JPH05239510A - 低Ｓｉ、低Ｓ、低Ｐ溶銑の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶銑の効率的な脱けい、脱りん、脱硫法の提
供。 【構成】 母溶銑に対し、粉状鉄鉱石、生石灰、場合に
よっては粉状炭素源を同時にインジェクションすること
により、鉄鉱石の溶融還元反応と脱けい、脱りん、脱硫
反応を同時に進行させ、溶銑量の増加と低Ｓｉ、低Ｐ、
低Ｓ化を同時に達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄鋼における溶銑予備処
理工程において、溶銑量を増加させつつ処理を行う方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】鋼の製造工程は、通常高炉
で製造された溶銑に、高炉の鋳床などでまず脱けい処理
を実施し、これに続いて脱りん、脱硫処理、いわゆる溶
銑予備処理を施すことにより、低Ｓｉ、低Ｓ、低Ｐの溶
銑を製造し、次工程すなわち転炉へ送るのが一般的であ
る。しかしこのようなプロセスでは、工程が煩雑であ
り、溶銑の輸送中の温度低下も大きく、エネルギー的に
損失が大きい。また、熱経済的にも、たとえば処理温度
が高い方が効率的な脱硫処理が後回しになり、処理温度
が低くてもその反応熱によりある程度熱補償が可能な脱
けい、脱りん処理が先に行なわれるなどの矛盾点も見受
けられる。

【０００３】また、この脱けい、脱りん処理において
は、高炉で製造された溶銑に対して単に不純物を除去す
るという目的のみで行われるものであるため、処理用剤
に含まれる酸化剤としての鉄鉱石などは、必要最少限の
量でしかなく、溶銑の量をこの時点で積極的に増加させ
ようとする試みはこれまでほとんど見受けられない。

【０００４】さらには、特にこの場合の脱りん工程で
は、処理用剤の融解を促進し、反応速度を増大させるた
めにかなり多量の媒溶材（例えば蛍石など）の使用が不
可欠である。しかし、このような媒溶剤の使用は、処理
容器の耐火物の損耗を促進し、処理コストの増大を招い
ていた。

【０００５】これらの処理用剤を処理容器の上方から添
加することは行われているが、この場合は鉄鉱石の還元
速度が小さく、結果的にスラグ中の全鉄（以下Ｔ．Ｆｅ
と記す）が高い状態で推移するため、脱硫反応が進行し
ないばかりか、処理容器の耐火物の溶損速度も大きくな
り、合理的なものではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
諸事情に鑑みてなされたもので、高炉で製造された溶銑
を母溶銑として、該溶銑中に粉状鉄鉱石、粉状生石灰、
および場合によっては粉状炭素源を同時に吹き込み、粉
状鉄鉱石の還元反応を非常に速やかに進行させながら、
スラグ中のＴ．Ｆｅを低位に保持しつつ同時に脱けい、
脱りん、脱硫反応をも進行させることにより安価にかつ
高効率で低Ｓｉ、低Ｓ、低Ｐの溶銑を製造する方法を提
供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段・発明の構成】本発明は高
炉、電気炉などにより製造された溶銑に、所定量の粉状
鉄鉱石と、浮上生成した時点でのスラグの塩基度（Ｃａ
Ｏ／ＳｉＯ₂）が１.５以上となるように定めた量の粉状
生石灰を搬送用気体と共に吹き込み、溶銑量を増加させ
つつ脱けい、脱りん、脱硫処理を同時に行うことを特徴
とする、低Ｓｉ、低Ｓ、低Ｐ溶銑の製造方法を提供す
る。本発明の方法において、加える粉状鉄鉱石の量は、
｛(増加を狙う溶銑量(ｔ))／(粉状鉄鉱石中 Ｔ．Ｆｅ(m
ass％)）｝×（１００／ａ(ｔ)）によって決定される。
ここでａは操業条件によって変わる変数であるが、一般
的には０.７〜０.９の値をとる。

