JPS62151504A - 高炉羽口に吹込む脱珪粉体およびその吹込方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高炉羽口に吹込む脱珪粉体およびその吹込方
法（使用方法）に関し、さらに詳しくは、溶銑成分制御
を適切に行うことのできる高炉羽口から吹込む粉体の組
成およびその吹込方法に関する。

〔従来の技術〕

高炉から生産される溶銑中には、通常０．５〜１．０ｉ
ｉ％のＳｉが含まれているが、このＳｉは高炉の熱的条
件を表わす指標として重要視され、一定値以上に管理さ
れてきた。

近年高級鋼の需要が多くなるにつれ、転炉に用いる溶銑
の脱硫、脱燐処理量が増大している。

このような溶銑の予備処理は溶銑中Ｓｉが高いと効率が
低下するため、溶銑中Ｓｉを低下させる必要がある。

溶銑中Ｓｉを低減させる方法としては、＄８床またはト
ーピードカー内の溶銑に酸化剤を吹込み、炉以外で脱珪
する方法がある。このような炉外脱珪処理の場合は、生
成した脱珪スラグの処理をどうするか、溶銑温度の低下
に如何に対処するか等の問題がある。

一方、高炉操業方法により、高炉から出てくる銑鉄中Ｓ
ｔ自体°を低下させる方法も種々検討され、羽口前理論
燃焼温度を低下させるのが低Ｓｉ化に有効であることが
知られている。

また近年、高炉の羽口から酸化鉄、あるいはＭｇＯ源、
ＣａＯ源を吹き込むことにより銑鉄中のＳｉを低下させ
る技術が着目されている。

特開昭５８−１４４４０３では、羽口あるいは羽口近傍
から高炉の湯溜部に金属酸化物を吹込み溶銑中のＳｉを
低下している。

また、特開昭５８−３４１０９では鉄酸化物とＣａＯ源
、又はＭｇＯ源との複合化合物、或は混合物を高炉羽口
またはその近傍から吹き込むことにより炉内を滴下する
メタル中のＳｉ濃度を制御する方法について提案してお
り、高炉羽口部または、その近傍から鉄酸化物とＣａＯ
源、Ｍｇ源を吹き込むことにより、高炉下部の高温度域
に高ＦｅＯスラグ高塩基度スラグな定常的に生成せしめ
ることが可能になり、脱珪および再加珪が防止できるこ
とを開示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の報告では５羽口前に常時存在するスラグの量や組
成が不明なため、吹込粉体の量と組成により羽口前に生
成するスラグ組成がどのようになるのかは明らかになっ
ていない。

このため、鉄酸化物とその他の原料との混合割合が最適
になる条件もわかっていない。

本発明は炉内測定の知見に基づき、脱珪効率が高い吹込
粉体組成およびその吹込条件を与えるものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は高炉羽口に粉体を吹込み溶銑中のＳｔを低下さ
せる粉体において、粉体の組成がＳｉＯ２１５重量％以
下、残り主成分がＣａＯであってその含有比が次式の範
囲内にあり、残分不可避的成分より成ることを特徴とす
る粉体である。

・・・・・・・・・　　（１） ここに Ｎｐ６０：ＦｅＯのモル％ ＮＣａＯ：ＣａＯのモル％ である。

また、本発明方法は、上記粉体をコークス断熱燃焼温度
（Ｔｆ）に応じて、吹込み量上限を設定するものであり
、次式で定義される上限値以下で吹込むことを特徴とし
ている。

上限吹込み量（ｇ／Ｎｍ″） ＝０．３７５Ｔｆ−４５０・・・・・・（２）ここに。

Ｔｆ：断熱燃焼温度（”Ｏ） である。

断熱燃焼温度とは、一定の送風温度、湿分、酸素富化量
に応じて、コークス燃焼時の温度を表わすパラメータで
ある。一般には、羽口部で断熱系を仮定し、送風の顕然
、送風湿分の分解熱、コークス燃焼熱、コークスの顕熱
を考慮し、発生するガス温度を求め、それをＴｆとして
いる。

本発明ではＴｆとして次式を用いているが１本方法の上
限吹込み量は送風条件に応じたＴｆを基にして求められ
るものである。直接的には送風条件に応じて上限吹込み
量を定める。

