JPH03161160A - 取鍋内溶鋼の昇熱方法 - 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．Ｌの利用分野） 本発明は、取鍋に収容された溶鋼の昇熱方法に関し、詳
しくはＳ＋（シリコン）を用いて前記溶鋼の昇熱を効率
良く行う方法に関する。

（従来の技術） 転炉から出鋼された溶鋼を取鍋に収容し、この取鍋にお
いて鯖錬するいわゆる二次精錬が実施されていることは
広く周知である。

二次も１錬の独立の機能としては以下の３つに大別でき
ろ。まず、脱燐、脱硫、合金添加等による溶鋼の成分調
整機能、溶鋼の撹拌による介在物の浮し除失機能、さら
に酸化反応材あるいは電極等を用いた溶鋼の昇熱を含む
温度調整機能である。

一般的な二次Ｍ錬方法としては、先ず溶鋼の成分調幣、
もしくは温度調整のいずれかを先に行い、その後、介在
物の浮−Ｌ除去を行っている。

近年はユーザーの要求品質の高級化や、後工程である連
鋳工程からの戚分、温度に対する厳しい注文に伴って前
記二次精錬の没割はきわめて高いものとなっている。

前述した二次稍錬の一つに、取鍋の底＋１＜より不活性
ガスを吹込み、溶鋼の撹拌を行いつつ、溶鋼内に浸漬フ
ードを浸漬せしめ、この浸漬フード内に酸素ガスを吹付
けるとともに酸化反応剤や成分調整用のフラックスを投
入する方法が従来より堤案されている。例えば特開昭５
３−１４９８２６号公報には酸化反応剤としてＡ＆．Ｓ
ｉ．１”ｉ，Ｍｎ等を添加しつつ酸素ガスを吹付けて溶
鋼を加熱する技術が、また特開昭６１−１３０４１４号
公報には酸化性ガスを吹付けるとともに脱燐フラックス
を添加し、Ｉ１￥鋼の昇熱と脱燐精錬を可能とする技術
がそれぞれ開示されている。

（発明が解決しようとする課題） 前述した従来の技術において溶鋼を加熱するためにはＡ
ｇを酸化反応物として添加し、その酸化反応熱を利用す
ることが一般的であった。

ところがＡＱを用いた溶鋼の昇熱（以下、アルミｙ熱と
いう）を行うと、添加したＡＱがすべて酸化されず溶鋼
中に微少量、残存すると言う問題がある。この残存ＡＱ
は、鋳造中に酸化してアルミナとなって注入ノズルへ付
着し、ノズル詰まりを誘発する。

また、特定の鋼種、例えば鋼中にＡｌ２が残存している
と不都合なシリコンキルド鋼等の場合には、鋼種規格に
適合しない問題が生じる結果となり、連鋳操業の安定化
の大きな阻害要因となっている。

一方、酸化反応材としてＳｔを用いて溶鋼を昇熱（以下
、シリコン昇熱と言う）する技術も前述したように従来
より提案されている。

しかしながらシリコン昇熱を実施した場合、Ｓｉｆｔ，
ＦｅＯ，ＭｎＯを大詐に含有した活性度の高い酸化スラ
グが形成される。この酸化スラブは耐火物の著しい損粍
をきたす等の問題点を有している。

このため従来において（よ、Ｓｉを用いることなく、例
えば特開昭６２−１０２０６号公報に開示されるように
、粉状のコークス、粉状の黒鉛専を用いて対応する方法
等が堤案されていた。

即ち、従来技術においては、取鍋内で酸化反応材と酸素
ガスで溶鋼の昇熱を行う方法において、その問題点を解
決するためにＳｉ以外の酸化反応材に変史する方法しか
実用化されていないのが実情であった。

