JPS5816006A - 溶銑脱燐方法 - Google Patents

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】 本発明は溶銑脱燐方法に関し、特Ｋ１１ｌ銑中のＣ１Ｍ
−及びＦ＠Ｏ酸化捩失ｔ−［１的に抑制しクク短時間で
効率良く脱燐する方法に関するものである。

鉄鋼製品の品質に対す為需要者の要求は止を島ところを
知らず、年々厳しくなっている。これら０要求品質は低
燐鋼、低硫鋼及び低酸素鋼に代表されるもので、ｃｏう
ち低硫銅及び低−索端Ｏ要請に対しては１ｇＲ外精錬挾
ＩＩＯ進歩によって（ＩＩ）＜（ＬＳＩｉｌｌ　、（０
）＜ｍｋ００１８１１０ｍ低硫・極低酸素鋼ＯＩＩ造が
可能Ｋｔりえ、しかし１ｋがら脱燐に関しては有効１に
炉外精錬技術がなく、いまだに製鋼炉による精錬に依存
して％Ａｈ、一方最近では、連続鋳造法中溶鋼０１１４
外精錬Ｏ賛及に伴なって製鋼炉からの出鋼温度を高める
必要性が増大してＶ％ゐが、この条件は低温はど効率良
く進行する脱燐度広にとって有害であり、ｍ輌炉でＯ脱
燐負荷を大１１％Ａ％のにしている。を九今後訣鉱石蝙
蔵量が減少すゐにつれてその品質が低下する仁とは明白
であり、溶銑中の燐量有事が増大すること％轟然に予想
１れる。

とζろで低燐鋼を得る方法としズ一般に採Ｊ％ｉされて
ｉるＯは、製鋼１１による精錬を一申で中断しＰ、Ｏ，
食有率Ｏ高壜つ曳スラダを−ｌ排出した後、新たＫＣｌ
０十謀溶剤を含むフヲッタスを投入してスフダを作）直
し、改めて精錬を行なう方法（ダブＡ／Ｘ９ダ法）で′
ｈ為、ところがこｅａｔ方法ではフラックスを電型に添
加しなければならず８原料の消費量が増加すると鈎に操
作が煩雑であり、芝には精錬を一時中断してエラグを排
出することに伴なう生産性の低下は避けられない、ｔた
脱燐を効率良く進行させる為にはエラグ中Ｏ酸化鉄量を
増加する必要があるから、スラグを重重に形成すること
は鉄の歩留艷低下にも直結する。

そこで製鋼の前工程で燐を除去する溶銑脱燐法も相尚以
前から検討されている０例えば樵基性で且つ酸化性を示
す溶融エラグ中へ溶銑を流し込む方法（ベヲン法）は七
〇−例であるが、スラグを予め溶融しなければなら′１
にい為操作−煩雑で且つコスシ的に不利でちゃ、しか４
１１足な脱燐効果が得られない。

また最近開発された溶銑脱燐法として、　ＣａＯ１酸化
鉄及び螢石よりなるフラックスを溶銑ｏ１１１面上に投
入し、窒素ガスを溶銑ｏ＊’ｔｓかも吹き上げるバブリ
ング攪拌と酸素の上吹きを併行して実施する方法も提案
されている。ところで酸化精錬による溶融金属の脱燐は
％塩基度が高く１つ酸化鉄量Ｏ壷−スラダを便用すると
共に錫層温度を低くする程進行し晶いことが確Ｉ！され
ているが、上記の方法ではスラグＯ融点及び粘度を低下
させて溶銑との反応率を高めゐ為にスラダＯ填基度を低
くしなければならず（ＣａＯ／８１０Ｂ＜１．Ｉ）、且
り溶銑との反応率を高める為には処理属Ｍｔ高める必要
が−や、これらの要請は上記脱燐の進行促進という立場
からするとことごとくに対である。

