JP2002003923A - 脱ｐスラグを再利用する転炉溶銑脱ｐ方法 - Google Patents
脱ｐスラグを再利用する転炉溶銑脱ｐ方法Info
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、脱Ｐスラグを再利用する転炉溶銑
脱Ｐ方法を提供する。 【解決手段】 上底吹き設備を有する転炉において、脱
Ｐスラグを冷間及び／又は熱間で再利用して脱Ｐ時の精
錬条件を調整し、転炉スラグ中の燐酸濃度が２０％以下
である脱Ｐスラグを１回以上再利用する脱Ｐスラグを再
利用する転炉溶銑脱Ｐ方法。 【効果】 脱Ｐスラグ中の石灰分を有効に利用でき、副
原料の削減が可能となり、スラグのリサイクルにより全
体でのスラグ排出量を減少することができる。
脱Ｐ方法を提供する。 【解決手段】 上底吹き設備を有する転炉において、脱
Ｐスラグを冷間及び／又は熱間で再利用して脱Ｐ時の精
錬条件を調整し、転炉スラグ中の燐酸濃度が２０％以下
である脱Ｐスラグを１回以上再利用する脱Ｐスラグを再
利用する転炉溶銑脱Ｐ方法。 【効果】 脱Ｐスラグ中の石灰分を有効に利用でき、副
原料の削減が可能となり、スラグのリサイクルにより全
体でのスラグ排出量を減少することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱Ｐスラグを再利
用する転炉溶銑脱Ｐ方法に関する。
用する転炉溶銑脱Ｐ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高級鋼の需要が増大するにつれ低
Ｐ鋼の要請がますます強くなってきている。純酸素上吹
転炉による脱Ｐ・脱Ｃ同時処理で所定の低Ｐ鋼を得るに
は、媒溶剤が大量に必要となり、また、１基の転炉吹錬
で行うには炉壁へスラグが付着するため、〔％Ｐ〕を目
的値まで下げることに困難が伴っていた。そこで、低Ｐ
鋼の安定溶製および媒溶剤量の節減による溶製コスト合
理化を目的とする溶銑脱Ｐ法が検討され、一部実施され
るようになってきた。
Ｐ鋼の要請がますます強くなってきている。純酸素上吹
転炉による脱Ｐ・脱Ｃ同時処理で所定の低Ｐ鋼を得るに
は、媒溶剤が大量に必要となり、また、１基の転炉吹錬
で行うには炉壁へスラグが付着するため、〔％Ｐ〕を目
的値まで下げることに困難が伴っていた。そこで、低Ｐ
鋼の安定溶製および媒溶剤量の節減による溶製コスト合
理化を目的とする溶銑脱Ｐ法が検討され、一部実施され
るようになってきた。
【０００３】具体的には、トーピードカー、取鍋または
転炉で溶銑中に生石灰、ＣａＦ2 、Ｎａ2 ＣＯ3 等を添
加して撹拌（インジェクション）する方法が採られてき
た。しかし、生石灰、ＣａＦ2 、Ｎａ2 ＣＯ3 等は比較
的高価であり、コスト面から媒溶剤量の更なる節減が望
まれる状況下にあった。
転炉で溶銑中に生石灰、ＣａＦ2 、Ｎａ2 ＣＯ3 等を添
加して撹拌（インジェクション）する方法が採られてき
た。しかし、生石灰、ＣａＦ2 、Ｎａ2 ＣＯ3 等は比較
的高価であり、コスト面から媒溶剤量の更なる節減が望
まれる状況下にあった。
【０００４】脱Ｐについては、特公昭５５−３００４２
号公報において、上吹転炉滓は溶銑段階における脱Ｐ処
理に用いて有効であることが開示されている。すなわ
ち、上吹転炉滓の脱Ｐ能力は１６００〜１７５０℃とい
う高温の転炉終点では、ほぼ飽和状態となっているが、
溶銑のように１２５０〜１４００℃程度の低温で、熱力
学的に脱Ｐに有利な条件で、かつ転炉終点に比べ未だ脱
Ｐされていない高いＰ含有量の溶銑に対しては、まだ充
分な脱Ｐ能力を有すると述べられている。
号公報において、上吹転炉滓は溶銑段階における脱Ｐ処
理に用いて有効であることが開示されている。すなわ
ち、上吹転炉滓の脱Ｐ能力は１６００〜１７５０℃とい
う高温の転炉終点では、ほぼ飽和状態となっているが、
溶銑のように１２５０〜１４００℃程度の低温で、熱力
学的に脱Ｐに有利な条件で、かつ転炉終点に比べ未だ脱
Ｐされていない高いＰ含有量の溶銑に対しては、まだ充
分な脱Ｐ能力を有すると述べられている。
【０００５】該公報での脱Ｐ方法は、上吹転炉滓を溶銑
脱Ｐに使用し、低Ｐ鋼のみならず、一般鋼溶製のトータ
ルコストミニマム化を図る新プロセスであって、転炉滓
系媒溶剤を用いるメリットを最大限に活用した２段の回
分式向流精錬法を具現化したものであり、反応容器とし
ては、例えば脱Ｐ炉、脱Ｃ炉と２基の上底吹転炉形式の
炉を用いる製鋼法である。
脱Ｐに使用し、低Ｐ鋼のみならず、一般鋼溶製のトータ
ルコストミニマム化を図る新プロセスであって、転炉滓
系媒溶剤を用いるメリットを最大限に活用した２段の回
分式向流精錬法を具現化したものであり、反応容器とし
ては、例えば脱Ｐ炉、脱Ｃ炉と２基の上底吹転炉形式の
炉を用いる製鋼法である。
【０００６】このような溶銑脱Ｐ法における脱Ｐ処理剤
（フラックス）として従来は、上記特公昭５５−３００
４２号公報に示されているように、生石灰系または転炉
滓系の脱Ｐ剤を用いることができる。フラックスとして
