JPH0588287B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は精錬炉から取鍋内に出鋼された溶鋼中
のマンガンを高める溶鋼の精錬法に関する。 従来の技術 鍋中に含有されるマンガンは鋼の引張り強さを
増すために不可欠の金属であり、鋼の必要強度に
適した量が添加されている。この鋼中のマンガン
を必要強度に適した含有量とするための方法につ
いては、転炉等で吹錬を行ない鋼中マンガン0.1
〜0.2％の粗溶鋼を取鍋に出湯する際に、Fe−Mn
あるいはSi−Mn等のマンガン合金鉄を添加して
いる。 しかしながら溶鋼へのマンガン添加に際してマ
ンガン合金鉄を添加する方法は、該マンガン合金
鉄自体がマンガン鉱石を原料として電気炉で還元
精錬されており、極めて高価であること、また、
合金鉄の添加に伴ない溶鋼の温度を高くする必要
があり、これが溶鋼歩留の低下、あるいは耐火物
の溶損を生ずる等の好ましくない事態を招く。 従つて従来よりマンガン合金鉄の添加を抑制す
るために、転炉の精錬能を向上せしめて、転炉内
にマンガン鉱石を添加し、吹錬中にMnを還元し
て溶鋼中の〔Mn〕を0.2〜0.4％程度に高める方
法が採用されている。 しかし、この転炉内にマンガン鉱石を添加して
鋼中マンガンを高める方法では、転炉内に存在す
る多量のスラグによりマンガン鉱石の還元がさま
たげられる結果、マンガン還元率は40〜50％が限
界となる。このような低いマンガン還元率では装
入されたマンガン鉱石が無駄になることに加え、
還元されないマンガン鉱石が転炉内スラグの増加
を招き、溶鋼歩留の低下や転炉耐火物の溶損を高
める等の欠点を有している。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、前述した如き従来法の欠点である鋼
中マンガンを高める際に、高価な鉄−マンガン合
金の使用、あるいはマンガン還元率の低い転炉内
へのマンガン鉱石装入による溶鋼歩留の低下や転
炉耐火物の溶損量増加を防ぎ、極めて効率良く、
溶鋼取鍋内でマンガン鉱石を還元し、鋼中マンガ
ンを高めることのできる精錬法を提供することに
ある。 問題点を解決するための手段 本発明は取鍋内溶鋼に底部より不活性ガスを吹
込みつつ、上方より浸漬管を浸漬せしめて、該浸
漬管内溶鋼にランスを介して吹酸する溶鋼の精錬
法において、該浸漬管内にマンガン含有物質と含
炭物質を添加してMnを溶鋼に還元回収すること
を特徴とする取鍋内溶鋼の精錬法である。 作 用 以下本発明による取鍋内溶鋼の精錬法について
述べる。 まず、転炉でのマンガン鉱石の還元反応を考察
すると、上吹酸素ジエツトによる溶鋼の強撹拌と
酸素ジエツト下方の高温火点及び溶鋼中の炭素に
よるマンガン鉱石の還元が極めて有効である反
面、転炉内スラグ内に残留した一定量のマンガン
鉱石は還元不可能であり、結果として前述の如く
転炉内でのマンガン鉱石還元率は40〜50％が限界
となる。 本発明者等はこれ等のMnの回収に有効な条件
をより強化して安定した高い回収率を得るには、
上吹、若しくは上底吹転炉で脱Ｃ、脱Ｐ等の精錬
を行なつて後に、取鍋にて限定域内還元精錬が極
めて有効であることを知見し得た。 また、この限定域内精錬によつて、酸化性スラ
グを確実に排除し、還元雰囲気の強化と安定化を
図るとともに、高温火点域の形成保持等により溶
