JP3820154B2

JP3820154B2 - 精錬炉用添加剤及びその添加剤を用いた溶鋼の精錬方法。

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Publication number: JP3820154B2
Application number: JP2002006566A
Authority: JP
Inventors: 健一郎宮本; 信行小野; 昭男新飼
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2022-01-15
Also published as: JP2003213316A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱燐、脱硫等の予備処理を行った後の溶銑に、炭材とダストにプラスチックを配合して成形した精錬炉用添加剤とその精錬炉用添加剤を用いて脱炭精錬を行う精錬炉用添加剤及びその精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶鋼の製造に用いる溶銑は、予め溶銑中の硫黄や燐等の不純物を除去する、いわゆる溶銑予備処理が施されており、この溶銑予備処理によって温度や炭素濃度が低下する傾向にある。この予備処理溶銑を精錬炉に装入して脱炭精錬を行う場合、熱不足が生じ、所定の溶鋼温度を得ることができない。従って、一般的に、精錬炉に石炭、コークス等の炭材を添加して脱炭精錬を行ない、溶鋼温度を高めているが、炭材の添加は、比重が軽く着熱効率が低下するため、特開昭６２−１５８８１２号公報に記載されているように、炭材（微粉コークス）に微粒鉄粉を混合して熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、ピッチ系、タール系液、あるいは粉状のバインダーを添加し、高速攪拌羽根を備えた混合機で、混合・加熱・脱水の一連の工程で処理した後、圧縮成形を行って精錬添加剤を製造し、炭材の燃焼熱の着熱効率を高める試みがなされている。
【０００３】
一方、プラスチックは、加工が容易であることから飲料用容器や板材等に広く使用されている。このプラスチックは、飲料用容器や板材等の加工時に発生するプラスチック屑、あるいは使用済の飲料用容器、板材等の廃プラスチックからなり、多量に発生しており、塵対策として分別回収を行ない、プラスチックの原料や繊維等への有効活用が行われている。
しかし、プラスチックの原料や繊維等に有効活用される量が少なく、残りの殆どが埋め立てや焼却等により処理されており、埋め立て場所の制約、焼却時の排煙の環境上の問題が発生しており、炭材にかわる熱源としての活用が試みられている。
【０００４】
例えば、特開平７−２７８６３７号公報に記載されているように、プラスチックを１５〜９０質量％、電気炉ダストあるいは転炉ダストを４〜３５質量％、アルミナ粉を３０質量％以上含有するアルミニウム残灰を６〜５０質量％からなる混合物を、１００〜３００℃に加熱して混練して成形した成形品にする。この成形品を精錬炉の昇熱剤として使用することにより、精錬炉の熱源コストの低減と流動性の良好なスラグを得ることが行われている。更に、特開平９−２４１７６６号公報、特開平１０−１４０２２３号公報に記載されているように、プラスチックに転炉ダストや焼結鉱粉、スケール等の金属粉を混合した後、圧縮成形を行うか、あるいは混合・加熱を行って圧縮成形を行った物を精錬炉に添加し、熱源コストの低減や排ガス回収率の向上等を図る方法等が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６２−１５８８１２号公報に記載された精錬添加剤を用いた場合では、ポリビニールアルコールや熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の溶液や粉状のものをバインダーとして用い、しかも、添加量が少量であるので、十分な脱硫能が無く、製造コストも高くなる。その結果、炭材としては、硫黄含有量の少なく付加価値の高い微粉コークスを使用することが必要となる。この精錬添加剤の技術を一般の炭材を主成分にした場合、炭材中に含まれる硫黄によって溶鋼中の硫黄が高くなり、脱硫のためのフラックスの増加や精錬コストが高くなる等の問題が生じる。
