JP2003013126A - 溶銑の脱燐方法 - Google Patents
溶銑の脱燐方法Info
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Abstract
促進剤を用いずとも、転炉、トーピド・カーあるいは取
鍋で溶銑の脱燐を効率良く行える溶銑の予備処理方法を
提供することを目的としている。 【解決手段】転炉で脱炭吹錬する前の溶銑を反応容器に
保持し、CaO源及び酸化剤を添加し、該溶銑から脱燐
するに際して、前記溶銑に、Si濃度が0.35質量%
以下のものを用いると共に、形成されるスラグの最終的
な塩基度(CaO/SiO2)を1.0〜3.0、Al2
O3を1.5〜10質量%になるように、添加するCa
O源及び酸化剤の量を調整し、Al2O3源を溶銑にキャ
リア・ガスで吹き込む(インジェクション)か、及び/
又は上添加する。この場合、前記反応容器を、転炉、ト
ピード・カー及び取鍋のいずれかとする。
Description
係わり、特にCaF2、CaCl2等のスラグ滓化促進剤
を用いずに、転炉、トーピド・カーあるいは取鍋で溶銑
の脱燐を効率良く行う溶銑の予備処理技術に関する。
向上のため、高炉から出銑され製鋼炉へ装入する前の溶
銑に予め脱珪、脱燐及び脱硫等を行う所謂「溶銑予備処
理」が普及している。そして、この溶銑予備処理を行う
プロセスや技術も多々開発され、実用されている。
公報に開示された技術がある。それは、反応容器に転炉
形式の炉を用い、そこに保持した溶銑に脱燐用フラック
スを酸素ガスと共に上吹きし、形成されるスラグの組成
をAl2O3=2〜15質量%、T.Fe=3〜25質量
%、CaCl2=2〜10質量%に調整しつつ脱燐する
ものである。その際、前記脱燐フラックスに、スラグの
CaO源及びSiO2源として別途準備した転炉滓(ス
ラグ)を、Al2O3源として連鋳や造塊時に発生したス
ラグ、CaCl2源としてアンモニアソーダ灰及び塩素
酸カルシウム製造時の副産品を用いる。
号公報記載の溶銑脱燐技術は、スラグの滓化(溶解)を
促進させるために通常使用されるCaF2(蛍石で添
加)の代替として、高価なCaCl2を用いているの
で、操業コストが高くなるばかりでなく、操業中に悪臭
ガスが発生したり、容器の内張り耐火物を溶損させた
り、排出スラグの環境汚染等、種々の問題を発生させる
要素を抱えている。また、この技術は、上底吹き転炉を
用い、溶銑を強攪拌して脱燐するものであり、トピード
・カーや取鍋に保持した溶銑にフラックスを吹き込み、
弱攪拌して脱燐する場合に適用できない恐れがあった。
に鑑み、CaF2、CaCl2等のスラグ滓化促進剤を用
いずとも、転炉、トーピド・カーあるいは取鍋で溶銑の
脱燐を効率良く行える溶銑の予備処理方法を提供するこ
とを目的としている。
成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化し
た。
前の溶銑を反応容器に保持し、CaO源及び酸化剤を添
加し、該溶銑から脱燐するに際して、前記溶銑に、Si
濃度が0.35質量%以下のものを用いると共に、形成
されるスラグの塩基度(CaO/SiO2)が1.0〜
3.0になるように、吹き込むCaO源及び酸化剤の量
を調整し、且つスラグ中のAl2O3が1.5〜10質量
%になるようにAl2O3源を添加することを特徴とする
溶銑の脱燐方法である。
トピード・カー及び取鍋のいずれかとすることを特徴と
する溶銑の脱燐方法である。
れ、CaF2,CaCl2等のような滓化促進剤を使用し
なくても、転炉、トピード・カーあるいは取鍋のいずれ
でも溶銑の脱燐を効率良く行えるようになる。
交え、本発明の実施の形態について説明する。まず、発