【０００８】

【本発明における作用】本発明に係る低Ｓｉ、低Ｓ、低
Ｐ溶銑の製造方法においては、高炉で製造された溶銑を
ベースにして、以下のような過程で反応を進行させるこ
とを特徴とする。すなわち、 （１）粉状鉄鉱石を吹き込むことにより、溶銑中にほぼ
飽和状態で存在する炭素との間で速やかに鉄鉱石の還元
反応を進行させ、溶銑量を増大させる。 （２）また、（１）に記した反応に加え、溶銑中に存在
するＳｉによる鉄鉱石の還元反応も同時に進行する。こ
れをもって、溶銑の脱けい処理が達成される。 （３）浮上生成したときのスラグの塩基度（ＣａＯ／Ｓ
ｉＯ₂）が１.５以上になるように粉状生石灰を同時に吹
き込むことにより、これらを処理用剤が浮上する間に塩
基度が高く、かつＴ．Ｆｅの非常に高いスラグが形成さ
れ、これにより脱りん反応が進行する。この間のスラグ
は高Ｔ．Ｆｅのため融点が低く、脱りん反応速度も大き
い。 （４）（３）で示したスラグは、浮上完了までのその
Ｔ．Ｆｅは充分低下しているため、浮上後には今度は脱
硫剤として機能する。

【０００９】ここで、上記のような処理を行うため、特
に（１）の過程において溶銑中の炭素が消費され、次第
に反応の進行が遅滞することが懸念される。また、本発
明のような工程において、溶銑中の炭素濃度が低下する
ことは、溶銑中に存在するＳおよびＰの活量係数が低下
することを意味し、脱硫および脱りん処理にとって不利
な状況となる。このため、処理の時間や希望する溶銑増
加量によっては、粉状の炭素源（例えばコークス粉や高
炉で使用される微粉炭など）を同時に吹き込み、溶銑中
の炭素濃度をある程度の値に保つことが有効である。こ
の場合、吹き込んだ粉状炭素源は、処理中の温度補償と
いう点においても有効であることは言うまでもない。

【００１０】さらに、近年の鋼材需要の実状を考慮する
と、さらなる低硫化が求められる傾向にある。このよう
な要求に対応する場合、とくに本発明に係る溶銑の製造
方法において、浮上後のスラグの塩基度(ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ₂）が３以上になるようにする事により、特に脱硫能
力が向上する事を見いだした。

【００１１】

【発明の具体的開示】以下、本発明に係る低Ｓｉ、低
Ｓ、低Ｐ溶銑の製造方法を実施例をもとに具体的に説明
する。各例の操業条件、結果を表１、２に示した。

【００１２】

【実施例１】９０ｔ溶銑予備処理設備に、高炉溶銑７５
ｔを装入し、インジェクションランスから３.１ｋｇ/ｍ
ｉｎ・ｔの粉状鉄鉱石、０.６ｋｇ/ｍｉｎ・ｔの生石灰
粉を吹き込んだ。このときの処理時間は吹込６５分、そ
の後ガス撹拌５分の計７０分とした。目標としたスラグ
塩基度は約２.０である。また、処理中の温度補償につ
いては、上吹ランスから純酸素を吹き付けることにより
行った。この時、あらかじめトレーサーとして添加して
おいたＮｉの濃度の変化から物質収支を計算し、計算さ
れた鉄の還元生成状況を図１に示す。鉄鉱石の還元反応
は直線的に進行し、最終的に約１０ｔの溶銑量増大を達
成できた。また、図２にはこの時の溶銑成分（Ｓｉ、
Ｐ、Ｓ）の経時変化を示す。脱けい、脱りん、脱硫反応
が進行していることが示されている。スラグ中Ｔ．Ｆｅ
は約２ｍａｓｓ％であった。

【００１３】

【実施例２】実施例１と同じ設備に，高炉溶銑７５ｔを
装入し、インジェクションランスから２.５ｋｇ/ｍｉｎ
・ｔの粉状鉄鉱石、０.８ｋｇ/ｍｉｎ・ｔの生石灰粉を
吹き込んだ。このときの処理時間は吹込７５分、その後
ガス撹拌５分の計８０分とした。目標としたスラグ塩基
度は約３.０である。この時の鉄生成状況を図３に示
す。最終的な溶銑量の増加は約８ｔであった。また、こ
の時の溶銑成分（Ｓｉ、Ｐ、Ｓ）の経時変化を図４に示
す。実施例１に比べてスラグの塩基度が高いので、脱け
いはもちろんであるが、脱りん、脱硫ともに顕著に進行
し、良好な結果が得られた。この時のスラグ中Ｔ．Ｆｅ
はおよそ３ｍａｓｓ％であった。

