JP2008101262A - 溶銑の脱硫処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】脱硫処理期間の途中において脱硫剤の反応界面を新たに作り出すようにし、溶銑の脱硫効率の向上を図るようにした溶銑の脱硫処理方法の提供
【解決手段】この発明は、溶銑に脱硫剤を含んだフラックスを添加して、インペラを回転して攪拌することにより溶銑を脱硫処理する方法である。まず、脱硫処理の開始から所定時間経過までインペラを所定の回転数で回転させるようにした。その後、インペラの回転数を相対的に下げて一定時間保持するようにした。引き続き、インペラの回転数を低下時よりも相対的に上げて一定時間保持し、脱硫処理を終了するようにした。
【選択図】図２
【解決手段】この発明は、溶銑に脱硫剤を含んだフラックスを添加して、インペラを回転して攪拌することにより溶銑を脱硫処理する方法である。まず、脱硫処理の開始から所定時間経過までインペラを所定の回転数で回転させるようにした。その後、インペラの回転数を相対的に下げて一定時間保持するようにした。引き続き、インペラの回転数を低下時よりも相対的に上げて一定時間保持し、脱硫処理を終了するようにした。
【選択図】図２
Description
本発明は、溶銑に脱硫剤を含んだフラックスを添加し、インペラを回転させて攪拌することにより、その溶銑を脱硫処理する方法に関するものである。
従来、溶銑鍋内に収容された銑鉄の中に脱硫剤などを添加し、インペラを用いて溶銑を機械的に攪拌することで、溶銑の脱硫処理を行う方法が知られている。
この従来方法では、図３に示すように、脱硫処理期間中は、インペラの回転数は一定値（例えば、１２０〜１４０ｒｐｍ）に制御されている。また、脱硫処理期間中の初期の段階には、図３に示すように、溶銑中にフラックスが２回に分けて添加される。例えば、１回目には、添加すべきフラックスの全体量のうちの２／３が添加され、２回目には、その残りの１／３が添加される。
この従来方法では、図３に示すように、脱硫処理期間中は、インペラの回転数は一定値（例えば、１２０〜１４０ｒｐｍ）に制御されている。また、脱硫処理期間中の初期の段階には、図３に示すように、溶銑中にフラックスが２回に分けて添加される。例えば、１回目には、添加すべきフラックスの全体量のうちの２／３が添加され、２回目には、その残りの１／３が添加される。
このような従来方法に関連して、インペラの回転を迅速に静止させるもの（特許文献１参照）、あるいはインペラを回転させる攪拌用モータの過負荷による運転停止を防止するもの（特許文献２参照）などが知られている。
特開２００３−８２４０８号公報
特開２００３−８２４０９号公報
ところで、従来方法では、図３に示すように、脱硫処理期間中は、インペラの回転数は一定値に制御されているが、下記のような脱硫反応メカニズムにより脱硫効率の向上に支障をきたしているという知見を得た。
すなわち、脱硫剤（CaO 等）は溶銑に対して粉体もしくは粒の状態で供給されるが、脱硫反応は脱硫剤の反応界面積（表面積）に依存して進行する。インペラの回転数が一定になるように制御する場合には、ある時点において脱硫剤の表面での反応は飽和する。このため、脱硫剤は新たな反応界面がなくなって脱硫反応が停止し、それ以上の脱硫反応の向上は期待できない、という知見を得た。
本発明は、その知見に基づいて完成されたものであり、その目的は、脱硫処理期間の途中において脱硫剤の反応界面を新たに作り出すようにし、溶銑の脱硫効率の向上を図るようにした溶銑の脱硫処理方法を提供することにある。
すなわち、脱硫剤（CaO 等）は溶銑に対して粉体もしくは粒の状態で供給されるが、脱硫反応は脱硫剤の反応界面積（表面積）に依存して進行する。インペラの回転数が一定になるように制御する場合には、ある時点において脱硫剤の表面での反応は飽和する。このため、脱硫剤は新たな反応界面がなくなって脱硫反応が停止し、それ以上の脱硫反応の向上は期待できない、という知見を得た。
本発明は、その知見に基づいて完成されたものであり、その目的は、脱硫処理期間の途中において脱硫剤の反応界面を新たに作り出すようにし、溶銑の脱硫効率の向上を図るようにした溶銑の脱硫処理方法を提供することにある。
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は以下のように構成するようにした。
