JPS6149363B2

JPS6149363B2 -

Info

Publication number: JPS6149363B2
Application number: JP10797180A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nomura
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1980-08-06
Filing date: 1980-08-06
Publication date: 1986-10-29
Also published as: JPS5732315A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は塩基性酸素転炉製鋼法において溶鋼
中の燐を効果的に除去する方法に関するものであ
る。最近に至り、低温用鋼など、特に低温において
高い靭性を示す鋼材の需要が高まり、そのため低
温靭性を損う燐の含有量が可及的に少ない鋼、望
ましくは燐が0.010％以下の鋼を低コストでしか
も安定して製出し得る製鋼法の開発が望まれてい
る。ところで従来の塩基性酸素製鋼の通常の実操業
における燐のスラグ―メタル間分配比は、研究室
的に求められている平衡値例えばヒーリー
（Healy）の式などによる平衡値よりも大きく脱
燐不良側へシフトしているのが実情であり、その
ため通常の吹錬方法では0.010％程度以下まで脱
燐することは実際には極めて困難であり、特に出
鋼温度が高いキルド鋼等においてはその傾向が著
しかつた。そこで脱燐効果を高めるために脱燐用
造滓材であるCaO，MgO，CaF₂等の配合量を加
することも考えられるが、これらの脱燐用造滓材
をいたずらに増量させても安定して0.010％以下
まで脱燐することは困難であり、しかもこれらの
脱燐用造滓材を増量させればコストが上昇する間
題が生じていた。また吹錬終期の酸素吹錬圧力を
低下させるソフトブローや超ソフトブローにより
ある程度脱燐効果を高めることが可能であるが、
それでも0.010％以下まで安定して脱燐すること
は困難であつた。一方、吹錬中途において一時的に吹錬を中断し
て排滓し、改めて造滓材等を添加して造滓するい
わゆるダブルスラグ法も一部では実施されてお
り、この方法によれば0.010％程度以下まで脱燐
することが可能である。しかしながらダブルスラ
グ法では、中間排滓時にスラグのほかメタル（溶
鋼）も同時に流出してしまうことを完全に抑止す
ることは困難であり、それに加えて中間排滓時に
溶鋼温度が相当に低下するため冷材である鉄鉱石
やスケールの投入量が制限され、これらのために
製出鋼歩留が極端に低下してしまう重大な欠陥が
あり、またダブルスラグ法では中間排滓作業のた
めに能率が低下するとともに操作も面倒となるな
どの間題もあつた。この発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
で、脱燐用造滓材を増量させることなく、かつ製
出鋼歩留を低下させる等のダブルスラグ法の欠点
を招来することなく、ダブルスラグ法における脱
燐と同程度の脱燐を安定して実現し得るようにす
ることを目的とするものである。すなわちこの発明の塩基性酸素転炉製鋼法にお
ける脱燐方法は、溶鋼の炭素濃度が特定の範囲内
に至つた段階で、鉄鉱石やスケール等の酸化鉄系
材料を従来の一般的な製鋼法よりも大量に一括的
に投入して脱燐を促進させることを特徴とするも
のである。より具体的には、この発明の脱燐方法
は、溶鋼の炭素濃度が3.0〜1.5％の範囲内に至つ
た段階で酸化鉄系材料を10Kg／ｔ steel以上一
括的に投入することを特徴とするものである。以下この発明の脱燐方法につき具体的に説明す
る。この発明の脱燐方法は、LD転炉等、塩基性転
炉における通常の酸素吹錬製鋼過程において実施
するものであり、したがつて前述のような大量の
酸化鉄系材料の投入に関する条件以外は、公知の
方法と同様に設定して実施すれば良い。そしてこ
の発明では上述のような通常の吹錬過程で特に溶
鋼中の炭素濃度が3.0〜1.5％の範囲内の値に至つ
たときに、10Kg／ｔ steel以上の大量の酸化鉄
系材料を一括的に投入することによつて脱燐が促