【０００６】
更に、この炭材の添加による溶銑の硫黄が上昇する問題を回避してプラスチックを熱源として使用する特開平７−２７８６３７号公報に記載された方法では、配合した電気炉ダストや転炉ダストの吸熱が大きくなってプラスチックの発熱量を上回るため、プラスチックの発熱量が不足し、溶銑や溶鋼に熱を付与することができない。一方、成形したプラスチックの発熱量を高くして溶銑や溶鋼に熱を付与するには、プラスチックの配合量が多くなり、軽くなり過ぎて精錬炉に形成される排ガスの上昇流の影響を受けて炉外に飛散する。しかも、軽くなると、精錬炉内で、溶銑との混合が悪くり、溶銑の表面に浮上して燃焼し、やはり溶銑への熱の付与が不十分となる。
【０００７】
また、アルミニウム粉を含むアルミナ残灰を使用するため、生成するスラグ量が多くなり、スラグ処理費用が増加する。また、特開平９−２４１７６６号公報、特開平１０−１４０２２３号公報に記載された方法では、前記した特開平７−２７８６３７号公報に記載された方法と同様に、プラスチックの燃焼熱に対して添加する電気炉ダストや転炉ダストの吸熱が大きく、プラスチックの発熱量が不足して溶銑に熱を付与できない。更に、成形したプラスチックの発熱量を高くして溶銑や溶鋼に熱を付与する場合、プラスチックの配合量が多くなり、精錬炉に添加した際、飛散したり、溶銑との混合が悪くなり、溶銑への熱の付与が不十分になる等の問題がある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、炭材とプラスチックを熱源に利用して脱炭精錬時の溶銑の昇熱を低コストで行ない、炭材に含まれる硫黄の脱硫を促進して溶鋼中の硫黄の上昇を抑制して溶鋼の品質を向上することができる精錬炉用添加剤及びその添加剤を用いた溶鋼の精錬方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る精錬炉用添加剤は、炭材１００重量部に対し、プラスチックを９〜１２６０重量部とダストを１１〜１６２０重量部を配合して混練した混合物を加圧成形して塊状物にしている。これにより、炭材中に含まれる硫黄（Ｓ）とプラスチックの脱硫能のバランスを考慮した塊状物にできるため、炭材中に含まれる硫黄（Ｓ）をプラスチックの熱分解で生成した水素（Ｈ）あるいは水素化合物によって脱硫し、溶鋼中への硫黄の濃化を防止し、脱炭精錬中、あるいは二次精錬の脱硫負荷を無くすことができる。
【００１０】
更に、炭材とプラスチックの他に、製鉄工程で発生するダストを配合しているので、嵩比重の小さいプラスチックの嵩比重を大きくし、溶銑中への混合を促進することができる。しかも、吹酸によって炭材とプラスチックが燃焼した発熱量が、ダスト中の酸化鉄による吸熱量以上の熱を発熱することができ、余熱によって溶銑を昇熱することができる。なお、プラスチックの配合量が９重量部より少ないと、配合する炭材に含まれる硫黄の脱硫ができないため、溶銑中の硫黄濃度が高くなる。
【００１１】
一方、プラスチックの配合量が１２６０重量部を超える場合、あるいはダストの配合量が１１重量部未満の場合は、成形した塊状物の嵩比重が小さくなり、精錬炉内で溶銑の表面に浮上する塊状物の割合が増加し、溶銑への着熱効率が低下する。また、ダストの配合量が１６２０重量部を超えると、塊状物の発熱量が不足し、新たな熱源の添加が必要になり、脱炭精錬のコストが高くなる。前記の理由からプラスチックの配合量を１７重量部以上にすることにより、塊状物の塊成化の向上と炭材に含まれる硫黄分の変動に対応した脱硫能の確保が可能になり、より好ましい結果を得ることができる。
【００１２】
本発明に係る精錬炉用添加剤において、前記混合物は、炭材の配合量を５〜７６質量％にすると良い。これにより、炭材中の炭素分の燃焼熱を溶銑の昇熱に有効に活用することができ、炭材中に含まれる硫黄による溶銑の硫黄濃度の上昇をプラスチックに含まれる水素（Ｈ）によって脱硫することができ、脱炭精錬を行った出鋼時の溶鋼の硫黄を低減することができる。なお、炭材の配合量が５質量％未満であると、配合したダストの吸熱に対し、炭材とプラスチックの絶対炭素量の不足に起因して発熱量が低下する。一方、炭材の配合量が７６質量％を超えると、炭材に含まれる硫黄の絶対量が増加し、炭材の硫黄分に見合うプラスチックから発生する水素や水素化合物量が不足して脱硫効率が低下して溶銑の硫黄が高くなる。