本発明は、前述した取鍋内における溶鋼の加熱、特にシ
リコン昇熱の問題点の抜本的な解決を図ることを課題と
するものである。

（課題を解決するための手段） １）ｑ記課題の解決を図る本発明は、取鍋内溶鋼の底部
よりガスを吹連み、溶鋼の撹拌を行いつつ、溶鋼内に侵
漬フードをＦ２潰し、前記浸漬フード内に酸素ガスを吹
込むとともに必要界熱蛍に基づいて設定されるＳ＋を投
入し、前記溶鋼を昇熱する取鍋内容鋼の昇熱方法におい
て、前記浸漬フード内に塩話性フラックスを投入するこ
とを特徴とするものである。

また、前述した取鍋内容鋼の昇熱方法において、＋１１
′熱終了後のスラグの塩基度が１．５以上となるように
塩基性フラックスの投入６ｌを設定することを他の特徴
とするものである。

さらにまた、前述した取鍋内容調の昇熱方法において、
昇熱前の取鍋内スラグ組成及び徹と、Ｓｉ燃焼による取
鍋内スラグ発生ｍとから昇熱終了後のスラグの塩塙度を
予測し、該塩基度が１．５以ト．となるように塩斌性フ
ラックスの役入ｎｔを設定することを特徴とすることを
他の特徴とするものである。

（作　用） 第１図は本発明の基本的な構成を示すもので、周知の簡
易取鍋精錬装置に本発明を適ＩＩする尖施例を示す構成
図である。

この第１図において、２は転炉より出鋼された中の溶１
４１の表面には転炉での出鋼の際１こ流１ｔｊ　ｔ，た
転炉内のスラグ（以下、スラグとＬ）う）４力１つてい
る。

取鍋稍錬装己３においては、取鍋２の溶鋼ｌ（こ浸漬フ
ード５を浸漬させ、侵漬フード５の上方１こ中αして昇
降する』二吹きランス６を設置する。また、醍清フード
５の上部には昇熱材である酸化反応材や成分調整のため
の合金、各種フラツクスを投入するための合金投入設備
７を配ｉｆｆ　Ｌてし）る。

一方、溶！４１を撹拌する目的で取鍋２の底部にボーラ
スプラグ８を坤設し、ボーラスプラグ８を介して撹拌ガ
ス９を溶鋼中に吹き追む。浸清フード５の内側に（よラ
イニング層５０を形成する耐火物が摺築されている。

取鍋鯖錬装ｒｔ３での溶！４昇熱方法とは、前述したボ
ーラスブラグ８を介して撹拌ガス９を吹き連み、溶鋼を
撹拌しつつ、合金投入設備７から酸化反応材を投入する
と共に、−Ｅ吹きランス６から酸累１０を溶鋼表市に吹
き付け酸化反応材を酸化させ、その反応熱により溶鋼を
昇熱する方法である。

さて、本発明台らは、前述した問題点を打ずるアルミ）
ヘ熱法に代えて、比較的安価な酸化反応物である周知の
シリコンをＪｉ］いるシリコン昇熱方法について検討を
加えた。

先ず下記第１表に示す条件で、アルミ昇熱とノリコン昇
熱を行い以下の知見を得た。

第 ｌ 表 界熱方法は、前述したように撹拌ガス流祖を第１表の流
塙に設定した後、酸素吹付け、つまり送酸を開始し、そ
の後に昇熱温度に応じた必要界熱損に基づいてＡＱ．及
びＳｉを送酸速度に応じて連続的に投入した。

第２図は、ＡＬ及びＳ１の投入場と、実際の溶鋼の昇熱
温度を、昇熱前後の溶ｗ４温度の測温から求め、それを
総酸化反応熱量から計算で求まる理論的な昇熱Ｉ１Ｂで
除した昇熱効率の関係を調査した結果の一例を示すもの
である。

この第２図から明らかなように、酸化反応材としてＳｉ
を用いてもアルミにおける昇熱効率とは殆ど差は認めら
れなかった。つまり、シリコンを用いても溶鋼の昇熱は
充分可能であることが知見できた。

第３図は、前述した昇熱温度と、昇熱前後における鋼中
マンガン減少量の関係の調査結集の一例を示すものであ
る。

この第３図を見て明らかなように、シリコン昇熱の場合
、鋼中のマンガンロスが非常に多いことが判明した。鋼
中のマンガンロスが多いということは、昇熱後に投入す
べきマンガン合金量が増加することを意味し、操業コス
トの悪化につながる。

