JP2002241823A - 溶銑の脱硫方法 - Google Patents
溶銑の脱硫方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 溶銑の脱硫を安定して低硫溶銑が得られるよ
うにするとともに、その際に生成するスラグを土木材料
としようできるようにする。 【解決手段】 ソーダ灰を含有する溶銑中に投入する溶
銑の脱硫方法において、脱硫剤の投入割合及び該脱硫剤
のソーダ灰含有割合を以下の (1)、(2)式によって与え
られるものとする。 ここに、Wds：全脱硫剤原単位、すなわち溶銑1t当たり
の脱硫剤投入量 [S]0：脱硫処理前の溶銑S濃度（質量%） [S]f：脱硫処理後の溶銑目標S濃度（質量%） ksi：総括脱硫反応定数 Ws：溶銑1t当たりのソーダ灰投入量 p：脱硫剤中に占めるNa2Oの質量比
うにするとともに、その際に生成するスラグを土木材料
としようできるようにする。 【解決手段】 ソーダ灰を含有する溶銑中に投入する溶
銑の脱硫方法において、脱硫剤の投入割合及び該脱硫剤
のソーダ灰含有割合を以下の (1)、(2)式によって与え
られるものとする。 ここに、Wds：全脱硫剤原単位、すなわち溶銑1t当たり
の脱硫剤投入量 [S]0：脱硫処理前の溶銑S濃度（質量%） [S]f：脱硫処理後の溶銑目標S濃度（質量%） ksi：総括脱硫反応定数 Ws：溶銑1t当たりのソーダ灰投入量 p：脱硫剤中に占めるNa2Oの質量比
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製鋼用原料である
溶銑の脱硫方法、特に、脱硫生成物としてのスラグを土
木原料として使用可能なものとする溶銑の脱硫方法に関
する。
溶銑の脱硫方法、特に、脱硫生成物としてのスラグを土
木原料として使用可能なものとする溶銑の脱硫方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】いおう（S）は鋼中に多量に存在すると
鋼の靱性その他の諸特性を劣化させるので、鋼の溶製に
当たっては、あらかじめ製鋼原料である溶銑の脱硫を行
うことが一般化している。特に、高級鋼では、例えば、
Sを質量比で0.010%以下に低減することが要求され、そ
のため溶銑の脱硫も徹底して行われるようになってい
る。
鋼の靱性その他の諸特性を劣化させるので、鋼の溶製に
当たっては、あらかじめ製鋼原料である溶銑の脱硫を行
うことが一般化している。特に、高級鋼では、例えば、
Sを質量比で0.010%以下に低減することが要求され、そ
のため溶銑の脱硫も徹底して行われるようになってい
る。
【０００３】そのような溶銑を脱硫するための脱硫剤と
しては、数多くの提案があり、実際に使用されている。
中でもソーダ灰（Na2CO3）を含有する脱硫剤は強力な脱
硫能を有することが知られている。しかしながら、ソー
ダ灰は高価であり、その上耐火物を著しく損傷する。ま
た、ソーダ灰を多く使用すると、発生するスラグ中のNa
2Oの濃度が高くなるため、スラグをセメント材料や路盤
材等の土木材料として利用することができなくなるとい
う問題がある。
しては、数多くの提案があり、実際に使用されている。
中でもソーダ灰（Na2CO3）を含有する脱硫剤は強力な脱
硫能を有することが知られている。しかしながら、ソー
ダ灰は高価であり、その上耐火物を著しく損傷する。ま
た、ソーダ灰を多く使用すると、発生するスラグ中のNa
2Oの濃度が高くなるため、スラグをセメント材料や路盤
材等の土木材料として利用することができなくなるとい
う問題がある。
【０００４】したがって、脱硫剤としてソーダ灰を用い
る場合には、例えば特公平4-33842号公報に提案されて
いるように、まず脱珪、脱燐し、しかる後ソーダ灰によ
る脱硫を行うこととして、ソーダ灰の使用量を最小に押
さえるようにされている。また、特開平10-317035号公
報、特開平10-317036号公報には、金属Mgを発生する脱
硫剤によって脱硫し、さらにCaOなどを添加して脱硫生
物の再酸化による復硫を防止するという提案がなされて
いる。上記提案においては、ソーダ灰は実質的に用いら
れない。
る場合には、例えば特公平4-33842号公報に提案されて
いるように、まず脱珪、脱燐し、しかる後ソーダ灰によ
る脱硫を行うこととして、ソーダ灰の使用量を最小に押
