JP6126355B2 - Hot metal desulfurization treatment method - Google Patents

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

Description

この発明は、炭素含有溶銑の脱硫処理方法に関する。   The present invention relates to a method for desulfurizing a carbon-containing hot metal.

ステンレス鋼、鉄鋼等の製造工程では、含有していると製造完了後の製品を脆化させる硫黄分を取り除くために、原料を溶解して生成された溶銑に対して硫黄分を除去する脱硫処理が行われる。脱硫処理では、例えばステンレス鋼の場合、電気炉で製造された後に受銑鍋に移された溶銑に脱硫剤が添加されることによって、脱硫剤と溶銑中の硫黄とを反応させ硫黄分をスラグとして分離させる。このとき、受銑鍋内の溶銑に浸漬させたインペラ(攪拌羽根)で溶銑を機械攪拌しつつ溶銑に脱硫剤を添加することによって、溶銑の脱硫反応を促進させる方法が採用されている。そして、この機械攪拌式の脱硫処理方法は、KR法と呼ばれる。   In the production process of stainless steel, steel, etc., desulfurization treatment that removes sulfur content from the molten iron produced by melting the raw material to remove the sulfur content that causes embrittlement of the finished product when contained Is done. In the desulfurization process, for example, in the case of stainless steel, a desulfurizing agent is added to the hot metal that has been manufactured in an electric furnace and then transferred to a ladle, thereby reacting the desulfurizing agent with sulfur in the hot metal to slag the sulfur content. To separate. At this time, a method is adopted in which the desulfurization reaction of hot metal is accelerated by adding a desulfurizing agent to the hot metal while mechanically stirring the hot metal with an impeller (stirring blade) immersed in the hot metal in the receiving pan. This mechanical stirring type desulfurization treatment method is called a KR method.

KR法では、安価で取り扱いが容易なCaO(生石灰、酸化カルシウム)を主成分とする脱硫剤が使用される。CaOによる溶銑の脱硫反応は、一般的に下記の式で表される。
[S]+(CaO)→(CaS)+[O]
つまり、溶銑中のS(硫黄)と、CaOとが反応して、スラグ中にCaS(硫化カルシウム)が生成されると共に溶銑中にO(酸素)が生成される。なお、[S]のように[ ]付きで示される物質は、溶銑中にある物質のことであり、(CaS)のように( )付きで示される物質は、スラグ中にある物質のことである。
In the KR method, a desulfurization agent mainly composed of CaO (quick lime, calcium oxide) that is inexpensive and easy to handle is used. The hot metal desulfurization reaction with CaO is generally represented by the following formula.
[S] + (CaO) → (CaS) + [O]
That is, S (sulfur) in the hot metal and CaO react to generate CaS (calcium sulfide) in the slag and O (oxygen) in the hot metal. In addition, a substance indicated with [] such as [S] is a substance in hot metal, and a substance indicated with () such as (CaS) is a substance in slag. is there.

さらに、脱硫反応を促進するために脱酸剤であるアルミナ−金属Al(アルミニウム)混合体を含有した、CaOを主成分とする脱硫剤も、用いられている。アルミナ−金属Al混合体は、溶銑中のOを除去することによって上式の酸素を生成する反応を促進する効果のほか、CaOの凝集を防ぐと共にそのアルミナによって脱硫剤中のCaOを滓化させて、CaOの反応を促進する効果を有している。
例えば、特許文献1には、CaO粉体に対してアルミナ−金属Al混合体を添加した脱硫剤を、攪拌羽根によって攪拌されている溶銑の浴面に添加する脱硫方法が記載されている。特許文献1に記載される脱硫方法では、金属Alを10〜50質量%含有するアルミナ−金属Al混合体が用いられている。そして、CaOの滓化を促進するために、脱硫剤におけるアルミナ−金属Al混合体の配合比率は、溶銑の温度が低い場合に高くされ、溶銑の温度が高い場合に低くされている。
Furthermore, a desulfurization agent containing CaO as a main component and containing an alumina-metal Al (aluminum) mixture as a deoxidation agent in order to accelerate the desulfurization reaction is also used. The alumina-metal Al mixture not only has the effect of promoting the reaction of generating oxygen in the above formula by removing O in the hot metal, but also prevents CaO from agglomerating and allows the alumina to hatch CaO in the desulfurizing agent. Thus, it has the effect of promoting the reaction of CaO.
For example, Patent Document 1 describes a desulfurization method in which a desulfurization agent in which an alumina-metal Al mixture is added to CaO powder is added to the bath surface of hot metal being stirred by a stirring blade. In the desulfurization method described in Patent Document 1, an alumina-metal Al mixture containing 10 to 50% by mass of metal Al is used. And in order to accelerate | stimulate the hatching of CaO, the mixture ratio of the alumina metal Al mixture in a desulfurization agent is made high when the temperature of hot metal is low, and is made low when the temperature of hot metal is high.