この鋼中マンガンロスの多い原因は、周知の通りアルミ
とシリコンではアルミの方がンリコンより酸素と反応し
やすいために、シリコン昇熱の場合は、シリコン以外の
酸化反応物である鋼中のマンガンの酸化が、よりアルミ
昇熱の場合に較べ生じるためである。

また、第４図は、＋Ｆｊ述した昇熱温度と浸漬フード５
の耐火物溶損速度の関係の調査結果の一例を示すもので
ある。

この第４図から明らかなようにシリコン昇熱の場合、ア
ルミ昇熱に比し浸漬フード５の耐火物の溶損速度が非常
に大きい。浸漬フード５の耐火物の溶損速度が大きいと
いうことは、耐火物の寿命が短命になることによる操業
コストの悪化と、一千大物の交換による生産障害にもつ
ながる。この浸漬フード５の耐火物の溶損速度の増大の
原因は、ＩＦｆ述したようにシリコン界熱ではアルミ昇
熱の場合より、より多くマンガンが酸化されることにな
り、そのため取鍋２内に酸化マンガンのスラグ（以下、
Ｍ　ｎ　Ｏという）が多量に生じる。また、酸化反応材
であるＳｔが酸化されることにより、必然的にＳｉＯｙ
（酸化シリコン）が同じくスラグとムって多量に取鍋２
内に生成される。

これらのＭ　ｎ　ＯおよびＳｉｎ，等の酸化スラグ（よ
Ｍ＋；ｒｏ．Ｃａｂ．ＡＩＬＯｓ等の耐火物と反応して
低融点の化合物を生ずることから、耐火物の溶出速度は
アルミ昇熱に較べて５〜９倍も大きくなった。従って、
実用上使用可能な耐火物材質では商業レベルでの生産は
不可能であった。

本発明者らは、シリコン昇熱における前述した２つの問
題点を解決するために、さらに試験を重ね、その解決法
について研究を実施した結果、鋼中マンガンのロス、な
らびに浸漬フード５の耐火物の溶損が酸化反応材のシリ
コンの酸化による取鍋２内のスラグ性状の変化によるも
のであることに着目し、取鍋２内、詳しくは浸漬フード
５内のスラグ性状を改善することによって前述の問題点
を解決することに成功した。以下にその内容を詳細に説
明する。

本発明音らは、１ｉｎ述した取鍋Ｍ錬装：Ｉｌ　３を用
いて、ノリコン昇熱テストを繰り返し行い、鋼中のマン
ガンロス、・也びに浸漬フード５の耐火物の溶損防１ヒ
に最も効東のある方法として、ｌ７４１熱の送酸中に凰
基性のフラックスを投入する方法を発明しと７ｔ５）を
用いたシＩ熱方法として、撹拌ガス流ｔＩｔを１１１１
記第ｌ表の流’＋ｔに設定した後、送酸を開始し、その
後にフラックスと昇熱温度に応じた酸化反応材としての
Ａｌ２，Ｓｉを送酸連度に応じて、ほぼ同時に連続的に
投入した。

第５因に溶鋼温度を２０℃昇温するシリコン昇熱時に、
フラックスとしてＩ　，　３　Ｋｇ／Ｌｏｎ（溶ＭＩＬ
＜＞ｎ　Ｍたり１　．　３　Ｋｇ４ｄといつ０味）の生
石灰（以ド、Ｃ’ａＯという）を投入した時の溶鋼中の
マンガン［ｌス＋１一を、また、四〇図に同ｔ重【のＣ
ａＯを投大した時の浸漬フード５の耐火物の溶損速度を
、Ｃ　ａ　Ｏを投入とない場合のアルミ昇熱とシリコン
昇熱時のテスト結果を併せて示す。

