JPS62284006A

JPS62284006A - 高マンガン環元率を有する溶銑脱燐方法

Info

Publication number: JPS62284006A
Application number: JP12717986A
Authority: JP
Inventors: Shinya Kitamura; 信也北村; Kazuo Ogahira; 大河平　和男
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-06-03
Filing date: 1986-06-03
Publication date: 1987-12-09

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】３、発明の詳細な説明〈産業上の利用分野〉本発明は、溶銑の脱燐時において、高いマンガン還元率
を有する溶銑予備処理方法に関するものである。

〈従来の技術〉高炉から出銑された溶銑を、転炉装入前に脱燐する、い
わゆる溶銑脱燐技術は、近年、めざましい発展をとげて
いる。しかし、この脱燐工程は、酸化工程であるため、
大量に生成される脱燐スラグ中にＭｎが含有され、Ｍｎ
損失を引きおこす。したがって、通常は脱燐工程に入る
溶銑中のＭｎ？７Ｍ度は、極力、低くしておくことが必
須となっている。

この溶銑脱燐プロセスの経済的利点は、次工程である転
炉を用いた脱炭工程において、生成されるスラグ量が減
ることによる鉄歩留の向上や、生石灰使用量の低下があ
げられるが、溶銑脱燐プロセスを、大量処理工程へ組み
入れるためには、この利点のみでは不十分である。

そこで、転炉での脱炭工程において、スラグ量が少ない
ため、高いＭｎ還元率が示されることに着目し、従来、
転炉出鋼時に投入していた鉄マンガン合金の使用量を削
減し、転炉脱炭中の炉内へマンガン含有鉄鉱石もしくは
、マンガン鉱石を添加する試みが行なわれている（例え
ば鉄と鋼、７２（１９８０）　、　　Ｓ　１４５）。

しかし、溶銑脱燐時に酸素源として、固体の酸化鉄を用
いた場合には、転炉装入時の溶銑温度が１３００℃程度
までに低下するため、転炉での熱的余裕がなく、この利
点は十分には享受できない。一方、溶銑脱燐時に酸素源
の一部もしくは全部に酸素ガスを用いることで、転炉装
入時の溶銑温度を上昇させようとする試みもあるが、吹
込み用ランス寿命の低下や、脱燐処理中の脱炭量増加あ
る′いは溶銑温度の上昇に伴なう脱燐率自体の低下とい
った問題が残り、通常、脱燐処理後の溶銑温度は１３５
０℃程度までにしかできず、転炉での熱的裕度は、依然
として不十分なものでしかない。

これに対して、例えば特公昭６１−８８１号公報に示す
ように溶銑脱燐時の酸素源として、酸化鉄に酸化マンガ
ンを混合し滓化剤として塩化カルシウム又はＣａＦｚを
添加することにより、溶銑脱燐中に溶銑中のＭｎｔ！Ｉ
Ａ度を増そうとする試みがある。

しかし、この場合はＭｎ歩留が約５０％程度しかなく転
炉でマンガン鉱石を用いた場合に比べて著しく低いもの
でしかなく、しかもこのＭｎ歩留をより向上させると逆
に脱燐率が低下する等の欠点を有している。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明は、溶銑脱燐時に、酸化鉄とともに酸化マンガン
を用いて高いＭｎ還元率を得るとともに、逆作用に伴う
脱燐阻害を防止して極めて高い脱燐率をも達成できる優
れた溶銑脱燐方法を提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉以下本発明による溶銑の脱燐方法について述べる。

溶銑中のＭｎ酸化物の還元を促進するには、浴温を上昇
させること、及び反応界面での酸素ポテンシャルの低下
を図ること、また、還元速度から見た場合はスラグの滓
化性を確保することが重要である。

しかし、本発明者等はこの状態における精錬では如何に
工夫しても、同一浴面における相反する逆反応であるこ
とがら脱燐とＭｎ還元の両者を満足し得ないことを知見
し得た。

そこで、本発明者らは、Ｍｎ還元率の増加を図るテスト
を数多く行ない、その結果、脱炭による炭素の低下分を
炭素粉添加で補うことにより酸素ポテンシャルの低下を
防止してかつ、充分な脱燐を達成しうる方法を見出した
。

