JP2002167616A - 転炉製鋼法 - Google Patents

転炉製鋼法

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JP2002167616A
JP2002167616A JP2000364358A JP2000364358A JP2002167616A JP 2002167616 A JP2002167616 A JP 2002167616A JP 2000364358 A JP2000364358 A JP 2000364358A JP 2000364358 A JP2000364358 A JP 2000364358A JP 2002167616 A JP2002167616 A JP 2002167616A
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slag
charge
furnace
blown
phosphorus concentration
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Hideki Yokoyama
英樹 横山
Tomomichi Terabatake
知道 寺畠
Yuki Nabeshima
祐樹 鍋島
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、現在吹錬中のチャージで生成したス
ラグの成分分析を行わずに、次チャージのためにスラグ
を残留させるかどうかを迅速に判断可能な転炉製鋼法を
提供することを目的としている。 【解決手段】転炉にて溶鋼を溶製するに際して、現在吹
錬中チャージの吹止め時のスラグ中燐濃度の測定値又は
推定値と、次チャージ吹止め時のスラグ中燐濃度の推定
値との大小関係に基づき、現在吹錬中のチャージのスラ
グ残しを判定し、残したスラグを造滓剤に使用して次チ
ャージの溶製を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、転炉製鋼法に係わ
り、特に、前チャージ(ヒートともいう)で生成したス
ラグを炉内にできるだけ残し、次の精錬で造滓剤の一部
に有効利用するためのスラグ残しを判断する技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】転炉精錬で生じたスラグは、出鋼後に全
量排出するか、あるいは一部を転炉内に残し、固化剤を
投入して転炉の内張り耐火物表面上に付着させ、該耐火
物の保護層として利用する(この技術をスラグ・コーテ
ィングという)のが一般的である。しかし、資源の有効
利用の観点から、前チャージのスラグの全量、あるいは
一部を炉内に残留させ、次チャージの精錬で、そのスラ
グ中の鉄、マンガン、クロム等の有価金属を回収したり
(特開昭58−16012号公報及び特開平3−253
509号公報参照)、あるいは該残留スラグを造滓剤の
一部として使用する方法(特開昭52−93617号公
報及び特開平3−10012号公報参照)も提案されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、転炉内に残
留させた前チャージのスラグを次回チャージで造滓剤の
一部として有効利用しようとしても、各チャージ毎でス
ラグの成分が異なるので、スラグ中の燐(以下「P」と
する)濃度が前チャージよりも次チャージの方が小さく
なることがある。かかる状況になると、前チャージで生
成したスラグは、次チャージで低燐鋼を溶製したい場合
に炉内に残留させた場合、造滓剤(焼石灰等)の代替に
ならないばかりか、逆に溶鋼への復燐源となる。つま
り、前チャージで生成したスラグは、すべてのチャージ
で造滓剤として安定使用できるわけではない。そのた
め、操業者にとっては、前チャージのスラグを次チャー
ジに残留させるかどうかを迅速に判断することが非常に
重要となる。しかしながら、そのような判断技術は、存
在しないのが現状である。特開平3−10012号公報
に開示されているように、残留スラグの成分を実測して
から次チャージの副原料使用量を決定する方法はある
が、次チャージでの脱燐の可能性を予め検討して前チャ
ージのスラグの残留可否を決定している訳ではないの
