JPS6176607A

JPS6176607A - 溶銑の予備精錬による製鋼設備

Info

Publication number: JPS6176607A
Application number: JP60135813A
Authority: JP
Inventors: アリステイド　ベルテ; ギイ　ドウニエ
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1984-06-22
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1986-04-19
Also published as: ATE36007T1; FR2566427B1; FR2566427A1; DE3563982D1; BR8502988A; EP0166646A1; US4627601A; EP0166646B1

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】本発明は溶銑の予備処理を伴った製鋼設備に関する。

純酸素転炉は、原則として、炭素、珪素、リンを主とす
る溶銑中の酸化可能な元素を低含有量まで除去する反応
器である。しかしながら、酸素底吹き、上吹きおよび底
吹きによる混合吹錬等の改良にもかかわらず、純酸素転
炉吹錬で常に生産性の優れた結果が得られるとは限らな
い。

更に、より純度の高い鋼製品が市場で要求され　　′る
ようになり、純酸素転炉吹錬での製造原価が高くなると
ともに、時には一基の転炉ですべての仕様の鋼製品の吹
錬が不可能の場合もある。

このような問題を解決する１方法として、溶銑から溶鋼
に到るまでの各種の酸化処理（脱珪、脱リン、脱炭）を
時間的且つ空間的に分離して行うことが知られている。

このようにして脱珪および脱リンを分離して行う方法を
、溶銑の前処理または予備精錬と称する。

例えば英国特許出願第２．　０７２，　２２１号に記載
の公知の予備精錬装置では、不連続且つ間欠的に溶銑を
、脱珪、脱リン、脱炭等の一連の処理に付する。

予備精錬すべき溶銑の一部分を、それぞれ多少とも特定
の処理用として設計した複数の冶金容器に移送し、或い
は、一般的に直立の取鋼である単一の反応器内に収容し
、工場内に分散した一連の固定処理ステーンヨンに移送
することによって予備精錬を行う方法も公知である（フ
ランス特許出願第２．４３９．８２１号参照）。

これらのいずれのタイプの設備にしろ十分に満足な結果
を与えるものではない。特に、別々の容器に溶銑を移動
したり、或いは処理ステーション間を移動させたりする
には、待ち時間が生じて熱損失を招き、更には、予備精
錬の各処理中に生じた精錬スラグを中間で除去する必要
があるため歩留りの低下を生ずることがある。更に、各
処理の反応が不連続であるので、各処理は周期的に行わ
れ、従って反応が十分に進行しない過渡期があり、処理
全体を時間的に正確に調整しなければ効率が著しく低下
する。

本発明は上記の如き従来技術の問題点を解決することを
目的とする。

本発明に従うと、脱炭段階に先立ち脱珪、脱リン段階を
含む溶銑の予備精錬を行う製鋼設備であって、 −所定の表面レベルを保持するよう予備精錬すべき溶銑
の浴を収容し、所定のレベルより上方の部分に、溶銑を
導入する手段と、珪素およびリンの酸化剤並びに脱珪ス
ラグおよび脱リンスラグの形成剤を導入する手段と、溶
銑の浴の上方に酸化性雰囲気を形成する手段とを備え、
該所定のレベルより下方の部分に浴撹拌手段を備える反
応器と、−該レベルより下方の位置に連通口を有し、そ
の上方自由端部が、該レベルを越えて上方位置で反応器
内に形成されるスラグの溢出する堰を構成する隔壁によ
り隔離された沈降室であって、一方では、該レベルの下
方に位置し、脱珪および脱リンされた溶銑流を脱炭段階
に流動させる連絡導管と、他方では、該レベルの上方に
位置し、反応器からの脱珪および脱リンスラグを外部に
排出する排出口とを備える、沈降室と、を備える少なくとも１基の閉鎖ユニットを有することを
特徴とする製鋼設備が提供される。

