JP5292870B2 - Reuse method of slag in ladle - Google Patents
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Description
本発明は、連続鋳造機などの鋳造工程で鋳造された後の取鍋内に残留するスラグの再利用方法に関し、詳しくは、取鍋内のスラグを溶銑の脱硫剤として再利用する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for reusing slag remaining in a ladle after being cast in a casting process such as a continuous casting machine, and more particularly to a method for reusing slag in a ladle as a desulfurizing agent for hot metal. It is.
製鋼所や製鋼工場においては、転炉、電気炉或いはRH真空脱ガス装置などで精錬された溶鋼は取鍋に収容されて連続鋳造機などの鋳造工程に搬送され、鋳造工程で鋳型内に鋳造されて所定の形状の鋳片或いは鋼塊に製造される。取鍋内には、転炉や電気炉での精錬工程で生成したスラグが溶鋼上に存在しており、スラグが鋳型内に注入されると鋳片或いは鋼塊の品質が劣化するので、取鍋底に設置された流出孔からスラグが流出したことを操作員が目視で或いはセンサーが自動的に検知した時点で前記流出孔を閉鎖し、取鍋からの注入を終了している。この場合、取鍋内には溶鋼の一部も残留する。 In steelworks and steelworks, molten steel refined by converters, electric furnaces, or RH vacuum degassing equipment is stored in a ladle and transported to a casting process such as a continuous casting machine, where it is cast into a mold. Thus, a slab or a steel ingot having a predetermined shape is manufactured. In the ladle, the slag produced in the refining process in the converter or electric furnace exists on the molten steel, and when the slag is injected into the mold, the quality of the slab or steel ingot deteriorates. When the operator visually detects that the slag has flowed out from the outflow hole installed in the bottom of the pan or when the sensor automatically detects the slag, the outflow hole is closed and the injection from the ladle is finished. In this case, a part of the molten steel remains in the ladle.
取鍋内に残留した溶鋼及びスラグは、溶鋼は前記流出孔から型枠などに排出され、スラグは取鍋を転倒させることにより、ノロパン(「ノロ鍋」、「スラグ鍋」ともいう)或いはドライピット(「スラグ畠」ともいう)に排出される。残留する溶鋼が少量の場合には、溶鋼もスラグとともにノロパン或いはドライピットに排出される。排出されたスラグは、自然冷却した後に起重機などにより掘り起こされ、且つ破砕機により破砕され、次いで、磁選機により鉄分が除去され後に、埋め立て用材料として埋立地で利用する、或いは路盤用材料として利用するなどされていた(例えば、特許文献1を参照)。但し、このスラグはCaOを含有し、自然膨脹性があるために大半が埋め立て用材料としてのみ利用されていた。 Molten steel and slag remaining in the ladle is discharged from the outflow hole to a mold or the like, and the slag is turned over by tumbling the ladle. It is discharged into a pit (also called “slag ridge”). When a small amount of molten steel remains, the molten steel is also discharged into the noropan or dry pit together with the slag. The discharged slag is naturally cooled, then dug up by a hoist, etc., and crushed by a crusher, then iron is removed by a magnetic separator, and then used as landfill material at a landfill or as roadbed material (For example, refer to Patent Document 1). However, since this slag contains CaO and is naturally expandable, most of the slag has been used only as a material for landfill.
このスラグの利用範囲を拡大することを目的として、特許文献2には、転炉などから取鍋への出鋼時に、溶鋼トンあたり1〜10kgの生石灰を取鍋内に添加し、取鍋内での溶鋼の復燐を防止するとともに保温を図り、鋳造後、取鍋内のスラグをノロパンに排出し、冷却後に破砕及び磁選処理して脱燐・脱硫用の副原料に利用することが提案されている。
For the purpose of expanding the range of use of this slag,
また、特許文献3には、連続鋳造工程において、取鍋からのスラグの流出に先立って取鍋内に溶鋼を残した状態で取鍋からタンディッシュへの供給を終了し、取鍋内の残溶鋼及びスラグを熱間のまま転炉などの精錬炉へ再装入し、残溶鋼は鉄源として、スラグは造滓剤として利用することが提案されている。特許文献3では、取鍋からスラグが流出しないので、スラグによる鋳片欠陥が回避されるという効果も呈する。
しかしながら、上記従来技術には以下の問題点がある。 However, the above prior art has the following problems.
