JP3772918B2 - 転炉型精錬容器における溶銑の脱燐精錬方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉型精錬容器における溶銑の脱燐精錬に関し、特に吹錬終了時におけるスラグフォーミングを防止して、円滑で生産性の高い溶銑の脱燐精錬を行う方法に関する。
【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行なって、製鋼作業を終了していた。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、転炉型の精錬容器（以下転炉等という）において、同一の転炉等において溶銑の脱燐精錬と脱炭精錬とを行なう精錬を中止し、一の転炉等において溶銑の脱燐を行ない、この脱燐された溶銑を他の一の転炉等に移して脱炭精錬を行なう製鋼法が提案されている。
【０００４】
かかる技術として、特開平2 −２００７１５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。
【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（１３００〜１３５０℃）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（１５〜２０％）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、酸素吹錬後、スラグフォーミングが鎮静するまで、通常例えば８〜１５分間出湯を待たなければならない。そこで、全体の製鋼作業の能率が低下する問題があった。そこで、本発明では、上記溶銑の脱燐精錬が終了してから約２分間リンスを行い、その後５分以内に出湯が可能となるようにスラグフォーミングを鎮静化するような溶銑の脱燐精錬方法を課題とする。
【０００７】
上記課題を種々研究した結果、下記の発明をするに至った。
発明の第１の態様は、溶銑を脱燐精錬し、その後脱炭精錬する転炉製鋼方法において下記の工程を備えたことを特徴とする溶銑の脱燐精錬方法。
（ａ）前記転炉製鋼法において溶銑を酸素吹練して脱燐精錬する精錬において、
（ｂ）前記溶銑の酸素吹錬の終了時におけるスラグの塩基度（ＣaＯ／ＳｉＯ2 ）
を２．２〜４．０とし、かつ酸素吹錬終了前後に おいて炭素材を１ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）以上を前記転炉型精錬容器に装入す る。
【０００８】
発明の第２の態様は、前記炭素材を１ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）以上を転炉に装入するに際して、これを１回０．２から０．４ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）に分割して装入することを特徴とする請求項１記載の転炉製鋼法における溶銑の脱燐精錬方法。
【０００９】
発明の第３の態様は、前記溶銑の脱燐精錬において、鉄鉱石の装入は、酸素吹錬終了の少なくとも５分以前において終了していることを特徴とする請求項１又は２記載の転炉製鋼法における溶銑の脱燐精錬方法。
【００１０】
【発明に実施の形態】
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の転炉型精錬容器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、上記転炉型精錬容器のフリーボード（溶銑湯面から炉口までの高さ）（ＨF ）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。
【００１１】
溶銑の脱燐精錬が終了すると炉を倒炉して出鋼口８を介して取鍋に出湯を行う。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、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。
【００１２】
溶銑の脱燐精錬の概要を図４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２分間程度行う（リンス終了までを脱燐精錬という）。その後、従来はスラグフォーミングの鎮静化のため、６〜１０分間（平均８分間）を待って出湯する。出湯時間（倒炉開始から出湯終了まで）は通常５分間程度かかる。
【００１３】
本発明では上記６〜１０分間のスラグフォーミングの鎮静化時間を５分以内とすることにより、全体の製鋼時間を最大５分間短縮し、製鋼能率を向上させる。上記溶銑の脱燐精錬におけるスラグフォーミングの鎮静化時間とスラグの塩基度との関係を図１に示す。ここでスラグフォーミングが鎮静化したかどうかは、炉内におけるスラグ高さが１ｍ以下であるかどうかを基準とした。
【００１４】
図１からスラグに炭素材としてコークス粉（径が１０ｍｍ以下）を装入しない場合には、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が約２．２以上であれば鎮静化時間は約７分間以下となることが明かである。
【００１５】
この理由は、スラグの塩基度が２．２以上であれば連鎖状のスラグ中のシリケートイオンが分断され、スラグの粘性が低くなるからであると考えられる。他方、塩基度が４以上になるとスラグの融点が１４００℃以上となるため脱燐精錬の温度（１４００℃以下）ではスラグが溶融せず、スラグフォーミングは小さいが、脱燐精錬が進行しないため望ましくない。
