JP2958844B2 - 転炉精錬方法 - Google Patents

転炉精錬方法

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JP2958844B2 JP18471493A JP18471493A JP2958844B2 JP 2958844 B2 JP2958844 B2 JP 2958844B2 JP 18471493 A JP18471493 A JP 18471493A JP 18471493 A JP18471493 A JP 18471493A JP 2958844 B2 JP2958844 B2 JP 2958844B2
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、転炉を用いて脱珪、脱
燐予備処理精錬と脱炭、Mn鉱石還元精錬を同一転炉に
て実施し、溶銑から溶鋼を製造する精錬方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】転炉の脱炭精錬反応および転炉精錬終点
での吹止温度、〔%C〕、〔%Mn〕を的中させるため
には、従来下記に示す方法が知られている。 (A)一般的に従来から公知となっている方法であり、
吹錬前にスタティック計算として吹錬条件に基づき計算
された、生石灰、ホタル石等の媒溶剤と鉄鉱石、Mn鉱
石、スクラップ等の冷却材が添加され、ある一定時間の
精錬時間内で、サブランスにより精錬途中での溶鋼温
度、〔%C〕を測定し、予測式に基づき目標溶鋼温度、
溶鋼炭素量に修正するダイナミック制御法(例えば、下
記(B)文献にも記載あり)。
【0003】(B)鉄と鋼 Vol.76(1990)
第11号 P192に示されているように、転炉精錬中
の排ガス情報から制御する方法(転炉OG設備に質量分
析計を設置し、排ガス中のCO、CO2 、O2 分析結果
を用い、炉内での炭素バランスと酸素バランスをとり、
溶鋼およびスラグ中に含まれる酸素量を推定し、吹錬末
期に上記情報から、スラグ中の(T.Fe)と溶鋼温度
の連続推定を行い、脱燐平衡式、スラグバランス式、燐
バランス式から溶鋼の終点温度、燐、炭素量を推定する
方式)。
【0004】(C)鉄と鋼 Vol.76(1990)
第11号 P200に示されているように、転炉操業に
おける酸素吹錬時に形成される火点を溶鋼の直接発光分
析用の光原として、火点からの発光スペクトルを測定す
ることにより転炉内のMn濃度を直接分析する方法。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の転炉精錬制御技
術(A)、(B)、(C)は転炉にて脱炭精錬あるいは
脱炭精錬とMn鉱石還元精錬を実施するプロセスを前提
として開発された技術であり、本発明のように同一転炉
にて、溶銑予備脱珪、脱燐処理と脱炭精錬あるいは溶銑
予備脱珪、脱燐処理と脱炭精錬およびMn鉱石還元精錬
を実施するプロセスではない。従って精錬制御技術ニー
ズからも転炉内残留スラグを正確に把握する必要はなか
った。
【0006】上記(A)技術では炉内のスラグ組成情報
が全く考慮されていないことにより、特に近年Mn鉱石
を転炉で多量使用する精錬では、吹止Mnのバラツキが
大きく精錬後に添加するMn合金鉄秤量時間の延長ある
いはMn成分外れ等の問題が発生している。上記(B)
技術では精錬制御にスラグ組成および量を考慮した概念
が導入されているが、スラグは推定計算に基づき、終点
Mnについての推定もできない。
【0007】また、上記(C)の技術では、溶鋼中のM
n濃度が判明するだけであり、Mn鉱石の還元精錬を制
御することはできず、当該精錬の精錬方法をオンライン
で改善する目的は達成し得ない。以上の状況を鑑み、本
発明は、同一転炉にて、溶銑予備脱珪、脱燐処理と脱炭
精錬あるいは溶銑予備脱珪、脱燐処理と脱炭精錬および
Mn鉱石還元精錬を実施するプロセスにおいて、転炉内
残留スラグを正確に把握する方法を提供することを目的
とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、同一転炉に
て、溶銑の脱珪、脱燐精錬を行い、該精錬で発生したス
ラグを排出後、引き続き脱炭または脱炭およびMn鉱石
還元精錬を行う溶銑の転炉精錬方法において、前記スラ
グの排出の際、排出されたスラグ量を秤量し、計算によ
り求められた脱珪、脱燐精錬による発生スラグ量と前記
秤量されたスラグ量の差から炉内残存スラグ量を求め、
かくして求められた炉内残存スラグ量を引き続き行われ
