JPH04329813A - スラグフォーミング防止法 - 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】

【０００１】本発明は溶銑を転炉にて脱炭して鋼を精錬
する工程において、溶銑を転炉に装入する前に石灰、ス
ケールその他の精錬剤を添加して溶銑の脱珪、脱燐もし
くは脱燐脱硫を行う溶銑予備処理法におけるスラグフォ
ーミング防止法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶銑を転炉にて高圧酸素の吹き付け、ま
たは吹き込みにより脱炭して鋼を精錬する場合、転炉で
は単に脱炭するだけでなく鋼の目的成分に応じて脱燐脱
硫を行うために、通常石炭その他の精錬剤を添加するこ
とが必要である。この場合、転炉吹錬初期の脱珪素反応
により生成するＳｉＯ２　を主成分とするスラグを高塩
基度のスラグに変えるために大量の石灰を投入する必要
が生じる。近年、この石灰の使用量を削減して経済的に
脱燐脱硫処理を行うために、溶銑を予め別の容器で脱燐
脱硫処理するいわゆる溶銑予備処理法が広く一般に行わ
れている。この場合、溶銑予備処理用の容器には溶銑の
搬送容器であるトピードカーや溶銑鍋が使用され、これ
らの容器は本来精錬用の容器でないためにフリーボード
が小さく、脱燐脱硫処理中にスラグが泡立ち、スラグ流
出を生じることが多い。このようなスラグ流出に対する
対策として、従来２つの方法がとられていた。その第１
はスラグ流出が始まるまで一時精錬剤の吹き込みを中断
する方法である。もう一つの方法はスラグが流出しても
精錬作業に支障が生じないように溶銑予備処理容器の周
辺に流出スラグ用のピットを堀り、処理後にピット内の
流出スラグを搬出する方法である。

【０００３】これらの方法には以下の問題点がある。ま
ず精錬剤の吹き込みを中断する第一の方法の場合、処理
の中断は処理時間の延長をもたらし、転炉から連続鋳造
にいたる一連の円滑な物流が阻害され、ひいては生産性
の悪化をもたらす。また流出スラグ用のピットを配置す
る方法の場合、流出スラグ中には通常１０％程度の鉄分
が含まれているので、鉄歩留りが悪化するという問題が
あるだけでなく、ピットを配置するための設備費やピッ
ト内スラグを搬出する等の新たな作業が必要となり経済
的ではない。これらの問題点のよってきたる根本原因は
、脱燐中には溶銑とスラグの界面近傍において、添加し
たスケールや酸素ガスと溶銑中の炭素との反応によりＣ
Ｏガスが発生し、このＣＯ気泡によりスラグが泡立ち、
スラグの体積が４〜８倍程度に膨張することによる。し
かしながらこれらの泡立ちを経済的に防止する方法がな
かったために止むなく上記対策を講じ、それによって上
記問題点が生じたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
鑑みてなされたもので、従来の問題点の根本原因である
スラグの泡立ちを効果的に抑制してスラグ流出を防止し
、経済的に溶銑予備処理を行う方法を提供することを目
的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はスラグの泡立ち
が、脱燐処理中に発生したＣＯガス気泡によりスラグの
体積が膨張することによって生じ、その泡立ち高さは主
に気泡と気泡の間のスラグ液膜の安定性によって支配さ
れ、スラグに濡れにくい物質である炭剤を添加し、気泡
間のスラグ液膜を破壊して、気泡の合体や気泡の破裂を
促進することにより泡立ち高さが低下するとの本発明者
らの新知見に基づきなされたものであり、その要旨とす
るところは、溶銑に石灰、スケールその他の精錬剤を添
加して溶銑の脱珪、脱燐もしくは脱燐脱硫を行う溶銑予
備処理法において、精錬容器の炉口近傍に集音マイクを
設備して音響強度を精錬処理中に連続的に測定し、音響
強度が連続的に低下して元の強度の７５％未満になった
時点で、粒径３ｍｍ以下のコークス粉を溶銑トン当り毎
分０．１ｋｇ以上を添加し、音響強度が定常時の強度の
８５％以上に復帰した時点でコークス粉の添加を中断し
、該操作を音響強度の低下が生じる度に間欠的に行うこ
とによりスラグ泡立ち高さを制御して、泡立ち高さが容
器高さの範囲内に維持されるようにすることを特徴とす
るスラグフォーミング防止法にある。

【０００６】以下に本発明を更に詳細に説明する。まず
この発明が適用される工程について説明する。本発明が
適用される工程は溶銑に石灰、スケールその他の精錬剤
を添加して溶銑の脱燐脱硫を行う溶銑予備処理工程であ
る。溶銑予備処理を行う精錬容器としては通常トピード
カーもしくは溶銑鍋が適用されるが、容器外へのスラグ
流出や泡立ち高さが問題となる場合には転炉等その他の
容器であっても差し支えない。