【００１６】
次ぎに、スラグの塩基度が約２．２〜２．６である場合において、コークス粉の装入量とスラグの鎮静化時間との関係を調べ、図２に示した。コークス粉装入量が１ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）以上である場合には鎮静化時間が５分間以下となることが明かである。
【００１７】
コークス粉がいかなる理由によりスラグフォーミングを鎮静化するかについては種々の学説があるが、コークス粉がスラグのＦｅＯを還元して発生するＣＯガスによるガス抜けがよくなるためと推定されている。炭素材としては、コークス粉（径が１０ｍｍ以下）、カーボネット、石油コークス等がある。
【００１８】
以上述べたとおり、溶銑の脱燐精錬の末期において、スラグの塩基度を２．２以上とし、且つコークス粉を１ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）以上を装入するとスラグフォーミングは５分間以内に鎮静化するので、安全な出湯が可能になる。
【００１９】
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。
【００２０】
炭素材はスラグのＦｅＯと反応し、ＣＯガスを発生し、スラグフォーミングを一時的に活発にするため、１回で全量装入するより、分割装入したほうが望ましいからである。また、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。
【００２１】
通常、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４参照）。
【００２２】
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、上記鉄鉱石装入後の経過時間とスラグの鎮静化時間との関係を調べた。そこ結果を図３に示す。図３に示す通り、鉄鉱石装入後５分間以上経過するとスラグは鎮静化していることが明らかである。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。
【００２３】
【実施例】
以下本発明の実施例を示す。本発明に係る脱燐精錬法の効果を確認するため３か月間にわたって実施した。各月において、１日１６〜３０チャージ（ｃｈ）、各月最小２２日間実施し、成分組成等については月間の平均値を算出し、操業結果を表１に示した。なお、溶銑の脱燐精錬の具体的技術内容（送酸量、ライス高さ、底吹き窒素量、焼石灰、螢石等の造滓材の装入量、及びその時期等）は前述の図４に示した通りである。
【００２４】
【表１】
【００２５】
表１に示す通り、脱燐精錬前における溶銑のＰは約０．１ｗｔ％であるが、脱燐精錬後は約０．０３ｗｔ％に脱燐されており、精錬の目的が達成されている。また、スラグ鎮静化のための時間は図４に示すとおり約４分間となっている。他方従来は、この時間が、最大１５分間、平均７分間であり、製鋼時間は３分間短縮した。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係る溶銑の脱燐精錬を実施することにより、溶銑の脱燐精錬の時間は平均約３分間短縮することができる。所謂製鋼時間が１チャージ当たり２９分間であるから、製鋼時間を約１０％短縮することができる。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】本発明におけるスラグ塩基度とスラグ鎮静化時間との関係を示す。
【図２】本発明におけるコークス粉装入量とスラグ鎮静化時間との関係を示す。
【図３】本発明における鉄鉱石装入後の時間とスラグ鎮静化時間との関係を示す。
【図４】本発明における溶銑の脱燐精錬の概要を示す図である。
【図５】転炉型精錬容器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
１４ サブランス
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉型精錬容器における溶銑の脱燐精錬に関し、特に吹錬終了時におけるスラグフォーミングを防止して、円滑で生産性の高い溶銑の脱燐精錬を行う方法に関する。
【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行なって、製鋼作業を終了していた。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、転炉型の精錬容器（以下転炉等という）において、同一の転炉等において溶銑の脱燐精錬と脱炭精錬とを行なう精錬を中止し、一の転炉等において溶銑の脱燐を行ない、この脱燐された溶銑を他の一の転炉等に移して脱炭精錬を行なう製鋼法が提案されている。
【０００４】
かかる技術として、特開平2 −２００７１５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。
