JP6996311B2 - 溶鋼の脱硫方法および脱硫設備 - Google Patents

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本発明は、製鋼プロセスにおける溶鋼の脱硫方法および脱硫設備に関する。
製鋼プロセスにおいて低硫鋼を製造するためには、転炉精錬後の溶鋼に対し、二次精錬として脱硫処理を行うことが知られている。そのような脱硫処理技術として、特許文献1では、不活性ガスをキャリアガスとし、減圧状態で溶鋼に脱硫材を吹き込む技術が開示されている。減圧状態で脱硫材を吹き込むことで高効率な脱硫処理を実施することができ、S濃度が0.2~1.0×10-3%といった低硫鋼を製造することができる。
特開平3-281721号公報
しかしながら、減圧状態でキャリアガスを吹き込むと、スプラッシュの発生量が増大しやすく、吹き込み用ランスの溶損やスプラッシュ防止蓋の耐火物溶損を引き起こすおそれがある。溶損が発生した際には各部品の補修交換作業が必要となり、製鋼コストが上昇する要因となる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、溶鋼の脱硫処理時における製鋼コストを抑えることを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために、脱硫材の供給速度(以下、“脱硫材供給速度”)および脱硫材を溶鋼に吹き込むためのキャリアガスの供給速度(以下、“キャリアガス供給速度”)の制御方法に着目した。そして、一括制御されていた脱硫材供給速度とキャリアガス供給速度を個別に制御することで、常圧状態の脱硫処理であっても十分にS濃度を低減できることを見出した。
即ち、上記課題を解決する本発明は、取鍋内の溶鋼にランスを浸漬させ、常圧状態で前記ランスからキャリアガスと共に脱硫材を吹き込んで脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫方法であって、前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)と、前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)とを個別に制御することによって、前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な脱硫設備を用い、下記の(1)式を用いて当該(1)式を満たすように前記脱硫材供給速度V、前記キャリアガス供給速度Qおよび脱硫材原単位W(kg/ts)を設定して前記脱硫処理を実施することを特徴としている。
0.07≦Q×W/V・・・(1)
別の観点による本発明は、取鍋内の溶鋼にランスを浸漬させ、常圧状態で前記ランスからキャリアガスと共に脱硫材を吹き込んで脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫方法であって、前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)と、前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)とを個別に制御することによって、前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な脱硫設備を用い、脱硫材原単位W(kg/ts)を設定した後に、下記の(1)式を用いて当該(1)式を満たすように前記脱硫材供給速度Vおよび前記キャリアガス供給速度Qを設定して前記脱硫処理を実施することを特徴としている。
0.07≦Q×W/V・・・(1)
別の観点による本発明は、取鍋内の溶鋼にランスを浸漬させ、常圧状態で前記ランスからキャリアガスと共に脱硫材を吹き込んで脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫方法であって、前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)と、前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)とを個別に制御することによって、前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な脱硫設備を用い、脱硫材原単位W(kg/ts)および脱硫処理時間T(min)を設定した後に、前記脱硫材原単位Wおよび前記脱硫処理時間Tから前記脱硫材供給速度Vを設定し、その後に下記の(2)式を用いて当該(2)式を満たすように前記キャリアガス供給速度Qを設定して前記脱硫処理を実施することを特徴としている。
0.07/T≦Q・・・(2)