【０００７】また精錬剤としては通常石灰およびスケー
ルが用いられるが、炭酸ソーダ等その他の精錬剤であっ
ても本発明が適用できることはいうまでもない。また溶
銑予備処理時のスラグ流出が特に問題となるのは脱燐脱
硫を目的とした精錬工程であるが、脱燐前の脱珪処理等
、その他の目的の精錬処理であっても、スラグ流出や泡
立ち高さが問題となる限り、本発明の適用は有効である
。

【０００８】即ち、本発明は精錬用スラグの泡立ち高さ
の制御が必要な溶銑予備処理工程であればいかなる工程
であっても適用できるものである。本発明を適用する上
で最も重要な作業は、精錬容器の炉口近傍に集音マイク
を設置して音響強度を連続的に測定し、音響強度が連続
的に低下して定常時の強度の７５％未満になった時点で
粒径３ｍｍ以下のコークス粉を溶銑トン当り毎分０．１
ｋｇ以上を添加し、音響強度が元の強度の８５％以上に
復帰した時点でコークス粉の添加を中断し、該操作を音
響強度の低下が生じる度に間欠的に行なう点にある。

【０００９】添加する泡立ち抑制剤はコークス粉が最も
有効であるが、目的に応じてコークス粉の代わりに石炭
を用いたり、コークス粉に炭酸カルシウム等その他の粉
体を混合したものを用いることもできる。その場合でも
添加する粉体中のＣ成分の量を溶銑トン当り０．１ｋｇ
以上添加することによりコークス粉のみを添加するのと
同様の効果を得ることができる。コークス粉の一分間当
りの添加量は図１に示すように溶銑トン当り毎分０．１
ｋｇ以上であれば多いほど、泡立ち抑制の効果が迅速に
発揮できるので好ましい。一方、添加量が溶銑トン当り
毎分０．１ｋｇ未満の場合にはコークスを添加しても顕
著なスラグ流出抑制効果が期待できないので好ましくな
い。

【００１０】コークス粉のサイズは大きすぎると添加量
に対して粉体粒子の数が少なくなるので泡立ち抑制効果
が不十分となるため、その上限を３ｍｍとした。図１に
示すようにコークス粉のサイズが３ｍｍ超の場合には、
１分間当りの添加量を多くしても抑制効果が不十分とな
るので好ましくない。一方、サイズが細かすぎる場合に
は、粉体が飛散して粉体のロスが生じる問題があるが、
粉体が確実に泡立ちスラグ中に添加される条件が確保で
きるならば、サイズの下限を規定する必要は特にない。

【００１１】添加方法としては、ランスから窒素ガス等
の搬送ガスによって泡立ちスラグ中へ吹き込む方法が最
も好ましいが、スラグ中に確実に分散させることが可能
であればランス以外の方法でも差し支えない。本発明者
らの実験によれば、袋詰めした粉体を単に上方から投入
するだけでは泡立ち抑制効果は不十分であり、スラグ中
に粉体を確実に分散させることが必要である。またコー
クス粉の吹き込み位置は炉口から３００ｍｍないし６０
０ｍｍの位置が最も良好であり、同じ効果を得るための
コークス粉添加量が最も少なく効果的であった。これは
粉体がスラグ中に確実に分散されたためである。

【００１２】次にコークス粉を添加する時期の判定方法
について説明する。本発明に使用するコークス粉の添加
時期は、精錬容器の炉口から泡立ちスラグが流出する前
であることが必要であり、その時期は炉口からのスラグ
の飛散状況を観察することにより判断できるが、目視判
定の場合、しばしば添加すべき時期を逸し、スラグ流出
をまねいてしまうことが起こる。またスラグの飛散状況
を目視判定するための観察要員が必要となる。これらの
問題点を解決するためには精錬中に連続的にスラグ高さ
を測定することが好ましい。このための手段について本
発明者らは種々実験を重ねた結果、音響法によってスラ
グが炉口からあふれ出す前にその現象を効果的に予知で
きることが分かった。この方法は、マイクロフォンを炉
口の近傍に設置して、その音響強度を連続的に測定し、
スラグが泡立ち始めると音響強度が減衰することを利用
する方法である。このようにして連続的に音響強度を測
定し、音響強度の連続的な低下傾向を確認した時点でコ
ークス粉を添加することにより、図２に示すように効果
的に泡立ち高さを制御することが可能である。この場合
、誤判定を避けることが必要である。すなわちスラグ流
出の前兆である泡立ち高さの増加を確実に判定する必要
がある。本発明者らの実験によれば、音響強度が時間と
ともに単調な低下傾向を示し、かつ音響強度が初期の定
常的強度レベルの７５％以下まで低下した場合にはほぼ
１００％スラグ流出が生じること、またコークス粉を添
加して音響強度が初期の値の８５％以上まで増加すれば
実質的にスラグの泡立ち高さが初期の値に復帰したとみ
なせる程度にコークス粉添加の効果が持続することを見
出した。したがって、この判定基準をシステムに組み込
むことにより自動的にスラグ流出の生じない安定した溶
銑予備処理作業を行うことができる。