明者は、溶銑の脱燐処理中には、溶銑中にSiが多い
と、その酸化反応によりSiO2が生成することに着眼
した。何故ならば、生成されるスラグの塩基度(CaO
/SiO2)を脱燐に適切な範囲内に調整するために必
要なCaO源の量が増加し、CaO源の滓化が悪化して
しまう。その結果、スラグの脱燐能が低下し、脱燐反応
の進行が遅くなるからである。また、溶銑中Si濃度が
高いと、脱燐処理中にスロッピング等が発生して、溶鋼
歩留まりを低下させ、生産性の低下を招く可能性もあ
る。そこで、発明者は、脱燐処理前の溶銑中Si濃度に
制限を設けるべく実際に実験を行い、その値が0.20
質量%以下であることを見出した。ただし、処理容器の
フリーボード(浴面上方の空間領域)に余裕がある場合
や適当なスロッピング抑制技術を併用できる場合には、
この数値は若干高めることが可能で0.35質量%以下
とするのが良い。なお、上記実験は、処理容器を溶銑保
持能力が250トンの上底吹き転炉とし、保持した溶銑
に、脱燐剤としてのCaO及び酸化剤としての酸化鉄を
添加すると共に、酸素ガスを吹き付けて行った(この方
法を転炉型脱燐処理という)。
基度の影響を検討した。一般に、スラグの塩基度を低下
させれば、滓化が促進するが、低下し過ぎると、スラグ
自体の脱燐能力が低下してしまうし、逆に塩基度を増加
すると、前記したようにCaO源の滓化が十分に起こら
ず、脱燐反応が起こり難くなるからである。そして、同
様に転炉型脱燐処理による実験で、スラグの滓化を促進
しつつ脱燐能力を確保するには、最終的なスラグの塩基
度を1.0〜3.0に調整するのが良いことを見出し
た。
のようなスラグの滓化促進剤を使用しないことを前提
に、塩基度以外のスラグ組成が脱燐に及ぼす影響も検討
した。この場合、以前よりAl2O3の使用が良いことは
知られている。しかしながら、Al2O3は、CaF2と
ほぼ同等の滓化促進効果を有するが、その使用量につい
ては明確でない。そこで、前記同様に転炉型脱燐処理に
よる実験で、Al2O3濃度を1.5〜10質量%に調整
するのが最適であることを見出した。10質量%以上と
なると、そのスラグの脱燐能力はかえって低下してしま
うばかりでなく、スラグの流動性も著しく悪化するし、
1.5質量%未満では量が不足するからである。
を併合すれば、脱燐が非常に良く進行すると考え、それ
らの組み合わせを本発明としたのである。
ーキサイト、バンド頁岩、レンガ屑等、非常に多種のも
のが考えられる。ところが、発明者のその後の調査によ
れば、連続鋳造滓(取鍋から連続鋳造機のタンディッシ
ュに注鋼した後に、該取鍋に残ったスラグ)や造塊滓
(連続鋳造機以外の鋳型に取鍋から注鋼した後に、該取
鍋に残ったスラグ)の使用が好ましいことがわかった。
これら連続鋳造滓や造塊滓は、一種のプリメルト・フラ
ックスであるため、それ自体の滓化性が良好であるだけ
でなく、CaO源の滓化性も向上させるからである。ま
た、以上の実験は、転炉型脱燐処理のような強攪拌下
で、且つCaF2,CaCl2等の滓化促進剤を使用せず
に行われたが、本発明とした3要件を併合した場合にお
いてのみ、滓化促進剤の不使用で良好な脱燐が得られ
た。そこで、転炉型脱燐処理のような強攪拌下でなく、
インジェクション法のような弱攪拌下でも、CaF2,
CaCl2等の滓化促進剤が不要となるかを確認する実
験を行った。つまり、トピード・カーに溶銑250トン
を保持し、溶銑に浸漬させたランスを介してCaO源及
び酸化剤をキャリア・ガスで吹き込み、脱燐した。その
結果、インジェクション法でも、転炉型脱燐処理と遜色
ない成績が得られ、本発明が非常に優れた脱燐方法であ
