JPH09316519A - 製錬スラグの改質方法 - Google Patents
製錬スラグの改質方法Info
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- JPH09316519A JPH09316519A JP12848496A JP12848496A JPH09316519A JP H09316519 A JPH09316519 A JP H09316519A JP 12848496 A JP12848496 A JP 12848496A JP 12848496 A JP12848496 A JP 12848496A JP H09316519 A JPH09316519 A JP H09316519A
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- smelting slag
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- smelting
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】P2O5含有製錬スラグの改質方法を提供する。
【解決手段】P2O5含有の溶融又は半溶融状態の製錬スラ
グに炭材を添加し、次いで減圧下において、O2を上吹き
し、炭材を燃焼させて製錬スラグを昇温し、炭材中の炭
素により製錬スラグ中のP2O5を還元しながら、還元され
たＰを気化脱ＰすることによりＰを除去する方法。上記
昇温では、炭材の添加前に上吹き又は浸漬法により酸素
を吹込んでもよい。昇温のための発熱材として金属を用
いてもよい。 【効果】高効率でP2O5を還元し、還元されたＰを気化脱
Ｐして製錬スラグを改質することができる。
グに炭材を添加し、次いで減圧下において、O2を上吹き
し、炭材を燃焼させて製錬スラグを昇温し、炭材中の炭
素により製錬スラグ中のP2O5を還元しながら、還元され
たＰを気化脱ＰすることによりＰを除去する方法。上記
昇温では、炭材の添加前に上吹き又は浸漬法により酸素
を吹込んでもよい。昇温のための発熱材として金属を用
いてもよい。 【効果】高効率でP2O5を還元し、還元されたＰを気化脱
Ｐして製錬スラグを改質することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱燐スラグ、転炉
スラグなどの製錬スラグを再生・利用し、または廃棄量
を減少する方法に関する。
スラグなどの製錬スラグを再生・利用し、または廃棄量
を減少する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、日本国内の鉄鋼生産においては年
間数１０００万トンの製錬スラグが発生している。これ
は、その発生過程によって高炉スラグ、溶銑予備処理ス
ラグ、転炉スラグ、造塊スラグおよびその他に分類され
る。その中には高炉スラグのように路盤材、セメント原
料などにうまく再利用されているものもあるが、その他
の大部分は埋立によって処分されている。こうして無駄
に捨てられるスラグ量を減らすことは製鋼コストの低減
につながることは勿論であるが、資源および地球環境の
保護の面からも重要な課題である。
間数１０００万トンの製錬スラグが発生している。これ
は、その発生過程によって高炉スラグ、溶銑予備処理ス
ラグ、転炉スラグ、造塊スラグおよびその他に分類され
る。その中には高炉スラグのように路盤材、セメント原
料などにうまく再利用されているものもあるが、その他
の大部分は埋立によって処分されている。こうして無駄
に捨てられるスラグ量を減らすことは製鋼コストの低減
につながることは勿論であるが、資源および地球環境の
保護の面からも重要な課題である。
【０００３】こうした状況から、製錬スラグの発生量低
減および有効利用のための用途開発と並んで、製錬スラ
グを再生し、製錬工程で繰り返し利用する技術が検討さ
れている。
減および有効利用のための用途開発と並んで、製錬スラ
グを再生し、製錬工程で繰り返し利用する技術が検討さ
れている。
【０００４】鉄鋼製造における製錬スラグの最大の役目
は、不純物元素〔燐（以下、Ｐと記す）Ｓ、Ｓｉなど〕
をその中に吸収することにより、溶銑および溶鋼から除
去することにある。Ｐは、酸化物すなわち酸化燐の形態
で製錬スラグ中に含まれるが、酸素との親和力が比較的
弱いので容易に還元し、単体のＰの形態に戻すことがで
きる。
は、不純物元素〔燐（以下、Ｐと記す）Ｓ、Ｓｉなど〕
をその中に吸収することにより、溶銑および溶鋼から除
去することにある。Ｐは、酸化物すなわち酸化燐の形態
で製錬スラグ中に含まれるが、酸素との親和力が比較的
弱いので容易に還元し、単体のＰの形態に戻すことがで
きる。
【０００５】一般的に酸化Ｐを含有する製錬スラグの改
質は、このような還元によってＰを除去する方法が用い
られている。
質は、このような還元によってＰを除去する方法が用い
られている。
【０００６】このような還元改質の際、Ｐは、大気圧下
では製錬スラグ中の酸化鉄から還元された鉄分または製
錬スラグ中の粒鉄によって捕捉され、鉄−Ｐ合金とな
る。この鉄−Ｐ合金粒は一般的にスラグよりも比重が大
きいため、サイズの大きなものは改質スラグの底部に沈
降する。しかし、サイズが小さなものでは沈降速度が遅
