JPH11140522A - 溶銑の予備処理方法 - Google Patents
溶銑の予備処理方法Info
- Publication number
- JPH11140522A JPH11140522A JP32718597A JP32718597A JPH11140522A JP H11140522 A JPH11140522 A JP H11140522A JP 32718597 A JP32718597 A JP 32718597A JP 32718597 A JP32718597 A JP 32718597A JP H11140522 A JPH11140522 A JP H11140522A
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- Japan
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- hot metal
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- molten iron
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スラグと溶銑の境界で発生する復燐を効率的
に防止して、低コストで安定して溶銑の脱燐を行う。 【解決手段】 溶銑鍋内の溶銑中に密閉型のフリーボー
ドの下端を浸漬し、該フリーボードを通して溶銑中に浸
漬したランスの先端から酸素と共にＣａＯ系フラックス
を溶銑中に吹き込んで、溶銑の脱燐を行う処理方法にお
いて、該脱燐処理中にＣＯガスで充たされた上記フリー
ボード内のスラグの上部空間内に向けて、不活性ガスと
酸素の混合ガス又は空気等の酸素含有ガスを水平方向に
酸素ガス換算で１．０Nm3/t-溶銑〜３．５Nm3/t-溶銑吹
き込む溶銑の予備処理方法。
に防止して、低コストで安定して溶銑の脱燐を行う。 【解決手段】 溶銑鍋内の溶銑中に密閉型のフリーボー
ドの下端を浸漬し、該フリーボードを通して溶銑中に浸
漬したランスの先端から酸素と共にＣａＯ系フラックス
を溶銑中に吹き込んで、溶銑の脱燐を行う処理方法にお
いて、該脱燐処理中にＣＯガスで充たされた上記フリー
ボード内のスラグの上部空間内に向けて、不活性ガスと
酸素の混合ガス又は空気等の酸素含有ガスを水平方向に
酸素ガス換算で１．０Nm3/t-溶銑〜３．５Nm3/t-溶銑吹
き込む溶銑の予備処理方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶銑の脱燐処理を
効率的に行う方法に関するものである。
効率的に行う方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶銑の脱燐は、熱力学的に脱燐に有利な
低温条件が確保できる溶銑段階での処理、いわゆる溶銑
予備処理による脱燐が一般的となってきた。特に、溶銑
鍋やトーピードカー、或いは転炉型の容器中で酸素と共
にＣａＯ系フラックスを溶銑内にインジェクションして
脱燐処理する方法が広く普及している。この中で、上部
開放式の溶銑鍋を使用する場合は、溶銑鍋の高さと溶銑
浴の高さの差（フリーボード）が短いために、特に生産
性向上の目的から短時間で脱燐フラックスを溶銑中に高
速吹き込みを行う場合、キャリヤーガスの高速供給に伴
い溶銑が激しく揺動し、溶銑やスラグが溶銑鍋から溢れ
て、操業に支障をきたすことがあった。この問題を解消
する方法として、日本鉄鋼協会論文誌, 鉄と鋼７０（１
９８７）Ｓ２７８で開示された内容に見られるような、
溶銑中に下端を浸漬した密閉式の浸漬フリーボードが提
案されている。
低温条件が確保できる溶銑段階での処理、いわゆる溶銑
予備処理による脱燐が一般的となってきた。特に、溶銑
鍋やトーピードカー、或いは転炉型の容器中で酸素と共
にＣａＯ系フラックスを溶銑内にインジェクションして
脱燐処理する方法が広く普及している。この中で、上部
開放式の溶銑鍋を使用する場合は、溶銑鍋の高さと溶銑
浴の高さの差（フリーボード）が短いために、特に生産
性向上の目的から短時間で脱燐フラックスを溶銑中に高
速吹き込みを行う場合、キャリヤーガスの高速供給に伴
い溶銑が激しく揺動し、溶銑やスラグが溶銑鍋から溢れ
て、操業に支障をきたすことがあった。この問題を解消
する方法として、日本鉄鋼協会論文誌, 鉄と鋼７０（１
９８７）Ｓ２７８で開示された内容に見られるような、