Ａ＝　（Ｖｅ　−（Ｖｏ／６０）） Ｘ　（０，３８７７Ｂ　＋６０５．４）＋（Ｖｏ／６０
） ｘ　（ｏ、４９３ＴＢ　＋２７１９．３）＋　（Ｖａ　
−ＭＢ／１８０００） Ｘ　（０，６２８Ｔｏ　−２６０１２０）Ｂ＝０．４１
１　（ＶＢ　−（Ｖｏ／６０））＋１３．８９３ Ｘ　（ＶＢ　”ＭＢ／１８０００） ＋０．４９２Ｘ　（Ｖｏ／６０） Ｔ　ｆ　＝　Ａ／Ｂ ここに、 ＴＢ：送風温度（”Ｏ） ＭＢ：湿分（ｇ／Ｎｍ″） ｖＯ：酸素富化量（Ｎゴ／Ｒ） ｖＢ：送風量（Ｎｍ″／ｍ１ｎ） である。

〔作用〕

発明者らが既に開示している炉内測定装置を用いて、羽
口近傍のスラグ組成を求めたところ第１表に示すような
成分になっていること、および量的には、常時７０〜８
０ｋｇ／ｌのスラグが滞留することが明らかになった。

［Ｓｉ］の移行メカニズムは下記（３）および（４）式
の反応により起こる。

Ｓ　ｉ　０２　　（Ｓ）　＋Ｃ−＋Ｓ　ｉ　Ｏ（ｇ）　
＋ｃ。

・・・・・・（３） ＳｉＯ（ｇ）＋Ｃ→［止ｉｌ　＋ｃ。

・・・・・・（４） すなわち、コークス中の５ｆ０２がＳｉＯ（ｇ）を経由
して［Ｓｉ］　となる。

［Ｓｉ］への移行量を抑えるには（５）式の反応により
スラグにＳｉＯ２を再吸収してやると良い。

Ｓ　　ｉｏ　　（ｇ）＋Ｆｅ０−＋Ｆｅ＋Ｓ　　ｉｏ２
・・・・・・　（５） 上記（５）式の平衡は次の（６）式で表される。

１　　　ｏ　　ｇＫ＝　　ｌ　　　ｏ　　ｇｐｓＩｏ　
　　＋　　ｌ　　　ｏ　　ｇ（ＬＰｅＧ−ｌ　　Ｏｇ’
）’Ｓ＋ｏ　２　　＠Ｎ５ｌｏ　２・・・・・・　（６
） スラグのＳｉＯ吸収能はＰ　５１０に比例する。

本発明はＰＳＩＯを有効に低下させるスラグを生成する
ための吹込粉体の組成を規定するものである。

また、ＰＳＩＯを低下させるためにＣａＯの割合を増加
させると吹込粉体が融点に達せず、局部的に粉体が滞留
する。粉体の滞留により通気が悪化し、操業が不安定に
なる０本発明は実験的にＣａＯとＦｅＯの割合を変化さ
せ、最適となる吹込粉体の組成を規定することにより完
成したものである。

第１表に示したように、高炉羽口前には粉体吹込みを行
わない場合でも高ＦｅＯスラグが存在している。

第１表　羽口前スラグの組成 ■ スラグ中のＦｅＯ以外の成分の多くは燃焼コークス内に
静的ホールドアツプとして含有されたものやコークス中
の灰分に由来している０羽口前のスラグ量は７０〜８０
ｋｇ／ｌであり、このスラグはコークス灰分から発生し
たＳｉＯ（ｇ）を吸収して炉床に滴下している０羽口か
ら鉄源およびＣａ源を吹き込んで脱珪反応を有効に起こ
させるには、（４）式中のＱ　ＦｅＯを増加させるか、
あるいはγ５１０２・Ｎ５Ｉ０２を減少させることが必
要である。第３図にスラグの組成と（Ｌ　ＦｅＯとの関
係を示す。

ｖＪ３図中図中線点ラグの組成、Ｂ点は第２表に示した
吹込鉱石の組成、０点はＣａＯを表わす。

通常の８０ｋｇ／を程度の吹込みを例にとるとスラグ組
成はＤ点からＤ′点に向って動くが、この際のαＦｅＯ
の変化はＡ点の０．５５（基準）からＤ点の０．８２程
度であり、αＦｅＯの変化によるｓｔｏ（ｇ）の吸収能
の向上は期待できないことがわかる。

