JP2003138306A - プラスチックを用いた溶銑の脱硫方法 - Google Patents

プラスチックを用いた溶銑の脱硫方法

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JP2003138306A
JP2003138306A JP2001331006A JP2001331006A JP2003138306A JP 2003138306 A JP2003138306 A JP 2003138306A JP 2001331006 A JP2001331006 A JP 2001331006A JP 2001331006 A JP2001331006 A JP 2001331006A JP 2003138306 A JP2003138306 A JP 2003138306A
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Kenichiro Miyamoto
健一郎 宮本
Nobuyuki Ono
信行 小野
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチックを高炉で製造された溶銑に吹き
込んで溶銑の脱硫を促進して生石灰等のフラックスの使
用量を少なくし、溶銑の温度低下を抑制でき、電力や蒸
気等の使用量も節減できるプラスチックを用いた溶銑の
脱硫方法を提供する。 【解決手段】 製鉄過程で発生した溶銑12を容器13
に入れ、この溶銑12にインジェクションランス15を
用いて粉砕したプラスチック15を吹き込む。なお、プ
ラスチック15の粒子径が0.001〜10.0mmで
あるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、破砕したプラスチ
ックをインジェクションランスを用いて溶銑内に吹き込
むことにより溶銑中に含まれる硫黄を除去するプラスチ
ックを用いた溶銑の脱硫方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高炉で製造された溶銑は、硫黄
(S)や燐(P)等の不純物を含むため、溶銑を脱硫
(脱S)や脱燐(脱P)するいわゆる溶銑予備処理を行
った後、この溶銑を上底吹き転炉や電気炉等の精錬炉に
装入して、吹酸による脱炭精錬を行うことにより溶鋼が
製造される。この溶銑予備処理は、生石灰や酸化鉄等の
フラックスを添加し、溶銑中に含まれる硫黄や燐をフラ
ックス等が溶融して生成したスラグに捕捉して脱硫、脱
燐を行っている。特に、脱硫を行う場合、生石灰等のフ
ラックスの使用量が増加し、予備処理コストが上昇した
り、溶銑の温度が低下して後工程の精錬炉の負荷が大き
くなる等の問題がある。この対策として、特開平10−
280023号公報に記載されているように、溶銑鍋や
トピードカーに入れた溶銑を断熱保温して温度低下を抑
制するか、又は、誘導加熱装置を設置して誘導加熱する
ことにより溶銑を昇熱し、この溶銑に脱硫剤を添加して
脱硫処理する方法が行われている。更に、特開昭52−
156715号公報に記載されているように、減圧下
で、酸素を吹き付けて炭素の燃焼熱により溶銑を昇温
し、この昇温した溶銑にカルシウムカーバイト(CaC
2 )を吹き込んで脱硫処理を行う方法が提案されてい
る。また、特開平7−11320号公報に記載されてい
るように、溶銑に廃プラスチックや廃ゴム等の炭化水素
系の粒子と酸素、あるいは酸素含有ガスを吹き込み、炭
化水素の燃焼熱で溶銑を昇温することも行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
10−280023号公報に記載された方法では、断熱
保温して溶銑の温度低下を抑制するため、溶銑鍋やトピ
ードカー等の容器に内張りする耐火物に、断熱性の優れ
た物を用いたり、内張り耐火物を厚くする等の対策を要
し、使用する耐火物コストが高くなる。しかも、確実に
放熱を抑制できないため、溶銑の温度低下が生じ、後工
程の精錬炉で熱源の添加等の精錬負荷が増加する。ま
た、誘導加熱装置を用いて溶銑を加熱する場合、誘導加
熱装置等の設備の設置が必要となり、設備費用や加熱に
伴う電気力の使用コストの増加を招く。更に、特開昭5
2−156715号公報に記載された方法では、溶銑を
減圧雰囲気で処理するため、減圧装置が必要となり、設
備費用や減圧処理に使用する蒸気等の使用量が増加し、
溶銑の処理コストが増加する等の問題がある。また、特
開平7−11320号公報に記載された方法では、溶銑
の脱硫を行うためには、溶銑の昇温後、溶銑を脱硫処理
工程に通し、再度生石灰等のフラックスを吹き込んで脱
硫する必要があり、予備処理時間の延長となり、時間の
経過に伴う溶銑の温度低下を招き、しかも、脱硫に使用
する生石灰等のフラックスの使用量を節減することがで
きない等の問題がある。
【0004】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、プラスチックを溶銑に吹き込んで溶銑の脱硫を促進
して生石灰等のフラックスの使用量を少なくし、溶銑の
温度低下を抑制でき、電力や蒸気等の使用量も節減でき
るプラスチックを用いた溶銑の脱硫方法を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係るプラスチックを用いた溶銑の脱硫方法は、容器に入
れた溶銑に、インジェクションランスを用いて粉砕した
プラスチックを吹き込む。この方法により、溶銑内に吹
き込んだプラスチックが熱分解して生成した水素(H)
と溶銑中のS、すなわち気体と融体との接触(気体・融
体接触)反応を促進し、溶銑中のSを硫化水素として除
去して溶銑の脱硫を行うことができる。
【0006】本発明に係るプラスチックを用いた溶銑の
脱硫方法において、前記プラスチックの粒径を0.00
1〜10.0mmにすると良い。これにより、溶銑に接
触するプラスチックの表面積を大きくでき、しかも、小
さい粒子を吹き込むので、プラスチックの熱分解を促進
し、しかも、溶銑中から浮上するプラスチックを少なく
でき、安定して溶銑の脱硫を行うことができる。プラス
チックの粒径が0.001mmより小さくなると、プラ
スチックが搬送ガスと共に浮上したり、急激に熱分解し
て生成した炭化水素や水素等の気体が搬送用のガスと一
緒になって浮上し易くなり、生成した水素等の気体と溶
銑の接触が不足して脱硫効率が低下する。一方、10.