第１の発明は、溶銑に脱硫剤を添加し、インペラを回転してその溶銑を攪拌することにより溶銑の脱硫処理を行う方法であって、前記脱硫処理の開始から所定時間経過まで前記インペラを所定の回転数で回転させ、その後、前記インペラの回転数を相対的に下げて一定時間保持し、その後に前記インペラの回転数を低下時よりも相対的に上げてから脱硫処理を終了するようにした。
第１の発明は、溶銑に脱硫剤を添加し、インペラを回転してその溶銑を攪拌することにより溶銑の脱硫処理を行う方法であって、前記脱硫処理の開始から所定時間経過まで前記インペラを所定の回転数で回転させ、その後、前記インペラの回転数を相対的に下げて一定時間保持し、その後に前記インペラの回転数を低下時よりも相対的に上げてから脱硫処理を終了するようにした。
第２の発明は、溶銑に脱硫剤を添加し、インペラを回転してその溶銑を攪拌することにより溶銑の脱硫処理を行う方法であって、前記脱硫処理の開始から所定時間経過まで前記インペラを所定の回転数で回転させ、その後、前記インペラの回転を一時的に停止させ、その後に前記インペラを再び所定の回転数で回転させて脱硫処理を終了するようにした。
第３の発明は、溶銑に脱硫剤を添加し、インペラを回転してその溶銑を攪拌することにより溶銑の脱硫処理を行う方法であって、前記脱硫処理の全工程を前期工程、中期工程、および後期工程に分割し、前記前期工程では、前記インペラを所定の回転数で回転させるようにし、前記中期工程では、前記インペラの回転数を前期工程の回転数に対して相対的に下げて、前記溶銑中の脱硫剤を表面に浮上させるようにし、前記後期工程では、前記インペラの回転数を中期工程の回転数に対して相対的に上げるようにした。
第４の発明は、第３の発明において、前記中期工程では、前記方法に代えて、前記インペラの回転を一時的に停止させて、前記溶銑中の脱硫剤を表面に浮上させるようにし、前記後期工程では、前記方法に代えて、前記インペラを所定の回転数で回転させて脱硫処理を行うようにした。
第５の発明は、第３または第４の発明において、前記前期工程では、さらに、所定のタイミングで、前記添加すべき全体の脱硫剤のうちの一部を添加するようにし、
前記後期工程では、さらに、所定のタイミングで、前記全体の脱硫剤のうちの残りを添加するようにした
第５の発明は、第３または第４の発明において、前記前期工程では、さらに、所定のタイミングで、前記添加すべき全体の脱硫剤のうちの一部を添加するようにし、
前記後期工程では、さらに、所定のタイミングで、前記全体の脱硫剤のうちの残りを添加するようにした
本発明では、脱硫処理期間の途中において、インペラの回転数を一時的に低下、またはインペラの回転を一時的に停止させるようにしたので、溶銑の攪拌が一時的に規制される。このため、溶銑中の硫黄（Ｓ）と反応した飽和状態の脱硫剤を、その溶銑の表面に上昇または浮かせることができる。
また、本発明では、脱硫剤が溶銑の表面に上昇した状態で、インペラの回転数を再び上げ、またはインペラを再び回転させるようにしたので、その上昇した脱硫剤がインペラと衝突することで亀裂が生じたりあるいは割れたりする。このため、脱硫剤は、その亀裂などによって新たな反応界面が出現し、これにより新たな脱硫反応が進行する。
従って、本発明によれば、上記のメカニズムによって溶銑の脱硫効率を従来に比べて格段に向上させることが期待できる。
また、本発明では、脱硫剤が溶銑の表面に上昇した状態で、インペラの回転数を再び上げ、またはインペラを再び回転させるようにしたので、その上昇した脱硫剤がインペラと衝突することで亀裂が生じたりあるいは割れたりする。このため、脱硫剤は、その亀裂などによって新たな反応界面が出現し、これにより新たな脱硫反応が進行する。
従って、本発明によれば、上記のメカニズムによって溶銑の脱硫効率を従来に比べて格段に向上させることが期待できる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本発明方法の実施形態は、図１に示すように、溶銑ａの入った溶銑鍋１において、インペラ２で溶銑を機械的に攪拌することにより脱硫が行われる。インペラ２は、例えば翼型のインペラである。
インペラ２は、モータ３によって回転するようになっている。モータ３は、制御装置４によって回転制御が行われ、これによりインペラ２の回転制御が行われるようになっている。
