JP3486886B2 - 2基以上の転炉を使用する製鋼方法 - Google Patents

2基以上の転炉を使用する製鋼方法

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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一の転炉において
溶銑の脱燐精錬を行い、他の転炉において一の転炉にお
ける脱燐精錬時間内において脱炭精錬を行い、円滑に連
続した生産性の高い溶銑からの製鋼方法に関する。
【0002】
【従来の技術】伝統的転炉製鋼法においては、同一の転
炉において溶銑の脱燐精錬と脱炭精錬とを行なって、製
鋼作業を行っていた。しかし、近年の鋼材の品質に対す
る要求が高くなる一方、連続鋳造の拡大や、真空脱ガ
ス、取鍋精錬等の溶鋼の二次精錬が普及するに伴い、転
炉における出鋼温度が上昇し、転炉に於ける脱燐能力が
低下してきた。この理由は、脱燐反応は高温ほど不利に
進行するからである。
【0003】そこで、転炉に装入する溶銑を予め処理し
て、特に燐(P)成分をある程度除去してから転炉に装
入する溶銑予備処理法が発展してきた。この方法の一つ
として、一の転炉等において溶銑の脱燐精錬を行ない、
この脱燐された溶銑を他の転炉に移動して脱炭精錬を行
なう製鋼法が実施されている。
【0004】かかる技術として、特開平2−20071
5号公報、特公平2−14404号公報、特公昭61−
23243号公報の提案がある。また、本願の発明者も
既に従来の製鋼工場を改造し、複数の転炉のそれぞれの
炉前作業床に作業床開口部を設け、一の転炉で溶銑の脱
燐精錬をした溶湯を受湯鍋に受け、この受湯鍋を前記作
業床開口部を通して他の一の転炉に運搬し、この転炉に
装入し、ここで脱炭精錬を行なう精錬方法を開発してい
る(特開平6−41624号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記製鋼方法におい
て、一の転炉等で溶銑の脱燐精錬を行ない直ちに出湯
し、これを他の転炉等で同程度の時間内で脱炭精錬する
ことが円滑な製鋼作業上必要である。しかし、上記溶銑
の脱燐精錬は低温(1300〜1400℃)で行われて
おり、また、溶銑の脱燐精錬のためにスラグのFeO
(5〜10%)が高いためにスラグがフォーミングして
おり、直ちに出湯すると、炉口からスラグが流出し、又
は受湯鍋に大量のスラグが流入し、受湯鍋から溢れて種
々の問題が生ずる。
【0006】そのため、脱燐精錬時間は、例えば平均約
32分を要していた。一方他の転炉における脱炭精錬時
間は種々の改良により平均29分、スラグコーテイング
をしない場合には27分である。従って、脱炭精錬炉は
少なくとも3分、最大5分遊び時間が発生し、従ってそ
の分製鋼能率が低下していた。この3分間の遊び時間は
約10%の生産能率の低下である。また、この遊び時間
において脱炭精錬転炉の炉内温度の低下があり、煉瓦の
損耗等も発生し、転炉寿命の低下ももたらしていた。
【0007】そこで、本発明は、上記脱燐精錬時間を低
下させ、少なくとも脱炭精錬時間と同程度か、またはよ
り少ない時間で終了させ、脱炭精錬転炉の遊び時間を無
くし、円滑な製鋼作業を確保し、更に製鋼能率の向上を
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題について種々研
究した結果、溶銑のSi含有量が0.3wt%以下の溶
銑を脱燐精錬することにより、P含有量を通常の粗鋼で
規定されている0.02wt%以下まで精錬し、脱炭精
錬において実質的に脱炭精錬のみを行うことにより達成
できることを知見し、下記の発明をするに至った。
【0009】第1の発明は、下記の工程を備えたことを
特徴とする2基の転炉を使用する製鋼方法である。 (a)一の転炉において溶銑の(珪素)Si含有量が
0.3wt%以下の溶銑を所定の時間内に脱燐精錬し、
(b)前記脱燐精錬された溶銑を他の転炉に装入し、実
質的に前記所定の時間内に主に脱炭精錬を行う。上記発
明においては、脱燐精錬するに際して、Si含有量が
0.3wt%以下の溶銑を使用しているので、スラグ発
生量が少ないので、主に排滓時間が短縮でき、従来の脱
燐精錬時間を短縮でき、脱炭精錬時間と同程度にでき