別の観点による本発明は、取鍋内の溶鋼にランスを浸漬させ、常圧状態で前記ランスからキャリアガスと共に脱硫材を吹き込んで脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫方法であって、前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)と、前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)とを個別に制御することによって、前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な脱硫設備を用い、目標とする溶鋼の脱硫処理後[S]、溶鋼の脱硫処理前[S]、前記脱硫材供給速度Vおよび前記キャリアガス供給速度Qを設定した後に、下記の(3)式を用いて当該(3)式を満たすように脱硫材原単位W(kg/ts)を設定して前記脱硫処理を実施することを特徴としている。
-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])/15≦Q×W/V・・・(3)
また、別の観点による本発明は、常圧状態で溶鋼の脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫設備であって、溶鋼が装入される取鍋内の溶鋼にキャリアガスと共に脱硫材を吹き込むランスと、前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)および前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)を個別に制御することによって前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な構成を有する制御部とを備え、前記制御部は、下記の(1)式を用いて当該(1)式を満たすように前記脱硫材供給速度V、前記キャリアガス供給速度Qおよび脱硫材原単位W(kg/ts)を設定して前記脱硫処理を行う制御を実行することを特徴としている。
0.07≦Q×W/V・・・(1)
別の観点による本発明は、常圧状態で溶鋼の脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫設備であって、溶鋼が装入される取鍋内の溶鋼にキャリアガスと共に脱硫材を吹き込むランスと、前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)および前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)を個別に制御することによって前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な構成を有する制御部とを備え、前記制御部は、脱硫材原単位W(kg/ts)が設定された後に、下記の(1)式を用いて当該(1)式を満たすように前記脱硫材供給速度Vおよび前記キャリアガス供給速度Qを設定して前記脱硫処理を行う制御を実行するように構成されていることを特徴としている。
0.07≦Q×W/V・・・(1)
別の観点による本発明は、常圧状態で溶鋼の脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫設備であって、溶鋼が装入される取鍋内の溶鋼にキャリアガスと共に脱硫材を吹き込むランスと、前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)および前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)を個別に制御することによって前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な構成を有する制御部とを備え、前記制御部は、脱硫材原単位W(kg/ts)および脱硫処理時間T(min)が設定された後に、前記脱硫材原単位Wおよび前記脱硫処理時間Tから前記脱硫材供給速度Vを設定し、その後に下記の(2)式を用いて当該(2)式を満たすように前記キャリアガス供給速度Qを設定して前記脱硫処理を行う制御を実行するように構成されていることを特徴としている。
0.07/T≦Q・・・(2)
別の観点による本発明は、常圧状態で溶鋼の脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫設備であって、溶鋼が装入される取鍋内の溶鋼にキャリアガスと共に脱硫材を吹き込むランスと、前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)および前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)を個別に制御することによって前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な構成を有する制御部とを備え、前記制御部は、目標とする溶鋼の脱硫処理後[S]、溶鋼の脱硫処理前[S]、前記脱硫材供給速度Vおよび前記キャリアガス供給速度Qが設定された後に、下記の(3)式を用いて当該(3)式を満たすように脱硫材原単位W(kg/ts)を設定して前記脱硫処理を行う制御を実行するように構成されていることを特徴としている。
-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])/15≦Q×W/V・・・(3)
本発明によれば、溶鋼の脱硫処理時における製鋼コストを抑えることができる。
