JP2002069525A - 溶銑脱燐用上吹きランス及び溶銑脱燐方法 - Google Patents
溶銑脱燐用上吹きランス及び溶銑脱燐方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ハロゲン化物を用いることなく高
い脱燐反応効率を可能とするための上吹きランス、及
び、高い反応効率の溶銑脱燐を可能とする方法を提供す
るものである。 【解決手段】 上底吹き機能を有する精錬装置を用い
た、生石灰と酸素ガス、又は、生石灰と酸素ガスと酸化
鉄による溶銑脱燐において、酸素ガスを供給する上吹き
ランスノズル入り側の絶対圧Ｐ０(MPa)、該ノズルの適
正膨張絶対圧Ｐｏｐ(MPa)のとき、Ｐ０／Ｐｏｐを０．
２〜０．８５とすることを特徴とする。
い脱燐反応効率を可能とするための上吹きランス、及
び、高い反応効率の溶銑脱燐を可能とする方法を提供す
るものである。 【解決手段】 上底吹き機能を有する精錬装置を用い
た、生石灰と酸素ガス、又は、生石灰と酸素ガスと酸化
鉄による溶銑脱燐において、酸素ガスを供給する上吹き
ランスノズル入り側の絶対圧Ｐ０(MPa)、該ノズルの適
正膨張絶対圧Ｐｏｐ(MPa)のとき、Ｐ０／Ｐｏｐを０．
２〜０．８５とすることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高い脱燐反応効率を
可能とするための上吹きランス、及び、高い脱燐反応効
率を可能とする溶銑脱燐方法に関する。
可能とするための上吹きランス、及び、高い脱燐反応効
率を可能とする溶銑脱燐方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】上底吹き転炉型の反応容器を用いて、溶
銑を生石灰と酸化剤により脱燐する方法は広く知られて
いる。例えば、特開昭58-16007号公報や特開昭63-93813
号公報に開示されている例がある。しかし、特開昭58-1
6007号公報に開示されている技術では塩基度が２以上で
酸化鉄が１５％という高融点スラグを生成するために滓
化促進を目的として蛍石を多量に使用している。また、
特開昭63-93813号公報に開示されている２基の転炉形式
の炉を用いた方法においても、その「脱燐炉で使用され
る精錬剤としては上記転炉滓と生石灰以外に酸化鉄及び
蛍石を基本の副成分として配合するのが良い」とされて
おり実施例でも蛍石を使用している。これらの場合、蛍
石は耐火物に大きな悪影響を与えるという問題がある。
銑を生石灰と酸化剤により脱燐する方法は広く知られて
いる。例えば、特開昭58-16007号公報や特開昭63-93813
号公報に開示されている例がある。しかし、特開昭58-1
6007号公報に開示されている技術では塩基度が２以上で
酸化鉄が１５％という高融点スラグを生成するために滓
化促進を目的として蛍石を多量に使用している。また、
特開昭63-93813号公報に開示されている２基の転炉形式
の炉を用いた方法においても、その「脱燐炉で使用され
る精錬剤としては上記転炉滓と生石灰以外に酸化鉄及び
蛍石を基本の副成分として配合するのが良い」とされて
おり実施例でも蛍石を使用している。これらの場合、蛍
石は耐火物に大きな悪影響を与えるという問題がある。
【０００３】一方、特開平7-70626号公報には、スラグ
塩基度を０.６〜２.５、Ｔ・Feを１０〜３０重量％、温
度を1200〜1450℃にする方法が開示されており、実施例
にも蛍石を使用したという記載は無いが、(Ｔ・Fe)を上
昇するための上吹き条件については何ら開示されていな
い。特開平8-157921号公報には、転炉滓と酸化鉄が主成
分のフラックスを用いた転炉での溶銑脱燐において、塩
基度＝１．２〜２．０、Al２O３＝２〜１６％、(T・Fe)
＝７〜３０％にする方法が開示されているが、この場合
にも(Ｔ・Fe)を上昇するための上吹き条件については何
ら開示されていない。
塩基度を０.６〜２.５、Ｔ・Feを１０〜３０重量％、温
度を1200〜1450℃にする方法が開示されており、実施例
にも蛍石を使用したという記載は無いが、(Ｔ・Fe)を上
昇するための上吹き条件については何ら開示されていな
い。特開平8-157921号公報には、転炉滓と酸化鉄が主成
分のフラックスを用いた転炉での溶銑脱燐において、塩