鋼へのMnの還元とMn分配比を向上する。 また少量のガス吹込みにより強力な撹拌作用の
付与を行ない、還元反応の促進と還元されたMn
元素の可及的速やかな溶鋼への拡散によつて、高
い還元反応を達成しうることをも知見し得たこと
にある。 而して本発明は転炉で脱Ｃ、脱Ｐ等の吹錬を行
なつて後に、取鍋に脱酸剤であるAl、Si、Mn等
の合金鉄を若干添加しつつ出鋼し、次いで溶鋼取
鍋の底部に設けられたポーラスプラグからアルゴ
ン等の不活性ガスを吹込むと、ガス浮上により溶
鋼上面のスラグは押し分けられ溶鋼面が露出す
る。その後該露出部にキヤツプ状の浸漬管を下降
させ溶鋼へ浸漬させる。 この状態で浸漬管内に吹酸しつつ、上部投入孔
より例えばマンガン鉱石等のマンガン含有物質
と、コークス粉、石炭粉等の含炭物質の混合物を
添加するか、あるいはマガン含有物質と含炭物質
を各々添加する。 この吹酸により添加された含炭物を燃焼せしめ
て、該浸漬管内に高温の火点域を形成するととも
に、内部は強還元雰囲気が保持され、吹酸昇熱に
伴ない還元反応は迅速に進行する。 また、上部からランスを介して酸素、若しくは
酸素を含むガスの吹酸と取鍋底部から吹込む不活
性ガスとによつて、２階段の撹拌、すなわち反応
拠点である浸漬管内強撹拌と、底吹きガラスによ
る鋼浴の全体の中〜弱の撹拌により、還元反応の
促進と、還元されたMnの浴内への拡散促進の最
も理想的な反応が行なわれ、該浸漬管内の還元
Mnの濃化を抑制し、高いMn分配反応が維持さ
れる。 この浸漬管内のみにおけるマンガン含有物質の
還元は、初期に混入する酸化性スラグの排除によ
り還元反応の阻害が少なく、さらに転炉で既に精
錬された（Ｐ）、（Ｓ）等の復〔Ｐ〕、〔Ｓ〕等によ
る溶鋼の汚染も抑制される。また、還元された
Mnは、取鍋内の中〜弱撹拌によつて浴中に拡散
されるために、添加する炭素の溶鋼加炭および反
応界面の有害酸化物の混入も抑制され、高清浄で
のMn還元回収を行なうことが可能である。 このMn還元の精錬の際に形成される生成スラ
グはMn含有物質中の不純物と溶出耐火物等が主
体であり、生成量は極めて少なく、該生成スラグ
中のMn含有量は極少量に抑えられ90％以上の還
元回収率が達成される。 なお浸漬管内に添加するマンガン含有物質は、
その反応性から粉状か、若しくは10mm以下の小粒
が良く、含炭物質も同様である。またその溶解性
から例えば粉状の両者混合物を小粒状化するか、
又は昇熱に伴ない崩壊性を有するものが好まし
い。 また、これ等のMn還元精錬に合せ造滓剤を添
加し、一部脱Ｓ等の吹酸精錬を組合せ行なうこと
が可能であり、この際にも限定域内精錬効果によ
り、生成スラグ量は少量に抑制されることから、
Mn還元率の阻害は殆んどない。 さらにまた該溶鋼は真空脱ガラス処理あるいは
LF（取鍋精錬）等の最終の清浄化二次精錬工程に
よつて、清浄化仕上げと成分調整が行なわれる
が、この際に鋼中の酸素量をもコントロール出
来、後工程における脱ガス時の脱炭を効果的に行
なわしめることも可能である。 実施例 次に本発明による溶鋼の精錬法の一実施例につ
いて述べる。 第１図は本発明の溶鋼精錬の一実施例の断面図
を示すもので、図において、取鍋１の溶鋼２の上
面にキヤツプ型浸漬管３（以下単に浸漬管と称す
る）を設置して実施する。浸漬管３の上方には副
材投入管４と排煙吸引管５が浸漬管３の上下昇降
に追随する構造体で接続されている。又浸漬管３
とは独立して昇降する上吹酸素ランス６が設置さ
