JPS5816007A - 溶銑の脱燐・脱硫方法 - 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、比較的簡単な操作で高ＶべＡ１０脱燐・脱硫
率を得ることができる連続の脱燐電説硫方法に関するも
のである。

鋏鋼製品の品質に関する需要者の要求は止するところｔ
知らず、年々厳しくなって−る。これらの要求品質は低
燐鋼、低硫鋼及び低酸素鋼に代表されるもので、このう
ち低硫鋼及び低酸素鋼の要請に対しては、炉外精錬技術
の進歩によって（８）＜Ｑ、ＱＯｌｌｌ、（０）＜ＩＬ
・・１ｓ１１０檀低硫−ＩＩｉｉ低酸素鋼Ｏ製造が回部
になった。しかしながら脱燐に関しては有効な炉外精錬
技術がなく、％ｔｈｔ＆だに製鋼炉によみ精錬に依存し
ている。一方最近では、連続鋳造法中溶鋼の炉外精錬Ｏ
菅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ｉるが、ζＯ条件は、高温を暑もう脱燐度広に
とって有書でＴｏ１％製鋼炉での脱燐負荷を人動いｔの
にしている。ｉた今後鉄鉱石ｓｌＩ量が減少するにつれ
てその品質が低下することは明白であり％溶銑中の燐含
有率が増大すること％轟然に予Ｉｌ″Ｉ！にれる。

とζろで低燐鋼を得る方法として一般に採用されている
のは、製鋼炉による精錬を造中で中断しＰおＯ５含有率
ＯＩＩ宜つたエラグを一旦排出した後、新たＫＣａＯ中
謀濤剤を含むフヲツタス會投入してエラダｔｆｆｊｌｌ
：Ｌ、改めて精錬を行なう方法（ダブＶスラダ決）でＴ
ｏ為、ところがこの様な方法ではツラツタヌｔ！重に添
加しなければならず副原料の消費量が増加すると共に操
ｆＩｆが煩雑でであｐ、更には精錬を一時中断してスラ
グを排出することに伴なう生産性の低下は避けられな−
。

を九脱燐を効率良く進行させる為にはスラブ中の酸化鉄
量を増加する必要があるから、スラブを重重Ｋｌｌ成す
ることは銑の歩留夛低下を招（・そとで製鋼の前工程で
燐ｔｉｅ夫する溶銑脱燐法が相当以前から検討１れてい
る０例えば塩基性で且つ酸化性を示す溶融スラブ中へ溶
銑を流し込む方法（ベラｙ法）はそ〇−例で参るが、ヌ
ヲダを予めｌＩＩ！融しなければならない為操作が煩雑
で１つコス計的に不利であり、しかも満足な脱燐効果が
得られるとは限らない。

また最近開発された溶銑脱燐法として、ＣａＯ１酸化鉄
及び壁面よりな為フラッタＸを溶銑の湯量上に投入し、
窒素ガスｔＷＩ銑の底部から吹き上げるバブリング攪拌
と酸素の上吹１ｉｔ−併行して実施する方法も提案され
ている。ところが酸化精錬による溶融金属の脱燐は、樵
基度が高く且つ酸化鉄量の多いスラブを便用すると共に
処理温度を低くする程進行し易いことが確認されている
から、上記方法Ｏ様にスラブＯ融点及び粘Ｍｔ低下させ
ると共に溶銑との反応率を高め、＆目的でスラダＯ樵基
ａｔ低くＬ−７１（ＣＩＯ／＄　１０．＜ＬＩ　）。

廻には溶銑との反応率を高める目的で処理温度を高くす
為ことが要求畜れる方法は上記脱燐の進行促進という目
的にそぐわないことが明らかである。

その為安定した良好な脱燐効果を得ることは困離であり
、しかも約８０多にも及ぶ蒙化鉄含有エッグを使用しな
ければならな一為鉄の歩留ｐ−ｔＩＡＩ！Ｉい。

この様な精錬上の問題を解決する方法として、Ｈａ、Ｃ
Ｏ３１を用いる溶銑脱燐法が開発された。この方法は優
れた脱燐能を示し且つ同時に脱硫も進行するので、優れ
た精錬法として注目されている。