まず、炭素の添加量は、処理中の脱炭量に見合う分だけ
を補給するのが原則であり、処理中の脱炭量は、フラッ
クス量や気体酸素量による影響を受ける。しかし、・後
述するような条件下においては、２〜２０　ｋｇ／Ｔの
炭素が必要であり、この範囲以下では、酸素ポテンシャ
ルが上昇し、Ｍｎ還元が悪化し、これ以上では、スラグ
中に過剰の炭素粉が存在するため、脱燐の低下がおこっ
た。

次に、気体酸素の使用割合は、処理中の温度を１３２０
〜１３８０℃の間に保つことから決定され、酸素源中の
全酸素モル数に対して、酸素ガスとして供給される量を
２０〜６０％含ませることが必要である。

一方、炭素粉を添加しても脱燐を悪化させない条件とし
て、ＰｚＯｓの活量をより低下させることがあげられる
。この手段として塩基度を上昇させすぎた場合には、ス
ラグの滓化が悪化し、Ｍｎ還元率が低下する。また滓化
を良くするために、ＣａＦｚやＣａＣ７！＊を大量に投
入すると、スラグ量が増大し鉄分歩留が低下するととも
に、スラグフォーミングが激しくなり、操業が困難とな
る。

しかし、本発明者らが、行なったスラグフォーミング抑
制実験によれば、第１図に示すように、少量の炭素粉添
加によりスラグ高さは急激に低下するという結果が得ら
れた。この原因は、スラグ組成自体には変化がないこと
から、スラグの粘性を規定しているＳｉｎ、藺の結合が
、炭素により弱められるためと推定され、事実、炭素粉
添加スラグは、鉄製スプーンによるスラグ採取が困難な
ほど粘性が低下していた。

そこで、さらにこの現象を展開し、通常では滓化しない
ほどの高塩基スラグも、炭素粉添加により滓化する可能
性を検討した。その結果、第２図に示すように、ＣａＦ
　ｚの添加条件によっても異なるが、炭素粉を添加しな
い場合に比べて、約２倍の塩基度まで滓化できることが
明らかとなった。

一方、マンガン酸化物量についてはＭｎの還元を積極的
に行なわせるためにできる限り、多くのマンガン酸化物
を使用することが望ましい。第３図は、全酸素源中の酸
素量に対するマンガン酸化物中の酸素量の割合と、脱燐
率との関係を示したものであるが、固体酸素源として酸
化鉄単独使用時に比べ、マンガン酸化物を加えることに
より、滓化が良くなり脱燐率が向上する。しかし、６０
％以上になると脱燐率の低下が見られる。これは、Ｍｎ
Ｏの酸化力がＦｅＯに比べて弱いためであり、この結果
より適正なマンガン酸化物の使用量が決定された。

以上のように検討を繰り返した後、最終的には酸素源中
の全酸素モル数の１０〜６０％をマンガン酸化物として
供給し、フラックスの酸化力を維持し、塩基度を酸化カ
ルシウムにより４〜８に調節し、Ｐ２Ｏ５の活量を低下
させ、さらに弗化カルシウムを酸化カルシウム重量の３
０〜７０％混合させることで滓化を確保すれば、炭素粉
を添加する場合には、フォーミングも少なく、滓化も良
いため、Ｍｎ還元と脱燐を同時に行なえることを見出し
た。またこの炭素粉添加は連続添加あるいは分割添加の
いずれでも良い。

以上の知見をもとに行なった小型溶解炉での基礎実験結
果を第４図に示す（基本フラックス組成を表１に示す）
。この場合、溶銑中にはＳｉを含んでいないように組成
を調整しており、スラグ塩基度は、フラックス塩基度と
同じ値になる。曲線Ｃは炭素粉を入れない場合で、曲線
すは炭素粉を５ｋｇ／Ｔ連続的に添加した場合を示すが
、脱燐は悪化せず、Ｍｎ還元が促進されていることがわ
かる。

