JPS62170409A - 溶銑の予備処理方法 - 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、溶銑の予備処理に当たり溶銑表面に対するフ
ラックスの被覆載置と溶銑深部へのフラックス粉末の吹
込みを組合せて実施する方法に関し、殊に予備処理の達
成と共に予備処理によって起こる炭素濃度の砥下を補な
う様に構成した溶銑の予備処理方法に関するものである
。

［従来の技術］ 溶銑の予備処理は、脱珪・脱燐・脱硫を主目的として行
なわれるものであり、この様な予備処理の実施によって
転炉装入前にＳｉ、Ｐ、Ｓの主要不純物を除去し、転炉
では専ばら脱炭とそれに伴う溶鋼温度の上昇を行なわせ
るというシステムが完成されつつある。

本出願人においても溶銑予備処理技術の基礎的研究及び
実操業化研究を重ねており、例えば特開昭５８−１６０
０６号を開示している。当該開示方法によると、Ｃａｂ
、酸化鉄、媒溶剤（必要により更に反応促進剤）からな
るフラックス粉末をキャリアガスによって溶銑深部に吹
込み（以下単にインジェクションと呼ぶ）、酸素上吹き
を併用して脱燐の促進を図っている。この方法は実炉レ
ベルにおいても順調な稼動を見せるに至っており、低Ｓ
ｉ・低燐・低Ｓ溶銑を得ることに一定の成果をあげてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるに上記開示方法で用いられるフラックスは、全て
粉状のものであり、且つこれを全てインジェクション法
によりて供給している。従フてフラックスの製造コスト
自体が高価になるばかりか、溶銑中のＳｉが多いときは
スラグ塩基度を調整することの必要性からかなり多くの
フラックスを投入する必要が生じ益々コスト高を招くと
いう問題が内包されている。又大量のフラックスをイン
ジェクションしようとすれば全処理時間の長大化は理論
的にも避は難いところであり、またそれに伴って溶銑中
の脱炭が予定以上に進行し、転炉操業における昇熱効果
が減少し、転炉での熱補償に苦慮しなければならないと
いう新たな問題が派生してくる。

本発明者等は上記の様な事情に着目し、これを改善する
方向で研究を行ない、溶銑中のＳｉ量が若干多めであフ
ても上述の如き不都合が生じず、しかも同−Ｓｉ量であ
ればフラックス総使用量を減少して低コスト化に寄与し
、また全処理時間の短縮や脱炭の抑制等を達成すること
のできる新規な予備処理法を確立し、先に特許出願した
（特願昭６Ｏ−４１５４２）。

本発明は上記先願方法をさらに改良しようとするもので
ある。即ち上記先願方法においてはフラックス総使用量
の低減及び全処理時間の短縮をｉ成することに成功した
ので、脱炭の進行はかなり抑制されるはずであるが、溶
銑予備処理の間は酸素の供給が継続してなされるので、
脱炭反応の進行は不可避であり、転炉操業の段階に至っ
て若干の熱補償が必要となる。

しかるに転炉において炭素源を添加する場合は、硫黄含
有量が再び増大するのを防止する為にＳ濃度の低い高級
炭素源（黒鉛等）を使用する必要があり、原材料コスト
が上昇するという欠点がある。

本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
前記先願方法による利点を享受しつつ、溶銑中の炭素濃
度を上昇させ、転炉熱補償並びに転炉ガス回収単位の増
大をはかることを目的とするものである。

［問題点を解決する為の手段］ 上記目的を達成した本発明方法とは、ＣａＯを主成分と
しスラグ滓化性改善材を配合してなるフラックスを溶銑
予備処理の初期段階から溶銑表面に被覆載置すると共に
、脱珪フラックスをキャリアガスによって上記溶銑中へ
吹込みつつ溶銑表面に気体若しくは固体酸素源を供給し
て溶銑の脱珪・脱燐を行なう他、脱珪フラックスと共に
又は脱珪反応完了後炭素源をキャリアガスによフて上記
溶銑中へ吹込んで炭素濃度を高める点に要旨を有するも
のである。

