JPS5935407B2 - 転炉内の鉄融成物への炭素供給法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は精錬に際して転炉内の鉄融成物に含炭材の形で
エネルギーを供給し、精錬酸素を融成物中に吹込むと共
に自由噴流の形で浴面へ上吹きする製鋼法に係わる。

鉄融成物へ含炭材を吹込むことは公知である。

鉄融成物への炭素供給は熱平衡を改善し、スクラップ溶
解能を高めるのが第１目的である。

例えばドイツ公告箱２３ １６ ７６８号には粒子サイ
ズが２００μｍ以下の固形炭素材料をキャリアガス及び
酸素と共に精錬炉内の銑鉄融成物へ吹込む方法が開示さ
れている。

固形炭素材料及びキャリアガスから成る懸濁物は酸素供
給ノズルを保護する機能をも果す。

この方法の主な欠点は炭素材料がノズル保護作用を果す
から、はとんど全精錬時間に亘ってこれを融成物へ導入
しなければならない点にある。

ドイツ公開公報第２８ １６ ５４３号は例えば、スク
ラップや予備還元ずみ鉄鉱石のような固形原料から製鋼
を行うため酸素吹込み転炉へのスクラップ装入量を増大
させるために転炉内に融成物が形成されたら含炭燃料を
吹込むことを開示している。

未公開のドイツ特許出願Ｐ２８ ３８９８３号は融成物
に供給される含炭燃料の熱効率を顕著に高める方法を記
載している。

この発明の重要な構成要件は酸素を融成物中へ吹込むと
同時に浴面へ上吹きし、転炉上部に於いてＣＯ２を生成
する事後燃焼により得られる熱を融成物へ供給すること
にある。

含炭材、特に含炭燃料を添加する方法として、未公開の
ドイツ特許出願Ｐ２９ ３４ ３３３．７号の方法が有
効である。

この方法では酸素導入管、例えば２つの同心管から成る
ノズルを介して酸素または含炭燃料及びキャリアガスか
ら成る懸濁物を交互に浴面下から融成物へ導入する。

以上に述べた３件の特許出願の教示内容は例えば製鋼に
際してのスクラップ利用量を高めたり、液状銑鉄を添加
せずに転炉内に鋼融成物を形成するため、含炭燃料を添
加することによって鉄融成物中の熱平衡を改善する好ま
しい方法を示している。

しかしこの方法を実用レベルで応用したところ、完成鋼
中の窒素含有率は純粋な酸素吹込み法よりも高くなった
。

酸素吹込み法では窒素含有量は２０乃至３０ｐ戸が普通
であるのに対して、含炭燃料、例えばコークス粉を使用
した場合、窒素含有量は３０乃至１００ｐＩ）Ｉｎの範
囲内で著しく変動した。

このような窒素含有量増大は予想外であり、融成物中の
酸素ポテンシャルが高くなるに従って、即ち、炭素含有
量が増大するに従って窒素溶解度が低下することに原因
があると考えられる。

従って、例えば精錬の終りに１乃至２分間に亘って窒素
洗浄処理を行うことにより、窒素吸収を増大させること
なく鋼中の水素含有分を低下させることができる。

本発明の目的は精錬完了後の鋼中の窒素含有率が酸素吹
込み法の場合の窒素含有率と同程度の低いレベルとなる
ように浴面下から鉄融成物へ経済的に且つ確実に炭素、
好ましくは含炭燃料を導入する方法を提供することにあ
る。

この目的を達成するために、本発明では、鋼中の窒素含
有率が低くなるように、キャリアガスとの懸濁物として
の含炭燃料、及び保護媒被覆を有する酸素を、同時に鉄
融成物にノズルを介して浴面下から導入し、鉄融成物の
炭素含有率が少くとも約２％にて含炭材の供給を止め、
それから少くとも約５分間鉄融成物をさらに精錬を行う
。

本発明の方法は含炭材、特に粉末状含炭燃料の窒素分が
ガス状で導入される窒素よりも著しく強力に鉄浴に吸収
されると云う所見に基づく。

例えば種々の品質の石炭またはコークス粉のような粉末
含炭燃料の平均窒素含有率は約１％である。

例えば１ｍ”の窒素と共に約２０ｋｇの粉末含炭燃料を
鉄浴へ吹込むと、燃料を介して約０．２ ｋｇの窒素が
、キャリアガスから約１．２ｋｇの窒素が融成物へそれ
ぞれ供給される。

例えばアルゴンのような不活性ガスをキャリアガスとし
て使用すれば、吹込み方法が同じなら完成鋼中の窒素含
有率はほとんど変らない。

本発明の方法では酸素を融成物へ吹込むと共に自由噴流
の形で浴面へ上吹きしながら転炉内の融成物の浴ゾーン
へ含炭材を導入する作業を、融成物の炭素含有率が少く
とも約２％の高いレベルに達したところで止める。

