JP2003064411A - 溶鋼の精錬方法 - Google Patents

溶鋼の精錬方法

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JP2003064411A
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Kosuke Kume
康介 久米
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Nippon Steel Corp
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    • 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、転炉溶銑脱P・S処理に際し、生
産性を阻害することなく、処理後スラグの排滓量を確保
する方法を提供する。 【解決手段】 上底吹き転炉において、溶銑の脱Si・
P・S処理を行った後、生成スラグを排滓し、その後脱
C吹錬を連続して行う溶鋼の製造方法において、溶銑の
脱Si・P・S処理実施におけるスラグ中塩基度が1.
0〜2.5、底吹撹拌エネルギーが1.0kW/t・s
以上であり、溶銑の脱Si・P・S処理工程末期に、
2.0kW/t・s以上とした上吹撹拌エネルギーを上
吹送酸速度及び/または上吹きランス高さを調整するこ
とで、10〜75%低下させる溶鋼の精錬方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は転炉における溶鋼の
精錬方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来での転炉における溶銑の精錬は、転
炉へ高炉溶銑を装入し、生石灰を主体とするフラックス
投入と、酸素吹錬により溶銑を脱P・脱Cし、鋼を溶製す
る方法が一般的であった。
【0003】その後、多工程にわたる精錬機能(脱Si
・脱P・脱S等の溶銑予備処理)を転炉に集約して行
い、溶銑の持つエネルギーロスを大幅に低減すると共
に、転炉前後工程の固定費(設備費・労務費)の大幅な
低減を可能にする方法が、例えば特開平4−72007
号公報に開示されている。
【0004】該発明は、第一工程として溶銑を装入し、
第二工程としてフラックス添加と酸素吹き込みを行って
脱Si・脱P精錬を施し、所定のP含有量まで低減さ
せ、第三工程として前記転炉を傾動して第二工程で生成
したスラグを排出し、その後第四工程として同一転炉に
てフラックス添加と酸素吹錬により、所定のC含有量ま
で脱Cを行い、第五工程として第四工程で生成したスラ
グを該転炉内に残したまま出鋼して再び第一工程に戻
り、前記第五工程までを繰り返し実施するもので、場合
によっては、第四工程で生成したスラグを第一工程に戻
さず、第五工程において出鋼した後、スラグを全量排出
する方法である。
【0005】また、特開平5−247511号公報に
は、転炉において、溶銑を装入する工程(第一工程)、
脱P精錬工程(第二工程)、排滓工程(第三工程)、そ
の後同一転炉にて脱C工程を行い、スラグを転炉に残し
たまま出鋼し、該スラグを第一工程にリサイクルする溶
鋼製造法の第二工程において、上吹き送酸速度を2.5
Nm3 /min/t・s以上とする方法が記載されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平4−720
07号公報による方法では、同一転炉を用いて脱P、脱
C工程を続けて行うプロセスで実施するので、脱P工程
から脱C工程へ移る際のエネルギーロスを少なくするこ
とができ、また固定費(設備費・労務費)の大幅な軽減
を可能にすることができる。
【0007】ところが、第三工程でのスラグ排出量が少
ないと、第二工程でスラグ中に除去したPが第四工程で
再び溶鋼中に戻ってくる(これを復Pという)ため、第
四工程にて再び脱Pする必要が生じ、生石灰等のフラッ
クス量を増加させなければならずコスト増につながる。