【００１３】
前記目的に沿う本発明に係る精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法においては、精錬炉に、炭素が４質量％以下の未飽和の溶銑を装入し、炭材１００重量部に対し、プラスチックを９〜１２６０重量部とダストを１１〜１６２０重量部を配合して混練した混合物を加圧成形した精錬炉用添加剤を前記溶銑に添加しながら吹酸して脱炭精錬を行う。この方法により、炭素が未飽和の溶銑に、精錬炉用添加剤を添加するため、炭材及びプラスチックに含まれる炭素を溶銑に加炭させることができ、この炭素が燃焼した熱を溶銑に効率良く着熱させ、溶銑の温度を高めることができる。更に、プラスチックの熱分解によって生成する水素によって、炭材等に含まれる硫黄の脱硫を促進することができ、脱炭精錬を終了した溶鋼の低Ｓ化を図ることができる。
【００１４】
更に、本発明に係る精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法において、前記精錬炉用添加剤を吹錬を開始してから排ガス中のＣＯ濃度が２０容積％以上で添加すると良い。これにより、精錬炉用添加剤が熱分解して生成する水素等の可燃ガスによって、排ガス組成が爆発限界に近接するのを抑制でき、異常燃焼の無い安定した操業を行うことができる。また、本発明に係る精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法において、前記精錬炉用添加剤を添加する時期は、全吹酸時間に対して４／５の時間以前に添加することが好ましい。
【００１５】
これにより、吹酸の初期の温度の低い時期に精錬炉用添加剤を添加するので、プラスチックと炭材の燃焼熱を溶銑に十分に着熱することができ、吹酸末期まで水素濃度が高い状態になるため、溶鋼中の脱水素が進行せず、脱炭精錬を終了した溶鋼の水素濃度が高くなる。精錬炉用添加剤の添加時間が吹酸の開始から全吹酸時間の４／５を超えて添加すると、プラスチック中の水素により、溶鋼が汚染されて水素濃度が高くなり、脱水素等のための二次処理の負荷が増加する。
【００１６】
更に、本発明に係る精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法において、前記精錬炉用添加剤を添加する時の精錬炉のスラグ量を３０〜１５０ｋｇ／トン・溶鋼にすると良い。これにより、溶銑と精錬添加剤の間の界面積を確保でき、精錬炉用の添加剤に含まれる炭素の溶銑への加炭を促進し、加炭された溶銑の脱炭反応による昇熱の効率を高めることができる。スラグ量が３０ｋｇ／トン・溶鋼より少ないと、スラグによる溶銑表面のカバー効果が著しく減少し、吹酸によって発生するダストが増加し、溶鋼の歩留りが低下する。一方、スラグ量が１５０ｋｇ／トン・溶鋼を超えると、精錬炉用添加剤と接触する溶銑の界面積が少なくなり、プラスチック及び炭材中の炭素による溶銑への加炭が悪くなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。図１は、本発明の一実施の形態に係る精錬炉用添加剤の製造装置の説明図、図２は本発明の一実施の形態に係る精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法に用いる上底吹き転炉の説明図、図３は炭材とプラスチックとダストの組成の状態図である。図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る精錬炉用添加剤の製造装置１は、プラスチックとして、固形のプラスチックを用いたり、固形のプラスチックの一例である一般の家庭等から回収分別されたものを破砕した廃プラスチックをを用いることができ、このプラスチックを貯蔵するホッパ２と、転炉スラジや集塵ダスト、スケール等からなるダストを貯蔵するホッパ３と、炭材の一例である土壌黒鉛や低級炭等からなる石炭を貯蔵するホッパ４と、これ等の内のプラスチックを貯蔵するホッパ２から切り出された廃プラスチックを射出成形機５の受け口６に搬送するベルトコンベア７と、ダストを貯蔵するホッパ３から切り出されたダスト及び石炭を貯蔵するホッパ４から切り出された石炭を乾燥機８に搬送するベルトコンベア９を有している。