【００１３】なお、コークスの添加量が必要以上に多い
とコークスの原単位の増加をまねいて経済的でないばか
りでなく、添加したコークスがスラグ中のＦｅＯを還元
するため脱燐率が悪化する等の悪影響をまねくおそれが
あるが、本発明による方法の場合、音響強度がコークス
添加前のレベルの９０％以上に復帰したらコークス粉添
加を中断するので、必要以上にコークス粉を多量に添加
するおそれはない。本発明者らは数多くの実験を行なっ
た結果、本発明による方法の場合にはコークス粉添加に
よる脱燐率の低下は見られないことが分かった。

【００１４】以下に実施例に基づいて本発明の効果を記
す。

【００１５】

【実施例】高炉から出銑された溶銑２５０トンをトピー
ドカーに受け、その際、スケールを添加して溶銑中の珪
素含有量を０．３５％から０．１３％に低下せしめた後
、スラグを排出し、トピードカー内炉口部から溶銑中に
ランスを挿入して、窒素ガスを搬送用ガスとしてホタル
石を２０％混合した石灰とスケールを混合状態で、それ
ぞれ溶銑トン当り２１ｋｇおよび１５ｋｇ吹き込み、脱
燐脱硫処理を行った。この処理により溶銑中の燐含有量
は０．１３％から０．０２３％に、硫黄含有量は０．０
２０％から０．００７％に低下した。この処理中に炉口
部から約５００ｍｍ離れた位置に設置した集音マイクに
より音響強度を測定し、その値を自動記録計に記録した
。また同時に音響強度の値をコンピューターにより処理
し、音響強度が２分以上連続的に低下し、かつその強度
が元の強度の７０％に達した時点で自動的にコークス粉
がスラグ中に吹き込まれるように、またその強度が元の
強度の８５％に復帰した時点で自動的にコークス粉の吹
き込みが中断されるように予めシステムを作成し、この
システムによって微粉コークスを別途設置した補助ラン
スから断続的に吹き込んだ。音響強度を自動記録計で確
認した結果、システムは設計通りに作動し、処理開始を
してから約９分後、１３分後、１８分後、２２分後、２
７分後に毎分８０ｋｇの吹き込み速度で０．８〜１．７
分間微粉コークスが合計５回自動的に吹き込まれた。 脱燐脱硫に要した合計の処理時間は３０分であったが、
この間、炉口からのスラグ流出は皆無であり、脱燐脱硫
用の石灰およびスケールの吹き込みを中断することなく
行うことができた。

【００１６】比較例 実施例１と同様にして脱珪および脱燐脱硫処理を行った
。脱燐処理中に炉口部からのスラグ流出が合計４回生じ
たので、その都度スラグ流出が始まるまで石灰およびス
ケールの吹き込みを中断した結果、この処理により溶銑
中の燐含有量は０．１３％から０．０２２％に、硫黄含
有量は０．０１９０％から０．００６％に低下し、目標
通りの燐および硫黄含有量が得られたが、脱燐脱硫に要
した合計の処理時間は４５分であった。その結果、転炉
への溶銑の運搬が遅れ、転炉にて待ち時間が生じ、鋳造
工程である連続鋳造において連々鋳が不可能となり、そ
の結果、連鋳鋳片の鉄歩留りが２％低下した。

【００１７】

【発明の効果】上述の実施例および比較例から、本発明
の方法によれば溶銑予備処理における脱燐脱硫処理を効
果的に行うことができ、その結果、鋳造工程まで含めた
全製鋼工程の物流が円滑になるだけでなく、全製鋼工程
における鉄歩留りの増加をもたらす経済的な方法である
ことが明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】コークス粉の１分間当りの添加量とスラグ流出
抑制効果の発現時間の関係およびスラグ流出抑制効果の
発現時間に及ぼすコークス粉サイズの影響を示す図であ
る。

【図２】コークス粉を添加してスラグ流出を未然に防止
した場合とコークス粉を添加せずスラグ流出が生じた場
合の音響強度の時間変化の例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶銑に石灰、スケールその他の精錬剤
   を添加して溶銑の脱珪、脱燐もしくは脱燐脱硫を行う溶
   銑予備処理法において、精錬容器の炉口近傍に集音マイ
   クを設備して音響強度を精錬処理中に連続的に測定し、
   音響強度が連続的に低下して元の強度の７５％未満にな
   った時点で、粒径３ｍｍ以下のコークス粉を溶銑トン当
   り毎分０．１ｋｇ以上を添加し、音響強度が定常時の強
   度の８５％以上に復帰した時点でコークス粉の添加を中
   断し、該操作を音響強度の低下が生じる度に間欠的に行
   うことによりスラグ泡立ち高さを制御して、泡立ち高さ
   が容器高さの範囲内に維持されるようにすることを特徴
   とするスラグフォーミング防止法。