溶銑中に下端を浸漬した密閉式の浸漬フリーボードが提
案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記密
閉式の浸漬フリーボードによる方法では、他の処理方
式、すなわち、大気開放型の方式に比べて、脱燐効率が
悪く、必要脱燐フラックス原単位が多くなり、処理コス
トが増大するという問題が生じていた。本発明は、上記
問題を有することなく、スラグと溶銑の境界で発生する
復燐を効率的に防止して、低コストで安定して溶銑の脱
燐を行うことを課題とするものである。
閉式の浸漬フリーボードによる方法では、他の処理方
式、すなわち、大気開放型の方式に比べて、脱燐効率が
悪く、必要脱燐フラックス原単位が多くなり、処理コス
トが増大するという問題が生じていた。本発明は、上記
問題を有することなく、スラグと溶銑の境界で発生する
復燐を効率的に防止して、低コストで安定して溶銑の脱
燐を行う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ものであり、その手段は、 （１）溶銑鍋内の溶銑中に密閉型のフリーボードの下端
を浸漬し、該フリーボードを通して溶銑中に浸漬したラ
ンスの先端から酸素と共にCaO系フラックスを溶銑中に
吹き込んで、溶銑の脱燐を行う処理方法において、該脱
燐処理中にＣＯガスで充たされた上記フリーボード内の
スラグの上部空間内に向けて、酸素含有ガスを水平方向
に酸素ガス換算で１．０Nm3/t-溶銑〜３．５Nm3/t-溶銑
吹込む溶銑の予備処理方法である。
決するためになされたものであり、その手段は、 （１）溶銑鍋内の溶銑中に密閉型のフリーボードの下端
を浸漬し、該フリーボードを通して溶銑中に浸漬したラ
ンスの先端から酸素と共にCaO系フラックスを溶銑中に
吹き込んで、溶銑の脱燐を行う処理方法において、該脱
燐処理中にＣＯガスで充たされた上記フリーボード内の
スラグの上部空間内に向けて、酸素含有ガスを水平方向
に酸素ガス換算で１．０Nm3/t-溶銑〜３．５Nm3/t-溶銑
吹込む溶銑の予備処理方法である。
【０００５】（２）前記酸素含有ガスが不活性ガスと酸
素ガスの混合ガス又は空気である手段（１）の溶銑の予
備処理方法である。
素ガスの混合ガス又は空気である手段（１）の溶銑の予
備処理方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明者らは、密閉式浸漬フリー
ボードを使用すると脱燐効率が低下する原因について、
種々の実験、検討を重ねた結果、以下の事実を見出し
た。すなわち、密閉式浸漬フリーボードを用いて脱燐処
理を行うと、溶銑中に吹き込まれた脱燐フラックス( 酸
化鉄を含有する) が溶銑浴内で溶銑の〔Ｃ〕と反応して
ＣＯガスが発生し、このＣＯガスは溶銑中を浮上して、
密閉式浸漬フリーボード内に充満する。処理前は、大気
が充満していたフリーボード内は、処理開始と同時に、
発生したＣＯガスにより大気が系外に押し出され、フリ
ーボード内の気相中酸素ガスは無くなってしまうために
脱燐効率が低下するものと推定した。
ボードを使用すると脱燐効率が低下する原因について、
種々の実験、検討を重ねた結果、以下の事実を見出し
た。すなわち、密閉式浸漬フリーボードを用いて脱燐処
理を行うと、溶銑中に吹き込まれた脱燐フラックス( 酸
化鉄を含有する) が溶銑浴内で溶銑の〔Ｃ〕と反応して
ＣＯガスが発生し、このＣＯガスは溶銑中を浮上して、
密閉式浸漬フリーボード内に充満する。処理前は、大気
が充満していたフリーボード内は、処理開始と同時に、
発生したＣＯガスにより大気が系外に押し出され、フリ
ーボード内の気相中酸素ガスは無くなってしまうために
脱燐効率が低下するものと推定した。
【０００７】そこで、小型炉を使って気相に酸素ガスが
ある場合（大気下）と無い場合（ＣＯ雰囲気）の脱燐ス
ラグ（実炉の処理後トップスラグを採取して使用）によ
る脱燐効果の違いについて調査した。その結果、脱燐挙
動に大きな差が認められ、大気下で処理した場合は、脱
燐が良好に進行したが、ＣＯガス下で処理した場合は、
脱燐は全く起こらず逆に復燐が起こった。すなわち、溶
銑の浴内で燐を吸収したフラックスが浮上して溶銑表面
上に形成されるトップスラグは、大気下であれば大気中
の酸素ガスがスラグ−溶銑界面に供給されるため、スラ
グ−溶銑界面の酸素ポテンシャルを高く維持でき、更に
脱燐に寄与するが、ＣＯガス雰囲気下では、界面への酸
素ガス供給がないため一旦スラグに吸収した燐の一部が
