JPH0480087B2 - - Google Patents

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JPH0480087B2
JPH0480087B2 JP1258388A JP1258388A JPH0480087B2 JP H0480087 B2 JPH0480087 B2 JP H0480087B2 JP 1258388 A JP1258388 A JP 1258388A JP 1258388 A JP1258388 A JP 1258388A JP H0480087 B2 JPH0480087 B2 JP H0480087B2
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refining
slag
iron
molten iron
basicity
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JP1258388A
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JPH01188615A (ja
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Takashi Inoe
Hisashi Sato
Noryuki Masumitsu
Hiromi Ishii
Kenichi Maruyama
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、炭素物質を熱源としてスクラツプな
どの固体鉄源を、溶解する方法に関する。 (従来の技術) 高炉−転炉プロセスのように、溶銑を主原料と
した精錬において、Mnを含む溶鋼を製造する時
は、通常高価なFe−Mnの使用量を低減するた
め、転炉内にMn源として、Mn鉱石を添加し、
炉内で溶鉄中の炭素による還元か、あるいは還元
用炭素源を添加し還元精錬を行なつて、溶製鋼種
の規格範囲内で、できる限り鋼中Mnを高くする
ことを指向してきた。 (1) この時の転炉吹き止め条件は、通常1600℃〜
1700℃、鋼中C量を0.05〜0.50%、スラグT.
Fe10〜25%、塩基度3.5〜5.0であり、Mn鉱石
の転炉内への添加時期やスラグ量を考慮した塩
基度となつており、又炭素が飽和に近い条件を
維持しながら、約1400℃の低温で高いMn歩留
を得る精錬方法である。 (2) 又、近年スクラツプ発生量が増加してくると
いう予想のもとに、鉄源としてスクラツプのよ
うな冷鉄源を溶解する法細が検討されており、
その際熱源として固体炭素物質を用いるもので
ある。これに関するものとして特開昭61−
227119号公報に、2基以上の転炉を用い、一つ
の転炉内で冷鉄源を溶解して溶鉄を得ると共
に、他の転炉において、従来の製鋼精錬を行な
う技術が開示されている。 (3) 又、特開昭62−47417号公報には、一つの反
応容器で溶解、製鋼精錬を行なうが、脱S、脱
Nを促進するために、スラグ中の塩基度を1.2
以上に確保すること、あるいは溶鉄中のCを
2.0%以上とすることなどの報告がなされてい
る。 (発明が解決しようとする問題点) 以上記したように、スクラツプ、還元鉄などの
固体鉄源を、炭素物質を用いて転炉内において溶
解するという報告は多数見られるが、前記(1)の方
法は、溶鋼を対象としており、後述の本発明のよ
うな溶銑を対象とするものとは異なり、そのた
め、吹止温度、スラグT.Fe、塩基度など操業条
件が大きく異なる。 又(2)の方法は、固体鉄中のMnに関する考慮は
払われていない。 更に、(3)の方法は、固体鉄中のMnを高く歩留
らせるという発想はなく、かつ、吹酸速度を制御
して、溶鉄とスラグのMn分配比、あるいは溶鉄
中のC量、さらにはスラグ中T.Feを制御すると
いう技術的発想はない。 従つて、従来技術は、固体炭素物質を用いて固
体鉄源を溶解することに主眼があり、精錬につい
ては炭材からのS、あるいはNのピツクアツプの
問題から脱S精錬、脱N精錬に適正な精錬条件を
確保することが考慮されているのみである。また
Mnについては、従来の高炉溶銑あるいは、固体
鉄源を主原料とする近年の方法においても、製鋼
精錬、つまり脱炭精錬においてMn鉱石を添加
し、溶鉄中の炭素あるいは固体炭素物質の添加に
よつて還元精錬することが主流であり、固体鉄源
中のMnを効率よく金属Mn源として得る方法は
皆無である。特に固体鉄源を主原料として、2基
以上の転炉を活用しての溶解精錬では、溶解精錬
後の出鋼排滓により、他炉へ溶鉄のみが装入され
るために、酸化損失したMnは、ほぼ全量廃棄さ
れる。そのため、脱炭精錬炉での還元回収も不可
能な事から、溶解精錬炉でのMnの酸化ロスを極