ることが明らかになった。また、その際、Al2O3源は
単独で添加しても、酸化剤あるいはCaO源と混合して
添加しても良いことがわかった。なお、酸化剤は、酸素
ガス及び/又は酸化鉄等の固体酸化物、またAl 2O3源
の単独の添加は、スラグの上面へ上添加するか、スラグ
中に吹き込むことで添加する。
可能な上底吹き転炉及びトピード・カーとして溶銑の脱
燐を行った。また、同時に本発明の効果を比較するた
め、本発明の要件を充足しない脱燐も行った。具体的な
脱燐処理の実施方法は、上底吹き転炉1とトピード・カ
ー2とで異なるので、それぞれの実施状況を図1及び図
2に、実施条件を表1に一括して示す。
は、焼結鉱粉)、CaO源としては生石灰、Al2O3源
としては連続鋳造滓や造塊滓を使用し、トピード・カー
2では溶銑3中に浸漬したランス4よりCaO源及び酸
化鉄と酸素ガスを混合したものをインジェクションし、
Al2O3源はAl2O3源投入ホッパ10よりスラグ面に
上添加した。上底吹き転炉1では、酸化剤、CaO源、
Al2O3源を上添加した。なお、いずれにおいてもCa
F2,CaCl2等の滓化促進剤は使用していない。ま
た、脱燐後の目標燐濃度は0.020質量%とした。実
施結果を比較例と共に表1に示す。表1より、本発明に
よれば、転炉型脱燐処理(実施例1、2)及びトピード
・カーによる脱燐処理(実施例3、4)のいずれの場合
も、目標燐濃度の0.020質量%以下が達成できた。
また、脱燐酸素効率や各種原単位は、従来の脱燐処理で
の結果に比べて遜色がないことも明らかである。さら
に、本発明の適用で、従来は路盤材等の用途に限定され
ていた連続鋳造滓や造塊滓に、さらなる用途が開けると
共に、CaF2等の資源枯渇、環境及び耐火物への悪影
響等の問題が解消された。なお、比較例1〜4は、転炉
型脱燐処理で、比較例5〜8は、トピード・カーによる
脱燐処理で本発明のいずれかの要件を満たさない場合で
ある。なお、固体酸化物である酸化鉄は、気体酸素換算
で使用酸素量として表示した。
F2,CaCl2等のような滓化促進剤を使用しなくて
も、転炉、トーピド・カーあるいは取鍋のいずれでも溶
銑の脱燐を効率良く行えるようになる。また、従来は路
盤材等の用途に限定されていた連続鋳造滓や造塊滓に、
さらなる用途が開け、CaF2等の資源枯渇、環境及び
耐火物への悪影響等の問題が解消される。
である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 転炉で脱炭吹錬する前の溶銑を反応容器
に保持し、CaO源及び酸化剤を添加し、該溶銑から脱
燐するに際して、 前記溶銑に、Si濃度が0.35質量%以下のものを用
いると共に、形成されるスラグの塩基度(CaO/Si
O2)が1.0〜3.0になるように、吹き込むCaO
源及び酸化剤の量を調整し、且つスラグ中のAl2O3が
1.5〜10質量%になるようにAl2O3源を添加する
ことを特徴とする溶銑の脱燐方法。 - 【請求項2】 前記反応容器を、転炉、トピード・カー
及び取鍋のいずれかとすることを特徴とする請求項1記
載の溶銑の脱燐方法。
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---|---|---|---|---|
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2001
- 2001-06-29 JP JP2001198706A patent/JP4882171B2/ja not_active Expired - Fee Related
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