その為効果的で１’）資定した脱燐効果を得ることは困
鴫で６Ｌ　Ｌかも約３・参に％及ぶ酸化鉄を含むスラグ
を使用しなければならな一為＃Ｏ歩留ｐが悪い。

ζｏｓ＋ｉｔ精錬上の問題を解決する方法として。

Ｎａ１ＣＯ１を用いる溶銑脱燐法が闘発畜れた。この方
法は優れた脱燐能を示し１′：）同時ぺ脱硫も進行する
ので、優れた精錬法として注１Ｉ−ｆ１れている。

ところがζＯ言方法は、■ＷＩＩ大物Ｏ溶損が著しい。

■Ｈａ、Ｃｏ、の吸熱分解反応によって廖銑温度が相尚
に低下する、■精錬簡の温度依存性が大きく１４０　Ｇ
＠１０１１１１’０ａｌｌＬ域−ｅはｍ鋳−１１１１ｆ
ｆＥ＃檀端に低下する、■処ｍｈｏスラダは水に溶解し
て強アルカ響性を示すＯ″ｅｅ投ｍり３次会書が発生す
る。宜た）１ｍ、Ｃｏ、はＣａＯ等に比べて高価である
から、工業規模で賓施する為にはスラグからのＮａ、Ｃ
ｏ、＠収設備が必要になる、等種々の問題が山積して−
る。

本発明者等は上記ＯＩＩな状況に着目し、安価なｃａｏ
ｔ主原料とするフラックスを便用し、脱燐・脱硫率Ｏ向
上、欽Ｏ歩留ｐ向上、処瑠作業Ｏ簡便化と生産性の向上
、更にはＣ及びＭａｌｏ＠化損失の抑制、等の要請をす
べて満足し得る様な溶銑脱燐法の開発を期して鋭意研究
を進めて暑光０本発明はかかる研究の結果完成されたも
のであって、その構成は、Ｓ１含有率がＯ，Ｓ＊以下０
ＪＩＩ！銑中に。

ＣａＯ１酸化鉄及び謀層剤又はこれらと反応促進剤より
なるフラックス粉末を、生成スラグの塩基度（Ｃａｂ／
８１０．比）が８以上となる様にキャ菅ヤプスと共に吹
き込む他、該フツッタス吹自込みのほぼ全期間に１つて
溶銑表面に酸素の上吹きを行なうところに要Ｗが存在す
る。

本発明ではＳ１含有率が１＄−以下ｏｙａ銑を対象とし
、これにｃａｏｌ主成分とするフツツタスｔ−午ヤリヤ
ガスと共に吹き込み１ｋから１索Ｏ上吹きを行なうもの
でＴｏＤ％廖銑中の燐はフラックス及びキャ―ヤガスの
上昇流に！ｌｌって湯面に浮上しこ０部分で上吹＊＊素
と反応して効率良く酸化除去され、同時に脱膣脱ｌｌｌ
！夏Ｆｒ＆％進行すゐ、尚本発明で使用するツラツタヌ
中には少量Ｏ反応促進剤（′Ｎ・、ｃｏ、等）が−会さ
れて−るかも、この脱燐反応促進効果によりて脱燐は効
率良く行なわれる。又溶銑中のＳＬは脱燐反応を阻害す
る領内があり、しか％８１含有率ＯＩＩ％Ａ１１ｌＦ銑
を便用すると樵基度調整Ｏ為のＣＯＯ＠加量を増加しな
ければならなく１ｋ１．フラックスの増量及びそれに伴
なう軟歩留りの低下等が普しくなる。しかしながら実験
の結果、Ｓ１含有率がｌＩ以下の溶銑を使用すれば上記
の弊害は殆んど現われなかつ九〇で、本発明では連続の
Ｓ１含有率を東ｓＩ＆以下と走め九。

