JPS60162717A

JPS60162717A - 溶銑の処理方法

Info

Publication number: JPS60162717A
Application number: JP59019183A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Yamada; 健三山田; Katsuhiro Iwasaki; 克博岩崎; Mitsuru Otsuki; 大槻　満; Haruo Ito; 伊藤　春男
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1984-02-04
Filing date: 1984-02-04
Publication date: 1985-08-24
Also published as: KR900001888B1; EP0171438A1; BR8504997A; WO1985003524A1; US4601749A; DE3590014C2; EP0171438B1; DE3590014T; EP0171438A4; KR850700258A; GB8517506D0; IN164629B; GB2162858A; GB2162858B

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、溶銑の処理方法に係シ、特に出銑樋内にお
いて、出銑樋等に格別の損耗を生ずることなく、安定し
て高効率で、溶銑中から不純物を除去したり、溶銑中へ
炭素物質を添加することができるようにした、溶銑の処
理方法に関する。

近年、鉄鋼の高級鋼化への要求が年々高まったことから
、転炉に対する製鋼品質面上の負荷が増大し、必然的に
溶銑の予備処理が重要となってきている。従来、この溶
銑予備処理を取鍋で行なう代りに、高炉出銑樋を利用し
、出銑樋を流れる溶銑流上に粉体フラックスを上置して
行なう方法が知られている（特公昭５ｏ−３３ｏ：ｉｏ
号）。しかし、この方法では、溶銑中に粉体フラックス
が良好に添加されず、粉体フラックスと溶銑との接触性
が悪いので、脱不純物反応が速やかに進行しないだめに
、不純物処理に時間を要する（即ち、反応の距離を長く
要する）ばかシでなく、不純物の除去効率も悪くなると
いう欠点があった。また、この方法では、出銑樋内にお
いて脱不純物反応が完了しないので、例えばミルスケー
ルで溶銑を脱ケイする場合、取鍋に受銑した後も反応が
進み、そのために、スラグフォーミングが生じるので、
取鍋での受銑量を少なくしなければならず、取鍋の運用
が難しくなるといった欠点もあった。

そこで、本発明者等は、高炉出銑樋において不純物を、
短時間にしかも高い効率で除去することのできる溶銑処
理方法を開発すべく、一連の研究を重ねた。

その結果、粉体フラックスを溶銑中に良好に添加するた
めには、溶銑流の中ヘランスの先端部を挿入して、キャ
リアーガスによって粉体フラックスを吹込めばよいこと
が、先ずわかった。この技術は特開昭５７−２００５１
０号にも述べられているように、同業他社でも経験され
ているところである。このような吹込みによって、粉体
フラックスは溶銑の浴の深部まで侵入して、溶銑と良好
に接触し、不純物の除去が、高効率かつ短時間に行なわ
れた。そして、このような処理方法によれば、出銑樋に
おいて、単にＳｉ、Ｐ　およびＳなどの不純物の一つの
みを除去するだけでなく、これらを順次一つずつ、場合
によっては同時に複数除去することによって、これら不
純物の全てを出銑樋間において除去することの可能性が
見い出された。

しかしながら、実際には、この処理方法では、ランス先
端部の溶損や粉体フラックスが衝突することによる出銑
樋の敷部（底部）の損耗が激しく、ランスや出銑樋の補
修、取換えに要する費用が増大しだため、実施すること
が不可能であった。

そこ−で、本発明者等は、次に、ランスを溶銑流の湯面
から離して設置し、このランスから粉体フラックスを吹
込む処理方法を考え出し、先頃出願した（特開昭５８−
１３０２０８号）。この処理方法によれば、ランスを溶
銑中に浸漬させないので、ランス先端部の溶損がなくな
り、また、粉体フラックスの衝突による出銑樋敷部の損
耗も確かに減少した。

しかしながら、この方法では、時に不純物の除去効率が
低下したり、出銑樋敷部に依然として少なからぬ損耗を
生ずる問題があった。

従って、出銑樋を流れる溶銑流中に粉体フラックスを高
速度で吹込んで、溶銑中の不純物を除去する溶銑処理方
法を、不純物の除去効率を安定して高く、かつ、出銑樋
に損耗を生じないように実操業に適したものとするには
、なお解決すべき問題があった。