特開2011−132566号公報JP 2011-132666 A

特許文献1に記載される脱硫剤は、アルミナ−金属Al混合体においてアルミナ(Al)の混合比率が高くなっており、CaO−Alからなる2元系の脱硫剤を形成している。例えば、CaO−Alからなる2元系の脱硫剤を用いてステンレス鋼の溶銑を脱硫処理する際、脱硫処理時の温度が1250〜1400℃である場合、1400℃以下ではCaO−Alからなる2元系の脱硫剤には液相が存在しないため、アルミナによるCaOの滓化促進効果は低くなる。さらに、脱硫剤が固相を形成するため、アルミナの濃度が高い場合には、CaO粒子の表面にCaO−Alからなる固溶体相が形成され、形成された固溶体相によってCaOの脱硫反応が阻害される。従って、脱硫剤による溶銑の脱硫効率が低下するという問題がある。
また、脱硫剤中の含有物又は溶銑が大気酸化して脱硫剤中の成分が変化し、1250〜1400℃といった温度でも脱硫剤に液相が存在するようになる場合が仮に生じたとしても、液相では、CaO−Al系の高粘度スラグが形成される。このため、脱硫剤が液相化しても脱硫効率は低下する。
The desulfurization agent described in Patent Document 1 has a high mixing ratio of alumina (Al 2 O 3 ) in an alumina-metal Al mixture, and forms a binary desulfurization agent composed of CaO—Al 2 O 3. doing. For example, when stainless steel hot metal is desulfurized using a binary desulfurization agent composed of CaO—Al 2 O 3 , when the temperature during desulfurization is 1250 to 1400 ° C., CaO—Al at 1400 ° C. or lower. Since there is no liquid phase in the binary desulfurization agent made of 2 O 3, the effect of promoting the hatching of CaO by alumina is reduced. Furthermore, since the desulfurizing agent forms a solid phase, when the concentration of alumina is high, a solid solution phase composed of CaO—Al 2 O 3 is formed on the surface of the CaO particles, and the desulfurization reaction of CaO is caused by the formed solid solution phase. Is inhibited. Therefore, there is a problem that the desulfurization efficiency of the hot metal by the desulfurizing agent is lowered.
In addition, even if the content in the desulfurizing agent or the hot metal is oxidized in the atmosphere and the components in the desulfurizing agent are changed, and a liquid phase is present in the desulfurizing agent even at a temperature of 1250 to 1400 ° C., In the liquid phase, a CaO—Al 2 O 3 -based high viscosity slag is formed. For this reason, even if the desulfurizing agent is made into a liquid phase, the desulfurization efficiency is lowered.

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、CaO−Al系固溶体の生成を低減することによって脱硫効率の向上を図る溶銑の脱硫処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and provides a hot metal desulfurization treatment method that improves desulfurization efficiency by reducing the formation of a CaO—Al 2 O 3 -based solid solution. Objective.

上記の課題を解決するために、この発明に係る溶銑の脱硫処理方法は、Cを2〜5質量%含有する溶銑を1250℃以上の温度で脱硫する溶銑の脱硫処理方法であって、CaOと、CaOに対して2質量%以上であり且つ金属Alを85質量%以上の割合で含むアルミニウム混合物とからなる脱硫剤を、攪拌羽根によって攪拌される溶銑に添加するものである。
さらに、アルミニウム混合物は、アルミニウム缶によって形成されてもよい。
溶銑は、Crを10〜30質量%で含有するものであってもよい。
In order to solve the above problems, the desulfurization treatment method of hot metal according to the present invention, there is provided a desulfurization treatment method of hot metal desulfurizing molten pig iron containing 2-5 wt% of C at a temperature above 1250 ° C., and CaO A desulfurizing agent composed of an aluminum mixture containing 2% by mass or more of CaO and containing 85% by mass or more of metal Al is added to the hot metal stirred by a stirring blade.
Furthermore, the aluminum mixture may be formed by an aluminum can.
The hot metal may contain 10 to 30% by mass of Cr.

この発明に係る溶銑の脱硫処理方法によれば、CaO−Al系固溶体の生成を低減することによって溶銑の脱硫効率を向上することが可能になる。 According to the hot metal desulfurization processing method according to the present invention, it is possible to improve the hot metal desulfurization efficiency by reducing the formation of a CaO—Al 2 O 3 solid solution.

ステンレス鋼の製造方法の一般的な流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the general flow of the manufacturing method of stainless steel. この発明の実施の形態に係る脱硫処理方法による脱硫処理時の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state at the time of the desulfurization process by the desulfurization process method which concerns on embodiment of this invention.

実施の形態
以下、この発明の実施の形態に係る溶銑の脱硫処理方法について添付図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、ステンレス鋼の製鋼時に脱硫処理を実施する場合について説明する。
Embodiments Hereinafter, a hot metal desulfurization method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a case will be described in which desulfurization is performed during the production of stainless steel.