【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（１３００〜１３５０℃）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（１５〜２０％）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、酸素吹錬後、スラグフォーミングが鎮静するまで、通常例えば８〜１５分間出湯を待たなければならない。そこで、全体の製鋼作業の能率が低下する問題があった。そこで、本発明では、上記溶銑の脱燐精錬が終了してから約２分間リンスを行い、その後５分以内に出湯が可能となるようにスラグフォーミングを鎮静化するような溶銑の脱燐精錬方法を課題とする。
【０００７】
上記課題を種々研究した結果、下記の発明をするに至った。
発明の第１の態様は、溶銑を脱燐精錬し、その後脱炭精錬する転炉製鋼方法において下記の工程を備えたことを特徴とする溶銑の脱燐精錬方法。
（ａ）前記転炉製鋼法において溶銑を酸素吹練して脱燐精錬する精錬において、
（ｂ）前記溶銑の酸素吹錬の終了時におけるスラグの塩基度（ＣaＯ／ＳｉＯ2 ）
を２．２〜４．０とし、かつ酸素吹錬終了前後に おいて炭素材を１ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）以上を前記転炉型精錬容器に装入す る。
【０００８】
発明の第２の態様は、前記炭素材を１ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）以上を転炉に装入するに際して、これを１回０．２から０．４ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）に分割して装入することを特徴とする請求項１記載の転炉製鋼法における溶銑の脱燐精錬方法。
【０００９】
発明の第３の態様は、前記溶銑の脱燐精錬において、鉄鉱石の装入は、酸素吹錬終了の少なくとも５分以前において終了していることを特徴とする請求項１又は２記載の転炉製鋼法における溶銑の脱燐精錬方法。
【００１０】
【発明に実施の形態】
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の転炉型精錬容器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、上記転炉型精錬容器のフリーボード（溶銑湯面から炉口までの高さ）（ＨF ）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。
【００１１】
溶銑の脱燐精錬が終了すると炉を倒炉して出鋼口８を介して取鍋に出湯を行う。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、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。
【００１２】
溶銑の脱燐精錬の概要を図４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２分間程度行う（リンス終了までを脱燐精錬という）。その後、従来はスラグフォーミングの鎮静化のため、６〜１０分間（平均８分間）を待って出湯する。出湯時間（倒炉開始から出湯終了まで）は通常５分間程度かかる。
【００１３】
本発明では上記６〜１０分間のスラグフォーミングの鎮静化時間を５分以内とすることにより、全体の製鋼時間を最大５分間短縮し、製鋼能率を向上させる。上記溶銑の脱燐精錬におけるスラグフォーミングの鎮静化時間とスラグの塩基度との関係を図１に示す。ここでスラグフォーミングが鎮静化したかどうかは、炉内におけるスラグ高さが１ｍ以下であるかどうかを基準とした。
【００１４】
図１からスラグに炭素材としてコークス粉（径が１０ｍｍ以下）を装入しない場合には、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が約２．２以上であれば鎮静化時間は約７分間以下となることが明かである。
【００１５】
この理由は、スラグの塩基度が２．２以上であれば連鎖状のスラグ中のシリケートイオンが分断され、スラグの粘性が低くなるからであると考えられる。他方、塩基度が４以上になるとスラグの融点が１４００℃以上となるため脱燐精錬の温度（１４００℃以下）ではスラグが溶融せず、スラグフォーミングは小さいが、脱燐精錬が進行しないため望ましくない。
【００１６】
次ぎに、スラグの塩基度が約２．２〜２．６である場合において、コークス粉の装入量とスラグの鎮静化時間との関係を調べ、図２に示した。コークス粉装入量が１ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）以上である場合には鎮静化時間が５分間以下となることが明かである。
【００１７】
コークス粉がいかなる理由によりスラグフォーミングを鎮静化するかについては種々の学説があるが、コークス粉がスラグのＦｅＯを還元して発生するＣＯガスによるガス抜けがよくなるためと推定されている。炭素材としては、コークス粉（径が１０ｍｍ以下）、カーボネット、石油コークス等がある。
【００１８】
以上述べたとおり、溶銑の脱燐精錬の末期において、スラグの塩基度を２．２以上とし、且つコークス粉を１ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）以上を装入するとスラグフォーミングは５分間以内に鎮静化するので、安全な出湯が可能になる。
【００１９】
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。
【００２０】
