JPH03253509A

JPH03253509A - 予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法

Info

Publication number: JPH03253509A
Application number: JP4853890A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsutani; 松谷　淳; Haruyuki Okuda; 治志奥田; Hideo Take; 武　英雄
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1991-11-12
Anticipated expiration: 2014-11-08
Also published as: JP2972781B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法に係り、
特に脱りん、脱硫処理を終了した予備処理溶銑を用いる
底吹きもしくは上底吹き転炉の１チャージのみの操業方
法ではなく、４〜８チャージの一連の連続操業方法に関
する。

〔従来の技術〕

近時、溶銑予備処理技術の発展に伴い転炉に装入される
溶銑はほとんど全量脱りん、脱硫処理を終了した予備処
理溶銑となっている。その結果、転炉での主反応はもっ
ばら脱炭のみになりつつあり、更にスラグを造威して精
錬する必要がなくなったので、スラグレス操業もしくは
レススラグ操業が行われるようになった。

従来のレススラグ操業において、最も問題となっている
ことは、スラグボリウムが極端に少いため、吹錬中に発
生するＴ　、　Ｆ　ｅ約８０％のダスト量が多くなりＦ
ｅの歩留を低化させることのほか、鋼に設定量のＭｎ戒
成分付与するため、Ｍｎ鉱石を添加し還元吹錬によって
スラグ中のＭｎを回収した後、吹錬終了後Ｍｎ○濃度の
高いスラグを捨てねばならず、これが従来法の大きなＭ
ｎロスとなっていた。

予備処理溶銑を使用する鋼の精錬において、溶鋼中のＭ
ｎを高歩留で回収する方法として。

特開昭５５−５０４１４および時開＠６１−４４１１５
が開示されている。

特開昭５５−５０４１４の方法は、予備処理溶銑を使用
し、スラブがないか少量のスラブのもとでＭｎ鉱石もし
くは含Ｍｎ物質を鋼浴に添加して酸化吹錬することによ
り、−旦酸化されたＭｎ○は溶鋼と反応して還元され鋼
成分となることにより、従来のＦｅ−Ｍｎ合金の代りに
Ｍｎ鉱石を使用し得るとしたものである。

また、特開昭６１−４４１１５は、上底吹き複合精錬で
得たＭｎ含有量６％以上の精錬終了後のスラブと。

溶銑の予備処理精錬剤とを用い粉化処理した後。

溶銑の脱珪または脱りん、脱硫処理を行い、Ｍｎ溶銑中
に還元回収する方法である。

上記従来技術の両方法とも、いずれも高い歩留でＭｎを
回収することが可能である。しかし前者はエチャージ当
りの排出するスラグ量が少いために、Ｍｎの回収歩留が
高いものの、排出スラグ中のＭｎ濃度は高いため、連続
した数チャージの平均で考えれば矢張りＭｎ濃度が高い
スラグを排出しており、この場合のＭｎ歩留については
なお改善の余地がある。更に前者の従来技術では精錬中
のスラグ量が非常に少いために、上吹き酸素による精錬
時にＦｅの酸化によって発生したＦｅ○が、排ガスと共
に排出されＦｅの歩留が悪化するという欠点がある。

また、後者の従来技術については、転炉で吹錬が終了し
た後に排滓を行い、固化したＭｎ６％以上のスラブを粉
化処理し、溶銑予備処理剤と共に溶銑中に吹込むもので
ある。そのためＭｎは回収されるものの、固化したスラ
グの粉化処理に要する費用のほか、排滓後粉化処理まで
に失われる熱的損失が大であるという欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法
において、Ｍｎの歩留向上を図ると共に、精錬中に発生
するダスト量を抑制することができる効果的な操業方法
を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところは次の如くである。

すなわち。

（１）脱りん、脱硫を終了した予備処理溶銑を用いる転
炉の操業方法において、連続して４〜８チャージを一連
操業とし、初期の１〜２チャージでは多量のＭｎ鉱石を
投入してＭｎＯ濃度の高いスラグを造威し、該造成した
スラブは排出せず順次次のチャージに使用し、最終の１
〜２チャージではＭｎ鉱石投入量を最少とし、かつ一連
操業の吹錬末期には還元吹錬を行ってスラグよりＭｎを
回収し、ＭｎＯ濃度の低いスラブを排出することを特徴
とする予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法。

（２）初期の１〜２チャージでは高Ｍｎ鋼を溶製し、吹
錬末期の１〜２チャージでは低Ｍｎ鋼を溶製し。

次第に製造する鋼のＭｎ設定量を低減させる上記（１）
に記載の予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法。

