JP3353550B2 - 転炉耐火物溶損抑制方法 - Google Patents
転炉耐火物溶損抑制方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は転炉精錬における炉体耐
火物の溶損抑制方法に関するもので、詳しくはマグネシ
ア系耐火物がライニングされた転炉におけるマグネシア
系耐火物溶損抑制方法に関するものである。
火物の溶損抑制方法に関するもので、詳しくはマグネシ
ア系耐火物がライニングされた転炉におけるマグネシア
系耐火物溶損抑制方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】転炉の炉体耐火物としてマグネシア・カ
ーボン煉瓦などマグネシア系耐火物が使用されている。
しかしながら、炉体耐火物と炉内の溶融スラグとの界面
におけるスラグの流動によって、炉体耐火物中に含まれ
ているマグネシアがスラグ中に溶解する。その結果、炉
体耐火物の溶損が激しく、それによる炉体コストが無視
できない問題となっている。
ーボン煉瓦などマグネシア系耐火物が使用されている。
しかしながら、炉体耐火物と炉内の溶融スラグとの界面
におけるスラグの流動によって、炉体耐火物中に含まれ
ているマグネシアがスラグ中に溶解する。その結果、炉
体耐火物の溶損が激しく、それによる炉体コストが無視
できない問題となっている。
【０００３】従来より、例えば特開昭５３−４５６１６
号公報に示すように、転炉の吹錬中の溶融スラグ中にマ
グネシア原料を添加し、炉体耐火物に含まれているマグ
ネシアが溶融スラグ中に溶解することを抑制する方法が
提案されているが、抑制効果として不充分であった。
号公報に示すように、転炉の吹錬中の溶融スラグ中にマ
グネシア原料を添加し、炉体耐火物に含まれているマグ
ネシアが溶融スラグ中に溶解することを抑制する方法が
提案されているが、抑制効果として不充分であった。
【０００４】又、特開平７−３４１４４号公報には溶融
還元炉において、溶融スラグ中に例えばマグネシア・ク
ロム煉瓦、マグネシア・カーボン煉瓦、軽焼ドロマイト
等のマグネシア原料を添加し、このスラグ中のマグネシ
ア含有率を常にマグネシア飽和溶解度（マグネシア飽和
溶解度はスラグ中のＣａＯ，ＳｉＯ2 ，Ｔ.ＦｅＯ，Ｍ
ｇＯ，スラグの温度等で決まる）以上に制御する方法が
開示されている。但し、本願の溶融スラグ中のマグネシ
ア含有率とは、スラグ中に溶解したマグネシア重量と溶
融スラグ中のスラグに未溶解のマグネシア重量との合計
をスラグ重量で割り、その値に１００を掛けたものであ
り、単位は重量％で示される。
還元炉において、溶融スラグ中に例えばマグネシア・ク
ロム煉瓦、マグネシア・カーボン煉瓦、軽焼ドロマイト
等のマグネシア原料を添加し、このスラグ中のマグネシ
ア含有率を常にマグネシア飽和溶解度（マグネシア飽和
溶解度はスラグ中のＣａＯ，ＳｉＯ2 ，Ｔ.ＦｅＯ，Ｍ
ｇＯ，スラグの温度等で決まる）以上に制御する方法が
開示されている。但し、本願の溶融スラグ中のマグネシ
ア含有率とは、スラグ中に溶解したマグネシア重量と溶
融スラグ中のスラグに未溶解のマグネシア重量との合計
をスラグ重量で割り、その値に１００を掛けたものであ
り、単位は重量％で示される。
【０００５】この方法は、溶融スラグに石灰が添加され
たり、スラグ温度が高くなったりしてマグネシア飽和溶
解度が高くなった時に、スラグ中に在る未溶解のマグネ
シアがスラグ中に溶解してスラグ中の溶解したマグネシ
アの不足分が補われるので、再びマグネシアの溶解量が
飽和溶解度に戻される方法である。
たり、スラグ温度が高くなったりしてマグネシア飽和溶
解度が高くなった時に、スラグ中に在る未溶解のマグネ
シアがスラグ中に溶解してスラグ中の溶解したマグネシ
アの不足分が補われるので、再びマグネシアの溶解量が
飽和溶解度に戻される方法である。
【０００６】この方法によると、溶融スラグ中に常に未
溶解のマグネシアが存在しているので、スラグ中のマグ
ネシアの溶解量は常にマグネシアの飽和溶解度に達して
いる。
溶解のマグネシアが存在しているので、スラグ中のマグ
ネシアの溶解量は常にマグネシアの飽和溶解度に達して
いる。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】上記の従来技術には以
下のような問題点があった。
下のような問題点があった。
【０００８】吹錬の初期及び吹錬途中で添加するマグネ
シア原料のスラグ中へのマグネシア溶解速度は、炉体耐
火物に含まれているマグネシアのスラグ中への溶解速度
に対して、十分速い速度で溶解する必要がある。しか
し、マグネシア原料としてマグネシアを含む煉瓦屑を使
用した場合、溶融スラグに石灰等が添加されたり、溶融
スラグ温度が高くなったりしてスラグのマグネシア飽和
溶解度が高くなった時、後述するように添加した煉瓦屑
中のマグネシアのスラグへの溶解速度が遅いため、炉体
耐火物のマグネシア分がスラグ中に溶解してしまい、炉
体の耐火物寿命の延命効果が不十分であるという問題が
あった。
シア原料のスラグ中へのマグネシア溶解速度は、炉体耐
