JP2001123214A - 脱炭滓を再利用する転炉製鋼法 - Google Patents
脱炭滓を再利用する転炉製鋼法Info
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Abstract
転炉製鋼法を提供する。 【解決手段】 前回の転炉精錬での脱炭滓を転炉内に残
留させ、脱炭滓を次回の転炉吹錬の脱P処理に再利用す
るに際し、脱炭滓中に存在する有効CaO量に応じ、転
炉に装入する溶銑のSi量を調整する脱炭滓を再利用す
る転炉製鋼法。 【効果】 脱炭滓の熱間再使用時に、主原料としてSi
量を調整した溶銑を用いることにより、脱P処理時に石
灰分を添加する必要が無くなり、脱Pスラグ中に副原料
に由来する未滓化石灰を生じる懸念が全くなくなった。
Description
滓を再利用する転炉製鋼法に関する。
炉へ高炉溶銑を装入し、生石灰を主体とするフラックス
投入と、酸素吹錬により溶銑を脱P・脱Cし、鋼を溶製
する方法が一般的であった。その後、多工程にわたる精
錬機能を転炉に集約して行い、溶銑のもつエネルギーロ
スを大幅に低減するとともに、転炉前後工程の諸経費の
大幅な削減を図った製鋼法が、例えば特開平5−140
627号公報に開示されている。
錬して溶鋼を製造するに際し、第1工程として屑鉄、溶
銑を転炉に装入し、第2工程としてフラックス添加し、
スラグのCaO/SiO2 を1.0ないし2.0、処理
温度1350℃以下にして吹酸により脱P処理を行い、
第3工程として第2工程で生成したスラグを排出し、第
4工程としてフラックス添加と吹酸により、所定の
[C]、[P]まで脱炭、脱P処理を行い、第5工程と
して第4工程で生成したスラグを残したまま出鋼し、第
6工程として炭材を添加してスラグ中(FeO)を低減
し、再び第1工程へ戻って、以降は第2工程でのフラッ
クス中石灰添加量をゼロないしは前記第2工程における
同添加量の25%以下として第6工程までを繰り返し実
施する転炉製鋼法である。
銑Si成分値は、通常、0.15〜0.80%レベルま
でばらついており、特に最近の高炉においては、安価原
燃料を使用する操業法が指向されており、その結果溶銑
中のSi値が増加する傾向にある。溶銑Si値が高いと
脱P工程において、塩基度を2.0程度確保する必要性
から、同工程で使用する生石灰原単位は溶銑Si値に比
例して増加させる必要が生じる。
号公報においても溶銑[Si]が高い場合おいては、C
aOを使用せざるを得ないという課題が残されていた。
しかして、脱P工程において用いる生石灰は、塊状(1
0〜30mm)を呈しているため、スラグ中での未滓化
の問題が内在していた。すなわち、スラグ中へ添加した
CaOが完全に溶融せず、一部は未滓化の状態でスラグ
中に残存する。
ラグの有効活用上の障害である体積膨張の原因となる。
スラグの有効活用法として知られている路盤材向けの場
合、スラグに求められる膨張率は2.5%以下である
が、この値以下の膨張率を確保するために必要なスラグ
中の未滓化CaO割合は実験的に1%程度であることが
知られている。このため、排滓された脱P滓の活用を図
るために、路盤材などに用いようとしても、スラグ中の
未滓化CaOの割合が高ければ未滓化のCaOが障害と
なり、直ちにその用途に振り向けることができなかっ
た。
棄後時間の経過と共に膨張風化する性質を有している。
したがって、このスラグを有効利用するためには、スラ
グ中のフリーCaOがCaCO3 ,Ca(OH)2 等
に、完全に安定化するまで長期間養生させる必要があ
り、広大な養生場所の確保が必要となること、粉塵が発
生するなど種々の問題を抱えていた。
石灰を用いスラグ中へ溶融し易くすることも考えられる
が、微粉の生石灰を転炉内に装入するのに、そのままの
状態での処理では、装入CaOの大半が炉口から飛散し
CaO添加の目的を達成することが困難である。よっ
て、装入に当たっては吹き込みランス等を用いて添加し
てやらねばならず、そのために余分の設備費を必要とす
る欠点があり、また塊状CaOの微粉化にも費用を要す
るという問題があり、何れもコストアップに繋がる。
と、スラグ中での未滓化石灰との関係について、その1
例を示したもので、図から明らかなようにスラグ中への
塊状生石灰の添加は、添加量が多くなるに従い未滓化C
aOが増加することが判る。
を次回の転炉吹錬の脱P処理に再利用するに際し、脱炭
滓中に存在する有効CaO量に応じ、転炉に装入する溶
銑のSi量を調整し生産性が高く、効率のよい精錬法を
実現するための、脱炭滓を再利用する転炉製鋼法を提供
することを目的とするものである。
法における問題点を解決するためになされたものであっ
て、その要旨とするところは、下記手段にある。 (1) 前回の転炉精錬での脱炭滓を転炉内に残留さ
せ、脱炭滓を次回の転炉吹錬の脱P処理に再利用するに
際し、脱炭滓中に存在する有効CaO量に応じ、転炉に
装入する溶銑のSi量を調整する脱炭滓を再利用する転
炉製鋼法。
aOを含有しない副原料を使用し、下記(1)式を満足
せしめるよう操業を行う(1)記載の脱炭滓を再利用す
る転炉製鋼法。 [WM ×[Si]M ×2.14+WS ×(SiO2 )S +WF ×(SiO2 )F ]×K≦WS ×(CaO)S ・・・・(1) ただし、 WM ;溶銑量(t) WS ;脱P処理前スラグ(冷却材含む)量(t) WF ;脱P処理時副原料量(t) [Si]M ;溶銑中のSi(%) (SiO2 )S ;脱P処理前スラグ(冷却材含む)中S