小にすることが肝要である。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、前記の状況に鑑みなされたもので、
送酸速度、溶銑攪拌力、溶鉄中のC量を考慮した
指標により送酸速度を決定し、溶鉄中のC量、ス
ラグ中T.Fe濃度を制御するものであり、その結
果、固体鉄源中のMnを高い歩留で得ることがで
きるものである。 本発明においては、反応容器の大きさ、固体鉄
源のサイズ、吹酸方法の差(上吹き、底吹き、上
底吹き)等に関係なく、溶鉄中の〔%C〕と、攪
拌力と、吹酸速度を組み合わせた指標により吹酸
速度を制御し、溶鉄中の〔%C〕、スラグ中T.Fe
を適正範囲に制御する。同時にスラグ塩基度、精
錬温度を生石灰、軽焼ドロマイトのような副材の
添加量及びヒートバランスか設定し、高位なMn
歩留りを得る方法である。 第1図は、Mn分配比(%MnO)/(%Mn)
と溶鉄中〔%C〕の関係を表わし、吹止め時にお
いて溶鉄中の炭素濃度が3.8%未満になるとMn分
配比が急激に大きくなる。即ち、Mnの酸化ロス
が大きくなることから吹止め時の溶鉄中〔%C〕
は3.8%以上とする必要がある。 第2図は、Mn分配比とスラグ中〔%T.Fe〕の
関係を表わし、吹止め時において、スラグ中〔%
T.Fe〕が2.0%を超えると急激にMn分配比が大
きくなり、酸化ロスが大となるので吹止め時のス
ラグ中〔%T.Fe〕は2.0%以下とする必要があ
る。 冶金的には、上記吹止め時の溶鉄中〔%C〕と
スラグ中T.Feは独立の因子ではなく、〔%C〕が
3.8%未満となると溶鉄中の酸素ポテンシヤルが
増加し、その結果、それと平衡するスラグ中の酸
素ポテンシヤルFeOは高くなる。制御因子として
は、溶鉄中〔%C〕を調整する事の方が容易であ
るが、スラグを還元剤により強制的に還元するこ
とも技術的に可能であり、両方の因子を制御因子
として設定した。 一方、溶鉄中〔%C〕を安定して3.8%以上と
するためには、固体鉄源を添加する前の溶鉄がC
≧3.8%となつていることが必須の条件であるが
更に、吹酸速度を考慮する必要がある。つまり、
固体鉄源を溶解するための熱源である固体炭素物
質は、連続的に投入されるため、溶鉄中への浸炭
も含め炭素物質中のCの反応速度に見合つた酸素
のみを供給すれば、C以外の元素、特にMnの酸
化ロスを減少することができる。更に、COの二
次燃焼を意図的に高める場合、炉内での酸素ポテ
ンシヤルを高めるために必要な酸素量を付加する
必要がある。その結果、次に示す(1)式に従つて与
えられる酸素供給速度を保持することが重要であ
る。 VO2=0.933WC+VPC ……(1)式 ここで0.933はC+1/2O2→CO反応によりC源
1Kgを燃焼させるのに必要な化学当量としての酸
素量(Nm3)である。VPCは二次燃焼として必要
な酸素量(Nm3)である。この定義式以上の酸素
を吹酸した場合には溶鉄中〔%C〕を3.8%以上
に保持することは不可能であり、結果として
MnO濃度も高く、高Mn歩留を得ることはできな
い。 また当該送酸速度により精錬し、吹止時の溶鉄
中〔%C〕が3.8%未満になつた場合には、固体
炭素物質を、望ましくは底部か粉状として添加
し、所定の範囲に入るように加炭、攪拌精錬す
る。その結果、スラグ中のFeOが還元低下すると
同時にMnOも還元され、所定のMn分配比を得る
ことが可能である。 スラグ中の塩基度を高くすれば、Mn分配比が
小さくなることは冶金原理として公知の事実であ
るが、CaO添加量の増加に伴ないスラグ量が増加
し、Mn歩留りとしては不利になる。しかし、逆
に塩基度が1.0未満になると耐火物溶損が激しく
進行することから1.0以上は確保する必要がある。
第3図に塩基度と経済評価の関係を示す。経済評
価は耐火物コストとMn歩留りを考慮した評価で
あり、第3図から判るように塩基度V=CaO/
SiO2を1.0乃至2.0とするのが良い。 精錬温度は、高い程Mn分配比は小さくなる
(Mn歩留りは高くなる)事も冶金原理として公
知であるが、精錬温度が高い程耐火物溶損が激し
くなることから、上限があり、また溶解精錬後の
脱Sあるいは脱P精錬といつた溶銑予備処理等の
後工程の処理のために必要な温度確保から最低温
度は決定される。精錬温度は、Mn分配比に直接
影響するだけでなく、スラグ中T.Feの値にも、
また攪拌力にも影響し、その変動は少なくない
が、経済的効果とプロセス制約から経験的に1380
℃乃至1450℃とするのが最適であることを見出し
た。 以上のように、スラグ中塩基度と精錬温度は主
として経済的な観点からの制約条件であり、むし
ろ本発明においては前述の塩基度及び温度の範囲
内で吹き止め時の溶鉄中〔%C〕とスラグ中T.
Fe濃度を(1)式の送酸速度に従うことにより適正