酸化物の形態で安定維持出来なくなり、溶銑に戻ってし
まうことを知見した。つまり、酸素源が浴内で大部分消
費された後のトップスラグと溶銑の間の燐の挙動は、ト
ップスラグの上方の気相中酸素ガス量に支配されてお
り、酸素ガスが存在しない場合は、脱燐はおろか、復燐
してしまうことを知見した。
ある場合（大気下）と無い場合（ＣＯ雰囲気）の脱燐ス
ラグ（実炉の処理後トップスラグを採取して使用）によ
る脱燐効果の違いについて調査した。その結果、脱燐挙
動に大きな差が認められ、大気下で処理した場合は、脱
燐が良好に進行したが、ＣＯガス下で処理した場合は、
脱燐は全く起こらず逆に復燐が起こった。すなわち、溶
銑の浴内で燐を吸収したフラックスが浮上して溶銑表面
上に形成されるトップスラグは、大気下であれば大気中
の酸素ガスがスラグ−溶銑界面に供給されるため、スラ
グ−溶銑界面の酸素ポテンシャルを高く維持でき、更に
脱燐に寄与するが、ＣＯガス雰囲気下では、界面への酸
素ガス供給がないため一旦スラグに吸収した燐の一部が
酸化物の形態で安定維持出来なくなり、溶銑に戻ってし
まうことを知見した。つまり、酸素源が浴内で大部分消
費された後のトップスラグと溶銑の間の燐の挙動は、ト
ップスラグの上方の気相中酸素ガス量に支配されてお
り、酸素ガスが存在しない場合は、脱燐はおろか、復燐
してしまうことを知見した。
【０００８】そこで、図１に示すように、実機の３６０
ｔ鍋を用いた実験を行った。溶銑鍋ＰＬに浸漬するイン
ジェクションランスＲの上部に空気吹き出しノズルＮ１
を設けて、溶銑Ｐに浸漬した上部蓋付円筒状の密閉式浸
漬フリーボードＦ（下部は溶銑への浸漬により、上部は
蓋の設置にによりフリーボード内を密閉状態としてい
る）の中のスラグＳの上部空間にノズルＮ１から空気を
水平方向に種々の流量で吹き込むと共に、インジェクシ
ョンランスの下端のノズルＮ２から酸素と共に脱燐フラ
ックスを吹き込み、脱燐挙動におよぼす影響を調べた。
なお、脱燐フラックスはＣａＯ−Ｆｅ2Ｏ3 −ＣａＦ2
混合粉と酸素ガス（図１のインジェクションノズルＮ２
の内管ノズルから溶銑内に吹き込む）を使用した。
ｔ鍋を用いた実験を行った。溶銑鍋ＰＬに浸漬するイン
ジェクションランスＲの上部に空気吹き出しノズルＮ１
を設けて、溶銑Ｐに浸漬した上部蓋付円筒状の密閉式浸
漬フリーボードＦ（下部は溶銑への浸漬により、上部は
蓋の設置にによりフリーボード内を密閉状態としてい
る）の中のスラグＳの上部空間にノズルＮ１から空気を
水平方向に種々の流量で吹き込むと共に、インジェクシ
ョンランスの下端のノズルＮ２から酸素と共に脱燐フラ
ックスを吹き込み、脱燐挙動におよぼす影響を調べた。
なお、脱燐フラックスはＣａＯ−Ｆｅ2Ｏ3 −ＣａＦ2
混合粉と酸素ガス（図１のインジェクションノズルＮ２
の内管ノズルから溶銑内に吹き込む）を使用した。
【０００９】図２に、実験結果を示す。図から分かるよ
うに、空気を吹き込むことにより、脱燐率が向上するこ
とが分かる。 空気吹き込み量が酸素ガス換算で１．０
Nm3/t-溶銑以上であれば、安定して高脱燐率が得られ
る。また、３．５Nm3/t-溶銑より多くの空気を吹きつけ
ても、その効果は飽和しており、改善代は小さく、経済
的に不利になる。これは、気相中の空気の濃度（本質的
には酸素濃度）があるレベル以上に達すると、一律に復
燐が起こらない条件を満たすためである。したがって、
適正な空気吹き込み量は、酸素ガス換算で１．０Nm3/t-
溶銑以上，３．５Nm3/t-溶銑である。この効果は、図２
に中に示しているように、吹きつけるガスとしては、空
気でなくても、上記適正範囲に入るように調整したＮ2
−Ｏ2 混合ガスを使用しても同じ効果が得られる。
うに、空気を吹き込むことにより、脱燐率が向上するこ
とが分かる。 空気吹き込み量が酸素ガス換算で１．０
Nm3/t-溶銑以上であれば、安定して高脱燐率が得られ
る。また、３．５Nm3/t-溶銑より多くの空気を吹きつけ
ても、その効果は飽和しており、改善代は小さく、経済
的に不利になる。これは、気相中の空気の濃度（本質的
には酸素濃度）があるレベル以上に達すると、一律に復
燐が起こらない条件を満たすためである。したがって、
適正な空気吹き込み量は、酸素ガス換算で１．０Nm3/t-
溶銑以上，３．５Nm3/t-溶銑である。この効果は、図２
に中に示しているように、吹きつけるガスとしては、空
気でなくても、上記適正範囲に入るように調整したＮ2