まず、図1を参照すると、ステンレス鋼の製造は、溶解工程(A)、一次精錬工程(B)、二次精錬工程(C)、及び鋳造工程(D)がこの順で実施されて行われる。
溶解工程(A)では、ステンレス製鋼用の原料となるスクラップや合金を電気炉1で溶解してステンレス鋼溶銑2を生成し、生成したステンレス鋼溶銑2が受銑鍋3を介して、精錬炉である転炉4に注銑される。さらに、一次精錬工程(B)では、転炉4内のステンレス鋼溶銑2にノズル4aを介して酸素を吹精することによって含有されている炭素を除去する粗脱炭処理が行われ、それによりステンレス溶鋼と炭素酸化物及び不純物を含むスラグとが生成する。さらに、一次精錬工程(B)で生成したステンレス溶鋼は、溶鋼鍋5に出鋼されて二次精錬工程(C)に移される。
First, referring to FIG. 1, stainless steel is manufactured by performing a melting step (A), a primary refining step (B), a secondary refining step (C), and a casting step (D) in this order. .
In the melting step (A), scraps and alloys as raw materials for stainless steel are melted in an electric furnace 1 to produce a stainless steel hot metal 2, and the generated stainless steel hot metal 2 is passed through a receiving pan 3 to a smelting furnace. Is poured into the converter 4. Further, in the primary refining step (B), a rough decarburization treatment is performed to remove carbon contained in the stainless steel hot metal 2 in the converter 4 by blowing the oxygen through the nozzle 4a. Stainless steel melt and slag containing carbon oxide and impurities are generated. Further, the molten stainless steel produced in the primary refining step (B) is delivered to the molten steel pan 5 and transferred to the secondary refining step (C).

二次精錬工程(C)では、なおも炭素等を含むステンレス溶鋼が溶鋼鍋5と共に真空精錬炉である真空脱ガス装置(VOD)6に入れられ、仕上げ脱炭処理及び最終的な成分調整が行われる。そして、これらの処理が行われることによって、所望の成分構成のステンレス溶鋼が生成する。鋳造工程(D)では、真空脱ガス装置6から溶鋼鍋5を取り出して連続鋳造装置(CC)7にセットされる。溶鋼鍋5内のステンレス溶鋼は、連続鋳造装置7に注ぎ込まれ、さらに連続鋳造装置7が備える鋳型によって、例えばスラブ状のステンレス鋼片8に鋳造される。鋳造されたステンレス鋼片8は、次の圧延工程において、熱間圧延又は冷間圧延され熱間圧延鋼帯又は冷間圧延鋼帯とされる。   In the secondary refining process (C), the molten stainless steel still containing carbon or the like is put together with the molten steel pan 5 into a vacuum degassing apparatus (VOD) 6 which is a vacuum refining furnace, and final decarburization treatment and final component adjustment are performed. Done. And these processes are performed, and the stainless steel molten of a desired component structure produces | generates. In the casting step (D), the molten steel pan 5 is taken out from the vacuum degassing device 6 and set in a continuous casting device (CC) 7. The molten stainless steel in the molten steel pan 5 is poured into the continuous casting apparatus 7 and further cast into, for example, a slab-shaped stainless steel piece 8 by a mold provided in the continuous casting apparatus 7. The cast stainless steel piece 8 is hot-rolled or cold-rolled into a hot-rolled steel strip or a cold-rolled steel strip in the next rolling step.

電気炉1から受銑鍋3に移されたステンレス鋼溶銑2には、転炉4に注銑される前に脱硫処理が実施される。なお、ステンレス鋼を形成する溶銑2は、Cr(クロム)を含有しており、その含有率は10質量%〜30質量%となっている。   The stainless steel hot metal 2 transferred from the electric furnace 1 to the receiving pan 3 is subjected to desulfurization treatment before being poured into the converter 4. In addition, the hot metal 2 which forms stainless steel contains Cr (chromium), and the content thereof is 10% by mass to 30% by mass.

図2を参照すると、脱硫処理では、受銑鍋3内の溶銑2の中に、攪拌装置10の攪拌羽根であるインペラ11が浸漬され、受銑鍋3内の溶銑2の表面(浴面)の上方に、脱硫剤100を浴面に放出するための脱硫剤投入装置13の放出ノズル14が配置される。攪拌装置10は、インペラ11と、インペラ11に連結された電動機12とを備えており、電動機12によってインペラ11を回転駆動する。
そして、攪拌装置10において電動機12を作動させてインペラ11を回転駆動し、インペラ11によって受銑鍋3内の溶銑2を攪拌しつつ、脱硫剤投入装置13を稼動させ、攪拌される溶銑2の浴面上に脱硫剤100を放出ノズル14から散布させる。脱硫剤100は、溶銑2と脱硫反応をおこし、溶銑2中に含有される硫黄分(S)をスラグとして取り出し、取り出された硫黄分は、溶銑2の浴面上に浮遊するスラグ2aに含まれる。そして、脱硫剤100は、溶銑2と共に攪拌・混合されることによって、脱硫反応が促進される。
Referring to FIG. 2, in the desulfurization treatment, impeller 11 that is a stirring blade of stirring device 10 is immersed in hot metal 2 in receiving pan 3, and the surface (bath surface) of hot metal 2 in receiving pan 3. The discharge nozzle 14 of the desulfurizing agent charging device 13 for discharging the desulfurizing agent 100 to the bath surface is disposed above the surface. The stirring device 10 includes an impeller 11 and an electric motor 12 coupled to the impeller 11, and the impeller 11 is rotationally driven by the electric motor 12.
Then, the electric motor 12 is operated in the stirring device 10 to rotate the impeller 11, and the desulfurizing agent charging device 13 is operated while stirring the hot metal 2 in the receiving pan 3 by the impeller 11. The desulfurizing agent 100 is sprayed from the discharge nozzle 14 on the bath surface. The desulfurization agent 100 performs a desulfurization reaction with the hot metal 2, takes out the sulfur content (S) contained in the hot metal 2 as slag, and the extracted sulfur content is contained in the slag 2 a floating on the bath surface of the hot metal 2. It is. The desulfurization agent 100 is stirred and mixed together with the molten iron 2 to accelerate the desulfurization reaction.