転炉滓を使用することにより、スラグの滓化が促進され
るため、効率的な脱Ｐが可能になるとともに、しかも脱
Ｐ・脱Ｃに必要なトータルの媒溶剤量を約半減し、かつ
発生スラグ量も大幅に低減することができる。
（フラックス）として従来は、上記特公昭５５−３００
４２号公報に示されているように、生石灰系または転炉
滓系の脱Ｐ剤を用いることができる。フラックスとして
転炉滓を使用することにより、スラグの滓化が促進され
るため、効率的な脱Ｐが可能になるとともに、しかも脱
Ｐ・脱Ｃに必要なトータルの媒溶剤量を約半減し、かつ
発生スラグ量も大幅に低減することができる。
【０００７】上記のように、脱炭末期スラグ（転炉滓）
を脱Ｐ用上底吹転炉形式の炉に脱Ｐフラックスとしてリ
ターン使用することにより、大幅な媒溶剤節減と発生ス
ラグ量の大幅低減等、非常に有益な効果がもたらされ
る。通常、低Ｐ鋼溶製の際は、スラグの塩基度（ＣａＯ
／ＳｉＯ2 ）を２以上とし、滓化促進のためＣａＦ2 を
添加した組成のフラックスを用いるのが一般的であっ
た。しかし、媒溶剤使用量を更に低減するためには、Ｃ
ａＦ2 使用量をミニマムにし、かつ低い塩基度で脱Ｐす
ることが必要である。ＣａＦ2 を含む転炉滓を脱Ｐ処理
に使用する場合、脱Ｐ処理スラグ中の（％Ｆ）が高いと
スラグへの（ＭｇＯ）溶解度が増大し、耐火物原単位が
悪化してしまう惧れがある。
を脱Ｐ用上底吹転炉形式の炉に脱Ｐフラックスとしてリ
ターン使用することにより、大幅な媒溶剤節減と発生ス
ラグ量の大幅低減等、非常に有益な効果がもたらされ
る。通常、低Ｐ鋼溶製の際は、スラグの塩基度（ＣａＯ
／ＳｉＯ2 ）を２以上とし、滓化促進のためＣａＦ2 を
添加した組成のフラックスを用いるのが一般的であっ
た。しかし、媒溶剤使用量を更に低減するためには、Ｃ
ａＦ2 使用量をミニマムにし、かつ低い塩基度で脱Ｐす
ることが必要である。ＣａＦ2 を含む転炉滓を脱Ｐ処理
に使用する場合、脱Ｐ処理スラグ中の（％Ｆ）が高いと
スラグへの（ＭｇＯ）溶解度が増大し、耐火物原単位が
悪化してしまう惧れがある。
【０００８】一方特開昭６２−２０７８１０号公報に
は、ＣａＦ2 を使用しない脱Ｐフラックスとして、Ｃａ
Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｆｅ2 Ｏ3 系でＣａＯ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝
２．５〜２０：１、（ＳｉＯ2 ）で１０％以下のものが
提案されている。この発明では、生石灰、天然ボーキサ
イト、鉄鉱石等を事前に混合して上記組成の脱Ｐ剤とし
ているが、その場合、粉砕および混合の費用が発生す
る。さらに、単に混合しただけでは滓化に時間がかかっ
てしまう。短時間に滓化させようとすれば、混合後プリ
メルトにする必要があり、さらにコストが増大する。し
たがって、低コストでしかも良好な滓化性を得るために
は、転炉滓を使用することが必要となる。
は、ＣａＦ2 を使用しない脱Ｐフラックスとして、Ｃａ
Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｆｅ2 Ｏ3 系でＣａＯ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝
２．５〜２０：１、（ＳｉＯ2 ）で１０％以下のものが
提案されている。この発明では、生石灰、天然ボーキサ
イト、鉄鉱石等を事前に混合して上記組成の脱Ｐ剤とし
ているが、その場合、粉砕および混合の費用が発生す
る。さらに、単に混合しただけでは滓化に時間がかかっ
てしまう。短時間に滓化させようとすれば、混合後プリ
メルトにする必要があり、さらにコストが増大する。し
たがって、低コストでしかも良好な滓化性を得るために
は、転炉滓を使用することが必要となる。
【０００９】該公報には、脱Ｐ処理初期に添加するフラ
ックスの組成のみが示されているが、脱Ｐ処理中に溶銑
中の〔Ｓｉ〕が酸化してＳｉＯ2 を生成し、スラグ中
（％ＳｉＯ2 ）が増大するので、スラグ塩基度が低下し
てしまう。そのため、初期フラックス組成、特にＣａＯ
／Ａｌ2 Ｏ3 比を規定するだけでは、安定した脱Ｐ能を
達成することができない可能性がある。また、脱Ｐ処理
中にスラグ中の（％ＦｅＯ）は低下していくが、処理末
期まで或る値以上の高（％Ｔ．Ｆｅ）（スラグ中の酸化
鉄および金属鉄のＦｅ分の合計をＴ．Ｆｅと記す）を維
持しなければ脱Ｐは充分に進行しない。つまり、脱Ｐ処
理中のスラグ組成〔塩基度、Ａｌ2 Ｏ3 濃度および（％
Ｔ．Ｆｅ）〕を規定しなければ、高脱Ｐ率を達成するこ
とができない。
ックスの組成のみが示されているが、脱Ｐ処理中に溶銑
中の〔Ｓｉ〕が酸化してＳｉＯ2 を生成し、スラグ中
（％ＳｉＯ2 ）が増大するので、スラグ塩基度が低下し
てしまう。そのため、初期フラックス組成、特にＣａＯ
／Ａｌ2 Ｏ3 比を規定するだけでは、安定した脱Ｐ能を
達成することができない可能性がある。また、脱Ｐ処理