さえるようにされている。また、特開平10-317035号公
報、特開平10-317036号公報には、金属Mgを発生する脱
硫剤によって脱硫し、さらにCaOなどを添加して脱硫生
物の再酸化による復硫を防止するという提案がなされて
いる。上記提案においては、ソーダ灰は実質的に用いら
れない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平10-317035号公報等の提案によるときは、Mg脱硫剤
が高価であり、経済的に不利であるという問題がある。
一方、特公平4-33842号公報の提案では、最終的にNa2O
濃度の高いスラグが排出され、スラグの土木材料への利
用が制限される。本発明は、上記従来技術の問題点を解
決することを目的とし、安定して低硫溶銑が得られるよ
うにするとともに、その際に生成するスラグを土木材料
として使用できるようにする溶銑の脱硫手段を提案する
ものである。
開平10-317035号公報等の提案によるときは、Mg脱硫剤
が高価であり、経済的に不利であるという問題がある。
一方、特公平4-33842号公報の提案では、最終的にNa2O
濃度の高いスラグが排出され、スラグの土木材料への利
用が制限される。本発明は、上記従来技術の問題点を解
決することを目的とし、安定して低硫溶銑が得られるよ
うにするとともに、その際に生成するスラグを土木材料
として使用できるようにする溶銑の脱硫手段を提案する
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の溶銑の脱硫方法
は、ソーダ灰を含有する脱硫剤を溶銑中に投入する溶銑
の脱硫方法において、脱硫剤の投入割合及び該脱硫剤の
ソーダ灰含有割合を以下の(1)、(2)式によって与えられ
るものとするものである。
は、ソーダ灰を含有する脱硫剤を溶銑中に投入する溶銑
の脱硫方法において、脱硫剤の投入割合及び該脱硫剤の
ソーダ灰含有割合を以下の(1)、(2)式によって与えられ
るものとするものである。
【数３】
【数４】 ここに、Wds：全脱硫剤原単位、すなわち溶銑1t当たり
の脱硫剤投入量 [S]0：脱硫処理前の溶銑S濃度（質量%） [S]f：脱硫処理後の溶銑の目標S濃度（質量%） ksi：総括脱硫反応速度定数 Ws：溶銑1t当たりのソーダ灰投入量 p：脱硫剤中に占めるNa2Oの質量比
の脱硫剤投入量 [S]0：脱硫処理前の溶銑S濃度（質量%） [S]f：脱硫処理後の溶銑の目標S濃度（質量%） ksi：総括脱硫反応速度定数 Ws：溶銑1t当たりのソーダ灰投入量 p：脱硫剤中に占めるNa2Oの質量比
【０００７】また、上記発明において、脱硫剤中に占め
るNa2Oの質量比pを0.3以下とすることを好適とし、これ
により脱硫スラグ中のNa2O濃度を質量比で2%以下とする
ものである。
るNa2Oの質量比pを0.3以下とすることを好適とし、これ
により脱硫スラグ中のNa2O濃度を質量比で2%以下とする
ものである。
【０００８】
【発明に実施の形態】本発明の適用される溶銑は主とし
て高炉溶銑であるが、脱珪、脱燐等の予備処理された溶
銑を含む。また、脱硫装置、方法は特に制限がなく、ト
ーピードカーや溶銑鍋にインジェクションランスを脱硫
剤を吹き込む形式のものほかに、受銑の際に脱硫剤を前
置きして脱硫する形式のものを含む。以下、本発明を、
高炉溶銑をトーピードカーに受銑し、インジェクション
ランスを通して脱硫する場合について具体的に説明す
る。
て高炉溶銑であるが、脱珪、脱燐等の予備処理された溶
銑を含む。また、脱硫装置、方法は特に制限がなく、ト
ーピードカーや溶銑鍋にインジェクションランスを脱硫
剤を吹き込む形式のものほかに、受銑の際に脱硫剤を前
置きして脱硫する形式のものを含む。以下、本発明を、
高炉溶銑をトーピードカーに受銑し、インジェクション
ランスを通して脱硫する場合について具体的に説明す
る。
【０００９】図１は、トーピードカー１に受銑した溶銑
M中にランス２を通してホッパー３から種々の脱硫剤D
s1、Ds2、Ds3・・・を切り出して吹き込む典型的な脱硫
方法の模式図である。脱硫剤としては石灰（CaO）、カ
ルシウム・カーバイド（CaC2）、金属マグネシウム及び
その化合物、ソーダ灰（Na2CO3）等が目的に応じて用い
られる。
M中にランス２を通してホッパー３から種々の脱硫剤D
s1、Ds2、Ds3・・・を切り出して吹き込む典型的な脱硫