な範囲に制御し、高Mn歩留りを得ることができ
る。 (実施例) 前チヤージ溶製後、約180tの溶銑がベースメタ
ルとして残存している上底吹き転炉に165tのスク
ラツプを2バツクに分けて装入した。先ず、スラ
グの残片、クロツプ屑を含む82tのスクラツプを、
1390℃、C=4.05%、Mn=0.34%の溶銑に装入
し、同時にCaOを0.9t、軽焼ドロマイトを1.3t装
入した。上吹きランスから30000Nm3/hrのO2
吹精しながら底吹き12本の三重管ノズルの内管か
らN2ガス(270Nm3/hr・本)をキヤリアーとし
て石炭粉を80Kg/minの速度で加炭した。三重管
ノズルの中管からは、空気と純酸素の混合ガス
(O2ガス換算1150Nm3/hr・本)を吹き込み、外
管からは、ノズルの冷却ガスとしてLPGを45N
m3/hr・本吹き込んだ。上記の設定条件で約24分
間吹練した結果、1406℃、C=4.08%〔%Mn〕=
0.35%、スラグ中(%MnO)=2.2%の溶銑を得
た。Mn分配比は6.2、計算Mn歩留りは70%であ
り、O2供給速度は2.1Nm3/t・minであつた。
引き続き83tの同様のスクラツプをCaO1.0t、軽
焼ドロマイト1.4tと同時に装入し、1バツク目の
上底吹き条件と全く同じ条件でスクラツプ溶解精
錬を25分間実施した結果、吹止め1408℃、C=
3.99%、Mn=0.38%、P=0.046%、S=0.022%
の340tの溶銑を得た。スラグ中のMnO濃度は2.5
%、CaO=43%、SiO2=31%であり、Mn分配比
=6.6、塩基度1.4、送酸速度2.1Nm3/t・minで
あつた。いずれも条件を満足しており、最終的な
スクラツプ中のMn歩留りは72%であつた。当該
溶銑のうち172tが出銑され、溶銑予備処理スタン
ドで溶銑t当り5.0KgのCaOと1.2KgのAlドロスを
添加し約8分の脱S精錬が実施され、〔%S〕を
0.022%から0.014%に低減した後、通常転炉に装
入され脱炭精錬が施された。以上の精錬過程にお
ける溶銑成分温度、スラグ中代表成分、操業条件
等を第1表に示す。また、上記の精錬結果として
高価なFeMnを約5Kg/t−s削減することがで
きた。
【表】 (発明の効果) 以上実施例でも明らかなように、固体鉄源であ
るスクラツプを固体炭素物質である石炭粉を熱源
として溶解する際に、溶鉄中の〔%C〕を上底吹
きガスによる攪拌力と吹酸速度を考慮に入れた精
錬制御指標を所定の範囲に制御することにより、
スクラツプ中のMnを70%以上の高歩留りで溶鉄
中に保持することが可能となり、高価なFeMn合
金鉄を削減することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、C量とMn分配比の関係を示す図、
第2図は、スラグ中T.FeとMn分配比の関係を示
す図、第3図は、塩基度と経済指標の関係を示す
図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 炭素物質を熱源として固体鉄源を反応容器内
    で溶解する際、精錬終了時の溶鉄中C濃度を3.8
    %以上、スラグ中T.Feを2.0%以上、スラグ塩基
    度を1.0〜2.0、吹止め温度を1380〜1450℃とする
    ことを特徴とする高Mn歩留りを得る固体鉄源溶
    解法。
JP63012583A 1988-01-25 1988-01-25 高Mn歩留りを得る固体鉄源溶解法 Granted JPH01188615A (ja)

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JP63012583A JPH01188615A (ja) 1988-01-25 1988-01-25 高Mn歩留りを得る固体鉄源溶解法

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5655528A (en) * 1979-10-09 1981-05-16 Nippon Steel Corp Melt refining method for metal

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5655528A (en) * 1979-10-09 1981-05-16 Nippon Steel Corp Melt refining method for metal

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JPH01188615A (ja) 1989-07-27

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