しかも、この第四工程でのP濃度が高くなったスラグが
第二工程で再び使用されるため、第二工程での脱P負荷
が増加しコスト増になる。このように第三工程でのスラ
グ排出量が少ないと、脱Pを行うための負荷の増大を避
けることができず、コストアップに繋がるという問題が
生ずる。
【0008】また、特開平5−247511号公報で
は、脱P精錬である第二工程の上吹き送酸速度を2.5
Nm3 /min/t・s以上一定とすることで、脱P処
理時間短縮を図っているが、送酸速度大のため、脱P処
理後スラグを効率良く排滓するために必要である、スラ
グのフォーミング性が悪くなり、第三工程でのスラグ排
出量の確保が困難になるという欠点があった。
【0009】さらに、第二工程の上吹き送酸速度を低位
一定とすると、脱P処理時間の延長を招き、生産性を阻
害することに加えて、所定の溶銑P濃度とするのに必要
な酸素量に到達する前に、転炉の炉容積(以下フリーボ
ード)の許容を越えるスラグフォーミングを発生(以下
スロッピング)させる。これにより、溶鉄歩留の低下・
転炉付帯設備の焼損等を招き、生産性の低下およびコス
ト悪化要因となっていた。
【0010】以上のように転炉における溶銑脱Si・脱
P処理技術における上吹送酸速度の増大は、脱P処理時
間短縮により生産性が向上する一方、スラグのフォーミ
ング性悪化による脱P処理後スラグの排出量低下を招い
ていた。
【0011】本発明は前述の問題を解決すべく、生産性
を阻害することなく脱P及び脱S処理後のスラグのフォ
ーミング性を確保し、排滓性を向上させた溶鋼の精錬方
法を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
とするところは、下記手段にある。 (1)上底吹き転炉を用いて、高炉溶銑、スクラップを
主原料として装入する第一工程、酸素を吹き込んで脱S
i・脱P・脱Sを行う第二工程、生成したスラグを排滓
する第三工程、酸素を吹き込んで脱Cを行う第四工程を
順次行う溶鋼精錬法において、前記第二工程における転
炉底吹撹拌エネルギーがを1.0kW/t・s以上にす
ると共にとし、転炉上吹撹拌エネルギーは第二工程末期
前まで更に2.0kW/t・s以上とし、た更に上吹撹
拌エネルギーを第二工程末期には1.5kW/t・s以
下に低下させることを特徴とする溶鋼の精錬方法であ
る。 (2)上底吹き転炉を用いて、事前に脱Sした溶銑、ス
クラップを主原料として装入する第一工程、酸素を吹き
込んで脱Si・脱Pを行う第二工程、生成したスラグを
排滓する第三工程、酸素を吹き込んで脱Cを行う第四工
程を順次行う溶鋼精錬法において、前記第二工程におけ
る転炉底吹撹拌エネルギーがを1.0kW/t・s以上
にすると共に、転炉上吹撹拌エネルギーは第二工程末期
前までとし、更に2.0kW/t・s以上とし、た上吹
撹拌エネルギーを更に第二工程末期には1.5kW/t
・s以下に低下させることを特徴とする溶鋼の精錬方
法。 (3)前記(1)、(2)に記載の第二工程において、
上吹送酸速度及び/または上吹ランス高さにより上吹撹
拌エネルギーを調整することを特徴とする溶鋼の精錬方
法である上吹撹拌エネルギーの調整手段として、上吹き
送酸速度及び/または上吹きランス高さを用いることを
特徴とする(1)または(2)に記載の溶鋼の精錬方
法。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳述する。本発明は
溶銑予備処理と脱Cとを集約して同一転炉によって操業
する。本プロセスにおいて、フォーミングとは、溶銑予
備処理後スラグの排滓性を上げることのみに必要なもの
であり、脱Si、脱P、脱S処理にはスロッピング等操
業不安定の要因となり得る。従って、本発明者らは、排
滓工程である第三工程にスラグがフォーミングしていれ
ば良く、脱Si、脱P、脱S精錬工程である第二工程前
半はスラグのフォーミングを抑制し、第二工程末期にフ
ォーミングさせることで、生産性を阻害することなく排
滓性を確保できると考えた。
【0014】スラグのスロッピング現象とは、スラグ層