本発明の実施形態に係る脱硫設備の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る脱硫処理条件の設定方法の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る脱硫処理条件の設定方法の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る脱硫処理条件の設定方法の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る脱硫処理条件の設定方法の一例を示す図である。 キャリアガス供給速度Q×脱硫材原単位W/脱硫材供給速度Vの値と、脱硫処理後のS濃度(脱硫処理後の[S])との関係を示す図である。 キャリアガス供給速度Q×脱硫材原単位W/脱硫材供給速度Vの値と、-ln(脱硫処理後の[S]/脱硫処理前の[S])との関係を示す図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図1に示すように本実施形態における溶鋼2の脱硫設備1は、溶鋼2が装入される取鍋3内の溶鋼2に脱硫材およびキャリアガスを吹き込むためのランス4と、脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度およびキャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度を制御する制御部5を備えている。ランス4は、キャリアガスが流れるガス供給管6に接続され、ガス供給管6はキャリアガスのガス供給源7に接続されている。キャリアガスとしては例えば不活性ガスが採用される。脱硫材はタンク8に貯留され、タンク8の脱硫材供給口はガス供給管6に接続されている。脱硫設備1はこのような構成であることにより、脱硫材とキャリアガスとが共にガス供給管6を流れ、ランス4を介して溶鋼中に脱硫材が吹き込まれることになる。
本実施形態における脱硫設備1の制御部5は、脱硫材供給速度と、キャリアガス供給速度を個別に制御するように構成されている。このため、例えば脱硫材供給速度を小さくし、キャリアガス供給速度を大きくするといった制御を実施することも可能である。脱硫材供給速度の制御は、例えば脱硫材の供給量を調節し、所定量の脱硫材をどのくらいの時間をかけてタンク8から供給するかによって行う。また、キャリアガス供給速度の制御は、例えばガス供給源7のガス供給バルブ(不図示)の開閉量を調節することで行う。
本実施形態の脱硫設備1は以上のように構成されている。なお、説明は省略しているが、脱硫設備1は溶鋼2の脱硫処理を実施する上で必要な構成を有している。
前述の通り、本実施形態の脱硫設備1においては、脱硫材供給速度とキャリアガス供給速度をそれぞれ制御することが可能である。このため、脱硫材供給速度とキャリアガス供給速度を一括制御していた従来の制御方法では実現できなかった脱硫条件を設定することが可能となる。これにより、常圧(例えば大気圧)状態であっても、減圧状態で実施したインジェクション法による脱硫処理と近い脱硫効率を実現することができる。即ち、本実施形態の溶鋼2の脱硫設備1によれば、常圧状態であっても低硫鋼を製造することができ、製鋼コストを抑えることが可能となる。
なお、脱硫設備1の構成は本実施形態で説明したものに限定されない。即ち、取鍋内の溶鋼2に脱硫材とキャリアガスを吹き込むランス4を備えた脱硫設備1において、脱硫材供給速度とキャリアガス供給速度を制御する制御部5が設けられていれば、以下で説明するような脱硫方法を実施することができ、常圧状態でも低硫鋼を製造することができる。
ここで、本実施形態の脱硫設備1を用いた溶鋼2の脱硫方法について説明する。本実施形態では、脱硫材供給速度とキャリアガス供給速度を個別に制御するため、脱硫処理条件を下記のような手順(パターン1~5)で設定して脱硫処理を実施することが可能となる。なお、以降の説明において、処理条件のパラメータの単位に含まれる“ts”は、ton steelを示しており、“/ts”は溶鋼1tあたりの物理量を示している。
<処理条件設定パターン1>
図2に示すようにパターン1では、まず溶鋼に投入する脱硫材原単位W(kg/ts)を設定する。その後、下記の(1)式を満たすように、脱硫材供給速度V(kg/min/ts)とキャリアガス供給速度Q(Nm/min/ts)を設定する。
0.07≦Q×W/V・・・(1)
(1)式のQ×W/Vの値が0.07未満であっても、脱硫処理後のS濃度が低い溶鋼を得ることはできるが、Q×W/Vの値が0.07以上であれば、1.0×10-3%以下の極低硫鋼をより確実に製造することが可能となる。一方、Q×W/Vの値が大きくなるに従い、脱硫処理後のS濃度は小さくなっていく傾向にあるが、Q×W/Vの値が0.25を超えると、脱硫効果が飽和する。このため、製鋼コストをさらに抑えるという観点からは、Q×W/Vの値は0.25以下であることが好ましい。なお、脱硫材供給速度V(kg/min/ts)は、0.15~0.80であることが好ましい。Vの値が0.15より小さいと、脱硫処理時間が長くなり生産性が低下するおそれがある。一方、Vの値が0.80を超えると、十分な脱硫反応時間を確保できないおそれがある。また、キャリアガス供給速度Q(Nm/min/ts)は、0.003~0.015であることが好ましい。Qの値が0.003より小さいと、脱硫材の輸送時の粉体比率が大きくなり、輸送詰まりを引き起こす可能性がある。一方、Qの値が0.015よりも大きいと、鍋から溶鋼が吹き出すおそれがある。