方法の模式図である。脱硫剤としては石灰（CaO）、カ
ルシウム・カーバイド（CaC2）、金属マグネシウム及び
その化合物、ソーダ灰（Na2CO3）等が目的に応じて用い
られる。
【００１０】本発明では、脱硫剤の吹き込み量を溶銑の
初期S濃度[S]0、脱硫目標S濃度[S]fの差（いわゆる脱硫
量）を個々の脱硫剤の総括脱硫反応速度定数ksiで割り
付け、そのトータルとして全脱硫剤原単位、すなわち溶
銑単位質量当たりの脱硫剤の吹き込み量を定める。すな
わち、下記(1)式により全脱硫剤原単位を定める。
初期S濃度[S]0、脱硫目標S濃度[S]fの差（いわゆる脱硫
量）を個々の脱硫剤の総括脱硫反応速度定数ksiで割り
付け、そのトータルとして全脱硫剤原単位、すなわち溶
銑単位質量当たりの脱硫剤の吹き込み量を定める。すな
わち、下記(1)式により全脱硫剤原単位を定める。
【数５】 [S]0：脱硫処理前の溶銑S濃度（質量%） [S]f：脱硫処理後の溶銑の目標S濃度（質量%） ksi：総括脱硫反応速度定数 これにより、全脱硫剤原単位が、溶銑1t当たりへの脱硫
剤の吹き込み量（kg）として求められる。ここでksiと
は、脱硫反応が溶鉄中およびスラグ中のSの移動律速と
したときの反応を１次反応として表した場合の総括反応
速度定数である。
剤の吹き込み量（kg）として求められる。ここでksiと
は、脱硫反応が溶鉄中およびスラグ中のSの移動律速と
したときの反応を１次反応として表した場合の総括反応
速度定数である。
【００１１】(1)式により全脱硫剤原単位を定めるに当
たっては、生成する脱硫スラグ中のNa2O濃度を考慮す
る。これは脱硫スラグ中のNa2O濃度が全脱硫剤中に占め
るソーダ灰の質量比と比例関係にあるという経験則をも
とにし、脱硫スラグ中のNa2O濃度が一定値を超えないよ
うに定める。具体的には、
たっては、生成する脱硫スラグ中のNa2O濃度を考慮す
る。これは脱硫スラグ中のNa2O濃度が全脱硫剤中に占め
るソーダ灰の質量比と比例関係にあるという経験則をも
とにし、脱硫スラグ中のNa2O濃度が一定値を超えないよ
うに定める。具体的には、
【数６】 ここに、Ws：溶銑1t当たりのソーダ灰投入量 p：脱硫剤中に占めるNa2Oの質量比 によりソーダ灰の割合が定められる。
【００１２】(2)式において（62/106)はNa2Oの分子量と
Na2CO3の分子量との比を示す。pは、図２に示すような
全脱硫剤中に占めるソーダ灰の質量比と脱硫スラグ中の
Na2O濃度との関係を基に、脱硫スラグ中のNa2O濃度が一
定値を超えないように定める。一般にはNa2O濃度が2%を
超えると土木・セメント用骨材として不適当とされてい
るところから、その値を超えないようにpを定める。図
２の場合は、pが0.3以下と定められる。
Na2CO3の分子量との比を示す。pは、図２に示すような
全脱硫剤中に占めるソーダ灰の質量比と脱硫スラグ中の
Na2O濃度との関係を基に、脱硫スラグ中のNa2O濃度が一
定値を超えないように定める。一般にはNa2O濃度が2%を
超えると土木・セメント用骨材として不適当とされてい
るところから、その値を超えないようにpを定める。図
２の場合は、pが0.3以下と定められる。
【００１３】このようにして目標S濃度を達成しなが
ら、スラグ中Na2O濃度が十分低くなるように脱硫剤の組
成と投入量を定めることができる。その際、脱硫剤を構
成する個々の成分の溶銑中への投入順序は特に問わな
い。一般に行われるように脱硫剤を構成する成分をホッ
パーから同時に切り出して、例えばN2ガスにより溶銑中
に吹き込んでも良いし、あるいは最初にCaO、次いでCaO
とソーダ灰の混合物を吹き込むようにしてもよい。
ら、スラグ中Na2O濃度が十分低くなるように脱硫剤の組
成と投入量を定めることができる。その際、脱硫剤を構
成する個々の成分の溶銑中への投入順序は特に問わな
い。一般に行われるように脱硫剤を構成する成分をホッ
パーから同時に切り出して、例えばN2ガスにより溶銑中
に吹き込んでも良いし、あるいは最初にCaO、次いでCaO
とソーダ灰の混合物を吹き込むようにしてもよい。
【００１４】実工程においては、ソーダ灰（Na2CO3）使
用量は極力少なくするのが経済上、あるいは環境上の観
点から必要である。そのため、まずCaOまたはCaC2系の
脱硫剤などによってある程度のレベルまで脱硫し、その