（３）初期の１〜２チャージでは３０）ｃｇ／ｔのＭｎ
鉱石を投入し、最終の１〜２チャージでは↓Ｏｋｇ／ｔ
のＭｎ鉱石を投入し、中間期には２５〜１５ｋｇ／ｔの
Ｍｎ鉱石を投入する上記（１）もしくは（２）に記載の
予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法。

（４）連続して４〜８チャージの一連操業期間のＭｎ歩
留は８０〜９０％である上記（１）〜（３）のいずれか
の項に記載の予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法。

（５）連続して４〜８チャージの一連操業は、すべて発
生ダスト量を２０ｋｇ／　ｔ　、　ｃｈａｒｇｅ以下と
するため、２０ｋｇ／ｔ以上のスラグ量とする上記（１
）〜（４）のいずれかの項に記載の予備処理溶銑を用い
る転炉の操業方法である。

本発明の特徴は脱りん、脱硫の終了した予備処理溶銑の
みを使用する転炉の操業方法において、鋼成分としてＭ
ｎ分を増加するためにＭｎ鉱石を添加し、ＭｎＯ濃度の
高いスラグとした後、（ＭｎＯ）ｏｒｅ　　−）　　（
ＭｎＯ）ｓ　Ｑ　ａｇ↑ （ＭｎＯ）ｓｎａｇ＋ｃ　　−＋　　Ｍｎ＋Ｃ○なる反
応により、Ｍｎ鉱石中のＭｎが一旦滓化された後、溶銑
中のＣもしくは黒鉛、コークス等の添加還元剤により還
元されて鋼中に入るものと考えられる。

本願発明の主要な目的は、Ｍｎの歩留を最大限に向上す
るために、連続して４〜８チャージを一連操業として、
初期の１〜２チャージでは比較的多量のＭｎ鉱石を投入
し、Ｍｎ濃度の高いスラグを造成し、該スラグを排出せ
ず順次次のチャージのスラブとして活用し、最終の１〜
２チャージではＭｎ鉱石の投入量を最少として、かつ一
連操業の吹錬末期には、還元吹錬を行い、スラブ中のＭ
　ｎ　Ｏを大部分還元して鋼中に回収する方法をとるも
ので、最後の還元吹錬したスラグのみを排出する方法を
とるものである。

Ｍｎ鉱石の各チャージ毎の投入パターンの一例は第１表
のとおりである。

第工表第１表からＭｎ歩留を計算すると、初期の１〜２チャー
ジのＭｎ歩留が低いが、１連操業全体のＭｎ歩留が従来
よりもはるかに高く、平均として８０〜９０％の高い歩
留を達成することができた。

本発明を得る基礎実験におけるＭｎ歩留に及ぼす添加Ｍ
ｎ鉱石等のインプットＭｎの増加の影響ならびにスラグ
中のＴ　、　Ｆ　ｅとＭｎ分配比（（Ｍｎ）／　（Ｍｎ
）　）の関係について記載する。

ＣａＯを添加しないライムフリー吹錬においてもＭｎ分
配比はスラグ中のＴ、Ｆｅの上昇と共に増加することは
、第１図に示す通常の予備処理銑吹錬の場合と同じ傾向
を有することが判明した。

次にＣａＯを添加しないライムフリー吹錬を連続して行
うと、黒鉛、コークスなどからのインプットＳｉ○２に
よって実塩基度が低下するという現象が起るが、Ｍｎ分
配比と実塩基度との間には明確な相関関係が認められな
かった。

従って、ライムフリー吹錬を連続して行うことによって
葬る塩基度の低下はＭｎ分配比に大きく影響与えること
はないと考えられる。

また溶銑中のＭｎ、添加するＭｎ鉱石等のインプットＭ
ｎとＭｎ歩留との関係は、第２図に示す如く。

インプットＭｎの増加に従いＭｎ歩留が低下する傾向が
ある。従って本発明の４〜８チャージの一連の連続操業
においても、初期の１〜２チャージにおいてはＭｎ歩留
が低い。しかし、ライムフリー吹錬を実施する場合には
、従来の通常の予備処理銑吹錬に比較して１０％程度高
いＭｎ歩留を示している。

なお、第２図において、・印は吹止カーボンＣ７≦１５
Ｘ１０−２％の場合であり、ム印は吹止カーボンＣｒ＞
　１５　Ｘ　１０−２％の場合である。第２図において
、ライムフリー吹錬の場合の方がＭｎ歩留が高いのは、
ライムフリー吹錬においては新たに副原料を投入して造
滓したＭ　ｎ　Ｏを含まないスラブではなく、始めから
ＭｎＯを含んだ前チャージのスラグを利用するため、吹
錬中に投入したＭｎ鉱石からスラグ中に移行するＭｎ分
が少くなることによるものと考えられる。