で、高燐濃度のスラグを残留させてしまった後では、次
チャージで目標とする鋼中燐濃度を達成できなかった
り、あるいは達成できたにしても、石灰や酸素等の副原
料を多量に使用しなくてはならない場合が発生するとい
う問題があった。
【0004】本発明は、かかる事情に鑑み、現在吹錬中
のチャージで生成したスラグの成分分析を行わずに、次
チャージのためにスラグを残留させるかどうかを迅速に
判断可能な転炉製鋼法を提供することを目的としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化し
た。
【0006】すなわち、本発明は、転炉にて溶鋼を溶製
するに際して、現在吹錬中チャージの吹止め時のスラグ
中燐濃度の測定値又は推定値と、次チャージ吹止め時の
スラグ中燐濃度の推定値との大小関係に基づき、現在吹
錬中のチャージのスラグ残しを判定し、残したスラグを
造滓剤に使用して次チャージの溶製を行うことを特徴と
する転炉製鋼法である。
【0007】その際、前記現在吹錬中チャージのスラグ
残しの判定を、現在吹錬中のチャージの吹止め時のスラ
グ中燐濃度の推定値(P)n、及び現在吹錬中のチャー
ジのスラグを全量炉内に残留して次チャージの吹錬をし
た場合の次チャージ吹止め時のスラグ中燐濃度の推定値
(P)n+1で、(P)n/(P)n+1=αなるパラメータ
を形成し、該パラメータの大きさで下記のように行うの
が好ましい。
【0008】・α>Kl:スラグのすべてを炉外排出 ・K2≦α≦K1:スラグ・コーティング用として炉内に
残留させるスラグ量を除き、すべて炉外排出 ・α<K2:炉内に残留 ここで、K1:次チャージで残留スラグが復燐源となり
うる場合のαの下限値 K2:次チャージで残留スラグが造滓剤代替使用可能と
なりうる場合のαの上限値 また、前記Klは1.5、K2は0.5とするのが良い。
【0009】本発明では、転炉にて溶鋼を溶製するに際
して、現在吹錬中チャージの吹止め時のスラグ中燐濃度
の測定値又は推定値と、次チャージ吹止め時のスラグ中
燐濃度の推定値との大小関係に基づき、現在吹錬中のチ
ャージのスラグ残しを判定し、残したスラグを造滓剤に
使用して次チャージの溶製を行うようにしたので、現在
吹錬中チャージで生成したスラグの成分分析を行わず
に、次チャージのためにスラグを残留させるかどうかが
迅速に判断できるようになる。その結果、スラグ残しを
判断するための待ち時間がなくなり、転炉製鋼が以前よ
り迅速に行えるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、発明の経緯を交え、本発明
の実施の形態について説明する。
【0011】発明者は、転炉製鋼で生じたスラグを造滓
剤として使用する場合に必要な条件は、スラグ中の燐含
有量であると考えた。そして、この場合、前記課題を解
決するには、現在吹錬中チャージのスラグ中燐含有量か
ら次チャージで形成されるスラグ中の燐濃度を推定する
ことが必要になる。そこで、その推定を下記のように、
物質バランスやスラグ−メタル間の燐の分配比を利用し
て計算で推定することを考えた。 <スラグ中P濃度の推定方法> (第1段階)まず、吹錬時に転炉内に存在するPの総量
(input P)を、転炉装入物の諸元から次式で求
める input P=[P]HM×WHM+[P]SCR×WSCR+[P]CP×WCP+[P ]F×WF+(P)n-1×SVn-1 …(1式) ここで、[P]HM:溶銑のP濃度、WHM:溶銑量、
[P]SCR:スクラップのP濃度、WSCR:スクラップ
量、[P]CP:型銑のP濃度、WCP:型銑量、
[P]F:副原料のP濃度、WF:副原料量、
(P)n-1:前チャージ残留スラグのP濃度、[SV]
n-1:前チャージ残留スラグ量である。(P)n-1は、分
析値、あるいは前チャージにおいて、後述する当該チャ
ージにおけるスラグ中燐濃度の推定方法と同様にして推
定した値を用いる。また、SVPは、前チャージのスラ
グ量を装入原料から計算で求め、その量から取鍋やスラ
グ鍋に流出するスラグ量を差し引くことで求まる。従っ
て、(1)式の転炉内に存在するPの総量が定まる。
(第2段階)次ぎに、吹錬後のPの総量(output
P)を、次式で求める。