このとき、脱硫処理中の溶銑2の温度は、1250℃〜1400℃とされる。
これは、電気炉1(図1参照)から出湯された溶銑2が、後の脱硫処理工程及び一次精錬工程(B)へ搬送されるまでの間に凝固しないために必要な温度が1250℃であることと、電気炉1での投入溶解電力を最小限に抑えるために1400℃以下とすることとが望ましいためである。しかしながら、融点が高い溶銑成分の場合は脱硫処理中の溶銑2の温度は1400℃を超えてもよい。
また、脱硫処理中の溶銑2の温度が1250℃を下回ると、脱硫処理中に溶銑2の凝固が進行する恐れがあり、操業が困難となる。
よって、脱硫処理は、脱硫処理中の溶銑2の温度が1250℃から1400℃である状態で実施される。
At this time, the temperature of the hot metal 2 during the desulfurization treatment is set to 1250 ° C to 1400 ° C.
This is because the hot metal 2 discharged from the electric furnace 1 (see FIG. 1) does not solidify before being transferred to the subsequent desulfurization process and the primary refining process (B), the temperature required is 1250 ° C. This is because it is desirable to set the temperature to 1400 ° C. or lower in order to minimize the input melting power in the electric furnace 1. However, in the case of a hot metal component having a high melting point, the temperature of the hot metal 2 during the desulfurization treatment may exceed 1400 ° C.
Moreover, if the temperature of the hot metal 2 during the desulfurization process is lower than 1250 ° C., the hot metal 2 may be solidified during the desulfurization process, which makes operation difficult.
Therefore, the desulfurization treatment is performed in a state where the temperature of the hot metal 2 during the desulfurization treatment is 1250 ° C. to 1400 ° C.

そして、脱硫処理中に溶銑2が十分に溶解されていないと、その流動性が低下するため、攪拌による溶銑2と脱硫剤100との反応の促進効果が低下する。このため、1250℃〜1400℃で十分に溶解するように溶銑2の融点が制御され、この融点の制御は、溶銑2中のC(炭素)の含有量を調節することによって行われる。なお、溶銑2の融点は、Cの含有量が約5%までは増加するほど低下し、約5%を超えると上昇する。
しかしながら、Cの含有量が多くなると、一次精錬工程(B)及び二次精錬工程(C)での脱炭処理量が多くなり製造効率が低下するため、溶銑2中のCの含有率は、5質量%を上限とする。一方、溶銑2の融点を、1250℃〜1400℃で溶銑2が十分に溶解するように低下させるためには、溶銑2中のCの含有率は、2質量%以上必要となる。さらに、溶銑2中のCの含有率が低くなると、溶銑2中の平衡酸素濃度が増加するため後述する脱硫剤100に含有される金属Al(アルミニウム)の脱硫処理に必要な量が大幅に増加し、経済的に不効率となる。このような理由によっても、溶銑2中のCの含有率が2質量%以上必要となる。つまり、溶銑2におけるCの含有率は、2質量%から5質量%の間で設定される。
If the hot metal 2 is not sufficiently dissolved during the desulfurization treatment, the fluidity of the hot metal 2 is lowered, and the effect of promoting the reaction between the hot metal 2 and the desulfurizing agent 100 by stirring is lowered. For this reason, the melting point of the hot metal 2 is controlled so as to be sufficiently melted at 1250 ° C. to 1400 ° C., and this melting point is controlled by adjusting the content of C (carbon) in the hot metal 2. The melting point of the hot metal 2 decreases as the C content increases to about 5%, and increases when it exceeds about 5%.
However, if the C content increases, the amount of decarburization in the primary refining step (B) and the secondary refining step (C) increases and the production efficiency decreases, so the C content in the hot metal 2 is: The upper limit is 5% by mass. On the other hand, in order to lower the melting point of the hot metal 2 so that the hot metal 2 is sufficiently dissolved at 1250 ° C. to 1400 ° C., the content of C in the hot metal 2 needs to be 2% by mass or more. Further, when the C content in the hot metal 2 is lowered, the equilibrium oxygen concentration in the hot metal 2 is increased, so that the amount necessary for the desulfurization treatment of metal Al (aluminum) contained in the desulfurizing agent 100 described later is greatly increased. However, it becomes economically inefficient. For this reason, the content of C in the molten iron 2 is required to be 2% by mass or more. That is, the C content in the hot metal 2 is set between 2% by mass and 5% by mass.