本発明者らは、上記の関係を明らかにするため、スラグ
ボリウムを定量化し、Ｍｎのインプットとアウトプット
のバランスをとり、排滓せずに使用する前チャージのス
ラグボリウムの影響を調査するため、トレーサーとして
ＢａＣＯ３を使用し、スラグ中のＢａＯ濃度を測定して
、スラグボリウムを定量化する実験を行った。計算方法
は次の如くである。

（ａ）吹錬中のスラグボリウム（吹止スラグボリウム）
ライムフリー吹錬を開始する１チャージ目の溶銑装入前
に、転炉に炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）を投入し吹錬を
行う。投入したＢａＣ０，は、ＢａＣ０，＋Ｃ−＋Ｂａ
○＋２Ｃ○ の反応によって酸化バリウム（Ｂａｄ）に分解するので
、吹止後スラグのＢａＯ濃度を測定し１次式によって吹
錬中のスラグボリウム（ｋｇ／ｔ）を計算する。

吹錬中のスラグボリウム（ｋｇ／１）＝ＢａＣ○、Ｘ０．７７７÷スラグ中の（％Ｂａｄ）（
ｂ）取鍋スラグボリウム本発明による初期の１〜２チャージで多量のＭｎ鉱石を
使用してＭｎ○濃度の高いスラグを造威し、そのスラグ
を排出せず、順次次のチャージに使用する建前をとって
いるが、実際操業においてはスラグの一部が出鋼時に取
鍋中に流出する。この流出する取鍋スラグボリウムは、
取鍋のスラグ厚を測定し、その値に取鍋の断面積を乗す
ることによって求められた。なお、スラブの重量を求め
るために必要とするスラブの密度δ＝２．７ｇ／ｆｆｌ
とした。

（ｃ）コーティングスラグボリウム実際操業において、次のチャージにコーティングされる
スラグボリウムであって、（ａ）の吹錬中スラグボリウ
ムと、（ｂ）の取鍋スラグボリウムの差分として求めら
れる。

コーティングスラグ中のトレーサーＢａＯ濃度は、直前
チャージの吹錬中スラグのＢａＯ濃度と同一であるから
、２チャージ目以降のインプットＢａＯはコーティング
スラグボリウムにＢａＯ濃度を乗することによって求め
ることができる。

ライムフリー吹錬を連続４回行った場合のスラグボリウ
ムの変化の推移の１例を示すと第２表のとおりである。

第　２　表　　　　　　（単位ｋｇ／ｔ）スラグボリウ
ム（Ｓ、Ｖ、）は予めＭｎ○を含んだ前チャージスラグ
と投入Ｍｎ鉱石でほぼ決定される。Ｍ　ｎ　Ｏはその限
られたスラグボリウム内で濃化し、Ｍｎ分配比が先に掲
げた第１図に示すＴ。

Ｆｅによって決定される値となるまで、溶鋼中にスラグ
からＭｎが移行するものと考えられる。

インプットＭｎ（ｋｇ／　ｔ　）とＭｎ歩留との関係に
ついては、第２図に示した基礎実験におけるライムフリ
ー吹錬で従来の通常の予備処理銑吹錬よりも約１０％向
上歩留が向上することを認めたが、本発明においても第
３図に示す如く、約１０％向上することを確認した。す
なわち、インプットＭｎ（ｋｇ／ｔ）が５．１０．１５
．２０と変化する場合の、従来のＭｎ歩留は第３図Ａ曲
線の如く、６０〜７０％であったが、本発明による連続
４〜８チャージの一連操業の場合は、８曲線の如＜８０
〜９０％と約１０％向上が認められた。

次にスラグボリウムとダスト発生量との関係について本
発明者らの実験結果は第４図に示すとおりであって、ス
ラグボリウムが２０ｋｇ／ｔ未満となると、ダストＴ、
Ｆｅ発生量が急激に増加することが判明した。そのため
、ダスト量を２０ｋｇ／ｔ。

ｃｈａｒｇｅ以下とするためには、スラグボリウムの下
限を２０）ｃｇ／ｔとすべきであることが判明した。

好適にはスラグボリウムを２５〜５０ｋｇ／ｔとするこ
とが望ましい。５０ｋｇ／ｔを越してスラグボリウムが
過剰となるとＭｎ歩留が悪化する。

次に、Ｍｎ歩留を最大限とし、かつスラグボリウムを２
０ｋｇ／ｔ以上のレススラグ操業を行う本発明による４
〜８チャージの連続操業において。

初期の１〜２チャージをＭｎ鉱石を多量投入し、排滓を
行わず、その後のチャージについては前回チャージより
も少いＭｎ鉱石を投入し、最終ｌ〜２チャージにおいて
はＭｎ鉱石の投入量を最小限として還元吹錬を実施する
ために、製造設定鋼種としては初期のｌ〜２チャージは
Ｍｎ１％内外の高Ｍｎ鋼とし、順次Ｍｎ設定量の少い低
Ｍｎ鋼に移行することが最も望ましい。

