JPS58207315A - 製鋼法 - 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】 本発明は酸素上吹き製鋼法を用いて伜を溶製する方法に
関する。

酸素上吹き製鋼法において溶鉄＜ｆｇ鋏又は溶鋼）へ造
滓剤を添加する場合、副原料である生石灰、石灰石、蛍
石、ドロヤイト等を粉体にして単に添加すると、炉内反
心により発生する一酸化炭素ガス等の圧力によって飛散
するので、これを防止するために塊状のまま投入して添
加するのが音曲である。

このような！１．１Ｍ法においては、通常、脱珪期前後
にスロッピングが発生しやすい。この傾向は、生産性を
向上させるために行う高速吹錬において特に−著である
。その理由は、生石灰、石灰石の主取分が高融点（２５
７０℃）の酸化カルシウム（ＣａＯ）であるので、これ
ら′（ｒ−脱珪期に完全溶解させ、滓化を促進させるこ
とが困難であるからであり、またこれらを大量に投入し
ても脱珪期終了時におけるスラグ塩基度が１．５〜１．
６種反の極めて起泡性が大きいスラグが生成するからで
ある。更に脱珪が終了した後、脱灰反！５によりガス発
生筒が急激に増大することも、スロッピングの発生を助
長する０ これに対処する方法として、不活性カス、酸素ガス、二
酸化炭素ガス、窒素ガス、プロパンカス等の撹拌用ガス
を洛；″　　吹き込み、スラグ−メタル反応を均一に進
行させ、急激なガス発生を防止することが行われるが、
吹錬の高速化に伴うスロッピングの発生を十分に抑制す
ることは困難である。

また造滓剤を塊状のまま添加する場合にけ、吹鍾末期ハ
滓化が不安定となり、吹錬終点における溶鋼中の燐濃度
ＣＰ）が一定せず、成分外れによる品質の低下、再吹錬
の実施による生産性の低下、合金鉄及び媒溶剤の消費量
の増加等の問題点か生じる。

これに対し、例えば本願出願人が特１１１１ｍ　ｌＩＭ
　５６−９３１１号において提案したように、造滓剤の
うちの１種の粉体又け２種以上を混合した粉体を上吹き
酸素気疏、へ混入して溶鉄へ添加し、且２、酸素上吹き
に・よる吹錬操作の期間中文けそｈ鐙紛〈吹錬終了後の
排出期間才で、不活性カス、窒素ガス、酸素ガス等の撹
拌用カスを浴面下へ吹き込む精妙法があるが、この方法
は優れた精錬特性を有する。

然るにこの方法も、生石灰等の粉体の添加速度によって
は、脱珪期終了前後にスラグ塩基度が１．５〜１．６と
斤っでスロッピングが発生したり、粉体の添加を吹錬中
途で完了してしまうと軟鋼後期の鋼浴温度の上昇と共に
スラグより鋼浴への復燐が起こり、吹錬終点における溶
鋼中の燐濃度ＣＰ）が一定しない等の問題点が生じる。

更に添加する造滓剤の全部全粉体として添加する体合は
、造滓剤を粉体にするための粉砕コストが大きいという
問題点もある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされた
φ、のであり、脱珪期終了前後のスロッピングの発生を
防止し、吹錬後期の鋼浴温度の上昇に伴う復燐を防止し
、吹錬末期の滓化を安定させることにより、吹錬の安定
化、成品５１７７）品質の向上かび原料歩留りの向上を
因ることを目的とし、□ 更に造滓剤の粉体を上吹きするために必要な粉体造滓剤
全得るための造滓剤の粉砕費用の低減を図ることを目的
とする。

木発Ｆ３Ａに係る製鋼法は、浴面下への撹拌用カス吹込
みを伴う酸素上吹き製鋼法において、生石灰、石灰石、
ドロマイト等の１種又は２種以上を含む造滓剤と、必要
によりマンガン鉱石及び／又は酸化鉄を、全添加量の７
０％以下は塊状にて溶鉄へ投入し、残部け゛粉体状にて
上吹き酸素気流へ混入して溶鉄へ添加することとし１、
脱珪期終了迄に粉体状での造滓剤添加によりスラグ塩基
度を２以上となし、吹錬終了の少なくとも２分前から吹
錬終了迄の闇には粉体状での造滓！Ｉ−１添加を行うこ
とを特徴とする。

以下未発閑の実施例を示す図面に基づいて詳細に膜中す
る。第１図は本発明のす施状態を示す模式的縦断面図、
第２図は本発明の実施に部用する上吹き酸素ランスのノ
ズルヘッド部の構成を示す縦断面図、第３図はｉ同じく
底面図である。

ＣＶは転炉であって、該転炉ＣＶ囚へは、高炉から出銑
された溶銑、が溶銑予備処理を施された案に装入され、
該溶銑に対して炉口Ｃｖ１から挿入さ゛れる上吹き酸素
ランスＬにより吹鋲用鍍素カスが吹き込捷れ、転炉吹鈑
゛が行われる。更に該上吹き酸素ランスしは、後に詳述
するように、前記吹錬用酸素カスと共に粉体造滓剤を吹
き込むためにも用いられる。

転Ｈｃｖの上方には、吹錬中に炉内で発生する枡カスを
回収してこれを排ガス処理設備（図示せず）へ案内する
ための排ガス回収７−ドＨが、その開口部を炉口Ｃｖ１
の上方に位置させるようＶＣ設置されている。この排ガ
ス回収フードＨの適宜位置には、副原料投入シュートＳ
が設けられており、該シュートＳからに造滓剤が塊状の
まま転炉ｃｖ内へ投入添加される。

前記上吹き酸素ランスしは、ノズルヘッド部Ａというラ
ンス本体ＢＪから構成されており、このノズルヘッド部
Ａの内部は同心的に配設された円筒壁１，２．．３．４
によって粉体供給路１１．＃！、素供給路１２．冷却水
供給ｌ＃ｔ１３．冷却水排水路１４が同心的にノズルヘ
ッド部の中心側がら外周ＩＩＩ：にこの順序で形成され
ている。ノズルヘッド部Ａの下面はその中央部に開口す
る中央部ノズル１５及び該中央部ノズル１５の同心円上
に相互に等角度隔てられて開口する３個の周辺部ノズル
１６を除いて閉鎮されており、前記粉体供給路１１の下
端は中央部ノズル１５ｆＣ，また酸素供給路１２の下端
は各周辺部ノズル１６に夫々連通され、また冷却水供給
路１３と、冷却水排出路１４との下端はノズルヘッドｆ
ｆ１ｓ　Ａ内に形成した円筒壁３下方における連通路１
７によって相互に連通されている。ノズルヘッドＩＪｓ
　Ａの各円筒壁１〜４の上端部はランス本渾Ｂを構成す
る前記各円筒壁１〜４と同径であって、且つ同心的に妃
股された内管５．中管６仕切管７．外、管８の各下端に
連結されている。そして図面ｖｃは示してＩＩ−ないが
内管５の上端は生石灰、石灰石、蛍石、ドロマイト等の
造滓剤のうちの１種の粉体又は２種以上を混合した粉体
（以下単に粉体という）と、必要によりマンガン鉱石、
酸化鉄の１種又は２種以上全貯留するタンク及び酸素カ
ス、不活性ガス（アルゴンガス等）、窒素カス、水蒸気
等のキャリアガス用のタンクに接続されており、前記粉
体は酸素ガス、不活性ガス等のキャリアガスに伴われて
内管５２円筒壁１内に形成された粉体供給路１１内を経
て中央部ノズル１５に導かれる。また中管６の上端は酸
素タンク（図示せず）に連結されており、中管６と内管
５との間及び円筒壁１と２との＠に形成される酸素供給
路１２ｆ経て各周辺部ノズル１６に導かれる。

仕切管７の上端は給水タンク（図示せず）に、ま念外管
８の上端は排水１ｖｌｌ（図示せず）に夫々接続されて
おり、中管６と仕切管７との間及び円筒壁２と３との而
に形成される冷却水供給路１３を通じてその下端の連通
路１７に達Ｌ２、この連通路１７を経て円筒壁３と４と
の間及び外管８と仕切管７との間に形成される冷却水排
出路１４を経て排水され、ノズルヘッドＦＭＳ　Ａ及び
ランス本体Ｂｉ冷却するようすζなっている。

中央部ノズル１５け粉体供給路１１下端に連なる導入ｆ
ｌ！＋１５ａ及びＢ導入部１５ａ下端に連なるスロート
部たる円筒部１５ｂを粉体供給路１１の軸心線と同心的
に形成して構成されている。導入部１５ａは粉体供給路
１１下端から下方、すなゎち噴射口側に行くに従って緩
く縮径されて内周壁が逆円錐台形をなすよう形成され、
また円筒部１５ｂけ導入部１５ａ下端と同径であって、
その下端は噴射口としてノズルヘッド部Ａの下底面に開
口しており、粉体供給路１１内をキャリアガスに伴われ
て給送されてきた前記粉体は導入部１５４円筒円筒部ｂ
を経て加圧され、加速されて円筒部１５ｂの延長上に真
直ぐ噴射される。

粉体供給路１１の軸心線に対する導入部１５ａ１周壁の
傾斜角α、導入子へ１５ａの軸長方向の長さ１１、並ひ
に円筒部１５ｂの直径ｄ１円筒部１５ｂの軸長方向の長
さｌ、については特に限定するものではないが、導入部
１５ａ８壁の傾斜角αは余り大きいと前記粉体に対する
抵抗、−換言すれば前記粉体より受ける研削作用の影響
が大きくなるため必要な粉体速度が得られる範囲内で可
及的に小さくするのが望ましい。

また周辺部ノズル１６は酸素供給路１２の下端に連なる
スロート部たる円筒部１６ａ及びこの円筒部１６ａＫ連
なる末広部１６ｂによって構成されている。円筒部１６
ａけ酸素供給路１２下端のＵ字形遮閉壁の内底部から、
下端側が中央部ノズル１５の軸心線に向けて接近又は離
反するよう斜め下向きに角度θで傾斜して形成、されて
おり、また末広部１６ｂけ上端側から下端側に向うに従
って緩やかに拡径して形成され、その軸心線は円筒部１
６ａの軸心線と同一直線上にあって、下端側が中央部ノ
ズル１５の軸心線側に接近又は離反する回きて角度θで
傾斜して形成されており、末広部・１６ｂの粉体供給路
１１側の固壁は中央部ノズル１５の軸心線に対し、これ
に接近する向きに角度θ１で傾斜し、また反対側の８壁
は中央部ノズル１５の軸心線から離反する向きに角度θ
２で傾斜しており、酸素供給路１２内を給送されてきた
酸素カスは、円筒部１６ａ１末広都１６ｂを経て加圧さ
れ、加速されて末広部１６ｂの延長線上に噴射される。

このように構成された上吹き酸素ランスしは、第、図、
示すよう１、そゐ先＠装置が転炉ｃｖ内の溶鉄（予備処
理後、転炉Ｃｖ内へ装入された溶銑又は精錬されつつあ
る溶鋼）の湯面に対して所要高さとなるように挿入され
る。そして前記ランスＬの中央部ノズル１５からキャリ
アガスに伴われて噴射さ篩粉体と、その周辺部ノズル１
６から噴射される酸素ガスとけ、相互の流束が前記溶鉄
の湯面又は火点において交叉するように噴射され、その
結果、前記粉体は散乱されることなく浴中へ誘導される
。このように前記粉体を上吹ぎ酸素気流へ混入して溶鉄
へ添加する理由は上吹き酸素気流中に混濁する前記粉体
が直接火７Ｑへ供給され、急速に滓化され、任意の時点
でスラグの塩基度を制御することができ、また前記粉体
が酸素と共に溶鉄中に突入した後、浮上する過程におい
て直接脱燐が進行し、浮上後の急速滓化と相俟って脱燐
脱硫が円滑に行われるからである。なお上吹き酸素ラン
スとして通常のランスを用いて吹欝用酸素気流中に前記
粉体を混入させる方法も可能であるが、この方法によれ
ば高圧酸素ガス用配管内に前記粉体を供給する装置が必
要となり、設備費が増大して好ましくない上、粉体によ
るラバールノズルる。

前記転炉ｃｖｖｃＩｒｉ、その炉底又は側壁に単数又は
複数の（第１図においては炉底に２個の）羽口Ｎが設け
られており、該羽口Ｎがらは不活性ガス（アルゴンガス
等）、窒素ガス、酸素カス、−酸化炭素ガス、二酸化炭
素カス等のうちの１種又は２種以上が０〜０．５Ｎｍ３
／分・Ｔ　の吹込み量にて吹き込まれる。この吹込み量
を０−０．５ＮｍＶ分・Ｔとしたのけ、それが０．５　
Ｎｍ’　７分・Ｔを越えると中高炭酸におけるスラグ中
の酸化鉄＃　Ｉｔ　（Ｆｅｄ）が急激に減少し、前記粉
体（例えば粉状石灰）を上吹き酸素気流へ混合して添加
しても中高炭素鋼の脱燐が十分性われないからである。

さて上述したように転炉吹錬ｆ実施する場合において、
造滓剤を溶鉄へ添加する条件に、吹釧開始から脱珪終了
迄にスラグ塩基度が２以上となる１１１ ように、且つ、吹釧終了の少なくとも２分曲から吹錬終
了迄の闇、粉体状での造滓剤添加を行うこととする。

このように脱珪期終了迄にスラグ塩基度が２以上となる
ようにすることを条件とするのは、脱珪期終了前後に発
生するスロッピングを防止し、鉄分等の損失を防止する
と共に操業の安定化ｆ図るためである。即ち、脱珪期終
了前後から脱炭反応によるガス発生が著しくなるが、そ
の時点までにスラグ塩基度が２以上としておくと、スラ
グの起泡性が小さく、スラグのガスによる膨張が抑えら
れてスロッピングの発生が防止されるからである。

な、お、本発明にあっては、前記粉体を上吹き酸素気流
へ混入し、これを直接火点へ供給することとしているの
で、供給した時点における滓化率は略１００％となり、
容易にスラグ塩基度を制御することができ、脱珪期終了
時までにスラグ塩基度を効率的に２以上とすることがで
きる。因みに、第４図は、横軸に溶鋼中の炭素濃度（Ｃ
）’（ｒ−１縦軸に滓化率をとり、造滓剤の添加方法ｆ
変化させた場合の滓化率の比較結果を示すグラフである
。図中、（イ）は浴面下への撹拌用カス吹込み（底吹き
ガス：アルゴンカス、吹込み量：　０．　Ｉ　Ｎｍ３／
分・Ｔ）を行いつつ造滓剤の粉体？上吹きする方法、（
ロ）は同じく浴面下への撹拌用ガス吹込みを行いつつ造
滓剤を塊状のま捷添加する方法、またＨけ浴面下への撹
拌用ガス吹込みを行わずに造滓剤を塊状のまま添加する
方法を夫々示すが、本発明に係る（イ）の場合の滓化率
は、前述した如く略１００％となっており、極めて優れ
ていることが分かる。

また軟鋼終了の少なくとも２分前から再度前記粉体を上
吹き酸素気流へ混入して添加することを条件とするのは
、吹釧末期の滓化を安定させ、吹錬終点における＠−中
のｆｉ＃度ＣＰ）　ｆ安定させると共に、中高炭素鋼溶
製時に吹砂末期の鋼浴温度上昇に伴って進行する、スラ
グからの鋼浴への復燐を防止し１中高炭素領域での脱ｇ
＃を安定させるためである。即ち、吹錬終了の２分以上
前に前記粉体の添加を停止すると、−浴温度の上昇に伴
ってスラグから一浴への復燐現象が起こり、また粉体の
再吹込みを、吹錬終了＠２分以降の時虞から開始しても
造滓剤添加による十分な脱燐効果が得られないから、吹
錬終了の少なくとも２分前がら再度前記粉体を上吹き酸
素気流へ混入して添加することとしたのである。

叙上の如き吹錬を行うことにより、脱珪期終了前後のス
ロッピングの発生を防止し、吹錬後期の一浴温度の上昇
に伴う復燐を防止し、吹錬末期の滓化を安定させること
ができる。

また前記粉体を上述した条件を満足するように添加する
ことができれば、造滓剤はその一部を塊状のま１投入し
て添加してもよい、塊状のまま添加し得るｔけ、目標と
する溶−中の燐濃度ＣＰ）のレベルによっても異なるが
、本願発明者らの数多くの実験によれは、通常の終点Ｃ
Ｐ）レベル（〔Ｐ〕く帆０２０チ）の一種についてに、
造滓剤の全添加量の７０チまでは塊状のまま添加するこ
とが可能であるっそしてこのように造滓剤を相当′１ま
で塊状のまま添加することにより、造滓剤を粉状にする
ための粉砕コストを低減することができる。

次に本発明方法の実施例について説明する。内径が１２
．７ｍ＋φの底吹ノズルｆ有する羽口を２―備えた１５
トン純酸素上吹き転炉にて、第２図及び第３図において
説明したのと同様の上吹き酸素ランス（周辺部ノズルの
内径はスロート部ニおいて１４鱈−１中央部ノズルの内
径は１６■−）を用いて転炉吹錬を行った。第１表は造
滓剤添加条件を、第２表は溶銑条件を夫々示す。条件■
け本発明に係るもの、条件■け吹錬末期の粉体造滓剤の
添加時期をずらしたもの、条件１［ｌは造滓剤の７０％
以上を塊状のまま添加し、たもの（従って脱珪期終了迄
にスラグ塩基度を２以上に確保すること及び吹錬末期の
脱燐制御を行うことはできない。）、また条件■け造滓
剤のコスト、特にその粉砕コストを考慮せずに吹錬全期
に亘って粉体造滓剤のみ添加したもの（脱珪期終了迄は
粉体吹込み条件は、スラグ塩基度が２以上となるように
吹いた。）である。なお、いずれの場合も、上吹き酸素
流量は２２０ＯＮｍ３７時、粉体ノキャリアカス流ｔ　
ｎ　２０ＯＮｍ３／ＦＲ。

底吹きカス（アルてンヵス）流量は２０ＯＮｍ”／時、
またランス湯面百１距゛離は１０００　ｗの条件の下に
実施した。更に主原料はいずれの場合も溶銑：　１５Ｔ
及びスクラップ：３Ｔである。その吹錬結果を第３表に
示すが、この表より、本発明による場合は、条件■を除
く他の条件の場合に比し、スロッピングの発生及び終点
における溶鋼中の燐濃度ＣＰ）のいずれに関しても優れ
た結果を示していることが分かる。また本発明による場
合は条件■の場合に比しても、これに匹敵する結果を示
しており、造滓剤の粉砕コスト等を考慮すれば本発明に
よる場合の方が優れているといえる。

以上詳述したように本発明にあっては、酸素上吹き製鋼
法を用いて鋼を溶製する方法において、粉体造滓剤を所
定条件の下に上吹き酸素気流へ混入して溶鉄へ添加する
と共に、造滓剤全添加量の７０％以下を塊状のまま添加
することとしているので、脱珪終了前後のスロッピング
の発生を防止し、吹錬後期の一浴温度の上昇に伴う復燐
を防止し、吹錬末期の滓化を安定させることができ、吹
錬の安定化、成品鋼の品質向上及び原料歩留りの向上を
図ることができると共に、粉体造滓剤を得るために必要
な造滓剤の粉砕費用の低減も図ることができる等、本発
明は鋼を溶製する上で優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施状態を示す模式的縦断面図、第２
図は本発明の実施に使用する上吹き酸素ランスのノズル
ヘッド部を示す縦断面図、第３図は同じく底面図、第４
図は造滓剤の添加方法の相違による滓化率の変化を示し
たグラフである。 ＣＶ　転炉　Ｌ・−・上吹き酸素ランス　Ａ・・・ノズ
ルヘッド部　Ｂ・・ランス本体　１５・・・中央部ノズ
ル１６・・・問辺邪ノズル　Ｓ・・・副原料投入シュー
トＮ・・・羽口 特許出　願　人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　犬ｖ　４　図 ［Ｃ］　　・（’／、） 第１頁の続き ［相］発　明　者　松尾亨 尼崎市西長洲本通１丁目３番地 住友金属工業株式会社中央技術 研究所内 ０発　明　者　大喜多義道 大阪市東区北浜５丁目１５番地住 友金属工業株式会社内 ０発　明　者　青木健部 尼崎市西長洲本通１丁目３番地 住友金属工業株式会社中央技術 研究所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、浴面下への撹拌用ガス吹込みを伴う酸素上吹き製鋼
   法において、 生石灰、石灰石、蛍石、ドロマイト等の１種又は２種以
   上を含む造滓剤と、必要によりマンガン鉱石、酸化鉄の
   １種又は２種以上を、全添加量の７０チ以下は塊状にて
   溶鉄へ投入し、 残部は粉体状にて上吹き酸素気流へ混入して溶鉄へ添加
   することとし、 脱珪期終了迄にスラグ塩基度？２以上となし、 吹錬終了の少なくとも２分前から吹錬終了迄の１ｌｌ−
   ｊ粉体状での造滓剤添加を行うことを特徴とする製鋼法
   。