濃度で示す脱Ｓｉ量（重量％）との関係を比
較したグラフである。

【００３５】なお、同図に示すグラフの傾きから、下記
の脱珪剤反応効率を計算で求めることができるが、脱珪
剤反応効率の相対比較は、グラフの傾きで判断できる。

【００３６】脱珪剤反応効率＝（溶銑中のＳｉと結びつ
いた酸素量（ｋｇ））×１００(%)／（脱珪剤中の酸素
量（ｋｇ））。同図に示すように、本発明例における脱
珪剤反応効率は、比較例および従来例に比較して高かっ
た。

【００３７】また、比較例の攪拌筒の寿命は、約１０時
間であるのに対して、本発明例で使用した旋回流発生容
器の寿命は約５倍の約５０時間であり、メンテナンスが
容易なことも確認された。本発明例では、トピードカー
内でのスラグフォーミングも小さく操業管理の問題もな
かった。

【００３８】（実施例２）高炉からトピードカーにより
運ばれてきた前記表１に示す成分の溶銑に対し、製鋼工
場でトピードカーから注銑鍋への溶銑払い出し場所に旋
回流発生容器を設置して、旋回流発生容器の上から溶銑
を入れて旋回流を発生させてから脱珪剤（平均粒度５mm
の焼結粉）を１０〜２０kg/ton 添加し、脱珪処理を行
った。

【００３９】使用した旋回流発生容器は漏斗型で、漏斗
上面の直径は１０００mm、漏斗上面から旋回流発生容器
の出口部までの深さ８００mm、旋回流発生容器の出口部
の内径８０mmである。

【００４０】浴面径は、７５０mmで、出口部の内径との
比（浴面径／出口部の内径）は９．４で、浴深は、５８
０mmの条件下で旋回流を発生させた。この旋回流発生容
器の出口部の下部に内径１１０mm（比（出口管の内径／
出口部の内径）：１．４）、長さ８００mmの出口管を設
けて、出口管内での脱珪反応を促進した。

【００４１】図７は、出口管を使用した本発明例と実施
例１の出口管を使用しない本発明例とで、脱珪剤原単位
と溶銑中の［Ｓｉ］濃度の低下濃度で示す脱Ｓｉ量（重
量％）との関係を比較したグラフである。

【００４２】なお、同図に示すグラフの傾きから、下記
の脱珪剤反応効率を計算で求めることができるが、脱珪
剤反応効率の相対比較は、グラフの傾きで判断できる。
脱珪剤反応効率 ＝（溶銑中のＳｉと結びついた酸素量
（ｋｇ））×１００(%)／（脱珪剤中の酸素量（ｋ
ｇ））。

【００４３】同図中では、出口管を設けた本発明例を区
別するため本発明例２とし、出口管を設けない場合の本
発明例を本発明例１とした。図７に示すように、出口管
を設けた本発明例２は、出口管を設けない場合の本発明
例１と比べて脱珪剤反応効率が大きかった。

【００４４】

【発明の効果】本発明により、簡便な機構で脱珪剤の反
応効率を高め、処理中ならびに処理後のスラグフォーミ
ングを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】旋回流発生容器の漏斗型の例を示す概念図であ
る。

【図２】旋回流発生容器のたらい型の例を示す概念図で
ある。

【図３】旋回流発生容器の設置場所が高炉の出銑樋から
傾注樋への落ち口Ａの例であることと、トピードカーへ
の落ち口Ｂの例であることとを示す概念図である。

【図４】製鋼工場での旋回流発生容器の設置場所がトピ
ードカーから注銑鍋への払い出し溶銑の落ち口Ｃの例で
あることを示す概念図である。

【図５】旋回流発生容器の出口部の外側に旋回流発生容
器の出口部の内径よりも内径の大きい出口管を設けるこ
とを示す概念図である。

【図６】漏斗型を使用した本発明例と、攪拌筒を使用し
た比較例および上添加法の従来例とで、脱珪剤原単位と
溶銑中の［Ｓｉ］濃度の低下濃度で示す脱Ｓｉ量（重量
％）との関係を比較したグラフである。

【図７】出口管を使用した本発明例と実施例１の出口管
を使用しない本発明例とで、脱珪剤原単位と溶銑中の
［Ｓｉ］濃度の低下濃度で示す脱Ｓｉ量（重量％）との
関係を比較したグラフである。

【符号の説明】

１：高炉、 ２：出銑樋、 ３：傾注樋、 ４：トピードカー、 ５：払い出し溶銑、 ６：注銑鍋、 ７：溶銑、 ８：脱珪剤、 ９：漏斗型の旋回流発生容器、 １０：出口部、 １１：たらい型の旋回流発生容器、 １２：旋回流発生容器の出口部の内径、 １３：出口管の内径、 １４：出口管、 １５：溶銑浴面、 １６：浴面径、 １７：浴深。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紫冨田 浩 大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金 属工業株式会社内 (72)発明者 原 茂太 大阪府高槻市南平台４丁目37番25号 (72)発明者 横谷 真一郎 埼玉県幸手市緑台１丁目２番16号 Ｆターム(参考） 4K014 AA01 AC08 AD21 AD23 AD25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化鉄含有脱珪剤を溶銑中に添加して溶
   銑の脱珪を行う方法において、溶銑流出時の溶銑の落下
   エネルギーにより旋回流を起こさせ、該旋回流の中に酸
   化鉄含有脱珪剤を添加し、受銑容器に注銑することを特
   徴とする溶銑の脱珪方法。
2. 【請求項２】 酸化鉄含有脱珪剤を溶銑中に添加して溶
   銑の脱珪を行う方法において、溶銑排出用の出口部を底
   部に有する容器の浴面径と出口部の内径との比（浴面径
   ／出口部の内径）が３以上で、浴深が１００mm以上の条
   件下、溶銑流出時の溶銑の落下エネルギーにより前記容
   器内に旋回流を起こさせ、該旋回流の中に酸化鉄含有脱
   珪剤を添加し、前記出口部から受銑容器に注銑すること
   を特徴とする溶銑の脱珪方法。
3. 【請求項３】 上記容器の出口部の外側に、出口部の内
   径の１．２倍以上の内径を有する出口管を設置すること
   を特徴とする請求項１に記載の溶銑の脱珪方法。