JPH09157732A - 耐火物溶損の小さい溶鋼脱硫脱水素方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は脱硫反応に支障のない、且つ、耐
火物溶損の少ないスラグ組成領域を提供し、特に、要
求製品［Ｓ］の厳しくないものについては、脱水素処理
時間を短くし、且つ、撹拌力を抑制した最適撹拌力の脱
硫脱水素処理方法を提供することを目的とするものであ
る。 【解決手段】 溶鋼を減圧下で精錬する際、ＣａＯ−Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −ＭｇＯ−ＣａＦ₂ 五元系を主成分
とし、下記のようなスラグ組成で脱硫脱水素処理を行う
事を特徴とする耐火物溶損の小さい溶鋼脱硫脱水素方
法。 ＭｇＯ＝５〜１５％，ＣａＦ₂ ≦１０％，ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ₂ ≧３，１≦ＣａＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ≦３ 及び、前記の溶鋼の脱硫脱水素方法において、スラグ成
分を調整するためのスラグ成分調整用フラックスあるい
は精錬用フラックスを、溶鋼の脱硫脱水素処理を行う前
までに取鍋内へ添加して、減圧下で不活性ガスで撹拌を
行う事を特徴とする耐火物溶損の小さい脱硫脱水素方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼を同時脱硫脱
水素処理する際に、取鍋・ランス・蓋等の耐火物の溶損
を抑制しつつ、脱硫脱水素処理反応を効率よく行うため
の方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶鋼の脱硫及び脱水素処理を同時
に行う方法として、特開昭５８−２２３１９、特開昭５
８−２２３２０に示す様な、真空脱ガス槽とフラックス
インジェクションを組み合わせ、真空脱ガス槽内を減圧
し真空下で脱硫剤を不活性ガス等のキャリヤーガスと共
に吹込み、脱硫、脱水素方法を実施していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに上記方法は以
下の様な欠点を有する。上記方法は、減圧下でインジェ
クションを行う強撹拌（図１）プロセスであり、精錬特
性は非常に良好であるが、使用するランス・蓋・取鍋耐
火物の溶損が激しく、耐火物コストが処理コストを逼迫
していた。

【０００４】また、脱硫剤を不活性ガス等のキャリヤー
ガスと共に吹込み脱硫処理を行っていたため、処理中に
脱硫剤中の水分として水素を供給することとなり、見か
けの脱水速度が小さくなり、脱水素のための処理時間が
長くなっていた。このことが更に耐火物の溶損を大きく
していた（図２，３）。

【０００５】本発明は前記従来技術の問題点を解消する
ために、 脱硫反応に支障のない、且つ、耐火物溶損の少ないス
ラグ組成領域を提供し、 特に、要求製品［Ｓ］の厳しくないものについては、
使用するフラックスを脱硫処理前に取鍋に投入しておく
ことで脱水素処理時間を短くし、且つ、不活性ガスのみ
の撹拌により撹拌力を抑制した最適撹拌力の脱硫脱水素
処理方法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した問題点
を解決するために、脱硫剤の脱硫能力・減圧という脱水
素能力を最大限経済的にかつ効率的に活用し、また、耐
火物の溶損を最低限に抑制するためのものである。

【０００７】本願発明の要するところは、 （１）溶鋼を減圧下で精練する際、ＣａＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃
−ＳｉＯ₂ −ＭｇＯ−ＣａＦ₂ 五元系を主成分とし、下
記のようなスラグ組成で脱硫脱水素処理を行う事を特徴
とする耐火物溶損の小さい溶鋼脱硫脱水素方法 （％ＭｇＯ）＝５〜１５％，（％ＣａＦ₂ ）≦１０％，
（％ＣａＯ）／（％ＳｉＯ₂ ）≧３，１≦（％ＣａＯ）
／（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）≦３ （２）（１）記載の溶鋼の脱硫脱水素方法において、ス
ラグ成分を調整するためのスラグ成分調整用フラックス
あるいは精錬用フラックスを、溶鋼の脱硫脱水素処理を
行う前までに取鍋内へ添加して、減圧下で不活性ガスで
撹拌を行う事を特徴とする耐火物溶損の小さい脱硫脱水
素方法。である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本願発明を採用した操業に
ついて２つのケースについて詳細に説明する。

【０００９】（１）まず、要求製品［Ｓ］の厳しい鋼種
製造の場合は、転炉吹錬終了前に、マスバランス計算に
より転炉スラグの組成を求め、出鋼時の取鍋への流出量
を仮定する。また、脱硫処理終了後の脱硫反応平衡計算
から取鍋内に必要なスラグボリウムを算出する。この二
つの計算を元に、（％ＭｇＯ）＝５〜１５％，（％Ｃａ
Ｆ₂ ）≦１０％，（％ＣａＯ）／（％ＳｉＯ₂ ）≧３，
１≦（％ＣａＯ）／（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）≦３であるスラグ組
成となるようにマスバランス計算を行い、使用すべき脱
硫剤及びスラグ成分調整用フラックス等の量を算出す
る。