火物に含まれているマグネシアのスラグ中への溶解速度
に対して、十分速い速度で溶解する必要がある。しか
し、マグネシア原料としてマグネシアを含む煉瓦屑を使
用した場合、溶融スラグに石灰等が添加されたり、溶融
スラグ温度が高くなったりしてスラグのマグネシア飽和
溶解度が高くなった時、後述するように添加した煉瓦屑
中のマグネシアのスラグへの溶解速度が遅いため、炉体
耐火物のマグネシア分がスラグ中に溶解してしまい、炉
体の耐火物寿命の延命効果が不十分であるという問題が
あった。
【０００９】又、軽焼ドロマイトはマグネシア分の他に
石灰分を含んでいるため、必要量のマグネシアを添加す
ると、石灰分のために全体の添加量が多くなり、溶融ス
ラグ量が増加するため、転炉耐火物とスラグとの接触面
積が増加して耐火物の溶損量の増加につながり，又、石
灰を必要としないプロセスに対しては以下のような問題
がある。即ち、スラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を
調整する必要がある場合には、石灰分を相殺するために
ＳｉＯ2 分を添加する必要がある。更に、石灰溶解時の
顕熱などによる冷却熱によって溶融スラグの温度低下が
生じ、軽焼ドロマイト中のマグネシアの溶解が遅れると
いう問題があった。
石灰分を含んでいるため、必要量のマグネシアを添加す
ると、石灰分のために全体の添加量が多くなり、溶融ス
ラグ量が増加するため、転炉耐火物とスラグとの接触面
積が増加して耐火物の溶損量の増加につながり，又、石
灰を必要としないプロセスに対しては以下のような問題
がある。即ち、スラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を
調整する必要がある場合には、石灰分を相殺するために
ＳｉＯ2 分を添加する必要がある。更に、石灰溶解時の
顕熱などによる冷却熱によって溶融スラグの温度低下が
生じ、軽焼ドロマイト中のマグネシアの溶解が遅れると
いう問題があった。
【００１０】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、マグネシア原料の溶解速度の向
上と転炉耐火物の溶損速度を小さくすることのできる転
炉精錬における耐火物溶損抑制方法を提供するものであ
る。
ためになされたもので、マグネシア原料の溶解速度の向
上と転炉耐火物の溶損速度を小さくすることのできる転
炉精錬における耐火物溶損抑制方法を提供するものであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの転炉精錬における炉体耐火物溶損抑制方法は、溶銑
の転炉を用いた脱炭精錬における炉体耐火物の溶損抑制
方法であって、マグネシア系耐火物がライニングされた
転炉を用い、この転炉内に酸素を吹き込んで転炉内の溶
銑を脱炭吹錬して溶鋼を生成する際に、転炉内の溶融ス
ラグ中のマグネシア含有率（重量％）が、その溶融スラ
グのマグネシア飽和溶解度（重量％）を越え、最大１０
重量％過剰になるように、１０重量％以上の配合比でマ
グネシアクリンカーが配合されたマグネシア原料を転炉
内に添加することを特徴とする。
めの転炉精錬における炉体耐火物溶損抑制方法は、溶銑
の転炉を用いた脱炭精錬における炉体耐火物の溶損抑制
方法であって、マグネシア系耐火物がライニングされた
転炉を用い、この転炉内に酸素を吹き込んで転炉内の溶
銑を脱炭吹錬して溶鋼を生成する際に、転炉内の溶融ス
ラグ中のマグネシア含有率（重量％）が、その溶融スラ
グのマグネシア飽和溶解度（重量％）を越え、最大１０
重量％過剰になるように、１０重量％以上の配合比でマ
グネシアクリンカーが配合されたマグネシア原料を転炉
内に添加することを特徴とする。
【００１２】そして、１０重量％以上の配合比でマグネ
シアクリンカーが配合されたマグネシア原料は転炉の吹
錬開始前又は吹錬開始後５分迄に転炉内に添加するこ
と、マグネシアクリンカーの結晶粒径が２００μｍ以下
のものを添加すること、マグネシアクリンカーに含有さ
れるＣａＯ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 等の不純物の合計が
２重量％〜２２重量％のものであること、更に、マグネ
シアクリンカーの粒度が２〜８０ｍｍのものであること
が望ましい。
シアクリンカーが配合されたマグネシア原料は転炉の吹
錬開始前又は吹錬開始後５分迄に転炉内に添加するこ
と、マグネシアクリンカーの結晶粒径が２００μｍ以下
のものを添加すること、マグネシアクリンカーに含有さ
れるＣａＯ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 等の不純物の合計が
２重量％〜２２重量％のものであること、更に、マグネ
シアクリンカーの粒度が２〜８０ｍｍのものであること
が望ましい。
【００１３】
【作用】発明者等は転炉の炉体耐火物の溶損速度につい
て鋭意研究を重ねた結果、溶融スラグ中のマグネシア含
有率と添加するマグネシア原料の種類とマグネシアクリ
ンカーの性状とから、転炉の炉腹部の炉体耐火物の溶損
