JPH08283818A - スクラップから低硫黄高炭素溶鉄を製造する方法 - Google Patents
スクラップから低硫黄高炭素溶鉄を製造する方法Info
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- JPH08283818A JPH08283818A JP11107095A JP11107095A JPH08283818A JP H08283818 A JPH08283818 A JP H08283818A JP 11107095 A JP11107095 A JP 11107095A JP 11107095 A JP11107095 A JP 11107095A JP H08283818 A JPH08283818 A JP H08283818A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、溶解専用転炉において、硫黄を含
む炭材を利用して低硫黄高炭素の溶融鉄を効率よく製造
する方法を提供する。 【構成】 上底吹転炉型の容器を用いて、上吹ランスか
ら送酸された酸素が鉄浴に直接接触しないようにスラグ
に供給してスラグ内の炭材を燃焼させ、スクラップを溶
解する方法において、スラグ量を溶鉄トンあたり１００
ｋｇ〜５００ｋｇ，底吹攪拌力を１．５〜６ｋｗ／ｔ，
スラグ中のＴ．Ｆｅを０．３％〜３％としながら、所定
の条件式を満たすように上吹酸素量，底吹酸素量，底吹
ＣＯ2 量，スクラップ含有酸素重量を制御して溶鉄を製
造する。 【効果】 安価に入手できる硫黄を含む炭材を燃料とし
てスクラップを溶解し、経済的かつ効率的に低硫黄高炭
素の溶融鉄を製造することができる。
む炭材を利用して低硫黄高炭素の溶融鉄を効率よく製造
する方法を提供する。 【構成】 上底吹転炉型の容器を用いて、上吹ランスか
ら送酸された酸素が鉄浴に直接接触しないようにスラグ
に供給してスラグ内の炭材を燃焼させ、スクラップを溶
解する方法において、スラグ量を溶鉄トンあたり１００
ｋｇ〜５００ｋｇ，底吹攪拌力を１．５〜６ｋｗ／ｔ，
スラグ中のＴ．Ｆｅを０．３％〜３％としながら、所定
の条件式を満たすように上吹酸素量，底吹酸素量，底吹
ＣＯ2 量，スクラップ含有酸素重量を制御して溶鉄を製
造する。 【効果】 安価に入手できる硫黄を含む炭材を燃料とし
てスクラップを溶解し、経済的かつ効率的に低硫黄高炭
素の溶融鉄を製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は上底吹転炉型の容器を用
いてスクラップを溶解し、低硫黄高炭素溶鉄を製造する
方法に関するものである。
いてスクラップを溶解し、低硫黄高炭素溶鉄を製造する
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、資源，環境問題からスクラップを
リサイクル使用して、効率的に溶融金属を製造すること
が技術課題となってきている。その金属スクラップの種
類は種々の種類のものがあるが、発生量の多い鉄鋼スク
ラップを用いて溶融鉄を得る方法として、従来はほとん
ど電気炉で行われてきた。
リサイクル使用して、効率的に溶融金属を製造すること
が技術課題となってきている。その金属スクラップの種
類は種々の種類のものがあるが、発生量の多い鉄鋼スク
ラップを用いて溶融鉄を得る方法として、従来はほとん
ど電気炉で行われてきた。
【０００３】しかし電気炉の場合は、スクラップの溶
解，精錬に多くの電力を消費するため、わが国のように
電力価格が著しく高い国では、コストがアップして好ま
しくない。そこで、電気炉によらず、に経済的にスクラ
ップを溶解，精錬する方法として、高送酸能力を有する
転炉の余剰生産能力を利用して安価な炭材を用いたスク
ラップの溶解，精錬方法が検討されるようになってき
た。
解，精錬に多くの電力を消費するため、わが国のように
電力価格が著しく高い国では、コストがアップして好ま
しくない。そこで、電気炉によらず、に経済的にスクラ
ップを溶解，精錬する方法として、高送酸能力を有する
転炉の余剰生産能力を利用して安価な炭材を用いたスク
ラップの溶解，精錬方法が検討されるようになってき
た。
【０００４】このような状況の中で、一般的には既存の
上底吹の複合吹錬転炉を利用することで設備費増を控え
るとともに、スクラップと炭材を炉内に装入し、酸素ガ
スを上吹して溶解，精錬する方法が提案されている。
上底吹の複合吹錬転炉を利用することで設備費増を控え
るとともに、スクラップと炭材を炉内に装入し、酸素ガ
スを上吹して溶解，精錬する方法が提案されている。