る。従って、脱炭精錬炉の遊び時間を無くすことがで
き、全体として製鋼能率を向上できる。
【0010】第2の発明は、前記脱燐精錬を行う転炉
(脱燐精錬炉という)において、スクラップの全量を装
入することを特徴とする2基の転炉を使用する製鋼方法
である。従来、スクラップは1300〜1400℃の範
囲で精錬する脱燐精錬よりも、1650℃程度で精錬す
る脱炭精錬において添加、又は装入することが望ましい
とされていた。しかし、溶銑段階で脱燐すると必然的に
脱珪素も生じ、脱炭精錬においては熱的余裕が少なくな
った。一方脱燐精錬をより短時間に行うことができる
と、スクラップ装入時間の余裕があり、また、脱燐精錬
炉においては溶銑の炭素(C)含有量が約4wt%であ
り、転炉における脱燐精錬では強攪拌が行われるため、
予想に反して短時間でスクラップを容易に溶解できる。
そこで、熱的余裕がある範囲でスクラップの全量を脱燐
精錬炉に装入することができる。
【0011】第3の発明は、前記脱炭精錬を行う転炉
(脱炭精錬炉という)において、前記脱燐精錬された溶
銑の装入に先立ち、マグネシヤ(MgO)を含有する造
滓材を該転炉に装入し、脱炭精錬された溶鋼の出鋼後に
おいて、スラグコーテイングを行うことを特徴とする2
基以上の転炉を使用する製鋼方法である。
【0012】脱炭精錬は1650℃程度で精錬するた
め、1400〜1500℃の範囲で精錬する脱燐精錬よ
り炉体耐火物の損耗が激しい。脱燐精錬炉と脱炭精錬炉
との寿命のバランスを取るためには脱炭精錬炉の寿命を
延長する必要がある。そこで、脱炭精錬を行う転炉にお
いて、上記脱燐精錬された溶銑を装入に先立ち、MgO
を含有する造滓材を該転炉に装入し、脱炭精錬中に従来
よりもスラグのMgO含有量を例えば10wt%以上と
し、このスラグで出鋼後の炉内をスラグコーテイングし
て脱炭精錬炉の寿命を延長することが望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】溶銑の脱燐精錬の概要を図5にお
いて説明する。図5は溶銑340tonの転炉2におけ
る溶銑4の脱燐精錬の状況を概念的に示す。溶銑装入
後、ランス12から酸素を吹錬し、所定量の焼石灰等を
装入し、CaO、SiO2 、FeO等を主成分とするス
ラグ6を生成させ、溶銑から燐を除去する。この際、上
記転炉のフリーボード(溶銑湯面から炉口までの高さ)
は7.5mもあるが、スラグ6がフォーミングし、炉口
10近くまでに達する。
【0014】溶銑の脱燐精錬が終了すると炉を倒炉して
出鋼口8を介して取鍋に出鋼を行う。この際、スラグが
高くフォーミングしていると炉口若しくは受湯鍋よりス
ラグが溢れ出て炉下を汚染する。そこで、スラグ量は少
なく、また、出湯前においてスラグフォーミングは出来
るかぎり鎮静化していることが必要である。
【0015】溶銑の脱燐精錬の概要を図1に示す。溶銑
340tonを装入後、焼き石灰(6ton/ch),
ホタル石(0.6ton/ch)等を装入しながら、酸
素吹錬を約12分間行う。その後、溶銑とスラグの分離
を行うためリンスを3分間程度行う。その後、従来はス
ラグフォーミングの鎮静化を待ちながら出湯する。
【0016】従来例と本発明における精錬における成分
組成の変化を図3に、又精錬時間を図4に示す。従来例
においては溶銑のSiは0.3〜0.4wt%であった
が、本発明では0.3wt%以下の溶銑を使用する。更
に、望ましくはSi0.2wt%以下の溶銑を使用す
る。定常的な高炉操業ではSiが0.3wt%以下であ
るので問題はない。しかし、非定常的な操業(高炉休風
後)ではSiが0.3wt%を超えることがあるが、こ
のような場合には溶銑鍋等で予め脱珪素を行う。
【0017】 本発明ではSiは0.3wt%以下の溶
銑を使用するため、スラグ量は従来(40〜50kg/
ton)より少なく(20〜40kg/ton、図3参
)、精錬中におけるスラグフオーミングも少なく、ま
た出鋼後の排浄時間を従来の3.1分から1分に短縮で
きた。そこで、図4に示すように、脱燐精錬時間は従来
の32.1分から29分に短縮でき、脱炭精錬時間と同
程度となった。
【0018】また、略同一の塩基度で、より少ないスラ
グ量で脱燐精錬を行っているにもかかわらず、本発明の
脱燐精錬においてはPが通常粗鋼で要求されている0.