速度の最適の範囲を見いだした。
て鋭意研究を重ねた結果、溶融スラグ中のマグネシア含
有率と添加するマグネシア原料の種類とマグネシアクリ
ンカーの性状とから、転炉の炉腹部の炉体耐火物の溶損
速度の最適の範囲を見いだした。
【００１４】溶融スラグ中のマグネシア含有率が、その
溶融スラグ中のマグネシア飽和溶解度（重量％）を越
え、最大１０重量％（以下重量％を単に％と記す）迄多
くなるようにマグネシア原料を添加すると、炉腹部の炉
体耐火物の溶損速度が遅いことが確認された。これは溶
融スラグ中に未溶解のマグネシアが存在しているので、
操業条件（造滓材の添加、溶融スラグ温度の上昇）等の
変化によりスラグ中のマグネシア飽和溶解度が上昇した
場合、スラグ中の未溶解のマグネシアがスラグ中に溶解
して、スラグ中のマグネシア濃度が常に飽和溶解度に保
たれるので、炉体耐火物からのマグネシアの溶損が抑制
されるためである。
溶融スラグ中のマグネシア飽和溶解度（重量％）を越
え、最大１０重量％（以下重量％を単に％と記す）迄多
くなるようにマグネシア原料を添加すると、炉腹部の炉
体耐火物の溶損速度が遅いことが確認された。これは溶
融スラグ中に未溶解のマグネシアが存在しているので、
操業条件（造滓材の添加、溶融スラグ温度の上昇）等の
変化によりスラグ中のマグネシア飽和溶解度が上昇した
場合、スラグ中の未溶解のマグネシアがスラグ中に溶解
して、スラグ中のマグネシア濃度が常に飽和溶解度に保
たれるので、炉体耐火物からのマグネシアの溶損が抑制
されるためである。
【００１５】その結果を図２に示す。この時の溶融スラ
グ中のマグネシア飽和溶解度（％）は７％であった。溶
融スラグ中のマグネシア含有量が飽和溶解度以上であれ
ば耐火物の溶損速度は遅いが、マグネシア含有率がマグ
ネシア飽和溶解度より１０％を超えると、溶融スラグ中
の未溶解のマグネシア分が多くなりすぎ、スラグの流動
性が悪くなり、転炉内の溶鋼の還元不足やスロッピング
等操業上のトラブルが発生する。又、溶融スラグ中のマ
グネシア含有率がマグネシア飽和溶解度以下だと、炉腹
部における耐火物の溶損速度が急激に上昇して、好まし
くない。
グ中のマグネシア飽和溶解度（％）は７％であった。溶
融スラグ中のマグネシア含有量が飽和溶解度以上であれ
ば耐火物の溶損速度は遅いが、マグネシア含有率がマグ
ネシア飽和溶解度より１０％を超えると、溶融スラグ中
の未溶解のマグネシア分が多くなりすぎ、スラグの流動
性が悪くなり、転炉内の溶鋼の還元不足やスロッピング
等操業上のトラブルが発生する。又、溶融スラグ中のマ
グネシア含有率がマグネシア飽和溶解度以下だと、炉腹
部における耐火物の溶損速度が急激に上昇して、好まし
くない。
【００１６】次に、マグネシア原料の種類としてマグネ
シア・カーボンの煉瓦屑、軽焼ドロマイト、マグネシア
クリンカーを選び、溶融スラグ中へのマグネシア溶解速
度について試験を行った。尚、スラグ中の主成分はＣａ
Ｏ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2−ＦｅＯ系で、スラグ温度が１６
４０℃、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 の比）が３．５、Ｆ
ｅＯが２５％で、溶融スラグ中のマグネシア飽和溶解度
は７％である。
シア・カーボンの煉瓦屑、軽焼ドロマイト、マグネシア
クリンカーを選び、溶融スラグ中へのマグネシア溶解速
度について試験を行った。尚、スラグ中の主成分はＣａ
Ｏ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2−ＦｅＯ系で、スラグ温度が１６
４０℃、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 の比）が３．５、Ｆ
ｅＯが２５％で、溶融スラグ中のマグネシア飽和溶解度
は７％である。
【００１７】マグネシア原料の種類別の溶解速度の試験
結果を図３に示す。この図から明らかなようにマグネシ
アクリンカーは軽焼ドロマイトやマグネシア・カーボン
の煉瓦屑よりも溶融スラグ中のマグネシア飽和溶解度に
達する時間が速いので、溶解速度が速いことがわかる。
マグネシアクリンカーと軽焼ドロマイトとを比較する
と、マグネシアクリンカーは初期から溶解が始まってい
るのに対し、軽焼ドロマイトは初期において溶解の進行
が停滞している。
結果を図３に示す。この図から明らかなようにマグネシ
アクリンカーは軽焼ドロマイトやマグネシア・カーボン
の煉瓦屑よりも溶融スラグ中のマグネシア飽和溶解度に
達する時間が速いので、溶解速度が速いことがわかる。
マグネシアクリンカーと軽焼ドロマイトとを比較する
と、マグネシアクリンカーは初期から溶解が始まってい
るのに対し、軽焼ドロマイトは初期において溶解の進行
が停滞している。
【００１８】軽焼ドロマイトを添加する時の初期の溶解
遅れは、軽焼ドロマイトは石灰を含んでいるため、顕熱
などの冷却熱が大きいためで、これに対し、マグネシア
クリンカーの冷却効果は小さいためと考えられる。これ
