JP2004244706A - スラグの再利用法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼の歩留まり低下を防止でき、スラグ排出に伴うタイムロスを削減できるうえ、スラグの排出量および脱硫剤の使用量を低減させること。
【解決手段】溶銑の脱硫処理により発生した高温の脱硫スラグあるいは溶銑の脱珪・脱硫処理により発生した高温の脱珪・脱硫スラグを反応容器１から排出せず高温のままリサイクルし、次チャージの新たな溶銑の脱硫処理に使用する。任意回数のリサイクルが可能であり、スラグの排出量を大幅に減少させることができるのみならず、脱硫率を向上させることができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶銑の脱硫処理あるいは脱珪・脱硫処理により発生したスラグの再利用法に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】特開２００２−３０３２０号公報
【特許文献２】特開２００１−２７１１１１号公報
【０００３】
【従来の技術】
銑鉄を原料とする鋼の精錬プロセスでは、溶銑に脱硫剤を投入して溶銑の脱硫処理を行っている。近年における鋼材使用環境の厳格化に伴い、硫黄や珪素などの鋼中不純物元素の低減に対する要求は厳しくなっており、こうした中で硫黄、珪素、リンなどを事前に取り除く、いわゆる溶銑予備処理技術が発展してきている。
【０００４】
この溶銑予備処理においては、上記の特許文献１、２に示されるように、転炉、鍋、混銑車などの反応容器に溶銑を装入し、脱硫剤を投入することにより銑鉄中の硫黄分をＣａＳ，Ｎａ_２Ｓ等としてスラグ側に移行させている。また脱硫剤の投入に先立ち、溶銑に酸素源を添加して脱珪処理を行うことも行われている。これらの処理により発生した脱硫スラグや脱珪・脱硫スラグは、処理された溶銑を出湯した後に反応容器から排出されてきた。しかしこのために次のような問題が生じていた。
【０００５】
第１に、スラグを反応容器から排出するときにスラグに付着した鉄分も排出されてしまうため、得られる鋼の歩留まりが低下する。第２に、処理ごとにスラグを反応容器から排出しなければならないので、そのためのタイムロスが大きい。第３に高い脱硫率を得ようとしてソーダ灰系フラックスを使用する場合には、排出されるスラグ中にＮａ_２Ｏが含有され、スラグの用途に制約を受ける。このため大量に排出されるスラグの処理が困難であり、埋め戻し材などとして使用する以外には用途が少ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、鋼の歩留まり低下を防止でき、スラグ排出に伴うタイムロスを削減できるうえ、スラグの排出量および脱硫剤の使用量を低減させることができる技術を提供するためになされたものである。本発明者はこの課題を解決するために検討を重ねた結果、１回の処理ごとに排出されていたスラグ中にもなお脱硫剤や脱珪剤が残存しておりこのスラグを再利用することができること、特にスラグのホットリサイクルが脱硫率の向上に有利であること、これによって上記の各課題を一挙に解決できることを究明し、本発明を完成した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明は、溶銑の脱硫処理により発生した高温の脱硫スラグを高温のままリサイクルし、新たな溶銑の脱硫処理に使用することを特徴とするものである。また同一の課題を解決するためになされた請求項２の発明は、溶銑の脱珪・脱硫処理により発生した高温の脱珪・脱硫スラグを高温のままリサイクルし、新たな溶銑の脱硫処理に使用することを特徴とするものである。何れの発明においても、溶銑を処理した反応容器にスラグを残したまま、新たに溶銑を注入することが好ましい。なお、リサイクルされるスラグの温度を７００℃以上の温度域とすることが好ましい。
【０００８】
請求項１，２の発明によれば、溶銑の脱硫処理により発生した高温の脱硫スラグあるいは溶銑の脱珪・脱硫処理により発生した高温の脱珪・脱硫スラグを高温のままリサイクルし、新たな溶銑の脱硫処理に使用するので、スラグに付着した鉄分の持ち出しがなくなり、鋼の歩留まり低下を防止できる。また処理ごとにスラグを排出する必要がないためタイムロスを削減できるうえ、スラグの排出量および脱硫剤の使用量を低減させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は請求項１の発明の実施形態を示すもので、最初は反応容器１に溶銑が装入される。反応容器１としては図示のような転炉でも鍋でも混銑車でもよい。次に反応容器１内にソーダ灰などの脱硫剤２が投入され、通常の脱硫が行われる。このとき必要に応じて攪拌を行うことができる。この結果、前記したように溶銑中の硫黄がＣａＳ，Ｎａ_２Ｓ等としてスラグ側に移行し、反応容器１内に脱硫スラグ３が生成される。
【００１０】
脱硫処理が完了したのち、反応容器１から溶銑が出湯される。従来はこれに続いて脱硫スラグ３も反応容器１から排出していたのであるが、本発明では高温の脱硫スラグ３を高温のままリサイクルし、次チャージの溶銑の脱硫処理に使用する。ここで高温とは、例えば１０００℃前後の温度域である。具体的には高温の脱硫スラグ３を反応容器１に残したまま、新たに溶銑を注入すればよい。この方法によれば一回の処理ごとにスラグ３を反応容器１から排出する必要がないため、それに要していた１チャージ当たり２〜３分のタイムロスを削減することができる。なお脱硫スラグ３は全量リサイクルするほか、一部を排出して残部をリサイクルすることもできる。
【００１１】
この脱硫スラグ３には脱硫剤２の未反応成分がなお多量に含まれているので、そのままリサイクルして次チャージの溶銑の脱硫に用いることができ、任意回数のリサイクルが可能である。このとき、必要に応じて不足分の脱硫剤を添加する。本発明では脱硫スラグ３を高温のままリサイクルするため、熱量のロスがないうえに、冷却されたスラグとは異なり脱硫剤が高温で活性を保った状態のまま新たな溶銑が注入されるため、実施例のデータに示すように脱硫率を従来よりも向上させることができる。また脱硫スラグ３に付着した鉄分は次のチャージにおいて回収されるので鉄分の歩留まりの低下がなく、脱硫剤の使用量も削減できる。任意回数のリサイクルの後、最終的に脱硫スラグ３はスラグパン４に排滓され廃棄されるが、その発生量は従来の数分の一になるため、後処理も容易となる。
【００１２】
図２は請求項２の発明の実施形態を示すもので、脱硫処理に先立ち脱珪処理を行う場合を示している。脱珪処理は溶銑中に酸素源を供給し、珪素を酸化させてスラグ側に移行させる処理である。酸素源はランス５による酸素吹き込みであっても酸素を含有する副原料の投入であってもよい。この場合にも出湯処理後の反応容器１に高温の脱珪・脱硫スラグを残し、高温のままリサイクルして新たな溶銑の脱珪処理に使用することができる。その他の工程は請求項１の発明と同じであるから、説明を省略する。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の実施例を示す。
表１に示す各条件で溶銑の処理を行い、脱硫率を算出した。実施例１は請求項１の発明、実施例２，３は請求項２の発明に対応するものであり、実施例３ではスラグの半分をホットリサイクルした。従来例１，２はスラグのリサイクルを行わない例である。表１に示されるように、本発明によれば従来よりも高い脱硫率を達成することができる。
【００１４】
【表１】

