JP2001355015A - 含鉄冷材の溶解方法 - Google Patents

含鉄冷材の溶解方法

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JP2001355015A
JP2001355015A JP2000176926A JP2000176926A JP2001355015A JP 2001355015 A JP2001355015 A JP 2001355015A JP 2000176926 A JP2000176926 A JP 2000176926A JP 2000176926 A JP2000176926 A JP 2000176926A JP 2001355015 A JP2001355015 A JP 2001355015A
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JP2000176926A
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Takashi Tsuji
隆史 辻
Takayuki Inuzuka
孝之 犬塚
Kazuo Onuki
一雄 大貫
Koichi Kamei
浩一 亀井
Hiroyuki Kumazawa
宏之 熊澤
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 転炉を用いる含鉄冷材の溶解方法において、
上吹ランスに付着する付着物の増大を防止する方法を提
供すること。 【解決手段】 種湯の存在する塩基性耐火物構造の転炉
を用いて含鉄冷材を溶解する連続残湯方式の含鉄冷材の
溶解方法において、酸素上吹開始前に初期スラグがAl
2 3 を14〜20wt%含有しかつCaO/SiO2
1.3以上となる量のアルミ灰と石灰を装入し、かつ出
湯時のスラグのCaO/SiO2 を1.1〜1.4に調
整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は転炉を用いる含鉄冷
材の溶解方法に関するもので、特に、種湯の存在する塩
基性耐火物構造の転炉を用いて含鉄冷材を溶解する連続
残湯方式の含鉄冷材の溶解方法に係る。
【0002】
【従来の技術】特許第2598658号掲載公報には、
種湯の存在する塩基性耐火物構造の転炉内に含鉄冷材、
炭材、副材、酸素を供給し、副材供給量を操作して出湯
前の塩基度を1.1〜1.4にして含鉄冷材を溶解し高
炭素溶融鉄を得、倒炉による出湯時に上記溶融鉄の一部
を炉内に残し次回の含鉄冷材溶解操業の種湯として使用
すると共に、出湯に引き続いて反出湯側への倒炉により
上記種湯存在下で排滓を行う連続残湯方式の含鉄冷材の
溶解方法が記載されている。
【0003】この方法は脱硫が円滑に進むために溶融鉄
のSが低く、炉耐火物の損耗が少なく、また排滓に際し
て溶融鉄の漏出がないために溶融鉄の製造歩留りが高
い。しかし本発明者等の知見によると、格別の工夫を行
わないで、この方法で上吹ランスから酸素を供給する
と、炉内容物が飛散し上吹ランスに付着し、回を重ねる
と付着物が増大するという問題がある。付着物が過度に
増大すると上吹ランスの昇降に支障が生じるために、付
着物を除去するが、この除去作業は危険を伴う作業であ
り、またこの除去作業の間は操業休止となるため生産性
が低下するという問題がある。付着物が発生した上吹ラ
ンスを早めに新しいものと取り替えることもできるが、
上吹ランスのコストアップとなるために好ましくない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、酸素を上吹
きする連続残湯方式の含鉄冷材の溶解方法において、上
吹ランスに付着する付着物の増大を防止することを課題
としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、種湯の
存在する塩基性耐火物構造の転炉内に含鉄冷材、炭材、
副材を供給し酸素を上吹きして含鉄冷材を溶解し高炭素
溶融鉄を得、倒炉による出湯時に上記溶融鉄の一部を炉
内に残し次回の含鉄冷材溶解操業の種湯として使用する
と共に、出湯に引き続いて反出湯側への倒炉により上記
種湯存在下で排滓を行う連続残湯方式の含鉄冷材の溶解
方法において、酸素上吹開始前に初期スラグがAl2
3 を14〜20wt%含有しかつCaO/SiO2 が1.