本発明の好ましい態様に従うと、脱炭段階が、−所定の
レベルに表面が保持される浴を沈降室と連通ずる連絡導
管から供給される脱炭すべき溶銑で形成し、これを政客
する容器であって、該レベルの下方に位置し、連絡導管
と連通ずる入口と、該レベルの上方に位置し、溶銑脱炭
用酸化性ガスを吹込む手段とを備える第２反応器と、−
液密隔壁によって第２反応器から隔離された沈降室であ
って、該隔壁の上方自由端部は該レベルを越えて上方に
位置して、上記酸化性ガスの吹込み作用によって第２反
応器内に形成される金属−スラグのエマルジョンを溢出
させる堰を形成し、該沈降室は金属浴上に積層したスラ
グを外部に排出する排出口と、該沈降室内の金属浴のレ
ベルより下方に位置し、溶鋼流を出口に傾瀉する第２沈
降室と、を備える閉鎖ユニットを有する。

本発明に従う製鋼設備は連続して処理を行い得るものと
して構想されたものであり、従来技術の製鋼設備より遥
かに優れた効率を示す。更に、脱珪および脱リン段階か
ら脱炭段階へと溶銑は自由に流動可能であるので、従来
技術で用いていた移送手段を用いる必要はなく、その結
果、設備費用を大巾に削減することができる。

本発明の１態様に従、うと、脱珪および脱炭段階が脱珪
用の閉鎖ユニットと脱リン用の閉鎖ユニットで構成され
、これらの各ユニットは、隔壁により沈降室から隔離さ
れた反応器を備え、該隔壁は所定のレベルより下方で連
通口を有し、その上方自由端部は該レベルより上方に位
置して、溢出堰を形成し、更に、脱珪反応器は、予備精錬すべき溶銑を導入する手
段と、脱珪剤を導入すべき手段と、撹拌手段とを備え、脱リン反応器は、脱リン剤を導入する手段と、酸化性雰
囲気を形成する手段と、金属浴の撹拌手段とを備え、脱珪および脱リンの沈降室は、スラグを排出する手段を
備え、脱珪の沈降室は移送導管を介して脱リンの沈降室と連通
し、脱リンの沈降室は脱炭段階と連通ずる浸漬連絡導管
に連通ずる。

本発明の他の特徴および効果は添付の図面を参照した以
下の実施例の記載より明らかとなろう。

なお、これらの実施例は本発明の単なる例示であって、
本発明の技術的範囲を何等制限するものではない。

第１図乃至第３図に示す製鋼設備において、脱珪および
脱リン段階は密閉包囲体Ａから構成され、包囲体Ａ内で
は溶融浴ＡＲを形成すべき予備精錬用溶銑がはヌ゛一定
の所定レベルＮ１に達する。脱炭段階は密閉包囲体Ｂで
構成され、包囲体Ｂは包囲体Ａの出口と連通している。

第１図に示す製鋼設備はさらに、包囲体Ｂからの溶鋼を
後処理する冶金反応器Ｃを備えている。

脱珪および脱リン段階をなす包囲体Ａは、第１反応器１
と、反応器１に隣接し且つ第１＠壁３により隔離される
沈降室２を備える。第１隔壁３はレベルＮ１　より下方
の位置に連通口４を備え、その上端部はレベルＮ１より
上方に位置する。

第１反応器は、金属浴より上方の部分に、予備精錬すべ
き溶銑を導入するための注入口５と、粉砕した固体状の
脱珪剤および脱リン剤を導入する管６と、場合によりス
クラップ、予備還元鉱石、鉱石等の冷却材を投入するボ
ート７と、溶銑の浴面上に酸化性雰囲気を形成するため
の酸素ガス、好ましくは工業的純酸素ガスを吹込むラン
ス８とを備える。反応器に装備されるこれらの手段はそ
れら自体として公知なので、それらの構造は説明しない
。しかしながら、金属浴は一定のレベルｔ’Ｊ＋に保持
され、酸素ジェットの移動は望まれないので、ランス８
の代りに側壁に固定したノズルを用いてもよい。