基度＝１．２〜２．０、Al２O３＝２〜１６％、(T・Fe)
＝７〜３０％にする方法が開示されているが、この場合
にも(Ｔ・Fe)を上昇するための上吹き条件については何
ら開示されていない。
【０００４】一般的に溶銑脱燐処理において反応を効率
的に進めるためには、反応が進行しているスラグ／溶銑
界面での酸素活量を高くする必要があるが、炭素飽和に
近く酸素活量が低い溶銑との間で反応が進むため、非平
衡的にスラグ中の(FeO)を高くする必要がある。このた
め上吹き酸素の供給方法が極めて重要になる。
的に進めるためには、反応が進行しているスラグ／溶銑
界面での酸素活量を高くする必要があるが、炭素飽和に
近く酸素活量が低い溶銑との間で反応が進むため、非平
衡的にスラグ中の(FeO)を高くする必要がある。このた
め上吹き酸素の供給方法が極めて重要になる。
【０００５】例えば、特開平8-225818号公報には、ノズ
ル径とノズル角度を適正化することで酸素ジェットを溶
鉄へ直接当てずに(%T・Fe)を高く維持するランスが開示
されているが、この場合には排ガス中のＣＯとＣＯ２の
比率（100×CO２/(CO+CO２)）である２次燃焼率が上が
るため耐火物の溶損が大きく、さらに、酸素ジェットが
溶鉄へ当たらないため未反応のＯ２が排ガス中に発生す
るため、排ガス処理が爆発の危険を伴うという大きな問
題が発生する。
ル径とノズル角度を適正化することで酸素ジェットを溶
鉄へ直接当てずに(%T・Fe)を高く維持するランスが開示
されているが、この場合には排ガス中のＣＯとＣＯ２の
比率（100×CO２/(CO+CO２)）である２次燃焼率が上が
るため耐火物の溶損が大きく、さらに、酸素ジェットが
溶鉄へ当たらないため未反応のＯ２が排ガス中に発生す
るため、排ガス処理が爆発の危険を伴うという大きな問
題が発生する。
【０００６】ところで、本発明者らは特開平8-283820号
公報において、脱炭精錬において上吹きランスノズル入
り側の絶対圧Ｐ０(MPa)と該ノズルの適正膨張絶対圧Ｐ
ｏｐ(MPa)との関係を適正にする方法を開示している。
しかし、溶銑脱燐処理における(T・Fe)を上昇するための
方法については何らの開示もない。
公報において、脱炭精錬において上吹きランスノズル入
り側の絶対圧Ｐ０(MPa)と該ノズルの適正膨張絶対圧Ｐ
ｏｐ(MPa)との関係を適正にする方法を開示している。
しかし、溶銑脱燐処理における(T・Fe)を上昇するための
方法については何らの開示もない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術が
持つ、蛍石を多量に使用しない場合の(Ｔ・Fe)を上昇さ
せるための上吹き条件については何ら開示されていない
という問題、特開平8-225818号公報に開示された技術で
は耐火物の溶損が大きく、さらに、未反応のＯ２が排ガ
ス中に発生するという問題を解決し、ハロゲン化物を用
いることなく高い脱燐反応効率を可能とする溶銑脱燐方
法、及び、高い脱燐反応効率を可能とするための上吹き
ランスを提供するものである。
持つ、蛍石を多量に使用しない場合の(Ｔ・Fe)を上昇さ
せるための上吹き条件については何ら開示されていない
という問題、特開平8-225818号公報に開示された技術で
は耐火物の溶損が大きく、さらに、未反応のＯ２が排ガ
ス中に発生するという問題を解決し、ハロゲン化物を用
いることなく高い脱燐反応効率を可能とする溶銑脱燐方
法、及び、高い脱燐反応効率を可能とするための上吹き
ランスを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の各
方法にある。 上底吹き機能を有する精錬装置を用いた、石灰と酸素
ガス、又は、生石灰と酸素ガスと酸化鉄による溶銑脱燐
に用いる上吹きランスであって、ノズル入り側の絶対圧
Ｐ０(MPa)に対して、該ノズルの適正膨張絶対圧Ｐｏｐ
(MPa)が、下記（２）式においてＰ０／Ｐｏｐで０．２
〜０．８５となるような、ノズル出口面積Ｓｅ(mm2)と
ノズルスロ―ト面積Ｓｔ(mm2)の比を持ったノズルを有
することを特徴とする溶銑脱燐用上吹きランス。 Ｓｅ／Ｓｔ＝０.２５９×(Ｐｅ／Ｐｏｐ)-5/7 ×｛１−（Ｐｅ／Ｐｏｐ）2/7｝-1/2 ・・・ （２） ここで、Ｐｅは精錬装置内圧力であり、通常の大気圧精