iO2 割合(%) (SiO2 )F ;脱P処理時副原料量中SiO2 割合
(%) (CaO)S ;脱P処理前スラグ(冷却材含む)中Ca
O割合(%) (3) 前記(2)において、Kの値として下記(2)
式を満足せしめるよう操業を行う脱炭滓を再利用する転
炉製鋼法。 (F0 /2.6)+0.4≦K≦2.5 ・・・・(2) ただし、F0 ;脱P処理中平均吹酸速度(Nm3 /mi
n/t)
て脱Pを行うに当たり、転炉操業上の問題について種々
の検討を行った結果、脱炭滓中に存在するCaOを脱P
処理において有効に活用し、脱P時に生石灰を添加しな
い操業方法を確立するならば、脱Pスラグ中に未滓化C
aO割合が高くなる問題は起こらず、溶鋼製造原単位の
低下に多大な寄与をもたらすであろうとの見解を得た。
用しないためには、装入する溶銑のSi量を調整して置
く必要がある(脱P処理時に使用する副原料中のSiO
2 量も考慮して)。すなわち、予め脱P処理時の塩基度
(CaO/SiO2 )の許容範囲を求めておき、一方で
は脱炭滓中に含まれるCaO分量から次回の脱P処理前
スラグ中のCaO量を把握しておくならば、脱P処理前
スラグ中のSiO2 、副原料中SiO2 及び溶銑中の
[Si]が酸化されてSiO2 になる量も簡単に算出す
ることができるので、これらの値から脱P処理時におけ
るスラグの塩基度(CaO/SiO2 )を予測すること
が容易である。
予定した塩基度の許容範囲の下限未満の場合は、不足す
るCaO分を補足してやらなければならないが、前記し
たようにCaO分の補足は未滓化CaOを発生する惧れ
が大きいので、本発明においては溶銑中の[Si]を低
減する(事前の脱Si処理)措置を講ずる。脱Siすべ
き値は計算によって容易に求めることが可能である。
きスラグ塩基度は、転炉における吹酸速度によって大き
く左右される。すなわち、吹酸速度が比較的遅い精錬で
あれば、スラグ塩基度は低い状態でも操業可能である
が、吹酸速度が速い精錬であれば、スラグ塩基度は高く
なければならず、転炉の能力によってその操業条件が設
定される。
0〜4.0(Nm3 /min/t)であれば、脱P時に
必要なスラグ塩基度は1.0〜2.5の範囲に大概は収
まる。図2に一例として330t転炉において吹酸速度
と塩基度の操業に及ぼず影響を示した。塩基度が低すぎ
るとスラグの粘性が上昇し過剰なフォーミング状態にな
るため、スロッピングを発生させずに第2工程を行うた
めには、吹酸速度によって決まるある値以上の塩基度を
確保することが望ましい。
し十分なフォーミングが起こらなくなるため、第3工程
において脱Pスラグを炉外に排出するめには、塩基度は
2.5以下であることが望ましい。
下記(1)式を用いる。すなわち、 [WM ×[Si]M ×2.14+WS ×(SiO2 )S +WF ×(SiO2 )F ]×K≦WS ×(CaO)S ・・・・(1) ただし、 WM ;溶銑量(t) WS ;脱P処理前スラグ(冷却材含む)量(t) WF ;脱P処理時副原料量(t) [Si]M ;溶銑中のSi(%) (SiO2 )S ;脱P処理前スラグ(冷却材含む)中S
iO2 割合(%) (SiO2 )F ;脱P処理時副原料量中SiO2 割合
(%) (CaO)S ;脱P処理前スラグ(冷却材含む)中Ca
O割合(%) K;吹酸速度によって定まる値
ように下記(2)式を採用すればよい。 (F0 /2.6)+0.4≦K≦2.5 ・・・・(2) ただし、F0 ;脱P処理中平均吹酸速度(Nm3 /mi
n/t)
において脱炭滓30kg/tを残置し、溶銑を装入して
脱P処理を実施する場合の溶銑中のSi含有量と、脱P
処理時に必要なCaO量の関係を示した。脱炭滓の主要
成分中CaOは45%,SiO2 は15%であり、図中
の実線は必要スラグ塩基度を1.5として図示した。図
において「有効CaO分量」とは塩基度確保に必要なC
aO量のうち脱炭滓中のSiO2 に対する量を脱炭滓中
の総CaO量から除いたものである。これは脱炭滓中の
総CaO量のうち脱炭滓に由来しないSiO2 分の塩基
度確保に利用できるCaO量である。
して約2.3tが有効利用できるので、溶銑中のSi含
有量は0.22%以下であれば許容できる。しかし、そ
の値を超えるような場合には、事前の脱Si処理が必要
となる。これは飽くまでもスラグ塩基度1.5を必要と
する場合について示した例で、必要スラグ塩基度が変わ
れば(例えば吹酸速度の変更)当然異なってくる。
うに際して、スラグ塩基度を幾らに設定すれば、生石灰
を使用せずに脱P処理を行うことができるかを考慮した
うえで、事前脱Si処理の必要性を判断せねばならな
く、いたずらに、脱Si処理の行った溶銑を用いるなら
ば、脱Si処理のためのコストアップとなる。本発明に
よれば、脱P処理中に新たに石灰分を添加しないため、
脱Pスラグ中に未滓化石灰はほとんど存在しない。
g/t残置し、溶銑を装入して脱P処理を実施した例を
比較例とともに表1に示す。
1〜5によれば、脱P処理に際して生石灰を使用するこ
となく、目的とする脱P効果を得ることができ、したが
って、未滓化CaOの発生認められなかった。