後上記(1)、(2)式を満たすようにソーダ灰を含む脱硫剤
を投入して脱硫するのがよい。例えばまず、石灰系の脱
硫剤により溶銑Sを0.025%から0.010%まで脱硫し、その
後ソーダ灰を含む脱硫剤を投入することにより溶銑Sを
0.005%まで低下させるのが効率的である。
用量は極力少なくするのが経済上、あるいは環境上の観
点から必要である。そのため、まずCaOまたはCaC2系の
脱硫剤などによってある程度のレベルまで脱硫し、その
後上記(1)、(2)式を満たすようにソーダ灰を含む脱硫剤
を投入して脱硫するのがよい。例えばまず、石灰系の脱
硫剤により溶銑Sを0.025%から0.010%まで脱硫し、その
後ソーダ灰を含む脱硫剤を投入することにより溶銑Sを
0.005%まで低下させるのが効率的である。
【００１５】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに具体的
にする。C：4.4〜4.6%、Si：0.10〜0.30%、P：0.140〜
0.170%を含む高炉溶銑をトーピードカーに受銑し、脱硫
剤をインジェクションランスを通して吹き込むことによ
り脱硫した。脱硫剤を構成する各成分の総括脱硫係数ks
iは表１に示すとおりであり、これを用いて表２に示す
条件で脱硫を行った。脱硫結果はスラグ成分とともに表
２に併せて示した。
にする。C：4.4〜4.6%、Si：0.10〜0.30%、P：0.140〜
0.170%を含む高炉溶銑をトーピードカーに受銑し、脱硫
剤をインジェクションランスを通して吹き込むことによ
り脱硫した。脱硫剤を構成する各成分の総括脱硫係数ks
iは表１に示すとおりであり、これを用いて表２に示す
条件で脱硫を行った。脱硫結果はスラグ成分とともに表
２に併せて示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】発明例、比較例ともに、脱硫操業における
脱硫効率はほぼ同等であったが、比較例においては脱硫
剤中に占めるNa2O質量比が0.3を超える結果、スラグ成
分中のNa2Oは2%を超えて約2.5%となり、土木材料あるい
はセメント原料として利用ができなくなった。これに対
し、発明例の場合はスラグ成分中のNa2Oは1%未満であ
り、セメント材料や路盤材等の土木材料として十分利用
することができた。
脱硫効率はほぼ同等であったが、比較例においては脱硫
剤中に占めるNa2O質量比が0.3を超える結果、スラグ成
分中のNa2Oは2%を超えて約2.5%となり、土木材料あるい
はセメント原料として利用ができなくなった。これに対
し、発明例の場合はスラグ成分中のNa2Oは1%未満であ
り、セメント材料や路盤材等の土木材料として十分利用
することができた。
【００１９】
【発明の効果】本発明によりS：0.0002%レベルまでの高
度の脱硫を行いながら、脱硫スラグのNa2O濃度を低く保
つことができ、スラグを土木材料やセメント原料として
使用することが可能になった。
度の脱硫を行いながら、脱硫スラグのNa2O濃度を低く保
つことができ、スラグを土木材料やセメント原料として
使用することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用するトーピードカー脱硫設備の
１例を示す。
１例を示す。
【図２】 全脱硫剤中に占めるソーダ灰の質量比と脱硫
スラグ中のNa2O濃度との関係図である。
スラグ中のNa2O濃度との関係図である。
１：トーピードカー ２：ランス ３：ホッパー M：溶銑 Ds：脱硫剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 寛 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K014 AA02 AB03 AB09 AB13 AB21 AC14 AC16 AD01 AD23 AD27
Claims (2)
- 【請求項１】 ソーダ灰を含有する脱硫剤を溶銑中に投
入する溶銑の脱硫方法において、 脱硫剤の投入割合及び該脱硫剤のソーダ灰含有割合を以
下の(1)、(2)式によって与えられるものとすることを特
徴とする溶銑の脱硫方法。 【数１】 【数２】 ここに、Wds：全脱硫剤原単位、すなわち溶銑1t当たり