表１　基本フラックス組成　　（ｋｇ／Ｔ）また、より
一層の低燐化を図るために、炭酸ソーダを微量添力ｌす
る試みを行なった。第４図の曲線ａはその結果を示して
いるが、１．ｏｋｇ／ＴのＮａ２ＣＯ３の混合により、
脱燐に対する悪影響が回避されている。この炭酸ソーダ
の量は、種々の実験により、０．５ｋｇ／Ｔ以上必要で
あることが確認された。また多量に混合した場合は、コ
スト高を招くことや、スラグ処理の問題が生じるため、
３ｋｇ／Ｔ以下に抑制することが必要である。

〈実施例〉実施例を表２に示す。これらはすべて２５０トントピー
ドカーを用い、予め脱珪された溶銑に、フラックスと酸
素ガスとをインジェクションし、脱燐させたものである
。フラックス中の酸素源としては鉄マンガン鉱石と酸素
ガスを用いた。鉄マンガン鉱石は酸化鉄（ＦｅＯ換算と
して１３’ｋｇ／Ｔ、マンガン酸化物はＭｎＯとして１
１．５　ｋｇ／　Ｔ　、、Ｍｎ０ｚとして１１．５ｋｇ
／Ｔに相当する量を用い、酸素ガスは９．２　Ｎｍ３／
　Ｔ使用した。実験イは弗化カルシウムを５ｋｇ／Ｔ、
酸化カルシウムを１９ｋｇ／Ｔ用いた場合で、スラグの
滓化が不十分なため、Ｍｎ還元率は悪い。実験口は弗化
カルシウムを１０ｋｇ／Ｔ、酸化カルシウムを１９ｋｇ
／Ｔ用いた場合であるが、スラグの滓化が良いため、実
験イに比べ、Ｍｎ還元率は向上している。一方、実験ハ
は弗化カルシウムと酸化カルシウムの量は実験口と同じ
であるが、コークスを１０ｋｇ／Ｔ混合させた場合であ
る。その結果、Ｍｎ還元率は８５％以」二が得られた。

さらに実験ハのフラックスに炭酸ソーダを１　ｋｔｒ／
Ｔ混合すると実験二に示すように脱燐が促進された。

（発明の効果）以上述べた如く本発明の溶銑の脱燐方法によれば、従来
不可能であった脱燐を高位に安定した状態で通常の１．
３〜１．７倍ものＭｎ還元回収が可能であり、しかも工
業的規模で実用化を図り得るので、産業上の有用性は極
めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はスラグフォーミング指数とスラグ中の（Ｔ、Ｆ
ｅ）との関係に及ぼす炭青粉添加の効果を示す図、第２
図はフラックス中Ｃａｂ／ＳｉｎｇとＣａＦ　ｚ　／Ｃ
ａＯにより決定される滓化限界曲線に及ぼす炭素粉添加
の影響を示す図、第３図は全酸素源中の酸素のモル数に
対するＭｎ酸化物として供給する酸素のモル数の割合と
脱燐率との関係を示す図、第４図は小型溶解炉での実験
結果で、曲線すは炭素粉を添加した場合、曲線Ｃは添加
しない場合、曲線ａは炭素粉とともに炭酸ソーダを添加
した場合を示す図である。第１図第２図フラックス中Ｃ０ＬＦｚ／Ｃａ０第３図 θ　　２θ　４６θ　８０　だθ 第４図フラッフ又初廟−姑投人温度　１３５θ±５’Ｃ−九

Claims

【特許請求の範囲】

脱珪処理した溶銑にフラックスと酸化剤を添加した後、
気酸吹精する溶銑の脱燐方法において、酸化カルシウム
重量の３０〜７０％の弗化カルシウムを添加して塩基度
を４〜８にするとともに、全酸素源中の酸化モル数の１
０〜６０％をマンガン酸化物、５〜５０％を酸化鉄とし
て添加し且つ残部を気酸吹精しつつ含炭物質を溶銑１ト
ン当り２〜２０ｋｇ添加することを特徴とす高マンガン
還元率を有する溶銑脱燐方法。