［作用］ 上記技術的手段によって明らかにした通り、本発明では
フラックスインジェクションを単独実施するのではなく
フラックス上部添加（フラックスを溶銑表面に被覆載置
する技術を言う、以下同じ）を併用した点に第１の特徴
が存在し、且つインジェクション用フラックス及び上部
添加用フラックスについて夫々一定の条件を与え、これ
らの構成要件を相乗的に作用させる結果、フラックス総
使用量の低減、全処理時間の短縮等の目的を達成してい
る。

本発明で用いる上部添加用フラックスはＣａＯを主成分
とするものであり、該ＣａＯとしては高純度のもの（塊
状石灰の如く９８％程度のもの等）や低純度のもの（転
炉滓の如く５０％前後のもの等）を使用できる。後者の
転炉滓は１／３〜１／４の５ｉ０２を含んでいるので使
用量が若干多めになるという欠点はあるが、低コスト化
の他、スラグ中Ｔ−Ｆｅの上昇による脱燐効率の改善等
という点では有利である。

主成分として選択されたＣａＯは脱燐材として有用な成
分であり、本発明は上部添加フラックスによる脱燐作用
の強化を狙っている。尚ＣａＯによる脱珪効果及び脱硫
効果も平行的に発揮されるので、本発明による溶銑予備
処理効果は脱燐のみならず脱珪・脱硫においても顕著な
ものとなり、溶銑予備処理効果の実を上げることができ
る。

しかるにＣａＯは高融点であり滓化性に欠けるという欠
点があるので、本発明ではスラグ滓化性改善材を配合す
るという構成を採用している。滓化性改善材としてはＭ
ｎ鉱石や弗化カルシウム等の低融点成分が使用される。

即ち本発明の上部添加フラックスは、ＣａＯ及びスラグ
滓化性改善材が必須成分となり、これらの協同作用によ
って流動性の良いスラグが形成されスラグ−メタル界面
における脱燐等の各種反応が促進される。尚脱燐反応の
促進という観点から判断すると、上記界面温度が低いほ
ど熱平衡的に脱燐反応効果は上昇するのでミルスケール
や鉄鉱石を冷却材として上記フラックス中に配合するこ
とも有効であり、スラグの融点降下によるスラグ−メタ
ル間反応の促進やスラグ中の酸素ポテンシャル向上等に
よる脱燐への寄与も期待することができる。

上記の様な上部添加フラックスは、溶銑予備処理におけ
る脱燐反応が全処理工程の初期から進行することに鑑み
、溶銑予備処理の初期段階から溶銑表面上に配置してお
くことが望ましく、ここに言う初期段階とは、最初の３
分以内を一応の目安と考えれば良い。尚該脱燐器を更に
詳細に分析すると、前段階は脱珪反応の進行が顕著であ
り、当該部分は脱珪期と位置付けることができ、またこ
の脱珪反応が進行することによって脱燐反応に適した環
境が形成されることになる。

次にインジェクション用フラックスであるが、前述の如
く脱燐反応は上部添加フラックスの作用によってその主
目的をほぼ達成するという構成を採用している。従って
本発明に用いるインジェクション用フラックスは、脱燐
に寄与しないものであってもよく、専ばら脱珪に寄与し
得るもので十分である。上記観点から本発明方法では少
なくとも脱珪フラックスをインジェクションすることと
している。該脱珪フラックスの種類は制限されないが、
ミルスケールや鉄鉱石等（酸化鉄）、Ｍｎ鉱石（Ｍｎ０
２）、鉄Ｍｎ鉱石（ＦｅＯ・Ｍｎ２０ｓ　）等を粉化し
たものが推奨される。尚脱珪フラックスを上記酸化鉄等
のみで配合する場合はＣａＦ２の様な滓化性改善材を配
合する必要はないが、該インジェクション用フラックス
にも脱燐反応への寄与を期待する場合は該フラックス中
にＣａＯを配合することがあり、この様なときには若干
の滓化性促進材を配合することが推奨される。尚本発明
においては脱燐反応が脱珪反応終了後に急速に進むとこ
ろから予備処理工程の初期に脱珪フラックスのインジェ
クションを行ない、脱珪反応を早期に終了させることが
望ましい。