第２表　鉱石成分（例） ”　ＦｅＯ換算 第２図にはｌｏｇγ９１０２の変化を示す。

第２図中の各記号は第３図と同様である。

第２図より、Ｂ点の鉱石を単独で吹き込んだ場合にはｌ
ｏｇγ５１０２はＡ点の−０，３から高々Ｄ点の一〇、
４８にしか下がらない、一方鉱石にＣａＯを混合した場
合、例えばＤ′点のｌｏｇｙｓ１０２＝−２，０まで低
下する。Ｎ５Ｉ０２はほぼ一定なので平衡するＰ　５１
０は約１１５０になり、十分なＳｉＯ（ｇ）吸収能を持
つことになる。

第２図の吹込組成をＢ点から０点まで変化させた時の羽
口近傍のスラグ組成とｌｏｇγ５１０２の関係を第１図
に示す。

Ｎｐｅｏ　／　（Ｎｐｅｏ　＋　Ｎｃａｏ　）　＜０．
８２５で急激にｌ　Ｏｇγ５１０２が低下しスラグのＳ
ｉＯ（ｇ）吸収能が向上することがわかる。

第４図には吹込粉の組成を変更した場合の液相温度を示
す、レースウェイ周辺の温度は２０００℃程度であり、 Ｎｐｅｏ　／　（Ｎｐｅｏ　＋　Ｎｃａｏ　）≦０．５
で１土粉体り士前融しなどなる一嘉炉に溶融しない粉体
を吹き込んだ場合には、粉が滞留しスリップを引き起こ
す、粉体が溶融しなくなると粉が局所的に滞留し、通気
が悪化し、炉況の不安定を招くため、Ｎｐｅｏ　／　（
Ｎｐｅｏ　＋Ｎｃａｏ　）　）０．５テ操業する必要が
ある。

従って、最適Ｎｐｅｏ　／　（Ｎｐｅｏ　＋　Ｎｃａｏ
　）の範囲として０．５〜０．８２５である。このよう
な最適組成の検討は稼動中のレースウェイ近傍のスラグ
組成が明らかになって初めて検討しうるものである。従
来技術では、レースウェイのスラグ組成が不明であり、
定性的なことしか検討できず、本考案のような最適範囲
は特定できない。

なお、ＳｉＯ２を１５重量％以下に限定する理由は１羽
口から投入されるＳｉＯ２の絶対量が増加し、吹込み粉
体に由来するＳｉＯ（ｇ）の量が増加するためである。

次に、本発明方法は、コークス断熱燃焼温度（Ｔｆ）に
応じて吹込み量の上限を設定するものである。

鉱石等の粉体類を羽口から吹込む場合、吹込まれた粉体
は、レースウェイ内で溶解され、コークス間隙を滴下し
て炉床にたまる。吹込み量を増加していくと、レースウ
ェイ内で生成する融体量と、レースウェイから外へ出て
いく融体量のバランスが崩れ、レースウェイ内の融体が
増加、通常「ノロタブリ」と呼ばれる状態になる。この
ような状態になると、レースウェイの通気が不安定にな
り操業が乱れる。このような粉体吹込み最上限と、送風
条件の関係を実験的に検討したところ、第６図に示すよ
うにＴｆ（断熱燃焼温度（℃））と送風量（Ｎｍ″）あ
たりの吹込み量で整理できることがわかった。

第６図を式で表わすと、次の（２）式になる。

本発明方法はこの（２）式で定義される量以下で吹込む
ことを特徴としている。

上限吹込み量（ｇ／Ｎｍ″） ＝０．３７５Ｔｆ−４５０・・・・・・（２）Ｔｆ：断
熱燃焼温度（”Ｏ） 〔実施例〕 第５図に酸化鉄と石灰石を混合して吹き込み、混合比率
を変更して種々のＮｐｅｏ　／　（Ｎｐｅｏ　＋Ｎｃａ
ｏ）について操業した結果を示す。