は軽焼ドロマイトとマグネシアクリンカーとの冷却熱
（融解熱を含まず）を概算すると、それぞれ約１４００
ｋｃａｌ，約５００ｋｃａｌ（いずれもマグネシア成分
１ｋｇ当たり）となり、溶解速度の結果と一致する。
遅れは、軽焼ドロマイトは石灰を含んでいるため、顕熱
などの冷却熱が大きいためで、これに対し、マグネシア
クリンカーの冷却効果は小さいためと考えられる。これ
は軽焼ドロマイトとマグネシアクリンカーとの冷却熱
（融解熱を含まず）を概算すると、それぞれ約１４００
ｋｃａｌ，約５００ｋｃａｌ（いずれもマグネシア成分
１ｋｇ当たり）となり、溶解速度の結果と一致する。
【００１９】初期溶解遅れの期間以外のマグネシア原料
の溶融スラグへの溶解は溶融スラグ中のマグネシア原料
の物質移動速度が律速段階であると仮定して、図３の結
果を速度式で考察する。
の溶融スラグへの溶解は溶融スラグ中のマグネシア原料
の物質移動速度が律速段階であると仮定して、図３の結
果を速度式で考察する。
【００２０】この時、マグネシア原料の溶融スラグ中の
溶解度変化の速度式は（１）式で表される。
溶解度変化の速度式は（１）式で表される。
【００２１】
【数１】
【００２２】（１）式を積分したものを（２）式とす
る。
る。
【００２３】
【数２】
【００２４】ここで、（２）式より左辺の経時変化を取
り、直線の傾きを近似的にＫ'Ａと見なし、Ｋ'Ａを求め
る。その結果を図４に示す。縦軸はマグネシアクリンカ
ーのＫ’Ａを１とした時の他のマグネシア原料のＫ'Ａ
の指数である（いずれも３回、同一条件で試験を行った
時の平均値である）。
り、直線の傾きを近似的にＫ'Ａと見なし、Ｋ'Ａを求め
る。その結果を図４に示す。縦軸はマグネシアクリンカ
ーのＫ’Ａを１とした時の他のマグネシア原料のＫ'Ａ
の指数である（いずれも３回、同一条件で試験を行った
時の平均値である）。
【００２５】図４の結果より，マグネシアクリンカーの
溶融スラグへの溶解速度はマグネシア・カーボンの煉瓦
屑、及び軽焼ドロマイトのスラグへの溶解速度に比べて
著しく速いことが判った。
溶融スラグへの溶解速度はマグネシア・カーボンの煉瓦
屑、及び軽焼ドロマイトのスラグへの溶解速度に比べて
著しく速いことが判った。
【００２６】次に溶融スラグ中のマグネシア飽和溶解度
を強制的に変化させ、スラグ中の未溶解のマグネシアが
スラグ中に溶解していく速度を調査した。
を強制的に変化させ、スラグ中の未溶解のマグネシアが
スラグ中に溶解していく速度を調査した。
【００２７】溶融スラグ中にマグネシア原料を過飽和
（スラグ中のマグネシア含有率で約１２％）になるよう
に添加する。次いで、スラグ温度を１５５０℃（スラグ
中のマグネシア飽和溶解度で６％）から１７００℃（ス
ラグ中のマグネシア飽和溶解度で９％）まで２分以内で
上昇させ、スラグ中のマグネシア飽和溶解度を３％増加
し、溶融スラグ中の未溶解マグネシアがスラグ中に溶解
していく様子を調べた結果を図５に示す。
（スラグ中のマグネシア含有率で約１２％）になるよう
に添加する。次いで、スラグ温度を１５５０℃（スラグ
中のマグネシア飽和溶解度で６％）から１７００℃（ス
ラグ中のマグネシア飽和溶解度で９％）まで２分以内で
上昇させ、スラグ中のマグネシア飽和溶解度を３％増加
し、溶融スラグ中の未溶解マグネシアがスラグ中に溶解
していく様子を調べた結果を図５に示す。
【００２８】図５で縦軸は溶融スラグ中に溶解したマグ
ネシア濃度（％）を示す。この図より明らかなように、
スラグ中のマグネシア濃度が飽和溶解度の９％に到達す
る迄の時間は、マグネシア原料の内でマグネシアクリン
カーが軽焼ドロマイト、マグネシア・カーボン煉瓦に比
較して最も短かった。このように軽焼ドロマイト、マグ
ネシア・カーボン煉瓦がマグネシアクリンカーより溶解
速度が遅いのは、軽焼ドロマイト、マグネシア・カーボ
ン煉瓦にはマグネシア以外にカーボン、石灰等を含んで
いるのでこれを同時に溶解することにより顕熱などの冷
却熱が発生し、局部的にスラグの温度が低下するためで
ある。
ネシア濃度（％）を示す。この図より明らかなように、
スラグ中のマグネシア濃度が飽和溶解度の９％に到達す
る迄の時間は、マグネシア原料の内でマグネシアクリン
カーが軽焼ドロマイト、マグネシア・カーボン煉瓦に比
較して最も短かった。このように軽焼ドロマイト、マグ
ネシア・カーボン煉瓦がマグネシアクリンカーより溶解
速度が遅いのは、軽焼ドロマイト、マグネシア・カーボ
ン煉瓦にはマグネシア以外にカーボン、石灰等を含んで
いるのでこれを同時に溶解することにより顕熱などの冷
却熱が発生し、局部的にスラグの温度が低下するためで
ある。
【００２９】尚、マグネシアクリンカーとしては、天然
マグネシアクリンカー、海水マグネシアクリンカーが用
いられている。
マグネシアクリンカー、海水マグネシアクリンカーが用
いられている。
【００３０】以上のようにマグネシアクリンカーは転炉
の溶融スラグに対して溶解性は良いが、炉体耐火物の溶
損対策としてのマグネシア原料としては、マグネシアク
リンカーのみを添加する必要がなく、図６に示すように
マグネシア原料中にマグネシアクリンカーが１０％以上