中にスラグ中の（％ＦｅＯ）は低下していくが、処理末
期まで或る値以上の高（％Ｔ．Ｆｅ）（スラグ中の酸化
鉄および金属鉄のＦｅ分の合計をＴ．Ｆｅと記す）を維
持しなければ脱Ｐは充分に進行しない。つまり、脱Ｐ処
理中のスラグ組成〔塩基度、Ａｌ2 Ｏ3 濃度および（％
Ｔ．Ｆｅ）〕を規定しなければ、高脱Ｐ率を達成するこ
とができない。
【００１０】これら従来方法の欠点の解決を図った脱Ｐ
方法として、特開平８−１５７９２１号公報が開示され
ている。この技術の概要は「上底吹転炉形式の炉で転炉
滓と酸化鉄が主成分の脱Ｐ用フラックスを用い、酸素上
吹で溶銑を脱Ｐする際、処理中のスラグ条件を塩基度
（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）＝１．２〜２．０、（Ａｌ2
Ｏ3 ）＝２〜１６％、（Ｔ．Ｆｅ）＝７〜３０％にする
溶銑の脱Ｐ方法であり、この方法では、更にスラグ中の
（％Ｆ）を２％以下にし、Ａｌ2 Ｏ3 源として鋼の連続
鋳造滓および／または造塊滓を用いるのがよい」という
もので、その結果フラックスにＣａＦ2 を添加すること
なく脱Ｐ処理が可能であり、低Ｐ鋼溶製コストの低減を
達成することができ、処理後のスラグは、エージングを
省略して路盤材等へ活用することができる効果を有する
と述べられている。
方法として、特開平８−１５７９２１号公報が開示され
ている。この技術の概要は「上底吹転炉形式の炉で転炉
滓と酸化鉄が主成分の脱Ｐ用フラックスを用い、酸素上
吹で溶銑を脱Ｐする際、処理中のスラグ条件を塩基度
（％ＣａＯ／％ＳｉＯ2 ）＝１．２〜２．０、（Ａｌ2
Ｏ3 ）＝２〜１６％、（Ｔ．Ｆｅ）＝７〜３０％にする
溶銑の脱Ｐ方法であり、この方法では、更にスラグ中の
（％Ｆ）を２％以下にし、Ａｌ2 Ｏ3 源として鋼の連続
鋳造滓および／または造塊滓を用いるのがよい」という
もので、その結果フラックスにＣａＦ2 を添加すること
なく脱Ｐ処理が可能であり、低Ｐ鋼溶製コストの低減を
達成することができ、処理後のスラグは、エージングを
省略して路盤材等へ活用することができる効果を有する
と述べられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記に述べた発明は以
下の課題を有している。すなわち、脱炭滓、造塊滓の再
利用をおこなっても脱Ｐ処理後のスラグ中燐酸濃度は、
３〜５％に過ぎず、スラグの脱Ｐ能に充分な余裕を残し
たままスラグが系外に排出されていた。これは従来、脱
Ｐスラグを転炉に再利用することが技術的に未確立の状
態であったがため、脱Ｐスラグ中の燐酸濃度を更に高め
ることが困難視されていたがためである。
下の課題を有している。すなわち、脱炭滓、造塊滓の再
利用をおこなっても脱Ｐ処理後のスラグ中燐酸濃度は、
３〜５％に過ぎず、スラグの脱Ｐ能に充分な余裕を残し
たままスラグが系外に排出されていた。これは従来、脱
Ｐスラグを転炉に再利用することが技術的に未確立の状
態であったがため、脱Ｐスラグ中の燐酸濃度を更に高め
ることが困難視されていたがためである。
【００１２】また、従来での脱炭滓もしくは造塊滓の再
利用操業においても、スラグが脱Ｐ処理に供される回数
は１回限りであり、まだ多くの脱Ｐ能を有しているスラ
グであっても、脱Ｐ済みスラグとして排出されることが
極通常の作業として行われていた。
利用操業においても、スラグが脱Ｐ処理に供される回数
は１回限りであり、まだ多くの脱Ｐ能を有しているスラ
グであっても、脱Ｐ済みスラグとして排出されることが
極通常の作業として行われていた。
【００１３】「鉄と鋼」第６９年（１９８３）第１５号
１７４９ページに、Ｐ分配（（Ｐ）／［Ｐ］）とＦｅｔ
Ｏの相関が示されている。これによると１３００℃にお
いて、３００を超えるＰ分配を得ることが可能であるこ
とがわかる。これは、溶銑［Ｐ］０．０３０％のときス
ラグ中Ｐ2 ０5 が２０％になることを意味する。
１７４９ページに、Ｐ分配（（Ｐ）／［Ｐ］）とＦｅｔ
Ｏの相関が示されている。これによると１３００℃にお
いて、３００を超えるＰ分配を得ることが可能であるこ
とがわかる。これは、溶銑［Ｐ］０．０３０％のときス
ラグ中Ｐ2 ０5 が２０％になることを意味する。
【００１４】すなわち、理論的にはスラグ中の燐酸濃度
は、脱Ｐに適正な条件をみたせば燐酸濃度＞２０％まで
は脱Ｐにより濃縮可能であるのに対し、１回程度のリサ
イクル使用においては、燐酸濃度は３〜５％のレベルに
しか濃化できない実状にあった。この結果、上記スラグ
を再利用しても削減できるスラグ量はリサイクルしたス
ラグ量の高々１０〜３０％程度に留まり、近年要求され
ているスラグ排出量の極少化の期待に沿うには不充分で
あった。
は、脱Ｐに適正な条件をみたせば燐酸濃度＞２０％まで
は脱Ｐにより濃縮可能であるのに対し、１回程度のリサ
イクル使用においては、燐酸濃度は３〜５％のレベルに
しか濃化できない実状にあった。この結果、上記スラグ
を再利用しても削減できるスラグ量はリサイクルしたス