【０００５】例えば、特開昭６０─１７４８１２号公報
で、溶銑等の高炭素溶融鉄の存在する転炉内に含鉄冷
材，炭材，酸素を供給し、含鉄冷材を高炭素溶融鉄中で
溶解し高炭素溶融鉄を得る第１工程と、上記高炭素溶融
鉄を原料として別の転炉で酸素吹練し、所要の温度，成
分の溶鋼を得る第２工程よりなる転炉製鋼法が知られて
いる。
で、溶銑等の高炭素溶融鉄の存在する転炉内に含鉄冷
材，炭材，酸素を供給し、含鉄冷材を高炭素溶融鉄中で
溶解し高炭素溶融鉄を得る第１工程と、上記高炭素溶融
鉄を原料として別の転炉で酸素吹練し、所要の温度，成
分の溶鋼を得る第２工程よりなる転炉製鋼法が知られて
いる。
【０００６】また、特開昭６２−７３９９７号公報で、
種湯の存在する溶解専用転炉に含鉄冷材，炭材，酸素を
供給して高炭素溶鉄を得、この溶鉄を原料として別の精
錬専用転炉において、上記精錬専用転炉での所要精錬量
と溶解専用転炉での所要種湯量の合計量の高炭素溶鉄を
得、上記溶解専用転炉から精錬専用転炉での所要精錬量
の高炭素溶鉄を１回の出湯にて酸素精錬に供する一方、
高炭素溶鉄の残部種湯量を溶解専用転炉に残して、含鉄
冷材溶解のための種湯として使用することを特徴とする
転炉製鋼法が知られている。
種湯の存在する溶解専用転炉に含鉄冷材，炭材，酸素を
供給して高炭素溶鉄を得、この溶鉄を原料として別の精
錬専用転炉において、上記精錬専用転炉での所要精錬量
と溶解専用転炉での所要種湯量の合計量の高炭素溶鉄を
得、上記溶解専用転炉から精錬専用転炉での所要精錬量
の高炭素溶鉄を１回の出湯にて酸素精錬に供する一方、
高炭素溶鉄の残部種湯量を溶解専用転炉に残して、含鉄
冷材溶解のための種湯として使用することを特徴とする
転炉製鋼法が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した溶解方法にお
いては、熱源として使用する炭材に含まれる硫黄によっ
て溶鉄が汚染される。従って溶解炉から溶鉄排出時、通
常溶鉄中には０．０５％以上の硫黄分が含有されてお
り、後工程での脱硫処理が必要となる問題点を有してい
た。
いては、熱源として使用する炭材に含まれる硫黄によっ
て溶鉄が汚染される。従って溶解炉から溶鉄排出時、通
常溶鉄中には０．０５％以上の硫黄分が含有されてお
り、後工程での脱硫処理が必要となる問題点を有してい
た。
【０００８】本発明は、このような問題点を有利に解決
したものであり、上底吹転炉型の容器炉において、硫黄
を含む炭材を利用して低硫黄高炭素溶鉄を効率的に製造
する方法を提供することを目的とする。
したものであり、上底吹転炉型の容器炉において、硫黄
を含む炭材を利用して低硫黄高炭素溶鉄を効率的に製造
する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【００１０】(1) 即ち本発明の要旨とするところは、
上底吹転炉型の容器を用いて、上吹ランスから送酸され
た酸素が鉄浴に直接接触しないように鉄浴上のスラグに
酸素を供給して、スラグ内の炭材を燃焼させつつスクラ
ップを溶解する方法において、炉内スラグ量を溶鉄トン
あたり１００ｋｇ〜５００ｋｇ，底吹攪拌力を１．５〜
６ｋｗ／ｔ，スラグ中のＴ．Ｆｅを０．３％〜３％とし
つつ、下記（２）式を満たすように上吹酸素量，底吹酸
素量，底吹ＣＯ2 量，スクラップ含有酸素重量を制御す
ることを特徴とするスクラップから低硫黄高炭素溶鉄を
製造する方法である。
上底吹転炉型の容器を用いて、上吹ランスから送酸され
た酸素が鉄浴に直接接触しないように鉄浴上のスラグに
酸素を供給して、スラグ内の炭材を燃焼させつつスクラ
ップを溶解する方法において、炉内スラグ量を溶鉄トン
あたり１００ｋｇ〜５００ｋｇ，底吹攪拌力を１．５〜
６ｋｗ／ｔ，スラグ中のＴ．Ｆｅを０．３％〜３％とし
つつ、下記（２）式を満たすように上吹酸素量，底吹酸
素量，底吹ＣＯ2 量，スクラップ含有酸素重量を制御す
ることを特徴とするスクラップから低硫黄高炭素溶鉄を
製造する方法である。
【００１１】
【数２】 ０．６ ＜ （上吹酸素量（Ｎｍ3 ））／｛（上吹酸素量（Ｎｍ3 ））＋２× （底吹酸素量（Ｎｍ3 ））＋（底吹ＣＯ2 量（Ｎｍ3 ））＋（スクラップ含有酸 素重量（ｋｇ）／１６×２２．４（Ｎｍ3 ））｝ ＜ １ ………（２）
【００１２】(2) また上記溶鉄を製造する方法におい
て、総送酸時間の８５％〜１００％の期間に、金属鉄分
を除いた残部を１００としたときに、金属Ａｌを５〜１
００％，残部不可避的不純物からなる副材を、溶融スラ
グトンあたり金属Ａｌが３〜３０ｋｇとなるように供給
することを特徴とするスクラップから低硫黄高炭素溶鉄