【００１５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば溶銑の処理により発生した高温のスラグを高温のままリサイクルし、新たな溶銑の脱硫処理に使用するので、スラグに付着した鉄分は次チャージで回収されることとなり、鋼の歩留まりを向上させることができる。またチャージごとにスラグを反応容器から排出する必要がないためタイムロスを削減することができる。またスラグの排出量および脱硫剤の使用量を低減させることができる。さらに実施例のデータに示すように、スラグのホットリサイクルを行うことによって脱硫率も向上させることができるなど、多くの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の実施形態の説明図である。
【図２】請求項２の発明の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
１ 反応容器
２ 脱硫剤
３ 脱硫スラグ
４ スラグパン
５ ランス

Claims (4)

1. 溶銑の脱硫処理により発生した高温の脱硫スラグを高温のままリサイクルし、新たな溶銑の脱硫処理に使用することを特徴とするスラグの再利用法。
2. 溶銑の脱珪・脱硫処理により発生した高温の脱珪・脱硫スラグを高温のままリサイクルし、新たな溶銑の脱硫処理に使用することを特徴とするスラグの再利用法。
3. 溶銑を処理した反応容器にスラグを残したまま、新たに溶銑を注入する請求項１または２に記載のスラグの再利用法。
4. リサイクルされるスラグの温度を７００℃以上の温度域とする請求項１〜３のいずれかに記載のスラグの再利用法。

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