ラグ量の高々１０〜３０％程度に留まり、近年要求され
ているスラグ排出量の極少化の期待に沿うには不充分で
あった。
【００１５】さらに、スラグリサイクルに必要なスラグ
再加熱のための熱源コストを考え合わせると、脱炭滓、
造塊滓のリサイクルはコスト削減の観点からも大きな課
題を有していた。本発明は、転炉での脱Ｐスラグをその
まま捨てずに再利用し、脱Ｐ処理を行うことを目的す
る。
再加熱のための熱源コストを考え合わせると、脱炭滓、
造塊滓のリサイクルはコスト削減の観点からも大きな課
題を有していた。本発明は、転炉での脱Ｐスラグをその
まま捨てずに再利用し、脱Ｐ処理を行うことを目的す
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来方
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） 上底吹き設備を有する転炉において、脱Ｐスラ
グを冷間及び／又は熱間で再利用して脱Ｐ処理する脱Ｐ
スラグを再利用する転炉溶銑脱Ｐ方法。 （２） 脱Ｐスラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度が２０％以下であ
る脱Ｐスラグを１回以上再利用する（１）記載の脱Ｐス
ラグを再利用する転炉溶銑脱Ｐ方法。
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） 上底吹き設備を有する転炉において、脱Ｐスラ
グを冷間及び／又は熱間で再利用して脱Ｐ処理する脱Ｐ
スラグを再利用する転炉溶銑脱Ｐ方法。 （２） 脱Ｐスラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度が２０％以下であ
る脱Ｐスラグを１回以上再利用する（１）記載の脱Ｐス
ラグを再利用する転炉溶銑脱Ｐ方法。
【００１７】（３） 脱Ｐスラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度を上
昇させるに当たって、転炉での精錬条件を調整し下記範
囲で行う（１）記載の脱Ｐスラグを再利用する転炉溶銑
脱Ｐ方法。 １．処理温度＝１２００℃以上、１３５０℃以下 ２．スラグ中（％ＣａＯ）＝２０％以上、５０％以下 ３．塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）＝１．２以上、３．０
以下 ４．スラグ中Ｔ．Ｆｅ＝１５％以上、２５％以下 （４） 転炉での溶銑精錬に当たって、予め脱Ｓ処理し
た溶銑を用いる（１）ないし（３）のいずれかに記載の
脱Ｐスラグを再利用する転炉溶銑脱Ｐ方法。
昇させるに当たって、転炉での精錬条件を調整し下記範
囲で行う（１）記載の脱Ｐスラグを再利用する転炉溶銑
脱Ｐ方法。 １．処理温度＝１２００℃以上、１３５０℃以下 ２．スラグ中（％ＣａＯ）＝２０％以上、５０％以下 ３．塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）＝１．２以上、３．０
以下 ４．スラグ中Ｔ．Ｆｅ＝１５％以上、２５％以下 （４） 転炉での溶銑精錬に当たって、予め脱Ｓ処理し
た溶銑を用いる（１）ないし（３）のいずれかに記載の
脱Ｐスラグを再利用する転炉溶銑脱Ｐ方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】転炉型予備処理においては、生産
性、設備上の制約から脱Ｐは高速送酸の短時間処理とな
らざるを得ない。このため、脱Ｐスラグ中の燐酸（Ｐ2
Ｏ5 ）濃度は平衝値から大きくかけ離れた低い値に止ま
っていた。例えば、排出される脱Ｐスラグ中の燐酸（Ｐ
2 Ｏ5 ）濃度は高々３〜６％程度であり、そのまま排出
されスラグ処理場に搬送されている現状であった。
性、設備上の制約から脱Ｐは高速送酸の短時間処理とな
らざるを得ない。このため、脱Ｐスラグ中の燐酸（Ｐ2
Ｏ5 ）濃度は平衝値から大きくかけ離れた低い値に止ま
っていた。例えば、排出される脱Ｐスラグ中の燐酸（Ｐ
2 Ｏ5 ）濃度は高々３〜６％程度であり、そのまま排出
されスラグ処理場に搬送されている現状であった。
【００１９】本発明者らは、この脱Ｐスラグについて調
査・検討を行い、従来一般的には再利用困難と考えられ
ていた脱Ｐスラグであっても、脱Ｐスラグ中にはＰと結
び付き安定した３ＣａＯ・Ｐ2 Ｏ5 となってＰを固定し
ているＣａＯの外に、フリーのＣａＯが多分に存在し、
このＣａＯが顧みられることなく無駄に捨てられている
ことに気付き、この利用を図るべく多くの実験研究を行
った結果、このような脱Ｐスラグは、前述のようにまだ
大きな脱Ｐ能を有しており、適正な脱Ｐ条件で操業する
ならば再利用を繰り返すことにより、燐酸（Ｐ2 Ｏ5 ）
＝２０％程度まで濃縮（使用）できる能力があり、再び
脱Ｐ処理に利用した場合でも、燐酸濃度を平衝値近傍ま
で近付けるまで使用可能であることを見いだした。
査・検討を行い、従来一般的には再利用困難と考えられ
