JPS591607A - 溶銑予備処理方法 - 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】 この発明は転炉等による精錬に先立って行われる溶銑予
備処理方法に関するものである。

周知のように溶銑中の燐は転炉等による吹錬過程におい
て酸素により低減させることが可能である。しかしなが
ら転炉等の精錬過程において溶銑中の珪素、燐の含有層
が高ければ、燐除去のためにスラグ塩基度（ＣａＯ／５
ｉＯ２）を高くすると同時にスラグｌを多くする必要が
あり、そのためには大量の生石灰を要する問題がある。

また特に転炉内は＾温となるため脱燐効率が悪く、その
ためより一層大量の石灰を必要とする。さらには転炉に
おける負荷が脱炭、脱燐、温度適中と大きくなるため、
それらの目凋値１ＩＩＪＩＩＩが雌かしい問題がある。

そこで最近では転炉等による精錬に先立って、溶銑予備
処理として脱珪、脱燐処理を施しておく方法が種々開発
、実用化されている。

一方脱硫処理については従来から転炉吹錬前工程として
行われており、したがって前述の脱燐（脱珪）処理をも
転炉等による精錬に先立って行う場合には、脱硫処理と
脱燐処理（肌性処理）との両者を行わなければならない
ことになる。しかしながらこれらの処理を別個に行えば
、処理が２段階となるほか、容器間の溶銑の移動等の問
題が生じ、さらには処理工程間における除滓の問題が生
じ、その結果工程が複雑となるに加えて、全体としての
処理時間が艮くなって溶銑温度が低下する問題や生産性
が低下する等の問題を招く。

このような問題を解決するためには脱硫処理と脱燐処理
（脱珪処理）を同一容器内において同時に行えば良いと
考えられる。しかしながら周知のように脱燐反応が酸素
ポテンシャルの＾い雰囲気で効率良く進行するのに対し
、脱硫反応は酸素ポテンシャルが低い雰囲気で効率良く
進行するから、同一容器内で１５２ｆＡ処理と脱燐処理
を効率良く行わしめることは困難と考えられていた。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、上述の
ように相反する条件下で効率良く進行゛づ−る脱硫と脱
燐とを、転炉等による精錬に先立って同一容器内におい
て同特に効率良く行わしめるようにした溶銑予備処理を
提供することを目的とするものである。

すな・わら、ｌｌ１２燐剤、脱硫剤等の粉体を溶銑中に
吹込む場合、粉体の浮上途中におけるメ少ルーとの界面
、および湯面上スラグとメタルとの界面という２ケ所の
反応の場があることがら、本発明者等は溶銑に酸素源を
含む脱燐剤を吹込むことにＪ：り火点の酸素ポテンシャ
ルを＾くして浮上途中の脱燐反応を促進させ、これによ
り浮上途中で脱燐剤をほぼ完全に反応させて湯面上スラ
グの酸素ポテンシャルを低くする一方湯面上にｆｉ１２
硫剤を添加し、かつ望ましくは前述の脱燐剤吹込みとは
別に溶銑中にガスを吹込んで湯面上スラグを撹拌させる
ことにより、湯面上スラグ（脱硫剤）とメタル間で脱硫
反応を促進させ得ることを見出した。そしてこの際に脱
燐剤の吹込み位置を適切な位置に設定することによって
、その脱燐剤吹込み用ガスと、前述の湯面撹拌用の別の
吹込みカスとの相互作用により、湯面上のスラグとメタ
ル間の撹拌をより一層効果的になし得ることを見出し、
この発明をなすに至ったのである。

づなわちこの発明の溶銑予備処理方法は、容器内に保持
された溶銑の表面上に脱硫剤を添加し、かつ溶銑中に酸
素源を含む脱燐剤を吹込むことを基本的な特徴とするも
のであり、また特に前記容器の垂直軸線を通る垂直面に
よって２等分される一方の側において溶銑中にガスを吹
込んで撹拌し、同時に他方の側でしかも容器の中心軸線
位置から容器の側壁内面までの距離の１／２の位置もし
くはそれより側壁側の位置において溶銑中に浸漬したラ
ンスにより前記脱燐剤を吹込むことを特徴とするもので
ある。