く、改質スラグ中に浮遊したまま残る。したがって、こ
の改質スラグを製錬工程にリサイクルする際には改質ス
ラグを破砕し、残存する鉄−Ｐ合金粒を分別・除去する
前処理が必要となる。
では製錬スラグ中の酸化鉄から還元された鉄分または製
錬スラグ中の粒鉄によって捕捉され、鉄−Ｐ合金とな
る。この鉄−Ｐ合金粒は一般的にスラグよりも比重が大
きいため、サイズの大きなものは改質スラグの底部に沈
降する。しかし、サイズが小さなものでは沈降速度が遅
く、改質スラグ中に浮遊したまま残る。したがって、こ
の改質スラグを製錬工程にリサイクルする際には改質ス
ラグを破砕し、残存する鉄−Ｐ合金粒を分別・除去する
前処理が必要となる。
【０００７】一方、Ｐは蒸気圧が高いため、減圧下で製
錬スラグを改質する場合には、還元により生じたＰはＰ
2 ガスとして蒸発する割合が高くなり、鉄−Ｐ合金とな
る量が減少する。したがって、改質スラグの製錬工程へ
のリサイクルの際に、上記の前処理を軽減することがで
きる。
錬スラグを改質する場合には、還元により生じたＰはＰ
2 ガスとして蒸発する割合が高くなり、鉄−Ｐ合金とな
る量が減少する。したがって、改質スラグの製錬工程へ
のリサイクルの際に、上記の前処理を軽減することがで
きる。
【０００８】こうした技術の例として、特開昭６１−１
９７４５１号公報のスラグ改質法が挙げられる。これ
は、溶融または半溶融の製錬スラグに減圧下で炭素など
の還元剤を添加することにより、製錬スラグ中の酸化Ｐ
を還元、気化して改質スラグとした後、これを製錬工程
にリサイクル使用するものである。
９７４５１号公報のスラグ改質法が挙げられる。これ
は、溶融または半溶融の製錬スラグに減圧下で炭素など
の還元剤を添加することにより、製錬スラグ中の酸化Ｐ
を還元、気化して改質スラグとした後、これを製錬工程
にリサイクル使用するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】製錬スラグ中の酸化Ｐ
を炭素で還元する反応は吸熱反応であるため、前記公報
の方法では酸化Ｐの還元に伴ってスラグの温度が低下
し、スラグを溶融または半溶融状態に保つことは難し
い。したがって、このスラグを加熱するため、バーナ、
アーク、プラズマなどの熱源を用いている。しかし、こ
れらの加熱方法では設備が大がかりになる。
を炭素で還元する反応は吸熱反応であるため、前記公報
の方法では酸化Ｐの還元に伴ってスラグの温度が低下
し、スラグを溶融または半溶融状態に保つことは難し
い。したがって、このスラグを加熱するため、バーナ、
アーク、プラズマなどの熱源を用いている。しかし、こ
れらの加熱方法では設備が大がかりになる。
【００１０】改質スラグ中には粒鉄または製錬スラグ中
の酸化鉄の還元によって発生した金属鉄が含まれている
が、前記公報の方法では還元されたＰが金属鉄に吸収さ
れて改質スラグ中に留まり、十分に気化しない場合があ
る。このため、改質スラグの製錬工程へのリサイクルに
当たっては、前記前処理の負荷は軽減されるものの、こ
の前処理自体を省略することはできない。また、この前
処理を省略する際には、改質スラグのリサイクル先を十
分に吟味しなければならない。
の酸化鉄の還元によって発生した金属鉄が含まれている
が、前記公報の方法では還元されたＰが金属鉄に吸収さ
れて改質スラグ中に留まり、十分に気化しない場合があ
る。このため、改質スラグの製錬工程へのリサイクルに
当たっては、前記前処理の負荷は軽減されるものの、こ
の前処理自体を省略することはできない。また、この前
処理を省略する際には、改質スラグのリサイクル先を十
分に吟味しなければならない。
【００１１】本発明の目的は、スラグを容易に溶融また
は半溶融状態に保ち、かつ気化脱Ｐ率を向上させること
ができる製錬スラグの改質方法を提供することにある。
は半溶融状態に保ち、かつ気化脱Ｐ率を向上させること
ができる製錬スラグの改質方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の (1)
〜(3) の製錬スラグの改質方法にある。
〜(3) の製錬スラグの改質方法にある。
【００１３】(1)酸化燐を含有する溶融または半溶融状
態の製錬スラグに炭材を添加し、次いで減圧下におい
て、酸素を上吹きし、炭材を燃焼させて製錬スラグを昇
温し、炭材中の炭素により製錬スラグ中の酸化燐を還元
しながら、還元された燐を気化脱燐することにより、製
錬スラグ中の燐を除去することを特徴とする製錬スラグ
の改質方法。以下、本発明の第１方法という。
態の製錬スラグに炭材を添加し、次いで減圧下におい
て、酸素を上吹きし、炭材を燃焼させて製錬スラグを昇
温し、炭材中の炭素により製錬スラグ中の酸化燐を還元
しながら、還元された燐を気化脱燐することにより、製
錬スラグ中の燐を除去することを特徴とする製錬スラグ
の改質方法。以下、本発明の第１方法という。
【００１４】(2)酸化燐を含有する溶融または半溶融状
態の製錬スラグに上吹きまたは浸漬法を用いて酸素を吹
き込んで製錬スラグ中の鉄を燃焼させて製錬スラグを昇
温した後、炭材を添加し、次いで減圧下において、酸素
を上吹きし、炭材を燃焼させるとともに炭材中の炭素に
より製錬スラグ中の酸化燐を還元しながら、還元された
燐を気化脱燐することにより、製錬スラグ中の燐を除去
することを特徴とする製錬スラグの改質方法。以下、本