制御装置４には、各種の設定が可能な入力装置５が接続されている。そして、入力装置５からは、制御装置４がモータ３の回転制御を介して行う、インペラ２の回転制御のパターン（運転パターン）が設定できるようになっている（図２参照）。
本発明方法の実施形態は、図１に示すように、溶銑ａの入った溶銑鍋１において、インペラ２で溶銑を機械的に攪拌することにより脱硫が行われる。インペラ２は、例えば翼型のインペラである。
インペラ２は、モータ３によって回転するようになっている。モータ３は、制御装置４によって回転制御が行われ、これによりインペラ２の回転制御が行われるようになっている。
制御装置４には、各種の設定が可能な入力装置５が接続されている。そして、入力装置５からは、制御装置４がモータ３の回転制御を介して行う、インペラ２の回転制御のパターン（運転パターン）が設定できるようになっている（図２参照）。
（溶銑の脱硫処理方法の第１の例）
次に、図１に示す装置を用いて行う、溶銑の脱硫処理方法の第１の例について、図２を参照して説明する。
この第１の例では、インペラ２の回転制御の運転パターンとして、例えば図２に示すような運転パターンを実現するように、使用者が、入力装置５を使用してその運転パターンを制御装置４のメモリに予め設定しておくものとする。そして、制御装置４は、その設定されたインペラ２の運転パターンを実現するように、モータ３の回転制御を行うものとする。
次に、図１に示す装置を用いて行う、溶銑の脱硫処理方法の第１の例について、図２を参照して説明する。
この第１の例では、インペラ２の回転制御の運転パターンとして、例えば図２に示すような運転パターンを実現するように、使用者が、入力装置５を使用してその運転パターンを制御装置４のメモリに予め設定しておくものとする。そして、制御装置４は、その設定されたインペラ２の運転パターンを実現するように、モータ３の回転制御を行うものとする。
この第１の例の溶銑の脱硫処理では、その全工程を前期工程、中期工程、および後期工程に分割するようにした（図２参照）。
ここで、前期工程とはインペラ２の回転を開始後、所定の回転数になった時点から脱硫反応が飽和し脱硫反応が進行しなくなった時点迄の期間（時間）であり、中期工程とは溶銑中に巻込んだ脱硫剤を浮上させる期間であり、また、後期工程とは再び脱硫反応を進行させるためにインペラ２を所定回転数で回転させて脱硫剤を溶銑中に巻込ませる期間である。通常、前期工程は３〜５分、中期工程は０．５〜１．５分、後期工程は３〜５分である。
ここで、前期工程とはインペラ２の回転を開始後、所定の回転数になった時点から脱硫反応が飽和し脱硫反応が進行しなくなった時点迄の期間（時間）であり、中期工程とは溶銑中に巻込んだ脱硫剤を浮上させる期間であり、また、後期工程とは再び脱硫反応を進行させるためにインペラ２を所定回転数で回転させて脱硫剤を溶銑中に巻込ませる期間である。通常、前期工程は３〜５分、中期工程は０．５〜１．５分、後期工程は３〜５分である。
また、この脱硫処理では、その処理期間の途中の所定のタイミングで、脱硫剤（CaO など) を含むフラックスを溶銑ａ中に添加するようにした。
まず、脱硫処理が開始すると、インペラ２の回転を開始させ、前期工程では、所定の回転数（例えば、１２０〜１４０ｒｐｍ）で所定時間だけ回転させる。脱硫処理の開始直後および前期工程では、所定のタイミングで、添加すべき全体のフラックスのうちの一部を溶銑ａ中に添加する。この例では、脱硫処理の開始の直後に、添加すべき全体のフラックス（脱硫剤を含む）のうちの１／２を添加（投入）し、インペラ２の回転が所定の回転数の期間（前期工程）の中程で、そのうちの１／４を添加するようにした。
まず、脱硫処理が開始すると、インペラ２の回転を開始させ、前期工程では、所定の回転数（例えば、１２０〜１４０ｒｐｍ）で所定時間だけ回転させる。脱硫処理の開始直後および前期工程では、所定のタイミングで、添加すべき全体のフラックスのうちの一部を溶銑ａ中に添加する。この例では、脱硫処理の開始の直後に、添加すべき全体のフラックス（脱硫剤を含む）のうちの１／２を添加（投入）し、インペラ２の回転が所定の回転数の期間（前期工程）の中程で、そのうちの１／４を添加するようにした。
ＣａＯ系の脱硫剤は、溶銑中に凝集しやすいために一度に投入すると脱硫剤が大きな塊となり未反応のＣａＯが多くなるために、分割して投入することが好ましい。但し、その分割回数を多くすると投入時に集塵機に吸われてロスが増大するため、脱硫剤を含むフラックスを上記のように２〜３回に分けて投入するのが好ましい。