ていた脱Ｐスラグであっても、脱Ｐスラグ中にはＰと結
び付き安定した３ＣａＯ・Ｐ2 Ｏ5 となってＰを固定し
ているＣａＯの外に、フリーのＣａＯが多分に存在し、
このＣａＯが顧みられることなく無駄に捨てられている
ことに気付き、この利用を図るべく多くの実験研究を行
った結果、このような脱Ｐスラグは、前述のようにまだ
大きな脱Ｐ能を有しており、適正な脱Ｐ条件で操業する
ならば再利用を繰り返すことにより、燐酸（Ｐ2 Ｏ5 ）
＝２０％程度まで濃縮（使用）できる能力があり、再び
脱Ｐ処理に利用した場合でも、燐酸濃度を平衝値近傍ま
で近付けるまで使用可能であることを見いだした。
【００２０】そこで、コスト的に最良な操業はＰ2 Ｏ5
を２０％程度まで濃縮する操業であるとの仮定の下に、
本発明者らは、更なる研究を行ったところ脱Ｐにより燐
酸濃度を増加させるためには、脱Ｐ時において適正な条
件が存在することを突き止めた。
を２０％程度まで濃縮する操業であるとの仮定の下に、
本発明者らは、更なる研究を行ったところ脱Ｐにより燐
酸濃度を増加させるためには、脱Ｐ時において適正な条
件が存在することを突き止めた。
【００２１】すなわち、脱Ｐ処理中のスラグの温度１２
００℃以上１３５０℃以下、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ
2 ）１．２以上３．０以下、（％Ｔ．Ｆｅ）１５％以上
２５％以下、（％ＣａＯ）２０％以上を保ち、脱Ｐに寄
与するＣａＯ−ＦｅＯ（カルシウムフェライト）が充分
に存在する条件を整えることが、必要があることが判っ
た。
００℃以上１３５０℃以下、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ
2 ）１．２以上３．０以下、（％Ｔ．Ｆｅ）１５％以上
２５％以下、（％ＣａＯ）２０％以上を保ち、脱Ｐに寄
与するＣａＯ−ＦｅＯ（カルシウムフェライト）が充分
に存在する条件を整えることが、必要があることが判っ
た。
【００２２】温度については、１２００℃以下では脱炭
時の熱が不足し、１３５０℃を超えると熱力学的にスラ
グ中Ｐ2 Ｏ5 が溶銑中の［Ｃ］により還元されやすくな
り復Ｐが起こり、Ｐ2 Ｏ5 濃度が低下してくるからであ
る。また酸化鉄の分解も起こり、酸化鉄濃度も低下す
る。スラグ中（ＣａＯ）については（ＣａＯ）＝２０％
以下になると、脱Ｐ能力が低下する。これはＰ2 Ｏ5 の
固定が主に３ＣａＯ・Ｐ2 Ｏ5 で行われることに起因す
る。
時の熱が不足し、１３５０℃を超えると熱力学的にスラ
グ中Ｐ2 Ｏ5 が溶銑中の［Ｃ］により還元されやすくな
り復Ｐが起こり、Ｐ2 Ｏ5 濃度が低下してくるからであ
る。また酸化鉄の分解も起こり、酸化鉄濃度も低下す
る。スラグ中（ＣａＯ）については（ＣａＯ）＝２０％
以下になると、脱Ｐ能力が低下する。これはＰ2 Ｏ5 の
固定が主に３ＣａＯ・Ｐ2 Ｏ5 で行われることに起因す
る。
【００２３】スラグ塩基度については、１．２を下回る
と、酸性酸化物であるＰ2 Ｏ5 は不安定となり、３．０
を超えるとスラグの滓化性が極端に低下する。さらに、
酸化鉄濃度が１５％を下回るとＰの酸化反応が進行せ
ず、逆に燐酸が溶銑中〔Ｃ〕により還元されやすくな
り、燐酸濃度の低下となって現れる。また、Ｔ．Ｆｅが
２５％以上になると、スロッピングが激しくなり操業に
支障をきたす。
と、酸性酸化物であるＰ2 Ｏ5 は不安定となり、３．０
を超えるとスラグの滓化性が極端に低下する。さらに、
酸化鉄濃度が１５％を下回るとＰの酸化反応が進行せ
ず、逆に燐酸が溶銑中〔Ｃ〕により還元されやすくな
り、燐酸濃度の低下となって現れる。また、Ｔ．Ｆｅが
２５％以上になると、スロッピングが激しくなり操業に
支障をきたす。
【００２４】なお、脱Ｐスラグの再利用に当たっては、
脱Ｐスラグ中の組成がどのような組成を有するかによっ
て決められるものであり、したがって、脱Ｐスラグが冷
間であっても熱間であっても使用に差し支えな。しか
し、冷間スラグであれば溶融滓化するために熱を必要と
するので、その点熱間スラグの方が熱をそのまま利用で
き熱効率から言っても有利である。
脱Ｐスラグ中の組成がどのような組成を有するかによっ
て決められるものであり、したがって、脱Ｐスラグが冷
間であっても熱間であっても使用に差し支えな。しか
し、冷間スラグであれば溶融滓化するために熱を必要と
するので、その点熱間スラグの方が熱をそのまま利用で
き熱効率から言っても有利である。
【００２５】実際のプロセスに適用するに当たっては、
脱Ｐ処理中のスラグのリサイクルを繰り返すと、燐酸の
平衝到達濃度に対する脱Ｐスラグ中の燐酸の濃度差が減
少し、燐酸濃度の上昇のドライビングフォースが縮小す
るので、燐酸上昇速度が停滞する。これを勘案すると、
燐酸濃度は２０％以下に止めて置く必要がある。すなわ
ち、燐酸濃度は２０％以下の範囲で脱Ｐスラグリサイク
ルを実施することが望ましい。燐酸濃度が２０％を超え
る場合では１回の脱Ｐ吹錬における燐酸濃度上昇代が１
