JPS58113308A - 溶銑の脱りん・脱硫同時処理用石灰系精錬フラツクスと、その使用方法 - Google Patents

溶銑の脱りん・脱硫同時処理用石灰系精錬フラツクスと、その使用方法

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JPS58113308A
JPS58113308A JP56213536A JP21353681A JPS58113308A JP S58113308 A JPS58113308 A JP S58113308A JP 56213536 A JP56213536 A JP 56213536A JP 21353681 A JP21353681 A JP 21353681A JP S58113308 A JPS58113308 A JP S58113308A
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秀次 竹内
Yoshiaki Hara
義明 原
Tsutomu Nozaki
野崎 努
Toshihiko Emi
江見 俊彦
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/076Use of slags or fluxes as treating agents
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 こ′の発明は、浴銑の脱りん・脱硫同時処理用石灰系精
錬フラックスとその使用方法に関し、とくに溶銑の適切
な予備処理を簡便に実現し、転炉における製鋼操業の負
担軽減とスラグ発生菫の低減を可能ならしめようとする
ものである。こ\に浴銑の予備精錬とは、高炉から出銑
される溶銑を酸化精錬のために転炉へ装入する前段階で
不純物のりん・いおうなどを除去する処理のことである
現在の製鉄プロセスは、高炉で鉄鉱石をコークスにより
還元して炭素lll&#、、(以下〔%C〕と#!I記
する) 44.t%の銑鉄を製造し、これを転炉で純酸
素ガスにより所定の〔%0〕まで脱炭し目標とする鋼を
作る方法が主流である。銑迭中の不純物のうち、けい素
(Si) 、りん(P)は転炉内で酸化され、炉内に添
加される生石灰、ホタル石等とスラグを形成し除去され
る。一方いおう(S)は酸化性雰囲気の転炉内では除去
できないので、現在はとんどの製鉄所で、溶銑へ生石灰
あるいはカルシウム・カーパイ) (OaO2)を主成
分とする精錬剤を添加することにより、転炉へ装入する
以前に除去するプロセスを採用している。
近年、Sの他に、Si、Pも転炉へ装入する前に・浴銑
から除去するプロセスの優位性が示され、多くの研究報
告がされている。このプロセスの優位性を列挙する。
(リ 転炉に装入する以前に脱p 、 s 、 siが
完了しているので、転炉では脱炭だけ1.を行えばよく
、転炉操業の負担が低減する。
(2)脱P反応に有利な低温で処−するため、脱P効単
が為く使用する生石灰量を減少できる。
(5)  !銑処理とその後の転炉吹錬とから発生する
スラグ量を合計しても、現行プロセスから発生す。
(4)スラグ量低下により、鉄ロスが減少する。また、
スラグ処理の負担が低減する。
ことなどが挙げられる。
浴銑予備処理を行う際に使用される精錬剤は、1種類に
大別でき、一方はソーダ灰系フラックス(Na2003
を主成分とする)、他方は生石灰量フラックス(aaO
を主成分とする)である。
前者の7ラツクスを用いた浴銑処理プロセスは、例えば
「鉄と鋼」67巻、lりl/年323〜JJJ頁に報告
されているように周知の方法である。この方法の要点は
、溶銑をまず鉄鉱石やミルスケール眸の酸化鉄を用いて
脱S1処理した後、ソーダ灰を用いて脱S、脱Pを同時
に行うことにある。しかしこのプロセスに限らず、一般
的にソーダ灰系フラックスは、精錬容器の内張り耐火物
を激しく侵食するため、容■の修理同数が多くなること
、でたソーダ灰は比較的?l6Iliな副原料であるた
め、経済的制約を受ける場合があり、フラックスとして
汎用性に乏しい。