この発明は、上述の現状に鑑み、出銑樋を流れる溶銑流
中に粉体フラックスを高速度で吹込むことによって、出
銑樋に粉体フラックスによる損耗を生ずることなく、溶
銑中の不純物を安定して高効率で除去したシ、溶銑中へ
炭素物質を添加することのできる、溶銑の処理方法を開
発すべく研究を重ねた結果、得られたもので、高炉から出銑された溶銑が出銑樋を流れて取鍋に収容さ
れるまでの間に、前記溶銑の流れ中へ粉体フラックスを
高速度で吹込んで、前記溶銑の処理を行なう方法におい
て、前記粉体フラックスの前記溶銑への侵入深さＨＰが
、前記溶銑の浴深さＨに対し、０．５０　Ｈ≦Ｈｐ　＜
　１．ＯＨとなるように、下記（１）式の粉体フラック
スの供給速度倉、キャリアーガスの供給速度δ、粉体フ
ラックスの平均粒径〒、ランスの内径ｄ。およびランス
高さＨＬを設定して、前記粉体フラックスを前記溶銑の
流れ中へ吹込むことに特徴を有する。

Ｈｐ＝Ｍδｅｘｐ（−Ｆ）／（ｄｏ＋ｏ、ｏｚＨＬ）”
　・・−（：ｔ）但し、 Ω：粉体フラックスの供給速度（Ｋｖ／ｍ１ｎ）、ｄ：
キャリアーガスの供給速度（Ｎｉ７ｍ　ｉ　ｎ　）、τ
：粉体フラックスの平均粒径（闘）、ｄｏ：ランスの内
径（Ｗａ　）、ＨＬ：ランス高さく溶銑湯面からのランス先端の高さ）
（闘）。

以下、この発明の詳細な説明する。

第１図は、出銑樋ｌ内を流れる浴深さＨの溶銑２中に、
侵入深さＨＰを制御しながらランス３から粉体フラック
ス４を吹込んで、そのときの溶銑２に対する不純物の除
去効率を調べるところを示した説明図である。粉体フラ
ックス４の侵入深さＨＰの制御は、本発明者等が導いた
次の０式により行なった。

ＨＰ＝ＭＧｅＸｐ（−Ｆ）／（ｄｏ＋ｏ、０２ＨＬ）”
　・＋＋■但し、立：粉体フラックスの供給速度（Ｋｇ／ｍ１ｎ）、δ：
キャリアーガスの供給速度（Ｎｙ７１７ｍｉｎ）、ｉ：
粉体フラックスの平均粒径（關）、ｄｏ：う／スの内径
（ｔａＸ　）、ＨＬ：ランス高さく溶銑湯面からのランス先端の高さ）
（ＩＩＪ）。

ここで、粉体フラックスの侵入深さＨＰの導出にあたっ
ては、ＨＰは粉体フラックスの粒径ｒ、粉体フラックス
の供給速度歯、ランスの本数ｎ、キャリアーガスの供給
速度δ、ランスの内径ｄ。およびランス高さＨＬによっ
て決定される。

粉体フラックスの粒径ｒについては、小さいほど粉体フ
ランクス粒子がキャリアーガスの速度に近づき、運動エ
ネルギーが高まるために、細かいほど有利であるが、粉
砕の経費を考えると、経済的な最適粒径が存在する。本
発明者等の研究では、それらを勘案して、粉体フラック
スは、粒径ｒが１ｍｓ以下の粒子で平均粒径ｉで０．３
　ｍとなるものを使用している。一方、粉体フラックス
の供給速度歯は、処理する溶銑の流速と目標とする不純
物成分の除去率とによって、通常１００〜５００　Ｋｇ
／ｍｉｎの間で変化する。

ランスの本数ｎについては、設備上、各不純物の処理毎
に１本であることが望ましい。しかしながら、粉体フラ
ックスの供給速度倉を大きくとらなければならない場合
には、２本以上としてもよい。キャリアーガスの供給速
度δは、粉体フラックスを供給するために基本的に必要
とされる量で充分で・あるが、ランスの内径によっては
、ランス先端でのキャリアーガスおよび粉体フラックス
の噴出速度が２０　ｍ／ｓｅｃを切る場合があり、それ
を避けるだめに、粉体フラックスを供給するために必要
とされる所要量以上とすることがある。