錬でＰｅ＝０.１MPaとなる。 上底吹き機能を有する精錬装置を用いた、石灰と酸素
ガス、又は、石灰と酸素ガスと酸化鉄による溶銑脱燐方
法において、酸素ガスを供給する上吹きランスノズル入
り側の絶対圧Ｐ０(MPa)、該ノズルの適正膨張絶対圧Ｐ
ｏｐ(MPa)、ノズル出口面積Ｓｅ(mm2)、ノズルスロ―ト
面積Ｓｔ(mm2)のとき、前記（２）式から定義されるＰ
０／Ｐｏｐを０．２〜０．８５とすることを特徴とする
溶銑脱燐方法。
方法にある。 上底吹き機能を有する精錬装置を用いた、石灰と酸素
ガス、又は、生石灰と酸素ガスと酸化鉄による溶銑脱燐
に用いる上吹きランスであって、ノズル入り側の絶対圧
Ｐ０(MPa)に対して、該ノズルの適正膨張絶対圧Ｐｏｐ
(MPa)が、下記（２）式においてＰ０／Ｐｏｐで０．２
〜０．８５となるような、ノズル出口面積Ｓｅ(mm2)と
ノズルスロ―ト面積Ｓｔ(mm2)の比を持ったノズルを有
することを特徴とする溶銑脱燐用上吹きランス。 Ｓｅ／Ｓｔ＝０.２５９×(Ｐｅ／Ｐｏｐ)-5/7 ×｛１−（Ｐｅ／Ｐｏｐ）2/7｝-1/2 ・・・ （２） ここで、Ｐｅは精錬装置内圧力であり、通常の大気圧精
錬でＰｅ＝０.１MPaとなる。 上底吹き機能を有する精錬装置を用いた、石灰と酸素
ガス、又は、石灰と酸素ガスと酸化鉄による溶銑脱燐方
法において、酸素ガスを供給する上吹きランスノズル入
り側の絶対圧Ｐ０(MPa)、該ノズルの適正膨張絶対圧Ｐ
ｏｐ(MPa)、ノズル出口面積Ｓｅ(mm2)、ノズルスロ―ト
面積Ｓｔ(mm2)のとき、前記（２）式から定義されるＰ
０／Ｐｏｐを０．２〜０．８５とすることを特徴とする
溶銑脱燐方法。
【０００９】本発明で溶銑脱燐処理とは、当該処理中に
積極的には溶銑脱炭を行わない意味である。具体的に
は、溶銑脱燐処理後における溶銑中炭素濃度が２．０％
以上である処理を意味する。ただし、溶銑脱燐処理中に
他の不純物除去、例えば脱珪を同時に行っても良い。
積極的には溶銑脱炭を行わない意味である。具体的に
は、溶銑脱燐処理後における溶銑中炭素濃度が２．０％
以上である処理を意味する。ただし、溶銑脱燐処理中に
他の不純物除去、例えば脱珪を同時に行っても良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、いわゆる過膨張条
件での吹錬により、安定した(FeO)の生成による高い脱
燐効率が得られることを見出した。
件での吹錬により、安定した(FeO)の生成による高い脱
燐効率が得られることを見出した。
【００１１】過膨張とは噴流の適正膨張条件よりもノズ
ルの開き角度が大きい場合を言い、この場合には噴流が
ノズル内で過度に膨張して噴出されるため、ノズル出口
直後の噴流流速の減衰が大きい。その結果、周囲のＣＯ
ガスが酸素噴流に巻き込まれ、噴流は酸素とＣＯ２の混
合ガス流となり溶鉄へ当たる。このようにして生成した
酸素とＣＯ２の混合ガス流が溶鉄と接触すると、溶銑中
の炭素と（５）式の発熱反応とともに（６）式の吸熱反
応が引き起こされる。 ２［Ｃ］＋Ｏ２＝２ＣＯ ・・・ （５） ［Ｃ］＋ＣＯ２＝２ＣＯ ・・・ （６）
ルの開き角度が大きい場合を言い、この場合には噴流が
ノズル内で過度に膨張して噴出されるため、ノズル出口
直後の噴流流速の減衰が大きい。その結果、周囲のＣＯ
ガスが酸素噴流に巻き込まれ、噴流は酸素とＣＯ２の混
合ガス流となり溶鉄へ当たる。このようにして生成した
酸素とＣＯ２の混合ガス流が溶鉄と接触すると、溶銑中
の炭素と（５）式の発熱反応とともに（６）式の吸熱反
応が引き起こされる。 ２［Ｃ］＋Ｏ２＝２ＣＯ ・・・ （５） ［Ｃ］＋ＣＯ２＝２ＣＯ ・・・ （６）
【００１２】一方、酸素の一部は（７）式によりＦｅＯ
を生成するが、通常の酸素ジェットの場合、上吹き噴流
と溶鉄が衝突して領域に生成される火点領域の温度は２
６００Ｋ以上と極めて高温であるためＦｅＯが安定して
存在しえない。 ２Ｆｅ＋Ｏ２＝２ＦｅＯ ・・・ （７）
を生成するが、通常の酸素ジェットの場合、上吹き噴流
と溶鉄が衝突して領域に生成される火点領域の温度は２
６００Ｋ以上と極めて高温であるためＦｅＯが安定して
存在しえない。 ２Ｆｅ＋Ｏ２＝２ＦｅＯ ・・・ （７）
【００１３】しかし、過膨張の場合、（６）式の吸熱反
応のため火点温度が２０００Ｋ以下に低下し、その結
果、ＦｅＯが安定して存在することが可能となる。この
