JPH01312021A - 転炉による溶綱中Ｍｎ上昇精錬方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業」二の利用分野〉 この発明は、転炉での酸素吹錬にて吹上［Ｍｎｌ濃度の
高い鋼をＭｎ歩留良く溶製するための、鋼の転炉精錬方
法に関するものである。

〈従来技術とその問題点〉 近年、厚板、鋼材等の品質安定化要求の高まりと共に高
り鋼の需要が増大しているが、従来、溶鋼の［訃］濃度
を高い値に調整する手段として、まず高炉装入物中６び
ｎ含有物質を配合することにより溶銑中［Ｍｎｌ濃度を
０．５重量％前後にまで高め、次いでこの溶銑を転炉で
酸素吹錬すると言う方法が採用されていた。そして、こ
の際、酸素吹錬により溶銑中のＭｎ′；ＩＪ＜酸化され
てスラグ中へ移行し、吹上時［Ｍｎ］　濃度が０．１〜
０．２重量％程度にまで目減りしがちであるのを補償す
るため、転炉出鋼時にフェロマンガン等の合金鉄を更に
添加して目的製品に見合う［Ｍｎｌ濃度を確保する対策
が講じられていた。

しかしながら、上記従来法は、転炉精錬の際のＭ　ｎｔ
Ｍ失が大きいため、折角［肚］濃度の高い溶銑を原料と
しているにも係わらず出鋼の際にも高価な鉄〜マンガン
合金の添加を必要とし、その分だけ製品コストが高くな
ってしまうとの問題が指摘されるものであった。

そこで、上記問題を解消すべく、［事前に製品レベルま
で脱Ｐ処理した溶銑を用いて使用スラグ量を少なくし、
スラグ中へのＭｎの移行を抑えると共に、更に溶鉄中へ
Ｍｎ含有物質（Ｍｎ鉱石等）を投入して酸素吹錬を行う
ことで吹上［Ｍｎｌ　？ｆｆｉ度を上昇させる転炉精錬
方法」が提案された（特開昭５５−５０４１４号）。　
この方法は、事前脱Ｐにより転炉（酸素製銅炉）での脱
Ｐを不必要とすることで造滓剤量を極少量しか添加しな
いところの、所謂゛スラグミニマム吹錬”を可能とし、
これによってスラグへのＭｎロスを極力抑えると共に、
転炉中に添加したＭｎ含有物質中のＭｎが溶鉄中［Ｃ］
により還元されて溶鉄中へ溶解する現象をも利用して吹
上［Ｍｎｌ濃度を向上させようとしたもので、高価な鉄
−マンガン合金の大幅な節約が期待されるものであった
。

ところが、後述する実施例での結果からも確認できるが
、上記方法には、なお次のような問題点の存在すること
が明らかとなってきたのである。

即ち、上記方法を適用した場合にはスラグミニマム吹錬
によるスラグへのＭｎロス抑制効果は確かに顕著とはな
るが、転炉吹錬末期に至って［Ｃ］？Ｍ度が０．２〜１
．０重量％程度に低くなると、それまでは［Ｃ］の還元
作用により溶鉄中へ溶解・移行していたＭｎが、今度は
逆に酸化されてスラグ中へ移行するようになり、Ｍｎ歩
留の点で好ましくない結果をもたらすことが分ったので
ある。このＭｎ歩留低下の原因は、吹錬末期の脱炭反応
減衰期においてスラグ中の（Ｆｅｄ）が急激に増加し、
［Ｍｎｌ　＋　（Ｆｅｄ）　→（Ｍｎ○）　＋　Ｆｅな
る反応に従って溶鋼中［Ｍｎｌが酸化されスラグ中に移
行するために起きるものと考えられる。

もっとも、転炉吹錬末期における［Ｍｎｌの酸化ロスを
抑制する手段として、［脱炭反応減衰期に粒状又は塊状
の炭素含有物質を上方添加してスラグの還元を図り、復
Ｍｎを促す方法］も提案されてはいる（特開昭６０−９
８１３号）。　しかし、この方法では炭素含有物質の添
加が転炉吹錬での脱炭反応減衰期に行われるため、次の
ような諸問題を伴い、その採用が躊躇されるものであっ
た。

ａ）転炉吹錬の末期において炭素含有物質のＣが溶鋼中
にピックアップされるため、？容量　［Ｃ］濃度の終点
制御が難しい。

ｂ）炭素含有物質としてコークスや石炭等の安価な炭材
を用いた場合には、炭材中の不純物であるＳやＰのピン
クアップが問題となり、一方、不純物の少ない炭材（玉
状黒鉛等）の場合には高価であるのでコストアンプを招
く。