【００１８】
更に、乾燥機８には、図示しない蒸気や燃焼ガスの熱により、前記した石炭とダストを混合したものを間接的に乾燥するようにしている。乾燥機８の底部には、乾燥した石炭とダストを射出成形機５の受け口６に装入する外気と遮断したシュート１０を設けている。また、射出成形機５には、石炭とダスト及び廃プラスチックを混合・圧縮する攪拌羽根１１を設けており、先端側に精錬用添加剤１２を射出するノズル１３を備えている。
【００１９】
更に、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法に用いる上底吹き転炉１４．、耐火物を内張りした炉体１５と、この炉体１５の底部１６に設けた底吹きノズル１７と、炉体１５の側部に出鋼口１８を有している。炉体１５には、炉体１５の装入口１９を設けており、装入口１９の上方には、スラグ２０に覆われた溶銑２１に酸素を吹き付けて吹酸するランス２２を備え、更に、生石灰や鉄鉱石等の副原料や精錬添加剤を炉体１５内に添加するシュート２３を備えている。
【００２０】
次に、本発明の一実施の形態に係る精錬炉用添加剤について精錬炉用添加剤の製造装置１を用いて説明する。ダストを貯蔵するホッパ３に貯蔵された転炉スラジや集塵ダスト、ミルスケール等からなるダストと、石炭を貯蔵するホッパ４に貯蔵された石炭を切り出し、ベルトコンベア９により搬送して乾燥機８に入れる。そして、蒸気や燃焼排ガス等を外周に供給して石炭とダストが酸素と接触しないように間接的に乾燥し、石炭と酸化鉄の水分を８質量％、好ましくは５質量％以下にする。更に、乾燥した石炭とダストを乾燥機８からシュート１０を介して射出成形機５の受け口６に装入し、同時に、プラスチックを貯蔵するホッパ２に貯蔵されたポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の素材からなるプラスチック容器やペットボトル、プラスチック板等を細かく破砕したプラスチックを切り出し、ベルトコンベア７により搬送して射出成形機５の受け口６に装入した。
【００２１】
射出成形機５に装入するダストや石炭の水分の含有量を８質量％、好ましくは５質量％以下に乾燥することにより、混合や圧縮時に発生する摩擦熱を廃プラスチックの軟化する熱に有効に活用することができる。更に、タール、生石灰等のバインダーを外分で５〜１０質量％添加したものを用いるとより好ましい。
そして、射出成形機５の受け口６から装入された石炭とプラスチック、ダストは、射出成形機５の攪拌圧縮羽根１１により、混合されて均一な混合物が形成される。
【００２２】
更に、混合物は、攪拌圧縮羽根１１の先端で圧縮攪拌されることにより、混合物に摩擦熱が発生し、この摩擦熱によって廃プラスチックが軟化し、石炭とプラスチック及びダストの混合物が高粘度で固化した精錬用添加剤（塊状物ともいう）１２がノズル１３から射出される。この塊状物１２は、炭材１００重量部に対し、プラスチックを９〜１２６０重量部とダストを１１〜１６２０重量部を配合して混練した混合物を加圧成形して塊状にしており、混合物中の石炭の配合量が５〜７６質量％になるようにしているので、強度が高くでき、しかも、嵩比重が１．５〜３．０と重く、精錬炉内の上昇ガス流による飛散を抑制でき、安定して溶鉄中に混濁させることができる。
【００２３】
更に、石炭に含まれる硫黄量を脱硫するに必要な水素を生成する量のプラスチックを混在させているので、石炭に含まれる硫黄（Ｓ）をプラスチックの熱分解で生成する水素によって、速やかに脱硫でき、石炭の使用時の欠点である溶鉄への硫黄濃度の増加を防止することができる。その結果、熱源として石炭に、産業廃棄物であるプラスチックを使用し、石炭中に含まれる硫黄を除去する作用を付与することができ、それぞれの欠点を改善した発熱効率の高い加熱用の精錬用添加剤にすることができる。