以下実験経緯を追って本発明の構成及び作用効果を詳細
に説明する。

まず実験で使用した連続説燐炉の概略を第１１１に示す
８図中ｌは処履炉、意はフ！ツタス吹自込みランス、３
はツツツタヌ供給＊ツバー１４社−−ｉシーパルプ、６
はキャ啼ヤガス導入管、６は酸素上吹１１ヲンスを示し
、酸素上吹１１９ンス曝は、溶銑中に吹き込まれたフラ
ックス及びキャνヤガヌが湯面に浮上する位置をねらう
様に配置し、酸化反応の促進を図ゐ、処理溶銑量は９〜
Ｉｓ）ンとし、Ｓ１含有率がｌＩ以下の％０１用い、ツ
ラツクス吹き込与ツｙヌ！の侵入−鷹は湯面から４０〜
１６Ｇ３，１１１’ヤ曽ヤガスとしては麿素又は空気を
使用した。ｔた処理時間は１〜１０分とし、酸素はツツ
ツタス吹き込みのほぼ全期間に１つて溶銑ｌ）ン当夛４
〜１５Ｎ■の割合−で上吹きした。用いたフラツクスは
、４１１１１ＣｆｉＯ−４１１１Ｇ酸化鉄−１４憾螢石
（縄廖剤）の８５ｅ系及び８９僑Ｃ畠０−８９１＆酸化
鉄−１１１＆螢石−１１１１Ｎ　ｌ　ｚ　ＣＯＢ　（反
応促進剤１）４元系の４ｈのを基本組成とし、溶銑中の
Ｓ１含有率に応じて吹暑込み量を調整し或は成分組＊１
調整した。

壕ず連続脱憐能は生成スヲメＯ塩基度が高いほど向上す
る仁とが確認されているので、樵基度と憐分配比Ｏ関係
を調べ穴、尚憐分配比とはスラダ中ＯＦ、Ｏ，自有亭と
溶銑中Ｏ憐濃度Ｏ比でＴｏや、脱燐能を表わす指針とさ
れている。結果を第意図に示す、崗同図には、比較例と
して同量の粒状フラックスを溶銑褒面ＫＩｌ加し、炉底
ＫＷＲけ友ｄ−ツスデヲダ（第１図に破線で示した符号
Ｔ）Ｄら１　ｔ　Ｉｌｌ　／ｋｒの流速で厘素ガヌ會吹
１１勢み、生成エラグと溶銑をバブリング攪拌しなか＆
曖索の上吹きｔ行なった場合のデー１１を併記した。

第意図からも明らかな様に、木ｌａ＠の方法は比較法に
比べて格段に優れた脱−一を示してか〕、フツツタス吹
１込みの有位性が明厘に現われている。そして本発明法
では、填基度か１臘上ＳＫ８〜４のと暑に優れた脱燐簡
ｔＩｌ館することが理解される。即ち本発明では、処纏
俵の生成エラグの樵基度が２以上となる様ＫＣａＯ＠加
量１＊めるべきであ為、尚本発明法では、溶銑中０８１
はフヲツタス中に含まれる酸化鉄及び上吹−酸素による
酸化を受けて＠、Ｏ８ｓ臘下宜で酸化論幽畜れ。

８１０、となってステグ中に移行するので、処理前０Ｉ
ＩＩＩ銑中に含すれる＠亀含有率と処１１１ＦＩＫ持ち
込まれる前工程スラダ中ｏｓｉｏ怠食有量を求め、これ
らＯ値に応じてＣａｖｉｌ加量を走めればよい。

ζζで溶銑中の１１１含有率Ｑ、ｓｓ（１隈）に設定し
た場合、４に成スラダＯ樵基度を！壌土にする為ｔｃＦ
ｉｊｌ銑１）ン当）ＩＬ８−以上ｏｃａｏを添加すべき
である。但しｃｓｏ添加量が多す「ゐと生成スラダ量が
増大し鎗の歩留ｐが一下するほか、本発明の趣旨の１つ
である鉄鋼精錬用副原料の低減に反するので、溶銑１）
ン崗りｓｅｒｇｏ以下に止めるのがよい。