〈発明が解決しようとする課題〉 このようなことから、本発明の主目的は、従来の転炉に
よるＭｎ冨化精錬で指摘された上記各問題点を解消し、
良好なＭｎ歩留の下で、しかも転炉の安定操業上支障と
なるような格別な問題を伴うことなく、吹上［Ｍｎ］濃
度の高い鋼を低コストにて溶製する点に置かれた。

〈課題を解決するだめの手段〉 本発明は、上記目的の達成を目指すと共に、転炉吹上［
Ｍｎｌ　濃度の低下抑制に対する“スラグミニマム吹錬
”の利点を十分に認識した本発明者による［スラグミニ
マム吹錬での更なるＭｎ歩留向上＝４− の可能性を追求した研究」の結果完成されたものであり
、 ［転炉内に溶銑及び含Ｍｎ物質を装入して酸素吹錬し吹
上［Ｍｎ］？ｊｉｔ４度の高い鋼を溶製するに際し、装
入溶銑として予備処理にて脱Ｐした低Ｐ溶銑を用いると
共に、転炉吹錬末期における脱炭反応最盛期から脱炭反
応減衰期初期の区間内で一旦酸素吹錬を中断してスラグ
を排出し、その後再吹錬して所定［Ｃ］？ｔｍ度まで脱
炭することにより、良好なＭｎ歩留の下で吹上［Ｍｎｌ
　ｆＲ度の高い鋼をコスト安く溶製し得るようにした点
」 に特徴を有するものである。

ここで、予備処理による溶銑の脱Ｐは、転炉吹錬時の多
少の脱ＰＭを考慮し、吹錬後の製品が目的の［Ｐ］量範
囲に入るレベルにまで脱Ｐ処理すれば良い。そして、こ
の脱Ｐ処理はトーピード。

取鍋或いは転炉等の何れで実施しても問題はない。

また、転炉内に装入される含Ｍｒ＋’ｌ＋ｌ質としては
通常のようにＭｎ鉱石で十分であるが、これに炭材や造
滓剤を混入して団塊化したもの等を使用すればより効果
的である。

ところで、酸素吹錬を中断して排滓する時期を転炉吹錬
末期におりる脱炭反応最盛期から脱炭反応減衰期初期に
かりての間と定めたのは、この時期は溶鉄中の［Ｍｎ］
濃度がもっとも高い状態にあり、排滓時期がそれより早
いと装入した含Ｍｎ物質が十分に還元されておらず、一
方、排滓時期がこれよりも遅くなるとスラグ中の（Ｆｅ
ｄ）が増してＭｎがスラグ中に酸化ロスされ、Ｍｎ歩留
が悪化するためである。

なお、上記排滓の時期は、［Ｃ］？ＪＹｆ度を目安にす
ると０．２〜１．０重量％の時となる。

排滓の方法としては、炉口排滓、或いは一旦出鋼してか
らの取鍋での排滓などが考えられるが、吹錬時間が延び
るのを極力少なくする意味で炉口排滓を採用するのが望
ましい。ただ、この場合、完全な排滓を行おうとすると
、同時に溶鉄も一部流出して歩留が悪化する恐れがあり
、また全くスラグの無い状態では再吹錬の際に激しいス
ピッティングが発生ずる等のトラブルが生し易いことが
ら、排滓は少量のスラグを残すように行うのが望ましい
。

次いで、本発明を実施する際のＭｎの動向と共に、排滓
の時（υ］を前記の如くに限定した理由をより詳細に説
明する。

〈作用〉 さて、本発明に係る転炉精錬において、転炉に装入され
た含Ｍｎ物質はスラグ化し溶鋼中の［Ｃ］により還元さ
れる。このＭｎの還元反応は吹錬初期から脱炭反応最盛
期まで進行し、溶鉄中の［Ｍｎ］が漸次」二昇する。し
かし、吹錬末期の脱炭減衰期に至ると、前述したように
逆に溶鉄中の［Ｍｎ］が酸化されてスラグ中に移行する
現象が生し、溶鉄中［Ｍｎ］が低下する傾向となる。

上記事実からも明らかなように、含Ｍｎ物質を装入する
［Ｍｎ］冨化精錬においては、吹錬終了前の朱だ吹錬中
の時点に最も溶鉄中［Ｍｎ］の高い状態（即ち最もＭｎ
歩留が高い状態）が存在していることとなる。そして、
その状態が実現されるのが、後述する実施例での結果か
らも確認できるように、脱炭反応最盛期末期から脱炭反
応減衰期にかけての間であり、具体的には［Ｃ］？Ｍ度
か０．２〜１．０重量％の時に相当する。

当然、この時期にはスラグ中のＭｎ酸化物含有量が最も
少ない状態となっており、そのため、この時期に酸素吹
錬を中断してスラグを排出ずればスラグ中（Ｆｅｄ）に
よる溶鉄中［Ｍｎ］の酸化の恐れはなくなり、Ｍｎのス
ラグへのロスを極小に抑えることができる。つまり、上
記時期に排滓を実施すると、その後再び吹錬を開始して
所定の［Ｃ］？ｆｆｉ度にまで脱炭する際には殆んどス
ラグが存在していない状態であるので、［Ｍｎ］の酸化
によるスラグへのロスは極めて僅かなものにしかならず
、Ｍｎ歩留の大幅な向上が達成できる。