パターン1の処理条件の設定方法は、例えば脱硫材を貯留するタンクの容量に制限があり、脱硫材の供給量を自由に選択できないような条件下において、より確実に極低硫鋼を製造することが求められる場合に用いることが好ましい。なお、パターン1では、脱硫材原単位Wを先に設定した後に、脱硫材供給速度V(kg/min/ts)とキャリアガス供給速度Q(Nm/min/ts)を設定しているが、脱硫材供給速度Vあるいはキャリアガス供給速度Qを先に設定して残りのパラメータについて(1)式を満たすよう設定しても良い。
<処理条件設定パターン2>
図3に示すようにパターン2では、パターン1と同様、まず溶鋼に投入する脱硫材原単位W(kg/ts)を設定する。また、パターン2では、脱硫材原単位Wと共に脱硫処理時間T(min)を設定する。脱硫処理時間Tは、タンクからの脱硫材の供給を開始してから、キャリアガスを停止するまでの時間である。
続いて、脱硫材原単位W/脱硫処理時間Tを計算し、脱硫材供給速度V(kg/min/ts)を設定する。パターン2では、脱硫材原単位Wと脱硫処理時間Tから脱硫材供給速度Vを算出する。
最後に、下記の(2)式を満たすようにキャリアガス供給速度Q(Nm/min/ts)を設定する。
0.07/T≦Q・・・(2)
(2)式のQが0.07/T未満であっても、脱硫処理後のS濃度が低い溶鋼を得ることはできるが、Qが0.07/T以上であれば、限られた脱硫処理時間の中で1.0×10-3%以下の極低硫鋼をより確実に製造することが可能となる。一方、Qが大きくなるに従い、脱硫処理後のS濃度は小さくなっていく傾向にあるが、Qが0.25/Tを超えると、脱硫効果が飽和する。このため、製鋼コストをさらに抑えるという観点からは、Qは0.25/T以下であることが好ましい。パターン2の処理条件の設定方法は、例えば脱硫材を貯留するタンクの容量に制限があり、脱硫材の供給量を自由に選択できず、かつ、脱硫工程の上流工程にあたる転炉精錬工程や下流工程にあたる鋳造工程との兼ね合いから脱硫処理時間が制限されるような条件下において、より確実に極低硫鋼を製造することが求められる場合に用いることが好ましい。
<処理条件設定パターン3>
図4に示すようにパターン3では、まず目標とする脱硫処理後の溶鋼のS濃度(脱硫処理後[S])と、脱硫処理前の溶鋼のS濃度(脱硫処理前[S])を設定する。脱硫処理後のS濃度は、製造する品種に応じて設定する。脱硫処理前のS濃度は、例えば転炉出鋼後の組成分析結果に基づき設定する。
次に、脱硫材供給速度V(kg/min/ts)とキャリアガス供給速度Q(Nm/min/ts)を設定する。ここでは脱硫材供給速度Vが例えば0.15~0.80(kg/min/ts)の範囲内、キャリアガス供給速度Qが例えば0.003~0.015(Nm/min/ts)の範囲内となるように設定する。
最後に、設定した脱硫処理後[S]、脱硫処理前[S]、脱硫材供給速度Vおよびキャリアガス供給速度Qを用い、下記の(3)式を満たすように脱硫材原単位W(kg/ts)を設定する。
-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])/15≦Q×W/V・・・(3)
上記(3)式により、目標とするS濃度の溶鋼を得やすくするために必要な脱硫材原単位Wを求めることができ、脱硫材の過剰使用を抑えることができる。パターン3の処理条件の設定方法は、例えば脱硫処理前の溶鋼のS濃度があまり高くない場合や、製造する品種のS濃度の制限が緩い場合などの、要求される脱硫率に対して脱硫設備の脱硫処理能力に余力がある場合に用いることが好ましい。
なお、上記(3)式を用いて脱硫材原単位Wを求めた場合であっても、操業条件によっては、目標とする溶鋼のS濃度に対する実際のS濃度のばらつきが大きくなる場合がある。このため、脱硫材の過剰使用を抑えつつ、より安定して目標とするS濃度の溶鋼を得るためには、下記(3’)式を満たすように脱硫材原単位Wを設定することが好ましい。
-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])/10≦Q×W/V・・・(3’)
<処理条件設定パターン4>
図5に示すようにパターン4では、パターン3と同様、まず目標とする脱硫処理後の溶鋼のS濃度(脱硫処理後[S])と、脱硫処理前の溶鋼のS濃度(脱硫処理前[S])を設定する。続いて、パターン4では脱硫材供給速度V(kg/min/ts)を設定する。ここでは脱硫材供給速度Vが例えば0.15~0.80(kg/min/ts)の範囲内となるように設定する。
次に、キャリアガス供給速度Q(Nm/min/ts)を設定する。ここではパターン3と異なり、取鍋のフリーボード(スラグ上面から取鍋上端までの取鍋内の空間)を考慮して、取鍋の外に溶鋼がこぼれないようなキャリアガス供給速度Qのうち、最大値に設定する。
最後に、設定した脱硫処理後[S]、脱硫処理前[S]、脱硫材供給速度Vおよびキャリアガス供給速度Qを用い、下記の(3)式を満たすように脱硫材原単位W(kg/ts)を設定する。