発明の第２方法という。
態の製錬スラグに上吹きまたは浸漬法を用いて酸素を吹
き込んで製錬スラグ中の鉄を燃焼させて製錬スラグを昇
温した後、炭材を添加し、次いで減圧下において、酸素
を上吹きし、炭材を燃焼させるとともに炭材中の炭素に
より製錬スラグ中の酸化燐を還元しながら、還元された
燐を気化脱燐することにより、製錬スラグ中の燐を除去
することを特徴とする製錬スラグの改質方法。以下、本
発明の第２方法という。
【００１５】(3)酸化燐を含有する溶融または半溶融状
態の製錬スラグに金属発熱材を添加し、製錬スラグに上
吹きまたは浸漬法を用いて酸素を吹き込んで金属発熱材
を燃焼させて製錬スラグを昇温した後、炭材を添加し、
次いで減圧下において、酸素を上吹きし、炭材を燃焼さ
せるとともに炭材中の炭素により製錬スラグ中の酸化燐
を還元しながら、還元された燐を気化脱燐することによ
り、製錬スラグ中の燐を除去することを特徴とする製錬
スラグの改質方法。以下、本発明の第３方法という。
態の製錬スラグに金属発熱材を添加し、製錬スラグに上
吹きまたは浸漬法を用いて酸素を吹き込んで金属発熱材
を燃焼させて製錬スラグを昇温した後、炭材を添加し、
次いで減圧下において、酸素を上吹きし、炭材を燃焼さ
せるとともに炭材中の炭素により製錬スラグ中の酸化燐
を還元しながら、還元された燐を気化脱燐することによ
り、製錬スラグ中の燐を除去することを特徴とする製錬
スラグの改質方法。以下、本発明の第３方法という。
【００１６】望ましい炭材は、コークスおよび／または
石炭などである。
石炭などである。
【００１７】望ましい金属発熱材は、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ
−Ａｌおよび金属Ａｌのいずれか１種または２種以上で
あり、その他にＣａ、Ｃａ−ＳｉおよびＣａ−Ａｌなど
の酸化発熱性金属も単独または複合で添加することがで
きる。
−Ａｌおよび金属Ａｌのいずれか１種または２種以上で
あり、その他にＣａ、Ｃａ−ＳｉおよびＣａ−Ａｌなど
の酸化発熱性金属も単独または複合で添加することがで
きる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１に基づいて、本発明方法を実
施するために用いるのに好適な装置の構成例を説明す
る。
施するために用いるのに好適な装置の構成例を説明す
る。
【００１９】図１は、本発明方法を実施する装置の構成
例を説明する概略縦断面図である。
例を説明する概略縦断面図である。
【００２０】図１の装置は、少なくとも取鍋１、真空槽
２、真空蓋３、上吹きおよび浸漬両用のランス４、真空
ダクト５および材料投入手段６を備えている。
２、真空蓋３、上吹きおよび浸漬両用のランス４、真空
ダクト５および材料投入手段６を備えている。
【００２１】本発明の第１方法では、図１に示すような
構成の装置を用いて、酸化Ｐを含有する溶融または半溶
融状態の製錬スラグ７を取鍋１に装入し、取鍋１を真空
槽２内に収納した後、真空蓋３を取りつける。次いで、
材料投入手段６から炭材８を添加し、真空ダクト５から
排気して真空槽２内を減圧し、上吹き法によりランス４
から酸素９を吹き込んで製錬スラグ７中で炭材８を燃焼
させ、製錬スラグ７を昇温する。また、炭材８を燃焼さ
せることにより、ＣＯガスを発生させるとともに炭材８
中の炭素により製錬スラグ７中の酸化Ｐを還元しなが
ら、還元されたＰを気化脱Ｐして製錬スラグ７中のＰを
除去する。
構成の装置を用いて、酸化Ｐを含有する溶融または半溶
融状態の製錬スラグ７を取鍋１に装入し、取鍋１を真空
槽２内に収納した後、真空蓋３を取りつける。次いで、
材料投入手段６から炭材８を添加し、真空ダクト５から
排気して真空槽２内を減圧し、上吹き法によりランス４
から酸素９を吹き込んで製錬スラグ７中で炭材８を燃焼
させ、製錬スラグ７を昇温する。また、炭材８を燃焼さ
せることにより、ＣＯガスを発生させるとともに炭材８
中の炭素により製錬スラグ７中の酸化Ｐを還元しなが
ら、還元されたＰを気化脱Ｐして製錬スラグ７中のＰを
除去する。
【００２２】炭材８の添加は上記の方法に限られず、製
錬スラグ７を取鍋１に装入した後、別の場所、例えば転
炉などの近傍で行ってもよい。
錬スラグ７を取鍋１に装入した後、別の場所、例えば転
炉などの近傍で行ってもよい。
【００２３】本発明の第２方法では、図示は省略する
が、図１に示すような構成の装置を用いて、まず、酸化
Ｐを含有する溶融または半溶融状態の製錬スラグ内にラ
ンスを浸漬させる浸漬法、または図１の場合と同様に上
吹き法により、このランスから酸素を吹き込んで製錬ス
ラグ中の鉄を燃焼して発熱させ、製錬スラグの昇温を行
う。
が、図１に示すような構成の装置を用いて、まず、酸化
Ｐを含有する溶融または半溶融状態の製錬スラグ内にラ
ンスを浸漬させる浸漬法、または図１の場合と同様に上
吹き法により、このランスから酸素を吹き込んで製錬ス
ラグ中の鉄を燃焼して発熱させ、製錬スラグの昇温を行
う。
【００２４】次いで本発明の第１方法と同様に、炭材を
添加し、減圧下におく。その後、上吹き法によりランス
から酸素を吹き込み、炭材の燃焼、ＣＯガスの発生なら
びに炭材中の炭素による酸化Ｐの還元および気化脱Ｐを
行い、製錬スラグ中のＰを除去する。
添加し、減圧下におく。その後、上吹き法によりランス
