JPH08120315A - 予備精錬方法 - Google Patents

予備精錬方法

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JPH08120315A
JPH08120315A JP25233794A JP25233794A JPH08120315A JP H08120315 A JPH08120315 A JP H08120315A JP 25233794 A JP25233794 A JP 25233794A JP 25233794 A JP25233794 A JP 25233794A JP H08120315 A JPH08120315 A JP H08120315A
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JP
Japan
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hot metal
iron source
cold iron
scrap
refining method
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Pending
Application number
JP25233794A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanobu Nakamura
正信 中村
Hisashi Yamana
寿 山名
Yoichi Funaoka
洋一 船岡
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最小厚さが80mm以下までの比較的大きな
スクラップを冷鉄源として用いても完全に溶解すること
ができ、しかも耐火物の溶損やスポーリングの発生を抑
制することが可能であり、更に脱P反応を損なうことの
ない予備精錬方法を提供する。 【構成】 上吹きランスと底吹羽口を有する転炉形式の
酸素精錬設備を用い、上記上吹きランスより酸素ガスを
供給すると共に、前記底吹羽口から吹込む底吹きガスに
より溶銑のガス撹拌を行うことによって、冷鉄源を溶解
しながら溶銑の脱P処理を行う予備精錬方法であって、
下記(1)式で定義される撹拌動力εを、冷鉄源の最小
厚さに応じて下記(2)、(3)式を満足する様に調整
する。 ε=6.18VGL ln[1+ρgH0 /(1.013 ×
105P)]…(1) 400≦ε≦2000
…(2) ε≧exp(0.07S+2.5)
…(3)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は冷鉄源の溶解を伴う溶銑
の予備精錬方法に関し、詳細には転炉形式の酸素精錬設
備により冷鉄源の溶解を伴いながら、脱P処理を効率的
に行う予備精錬方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スクラップ等の冷鉄源の溶解を伴う予備
精錬には、上吹きランスと底吹羽口を有する転炉形式の
酸素精錬設備が用いられており、例えば図1は代表的な
冷鉄源溶解装置を示す縦断面説明図である。上記冷鉄源
溶解装置には、炉体3の上方に上吹きランス1、耐火物
ランス2及び冷鉄源供給用ホッパー4が設けられると共
に、炉体3の下部には底吹羽口9が配設されている。上
記冷鉄源溶解装置により冷鉄源を溶解するにあたって
は、まず炉体3に溶銑5が供給され、上記ホッパー4か
ら冷鉄源や造滓剤が供給され、上記上吹きランス1から
は酸素8が吹かれると共に、耐火物ランス2の下方端は
溶銑5中に浸漬されており、溶銑5中に脱Pフラックス
10を供給するものである。
【0003】上記の様な冷鉄源溶解装置を用いて少量の
スクラップ等の冷鉄源を溶解する場合は、冷鉄源溶解の
熱源としては脱Si反応や脱C反応の酸化反応熱が用い
られている。一方、上記冷鉄源の溶解は、溶銑中のCが
冷鉄源中に拡散し、冷鉄源の融点を低下させることによ
り進行する。従って、上記冷鉄源を効率的に溶解させる
ためには、溶銑を強くガス撹拌することによって絶えず
冷鉄源表面にCを供給することが望ましい。しかしなが
ら、冷鉄源の溶解を目的として鉄浴を強攪拌すべく、底
吹きガスの供給量を多くすると下記,の問題が生じ
る。
【0004】耐火物、特に底吹き羽口の周囲における
耐火物の溶損が顕著となり、また溶銑装入時や出湯時な
どの様に底吹きガスを最小限で供給する区間と比べて抜
熱量が過大になるため、底吹き羽口回りで耐火物のスポ
ーリングが発生しやすくなり、いずれも耐火物の寿命を
縮めることとなる。
【0005】鉄浴を強攪拌することにより、上吹き酸
素などにより酸化度が高められたカバースラグへ溶銑中
の炭素が絶えず供給され、カバースラグ中に生成された
酸化鉄が還元される。その結果、カバースラグ形成の為