第８図は本発明法を採用したと＊６＊銑會有成分の経時
変化を、★た＄４１１！ｌは！！ｊ暖法を採用した場合
の同じく経時ｖ化を示しｆｔ％のである。第４４図を対
比すれば明らか自模に１本発明法は比較法に比べて短時
間で高い脱燐効果を得る仁とができ、脱硫効果も向上し
ている。ちなみに第６図は溶銑脱硫率とヌツダ填基度の
関係を示したダツツで参るが、ζＯＷＡからも明らかな
様に本発明法では比較法Ｏ約ｘｔｔｉｏ脱硫率が得られ
ており、これは脱燐率と鈎に本発明で特記すべき特徴Ｏ
１つである。ｔ＊脱硫率の点からしても生成スラグＯ樵
基度を鵞以上にすべきことが理解される。崗比較法の様
にツツツクヌｔ＊銑表面に投入しバブリング攪拌を行な
う方法では、生成エラグの填基度が２以上になるとエラ
グの融点が高くなると共に流動性が低下し、操業が困＠
になることが確認されているが、本発明ではフラックス
を溶銑内に吹き込みながら酸素Ｏ上吹亀を行なう方法を
採用しているから、＃ｌＬ成スヲスラ流動性が若干低下
しても格別の問題はｌａ生ぜず、生成ヌヲダ９樵基度を
高めた状態で高い脱燐−脱硫率ｔｌｌＡことがで自為。

上記の如く本発明Ｋかいて高ｉ脱硫率が得られる理由の
１つとしては、脱燐処ＩＩ籠のスラダ中Ｏ酸化鉄食有率
が１〜１・−糎度と、従来法ｏｉ６〜＄０１＆に比べて
蕾しく働−こと−拳げられる。

即ち脱硫反応は次式の如く還尤反応でＴｏり、ｌＣａＯ
＋　（ＩＩ　ｌ）　＋１　（１）　−１０ａｉｉ＋！Ｉ
　ｌＯ。

酸化鉄の存在によって脱硫反応は１書されゐ偏肉がある
が１本発明では酸化軟量を抑えた状態で高い脱燐率を得
ることができるから、脱硫率も同時に高めることができ
る。また生成スラブ中の酸化鉄含有率を抑え得るという
ことは、排エラダ中の鉄分減少を意味し、鉄の歩留夛が
向上すると共に、スラブ中の酸化鉄量と平衝関係にある
Ｍｌｍの酸化損失も抑えることかで自る。

ところでＣ畠０含有ブラックスを便用す為従来Ｏ脱燐処
理法では、処理温度が低い薯脱−率は向上するが、反面
脱硫率はＩＩ＆理温度が高い程崗上することが確認され
ており、両者を同時に向上させることは困難なことと考
えられてｉる。ところが本発明の方法では、第６図に示
す如く処理温度が低いほど脱硫率も向上すると−う特異
な領内を示し、処理温度を低くすることによって脱硫と
脱燐の両効率を高めることができる。

次に、第意図１び第５．６図にＣａＯ−酸化鉄一謀溶剤
の１元系ラツテクスとＣａＯ−酸化訣一謀廖剤一反応促
進剤０４元系フヲツタＸｔ用いた例を併記した如く、本
発明ではフヲツタス中に適量の反応促進剤を配合するこ
とによって脱燐効果及び脱硫効果を著しく高めることが
できる０反応促進剤とは精錬促進効果を有するもので、
最も一般的なｔのとしては炭酸す）譬つム、ホ！酸す）
曽つム、氷晶石等のアｌＩ／力曽金属化舎物が挙げられ
、中でも炭酸す）リウムは高い脱燐・脱硫促進効果を発
揮すみ０反応促進剤は本発明において必須とするｔので
はないが、その効果を有効に発揮畜せる為には溶銑１ト
シ尚１１１Ｗ４以上添加すべきである。しかし添加量が
多す「ゐと耐火物ＯＩＩ損が蕾しくなｐ、精錬促進効果
もそれ以上はｈｉｐ改曽され１に％Ａので、溶銑１）ン
当１１０−以下に止めるべ暑である。実験Ｏ結果確認畜
れた反応促進剤の最も好ましい範囲社、溶銑１）シ巖！
＄１−１・−で且つＣａＯ＠加量め一〜−〇範囲であっ
た。