さらに、脱珪剤は、一般的に鉄またはマンガン鉱石の如
き自然の金属酸化物であり、脱リン剤は炭酸ナトリウム
、石灰または炭酸カルシウムの如き塩基性化合物であり
、ときには特別に粒状に調整し且つ塩基度を調整したも
のである。

第１反応器１は、レベルＮＩの下方に位置する部分、よ
り詳細には底部に、金属浴の撹拌手段９を備える。撹拌
手段９は、例えば、透過性の耐火エレメントの如き撹拌
用流体のノズルから構成され、例えば窒素またはアルゴ
ンの如き圧力ガス源（図示せず）と連結している。

透過性の耐火エレメントは、ヨーロッパ特許第０、０２
１．８６１号に記載のタイプであることが好ましい。

第１沈降室２は、レベルＮ１の下方に位置し、連結導管
１１と連通する出口ＩＯを備える。連結導管１１は、脱
珪および脱リンされた溶銑ＡＤを沈降室から脱炭段階の
包囲体Ｂの方へ自然且つ連続的に移送するサイフオンの
如きものである。第１沈降室２は、さらに、レベルＮ１
　の上方の位置に、好ましくは反応器から離れた位置に
スラグ排出口１２を備える。すなわち、反応器１内に生
成された脱珪および脱リンスラグは隔壁３の上方自由端
によって構成された堰を越えて沈降室内の静かな包囲体
内に溢出し、スラグ排出口１２から連続的に排出される
。煙突１３が煙を排出するために反応器から離れた沈降
室の端部に設けられている。

一方、脱炭段階をなす包囲体Ｂは、第２反応器１４を備
えている。第２反応器１４内には脱炭すべき溶銑の浴を
レベルＮ２に達する高さで収容している。更に包囲体Ｂ
は液密隔壁１６によって第２反応器１４より隔離された
第２沈降室１５を備えている。

この隔壁１６の上方端部はレベルＮ２より上方に位置す
る。

第２反応器１４は、レベルＮ２より下方の位置にサイフ
オン１１と連通する入口１７と、浴をガス撹拌する手段
１８とを備える。撹拌手段１８は、第１反応器１の底部
に設けた撹拌手段と同一のタイプのものでもよい。第２
反応器１４は更に溶銑の浴上に酸化性ガスを吹込む手段
１９を備えている。この手段１９は、例えば酸素ランス
である。第２反応器１４は更に、スクラップの如き冷却
材を導入するポート２１を備える。

図示の実施例では、反応器１、沈降室２および反応器１
４が通底器の原理によって互いに連通しているので、レ
ベルＮ、とＮ２は同一の高さである。

しかしながらサイフオン１１を流量調節可能な導管で置
換えるときはレベルＮ２はレベルＮ１よりも高さを低く
することができることは自明である。

第２沈降室１５は、脱炭スラグの排出口２０と、煤煙を
排出する埋突２２と、精錬後の溶鋼を後処理容器Ｃに排
出する出口オリフィス２３とを（萌える。

第１図乃至第３図に示す設備により鋼を製造するには次
のように操作する。

−まず、予備精錬すべき溶銑と脱珪剤および脱リン剤と
をそれぞれ注入口５と管６を介して第１反応器１内に導
入する。

−手段８を操作することにより溶銑浴上に酸化性雰囲気
を形成し、必要に応じてポート７から冷却材を加え、金
属浴を所望の精錬温度に保持する。

−包囲体ＡおよびＢの撹拌手段９および１８を操作する
。

−ランス１９から所定流量の０２を吹込み、第２反応器
１５内の溶銑の脱炭を行う。

−場合により、ボート２１から冷却材を溶銑中に加えて
温度を調整する。

第１反応器ｌ内の溶銑の珪素およびリンは鉱石から持ち
込まれる酸素と接触して酸化し、生じた酸化物はスラグ
内に固定される。このスラグは脱珪剤および脱リン剤に
よって形成されたものであり、その主要部分は金属浴の
自由表面上に浮遊している。スラグは連続的に形成して
いるので、常時隔壁３を越えて第１沈降室２内に溢出し
、排出口１２の方に移動し、連続的に排出される。