火点で生成したＦｅＯは、火点周囲のスラグ相へ容易に
吸収されるため、スラグ全体としての（Ｔ・Ｆｅ）濃度
を上昇させることができる。
応のため火点温度が２０００Ｋ以下に低下し、その結
果、ＦｅＯが安定して存在することが可能となる。この
火点で生成したＦｅＯは、火点周囲のスラグ相へ容易に
吸収されるため、スラグ全体としての（Ｔ・Ｆｅ）濃度
を上昇させることができる。
【００１４】このような噴流へのＣＯガス巻き込み効果
は、過膨張でない場合には、ランスと溶鉄面間の距離
（ランスギャップ）を大きくする必要がある。これは、
噴流の減衰がノズル出口直後では小さく、ランスを吐出
してから溶鉄面へ到達するまでの間に徐々に進行するた
めである。このような場合は、火点面積が非常に広くな
るためＦｅＯの生成量が過剰となり、スラグ全体として
の（Ｔ・Ｆｅ）濃度が高くなりすぎ、歩留まり低下やス
ロッピングを生じやすくなる。
は、過膨張でない場合には、ランスと溶鉄面間の距離
（ランスギャップ）を大きくする必要がある。これは、
噴流の減衰がノズル出口直後では小さく、ランスを吐出
してから溶鉄面へ到達するまでの間に徐々に進行するた
めである。このような場合は、火点面積が非常に広くな
るためＦｅＯの生成量が過剰となり、スラグ全体として
の（Ｔ・Ｆｅ）濃度が高くなりすぎ、歩留まり低下やス
ロッピングを生じやすくなる。
【００１５】また、過膨張の場合、噴流に巻き込まれた
ＣＯが酸素と反応する時に生じる反応熱はランスギャッ
プが小さいため溶鉄へ着熱させることができるが、過膨
張でない場合には、ランスギャップが大きくなるため耐
火物への輻射が大きく、耐火物に著しいダメージを与え
る。
ＣＯが酸素と反応する時に生じる反応熱はランスギャッ
プが小さいため溶鉄へ着熱させることができるが、過膨
張でない場合には、ランスギャップが大きくなるため耐
火物への輻射が大きく、耐火物に著しいダメージを与え
る。
【００１６】請求項１は、この過膨張状態を具現化する
ためのランスについて規定したものであり、ノズル入り
側の絶対圧Ｐ０(MPa)に対して、該ノズルの適正膨張絶
対圧Ｐｏｐ(MPa)がＰ０／Ｐｏｐで０．２〜０．８５と
なるような、ノズル出口面積Ｓｅ(mm2)とノズルスロ―
ト面積Ｓｔ(mm2)の比を有する溶銑脱燐用上吹きランス
である。具体的には、脱燐処理のための必要時間等から
上吹き送酸速度Ｆをノズル設計条件として最初に規定
し、そのＦを与えるためのＰ０とＳｔが（１）式により
決定される。ここで、Ｐ０とＳｔの組み合わせは任意で
良く、工場の酸素圧力からＰ０を決めた上でＳｔを決定
することも、ランス自体の径と冷却用水冷構造より、ノ
ズル数とノズルスロート径とを決めた上でＰ０を決定し
ても良い。Ｐ０の値に基づきＰ０／Ｐｏｐで０．２〜
０．８５となるようにＰｏｐを定め、そのＰｏｐとＳｔ
から（２）式によりＳｅを決定することになる。 Ｐ０＝Ｆ／(５.81×ε×Ｓｔ) ・・・・・・・（１） Ｓｅ／Ｓｔ＝０.２５９×(Ｐｅ／Ｐｏｐ)-5/7 ×｛１−（Ｐｅ／Ｐｏｐ）2/7｝-1/2 ・・・ （２） ここで、Ｆ：上吹き送酸速度(Nm3/h) ε：流量係数（通常は０.９〜１.０の範囲内） Ｐｅ：精錬装置内圧力（通常の大気圧精錬で０.１MPa）
ためのランスについて規定したものであり、ノズル入り
側の絶対圧Ｐ０(MPa)に対して、該ノズルの適正膨張絶
対圧Ｐｏｐ(MPa)がＰ０／Ｐｏｐで０．２〜０．８５と
なるような、ノズル出口面積Ｓｅ(mm2)とノズルスロ―
ト面積Ｓｔ(mm2)の比を有する溶銑脱燐用上吹きランス
である。具体的には、脱燐処理のための必要時間等から
上吹き送酸速度Ｆをノズル設計条件として最初に規定
し、そのＦを与えるためのＰ０とＳｔが（１）式により
決定される。ここで、Ｐ０とＳｔの組み合わせは任意で
良く、工場の酸素圧力からＰ０を決めた上でＳｔを決定
することも、ランス自体の径と冷却用水冷構造より、ノ
ズル数とノズルスロート径とを決めた上でＰ０を決定し
ても良い。Ｐ０の値に基づきＰ０／Ｐｏｐで０．２〜
０．８５となるようにＰｏｐを定め、そのＰｏｐとＳｔ
から（２）式によりＳｅを決定することになる。 Ｐ０＝Ｆ／(５.81×ε×Ｓｔ) ・・・・・・・（１） Ｓｅ／Ｓｔ＝０.２５９×(Ｐｅ／Ｐｏｐ)-5/7 ×｛１−（Ｐｅ／Ｐｏｐ）2/7｝-1/2 ・・・ （２） ここで、Ｆ：上吹き送酸速度(Nm3/h) ε：流量係数（通常は０.９〜１.０の範囲内） Ｐｅ：精錬装置内圧力（通常の大気圧精錬で０.１MPa）