この結果、前期工程では、溶銑ａ中に添加された脱硫剤は溶銑ａ中の硫黄（Ｓ）と反応するが、その脱硫反応はある時点で飽和状態になり、以後、その脱硫反応は進行しなくなる。
この結果、前期工程では、溶銑ａ中に添加された脱硫剤は溶銑ａ中の硫黄（Ｓ）と反応するが、その脱硫反応はある時点で飽和状態になり、以後、その脱硫反応は進行しなくなる。
中期工程では、インペラ２の回転数を前期工程の所定回転数に対して相対的に下げ、その下げた状態を所定時間維持する。このときには、インペラ２の回転数を例えば６０ｒｐｍに下げ、その状態を例えば３０秒程度維持する。
この結果、中期工程では、溶銑ａの攪拌が一時的に規制されるので、前期工程で脱硫反応が飽和状態となった脱硫剤を、溶銑ａの表面に上昇または浮上させることができる。従って、中期工程におけるインペラ２の回転数の低下、およびその低下維持時間は、その脱硫剤を溶銑ａの表面に上昇または浮上させることが条件となる。
この結果、中期工程では、溶銑ａの攪拌が一時的に規制されるので、前期工程で脱硫反応が飽和状態となった脱硫剤を、溶銑ａの表面に上昇または浮上させることができる。従って、中期工程におけるインペラ２の回転数の低下、およびその低下維持時間は、その脱硫剤を溶銑ａの表面に上昇または浮上させることが条件となる。
ここで、中期工程のおいて脱硫剤（スラグ）の浮上時点は、溶銑表面が黒くなり目視もしくはモニタで確認することができる。
なお、中期工程では、後述のようにインペラ２の回転を停止させるよりも上記のようにインペラ２の回転数を低下させる方が処理時間を短くできる点などで好ましい。すなわち、インペラ２の回転を停止させる場合には、攪拌時間を確保するためにインペラ２の回転を停止させ再び所定の回転数に上昇させるための時間を必要とし、また、設備付加が大となるからである。
なお、中期工程では、後述のようにインペラ２の回転を停止させるよりも上記のようにインペラ２の回転数を低下させる方が処理時間を短くできる点などで好ましい。すなわち、インペラ２の回転を停止させる場合には、攪拌時間を確保するためにインペラ２の回転を停止させ再び所定の回転数に上昇させるための時間を必要とし、また、設備付加が大となるからである。
後期工程では、インペラ２の回転数を中期工程の回転数に対して相対的に上げるようにし、この上げた状態を所定時間維持して脱硫処理を再開し、その後に、インペラ２の回転を停止させて脱硫処理を終わらせる。この後期工程では、所定のタイミングで、上記のフラックスの残りの１／４を溶銑ａ中に添加するようにしている。この例では、インペラ２の回転が所定の回転数となった期間の中程で、残りのフラックスを添加するようにしている。
この結果、後期工程では、脱硫剤が溶銑ａの表面に浮上した状態で、インペラ２の回転数を再び上げるようにしたので、その浮上した脱硫反応が飽和状態の脱硫剤がインペラ２と衝突することで亀裂が生じたりあるいは割れたりする。なお、インペラ２の形態は、本来の攪拌作用を確保できる上に、それらの現象を効果的に実現できるものが好ましい。
このため、その脱硫剤は、その亀裂や割れなどによって新たな反応界面が出現し、その反応界面によって新たな脱硫反応が進行する。さらに、後期工程では、脱硫剤を含んだフラックスが新たに添加（追加）されるので、その添加された脱硫剤は、溶銑ａ中の硫黄と脱硫反応を起こす。
従って、図２に示すような運転パターンからなる溶銑の脱硫処理では、上記のメカニズムによって溶銑の脱硫効率を従来に比べて格段に向上させることができる。
従って、図２に示すような運転パターンからなる溶銑の脱硫処理では、上記のメカニズムによって溶銑の脱硫効率を従来に比べて格段に向上させることができる。
（溶銑の脱硫処理方法の第２の例）
次に、図１に示す装置を用いて行う、溶銑の脱硫処理方法の第２の例について、以下に説明する。
この第２の例は、上記の第１の例と同様に、溶銑の脱硫処理の全工程を、前期工程、中期工程、および後期工程に分割するようにした。また、同様に、その処理期間の所定のタイミング（例えば、第１の例と同じタイミング）で、脱硫剤を含むフラックスを溶銑ａ中に添加するようにした。
次に、図１に示す装置を用いて行う、溶銑の脱硫処理方法の第２の例について、以下に説明する。