ランスの内径ｄｏは、上述したように、キャリアーガス
および粉体フラックスの噴出速度が２０ｍ／Ｓｅｃ以上
となるように設定しなければならない。

２０　ｍ　／ｓｅｃ以下では粉体フラックスが溶銑中へ
入らなくなり、上置き法と等しくなる。ランス高さＨ，
については、操業中に任意に選べる因子であシ、溶銑流
の速度等に応じてＨＰを最終的に調整すべく前記０式で
計算されるＨＰが、０．５０Ｈ≦Ｈｐ　＜１、ＯＨ（但
し、Ｈ：溶銑の浴深さ）の範囲に入るように調整するも
のである。

このような調整をして粉体フラックスを溶銑中に吹込み
、Ｓｉ、Ｐ　およびＳの除去、Ｃの添加を行なったとき
の、溶銑２の浴深さＨに対する粉体フラックス４の侵入
深さＨＰの比Ｈｐ／）（（以下単に侵入深さの比と称す
る）とＳｉ、Ｐ　およびＳの除去効率および炭素分溶解
率との関係を、それぞれ第２〜５図に示す。

ここで、第２図は、ミルスケールを用いて脱ケイ処理を
行なった場合で、フラックス原単位は、（ａ）　：　４
０　Ｋｇ／　ｔｏｎ、（ｂ）　：　３０　Ｋｙ／ｌｏｎ
　、（ｃ）　：　１５Ｋｙ／　ｔｏｎ　テある。第３図
は、低５ｉ（７）溶銑（Ｓｉ　：０．０５％以下）に脱
リン処理を行なった場合で、フラックスは、（ａ）　：
ソーダ灰とミルスケール（ｌ：　１　）　、（ｂ）　：
焼石灰と螢石とミルスケール（３０：　ｌ　５　：　５
５　）　、　（ｃ）　：転炉風砕スラグと螢石とミルス
ケール（５０：２０：３０）、フラックス原単位はいず
れも４０　Ｋｇ／　、ｔｏｎである。第４図は、脱硫処
理を行なった場合で、フラックスは、（ａ）：ソーダ灰
とミルスケール（１：　１　）　、　（ｂ）　：焼石灰
と螢石とミルスケール（３０：　ｌ　５　：　５５　）
　、　（ｃ）　：焼石灰と螢石（９２：８）、フラック
ス原単位は、（ａ）　：　４０　Ｋｙ／　ｔｏｎ　、　
（ｂ）　：　５０　Ｋｇ／　ｔｏｎ　、　（ｃ）　：　
ｌ　ＯＫｇ／ｌｏｎである。第５図は、炭素分溶解反応
処理を行なった場合で、フラックスは、（ａ）：脱灰石
炭粉、（ｂ）：コークス粉、（Ｃ）：粉石炭、フランク
ス原単位は、いずれも１５　Ｋｇ／　ｔｏｎである。な
お、炭素分溶解率は、炭素分溶解率＝　Ｃ３Ｏ１ｕｔｉ
Ｏｎ／ＣｔＯｔａｌ　ｘｌｏｏ　（但し、Ｃｔｏｔａｌ
　：溶銑に添加した炭素量、Ｃ５ｏｌｕｔｉｏｎ　：添
加した炭素のうち溶銑中の炭素となった量）から計算し
た。

第２〜５図から明らかなように、粉体フラックスの侵入
深さの比ＨＰ／Ｈが、約０．５０より小さくなるに従っ
て、脱ケイ率、脱リン率、脱硫率および炭素分溶解率は
、いずれも急速に低下しているが、ＨＰ／ＨがＯ，，５
０付近より大きい場合には、これらの値は、いくつかの
例外（第２図の（ｂ）　、　（ｃ）　。

第４図の（Ｃ））はあるものの、いずれも高くなってい
る。どれは、粉体フラックスを浴深さＨの溶銑中に侵入
深さＨＰが０．５０Ｈ≦ＨＰとなるように吹込むことに
よって、粉体フラックスと溶銑とが良好に混合され、接
触性が犬となるために、脱不純物反応ないし炭素物質溶
解反応が急速に進行したことによると思われる。