【００１７】ノズルの形状や孔数は特に規定するもので
はないが、円形の３〜７孔の多孔ノズルが一般的に使用
でき、円孔同一直径の多孔ノズルの場合、ノズル出口面
積Ｓｅ(mm2)、ノズルスロ―ト面積Ｓｔ(mm2)とノズル出
口直径ｄｅ(mm)、ノズルスロ―ト直径ｄｔ(mm)とは、円
周率をπ、ノズル孔数をｎとすると（３）式、（４）式
の関係がある。 Ｓｅ＝ｎ×π×（ｄｅ／２）2 ・・・ （３） Ｓｔ＝ｎ×π×（ｄｔ／２）2 ・・・ （４） 図２に実施態様の例を示す。
はないが、円形の３〜７孔の多孔ノズルが一般的に使用
でき、円孔同一直径の多孔ノズルの場合、ノズル出口面
積Ｓｅ(mm2)、ノズルスロ―ト面積Ｓｔ(mm2)とノズル出
口直径ｄｅ(mm)、ノズルスロ―ト直径ｄｔ(mm)とは、円
周率をπ、ノズル孔数をｎとすると（３）式、（４）式
の関係がある。 Ｓｅ＝ｎ×π×（ｄｅ／２）2 ・・・ （３） Ｓｔ＝ｎ×π×（ｄｔ／２）2 ・・・ （４） 図２に実施態様の例を示す。
【００１８】請求項２は、請求項１で規定したランスを
用いて、脱燐処理を効率よく実施するための条件を規定
したものであり、酸素ガスを供給する上吹きランスノズ
ル入り側の絶対圧Ｐ０(MPa)、該ノズルの適正膨張絶対
圧Ｐｏｐ(MPa)のとき、Ｐ０／Ｐｏｐを０．２〜０．８
５とすることにある。Ｐ０／Ｐｏｐが０．８５よりも大
きい場合には、過膨張度が不十分のため火点温度が十分
に低下せず、図１のように脱燐効率（Ｋ）が低下する。
また、Ｐ０／Ｐｏｐが０．２よりも小さい場合には、過
膨張度が大きくなりすぎるため火点温度が過剰に低下し
（Ｔ・Ｆｅ）濃度が高くなりすぎるため、歩留まり低下
やスロッピングを生じやすくなる。適正な過膨張条件の
維持は、Ｐ０／Ｐｏｐが０．２〜０．８５の範囲になる
上吹き送酸速度の範囲内で操業することで実施できる。
尚、脱燐効率（Ｋ）は(８)式で示す。 Ｋ＝ｌｎ(処理前[%Ｐ]／処理後[%Ｐ])／石灰原単位 ・・・… （８）
用いて、脱燐処理を効率よく実施するための条件を規定
したものであり、酸素ガスを供給する上吹きランスノズ
ル入り側の絶対圧Ｐ０(MPa)、該ノズルの適正膨張絶対
圧Ｐｏｐ(MPa)のとき、Ｐ０／Ｐｏｐを０．２〜０．８
５とすることにある。Ｐ０／Ｐｏｐが０．８５よりも大
きい場合には、過膨張度が不十分のため火点温度が十分
に低下せず、図１のように脱燐効率（Ｋ）が低下する。
また、Ｐ０／Ｐｏｐが０．２よりも小さい場合には、過
膨張度が大きくなりすぎるため火点温度が過剰に低下し
（Ｔ・Ｆｅ）濃度が高くなりすぎるため、歩留まり低下
やスロッピングを生じやすくなる。適正な過膨張条件の
維持は、Ｐ０／Ｐｏｐが０．２〜０．８５の範囲になる
上吹き送酸速度の範囲内で操業することで実施できる。
尚、脱燐効率（Ｋ）は(８)式で示す。 Ｋ＝ｌｎ(処理前[%Ｐ]／処理後[%Ｐ])／石灰原単位 ・・・… （８）
【００１９】精錬炉として上底吹き機能を有することを
条件とした理由は、スラグ中に懸濁する粒鉄を増加でき
ること、スラグ温度を溶銑温度と同一にしてスラグ流動
性を確保できること、溶銑の攪拌が十分に強いため溶銑
中[Ｐ]の物質移動速度に律速されないためである。上吹
きだけの場合には、溶銑の攪拌が不足するため溶銑中
[Ｐ]の物質移動速度が律速し脱燐速度が十分に高められ
ず、底吹きだけの場合には、スラグ中に懸濁する粒鉄が
十分に増加させられず、また、スラグ温度が溶銑温度よ
りも低くなるためスラグ流動性が確保できないため脱燐
速度が十分に高められない。精錬炉としては上底吹き転
炉が望ましいが、スラグが溢れない十分な内容積があれ
ば取鍋形状であっても問題はない。また、上吹きガスは
純酸素が望ましく、底吹きガスは、酸素、不活性ガス、
炭化水素ガスが望ましい。
条件とした理由は、スラグ中に懸濁する粒鉄を増加でき
ること、スラグ温度を溶銑温度と同一にしてスラグ流動
性を確保できること、溶銑の攪拌が十分に強いため溶銑
中[Ｐ]の物質移動速度に律速されないためである。上吹
きだけの場合には、溶銑の攪拌が不足するため溶銑中
[Ｐ]の物質移動速度が律速し脱燐速度が十分に高められ
ず、底吹きだけの場合には、スラグ中に懸濁する粒鉄が
