JP6210185B1 - スラグの分析方法及び溶融鉄の精錬方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]溶融鉄の精錬で生成するスラグの分析方法であって、
スラグから採取したスラグ試料を粉砕する工程と、
粉砕したスラグ粒子から、フルイを通過するスラグ粒子の粒度分布を細かい粒子の側をゼロとして右上がりの曲線として質量百分率で示す累積粒度分布曲線における10%粒径(D10)が0.1mm以上、且つ、90%粒径(D90)が2.0mm以下であるスラグ粒子を採取する工程と、
採取したスラグ粒子を測定用容器に充填する工程と、
充填されたスラグ粒子群からの蛍光X線強度を測定する工程と、
測定された蛍光X線強度からスラグの組成を定量分析する工程と、
を有する、スラグの分析方法。
[2]前記蛍光X線強度を測定する工程で、カルシウム(Ca)及び珪素(Si)を含む2種類以上の元素の蛍光X線強度を測定する、上記[1]に記載のスラグの分析方法。
[3]転炉型精錬炉における溶融鉄の精錬で発生したスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記転炉型精錬炉に残留させた溶融鉄の次工程の精錬、または、前記転炉型精錬炉に新たに装入した溶銑を用いた次のチャージの溶融鉄の精錬を行う、溶融鉄の精錬方法であって、
溶融鉄の精錬で発生した前記スラグの組成を、上記[1]または上記[2]に記載のスラグの分析方法によって定量分析し、
その分析結果に基づいて、スラグを残留させた前記転炉型精錬炉で行う、炉内に残留させた溶融鉄の次工程の精錬または炉内に新たに装入した溶銑を用いた次のチャージの溶融鉄の精錬における精錬前及び/または精錬中に添加する造滓剤の量を決定する、溶融鉄の精錬方法。
[4]前記溶融鉄の精錬が、1つの転炉型精錬炉を用いて溶銑に対して複数の精錬工程を行い、該複数の精錬工程の間で、溶銑及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、スラグの残部を排出して行う、溶銑の予備処理であり、
前記スラグの残部の排出時に前記スラグの組成を分析し、
その分析結果に基づいて、次工程の精錬工程において添加する造滓剤の量を決定する、上記[3]に記載の溶融鉄の精錬方法。
[5]前記溶融鉄の精錬が、1つの転炉型精錬炉を用いて溶銑に対して予備処理を行う精錬であって、
発生したスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま予備処理後の溶銑を出湯し、炉内に新たに溶銑を装入して次のチャージの予備処理を施す、溶銑の予備処理であり、
前記スラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させる時に、残留させるスラグの組成を分析し、
その分析結果に基づいて、次のチャージの予備処理において添加する造滓剤の量を決定する、上記[3]に記載の溶融鉄の精錬方法。
[6]高炉から出銑された溶銑を脱珪処理する脱珪処理工程と、
脱珪処理した溶銑を前記転炉型精錬炉内に残留させた状態で前記脱珪処理工程によって生成された脱珪スラグを前記転炉型精錬炉から排滓する中間排滓工程と、
前記転炉型精錬炉に残留させた溶銑を脱燐処理する脱燐処理工程と、
脱燐処理された溶銑を前記転炉型精錬炉から出湯する出湯工程と、
を有し、
1つの転炉型精錬炉を用いて前記工程を、上記の順に行って溶銑に予備処理を施す溶融鉄の精錬方法であって、
前記中間排滓工程中に、脱珪スラグの組成を上記[2]に記載のスラグの分析方法によって定量分析し、
その分析結果に基づいて脱珪スラグの塩基度((質量%CaO)/(質量%SiO2))を求め、
求めた塩基度((質量%CaO)/(質量%SiO2))に基づいて前記脱燐処理工程において添加する造滓剤の量を決定する、溶融鉄の精錬方法。
[7]前記造滓剤がCaO系媒溶剤である、上記[3]から上記[6]のいずれか1項に記載の溶融鉄の精錬方法。