【００１４】

【比較例１】実施例と同様に、インジェクションランス
から３.２ｋｇ/ｍｉｎ・ｔの粉状鉄鉱石、０.３ｋｇ/ｍ
ｉｎ・ｔの生石灰粉を吹き込んだ。このときの処理時間
は吹込６０分、その後ガス撹拌５分の計６５分とした。
目標としたスラグ塩基度は約１.０である。この時の鉄
生成状況を図５に示す。最終的な溶銑量の増加は約８ｔ
であった。すなわち、鉄鉱石の還元挙動については実施
例で示した場合と比較してもさほどの差は認められなか
った。しかし、この時の溶銑成分（Ｓｉ、Ｐ、Ｓ）の経
時変化（図４）を見ると、実施例に比べてスラグの塩基
度が低いため、脱けいは進行したが、脱りん、脱硫につ
いては全くと言っていいほど進行しなかった。この時の
スラグ中Ｔ．Ｆｅはおよそ２.５ｍａｓｓ％であった。

【００１５】

【比較例２】同じ設備において、今回はインジェクショ
ンランスからは生石灰粉のみを０．３ｋｇ／ｍｉｎ・ｔ
で吹き込み、上方から溶銑に対して約１５ｔの粉状鉄鉱
石を連続的に添加した。目標とした塩基度は約１.０で
ある。この時の推定鉄生成状況を図７に示す。最終的な
溶銑量の増加は約８ｔであったが、これだけの増加量を
得るために要した時間は、実施例１の 約１.５倍であっ
た。また、この時のスラグ中Ｔ．Ｆｅは操業時間内で大
きく変化し、初期から中期にかけては約３０〜５０ｍａ
ｓｓ％と非常に高いものであった。末期にはかなり低く
なったが、それでも８ｍａｓｓ％程度と実施例に比べて
３〜４倍の値であった（図９）。このため、脱りんは若
干進んだが、脱硫はあまり進行しなかった（図８）。

【００１６】

【表１】

【表２】

【００１７】

【発明の効果】以上示したように、本発明の方法によれ
ば、粉状鉄鉱石の還元により溶銑量を増加しつつ、脱け
い、脱りん、脱硫処理を同時に、しかも安価で高効率に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１における鉄の還元生成挙動を示すグ
ラフ。

【図２】 実施例１における溶銑成分の経時変化を示す
グラフ。

【図３】 実施例２における鉄の還元生成挙動を示すグ
ラフ。

【図４】 実施例２における溶銑成分の経時変化を示す
グラフ。

【図５】 比較例１における鉄の還元生成挙動を示すグ
ラフ。

【図６】 比較例１における溶銑成分の経時変化を示す
グラフ。

【図７】 比較例２における鉄の還元生成挙動を示すグ
ラフ。

【図８】 比較例２における溶銑成分の経時変化を示す
グラフ。

【図９】 比較例２におけるスラグ中Ｔ．Ｆｅの経時変
化を示すグラフ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 一哉 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株式 会社鉄鋼研究所プロセス・鋼材研究部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉、電気炉などにより製造された溶銑
   に所定量の粉状鉄鉱石と、浮上生成した時点でのスラグ
   の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂）が１．５以上となるよう
   に定めた量の粉状生石灰を搬送用気体と共に吹き込み、
   溶銑量を増加させつつ脱けい、脱りん、脱硫処理を同時
   に行うことを特徴とする、低Ｓｉ、低Ｓ、低Ｐ溶銑の製
   造方法。
2. 【請求項２】 吹き込む粉状鉄鉱石酸化鉄分を炭素還元
   するに必要かつ充分な量の粉状炭素源を同時に吹き込む
   ことを含む、請求項１に記載の低Ｓｉ、低Ｓ、低Ｐ溶銑
   の製造方法。
3. 【請求項３】 浮上生成した時点でのスラグの塩基度
   （ＣａＯ／ＳｉＯ₂）が３．０以上となるように定めた
   量の粉状生石灰を吹き込み、特に脱硫を強化することを
   含む請求項１または２に記載の低Ｓｉ、低Ｓ、低Ｐ溶銑
   の製造方法。