進されるのである。このように大量に投入される
酸化系材料としては、鉄鉱石、スケール、あるい
はこれらの混合物や、そのほか焼結鉱などがあ
る。ここで従来の通常の製鋼法においても鉄鉱石
やスケールを投入することが行なわれているが、
その場合吹錬中は鉄鉱石やスケールは1.5〜３
Kg／ｔ steel程度の小量を分割して投入するの
が通常であり、また大量に一括投入する場合は鉄
鉱石やスケールは吹錬開始前に投入することが多
く、またその投入目的は主として鉄鉱石やスケー
ルの分解による吸熱を利用して溶鋼の冷却（出鋼
温度調整）を行うためである場合がほとんどであ
り、したがつてこの発明の方法とは異なるもので
ある。前述のように炭素濃度が3.0〜1.5％となつた段
階で投入する10Kg／ｔ steel以上の大量の酸化
鉄系材料は、その全量を一度に投入することが望
ましいが、場合によつては10Kg／ｔ steel以上
の量を分割して複数回にわたり投入しても良い。
ただし後者の場合には溶鋼に対し10Kg／ｔ
steel以上の量の酸化鉄系材料が同時的に作用す
るよう、投入間隔を置かずに投入することが望ま
しい。またもちろん10Kg／ｔ steel以上の量の
酸化鉄系材料を２回以上投入しても良い。なお、
転炉の排風設備の関係から、大量の鉄鉱石やスケ
ールを吹錬中に一括的に投入することが困難とな
る場合が多く、その場合には炭素濃度が3.0〜1.5
％となつたときに一旦吹錬を中断し、その状態で
鉄鉱石やスケール等の酸化鉄系材料を10Kg／ｔ
steel以上投入し、その後吹錬を再開すれば良
い。第１図Ａ〜Ｃおよび第２図Ａ〜Ｃにこの発明の
方法を適用して製鋼した場合と、従来の通常の吹
錬により製鋼した場合および従来のダブルスラグ
法により製鋼した場合とについてそれぞれ複数回
実験操業を行つた結果を示す。第１図は吹止出鋼
時の燐濃度の分布を示すヒストグラム、第２図は
製出鋼歩留を示すヒストグラムであり、各図のＡ
はダブルスラグ法によつた場合、Ｂはこの発明の
方法に従つた場合、Ｃは通常の方法によつた場合
をそれぞれ示す。但し、各法とも初期燐濃度は
0.120％程度であり、また焼石灰原単位はいずれ
も65Kg／ｔ steel、吹錬酸素量はいずれも47〜
55Nm³／ｔ steel程度、最終吹止温度は1680℃±
10℃、吹止出鋼時の炭素濃度は0.05〜0.06％程度
である。なおこの発明に従つたＢの場合、いずれ
も溶鋼中の炭素濃度が2.0％前後で吹錬を中断
し、10Kg／ｔ steel〜25Kg／ｔ steel程度の鉄
鉱石を一括投入した後、吹錬を再開した。またダ
ブルスラグ法の場合Ａ、溶鋼中の炭素濃度が2.5
％附近、燐濃度が0.04％程度の段階で吹錬を中断
して中間排滓を行つた。第１図から明らかなよう
に、この発明の方法による場合にはダブルスラグ
法による場合と同様に0.010％以下まで安定して
脱燐することができ、しかも第２図から明らかな
ように製出鋼歩留はダブルスラグ法による場合よ
りも格段に良好で通常吹錬による場合とほぼ同様
となつている。上述のように大量の鉄鉱石やスケール等の酸化
鉄系材料を溶鋼中の炭素濃度が3.0〜1.5％の範囲
内の段階で一括的に投入すれば、それらの酸化鉄
系材料の主成分であるFe₂O₃がFeOとO₂とに分解
し、そのO₂が溶鋼中のＣと反応して一挙に大量
のCOガスを発生させる。その際に激しいボイリ
ングが生じてスラグ―メタル間の界面が激しく撹
拌され、これによつて燐のスラグ―メタル間分配
比がより平衡値に近付き、その結果溶鋼の脱燐が
促進されるものと解される。したがつて短時間に
大量のCOガスを発生させることが重要であり、
そのために酸化鉄系材料は一括して、あるいは実
質的に一括して、すなわち一括的に投入されなけ
ればならない。例えば操作上は一括でなくても、
２箇所の投入口から同時に投入すれば同様の効果
が期待される。ここで大量の酸化鉄系材料の投入
時期を溶鋼中の炭素濃度が3.0〜1.5％の範囲に至
つたときと限定している理由について述べれば、
通常の吹錬過程においてスラグの滓化が進行する
のは炭素濃度が3.0％以下となつた時点であつ
て、そら以前に大量の酸化鉄系材料を投入しても
脱燐が固体反応となるため脱燐促進の効果が得ら
れず、一方炭素濃度が1.5％未満となれば溶鋼中
のＣが不足し、そのため酸化鉄系材料を大量に投