【００２４】
すなわち、本精錬炉用添加剤は、石炭とプラスチックの小さい嵩比重を改善するためにダストを加えているので、このダストが鉄への還元還元反応によって吸熱が生じて燃焼熱が不足する場合があり、この熱不足を、石炭にプラスチックを配合することによって、塊状物１２全体の発熱量を高めることができ、ダストの還元反応による吸熱以上の発熱が可能になる。しかも、前記したように、石炭中の硫黄をプラスチックに含まれる水素によって脱硫を行ない、脱炭精錬を行った後の溶鋼の水素汚染を防止することができる。
【００２５】
この精錬用添加剤（塊状物）は、図３に示すように、炭材（石炭）とプラスチックとダストの組成条件は、炭材中の硫黄を十分に脱硫するプラスチックの配合量からみるとＡ線で示す範囲であり、プラスチックのバインダーとしての作用を利用した塊状物の塊成化を満たす条件を考慮すれば、炭材とプラスチックの配合量はＢ線で示す範囲が必要となる。更に、炭材の比重を１．４とし、プラスチックとダストの比重を炭材以上にするには、プラスチックとダスト配合量はＣ線で示す範囲となる。
【００２６】
また、熱量条件からみると、プラスチックの燃焼熱が１００００ｋｃｌ／ｋｇ、炭材が６０００ｋｃｌ／ｋｇであり、ダストの還元反応によって生じる吸熱量を考慮すればＤ線の範囲となる。更に、炭材の最低の配合量を熱補償の点から５質量％以上とすれば好ましく、精錬用添加剤の最適組成の範囲は図中の斜線の領域となる。この範囲を満たすことにより、溶銑への巻き込みの促進と、石炭中の硫黄の脱硫と、燃焼熱の着熱効率の向上を達成することが可能となる。
【００２７】
次に、本発明の一実施の形態に係る精錬用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法について説明する。上底吹き転炉１４に溶銑２１を１５０トン装入し、シュート２３から生石灰や鉄鉱石を添加する。そして、ランス２２を溶銑２１の湯面から１５００〜２１００ｍｍの高さの位置まで降下させて停止させ、酸素２００００〜３００００Ｎｍ³／ｈｒを、溶銑２１の湯面に吹き付けて吹酸を行うと共に、底部１６に設けたノズル１７から攪拌用の気体を供給して炉内の溶銑２１を攪拌することにより、脱炭精錬が行われる。
【００２８】
生石灰や鉄鉱石は、初期に添加するか、あるいは吹酸を開始してから連続的に添加することもできる。これ等生石灰や鉄鉱石は、溶融して溶銑２１の湯面の一部を覆うスラグ２０を生成する。精錬用添加剤１２は、吹酸を開始してから添加することができるが、脱炭精錬が進につれ、発生した排ガス（上昇ガス）中のＣＯ濃度が２０容積％以上になり、酸素が殆ど無くなった時点で、前記した精錬用添加剤１２をシュート２３から３〜１０トン炉体１５内の溶銑２１内に添加することが好ましい。排ガス中のＣＯ濃度が２０容積％以上になった時点で添加することにより、精錬用添加剤１２が熱分解して生成した水素、炭化水素等により、脱炭精錬時の排ガス組成が爆発限界に近くのを防止し、精錬用添加剤１２を添加した操業を安定して行うことができる。
【００２９】
添加した精錬用添加剤１２は、図３の斜線部で表す範囲を満たす組成の精錬用添加剤１２にすることにより、スラグ２０から沈み込んで溶銑２１に巻き込まれ、精錬用添加剤１２に含まれるプラスチックが炭素と水素に熱分解し、熱分解して生成した炭素と石炭に含まれる炭素の一部が溶銑２１に加炭される。水素は、混合した石炭中の硫黄と接触し、速やかに脱硫できる。
【００３０】
更に、溶銑２１に加炭された炭素は、ランス２２から吹酸した酸素と下式の反応により燃焼し、この燃焼熱により溶銑２１を昇熱する。
２Ｃ＋Ｏ₂＝２ＣＯ↑ ‥‥ （２）
更に、上底吹き転炉１４での精錬用添加剤１２の添加は、全吹酸時間に対し、吹酸の４／５時間が経過した後の添加を中止することにより、精錬用添加剤１２に含まれる水素が、溶銑２１を脱炭して生成した溶鋼２４に濃化しないことが可能になる。
【００３１】