−Ｏ2 混合ガスを使用しても同じ効果が得られる。
【００１０】なお、純酸素ガスを吹き込みガスとして用
いてももちろん同様の効果が得られるが、ＣＯガスの２
次燃焼（ＣＯ＋１／２Ｏ2 ＝ＣＯ2 ）により発生する熱
により、インジェクションランスおよび浸漬フリーボー
ドが激しく溶損するという問題が生じる。すなわち、希
釈ガスの存在が無いために、発生熱による問題が顕在化
するため現実的ではない。空気あるいはＮ2−Ｏ2 混合
ガスを水平に吹き込む方法としては、図１に示したよう
に、インジェクションランスを分岐させて吹いても良い
し、インジェクションランスとは別個にサブランスを設
置して、そこからフリーボード内に吹いて良いし、フリ
ーボードの上壁面及び／または側壁面にノズルを設置し
てフリーボードの内側に吹いても構わない。いずれの方
法においても、空気あるいはＮ2−Ｏ2 混合ガスが溶銑
に当たらないように、スラグ上部空間に水平方向にふく
ことが重要である。なぜなら、上記ガスが溶銑に当たる
と、溶銑中の〔Ｃ〕と反応したＣＯガスが発生し、気相
を酸化性にすることが出来ないからである。
いてももちろん同様の効果が得られるが、ＣＯガスの２
次燃焼（ＣＯ＋１／２Ｏ2 ＝ＣＯ2 ）により発生する熱
により、インジェクションランスおよび浸漬フリーボー
ドが激しく溶損するという問題が生じる。すなわち、希
釈ガスの存在が無いために、発生熱による問題が顕在化
するため現実的ではない。空気あるいはＮ2−Ｏ2 混合
ガスを水平に吹き込む方法としては、図１に示したよう
に、インジェクションランスを分岐させて吹いても良い
し、インジェクションランスとは別個にサブランスを設
置して、そこからフリーボード内に吹いて良いし、フリ
ーボードの上壁面及び／または側壁面にノズルを設置し
てフリーボードの内側に吹いても構わない。いずれの方
法においても、空気あるいはＮ2−Ｏ2 混合ガスが溶銑
に当たらないように、スラグ上部空間に水平方向にふく
ことが重要である。なぜなら、上記ガスが溶銑に当たる
と、溶銑中の〔Ｃ〕と反応したＣＯガスが発生し、気相
を酸化性にすることが出来ないからである。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。 １．反応容器と使用設備 図１に示した溶銑鍋ＰＬ，浸漬フリーボードＦ，インジ
ェクションランスＲを使用して、溶銑脱燐処理を行っ
た。 ２．溶銑成分 処理前〔Ｃ〕＝４．２％〜４．５％、処理前〔Ｓｉ〕＝
０．０８％〜０．１５％、処理前〔Ｍｎ〕＝０．３０％
〜０．４０％、処理前〔Ｓ〕＝０．０２５％〜０．０３
０％、処理前及び処理後の〔Ｐ〕の濃度は表１に示す。 ３．溶銑量 ３６０ｔ ４．脱燐フラックス 原単位 生石灰：１５ｋｇ／ｔ−溶銑、 酸化鉄：２２ｋｇ／ｔ
−溶銑、ホタル石：３ｋｇ／ｔ−溶銑、 酸素カ゛ス：
２．８Ｎｍ3 ／ｔ−溶銑 吹き込み時間 生石灰−酸化鉄−ホタル石混合フラックスおよび酸素ガ
スの上記原単位を２０分間で溶銑中に吹き込む。 ５．操業条件および結果 表１に示す。
ェクションランスＲを使用して、溶銑脱燐処理を行っ
た。 ２．溶銑成分 処理前〔Ｃ〕＝４．２％〜４．５％、処理前〔Ｓｉ〕＝
０．０８％〜０．１５％、処理前〔Ｍｎ〕＝０．３０％
〜０．４０％、処理前〔Ｓ〕＝０．０２５％〜０．０３
０％、処理前及び処理後の〔Ｐ〕の濃度は表１に示す。 ３．溶銑量 ３６０ｔ ４．脱燐フラックス 原単位 生石灰：１５ｋｇ／ｔ−溶銑、 酸化鉄：２２ｋｇ／ｔ
−溶銑、ホタル石：３ｋｇ／ｔ−溶銑、 酸素カ゛ス：
２．８Ｎｍ3 ／ｔ−溶銑 吹き込み時間 生石灰−酸化鉄−ホタル石混合フラックスおよび酸素ガ
スの上記原単位を２０分間で溶銑中に吹き込む。 ５．操業条件および結果 表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１から分かる様に、本発明例１〜４は、
フリーボード内に吹き込む空気、Ｎ2 −Ｏ2 混合ガス或
いはＡｒ−Ｏ2 混合ガスからの酸素ガス換算供給量が適
正範囲に設定されているため、８７％以上の高い脱燐率
が得られた。
フリーボード内に吹き込む空気、Ｎ2 −Ｏ2 混合ガス或
いはＡｒ−Ｏ2 混合ガスからの酸素ガス換算供給量が適
正範囲に設定されているため、８７％以上の高い脱燐率
が得られた。
【００１４】これに対して比較例１〜３は、酸素ガス換
算供給量が適正量より不足しているため、６５〜７６％
の低い脱燐率に止まっている。一方、比較例４は酸素ガ