内にガスが捕捉されてスラグの体積が膨張する現象下に
おいて、そのスラグの体積が容器の容積を越えるときに
発生する現象であり、転炉溶銑の脱Si・脱P精錬下に
おけるフォーミング現象は、精錬スラグ中を通過するガ
スがスラグ内に捕捉されることにより発生する。
【0015】従って、第二工程前半のスラグのフォーミ
ングを抑制には、スラグ中に捕捉されるガス量を減少さ
せること、もしくはガスが捕捉されにくいスラグとす
る。あるいは強制的にガス抜きさせることが、フォーミ
ングの抑制には有効であると考えられる。
【0016】一方、転炉内溶銑の脱Si・脱P後の第三
工程にスラグの排滓を高効率で行うには、スラグ中に捕
捉されるガス量の増大を図り、スラグのフォーミングを
助長することにより、スラグの容積を増加させることが
有効であると考えられる。
【0017】そこで、本発明者らは上記考えを基に鋭意
努力を重ねた結果、転炉上吹撹拌エネルギーを制御する
ことにより、スラグのフォーミングを制御し、更にスラ
グのスロッピングを抑制しつつ、同時に排滓性を確保し
得る転炉操業法を確立することを考えた。
【0018】まず、第一工程で装入する溶銑は、高炉溶
銑を用いるが、事前に脱Sした溶銑の方が、処理時間の
短縮や脱Sを効率的に行える上で望ましい。
【0019】また、上底吹き転炉において、生産性向上
(所定の時間内で処理実施)のためには、送酸速度を
2.0Nm3 /t・s/min以上とすることから、底
吹撹拌エネルギーについては、溶銑の均一撹拌の観点よ
り脱P速度を悪化させない1.0〜2.0kW/t・s
とする。
【0020】次に、前記条件下で(転炉底吹撹拌エネル
ギーが1.0〜2.0kW/t・s)、上吹き送酸速度
及び上吹きランス高さの及ぼす脱Si・脱P後のP濃度
及びスラグ排滓への影響を検討した。脱Si脱P精錬を
実施する際に、上吹き送酸速度を1.5〜3.0Nm3
/t・s/minに、ランス高さを2500〜4500
mmに変化させて、上吹撹拌エネルギーと処理後のP濃
度、スラグの排滓率の関係を調査した。なお、上吹撹拌
エネルギーとは、以下の式(1)(浅井滋生他著「撹拌
を利用した最近の製鋼技術の動向」.(株)日本鉄鋼協
会,p71)で表され、上吹送酸速度とランス高さの両
者の影響が反映させられるものであり、上吹きランスか
ら炉内に吹く酸素による撹拌エネルギーの大きさを表し
ている。図1は上記(1)式の理解を容易にするために
示した転炉における吹錬中の炉内の模式図である。
【0021】
【数1】
【0022】その結果(図2)、転炉上吹撹拌エネルギ
ーを上昇させるに伴い、処理後P濃度は低下し、2.0
kW/t・s以上で0.04%以下とすることができ
た。すなわち、スロッピング発生による吹錬中断が減少
し、脱Pが進行したと考えられる。
【0023】一方、排滓率については、上吹撹拌エネル
ギーが1.5kW/t・s以下であれば60%以上を確
保可能だが、上吹撹拌エネルギーの上昇とともに、悪化
する傾向があることがわかった。
【0024】従って、処理後P濃度低下と、排滓率上昇
を両立させるためには、脱P末期前まで初期には転炉上
吹撹拌エネルギーを2.0kW/t・s以上として脱P
を充分に行い、脱P末期には上吹撹拌エネルギーを1.
5kW/t・s以下に変化させることによって、排滓率
を確保する事で、排滓後の脱炭期のインプットP濃度を
低位とすることが可能であると考えた。ここで脱P末期
とは、簡易的には、例えば第二工程での脱Si・脱Pす
るのに必要な酸素量を除いた酸素量(以下脱Si外酸素
量)で判断し、脱Si・脱P外酸素量の70〜90%の
タイミングが良いと経験的に分かっている。
【0025】また図2により、上吹撹拌エネルギーを変
化させることで、脱Pと排滓性をコントロールできるこ
とが分かるが、操業上、上吹撹拌エネルギーを簡易的に
変更する手段としては、上吹き送酸速度とランス高さの
みであり、この両者で変更するのがよい。なお、脱S
i、脱P、脱Sを行う第二工程におけるスラグの塩基度
は、従来技術より脱P効率能力と排滓性を考慮し、1.