[8]前記造滓剤の一部としてMgO系媒溶剤を使用し、
前記スラグの分析結果がスラグ中のMgO含有量を含み、
前記スラグの分析結果に基づいて前記MgO系媒溶剤の添加量を決定する、上記[3]から上記[7]のいずれか1項に記載の溶融鉄の精錬方法。
[9]前記造滓剤の一部として酸化鉄系媒溶剤を使用し、
前記スラグの分析結果がスラグ中の酸化鉄含有量を含み、
前記スラグの分析結果に基づいて前記酸化鉄系媒溶剤の添加量を決定する、上記[3]から上記[8]のいずれか1項に記載の溶融鉄の精錬方法。
(1);採取したままのスラグ粒子、
(2);粒径9.5mm以上、
(3);粒径4.8mm以上9.5mm未満、
(4);粒径2.0mm以上4.8mm未満、
(5);粒径1.2mm以上2.0mm未満、
(6);粒径0.1mm以上1.2mm未満、
の6水準とした。
(1);フルイを通過するスラグ粒子の粒度分布を、細かい粒子の側をゼロとして右上がりの曲線として、質量百分率で示す累積粒度分布曲線における100%粒径(累積質量百分率が100%となる粒径であり、「D100」とも記す)、つまり、フルイ下の累積質量百分率が100%となる粒径が2.0mmである試料(試料A)、
(2);質量百分率で示す累積粒度分布曲線における95%粒径(累積質量百分率が95%となる粒径であり、「D95」とも記す)、つまり、フルイ下の累積質量百分率が95%となる粒径が2.0mmである試料(試料B)、
(3);質量百分率で示す累積粒度分布曲線における90%粒径(累積質量百分率が90%となる粒径であり、「D90」とも記す)、つまり、フルイ下の累積質量百分率が90%となる粒径が2.0mmである試料(試料C)、
(4);質量百分率で示す累積粒度分布曲線における85%粒径(累積質量百分率が85%となる粒径であり、「D85」とも記す)、つまり、フルイ下の累積質量百分率が85%となる粒径が2.0mmである試料(試料D)、
(5);質量百分率で示す累積粒度分布曲線における80%粒径(累積質量百分率が80%となる粒径であり、「D80」とも記す)、つまり、フルイ下の累積質量百分率が80%となる粒径が2.0mmである試料(試料E)、
の5水準の試料を調製した。
(1);D90=2.0mmの試料(試料I)、
(2);D90=2.0mm且つD5=0.1mmの試料(試料II)、
(3);D90=2.0mm且つD10=0.1mmの試料(試料III)、
(4);D90=2.0mm且つD15=0.1mmの試料(試料IV)、
(5);D90=2.0mm且つD20=0.1mmの試料(試料V)、
(6);D100=0.1mmの試料(試料VI)、
の6水準の試料を調製した。
[分析用試料調製方法]:粉砕粒度2.0mmに設定したジョークラッシャーでスラグを粗粉砕し、更に、目開き寸法が0.1mmのフルイ及び目開き寸法が2.0mmのフルイで篩い分けして、0.1mm以上2.0mm未満のスラグ粒子を採取し、採取したスラグ粒子群を測定用容器に充填して、分析用試料とした。
[分析条件]:エネルギー分散型ハンドヘルド蛍光X線分析装置(オリンパス製 DELTA)を用い、50kV、0.2mAの出力でX線を照射した。測定点数は各分析用試料で1点とし、カルシウム及び珪素を分析対象元素とした。カルシウム及び珪素の定量方法は、ファンダメンタルパラメーター法を用いた。
[分析用試料調製方法]:ブリケット法によって分析用試料を調製した。具体的には、スラグを粒径75μm以下に粉砕し、粉砕したスラグを専用の金属製容器(直径;40mm、厚み;5mm)に詰めて加圧成型した試料を分析用試料とした。
[分析条件]:波長分散型蛍光X線分析装置(Rigaku Simultix)を用い、50kV、50mAの出力でX線を照射した。測定点数は各分析用試料で1点とし、カルシウム及び珪素を分析対象元素とした。カルシウム及び珪素の定量方法は、検量線法を用いた。
Bm,Si1(n)=(%CaO)m,Si1(n)/(%SiO2)m,Si1(n)…(2)
但し、(1)式、(2)式において、各符号は以下のとおりである。