ところがこの方法には、■耐火物Ｏ廖損が蕾しい。

■Ｎａ、Ｃｏ、の吸熱分解に応によって溶銑温度が相当
に低下すゐ、■精錬能Ｏ温度依存性が人動く１０００℃
程度の高温域では脱燐・脱硫反応が極端に低下する、■
処曹後のスラブは水Ｋｊｌｌ解して強アルカ蓼性を示す
Ｏ″ｅｔｓｉにより！次会書が発生し、また１ｉｒａ、
Ｃｏ、ＦｉｃＩＩＯＫ比べて高価であるので工業規模で
実施する為にはスラグからＯＮ　ｌ　ｍ　ＣＧ　３８１
１収設備が必要になる、等穏４の問題が山積している。

本発明者等は上記の様な事情に着目し、豊富で安価な資
源で弗るＣ龜０を主成分とするフツツタスを便用して効
率良（溶銑中の燐を夫夫し得る方法を開発すべく研究を
行なった。その結果、ｓ１含有率が０．８−以下ＯＷＩ
銑に対し、ＣＯＯ−酸化鉄一謀廖剤よシなる３元系フラ
ツタス又はＣａＯ−酸化鉄一謀廖剤一反応促進剤よりな
ゐ４元系ブラックスを適尚なキャリヤガスと＃に吹き込
み。

且つ溶銑表面に酸素を上吹きする方法を採用すれば、従
来法よｐも高い脱燐効果が得られ五つ脱硫率も高め得る
ことを１ｕｌｌ　Ｌ、別途特許出願を行なっていた。し
かしながらこの方法にしても、約１ｏｔｓ−ｏ、ｏｓ＊
ｏｗで変動する溶銑中のＣＩ）を、安定して０．０１１
１１以下ｏｖべｗ＊−’ｅ除夫夫−る為には多量の７ラ
ツタスを要し、しかも例えば（Ｓ）含有率０．０ｉ１１
１．　ＣＰ）含有率０．１１＆ＯＷＩ銃！　（Ｓ）　含
有率≦ＩＩＩＪＩｓ１ｉＫ１で脱硫すると、製品の〔デ
〕Ｖべ〜が釣（Ｌｅ（ＩＩ−と過剰品質気味になると−
う問題がある。鷹＊、ｃａｏと媒溶剤の混合粉末を多量
の酸素と共に溶銑中に吹龜込む溶銑脱燐法も知られてい
るが、この方法によっても脱燐と脱硫Ｏｊｌ閥的！達成
することはできない。

本発明は、上記の様な問題を解決する為に溶銑予備処理
を脱燐期と脱硫期に分離し、しかもその間の強制排滓工
程を省略して脱燐と脱硫を連続して行ない、少ないフヲ
ツタス量でもバランスＯとれた低燐・低値Ｖべｗｅ廖溶
銑提供できる方法に関するものであり、鳥体的には、脱
燐処理後のスフダＯ樵基度が１０臘上、曽化鉄含有率が
１６１１以下となる様に、ＣＯＯを青むフツツタスで溶
銑を脱燐し、次いでヌツダの強−夫夫を行なうむとなく
、溶銑中に脱硫剤をキャリヤガスと共に吹き込んで脱Ｉ
Ｉ！を行なうところに要曾が存在すゐ。

溶融金属Ｏ脱燐は以下に示す如く酸化反応によって進行
する。　・ ’４ｏ、＋ｙ健→ｙ＠。

ＩＣｌ０＋１　ＣＰ）＋５Ｆ＠６−４ＣａＯ−デ、Ｏ，
＋５Ｆ＠４ＣａＯ＋１（デ）＋８Ｆ＠０−４ＣａＯ−Ｐ
、０６＋５ν・従って一般に突施されている浴銑脱燐で
は、高樵基度で且つ酸化鉄含有量の多いスラグによる酸
化精錬が採用される。