0〜2.5が望ましい。
【0026】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
表1に本発明と比較のための比較例について示す。
【0027】
【表1】
【0028】表1中のNo.1〜16の何れも、330
t上底吹き転炉を用い、高炉溶銑、スクラップを主原料
として装入する第一工程、酸素を吹き込んで脱Si・脱
P・脱Sを行う第二工程、生成したスラグを排滓する第
三工程、酸素を吹き込んで脱Cを行う第四工程を順次行
う溶鋼精錬法において、第二工程における塩基度C/
S、底吹撹拌エネルギーεb、上吹撹拌エネルギーεt
の条件を変化させて、第二工程後(第四工程)の溶銑P
濃度及び第三工程における排滓率を評価した。ここで、
溶銑P濃度については、目標である0.04%以下とな
った場合を成功とし、排滓率については、60%以上を
成功とする。
【0029】表1中No.1〜4は、高炉溶銑を装入
し、塩基度を1.0〜2.5、底吹撹拌エネルギーを
1.0kW/t・s以上、上吹撹拌エネルギーを2.0
kW/t・s以上とした脱P吹錬の末期(脱Si・脱P
酸素量の80%脱Si外酸素量の70〜90%のタイミ
ング)に、上吹送酸速度及びランス高さによって上吹撹
拌エネルギーを1.5kW/t・s以下に変化させた例
である。いずれも、第二工程後のP濃度が0.04%以
下で且つ排滓率も60%以上であり、良好な結果が得ら
れている。
【0030】一方試験番号5〜8は前述条件のうち、脱
S溶銑を使用した本発明の実施例である。本発明におけ
る条件の範囲内であれば、いずれも脱C吹錬時の装入P
濃度は0.04%と低位に抑えられており、排滓率も6
0%以上と高位となっていることがわかる。
【0031】これに対して、試験番号9〜16は比較例
である。9、10は底吹撹拌エネルギーが条件外の例で
あり、1.0kW/t・sより低い値である。この場
合、排滓率は高いものの、脱Pが進行せず0.04%以
上と高めになった。11、12は脱P初期の上吹撹拌エ
ネルギーが前記条件よりも低い例である。この場合、処
理中にスロッピングが発生したため吹錬を中断せざるを
得ず、その結果第二工程後のP濃度は高めに推移した。
【0032】13、14は脱P末期の上吹撹拌エネルギ
ーが前記条件よりも高い例である。この場合、脱Pは進
行し、P濃度は低位になったものの、排滓率が低く失敗
であった。15、16は上吹撹拌エネルギーが一定の例
である。この場合も、処理後のP濃度は低位であるが、
排滓率が悪く失敗である。
【0033】このように、条件が適正でないと、脱P吹
錬中のスロッピング影響での吹錬中断による脱P不足も
しくは排滓率の低下により、第四工程での脱C吹錬時の
装入P濃度が目標に対して高めに推移した。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、同一精錬容器にて溶銑
予備処理と脱C処理を行うプロセスにおいて、本発明を
実施することにより、従来技術と比較して、脱P処理時
間短縮を図りつつ、予備処理後スラグの排出量を高める
ことができ、生石灰原単位の低減が可能である。また、
生産障害となり得るスロッピングなしに、安定的に脱P
・S処理を行うことができ、生産性の向上を図ることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】転炉における吹錬中の炉内の模式図である。
【図2】上吹撹拌エネルギーによる、脱P処理後のP濃
度及び排滓率の関係を示した図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上底吹き転炉を用いて、高炉溶銑、スク
    ラップを主原料として装入する第一工程、酸素を吹き込
    んで脱Si・脱P・脱Sを行う第二工程、生成したスラ
    グを排滓する第三工程、酸素を吹き込んで脱Cを行う第
    四工程を順次行う溶鋼精錬法において、前記第二工程に
    おける転炉底吹撹拌エネルギーがを1.0kW/t・s
    (t−steelの略)以上にすると共に、とし、更に
    転炉上吹撹拌エネルギーは第二工程末期前まで2.0k
    W/t・s以上とした上吹撹拌エネルギーとし、更にを
    第二工程末期には1.5kW/t・s以下に低下させる
    ことを特徴とする溶鋼の精錬方法。
  2. 【請求項2】 上底吹き転炉を用いて、事前に脱Sした
    溶銑、スクラップを主原料として装入する第一工程、酸
    素を吹き込んで脱Si・脱Pを行う第二工程、生成した
    スラグを排滓する第三工程、酸素を吹き込んで脱Cを行
    う第四工程を順次行う溶鋼精錬法において、前記第二工
    程における転炉底吹撹拌エネルギーがを1.0kW/t
    ・s以上にすると共にとし、転炉上吹撹拌エネルギーは
    第二工程末期前まで更に2.0kW/t・s以上とした
    し、更に上吹撹拌エネルギーを第二工程末期には1.5
    kW/t・s以下に低下させることを特徴とする溶鋼の
    精錬方法。
  3. 【請求項3】 前記請求項1および2に記載の第二工程
    において、上吹撹拌エネルギーの調整手段として、上吹
    き送酸速度及び/または上吹きランス高さにより上吹撹
    拌エネルギーを調整すを用いることを特徴とする請求項
    1または請求項2記載の溶鋼の精錬方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108950126A (zh) * 2018-09-04 2018-12-07 马鞍山钢铁股份有限公司 一种快速降低转炉炉底高度的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108950126A (zh) * 2018-09-04 2018-12-07 马鞍山钢铁股份有限公司 一种快速降低转炉炉底高度的方法
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