一万、生石灰系フラックスは、従来から転炉やSR脱S
に広く使用されているところから、耐火物侵食の問題も
少なく、経済的にもソーダ灰と比較してはるかに有利で
ある。しかし、従来の生石灰系フラックスでは次に示す
欠点があった。
一般に、浴銑の脱P、脱Sを効率よく行うための条件と
して、いずれの場合も強塩基性酸化物(例えViOaO
、Na O(Na200. )など)が共存することが
必要である。また、脱Pの場合には、酸化性雰囲気(0
2ガスや酸化鉄との共存下)が有利であるのに対し、脱
Sの場合は還元性雰囲気の方が有利である。したがって
、同時脱P、脱Sは適切な雰吐気下でなければ効率よく
行えない。
この点、ソーダ灰系フラックスは、フラックス中のHa
とP、Sとの親和力が強いため、酸化性雰囲気が弱くて
も脱P反応が進行し、還元性雰囲気が弱くても脱S反応
が進行するので同時脱P。
脱Sが効率よく行えるわけでめる゛。
生石灰系7ラツクスを用いて同時脱P脱8−を行う場合
、OaとP、Sとの親和力がHaより弱いため雰囲気を
微妙に調節する必要があり、従来はこの方法が確立され
ていなかったため生石灰系フラックスを用いた同時脱P
脱Sは行われなかった。
この発明は、生石灰系7ラツクスを用いてたとえばトビ
ード車にて同時脱P脱Sを行うにあたり、効率よく同時
脱P#脱S精錬を行うための方策を開示するものであり
、精錬7ラツクスの組成と、その精錬フラックスの使用
方法を新規に提案するものである。
発明者らは溶銑脱P用のフラックスを開発しようとして
、トピード車中の浴銑に各糧フラックスを吹込み、脱P
挙動を調査していた時フラックス成分のうち?e、O,
に対するOaOの割合によって脱Pと同時Kli!、8
も進むと七を見い出した。
前述したように、OaO系フラックスによって溶銑の脱
Pfする丸めには、フラックス中に鉄鉱石やミルクール
などの固体酸素源を多量に混合する方が有利であるが、
脱8には逆に不利である。したがって、同時脱P、脱S
を目的とするとき、自ずと固体酸素源の含有割合に適正
範囲が存在する。
発明者らは、OaO系フラックスを用いた溶銑処理実験
をトビード車で行い、この適正範囲を実験的に求めた。
第1図にはフラックス組成の指標としてFe2O3に対
−するOaOの比を選び、それによる脱S速度定数の比
較を示す。
脱S速度定数に8は脱Sが一次反応式に従って進行する
と仮定し、(1)式より求めた。
〔%S〕=〔%8 ) 16Xp (ks Wflux
 )  ・・・(’)ここで”fluXは溶銑lトン当
りの7ラツクス添加量、〔%S〕、〔%8)iFitそ
れぞれWflux(jl/l、 )のフラックスを添加
し九時の溶銑中8111度および処理前のS濃度である
、したがってに6の単位は1/(穆/l)=’/kgで
ある。
フラックス中のOaO分が増加すると共にに8は直線的
に増加する。(なお、k8が負め値をとるは、本溶銑処
理を行うにあたり浴銑上の高炉スラグを排除しなかった
ため、スラグ中のSが溶銑へ移行したことによる。) つまり脱S反応を進行させるには第1図よりOaO/ 
Fe 203がo、z以上であることが必要であり、O
aO/ Fe20.を0.j以上で大きくすればするほ
ど、脱8速度は大きくな抄効率のよい脱Sが可能となる
第一図に脱S速度定数kpとOak/ Fe2O3との
関係を示す、に、はksと同様にして求めた定数であり
、同図から明らか表ようにkpはoao/ye2o5が
0.7!の時最大値をとる。
こ\KO5LO系フラックスによる脱P反応Fi(2)
式%式%() はって進むと考えられるが、この時のFe20sに対す
るOaOの化学量論的な比は、0.41である。
しかじ脱Pと同時K(3)式の脱S反応01!LO+ 
8  −048 + 0     −・・(3)も進行
するので、脱Sに使われるOaOも考慮すると化学量論
的な比は0.72となり第2図の実験値とよく一散して
いる。
脱P反応は、Oak/ Fe2O3が0.7j以下では
脱P生成物のP、0.を固定するOaO量が不足し11
.0.71以上では!O酸化剤であるFe、O,が不足
するため、Oaυ7610B −0,71で脱P速度が