一方脱硫は以下に示す如く還元反応によって進行する。

ＣｌＯ＋　（８）　−Ｃａ　８＋　（０）（Ｓ　ｉ）＋
２　（０）−８ｉｏ。

（Ｃ）＋　（０）−ｃ。

即ち脱燐と脱硫は相反する夏応環塊によって進行するか
ら、脱燐と脱硫を同時に効率良く行なうことは原理的に
困難である。シ町も処理工程で脱燐スラグと脱硫スラグ
が溶銑と接触すると、スラブ中にせっかく固定され危燐
と硫黄が下記の反応によって溶銑中に戻り、最終的に十
分な脱燐・脱硫率が得られない。

ＣＩＳ＋Ｆ・０−４Ｃ畠０＋　（Ｓ）＋Ｆ・１＄Ｃａ８
＋Ｐ、Ｏ，−４ＣａＯ＋２　（Ｐ）　＋５　（８）この
様なことから、脱燐と脱硫を１つの予備処理炉で連続的
に行なう場合は、脱燐又は脱硫処理Ｏ後−且生成エッグ
會診自、再び脱硫叉は脱燐エラグＩｓ成し、ＩＲ＊に分
けて処理する必要があった。しかしながら溶銑処理工程
中にスラグを除去する作業は最も厄介な工程の１つであ
ｐ、■排滓時のＷＩ融金金属流出による歩留り低下、■
排滓時間の消費に伴なう生産性の低下、を招くと共に■
スフグＯ完全排出は極めて困難であり大なり小なり復燐
・復硫現象が起ζる、等の関門がある。

これに対して本発明は、中間排滓工程を省略して脱燐と
脱硫を連続的に行な％ＡＩＩる方法を搗供するもので、
基本的には、■ＣａＯ系フラッフラックス内に吹き込む
脱燐法を採用すると、高填基度。

低酸化鉄含育率のスラグであっても優れた脱燐率が得ら
れること、及び■この様なスラグは高融点で高粘性を示
し、これを脱硫処理後のスラグと混合しても復燐及び復
硫反応は殆んど起こらないこと、という２つの確認結果
を基に完成したものである。

即ち本発明では、最初に行なわれる脱燐処理後のエラダ
Ｏ填基度（ＣａＯ／ｓｉｏ、比）が１０以上で且つ酸化
―食有率が■Ｉ以下であればどのようａｌｌｌｌ法を連
用しても良−が、ζＯような高樵基度、低−化饋食書率
ＯエラダによＡｌｌ銑Ｏ脱燐はつぎのような方１１１に
よって１島に達成することがで自為、すなわち少なくと
％ＣａＯと酸化鉄を舎むフフッタｘｔ＊銑申に吹自込む
、ζζで脱燐エラダＯ填基度は、被処環濤銑中のＳｉ食
有率に応じてＣａＯ添加量を調整することによｐ審島に
コン）Ｅｌ−＊することがで１１み、即ち溶銑中のＳｔ
は脱燐工程で殆んどが酸化されてｌ０８Ｋ変換しスラグ
中に移行するので、Ｊ１１銑中０８１含有率を予め測定
してシーて脱一工程で生成するｓｉｏ、量ｔＸ出し、ζ
６ｊ１１Ｃ応じて（ｇｏ／１１１１０ｍ比を１０以上に
すゐに鳥るｃａｏｔ添加すればよい、！Ｉ！験により確
認し食ところでは、処理藺ＯＷＩ銑中に含まれる＄ｌｊ
ｌをＸ−としたと童、溶銑１）ｙ尚ｆ）６０ＸＫ４００
ａＯｆ添加してやれｄ、生成スラグの樵基度を曹賓ＫＬ
Ｏ以上とすゐζ七ができ、高い脱燐・脱硫効果を確保魁
、得ゐことが確認された。但しＣａＯ添加量が多す「る
と、フラックス量の増加に伴なう副原料費Ｏ増大、生成
エラダ量の増大に伴なう鉄分Ｏ歩留ｐ低下が現われるの
で、溶銑１）ｙ轟ｐ＄Ｏ−程度環子に止めるのがよ−０ 次に酸化鉄は、■その分解による溶銑Ｏ冷却、■フッツ
タｙＬＯ融点降下によるフラックス・メタ１１１ＫＷＳ
Ｏ促進、■フラックスの酸素がテンＶ’ｒｌＷ上昇によ
ｈｌ！燐反応Ｏ促進、等ｔｉＩ的として添加量れる。し
かしながら脱燐処理後におけるスラグＯ酸化―含有量が
多くなｐすぎ為と、次に行なわれる脱硫効果が阻書畜れ
十分を脱硫率が得られなくなるので、該エラダＯ＠化訣
食有率が１ｂ哄以下となる様に酸化鉄ＯｉＩ加量を走め
る必要がある。