を製造する方法である。
て、総送酸時間の８５％〜１００％の期間に、金属鉄分
を除いた残部を１００としたときに、金属Ａｌを５〜１
００％，残部不可避的不純物からなる副材を、溶融スラ
グトンあたり金属Ａｌが３〜３０ｋｇとなるように供給
することを特徴とするスクラップから低硫黄高炭素溶鉄
を製造する方法である。
【００１３】なお本発明における高炭素溶融鉄とは、炭
素含有量が３〜５％のものをいう。
素含有量が３〜５％のものをいう。
【００１４】
【作用】以下図面に従って、作用とともに本発明を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１５】図１は本発明に係わるスクラップの溶解精
錬を行う溶解炉の概念図である。図１に示すように、溶
解炉である上底吹転炉１は耐火物２で内張りされてお
り、酸素上吹ランス３を備えている。
錬を行う溶解炉の概念図である。図１に示すように、溶
解炉である上底吹転炉１は耐火物２で内張りされてお
り、酸素上吹ランス３を備えている。
【００１６】この酸素上吹ランス３より酸素ガスを高炭
素溶鉄４上の溶融スラグ５に向けて吹き付ける。また同
時に石炭やコークスなどの炭材６およびスクラップ７を
上方から添加する。
素溶鉄４上の溶融スラグ５に向けて吹き付ける。また同
時に石炭やコークスなどの炭材６およびスクラップ７を
上方から添加する。
【００１７】炉底にはノズル８を配置し、底吹ガス９，
例えばＮ2 ，ＣＯ2 ，Ｏ2 によって炉内を攪拌し、スク
ラップの溶解を促進させる。また添加する炭材の一部も
しくは全部をノズル８から吹き込むこともできる。
例えばＮ2 ，ＣＯ2 ，Ｏ2 によって炉内を攪拌し、スク
ラップの溶解を促進させる。また添加する炭材の一部も
しくは全部をノズル８から吹き込むこともできる。
【００１８】このように上底吹転炉の上方から酸素上吹
ランス３を通して吹き込まれるのは酸素ガスである。こ
の酸素は高濃度の酸素含有ガスであり、純酸素ガス，或
いは７０％以上の酸素を含む比較的純度の低い酸素ガ
ス，或いは純酸素ガスと空気，窒素のような希釈ガスの
混合物で、酸素濃度の７０〜１００％のものをいう。
ランス３を通して吹き込まれるのは酸素ガスである。こ
の酸素は高濃度の酸素含有ガスであり、純酸素ガス，或
いは７０％以上の酸素を含む比較的純度の低い酸素ガ
ス，或いは純酸素ガスと空気，窒素のような希釈ガスの
混合物で、酸素濃度の７０〜１００％のものをいう。
【００１９】このような酸素ガスは、溶融スラグ５の上
から供給するものや、斜め上方より吹いても良い。なお
複数の穴から酸素を供給するときは、一部は微粉炭バー
ナーを利用することも可能である。なおスクラップなら
びに造滓材は主として上方より投入される。
から供給するものや、斜め上方より吹いても良い。なお
複数の穴から酸素を供給するときは、一部は微粉炭バー
ナーを利用することも可能である。なおスクラップなら
びに造滓材は主として上方より投入される。
【００２０】スクラップは予熱されないもの、予熱され
たものを連続的に投入ないしは間欠装入のいずれを組み
合わせて、適宜分割して装入する。一方造滓材は、例え
ば石炭，硅砂，レンガ屑，高炉スラグ，転炉スラグが挙
げられ、これらの組み合わせで塩基度を０．７〜２．２
に制御することが好ましい。炭材は上方ないしは底吹ノ
ズルからの吹込のいずれかを組み合わせて炉内に添加す
る。
たものを連続的に投入ないしは間欠装入のいずれを組み
合わせて、適宜分割して装入する。一方造滓材は、例え
ば石炭，硅砂，レンガ屑，高炉スラグ，転炉スラグが挙
げられ、これらの組み合わせで塩基度を０．７〜２．２
に制御することが好ましい。炭材は上方ないしは底吹ノ
ズルからの吹込のいずれかを組み合わせて炉内に添加す
る。
【００２１】このようにして酸素ガスは、炭材，溶鉄中
の炭素および発生ＣＯなどの可燃ガス成分を燃焼させて
発熱し、スクラップの溶解熱を供給する。一方、底吹ガ
スには溶融物を攪拌する効果があり、伝熱進行に必要で
ある。この底吹ガスとしては、前述したようにＮ2 ，Ｃ
Ｏ2 ，アルゴンなどの１種ないしは２種以上の混合ガス
が用いられる。
の炭素および発生ＣＯなどの可燃ガス成分を燃焼させて
発熱し、スクラップの溶解熱を供給する。一方、底吹ガ
スには溶融物を攪拌する効果があり、伝熱進行に必要で
ある。この底吹ガスとしては、前述したようにＮ2 ，Ｃ
Ｏ2 ，アルゴンなどの１種ないしは２種以上の混合ガス
が用いられる。
【００２２】本発明の条件を満足すれば、雰囲気中のＣ
Ｏ2 濃度は４０％以上に高めることが可能になる。この
とき雰囲気中の酸素分圧（酸素ポテンシャル）は１０