また、脱硫剤100は、CaO粉体を主成分とし、さらにアルミニウム混合物を脱酸剤として含む。
CaO粉体は、CaO粒子表面の脱硫反応面積の確保のため5mm以下の篩い目により分級したもの(粒径≦5mm)が好ましい。
アルミニウム混合物は、金属Alを純度85質量%以上の割合で含むものである。アルミニウム混合物には、アルミニウム缶を裁断・粉砕等の加工をしてペレット状にしたものや、その他のアルミニウム製品を裁断・粉砕等の加工をしてペレット状又は粉粒状にしたものが用いられる。そして、アルミニウム混合物が金属Al以外に含むものは、上記のアルミニウム缶やアルミニウム製品から生じる不純物がほとんどであり、アルミナ(Al:酸化アルミニウム)をほとんど含まない。つまり、アルミニウム混合物には、アルミナは添加されていない。アルミニウム混合物は、アルミナとして、ペレット状又は粉粒状の金属Alの表面が大気中で自然酸化して生じる酸化アルミニウムや、金属Al片又は金属Al粉粒体と不純物とが自然に反応して生じる酸化アルミニウムを含む程度である。このため、金属Alの含有率が35質量%程度であり、その他の65質量%のほとんどがアルミナであるアルミ灰などは、アルミナの濃度が高いためアルミニウム混合物として用いられない。なお、アルミ灰は、アルミニウムの製造における精錬時に発生するスラグ等によって構成される。
Further, the desulfurizing agent 100 contains CaO powder as a main component and further contains an aluminum mixture as a deoxidizing agent.
The CaO powder is preferably classified by a sieve having a size of 5 mm or less (particle diameter ≦ 5 mm) in order to ensure the desulfurization reaction area on the surface of the CaO particles.
The aluminum mixture contains metal Al in a proportion of 85% by mass or more. As the aluminum mixture, those obtained by cutting or crushing an aluminum can into pellets, or those obtained by cutting or crushing other aluminum products into pellets or powders are used. Then, those aluminum mixture contains besides metallic Al is most impurities resulting from the aluminum cans and aluminum products, alumina: containing little (Al 2 O 3 aluminum oxide). That is, alumina is not added to the aluminum mixture. The aluminum mixture is alumina, which is formed by the natural oxidation of the surface of the pelletized or granular metal Al in the air, or the oxidation of the metal Al pieces or metal Al particles and impurities that naturally react. It is a grade containing aluminum. For this reason, aluminum ash or the like in which the content of metal Al is about 35% by mass and most of the other 65% by mass is alumina is not used as an aluminum mixture because of the high concentration of alumina. In addition, aluminum ash is comprised by the slag etc. which generate | occur | produce at the time of refining in manufacture of aluminum.

脱硫剤100では、上述のようなペレット状又は粉粒状の金属Alからなるアルミニウム混合物が、CaO粉体の2質量%から10質量%の間の分量でCaO粉体に添加される。
受銑鍋3内では、溶銑2に含有されるS(硫黄)が、脱硫剤100に含有されるCaO及び金属Alと反応して、CaS(硫化カルシウム)となり、CaSは、溶銑2の浴面上に分離して浮遊し、スラグ2aを形成する。これにより、溶銑2から硫黄成分が除去される、つまり脱硫される。このとき、受銑鍋3内では、下記の式(1)で示される脱硫反応がおこる。
3[S]+3(CaO)+2(Al)→3(CaS)+(Al)・・・・・(1)
なお、上記の脱硫反応で生じるアルミナもスラグ2aを形成する。
In the desulfurizing agent 100, the aluminum mixture made of pellet-like or powder-like metal Al as described above is added to the CaO powder in an amount between 2% by mass and 10% by mass of the CaO powder.
In the receiving pan 3, S (sulfur) contained in the hot metal 2 reacts with CaO and metal Al contained in the desulfurizing agent 100 to become CaS (calcium sulfide), and CaS is a bath surface of the hot metal 2. The slag 2a is formed by separating and floating above. Thereby, a sulfur component is removed from the hot metal 2, that is, desulfurized. At this time, the desulfurization reaction shown by the following formula (1) occurs in the receiving pan 3.
3 [S] +3 (CaO) +2 (Al) → 3 (CaS) + (Al 2 O 3 ) (1)
Note that the alumina produced by the desulfurization reaction also forms the slag 2a.

受銑鍋3内では、インペラ11によって溶銑2が脱硫剤100と共に攪拌・混合されることによって、脱硫剤100のCaOが溶銑2中に広く分散されて溶銑2中のSとの接触機会を増加させるため、脱硫反応が促進される。さらに、脱酸性を有する金属Alが、CaOから分離した酸素成分を溶銑2の外に除去するため、式(1)の反応が右寄りなる、つまりCaSを生成するように促進されるため、脱硫反応が促進される。   In the ladle 3, the hot metal 2 is stirred and mixed with the desulfurizing agent 100 by the impeller 11, so that the CaO of the desulfurizing agent 100 is widely dispersed in the hot metal 2 and increases the chance of contact with S in the hot metal 2. Therefore, the desulfurization reaction is promoted. Further, since the metal Al having deacidification removes the oxygen component separated from CaO to the outside of the hot metal 2, the reaction of the formula (1) is promoted to the right, that is, to generate CaS, so that the desulfurization reaction Is promoted.