この第５図及び第６図の調査結果から明らかなように、
（／　ａ　Ｏを投入することにより、シリコン｝１′．
％時の鋼中マンガンロス、並びに浸漬フード５の耐火物
の溶損速度が、ＣａＯを投入しない時に較べて大きく改
善でき、アルミ界熱と殆ど変わらない程度まで敗善でき
ることが確認できた。

次に、本発明者らはシリコン昇熱においてもアルミ界熱
時と同等の鋼中マンガンロス、並びに、浸漬フード５の
耐火物溶損速度を得るための必要７ｊ　Ｃａ　Ｏわ実験
的に求めるため、昇熱温度を種々変史してシリコン昇熱
テストを実施し、調査した。

第７図はその調査結果の一例を示すもので、昇熱温度が
増大することにより、一定のＣａＯｆｉで（よなく、Ｃ
ａＯ量を昇熱温度に応じて変更する必要があることが確
認できた。これは、昇熱温度が増大するに伴い、酸化反
応材であるシリコンの投入蛍が増え、結果的に生成ずる
ＳｉＯｙＭｔも増大することに起因するものと考えられ
る。

第８図は、ＣａＯを投入して昇熱を行った後の、浸漬フ
ード５内スラグのｑａＯ含有憤を浸漬フード５内スラグ
のＳｉＯ＊含有蛍で除した塩基度を用いて、アルミ昇熱
時と同等の鋼中マンガンロス、並びに、浸漬フード５の
耐火物溶損速度を得るための塩基度を求めた結果の一例
を示すものである。

第８図｛こおいて、○でしめしたものは、アルミ界熱と
同等の鋼中マンガンロス、並びに、浸漬フード５の耐火
物溶損速度を得ることができたもの、×はできなかった
ものを示し、塩基度が１．５以上であれば、如何なる昇
熱温度でも前述した問題点は解消できることが確認でき
た。

しかし、実行上は昇熱後の浸漬フード５内のス熱後の浸
漬フード５内のスラグ地基度を２．０以上となるように
ＣａＯを余分に投入して燥業をおコナうことで、１１４
述の耐火物、鯛中マンガンロスの問題を完全に解決でき
る。

すなわち、昇熱前の浸漬フード５内スラグ組成を転炉で
の精錬条件から予測、あるいは出鋼後にスラグ分析によ
って求め、取鍋内スラグ！ｄを予測、あるいはスラグ厚
みの測定によって求め、必要な昇熱温度から決定できる
シリコン蛍から必然的に生成するＳ　ｉ　Ｏ　ｔを算出
し、これら上り昇熱終了後の浸漬フード５内スラグの塩
基度を１．５以上とするための必要なＣ　ａ　Ｏ　！ｉ
ｔを決定すれば良いことが確認できた。

また、ＣａＯの投入方法は必ずしも連続的に投入する必
要はなく、送酸中に２ないしは３回に分別投入すれば、
連続投入とした場合と同等の効果が得られることも確認
できた。

さらに、以上の説明ではＣａＯを投入した場合について
のみを記述したが、ＣａＯの代わりに、例えばドロマイ
ト等の塩基性のブラックスを投入しても同様の効果を得
ることができることを確認した。

加えて、浸漬フード５の耐火物の材質としては、ＭｇＯ
−ＣｒｔＯ＋系煉瓦を例に採り記述したが、例えば周知
の−ｇｏ−Ｃ系煉瓦を用いた場合においても同様な改善
効果が得られた。

（実施例） 月産処理能力２６万トンの前記第ｌ図に示した取鍋精錬
装置を用いた、月間４万トンのシリコン界熱操業をおこ
なった。主な操業条件を第２表に示す。

シリコン昇熱方法としては、前述の通り、撹拌ガス流量
を第２表の送酸中の酸素流量に変更した後、送酸を開始
し、その直後に塩基性フラックスと昇熱温度に応じた酸
化反応材を送酸速度に応じて、ほぼ同時に連続的に投入
する方法である。

