JPH10130711A - 転炉における高吹止Mn操業方法 - Google Patents

転炉における高吹止Mn操業方法

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JPH10130711A
JPH10130711A JP30420596A JP30420596A JPH10130711A JP H10130711 A JPH10130711 A JP H10130711A JP 30420596 A JP30420596 A JP 30420596A JP 30420596 A JP30420596 A JP 30420596A JP H10130711 A JPH10130711 A JP H10130711A
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blowing
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gas
powder
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JP30420596A
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Toshiyuki Kaneko
敏行 金子
Masanori Kumakura
政宣 熊倉
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 転炉における脱燐溶銑の脱炭精錬の際に、高
いMn歩留りを得て、Fe−Mn系合金の大幅削減を可
能にする。 【解決手段】 脱珪、脱燐溶銑を転炉に装入し、Mn鉱
石を添加してMn鉱石を還元する精錬方法において、上
吹き酸素により生じる火点以外の場所にCO2 ガスをキ
ャリヤーガスとしてMn鉱石粉と、生石灰、石灰石、ホ
タル石のいずれか1種もしくは2種以上を適正量混合し
た粉体を、吹錬初期から溶鋼の〔C〕濃度が0.5%ま
で脱炭されるまでの間に浴中に添加し、〔C〕≧0.1
0%で吹止める方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶銑予備処理にて
珪素および燐を除去し溶銑を、上吹き、上底吹き、底吹
き等の転炉に装入し、脱炭精錬する際に、添加したMn鉱
石を高歩留りで吹止めるための操業方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、溶銑予備処理技術の発展に伴い、
転炉における精錬はレススラグによる脱炭吹錬が主流に
なっている。この中で、溶鋼へのMn添加方法は、従来
行われていた精錬後に高価なFe−Mn系合金を使う方
法に代わって、安価なMn鉱石を当該精錬中に添加し
て、溶融還元を行う方法が一般的となってきた。しか
し、Mn鉱石が高融点であるため、反応性を高めるための
方策が必要であり、その一つの例として特開平1−14
2011号公報に見られるようなMn鉱石粉を主成分と
した小団塊を上方から添加する方法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特開平1−14201
1号公報で示されている方法は、Mn鉱石粉を主成分と
した粉体を小団塊にする工程が増えること、また、それ
によるコストがかかることが問題である。更に加えて、
この方法では上方から投入することになるため溶鋼への
直接添加ができず、炉内の上方からスラグの表面に添加
される形となるためスラグへの溶解過程が必要となるだ
け反応が遅れ、しかもMn濃度がスラグにより薄められ
て反応性も低下するという基本的な問題も含まれてい
る。そこで、Mn鉱石粉体の事前処理工程を必要とせ
ず、かつ溶鋼との直接反応が可能な方法が強く望まれて
いた。本発明は、転炉炉内にMn鉱石を粉体のまま吹き
込んで、高Mn歩留りを得ることを課題とするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたのもであり、その手段1は、脱珪お
よび脱燐処理した溶銑を、転炉に装入し、レススラグ吹
錬を行うに際して、上吹き酸素により生じる火点以外の
場所にCO2 ガスをキャリヤーガスとしてMn鉱石粉
と、生石灰, 石灰石, ホタル石のいずれか1種もしくは
2種以上とを混合した粉体を、吹錬初期から溶鋼の
〔C〕濃度が0.5%まで脱炭されるまでの間に浴中に
添加し、〔C〕≧0.10%で吹き止めることを特徴と
する転炉における高吹止Mn操業方法である。
【0005】更に、手段2は前記生石灰, 石灰石, ホタ
ル石の合計重量がMn鉱石の重量の10%以上、30%
以下であることを特徴とする手段1に記載の転炉におけ
る高吹止Mn操業方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明者らは、Mn鉱石の粉体を