3以上となる量のアルミ灰と石灰を装入し、かつ出湯時
のスラグのCaO/SiO2 を1.1〜1.4に調整す
ることを特徴とする含鉄冷材の溶解方法である。
【0006】塩基性耐火物構造の転炉とは、例えばMg
O−C煉瓦内張り構造の転炉である。含鉄冷材としては
スクラップ、冷銑、鉄鉱石等が使用でき、炭材としては
コークス、石炭、黒鉛等が使用でき、副材としては生石
灰、石灰石、軽焼ドロマイト、生ドロマイト、蛍石等が
使用できる。
【0007】本発明の連続残湯方式の含鉄冷材の溶解方
法においては、例えば200トンの溶融鉄を収容できる
転炉を用い、前回製造した200トンの溶融鉄の116
トンは前回に出湯し、残りの84トンは出湯しないで種
湯として転炉内に残留させる。この種湯の存在する転炉
内に、含鉄冷材、炭材、副材を供給し、上吹ランスから
酸素を供給し含鉄冷材を溶解し、例えば200トンの高
〔C〕溶融鉄を得、倒炉による出湯時に例えば116ト
ンを出湯し、200トンの溶融鉄の一部である84トン
は炉内に残し、次回の含鉄冷材の溶解作業の種湯として
使用すると共に、出湯に引き続いて反出湯側への倒炉に
より次回の種湯存在下で排滓を行う。
【0008】本発明では含鉄冷材はその全部または主要
部を酸素上吹開始前に一括して炉内に装入する。含鉄冷
材の装入により炉内の温度は低下しスラグは流動性を失
う。本発明では含鉄冷材の装入と同時にあるいは含鉄冷
材の装入に引き続いてアルミ灰を炉内に装入する。アル
ミ灰は温度が降下した炉内を昇熱するために、また流動
性を失ったスラグに流動性を付与するために装入する。
【0009】アルミ灰中の金属Al分は酸素により酸化
されて、2/3Al+O=1/3Al2 3 +2059
5kJとなる。一方、炭材や溶融鉄中のCも酸素により酸
化されてC+O=CO+8205kJとなるが、上記の如
く金属Al分の酸化の際の発熱量はCの酸化の発熱量の
約2.5倍である。このため、アルミ灰の装入により炉
内を昇熱する。炉内を昇熱するためには金属Al分の多
いアルミ灰が良いが、価格や入手の容易性を考慮する
と、金属Al分が30〜50wt%のアルミ灰が好まし
い。
【0010】アルミ灰中のアルミナ及び金属Al分が酸
化されてできたアルミナは初期スラグに含有される。図
1は本発明者等が行った実験の結果で、スラグのアルミ
ナ含有量とスラグの粘度の関係を示す図である。図1に
見られる如く、CaO/SiO2 が1.2〜1.4のス
ラグでは、アルミナ含有率を14〜20wt%とすること
により粘度が極小値となり、優れた流動性を示す。この
ため本発明では初期スラグのアルミナが14〜20wt%
となる量のアルミ灰を装入し、初期のスラグに流動性を
付与する。
【0011】本発明では更に、酸素上吹開始前に初期ス
ラグのCaO/SiO2 が1.3以上となる量の石灰を
装入する。図2は本発明者等が行った実験の結果で、ス
ラグにアルミナを含有させた場合のスラグの飽和MgO
濃度とスラグのCaO/SiO2 の変化を示す図であ
る。例えば、CaO/SiO2 が1.2の場合にスラグ
中のアルミナを18wt%含有させると、ラグの飽和Mg
O濃度は約17.5で極めて大きくなり、転炉の内張り
耐火物が溶損され易くなる。本発明では内張り耐火物の
溶損を低減するために、初期スラグのCaO/SiO2
を1.3以上とする量の石灰をアルミ灰と一緒に装入す
る。図2で例えばCaO/SiO2 を1.3にすると、
スラグ中のアルミナが18wt%の場合でもスラグの飽和
MgO濃度は15.8wt%であり、転炉の内張り耐火物
は溶損され難くなる。
【0012】本発明では初期スラグのCaO/SiO2
を1.3以上とするが、CaO/SiO2 が過度に大き
いと初期スラグの粘度が損なわれるため、初期スラグの
CaO/SiO2 は例えば1.3〜1.5程度とするこ
とが好ましい。なお、初期スラグの滓化を促進するため
に、粉末状の生石灰を用い、これを微粉炭と混合し例え
ばN2 ガスをキャリアガスとして用いて、炉底から底吹
きすると、初期スラグの滓化が促進されるために更に好
ましい。
【0013】本発明では更に、出湯時のスラグのCaO
/SiO2 を1.1〜1.4に調整する。本発明では炭
材を使用するが、炭材は硫黄を含有するため、炭材に含
有されている硫黄が溶融鉄に含有され、溶融鉄の硫黄が
上昇する懸念がある。本発明者等の知見によると、スラ
グのCaO/SiO2 を0.9〜1.7に調整すると、
(スラグのS含有量)/(溶融鉄のS含有量)が安定し
て高く、また気化脱硫率(硫黄分の排ガスへの移行率)
も安定して高く、溶融鉄の硫黄の上昇を防止することが
できる。
【0014】しかし、出湯時のスラグのCaO/SiO
2 が1.1未満では炉の耐火物溶損が大きい。また、C
aO/SiO2 が1.4超の出湯時のスラグは流動性が
悪く、排滓の際に溶融鉄の漏出量が多い。これらの点を
考慮して本発明では出湯時のCaO/SiO2 を1.1
〜1.4に調整する。本発明では既に述べた如く、初期
スラグのCaO/SiO2 を例えば1.3〜1.5と
し、出湯時のスラグのCaO/SiO2 を1.1〜1.