る脱炭または脱炭およびMn鉱石還元精錬で添加すべき
CaOやホタル石等の媒溶剤量とMn鉱石やスクラップ
等の冷却材量を求める計算に使用することを特徴とする
転炉精錬方法を要旨とする。
【0009】
【作用】本発明の前提になる転炉での精錬プロセスは図
1に示すフローシートのように同一転炉にて4段階に別
けて精錬が進行する。図1に示すように、工程4後のス
ラグは炭材(C源)等により脱酸処理して全量または一
部を転炉に残す。次いで、工程1にて前記スラグの存在
下で溶銑を装入し、脱珪、脱燐精錬するが、その際転炉
にCaO等の脱燐剤あるいは鉄鉱石等の冷却材を添加す
るが、特に安定した低燐溶銑を得るためには、工程1で
の塩基度(スラグ中 %CaO/%SiO2 )を1.0
〜2.0(目標1.5)の範囲に制御するために、前チ
ャージ(スラグ脱酸後)のスラグ量をできるだけ正確に
測定し、添加CaO量を決定しなければならない。また
工程2で排滓後に工程3で脱炭・Mn還元精錬する時
も、特に、安定した一定のMn還元効率を得るために、
スラグ中の塩基度を3.0〜4.0(目標3.5)の範
囲に制御することが望ましい。従って、工程2で排滓後
に転炉内に残るスラグ量は工程1と同等以上に正確に把
握する必要がある。
【0010】以上のようなプロセスにおいて、各工程で
のスラグ量は、主として添加媒溶剤(CaO、CaF2
等)量とプロセス系外への排出量にて精度良く推定する
ことができる。そこで、本発明においてはプロセス系外
へのスラグ排出量、特に工程2におけるスラグ排出量を
実秤量し、系全体のスラグバランスを1チャージ毎に把
握しながら、精錬制御する。
【0011】具体的には、図2に示すように、転炉炉下
スラグパン容器を台車で秤量器まで移動させてスラグ排
出量を測定するか、秤量器付き台車により、排滓直後に
排滓実量を実測し、下記(1)式にて炉内残留スラグを
計算する。 脱燐精錬時の炉内生成スラグ量−実排滓量−α=炉内残留スラグ量 ………(1) ここでの炉内生成スラグ量は、精錬時の主として、石
灰石、ホタル石等の添加媒溶剤と鉄鉱石のような冷却材
の量、更に転炉耐火物の溶損量および前チャージ精錬ス
ラグの残存量から決定される。のαはスラグ排出と同
時に流出する溶銑量である。この溶銑量は排滓中のIT
V監視カメラによる映像の画像処理あるいは予め経験的
に判明している一定量でもよい。またここで、目視によ
る排出スラグの秤量方法も想定されるが、この方法では
個人差があり、更に排出スラグの泡立ち現象等により排
出スラグ量を正確に測定することはできないであろう。
【0012】本発明によれば、排出スラグ量を正確かつ
迅速に秤量できる。このことにより転炉内残留スラグ量
の推定精度が向上し、排滓後の脱炭精錬およびMnの吹
錬計算に反映され、吹止温度、〔%C〕、〔%Mn〕の
的中率が向上し、特にMn還元効率がスラグ残量によ
り、大きく影響を受ける。しかし、本発明により精度の
高いスラグ残量が得られるため、Mn還元精錬時の塩基
度(=CaO/SiO2)が一定となるように、スラグ
残量に応じて適正なCaO量の添加が可能となり、安定
したMn還元歩留りが得られる。
【0013】
【実施例】高炉から出銑された、温度1510℃、C=
4.8%、Si=0.41%、Mn=0.34%、P=
0.102%、S=0.018%の270tの溶銑をト
ーピードカーに受銑し、脱硫処理精錬ステーションに
て、脱硫フラックスとして、CaO=1.65t Al
ドロス=0.14tを、浸漬管ランスにより溶鉄内に
約12分間吹き込み、脱硫精錬を実施した。その結果、
温度1360℃、C=4.6%、Si=0.40%、M
n=0.35%、P=0.100%、S=0.008%
の低硫溶銑を得た。
【0014】得られた溶銑を転炉工場に搬送し、炉底と
炉腹部にノズルが設置された転炉に全量装入した。前記
ノズルからはN2 とCO2 ガスを吹き込むことが可能で
ある。この転炉型予備処理精錬炉に前記溶銑の全量27
0tとスクラップ16.2tを装入し、底吹きノズルか
らは、N2 =550Nm3 /Hr・本、また炉腹部ノズ
ルからも、N2 =300Nm3 /Hr・本の合計2,0
00Nm3 のガス吹き込みを実施した。転炉上部より、
計算塩基度2.0を目標に塊CaO4.8t、ホタル石
(CaF2 )0.6tを前装入し、同時にメイン酸素吹
きランスより、O2 =20,000Nm3 /Hrの条件
で吹酸し、脱燐精錬を実施した。吹錬開始から約3分で
ランス溶鉄面間距離を2.2mから3.0mに変更し、
吹錬を継続した。吹錬開始から9分後に吹止した結果、