第 ２ 表 実操業に適用した時の鋼中マンガンロス、並びに浸漬フ
ード５の耐火物溶損速度を第９図、第１０図に示すが、
従来のアルミ界熱のそれとほぼ同等、もしくは若干優っ
ている。なお、当該操業における、平均の昇熱温度は２
０℃であった。

第１１図に残存アルミによる規格はずれの発生した金止
産坩に対する比率を、第１２図に同じく残存アルミの鋳
造中の酸化による注入ノズルの閉塞の発生比率を示すが
、本発明を用いることにより、成分の規格外れ、並びに
ノズル閉塞の発生は皆無となった。

（発明の効集） 本発明の実施により、前述した問題が完全に解決でき、
効巣的な溶鋼温度の昇熱が可能となり、連鋳工程の安定
化が図れ、また、製造コストの大幅な削減が可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本的な構成を示すもので、周知の
簡易取鍋稍錬装置に本発明を適用した実施例を承す構成
図、第２図は酸化反応材の投入坩と昇熱効率の関係の：
ＪＭＭ結果の一例を示す図表、第３図はシリコン昇熱温
度と鋼中マンガン減少蛍の関係の調査結集の一例を示す
図表、第４図はシリコン昇熱温度と浸漬フードの耐火物
溶損速度の関係の調査結巣の一例を示す図表、第５図は
昇熱温度が２０℃のシリコン昇熱時にＣａＯを投入した
場合の溶鋼中マンガンロス！ｄを示した図表、第６図は
、第５図と同ＭのＣａＯを投入した時の浸漬フードの耐
火物の溶損速度を示した図表、第７図（上昇熱温度と必
要なＣ　ａ　Ｏ　ｔｄの関係の調査結果の一例を示す図
表、第８図はアルミ昇熱時と同等の鋼中マンガンロス、
並びに、浸漬フードの耐火物溶損辿度を得るための塩基
度を求めた結果の一例を示す図表、第９図〜第１２図は
、実操業に適用した時の従来法との比較結巣の一例を示
すもので、第９図は鋼中マンガンロスを、第１０図は浸
漬フ一ドの耐火物溶損速度を、第１１図は残存アルミに
よる規格はずれの発生した全生産量に対する比率を、第
１２図は残存アルミの鋳造中の酸化による注入ノズルの
閉塞の発生比率を示す図表である。 １　・ ２　・ ３　・ ４　・ ５　・ ６　・ ７　・ ８　・ ９　・ １０ ５０ ・溶鋼 ・取鍋 ・取鍋精錬装置 ・スラグ ・浸漬フード ・上吹きランス ・合金投入設備 ・ボーラスプラグ ・撹拌ガス ・酸素 ・ライニング層 第▲図 第２図 ノ【髪（本ヤ書（ノｈ１１（レ、｝） 第３図 整４図 ４遡（中さしＵ、（ｔノ 第５図 第７図 第６図 』艷と４ご１ヒ（・こ） 弟Ｓ図 ２をａ’Ｌ（・乙フ 第ｕ図 ４１ 第Ｉ訟

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）取鍋内容鋼の底部よりガスを吹込み、溶鋼の撹拌
   を行いつつ、溶鋼内に浸漬フードを浸漬し、前記浸漬フ
   ード内に酸素ガスを吹込むとともに必要昇熱量に基づい
   て設定されるＳｉを投入し、前記溶鋼を昇熱する取鍋内
   容鋼の昇熱方法において、前記浸漬フード内に塩基性フ
   ラックスを投入することを特徴とする取鍋内容鋼の昇熱
   方法。
2. （２）昇熱終了後のスラグの塩基度が１．５以上となる
   ように塩基性フラックスの投入量を設定することを特徴
   とする請求項１項記載の取鍋内容鋼の昇熱方法。
3. （３）昇熱前の取鍋内スラグ組成及び量と、Ｓｉ燃焼に
   よる取鍋内スラグ発生量とから昇熱終了後のスラグの塩
   基度を予測し、該塩基度が１．５以上となるように塩基
   性フラックスの投入量を設定することを特徴とする請求
   項１項記載の取鍋内容鋼の昇熱方法。