従って、浴深さＨの溶銑流に対して、粉体フラックスを
、侵入深さＨＰが０．５０Ｈ≦ＨＰ（１，ＯＨとなるよ
うに吹込めば、出銑樋の敷部（底部）に粉体フラックス
の衝突による損耗を生ずることなく、溶銑中の不純物を
安定して高い率で除去することができる。

そこで、この発明では、前述した０式に基づいて、粉体
フラックスの侵入深さＨＰが０．５０≦Ｈｐ　＜１、Ｏ
Ｈとなるように制御しながら、溶銑流の湯面から先端を
上方に離して設置したランスより、粉体フラックスを溶
装流中に吹込むものである。

第６図は、出銑樋を流れる０、４０％の８１を含有する
溶銑中に粉体フラックスを吹込んだときに、粉体フラッ
クスの吹込み位置から離れるに従って溶銑中のＳｌ量が
低下する様子を示したグラフである。第６図から明らか
なように、粉体フラックスの侵入深さの比ＨＰ／Ｈが０
，５０と０．８０のときには、粉体フラックスのほぼ吹
込み直後、吹込み位置から２ｍ流下した地点までに脱Ｓ
ｉ反応が完了し、溶銑中のＳｌ量は約１ｆ５％（処理前
の纜度０．４０　％の七きのＳｉ量を１００％とする、
）の小さな値に減少している。これに対し、ＨＰ／Ｈが
０１とＯ，，１３０のときには、粉体フラックスの吹込
みから脱Ｓｉ反応が徐々に進行して溶銑中のＳｌ量が仲
々低減せず、吹込み位置から１８ｍも流下した地点で、
Ｓｉｉがそれぞれ４０チ、２０％までに減少するにすぎ
ない。

このような粉体フラックスの吹込みとほぼ同時に脱不純
物反応が完了し、かつ、不純物が高効率で除去される傾
向は、他の不純物（但し、Ｐの場合は、その前に８１を
除去しておく必要がある）についても同様にみられる。

このように、ＨＰ／Ｈが０５未満のときには、脱不純物
反応の進行に時間がかかり、反応の距離を長く要するた
めに、不純物、例えばｓｌの処理１段でさえ出銑樋内に
おいて行なうことが不可能である。これを、０，５０≦
ＨＰ／Ｈ（１，０となるようにＨＰを制御して粉体フラ
ックスを吹込むようにすれば。

吹込みから２ｍ流下した地点で脱不純物反応がほぼ完結
するために、同様な不純物処理を組合せた多段処理が出
銑樋内において可能となる。

従って、この発明の方法によれば、出銑樋において、溶
銑中から単に８ｉ、Ｐ　およびＳなどの一つを除去する
だけでなく、これらを順次一つずつ、場合によっては同
時に２つ除去することによって、これら不純物の全てを
出銑樋内において除去することができ、理想的な溶銑処
理を実操業化できる。

この発明の方法による不純物の連続処理としては、除去
する不純物Ｓｉ、Ｐ、Ｓ　の組合せおよびその順序によ
り、（１）Ｓｉ→Ｐ　（Ｓｉを処理しだのちｐを処理す
ルコトを示す）　、　（２）　Ｓｉ　−４ｐ　Ｐ　−＋
　８、（３）Ｓｉ−４８＋　（４）Ｓｉ−＋８−）Ｐ、
　（５）８４Ｓｉ　、　（６）Ｓ−＋５ｉ＝ｐ、あるい
は、（７）ｓｉ→ｐ　、　Ｓ　（Ｓｉを処理したのぢｐ
、ｓを同時に処理する）など種々の態様が可能である。

この場合、先の不純物の処理によって生成したスラグは
、次の不純物の処理を行なう前に除去することを要する
。このスラグの除去は、出銑樋のラーンス設置位置よシ
下流位置に、溶銑流中に下端を浸漬したスキンマーを設
置して、スキンマーによって溶銑のみを通してスラグが
通過するのを阻止し、かつ、スキンマーの手前の出銑樋
側壁に、このスラグを排出する樋を設けることによって
行なうことができる。