4に調整する。
【0015】本発明では酸素上吹開始後にも酸素上吹き
の間、連続して副材と炭材を供給する。副材は初期スラ
グにCaOを供給し、また炭材はCaO/SiO2 が約
0.2の灰分を初期スラグに供給して出湯時のスラグを
形成する。この間本発明では例えば副材の使用量を調節
することにより、出湯時のスラグのCaO/SiO2
1.1〜1.4に調整する。なお、酸素上吹の間にはス
ラグ量は増大し、スラグ中のアルミナは稀釈されて濃度
が低下し出湯時はアルミナ濃度も低い。このため出湯時
のスラグのCaO/SiO2 は低いが、図2とは異なり
このスラグは炉の内壁を損耗させることが少なく、セル
フコーティングとなって炉の内壁を保護する。
【0016】
【発明の実施の形態】従来の含鉄冷材の溶解方法では、
含鉄冷材と塊状の石灰を装入し、アルミ灰を装入しない
で上吹ランスにより吹酸する。本発明者等は、上吹ラン
スに付着している従来の付着物を調査した結果、付着物
は鉄分が90%以上でスラグ分は10%以下で鉄が主成
分あることを知得した。また、上吹ランスからの吹酸開
始の際の炉内を観察の結果、従来の方法では、炉内には
流動状態のスラグが殆ど形成されていないことを知得し
た。これらの知見から、吹酸開始の際には流動状態のス
ラグが殆どないために、酸素ジェットは溶融鉄を吹き上
げ、吹き上げられた溶融鉄が上吹ランスに付着し、付着
物を形成するものと想考された。
【0017】本発明者等はまた、従来の方法に替えて、
アルミ灰を装入し炉内を観察したが、上吹ランスからの
吹酸開始の際には流動状態のスラグが既に形成されてい
ることを知得した。また、出湯時の炉内を観察した結
果、過度にアルミ灰を装入した場合には炉内壁の損傷が
大きいことを知得した。
【0018】本発明者等はこれらの新たな知見に基づ
き、また図1、図2で述べた調査に基づき、初期スラグ
がAl2 3 を14〜20wt%含有しかつCaO/Si
2 が1.3以上となる量のアルミ灰と石灰を装入し、
かつ出湯時のスラグのCaO/SiO2 を1.1〜1.
4となるようにして本発明を実施した。本発明において
も上吹ランスには付着物が形成されるが、付着物が大き
くなると自然に落下し、付着物が増大することがない。
本発明者等は、本発明の方法で形成された上吹ランスの
付着物を調査したが、付着物は鉄分が40%以下でスラ
グ分は60%以上の組成でスラグが主成分であり、割れ
易く剥離が容易なものであった。
【0019】
【実施例】図3は本発明の操業の説明図である。即ち、
スクラップの装入と一緒にAl灰と生石灰を装入した。
なお、図3ではAl灰と生石灰を装入を行った後約5分
で上吹酸素により吹酸を開始した。この方法で1ヶ月間
操業を行ったが、その間の上吹ランスの交換回数は2回
であった。図4は従来の操業の説明図である。この方法
で約6ヶ月間操業していたが、その間は上吹ランスを1
ヶ月当たり10〜15回交換していた。なお図3の本発
明では、図4の従来例に比べて炭材の使用量が少なく、
本発明においては昇熱も円滑であったと想考される。
【0020】
【発明の効果】本発明によると、上吹ランスに付着する
付着物の増大が防止されるために上吹ランスの交換頻度
が従来に比べて顕著に低減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】スラグのアルミナ含有量とスラグの粘度の関係
を示す図。
【図2】スラグにアルミナを含有させた場合のスラグの
飽和Mg濃度とスラグのCaO/SiO2 の関係を示す
図。
【図3】本発明の溶解方法の説明図。
【図4】従来の溶解方法の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 亀井 浩一 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 熊澤 宏之 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) 4K001 AA10 BA22 DA05 EA03 GA06 HA01 JA01 KA06 KA10 KA13 4K002 AB01 AB04 AC05 AD01 AE01 AE02 4K012 CA10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 種湯の存在する塩基性耐火物構造の転炉
    内に含鉄冷材、炭材、副材を供給し酸素を上吹きして含
    鉄冷材を溶解し高炭素溶融鉄を得、倒炉による出湯時に
    上記溶融鉄の一部を炉内に残し次回の含鉄冷材溶解操業
    の種湯として使用すると共に、出湯に引き続いて反出湯
    側への倒炉により上記種湯存在下で排滓を行う連続残湯
    方式の含鉄冷材の溶解方法において、酸素上吹開始前に
    初期スラグがAl2 3 を14〜20wt%含有しかつC
    aO/SiO2 が1.3以上となる量のアルミ灰と石灰
    を装入し、かつ出湯時のスラグのCaO/SiO2
    1.1〜1.4に調整することを特徴とする含鉄冷材の
    溶解方法。
JP2000176926A 2000-06-13 2000-06-13 含鉄冷材の溶解方法 Withdrawn JP2001355015A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005247623A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Nippon Steel Corp シリコンからのホウ素除去方法

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