入しても充分な量のCOガスが発生せず、そのた
めボイリングによる充分なスラグ―メタル間の撹
拌がなされず、前記同様に脱燐促進の効果が得ら
れない。なお、鉄鉱石やスケール等の酸化鉄系材
料の一括的投入量が10Kg／ｔ steel未満では、
ある程度の脱燐促進効果は認められるものの、最
終燐濃度を安定して0.010％以下とすることは困
難であり、10Kg／ｔ steel以上となつてはじめ
て0.010％以下まで安定して脱燐でき、したがつ
て酸化鉄系材料の一括的投入量は10Kg／ｔ
steel以上であることが必要である。このような
酸化鉄系材料の投入量と脱燐効果との関係を第３
図に示す。この第３図は、初期Ｐ濃度を0.120％
程度である場合に鉄鉱石の一括投入量を約３Kg／
ｔ steelから約21Kg／ｔ steelまで変化させて
実験操業を行つた場合の各投入量に対する吹止出
鋼時の燐濃度を示すものであり、この実験におけ
る諸条件、装入材料等については後述する実施例
に準じて実施した。なおまた、前述のように大量の酸化鉄系材料を
投入することによつて溶鋼温度が低下することが
予想されるが、10Kg／ｔ steel〜20Kg／ｔ
steel程度であれば、従来から主として温度調整
の目的で吹錬初期に投入している鉄鉱石もしくは
スケールの投入量や、溶銑とともに配合するスク
ラツプや冷銑の配合量などを溶銑温度と関係して
調整することにより溶鋼温度の低下をカバーする
ことができ、また場合によつては前述のように大
量に投入する酸化鉄系材料を予熱しておいても良
い。次にこの発明の方法の具体的な実施例を記す。実施例 1320℃の溶銑95tonおよびスクラツプ5tonをLD
転炉に装入して、スケール1.2tonを前装入後酸素
吹錬を開始し、その直後に焼石灰4ton、ホタル石
0.3tonを投入するとともに鉄鉱石0.8tonを分割投
入した。その後溶鋼中の炭素濃度が2.01％となつ
た時点で吹錬を中断し、鉄鉱石を1.30ton一括投
入した。この時点までの吹錬酸素量は2500Nm³で
ありまた吹錬中断時の溶鋼温度は1530℃であつ
た。鉄鉱石投入後、吹錬を再開し、かつその直後
に焼石灰2tonを追加投入した。そして吹錬再開後
の酸素量1760Nm³で吹錬を終止した。吹止温度は
1685℃、吹止Ｃは0.05％であり、また出鋼温度は
1647℃であつた。使用した溶銑、スクラツプ、お
よび吹錬中断時の溶鋼、出鋼された溶鋼の各成分
分析値は次表の通りである。

【表】表の結果から、最終的に燐濃度は0.010％以下
まで確実に低下し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脱燐方
法によれば、脱燐用造滓材をいたずらに増量させ
ることなく、ダブルスラグ法と同程度の脱燐、す
なわち0.010％程度以下まで製出鋼の燐濃度を低
下させることが安定して実現可能となり、その結
果低い原材料コストで低燐鋼を得ることができ、
かつダブルスラグ法の如く中間排滓による製出鋼
歩留の低下を招来するおそれがなく、さらには中
間排滓のための時間を要さないとともにそのため
の操作も不要となるため、ダブルスラグ法と比較
して高能率となるとともに操作も簡単となるな
ど、塩基性酸素製鋼法に適用して有益な各種の効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｃは従来のダブルスラグ法、この発
明の方法、および従来の通常吹錬法における脱燐
効果の実験結果を示すヒストグラム、第２図Ａ〜
Ｃは上記３方法における製出鋼歩留の実験結果を
示すヒストグラム、第３図は酸化鉄系材料の投入
量と脱燐効果との相関関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１塩基性転炉を用いて酸素吹錬により製鋼する
過程において、溶鋼中の炭素濃度が3.0〜1.5％の
範囲内となつた段階で10Kg／ｔ steel以上の酸
化鉄系材料を一括的に投入することを特徴とする
塩基性酸素転炉製鋼法における脱燐方法。２溶鋼中の炭素濃度が前記範囲となつた段階で
酸素吹錬を中断し、その状態で前記量の酸化鉄系
材料を一括的に投入し、しかる後酸素吹錬を再開
する特許請求の範囲第１項記載の塩基性酸素転炉
製鋼法における脱燐方法。