このほか通常はＣ蟲ν息或−はこれを主成分として含む
壁面等の媒溶剤が併用畜れる。即ち媒溶剤はツツツタＫ
Ｏ融点を低下畜せみと共に流動性を高めて溶銑との反応
性を高め１．更には脱燐反応を促進させ為作用が′ｈシ
、これらの効果は溶銑ｌ）ン！Ｉｊｌ−程度以上Ｏｓ加
で有効に！Ｉ揮される。

しかしながら上記の効果は溶銑１）νＭ１１１０４程度
で飽和し、それ以上添加すると耐火物の溶損が着しくな
るので、１０ＩＣ＋１／）ン以下に止めることが１まれ
る。

また反応促進剤（代表例としてはＮｌｌ、Ｃｏｓ等のア
Ｖ力！金属化合物が挙げられる）も添加剤として極めて
有効でＴｏｐ、優れた脱燐促進効果を発揮し、その効果
は溶銑１艷ン当り約１９以上ＯＩｌ加で有効に発揮され
る。しかし多す「ると耐火物ｏＨ損が著しくな９、精錬
促進効果もそれ以上はあまり改蕾されないので、溶銑１
）ｙ当り約１０−以下に止めるのがよい。

上記のフラックスは章素ガヌや空気等の會ヤリャガヌと
共に溶銑中に吹き込まれ、一時に酸素の上吹きを行なっ
て前半Ｏ脱燐処理が行なわれる。

即ち上記方法で使用するフラックスは前述の如く填基度
が高く、高軟化点で流動性も乏しいから、単に溶銑ｏｗ
ｈｍ上に投入して攪拌するだけではスラグ・メタル反応
を効率良く進行させることができないが、午ヤリャガス
と共に溶銑中に吹き込む方法全採用することによってス
ラグ・メタ、４／に応が蕾しく促進され、酸素の上吹き
とも相俟って高い脱燐率を得ることがでｔｋＪ＆。

尚フヲツタスＯ吹き込み及び酸素の上吹きは第１図（図
中１は溶銑処理炉、意はフフツクス吹き込みランス、８
はフラックス供給＊ツバ−１４はローフｖ−パｙプ、６
は争ヤ曽ヤガス導入管、６社酸素上吹きランスを夫々示
す）Ｋ示す様な装置によって行なわれるが、図示した如
く酸素上吹きランス６は、溶銑中に吹暑込すれたツツツ
タヌ及び等ヤ１ヤガヌが湯ｗｉに浮上する位置をねらう
橡に配置するのが最も効果的である。即ちと０１１１配
置とすれば、ツフツタヌと共に湯面上に浮上して１１九
燐が効率良く酸化され、生成スラグに捕捉されて１６ｍ
上に分離されるから、脱−率が更に高まる。尚酸素の上
吹き量は特に＠定量れないが。

最を好宜しいのは溶銑１トン！！す！〜１１）ｉ−の範
囲である。しかして１ＮＩｎ”５１ｅ満ては酸素量が不
足して十分な脱燐率が得られに＜＜、一方１１Ｎｍ’程
度で脱燐率はほぼ飽和しそれ以上増加しても脱−率はそ
れ以上改曽畜れず、経済的に無駄で６為。