【００１０】併せて、脱水素反応速度から求まる脱水素
処理時間（減圧処理時間）から、その範囲内で吹き込み
可能な脱硫剤量を算定し、それ以外の必要脱硫剤及びス
ラグ成分調整用フラックス等は転炉出鋼前から脱硫処理
開始前までに取鍋内に投入しておく。

【００１１】ここで、ＭｇＯ源としては、生ドロマイ
ト、軽焼ドロマイト、ＭｇＯ系レンガ屑、ＭｇＯ系耐火
物屑、Ｍｇ等を使用する。Ａｌ₂ Ｏ₃ 源として、Ａｌ
灰、Ａｌ滓、Ａｌ₂ Ｏ₃ 系レンガ屑、Ａｌ₂ Ｏ₃ 系耐火
物屑、Ａｌ等を使用する。ＣａＯ源として、生石灰、石
灰石、炭酸カルシウム、炭化カルシウム等を使用する。
Ｆ源として、蛍石を用い、脱硫剤は、ＣａＯ単独、Ｃａ
Ｏ−ＣａＦ₂ ，ＣａＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ 源、ＣａＯ−ＭｇＯ
源及びこれらを組み合わせたものを使用する。

【００１２】次に、真空脱ガス槽内減圧開始と共に脱硫
剤を不活性ガス等のキャリヤーガスと共に吹込み、脱水
素を終了する（排気終了）と同時に脱硫剤の添加を停止
し、処理を終了する。復圧したのちＣａ成分を添加し、
極低硫、極清浄鋼（低酸素、低水素、Ｃａ添加）を歩留
良く製造する。

【００１３】（２）また、要求製品［Ｓ］がそれほど厳
しくない鋼種製造の場合は、上記（１）と同様にマスバ
ランス計算により使用すべき脱硫剤及びスラグ成分調整
用フラックス等の量を算出し、全必要脱硫剤及びスラグ
成分調整用フラックスを転炉出鋼前から脱硫処理開始前
までに取鍋内に投入し、真空脱ガス槽内減圧開始と共に
不活性ガス等のガスをインジェクションあるいはバブリ
ングにより溶鋼を撹拌し、吹込脱水素処理を行う。脱水
素終了する（排気終了）と同時に処理を完了する。

【００１４】上記（１），（２）には次の様な特徴があ
る。（１）のケースは、撹拌力が非常に大きい。減圧下
でガスを吹き込むため、溶鋼中で膨張し溶鋼を撹拌す
る。粉体を搬送するため、ガス流量が多く、吹き込む粉
体の運動エネルギーがそのまま溶鋼撹拌エネルギーとな
る。しかし、処理中に脱硫剤を不活性ガス等のキャリヤ
ーガスと共に吹き込むため脱硫剤中の水分として水素を
供給することとなり、脱硫同時脱水素処理時間が長くな
る。

【００１５】この処理方法を適用するのは、脱水素処理
より脱硫処理がネックとなる［Ｓ］の要求が厳しい鋼種
の時に採用する。

【００１６】（２）のケースは、（１）と比較すると、
撹拌力が小さい。上記（１）よりガス流量が少なく、吹
き込む粉体がないため撹拌力が小さい。しかし、処理中
に吹き込む脱硫剤がなく、処理中の水素源の供給がな
く、効率的な脱水素処理が可能である。

【００１７】この処理方法を適用するのは、脱硫処理よ
り脱水素処理がネックとなる鋼種の時に採用する。

【００１８】いずれの場合も、スラグ組成を本願発明方
法に示した組成に調整することにより取鍋などの耐火物
溶損は、従来よりも大幅に低減できる。

【００１９】

【作用】次に、本願発明の数値限定の理由について説明
する。

【００２０】（１）本願発明は、減圧下での溶鋼脱硫脱
水素処理を前提としており、これは脱硫処理と同時に脱
水素処理を行うためであり、また、同じガス流量のイン
ジェクションあるいは、バブリングでも大気圧下の処理
に比較して大きな撹拌を得るためである（図１）。

【００２１】（２）次に、スラグ成分の限定根拠につい
て述べる。ＭｇＯは、耐火物溶損目的に添加するもので
あり、その溶損抑制効果は５％以上で発揮し、また、１
５％以上では、スラグの融点が高くなり、スラグの流動
性が悪化し、スラグ−メタル反応に支障を来すので、
（％ＭｇＯ）＝５〜１５％とした（図４）。

【００２２】（３）ＣａＦ₂ はスラグの融点を下げ、ス
ラグ−メタル反応性を高め、脱硫能力を向上させるため
に有効であるため添加するものである。しかし、１０％
以上添加すると、融点が低下しすぎ、耐火物の溶損を大
きくするので上限を１０％とした。

【００２３】（４）また、高脱硫能を保持するために、
（％ＣａＯ）／（％ＳｉＯ₂ ）≧３とする。

【００２４】（５）Ａｌ₂ Ｏ₃ は、耐火物溶損抑制、鋼
脱硫能を得るために添加するものである。しかし、（％
ＣａＯ）／（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）≦１まで添加すると、逆に脱
硫能が低下するので下限を１とした。また、図５でも示
したように（％ＣａＯ）／（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）≧３では耐火
物の溶損量が大きいため、上限を３とする。