％以下と少なくなり、スラグの再加熱コストに見合うコ
スト削減が期待しにくくなる。
脱Ｐ処理中のスラグのリサイクルを繰り返すと、燐酸の
平衝到達濃度に対する脱Ｐスラグ中の燐酸の濃度差が減
少し、燐酸濃度の上昇のドライビングフォースが縮小す
るので、燐酸上昇速度が停滞する。これを勘案すると、
燐酸濃度は２０％以下に止めて置く必要がある。すなわ
ち、燐酸濃度は２０％以下の範囲で脱Ｐスラグリサイク
ルを実施することが望ましい。燐酸濃度が２０％を超え
る場合では１回の脱Ｐ吹錬における燐酸濃度上昇代が１
％以下と少なくなり、スラグの再加熱コストに見合うコ
スト削減が期待しにくくなる。
【００２６】さらには、復燐を考慮した場合にもこの値
に意味がある。すなわち、本発明者らの研究結果から
は、燐酸濃度が１５％を超えると復燐の可能性が大きく
なるからである。なお、系外に排出するスラグの燐酸濃
度は通常の転炉溶銑脱Ｐ操業より高くなるように操業し
た方がよく、具体的には燐酸（Ｐ2 Ｏ5 ）濃度は６％以
上であることがコスト上より望ましい。
に意味がある。すなわち、本発明者らの研究結果から
は、燐酸濃度が１５％を超えると復燐の可能性が大きく
なるからである。なお、系外に排出するスラグの燐酸濃
度は通常の転炉溶銑脱Ｐ操業より高くなるように操業し
た方がよく、具体的には燐酸（Ｐ2 Ｏ5 ）濃度は６％以
上であることがコスト上より望ましい。
【００２７】図１〜４に各種の因子と燐酸（Ｐ2 Ｏ5 ）
濃度との関係を図示した。すなわち、図１は燐酸（Ｐ2
Ｏ5 ）＝１５％のスラグを用いて脱Ｐ処理を行った場合
のスラグ中の（％Ｐ2 Ｏ5 ）の変化の温度依存性を調査
した結果であり、スラグ温度が１２００〜１３５０℃で
あれば、燐酸濃度は１５％以上を確保できる。
濃度との関係を図示した。すなわち、図１は燐酸（Ｐ2
Ｏ5 ）＝１５％のスラグを用いて脱Ｐ処理を行った場合
のスラグ中の（％Ｐ2 Ｏ5 ）の変化の温度依存性を調査
した結果であり、スラグ温度が１２００〜１３５０℃で
あれば、燐酸濃度は１５％以上を確保できる。
【００２８】同様に、図２はスラグ塩基度と燐酸濃度と
の関係を示したもので、同図からはスラグ塩基度が１．
２〜３．０であれば、燐酸濃度は１５％以上を確保でき
る。また同様に、図３はスラグ中の酸化鉄濃度（Ｔ・Ｆ
ｅで示した）と燐酸濃度との関係を示したもので、同図
からはスラグ中のＴ・Ｆｅが１５〜２５％であれば、燐
酸濃度は１５％以上が確保できる。
の関係を示したもので、同図からはスラグ塩基度が１．
２〜３．０であれば、燐酸濃度は１５％以上を確保でき
る。また同様に、図３はスラグ中の酸化鉄濃度（Ｔ・Ｆ
ｅで示した）と燐酸濃度との関係を示したもので、同図
からはスラグ中のＴ・Ｆｅが１５〜２５％であれば、燐
酸濃度は１５％以上が確保できる。
【００２９】図４はスラグ中のＣａＯ濃度と燐酸濃度の
関係を示したもので、同図からＣａＯ濃度は２０〜５０
％であれば燐酸濃度は１５％以上を確保できる。また、
図５はスラグ再利用回数と再利用後の燐酸濃度との関係
を示したもので、再利用条件によってばらつきもある
が、一応この図からは６回の再利用によて燐酸濃度は２
０％に達し、これ以上の再利用は脱Ｐ能力が不足する可
能性が高く、この程度が限度であるものと思われる。な
お、短時間で脱Ｐ処理を行うためには、溶銑中のＰの移
動を促進するために鋼浴を強撹拌することが必要であり
上底吹き転炉を用いるのが適している。
関係を示したもので、同図からＣａＯ濃度は２０〜５０
％であれば燐酸濃度は１５％以上を確保できる。また、
図５はスラグ再利用回数と再利用後の燐酸濃度との関係
を示したもので、再利用条件によってばらつきもある
が、一応この図からは６回の再利用によて燐酸濃度は２
０％に達し、これ以上の再利用は脱Ｐ能力が不足する可
能性が高く、この程度が限度であるものと思われる。な
お、短時間で脱Ｐ処理を行うためには、溶銑中のＰの移
動を促進するために鋼浴を強撹拌することが必要であり
上底吹き転炉を用いるのが適している。
【００３０】一方、転炉における脱Ｐ処理の後、転炉を
傾動してスラグを排滓し引き続き脱Ｃ処理を行う等、脱
Ｐ・脱Ｃを同一炉で実施するプロセスにおいては、脱Ｐ
スラグが炉内に残留し脱Ｃ処理時にキャリーオーバーさ
れる。このプロセスの場合にも燐酸濃度を２０％以下と
し、脱Ｃ処理時にインプットするＰを制限する必要があ
る（１０ｋｇ／ｔ程度のスラグがキャリーオーバーした
場合に普通銑操業と同等の脱Ｐ負荷になり予備処理の効
果が失われる値）。
傾動してスラグを排滓し引き続き脱Ｃ処理を行う等、脱
Ｐ・脱Ｃを同一炉で実施するプロセスにおいては、脱Ｐ
スラグが炉内に残留し脱Ｃ処理時にキャリーオーバーさ
れる。このプロセスの場合にも燐酸濃度を２０％以下と
し、脱Ｃ処理時にインプットするＰを制限する必要があ
る（１０ｋｇ／ｔ程度のスラグがキャリーオーバーした
場合に普通銑操業と同等の脱Ｐ負荷になり予備処理の効
果が失われる値）。
【００３１】また、本発明を実行する際には、脱Ｐ吹錬
