JPS59104412A - 溶銑の脱珪脱燐方法 - 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】 本発明は溶銑の脱珪脱燐方法に関し、例えは混銑車内に
おいて、脱珪ｅ脱燐剤原単位を抑制しＣも効率良く脱珪
及び脱燐を行なうことのできる方法に関するものである
。

鉄鋼製品の品質に対する需要側の要求は止まることを知
らず、年毎に厳しくなっている。その要求品質は低燐、
低硫、低酸素に代表され、低硫及び低酸素については最
近の炉外精錬技術の進歩にによって、硫黄０．００１％
以下、酸素０．００１５％以下という極低硫＠極低酸素
鋼の製造が可能となった。しかしながら低燐については
要求品質に到達し得る程の炉外精錬技術が確立されてお
らず、依然として製鋼炉における精錬に依存している。

一方、連続鋳造比率の増大に伴なって製鋼炉からの出鋼
温度は従来よりも高くする必要が生じ、吹止温度は上昇
傾向にあるが、こうした傾向は、低温である程有利とさ
れる脱燐反応に対する阻害要因となっており、製鋼炉で
の脱燐負荷を大きくしている。ところで現在汎用されて
いる低燐鋼の溶製法は、通常の製鋼炉における精錬を途
中で一旦中断し、Ｐ２Ｏ５含有率の高いスラグを排出し
た浸析たにＣａＯと媒溶剤を源加して新しいスラグを再
調製して精錬を行なうダブルスラグ法である。しかしこ
の方法では使用するＣａＯ等の副原料が増加するという
問題に加えて、精錬途中で排滓を行なうことによる生産
性の低下が避けられない。又脱燐効率を高める為にはス
ラグ中の酸化鉄含有率を高める必要があるが、それにつ
れて製鋼歩留りは大幅に低下してくる。

他方溶銑脱燐を目的とする炉外精錬法については、例え
ばペラン法（塩基性で且つ酸化性の溶融スラグ中へ溶銑
を流し込む方法）が知られているが、溶融スラグを得る
為に大量の熱を要するのでコスト的に極めて不利であり
、しかもコストアップに見合う脱燐効果は得られない。

また最近ではＣａｂ’　、酸化鉄及び蛍石よりなるフラ
ックスを添加し、窒素ガス等によってバブリング撹拌を
行ないながら処理浴表面に酸素ガスを吹付ける酸化精錬
法も提案されている。しかし酸化精錬による溶融金属の
脱燐は、スラグめ塩基度及び酸化鉄含意が高く且つ処理
温度が低い程効率良く進行することが確認されており、
例えば塩基度についてはＣａＯ／ＳｉＯ２比が２．５以
下の低塩基度スラグを使用しなければならない為スラグ
の粘性が高くなり、又低温処理ではスラグの粘性が一層
大きくなって反応速度を低下させるので、効果的且つ安
定した脱燐率を得ることは困難である。しかもＦｅＯ含
有率の高い（３０％程度）スラグを使用しなければなら
ないので鉄の歩留りが悪い。

この様な精錬上の問題を解決する方法としてソーダ灰に
よる溶銑の同時脱燐・脱硫法が再度見直される様になっ
てきた。即ちソーダ灰が優れた脱燐・脱硫能を有するこ
とは知られていたが、耐火物の溶損が著しく、又生石灰
等に比べて価格が４〜５倍と極めて高価である為、工業
的規模で実用化されるには至らなかった。しかし最近に
なってソーダ灰処理スラグからのソーダ灰の回収プロセ
スが具体化されると共に、耐火物の改良も進みソーダ灰
法の実用化が可能となり、ソーダ灰脱燐・脱硫法の工業
化研究が再度推進されはじめている。

ところでソーダ灰を用いる脱燐反応を効率良く行なう為
には、溶銑中の珪素含有率を極力低くすべきであること
が確認されており、その為脱燐処理に先立って脱珪処理
を行なうことが望まれる。