-10 気圧程度と高く、スラグ中に存在するＳは酸化され
てＳＯｘ（ＳＯないしはＳＯ2）となって蒸発除去さ
れ、炉内に存在する硫黄量の低減が図られているものと
推定される。
Ｏ2 濃度は４０％以上に高めることが可能になる。この
とき雰囲気中の酸素分圧（酸素ポテンシャル）は１０
-10 気圧程度と高く、スラグ中に存在するＳは酸化され
てＳＯｘ（ＳＯないしはＳＯ2）となって蒸発除去さ
れ、炉内に存在する硫黄量の低減が図られているものと
推定される。
【００２３】ちなみに、従来の溶銑や溶鋼の脱硫処理
は、スラグ中にＳを固定することでＳを除去するため、
酸素分圧（酸素ポテンシャル）が１０-13 以下の還元雰
囲気下で行われるのが常であり、酸素ガスを吹き付ける
ことは有り得ない。さらには本発明のようなＴ．Ｆｅの
条件下では、成品として要求されるＳレベルである０．
０３０％以下に到達し得ない。
は、スラグ中にＳを固定することでＳを除去するため、
酸素分圧（酸素ポテンシャル）が１０-13 以下の還元雰
囲気下で行われるのが常であり、酸素ガスを吹き付ける
ことは有り得ない。さらには本発明のようなＴ．Ｆｅの
条件下では、成品として要求されるＳレベルである０．
０３０％以下に到達し得ない。
【００２４】雰囲気中のＣＯ2 濃度を高めるためには、
まず炉内スラグ量を溶鉄トンあたり１００ｋｇ以上とな
るよう調節することが必要である。溶融スラグがこれよ
りも少ないと、上吹酸素が直接溶鉄に吹き付けられる。
このとき吹き付けた酸素と溶銑中の炭素がＣ＋１／２０
2 ＝ＣＯの如くに反応してＣＯガスを発生し、また転炉
中で発生したＣＯ2 ガスも上吹き酸素に巻き込まれて溶
銑に吹き付けられて、溶銑中の炭素とＣ＋ＣＯ2 ＝２Ｃ
Ｏの如くに反応してＣＯガスが多量発生してしまう。
まず炉内スラグ量を溶鉄トンあたり１００ｋｇ以上とな
るよう調節することが必要である。溶融スラグがこれよ
りも少ないと、上吹酸素が直接溶鉄に吹き付けられる。
このとき吹き付けた酸素と溶銑中の炭素がＣ＋１／２０
2 ＝ＣＯの如くに反応してＣＯガスを発生し、また転炉
中で発生したＣＯ2 ガスも上吹き酸素に巻き込まれて溶
銑に吹き付けられて、溶銑中の炭素とＣ＋ＣＯ2 ＝２Ｃ
Ｏの如くに反応してＣＯガスが多量発生してしまう。
【００２５】一方溶融スラグが溶鉄トンあたり１００ｋ
ｇ以上あれば、上吹酸素と溶鉄が遮断され、上吹酸素は
当該スラグ内の炭材と反応してＣ＋Ｏ2 ＝ＣＯ2 の如く
に反応してＣＯ2 ガスを発生する。
ｇ以上あれば、上吹酸素と溶鉄が遮断され、上吹酸素は
当該スラグ内の炭材と反応してＣ＋Ｏ2 ＝ＣＯ2 の如く
に反応してＣＯ2 ガスを発生する。
【００２６】なお、溶融スラグ量の上限は技術的には存
在しないが、操業を支障なく行っていく上で、すなわち
生成した溶鉄を炉外に排出する際の転炉傾動時や、送酸
期間中に炉口からスラグがあふれでない量として、５０
０ｋｇ以下に制限される。
在しないが、操業を支障なく行っていく上で、すなわち
生成した溶鉄を炉外に排出する際の転炉傾動時や、送酸
期間中に炉口からスラグがあふれでない量として、５０
０ｋｇ以下に制限される。
【００２７】次に底吹攪拌力は、大き過ぎても炉内から
発生するＣＯガス量が増加する。これは底吹攪拌力の増
加にともない溶鉄の乱れが激しくなり、スラグ中に存在
する粒鉄量が増大し、上吹き酸素と粒鉄が接触し、脱炭
反応が生じてＣＯガスを発生させるためと考えられる。
従って上限の攪拌力は６ｋｗ／ｔとなる。一方攪拌力が
小さすぎると、スクラップの溶解効率が低下してしま
う。従って１．５ｋｗ／ｔ以上が必要である。
発生するＣＯガス量が増加する。これは底吹攪拌力の増
加にともない溶鉄の乱れが激しくなり、スラグ中に存在
する粒鉄量が増大し、上吹き酸素と粒鉄が接触し、脱炭
反応が生じてＣＯガスを発生させるためと考えられる。
従って上限の攪拌力は６ｋｗ／ｔとなる。一方攪拌力が
小さすぎると、スクラップの溶解効率が低下してしま
う。従って１．５ｋｗ／ｔ以上が必要である。
【００２８】底吹攪拌力は次の（３）式で定義される。
【００２９】
【数３】 底吹攪拌力（ｗ／ｔ）＝３７１×Ｑ×Ｔ／（Ｗ×３６００） ×１ｎ｛１＋（９．８×ρ×Ｈ）｝………（３）
【００３０】ここで、Ｑ：底吹ガス流量（Ｎｍ3 ／
ｈ）， Ｔ：溶鉄温度（Ｋ），Ｗ：溶鉄重量（ｔ），
ρ：溶鉄密度（ｋｇ／ｔ），Ｈ：溶鉄浴深
（ｍ）， Ｐ：炉内圧力（Ｐａ）
ｈ）， Ｔ：溶鉄温度（Ｋ），Ｗ：溶鉄重量（ｔ），
ρ：溶鉄密度（ｋｇ／ｔ），Ｈ：溶鉄浴深
（ｍ）， Ｐ：炉内圧力（Ｐａ）
【００３１】また底吹ガスに酸素ガスを用いた場合に
は、底吹酸素は溶鉄中のＣと反応して２Ｃ＋Ｏ2 ＝２Ｃ
