JPH07138628A

JPH07138628A - 多量の冷材を添加できる鋼精錬法

Info

Publication number: JPH07138628A
Application number: JP29078393A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kamida; 晋紙田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-11-19
Filing date: 1993-11-19
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】低溶銑率（高冷材率）で脱炭炉でのMn歩留り
が60％以上と高く低[P]、低[S] である高級品質の鋼を
溶製する。【構成】脱燐炉１にて溶銑２に冷材３および炭材４の
添加を行い、脱燐処理をした後、脱硫設備11にて脱硫
し、脱炭炉21にて脱炭精錬する鋼精錬法であり、脱燐炉
にて溶銑の塩基度c/s を2.5 以上とし、溶銑の温度管理
のための弱い酸素吹錬を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱燐炉と脱炭炉と脱硫
設備を組合せ、溶銑と冷材からMn歩留りが高く、低[P]
、低[S] である高級品質の鋼つまり高清浄鋼を溶製す
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、低[P] 、低[S] である高級品
質の鋼を溶製するために、例えばKR設備での脱硫の後、
脱燐炉で脱燐し、脱炭炉で脱炭するといった、転炉を２
基組み合わせる方法が行われている。これには次のよう
な公知技術がある。

【０００３】特開昭62−290815号公報には、脱硫した溶
銑を脱燐炉内に注入し、さらに後の脱炭炉で発生した転
炉滓を主成分とする精錬剤を添加し、溶銑温度を1400℃
以下に保ちながら溶銑脱燐を行う工程と、得られた脱燐
溶銑を脱炭炉にて脱炭ならびに仕上脱燐する工程を含ん
で成る方法が開示されている。

【０００４】この精錬方法の欠点は、スクラップなどの
冷材を多量に添加した低溶銑率においては、所定の昇温
が不可能になること、脱炭炉において鉄鉱石やMn鉱石、
その他の金属酸化物鉱石を添加できなくなる可能性があ
ることである。

【０００５】一方、特開昭60−174812号公報には、第１
の転炉で、溶銑または予備処理溶融鉄存在下の炉内に、
多量のスクラップおよび炭材を供給して酸素吹錬し高炭
素の予備処理溶融鉄を得る溶製を行い、次いで他方の転
炉で上記予備処理溶融鉄を原料として酸素吹錬し所要の
溶鋼成分にする方法が開示されている。

【０００６】この精錬方法では、スクラップを多量に用
い、低[P] 、低[S] の鋼を得ることができるが、欠点と
しては同時に[C] 、[Mn]も低下してしまい、それらの歩
留りが低下し、加炭材、Mn合金鉄等の後添加の必要性が
あることがあげられる。また、脱硫後の溶銑に脱燐炉に
てスクラップなどの冷材および熱源となるコークス、石
炭を添加すると、硫黄による溶銑汚染を起こすおそれが
大きい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、脱炭
炉でのMn歩留りが従来通り60％以上と高く、低[P] 、低
[S] である高級品質の鋼の溶製を、低溶銑率（高冷材
率）で行うことのできる実用性のある鋼精錬法を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の問題点を解決すべ
く本発明者らが種々検討した結果、脱燐炉にて冷材を溶
解させる際、同時に炭材を添加することによって必要な
熱源を補うことができ、炭材による復硫と溶銑中の硫黄
は、必要により脱燐炉で塩基度(c/s) を高くするととも
に、脱燐炉での処理後に脱硫設備（KR設備) で脱硫する
ことで効果的に脱硫でき、さらに脱炭炉にて吹錬するこ
とによって低溶銑率でMn歩留りが高く、低[S] 、低[P]
の高級品質の鋼を溶製することができることが判明し、
本発明を完成した。なお、本明細書において、冷材と
は、スクラップなどの低温の鉄原料をいい、また、炭材
とは、具体的には石炭やコークス等である。

【０００９】ここに本発明の要旨は、脱燐炉にて溶銑に
冷材および炭材の添加を行い、脱燐処理をした後、脱硫
設備にて脱硫し、次いで脱炭炉にて脱炭精錬する鋼精錬
法である。好ましくは、本発明は、上記の方法において
さらに脱燐炉にて溶銑の塩基度(c/s) を2.5 以上とし、
弱い酸素吹錬を行うことを特徴とする鋼精錬法である。