配合されていれば、マグネシアクリンカーの効果が発揮
される。これは溶解性の良いマグネシアクリンカーがス
ラグ中に溶解するので、飽和溶解度への到達が容易に進
行できるからである。逆に、マグネシア原料中にマグネ
シアクリンカーが１０％未満の場合は、飽和溶解度に到
達するまでの時間がかかり、マグネシア原料の添加効果
が低減する。
の溶融スラグに対して溶解性は良いが、炉体耐火物の溶
損対策としてのマグネシア原料としては、マグネシアク
リンカーのみを添加する必要がなく、図６に示すように
マグネシア原料中にマグネシアクリンカーが１０％以上
配合されていれば、マグネシアクリンカーの効果が発揮
される。これは溶解性の良いマグネシアクリンカーがス
ラグ中に溶解するので、飽和溶解度への到達が容易に進
行できるからである。逆に、マグネシア原料中にマグネ
シアクリンカーが１０％未満の場合は、飽和溶解度に到
達するまでの時間がかかり、マグネシア原料の添加効果
が低減する。
【００３１】又、炉体耐火物の溶損対策としては、マグ
ネシアクリンカーの転炉内への添加完了時期がある。
ネシアクリンカーの転炉内への添加完了時期がある。
【００３２】図７はマグネシアクリンカーの転炉内への
添加完了時期と炉体耐火物の溶損速度の関係を示すグラ
フ図である。図７に示すようにマグネシアクリンカーは
遅くとも転炉の吹錬開始から５分までに添加完了しなけ
ればならない。通常転炉の吹錬時間は１５〜２０分程度
であり、マグネシアクリンカーを吹錬開始から５分まで
に添加すると早期に溶融スラグの滓化が促進されるから
である。
添加完了時期と炉体耐火物の溶損速度の関係を示すグラ
フ図である。図７に示すようにマグネシアクリンカーは
遅くとも転炉の吹錬開始から５分までに添加完了しなけ
ればならない。通常転炉の吹錬時間は１５〜２０分程度
であり、マグネシアクリンカーを吹錬開始から５分まで
に添加すると早期に溶融スラグの滓化が促進されるから
である。
【００３３】マグネシアクリンカーを吹錬開始から５分
超えて添加すると、吹錬終了まででは溶融スラグ中への
マグネシアクリンカーの溶解が不充分となるので、炉体
耐火物の溶損速度が早くなるためである。
超えて添加すると、吹錬終了まででは溶融スラグ中への
マグネシアクリンカーの溶解が不充分となるので、炉体
耐火物の溶損速度が早くなるためである。
【００３４】マグネシアクリンカーのマグネシア結晶粒
径の大きさを変更して、その他の品質が同等であるマグ
ネシアクリンカーについて溶解試験を行った。
径の大きさを変更して、その他の品質が同等であるマグ
ネシアクリンカーについて溶解試験を行った。
【００３５】その結果を図８に示す。縦軸はマグネシア
クリンカーの平均結晶粒径が３０μｍのＫ’Ａを１とし
た時の指数である。この図から明らかなようにマグネシ
アクリンカーの平均結晶粒径が２００μｍ以下が最も適
している。これは平均結晶粒径が細かいほど、溶融スラ
グのマグネシアクリンカーの結晶粒界への浸入が速く、
優先的にマグネシアクリンカーが溶解されるからであ
る。
クリンカーの平均結晶粒径が３０μｍのＫ’Ａを１とし
た時の指数である。この図から明らかなようにマグネシ
アクリンカーの平均結晶粒径が２００μｍ以下が最も適
している。これは平均結晶粒径が細かいほど、溶融スラ
グのマグネシアクリンカーの結晶粒界への浸入が速く、
優先的にマグネシアクリンカーが溶解されるからであ
る。
【００３６】マグネシアクリンカーの不純物としては、
ＣａＯ,ＳｉＯ2,Ａｌ2Ｏ3,Ｆｅ2Ｏ3 などがあげられる。
ＣａＯ,ＳｉＯ2,Ａｌ2Ｏ3などの不純物はマグネシア結
晶粒子間に存在し、溶融スラグ中に溶解したマグネシア
と反応して低融点・低粘性の化合物を形成するので、マ
ゲネシアの結晶粒界がばらばらに切り離され、マグネシ
ア結晶粒が溶融スラグ中に溶出する。従って、マグネシ
アクリンカーの不純物はマグネシア結晶粒の溶出を助
け、マグネシアクリンカーの溶解に有利に働くことにな
る。
ＣａＯ,ＳｉＯ2,Ａｌ2Ｏ3,Ｆｅ2Ｏ3 などがあげられる。
ＣａＯ,ＳｉＯ2,Ａｌ2Ｏ3などの不純物はマグネシア結
晶粒子間に存在し、溶融スラグ中に溶解したマグネシア
と反応して低融点・低粘性の化合物を形成するので、マ
ゲネシアの結晶粒界がばらばらに切り離され、マグネシ
ア結晶粒が溶融スラグ中に溶出する。従って、マグネシ
アクリンカーの不純物はマグネシア結晶粒の溶出を助
け、マグネシアクリンカーの溶解に有利に働くことにな
る。
【００３７】不純物の量の合計（ＣａＯ＋ＳｉＯ2＋Ａ
ｌ2Ｏ3）が異なるマグネシアクリンカーを用い、不純物
の合計とＫ'Ａの関係を調査した。
ｌ2Ｏ3）が異なるマグネシアクリンカーを用い、不純物
の合計とＫ'Ａの関係を調査した。
【００３８】その結果を図９に示す。縦軸はマグネシア
クリンカーの不純物の合計が１０％の時のＫ'Ａを１と
した時の指数である。図９より明らかなようにマグネシ
アクリンカーの不純物の合計が２〜２２％が好ましいこ
とが判った。マグネシアクリンカーの不純物の合計が２
２％を超えると、不純物が溶解するために顕熱が使われ