以後は融成物に酸素だけを供給する。

浴面下から吹込まれる酸素にはスラグ形成用の粉末石灰
を混入するのが好ましい。

炭素供給を伴なわず酸素だけで行われる精錬時間は本発
明では精錬完了までできるだけ長時間、但し少くとも約
５分間に亘る。

炭素供給を伴なわず酸素だけで行うこの精錬時間を以後
酸素精錬時間と呼称するが、融成物の炭素含有率が高い
場合、融成物中の強力なＣ０発生により浴中に溶けてい
る窒素が充分に洗浄されることは云うまでもない。

本発明のこのような方法を採用すれば、純粋な酸素吹込
み法から既に公知のように、完成鋼融成物中の窒素含有
率は２０卿程度となる。

酸素精錬時間に先行する第１精錬段階に於ける含炭材の
吹込み流量は広い範囲で変更自在である。

この場合、単位時間の吹込み炭素量は主として供給すべ
き含炭材の総量によって決定され、供給される石炭が融
成物の炭素飽和値を超えない、即ち、鉄融成物中の炭素
含有率が約４％以下であるように配慮しなければならな
い。

融成物中の炭素含有率は供給された酸素量を介して、転
炉への装入材の酸素消費を分析することにより充分な精
度で計算できる。

本発明では融成物の炭素含有率は精錬時間の前半では２
％以下の値を取ることができ、炭素及び酸素添加に応じ
て再び増大するから炭素供給の終了時には少くとも約２
％となる。

この炭素供給はこの吹込み段階前半で所与態様に述って
任意に流量を変えてもよいが、一定の吹込み流量で行わ
れるようにしてもよい。

融成物の脱珪段階中の精錬時間開始時には含炭材の吹込
み流量は小さいのが普通であり、以後増大し、吹込み終
了までほぼ一定に維持される。

以下に本発明を実施例を参照しながら詳述する。

６０トン転炉の炉底にそれぞれが２本の同心管から成り
、中心の酸素導入管の内径が２４ｍｍ、環状路の幅が１
關の１０個の酸素導入ノズルを設置する。

これらの酸素導入ノズルのうち２個は含炭材、例えばコ
ークス粉、及び酸素の随時導入を可能にする切換え弁を
含む。

浴面の上方位置で転炉帽体のレンガ壁に酸素導入管内径
が５０關の酸素上吹きノズルを設ける。

総酸素量の約半分は浴面上方的３．５０ｍの距離から自
由噴流の形でこのノズルから上吹きされる。

転炉に３６トンのスクラップ、及びＣが３．５％、Ｍｎ
が１％、Ｓｉが０．５％、Ｐが２％の組成を有する３６
トンの液状銑鉄を装入する。

精錬開始と同時に８個の炉底ノズルから１２０００Ｎｒ
ｒｔ／ ｈの酸素を、残る２個の炉底ノズルから７００
ＮｙｎＡの窒素中に懸濁させた１２０００に９／ｈの
コークス粉をそれぞれ供給する。

約２分後、含炭燃料の吹込み流量を１５０００ｋｇ／ｈ
に高める。

浴面へは６００ＯＮｍ／ｈの酸素を上吹きする。

１２分間の精錬時間後、融成物は酸素消費から計算して
約２％の炭素含有率を示し、この時点でコークス粉供給
を止める。

以後２つのノズルは酸素供給に利用される。

２分間の補正吹錬を含めて１９分間に及ぶ全精錬時間が
経過した後、重量６５トン、温度１６７０℃、下記組成
を有する完成鋼融成物が湯出しされる。

Ｃが０．０３％、Ｍｎが０．１％、Ｐが０．０２５％、
Ｎ２が１８ｐｐ［［ｌｏ融成物には合計して５００ＯＮ
ｍの酸素、１１００Ｎ”のノズル保護用プロパン、２５
００ｋｊ９のコークス粉、５５００ｋｇの粉末石灰が供
給された。

本発明の方法を適当に変更し、その大きい融通性を製鋼
所の作業条件に順応させることは本発明の範囲内で可能
である。

また、本発明の重要な構成要件、即ち、融成物の炭素含
有率が約２％となった時点で止めると云う構成要件が維
持される限り、発明の範囲内で種々の変更が可能である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 精錬に際して転炉内の鉄融成物に含炭材の形でエネ
   ルギーを供給し、精錬酸素を融成物中に吹込むと共に自
   由噴流の形で浴面へ上吹きする製鋼法であって、鋼中の
   窒素含有分を低くするために、キャリアガスとの懸濁物
   としての含炭燃料、及び保護媒被覆を有する酸素を、同
   時に鉄融成形にノズルを介して浴面下から導入し、鉄融
   成物の炭素含有率が少くとも約２％にて含炭材の供給を
   止め、それから少くとも約５分間鉄融成物をさらに精錬
   することを特徴とする製鋼法。 ２ 含炭材を種々の吹込み流量で融成物に供給すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 含炭材の吹込み時間中、融成物の炭素含有率は炭素
   飽和値以下、好ましくは４％以下であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 ４ 含炭材として種々の品質の石炭、例えば、コークス
   、コークス粉、褐炭コークス、黒鉛、またはこれらの混
   合物を吹込むことを特徴とする特許請求の範囲第１項か
   ら第３項までの１項に記載の方法。