【００１０】

【作用】図１は本発明法の説明図である。図1(a)に示す
脱燐炉１で溶銑２に冷材（スクラップ) ３と炭材 (コー
クス、石炭) ４を加え、必要に応じ上吹ランス５から弱
い酸素吹錬を行う。その後、図1(b)に示す脱硫設備11に
おいて適宜攪拌器13で溶銑12を攪拌しながら脱硫し、次
いで図1(c)に示す脱炭炉21において上吹ランス23による
酸素吹錬を行い、最終的に溶鋼22の組成、温度を調節す
る。以下、各々の構成についてその作用とともに説明す
る。

【００１１】脱燐について脱燐は、スラグを用いて、下記の反応により行う。４CaO ＋ 2P ＋ 5/2 O₂→ 4(CaO)・P₂O₅（燐１kgあた
り8400 kcal 発熱) また脱燐炉１では、溶銑中に多量のスクラップ等の冷材
３を投入し溶解を行うため、弱い酸素吹錬を行い、その
熱により溶銑温度1350〜1400℃を保つのが望ましい。換
言すれば、「弱い酸素吹錬」とは、溶銑温度を1350℃〜
1400℃に保つ処理と云うことができる。

【００１２】上記の方法により、溶銑の温度が上がり脱
燐には不利となる場合があるがそのときは、塩基度を例
えば2.5 以上というように上げて、スラグの脱燐能を向
上させれば問題ない。以下に、その説明を行う。

【００１３】図２は従来法の塩基度(2.1〜2.2)におけ
る、脱燐処理後の溶銑温度と[P] の一般的な関係を示す
グラフである。これからも分かるように、従来法で、脱
硫後に脱燐するときの溶銑温度1300℃では、[P] が0.01
0 ％以下となるのに対し、例えば本発明法では後述する
実施例にも示すように脱硫前に脱燐するときの溶銑温度
が1380℃であるが、このグラフからは1380℃では、[P]
が0.040 ％であり、むしろ脱燐能が落ちていることが分
かる。

【００１４】一方、図３は本発明法の好適態様の塩基度
(2.5〜2.6)における、脱燐処理後の溶銑温度と[P] の関
係を示すグラフである。本発明法で脱硫前に脱燐すると
きの溶銑温度1380℃でも、[P] が0.022 ％と従来の塩基
度における従来法の[P] 近くまで低下することが分か
る。したがって、塩基度は2.5 以上がよいことがわか
る。

【００１５】脱硫について脱硫は下記の反応によって行う。 KR脱硫法（トランジットリー反応） (CaO)＋[S] → (CaS)＋Ｏ（鋼中のＣによりCOガスと
なる。）脱燐炉で加えた炭材によって幾分溶銑中の硫黄が増加
し、さらに脱硫工程を脱燐後にしたことで、溶銑の温度
が低下するため、本発明法は脱硫には不利となるが、必
要に応じ攪拌を行うことにより、スラグとメタルの接触
が良くなり、低温でも実用上問題なく脱硫できる。

【００１６】従来法では、脱硫後やや温度が低下した状
態で、脱燐とともにスクラップ溶解が行われるため、熱
源不足となり多量のスクラップ溶解つまり低溶銑率とす
ることが困難である。しかし、本発明法では、KR脱硫工
程を後工程とし、脱燐炉と脱炭炉処理との間で行うこと
によって、精錬初期の高温時に（脱燐とともに）スクラ
ップ溶解が行われるため、低溶銑率のSRP （スラグリタ
ーンプロセス）法が可能となる。

【００１７】溶銑温度管理と冷材、炭材について脱燐炉ではスクラップ溶解のため多量の熱が必要だが、
その熱源としては、溶銑中の炭素が使用される。本発明
法の場合、炭素の不足量は脱燐処理炉にて炭材を添加す
ることによって補充する。

【００１８】したがって、本発明法の場合、脱燐および
脱硫後、脱炭炉で酸素吹錬すると、溶けた炭材が下記の
発熱反応を起こし、温度が上がるため、Mn、Fe歩留向上
のための冷却能の高いMn鉱石、鉄Mn鉱石、鉄鉱石等を添
加できる。

