JP2015218338A - 転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、転炉での精錬に当たって、溶銑は脱炭されて溶鋼になるが、精錬の途中で溶銑と溶鋼とを区別することは困難であるだけでなく煩雑にもなるので、以下の説明では溶銑と溶鋼とをまとめて「溶鉄」と言う。ただし、溶銑と溶鋼との区別が明確である場合は、溶銑または溶鋼と表示する。
(1)前記転炉型精錬炉中で発生するCOガス発生速度は、精錬処理中に炉内のスラグ高さを測定もしくは推定し、得られたスラグ高さに応じて上吹きランスからの気体酸素源の供給量、上吹きランスのランス高さ、底吹き羽口からの攪拌用ガス供給量のうちのいずれか少なくとも1種を変化させること、
(2)前記精錬処理の終了時の転炉型精錬炉内のスラグの密度を0.3g/cm3以上に調整すること、
(3)前記溶鉄の精錬処理が脱珪処理工程を含むこと、
(4)前記精錬炉外に排滓する精錬スラグが脱硅処理終了後の中間排滓された脱珪処理後スラグであること、
(5)前記溶鉄の精錬処理が、高炉から出銑した溶銑を転炉型精錬炉内に装入して脱珪処理を行ない、次いで、溶銑および脱珪処理後のスラグの一部をそのまま該精錬炉内に残留させる中間排滓の処理を行ない、引き続き、該精錬炉内に残留させた脱珪処理後の溶銑およびスラグに対して石灰系媒溶材を添加すると共に酸素を吹精することによって溶銑の脱燐処理を行ない、該精錬炉内に脱燐処理後スラグの一部または全量を残留させ、その後、脱燐処理後スラグの一部または全量が収容されたその精錬炉内に少なくとも未処理の溶銑を装入して次チャージの脱珪処理を行なうこと、
より好ましい解決手段となり得るものと考えられる。
この工程(A)では、転炉1内に前回の溶銑の予備処理において生成した脱燐処理終了後のスラグ(以下、単に「脱燐処理後スラグ」という)7を残留させたまま、装入鍋より新溶銑(未処理)11を装入するか、または、その新溶銑11装入前に鉄スクラップなどの冷鉄源12を装入した後に該新溶銑11を入れる。予め装入する冷鉄源12としては、日本鉄源協会の「鉄スクラップ検収統一規格」に規定されている鉄スクラップの他、直接還元鉄、冷銑などの鉄を主成分とするものでもよい。
ここで、次回の精錬に備え、精錬炉1内に残留させておく前回の脱燐処理後スラグ7は、上述したようにしてスラグの密度が調整されたものであるが、一方で後に続く脱珪処理時のスラグ塩基度を調節する目的で使用されるものである。この脱燐処理後スラグの塩基度(mass%CaO/mass%SiO2)(以下、単に「塩基度」という)は1.2以上、好ましくは1.4以上とする。その理由は、この前回の脱燐処理終了時の脱燐処理後スラグ7の塩基度が1.2未満では、このスラグを残留させても脱珪処理における塩基度調節には不十分であり、多量の石灰系媒溶材を添加することが必要になるからである。なお、前記脱燐処理後スラグの塩基度の上限については特に限定しないが、通常の溶銑脱燐処理でのスラグ塩基度は3.0程度以下であるので、これ以上に塩基度を高める必要はない。
この工程(B)は、転炉1を直立させ、上吹きランス2を介して炉内の溶銑5に酸素ガス8を供給して、脱珪を行なう処理である。この脱珪処理においては、ホッパー13に収容された珪素源15およびホッパー14に収容された石灰系媒溶材16を、シュートを介して転炉1内に装入する他、熱源となる炭材や珪素源あるいは酸素源となる酸化鉄なども同様に装入する。脱珪処理のための酸素源としては、多量の冷鉄源12を溶解する観点からは、吸熱量の大きい酸化鉄を用いずに酸素ガス8のみを用いることが好ましい。
本発明に係る溶銑の予備処理方法では、上述した脱珪処理工程の後に排滓工程を設けることにより、前記脱珪処理時に発生した大量の、利材化用途材として優れた高密度で低塩基度の脱珪処理後スラグを、該転炉1から排出するための中間排滓の処理を行なう。また、この脱珪処理後スラグ10を排滓することは、次工程である脱燐処理において、適切なスラグ塩基度に調節するための石灰系媒溶材の使用量を低減するためにも有効である。また、前回の溶銑予備処理時に生成した脱燐処理後スラグを大量に炉内に残留させたまま新たな溶銑の脱珪処理を行なう本発明に係る溶銑の予備処理方法の場合、スラグから溶銑への復燐を防止するように脱珪処理するため、脱珪スラグ中の燐酸濃度が従来よりも高くなる。従って、脱珪スラグを大量に残留させた場合、次の脱燐処理工程における炉内スラグ中の燐酸量が過大になって脱燐効果が低下することから、これを防止する上でも重要である。