炭素材はスラグのＦｅＯと反応し、ＣＯガスを発生し、スラグフォーミングを一時的に活発にするため、１回で全量装入するより、分割装入したほうが望ましいからである。また、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。
【００２１】
通常、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４参照）。
【００２２】
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、上記鉄鉱石装入後の経過時間とスラグの鎮静化時間との関係を調べた。そこ結果を図３に示す。図３に示す通り、鉄鉱石装入後５分間以上経過するとスラグは鎮静化していることが明らかである。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。
【００２３】
【実施例】
以下本発明の実施例を示す。本発明に係る脱燐精錬法の効果を確認するため３か月間にわたって実施した。各月において、１日１６〜３０チャージ（ｃｈ）、各月最小２２日間実施し、成分組成等については月間の平均値を算出し、操業結果を表１に示した。なお、溶銑の脱燐精錬の具体的技術内容（送酸量、ライス高さ、底吹き窒素量、焼石灰、螢石等の造滓材の装入量、及びその時期等）は前述の図４に示した通りである。
【００２４】
【表１】
表１に示す通り、脱燐精錬前における溶銑のＰは約０．１ｗｔ％であるが、脱燐精錬後は約０．０３ｗｔ％に脱燐されており、精錬の目的が達成されている。また、スラグ鎮静化のための時間は図４に示すとおり約４分間となっている。他方従来は、この時間が、最大１５分間、平均７分間であり、製鋼時間は３分間短縮した。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係る溶銑の脱燐精錬を実施することにより、溶銑の脱燐精錬の時間は平均約３分間短縮することができる。所謂製鋼時間が１チャージ当たり２９分間であるから、製鋼時間を約１０％短縮することができる。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】本発明におけるスラグ塩基度とスラグ鎮静化時間との関係を示す。
【図２】本発明におけるコークス粉装入量とスラグ鎮静化時間との関係を示す。
【図３】本発明における鉄鉱石装入後の時間とスラグ鎮静化時間との関係を示す。
【図４】本発明における溶銑の脱燐精錬の概要を示す図である。
【図５】転炉型精錬容器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
１４ サブランス
Claims (3)
- 溶銑を脱燐精錬し、その後脱炭精錬する転炉製鋼方法において下記の工程を備えたことを特徴とする溶銑の脱燐精錬方法。
（ａ）前記転炉製鋼法において溶銑を酸素吹練して脱燐精錬する精錬において、
（ｂ）前記溶銑の酸素吹錬の終了時におけるスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を２．２〜４．０とし、かつ酸素吹錬終了前後において炭素材を１ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）以上を前記転炉に装入する。 - 前記炭素材を１ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）以上を転炉に装入するに際して、これを１回、０．２から０．３ｋｇ／ｔｏｎ（溶銑）に分割して装入することを特徴とする請求項１記載の転炉製鋼法における溶銑の脱燐精錬方法。
- 前記溶銑の脱燐精錬において、鉄鉱石の装入は、酸素吹錬終了 の少なくとも５分以前において終了していることを特徴とする請求項１又は２記載の転炉製鋼法における溶銑の脱燐精錬方法。
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| JP09059696A JP3772918B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 転炉型精錬容器における溶銑の脱燐精錬方法 |
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| JP09059696A JP3772918B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 転炉型精錬容器における溶銑の脱燐精錬方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256020A JPH09256020A (ja) | 1997-09-30 |
| JP3772918B2 true JP3772918B2 (ja) | 2006-05-10 |
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ID=14002859
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1996
- 1996-03-19 JP JP09059696A patent/JP3772918B2/ja not_active Expired - Fee Related
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