第１反応器１内ではゾ脱珪および脱リンされた溶銑は、
隔壁３の連通口４を連続的に通過し、第１沈降室２内に
到達する。第２沈降室２内で脱珪および第リンが静かに
完了する。第１反応器内では撹拌と酸化のためにかなり
な状態に混合していた金属とスラグは、第１沈降室２内
で分離する。

脱珪および脱リンされた溶銑は通路１０を介して第１沈
降室２から排出され、サイフオン１１を横断して第２反
応器１４に到達する。

第２反応器１４内では、ランス１９から吹込んだ酸素に
よって、未だに含有されている珪素およびリンと共に、
炭素が金属浴から除去される。このため、脱炭スラグお
よび溶銑はエマルジョンを形成し、第２隔壁１６を越え
て溢出し、第２沈降室１５内に入る。

第２沈降室１５内に静置されると、金属−スラグのエマ
ルジョンはゆっくりと二重の層に重力により分離する。

精錬金属は出口オリフィス２３を介して連続的（＝流出
し、金属浴上に浮遊するスラグは排出口２０から連続的
に排出される。

第４図および第５図は、脱珪および脱リン段階Ａが隣接
且つ連続する２つのユニットに分割されている製鋼設備
を示している。すなわち、この２つのユニットとは、脱
珪ユニッ）Ｄと、脱珪ユニットの下流にある脱リンユニ
ットＥとである。

脱珪ユニットＤは、反応器２４と、隔壁２６によって分
離された沈降室２５とを備える。隔壁２６は、精錬すべ
き溶銑の自由表面によって決定されるレベルＮ３の下方
の位置に連通口２７を有し、その上端部はレベルＮ３よ
り上方に位置する。

同様に、脱リン反応器）Ｅは、反応器２８と、反応器２
８から隔壁３０によって分離される沈降室２９とを備え
る。隔壁３０は、レベルＮ３より下方の位置に開口３１
を有し、その上端部はレベルＮ３より上方に位置する。

脱珪反応器２４は、レベルＮ３より上方の位置に、精錬
すべき溶銑を導入する手段３２と、珪素を酸化するため
の材料（鉄鉱石等）および脱珪スラグ形成剤を導入する
手段３３と、必要に応じて冷却材を導入する手段３４と
を備え、更にレベルＮ３より下方の位置に撹拌手段３５
を備えている。撹拌手段３５は、第１図乃至第３図に示
した設備の反応器１および１４に設けられている撹拌手
段と同種のものでよい。

脱珪沈降室２５は、レベルＮ３より上方の位置に脱珪ス
ラグを除去するための排出口３６と、レベルＮ３より下
方の位置に脱リン反応器２８と連通する開口３７とを有
する。

脱リン反応器２８は、レベルＮ３より上方の位置に脱リ
ン剤を導入する手段３Ｂと、酸化性雰囲気を形成する手
段３９と、場合によりスクラップの如き冷却材を導入す
るポート３４゛とを備え、更にレベルＮ３より下方の位
置に金属浴撹拌手段４０を備える。

脱リン沈降室２９は、レベルＮ３の上方の位置に脱リン
スラグを除去する排出口４１と、レベルＮ３の下方の位
置に脱炭段階Ｂの反応器１４に終端する導管と連通ずる
開口４２を有する。

第１図乃至第３図に示した設備では脱珪および脱リン処
理は同一の容器で同時に実施されたのに対し、第４図お
よび第５図に示す設備では脱珪および脱リン処理は別々
の反応器で相前後して実施される。