特許文献2では、取鍋内スラグを脱燐剤及び脱硫剤として使用する点で優れるが、スラグを一旦冷却しており、そのために、スラグの破砕処理及び磁選処理が必要であり、リサイクル処理コストが高くなるという問題点がある。また、取鍋からのスラグの排出時にスラグが排出しきれずに大量のスラグが残留した場合には、このスラグにより次回受鋼時の溶鋼の品質が劣化する恐れがあるという問題点もある。
In
特許文献3では、熱間でそのままスラグ及び残溶鋼を転炉などの精錬炉に装入しており、破砕などの工程を必要とせず、特許文献2におけるリサイクル処理コストが高くなるという問題点は解消されるが、スラグのリサイクル回数が増えると、スラグ中の未反応CaOは減少して、転炉精錬の造滓剤として機能しなくなり、新たに添加する造滓剤を減らすことができなくなり、その結果、転炉では大量のスラグ下での精錬を余儀なくされ、転炉精錬の効率が低下するという問題を招く恐れがある。
In
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、鋳造終了後に取鍋内に残留するスラグを、リサイクル処理コストを高くすることなく、しかも、他の操業に悪影響を及ぼすことなく、有効利用することのできる、取鍋内スラグの再利用方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to adversely affect other operations without increasing the recycling treatment cost of slag remaining in the ladle after completion of casting. It is to provide a method for reusing slag in a ladle that can be used effectively without any problems.
上記課題を解決するための第1の発明に係る取鍋内スラグの再利用方法は、鋳造終了後の取鍋内に残留したスラグを、熱間状態のまま前記取鍋を転倒させて溶銑を収容した溶銑鍋内に排出し、該溶銑鍋に前記スラグを残留させた状態で溶銑鍋から溶銑を転炉脱炭精錬用の主原料として払い出し、その後、スラグを残留させた前記溶銑鍋で高炉から出銑される溶銑を受銑し、受銑後、受銑した溶銑を、前記スラグを脱硫剤の一部として脱硫処理することを特徴とするものである。 The method for reusing slag in a ladle according to the first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem is that the slag remaining in the ladle after the end of casting is tumbled over the ladle while still in a hot state to produce hot metal. The hot metal is discharged into the hot metal ladle contained, and the hot metal is discharged from the hot metal hot pot as a main raw material for converter decarburization refining with the slag remaining in the hot metal hot pot, and then the blast furnace in the hot metal hot pot with the slag remaining. In this case, the hot metal produced from the steel is received, and after receiving, the received hot metal is desulfurized using the slag as a part of the desulfurizing agent.
第2の発明に係る取鍋内スラグの再利用方法は、第1の発明において、取鍋内に残留したスラグを溶銑鍋内に排出する前に、溶銑鍋内にAlを含有する脱酸剤を予め添加することを特徴とするものである。 The method for reusing slag in a ladle according to the second invention is the deoxidizer containing Al in the hot metal ladle before discharging the slag remaining in the ladle into the hot metal ladle in the first invention. Is previously added.
第3の発明に係る取鍋内スラグの再利用方法は、第1または第2の発明において、取鍋内に残留したスラグは、Alを含有する脱酸剤または生石灰の添加によって予め改質されたスラグであることを特徴とするものである。 The method for reusing slag in a ladle according to the third invention is the first or second invention, wherein the slag remaining in the ladle is modified in advance by the addition of a deoxidizer or quicklime containing Al. It is characterized by being a slag.
本発明によれば、取鍋内に残留したスラグを熱間状態のまま溶銑鍋に排出するので、排出後に取鍋内に残留するスラグは少なく、この取鍋による次回受鋼時の溶鋼の品質劣化を防止することができる。また、溶銑鍋に排出したスラグを溶銑の脱硫剤の一部として使用するので、溶銑脱硫における脱硫剤の使用量を削減することができるのみならず、スラグは破砕する必要がなく、リサイクルに要するコスト上昇を抑制することができる。しかも、他の操業に悪影響を及ぼすことなく、取鍋内に残留したスラグをリサイクルすることが可能となる。このように本発明によって工業上有益な効果がもたらされる。 According to the present invention, since the slag remaining in the ladle is discharged into the hot metal ladle in a hot state, there is little slag remaining in the ladle after discharge, and the quality of the molten steel at the time of next steel receiving by this ladle Deterioration can be prevented. Moreover, since the slag discharged to the hot metal ladle is used as a part of the hot metal desulfurization agent, not only the amount of desulfurization agent used in the hot metal desulfurization can be reduced, but the slag does not need to be crushed and is required for recycling. An increase in cost can be suppressed. In addition, the slag remaining in the ladle can be recycled without adversely affecting other operations. Thus, the present invention provides an industrially beneficial effect.