Ｏの脱炭反応によってＣＯガスを発生する。またスクラ
ップ中に含まれる酸化鉄分は、スラグ中の炭材ないしは
溶鉄中のＣと反応して、それぞれＣＯガスを発生する。
は、底吹酸素は溶鉄中のＣと反応して２Ｃ＋Ｏ2 ＝２Ｃ
Ｏの脱炭反応によってＣＯガスを発生する。またスクラ
ップ中に含まれる酸化鉄分は、スラグ中の炭材ないしは
溶鉄中のＣと反応して、それぞれＣＯガスを発生する。
【００３２】
【数４】 ＦｅｔＯ ＋ Ｃ（炭材） ＝ ｔＦｅ ＋ ＣＯ ………（４）
【００３３】
【数５】 ＦｅｔＯ ＋ Ｃ（溶鉄） ＝ ｔＦｅ ＋ ＣＯ ………（５）
【００３４】本発明者らは、数々の実験から上吹酸素
量，底吹酸素量，底吹ＣＯ2 量（Ｎｍ3 ）ならびにスク
ラップ含有酸素重量の間の関係式が、０．６ ≦ （上
吹酸素量（Ｎｍ3 ））／｛（上吹酸素量（Ｎｍ3 ））＋
２×（底吹酸素量（Ｎｍ3 ））＋（底吹ＣＯ2 量（Ｎｍ
3 ））＋（スクラップ含有酸素重量（ｋｇ）／１６×２
２．４（Ｎｍ3 ））｝ ≦ １の条件を満たせば、脱硫
が安定的に進行することを見い出した。
量，底吹酸素量，底吹ＣＯ2 量（Ｎｍ3 ）ならびにスク
ラップ含有酸素重量の間の関係式が、０．６ ≦ （上
吹酸素量（Ｎｍ3 ））／｛（上吹酸素量（Ｎｍ3 ））＋
２×（底吹酸素量（Ｎｍ3 ））＋（底吹ＣＯ2 量（Ｎｍ
3 ））＋（スクラップ含有酸素重量（ｋｇ）／１６×２
２．４（Ｎｍ3 ））｝ ≦ １の条件を満たせば、脱硫
が安定的に進行することを見い出した。
【００３５】０．６未満の場合、雰囲気中のＣＯ濃度が
増加し、酸素分圧（酸素ポテンシャル）が低下し、ＳＯ
ｘとして蒸発しにくくなるためと考えられる。またこの
関係式は１より大きな数値は取り得ない。
増加し、酸素分圧（酸素ポテンシャル）が低下し、ＳＯ
ｘとして蒸発しにくくなるためと考えられる。またこの
関係式は１より大きな数値は取り得ない。
【００３６】こうしてＳＯｘとして蒸発したＳ以外は、
スラグとメタルに分配されることになる。この分配比
は、スラグ中のＴ．Ｆｅによって決定される。図２にス
ラグ中のＴ．Ｆｅと硫黄分配比（＝スラグの硫黄濃度／
溶融鉄の硫黄濃度）の関係を示すが、Ｔ．Ｆｅを３％以
下にすれば、必要な硫黄分配比が得られ、溶鉄の硫黄汚
染は許容できる。Ｔ．Ｆｅの低下にともない、硫黄分配
比は上昇するが、スラグの融点も上昇しスラグの流動性
が低下するため０．３％以上が必要とされる。
スラグとメタルに分配されることになる。この分配比
は、スラグ中のＴ．Ｆｅによって決定される。図２にス
ラグ中のＴ．Ｆｅと硫黄分配比（＝スラグの硫黄濃度／
溶融鉄の硫黄濃度）の関係を示すが、Ｔ．Ｆｅを３％以
下にすれば、必要な硫黄分配比が得られ、溶鉄の硫黄汚
染は許容できる。Ｔ．Ｆｅの低下にともない、硫黄分配
比は上昇するが、スラグの融点も上昇しスラグの流動性
が低下するため０．３％以上が必要とされる。
【００３７】さらにスクラップ溶解に必要とされる総送
酸時間に対し、総送酸時間の８５％を経過した時点から
金属Ａｌを含有する副材を供給することで、スラグ中の
Ｔ．Ｆｅを強制的に低下させ、硫黄分配比を高めて、溶
鉄中の硫黄濃度を低減せしめることもできる。
酸時間に対し、総送酸時間の８５％を経過した時点から
金属Ａｌを含有する副材を供給することで、スラグ中の
Ｔ．Ｆｅを強制的に低下させ、硫黄分配比を高めて、溶
鉄中の硫黄濃度を低減せしめることもできる。
【００３８】ここで金属Ａｌを含む副材投入期を総送酸
時間の８５％を経過した時点とする理由は、このときよ
り早期に投入しても図３に示すように硫黄分配比が向上
しないためである。この理由として、投入した金属Ａｌ
によってスラグ中のＴ．Ｆｅは一旦低下し、溶鉄中の硫
黄濃度は低下するものの、不可避的に生じる上吹酸素に
よる鉄の再酸化で再びＴ．Ｆｅが上昇し、硫黄濃度が上
昇するものと考えられる。
時間の８５％を経過した時点とする理由は、このときよ
り早期に投入しても図３に示すように硫黄分配比が向上
しないためである。この理由として、投入した金属Ａｌ
によってスラグ中のＴ．Ｆｅは一旦低下し、溶鉄中の硫
黄濃度は低下するものの、不可避的に生じる上吹酸素に
よる鉄の再酸化で再びＴ．Ｆｅが上昇し、硫黄濃度が上
昇するものと考えられる。
【００３９】またこの副材は、送酸終了時点，すなわち
総送酸時間の１００％までに投入する必要がある。この
場合、生成した溶鉄を炉外に排出する期間までに脱硫反
応が進行し、低硫黄濃度の溶鉄を得ることができる。
総送酸時間の１００％までに投入する必要がある。この
場合、生成した溶鉄を炉外に排出する期間までに脱硫反
応が進行し、低硫黄濃度の溶鉄を得ることができる。