炉体１５内のスラグ１２の量は、精錬用添加剤１２の添加中において、スラグ２０を３０〜１５０ｋｇ／トン・溶鋼になるように、前記した生石灰やドロマイト等の添加量の調整を行う。そして、炉体１５内に添加した精錬用添加剤１２と接触する溶銑界面積を十分に確保して、精錬用添加剤１２中に含まれる炭素を溶銑７に容易に加炭することができる。そして、上底吹き転炉１４を用いて溶製された溶鋼２４は、取鍋に受鋼され、減圧精錬装置等により二次脱炭精錬を行って高清浄の溶鋼が製造される。
【００３２】
【実施例】
次に、本実施の形態に係る精錬用添加剤を用いた溶鋼の溶製方法の実施例について説明する。上底吹き転炉の装入口から脱硫と脱燐の予備処理を行った溶銑とを装入し、貯蔵ホッパから鉄鉱石と生石灰（ＣａＯ）、ドロマイト等の副原料を貯蔵ホッパから切り出し、シュートを介して炉体内に添加してからランスを装入口から炉内に下降させる。このランスに、２００００Ｎｍ³／ｈｒの酸素を供給して吹酸し、脱炭精錬を行ない、生石灰等が溶解したスラグを３０〜１５０ｋｇ／トン・溶鋼を形成した。更に、吹酸を開始して排ガス中のＣＯ濃度が２０容積％以上になってから全吹練時間の４／５時間以内に、石炭を１００重量部に対し、プラスチックを９〜１２６０重量部とダストを４２〜１６２０重量部からなる図３に示す斜線の領域であって、石炭とプラスチック及びダストの組成の合計が１００重量％となるようにしたものを混練して混合物を製造し、圧縮成形して長さ３０〜７０ｍｍのブリケット（精錬用添加剤）を製造し、このブリケットをシュートから５回に分割して全量５トンを炉体内に添加した。
【００３３】
そして、炭材による着熱効率、出鋼時の溶鋼中の硫黄ピックアップ及び水素ピックアップ、溶鋼歩留り、総合評価を調査した。実施例１は、全吹酸時間に対する塊状物（精錬添加剤）の投入タイミングを吹酸の開始から全吹酸時間の４／５時間以前に添加を行ない、実施例２は、全吹酸時間に対する塊状物の投入タイミングを吹酸の開始から全吹酸時間の２／５時間以前に添加を行ない、塊状物の投入時のスラグ量、塊状物中のプラスチックの配合量が本発明の範囲を満たす場合であり、炭材による着熱効率がそれぞれ８５％、８７％にでき、出鋼時の溶鋼中の硫黄及び水素ピックアップが無く、溶鋼歩留りについても、いずれも９３％と良好であり、総合評価として良い（○）結果が得られた。
【００３４】
実施例３は、全吹酸時間に対する塊状物の投入タイミングを吹酸の開始から全吹酸時間の４／５時間以前に添加を行ない、塊状物投入時のスラグ量を３０ｋｇ／トン・溶鋼にした場合であり、炭材による着熱効率がそれぞれ８９％にでき、出鋼時の溶鋼中の硫黄及び水素ピックアップが無く、溶鋼歩留りについても、いずれも９２％と良く、総合評価として良い（○）結果が得られた。
実施例４は、全吹酸時間に対する塊状物の投入タイミングを吹酸の開始から全吹酸時間の４／５時間以内に添加を行ない、塊状物投入時のスラグ量を１５０ｋｇ／トン・溶鋼にした場合であり、炭材による着熱効率がそれぞれ８３％にでき、出鋼時の溶鋼中の硫黄及び水素ピックアップが無く、溶鋼歩留りについても、いずれも９５％と良好であり、総合評価として良い（○）結果が得られた。
【００３５】
これに対し、比較例は、全吹酸時間に対する塊状物の投入タイミングを吹酸の開始から末期で、全吹酸時間の４／５時間以後に添加を行ない、塊状物投入時のスラグ量を９５ｋｇ／トン・溶鋼にした場合であり、炭材による着熱効率が８３％となったが、出鋼時の溶鋼中の水素ピックアップが大きくなり、減圧二次精錬の負荷が増加し、総合評価として悪い（×）結果となった。更に、従来例は、塊状物を添加せず、通常の炭材のみのを添加して、吹酸による脱炭精錬を行った場合であり、炭材による着熱効率が６５％と悪くなり、溶鋼中の硫黄ピックアップが見られ、総合評価として悪い（×）結果となった。なお、塊状物の組成条件として、図３の斜線で示す組成範囲の内から好ましい組成として、石炭１００重量部に対して１７重量部以上のプラスチックを配合した場合についても実施したが、いずれも炭材による着熱効率良く、出鋼時の溶鋼中の硫黄、水素ピックアップが無く、良好な結果が得られた。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。例えば、炭材には、固形のプラスチックとダストを配合する他に、ダストの替わりに金属鉄や金属粉を配合することができ、精錬スラグを配合することもできる。