十分に増加させられず、また、スラグ温度が溶銑温度よ
りも低くなるためスラグ流動性が確保できないため脱燐
速度が十分に高められない。精錬炉としては上底吹き転
炉が望ましいが、スラグが溢れない十分な内容積があれ
ば取鍋形状であっても問題はない。また、上吹きガスは
純酸素が望ましく、底吹きガスは、酸素、不活性ガス、
炭化水素ガスが望ましい。
【００２０】本発明では、蛍石などの滓化剤を必要とせ
ず、石灰と酸素ガスのみの供給で溶銑脱燐処理に必要な
ＦｅＯの確保が可能であるが、ＦｅＯをより高濃度に維
持するためには石灰と酸素ガスと酸化鉄供給による場合
が安定操業には有利である。従って、精錬剤としては、
石灰と酸素ガス、又は、石灰と酸素ガスと酸化鉄に限定
した。脱燐反応は酸化反応であるため、酸化剤として酸
素、酸化鉄が必要になる。酸化鉄としてはダスト、鉄鉱
石、スケール等があるが、酸化鉄の使用は吸熱反応によ
り脱燐処理でのスクラップ溶解量を制限するため、酸化
鉄中の酸素原単位として１２kg/t以下とすることが望ま
しい。さらに、生成した燐酸の活量を低下させるため塩
基性酸化物が必要となるが最も安価な石灰が有利であ
る。石灰としては、生石灰の他に、石灰石、脱炭滓や脱
燐滓に含まれるCaOを再利用する場合も包含する。石灰
以外の塩基性酸化物である酸化ナトリウムや酸化バリウ
ムは高価なため用いず、また、石灰の融点を下げるため
に用いられている蛍石やアルミナも耐火物溶損を引き起
こすため用いない。
ず、石灰と酸素ガスのみの供給で溶銑脱燐処理に必要な
ＦｅＯの確保が可能であるが、ＦｅＯをより高濃度に維
持するためには石灰と酸素ガスと酸化鉄供給による場合
が安定操業には有利である。従って、精錬剤としては、
石灰と酸素ガス、又は、石灰と酸素ガスと酸化鉄に限定
した。脱燐反応は酸化反応であるため、酸化剤として酸
素、酸化鉄が必要になる。酸化鉄としてはダスト、鉄鉱
石、スケール等があるが、酸化鉄の使用は吸熱反応によ
り脱燐処理でのスクラップ溶解量を制限するため、酸化
鉄中の酸素原単位として１２kg/t以下とすることが望ま
しい。さらに、生成した燐酸の活量を低下させるため塩
基性酸化物が必要となるが最も安価な石灰が有利であ
る。石灰としては、生石灰の他に、石灰石、脱炭滓や脱
燐滓に含まれるCaOを再利用する場合も包含する。石灰
以外の塩基性酸化物である酸化ナトリウムや酸化バリウ
ムは高価なため用いず、また、石灰の融点を下げるため
に用いられている蛍石やアルミナも耐火物溶損を引き起
こすため用いない。
【００２１】
【実施例】実施例は３５０トン規模の上底吹き転炉を用
いて実施した。脱燐処理時の上吹き送酸速度は３５００
０Nm3/hとし、ノズルは既設の脱炭用ランスを流用した
ためスロート直径が６６mmのノズルを４孔配したランス
を用いた。したがって、Ｓｔは（４）式より、Ｓｔ＝４
×π×（６６／２）2＝１３６７８mm2となる。上吹きラ
ンスノズル入り側の絶対圧Ｐ０(MPa)は（１）式より、
Ｐ０＝Ｆ／(５.81×ε×Ｓｔ)＝３５０００／（５．８
１×１×１３６７８）＝０．４４(MPa)となる。Ｐ０／
Ｐｏｐとして０．４を選ぶとＰｏｐ＝１．１(MPa)とな
り、（２）式に従い、Ｓｅ／Ｓｔ＝０.２５９×(Ｐｅ／
Ｐｏｐ)-5/7×｛１−（Ｐｅ／Ｐｏｐ）2 /7｝-1/2＝０.
２５９×(０．１／１．１)-5/7×｛１−（０．１／１．
１）2/7｝ -1/2＝０.２５９×５．５４４×１．４２＝
２．０４となる。これより、ノズル出口面積Ｓｅは２７
８８９mm2、出口径は（３）式より９４mmとなる。つま
り、４孔のスロ―ト直径が６６mmで出口直径が９４mmの
ノズルを用いた。
いて実施した。脱燐処理時の上吹き送酸速度は３５００
０Nm3/hとし、ノズルは既設の脱炭用ランスを流用した
ためスロート直径が６６mmのノズルを４孔配したランス
を用いた。したがって、Ｓｔは（４）式より、Ｓｔ＝４
×π×（６６／２）2＝１３６７８mm2となる。上吹きラ
ンスノズル入り側の絶対圧Ｐ０(MPa)は（１）式より、
Ｐ０＝Ｆ／(５.81×ε×Ｓｔ)＝３５０００／（５．８
１×１×１３６７８）＝０．４４(MPa)となる。Ｐ０／
Ｐｏｐとして０．４を選ぶとＰｏｐ＝１．１(MPa)とな
り、（２）式に従い、Ｓｅ／Ｓｔ＝０.２５９×(Ｐｅ／
Ｐｏｐ)-5/7×｛１−（Ｐｅ／Ｐｏｐ）2 /7｝-1/2＝０.