〔発明の効果〕本発明は、脱りん、脱硫の終了した予備処理溶銑を用い
る転炉の操業方法において、連続して４〜８チャージを
一連操業として、Ｍｎ：０．２〜１゜２％の鋼を底吹き
もしくは上底吹き転炉により溶製するに当り、初期の１
〜２チャージを多量のＭｎ鉱石を投入する造滓チャージ
とし、その後のチャージに対してはスラグを排出せず、
順次Ｍｎ鉱石の投入を減少して最終ｌ〜２チャージに対
してはＭｎ鉱石を最小限としてＭｎ還元吹吹錬行ってス
ラグよりＭｎを回収し、最後のＭｎ○濃度の小なるスラ
グのみを排出する方法をとり、しかもいずれのチャージ
もＣａＯを使用しないライムフリー操業としてスラグボ
リウムを２０ｋｇ／ｔ以上とするレススラグ操業を行う
こととしたので、次の如き効果を挙げることができた。

（イ）初期の１〜２チャージのＭｎ歩留は低いが、４〜
８チャージの一連操業としてのＭｎ歩留を、従来の６０
〜７０％から８０〜９０％と約１０％向上させることが
できた。

、０）スラグ量を２０ｋｇ／ｔ以上としたので、ダスト
Ｔ、Ｆｅ発生量を従来どおりの２０ｋｇ／ｔ。

ｃｈａｒｇｅ以下の少量に抑制することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明者らの基礎実験におけるスラグのＴ、Ｆ
ｅ％とＭｎ分配率（Ｍｎ）／　（Ｍｎ）との関係を示す
線図、第２図は第１図と同様の本発明者らの基礎実験に
おけるインプットＭｎ（ｋｇ／　ｔ　）とＭｎ歩留との
関係における従来の通常の予備処理銑吹錬時とＣａ○フ
リー吹練吹錬比較対照図、第３図はインプットＭｎ（ｋ
ｇ／　ｔ　）とＭｎ歩留との相関関係を示す従来の個々
の操業実績と本発明による４〜８チャージの一連操業に
おける操業実績との比較対照図、第４図は本発明におけ
るスラグボリウム（ｋｇ／ｔ）とダストＴ　、　Ｆ　ｅ
発生量（ｋｇ／　ｔ　、ｃｈａｒｇｅ）との関係を示す
線図である。＄　ｔ　ｔＢ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）脱りん、脱硫を終了した予備処理溶銑を用いる転
炉の操業方法において、連続して４〜８チャージを一連
操業とし、初期の１〜２チャージでは多量のＭｎ鉱石を
投入してＭｎＯ濃度の高いスラグを造成し、該造成した
スラグは排出せず順次次のチャージに使用し、最終の１
〜２チャージではＭｎ鉱石投入量を最少とし、かつ一連
操業の吹錬末期には還元吹錬を行つてスラグよりＭｎを
回収し、ＭｎＯ濃度の低いスラグを排出することを特徴
とする予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法。
（２）初期の１〜２チャージでは高Ｍｎ鋼を溶製し、吹
錬末期の１〜２チャージでは低Ｍｎ鋼を溶製し、次第に
製造する鋼のＭｎ設定量を低減させる請求項（１）に記
載の予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法。
（３）初期の１〜２チャージでは３０ｋｇ／ｔのＭｎ鉱
石を投入し、最終の１〜２チャージでは１０ｋｇ／ｔの
Ｍｎ鉱石を投入し、中間期には２５〜１５ｋｇ／ｔのＭ
ｎ鉱石を投入する請求項（１）もしくは（２）に記載の
予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法。
（４）連続して４〜８チャージの一連操業期間のＭｎ歩
留は８０〜９０％である請求項（１）〜（３）のいずれ
かの項に記載の予備処理溶銑を用いる転炉の操業方法。
（５）連続して４〜８チャージの一連操業は、すべて発
生ダスト量を２０ｋｇ／ｔ．ｃｈａｒｇｅ以下とするた
め、２０ｋｇ／ｔ以上のスラグ量とする請求項（１）〜
（４）のいずれかの項に記載の予備処理溶銑を用いる転
炉の操業方法。