-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])/15≦Q×W/V・・・(3)
上記(3)式により、目標とするS濃度の溶鋼を得やすくするために必要な脱硫材原単位Wを求めることができ、脱硫材の過剰使用を抑えることができる。特に、パターン4では、キャリアガス供給速度Qを可能な限り大きくしていることから、脱硫材原単位Wを前述のパターン3よりも更に少なくできる場合もある。したがって、前述のパターン3の場合に対して脱硫材の使用量を更に抑制できる場合がある。パターン4の処理条件の設定方法は、例えば脱硫処理前の溶鋼のS濃度があまり高くない場合や、製造する品種のS濃度の制限が緩い場合など、要求される脱硫率に対して脱硫設備の脱硫処理能力に余力がある場合であって、かつ、脱硫処理対象の溶鋼量に対して取鍋の容積が十分に大きい場合に用いることが好ましい。
なお、前述のパターン3と同様に、下記(3’)式を満たすように脱硫材原単位Wを設定することで、脱硫材の過剰使用を抑えつつ、より安定して目標とするS濃度の溶鋼を得ることが可能となる。
-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])/10≦Q×W/V・・・(3’)
以上のように本実施形態の脱硫方法によれば、脱硫材供給速度V(kg/min/ts)とキャリアガス供給速度Q(Nm/min/ts)を個別に制御することにより、一括制御では実現できなかった脱硫処理条件の設定を行うことができる。そして、脱硫材供給速度Vとキャリアガス供給速度Qをそれぞれ調節することにより、常圧状態であってもS濃度を十分に抑えた低硫鋼を得ることが可能となる。本実施形態の脱硫方法では、減圧状態で脱硫処理を実施する必要がないため、脱硫設備の補修交換費用を抑えることができ、製鋼コストを抑えることができる。
なお、本実施形態では脱硫処理条件の設定方法について複数のパターンを例に挙げて説明しているが、脱硫処理条件の設定方法は、これらの例に限定されることはない。脱硫材供給速度Vとキャリアガス供給速度Qを個別に制御することにより、常圧状態で低硫鋼を製造できる脱硫方法であれば、他の方法であっても良い。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
取鍋内の溶鋼にランスを浸漬させ、ランスから脱硫材とキャリアガスを供給する脱硫設備を用いて溶鋼の脱硫処理を実施した。本実施例では、キャリアガス供給速度Q(Nm/min/ts)、脱硫材原単位W(kg/ts)および脱硫材供給速度V(kg/min/ts)の各パラメータを変動させて複数回の脱硫処理を実施した。なお、脱硫処理は常圧状態で実施しており、脱硫処理前の溶鋼のS濃度(脱硫処理前[S])は、1.5~3.0×10-3%程度であった。
脱硫処理後に溶鋼の組成分析を実施し、脱硫処理後の溶鋼のS濃度(脱硫処理後[S])と、キャリアガス供給速度Q×脱硫材原単位W/脱硫材供給速度Vの値との関係をグラフ化した。その結果を図6に示す。
図6に示されるように本実施例では、キャリアガス供給速度Q、脱硫材原単位Wおよび脱硫材供給速度Vの各パラメータを調節することにより、脱硫処理後のS濃度が0.2~1.0×10-3%となる低硫鋼を得ることができた。なお、キャリアガス供給速度Qは0.003~0.015(Nm/min/ts)の範囲内の値であり、脱硫材供給速度Vは0.15~0.80(kg/min/ts)の範囲内の値である。
図6の結果によれば、Q×W/Vの値が大きくなるに従い、脱硫処理後の溶鋼のS濃度が低くなることがわかる。本実施例においては、Q×W/Vの値が0.07以上の場合にはS濃度が1.0×10-3%を超える溶鋼は存在しなかった。すなわち、下記の(1)式を満たすように脱硫処理を実施すれば、常圧状態における脱硫処理において、より確実に極低硫鋼を得ることが可能となる。
0.07≦Q×W/V・・・(1)
なお、図6の結果によれば、Q×W/Vの値が0.25程度になると、脱硫効果が飽和することがわかる。
また、脱硫材供給速度Vは、脱硫材原単位W/脱硫処理時間Tで算出されることから、上記(1)式は下記の(2)式で表すことができる。
0.07/T≦Q・・・(2)
したがって、脱硫材原単位Wと脱硫処理時間Tが予め制限されているような場合には、脱硫材原単位Wと脱硫処理時間Tから脱硫材供給速度Vを設定し、(2)式を満たすようにキャリアガス供給速度Qを設定して脱硫処理を実施すれば、常圧状態における脱硫処理において、より確実に極低硫鋼を得ることが可能となる。
次に、本実施例の脱硫処理において、脱硫処理後の溶鋼のS濃度(脱硫処理後[S])と脱硫処理前の溶鋼のS濃度(脱硫処理前[S])の値を用い、前述のQ×W/Vの値と、-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])との関係をグラフ化した。その結果を図7に示す。