２５９×(０．１／１．１)-5/7×｛１−（０．１／１．
１）2/7｝ -1/2＝０.２５９×５．５４４×１．４２＝
２．０４となる。これより、ノズル出口面積Ｓｅは２７
８８９mm2、出口径は（３）式より９４mmとなる。つま
り、４孔のスロ―ト直径が６６mmで出口直径が９４mmの
ノズルを用いた。
【００２２】操業はこのランスを用いて実施した。Ｃ：
４．３％、Ｓｉ：０．３５％、Ｍｎ：０．３１％、Ｐ：
０．１０５％、Ｓ：０．０１２％で温度が１３５０℃程
度の溶銑３３５トンとスクラップ４３トンを装入して脱
燐精錬を実施した。脱燐処理中には上吹きランスより酸
素を３５０００Nm3/ｈの速度で約４.５分間吹き付ける
とともに、生石灰を約１６.５kg/t、鉄鉱石を約１８.５
kg/t（酸素として４．６５kg/t）添加した。また、蛍石
等のハロゲン化物は添加しなかった。ランスギャップは
３.７５ｍとした。底吹きは２重管羽口から酸素と冷却
用ＬＰＧを３７００Nm3／ｈの速度で吹き込んだ。その
結果、処理後成分はＣ：約４．０％、Ｓｉ：約０．０１
％、Ｐ：０．０１５％で溶銑温度Ｔは１３７０℃であ
り、（Ｔ・Ｆｅ）は２１％でＫ値は０.１１８と高く耐火
物溶損もほとんど無かった。
４．３％、Ｓｉ：０．３５％、Ｍｎ：０．３１％、Ｐ：
０．１０５％、Ｓ：０．０１２％で温度が１３５０℃程
度の溶銑３３５トンとスクラップ４３トンを装入して脱
燐精錬を実施した。脱燐処理中には上吹きランスより酸
素を３５０００Nm3/ｈの速度で約４.５分間吹き付ける
とともに、生石灰を約１６.５kg/t、鉄鉱石を約１８.５
kg/t（酸素として４．６５kg/t）添加した。また、蛍石
等のハロゲン化物は添加しなかった。ランスギャップは
３.７５ｍとした。底吹きは２重管羽口から酸素と冷却
用ＬＰＧを３７００Nm3／ｈの速度で吹き込んだ。その
結果、処理後成分はＣ：約４．０％、Ｓｉ：約０．０１
％、Ｐ：０．０１５％で溶銑温度Ｔは１３７０℃であ
り、（Ｔ・Ｆｅ）は２１％でＫ値は０.１１８と高く耐火
物溶損もほとんど無かった。
【００２３】（比較例）比較例も３５０トン規模の上底
吹き転炉を用いて実施した。脱燐処理時の上吹き送酸速
度は３５０００Nm3/hとし、ノズルは既設の脱炭用ラン
スを流用したためスロート直径が６６mmのノズルを４孔
配したランスを用いた。したがって、Ｓｔは（４）式よ
り、Ｓｔ＝４×π×（６６／２）2＝１３６７８mm2とな
る。上吹きランスノズル入り側の絶対圧Ｐ０(MPa)は
（１）式より、Ｐ０＝Ｆ／(５.81×ε×Ｓｔ)＝３５０
００／（５．８１×１×１３６７８）＝０．４４(MPa)
となる。Ｐ０／Ｐｏｐとして１を選ぶとＰｏｐ＝０．４
４(MPa)となり、（２）式に従い、Ｓｅ／Ｓｔ＝０.２５
９×(Ｐｅ／Ｐｏｐ)-5/7×｛１−（Ｐｅ／Ｐｏ
ｐ）2/7｝-1/2＝０.２５９×(０．１／０．４４)-5/7×
｛１−（０．１／０．４４）2/7｝-1/2＝０.２５９×
２．８８×１．７０＝１．２７となる。これより、ノズ
ル出口面積Ｓｅは１７３６７mm2、出口径は（３）式よ
り７４mmとなる。つまり、４孔のスロ―ト直径が６６mm
で出口直径が７４mmのノズルを用いた。
吹き転炉を用いて実施した。脱燐処理時の上吹き送酸速
度は３５０００Nm3/hとし、ノズルは既設の脱炭用ラン
スを流用したためスロート直径が６６mmのノズルを４孔
配したランスを用いた。したがって、Ｓｔは（４）式よ
り、Ｓｔ＝４×π×（６６／２）2＝１３６７８mm2とな
る。上吹きランスノズル入り側の絶対圧Ｐ０(MPa)は
（１）式より、Ｐ０＝Ｆ／(５.81×ε×Ｓｔ)＝３５０
００／（５．８１×１×１３６７８）＝０．４４(MPa)
となる。Ｐ０／Ｐｏｐとして１を選ぶとＰｏｐ＝０．４
４(MPa)となり、（２）式に従い、Ｓｅ／Ｓｔ＝０.２５
９×(Ｐｅ／Ｐｏｐ)-5/7×｛１−（Ｐｅ／Ｐｏ
ｐ）2/7｝-1/2＝０.２５９×(０．１／０．４４)-5/7×
｛１−（０．１／０．４４）2/7｝-1/2＝０.２５９×
２．８８×１．７０＝１．２７となる。これより、ノズ
ル出口面積Ｓｅは１７３６７mm2、出口径は（３）式よ
り７４mmとなる。つまり、４孔のスロ―ト直径が６６mm
で出口直径が７４mmのノズルを用いた。
【００２４】操業はこのランスを用いて実施した。Ｃ：
４．２５％、Ｓｉ：０．３３％、Ｍｎ：０．２９％、
Ｐ：０．１０１％、Ｓ：０．０１３％で温度が１３５０
℃程度の溶銑３３４トンとスクラップ４２トンを装入し
て脱燐精錬を実施した。脱燐処理中には上吹きランスよ
り酸素を３５０００Nm3/ｈの速度で約４.５分間吹き付
けるとともに、生石灰を約１７.５kg/t、鉄鉱石を約１
７.５kg/t（酸素として４．４kg/t）添加した。また、
蛍石等のハロゲン化物は添加しなかった。ランスギャッ
プは３.７５ｍとした。底吹きは２重管羽口から酸素と
冷却用ＬＰＧを３７００Nm3／ｈの速度で吹き込んだ。
その結果、処理後成分はＣ：約４．０％、Ｓｉ：約０．
０１％、Ｐ：０．０３７％で溶銑温度Ｔは１３７０℃で
あり、（Ｔ・Ｆｅ）は１２％までしか上昇せずＫ値も０.