温度=1350℃、C=3.6%、Si=0.02%、
Mn=0.06%、P=0.021%、S=0.008
%の低燐・低硫溶銑を得た。
【0015】吹止後直ちに、炉傾動を開始し、底吹きガ
スと炉腹部ガスはCO2 ガスとし、ガス流量は底吹きノ
ズル=600Nm3 /Hr・本、炉腹部ノズル=300
Nm 3 /Hr・本の条件で吹き込み、排滓を開始した。
傾動開始から4.5分後にて排滓処理を完了した。排滓
処理完了後直ちに秤量した結果、排滓量14.5t(溶
銑量α:0.2t除く)であり、計算生成スラグ量1
6.5t(前チャージの残留スラグ4.5t、今回チャ
ージのCaOバランスとSiO2 バランスの平均から求
めた生成スラグ量12.0t)から排滓率88%であ
り、転炉内残スラグ量は2tと試算された。
【0016】秤量結果はプロコン内のスラグ量バランス
計算式により、直ちに次工程の脱炭精錬とMn還元精錬
計算にインプットされ、Mn鉱石還元歩留り60%以上
を得るために、塩基度3.5を確保する目的でCaO=
900kg、Mn鉱石=3.1tを添加し、メイン酸素
吹きランスより、O2 =50,000Nm3 /Hrで2
ブロー目の吹錬を開始した。底吹きガスと炉腹部ガスは
CO2 ガスとし、ガス流量は底吹きノズル=600Nm
3 /Hr・本、炉腹部ノズル=300Nm3 /Hrで約
14分精錬した。その結果、2ブロー目の吹止で、温度
=1653℃、C=0.16%、Si=tr.Mn=
0.40%、P=0.010%、S=0.007%の中
炭低燐鋼を溶製することができ、2ブロー目のMn鉱石
還元効率は62%と推定された。
【0017】2ブロー目終了後の炉内スラグ量は4.8
tと試算され、出鋼中に溶鋼鍋に1t流出し、その残量
3.8tのスラグを炉内に残し、次チャージの溶銑を受
け、脱燐精錬を実施した。次チャージにおいても脱珪、
脱燐精錬後に排滓作業を実施し、その際にスラグ秤量を
行い、脱炭、Mn鉱石還元精錬に添加するCaO量の正
確な計算を行い、安定した60%以上のMn鉱石還元歩
留りを得ることができた。
【0018】
【発明の効果】以上のように、同一転炉にて脱珪、脱燐
および排滓後に脱炭とMn鉱石還元精錬する転炉精錬方
法において、本発明に従い脱珪、脱燐後の排滓量を実秤
量し、得られた値を次工程での脱炭とMn鉱石還元精錬
時の媒溶剤と冷却材の配合計算に直接チャージ毎に反映
させることにより、安定したMn鉱石還元歩留り、溶鋼
温度、炭素的中率を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の前提になる転炉での精錬プロセスのフ
ローシートである。
【図2】本発明の一実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 転炉 2 溶鋼 3 スラグ 4 スラグパン 5 搬送台車 6 秤量器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−140627(JP,A) 特開 平3−158408(JP,A) 特開 平1−195237(JP,A) 材料とプロセス,Vol.1,No. 4,p.1246(1988) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21C 5/28 C21C 1/02 110 C21C 1/04 101 C21C 5/46

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一転炉にて、溶銑の脱珪、脱燐精錬を
    行い、該精錬で発生したスラグを排出後、引き続き脱炭
    または脱炭およびMn鉱石還元精錬を行う溶銑の転炉精
    錬方法において、前記スラグの排出の際、排出されたス
    ラグ量を秤量し、計算により求められた脱珪、脱燐精錬
    による発生スラグ量と前記秤量されたスラグ量の差から
    炉内残存スラグ量を求め、かくして求められた炉内残存
    スラグ量を引き続き行われる脱炭または脱炭およびMn
    鉱石還元精錬で添加すべきCaOやホタル石等の媒溶剤
    量とMn鉱石やスクラップ等の冷却材量を求める計算に
    使用することを特徴とする転炉精錬方法。
JP18471493A 1993-07-27 1993-07-27 転炉精錬方法 Expired - Lifetime JP2958844B2 (ja)

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