02wt%以下に精錬される。この為脱炭精錬において
はPを精錬する必要がない。恐らく、スラグ量が少ない
ために円滑な滓化が行なわれ、脱燐の効率が向上し、ま
たスラグのT.Feを高くできたためと推定される。
【0019】その他、本発明における脱燐精錬において
は、十分な脱燐精錬と精錬時間の短縮を確保するため、
スラグの塩基度を3〜5程度とする。必要によりスラグ
フォ−ミングを抑制するため、炭素材装入量を1kg/
ton(溶銑)以上としている。また、コークス粉等の
炭素材の装入方法は、1回に全量装入してもよいが、望
ましくは、例えば1回の装入量を0.2〜0.3kg/
tonとして1〜4分間に渡って分割して装入すること
が望ましい。コークス粉の装入時期は、酸素吹錬終了後
から装入を開始し、リンスの期間、鎮静化期間の前半が
望ましい。
【0020】また、通常の脱燐精錬においては溶銑中の
Pがスラグ中のFeOと反応してスラグに吸収される。
そこで、脱燐精錬を促進するためにはスラグ中のFeO
濃度を高くする。このため、吹錬中期に鉄鉱石或いはミ
ルスケールを装入或いは装入する(図1参照)。
【0021】しかし、スラグのFeOが高いと、酸素吹
錬終了後においてスラグフォーミングが大きくなる。そ
こで、本発明においては、酸素吹錬終了時刻の5分間以
前において終了しているように鉄鉱石装入を行う。
【0022】上記手段により脱燐精錬炉にスクラップを
装入する時間的余裕が生じた。このスクラップ装入量は
溶銑の温度等の条件にもよるが、一般的には溶銑量の約
10%である。このスクラップ装入により生産量の調整
が容易となり、生産量増加の効果がある。
【0023】次に、図2に脱炭精錬の状況を示す。この
精錬においては脱炭を目的とするため、吹錬する酸素量
を多くする。溶銑のP含有量は既に0.02wt%以下
となっているため、従来多く使用している焼石灰量を低
減し、Mn鉱石に含まれているSiO2 を溶解し、所定
の塩基度となるように装入される。Mn鉱石はコストの
高いMn合金鉄の添加量を最小限とするように、可能な
範囲で多く装入する。
【0024】本発明における脱炭精錬において特徴的な
ことは、脱炭精錬炉の寿命を最大限とするため、脱燐溶
銑を装入するに際して予め軽焼ドロマイト及び/又は生
ドロマイトを添加する。そして、脱炭精錬中において十
分スラグに溶解し、MgO濃度を10wt%以上とす
る。このようなスラグはスラグ自体がMgOを溶解度限
まで含有しているため、マグネシヤ(MgO)煉瓦から
なる炉体煉瓦の損耗を抑制し、炉体寿命を延長させる効
果がある。
【0025】さらに、溶鋼を出鋼後において炉内に残留
したスラグを炉体を傾動して炉体内張り煉瓦に付着さ
せ、所謂スラグコーテイングを行う。このスラグコーテ
イングは炉体寿命の延長に大きく貢献し、脱燐精錬炉と
同程度の炉体寿命となる。従って、脱燐精錬と脱炭精錬
の時間的サイクルが同じとなるだけでなく、双方の炉体
寿命も同程度になり円滑な一貫した製鋼作業が可能とな
った。
【0026】更に、本発明において、2基以上の転炉を
使用することができる。即ち、前述の通り、本発明は少
なくとも略同一容量の2基の転炉において実施すること
ができる。しかし、例えば300tonの脱燐精錬炉1
基と、150ton容量の脱炭精錬炉を2基組み合わせ
てもよい。
【0027】通常脱燐精錬は粗鋼成分組成(低炭素鋼、
高炭素鋼等)に因らず略一定の精錬を行うので、1基在