るので、溶融スラグが冷却されて好ましくない。又、不
純物の合計が２％未満の時は、低融点・低粘性の化合物
の形成が少ないので、マグネシア結晶粒界がばらばらに
切り離されないので、マグネシア結晶粒が溶融スラグ中
に溶出する程度が悪くなり、マグネシアクリンカーの溶
解が悪くなるからである。
クリンカーの不純物の合計が１０％の時のＫ'Ａを１と
した時の指数である。図９より明らかなようにマグネシ
アクリンカーの不純物の合計が２〜２２％が好ましいこ
とが判った。マグネシアクリンカーの不純物の合計が２
２％を超えると、不純物が溶解するために顕熱が使われ
るので、溶融スラグが冷却されて好ましくない。又、不
純物の合計が２％未満の時は、低融点・低粘性の化合物
の形成が少ないので、マグネシア結晶粒界がばらばらに
切り離されないので、マグネシア結晶粒が溶融スラグ中
に溶出する程度が悪くなり、マグネシアクリンカーの溶
解が悪くなるからである。
【００３９】マグネシアクリンカーの最適な粒度を調べ
るため、転炉の吹錬において種々の粒度のマグネシアク
リンカーを用いて試験を行った。その結果を図１０に示
す。縦軸はマグネシアクリンカーの粒度が１０ｍｍの時
のＫ'Ａを１とした時の指数である。
るため、転炉の吹錬において種々の粒度のマグネシアク
リンカーを用いて試験を行った。その結果を図１０に示
す。縦軸はマグネシアクリンカーの粒度が１０ｍｍの時
のＫ'Ａを１とした時の指数である。
【００４０】図１０から明らかなようにマグネシアクリ
ンカーの粒度が２〜８０ｍｍが最適である。マグネシア
クリンカーの粒度が２ｍｍ未満になると吹錬中に吹き上
げられ溶融スラグ内に入るマグネシアの歩留が低下す
る。又、マグネシアクリンカーの粒度が８０ｍｍを超え
ると、溶融スラグとマグネシアクリンカーとの反応界面
積が小さくなるので、マグネシアクリンカーの溶解速度
が遅くなる。
ンカーの粒度が２〜８０ｍｍが最適である。マグネシア
クリンカーの粒度が２ｍｍ未満になると吹錬中に吹き上
げられ溶融スラグ内に入るマグネシアの歩留が低下す
る。又、マグネシアクリンカーの粒度が８０ｍｍを超え
ると、溶融スラグとマグネシアクリンカーとの反応界面
積が小さくなるので、マグネシアクリンカーの溶解速度
が遅くなる。
【００４１】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００４２】図１は転炉設備の概要図である。１はマグ
ネシア耐火物がライニングされた転炉、２は上吹き酸素
ランス、３は攪拌用ガスを吹き込むための底吹き羽口、
４は溶鋼、５は溶融スラグである。
ネシア耐火物がライニングされた転炉、２は上吹き酸素
ランス、３は攪拌用ガスを吹き込むための底吹き羽口、
４は溶鋼、５は溶融スラグである。
【００４３】上吹き酸素ランス２、底吹き羽口３からそ
れぞれ酸素、攪拌用ガスを吹き込みながら造滓材の原料
（焼石灰、マグネシア原料等）を添加しつつ炉内の溶銑
を脱炭し、溶鋼４及び溶融スラグ５を生成する。
れぞれ酸素、攪拌用ガスを吹き込みながら造滓材の原料
（焼石灰、マグネシア原料等）を添加しつつ炉内の溶銑
を脱炭し、溶鋼４及び溶融スラグ５を生成する。
【００４４】転炉脱炭吹錬の実機試験を図１の装置を用
いて行った。まず、溶銑３４０ｔを転炉１内に装入し
た。底吹き羽口３から攪拌用ガスとして窒素を吹き込む
と共に上吹き酸素ランス２から酸素を吹き込んだ。吹錬
初期に石灰を４ｔ添加し、吹錬中の溶融スラグ中のマグ
ネシア含有率を１０％、塩基度３．５〜４．０に調整す
るためにマグネシア原料としてマグネシアクリンカーと
マグネシア・カーボン煉瓦屑及び焼石灰を添加した。こ
の時マグネシア原料を吹錬開始後５分迄に添加した。
いて行った。まず、溶銑３４０ｔを転炉１内に装入し
た。底吹き羽口３から攪拌用ガスとして窒素を吹き込む
と共に上吹き酸素ランス２から酸素を吹き込んだ。吹錬
初期に石灰を４ｔ添加し、吹錬中の溶融スラグ中のマグ
ネシア含有率を１０％、塩基度３．５〜４．０に調整す
るためにマグネシア原料としてマグネシアクリンカーと
マグネシア・カーボン煉瓦屑及び焼石灰を添加した。こ
の時マグネシア原料を吹錬開始後５分迄に添加した。
【００４５】尚、添加するマグネシア原料のマグネシア
クリンカー配合比は５０％とした。ここで用いられたマ
グネシアクリンカーの性状は、平均結晶粒径は３０μ
ｍ、不純物の合計は１０％、粒度は５〜１０ｍｍで、マ
グネシア・カーボン煉瓦屑の粒度は５〜１０ｍｍであ
る。吹錬中の溶融スラグのマグネシア飽和溶解度を１６
４０℃で、ＣａＯ,ＳｉＯ2,ＭｇＯ，ＦｅＯの４元状態
図から求めると７％であった。造滓材添加量の合計は１
５ｔで、焼石灰が１２ｔ、マグネシアクリンカーが１．
５ｔ、マグネシア・カーボン煉瓦屑が１．５ｔであっ
た。このような操業を１００ヒート行った後、転炉の炉
腹部における耐火物の溶損を調べたところ平均の炉体耐
火物の溶損速度は０．３５ｍｍ／時であった。
クリンカー配合比は５０％とした。ここで用いられたマ
グネシアクリンカーの性状は、平均結晶粒径は３０μ
ｍ、不純物の合計は１０％、粒度は５〜１０ｍｍで、マ
グネシア・カーボン煉瓦屑の粒度は５〜１０ｍｍであ