なお、溶銑2に添加される脱硫剤100において、CaOに対するアルミニウム混合物の添加割合が、2質量%を下回ると、式(1)で使用するAlが不足するため、所定の時間で脱硫処理した場合の脱硫効率が著しく低下する。一方、脱硫剤100におけるCaOに対するアルミニウム混合物の添加割合が、10質量%を上回っても、脱硫処理すべき溶銑2におけるSの含有率は変わらないため、脱硫効率は、添加割合が10質量%の場合とほとんどかわらなくなる。このため、CaOに対するアルミニウム混合物の添加割合は、2質量%から10質量%の間で設定される。   In addition, in the desulfurization agent 100 added to the hot metal 2, when the addition ratio of the aluminum mixture with respect to CaO is less than 2% by mass, the Al used in the formula (1) is insufficient, and therefore when desulfurization treatment is performed for a predetermined time. The desulfurization efficiency of the is significantly reduced. On the other hand, even if the addition ratio of the aluminum mixture with respect to CaO in the desulfurizing agent 100 exceeds 10% by mass, the S content in the hot metal 2 to be desulfurized does not change, so the desulfurization efficiency is 10% by mass. It becomes almost unrelated to the case. For this reason, the addition ratio of the aluminum mixture with respect to CaO is set between 2 mass% and 10 mass%.

また、インペラ11によって溶銑2及び脱硫剤100が攪拌・混合されて脱硫反応が促進されるため、スラグとして生成されたアルミナは、CaO−Al系固溶体の相をCaO粒子の表面上に形成したとしてもその量が少なく、CaOの滓化に与える影響が少ない。
よって、脱硫剤100に含有されるCaOは、その表面においてCaO−Al系の固溶体相の生成が抑制されるため、CaO表層での脱硫反応が促進されると共に、その反応が金属Alによって促進されるため、溶銑2からSを効率的に除去する。
Further, since the hot metal 2 and the desulfurizing agent 100 are stirred and mixed by the impeller 11 and the desulfurization reaction is promoted, the alumina produced as slag has a CaO—Al 2 O 3 solid solution phase on the surface of the CaO particles. Even if it is formed, its amount is small and has little influence on the hatching of CaO.
Therefore, the CaO contained in the desulfurizing agent 100 suppresses the formation of a CaO—Al 2 O 3 based solid solution phase on the surface thereof, so that the desulfurization reaction at the CaO surface layer is promoted and the reaction is made of metal Al. Therefore, S is efficiently removed from the hot metal 2.

(実施例)
以下、受銑鍋3内のステンレス鋼溶銑に対して、実施の形態に係る脱硫処理方法によって脱硫処理する2つの実施例と、アルミニウム混合物における金属Alの純度が85質量%を下回る脱硫剤を使用して脱硫処理する比較例とを検証する。なお、脱硫剤の主成分であるCaOは、2mmの篩い目で分級したCaO粉体(粒径≦2mm)を用いた。
また、脱硫処理される溶銑は、含Cr溶銑であり、Crを10〜30質量%で含有し、Cを2〜5質量%で含有する。
(Example)
Hereinafter, two examples of desulfurization treatment by the desulfurization treatment method according to the embodiment for the stainless steel hot metal in the receiving pan 3 and a desulfurization agent in which the purity of metal Al in the aluminum mixture is less than 85 mass% are used. Thus, a comparative example in which desulfurization treatment is performed is verified. In addition, CaO which is a main component of the desulfurizing agent was CaO powder (particle size ≦ 2 mm) classified by a 2 mm sieve mesh.
Moreover, the hot metal to be desulfurized is a Cr-containing hot metal containing 10 to 30% by mass of Cr and 2 to 5% by mass of C.

以下の表1に示すように、実施例及び比較例では、電気炉1において1チャージで生成された溶銑(重量80トン)を受銑鍋3に移し、最大回転数120rpm(1分間当りの回転数)の攪拌装置10によってインペラ11を回転駆動させ、攪拌しつつ溶銑に脱硫剤を加えて脱硫処理をした。さらに、脱硫処理時間、つまりインペラ11による溶銑の攪拌時間を10分間とし、この10分間では溶銑の温度は1250℃〜1400℃の間を維持した。つまり、脱硫処理温度が1250℃〜1400℃の間であった。   As shown in Table 1 below, in the examples and comparative examples, the hot metal (weight 80 tons) generated in one charge in the electric furnace 1 is transferred to the receiving pan 3 and the maximum rotation speed 120 rpm (rotation per minute) The impeller 11 was rotationally driven by a stirring device 10 of a few), and a desulfurizing agent was added to the hot metal while stirring to desulfurize the impeller 11. Furthermore, the desulfurization treatment time, that is, the stirring time of the hot metal by the impeller 11 was set to 10 minutes, and the temperature of the hot metal was maintained between 1250 ° C. and 1400 ° C. during this 10 minutes. That is, the desulfurization treatment temperature was between 1250 ° C and 1400 ° C.

Figure 0006126355
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また、表2には、実施例及び比較例で使用した脱硫剤の構成が記載されている。   Table 2 describes the composition of the desulfurization agent used in the examples and comparative examples.