最大となると脱明できる。
脱Pと脱Sを同時に効率よく行うためには、ksとKp
が同時に大きな値をとるOa□/ Fo、03のフラッ
クスが望ましく、第7.−図よりOaO/ye205M
O17!が素通であり、こ’A K 0aQ/’Fe2
O,<、 −0,り0 ”1’はに、の値は極端に大き
くならず、しかもkBはさらに大きくなり、一方、。a
O/Fe2O3≧o、tならば、とくに低〔%S〕が要
求されない場合の脱P・脱S同時処理べ実際上の支障の
ないことがわかる。
止揚の実際の実験においては、媒溶剤としては九る石、
氷晶石またはコンマナイトを、フ2・ツクスの吹込みの
除の攪拌を強化する気体発生のために石灰石を自加した
が、上記媒溶剤について絋はたる石、氷晶石およびコレ
マナイトのうち何れか単味または2種以上の併用の各場
合ともj〜−〇 ・電量%、また石灰石については10
〜3!重量%の範囲の7ラツクス配合においてすでにの
べ”たところの挙動をあられすことかたしかめられた。
なお石灰石については、oaoo、 = oao 十0
02反応により生成するOaOは生石灰からのOaOと
合計してOak/   比を算出する。
Fe、O。
媒溶剤については3重量%に満たないと滓化不良、ま九
JO重量%をこえると耐火物の溶損が甚しくなる不利が
伴われ、一方面灰石については70重量%未満のときO
O8発生量が不十分で溶銑の攪拌強化の効果が不充分と
なり、また33重量%をこえると0aOo、の分解によ
る吸熱効果が過大となって溶銑の不利な温度降下を伴う
ことがら、これらフラックス成分の配合が限定されるわ
けである。
従ってこの発明は、生石灰を土俵成分とし、行たる石・
氷晶石およびコレマナイトのうちがら遇ばれる媒溶剤を
3〜20重量%と、石灰石をio〜11重量%とを含み
、残余は鉄鉱石、ミルスケールなど固体酸素源であって
、Oak/ye20.比がo、t。
〜O,OaO配合になる石灰系精錬フラックスを、溶銑
の脱りん・脱硫同時の予備精錬に供して、その実を、効
果的に挙けることを可能ならしめるものである。
次に第’ Hハ上e L 九〇aO/7820s = 
o −40〜O,OaO粉状精錬フラックスを^なる供
給速度でトピード車内の浴銑中に吹込んだ時のに、 、
 k、を示し、k、 、 ksいずれもwoo kg 
/min以上の吹込速度で減少する。吹込速度が小さい
時には、反応は効率よく進行するが、処理の時間が長く
なり、溶銑温度の降下量が大きくなる轡の不利な点を有
するので、実用的にij 100−+00 kfl/W
inの吹込速度でフラックスを供給するのが望ましい。
第参図性、予備処理中の溶銑の〔%Si )と脱P率の
関係を示すもので、同図より〔%S1〕〈Q、ijの時
、脱P反応が遂行し始め〔%8i)(0,10ではよ抄
高い脱P率が得られている。したがって脱P処理前の浴
銑〔%Si )はO,23%以下、よし望ましくは[%
Si ] (o、toがよい。
なお脱Sに対しては、溶銑〔%Si )の影醤は顕著で
ないので特に考慮する必*aない。
処理開始前の溶銑温度は、処理中の温lf:降下量と処
理後浴銑に必要な最低温度、:とから決められる。
後者はlコυO〜/ 2!;0℃であり、前者はフラッ
クス諏単位(/)ンの溶銑を処理するのに必要なフラッ
クス量、単位: #/ t pig’1ron ) i
c比例し、の溶銑最低温度はlコ!TO−1370℃で
ある。通常、萬炉から出銑され九溶銑の温度をトピード
車内で測定すると/110−1000℃であ妙、この温
度範囲で処理を開始すれば脱P、脱S反応効率を特に低
下させることはない。
し九がってこの発明の脱P・脱Sフラックスを用いて溶
銑予備処理を行う時の、f#銑温度はlコjO〜1nt
o℃であればよくただとくに、吹込予定のフラックス量
が多い時には、処理中の温riL降下が大きいので、上
記範囲のうち/JOO”O以下では処理できない場合も
考えられるが、通常トピード車内の溶銑温度は、130
0℃以上であり間聴はない。
実施例1 ホタル石!重量%9石灰石10重重%を含み、Fe20
Bとして鉄鉱石を用いたaao/ye2o、 = 0.