0mmを超えると、インジェクションランスのノズルに
詰まりが生じ易くなって吹き込みが困難になる。この理
由からプラスチックの粒径を0.001〜5.0mmに
すると望ましく、更に、0.001〜1.0mmにする
ことにより、より好ましい結果が得られる。
【0007】更に、本発明に係るプラスチックを用いた
溶銑の脱硫方法において、前記プラスチックを吹き込む
位置を前記溶銑の表面から100mm以上の深さにする
ことが好ましい。これにより、溶銑中から浮上するプラ
スチックをより少なくでき、プラスチックが熱分解して
生成した水素(H)を溶銑の脱硫に有効に作用させるこ
とができ、脱硫効率を確実に高めることができる。吹き
込む位置が100mmより浅くなると、プラスチックの
粒子が溶銑と十分に接触することができず、溶銑の表面
で燃焼し、溶銑の昇熱効率が低下する。
【0008】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図1は本発明の一実施の形態に係る
プラスチックを用いた溶銑の脱硫方法に適用される溶銑
の脱硫装置の説明図である。図1に示すように、本発明
の一実施の形態に係るプラスチックを用いた溶銑の脱硫
方法に用いられる溶銑の脱硫装置10は、スラグ11に
覆われた溶銑12を入れた容器の一例である溶銑鍋13
と、溶銑鍋13の上方に、図示しない昇降装置に載置さ
れたインジェクションランス14と、粉砕したプラスチ
ックの粒子15を貯蔵するプラスチック貯蔵ホッパ16
と、プラスチック貯蔵ホッパ16とインジェクションラ
ンス14に連通したフレキシブルホース17を備えてい
る。
【0009】次に、溶銑の脱硫装置10を用い本実施の
形態に係るプラスチックを用いた溶銑の脱硫方法につい
て説明する。高炉から溶銑鍋13に出銑された250ト
ンの溶銑12には、50〜200mmの厚みのスラグ1
1が覆っている。この溶銑12に、インジェクションラ
ンス14を下降させる。インジェクションランス14が
下降を開始し、スラグ11の直上に達した時点で、プラ
スチック貯蔵ホッパ16に搬送ガスの一例である窒素ガ
スを2〜6kg/cm2 の圧力で供給して、窒素ガスに
より粒径が0.001〜10.0mmのプラスチックの
粒子15をフレキシブルホース17を介してインジェク
ションランス14に搬送し、インジェクションランス1
4の先端のノズルから窒素ガスと粒子15を吹き出す。
そして、窒素ガスと粒子15を吹き出しながらインジェ
クションランス14の先端を溶銑12の表面から100
〜1500mmの深さ(図中、二点鎖線で示す位置)の
溶銑12内に浸漬し、溶銑12中に窒素ガスと粒子15
の吹き込みを行う。溶銑12中に吹き込まれたプラスチ
ックの粒子15は、吹き込み位置を深くしているので、
浮上過程で、溶銑12の熱によって炭素(C)、炭化水
素(CH2 )、水素(H)等に熱分解する。
【0010】この炭化水素や発生した水素が、溶融した
溶銑12に接触するいわゆる気体・融体の接触反応によ
って、溶銑12の硫黄と水素が下式の反応によって硫化
水素反応を生じ、溶銑12に含まれる硫黄が脱硫され
る。 H2 +S=H2 S↑ この反応は、プラスチックの粒子15の熱分解で生成し
た水素を利用するため、生石灰(CaO)やカルシウム
カーバイト(CaC2 )等の脱硫用のフラックスの使用
量を大幅に節減することができ、脱硫処理コストを大幅
に低減することができる。更に、脱硫に用いるフラック
スの使用量を節減することにより、脱硫処理で発生する
スラグ量を大幅に低減でき、しかも、スラグ処理コスト
の低減が可能となり、製鉄所内のスラグの発生に伴う環
境を改善することができる。また、熱分解によって生成
した炭素は、溶銑中に浸炭したり、一部が燃焼し、水素
の燃焼等も加わり、溶銑の温度低下を抑制することがで
きる。そして、インジェクションランス14によりプラ
スチックの粒子15を吹き込んで脱硫された溶銑12
は、精錬炉である上底吹き転炉に装入され、吹酸して脱
炭精錬が行われて溶鋼が製造される。
【0011】
【実施例】次に、本発明に係るプラスチックを用いた溶
銑の脱硫方法の実施例について説明する。高炉から溶銑
鍋に溶銑を250トン受銑し、この溶銑の表面を100
mmの厚みのスラグが覆った状態で脱硫処理場に移動さ
せた。この溶銑内に、先端から窒素ガスとプラスチック
の粒子を吹き出ながらインジェクションランスを溶銑の
表面から75〜145mmの範囲で浸漬し、粒子の大き
さを0.001〜1.8mmにして脱硫処理を行った。
そして、それぞれ溶銑の脱硫率、スラグの発生量等を含
めた総合評価を調査した。その結果を表1に示す。実施
例1〜5は、プラスチックの粒子を0.001〜1mm
にし、プラスチックの溶銑内への吹き込み位置(深さ)
を本発明の範囲最適範囲とした場合であり、いずれも溶