本実施例の脱硫処理後の溶鋼は図7に示される2本の直線のうち、下側の直線の上方領域に概ね含まれることになるが、前述の図6に示されるようにQ×W/Vの条件によっては脱硫処理後の溶鋼のS濃度が高くなる場合もあり、S濃度にはばらつきが生じている。一方、図7に示される2本の直線のうち、上側の直線(以下、“第1の直線”)の下方領域にある溶鋼においては、S濃度のばらつきがある程度小さくなっている。したがって、より安定して低硫鋼を製造するためには、図7に示される第1の直線の下方領域の条件で脱硫処理を行うことが好ましい。第1の直線は、-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])=15×(Q×W/V)を示す直線であることから、下記の(3)式を満たすように脱硫処理を実施すれば、常圧状態における脱硫処理でも、より安定して低硫鋼を得ることができる。
-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])/15≦Q×W/V・・・(3)
そして、図7に示される2本の直線のうち、下側の直線(以下、“第2の直線”)の下方領域の条件で脱硫処理を実施すれば、S濃度のばらつきがさらに小さくなり、目標とするS濃度の溶鋼が得やすくなる。第2の直線は、-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])=10×(Q×W/V)を示す直線であることから、下記の(3’)式を満たすように脱硫処理を実施すれば、常圧状態で、より安定して目標とするS濃度の低硫鋼を得ることができる。
-ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])/10≦Q×W/V・・・(3’)
また、(3)式または(3’)を活用し、例えば前述の実施形態で説明した処理条件設定パターン3~4のような方法で脱硫処理条件を設定すれば、脱硫材の過剰使用を抑えた状態で、常圧状態の脱硫処理で低硫鋼を得ることが可能となる。
本発明は、溶鋼の脱硫処理に適用することができる。
1 脱硫設備
2 溶鋼
3 取鍋
4 ランス
5 制御部
6 ガス供給管
7 ガス供給源
8 タンク

Claims (8)

  1. 取鍋内の溶鋼にランスを浸漬させ、常圧状態で前記ランスからキャリアガスと共に脱硫材を吹き込んで脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫方法であって、
    前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)と、前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)とを個別に制御することによって前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な脱硫設備を用い、
    下記の(1)式を用いて当該(1)式を満たすように前記脱硫材供給速度V、前記キャリアガス供給速度Qおよび脱硫材原単位W(kg/ts)を設定して前記脱硫処理を実施する、溶鋼の脱硫方法。
    0.07≦Q×W/V・・・(1)
  2. 取鍋内の溶鋼にランスを浸漬させ、常圧状態で前記ランスからキャリアガスと共に脱硫材を吹き込んで脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫方法であって、
    前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)と、前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)とを個別に制御することによって、前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な脱硫設備を用い、
    脱硫材原単位W(kg/ts)を設定した後に、
    下記の(1)式を用いて当該(1)式を満たすように前記脱硫材供給速度Vおよび前記キャリアガス供給速度Qを設定して前記脱硫処理を実施する、溶鋼の脱硫方法。
    0.07≦Q×W/V・・・(1)
  3. 取鍋内の溶鋼にランスを浸漬させ、常圧状態で前記ランスからキャリアガスと共に脱硫材を吹き込んで脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫方法であって、
    前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)と、前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)とを個別に制御することによって、前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な脱硫設備を用い、
    脱硫材原単位W(kg/ts)および脱硫処理時間T(min)を設定した後に
    前記脱硫材原単位Wおよび前記脱硫処理時間Tから前記脱硫材供給速度Vを設定し、
    その後に下記の(2)式を用いて当該(2)式を満たすように前記キャリアガス供給速度Qを設定して前記脱硫処理を実施する、溶鋼の脱硫方法。
    0.07/T≦Q・・・(2)
  4. 取鍋内の溶鋼にランスを浸漬させ、常圧状態で前記ランスからキャリアガスと共に脱硫材を吹き込んで脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫方法であって、