更に、精錬用添加剤を細かくし、インジェクションランス等を用いて吹き込むことにより、溶銑への加炭をより促進し、溶銑への着熱効率を高めることができる。また、プラスチックとしては、一般に発生する飲料用容器や板材等の回収された廃プラスチックを用いることが好ましい。更に、ダストとして、含クロムの酸化鉄を用い、炭材とプラスチックによる昇熱とクロム還元をしてステンレス溶鋼を溶製することもできる。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により以下の効果を奏するものである。
（１）炭材とプラスチックを熱源に利用して溶銑の昇熱を図ることができ、溶銑中の硫黄分の上昇を抑制して脱炭精錬を行うことができる。しかも、安価な石炭とプラスチックを利用して、昇熱を低コストで行うことができる。特に、プラスチックで不足する熱を炭材の燃焼熱により捕捉して溶銑を安定して昇熱することができる。更に、炭材中に含まれる硫黄をプラスチックの熱分解で生成する水素によって安定して脱硫し、低硫黄の溶鋼を溶製することができる。
【００３８】
（２）また、炭材及びプラスチックに含まれる炭素を溶銑に十分に加炭させることができ、この炭素の燃焼によって溶銑を効率良く着熱させることができる。しかも、プラスチックの熱分解によって生成した水素によって、炭材等に含まれる硫黄を脱硫し、脱炭精錬を終了した溶鋼の低Ｓ化を図り、炭材やプラスチックの燃焼した排ガスを回収して燃料ガスとして回収することができる。
【００３９】
（３）また、排ガス中の酸素濃度を低減して排ガス組成が爆発限界に近接するのを抑制でき、安定してプラスチックを含む精錬炉用添加剤を使用することができるし、吹酸の初期の温度の低い時期に精錬炉用添加剤を添加して燃焼熱を溶銑に確実に着熱でき、プラスチックに含まれる水素のよる溶鋼の汚染を抑制することができる。さらに、溶銑の界面積を確保して、精錬炉用添加剤に含まれる炭素の溶銑への加炭を促進し、溶銑の昇熱効率をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る精錬炉用添加剤の製造装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法に用いる上底吹き転炉の説明図である。
【図３】炭材とプラスチックとダストの組成の状態図である。
【符号の説明】
１精錬炉用添加剤の製造装置
２プラスチックを貯蔵するホッパ
３ダストを貯蔵するホッパ
４石炭を貯蔵するホッパ
５射出成形機
６受け口
７ベルトコンベア
８乾燥機
９ベルトコンベア
１０シュート
１１攪拌羽根
１２精錬用添加剤（塊状物）
１３ノズル
１４上底吹き転炉
１５炉体
１６底部
１７底吹きノズル
１８出鋼口
１９装入口
２０スラグ
２１溶銑
２２ランス
２３シュート
２４溶鋼

Claims

精錬炉に、炭素が４質量％以下の未飽和の溶銑を装入し、炭材１００重量部に対し、プラスチックを９〜１２６０重量部とダストを１１〜１６２０重量部を配合して混練した混合物を加圧成形した精錬炉用添加剤を前記溶銑に添加しながら吹酸して脱炭精錬を行い、前記精錬炉用添加剤を添加する時の精錬炉のＣａＯを含むスラグ量を３０〜１５０ｋｇ／トン・溶鋼にすることを特徴とする精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法。
請求項１記載の精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法において、前記精錬炉用添加剤は、吹錬を開始してから排ガス中のＣＯ濃度が２０容積％以上で添加することを特徴とする精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法。
請求項１または２記載の精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法において、前記精錬炉用添加剤を添加する時期は、全吹酸時間に対して４／５の時間以前に添加することを特徴とする精錬炉用添加剤を用いた溶鋼の精錬方法。