から酸素を吹き込み、炭材の燃焼、ＣＯガスの発生なら
びに炭材中の炭素による酸化Ｐの還元および気化脱Ｐを
行い、製錬スラグ中のＰを除去する。
【００２５】本発明の第３方法では、本発明の第２方法
のように製錬スラグに上吹きまたは浸漬法により酸素を
吹き込んで製錬スラグの昇温を行う際に、金属発熱材を
添加して、これらの金属の酸化反応熱により昇温を確実
に行い、その後は本発明の第２方法と同様に、炭材の添
加、減圧、酸素上吹き、炭材の燃焼、ＣＯガスの発生な
らびに炭材中の炭素による酸化Ｐの還元および気化脱Ｐ
を行う。
のように製錬スラグに上吹きまたは浸漬法により酸素を
吹き込んで製錬スラグの昇温を行う際に、金属発熱材を
添加して、これらの金属の酸化反応熱により昇温を確実
に行い、その後は本発明の第２方法と同様に、炭材の添
加、減圧、酸素上吹き、炭材の燃焼、ＣＯガスの発生な
らびに炭材中の炭素による酸化Ｐの還元および気化脱Ｐ
を行う。
【００２６】炭材として望ましいのは、コークスおよび
／または石炭などである。炭材の添加量は、製錬スラグ
の温度、酸化Ｐおよび酸化鉄の含有量などによって決定
され、発熱材および還元材としての望ましい炭材添加合
計量の範囲は、製錬スラグ１トンあたり１５０〜５００
kg程度である。
／または石炭などである。炭材の添加量は、製錬スラグ
の温度、酸化Ｐおよび酸化鉄の含有量などによって決定
され、発熱材および還元材としての望ましい炭材添加合
計量の範囲は、製錬スラグ１トンあたり１５０〜５００
kg程度である。
【００２７】金属発熱材として望ましいのは、Ｆｅ−Ｓ
ｉ、Ｆｅ−Ａｌおよび金属Ａｌのいずれか１種または２
種以上である。その他にＣａ、Ｃａ−ＳｉおよびＣａ−
Ａｌなどの酸化発熱性金属も単独または複合で添加する
ことができる。上記の金属発熱材およびそれらの組合せ
の選択は自由であり、昇温の程度、経済性および改質ス
ラグの用途などから決定すればよい。
ｉ、Ｆｅ−Ａｌおよび金属Ａｌのいずれか１種または２
種以上である。その他にＣａ、Ｃａ−ＳｉおよびＣａ−
Ａｌなどの酸化発熱性金属も単独または複合で添加する
ことができる。上記の金属発熱材およびそれらの組合せ
の選択は自由であり、昇温の程度、経済性および改質ス
ラグの用途などから決定すればよい。
【００２８】上記の各添加材の粒径は限定されないが、
３〜１０mm程度の塊状物を用いるのが望ましい。
３〜１０mm程度の塊状物を用いるのが望ましい。
【００２９】還元および気化脱Ｐ処理時の真空槽内圧力
の望ましい範囲は、０．１〜２００Torr程度である。
の望ましい範囲は、０．１〜２００Torr程度である。
【００３０】還元されたＰは気化脱Ｐによってスラグか
ら除去されるため、気化脱Ｐ率を支配する因子として真
空槽内の圧力がある。できるだけ高真空雰囲気にするこ
とによって、より多くのＰが気化するであろうことは容
易に想像できる。
ら除去されるため、気化脱Ｐ率を支配する因子として真
空槽内の圧力がある。できるだけ高真空雰囲気にするこ
とによって、より多くのＰが気化するであろうことは容
易に想像できる。
【００３１】しかしスラグ中で還元されたＰは、先ずス
ラグ相の表面に移動し、スラグ相の表面から真空または
減圧下の雰囲気中に蒸発して行かねばならない。したが
って、Ｐがスラグ相内を移動する速度が遅く、スラグ表
面に容易にたどり着くことができなければ、高真空雰囲
気にしてもＰの蒸発率は向上しない。
ラグ相の表面に移動し、スラグ相の表面から真空または
減圧下の雰囲気中に蒸発して行かねばならない。したが
って、Ｐがスラグ相内を移動する速度が遅く、スラグ表
面に容易にたどり着くことができなければ、高真空雰囲
気にしてもＰの蒸発率は向上しない。
【００３２】本発明方法では、スラグ相の表面にたどり
着くＰの量を増やすため、減圧に加え、製錬スラグ中で
炭材を燃焼させ、多量のＣＯガス気泡を発生させる。ス
ラグ相とＣＯガス気泡との界面積は莫大であり、Ｐがス
ラグ相内をこの界面に移動することは容易である。しか
も、発生したばかりのＣＯ気泡内のＰ2 分圧は０（ゼ
ロ）であるため、このＣＯ気泡は、Ｐ2 の蒸発に対して
は真空と同等の効果を持つ。このため、ＣＯ気泡中にＰ
2 ガスが蒸発し、ＣＯ−Ｐ2 混合ガスとしてスラグ相内
を上昇し気相に抜けることによって、気化脱Ｐが促進さ
れる。前述の先行発明の方法においても還元材として炭
材を使用するため、ＣＯ気泡は発生する。
着くＰの量を増やすため、減圧に加え、製錬スラグ中で
炭材を燃焼させ、多量のＣＯガス気泡を発生させる。ス
ラグ相とＣＯガス気泡との界面積は莫大であり、Ｐがス
ラグ相内をこの界面に移動することは容易である。しか
も、発生したばかりのＣＯ気泡内のＰ2 分圧は０（ゼ
ロ）であるため、このＣＯ気泡は、Ｐ2 の蒸発に対して
は真空と同等の効果を持つ。このため、ＣＯ気泡中にＰ
2 ガスが蒸発し、ＣＯ−Ｐ2 混合ガスとしてスラグ相内
を上昇し気相に抜けることによって、気化脱Ｐが促進さ
れる。前述の先行発明の方法においても還元材として炭
材を使用するため、ＣＯ気泡は発生する。
【００３３】しかし、その発生量はわずかであり、気化
脱Ｐ促進の効果も小さい。
脱Ｐ促進の効果も小さい。
【００３４】本発明方法において、減圧下における還元
および気化脱Ｐの際の酸素吹き込み方法を上吹きに限定
したのは、次の理由による。
および気化脱Ｐの際の酸素吹き込み方法を上吹きに限定