脱珪法としては高炉鋳床でスケールを添加する方法が試
みられているが、この方法では珪素含有率を０．１〜０
．２％程度に低減するのが限界である。

そこで混銑車内或は溶銑鍋への溶銑の落下エネルギーを
利用して溶銑と脱珪剤との混合を促進し脱珪効率の向上
を図る方法、或は混銑車内の溶銑ヘスケールを吹込む方
法等による２次脱珪法も提案されている。しかし前者の
方法では著しいスラグフォーミングを起こすので一層（
トピード）当りの受銑量が大幅に減少するという問題が
あり、又両方式共説燐処理前に脱珪スラグを除去しなけ
ればならないので生産性が低く且つ溶銑の歩留りも低下
する。

本発明者等はこうした状況のもとで、特に混銑車での脱
珪・脱燐を効率良く行なうことのできる様な技術を確立
すべく鋭意研究を進めてきた。本発明はこうした研究の
結果完成されたものであって、その構成は、珪素含有率
を０．２％以下まで予備脱珪した混銑車内の溶銑中に、
酸化鉄を含む粉末フラックスをキャリヤガスと共に吹込
み、珪素含有率が０．０５％以下となるまで脱珪した後
、脱珪スラグを強制排滓することなく引続きＮａ２ＣＯ
３又はこれと酸化鉄をキャリヤガスと共に溶銑中に吹込
んで脱燐を行なうところに要旨が存在する。

以下実験経過を追って本発明の構成及び作用効果を明ら
かにしていく。

まず本発明者等は、取鍋脱燐法との対比において混銑車
脱燐の場合における脱燐剤の分散効率を明確にする為、
水モデル実験で反応剤を液面に添加した場合のに／ノ■
（但しに二物質移動係数、Ｄ：拡散係数）と撹拌動力値
（ε８：詳細は下記式の通り）の関係を調べた。

但しＱ：ガス流量町：溶銑重凰 ＴＬ：溶銑温度　　　Ｚ　：ランス深さＴｏ：吹込ガス
温度　ρ、：溶銑密度 結果を第１図に示す。第１図の結果からも明らかな様に
、混銑車処理の場合の物質移動係数は取（但しＶ３は容
積の補正項）の小さい領域ではその差が大きくなる。そ
して実際の混銑車使用条件における物質移動係数を図か
ら求めると約２５０ｃ！ｎ／分となって同一条件におけ
る取鍋と対比すれば（１／８）〜（１／４）となり、混
銑車処理によるトップスラグと溶銑の反応速度は取鍋処
理の場合に比べてかなり遅いことが明らかとなった。

又第２．３図は、取鍋或は混銑車中へＮａ２ＣＯ３を吹
込んだ時の珪素及び、燐の経時変化を示したものであり
、取鍋処理（第２図）の場合は珪素も燐も反応の初期か
ら低下傾向を示しているのに対し、混銑車処理（第３図
）の場合は、反応初期における脱燐反応は極めて遅いが
、珪素含有率が０．０５％以下になると脱燐反応速度が
急激に早くなってくる。こうした傾向は前記水モデル実
験の結果とも一致するものであり、トップスラグと溶銑
との反応速度が早い取鍋処理の場合は、初期の脱珪反応
によって生成するトップスラグ（Ｎａ２ｏ−ｓ□０２）
も脱燐に寄与するので、脱珪反応の開始と共に脱燐反応
も進行する。しかしながら混銑車処理の場合はトップス
ラグと溶銑との反応速度が遅くトップスラグは脱燐反応
にあまり寄与しないので、反応初期の脱珪期には脱燐反
応が停滞し、珪素含有率が十分に低下した後に脱燐反応
力１行しはじめる。

本発明はこうした現象を有効に活用したものであって、
まず混銑車内の溶銑に酸化鉄を含む媒溶剤をキャリヤガ
スと共に吹込み、珪素含有率を０．０５％以下まで減じ
た後、脱珪スラグを強制排滓することなく引続きＮａ２
ＣＯ３又はこれと酸化鉄をキャリヤガスと共に吹込んで
脱燐を行なう。即ち混銑車処理では前述の様にトップス
ラグと溶銑との反応が遅いので、脱珪期に生成したスラ
グはその後の脱燐反応を阻害することがなく、Ｎａ２Ｃ
Ｏ３は脱燐反応のみに効率良く消費される。但し溶銑の
珪素初期含有率か０．２％を越えるものでは、脱珪工程
で多量の脱珪剤を添加しなければならず、脱珪スラグの
生成量が増大して脱燐反応を阻害する傾向が現われる。