れば十分である。しかし、脱炭精錬は粗鋼の成分組成に
より異なる精錬をすることが望ましい。そこで、脱炭精
錬炉を1基或いは2基以上備えても本発明は実施でき
る。
【0028】また、上記において転炉とは所謂酸素上吹
き転炉のみならず、転炉型の精錬容器、例えば上底吹き
転炉、底吹き転炉を含む概念である。これらの各種の転
炉において実施できることはいうまでもない。
【0029】
【発明の効果】本発明においては、溶銑Siが0.3w
t%以下の溶銑を脱燐精錬し、この溶銑を脱炭精錬する
ことにより、従来、脱炭精錬時間より長かった脱燐精錬
をスラグコーテイング時間を含めた脱炭精錬時間と同一
時間とすることができる。従って全体として所謂製鋼時
間を約10%短縮することができる。また、脱燐精錬炉
にスクラップを装入するので生産量の調整も容易とな
る。この効果は極めて大きく、生産能率の向上は甚大で
あり、産業上の効果は著しい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における脱燐精錬工程の一例を示す図で
ある。
【図2】本発明における脱炭精錬工程の一例を示す図で
ある。
【図3】本発明と従来例(比較例)における溶銑及び溶
鋼の成分組成の変化を示す図である。
【図4】本発明における溶銑の脱燐精錬時間を従来例
(比較例)と共に示す図である。
【図5】転炉における溶銑の脱燐精錬の状況を示す図で
ある。
【符号の説明】
2 転炉型精錬容器 4 溶銑 6 スラグ 8 出鋼口 10 炉口 12 ランス
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−245617(JP,A) 特開 平10−306305(JP,A) 特開 平5−86412(JP,A) 特開 平6−41624(JP,A) 特開 平10−306306(JP,A) 特開 昭59−104417(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21C 5/00 - 5/50

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の工程を備えたことを特徴とする2
    基以上の転炉を使用する製鋼方法。 (a)一の転炉において、スクラップの全量と、珪素
    (Si)含有量0.3wt%以下の溶銑を装入し、該溶銑
    に造滓材を添加して、酸素ガス吹錬し、リンスを行
    い、該溶銑を脱燐精錬し、 (b)前記脱燐精錬された溶銑を他の一以上の転炉に装
    入し、脱炭精錬を行う。
  2. 【請求項2】 前記脱炭精錬を行う転炉において、前記
    脱燐精錬された溶銑の装入に先立ち、マグネシヤ(Mg
    O)を含有する造滓材を該転炉に装入し、生成するスラ
    グのMgO濃度を10wt%以上とし、脱炭精錬された
    溶鋼を出鋼後において、スラグコーティングを行うこと
    を特徴とする請求項1記載の2基以上の転炉を使用する
    製鋼方法。
  3. 【請求項3】 前記マグネシヤ(MgO)を含有する造
    滓材が、軽焼ドロマイト及び/または生ドロマイトであ
    ることを特徴とする請求項1又は2記載の2基以上の転
    炉を使用する製鋼方法。
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