ベース期間（吹込みなし）のＳｉと吹込み後のＳｉの差
ΔＳｔを吹込み最厚単位で割った脱珪原単位は、Ｎｐｅ
ｏ　／　（Ｎｐｅｏ　＋　Ｎｃａｏ　）が０．８２５以
下で急激に増加している。

粉体ノＮｐｅｏ　／　（Ｎｐｅｏ　＋　Ｎｃａｏ　）が
増加すると、粉体の融点が上昇するが、炉況の安定を示
すスリップ回数（回／日）はＮｐｅｏ　／　（Ｎｐｅｏ
　＋Ｎｃａｏ）が０．５５以下で上昇し始め、０．５で
は管理範囲を超えてしまう、これらの結果はＮｐｅｏ／
（Ｎｐｅｏ　＋Ｎｃａｏ　）の値が０．５〜０．８２５
であると脱珪のため有効であることを示している。

第３表、第４表には石灰、鉄鉱石の混合例、高塩基度焼
結鉱粉の組成例を示す、これらはそれぞれ第５図のＡ点
、Ｂ点に対応している。

また、吹込み量は、その時の送風条件に応じて変化して
いるが、第６図中の斜線を付した部分の領域にある。

〔発明の効果〕

本発明により１羽口から粉体を吹き込み銑鉄中のＳｉを
低下させる操業において、粉鉱石の混合割合を変更し、
送風条件に対応する吹込量を吹込むことにより、脱珪の
効率が向上し、脱珪効率を０、２　Ｘ　１０−３％／ｋ
ｇ／ｌ−ｐから０．８％×１０’／ｋｇ／ｌ−ｐまで上
昇させることができた。

従来報告されている値はほぼ０．２％Ｘｌ０−”／ｋｇ
／Ｌ−ｐ程度の脱珪効率である。

この結果安定的に５ｉ＝Ｏ，１重量％の溶銑を次工程に
供給することができ、予備脱珪を行うことなしに、脱硫
、脱燐処理を行うことができるようになった。

予備脱珪を省略できることは脱珪剤の原単位低下、溶銑
温度低下防止等の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の範囲を示すグラフ、第２図はγ引０２
の分布を示す成分図表、第３図はαｐｅ。 の分／Ｈ３を示す成分図表、第４図は三元系の液相温度
図、第５図は実施例のチャート、第６図は本発明方法を
表わすグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高炉羽口に粉体を吹込み溶銑中のＳｉを低下させる
   粉体において、粉体の組成が ＳｉＯ＿２１５重量％以下残り主成分がＣａＯとＦｅＯ
   であってその含有比が下記（１）式の範囲内にあり残分
   不可避的成分より成ることを特徴とする粉体。 ０．８２５＞Ｎ＿Ｆ＿ｅ＿Ｏ／（Ｎ＿Ｆ＿ｅ＿Ｏ＋Ｎ＿
   Ｃ＿ａ＿Ｏ）＞０．５・・・・・・・・・（１） ここに Ｎ＿Ｆ＿ｅ＿Ｏ：ＦｅＯのモル％ Ｎ＿Ｃ＿ａ＿Ｏ：ＣａＯのモル％ ２　組成がＳｉＯ＿２１５重量％以下残り主成分がＣａ
   ＯとＦｅＯであってその含有比が下記（１）式の範囲内
   にあり残分不可避的成分より成る粉体を用い、送風条件
   に対応するコークス断熱燃焼温度に基づき、下記（２）
   式で定義される上限値以下の粉体量を高炉羽口から高炉
   中に吹込むことを特徴とする脱珪粉体の吹込方法。 ０．８２５＞Ｎ＿Ｆ＿ｅ＿Ｏ／（Ｎ＿Ｆ＿ｅ＿Ｏ＋Ｎ＿
   Ｃ＿ａ＿Ｏ）＞０．５・・・・・・・・・（１） 上限吹込み量（ｇ／Ｎｍ＾３） ＝０．３７５Ｔｆ−４５０・・・・・・（２）ここに Ｎ＿Ｆ＿ｅ＿Ｏ：ＦｅＯのモル％ Ｎ＿Ｃ＿ａ＿Ｏ：ＣａＯのモル％ Ｔｆ：断熱燃焼温度（℃）