次に酸化鉄及ｔｊｍ１１剤について添加目的等を説明す
る。ｔず酸化鉄は、■その分解による溶銑の冷却、■ラ
ツテクスの融点を降下させることによるフラックス舎メ
／７１／反応の促進、■ラツテクスの曽索ｌテンＶヤに
上昇による脱燐反応の促進、等の効果を期待するもＯ″
Ｃあるが、＊銑１）ｙ尚りｓＫＱ以下ではこれらＯ効果
が有効に発揮されず。

一方５ｏＫＱを越えると溶銑の温度が下ｐす「て次工程
に支障を来たす他１脚素及びマンガンの酸化損失が著し
くなる。酸化鉄としては（Ｊｌｌ／スケ−Ｖや欽鉱石等
が最も一般的である。媒溶剤としてはｃａｙ、或はこれ
を主成分として含む壁面が最も一般的であり、ラツテク
スの融点を低Ｔｉせると共に流動性を高めて溶銑との反
応性を向上させ、更には脱燐反応を促進畜せる作用もあ
る。これらの効果は溶銑１トン当りＬＬ２以上添加する
ことによって有効に発揮されるが、その効果は溶銑ｌト
ン肖り約１０−で飽和しそれ以上添加しても耐火物の連
携が著しくなるだけである。！ｌ！験によって確認した
媒溶剤の最も好まし一範囲は、ＷＩＩＩトン当り１〜１
０−で且つｃａｏ添加量ｔｏ”４Ａ−〜の範囲であった
。

次に酸素の上吹きは、嬉１図で説明した如く溶銑中に吹
自込まれるラツテクス及び命ヤ曽ヤダスの浮上部に内け
て行なわれ、溶銑表面で曽化脱燐反応を行なうもＯであ
り、請上吹自量と脱燐効率は密接に関連している。実験
により確認したところでは、上記の効果を有効に発揮さ
せる為には、溶銑１））’ｍりの酸素上吹１量１１％ｍ
”以上とすべ自であｐ、壜た脱燐効果は１１Ｎ−で飽和
しそれ以上にすゐと脚素Ｏ駿化損失が曹しくなるので、
讃素上吹自量辻藩銑１）２轟！！〜１１′Ｈ■の範囲に
設定すｈｅがよい、ｔたラツテクスの吹１込み深ｉｉも
脱燐率及び脱硫率に相轟影響す為と考えられるので、実
験デーＩＱ中から他の操業条件ははぼ一窒でツツツタス
吹龜込み１１名のみが異なるデータを遥刺し、脱−率及
び脱硫率を比較し丸。

結果は第１表に示し食通シで、吹自込み深さか８０〜３
！Ｓ−では脱燐率、ｌ１ｉｌ！率典に不十分であるが。

４０ａ以上にす墨と高−脱燐・ｌ１ｌｌ！率１ｍゐこと
がで自る。

壜を省略し得る様、溶銑予備処理段階で燐及び硫黄を共
に０．０！−以下に’ｔて減少し得る条件で脱燐悠ｌＩ
を行なつ穴場合Ｏ％溶銑成分の経時変化を示したもので
あゐ、但し便用した溶銑０１１含有率は０．１１＆、フ
ラツタス組成は溶銑１）３／尚ヤＣａ　Ｏ：　８．　＠
　ｒ４、電ｗｘｗ−ｓｒ：　８．８１４．壁面：１８−
とし、−素上吹き量は溶銑１）ン尚９１？Ｈａとした。

第７図からも明らかな様に、本発明によれば、ＣａＯ原
皐位１１．６　＆ｉ　／１１１銑１　）　ｙ　テＩＡＩ
ＩＩ　Ｆ−（Ｌｏｌｌ−と十分に目的を達成できる。こ
れに対し溶銑予備脱燐を行なわずに転炉でｊｔｏ、ｏ１
１ｓＫ壇でＩＩＩ＊するには、通常ｌＩＯ〜６・Ｗ４／
ｍｌ４！ＦνＯＣ龜Ｏｔ添加して７０〜１８６４／廖鋼
１酬ンＯスフグを形成する様な精錬を行なう必要が参ｐ
。