したのは、次の理由による。
【００３５】前記の気化脱Ｐ機構からみると、減圧下で
浸漬ランスから酸素を吹き込めば、気化脱Ｐの促進に対
しては最大の効果を得ることができる。しかし、減圧下
では浸漬ランスから吹き込んだ酸素は製錬スラグの内部
で著しく膨張して製錬スラグ全体を発泡させ、場合によ
ってはこのスラグを飛散させるため、安全上の問題が生
ずる。したがって、減圧下での酸素吹き込み方法は上吹
きのみとし、上記のスラグ発泡や飛散を防止しながら、
製錬スラグの表面近くでのみ、炭材の燃焼反応、ＣＯ気
泡の発生および炭材中の炭素による酸化Ｐの還元反応な
らびに気化脱Ｐ反応を発生させる。
浸漬ランスから酸素を吹き込めば、気化脱Ｐの促進に対
しては最大の効果を得ることができる。しかし、減圧下
では浸漬ランスから吹き込んだ酸素は製錬スラグの内部
で著しく膨張して製錬スラグ全体を発泡させ、場合によ
ってはこのスラグを飛散させるため、安全上の問題が生
ずる。したがって、減圧下での酸素吹き込み方法は上吹
きのみとし、上記のスラグ発泡や飛散を防止しながら、
製錬スラグの表面近くでのみ、炭材の燃焼反応、ＣＯ気
泡の発生および炭材中の炭素による酸化Ｐの還元反応な
らびに気化脱Ｐ反応を発生させる。
【００３６】上記理由により、本発明方法では前記の適
正な減圧下で炭材を燃焼させなければならない。しか
し、処理開始前の製錬スラグの初期温度が１０００℃以
上のときは、比較的容易に炭材が着火するが、温度が１
０００℃から下がるにつれて着火しにくくなる。そのた
め本発明方法では、次のおよびの二つの方法により
製錬スラグを予め昇温しておく必要がある。還元および
気化脱Ｐ処理前の製錬スラグの初期温度の望ましい範囲
は１０００〜１４００℃程度である。
正な減圧下で炭材を燃焼させなければならない。しか
し、処理開始前の製錬スラグの初期温度が１０００℃以
上のときは、比較的容易に炭材が着火するが、温度が１
０００℃から下がるにつれて着火しにくくなる。そのた
め本発明方法では、次のおよびの二つの方法により
製錬スラグを予め昇温しておく必要がある。還元および
気化脱Ｐ処理前の製錬スラグの初期温度の望ましい範囲
は１０００〜１４００℃程度である。
【００３７】炭材の添加前において、製錬スラグに酸
素を上吹きするか、または製錬スラグ内にランスを浸漬
して直接酸素を吹き込む。これにより、製錬スラグ中の
粒鉄または酸化鉄（ＦｅＯ）がさらに酸化されてＦｅ2
Ｏ3 となる。この酸化反応は発熱反応であるため、製錬
スラグの温度が上昇する。浸漬法による酸素吹き込みの
場合には、鉄分の酸化反応効率が向上するとともに製錬
スラグが攪拌され、その温度がより均一になるいう効果
が得られる。
素を上吹きするか、または製錬スラグ内にランスを浸漬
して直接酸素を吹き込む。これにより、製錬スラグ中の
粒鉄または酸化鉄（ＦｅＯ）がさらに酸化されてＦｅ2
Ｏ3 となる。この酸化反応は発熱反応であるため、製錬
スラグの温度が上昇する。浸漬法による酸素吹き込みの
場合には、鉄分の酸化反応効率が向上するとともに製錬
スラグが攪拌され、その温度がより均一になるいう効果
が得られる。
【００３８】製錬スラグが半溶融状態で初期温度が低
い、または製錬スラグ中の粒鉄および酸化鉄分が少な
く、上記の方法でも十分な温度が確保できない場合に
は、望ましくはＦｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ａｌ、金属Ａｌの内
いずれか１種または２種以上を添加して、上吹きまたは
浸漬法により酸素を吹き込む。これにより、スラグ中の
粒鉄、酸化鉄、添加したＳｉ、ＡｌおよびＦｅが酸化す
る。これらの酸化反応はいずれも発熱反応であるため、
製錬スラグの温度が上昇する。
い、または製錬スラグ中の粒鉄および酸化鉄分が少な
く、上記の方法でも十分な温度が確保できない場合に
は、望ましくはＦｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ａｌ、金属Ａｌの内
いずれか１種または２種以上を添加して、上吹きまたは
浸漬法により酸素を吹き込む。これにより、スラグ中の
粒鉄、酸化鉄、添加したＳｉ、ＡｌおよびＦｅが酸化す
る。これらの酸化反応はいずれも発熱反応であるため、
製錬スラグの温度が上昇する。
【００３９】このとき発生する熱によって、製錬スラグ
を溶融または半溶融状態に保つ効果を得ることができ、
本発明方法では特別なスラグ加熱装置は必要としない。
を溶融または半溶融状態に保つ効果を得ることができ、
本発明方法では特別なスラグ加熱装置は必要としない。
【００４０】
（本発明例１）図１に示す構成の装置を用い、鋳込み終
了後の取鍋内の転炉スラグを対象として、本発明の第１
方法によりスラグの改質試験を行い、スラグ中の酸化Ｐ
（以下、Ｐ2 Ｏ5 と記す）濃度の推移および改質後スラ
グ中の粒鉄中のＰ濃度を調査した。処理条件は下記のと
おりとした。
了後の取鍋内の転炉スラグを対象として、本発明の第１
方法によりスラグの改質試験を行い、スラグ中の酸化Ｐ
（以下、Ｐ2 Ｏ5 と記す）濃度の推移および改質後スラ
グ中の粒鉄中のＰ濃度を調査した。処理条件は下記のと
おりとした。
【００４１】転炉スラグ重量：２０トン 転炉スラグの初期温度（取鍋内）：約１１００℃ 炭材：コークス コークス添加量：４トン 真空槽内圧力（処理中）：０．１〜１００Torr 上吹き酸素流量：１５００Ｎm3/hr 上記条件で全体で約２０分間の還元および気化脱Ｐ処理
