JP4634674B2

JP4634674B2 - 溶銑脱燐スラグの改質方法

Info

Publication number: JP4634674B2
Application number: JP2001295881A
Authority: JP
Inventors: 健夫井本; 洋永浜
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003105416A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転炉型精錬容器で溶鉄の脱燐処理を実施する際に発生するスラグのフリーライムを低減するためのスラグ改質方法に属する。
【０００２】
【従来の技術】
転炉における溶銑脱燐は、通常の脱炭精錬よりも低温で処理を行うことによって、比較的少量の石灰系等の脱燐剤で低濃度まで脱燐を進行させることができる。しかし、通常１４００℃以下で実施される脱燐処理を終えた後のスラグ中ＣａＯは、完全に滓化されずにフリーライムとして処理後のスラグに残存する。精錬の副産物であるスラグは、道路舗装用の骨材や、コンクリートの材料などとして、工業的に利用が行われる。しかし、フリーライムの濃度が高い場合には、空気中等の水分と（１）式の水和反応を引き起こし安くなり、建材として使用する際の品質トラブルを引き起こしやすくなる。
ＣａＯ＋Ｈ₂Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）₂・・・・・・・・（１）
【０００３】
水和反応による膨張を防ぐため、特開平０５−８５７８５に示されるように排出したスラグを予め蒸気エージングによって水和を終了させる方法や、3^rd Europian Oxygen Steelmaking Conference (30 October〜1 November,2000)論文集Ｐ．５２４に示されているような炉外で酸素と珪砂を吹き込むような方法が利用されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、蒸気エージングを実施するためには専用のエージング設備が必要であり、かつ、長時間の反応時間を必要とするし、炉外での専用ステーションを設けるのにも設備コスト、ランニングコストが割高になる。
【０００５】
本発明は、溶銑脱燐で発生するスラグ中のフリーライムを専用設備無しで、安価に短時間で低減可能な技術の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は以下の方法である。
（１）溶銑脱燐スラグの改質方法において、上底吹き転炉、または底吹き転炉を用いた脱燐処理を行うに際し、終了時のスラグ中のｔ．Ｆｅ１０〜５０質量％、塩基度０．５〜２．０とし、溶銑温度１４００℃以下で出銑を実施した後、底吹き羽口より酸素をスラグ中に吹き込むことを特徴とする溶銑脱燐スラグの改質方法。
（２）（１）の溶銑脱燐スラグの改質方法において脱燐処理前のスラグ中のフッ素濃度を１質量％未満とし、出銑後スラグに珪砂を添加することを特徴とする溶銑脱燐スラグの改質方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１に従って説明する。図１は溶銑脱燐処理後に出銑を終えた上底吹き転炉を模式的に示したものである。上吹きランス１を上昇させた状態でスラグ４中に底吹き羽口２より酸素ガス３を吹き込んでいる。このときのスラグ４は、脱燐処理終了時にｔ．Ｆｅ１０〜５０％で、ＣａＯとＳｉＯ₂の質量比で定義される塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂）が０．５〜２．０とする必要がある。スラグ成分の決定方法としては、出銑中に炉口から金属棒をスラグ中に浸漬して付着した試料を粉砕、磁選したものを蛍光Ｘ線分析法で分析するなどして適宜決定することができる。
【０００８】
底吹き羽口より酸素を吹き込むことによって、スラグ中に残存するフリーライム（：ＣａＯ）とＦｅＯは（２）式に従って低融点のカルシウムフェライトを形成することができる。