Figure 0006126355
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実施例1では、脱硫剤に添加するアルミニウム混合物としてアルミ缶のペレットが使用され、アルミ缶のペレットは、純度97質量%で金属アルミニウムを含む。さらに、実施例1では、アルミ缶のペレットは、CaO粉体に対して、3質量%の割合で添加された。
実施例2では、脱硫剤に添加するアルミニウム混合物として金属アルミ粉が使用され、金属アルミ粉は、純度85質量%で金属アルミニウムを含む。さらに、実施例2では、金属アルミニウムは、CaO粉体に対して、3質量%の割合で添加された。
In Example 1, aluminum can pellets are used as the aluminum mixture to be added to the desulfurization agent, and the aluminum can pellets have a purity of 97 mass% and contain metallic aluminum. Furthermore, in Example 1, the aluminum can pellets were added at a rate of 3 mass% with respect to the CaO powder.
In Example 2, metal aluminum powder is used as the aluminum mixture added to the desulfurizing agent, and the metal aluminum powder contains metal aluminum with a purity of 85% by mass. Furthermore, in Example 2, metal aluminum was added at a ratio of 3% by mass with respect to the CaO powder.

比較例1では、脱硫剤に添加するアルミニウム混合物としてアルミ灰が使用され、アルミ灰は、純度35質量%で金属Alを含み、その他の65質量%のほとんどがアルミナである。さらに、比較例1では、金属Alの含有率が低いアルミ灰は、金属Al量を確保するためにCaO粉体に対して実施例1及び2よりも多く添加され、10質量%の割合で添加された。よって、比較例1の脱硫剤でのCaO粉体に対する金属Alの添加割合は、実施例1の脱硫剤でのCaO粉体に対する金属Alの添加割合に近くなっている。
そして、実施例1及び2、並びに比較例1の脱硫剤は、溶銑1トン当りに5〜10kgの割合で溶銑に加えられた。
In Comparative Example 1, aluminum ash is used as the aluminum mixture to be added to the desulfurizing agent. The aluminum ash contains metal Al with a purity of 35% by mass, and most of the other 65% by mass is alumina. Further, in Comparative Example 1, aluminum ash having a low content of metal Al is added more than in Examples 1 and 2 with respect to CaO powder to ensure the amount of metal Al, and is added at a rate of 10% by mass. It was done. Therefore, the addition ratio of metal Al to the CaO powder in the desulfurization agent of Comparative Example 1 is close to the addition ratio of metal Al to the CaO powder in the desulfurization agent of Example 1.
The desulfurizing agents of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were added to the hot metal at a rate of 5 to 10 kg per ton of hot metal.

上述したように、脱硫剤を添加しつつ10分間にわたりインペラ11で溶銑を攪拌した結果、実施例1及び2、並びに比較例1における溶銑に含まれるSの割合を測定した。通常、脱硫処理後の溶銑内のSの含有濃度は、10〜110ppmに抑える必要がある。実施例1及び2、並びに比較例1では、溶銑内のSの含有濃度が110ppmを超えると不良と判定した。この判定結果が、以下の表3に示されている。   As described above, as a result of stirring the hot metal with the impeller 11 for 10 minutes while adding the desulfurizing agent, the ratio of S contained in the hot metal in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was measured. Usually, the content concentration of S in the hot metal after the desulfurization treatment needs to be suppressed to 10 to 110 ppm. In Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, it was determined to be defective when the S concentration in the hot metal exceeded 110 ppm. The determination result is shown in Table 3 below.

Figure 0006126355
Figure 0006126355

表3の脱硫処理を実施した溶銑のチャージ数は、電気炉で生成された後、各例で脱硫処理された溶銑のチャージ数であり、脱硫不良判定チャージ数は、脱硫処理されたうちの上述のようにして脱硫不良と判定されたチャージ数である。そして、脱硫不良判定率は、各例での脱硫処理を実施した溶銑のチャージ数における脱硫不良判定チャージ数の割合である。
表3に示されるように、脱硫不良判定率は、脱硫剤のアルミニウム混合物における金属Alの割合(純度)と相関しており、金属Alの純度が最も高い実施例1で脱硫不良判定率が最も低く、金属Alの純度が最も低い比較例1で脱硫不良判定率が最も高くなっている。さらに、金属Alの純度が85質量%以上である実施例1及び2における脱硫不良判定率が、互いに接近し、比較例1から大きく離れている。そして、脱硫不良判定率と金属Alの純度とは、比例関係になっていない。
The number of hot metal charges subjected to the desulfurization treatment in Table 3 is the number of hot metal charges generated in an electric furnace and then desulfurized in each example. Thus, the number of charges determined as desulfurization failure. The desulfurization failure determination rate is the ratio of the number of desulfurization failure determination charges to the number of hot metal charges subjected to the desulfurization process in each example.
As shown in Table 3, the desulfurization failure determination rate correlates with the ratio (purity) of metal Al in the aluminum mixture of the desulfurization agent, and the desulfurization failure determination rate is highest in Example 1 where the purity of metal Al is the highest. In Comparative Example 1, which is low and the purity of metal Al is the lowest, the desulfurization failure determination rate is the highest. Furthermore, the desulfurization failure determination rates in Examples 1 and 2 in which the purity of the metal Al is 85% by mass or more are close to each other and greatly separated from Comparative Example 1. And the desulfurization defect determination rate and the purity of metal Al are not in a proportional relationship.