そのままで使用する方法として、溶鋼内に直接添加する
ことを考えた。すなわち、粉体のままでは上方から投入
しても排ガス系に大部分が吸引されて溶鋼への添加が有
効に行えないので、Mn鉱石粉を浴内に吹き込む方法を
検討した。その際、Mn鉱石単体を粉体にして溶鋼に添
加しても、融点が高いために還元反応は十分には進ま
ず、高歩留りは期待出来ない。
【0007】そこで、Mn鉱石の融点を低下させるため
の造滓剤が必要であるが、その際、融点が低下してもM
nOの反応性が同時に低下する(MnOの活量が低下す
る)ものを添加したのでは逆効果となる。本発明者ら
は、これらの観点から種々の造滓剤を配合して基礎実験
を重ねた結果、生石灰、石灰石(加熱すると生石灰にな
る)、ホタル石の1種または2種以上を混合すると、化
学特性を損なうことなく(むしろMnOの活量は増大し
還元反応特性が向上する)融点を低下させることが可能
であることが明らかになった。
【0008】次に、本発明者らは、これらの混合粉体を
溶鋼中に送り込む為のキャリヤーガスについて基礎実験
により種々検討した。この結果、キャリヤーガスとして
は、Ar、O2 、N2 、CO、CO2 等が考えられる
が、これらのガスの中で、前述したMn鉱石の浴内での
溶融特性を助けるもの(融点を低下するもの)は、O2
ガスとCO2 ガスの2種類である。なぜならば、これら
2種類のガスは以下に示す反応により、羽口先でFeO
を生成する。
【0009】 1/2・O2 +Fe=FeO ・・・・・・(1) CO2 +Fe=FeO+CO・・・・・(2)
【0010】生成したFeOは、Mn鉱石混合粉の融点
低下に極めて大きな効果を有する。これは、MnO−F
eO2元系状態図からも容易に分かることである。とこ
ろが、O2 ガスとCO2 ガスを比較すると、熱力学的に
2 ガスの方がCO2 ガスより酸化力が遥かに高く、ガ
スの流量を一定とすると、生成するFeO量はO2 ガス
の方が圧倒的にに多くなる。O2 ガスを使用してFeO
が多く成りすぎると、融点は大幅に低下する一方で、F
eOと融合し溶融したMn鉱石混合粉は酸素ポテンシャ
ルが高く成りすぎて、溶融した混合粉の還元特性を悪化
させる可能性があり、O2 ガスの流量の制約等、難しい
問題が生じる。つまり、O2 ガスで低融点化しても、粉
体周囲の環境が強い酸化雰囲気となって還元反応を阻害
するという新たな化学特性悪化の問題が生じる。その
点、CO2 ガスは、前述したようにO2 ガス程のFeO
は生じないため、化学特性の悪化を伴うことなく、Mn
鉱石混合粉の融点の低下、反応性の促進に極めて有効な
効果をもたらす。
【0011】また、上吹き酸素により形成される火点に
Mn鉱石を添加しても前記O2 ガスをキャリヤーガスと
して使用した場合と同じ問題が発生する事から、Mn鉱
石は前記火点以外の溶鋼中に吹き込むことが必要である
等が判明した。
【0012】図1に本発明者らが小型実験炉を用いて、
Mn鉱石粉に生石灰粉を25%配合した混合粉を種々の
キャリヤーガスを用いて1555℃、〔C〕=1.0%
の溶鋼中に30分間吹き込む実験を行った結果である。
いずれも、吹止め〔C〕は0.10%以上である。図か
ら分かるように、CO2 ガスを使用した場合は、他のガ
スに比較して、溶鋼中への〔Mn〕の還元による増大の
速度が遥に高い値を示す。
【0013】次に、本発明者らは、転炉吹錬中の適正な
Mn鉱石混合粉体の吹き込み時期を求めるための基礎実
験を行った。Mn鉱石粉に石灰石粉を17.5%、ホタ
ル石粉を7.5%配合した混合粉を、CO2 ガスキャリ
ヤーで1300℃、〔C〕=4.0%の溶銑中に浸漬ラ
ンスの先端から吹き込むと同時に、O2 ガスをMn鉱石
混合粉を吹き込む位置とは別の場所に上吹きする実験を
行った。その結果を図2に示す。ここで、縦軸のMn歩
留は、粉体吹き込みを終了後、更に〔C〕濃度0.1%
以上、0.2%以下まで脱炭して吹き止めた時点での歩
留である。
【0014】この図2に示す通り、Mn鉱石混合粉体の
吹き込み終了時点の溶鋼中〔C〕濃度が0.5%までで
あれば、酸素上吹きを終了した時点(〔C〕≧0.1
%)でのMn歩留が高位安定している。これは、〔C〕
濃度が0.5%以下の酸素上吹き吹錬の極末期にMn鉱
石混合粉体を添加しても、溶鋼と反応して還元される時
間が不足するために、供給した粉体が無効になるためで
ある。
【0015】次に、本発明者らは、以上明らかにしてき
たMn鉱石の還元を促進する条件を組み合わせて、実際
に小型転炉における脱炭吹錬への適用実験を試みた。M
n鉱石粉に生石灰粉を25%配合した混合粉を、吹錬初
期より底吹きノズルよりCO2 ガスキャリヤーで130
0℃、〔C〕=4.0%の溶銑中に吹き込むと同時に、
2 ガスを上吹きする実験を行った。粉体の底吹きは鋼
中〔C〕濃度が0.5%以上で終了し、その後吹止めま
で酸素上吹き吹錬を継続した。その結果、図3に示す通
り、吹止め〔C〕が0.1%以上の領域でMn歩留が高