第４図および第５図に示す設備の操作は次の通りである
。

−反応器２４内で形成される脱珪スラグは隔壁２６を越
えて沈降室２５内に溢出し、排出口３６から連続的に除
去される。

−反応器２８内に形成される脱リンスラグは隔壁３０を
越えて沈降室２９内に溢出し、排出口４１から連続的に
排出される。

−沈降室２５は脱珪された溶銑を収容し、この溶銑は連
通路３７を介して反応器２８に連続的に流れる。

−沈降室２９は脱リンされた溶銑を収容し、この溶銑は
連通路４３を介して脱炭段階Ｂの方に連続的に流れる。

脱炭段階Ｂは、第１図乃至第３図を参照して説明した装
置と技術的にも作用上も同一である。

スラグによる鉄損失を減少させるため、脱リンスラグの
全部または一部を脱珪反応器内にリサイクルすることも
可能である。

本発明の製鋼設備で処理できる溶銑としては高炉跣ある
いは混跣機からの珪素分かは＼゛一定の溶銑であっても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製鋼設備の概略を示す平面図であり、第２図は第１図中の線ＩＩ−ＥＩによる断面概略図であ
り、第３図は第１図中の線■−■による断面概略図であり、第４図は第１図で示した設備の変形例の概略図であり、第５図は第４図中の線ｒＶ−ｒＶによる断面概略図であ
る。（主な参照符合）Ａ：脱珪および脱リン段階、Ｂ：脱炭段階、Ｃ：冶金反
応器、　　　　　Ｄ：脱珪ユニット、Ｅ：脱リンユニッ
ト、ＡＲ：溶銑浴、ＢＲ：溶鋼浴、ＡＤ：脱珪および脱リンされた溶銑、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３：溶銑のレベル、１：第１反応器、　　　２：第２沈降室、３：第１隔壁
、　　　　４：連通口、５：溶銑の注入口、６：脱珪剤および第リン剤の導入管、７：スクラップ投入用ポート、８．１９：酸素ランス、９．１８．３５．４０；撹拌手段、１１：サイフオン、　　　１２ニスラグ排出口、１３；
煙突、　　　　　　１４；第２反応器、１５；第２沈降
室、　　　１６：液密隔壁、２０：脱炭スラグの排出口
、２２：煙突、２３：溶鋼の出口オリフィス、２４：脱珪反応器、　　　２５：脱珪沈降室、２６．３
０：隔壁、　　　　２７：連通口、２８：脱リン反応器
、　　２９：脱リン沈降室、３２；溶銑を導入する手段特許出願人　アンスチチニ　ドウ　ルシエルシュドゥ　
ラ　シデルルジー７ランセーズ（イルジッド）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）脱炭段階に先立ち脱珪、脱リン段階を含む溶銑の
予備精錬を行う製鋼設備であって、 −所定の表面レベルＮ＿１を保持するよう予備精錬すべ
き溶銑の浴を収容し、レベルＮ＿１より上方の部分に、
溶銑を導入する手段（５）と、珪素およびリンの酸化剤
並びに脱珪スラグおよび脱リンスラグの形成剤を導入す
る手段（６）と、溶銑の浴の上方に酸化性雰囲気を形成
する手段（８）とを備え、レベルＮ＿１より下方の部分
に浴撹拌手段（９）を備える反応器（１）と−レベルＮ
＿１より下方の位置に連通口（４）を有し、その上方自
由端部が、レベルＮ＿１を越えて上方位置で反応器（１
）内に形成されるスラグの溢出する堰を構成する隔壁（
３）により隔離された沈降室（２）であって、一方では
、レベルＮ＿１の下方に位置し、脱珪および脱リンされ
た溶銑流を脱炭段階に流動させる連絡導管（１１）と、
他方では、レベルＮ＿１の上方に位置し、反応器（１）
からの脱珪および脱リンスラグを外部に排出する排出口