    前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)と、前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)とを個別に制御することによって、前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な脱硫設備を用い、
    目標とする溶鋼の脱硫処理後[S]、溶鋼の脱硫処理前[S]、前記脱硫材供給速度Vおよび前記キャリアガス供給速度Qを設定した後に、
    下記の(3)式を用いて当該(3)式を満たすように脱硫材原単位W(kg/ts)を設定して前記脱硫処理を実施する、溶鋼の脱硫方法。
    -ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])/15≦Q×W/V・・・(3)
  5. 常圧状態で溶鋼の脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫設備であって、
    溶鋼が装入される取鍋内の溶鋼にキャリアガスと共に脱硫材を吹き込むランスと、
    前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)および前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)を個別に制御することによって前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な構成を有する制御部とを備え
    前記制御部は、下記の(1)式を用いて当該(1)式を満たすように前記脱硫材供給速度V、前記キャリアガス供給速度Qおよび脱硫材原単位W(kg/ts)を設定して前記脱硫処理を行う制御を実行するように構成されている、溶鋼の脱硫設備。
    0.07≦Q×W/V・・・(1)
  6. 常圧状態で溶鋼の脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫設備であって、
    溶鋼が装入される取鍋内の溶鋼にキャリアガスと共に脱硫材を吹き込むランスと、
    前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)および前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)を個別に制御することによって前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な構成を有する制御部とを備え、
    前記制御部は、
    脱硫材原単位W(kg/ts)が設定された後に、
    下記の(1)式を用いて当該(1)式を満たすように前記脱硫材供給速度Vおよび前記キャリアガス供給速度Qを設定して前記脱硫処理を行う制御を実行するように構成されている、溶鋼の脱硫設備。
    0.07≦Q×W/V・・・(1)
  7. 常圧状態で溶鋼の脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫設備であって、
    溶鋼が装入される取鍋内の溶鋼にキャリアガスと共に脱硫材を吹き込むランスと、
    前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)および前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)を個別に制御することによって前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な構成を有する制御部とを備え、
    前記制御部は、
    脱硫材原単位W(kg/ts)および脱硫処理時間T(min)が設定された後に、
    前記脱硫材原単位Wおよび前記脱硫処理時間Tから前記脱硫材供給速度Vを設定し、
    その後に下記の(2)式を用いて当該(2)式を満たすように前記キャリアガス供給速度Qを設定して前記脱硫処理を行う制御を実行するように構成されている、溶鋼の脱硫設備。
    0.07/T≦Q・・・(2)
  8. 常圧状態で溶鋼の脱硫処理を実施する溶鋼の脱硫設備であって、
    溶鋼が装入される取鍋内の溶鋼にキャリアガスと共に脱硫材を吹き込むランスと、
    前記脱硫材の供給速度である脱硫材供給速度V(kg/min/ts)および前記キャリアガスの供給速度であるキャリアガス供給速度Q(Nm /min/ts)を個別に制御することによって前記脱硫材供給速度Vと前記キャリアガス供給速度Qとを個別に設定することが可能な構成を有する制御部とを備え、
    前記制御部は、
    目標とする溶鋼の脱硫処理後[S]、溶鋼の脱硫処理前[S]、前記脱硫材供給速度Vおよび前記キャリアガス供給速度Qが設定された後に、
    下記の(3)式を用いて当該(3)式を満たすように脱硫材原単位W(kg/ts)を設定して前記脱硫処理を行う制御を実行するように構成されている、溶鋼の脱硫設備。
    -ln(脱硫処理後[S]/脱硫処理前[S])/15≦Q×W/V・・・(3)
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