実施例1と比較例1とでは、上述したように、脱硫剤におけるCaOに対する金属Alの添加割合が近くなっているが、脱硫不良判定率が大きく異なっている。これは、比較例1の脱硫剤に多く含まれるアルミナによって形成されるCaO−Al系固溶体がCaOによる脱硫反応を阻害しているためであり、反対に、脱硫剤にアルミナをほとんど含まない実施例1では、CaOはアルミナによるCaO−Al系固溶体の影響を受けずに効率的に脱硫反応をおこしていることがわかる。 In Example 1 and Comparative Example 1, as described above, the addition ratio of metal Al to CaO in the desulfurization agent is close, but the desulfurization failure determination rate is greatly different. This is because the CaO—Al 2 O 3 solid solution formed by the alumina contained in the desulfurization agent of Comparative Example 1 abundantly inhibits the desulfurization reaction by CaO. On the contrary, the desulfurization agent contains almost no alumina. In Example 1, which does not, it can be seen that CaO efficiently performs the desulfurization reaction without being affected by the CaO—Al 2 O 3 solid solution of alumina.

このように、この発明の実施の形態に係る溶銑の脱硫処理方法は、Cを2〜5質量%含有する溶銑2を1250℃以上の温度で脱硫する溶銑の脱硫処理方法である。この脱硫処理方法では、金属Alを85質量%以上の割合で含むアルミニウム混合物がCaOに対して2質量%以上の割合で添加された脱硫剤100を、インペラ11によって攪拌される溶銑2に添加する。このとき、脱硫剤100に含まれるアルミナの含有量が低く抑えられながら、金属Alの含有量が高くなる。よって、アルミナとCaOとによるCaO−Al系固溶体の生成量が低く抑えられるため、この固溶体によるCaOの脱硫反応の阻害が低減され、CaOによる脱硫効率を向上することが可能になる。さらに、脱硫剤100に脱酸剤である金属Alが多く含まれることによっても、CaOの脱硫反応が促進され、脱硫効率が向上する。 Thus, the hot metal desulfurization treatment method according to the embodiment of the present invention is a hot metal desulfurization treatment method of desulfurizing hot metal 2 containing 2 to 5 mass% of C at a temperature of 1250 ° C. or higher. In this desulfurization treatment method, a desulfurizing agent 100 in which an aluminum mixture containing metal Al at a ratio of 85 mass% or more is added at a ratio of 2 mass% or more with respect to CaO is added to the hot metal 2 stirred by the impeller 11. . At this time, the content of metal Al is increased while the content of alumina contained in the desulfurizing agent 100 is kept low. Therefore, since the production amount of the CaO—Al 2 O 3 solid solution by alumina and CaO is kept low, inhibition of the desulfurization reaction of CaO by this solid solution is reduced, and the desulfurization efficiency by CaO can be improved. Furthermore, the desulfurization agent 100 also contains a large amount of metal Al, which is a deoxidizer, to accelerate the desulfurization reaction of CaO and improve the desulfurization efficiency.

また、実施の形態に係る溶銑の脱硫処理方法は、ステンレス鋼の製造に適用されていたが、他の金属の製造に適用してもよい。   Moreover, although the hot metal desulfurization method according to the embodiment has been applied to the production of stainless steel, it may be applied to the production of other metals.

2 溶銑、3 受銑鍋、11 インペラ(攪拌羽根)、100 脱硫剤。   2 hot metal, 3 ladle, 11 impeller (stirring blade), 100 desulfurization agent.

Claims (3)

Cを2〜5質量%含有する溶銑を1250℃以上の温度で脱硫する溶銑の脱硫処理方法であって、
CaOと、前記CaOに対して2質量%以上であり且つ金属Alを85質量%以上の割合で含むアルミニウム混合物とからなる脱硫剤を、攪拌羽根によって攪拌される溶銑に添加する溶銑の脱硫処理方法。
A hot metal desulfurization method for desulfurizing hot metal containing 2 to 5% by mass of C at a temperature of 1250 ° C. or higher,
A hot metal desulfurization treatment method comprising adding a desulfurization agent comprising CaO and an aluminum mixture containing 2% by mass or more of metal Al to 85% by mass or more of CaO to hot metal stirred by a stirring blade. .
前記アルミニウム混合物は、アルミニウム缶によって形成される請求項1に記載の脱硫処理方法。   The desulfurization processing method according to claim 1, wherein the aluminum mixture is formed by an aluminum can. 前記溶銑は、Crを10〜30質量%で含有する請求項1または2に記載の脱硫処理方法。   The desulfurization method according to claim 1 or 2, wherein the hot metal contains 10 to 30% by mass of Cr.
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JP4453532B2 (en) * 2004-12-06 2010-04-21 住友金属工業株式会社 Hot metal desulfurization method
JP4936787B2 (en) * 2006-05-12 2012-05-23 日新製鋼株式会社 Desulfurization refining agent and desulfurization method for Cr-containing hot metal
JP5045031B2 (en) * 2006-08-25 2012-10-10 Jfeスチール株式会社 Hot metal desulfurization agent and desulfurization treatment method
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