に添加された脱Pフラックス(生石灰など)の溶解が妨
げられ、脱P反応はほとんど進行しなくなり、脱P効率
が低下してしまう。
【0006】そこで、冷鉄源として装入するスクラップ
の大きさを限定することが一般的となり、例えば特公平
4−37135号公報には、幅が30mm以下および厚
さが15mm以下の軽量スクラップだけを用いる方法が
開示されている。
【0007】しかしながら、製鉄所内で発生するスクラ
ップは、ブルームやスラブ等の半製品のスクラップが主
であることから、冷鉄源に用いるスクラップを前記の様
な軽量スクラップに限定することは大きな制約となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、最小厚さが80mm以下
までの比較的大きなスクラップを冷鉄源として用いても
完全に溶解することができ、しかも耐火物の溶損やスポ
ーリングの発生を抑制することが可能であり、更に脱P
反応を損なうことのない予備精錬方法を提供しようとす
るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の予備精錬方法とは、上吹きランスと底吹羽口を有す
る転炉形式の酸素精錬設備を用い、上記上吹きランスよ
り酸素ガスを供給すると共に、前記底吹羽口から吹込む
底吹きガスにより溶銑のガス撹拌を行うことによって、
冷鉄源を溶解しながら溶銑の脱P処理を行う予備精錬方
法であって、下記(1)式で定義される撹拌動力εを、
冷鉄源の最小厚さに応じて下記(2)、(3)式を満足
する様に調整してなることを要旨とするものである。 ε=6.18VGL ln[1+ρgH0 /(1.013 × 105P)]…(1) 400≦ε≦2000 …(2) ε≧exp(0.07S+2.5) …(3) 但し、ε :撹拌動力(W/溶銑t) S :冷鉄源最小厚さ(mm) VG :底吹きガス流量(Nm3 /min・溶銑t) TL :液体温度(K) ρ :溶鉄密度(kg/m3 ) g :重力加速度(m/sec2 ) H0 :浴深さ(m) P :雰囲気圧力(atm)
【0010】更に、下記(4)式を満足させることが、
耐火物溶損抑制および脱P効率向上の観点から推奨され
る。 ε≦exp(0.08S+2.8) … (4) 尚、以下の説明では、スクラップを冷鉄源の代表例とし
て取り上げて説明する。また本発明においてスクラップ
の最小厚さとは、ブルームやスラブなどの製造工程から
発生した直方体のスクラップにおいて、長さ,幅,厚さ
のうち最小の値を便宜的に最小厚さという。
【0011】
【作用】本発明者らは、最小厚さ80mm以下のスクラ
ップを用いて予備精錬を行うにあたり、耐火物の寿命を
縮めたり脱P反応効率を低下させることなく、上記スク
ラップを完全に溶解することのできる予備精錬条件を求
めて鋭意研究を重ねた。その結果、前記(1)式で定義
される撹拌動力εが前記(2)式及び(3)式を満足す
ればよいことを見出した。尚、上記(1)式は、「鉄と
鋼」(1982, 第16号、第2451〜2460頁) の記載にもと
づいて定義した。
【0012】図2は本発明に係る予備精錬条件の範囲を
示すものであり、前記(2)式および(3)式をグラフ
化したものである。従って撹拌動力εの値は図2のグラ
フに示された上記範囲から、スクラップの最小厚さに応
じて適宜設定すればよい。例えば、スクラップの最小厚
さが、およそ50mm以下の場合では、撹拌動力ε(以
下、単位を省略して説明する)を400以上2000以
下の範囲に設定すればよい。撹拌動力εの下限を400
としたのは、400未満ではスクラップが完全に溶解し
ないことがあるからであり、一方撹拌動力εが2000
を超えると耐火物の溶損が顕著となり、しかも脱P効率
も著しく低下するので2000を上限とした。
【0013】また、スクラップの最小厚さがおよそ50
〜80mmの範囲では、下限は前記(3)式により表さ
れる範囲に設定すればよい。上記(3)式を満足しない
ときには、スクラップが完全に溶解しない場合があるか
らである。尚、撹拌動力εは2000以下であればよい
が、下記(4)式を満足する範囲であれば、耐火物溶損
抑制および脱P効率向上の観点から、より好ましい。 ε≦exp(0.08S+2.8) … (4) 一方、スクラップの最小厚さが50mm未満の場合も、
同様の理由により、撹拌動力εの上限を1000以下と
することが好ましく、500以下であればより好まし
い。
【0014】本発明は、スクラップの厚さに応じて撹拌
動力を制御するものであり、底吹きガス流量は撹拌動力
に応じて適宜設定すればよいが、0.04〜0.2Nm
3/min・溶銑tの範囲に設定することが推奨される。
というのは、溶銑中でスクラップを溶解するには、スク
ラップの融点を下げることが重要であり、その為には、
少なくとも0.04Nm3/min・溶銑t以上のガス流