【0012】 output P=[P]stl×Wstl+(P)n×SVn …(2式) ここで、[P]stl:吹錬後の溶鋼のP濃度、Wstl:溶
鋼量、(P)n:当該チャージのスラグのP濃度、S
n:当該チャージのスラグ量である。
【0013】この場合、次チャージの計算をする場合
は、[P]stlで表す「溶鋼のP濃度」及びWstlで表す
溶鋼量は、目標値を使用する。また、SVnで表す「当
該チャージのスラグ量」は、前チャージのスラグ残し量
に当該チャージの装入原料中のスラグ成分合計量を加え
れば決まる。従って、(2式)では、(P)n以外はす
べて定まることになる。(第3段階)吹錬後の溶鋼/ス
ラグ間のP分配比LPについては、過去の吹錬実績から
の回帰式を用いると、次式が成立する。
【0014】 LP=[(P)n/[P]stl]=f([C]stl、T,etc) …(3式) ここで、[C]stl:溶鋼の炭素濃度、T:溶鋼温度で
ある。 (第4段階)スラグ中燐濃度の推定 吹錬前後でのPバランスをとるため、input P=
output P、つまり(1式)=(2式)として、
さらに、この等式と(3式)を連立させて解くことで、
スラグ中のP濃度(P)nを推定することができる。
【0015】確認のため、種々のスラグ量と、上記の方
法で推定したスラグ中燐濃度(P) n及び実測した燐濃
度の間に生じる誤差との関係を図1に示すが、スラグ中
燐濃度の推定値と実測値との誤差は、±20%と比較的
小さく、操業に利用しても問題ないと考えられる。ここ
で、この誤差(図1の縦軸の値)は、下記式により計算
で求めた。 誤差=((スラグ中燐濃度の推定値−スラグ中燐濃度の
実測値)/スラグ中燐濃度の実測値)×100 次に、発明者は、上記のようにして推定したスラグ中燐
濃度を、吹錬後のスラグを炉外に排出するか、炉内に残
留させるかの判断にどのように利用するか検討 した。そして、α=[(P)n]/[(P)n+1] (P)n:当該チャージのスラグ中燐濃度 (P)n+1:次チャージのスラグ中燐濃度 なる指標(パラメータ)を形成し、該パラメータに上述
のスラグ中燐濃度の推定値と実績値の差を加味すれば、
残留スラグが復燐源となることを防止し、脱燐目的の造
滓剤(焼石灰等)の代替使用を確実に行うことが可能と
なることを知り、それを本発明としたのである。
【0016】つまり、パラメータαに、K1なる次チャ
ージで残留スラグが復燐源となりうる場合のαの下限値
と、K2なる次チャージで残留スラグが造滓剤代替使用
可能となりうる場合の上限値を定め、以下のようなスラ
グの排出基準を作成した。
【0017】・α>Kl:スラグのすべてを炉外排出 ・K2≦α≦K1:スラグ・コーティング用として炉内に
残留させるスラグ量を除き、すべて炉外排出 ・α<K2:炉内に残留 特に、本発明では、このKlは、1.1〜2.0の範囲
の値とするのが良く、特に1.5とし、K2は、0.5
〜1.0の範囲の値とするのが良く、特に0.5とする
のが好ましい。K2が、0.5以下では、残したスラグ
は次チャージで脱燐用の造滓剤として使用可能である。
また、K1が1.5より大きいと、スラグ・コーティン
グ用として利用しても、復燐が起きるからである。
【0018】なお、実際に、スラグ・コーティングある
いは造滓剤として炉内にスラグを残留させると判断され
た場合には、その残留量は、次のようにして調整する。
炉外に排出するスラグを受ける容器(滓鍋、スラグ鍋)
をロードセル上に載せて排出スラグ量を秤量したり、あ
るいはスラグを排出するときの転炉の傾動角度と炉内残
留量との関係を事前に調査しておき、スラグ排出時の傾
動角を変更して調整する。
【0019】
【実施例】酸素ガスの底吹き機能を備えた転炉に、1チ
ャージ当たり溶銑を260トン装入し、燐濃度の目標上
限が0.030質量%、炭素濃度0.03〜0.07質
量%の低炭素鋼及び炭素濃度0.0030質量%以下の
極低炭素鋼を多数チャージ溶製した。
【0020】その際、本発明に係る転炉製鋼法を適用
し、各チャージにおいて前チャージのスラグの炉内残留
を判定し、スラグを残留させた場合には、それら残留ス
ラグを次チャージの造滓剤の一部として使用した(本発
明例)。また、従来通り、すべてのチャージにおいて、