い値に安定することが判明した。
【0016】更に、本発明者らは、上記と同じ小型転炉
を用いて、Mn歩留におよぼす生石灰、石灰石、ホタル
石の総重量の影響を調べた結果、生石灰、石灰石、ホタ
ル石の総重量がMn鉱石の重量の10%以上、30%以
下であれば、安定して高いMn歩留が得られることが明
らかとなった。その結果を図4に示す。
【0017】尚、Mn鉱石混合粉体の溶鋼への添加は、
上吹きサブランスを用いた(酸素上吹きランスとは別
の)ブラスティング法でも良いし、浸漬羽口からの底吹
き、横吹き、或いは浸漬ランスのインジェクションのい
ずれによっても構わない。また、粉体のサイズは1mm以
下であれば十分である。
【0018】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 1.溶銑量 350t 3.上底吹き転炉吹錬方法 使用転炉 :上底吹き転炉 上吹き送酸速度 :75000 (Nm3/hr) 底吹きガス種 :CO2 ガス 粉体キャリヤーカ゛ス 流量:上記CO2 ガス 4200(Nm3/h
r) 粉体吹き込み位置:底吹き 4.吹き込み粉体サイス゛ :≦1.0mm
【0019】
【表1】
【0020】上記表1は本発明の実施例を示したもので
あり、いずれもMn歩留が77%以上の高い値が安定し
て得られている。
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】上記表2と表3は比較例である。表2の比
較例1、2、3はキャリヤーガスをCO2 以外のものを
使用しており、比較例4は粉体吹き込み終了時〔C〕が
0.5%より低く、比較例5は吹止〔C〕が0.1%よ
り低くなっており、本発明範囲から外れているため、M
n歩留が72%以下の低い値となっている。また、表3
の比較例6、7、8はMn鉱石量に対する、生石灰と石
灰石とホタル石の総重量の比率が30%より多いか、1
0%より少ないのに加えて、比較例6ではキャリヤーガ
スがArであり、比較例7では吹止〔C〕が0.1%以
下であり、更に、比較例8では粉体吹き込み終了時
〔C〕が0.5%より低くなっており、本発明範囲から
外れているためMn歩留が64%以下の低い値にとどま
っている。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、転炉でのレススラグに
よる脱炭吹錬(脱燐溶銑の吹錬)時に、Mn鉱石と造滓
剤からなる混合粉体をCO2 ガスを搬送ガスとして溶鋼
中に直接添加することにより、効率よくMn鉱石の還元
を行うことができるので、転炉吹錬吹止め時に高いMn
歩留りが得られ、Fe−Mn系合金の大幅削減によるメ
リットが享受出来、本発明がこの種の産業分野にもたら
す効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】Mn鉱石粉混合粉体を搬送するキャリヤーガス
の種類と鋼中〔Mn〕の還元挙動の関係を示す図。
【図2】粉体供給終了時の鋼中〔C〕濃度とMn歩留の
関係を示す図。
【図3】上吹き酸素吹止め時の〔C〕濃度とMn歩留の
関係を示す図。
【図4】Mn歩留におよぼすMn鉱石の重量に対する生
石灰と石灰石とホタル石の総重量の割合の影響を示す
図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脱珪および脱燐処理した溶銑を、転炉に
    装入し、レススラグ吹錬を行うに際して、上吹き酸素に
    より生じる火点以外の場所にCO2 ガスをキャリヤーガ
    スとしてMn鉱石粉と、生石灰、石灰石、ホタル石のい
    ずれか1種もしくは2種以上とを混合した粉体を、吹錬
    初期から溶鋼の〔C〕濃度が0.5%まで脱炭されるま
    での間に浴中に添加し、〔C〕≧0.10%で吹き止め
    ることを特徴とする転炉における高吹止Mn操業方法。
  2. 【請求項2】 前記生石灰, 石灰石, ホタル石の合計重
    量がMn鉱石の重量の10%以上、30%以下であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の転炉における高吹止M
    n操業方法。
JP30420596A 1996-10-31 1996-10-31 転炉における高吹止Mn操業方法 Ceased JPH10130711A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102417972A (zh) * 2011-12-16 2012-04-18 云南德宁生物化工研究有限公司 难选冶铁锰共生贫矿双还原制铁精矿和锰化工产品的方法
CN107779550A (zh) * 2017-09-30 2018-03-09 钢铁研究总院 一种精炼过程中减少钢水锰铁合金加入量的方法

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