JPH10158715A - 転炉におけるMn鉱石還元方法 - Google Patents

転炉におけるMn鉱石還元方法

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JPH10158715A
JPH10158715A JP33625296A JP33625296A JPH10158715A JP H10158715 A JPH10158715 A JP H10158715A JP 33625296 A JP33625296 A JP 33625296A JP 33625296 A JP33625296 A JP 33625296A JP H10158715 A JPH10158715 A JP H10158715A
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blowing
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JP33625296A
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Toshiyuki Kaneko
敏行 金子
Masanori Kumakura
政宣 熊倉
Yuichi Hirokawa
雄一 廣川
Tsukasa Kashiwabara
司 柏原
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、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方法を提供する。 【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、M
n鉱石粉と、生石灰、石灰石、ホタル石を適正量混合し
た粉体を、鋼浴中に吹込み、鋼中[C] ≧0.10% で吹止め
ることを特徴とする高吹止Mn操業方法。これにより、
高Mn歩留りがもたらすFe−Mn系合金の大幅削減
と、転炉での生石灰原単位削減の両面から、極めて大き
なメリットが得られる。

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た溶銑を、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M
n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7−2
16430号公報に見られるようなMn鉱石とCaOお
よびまたはコークスの混合粉体を酸素ガスと共に上吹き
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7−21643
0号公報で示されている方法は、単にMn鉱石にCaO
およびまたはコークスを配合して上吹きする方法として
説明されているが、実際の操業を行う場合、操業条件に
よっては効果が充分得られないどころか、むしろ従来の
塊鉱石上方投入法よりMn歩留りが悪くなることさえあ
ることが分かった。特開平7−216430号公報で
は、実操業における操業条件に関しては一切の記載がな
いため、安定して高Mn歩留りを得るための具体的方法
が強く望まれていた。本発明は、転炉炉内にMn鉱石の
粉体と、生石灰,石灰石,ホタル石の粉体の混合粉体を
酸素ガスと共に鋼浴に吹き込んで、安定して高いMn歩
留りを得るための具体的方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、下記のとおりである。 (1)脱珪および脱燐処理した溶銑を、製鋼炉に装入
し、レススラグ吹錬を行うに際して、Mn鉱石粉に生石
灰およびまたは石灰石をCaO換算で10%以上、50
%以下混合した粉体を、酸素ガスと共に同一ランスから
酸素ガスと溶鋼との衝突部に形成される鋼浴の火点部に
吹込み、鋼中[C] 濃度が0.10% 以上で吹き止めることを
特徴とする転炉におけるMn鉱石還元方法。 (2)吹き込み粉体中にホタル石を生石灰量と石灰石量
から計算されるCaOの総量の5%以上、30%以下の
量混合することを特徴とする請求項1に記載の転炉にお
けるMn鉱石還元方法。 (3)上吹き転炉を使用することを特徴とする請求項1
および請求項2に記載の転炉におけるMn鉱石還元方
法。 (4)上底吹き転炉を使用することを特徴とする請求項
1および請求項2に記載の転炉ににおけるMn鉱石還元
方法。 (5)底吹き転炉を使用することを特徴とする請求項1
および請求項2に記載の転炉におけるMn鉱石還元方
法。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明者らは、まず、Mn鉱石粉
に混合する造滓剤の種類について基礎的に検討した。造
滓剤混合の目的は、第1に難溶性であるMn鉱石の融点
を低下させることであるが、その際、融点が低下しても
MnO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。すなわち、
融点が低下し、Mn鉱石の溶解が良好に進んだとして
も、Mn鉱石中のMnOを不活性化するものであれば反
応は進行しなくなる。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
およびまたは石灰石(加熱すると生石灰になる)を混合
すると、化学反応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。
【0006】次に、これらの造滓剤のMn鉱石への適正
配合率について、小型実験炉を用いた転炉吹錬シミュレ
ーション実験を行った。Mn鉱石に対して造滓剤の配合
率が少なすぎると、Mn歩留り向上効果は小さく、粉体
の事前混合等にかかる費用、労力に見合わない。逆に、