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明に係る取鍋内スラグの再利用方法の工程を示す概略図である。本発明に係る取鍋内スラグの再利用方法は、図1に示す(A)から(E)の順に一連の工程を実施する。以下、図1の(A)から順に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view showing steps of a method for reusing slag in a ladle according to the present invention. The method for reusing slag in a ladle according to the present invention performs a series of steps in the order of (A) to (E) shown in FIG. In the following, description will be made in order from FIG.
図1(A)は、取鍋3に収容した溶鋼2を、連続鋳造設備のタンディッシュ4に一旦注入して滞留させ、タンディッシュ4から鋳型5に鋳造している様子を示す図である。取鍋3に収容された溶鋼2の浴面上にはスラグ1が存在する。このスラグ1の主体は、前工程の転炉での精錬工程で生成したスラグが、転炉から溶鋼2を取鍋3に出鋼する際に溶鋼2に混入して流出したもので、スラグ1は、転炉スラグを主成分とし、出鋼後のAlやSiなどの脱酸で生成した脱酸生成物(酸化物)が加わった、CaO−SiO2−Al2O3−MgO系組成である。具体的には、CaO:35〜55質量%、SiO2:10〜20質量%、Al2O3:5〜15質量%、MgO:5〜10質量%、塩基度(質量%CaO/質量%SiO2)が3〜5程度である。
FIG. 1A is a view showing a state in which
取鍋3に収容した溶鋼2が少なくなると、取鍋3の内部に溶鋼2の渦流が形成され、この渦流に巻き込まれてスラグ1が溶鋼2とともにタンディッシュ4に流出する。このスラグ1の取鍋3からタンディッシュ4への流出を、電磁気を利用したセンサー、赤外線カメラ、或いは操作員による目視観察などで検知したなら、取鍋3の底部に設置したスライディングノズル12を閉鎖して取鍋3からタンディッシュ4への注入を終了する。スラグ1は溶鋼2に混入して流出するので、取鍋内には溶鋼2も残留する。特に、スラグ1のタンディッシュ4への流出量を少なくしようとする場合には、溶鋼2の残留量が多くなる。尚、スラグ1が溶鋼2とともにタンディッシュ4に流出する前に、取鍋3に所定量の溶鋼を残留させた状態で、取鍋3からタンディッシュ4への注入を終了しても構わない。鋳造中にロードセルなどで取鍋3の質量を連続して測定することにより、取鍋内の溶鋼質量を求めることができる。
When the
取鍋3からタンディッシュ4への注入が終了した以降、連続鋳造設備では、新たな取鍋を用意して連続鋳造を更に継続するか、或いは、タンディッシュ4に残留した溶鋼2の鋳型5への鋳造が終了した時点で鋳造を終了する。
After the pouring from the
一方、スライディングノズル12を閉鎖したなら、取鍋3をタンディッシュ4の上方所定位置から直ちに移動させ、取鍋内に残留させたスラグ1が固化完了する前に、取鍋3を、溶銑8を収容し、連続鋳造設備の周辺で台車7に積載されて待機している溶銑鍋6の位置まで搬送する。
On the other hand, if the
そして、図1(B)に示すように、スラグ1を収容する取鍋3を、溶銑鍋6の上方で転倒させ、取鍋3の上端開口部から残留させた熱間状態のスラグ1を溶銑鍋6に排出する。残留させた溶鋼2もスラグ1と同時に溶銑鍋6に排出する。溶銑鍋6には、予め溶銑鍋6の容量の1/2程度の溶銑8を収容させておく。残留させた溶鋼2は溶銑8に混合して鉄源として回収され、スラグ1は溶銑8の湯面上に滞留する。
And as shown in FIG.1 (B), the
ここで、スラグ1を溶銑鍋6に排出する際に、溶銑鍋内の溶銑8に含有される炭素と、スラグ1に含有される低級酸化物(FeO、MnOなど)とが、反応してCOガスが発生し、スラグ1の噴出を招くこともあるので、溶銑鍋内の溶銑8の湯面上にAl含有脱酸剤13を予め上置きして、排出されるスラグ1を脱酸することが好ましい。低級酸化物は優先的にAl含有脱酸剤13に含有されるAlと反応するので、COガスの発生を防止することができる。Al含有脱酸剤13としては、金属Al、Fe―Al合金などを使用できるが、安価であることから金属Alを30〜50質量%含有するアルミドロス(「アルミ灰」ともいう)が最適である。