以下この発明の溶銑予備処理方法をさらに詳細に説明す
る。

第１図および第２図はこの発明の方法を実施している状
況を示づものであり、浴銑１を収容する処理容器２の底
部には撹拌用カス吹込み用の１個または２個以上のポー
ラスプラグ３が設けられており、また溶銑１中には上方
から脱燐剤吹込み用のランス４が浸漬されている。前記
ポーラスプラグ３は、処理容器１の垂直軸Ｉ！０を通る
垂直面Ｖに対し一方の側、すなわち図示の例では垂直面
Ｖに対して左側の領域Ａ１の底部に２個設けられている
。−力説燐剤吹込み用のランス４は、前記垂直面■に対
しポーラスプラグ３が位置する側に対し反対側の領域で
あってしかも前記垂直中心軸線０から処理容器２の側壁
内面に至る距離（すなわち処理器２の内側半径）Ｒの１
／２の位置もしくはそれより外側の位置、すなわち第２
図において鎖線ハツチングを施した領域Ａ２において溶
銑中に浸漬されている。

前記ランス４からは酸素源を含む脱燐剤が吹込まれる。

ここで酸素源としては固体！！素源でも。

あるいは酸素ガスでも、さらには両者を併用しても良い
。すなわち酸素源は、通常の生石灰系フラックスにおい
て酸化剤として配合される鉄鉱石、ミルスケール、マン
ガン鉱石等の固体＠素源であっても良く、また吹込み用
ガス（搬送ガス）どしての０２含有ガスであっても良く
、さらには両者を併用しても良い、したがって具体的に
は鉄鉱石等の固体酸素源を含む生石灰系脱燐剤の場合に
は、吹込み用ガスとしてＮ２ガス等の不活性ガス、ある
いは０２ガス（輔酸東ガスを含む）のいずれを用いても
良いが、固体酸素源を含まない脱燐剤の場合には吹込み
用ガスとして必ず０２含有ガスを用いる必要がある。実
際上は火点における酸素ポテンシャルを可及的に高める
ために、鉄鉱石等の固体＠素源を含む通常の生石灰系フ
ラックス（例えば鉄鉱石４０〜７０％、生石灰２０／　
４０％、さらには必要に応じてホタル石等の媒溶剤を３
〜１５％含有するもの）を、０２を２０〜８０％程度含
有する０２含有ガスによって吹込むことが望ましい。

一方上述のように脱燐剤をランス４から吹込むと同時に
湯面上には脱硫剤を添加する。この脱硫剤は従来公知の
炭酸ソーダ系フラックスあるいは生石灰系フラックス等
を用いれば良く、例え１ｆ炭酸ソーダ系フラツクスとし
ては炭酸ソーダ（Ｎａ　２ＣＯａ　）を８０〜１００％
、ざらに必要に応じて鉄鉱石、フッ化ンーダ等を含有す
るものを用いれば良く、また生石灰系フラックスをして
は生石灰を５０〜１００％、ざらに必要に応じてホタル
石、炭−酸カルシウム、カーボン、ｖｌ酸ソーダ等を含
有するものを用いれば良い。

さらに前記ポーラスプラグ３からは撹拌用ガスを吹込む
。この撹拌用ガスとしては通常はＮ２ガス、＾ｒガス等
の不活性ガスを用いることが望ましい。

次に前述のようなランス４の位置について説明すると、
ランス４の位置についての条件は、本発明者等が第３図
に示すようにランス４を処理容器２の垂直中心軸線Ｏの
位置から処理容器２の半径方向に沿って側壁内面に至る
まで移動させて行った次のような水モデル実験により得
られたものである。

すなわち本発明者等は先ず溶銑代用の水の水面上にトレ
ーサーを添加してからそのトレーサーが均一に水に混合
されるまでのｆｌｉ間（均一混合ｆｌｆｌ！ｌ）をラン
ス４の各位置において測定し、処理容器２の垂直中心軸
線０からランス４の中心までの距離！と処理容器２の垂
直軸線Ｏから処理容器側壁内面までの距離（処理容器の
内側半径）Ｒとの比１、−’　Ｒど、前記均一混合ｖｔ
ＩｉＪｌｌとの関係を調べたところ、第４図に示すよう
な結果が得られた。但しこの実験においては、２ｍのポ
ーラスプラグ３をランス４の移動軌跡の延長線に関して
対称な位置に配設し、かつその２個のポーラスプラグ３
の処理容器底面中央に対する開き角度θが約９０°、各
ポーラスプラグ３と処理容器底面中央との間の距離ｉ０
が処理容器１の内側半径Ｒの約２／′３となるように設
定し、２個のポーラスプラグ３およびランス４から容器
内の水中に＾ｒガスを吹込んだ。