造滓剤の配合率が高くなり過ぎると、Mn鉱石中のMn
O濃度が大きく希釈され、つまり、MnOの活量が低下
して、反応性を著しく阻害する。このような原理に基づ
いて、上記実験設備で生石灰およびまたは石灰石のMn
鉱石粉に対する配合比率を種々変えて吹錬を行なう実験
を実施した。Mn鉱石と上記造滓剤の混合粉を、1400
℃,[C]=4.0% の溶銑に、上吹き酸素ガスと共に上吹きし
た。Mn鉱石の原単位は20kg/tに揃えた。また、吹止め
[C] は0.12から0.17% の範囲で吹き止めた。その結果を
図1にしめす。ここで、縦軸のMn歩留は、吹き止めた
時点での歩留であり、その定義は次式にしめす通りであ
る。 吹止め時の溶鋼中Mn量/(初期溶銑中Mn量+Mn鉱
石中Mn量)×100(%) 図1から分かるように、Mn鉱石量に対する生石灰およ
びまたは石灰石のCaO換算量の比が10% から50% 迄の
範囲で、安定して高いMn歩留りが得られている。逆
に、10% より低い場合、また50% より高い場合のMn歩
留りは低い値に留まっている。これは、前述した通り、
少なすぎると効果が不十分で、多すぎるとMn鉱石の反
応性を阻害するためである。
【0007】更に、本発明者らは、生石灰およびまたは
石灰石に対してホタル石を混合する効果について、上記
と同様の設備および操業条件に揃えて実験を行った。そ
の結果を図2に示すように、生石灰およびまたは石灰石
から計算されるCaO量(生石灰はCaO: 100%,石灰
石はCaO: 56%)の総和に対して、ホタル石を5%以
上、30%以下混合すると、高いMn歩留りが得られる
ことが判明した。これは、ホタル石の添加によりCaO
の溶解が促進される効果である。ただし、30%を超え
る程混合するとCaOの希釈により逆効果となる。
【0008】次に、本発明者らは、酸化精錬の中でのM
n鉱石の還元反応の促進という相反する反応を利用しよ
うとする本技術の重要な技術要素として、溶鋼が何処ま
で酸化された段階まで上記効果が得られるかについて検
討した。実験装置および溶銑の初期条件、Mn鉱石原単
位は図1で示した実験に揃え、Mn鉱石粉に対して30%
の生石灰粉を酸素ガスと共に上吹きし、吹き止める時点
を種々変える実験を行った。その結果、図3に示すよう
に吹き止め[C] が0.1%以上では安定した高Mn歩留りが
得られているが、吹き止め[C] が0.1%より低くなると、
急激にMn歩留りが低下してしまう。したがって、高M
n歩留り確保のためには、吹き止め[C]は0.1%以上を確
保する必要がある。これは、吹錬中に一旦メタルに移行
したMnが、[C] が0.1%より低い低[C] 領域まで酸化さ
れるに伴い、溶鋼中の[O] 濃度が急激に上昇してしま
い、この[O] により再酸化をうけてしまうことによるも
のである。
【0009】なお、本発明の方法は、上吹き転炉、上底
吹き転炉、底吹き転炉のどの製鋼炉に適用しても、効果
が期待できる。上吹き転炉では上吹きランスから、上底
吹き転炉では、上吹きランスまたは底吹きノズルから、
底吹き転炉では炉底ノズルから酸素ガスと共にMn鉱石
と造滓剤の混合粉を火点に吹き込む。また、それぞれの
効果は、浴の攪拌力がMn歩留りに有効に働くため、底
吹き転炉、上底吹き転炉、上吹き転炉の順に効果が大き
くなる。吹き込み粉体のサイズは、小さい方が有利であ
るが、実用上1mm 以下であれば充分である。
【0010】
【実施例】
(1)溶銑成分(溶銑予備処理にて脱珪, 脱燐処理した
溶銑) 表1および表2に記載。 (2)溶銑量 350t (3)転炉吹錬方法 使用転炉 :表1および2に記載 送酸速度 :75,000 (Nm3/hr) (4)吹き込み粉体サイス゛ :≦1.0mm (5)粉体の配合条件(Mn鉱石量に対する造滓剤総量
の割合) 表1および表2に記載。 (6)操業条件の詳細および結果 表1および表2にまとめて記す。
【0011】
【表1】
【0012】
【表2】
【0013】表1は、本発明の実施例を示したものであ
り、実施例1,2,4は上底吹き転炉を用いた場合で、
Mn歩留りが80%から92%(92%はホタル石混合
の効果が大なるためである)、また実施例3は底吹き転
炉を用いた強攪拌の場合でMn歩留り86%、更に実施
例5は弱攪拌の上吹き転炉を用いた場合で、Mn歩留り
が75%といずれも高い値が得られている。(攪拌力が
強い程歩留りは高くなる。底吹き→上底吹き→上吹き、
の順で強い。)一方、表2は、比較例を示したものであ
り、比較例1,3は生石灰と石灰石の総量がMn鉱石量
に対して適正範囲から外れた例であり、Mn歩留りは5
9%から68%の低い値しか得られていない。比較例
2,4は、ホタル石の量が適正範囲から外れているのに
加えて、吹止め[C] が0.1%より低くなっており、2 重に
はずれているため、いずれも底吹き転炉であるにも関わ
らずMn歩留りは61%から69%の低い値となってい
る。比較例5は、上底吹き転炉で吹止め[C] だけが0.1%
より低い値に外れた例であり、Mn歩留りは60%と低
い。
【0014】
【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酸素ガスと共に溶鋼中に添加するこ
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鉱石粉の量に対する生石灰粉中のCaO 量と
石灰石粉中CaO 量の総量の割合とMn歩留りの関係を示
す図。
【図2】生石灰粉中CaO 量と石灰石粉中CaO 量の総量に
対するホタル石粉の量の割合とMn歩留りの関係を示す
図。
【図3】吹き止め[C] とMn歩留りの関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏原 司 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内