Bc,P1(n-1):n−1チャージ目の予備処理の脱燐処理終了時のスラグの計算塩基度
WS,P1(n-1):n−1チャージ目の予備処理の脱燐処理終了時の計算スラグ質量(t)
WSL,Si1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理工程における脱炭スラグの添加量(t)
XSi1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理前の溶銑中の珪素濃度(質量%)
WHM1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理前の溶銑質量(t)
Bm,Si1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理終了後のスラグの、本発明に係るスラグ分析方法によって求められた塩基度
(%CaO)m,Si1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理終了後のスラグの、本発明に係るスラグ分析方法によって定量されたCaO濃度(質量%)
(%SiO2)m,Si1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理終了後のスラグの、本発明に係るスラグ分析方法によって定量されたSiO2濃度(質量%)
α1:脱燐処理後のスラグ中のCaO及びSiO2の質量比率の平均値の和
β1:脱珪処理中に添加する脱炭スラグ中のCaOの質量比率の平均値
γ1:脱珪処理中に添加する脱炭スラグ中のSiO2の質量比率の平均値
尚、本実施例2では、α1=0.6、β1=0.4、γ1=0.1とした。また、Bc,P1(n-1)及びWS,P1(n-1)の算出方法については後述するが、1チャージ目の予備処理においては、Bc,P1(0)は0(ゼロ)でない定数とし、WS,P1(0)=0とした。
WS,Si1(n)={WS,P1(n-1)×α1+WSL,Si1(n)×(β1+γ1)+XSi1(n)/100×WHM1(n)×60/28}/{((%CaO)m,Si1(n)+(%SiO2)m,Si1(n))/100}…(4)
但し、(3)式、(4)式において、各符号は以下のとおりである。
δ1:脱珪処理後のスラグ中のCaO及びSiO2の質量比率の平均値の和
上記以外の(1)式及び(2)式で説明した符号は、上記説明のとおりである。尚、本実施例2では、δ1=0.5とした。
Bc,P1(n)=[{WS,Si1(n)-WO,Si1(n)}×(%CaO)m,Si1(n)/100+WCaO,P1(n)]/[{WS,Si1(n)-WO,Si1(n)}×(%SiO2)m,Si1(n)/100]…(6)
但し、(5)式、(6)式において、各符号は以下のとおりである。
WO,Si1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理後に排滓されるスラグ質量(t)
WCaO,P1(n):nチャージ目の予備処理の脱燐処理工程における生石灰の添加量(t)
上記以外の(1)式〜(4)式で説明した符号は、上記説明のとおりである。
WS,P1(n)=[{WS,Si1(n)-WO,Si1(n)}×{(%CaO)m,Si1(n)+(%SiO2)m,Si1(n)}/100+WCaO,P1(n)]/α1…(8)
但し、(7)式、(8)式において、WS,P1(n)は、nチャージ目の予備処理の脱燐処理終了時の計算スラグ質量(t)である。それ以外の(1)式〜(6)式で説明した符号は、上記説明のとおりである。
Claims (9)
- 溶融鉄の精錬で生成するスラグの分析方法であって、
スラグから採取したスラグ試料を粉砕する工程と、
粉砕したスラグ粒子から、フルイを通過するスラグ粒子の粒度分布を細かい粒子の側をゼロとして右上がりの曲線として質量百分率で示す累積粒度分布曲線における10%粒径(D10)が0.1mm以上、且つ、90%粒径(D90)が2.0mm以下であるスラグ粒子を採取する工程と、