れている。取鍋溶鋼２を撹拌する目的のため取鍋
１の底部にポーラスプラグ７が埋設されている。 上述の如く構成された装置を用いて実際のマン
ガン鉱石還元法を述べる。 浸漬管を溶鋼内に浸漬するに先立ち、取鍋底ポ
ーラスプラグ７からArあるいはNz等の不活性ガ
スを吹込み、浸漬管３下方の取鍋溶鋼２の上面に
浮遊したスラグ８を排除した後に、浸漬管３を溶
鋼２に浸漬する。 これはスラグ８は転炉内吹錬中に生成した酸化
性スラグであり、投入されたマンガン鉱石の還元
が阻害される事を防止するためである。 この段階で浸漬管３の内部の溶鋼２は、ポーラ
スプラグ７から吹込まれるArガスの上昇により
激しく撹拌されている。 次いで副材投入管４から、例えばマンガン鉱石
粉と炭素粉との混合物を一定速度で連続的に投入
し、これに合せて同時に上吹ランス６から酸素を
ジエツト状に吹酸し、炭素を燃焼させると共に、
残りの炭素でマンガン鉱石を還元するものであ
る。 この際マンガン鉱石と炭素の割合は、マンガン
鉱石中のMnO、FeOの量により決定されるが、
該酸化物が化学量論的に還元出来る炭素量に上吹
酸素により燃焼消費される炭素量を加えた量比で
製造する事が好ましい。例えば一般的なマンガン
鉱石でMnO：41％、FeO：28％の場合には、還
元反応式MnO＋Ｃ→Mn＋CO及びFeO＋Ｃ→Fe
＋COで必要な炭素量は、マンガン鉱石1tonで117
Kgと計算出来る。これに上吹酸素で燃焼する炭素
を加えて決定する。 第１表は350Tの取鍋内溶鋼でマンガン鉱石を
還元した原料を表わしており、鋼中マンガンは
0.12％から0.29％まで上昇した。このときのマン
ガン鉱石の還元率は約93％と極めて高率であつ
た。 第２表はマンガン鉱石粉、炭素粉の混合物組成
を示す。 マンガン鉱石粉と炭素粉の混合物の中に回収
Alを混合してペレツト状にした物を投入しても、
マンガン還元率に差はなく高率であつた。 しかしマンガン鉱石塊と炭素塊を分けて投入し
た場合にはマンガン鉱石歩留は50〜60％と低かつ
た。 このことからマンガン鉱石と炭素が共存してい
る状態で還元がスムースに起ることを表わしてい
る。

【表】

【表】 発明の効果 以上に述べた如く、本発明による取鍋内溶鋼精
錬法を用いることにより、極めて高効率のマンガ
ン還元率が得られる結果、溶鋼成分調整用マンガ
ン合金鉄を大巾に節約出来、しかも転炉での溶鋼
温度を低目に出来るため、溶鋼歩留の向上や転炉
耐火物の溶損量が小さい。 また、後工程の清浄化工程と組合せ用いること
で、高品質の溶鋼を安価に量産できる等工業的に
極めて優れた精錬法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による溶鋼取鍋内でのマンガン
鉱石の還元法の一実施例の断面図を示す。 １……取鍋、２……溶鋼、３……浸漬管、４…
…副材投入管、５……排煙吸引管、６……上吹酸
素ランス、７……ポーラスプラグ、８……スラ
グ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 取鍋内溶鋼に底部より不活性ガスを吹込みつ
   つ、上方より浸漬管を浸漬せしめて、該浸漬管内
   溶鋼にランスを介して吹酸する溶鋼の精錬法にお
   いて、該浸漬管内にマンガン含有物質と含炭物質
   を添加してMnを溶鋼に還元回収することを特徴
   とする取鍋内溶鋼の精錬法。