次に、この発明の方法を実施例によシ詳述する。

実施例１出銑樋を流れる溶銑の湯面上方にランスを設置し、前述
の０式に基づいて操業条件を設定して、粉体フラックス
の侵入深さＨＰを制御しながら粉体フラックスとしてミ
ルスケールを溶銑中へ吹込み、脱ケイ処理を行なった。

この場合、溶銑流量；　’７　ｔｏｎ／ｍｉｎ　、溶銑
の浴深さＨ：５〜４０Ｃ１ｎであった。また、ランス内
径ｄＯ：　３２　ｍａ、ランス高さＨ：２００ｍ５、ミ
ルスケ−／ｍｉｎテ、ミルスケールの供給速度：１００
〜４００　Ｋｇ／ｍｉｎによって、侵入深さＨＰを所定
値に制御した。

そのときの結果を、比較例（ＨＰ／Ｈ：　０．５　未満
および１．０以上の場合）と共に、第１表および第２表
に示す。

第１表１）脱Ｓｌ率（（Ｓｉ）じ（Ｓｉ）　）／（８ｉ）。×
１００、但し、（ｓｉ）ｏ　：処理前の８ｉ濃度、（Ｓ
ｉ）　：処理後の８ｉ濃度。

第１〜２表から明らかなように、この発明の方法によれ
ば、出銑樋敷部の損耗もほとんどなく、かつ、脱Ｓ１率
も高くできた。

実施例２粉体フラックスとして、ソーダ灰とミルスケール（１：
１）の混合物を用い、実施例１と同様にして、ＨＰ／Ｈ
を制御しながら粉体フラックスを吹込んで、低Ｓｉの溶
銑の脱リン処理と脱硫処理を同時に行なった。

そのときの結果を、比較例と共に、第３表および第４表
に示す。

第３表２）脱Ｐ率：　（ＣＰ）ｏ−ＣＰ））／ＣＰ）ｏｘｌｏ
ｏ　、但し、〔Ｐｏ〕：　処理前のＰ濃度、〔Ｐ〕：処
理後のＰ濃度３）脱Ｓ率：　（（Ｓ）ｏ−（Ｓ）／（Ｓ）ｏＸｌｏｏ
　、但し、（Ｓｏ）：処理前のＳ濃度、〔Ｓ〕：処理後
の濃度第３〜４表から明らかなように、この発明の方法によれ
ば、出銑樋敷部の損耗もほとんどなく、かつ、脱Ｐ率、
脱Ｓ率をともに高くできた。

実施例３粉体フラックスとして、焼石灰と螢石（９２：８）の混
合物を用い、実施例１と同様にして、ＨＰ／Ｈを制御し
ながら粉体フラックスを吹込んで脱硫処理を行なった。

そのときの結果を、比較例と共に第５表および第６表に
示す。

第５表第５〜６表から明らかなように、この発明の方法によれ
ば、出銑樋敷部の損耗もほとんどなく、かつ、脱Ｓ率を
高くできた。

実施例４粉体フラックスとして、粉コークス、粉石炭、脱灰石炭
粉を個々に用いて、実施例１と同様にして、ＨＰ／Ｈを
制御しながら粉体フラックスを吹込んで溶銑の炭素分溶
解反応処理を行なった。

その結果を、比較例と共に、第７表および第８表に示す
。

第７表４）炭素分溶解率：　Ｃ１３０１ｕｔｉＯｎ／ＣｔＯｊ
ａｌＸ　１００゜但し、Ｃｔｏｔａｌ　：　溶銑に添加した炭素竜、Ｃ５ｏｌｕｔｉｏｎ　：　添加した炭素のうち溶銑中の炭素となっだ量第７〜８表から明らかなように、この発明の方法によれ
ば、炭素分溶解反応率を非常に高くできた。

実施例５実施例１と同様にして、粉体フラックスの侵入深さの比
ＨＰ／Ｈを０．８０に制御しながら、粉体フラックスを
吹込んで脱ケイ処理をし、生成したスラグを除去後、粉
体フラックスを吹込んで脱リン処理をした。

その結果を第９表に示す。

第９表から明らかなように、この発明の方法によれば、
出銑樋内において、高い除去効率で、脱ケイ処理、次い
で脱リン処理が行なえた。また、出を樋敷部には損耗が
ほとんど認められなかった。