次いで、本発明を実施例によって更に具体的に説明する
。

〈実施例〉 ２トン試験転炉を準備し、これによってＭｎ鉱石添加転
炉吹錬実験を実施した。

試験では、第１表に示す成分組成の事前説Ｐ溶銑及びＭ
ｎ鉱石を用い、更に通常の如くに生石灰。

軽焼ドロマイ１〜．蛍石及び珪砂の造滓剤を転炉に装入
して酸素吹錬を行ったが、精錬条件を次の２通りとして
両者でのＭｎ歩留りを比較した。

■本発明例： 脱炭反応最盛期末期から脱炭反応減衰期初期に掛けての
間に酸素吹錬を一旦中断してスラグを排出し、その後頁
吹錬して所定の［Ｃ］まで脱炭する操業を実施。

■比較例： 終点まで途中排滓せずに脱炭吹錬する操業を実施。

第　　　１　　　表 なお、この試験はＭｎ１２：石の添加量を種々に変えて
多数回実施したが、以下に示すのは、原料使用量が第２
表の通りの代表的なものについての結果である（使用し
た脱Ｐ溶銑、　Ｍｎ鉱石及び各造滓剤の組成並びに使用
量は、本発明例及び比較例とも同一であったことは言う
までもない）。

第　　　２　　　表 ここで、造滓剤の配合割合は、スラグの塩基度（ＣａＯ
／５ｉＯｚ）が約３，５になるように設定したものであ
る。

さて、実験吹錬は、前記脱Ｐ溶銑を転炉内に注銑後、吹
錬開始直前に第２表に示す他の装入物を全量投入して実
施した。なお、吹錬開始時の溶湯温度は１３００　’ｃ
であった。

この実験吹錬中、上吹ランスからの送酸量は５．ＯＮｍ
／分で一定とし、一方、底吹羽口からはＡｒガスを１．
ＯＮ　ｍ７分の流量で吹き込んだ。そして、途中で溶鉄
及びスラグのサンプリングを実施して分析に供した。

このようにして測定された［吹錬中における溶鉄中［Ｍ
ｎｌ　濃度及び［ＣｌＦ３度の推移」を第１図及び第２
図に示す。

ここで、第１図は終点まで途中排滓せずに吹錬した比較
例での結果であり、一方、第２図は脱炭減衰期に酸素吹
錬を中断してスラグを排出し、その後回吹錬して終点ま
で吹錬を続けた本発明例での結果である。なお、両者の
場合とも終点［Ｃ］濃度は０．０７重量％であり、溶鋼
温度ば１６５０　’ｃであった。

この第１図と第２図との比較により、「脱炭反応最盛期
末期から脱炭反応減衰期初期にかけての間に排滓を実施
する本発明法によると、その後のＭｎの酸化によるスラ
グへのロスが減少し、その結果Ｍｎ歩留が顕著に向上す
ること」が確認できる。

なお、この際のＭｎ投入量に対する溶鉄へのＭｎ歩−１
１＝ 留は、途中で排滓を行わない比較法の場合には約６５％
であったのに比べて、脱炭減衰期にスラグの途中排出を
実施した本発明例の場合には約８０％に向上しているこ
とも確認された。

〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、鋼を転炉吹錬
する際、投入Ｍｎ源から溶鉄中へ高いＭｎ歩留でＭｎ分
を移行させることができ、吹上Ｍｎ？１ｔｔｆ度を大幅
に向上させることが可能となって高Ｍｎ鋼精錬コストの
著しい低減が実現されるなど、産業上極めて有用な効果
がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、途中排滓を実施しなかった比較例における吹
錬中溶鉄の［Ｍｎ　］及び［Ｃ］Ｃ度の推移を示したグ
ラフである。 第２図は、脱炭減衰期に途中排滓した本発明例における
吹錬中溶鉄の［Ｍｎｌ及び［Ｃ］ｔｆｆｉ度の推移を示
したグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転炉内に溶銑及び含Ｍｎ物質を装入して酸素吹錬し吹上
   ［Ｍｎ］濃度の高い鋼を溶製するに際し、装入溶銑とし
   て予備処理にて脱Ｐした低Ｐ溶銑を用いると共に、転炉
   吹錬末期における脱炭反応最盛期から脱炭反応減衰期初
   期の区間内で一旦酸素吹錬を中断してスラグを排出し、
   その後再吹錬して所定［Ｃ］濃度まで脱炭することを特
   徴とする、転炉による溶鋼中Ｍｎ上昇精錬方法。