の脱硫剤投入量 [S]0：脱硫処理前の溶銑S濃度（質量%） [S]f：脱硫処理後の溶銑の目標S濃度（質量%） ksi：総括脱硫反応速度定数 Ws：溶銑1t当たりのソーダ灰投入量 p：脱硫剤中に占めるNa2Oの質量比 - 【請求項２】 脱硫剤中に占めるNa2Oの質量比pを0.3と
することを特徴とする請求項１記載の溶銑の脱硫方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001044508A JP2002241823A (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 溶銑の脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001044508A JP2002241823A (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 溶銑の脱硫方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002241823A true JP2002241823A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=18906487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001044508A Pending JP2002241823A (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 溶銑の脱硫方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002241823A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101091956B1 (ko) * | 2004-11-10 | 2011-12-08 | 주식회사 포스코 | 용선의 탈류 처리 방법 |
| WO2012133795A1 (ja) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 新日本製鐵株式会社 | 環境保全溶鋼脱硫フラックス |
| EP2743683A1 (en) * | 2011-08-12 | 2014-06-18 | JFE Steel Corporation | Molten iron desulfurization method |
-
2001
- 2001-02-21 JP JP2001044508A patent/JP2002241823A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101091956B1 (ko) * | 2004-11-10 | 2011-12-08 | 주식회사 포스코 | 용선의 탈류 처리 방법 |
| WO2012133795A1 (ja) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 新日本製鐵株式会社 | 環境保全溶鋼脱硫フラックス |
| US9127327B2 (en) | 2011-03-31 | 2015-09-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Environmentally friendly flux for molten steel desulfurization |
| EP2743683A1 (en) * | 2011-08-12 | 2014-06-18 | JFE Steel Corporation | Molten iron desulfurization method |
| EP2743683A4 (en) * | 2011-08-12 | 2014-10-22 | Jfe Steel Corp | METHOD FOR DEFLUSTING LIQUID IRON |
| US9068237B2 (en) | 2011-08-12 | 2015-06-30 | Jfe Steel Corporation | Method for desulfurizing hot metal |
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