Claims (5)

    【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、製鋼炉
    に装入し、レススラグ吹錬を行うに際して、Mn鉱石粉
    に生石灰およびまたは石灰石をCaO換算で10%以
    上、50%以下混合した粉体を、酸素ガスと共に同一ラ
    ンスから酸素ガスと溶鋼との衝突部に形成される鋼浴の
    火点部に吹込み、鋼中[C] 濃度が0.10% 以上で吹き止め
    ることを特徴とする転炉におけるMn鉱石還元方法。
  2. 【請求項2】 吹き込み粉体中にホタル石を生石灰量と
    石灰石量から計算されるCaOの総量の5%以上、30
    %以下の量混合することを特徴とする請求項1に記載の
    転炉におけるMn鉱石還元方法。
  3. 【請求項3】 上吹き転炉を使用することを特徴とする
    請求項1および請求項2に記載の転炉におけるMn鉱石
    還元方法。
  4. 【請求項4】 上底吹き転炉を使用することを特徴とす
    る請求項1および請求項2に記載の転炉ににおけるMn
    鉱石還元方法。
  5. 【請求項5】 底吹き転炉を使用することを特徴とする
    請求項1および請求項2に記載の転炉におけるMn鉱石
    還元方法。
JP33625296A 1996-12-03 1996-12-03 転炉におけるMn鉱石還元方法 Withdrawn JPH10158715A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006152368A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Jfe Steel Kk 低炭素高マンガン鋼の溶製方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006152368A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Jfe Steel Kk 低炭素高マンガン鋼の溶製方法
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