を実施した。この結果、スラグ温度は約２０分後に１３
００〜１６００℃に上昇した。結果の例を図２に示す。
を実施した。この結果、スラグ温度は約２０分後に１３
００〜１６００℃に上昇した。結果の例を図２に示す。
【００４２】図２は、本発明例１における、スラグ中の
Ｐ2 Ｏ5 濃度の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ
濃度を示す図である。
Ｐ2 Ｏ5 濃度の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ
濃度を示す図である。
【００４３】図２に示すように、１０分間の改質処理で
９０％のＰが除去された。改質後スラグ中の粒鉄中のＰ
濃度は０．０１％以下で、溶鋼と同じレベルであり、還
元されたＰを捕捉した形跡はなかった。
９０％のＰが除去された。改質後スラグ中の粒鉄中のＰ
濃度は０．０１％以下で、溶鋼と同じレベルであり、還
元されたＰを捕捉した形跡はなかった。
【００４４】さらに、この改質スラグを焼結鉱の媒溶剤
としてリサイクルしたが、高炉溶銑中のＰ濃度は上昇し
なかった。
としてリサイクルしたが、高炉溶銑中のＰ濃度は上昇し
なかった。
【００４５】（本発明例２）図１に示す構成の装置を用
い、出鋼終了後の転炉内スラグを取鍋に排滓したものを
対象として、本発明の第２方法によりスラグの改質試験
を行い、本発明１の場合と同様の調査を実施した。
い、出鋼終了後の転炉内スラグを取鍋に排滓したものを
対象として、本発明の第２方法によりスラグの改質試験
を行い、本発明１の場合と同様の調査を実施した。
【００４６】昇温処理条件は下記のとおりとした。
【００４７】転炉スラグ重量：１５トン 転炉スラグの初期温度（取鍋内）：約９５０℃ 酸素吹き込み：浸漬法 酸素流量：３０００Ｎm3/hr 上記条件でスラグの昇温を行った結果、スラグ温度は約
５分後に１２００℃に上昇した。次いで、下記条件で炭
材の添加、減圧、上吹き法による酸素の吹き込みを約２
０分間行い、還元および気化脱Ｐ処理した。
５分後に１２００℃に上昇した。次いで、下記条件で炭
材の添加、減圧、上吹き法による酸素の吹き込みを約２
０分間行い、還元および気化脱Ｐ処理した。
【００４８】炭材：コークス コークス添加量：２．５トン 真空槽内圧力（処理中）：０．１〜１００Torr 上吹き酸素流量：１０００〜１５００Ｎm3/hr 処理中のスラグ温度制御範囲：１４００〜１５００℃ （上吹き酸素流量により制御） 図３は、本発明例２における、スラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度
の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図
である。
の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図
である。
【００４９】図３に示すように、９０％以上のＰが除去
された。改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度は、本発明例
１の場合と同程度であり、還元されたＰを捕捉した形跡
はなかった。
された。改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度は、本発明例
１の場合と同程度であり、還元されたＰを捕捉した形跡
はなかった。
【００５０】さらに、この改質スラグを焼結鉱の媒溶剤
としてリサイクルしたが、高炉溶銑中のＰ濃度は上昇し
なかった。
としてリサイクルしたが、高炉溶銑中のＰ濃度は上昇し
なかった。
【００５１】（本発明例３）図１に示す構成の装置を用
い、転炉で溶銑脱Ｐ処理を行って出銑を終了した後、炉
内に残留したスラグを取鍋に排滓したものを対象とし
て、本発明の第３方法によりスラグの改質試験を行い、
本発明１および２の場合と同様の調査を実施した。
い、転炉で溶銑脱Ｐ処理を行って出銑を終了した後、炉
内に残留したスラグを取鍋に排滓したものを対象とし
て、本発明の第３方法によりスラグの改質試験を行い、
本発明１および２の場合と同様の調査を実施した。
【００５２】昇温処理条件は下記のとおりとした。
【００５３】脱Ｐ処理後スラグ重量：１５トン 脱Ｐ処理後スラグの初期温度（取鍋内）：８００℃ 発熱材：Ａｌ 発熱材添加量：３００kg 酸素吹き込み：浸漬法 酸素流量：３０００Ｎm3/hr 上記条件でスラグの昇温を行った結果、スラグ温度は約
４分後に１１５０℃に上昇した。次いで、下記条件で炭
材の添加、減圧、上吹き法による酸素の吹き込みを約２
０分間行い、還元および気化脱Ｐ処理した。
４分後に１１５０℃に上昇した。次いで、下記条件で炭
材の添加、減圧、上吹き法による酸素の吹き込みを約２
０分間行い、還元および気化脱Ｐ処理した。
【００５４】炭材：コークス コークス添加量：２．５トン 真空槽内圧力（処理中）：０．１〜１００Torr 上吹き酸素流量：１０００〜１５００Ｎm3/hr 処理中のスラグ温度制御範囲：１４００〜１５００℃ （上吹き酸素流量により制御） 図４は、本発明例３における、スラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度