に供する溶銑は、予め脱Ｓ処理を実施しておくことが望
ましい。これは、脱Ｓ処理時に溶銑温度は低下するが、
前述したようにスラグ温度が１３５０℃以下の低温条件
にて脱Ｐ処理を実施した後に脱Ｓ処理を行うと、脱Ｓ処
理後の温度は１３００℃程度までに低下し、引き続き実
施する脱Ｃ吹錬における熱的な余裕が著しく減少するた
め、高価な炭材等の熱源添加が必要となりコスト増加に
繋がるからである。
に供する溶銑は、予め脱Ｓ処理を実施しておくことが望
ましい。これは、脱Ｓ処理時に溶銑温度は低下するが、
前述したようにスラグ温度が１３５０℃以下の低温条件
にて脱Ｐ処理を実施した後に脱Ｓ処理を行うと、脱Ｓ処
理後の温度は１３００℃程度までに低下し、引き続き実
施する脱Ｃ吹錬における熱的な余裕が著しく減少するた
め、高価な炭材等の熱源添加が必要となりコスト増加に
繋がるからである。
【００３２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。３３０
ｔ転炉において溶銑を装入し、脱Ｐ滓を６〜１４ｋｇ／
ｔ投入して脱Ｐ処理を実施した。その結果を本発明を従
来例とともに表１に示した。
ｔ転炉において溶銑を装入し、脱Ｐ滓を６〜１４ｋｇ／
ｔ投入して脱Ｐ処理を実施した。その結果を本発明を従
来例とともに表１に示した。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１から明らかなように、本実施例Ｎｏ．
１〜１３によれば、脱Ｐ処理に際して脱Ｐスラグを再利
用することにより、生石灰の使用量１０ｋｇ／ｔ以下で
目的とする脱Ｐ効果を得ることができた。これに対し
て、従来例では脱Ｐに必要なＣａＯ分を全て新規の生石
灰によりまかなわねばならず、目的とする脱Ｐ効果を得
るために１５ｋｇ／ｔ以上の生石灰使用が必要であっ
た。
１〜１３によれば、脱Ｐ処理に際して脱Ｐスラグを再利
用することにより、生石灰の使用量１０ｋｇ／ｔ以下で
目的とする脱Ｐ効果を得ることができた。これに対し
て、従来例では脱Ｐに必要なＣａＯ分を全て新規の生石
灰によりまかなわねばならず、目的とする脱Ｐ効果を得
るために１５ｋｇ／ｔ以上の生石灰使用が必要であっ
た。
【００３５】また、表１から明らかなように、本実施例
Ｎｏ．９〜１２は請求項３で規制した条件のうち、一部
の条件が外れた場合についての結果を示したものである
が、いずれにおいても生石灰の使用量１０ｋｇ／ｔ以下
で目的とする脱Ｐ効果を得ることができた。これに対し
て、本実施例Ｎｏ．１〜８によれば、生石灰の使用量は
さらに少ない１ｋｇ／ｔで目的とする脱Ｐ効果を得るこ
とができる。これは、本実施例Ｎｏ．１〜８では、脱Ｐ
処理温度、スラグ中ＣａＯ濃度、塩基度、スラグ中Ｔ．
Ｆｅ濃度の各々の項目について最適の条件で操業を行う
ことにより、高い脱Ｐ効果が得られたためである。
Ｎｏ．９〜１２は請求項３で規制した条件のうち、一部
の条件が外れた場合についての結果を示したものである
が、いずれにおいても生石灰の使用量１０ｋｇ／ｔ以下
で目的とする脱Ｐ効果を得ることができた。これに対し
て、本実施例Ｎｏ．１〜８によれば、生石灰の使用量は
さらに少ない１ｋｇ／ｔで目的とする脱Ｐ効果を得るこ
とができる。これは、本実施例Ｎｏ．１〜８では、脱Ｐ
処理温度、スラグ中ＣａＯ濃度、塩基度、スラグ中Ｔ．
Ｆｅ濃度の各々の項目について最適の条件で操業を行う
ことにより、高い脱Ｐ効果が得られたためである。
【００３６】さらに、表１から明らかなように、本実施
例Ｎｏ．１３によれば、脱Ｐ処理後に脱Ｓ処理を行った
ため、転炉装入温度が低めとなり、脱Ｃ処理時の炭材使
用量が増加したが、生石灰の使用量は１ｋｇ／ｔ以下で
目的とする脱Ｐ効果を得ることができた。これに対し
て、本実施例Ｎｏ．１〜８では生石灰の使用量１ｋｇ／
ｔ以下で目的とする脱Ｐ効果と１３００℃以上の転炉装
入温度が得られている。これは、本実施例Ｎｏ．１〜８
では脱Ｐ前に脱Ｓ処理を行うことにより、脱Ｐ後〜転炉
装入温度の温度低下要因から脱Ｓによる温度低下を排除
しているためである。
例Ｎｏ．１３によれば、脱Ｐ処理後に脱Ｓ処理を行った
ため、転炉装入温度が低めとなり、脱Ｃ処理時の炭材使
用量が増加したが、生石灰の使用量は１ｋｇ／ｔ以下で
目的とする脱Ｐ効果を得ることができた。これに対し
て、本実施例Ｎｏ．１〜８では生石灰の使用量１ｋｇ／
ｔ以下で目的とする脱Ｐ効果と１３００℃以上の転炉装
入温度が得られている。これは、本実施例Ｎｏ．１〜８
では脱Ｐ前に脱Ｓ処理を行うことにより、脱Ｐ後〜転炉
装入温度の温度低下要因から脱Ｓによる温度低下を排除
しているためである。
【００３７】
【発明の効果】脱Ｐ処理時に脱Ｐスラグを再利用するこ
とにより、脱Ｐスラグ中の石灰分を有効に利用でき、副
原料の削減が可能となる。また、スラグのリサイクルに
より全体でのスラグ排出量を減少することができる。
とにより、脱Ｐスラグ中の石灰分を有効に利用でき、副
原料の削減が可能となる。また、スラグのリサイクルに