ＣａＯ＋ＦｅＯ＋１／２Ｏ₂→ＣａＦｅ₂Ｏ₄・・・（２）
この時、スラグ中のｔ．Ｆｅは１０質量％以上であることが必要であり、それ未満では（２）式の反応を効率よく進めることが出来ない。Ｔ．Ｆｅは本来ＦｅＯとＦｅ₂Ｏ₃、磁選で分離できなかったメタリックＦｅの合計であるが、これらを正確に分離するためには化学分析が必要となり高い分析コストと長時間を要するが、転炉での溶銑脱燐スラグのｔ．Ｆｅの主成分は通常ＦｅＯなので、蛍光Ｘ線分析値で十分代表性を確保することが出来る。
【０００９】
また、ｔ．Ｆｅに５０％以下という上限値を設けたのは、それを超える高ｔ．Ｆｅ条件では滓化が十分に進行しており、フリーライムも問題にならないほど低いスラグになることから酸素吹き込みの効果が顕著でなくなるためである。スラグの塩基度を０．５以上としたのは、０．５未満では問題になるほどフリーライムが残留しないこと。塩基度２以下としたのは、それを超える高塩基度ではカルシウムフェライトにならずに残留するフリーライム分が増加するためである。また、脱燐処理時の溶銑温度は１４００℃を上限としているが、これは、１４００℃を超える範囲ではフリーライムの滓化がほぼ十分になる一方で、かつ脱燐効率が低下することから本発明の適用範囲から除外した。
【００１０】
本発明においては、転炉炉内のスラグに底吹き羽口を用いて酸素ガスを吹き込んでいるので、炉外のスラグ容器での酸素吹き込みや上吹きランスを用いた酸素吹き込みと比較してスラグを強く攪拌することができ、反応を促進させることが可能になった。
【００１１】
また、（２）式の反応は発熱反応であることから、スラグの滓化促進にも有効であり、スラグ中に珪砂を添加することによってＣａＯ−ＳｉＯ₂系の溶融スラグとしてフリーライムを更に低減できる効果があり、蛍石のような耐火物溶損に問題のあるフッ素系滓化剤を用いること無く安定なスラグを生成させることができる。
【００１２】
【実施例】
本発明の効果を検証するために、３００ｔ転炉によるフリーライム低減試験を実施した。初期の溶銑温度を１２００〜１２４０℃として、塩基度１．２を目標として生石灰を初期に投入し、３８０００Ｎｍ³／ｈの送酸速度で６分間の脱燐処理を行うことによって、初期０．１０〜０．１３質量％の燐を０．０２〜０．０３質量％まで脱燐処理を行うことが出来た。吹錬終了時の溶銑温度は１３１０〜１３５０℃であった。出銑中に採取したスラグ組成は、ｔ．Ｆｅで１４〜３２質量％、実績塩基度は０．９〜１．３であった。出銑終了後に炉口から珪砂を１．２ｔ添加し、底吹き羽口から５０００Ｎｍ³／ｈの流量で５分間酸素をスラグ中に吹き込んだ後スラグポットに排滓を行った。
【００１３】
冷却後スラグポットから任意に３ケ所スラグを採取し、エチレングリコール抽出法でフリーライムを分析した結果、５チャージの試験におけるフリーライムは０．７〜１．８質量％で平均値として１．２％を得た。
【００１４】
（比較例）
実施例と同様の脱燐処理を５ｃｈ行い、出銑後直ちに排滓して同様のフリーライム濃度の調査を行った結果３．８〜５．２質量％で平均値は４．５質量％であった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によって、設備改造の必要なく短時間で脱燐スラグのフリーライムを低減することが出来、副産物としてのスラグの消費価値を大幅に高めることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示した模式図。
【符号の説明】
１酸素ランス
２羽口
３酸素ガス
４スラグ
５出銑孔
６排ガスフード
７ホッパー

Claims

溶銑脱燐スラグの改質方法において、上底吹き転炉、または底吹き転炉を用いた脱燐処理を行うに際し、終了時のスラグ中のｔ．Ｆｅ１０〜５０質量％、塩基度０．５〜２．０とし、溶銑温度１４００℃以下で出銑を実施した後、底吹き羽口より酸素をスラグ中に吹き込むことを特徴とする溶銑脱燐スラグの改質方法。
溶銑脱燐スラグの改質方法において、脱燐処理前のスラグ中のフッ素濃度を１質量％未満とし、出銑後スラグに珪砂を添加することを特徴とする請求項１記載の溶銑脱燐スラグの改質方法。