の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図
である。
の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図
である。
【００５５】図４に示すように、９０％以上のＰが除去
された。改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度は、本発明例
１および２の場合と同程度であり、還元されたＰを捕捉
した形跡はなかった。
された。改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度は、本発明例
１および２の場合と同程度であり、還元されたＰを捕捉
した形跡はなかった。
【００５６】さらに、この改質スラグを焼結鉱の媒溶剤
としてリサイクルしたが、高炉溶銑中のＰ濃度は上昇し
なかった。
としてリサイクルしたが、高炉溶銑中のＰ濃度は上昇し
なかった。
【００５７】（比較例）ランスに替えてプラズマトーチ
を備え、その他は図１に示す構成の装置を用いる改質処
理試験を行った。すなわち、本発明例３と同様の溶銑脱
Ｐ処理後スラグにコークス７５０kgを添加し、真空槽内
の圧力は０．１〜１００Torrとし、プラズマトーチ加熱
のみにより処理中のスラグ温度を１４００〜１５００℃
に調整しながら改質処理を行い、本発明例の場合と同様
の調査を実施した。結果を図５に示す。
を備え、その他は図１に示す構成の装置を用いる改質処
理試験を行った。すなわち、本発明例３と同様の溶銑脱
Ｐ処理後スラグにコークス７５０kgを添加し、真空槽内
の圧力は０．１〜１００Torrとし、プラズマトーチ加熱
のみにより処理中のスラグ温度を１４００〜１５００℃
に調整しながら改質処理を行い、本発明例の場合と同様
の調査を実施した。結果を図５に示す。
【００５８】図５は、比較例における、スラグ中のＰ2
Ｏ5 濃度の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度
を示す図である。
Ｏ5 濃度の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度
を示す図である。
【００５９】図５に示すとおり、９０％以上の脱Ｐ率を
得ることができたが、改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度
は、Ｐ濃度は０．１２％と溶鋼レベルより１桁高く、還
元されたＰを捕捉していた。
得ることができたが、改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度
は、Ｐ濃度は０．１２％と溶鋼レベルより１桁高く、還
元されたＰを捕捉していた。
【００６０】さらに、この改質スラグを、粒鉄を除去せ
ずにそのまま溶銑脱Ｐの媒溶剤としてリサイクルした
が、通常８０％以上の脱Ｐ率が得られるのに対し、６０
％の脱Ｐ率に留まった。
ずにそのまま溶銑脱Ｐの媒溶剤としてリサイクルした
が、通常８０％以上の脱Ｐ率が得られるのに対し、６０
％の脱Ｐ率に留まった。
【００６１】
【発明の効果】本発明方法によれば、Ｐ2 Ｏ5 を含有す
る製錬スラグから簡単に高効率でＰ2Ｏ5 を還元し、還
元されたＰを気化脱Ｐして製錬スラグを改質することが
でき、このスラグを再利用することが可能になる。ま
た、製鉄工程で使用する媒溶剤原単位が削減できるのみ
でなく、スラグの埋立処理量が減少し、環境への負荷を
軽減することができる。
る製錬スラグから簡単に高効率でＰ2Ｏ5 を還元し、還
元されたＰを気化脱Ｐして製錬スラグを改質することが
でき、このスラグを再利用することが可能になる。ま
た、製鉄工程で使用する媒溶剤原単位が削減できるのみ
でなく、スラグの埋立処理量が減少し、環境への負荷を
軽減することができる。
【図１】本発明方法を実施する装置の構成例を説明する
概略縦断面図である。
概略縦断面図である。
【図２】本発明例１における、スラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度
の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図
である。
の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図
である。
【図３】本発明例２における、スラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度
の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図
である。
の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図
である。
【図４】本発明例３における、スラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度
の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図
である。
の推移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図