より全体でのスラグ排出量を減少することができる。
【図１】スラグ温度と燐酸濃度との関係を示す図
【図２】スラグ塩基度と燐酸濃度との関係を示す図
【図３】スラグ中の酸化鉄濃度（Ｔ・Ｆｅ）と燐酸濃度
との関係を示す図
との関係を示す図
【図４】スラグ中のＣａＯ濃度と燐酸濃度との関係を示
す図
す図
【図５】スラグ使用回数と燐酸濃度との関係を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２１Ｃ 7/00 Ｃ２１Ｃ 7/00 Ｊ 7/064 7/064 Ａ (72)発明者 熊倉 政宣 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 廣川 雄一 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K002 AA10 AC07 AE01 AE02 AE10 4K013 AA07 BA03 CF02 EA00 4K014 AA03 AD01 AE01
Claims (4)
- 【請求項１】 上底吹き設備を有する転炉において、脱
Ｐスラグを冷間及び／又は熱間で再利用して脱Ｐ処理す
ることを特徴とする脱Ｐスラグを再利用する転炉溶銑脱
Ｐ方法。 - 【請求項２】 脱Ｐスラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度が２０％以
下である脱Ｐスラグを１回以上再利用することを特徴と
する請求項１記載の脱Ｐスラグを再利用する転炉溶銑脱
Ｐ方法。 - 【請求項３】 脱Ｐスラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度を上昇させ
るに当たって、転炉での精錬条件を調整し下記範囲で行
うことを特徴とする請求項１記載の脱Ｐスラグを再利用
する転炉溶銑脱Ｐ方法。 １．処理温度＝１２００℃以上、１３５０℃以下 ２．スラグ中（％ＣａＯ）＝２０％以上、５０％以下 ３．塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）＝１．２以上、３．０
以下 ４．スラグ中Ｔ．Ｆｅ＝１５％以上、２５％以下 - 【請求項４】 転炉での溶銑精錬に当たって、予め脱Ｓ
処理した溶銑を用いることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかに記載の脱Ｐスラグを再利用する転炉溶銑
脱Ｐ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000186143A JP2002003923A (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 脱ｐスラグを再利用する転炉溶銑脱ｐ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000186143A JP2002003923A (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 脱ｐスラグを再利用する転炉溶銑脱ｐ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002003923A true JP2002003923A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18686359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000186143A Pending JP2002003923A (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 脱ｐスラグを再利用する転炉溶銑脱ｐ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002003923A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014189427A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | リン酸含有スラグの製造方法およびリン酸含有スラグ |
-
2000
- 2000-06-21 JP JP2000186143A patent/JP2002003923A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014189427A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | リン酸含有スラグの製造方法およびリン酸含有スラグ |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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