以上の様にして脱燐処理を行なった後は、生成スラグ１
ｗ鯛的に除去することなく、脱燐溶銑中にキャリヤガス
と共に脱硫剤を吹き込んで脱硫を行なう、脱硫剤として
は公知のものがすべて使用できるが、１ｌｋ４一般的１
に０はＣａＯ１ＣａＣ，又はＮａｊＩｃｏｓｔ主成分と
すゐ％Ｏであ９％これは窒素等の非酸化性ガスと共に吹
き込むのが最も有効である。しかして脱硫反応は前述の
如く還元反応によって進行するから、酸素等の酸化性ガ
スを使用すると脱硫の目的は達成されず、勿論この工程
では酸素の上吹１１％行なわない、ｔたフラックスをキ
ャリヤガスと共Ｋ）１銑中に吹き込む方法を採用するこ
とにより、フラックスが溶銑内を浮上する過程で脱硫反
応が効率良く進行し、高い脱硫率を得ることができる。

ちなみに脱燐スラグ上に脱硫用フラックスを投入して脱
硫を行なかうとすると、脱燐スラグ中の酸化鉄が脱硫用
フラックス中に混入して含酸化鉄スラブとカリ脱硫効率
が普しく低下すると共に、せっかく脱燐スラグに捕捉さ
れた燐が溶銑中に戻り、最終的な脱燐率自体を不十分に
なるが、本発明であれば溶銑内を浮上する過程で脱硫反
応が進行するから、脱燐スラグ中の酸化鉄による障害を
受ける恐れはな−、しかも仁の段階ですでに生成しでい
る脱燐スラグは、前　　′述の如く高樵基度でＴｏＩ高
融点で流動性に乏しく、且つ酸化鉄の含有率も低く抑え
られているから、溶銑表面での復燐も殆んど起こらない
、それ故、脱燐の後生成ヌツダを強制的に排除すること
なく脱硫処理を行なってｔ１復憐現象を起ζすことなく
高い脱硫率を得ることがてきる。こａＳＫ本発明では脱
燐処理後Ｏスラグを強制除去すゐことなく連続して脱硫
処理を行なうところに特徴がｉるが、更に高Ｖべｗｅ脱
燐・脱硫率ｔｌＩる為に脱燐エラダ〇一部を論幽すゐこ
とも可能である。

本発明は概略以上の様に構成されてお夛、そ０効果を要
約すれば下記Ｏ遁９である。

■脱燐処理後のエラダＯ樵基度が１０以上、酸化鉄含有
率がＩＩＩＧ以下となゐ様’ｔ＊銑の脱燐を行なえばそ
ｏｎ★引暑続−て脱硫ｔ−りなってｔ復燐及び脱硫効率
の低下が趨こらず、中間排滓を省略した場合でも高−脱
燐・脱硫−を得ることがで自る。

■脱燐に便用す為副原料は安価で豊富に存在するＣａ０
ｔ主成分とすゐもの１：Ｔｏるから経済的であり、しか
も耐火物ＯＷＩ損も抑制で１する。

■ダブルスラグ涜に比べてフッックスＯｇ！用量を減少
することかで自、経済性は更に向上する。

しかもスラグ量の減少く伴なって酸化−の排出量も減少
するから、鉄資ｇｏ無駄な消費が抑えられる。

■中間排滓の省略によって作業性及び生産性が向上し、
更には中間排滓時の溶銑の流出も一切起こらないから、
鉄の歩留りが向上する。

次に実験例を示す。

実験例１ 第１図に示した様１ｋＷＩ銑予備処理炉を使用し、９〜
１５）ＶＯ溶銑Ｏ１１燐・脱硫連続処ａｔ行なった。ま
ず脱燐処理は、ｇｔ表に示す成分組成のブラックスを膳
素ガス（溶銑１））／ｆｉす０．０６〜０．０７Ｎｍ／
分）と共に吹き込み、酸素ガスを上吹−しえ、脱燐魁珊
時間は４〜−分とした。