t4Aの7ラツクスを20(I Iq/ / Winの
割合でトビード阜内0@銑に吹込む処理を行った。処理
前後の#l銑成分を第11IIに示す。溶銑量は/IJ
 )ン、そのトン轟り7ラツクス吹込量は参参峠であっ
た。
第1表 実施例2 ホタル石l!重蓋%1石灰石1OIi量%を含み、Fe
20Bとして鉄鉱石を用いたOak/ Fe20Jl−
0,71のフラックスt−200kg / Winの割
合で、ノロ7.2トンリドビード単内溶銑に吹込む処理
を行い、処理中の7ラツクス態率位と成分変化の関係を
第1図に示し、処理前後の溶銑成分・温度を第2表に示
した。
一一一一一一一一一 第2表 上記各実施例ではトビード車への吹込みを行った場合に
ついて示したが、1wvc鋲入鍋あるいは浴銑搬送鍋で
の溶銑脱P、脱Sにも応用できる。なおこの場合吹込速
度が大きいとスラグやメタルの飛散が激しくなるので、
その対応策を講じる必要がある。
以上のべ九ようにしてこの発明によれは、生石灰系フラ
ックスを用いる溶銑予備精錬を、とくに効果的な脱p−
脱S同時処理において有利に行うことができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は、フラックスのOaO/F6205比と脱硫反
応速度定数との関係グラフ、第2図は、7ラツクスのO
ao/Fe2O5比と脱燐反応速度定数との関係グラフ
であり第3図は、7ラツクスの吹込速度と脱燐・脱硫反
応速度定数との関係グラフ、第参図は′I#銑[%Si
 ]と脱燐率との関係グラフそして第5図はこの発明の
実施例について溶銑中〔%S〕〔%P〕の変化を示した
グラフである。 特許tfIi11人 川崎製鉄株式会社第1図 (”aO/Fe21)7 第2図 Ωθ1Felll 第3図 第4図 (%Si) 第5図 (%S)    (う≦Pノ フクーノクズ摩単イ立(n/ビノ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、生石灰を主要成分とし、はたる石・氷晶石およびコ
    レマナイトのうちから選ばれるl捕またはλ種以上の媒
    浴剤をj −20重意%と、石灰石をlO〜3Jr**
    %とを含み、残余は鉄鉱石・ミルスケールなど固体酸素
    源であって、Oao/   比が0.6〜Q、りの配合
    Fe2O。 に成ることを特徴とする、浴銑の脱りん・脱硫同時処理
    用石灰系精錬フラックス。 2、生石灰を主要成分とし、はたる石―氷晶石およびコ
    レマナイトのうちから選ばれる1種またはλ種以上の媒
    浴剤をj−20重量%と、石灰石をio〜3j電蓋%と
    を含み、残余は鉄鉱石・ミルスケールなど固体酸素源で
    あって、cao、”   比がo、ts〜O1りの配合
    になる精錬6203 フラックスを、けい素一度0.2j%以下の浴銑中に、
    lコgo −1uzo℃の温度域で吹込むことを特徴と
    する、溶銑の脱りん・脱硫同時処理方法。 3、精錬フラックスの吹込み速度が毎分100〜参〇〇
    #である特許請求の範囲2記載の方法。 4、#銑のけい素濃度がo、io%以下である特許請求
    の範囲2.または5.記載の方法。
JP56213536A 1981-12-28 1981-12-28 溶銑の脱りん・脱硫同時処理用石灰系精錬フラツクスと、その使用方法 Granted JPS58113308A (ja)

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