１ これに比べると本発明では４〜（０スツグ量で十分Ｋｉ
！的を達成し得ることが分かる。

１＆九本発明によって得られる付随的効果としてＷ／ｌ
１ｉｌ効果が挙げられる。即ち本発明で社フラツタスを
溶銑内に吹自込む為に寵素中空気１１０ｊＰヤ曹ヤガス
を使用しておｐ、これに起因して溶銑の電票含有率の土
丹が懸念されゐが、本発明法を採用すると、処理菌Ｋ（
ＬＯＯＩ〜Ｏ５Ｏ・・−で６つ良膳素含有率が処ｍｉｉ
社屯ｅＯ１〜東・Ｏ鵞喚に減少し、却って１ｌｉｉ％進
行し得ることが確認された。従って本発明は低窒素鋼ｔ
Ｓゐ為ＯＮ！銑予備熱湯法としても極めて有効である。

本発明は概略板上の様に構成されておｐ、その効果を要
約すれば下記０通９である。

■安価で豊富に存在するｃａｏｔ主成分とするフッツタ
１０便用で高−脱燐・脱硫率ｔｅａことがで１ゐ。

■溶銑予備処理ならびに製鋼精錬に便用する副原料の便
用量を大幅に低減することができる。

■錫層効率が高く脱燐処ＩＩおよび製鋼時間が大幅に！
［縮されるＯ″ｅ＊ｅ＊産性する。

■生成ステダ量が著しく減少するのでａｍ処瑠が１島で
あ参、シかｔスラグ中へＯｆＩ＆分の持ち込み量が少な
ｈかも訣の歩留ｐも向上する。１＆九Ｍ１等の駿化損失
も抑制できる。

■転炉など０Ｉｌｌｌ鋼炉で使用するｃａｏｌｏ大巾な
減少により、ＣａＯと共に持ち込まれる水分量も減少す
るので溶鋼中の水素含有率を低く抑えることができ、後
工程で行なわれる脱ガス工程の短縮威は省略が可能にな
る。

■本発明は設電効果も発揮するので、低電素鋼用の予備
処理法としても有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の笑験で使用した装置を示す概略図、第
２図は燐の分配率と樵基度の関係を示すグラフ、第３，
４図は溶銑成分の経時便化を示すグラフ、第６図は脱硫
率と樵基度の関係を示すグラフ、第６図は脱硫率と処理
温度の関係を示すグラフ、第７図＃ｉ溶銑成分の経時変
化を示すグラフである。 １−・溶銑予備処理炉 ２・・・フツツタス吹き込ミランス ８−・フラックス供給＊ツバ− ４−ロータダーパＶプ　６−キャリヤガス供給管６−酸
素上吹きランス　　γ−ポーツスブッダ１２３４５ ＣａＯ／ＳｉＯ 時間（分） 時間（分） 第５図 ＣａＯ／５ｉ０２ 第６図 温度じＣ） １２８４５ 時間（分） 第１頁の続き ０発　明　者　高木弥 兵庫県加古郡稲美町和田４２５−２ ０発　明　者　勝田順一部 神戸市垂水区福田４丁目６−２３ ０発　明　者　佐々木真敏 神戸市垂水区高丸７丁目３−２ −２４５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）＄１含有率がＯ，Ｓ＊以下ＯＷＩ銑中に、Ｃ暑０
   、酸化鉄及び媒溶剤又はこれらと反応促進剤よａするフ
   ラックス粉末を、生成スツダの塩基度（ＣａＯ／ＳＩＯ
   處比）が２以上となる様にキャリアガスと共に吹き込む
   他、該ツラツタス吹き込みのほぼ全期間に亘って溶銑表
   面に酸素の上吹きを行なうことを特徴とする溶銑脱燐方
   法。 （幻特許請求の範囲第１項ＫＴｈいて、生成ヌフグの塩
   基度を８〜４とする溶銑脱燐方法。