第４図に示す結果から、ランス４による吹込み位置が容
器中心から遠去かるに従って（すなわち！／′Ｒの値が
大きくなるに従い）均一混合時間が短くなり、特に１／
Ｒの値が０．５の位置、すなわち容器中心からランスま
での距Ｍｌが半径Ｒの１／２に達する前後において急激
に均一混合時間が短くなること、すなわち撹拌効率が良
好となることが判明した。

また同様な水モデル実１＆［ｌ［において、処理容器内
の溶銑代用の水の水面上にスラグ代用の流動パラフィン
を添加し、かつその流動パラフィンには予めβ　−ナフ
ト−ルを溶かしておき、ポーラスプラグ３およびランス
４から＾「ガスを吹込んで撹拌する実験を行い、β　−
ナフトールの水への抽出の見掛けの速度定数をランス４
の各位置において調べたところ、第５図に示す結果が得
られた。

第５図に示す結果においても、β　−ナフ］−−ルの水
への抽出の速度定数はｌ／Ｒの値が大きくなるに従って
増大し、特に０．５附近で急激に大きくなることが判明
した。

さらに同様な水モデル実験において容器内の水の流れを
観察したところ、ランス４を容器中心部にｉＱ置しＩ；
場合、撹拌による強い下降流は、第３図における仮想ｌ
！Ｐにより囲まれる領域もしくは仮想線Ｑにより囲まれ
る領域、すなわち容器内壁近傍のうち特定領域のみで生
じるだけであったが、ランス４を容器側壁に近付けるに
従って、前述の領域のみならず、容器中央部でも強い下
降流が生じるようになってスラグの巻込みが大きくなり
、特にランス４と容器側壁の内面どの距離が半径Ｒの１
７７２よりも小ざい場合にその傾向が顕著となることが
観察された。

これらの実験・観察結果から、溶銑の場面上のスラブを
効果的に撹拌して、スラグ−メタル間の接触を良好にす
るためには、ランスを処理容器の中心部に設置するより
も、半径Ｒの１／２の位置またはそれより容器側壁側に
位置させることが適当であることを見出した。

したがってこの発明において専ら撹拌のためのガス吹込
みを行なう場合−には、その撹拌専用ガスの吹込み位Ｉ
Ｉ（前述の例ではポーラスプラグ３）と脱燐剤吹込み位
＠（ランス４の位置）とを容器の中心軸線を通る垂直面
に関して反対側とし、しかもその脱燐剤吹込み位置を容
器の中心軸線位置から容器の側壁内面までの距離の１／
２の位置もしくはそれより側壁側の位置としたのであり
、このように吹込み位置を設定することにより、脱燐剤
の吹込みガスと前記撹拌専用ガスとの相互作用によって
湯面上のスラグと溶銑とが効率的に撹拌され、脱硫処理
が効率良くなされるのである。なお、撹拌専用ガスと１
５２燐剤吹込みガスとの相互作用を有効に利用するため
には、ランス（脱燐剤吹込み位置）と撹拌専用ガス吹込
み位置との間の最いようにすることが好ましい。

そしてまた前述のように酸素源を含む脱燐剤を溶銑中に
浸漬されたランスによって吹込んでその脱燐剤の浮上途
中で脱燐反応を完了させる一方、脱硫剤の添加を湯面上
に行うことによって脱燐反応と脱硫反応の場がそれぞれ
異なることになり、その結果脱燐反応とＷＡ硫反応とが
それぞれ最適な酸素ポテンシャル下で進行して、脱燐処
理と脱硫処理とが同時に効率良くなされるのである。