０５７と低かった。
４．２５％、Ｓｉ：０．３３％、Ｍｎ：０．２９％、
Ｐ：０．１０１％、Ｓ：０．０１３％で温度が１３５０
℃程度の溶銑３３４トンとスクラップ４２トンを装入し
て脱燐精錬を実施した。脱燐処理中には上吹きランスよ
り酸素を３５０００Nm3/ｈの速度で約４.５分間吹き付
けるとともに、生石灰を約１７.５kg/t、鉄鉱石を約１
７.５kg/t（酸素として４．４kg/t）添加した。また、
蛍石等のハロゲン化物は添加しなかった。ランスギャッ
プは３.７５ｍとした。底吹きは２重管羽口から酸素と
冷却用ＬＰＧを３７００Nm3／ｈの速度で吹き込んだ。
その結果、処理後成分はＣ：約４．０％、Ｓｉ：約０．
０１％、Ｐ：０．０３７％で溶銑温度Ｔは１３７０℃で
あり、（Ｔ・Ｆｅ）は１２％までしか上昇せずＫ値も０.
０５７と低かった。
【００２５】
【発明の効果】本発明によりハロゲン化物を用いること
なく高い反応効率の溶銑脱燐が可能となった。
なく高い反応効率の溶銑脱燐が可能となった。
【図１】Ｐ０／Ｐｏｐと脱燐効率（Ｋ値）との関係を示
した実験結果。
した実験結果。
【図２】本発明のランス構造の一例を示す図であり、
（ａ）はランスをノズルのガス吐出側から見た図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
（ａ）はランスをノズルのガス吐出側から見た図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
１ ランス ２ ノズル Ｐ０ ノズル入り側の絶対圧 Ｐｅ 精錬装置内圧力 ｄｔ ノズルスロート直径 ｄｅ ノズル出口直径
Claims (2)
- 【請求項１】 上底吹き機能を有する精錬装置を用い
た、石灰と酸素ガス、又は、生石灰と酸素ガスと酸化鉄
による溶銑脱燐に用いる上吹きランスであって、ノズル
入り側の絶対圧Ｐ０(MPa)に対して、該ノズルの適正膨
張絶対圧Ｐｏｐ(MPa)が、下記（２）式においてＰ０／
Ｐｏｐで０．２〜０．８５となるような、ノズル出口面
積Ｓｅ(mm2)とノズルスロ―ト面積Ｓｔ(mm2)の比を持っ
たノズルを有することを特徴とする溶銑脱燐用上吹きラ
ンス。 Ｓｅ／Ｓｔ＝０.２５９×(Ｐｅ／Ｐｏｐ)-5/7 ×｛１−（Ｐｅ／Ｐｏｐ）2/7｝-1/2 ・・・ （２） ここで、Ｐｅは精錬装置内圧力であり、通常の大気圧精
錬でＰｅ＝０.１MPaとなる。 - 【請求項２】 上底吹き機能を有する精錬装置を用い
た、石灰と酸素ガス、又は、石灰と酸素ガスと酸化鉄に
よる溶銑脱燐方法において、酸素ガスを供給する上吹き
ランスノズル入り側の絶対圧Ｐ０(MPa)、該ノズルの適
正膨張絶対圧Ｐｏｐ(MPa)、ノズル出口面積Ｓｅ(mm2)、
ノズルスロ―ト面積Ｓｔ(mm2)のとき、前記（２）式か
ら定義されるＰ０／Ｐｏｐを０．２〜０．８５とするこ
とを特徴とする溶銑脱燐方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000264761A JP2002069525A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 溶銑脱燐用上吹きランス及び溶銑脱燐方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000264761A JP2002069525A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 溶銑脱燐用上吹きランス及び溶銑脱燐方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002069525A true JP2002069525A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18752129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000264761A Pending JP2002069525A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 溶銑脱燐用上吹きランス及び溶銑脱燐方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002069525A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002256318A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Nkk Corp | 溶銑の脱燐方法 |
| JP2002256319A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Nkk Corp | 溶銑の脱燐方法 |
| JP2008106296A (ja) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 脱燐処理後のスラグの排滓性向上方法およびそれを用いた溶銑の脱燐処理方法 |
| JP2010095785A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶銑の脱燐方法 |
-
2000
- 2000-09-01 JP JP2000264761A patent/JP2002069525A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002256318A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Nkk Corp | 溶銑の脱燐方法 |
| JP2002256319A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Nkk Corp | 溶銑の脱燐方法 |
| JP4686873B2 (ja) * | 2001-02-28 | 2011-05-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶銑の脱燐方法 |
| JP4686874B2 (ja) * | 2001-02-28 | 2011-05-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶銑の脱燐方法 |
| JP2008106296A (ja) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 脱燐処理後のスラグの排滓性向上方法およびそれを用いた溶銑の脱燐処理方法 |
| JP2010095785A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶銑の脱燐方法 |
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