量で溶銑を撹拌することにより、溶銑中のCを冷鉄源の
表面に供給して、スクラップの溶解を促進させることが
望ましいからである。但し、ガス流量が多過ぎるとT・
Fe量が下がり、脱P反応の進行が阻害されるので、ガ
ス流量の上限は0.2Nm3/min・溶銑tに設定する
ことが好ましい。
【0015】尚、本発明方法で予備精錬された溶銑は、
引き続いて転炉等に供給されるが、脱P処理後の溶銑温
度は以下の理由により1300〜1350℃であること
が望ましい。即ち、溶銑温度が1300℃未満である
と、脱P反応効率は上昇するが、転炉へ供給した場合
に、溶銑の顕在発熱量が不足して、転炉側で昇熱材が必
要となり好ましくない。一方、1350℃を超える場合
には、転炉側で上記昇熱材が必要になることはないが、
脱P反応の効率が低下することから脱Pフラックスの添
加量を増加する必要があり、コストアップとなるので好
ましくない。
【0016】本発明は、上吹きランスから供給される酸
素量を限定するものではないが、スクラップの溶解に要
する熱量を補償しつつ、脱Si反応及び脱C反応の発熱
を考慮に入れて、処理後の溶銑温度が1300〜135
0℃の範囲となる様に酸素供給量を制御することが望ま
しい。
【0017】
【実施例】実施例 溶銑90tとスクラップ5tを、図1に例示される冷鉄
源溶解装置に装入し、表1に示す底吹きガス流量で窒素
ガスを吹込んで溶銑を撹拌し、媒溶材を添加した後、上
吹きランスより酸素を吹き付けつつ脱Pフラックス(C
aO:スケール=2:1)をインジェクションして脱P
処理を行った。尚、副原料使用量は表2に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】No.1は撹拌動力が本発明範囲を満足す
る実施例であり、No.2は撹拌動力が小さ過ぎる場合
の比較例、No.3は撹拌動力が大き過ぎる場合の比較
例である。各条件で予備精錬処理を行った場合の操業成
績を表3に示す。尚、各条件とも10回ずつ処理を行
い、平均値x及び標準偏差σを算出した。
【0021】
【表3】
【0022】撹拌動力εが本発明範囲内であるNo.1
では、脱P反応は効率的に行われ、しかもスクラップが
完全に溶解した。一方、撹拌動力εが小さ過ぎるNo.
2の場合、脱P反応は効率的に行われたが、スクラップ
の溶け残りが確認された。また、撹拌動力εが大き過ぎ
るNo.3の場合、スクラップは完全に溶解したが、脱
P反応は十分に進行しなかった。
【0023】
【発明の効果】本発明は、以上の様に構成されているの
で、最小厚さが80mm以下までの比較的大きなスクラ
ップを冷鉄源として用いても完全に溶解することがで
き、しかも耐火物の溶損やスポーリングの発生を抑制す
ることが可能であり、更に脱P反応を損なうことのない
予備精錬方法が提供できることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】冷鉄源溶解装置の代表例を示す縦断面説明図で
ある。
【図2】本発明に係る予備精錬方法の条件をグラフ化し
た図である。
【符号の説明】
1 上吹きランス 2 耐火物ランス 3 炉体 4 ホッパー 5 溶銑 6 スラグ 7 冷鉄源 8 酸素ガス 9 底吹羽口 10 脱Pフラックス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上吹きランスと底吹羽口を有する転炉形
    式の酸素精錬設備を用い、上記上吹きランスより酸素ガ
    スを供給すると共に、前記底吹羽口から吹込む底吹きガ
    スにより溶銑のガス撹拌を行うことによって、冷鉄源を
    溶解しながら溶銑の脱P処理を行う予備精錬方法であっ
    て、 下記(1)式で定義される撹拌動力εを、冷鉄源の最小
    厚さに応じて下記(2)、(3)式を満足する様に調整
    して行うことを特徴とする予備精錬方法。 ε=6.18VGL ln[1+ρgH0 /(1.013 × 105P)]…(1) 400≦ε≦2000 …(2) ε≧exp(0.07S+2.5) …(3) 但し、ε :撹拌動力(W/溶銑t) S :冷鉄源最小厚さ(mm) VG :底吹きガス流量(Nm3 /min・溶銑t) TL :液体温度(K) ρ :溶鉄密度(kg/m3 ) g :重力加速度(m/sec2 ) H0 :浴深さ(m) P :雰囲気圧力(atm)
  2. 【請求項2】 更に下記(4)式を満足する様に調整し
    て行う請求項1に記載の予備精錬方法。 ε≦exp(0.08S+2.8) … (4)
JP25233794A 1994-10-18 1994-10-18 予備精錬方法 Pending JPH08120315A (ja)

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Effective date: 20020604