実施例６実施例５の脱ケイ処理、脱リン処理に引き続いて、脱硫
処理を行なった。

その結果を第１０表に示す。

第１０茨から明らかなように、この発明の方法てよれば
、出銑樋内において、高い除去効率で、脱ケイ処理、脱
リン処理および脱硫処理を行なえた。また、出銑樋敷部
には損耗がほとんど認められなかった。

実施例７実権例１と同様にして、粉体フラックスの侵入深さの比
ＨＰ／Ｈを０．８０に制御しながら、粉体フラックスを
吹込んで脱硫処理をし、生成したスラグを除去後、粉体
フラックスを吹込んで脱ケイ処理をした。

その結果を第１１表に示す。

第１１表から明らかなように、この発明の方法によれば
、出銑機内において、高い除去効率で、脱硫処理、次い
で脱ケイ処理が行なえた。また、出銑樋敷部には損耗が
ほとんど認められなかった。

実施例８実施例７の脱硫処理、脱ケイ処理に引き続いて。

脱リン処理を行なった。

その結果を第１２衣に示す。

第１２表から明らかなように、この発明の方法によれば
、出銑樋内において、高い除去効率で、脱１１νＷ処理
、脱ケイ処理および脱リン処理を行なえた。また、出銑
樋敷部には損耗がＦｔとんど認められなかった。

実施例９実施例１と同様にして、粉体フラックスの侵入深さの比
ＨＰ／Ｈを０．８０に制御しながら、粉体フラックスを
吹込んで脱ケイ処理をし、生成したスラグを除去後、粉
体フラックスを吹込んで脱リン処理と脱硫処理を同時に
行なった。

そのときの結果を、第１３表に示す。

第１３表から明らかなように、この発明の方法によれば
、出銑樋内において、Ｓｉ、Ｐ　およびＳを高い効率で
除去できることがわかる。また、出銑樋敷部の損耗がほ
とんどみられなかった。

以上の実施例から明らかなように、この発明の方法によ
れば、出銑樋に粉体フラックスによる損耗を生ずること
なく、溶銑中の不純物を短時間に安定して高効率で除去
できるので、出銑樋内において溶銑中からＳｉ、Ｐ　お
よびＳなどを全て除去することが可能となるばかりでな
く、操業性にも優れ、理想的な溶銑処理ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、粉体フラックスの溶銑中への侵入深さによる
不純物の除去効率を調べるところを示す説明図、第２〜
５図は、それぞれ、粉体フラックスの侵入深さの比ＨＰ
／ＨとＳｉ、’Ｐ、Ｓの除去効率および炭素分溶解率と
の関係を示すグラフ、第６図は、粉体フラックス吹込み
位置からの距離と溶銑中の８１量との関係を示すグラフ
である。図面において、１・・・出銑樋、　２・・・溶銑流、３°・・ランス、　４・・・粉体フラックス。棄１図第２回神ゾＨＨｐ／Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】高炉から出銑された溶銑が出銑樋を流れて取鍋に収容さ
れるまでの間に、前記溶銑の流れ中へ粉体フラックスを
高速度で吹込んで、前記溶銑の処理を行なう方法におい
て、前記粉体フラックスの前記溶銑への侵入深さＨＰが
、前記溶銑の浴深さＨに対し、０．５０Ｈ≦ＨＰ（１，
０Ｈとなるように、下記（１）式の粉体フラックスの供
給速度ｉ、キャリアーガスの供給速度ｄ、粉体フラック
スの平均粒径〒、ランスの内径ｄＯおよびランス高さＨ
，を設定して、前記粉体フラックスを前記溶銑の流れ中
へ吹込むことを特徴とする溶銑の処理方法。Ｈｐ＝Ｍ　Ｇ　ｅＸｐ（−；）／（ｄｏ＋ｏ、０２ＨＬ
）２−（１）但し、立：粉体フラックスの供給速度（Ｋｖ／ｒｎｉ　ｎ　）
、δ：キャリアーガスの供給速度（Ｎｎｌ／ｍ１ｎ）、
ｉ：粉体フラックスの平均粒径（Ｗ　）、ｄｏ：ランス
の内径（藺）、ＨＬ：ランス高さく溶銑湯面からのランス先端の高さ）
（ｍｓ）。