ス換算供給量が過大であるため、コンプレッサーの電力
代等処理コストが高くついてメリットに繋がらない。ま
た、比較例５は、空気を下向きに溶銑に当てるように吹
いたため、ＣＯガスが発生してしまい、復燐が生じて、
脱燐率は７８％に止まっている。
算供給量が適正量より不足しているため、６５〜７６％
の低い脱燐率に止まっている。一方、比較例４は酸素ガ
ス換算供給量が過大であるため、コンプレッサーの電力
代等処理コストが高くついてメリットに繋がらない。ま
た、比較例５は、空気を下向きに溶銑に当てるように吹
いたため、ＣＯガスが発生してしまい、復燐が生じて、
脱燐率は７８％に止まっている。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、溶銑の脱燐を効率的に
行えるので、脱燐フラックス原単位の低減が図れると同
時に、極低燐鋼が容易に製造できることから、コスト、
品質の両面から多大な効果が得られ、本発明がこの種の
産業分野にもたらす効果は大きい。
行えるので、脱燐フラックス原単位の低減が図れると同
時に、極低燐鋼が容易に製造できることから、コスト、
品質の両面から多大な効果が得られ、本発明がこの種の
産業分野にもたらす効果は大きい。
【図１】本発明の実施例で用いた装置の概要を示す図。
【図２】浸漬フリーボード内に吹き込んだガスの中の酸
素ガス換算供給量と脱燐率の関係を示す図。
素ガス換算供給量と脱燐率の関係を示す図。
Ｆ：フリーボード Ｒ：インジェクションランス Ｎ１：空気吹き出しノズル Ｎ２：インジェクションノズル Ｐ：溶銑 Ｓ：スラグ ＰＬ：溶銑鍋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊倉 政宣 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 (2)
- 【請求項１】 溶銑鍋内の溶銑中に密閉型のフリーボー
ドの下端を浸漬し、該フリーボードを通して溶銑中に浸
漬したランスの先端から酸素と共にＣａＯ系フラックス
を溶銑中に吹き込んで、溶銑の脱燐を行う処理方法にお
いて、該脱燐処理中にＣＯガスで充たされた上記フリー
ボード内のスラグの上部空間内に向けて、酸素含有ガス
を水平方向に酸素ガス換算で１．０Nm3/t-溶銑〜３．５
Nm3/t-溶銑吹き込むことを特徴とする溶銑の予備処理方
法。 - 【請求項２】 前記酸素含有ガスが不活性ガスと酸素ガ
スの混合ガスであることを特徴とする請求項１記載の溶
銑の予備処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32718597A JPH11140522A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 溶銑の予備処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32718597A JPH11140522A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 溶銑の予備処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11140522A true JPH11140522A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=18196267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32718597A Withdrawn JPH11140522A (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 溶銑の予備処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11140522A (ja) |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP32718597A patent/JPH11140522A/ja not_active Withdrawn
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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: 20050201 |