【００１９】C＋1/2 O₂＝CO＋2200 kcal/ckg C＋O₂ ＝CO₂＋7830 kcal/ckg ・・・２次燃焼このようにして低溶銑率において脱炭炉でのMn歩留りが
60％以上と高く、低[P] 、低[S] の高清浄鋼の溶製が可
能となる。なお、従来法では、溶銑率を下げて、スクラ
ップを多量使用すると脱炭炉は炭素不足となり、温度が
低下するため、鉄Mn鉱石等の添加は困難である。

【００２０】塩基度について塩基度は従来法は2.1 であるが、本発明法では2.5 に上
げることが好ましい。それによって脱燐能が低下する温
度条件で脱燐する本発明法であっても従来法レベルに脱
燐できる。硫黄についても、塩基度を上げることで復硫
を最小限に抑えることが可能で、その後にKR脱硫法によ
り所定の硫黄濃度まで脱硫可能である。

【００２１】

【実施例】本発明法では図1(a)、(b) 、(c) の工程順に
従って、脱燐、脱硫そして脱炭処理を行った。一方、従
来法および比較例では、図1(b)、(a) 、(c) の工程順
に、脱硫、脱燐そして脱炭処理を行った。表１に、従来
法として溶銑率95％ (溶銑 278ｔ、スクラップ15ｔ) で
塩基度 c/s＝2.1 で精錬した結果を示した。Mn歩留りは
70％だった。

【００２２】表２に、本発明法として、溶銑率90％ (溶
銑 263ｔ、スクラップ30ｔ) 塩基度c/s＝2.5 で、炭材
としてコークス14kg/T (約４ｔ) を加えて精錬した結果
を示した。Mn歩留りは70％だった。

【００２３】表３に、本発明法として、溶銑率79.5％
(溶銑 233ｔ、スクラップ60ｔ) 塩基度 c/s＝2.5 で、
炭材としてコークス42kg/T (約12ｔ) を加えて精錬した
結果を示した。Mn歩留りは70％だった。

【００２４】なお、本実施例では溶銑率79.5％である
が、さらに低下させることも可能であり、スクラップ量
についての限定はない。表４に、比較例として、従来法
で、溶銑率90％ (溶銑 263ｔ、スクラップ30ｔ) で塩基
度 c/s＝2.1 で精錬した結果を示した。Mn歩留りは30％
だった。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】

【００２９】表１〜表４の結果を総合すると次のことが
分かる。本発明法で、スクラップを10％および、20％添
加した場合、従来法でスクラップを５％添加したものと
比較して脱燐工程での温度がやや上がり、脱硫工程での
処理温度が下がった。脱燐炉では塩基度を従来法の2.1
から本発明法の2.5 へ上げることにより問題なく脱燐で
き、KR脱硫設備でも従来法と同程度脱硫できた。その結
果、得られた溶鋼はスクラップが多いにもかかわらず、
同程度の組成を有した。

【００３０】一方、従来法で、スクラップを10％添加し
た場合、温度低下が激しく最低限の温度確保のために、
Ｃ、Fe、Mnを過剰に燃焼させ、昇温することになった。
そのため、[C] 、[Mn]が低下し、Mn歩留りは従来70％だ
ったのが30％まで低下した。

【００３１】

【発明の効果】本発明によって、低溶銑率（高冷材率）
80〜90％でMn歩留りが60％以上と高く、低[P] 、低[S]
である高級品質の鋼を溶製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明法の説明図であって、図1(a)は脱
燐工程、図1(b)は脱硫工程、図1(c)は脱炭工程の説明図
である。

【図２】図２は塩基度(2.1〜2.2)における、脱燐処理後
の溶銑温度と[P] の関係を示すグラフである。

【図３】図３は塩基度(2.5〜2.6)における、脱燐処理後
の溶銑温度と[P] の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１：脱燐炉２：溶銑３：冷材 (スクラップ) ４：炭材 (コークス、
石炭) ５：上吹ランス 11：脱硫設備 12：溶銑 13：攪拌器 21：脱炭炉 22：溶鋼 23：上吹ランス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脱燐炉にて溶銑に冷材および炭材の添加
を行い、脱燐処理をした後、脱硫設備にて脱硫し、次い
で脱炭炉にて脱炭精錬する鋼精錬法。
【請求項２】脱燐炉にて溶銑の塩基度（c/s)を2.5 以
上とし、弱い酸素吹錬を行うことを特徴とする請求項１
記載の鋼精錬法。