次に脱ｆｓスッグを除夫することなく、第１１１に併記
した脱硫用フツツクスｔｉＩ素ガス（溶銑ｌトｙｉｊ）
　０．０５−０．０７　ｘｒｌ１分）、１ｔＫｌ銑中に
吹−込み、脱硫を行なった。

結果ｔａｇｓ表に一括して示す。

上記Ｏ実験例は何れも本発明の要件を充足する寮施例で
あり、何れも高−脱燐・脱硫効果が得られている。特に
脱硫剤としてＭｌ、Ｃｏｓ會便用し九突験翫においては
、ｌｌ＊１９ダを造中で全く夫夫していないにもかかわ
らず脱硫後の脱燐率線さらに向上しており、脱硫工程で
も若干Ｏ脱燐が進行していることが理解される。ｔた他
の脱硫剤についても脱硫工程でＯ復燐量は許容できる範
囲内であった。Ｉ！に本発明によればＣ及びＭ−の酸化
損失も比較的少ないと−う利点も享受し得ることが分か
る。

尚比較の為実験−１と同じ脱燐ブラックス及び脱硫剤を
使用し、脱燐工程では脱燐７ツツタスを溶銑上に投入し
炉底に設けたボーフスデラダ（第１図に破線で示した符
号７）から窒素ガスを吹き込んでバブリング攪拌しつつ
酸素の上吹自を行ない、脱硫工程では脱燐スラグを夫夫
することなくこの上部に脱硫剤を投入して同様に窒素ガ
スによるバブリング攪拌を行なった。その結果最終脱燐
率は６１哄、最終脱硫率は２１憾と何れも極めて低％／
％％Ｏ″ｔ”ｉ′）た、宜た脱燐処理後に測電した中間
の脱燐率は６１１＆と比較的高かったが、最終的に上記
０１１に低下しているのは脱硫工程で復燐を起こした為
であることが明由である。

夷験例鵞 実験例１０方法に準じて、脱燐ＩＩＯスフエラ成が脱燐
率及び脱硫率に及ぼす影響を調べた。尚脱燐フラッタス
ジよび脱硫剤としては第１表に示し良４０を用い九、但
し実験Ｍａｌｅ〜１冨では脱燐後スラグ中の酸化鉄量を
１ｓ悌以上とするために。

脱燐工程末期に電〃ヌケ−Ｉｋｌを溶銑上に添加した。

結果１第３表に示す。

第８表からも明らかな様に、脱燐ヌフダＯ樵基度又は酸
化鉄含有率が規定する要件を外れると、ＩＵＩ工程で高
しベ、Ｉｌ＆１０脱−率を得ることができなかったり、
脱硫工程における復燐が著しく、或いは脱硫効率が蕾し
く医書される等の問題があｐ。

何れの場合も十分な脱燐・脱硫率を得ることができない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶銑予備処理法を示す概略説明図である。 １−溶銑予備処理炉 ２−ブラックス吹き込みランス ８Ｈ−ブラックス傘ツバ− ４−ｖｘ−タリーパにプ ６−キャリャガス吹き込み管 ６−酸素上吹自ツンス 出願人　　株式会社神戸製鋼所 第１図 第１頁の続き ［相］発　明　者　勝田順一部 神戸市垂水区福田４丁目６−２３ Ｃ４０５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ烏０系フラツタスを用い、処ｍ１ｉｏｘフダｏ
   ｊｍ基度（ＣａＯ／ｌ！　ｔｏ、）＃ＬＯＬｌＬ上、ｗ
   化鉄含有率が１６−以下となる様Ｋｌ銑を脱燐処理し、
   次いでスラグの強制除去を行なうことなく、溶銑中ヘキ
   ャリャガスと鈎に脱硫剤！吹き込んで脱硫処理すること
   ｔ特徴とする脣銑の脱燐−脱硫方法。