従って本発明によって処理される溶銑は、高炉鋳床等に
よる予備脱珪によって珪素含有率を０．２％程度以下ま
で減じたものを対象とすべきである。

ちなみに第４図は、混銑車内の溶銑（珪素含有率：０．
１５％）にスケール６、５　Ｋｇ／溶銑１トンをキャリ
ヤガス（窒素）と共に吹込んで珪素含有率を０．０５％
以下まで減じた後、脱珪スラグを排滓することなく　Ｎ
ａ２ＣＯ３１６ｈ　／溶銑１トンを追加して脱燐を行な
ったときの、処理時間と珪素量及び燐量の関係を示した
ものである。尚脱燐工程では処理効率を高める為湯面へ
酸素を吹付けた。この図からも明らかな様に、本発明法
を採用することによって溶銑中の燐含有率を０．０８９
％から０．０１６％程度まで減することができ、炉外処
理による低燐化の目的を十分に達成し得ることが分かる
。また第５図は、初期（Ｓｉ）　ｉｌが約０．１５％の
溶銑を対象として複数回の混銑車脱珪・脱燐を行なった
ときの、脱燐率の分布とＮａ２ＣＯ３の原単位とを、実
施例と比較例（常法により脱珪後生成した脱珪スラグを
排滓してＮａ２ＣＯ３による脱燐を行なったもの）とで
対比して示したものである。

この結果脱燐率自体は殆んど差が認められないが、Ｎａ
２ＣＯ３の使用量を比較すると実施例では、溶銑１トン
当りの使用量を比較例に比べて約３．５〜５Ｋｇ減する
ことができる。

以上の様に本発明では、［混銑車処理ではトップスラグ
と溶銑との反応速度が遅い」という事実をうまく利用し
、脱珪スラグを排滓することなく引続いてＮａ２ＣＯ３
による脱燐処理を効率良く行なうことができる様になっ
た。尚脱燐処理に先立って行なわれる脱珪処理方法は、
脱燐開始時点における珪素含有率を０．０５％以下とな
し得る限り条件等の如何を問うものではないが、脱珪を
短時間で効率良く進める為には脱珪剤として酸化鉄とＣ
ａＯ及び蛍石等の媒溶剤を混合した粉末フラ゛ンクスを
使用するのがよい。また脱珪剤及び脱燐剤は溶銑との接
触反応を促進する為キャリヤガスと共に吹込むが、キャ
リヤガスの種類は特に制限されない。更に脱燐工程では
、前述の様に処理浴表面に酸素ガスを吹付けて脱燐反応
を促進させることにより、脱燐効率を一段と高めること
ができ、また脱燐剤としてＮａ２ＣＯ３と酸化鉄を併用
することも脱燐効率の向上に有効である。

本発明は概略以上の様に構成されており、その効果を要
約すれば下記の通りである。

［１１仕上げ脱珪スラグの途中排滓を省略することがで
きるので生産性が高く、且つ溶銑の歩留りも向上する。

（２）ソーダ灰の使用量を減少することができるので経
済的であり、且つ耐火物の溶損も抑制される。

（３）脱珪及び脱燐を混銑車による搬送工程で行なうこ
とができるので能率的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は水モデル実験結果を示すグラフ、第２．３図は
取鍋処理及び混銑車処理による処理時間と珪素量及び燐
量の関係を示すグラフ、第４図は混銑車実機を用いた実
験結果を示すグラフ、第５図は実施例と比較例の脱燐率
及びＮａ２ＣＯ３原単位を対比して示すグラフである。 出願人　株式会社神戸製鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１１珪素含有率を０．２％以下まで予備脱珪した混銑
   車内の溶銑中に、酸化鉄を含む粉末フラックスをキャリ
   ヤガスと共に吹込み、珪素含有率が０．０５％以下とな
   るまで脱珪した後、脱珪スラグを強制排滓することなく
   引続きＮａ２ＣＯ３又はこれと酸化鉄をキャリヤガスと
   共に溶銑中に吹込んで脱燐を行なうことを特徴とする溶
   銑脱珪脱燐方法。