る。吹錬中の溶融スラグのマグネシア飽和溶解度を１６
４０℃で、ＣａＯ,ＳｉＯ2,ＭｇＯ，ＦｅＯの４元状態
図から求めると７％であった。造滓材添加量の合計は１
５ｔで、焼石灰が１２ｔ、マグネシアクリンカーが１．
５ｔ、マグネシア・カーボン煉瓦屑が１．５ｔであっ
た。このような操業を１００ヒート行った後、転炉の炉
腹部における耐火物の溶損を調べたところ平均の炉体耐
火物の溶損速度は０．３５ｍｍ／時であった。
【００４６】（比較例１）塩基度を３．５〜４．０に調
整しつつ、溶融スラグ中のマグネシア含有率を１０％と
するためにマグネシア原料として全量マグネシア・カー
ボン煉瓦屑を添加した。マグネシア・カーボン煉瓦屑の
粒度は５〜１０ｍｍである。上記以外は実施例と同一の
条件で同一の操業条件で行った。造滓材添加量の合計は
１５．６ｔで、焼石灰が１２ｔ、マグネシア・カーボン
煉瓦屑が３．６ｔであった。このような操業を１００ヒ
ート行った後、転炉の炉腹部における耐火物の溶損を調
べたところ平均の炉体耐火物の溶損速度は１．４５ｍｍ
／時であった。
整しつつ、溶融スラグ中のマグネシア含有率を１０％と
するためにマグネシア原料として全量マグネシア・カー
ボン煉瓦屑を添加した。マグネシア・カーボン煉瓦屑の
粒度は５〜１０ｍｍである。上記以外は実施例と同一の
条件で同一の操業条件で行った。造滓材添加量の合計は
１５．６ｔで、焼石灰が１２ｔ、マグネシア・カーボン
煉瓦屑が３．６ｔであった。このような操業を１００ヒ
ート行った後、転炉の炉腹部における耐火物の溶損を調
べたところ平均の炉体耐火物の溶損速度は１．４５ｍｍ
／時であった。
【００４７】（比較例２）塩基度を３．５〜４．０に調
整しつつ、溶融スラグ中のマグネシア含有率を１０％と
するためにマグネシア原料として全量軽焼ドロマイトを
添加した。軽焼ドロマイトの粒度は５〜１０ｍｍであ
る。上記以外は実施例と同一の条件で同一の操業条件で
行った。造滓材添加量の合計は１５．４ｔで、焼石灰が
６．１ｔ、軽焼ドロマイトが９．３ｔであった。このよ
うな操業を１００ヒート行った後、転炉の炉腹部におけ
る耐火物の溶損を調べたところ平均の炉体耐火物の溶損
速度は０．９５ｍｍ／時であった。
整しつつ、溶融スラグ中のマグネシア含有率を１０％と
するためにマグネシア原料として全量軽焼ドロマイトを
添加した。軽焼ドロマイトの粒度は５〜１０ｍｍであ
る。上記以外は実施例と同一の条件で同一の操業条件で
行った。造滓材添加量の合計は１５．４ｔで、焼石灰が
６．１ｔ、軽焼ドロマイトが９．３ｔであった。このよ
うな操業を１００ヒート行った後、転炉の炉腹部におけ
る耐火物の溶損を調べたところ平均の炉体耐火物の溶損
速度は０．９５ｍｍ／時であった。
【００４８】
【発明の効果】本発明は転炉の溶融スラグにマグネシア
原料のマグネシアクリンカーを添加し、溶融スラグ中の
マグネシア含有率をマグネシア飽和溶解度より多くなる
ようにするので、炉体耐火物からのマグネシアの溶出に
起因する耐火物の溶損速度が著しく減少し、炉体耐火物
の寿命が飛躍的に向上する。
原料のマグネシアクリンカーを添加し、溶融スラグ中の
マグネシア含有率をマグネシア飽和溶解度より多くなる
ようにするので、炉体耐火物からのマグネシアの溶出に
起因する耐火物の溶損速度が著しく減少し、炉体耐火物
の寿命が飛躍的に向上する。
【図１】本発明の実施例に用いられた転炉設備の概要図
である。
である。
【図２】溶融スラグ中のマグネシア含有率と炉体耐火物
の溶損速度との関係を示すグラフ図である。
の溶損速度との関係を示すグラフ図である。
【図３】溶融スラグ中に溶解したマグネシア濃度が経過
時間と共に上昇するようすを、比較して示すグラフ図で
ある。
時間と共に上昇するようすを、比較して示すグラフ図で
ある。
【図４】マグネシアの原料の種類とマグネシア溶解速度
定数との関係を示すグラフ図である。
定数との関係を示すグラフ図である。
【図５】溶融スラグ中のマグネシア飽和溶解度を強制的
に変化させた時の、溶融スラグ中に溶解したマグネシア
濃度と経過時間との関係を示すグラフ図である。
に変化させた時の、溶融スラグ中に溶解したマグネシア
濃度と経過時間との関係を示すグラフ図である。
【図６】マグネシアクリンカーの配合比率と炉体耐火物
の溶損速度との関係を示すグラフ図である。
の溶損速度との関係を示すグラフ図である。
【図７】マグネシアクリンカーの添加完了時期と炉体耐
火物の溶損速度との関係を示すグラフ図である。
火物の溶損速度との関係を示すグラフ図である。
【図８】マグネシアクリンカーの平均結晶粒径とマグネ
シア溶解速度定数との関係を示すグラフ図である。
シア溶解速度定数との関係を示すグラフ図である。
【図９】マグネシアクリンカー中の不純物の合計とマグ
ネシア溶解速度定数との関係を示すグラフ図である。
ネシア溶解速度定数との関係を示すグラフ図である。
【図１０】マグネシアクリンカーの粒度とマグネシア溶
解速度定数との関係を示すグラフ図である。
解速度定数との関係を示すグラフ図である。