なお前述の例においては撹拌専用のガス吹込みをポーラ
スプラグによって行うものとしたが、もちろん溶銑中に
浸漬したランスによって吹込んでも良い。

以下にこの発明の実施例および比較例を記す。

実施例 第６図に示すように底部に２個のポーラスプラグ３を取
付けた溶銑鍋に溶銑１ｏｏトンを保持し、その溶銑鍋の
垂直中心軸線位ｌＩｏがらランス４の中心までの距離１
ｆｆｉ溶銑鍋の内側半径Ｒの３／４となるような位置に
おいて溶銑中にランス４を浸漬させた。そしてランス４
から流量１５０ＯＮ　Ｎ　／瞼の空気とともに生石灰２
０％、鉄鉱石７０％、ホタル石１０％の組成の脱燐剤を
溶銑１トン当り３４ｋＯ吹込み、同時に２個のポーラス
プラグ３からＮ２ガスを合計流量で２００ＯＮ　ｌ　／
　１４１＋吹込み、かつ脱硫剤として生石灰９０％、ホ
タル石１０９６を溶銑上に溶銑１トン当り６ｋｑ添加し
た。なおこの実施例における２個のポーラスプラグの位
置についてのθ、１０（第６図参照）についてはそれぞ
れθは１２０’、ＩＯは溶銑鍋内側半径Ｒの約２７′３
である。

比較例 第７図に示すＪ：うに、実施例ど同柊な位置に２個のポ
ーラスプラグ３が設けられた溶銑鍋に１００トンの溶銑
を保持し、その溶銑鍋の垂直中心軸線位置においてラン
ス４を溶銑中に浸漬させ、実施例と同一の条件でランス
４からの吹込み、ポーラスプラグ３からのガス吹込み、
および湯面上脱硫剤添加を行って溶銑を処理した。

実施例および比重１！ｉｌにおける処理前後の溶銑成分
および溶銑温度を第１表に示す。

第１表から明らかなように、この発明の実施例によれば
ａｑ燗率９２％が得られた。一方ランスによる脱燐剤吹
込み位置を溶銑鍋の中心とした比較例の場合、脱燐率は
９０％でこの発明の実施例の場合に近かったが、脱硫率
は４２％とこの発明の実施例と比較して格段に低く、こ
のような結果から、この発明の溶銑予備処理法における
脱硫率が優れていることが明らかである。

以上の説明で明らかなようにこの発明の溶銑予備処理方
法によれば、脱燐効率が高いと同時に、湯面上スラグが
充分に撹拌されるため脱硫も効率良く進行し、したがっ
て脱燐および脱硫を同−容器内において同時に効率良く
行わしめることができる顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の溶銑予備処理方法を実施している状
況の一例を示す略解的な縦断面図、第２図は第１図の平
面図、第３図は水モデル実験の状況を示す略解的な平面
図、第４図は水モデル実験による結果を示すものであっ
て、処理容器の中心軸線からランスの中心までの距Ｍｌ
と処理容器の中心軸線から処理容器側壁内面までの距離
Ｒとの比ｌ／Ｒと、均一混合時間との関係を示す相関図
、第５図は同じく水モデル実験の結果を示すものであっ
て、前記比！７／Ｒとスラグに見たてた流動パラフィン
中のβ−ノフトールの水への抽出の見かけの速度定数と
の関係を示す相関図、第６図はこの発明の実施例におけ
る吹込み位置を示す略解図、第７図は比較例における吹
込み位置を示す略解図である。 １・・・溶銑、　２・・・処理容器、　３・・・ポーラ
スプラグ、　４・・・脱燐剤吹込み用のランス。 出願人　　　川　　崎　　製　　鉄　　株　　式　　会
　　社代理人　　弁理士　豊　１）武　久 （ほか１名） 図　　　　　　　ｌ／／Ｒ φ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理容器内に保持された溶銑の表面上に、処理前
   もしくは処理中に脱硫剤を添加し、かつ溶銑中に酸素源
   を含む脱燐剤を吹込むことを特徴とする溶銑予備処理方
   法。
2. （２）前記処理容器の垂直中心軸線を通る垂直面によっ
   て２等分される一方の側において溶銑中にガスを吹込ん
   で撹拌し、同時に他方の側でしかも処理容器の垂直中心
   軸線位置から側壁内面までの距離の１／２の位置もしく
   はそれより側壁側の位置において溶銑中に浸漬したラン
   スにより酸素源を含む前記脱燐剤を吹込むことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の溶銑予備処理方法。