前チャージのスラグを炉内に15kg/トンだけ一律に
残留させ、次チャージの造滓剤の一部として使用する操
業も行った(従来例)。
【0021】この本発明の実施状況を、チャージ毎のス
ラグ残し判断及び残留させるスラグ量として表1に示
す。また、これら操業の結果を、一括して表2に示す。
表2より、スラグ中燐濃度の推定でスラグの炉内残留を
決定しても、溶製後の溶鋼中燐濃度のバラツキは小さい
ことが明らかである。つまり、燐濃度の上限外れが低減
し、従来法の場合に比べ、焼石灰の削減も可能となっ
た。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、現在
吹錬中チャージで生成したスラグの成分分析を行わず
に、次チャージのためにスラグを残留させるかどうかが
迅速に判断できるようになる。その結果、スラグ残しを
判断するための待ち時間がなくなり、転炉製鋼が以前よ
り迅速に行えるようになる。また、スラグからの復燐も
防止できるばかりでなく、確実に残留スラグを脱燐用の
副原料(焼石灰など)の代替として使用することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】種々のスラグ量と、スラグ中燐濃度の推定値及
び実績値間に生じる誤差との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鍋島 祐樹 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Fターム(参考) 4K002 AE01 AF05 AF10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転炉にて溶鋼を溶製するに際して、 現在吹錬中チャージの吹止め時のスラグ中燐濃度の測定
    値又は推定値と、次チャージ吹止め時のスラグ中燐濃度
    の推定値との大小関係に基づき、現在吹錬中のチャージ
    のスラグ残しを判定し、残したスラグを造滓剤に使用し
    て次チャージの溶製を行うことを特徴とする転炉製鋼
    法。
  2. 【請求項2】 前記現在吹錬中チャージのスラグ残しの
    判定を、現在吹錬中のチャージの吹止め時のスラグ中燐
    濃度の推定値(P)n及び現在吹錬中のチャージのスラ
    グを全量炉内に残留して次チャージの吹錬をした場合の
    次チャージ吹止め時のスラグ中燐濃度の推定値(P)
    n+1で、(P)n/(P)n+1=αなるパラメータを形成
    し、該パラメータの大きさで下記のように行うことを特
    徴とする請求項1記載の転炉製鋼法。 ・α>K1:スラグのすべてを炉外排出 ・K2≦α≦K1:スラグ・コーティング用として炉内に
    残留させるスラグ量を除き、すべて炉外排出 ・α<K2:炉内に残留 ここで、K1:次チャージで残留スラグが復燐源となり
    うる場合のαの下限値 K2:次チャージで残留スラグが造滓剤代替使用可能と
    なりうる場合のαの上限値
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007308773A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Nippon Steel Corp 転炉製鋼法
JP2016037619A (ja) * 2014-08-05 2016-03-22 新日鐵住金株式会社 脱りん予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法
JP2017106110A (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 Jfeスチール株式会社 転炉の吹錬方法
JPWO2018021019A1 (ja) * 2016-07-27 2018-11-01 新日鐵住金株式会社 溶鋼の製造方法
CN114480781A (zh) * 2021-12-30 2022-05-13 西安聚能高温合金材料科技有限公司 一种感应炉异类钢连续熔炼过程中成分精确控制的方法

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