更に本発明では、脱珪フラックスの添加と同時にあるい
は脱珪反応終了後に、炭素源をキャリアガスによって溶
銑中へインジェクションして溶銑中のＣ：ａ度を上昇さ
せることを重要な構成要素としており、当該炭素源の供
給によって転炉における熱補償並びに転炉ガス回収原単
位の増大をはかっている。

尚この様な予備処理中の溶銑への炭素源の添加は、脱燐
反応を阻害するという面から従来実施困難とされていた
。

即ちＣａＯ系フラックスを溶銑中へインジェクションし
て溶銑の脱燐処理を行なうという従来法から理解される
様に溶銑中の酸素ポテンシャルを高めておくことが反応
を効率良く進行させる条件の１つである。しかるに溶銑
中に炭素源をインジェクションすると、溶銑中でＣ＋　
［０］＝ＣＯの酸化反応が進行して溶銑中の酸素ポテン
シャルが低下しフラックス浮上過程における脱燐反応の
進行が阻害される。この様に予備処理の本来の目的であ
る脱燐に対して不利益を及ぼす炭素源の添加は、予備処
理の一般常識からは考えられないことであった。

ところが本発明で採用するフラックス上部添加法による
溶銑予備処理における脱燐反応は前述の如く上部添加フ
ラックスと溶銑の界面で進行する為、該界面における酸
素ポテンシャルが脱燐反応効率に影響を与えるのであっ
て溶銑深部の酸素ポテンシャルは殆んど関係しない。従
って予備処理中にフラックスの一部としであるいは単独
で溶銑中へ炭素源をインジェクションしても脱燐反応が
阻害される恐れはなく、溶銑の炭素濃度を有効に高める
ことができるということが分かったのである。尚本発明
における炭素源の吹込みは前述の如く脱珪フラックスの
吹込みと同時であってもよいし、脱珪反応完了後脱珪フ
ラックスに代えて炭素源を吹込んでもよいが、但し脱珪
フラックスと共に吹込む場合には脱珪フラックスの熱分
解によって生じた酸素の一部を湯中において炭素源が消
費することになるので脱珪反応効率が若干低下する。従
って脱珪反応完了の添加の方が有利である。ざらに脱珪
反応完了後に炭素源を吹込む場合は、脱燐反応への悪影
響を少しでも少なくする為、脱燐反応中はガスバブリン
グのみとし、脱燐反応完了後に炭素源の吹込みを行なう
ことが望ましい。又炭素源と共にＣａＣ０，やＣａ（Ｏ
Ｈ）２等のＣａＯ源をインジェクションすると、同時に
インジェクションフラックス浮上過程での脱硫反応を進
行させることができる。尚溶銑の一般的予備処理法と同
様フラックス上部添加を主体とする溶銑予備処理に続い
であるいは同時に脱硫処理が行なわれるので転炉におけ
る一般的添炭法の様にＳ濃度の上昇を恐れる必要がない
。

従って本発明ではＳ　ＨＡ度の高い炭素源（低価格）で
あっても使用することができ原材料コストの上昇を抑制
することができる。

次に全スラグの塩基度であるが、本発明では溶銑表面に
上部添加フラックスを投入するので、溶銑予備の初期段
階からかなり多くのスラグが存在する。この様な状況下
で脱燐反応を進行せしめる必要があるので、上記スラグ
は十分な流動性を発揮するものでなければならない。即
ち該スラグの流動性が低いと前記の如くスラグ−メタル
界面反応の進行を阻害するだけでなく、インジェクショ
ンによフて吹込まれたキャリアガス泡の上昇に伴うフォ
ーミングの発生（特に脱珪期において顕著である）が見
られ、操業の安全性にとって有害である。、この様な観
点からＣａＯの添加量を多くし、塩基度（ＣａＯ／Ｓ　
ｉ　０２　）を１．０以上、好ましくは１．５以上にす
ることが推奨される。又塩基度を１．５以上にするとい
う条件の下では脱燐能力の発揮が保障される。一方塩基
度が４．５を超えると融点の増大に伴う滓化不良、スラ
グ量の増大に伴うスロッピングの危険或はＣａＯ原単位
の増加に伴うコスト高といった問題がある。