この第２の例は、上記の第１の例と同様に、溶銑の脱硫処理の全工程を、前期工程、中期工程、および後期工程に分割するようにした。また、同様に、その処理期間の所定のタイミング（例えば、第１の例と同じタイミング）で、脱硫剤を含むフラックスを溶銑ａ中に添加するようにした。
しかし、この第２の例では、前期工程における方法は、第１の例における前期工程の方法と基本的に同様であるが、中期工程、および後期工程の方法については、以下のように変更するようにしたので、その異なる変更点について説明する。
すなわち、第２の例における中期工程では、インペラ２の回転を一時的に停止させるようにした。これにより、中期工程では、第１の例と同様に、溶銑ａ中の脱硫反応が飽和状態の脱硫剤を表面に浮上させることができる。
すなわち、第２の例における中期工程では、インペラ２の回転を一時的に停止させるようにした。これにより、中期工程では、第１の例と同様に、溶銑ａ中の脱硫反応が飽和状態の脱硫剤を表面に浮上させることができる。
また、第２の例における後期工程では、いったん停止させたインペラ２の回転を再開させ、そのインペラの回転数を所定の回転数（例えば、前期工程の所定回転数）とし、この状態を所定時間維持して脱硫処理を行い、その後に、インペラ２の回転を停止させて脱硫処理を終わらせるようにした。この結果、後期工程では、第１の例における後期工程を同様の作用・効果を実現することができる。
従って、第２の例によれば、第１の例と同様に、溶銑の脱硫効率を従来に比べて格段に向上させることができる。
従って、第２の例によれば、第１の例と同様に、溶銑の脱硫効率を従来に比べて格段に向上させることができる。
ａ 溶銑
１ 溶銑鍋
２ インペラ
３ モータ
４ 制御装置
５ 入力装置
１ 溶銑鍋
２ インペラ
３ モータ
４ 制御装置
５ 入力装置
Claims (5)
- 溶銑に脱硫剤を添加し、インペラを回転してその溶銑を攪拌することにより溶銑の脱硫処理を行う方法であって、
前記脱硫処理の開始から所定時間経過まで前記インペラを所定の回転数で回転させ、その後、前記インペラの回転数を相対的に下げて一定時間保持し、その後に前記インペラの回転数を低下時よりも相対的に上げてから脱硫処理を終了するようにしたことを特徴とする溶銑の脱硫処理方法。 - 溶銑に脱硫剤を添加し、インペラを回転してその溶銑を攪拌することにより溶銑の脱硫処理を行う方法であって、
前記脱硫処理の開始から所定時間経過まで前記インペラを所定の回転数で回転させ、その後、前記インペラの回転を一時的に停止させ、その後に前記インペラを再び所定の回転数で回転させて脱硫処理を終了するようにしたことを特徴とする溶銑の脱硫処理方法。 - 溶銑に脱硫剤を添加し、インペラを回転してその溶銑を攪拌することにより溶銑の脱硫処理を行う方法であって、
前記脱硫処理の全工程を前期工程、中期工程、および後期工程に分割し、
前記前期工程では、前記インペラを所定の回転数で回転させるようにし、
前記中期工程では、前記インペラの回転数を前期工程の回転数に対して相対的に下げて、前記溶銑中の脱硫剤を表面に浮上させるようにし、
前記後期工程では、前記インペラの回転数を中期工程の回転数に対して相対的に上げるようにしたことを特徴とする溶銑の脱硫処理方法。 - 前記中期工程では、前記方法に代えて、前記インペラの回転を一時的に停止させて、前記溶銑中の脱硫剤を表面に浮上させるようにし、
前記後期工程では、前記方法に代えて、前記インペラを所定の回転数で回転させて脱硫処理を行うようにしたことを特徴とする請求項３に記載の溶銑の脱硫処理方法。 - 前記前期工程では、さらに、所定のタイミングで、前記添加すべき全体の脱硫剤のうちの一部を添加するようにし、
前記後期工程では、さらに、所定のタイミングで、前記全体の脱硫剤のうちの残りを添加するようにしたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の溶銑の脱硫処理方法。
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| JP2006286610A JP5151112B2 (ja) | 2006-10-20 | 2006-10-20 | 溶銑の脱硫処理方法 |
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2006
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