１ 転炉 ２ 上吹きランス ３ 底吹き羽口 ４ 溶鋼 ５ 溶融スラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小倉 康嗣 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 加藤 久樹 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 宮田 康人 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21C 5/44
Claims (5)
- 【請求項１】 溶銑の転炉を用いた脱炭精錬における炉
体耐火物の溶損抑制方法であって、マグネシア系耐火物
がライニングされた転炉を用い、この転炉内に酸素を吹
き込んで転炉内の溶銑を脱炭吹錬して溶鋼を生成する際
に、転炉内の溶融スラグ中のマグネシア含有率（重量
％）が、その溶融スラグのマグネシア飽和溶解度（重量
％）を越え、最大１０重量％過剰になるように、１０重
量％以上の配合比でマグネシアクリンカーが配合された
マグネシア原料を転炉内に添加することを特徴とする転
炉耐火物溶損抑制方法。 - 【請求項２】 １０重量％以上の配合比でマグネシアク
リンカーが配合されたマグネシア原料を転炉の吹錬開始
前又は吹錬開始後５分迄に転炉内に添加することを特徴
とする請求項１に記載の転炉耐火物溶損抑制方法。 - 【請求項３】 マグネシアクリンカーの結晶粒径が２０
０μｍ以下のものを添加することを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の転炉耐火物溶損抑制方法。 - 【請求項４】 マグネシアクリンカーに含有されるＣａ
Ｏ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，等の不純物の合計が２重量
％〜２２重量％のものを添加することを特徴とする請求
項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の転炉耐火物
溶損抑制方法。 - 【請求項５】 マグネシアクリンカーの粒度が２〜８０
ｍｍのものを添加することを特徴とする請求項１ないし
請求項４のいずれか１項に記載の転炉耐火物溶損抑制方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16578395A JP3353550B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 転炉耐火物溶損抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16578395A JP3353550B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 転炉耐火物溶損抑制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0920916A JPH0920916A (ja) | 1997-01-21 |
| JP3353550B2 true JP3353550B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=15818933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16578395A Expired - Fee Related JP3353550B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 転炉耐火物溶損抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3353550B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4757387B2 (ja) * | 2001-01-11 | 2011-08-24 | 新日本製鐵株式会社 | 溶銑脱珪方法 |
| JP5347317B2 (ja) * | 2008-04-28 | 2013-11-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 使用済みタンディッシュ耐火物の再使用方法 |
| JP5769170B2 (ja) * | 2011-10-06 | 2015-08-26 | 新日鐵住金株式会社 | 転炉耐火物の寿命延長方法 |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP16578395A patent/JP3353550B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0920916A (ja) | 1997-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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