【００２５】（６）次に、要求製品［Ｓ］がそれほど厳
しくなく、あるいは、要求製品［Ｈ］が厳しい場合、ス
ラグ成分調整用のフラックス、あるいは、脱硫用フラッ
クスを溶鋼処理前に添加する。このことによって、フラ
ックスからの供給［Ｈ］源が処理前に一括してインプッ
トされるので、フラックスを処理中インジェクションす
る場合よりも脱水素のための処理時間が短時間で済み、
且つ、撹拌力もフラックスインジェクションよりも抑制
する事ができ、必要最小限の撹拌力と撹拌時間で処理可
能となり、耐火物の溶損抑制に寄与する。

【００２６】

【実施例】

実施例 表１に本発明の実施例及び比較例を示す。実施例におけ
る本発明法では、ＣａＯ源として生石灰、Ａｌ₂ Ｏ₃ 源
としてＡｌ灰、ＭｇＯ源としてレンガ屑を使用してい
る。従来法では、生石灰と蛍石のみ使用している。

【００２７】本発明法では、いずれの場合も取鍋脱硫を
行う前に、スラグ組成を請求範囲に示すように（％Ｍｇ
Ｏ）＝５〜１５％，（％ＣａＦ₂ ）≦１０％，（％Ｃａ
Ｏ）／（％ＳｉＯ₂ ）≧３，１≦（％ＣａＯ）／（Ａｌ
₂ Ｏ₃ ）＜３のスラグ組成に調整を行う。

【００２８】従来法では、転炉から流出したスラグに精
錬用のＣａＯ，ＣａＦ₂ を少量添加するのみであった。
従って、表に示すように（％Ａｌ₂ Ｏ₃ ）と（％Ｍｇ
Ｏ）が小さく（％ＣａＯ）／（％Ａｌ₂ Ｏ₃ ）が大きな
値であることが分かる。

【００２９】取鍋脱硫処理の方法として、従来法では
Ｃ：不活性ガス搬送粉体インジェクションを採用してい
たが、本発明法では比較的撹拌力の弱いＡ：不活性ガス
鍋底バブリング、Ｂ：不活性ガスインジェクションを用
い、脱硫処理がネックとなる場合Ｃ法を採用する。

【００３０】従来法では、脱硫・脱水素の処理時間で約
１６〜１８分程度かかっていたが、Ａ法では１５分、Ｂ
法では１２〜１３分程で処理が完了する。本発明法にお
けるＣ法では最短の１０分程度で処理は完了する。

【００３１】耐火物からのＡｌ₂ Ｏ₃ ，ＭｇＯ溶出量に
ついてみる。従来法ではＡｌ₂ Ｏ₃が１０００ｋｇ近
く、ＭｇＯが３５０ｋｇ程度溶出していたものが、本発
明法では表で示すように、少量の溶出量に抑えることが
できる。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本願発明の効果として、従来、取鍋の溶
損を抑えるためにレンガ鍋とし、高コストとなっていた
ものを、従来、溶損が大きく、適用不可能とされていた
一般に適用されている不定形の鍋に変更することがで
き、鍋耐火物の大幅なコスト削減が達成できた。また、
その他の蓋やランス耐火物においても溶損が抑制され、
処理コスト削減に大きく寄与した。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空度と撹拌エネルギーとの関係を示す図。

【図２】処理時間に対する耐火物からのＡｌ₂ Ｏ₃ 溶出
量を示す図。

【図３】処理時間に対する耐火物からのＭｇＯ溶出量を
示す図。

【図４】処理開始時スラグの（％ＭｇＯ）に対するＭｇ
Ｏ溶出量を示す図。

【図５】処理開始時スラグの（ＣａＯ）／（Ａｌ₂ Ｏ
₃ ）に対するＡｌ₂ Ｏ₃ 溶出量を示す図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶鋼を減圧下で精練する際、ＣａＯ−Ａ
   ｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂−ＭｇＯ−ＣａＦ₂ 五元系を主成分
   とし、下記のようなスラグ組成で脱硫脱水素処理を行う
   事を特徴とする耐火物溶損の小さい溶鋼脱硫脱水素方法 （％ＭｇＯ）＝５〜１５％，（％ＣａＦ₂ ）≦１０％，
   （％ＣａＯ）／（％ＳｉＯ₂ ）≧３，１≦（％ＣａＯ）
   ／（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）≦３
2. 【請求項２】 請求項１記載の溶鋼の脱硫脱水素方法に
   おいて、スラグ成分を調整するためのスラグ成分調整用
   フラックスあるいは精錬用フラックスを、溶鋼の脱硫脱
   水素処理を行う前までに取鍋内へ添加して、減圧下で不
   活性ガスで撹拌を行う事を特徴とする耐火物溶損の小さ
   い脱硫脱水素方法。