【００４０】投入する副材は、金属鉄分を除いた残部を
１００としたとき、金属Ａｌを５〜１００％，残部不可
避的不純物からなるものとする。金属Ａｌが５％未満で
は、金属Ａｌの酸化発熱量に比べ、残部を炉内温度まで
上昇せしめるに必要な熱量が上回ってしまうため好まし
くない。従って金属Ａｌの含有量は５〜１００％に限定
することが望ましい。
１００としたとき、金属Ａｌを５〜１００％，残部不可
避的不純物からなるものとする。金属Ａｌが５％未満で
は、金属Ａｌの酸化発熱量に比べ、残部を炉内温度まで
上昇せしめるに必要な熱量が上回ってしまうため好まし
くない。従って金属Ａｌの含有量は５〜１００％に限定
することが望ましい。
【００４１】また溶融スラグトンあたり金属Ａｌが３ｋ
ｇ未満の場合に必要なＴ．Ｆｅの低下代が得られず、脱
硫能の向上代が得られない。一方３０ｋｇ超では溶鉄中
にＡｌが残存し、脱炭時の熱過剰やスラグ中のＡｌ2 ０
3 の増加にともなう耐火物の溶損といった問題が生じ
る。
ｇ未満の場合に必要なＴ．Ｆｅの低下代が得られず、脱
硫能の向上代が得られない。一方３０ｋｇ超では溶鉄中
にＡｌが残存し、脱炭時の熱過剰やスラグ中のＡｌ2 ０
3 の増加にともなう耐火物の溶損といった問題が生じ
る。
【００４２】副材の不可避的不純物の主なもの、ならび
にその濃度は、ＳｉＯ2 ：０〜２０％，ＣａＯ：０〜１
０％，ＭｇＯ：０〜３０％，Ａｌ2 ０3 ：１０〜８０
％，Ｃ：０〜１０％である。
にその濃度は、ＳｉＯ2 ：０〜２０％，ＣａＯ：０〜１
０％，ＭｇＯ：０〜３０％，Ａｌ2 ０3 ：１０〜８０
％，Ｃ：０〜１０％である。
【００４３】
【実施例】以下本発明の効果を、実施例により具体的に
説明する。
説明する。
【００４４】実施例１として、ＭｇＯ−Ｃレンガで内張
りした内容積２０ｍ3 の上底吹試験転炉に炉底に２本の
底吹き羽口を設け、溶鉄中にＮ2 ガスを２５０Ｎｍ3 ／
Ｎｍ3 ／ｈを吹き込むような炉を使用して、先ずスクラ
ップのバーナー溶解により溶鉄を作るか、或いは他の炉
で溶かした溶鉄４ｔを装入する。
りした内容積２０ｍ3 の上底吹試験転炉に炉底に２本の
底吹き羽口を設け、溶鉄中にＮ2 ガスを２５０Ｎｍ3 ／
Ｎｍ3 ／ｈを吹き込むような炉を使用して、先ずスクラ
ップのバーナー溶解により溶鉄を作るか、或いは他の炉
で溶かした溶鉄４ｔを装入する。
【００４５】コークスと酸素を供給しながら合計２ｔの
高炉スラグを炉内に供給し、溶解した。このとき溶鉄中
はＣ＝４．０７％，Ｓ＝０．０５２％，スラグ中はＳ＝
０．０９５％であった。
高炉スラグを炉内に供給し、溶解した。このとき溶鉄中
はＣ＝４．０７％，Ｓ＝０．０５２％，スラグ中はＳ＝
０．０９５％であった。
【００４６】上吹ランスから２５００Ｎｍ3 ／ｈで送酸
し、底吹ガスはすべてＮ2 で攪拌力を与え、溶銑の温度
が１３００〜１４００℃の範囲内になるようにスクラッ
プ供給速度を調整しつつ、全部で１６ｔのスクラップ
（分析平均値：Ｓ＝０．０１５％，ＦｅＯ＝３．２％，
酸素重量換算１１４ｋｇ）を装入した。石炭（Ｔ−Ｃ：
７６．６％ Ｔ−Ｓ：０．３９％ ＳｉＯ2 ：４．３
％）２．６ｔは送酸中に上方より投入した。
し、底吹ガスはすべてＮ2 で攪拌力を与え、溶銑の温度
が１３００〜１４００℃の範囲内になるようにスクラッ
プ供給速度を調整しつつ、全部で１６ｔのスクラップ
（分析平均値：Ｓ＝０．０１５％，ＦｅＯ＝３．２％，
酸素重量換算１１４ｋｇ）を装入した。石炭（Ｔ−Ｃ：
７６．６％ Ｔ−Ｓ：０．３９％ ＳｉＯ2 ：４．３
％）２．６ｔは送酸中に上方より投入した。
【００４７】スクラップトンあたり石灰１８ｋｇ投入し
てスラグ塩基度は１．３に、攪拌力は２．８〜３．２ｋ
ｗ／ｔとしたところ、二次燃焼率は６０％〜７１％を推
移した。２２００Ｎｍ3 で送酸を停止後、ただちにサン
プリングを行った結果、溶鉄はＣ＝４．３２％，Ｓ＝
０．０２３％，１３８５℃でスラグのＴ．Ｆｅは２．７
６％，Ｓ＝０．１０８％であった。なお前記（２）式か
ら計算される値は、０．９３であった。
てスラグ塩基度は１．３に、攪拌力は２．８〜３．２ｋ
ｗ／ｔとしたところ、二次燃焼率は６０％〜７１％を推
移した。２２００Ｎｍ3 で送酸を停止後、ただちにサン
プリングを行った結果、溶鉄はＣ＝４．３２％，Ｓ＝
０．０２３％，１３８５℃でスラグのＴ．Ｆｅは２．７
６％，Ｓ＝０．１０８％であった。なお前記（２）式か
ら計算される値は、０．９３であった。
【００４８】実施例２として、実施例１と同一溶解炉を
使用してスクラップ溶解を行った。溶解開始前のスラグ
量は１．５ｔ，塩基度１．４，Ｓ濃度は０．１１％であ