である。
【図５】比較例における、スラグ中のＰ2 Ｏ5 濃度の推
移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図であ
る。
移および改質後スラグ中の粒鉄中のＰ濃度を示す図であ
る。
１：取鍋、 ２：真空槽、３：真空蓋、４：上吹き
および浸漬両用ランス、５：真空ダクト、６：材料投入
手段、７：製錬スラグ、８：炭材、９：酸素
および浸漬両用ランス、５：真空ダクト、６：材料投入
手段、７：製錬スラグ、８：炭材、９：酸素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２１Ｃ 1/02 Ｃ２１Ｃ 7/00 Ｊ 7/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】酸化燐を含有する溶融または半溶融状態の
製錬スラグに炭材を添加し、次いで減圧下において、酸
素を上吹きし、炭材を燃焼させて製錬スラグを昇温し、
炭材中の炭素により製錬スラグ中の酸化燐を還元しなが
ら、還元された燐を気化脱燐することにより、製錬スラ
グ中の燐を除去することを特徴とする製錬スラグの改質
方法。 - 【請求項２】酸化燐を含有する溶融または半溶融状態の
製錬スラグに上吹きまたは浸漬法を用いて酸素を吹き込
んで製錬スラグ中の鉄を燃焼させて製錬スラグを昇温し
た後、炭材を添加し、次いで減圧下において、酸素を上
吹きし、炭材を燃焼させるとともに炭材中の炭素により
製錬スラグ中の酸化燐を還元しながら、還元された燐を
気化脱燐することにより、製錬スラグ中の燐を除去する
ことを特徴とする製錬スラグの改質方法。 - 【請求項３】酸化燐を含有する溶融または半溶融状態の
製錬スラグに金属発熱材を添加し、製錬スラグに上吹き
または浸漬法を用いて酸素を吹き込んで金属発熱材を燃
焼させて製錬スラグを昇温した後、炭材を添加し、次い
で減圧下において、酸素を上吹きし、炭材を燃焼させる
とともに炭材中の炭素により製錬スラグ中の酸化燐を還
元しながら、還元された燐を気化脱燐することにより、
製錬スラグ中の燐を除去することを特徴とする製錬スラ
グの改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12848496A JPH09316519A (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | 製錬スラグの改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12848496A JPH09316519A (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | 製錬スラグの改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09316519A true JPH09316519A (ja) | 1997-12-09 |
Family
ID=14985894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12848496A Pending JPH09316519A (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | 製錬スラグの改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09316519A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100351401C (zh) * | 2006-03-24 | 2007-11-28 | 河北理工大学 | 转炉溅渣护炉过程中气化脱除熔渣中磷的方法 |
| CN105624359A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-01 | 钢铁研究总院 | 一种利用煤气还原转炉渣及炉渣循环利用的方法 |
| JP2021004383A (ja) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | Ｊｆｅスチール株式会社 | リン含有物質からのリン除去方法、および、鋼の製造方法 |
-
1996
- 1996-05-23 JP JP12848496A patent/JPH09316519A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100351401C (zh) * | 2006-03-24 | 2007-11-28 | 河北理工大学 | 转炉溅渣护炉过程中气化脱除熔渣中磷的方法 |
| CN105624359A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-01 | 钢铁研究总院 | 一种利用煤气还原转炉渣及炉渣循环利用的方法 |
| JP2021004383A (ja) * | 2019-06-25 | 2021-01-14 | Ｊｆｅスチール株式会社 | リン含有物質からのリン除去方法、および、鋼の製造方法 |
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