Here, when discharging the slag 1 to the hot metal ladle 6, carbon contained in the hot metal 8 in the hot metal ladle and lower oxides (FeO, MnO, etc.) contained in the slag 1 react to produce CO. Since gas may be generated and the slag 1 may be ejected, an Al-containing
スラグ1を排出する前に予め脱酸するなどして改質し、スラグ1に含有される低級酸化物を減少させておけば、Al含有脱酸剤13の使用量を削減できる、或いはAl含有脱酸剤13を使用する必要がなくなることから、取鍋内においてスラグ1を予め脱酸することが好ましい。高清浄度鋼の溶製の際には、転炉からの出鋼後にAl含有脱酸剤や生石灰などを取鍋内に添加してスラグ中の低級酸化物を還元或いは減少させる、所謂「スラグ改質」が行われている。従って、スラグ改質の処理が施されたスラグに対して本発明を適用することが望ましい。
The amount of the Al-containing
このようにして、取鍋3に残留させたスラグ1を溶銑鍋6に排出する。1回ないし3回程度のスラグ1の溶銑鍋6への排出を実施し、溶銑鍋6に溶銑8及びスラグ1が或る程度貯まったなら、溶銑鍋内の溶銑8の温度が低下して凝固しないうちに、台車7を転炉設備の周辺に移動させ、溶銑鍋6に収容された溶銑8を装入鍋(図示せず)などの別の容器に払い出す。溶銑8を溶銑鍋6から装入鍋などに払い出す際に、スラグ1の大部分を溶銑鍋6に残留させる。溶銑8は装入鍋から更に転炉に装入され、転炉にて脱炭精錬が施されて、所定組成の溶鋼に仕上げられる。溶銑8を溶銑鍋6から払い出した後の状態を図1(C)に示す。
In this way, the slag 1 left in the
その後、台車7を移動させて溶銑鍋6を高炉鋳床の直下に搬送し、その場で高炉からの溶銑の出銑を待つ。そして、図1(D)に示すように、高炉から出銑される溶銑10を、傾注樋9を介して受銑する。傾注樋9は、高炉鋳床に設けられる溶銑樋(図示せず)の延長に設けられる注銑のための慣用の装置である。注入される溶銑10の熱によってスラグ1の一部は再溶融し、溶銑10の浴面上に浮遊する。溶銑10とともに高炉スラグが溶銑鍋6に注入されることもあるが、本発明を実施する上で特段の問題はない。溶銑鍋6で所定量の溶銑10を受銑したなら、傾注樋9を反対側に傾斜させて溶銑10の溶銑鍋6への供給を終了する。その後、溶銑10を収容した溶銑鍋6を脱硫処理設備に搬送する。
Thereafter, the carriage 7 is moved to convey the hot metal ladle 6 directly below the blast furnace casting floor and wait for the hot metal to come out of the blast furnace. Then, as shown in FIG. 1 (D), the
脱硫処理設備には、図1(E)に示すように、溶銑鍋内を昇降可能で、軸11aを回転軸として回転するインペラー(「攪拌翼」とも呼ぶ)11が備えられ、また、脱硫剤14を溶銑鍋6の内部に添加するための、ホッパー、シュートなどからなる脱硫剤添加装置15が備えられている。この脱硫処理設備は、インペラー11を溶銑鍋6に収容された溶銑10に浸漬させ、インペラー11を回転させて溶銑10を旋回・攪拌し、この攪拌によって溶銑10に上置き添加した脱硫剤14を溶銑10に巻き込ませ、脱硫処理する設備であり、機械攪拌式脱硫装置とも呼ばれている。
As shown in FIG. 1 (E), the desulfurization processing equipment is provided with an impeller (also referred to as “stirring blade”) 11 that can move up and down in the hot metal ladle and rotates about a
図1(E)に示すように、収容する溶銑10の浴面上にスラグ1が存在した状態で、溶銑鍋6にインペラー11を浸漬させ、インペラー11を回転させて溶銑10の脱硫処理を実施する。インペラー11の回転に伴ってスラグ1が溶銑10に巻き込まれ脱硫反応が進行する。スラグ1だけでは脱硫能が小さいので、必要に応じて脱硫剤添加装置15から脱硫剤14を添加する。脱硫剤14としては、CaO系脱硫剤を使用する。ここで、CaO系脱硫剤とは、CaOを主成分とし、CaF2やAl2O3などを必要に応じて数質量%から十数質量%配合したものである。この場合の脱硫反応は「CaO+S→CaS+O」によって行われる。
As shown in FIG. 1 (E), with the slag 1 on the bath surface of the