銑の脱硫率が93%以上を達成でき、スラグの発生量も
少なくなり、総合評価として優れた(◎)結果が得られ
た。実施例6は、プラスチックの粒子が1.8mmと大
きくなった場合であり、熱分解の途中でその一部が浮上
し、溶銑の表面で燃焼し、気体の水素と溶銑との気体と
融体の反応が多少低下し、溶銑の脱硫率が62%と良い
(○)結果となった。実施例7は、プラスチックの粒子
が0.07mmで、その吹き込み深さを75mmと浅く
した場合であり、熱分解の途中でその一部が浮上し、溶
銑の表面で燃焼し、気体の水素と溶銑との気体と融体の
反応が多少低下したが、溶銑の脱硫率が66%と良い
(○)結果が得られた。
【0012】
【表1】
【0013】これに対し、従来例は、先端から窒素ガス
と生石灰粉をインジェクションランスにより、溶銑内に
75mmの深さで吹き込んで脱硫を行った場合であり、
脱硫率が60%になり、生石灰の使用量が増加し、スラ
グ発生量も増加してスラグ処理の費用が高くなり、総合
評価として悪い(×)結果になった。
【0014】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、溶銑の脱硫処理に、プラスチックの粒子に
生石灰等の脱硫剤のフラックスを混合してインジェクシ
ョンランスから溶銑内に吹き込むことができる。更に、
プラスチックの粒子の搬送ガスに、窒素の他に、窒素に
酸素を混合したガスや空気等を使用することができる。
また、溶銑を入れる容器として、溶銑鍋の他に、トピー
ドカー等の溶銑を搬送することができる容器を用いるこ
とができる。更に、プラスチックの粒子は、ポリエチレ
ンやポリプロピレン、ポリスチレン等のビン状の容器、
あるいは板等の使用済の廃プラスチックを破砕したもの
を用いることができる。
【0015】
【発明の効果】請求項1〜3記載のプラスチックを用い
た溶銑の脱硫方法は、容器に入れた溶銑に、インジェク
ションランスを用いて粉砕したプラスチックを吹き込む
ので、溶銑に吹き込んだプラスチックの熱分解により生
成した水素を溶銑の脱硫に活用するため、溶銑の脱硫を
促進でき、生石灰等のフラックスの使用量を少なくして
脱硫処理コストを低減でき、電力や蒸気等の使用量を節
減することができる。
【0016】特に、請求項2記載のプラスチックを用い
た溶銑の脱硫方法は、プラスチックの粒径を0.001
〜10.0mmにしているので、溶銑に接触するプラス
チック表面積を大きくして気体と融体の接触反応を促進
し、溶銑の脱硫効率を安定して高めることができる。
【0017】請求項3記載のプラスチックを用いた溶銑
の脱硫方法は、プラスチックを吹き込む位置を溶銑の表
面から100mm以上の深さにするので、溶銑中から浮
上するプラスチックをより少なくし、プラスチックが熱
分解して生成した水素を溶銑の脱硫に有効に作用させる
ことができ、脱硫効率をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るプラスチックを用
いた溶銑の脱硫方法に適用される溶銑の脱硫装置の説明
図である。
【符号の説明】
10:溶銑の脱硫装置、11:スラグ、12:溶銑、1
3:溶銑鍋、14:インジェクションランス、15:プ
ラスチックの粒子、16:プラスチック貯蔵ホッパ、1
7:フレキシブルホース

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器に入れた溶銑に、インジェクション
    ランスを用いて粉砕したプラスチックを吹き込むことを
    特徴とするプラスチックを用いた溶銑の脱硫方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のプラスチックを用いた溶
    銑の脱硫方法において、前記プラスチックの粒子径が
    0.001〜10.0mmであることを特徴とするプラ
    スチックを用いた溶銑の脱硫方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のプラスチックを用
    いた溶銑の脱硫方法において、前記プラスチックを吹き
    込む位置を前記溶銑の表面から100mm以上の深さに
    することを特徴とするプラスチックを用いた溶銑の脱硫
    方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007231427A (ja) * 2006-02-27 2007-09-13 Yamauchi Corp セラミックス−樹脂複合ロールおよびその製造方法
JP2009263705A (ja) * 2008-04-23 2009-11-12 Nippon Steel Corp 溶鉄の脱硫精錬方法

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