採取したスラグ粒子を測定用容器に充填する工程と、
充填されたスラグ粒子群からの蛍光X線強度を測定する工程と、
測定された蛍光X線強度からスラグの組成を定量分析する工程と、
を有する、スラグの分析方法。 - 前記蛍光X線強度を測定する工程で、カルシウム(Ca)及び珪素(Si)を含む2種類以上の元素の蛍光X線強度を測定する、請求項1に記載のスラグの分析方法。
- 転炉型精錬炉における溶融鉄の精錬で発生したスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記転炉型精錬炉に残留させた溶融鉄の次工程の精錬、または、前記転炉型精錬炉に新たに装入した溶銑を用いた次のチャージの溶融鉄の精錬を行う、溶融鉄の精錬方法であって、
溶融鉄の精錬で発生した前記スラグの組成を、請求項1または請求項2に記載のスラグの分析方法によって定量分析し、
その分析結果に基づいて、スラグを残留させた前記転炉型精錬炉で行う、炉内に残留させた溶融鉄の次工程の精錬または炉内に新たに装入した溶銑を用いた次のチャージの溶融鉄の精錬における精錬前及び/または精錬中に添加する造滓剤の量を決定する、溶融鉄の精錬方法。 - 前記溶融鉄の精錬が、1つの転炉型精錬炉を用いて溶銑に対して複数の精錬工程を行い、該複数の精錬工程の間で、溶銑及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、スラグの残部を排出して行う、溶銑の予備処理であり、
前記スラグの残部の排出時に前記スラグの組成を分析し、
その分析結果に基づいて、次工程の精錬工程において添加する造滓剤の量を決定する、請求項3に記載の溶融鉄の精錬方法。 - 前記溶融鉄の精錬が、1つの転炉型精錬炉を用いて溶銑に対して予備処理を行う精錬であって、
発生したスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま予備処理後の溶銑を出湯し、炉内に新たに溶銑を装入して次のチャージの予備処理を施す、溶銑の予備処理であり、
前記スラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させる時に、残留させるスラグの組成を分析し、
その分析結果に基づいて、次のチャージの予備処理において添加する造滓剤の量を決定する、請求項3に記載の溶融鉄の精錬方法。 - 高炉から出銑された溶銑を脱珪処理する脱珪処理工程と、
脱珪処理した溶銑を前記転炉型精錬炉内に残留させた状態で前記脱珪処理工程によって生成された脱珪スラグを前記転炉型精錬炉から排滓する中間排滓工程と、
前記転炉型精錬炉に残留させた溶銑を脱燐処理する脱燐処理工程と、
脱燐処理された溶銑を前記転炉型精錬炉から出湯する出湯工程と、
を有し、
1つの転炉型精錬炉を用いて前記工程を、上記の順に行って溶銑に予備処理を施す溶融鉄の精錬方法であって、
前記中間排滓工程中に、脱珪スラグの組成を請求項2に記載のスラグの分析方法によって定量分析し、
その分析結果に基づいて脱珪スラグの塩基度((質量%CaO)/(質量%SiO2))を求め、
求めた塩基度((質量%CaO)/(質量%SiO2))に基づいて前記脱燐処理工程において添加する造滓剤の量を決定する、溶融鉄の精錬方法。 - 前記造滓剤がCaO系媒溶剤である、請求項3から請求項6のいずれか1項に記載の溶融鉄の精錬方法。
- 前記造滓剤の一部としてMgO系媒溶剤を使用し、
前記スラグの分析結果がスラグ中のMgO含有量を含み、
前記スラグの分析結果に基づいて前記MgO系媒溶剤の添加量を決定する、請求項3から請求項7のいずれか1項に記載の溶融鉄の精錬方法。 - 前記造滓剤の一部として酸化鉄系媒溶剤を使用し、
前記スラグの分析結果がスラグ中の酸化鉄含有量を含み、
前記スラグの分析結果に基づいて前記酸化鉄系媒溶剤の添加量を決定する、請求項3から請求項8のいずれか1項に記載の溶融鉄の精錬方法。
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