前記中間排滓工程(C)の後は、同じ転炉1内に残留させた溶銑に石灰系媒溶材16を添加すると共に、酸素源となる酸素吹精を行なって、スラグ密度調整を意識しつつ溶銑の脱燐処理を行なう。この脱燐処理工程において使用する酸素源は、上吹きランス2からの酸素ガス8のみを使用することが熱ロスを低減するうえで好ましい。溶銑中の燐は、供給される酸素源中の酸素により酸化されて燐酸化物(P2O5)となり、この燐酸化物が、石灰系媒溶材16の滓化によって生成するスラグ中に安定的に取り込まれて溶銑の脱燐が進行する。脱燐反応を効率よく進めるには、脱燐処理後のスラグ(今回チャージの脱燐処理後スラグ7)の塩基度は1.2以上3.0以下となるように石灰系媒溶材16を添加し、かつ送酸によって脱燐処理終了後の溶銑温度が1280℃以上1360℃以下となるようにして脱燐処理を行う。
この工程(E)では、前記の脱燐工程を経て溶銑中の燐濃度が所定の値にまで低下したとき、該転炉1を出湯口とが設置された側に傾転させて、転炉内の溶銑を溶銑保持精錬炉(図示せず)に出湯する。なお、前記所定の燐濃度としては、0.030mass%以下とすることが好ましい。
図1に示すような容量300トンの転炉を用いて、溶銑の予備処理を主とする精錬を行なった。この予備処理では、上吹きランスから酸素ガスを浴面(溶銑)に向けて吹き付けると共に、炉体底部に設けた底吹き羽口からは溶銑中に攪拌用の窒素ガスを吹き込んだ。そして、転炉内にはまず冷鉄源を装入し、次いで、その炉内に溶銑を装入した。その後、酸素を上吹きして脱珪処理を開始した。脱珪処理終了後は速やかに炉体を傾動して脱珪処理後スラグの排滓作業を行なった。吹錬中に投入した副原料と、吹錬中に溶銑中のSiやMnが酸化された酸化物から形成されるスラグの量が6トンになるようにした。
図1に示すような容量300トン規模の転炉を用いて溶銑の予備処理を旨とする精錬を実施した。転炉内に収容された300トンの溶銑に対し、上吹きランスから精錬用の酸素ガスを溶銑に吹き付けるとともに、炉底に設けた底吹き羽口から撹拌用の窒素ガスを溶銑中に吹き込んで予備処理を実施した。CaO系媒溶剤としては、脱珪処理及び脱燐処理ともに生石灰(CaO)を使用した。
なお、比較例11および12ではCOガス発生速度が大きく、吹錬終了時のスラグ密度が低くなったため、炉外に排出した冷却後の脱珪スラグの密度は2.5g/cm3以下となった。
2 上吹きランス
3 底吹きランス
4 出湯口
5 溶銑
6 精錬スラグ
7 脱燐処理後スラグ
8 酸素ガス
9 底吹きガス
10 脱珪処理後スラグ
11 新溶銑
12 冷鉄源
13 ホッパー
14 ホッパー
15 珪素源
16 石灰系媒溶材
Claims (6)
- 溶鉄の精錬処理を転炉型精錬炉を用いて行なう際に、精錬処理中における該転炉型精錬炉中で発生するCOガスの発生速度を変化させることで該精錬炉内のスラグの密度を調整し、精錬処理後に炉外に排出したスラグの密度が所望の値になるようにすることを特徴とする転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法。
- 前記転炉型精錬炉中で発生するCOガス発生速度は、精錬処理中に炉内のスラグ高さを測定もしくは推定し、得られたスラグ高さに応じて上吹きランスからの気体酸素源の供給量、上吹きランスのランス高さ、底吹き羽口からの攪拌用ガス供給量のうちのいずれか少なくとも1種を変化させることにより調整することを特徴とする請求項1に記載の転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法。
- 前記精錬処理の終了時の転炉型精錬炉内のスラグの密度を0.3g/cm3以上に調整することを特徴とする請求項1または2に記載の転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法。
- 前記溶鉄の精錬処理が脱珪処理工程を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法。
- 前記精錬炉外に排滓する精錬スラグが脱硅処理終了後の中間排滓された脱珪処理後スラグであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法。
- 前記溶鉄の精錬処理が、高炉から出銑した溶銑を転炉型精錬炉内に装入して脱珪処理を行ない、次いで、溶銑および脱珪処理後のスラグの一部をそのまま該精錬炉内に残留させる中間排滓の処理を行ない、引き続き、該精錬炉内に残留させた脱珪処理後の溶銑およびスラグに対して石灰系媒溶材を添加すると共に酸素を吹精することによって溶銑の脱燐処理を行ない、該精錬炉内に脱燐処理後スラグの一部または全量を残留させ、その後、脱燐処理後スラグの一部または全量が収容されたその精錬炉内に少なくとも未処理の溶銑を装入して次チャージの脱珪処理を行なうこととを特徴とする請求項1〜5のいずれか1に記載の転炉型精錬炉による溶鉄の精錬方法。
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