る。一方溶鉄量は５ｔ，Ｃ＝４．２１％，Ｓ＝０．０５
５％であった。
使用してスクラップ溶解を行った。溶解開始前のスラグ
量は１．５ｔ，塩基度１．４，Ｓ濃度は０．１１％であ
る。一方溶鉄量は５ｔ，Ｃ＝４．２１％，Ｓ＝０．０５
５％であった。
【００４９】上吹ランスから送酸（送酸速度：２６００
Ｎｍ3 ／ｈ）を行いつつ、スクラップ（分析平均値：Ｓ
＝０．０１５％，ＦｅＯ＝３．２％，酸素重量換算１１
４ｋｇ）を合計１６ｔ供給し、底吹ガスはすべてＮ2 で
攪拌力を３．５〜３．８ｋｗ／ｔに保持しつつスクラッ
プ溶解を行った。このとき溶鉄温度は１２８０〜１３７
０℃であった。
Ｎｍ3 ／ｈ）を行いつつ、スクラップ（分析平均値：Ｓ
＝０．０１５％，ＦｅＯ＝３．２％，酸素重量換算１１
４ｋｇ）を合計１６ｔ供給し、底吹ガスはすべてＮ2 で
攪拌力を３．５〜３．８ｋｗ／ｔに保持しつつスクラッ
プ溶解を行った。このとき溶鉄温度は１２８０〜１３７
０℃であった。
【００５０】送酸開始より５７ｍｉｎ（総送酸量：２４
５０Ｎｍ3 ）で送酸を停止した。このヒートでは５２ｍ
ｉｎ（積算送酸量２２５０Ｎｍ3 ：総送酸時間の９２％
に相当）からＡｌドロス（Ｍ−Ａｌ＝１２．７％，Ａｌ
2 ０3 ＝４６．０％，ＭｇＯ＝２４．１％，ＣａＯ＝
１．２％，ＳｉＯ2 ＝２．５％，Ｍ−Ｆｅ＝１．０％，
Ｃ＝２．５％）を１１ｋｇ／ｍｉｎの供給速度で５分間
連続的に投入した。
５０Ｎｍ3 ）で送酸を停止した。このヒートでは５２ｍ
ｉｎ（積算送酸量２２５０Ｎｍ3 ：総送酸時間の９２％
に相当）からＡｌドロス（Ｍ−Ａｌ＝１２．７％，Ａｌ
2 ０3 ＝４６．０％，ＭｇＯ＝２４．１％，ＣａＯ＝
１．２％，ＳｉＯ2 ＝２．５％，Ｍ−Ｆｅ＝１．０％，
Ｃ＝２．５％）を１１ｋｇ／ｍｉｎの供給速度で５分間
連続的に投入した。
【００５１】溶解中の二次燃焼率は６２％〜６７％で推
移した。。酸素吹き止め直後にサンプリングを行った結
果、溶鉄はＣ＝４．３２％、Ｓ＝０．０１４％、１３８
５℃で、スラグのＴ．Ｆｅは１．５８％、Ｓ＝０．３５
％であった。なお前記（２）式から計算される値は、
０．９４であった。
移した。。酸素吹き止め直後にサンプリングを行った結
果、溶鉄はＣ＝４．３２％、Ｓ＝０．０１４％、１３８
５℃で、スラグのＴ．Ｆｅは１．５８％、Ｓ＝０．３５
％であった。なお前記（２）式から計算される値は、
０．９４であった。
【００５２】比較例として、実施例１と同一溶解炉を使
用して、スクラップ溶解を行った。溶解開始前のスラグ
量は２ｔ，塩基度ＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝１．４，Ｓ濃度は
０．０９８％である。一方溶鉄量は５ｔ，Ｃ＝３．９５
％，Ｓ＝０．０４８％であった。
用して、スクラップ溶解を行った。溶解開始前のスラグ
量は２ｔ，塩基度ＣａＯ／ＳｉＯ2 ＝１．４，Ｓ濃度は
０．０９８％である。一方溶鉄量は５ｔ，Ｃ＝３．９５
％，Ｓ＝０．０４８％であった。
【００５３】上吹ランスから送酸（送酸速度：２６００
Ｎｍ3 ／ｈ）を行いつつ、スクラップ（分析平均値：Ｓ
＝０．０１５％）を合計１１ｔ供給し、攪拌力を１．０
〜１．２ｋｗ／ｔに保持しつつ、スクラップ溶解を行っ
た。このとき溶鉄温度は１２６０〜１３９０℃であっ
た。総送酸量が２６２０Ｎｍ3 で送酸を停止した。
Ｎｍ3 ／ｈ）を行いつつ、スクラップ（分析平均値：Ｓ
＝０．０１５％）を合計１１ｔ供給し、攪拌力を１．０
〜１．２ｋｗ／ｔに保持しつつ、スクラップ溶解を行っ
た。このとき溶鉄温度は１２６０〜１３９０℃であっ
た。総送酸量が２６２０Ｎｍ3 で送酸を停止した。
【００５４】このヒートでは、上吹き酸素が直接メタル
に衝突するように操業を行ったため、二次燃焼率は２２
〜３４％で推移した。吹き止め後の溶鉄はＣ＝４．０１
％，Ｓ＝０．０８９％，１３４２℃で、スラグはＴ．Ｆ
ｅ＝４．８２％，Ｓ＝０．１５％であった。
に衝突するように操業を行ったため、二次燃焼率は２２
〜３４％で推移した。吹き止め後の溶鉄はＣ＝４．０１
％，Ｓ＝０．０８９％，１３４２℃で、スラグはＴ．Ｆ
ｅ＝４．８２％，Ｓ＝０．１５％であった。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の低硫黄高炭
素溶鉄を製造する方法は、スラグ量を溶鉄トンあたり１
００ｋｇ〜５００ｋｇ，底吹攪拌力を１．５〜６ｋｗ／
ｔ，スラグ中のＴ．Ｆｅを０．３％〜３％としながら、
所定の条件式を満たすように上吹酸素量，底吹酸素量，
底吹ＣＯ2 量，スクラップ含有酸素重量を制御すること
により、安価に入手できる硫黄を含む炭材を燃料として