尚、溶銑10の脱硫処理方法には、上記の機械攪拌式脱硫装置を用いた方法の他に、粉体状の脱硫剤を、溶銑中に浸漬させたインジェクションランスから搬送用ガスとともに吹き込んで行う方法や、鉄被覆金属Mgワイヤーを溶銑中に高速度で供給して行うワイヤー・フィーダー法などがあるが、本発明では、溶銑10の浴面上に浮遊するスラグ1に含有されるCaOを脱硫剤の一部として利用することを目的としており、溶銑10の浴面上に浮遊するスラグ1を溶銑中に巻き込ませるためには機械攪拌式脱硫装置が優れており、従って、機械攪拌式脱硫装置を用いて脱硫処理することが好ましい。
In addition to the method using the mechanical stirring type desulfurization apparatus described above, the desulfurization treatment method for the
インペラー11による攪拌を所定の時間実施したなら、インペラー11を停止し、インペラー11を溶銑10の上方に上昇させる。溶銑中に懸濁した、スラグ1を始めとする脱硫剤14は、脱硫スラグとなって溶銑浴面に浮上し、脱硫処理が終了する。脱硫処理後、生成した脱硫スラグを溶銑鍋6から排出し、溶銑10を収容した溶銑鍋6を次工程の転炉設備或いは溶銑予備脱燐設備に搬送する。
When the stirring by the impeller 11 is performed for a predetermined time, the impeller 11 is stopped and the impeller 11 is raised above the
このように、本発明によれば、取鍋内に残留したスラグ1を熱間状態のまま溶銑鍋6に排出するので、排出後に取鍋内に残留するスラグは少なく、この取鍋による次回受鋼時の溶鋼の品質劣化を防止することができる。また、溶銑鍋に排出したスラグ1を溶銑10の脱硫剤14の一部として使用するので、溶銑脱硫における脱硫剤の使用量を削減することができるのみならず、スラグは破砕する必要がなく、リサイクルに要するコスト上昇を抑制することができる。
Thus, according to the present invention, since the slag 1 remaining in the ladle is discharged to the hot metal ladle 6 in a hot state, there is little slag remaining in the ladle after the discharge, and the next receiving by this ladle. It is possible to prevent the deterioration of the quality of the molten steel at the time of steel. Moreover, since the slag 1 discharged to the hot metal ladle is used as a part of the desulfurizing
具体的には、本発明を適用することによって、取鍋内に付着残留するスラグ1の量は、取鍋あたり200kg以下に低減され、付着量が少なく残留スラグが実質的にゼロの場合も発生する。従来、残留した溶鋼2を先ず型枠などに排出させ、その後スラグ1をドライピットなどに排出していた場合には、取鍋あたり500kg程度が付着しており、付着スラグは大幅に削減されたことが分かる。また、溶銑の脱流処理において、CaO系脱硫剤の使用量は、スラグ1をリサイクルしない場合には9kg/tであったが、スラグ1をリサイクルすることによって6kg/t程度になり、およそ3kg/tのCaO系脱硫剤の削減が達成されている。
Specifically, by applying the present invention, the amount of slag 1 remaining in the ladle is reduced to 200 kg or less per ladle, and the amount of adhesion is small and the residual slag is substantially zero. To do. Conventionally, when the remaining
1 スラグ
2 溶鋼
3 取鍋
4 タンディッシュ
5 鋳型
6 溶銑鍋
7 台車
8 溶銑
9 傾注樋
10 溶銑
11 インペラー
12 スライディングノズル
13 Al含有脱酸剤
14 脱硫剤
15 脱硫剤添加装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
Priority Applications (1)
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