では溶銑Siが高かったため、脱P前に副原料として生
石灰を使用せざるを得ず、脱P後のスラグ中に未滓化の
CaOが1%超残った。また比較例のNo.8,9は脱
P処理時のスラグ塩基度が2.6とKの上限値=2.5
を越えたため脱P後のスラグ粘度が低すぎてフォーミン
グが不十分となり転炉排滓に時間を要してしまった。さ
らにNo.10では溶銑Siが低く、生石灰は使用しな
かったものの、脱P処理時のスラグ塩基度が1.8とK
の下限値が(F0 /2.6+0.4=1.9)未満とな
り、脱P後のスラグ粘度が高く過剰フォーミング状態と
なり転炉排滓に時間を要した。
Si量を調整した溶銑を用いることにより、脱P処理時
に石灰分を添加する必要が無くなり、脱Pスラグ中に副
原料に由来する未滓化CaOが過剰に生じる懸念が全く
なくなった。
との関係を示した図
ず影響を示した図
O量の関係を示した図
Claims (3)
- 【請求項1】 前回の転炉精錬での脱炭滓を転炉内に残
留させ、脱炭滓を次回の転炉吹錬の脱P処理に再利用す
るに際し、脱炭滓中に存在する有効CaO量に応じ、転
炉に装入する溶銑のSi量を調整することを特徴とする
脱炭滓を再利用する転炉製鋼法。 - 【請求項2】 前記脱P処理を行うに際して、CaOを
含有しない副原料を使用し、下記(1)式を満足せしめ
るよう操業を行うことを特徴とする請求項1記載の脱炭
滓を再利用する転炉製鋼法。 [WM ×[Si]M ×2.14+WS ×(SiO2 )S +WF ×(SiO2 )F ]×K≦WS ×(CaO)S ・・・・(1) ただし、 WM ;溶銑量(t) WS ;脱P処理前スラグ(冷却材含む)量(t) WF ;脱P処理時副原料量(t) [Si]M ;溶銑中のSi(%) (SiO2 )S ;脱P処理前スラグ(冷却材含む)中S
iO2 割合(%) (SiO2 )F ;脱P処理時副原料量中SiO2 割合
(%) (CaO)S ;脱P処理前スラグ(冷却材含む)中Ca
O割合(%) - 【請求項3】 前記請求項2において、Kの値として下
記(2)式を満足せしめるよう操業を行うことを特徴と
する脱炭滓を再利用する転炉製鋼法。 (F0 /2.6)+0.4≦K≦2.5 ・・・・(2) ただし、F0 ;脱P処理中平均吹酸速度(Nm3 /mi
n/t)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30344699A JP3908880B2 (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 脱炭滓を再利用する転炉製鋼法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP30344699A JP3908880B2 (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 脱炭滓を再利用する転炉製鋼法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001123214A true JP2001123214A (ja) | 2001-05-08 |
JP3908880B2 JP3908880B2 (ja) | 2007-04-25 |
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ID=17921102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP30344699A Expired - Lifetime JP3908880B2 (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 脱炭滓を再利用する転炉製鋼法 |
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JP (1) | JP3908880B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010126790A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Nippon Steel Corp | 転炉の精錬方法 |
CN113373275A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-09-10 | 武汉科技大学 | 一种kr脱硫渣钢厂内部循环利用的方法 |
-
1999
- 1999-10-26 JP JP30344699A patent/JP3908880B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP2010126790A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Nippon Steel Corp | 転炉の精錬方法 |
CN113373275A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-09-10 | 武汉科技大学 | 一种kr脱硫渣钢厂内部循环利用的方法 |
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