スクラップを溶解し、経済的かつ効率的に低硫黄高炭素
の溶融鉄を製造することが可能である。
素溶鉄を製造する方法は、スラグ量を溶鉄トンあたり１
００ｋｇ〜５００ｋｇ，底吹攪拌力を１．５〜６ｋｗ／
ｔ，スラグ中のＴ．Ｆｅを０．３％〜３％としながら、
所定の条件式を満たすように上吹酸素量，底吹酸素量，
底吹ＣＯ2 量，スクラップ含有酸素重量を制御すること
により、安価に入手できる硫黄を含む炭材を燃料として
スクラップを溶解し、経済的かつ効率的に低硫黄高炭素
の溶融鉄を製造することが可能である。
【図１】本発明に係わるスクラップの溶解精錬を行う溶
解炉の一例と、溶解の挙動を示す略側面図である。
解炉の一例と、溶解の挙動を示す略側面図である。
【図２】スラグＴ．Ｆｅと硫黄分配比の関係を示す図面
である。
である。
【図３】副材投入時期と硫黄分配比の関係を示す図面で
ある。
ある。
１ 溶解炉 ２ 耐火物 ３ 酸素上吹ランス ４ 溶融鉄 ５ 溶融スラグ ６ 炭材 ７ スクラップ ８ 底吹ノズル ９ 攪拌ガス
Claims (2)
- 【請求項１】 上底吹転炉型の容器を用いて、上吹ラン
スから送酸された酸素が鉄浴に直接接触しないように鉄
浴上のスラグに酸素を供給して、スラグ内の炭材を燃焼
させつつスクラップを溶解する方法において、炉内スラ
グ量を溶鉄トンあたり１００ｋｇ〜５００ｋｇ，底吹攪
拌力を１．５〜６ｋｗ／ｔ，スラグ中のＴ．Ｆｅを０．
３％〜３％としつつ、下記（１）式を満たすように上吹
酸素量，底吹酸素量，底吹ＣＯ2 量，スクラップ含有酸
素重量を制御することを特徴とするスクラップから低硫
黄高炭素溶鉄を製造する方法。 【数１】 ０．６ ＜ （上吹酸素量（Ｎｍ3 ））／｛（上吹酸素量（Ｎｍ3 ））＋２× （底吹酸素量（Ｎｍ3 ））＋（底吹ＣＯ2 量（Ｎｍ3 ））＋（スクラップ含有酸 素重量（ｋｇ）／１６×２２．４（Ｎｍ3 ））｝ ＜ １ ………（１） - 【請求項２】 総送酸時間の８５％〜１００％の期間
に、金属鉄分を除いた残部を１００としたときに、金属
Ａｌを５〜１００％，残部不可避的不純物からなる副材
を、溶融スラグトンあたり金属Ａｌが３〜３０ｋｇとな
るように供給することを特徴とする請求項１記載のスク
ラップから低硫黄高炭素溶鉄を製造する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11107095A JPH08283818A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | スクラップから低硫黄高炭素溶鉄を製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11107095A JPH08283818A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | スクラップから低硫黄高炭素溶鉄を製造する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283818A true JPH08283818A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=14551629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11107095A Withdrawn JPH08283818A (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | スクラップから低硫黄高炭素溶鉄を製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08283818A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100901758B1 (ko) * | 2002-12-24 | 2009-06-10 | 주식회사 포스코 | 슬래그 상부 산소분사를 통한 용강의 고속 탈황 방법 |
-
1995
- 1995-04-13 JP JP11107095A patent/JPH08283818A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100901758B1 (ko) * | 2002-12-24 | 2009-06-10 | 주식회사 포스코 | 슬래그 상부 산소분사를 통한 용강의 고속 탈황 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |