JPS58213817A - 鋼の精錬方法 - 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】 本発明は脱燐効果が大きい合成造滓剤を浴中へ添加して
低燐鋼を溶製する方法に関する。

燐は鋼の機械的性質を劣化させる有害不純物であり、そ
の鋼中含有量を可及的に低減１〜た高級鋼の需要は大き
い。このよりなＷＩ要を満たすために、脱燐効果が大き
い合成造滓剤をペレット状にして浴中へ添加することが
提案されている。例えば特開昭５２’−５８０１１号に
おいては、粉砕しだ造滓剤を、ＯａＯ：６０〜７０　％
　、　’ｌ！’ｅ！２０Ｂ　：　１０〜２５％。

Ａｎ２０ａ：　１２〜３０％、　ＴｉＯ２：　５％以下
、’５ｉ０２：５チ以下、　Ｍ２Ｏ：　５％以下の組成
比となるように混合し、湿式造粒法により平均粒径が５
〜３０關となるように造粒した後、１０００〜１３００
°Ｃで焼成したｎ錬用脱燐剤が、脱燐効果が大きい合成
造滓剤として提案されている。

このような造滓剤を得るためには、平均粒径を５〜３Ｏ
ＮＭとすべく湿式造粒法を必要とする。またそれ自体の
融点が低いことからペレット状に焼成し得る条件が極め
て限定される。即ち焼成温度が１３００°Ｃ以上では表
面が一部溶融して団塊化し易く、またそれが１０００°
０以下では原料石灰石の脱炭酸が不充分で生石灰化し難
いので、焼成温度は１０００〜１３００°Ｃに限定する
必要がある。従って合成造滓剤をベレット状とするため
の造粒及び焼成の工程は慎重であり、コストも高い。

更に前述したよりな造粒及び焼成の工程を経て製造され
る合成造滓剤は、炉口から浴中へ単に添加されるだけで
あるため、滓化性の点からその組成はＯａＯニア０％以
下、Ｍ２Ｏ：６９６以下、　ＡＡ２０８：１２チ以下と
限定される。

本発明は上述したような難点を有するベレット状合成造
滓剤を浴中へ添加する方法に替えて、粉体状合成造滓剤
を上吹き酸素気流へ混入して浴中へ添加する方法を採用
し、脱燐を安定させると共に合成造滓剤をベレット状と
するための造粒及び焼成の工程を省略し、精錬工程の安
定化、簡略化及びコスト低減を図ることを目的とする。

本発明に係る鋼の精錬方法は、酸素上吹き製鋼法を用い
て鋼を精錬する方法において、生石灰、石灰石、螢石、
ドロマイト、ボーキサイト、鉄鉱石等の合成造滓剤を粉
砕して混合し、ＯａＯ：　６０〜７５％、　Ｆｅ２０Ｂ
：　１０〜２５％、Ａｌ２Ｏ８ニア〜３０チ、Ｍ２Ｏ：
１５％以下、　ＴｉＯ３：５チ以下。

８：ＬＬ１２：５％以下の組成からなる粉体となし、こ
れを上吹き酸素気流へ混入して溶鉄へ添加し、酸素上吹
きによる吹錬操作の期間中又はそれに続く吹錬終了後の
排出期間まで、不活性ガス、窒素ガス、酸素ガス、−酸
化炭素ガス、二酸化炭素ガスのうちの１種又は２種以上
を浴面下に吹き込むことを特徴とする 特に前記粉体を、精錬末期及び／又は再吹錬時に上吹き
酸素気流へ混入すると、精錬終点の脱燐制御性が良好と
なる。

以下本発明をその実施に使用するランスの一例を示す図
面に基づいて具体的に説明する。第１図は本発明の実施
に使用する上吹含酸素ランスのノズルヘッド部の構成を
示す縦断面図、第２図は同じく底面図であって、ノズル
ヘッド部Ａの内部は同心的に配設された円筒＠１，２，
３，４１１’Ｃよって粉体供給路１１．酸素供給路１２
．冷却水排出路１３．冷却水供給路１４が同心的にノズ
ルヘッド部の中心側から外周側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
相互ト尋角度隔てられて開口する３個の周辺部ノズル１
６．を除いて閉鎖されており、前記粉体供給路１１の下
端は中央部ノズル１５に、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
１４と、冷却水排出路１３との下端はノズルヘッド部Ａ
内に形成した円筒壁３下方における連通路１７によって
相互に連通されている。ノズルヘッド部Ａの各円筒壁１
〜４の上端部はランス本体Ｂを構成する前記各日筒壁１
〜４と同極であって、且つ同心的に配設された内管５．
中管６１仕切管７１外管８の各下端に連結されている。

そして図面には示していないが内ｗ６の上端は生石灰、
石灰石、螢石、ドロマイト、ボーキサイト、鉄鉱石等の
合成造滓剤を粉砕して混合し、Ｏａｋ：８０〜７５チ、
胸２０８：１０〜２５チ、ム１２０８：’ｌ〜３０チ、
　ＭｇＯ：　１５チ以下、　ＴｉＯ２：　５チ以下、　
５ｉ０２：　５％以下の組成からなる粉体（以下単に粉
体という）を貯留するタンク（図示せず）及び不活性ガ
ス（アルゴンガス等）、窒素ガス、水蒸気、酸素ガス等
のキャリヤガス用のタンク（図示せず）に接続されてお
り、前記粉体は不活性ガス等のキャリヤガスに伴われて
内管５２円筒壁１内に形成された粉体供給路１１内全経
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）＆Ｃ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との間に形成される酸素供
給路１２を経て各周辺部ノズル１６に導かれる。仕切管
３の上端は排水溜（図示せず）に、また外管８の上端は
給水タンク（図示せず）に夫々接続されており、外管８
と仕切管７との間及び円筒壁３と４との間に形成される
冷却水供給路１４を通じてその下端の連通路１７に達し
、この連通路１７を経て円筒壁２と３との間及び中管６
と仕切管７との間に形成される冷却水排出路１３を経て
排水され、ノズルヘッド部人及びランス本体Ｂを冷却す
るようになっている。

中央部ノズル１６は粉体供給路１１下端に連な。

る導入部１５ａ及び該導入部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、すなわち噴射口側に行くに従って
緩く縮径されて内筒壁が逆円錐台形をなすよう形成され
、また円筒部１５ｂは導入部１５ａ下端と同極であって
、七の下端は噴射口としてノズルヘッド部ムの下底面に
開口しており、粉体供給路１１内會キヤリヤガスに伴わ
れて給送されてきた前記粉体は導入部１６ａ１円筒部１
５ｂ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１５ａ、周壁の
傾斜角α、導入部１６ａの軸長方向の長さ１１、並びに
円筒部１５ｂの直径ｄ１円筒部１５ｂの軸長方・向の長
さ１２については特に限定するものではないが、導入部
１５ａ周一の＃４斜角αは余り大きいと前記粉体に対す
る抵抗、換盲すれば！！Ｉ配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１６ａに連
なる末広部１６ｂによって構成されている。円筒部１６
ａは酸素供給路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は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１６ａ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
軸心線側に接近する向きに角度θで傾斜して形成されて
おり、末広部１６ｂの粉体供給路１１側の周壁は中央部
ノズル１５の軸心線に対し、これに接近する向きに角度
θｌで傾斜し、また反対側の周壁は中央部ノズル１５の
軸心線から離反する向きに角度０２（θｌ〉θ２）で傾
斜しており、酸素供給路１２内を給送されてきた酸素ガ
スは、円筒部１６ａ１末広部１６ｂを経て加圧され、加
速されて末広部１８ｂの延長上に噴射される。

斯く構成された上吹き酸素ランスは、本発明方法の実施
状態を示す第３図に図示するように、その先端位置が転
炉ＯＶ内の溶銑又はｎｆｓされつつある溶鋼、即ち溶鉄
の湯面Ｓに対し所要高さｈとなるように挿入される。そ
してとのランスの中央部ノズル１６からキャリヤガスに
伴われて噴射される粉体と、そのランスの周辺部ノズル
１６から噴射される＃Ｉ累ガスとは、流束が湯面Ｓ又は
火点Ｆ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酵導される。

なお粉体供給路１１をキャリヤガスに伴われて給送され
てきた前記粉体は、中央部ノズル１６の導入部１５ａを
通過するに際し、研削作用を受けるが導入部１５ａ周壁
の傾斜角度は小さいためその影響は小さい。

前記転炉ＯＶの炉底又は側ｍ＜図においては側壁下部）
には、ＪｖＬ′＃！ｉ又は複数の羽口Ｎが設けてあり、
該羽口Ｎからはアルゴンガス尋の不活性ガス、嗜累ガス
、酸素ガス、−酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等のうち
の１種又は２種以上が吹き込まれれる。ここで上吹きｐ
ｌｊ！素の一部を浴面下への吹き込みガスとして利用す
ることは、他ガスと比較して安価であるが、羽口Ｎには
２電管ノズルを用い、冷却用ガスとしてメタン、ブタン
、天然ガス、二酸化炭素ガス等の分解による熱吸収量の
大きなガスと共に吹き込むことが望ましい。この浴面下
へのガスの吹込みは精錬中又は精錬終了後、所定期間実
施するもので、その吹込み量はｎ鐸反応の進行に応じて
適宜調整するとよい。　　　　−さて本発明において、
生石灰、石灰石、゛蛍石、ドロマイト、ボーキサイト、
酸化鉄等の合成造滓剤を粉砕混合して得られる粉体の組
成を、ＯａＯ：６０〜７５％、　Ｆ８２０Ｂ：　１０〜
２５％　、　Ａｌ２Ｏ８ニア〜３０チ、Ｍ、０　：　１
５％以下、　Ｔｉｏ、：　５％以下８１０゜：５チとし
だのは、以下に説明する理由による。先ず、ＯａＯが６
０％以下しか含有されないとスラグ塩基度を上げるため
に造滓剤を多葉必要とし、７５％以上含有されると造滓
剤自体の融点が上がって脱燐効果が低下するので、Ｏａ
Ｏは６０〜７５％とした。またＦ　ｅ　２０　Ｂが１０
−以下しか含有されないと脱燐効果が低下し、２５％以
上含有されると冷却効果が過大となるので、　ＦｅｇＯ
ｇは１０〜２５チとした。また上述したようにＦｅｇＯ
Ｂを１０〜２５チとするとその合成造滓剤は自溶性とは
ならないのでその融点を低下させるべくＡｌ２Ｏ８を含
有させるが、そのためには少なくとも７％は必要である
。一方これが３０−以上含有されるとスラグが希釈され
て脱燐能力が低下するので、Ａｌ２Ｏ８は７〜３０％と
した。を九ｔｐ　１０ｇ　、　８　ｉ０２は融点を低下
させる効果があるが、これが多く含有されると酸性成分
であるために脱燐能力が低下するので、ＴｉＯ□、　８
ｉ０□はいずれも５−以下とした。更にＭｙＯは弱塩基
性であり、炉体保瑣のために含有されることが望ましい
が、これが１５−以上含有されるとスラグの粘性を上げ
てその反応性を低下させるので、ＭｙＯは１５％以下と
した。

叙上の如く本発明にあっては、低燐鋼を溶製する場合に
おいて、脱燐効果が大きい合成造滓剤として例えばペレ
ット状のものを浴中へ添加する方法に替えて粉体状のも
のを上吹！酸素気流へ混入して浴中へ添加する方法を採
用しているのス脱燐を安定させると共に、合成造滓剤會
ペレット状とするための造粒及び焼成の工程を省略し、
鞘銖工程の安定化、簡略化及びコスト低減を図ることが
できる。更に上述のような添加方法を採用しているので
合成造滓剤の組成は、前述のように限定された範囲内に
おいて容易に変更することができるので、その添加によ
って生成される溶滓の成分を目的に応じて自由に調整す
ることもできる。

なお本発明方法において、前記粉体を上吹き酸素気流に
混入して吹き込む条件としては、その粉体の浴中への侵
入距離が浴深の３０チ以上となる条件が、また攪拌用ガ
スを浴面下へ吹き込む条件としては、浴の均−混合時間
力；３０〜１００秒、！：ナル条件が適当である。

また前記粉体の吹込み時期は、ｎｆｓ末期及び／又は再
吹錬時とすると、精錬終点の脱燐制御性が極めて良好と
なる。

次に本発明方法の実施例について説明する。２５トン試
験転炉の炉底部の内径８Ｈφ゛羽口を２本設け、浴面下
へのガス吹込みを行うこととし九複合吹錬炉にて、前述
したような上吹き酸素ランス（第１図及び第２図参照）
を用いて本発明方法を実施した。その主な条件は以下に
示す通りである。

溶銑成分−ｏ　：　４．ｓ　％　＋　８土：０．５０％
、Ｍｎ：０．５５チ、　Ｐ　：　０．１２０％、　Ｓ　
：００２５饅 浴銑温度・・・１３９０°０ 装入瀘・・・溶銑：２０００に９．スクラップ：４００
峙上吹き酸素ガス・・・６　Ｎｎ１１分 粉体キャリヤガス（酸素ガス）・・・３Ｎゴ／分鋼浴攪
拌用ガス（アルゴンガス）・・・ＩＮｔ？ｆ／分ランス
・湯面間距離・・・３００ＭＭ 吹錬時間・・・１７．６分 使用造滓剤成分・・・第１表参照 第２表はその細事を示す。なお第２表に示す実験Ｎａｖ
ｉは、実験Ｎ［ＬＶＩを更に２分間、合成造滓剤（ニ）
を添加しなから再吹錬を行ったものである。

いずれも少ない童の造滓剤で良好な脱燐を行う第１表 晩２　及 ことができていることが分かり、本発明方法の優れた効
果を確認することができた。特に実験Ｎ［Ｌ鴇では２分
間という短い再吹錬にて有効な脱燐を行うことができて
いることが分かる。

なおいずれの造滓剤も融点が１４００°Ｃ程度であるた
め、実験的には焼成可能であるが、実操業規模において
は、十分な強度が得られる１２５０°Ｃ以−ヒでの焼成
は極めて困難である。

以上詳述した如く、本発明にあっては酸素上吹き製鋼法
を用いて鋼を精錬する方法において、造滓剤を粉砕混合
し、所定の組成とした粉体を、上吹き酸素気流に混入し
て溶鉄へ添加すると共に、酸素上吹きによる吹錬操作の
期間中又はそれに続く吹錬終了後の排出期間まで攪拌用
ガスを浴面下に吹き込むこととしているので、安定して
脱燐を行うことができる上、例えばペレット状の合成造
滓剤を得るための造粒焼成工程を省略することができ、
ｎｆＲ工程の安定化、簡略化及びコスト低減を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用する上吹き酸素ランスのノ
ズルヘッド部の構成を示す縦断面図、第２図は同じく底
面図、第３図は本発明方法の実施状態を示す模式的縦断
面図である。 Ａ・・・ノズルヘッド部、　Ｂ・・・ランス本体、１１
・・・粉体供給路、　　　１２・・・酸素供給路、１５
・・・中央部ノズル、　　１６・・・周辺部ノズル、０
■・・・転炉、　　　　　Ｎ・・・羽目。 特許出願人　　住友金属工業株式会社 代理人　　弁理士　河　野　　登　夫 特開昭５８−２１３８１７（６） 第１頁の続き ０発　明　者　岡村祥三 大阪市東区北浜５丁目１５番地住 友金属工業株式会社内 ■発　明　者　平田試行 茨城県鹿島郡鹿島町太字光３番 地住友金属工業株式会社鹿島製 鉄屑内 ０発　明　者　姉崎正治 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番 地住友金属工業株式会社鹿島製 鉄所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸素上吹き製鋼法を用いて鋼を精錬する方法におい
   て、生石灰、石灰石、蛍石、ドロマイト、ボーキサイト
   、鉄鉱石等の合成造滓剤を粉砕して混合し、Ｏａｋ：　
   ６０−７０　’ｌｒ　、　Ｆｅ２Ｏ３：　１０〜２５％
   、　Ａｌ２Ｏ８：　７〜３０％、Ｍ２Ｏ：１５チ以下、
   Ｔ１０゜：５％以下、　５ｉ０２：　５％以下の組成か
   らなる粉体となし、これを上吹き酸素気流へ混入し・て
   溶鉄へ添加し、酸素上吹きによる吹錬操作の期間中又は
   それに続く吹錬終了後の排出期間まで、不活性ガス、窒
   素ガス、酸素ガス、−ｅ化炭素ガス、二酸化炭素ガスの
   うちの１種又は２種以上を浴面下に吹き込むことを特徴
   とする鋼の精錬方法。 ２、　前記粉体は、精錬末期及び／又は再吹錬時に上吹
   き酸素気流へ混入する特許請求の範囲第１項記載の鋼の
   精錬方法。