（１２）とを備える、沈降室（２）と、を備える少なくとも１基の閉鎖ユニット（Ａ）を有する
ことを特徴とする製鋼設備。
（２）脱炭段階が、 −レベルＮ＿２に表面が保持される浴を沈降室（２）と
連通する連絡導管（１１）から供給される脱炭すべき溶
銑で形成し、これを収容する容器であって、レベルＮ＿
２の下方に位置し、連絡導管（１１）と連通する入口（
１７）と、レベルＮ＿２の上方に位置し、溶銑脱炭用酸
化性ガスを吹込む手段（１９）とを備える第２反応器（
１４）と、 −液密隔壁（１６）によって第２反応器（１４）から隔
離された沈降室であって、該隔壁の上方自由端部はレベ
ルＮ＿２を越えて上方に位置して、上記酸化性ガスの吹
込み作用によって第２反応器（１４）内に形成される金
属−スラグのエマルジョンを溢出させる堰を形成し、該
沈降室は金属浴上に積層したスラグを外部に排出する排
出口（２０）と、該沈降室内の金属浴のレベルより下方
に位置し、溶鋼流を出口に傾瀉する第２沈降室と、を備える閉鎖ユニット（Ｂ）を有することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の製鋼設備。
（３）第２反応器（１４）が金属浴撹拌手段（１８）を
備えることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の製
鋼設備。
（４）脱珪および脱リン段階の反応器（１）の撹拌手段
（９）および／または脱炭段階の第２反応器（１４）の
撹拌手段（１８）が反応器（１）および／または（１４
）の底部に配置され、撹拌ガス供給源と連結する透過性
の耐火エレメントから構成されることを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第３項記載の製鋼設備。
（５）脱珪および脱炭段階が脱珪用の閉鎖ユニット（Ｄ
）と脱リン用の閉鎖ユニット（Ｅ）で構成され、各ユニ
ット（Ｄ）、（Ｅ）は、隔壁（２６、３０）により沈降
室（２５、２９）から隔離された反応器（２４、２８）
を備え、該隔壁（２６、３０）は所定のレベルＮ＿３よ
り下方で連通口（２７、３１）を有し、その上方自由端
部はレベルＮ＿３より上方に位置して、溢出堰を形成し
、更に、脱珪反応器（２４）は、予備精錬すべき溶銑を導
入する手段（３２）と、脱珪剤を導入すべき手段（３３
）と、撹拌手段（３５）とを備え、脱リン反応器（２８）は、脱リン剤を導入する手段（３
８）と、酸化性雰囲気を形成する手段（３９）と、金属
浴の撹拌手段（４０）とを備え、脱珪および脱リンの沈降室（２５、２９）は、スラグを
排出する手段（３６、４１）を備え、脱珪の沈降室（２５）は移送導管（３７）を介して脱リ
ンの沈降室（２８）と連通し、脱リンの沈降室（２９）
は脱炭段階（Ｂ）と連通する浸漬連絡導管（４２）に連
通することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製
鋼設備。
（６）脱珪および脱リン段階（Ａ）および／または脱炭
段階（Ｂ）は、各々の反応器内に冷却材、特にスクラッ
プを導入する手段（７、２１；３４、２１）を備えるこ
とを特徴とする上記特許請求の範囲のいずれか１項に記
載の製鋼設備。
（７）脱珪および脱リン段階（Ａ）の溶銑を導入する手
段（５；３２）は、珪素含有量がほゞ一定の溶銑を供給
する混銑機の出口と連結していることを特徴とする上記
特許請求の範囲のいずれか１項に記載の製鋼設備。
（８）脱炭段階（Ｂ）の出側に、溶鋼処理装置を備える
ことを特徴とする上記特許請求の範囲のいずれか１項に
記載の製鋼設備。