最後に本発明においては上記の様なフラックス条件（イ
ンジェクション用フラックスを含む）において脱Ｓｉ・
脱Ｐ反応を進行させる上で溶銑表面への酸素の供給が不
可欠であり、スラグ−メタル界面の酸素ポテンシャルを
上昇させる必要がある。酸素の供給は酸素の上吹きの他
固形酸素材（例えば酸化鉄、Ｍｎ鉱石、鉄Ｍｎ鉱石、ス
ケール等）の連続的付加によっても実施することができ
る。

［実施例］ 以下実施例データ及び比較例データに準拠しつつ本発明
を更に説明する。

第１表に示す様に脱Ｓｉフラックスのインジェクション
、酸素上吹き、上部添加フラックスの載置を併用しつつ
、第２表に示すスケジュールで炭素源のインジェクショ
ンを行なったところ第３表に示す結果が得られた。

第　　　３　　　表 上記結果に示される様に、比較例（前記先願方法）にお
いては脱珪・脱燐を十分に進めることができたが、脱炭
も若干進行していた。これに対し実施例１．２では炭素
源のインジェクションにより、脱珪・脱燐効率に影響を
与えることなくＣ濃度の低下を抑えることに成功した。

殊に実施例１においてはより優れた炭素の歩留りを確保
することができた。尚実施例２では炭素源と共にＣａＯ
系フラックスをインジェクションしたので、脱Ｓ効率を
高めることができた。この脱硫率の改善には炭素源の添
加が寄与している。

上記の外、ＣａＯ−スケール−カーボン（必要によりｃ
ａＦ２添加）系フラックスを反応開始期から溶銑中にイ
ンジェクションして溶銑予備ＩＡ埋（実施例）を行なっ
たところ溶銑Ｃ濃度の上昇と同時に脱Ｓ率の向上の両効
果を得ることができたが、この場合には脱Ｓｉ反応効率
が上記実施例より悪化した。但しインジェクションフラ
ックスの種類の切替等がないので操作性が良く設備を簡
素化することができた。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、以下要約する効果
を得ることができる。

（１）上部添加フラックスによる脱燐能力の向上により
、インジェクションフラックスの機能は脱珪を主体とし
たものにすることができ、処理筒溶銑中のＳｔ量が高い
ものであっても短時間で脱珪することが可能となり予備
処理時間を短縮することができる。

（２）フラックスの一部を上部添加にまわすことができ
るので全てのフラックスを粉末化していた従来技術に比
べてフラックスコストを低減することができ、フラック
スの総消費を減少させることができる。

（３）上部添加フラックスによる脱炭の抑制効果と炭素
源のインジェクションにより脱燐性能を損なうことなく
Ｃ濃度の高い予備処理溶銑を得ることができ、転炉にお
ける熱補償並びに転炉ガス回収原単位の増加効果を得る
ことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＣａＯを主成分としスラグ滓化性改善材を配合してなる
   フラックスを溶銑予備処理の初期段階から溶銑表面に被
   覆載置すると共に、脱珪フラックスをキャリアガスによ
   って上記溶銑中へ吹込みつつ溶銑表面に気体若しくは固
   体酸素源を供給して溶銑の脱珪・脱燐を行なう他、脱珪
   フラックスと共に又は脱珪反応完了後炭素源をキャリア
   ガスによって上記溶銑中へ吹込んで炭素濃度を高めるこ
   とを特徴とする溶銑予備処理方法。