JPS63169318A

JPS63169318A - 溶銑脱りん法

Info

Publication number: JPS63169318A
Application number: JP61315641A
Authority: JP
Inventors: Sumio Yamada; 純夫山田; Takuji Arai; 荒井　卓司
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1988-07-13

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〕この発明は、転炉製鋼における溶銑脱りん法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、低りん鋼の溶製には、溶銑予備処理による脱り
んおよび高塩基度スラグによる脱りん能力向上環の手段
が有効とされている。そこで従来は、溶銑を転炉に装入
する前に予備処理として炉外膜りんし、この脱りん溶銑
を用いて転炉で低りん鋼を効果的に製造していた。この
炉外膜りん処理では、脱りん容器内に処理すべき溶銑と
ともに生石灰等の造滓材と酸化鉄等の酸化剤兼冷却材と
を投入し、脱りん反応を生じさせてりんを酸化し除去す
る。その場合、酸化鉄等が、酸素の供給源になると同時
にまた石灰の滓化をも促進することで脱りん反応を円滑
に進行させている。

〔発明が解決しようとする問題点］しかしながら、このような従来の溶銑脱りん法にあって
は、酸化鉄等の固体酸素源を用いての炉外膜りんであり
、酸素源の分解が前提になっている。ところがその分解
反応は吸熱反応であるから。

脱りん過程で溶銑の温度が下がってしまい、脱りん後の
溶銑のもつ熱量（溶銑顕熱＋酸化反応熱）が低くなる。

第１表は転炉に装入された脱りんしない通常の溶銑と、
上記の予備処理で脱りんした溶銑との成分及び温度を比
較したものである。

第　　１　表この表から、脱りん予備処理によりりん（Ｐ）とけい素
（Ｓｉ）が大幅に除去される一方で、溶銑温度が低下し
ていることがわかる。このように溶鉄の持つ熱源や熱量
が減少すると、その脱りん溶銑を次工程で転炉吹錬する
際に、転炉内に移した脱りん溶銑中に投入する冷却材と
しての屑鉄（スクラップ）の配合率が規制されてしまう
。

転炉におけるスクラップ配合率は１通常の溶銑の場合は
高けい素濃度であり、かつ高温度であるから、１５％程
度とすることは容易である。しかし脱りん溶銑の場合は
、熱バランスの点からみて７％程度が限度であり、それ
以上を加えると目標とする温度にまで溶鋼を昇熱するこ
とができなくなる。

つまるところ、脱りん予備処理をしたものとしないもの
とでは、スクラップ添加量に差し引き８％程度の差異を
生じてしまう。その結果、従来の脱りん法による転炉製
鋼にあっては１次のような問題点が生じていた。

■　通常溶銑の場合に比べて９等量の溶銑量から生産で
きる製鋼量が減少してしまい、転炉の生産性が低下する
。

■　製鉄所内で発生する自家スクラップすら消化しきれ
ない。

この発明は、このような転炉吹製における従来の溶銑量
りん法の問題点に着目してなされたものであり、転炉の
生産性やスクラップの配合率を低下せしめることがない
新規の溶銑量りん法を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するこの発明は、転炉内で溶銑を脱り
んして低りん鋼を得る方法であり、上底吹転炉に溶銑を
装入するとともに、その溶銑中に上限厚みを規制した鉄
屑を加え、かつ該転炉の底部から下限流量を規制した撹
拌用ガスを吹き込みつつ、酸素ガスを上吹きすることを
特徴とする溶銑量りん法である。

［作用］転炉は上部と底部とからガス体を吹き込めるようにした
上底吹転炉を用いる。脱りん時には、この転炉中に溶銑
とスクラップとを投入する。スクラップは、脱りん（及
び脱けい素）時の酸化反応熱で炉内温度が上がり過ぎな
いように制御する冷却材として機能する。したがってそ
の添加量は炉内の熱バランスを崩さない範囲内である。

そのスクラップは上限厚みを制限することで溶けやすく
なる。その結果、スクラップを多量に投入しても、未溶
解のまま何時までも溶銑浴中に残って浴の流動を阻害す
るような現象は防止され。

脱りん反応が円滑に進行することとなる。

また、炉内の溶銑の撹拌に十分な流量の撹拌用ガスを底
吹きすることで、溶銑浴が強制撹拌されて流動が盛んに
なる。この溶銑の流動が２次の理由で転炉内のスクラッ
プの溶解を促し、その結果として脱りん反応を一層促進
させる。

■　未溶解スクラップの表面に常に新しい溶銑が供給さ
れるから、スクラップ溶解が促される。

■　更に、スクラップ内への浸炭源の供給が盛んになり
、スクラップの融点が下がって、ますますスクラップ溶
解が進むこととなる。

なお、撹拌用ガスとしては特に種類を限定されず、Ｎ２
ガスやＡｒガスに代表される不活性ガス。

ＣＯガｘ、Ｃｏｔガス、　Ｃｈガス、ＨｚＯガス或いは
空気環、溶銑中へ底吹きして撹拌力を発揮するガスであ
れば何でもよい。

〔実施例〕

以下、この発明の具体例について説明する。

第１図ないし第４図は「撹拌用不活性ガスの底吹き量」
と「スクラップ厚さ」とが脱りん作用に及ぼす影響を示
す一実施例である。

なお、用いた１５０ｔｏｎ上底吹転炉は、その炉体の底
部に撹拌用不活性ガスの底吹用羽口を備え、また炉口部
に酸素ガス上吹用のランスを備えたものである。

１．不活性ガスの底吹き量を変化させた場合。

第１図は溶銑量りん処理を、不活性ガスの底吹きの量を
変えて行った場合の結果を示したものである。添加した
スクラップは厚み（平均厚み、以下同じ）が３０ｍ以下
で、配合添加量は装入溶銑量の１０％であった。底吹き
用の不活性ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを使用し、その
底吹き流量は０．０８Ｎｍ’　／１−ｍ１ｎ　（図中、
Ａ−イ）及び０．００７Ｎｍ’　／１−ｍ１ｎ　（図中
、Ｂ−イ）の二通りとした。

図からも明らかなように、溶銑量りん反応は溶銑中のけ
い素が十分に低くなってから急激に進行する。すなわち
、脱けい素反応が脱りん反応に優先しておこなわれる。

けい素が脱りんに好ましい状態まで低下する（Ｓｉ＜０
．０５％）のに時間がかかると、脱りん反応も遅れる。

この脱りん反応の遅れは、溶銑温度の上昇とあいまって
最終吹止め時における溶銑りん濃度の上昇につながる。

底吹き流量０．０８Ｎｍ′Ｉ／１−ｍ１ｎの場合は。

実線で示すＡ−イのラインに沿って反応が進むのに対し
て、底吹き流量０．００７　Ｎ　ｍ３／　ｔ−ｍ　ｉｎ
の場合は破線で示すＢ−イのラインに沿って反応が進み
、スクラップの厚みや配合比が同一であるにもかかわら
ず、脱けい素反応が遅れる。その結果、脱りんも不十分
のままで終わっている。

この不活性ガスの底吹き流量の効果を、脱けい素反応の
終了時間で評価すると、第２図のようになる。すなわち
、底吹き流量が０．０４　Ｎｍ’　／　ｔ・ｍｉｎ以上
では、脱けい素反応の終了時間はほぼ３分であり、脱り
んに問題ないレベルであるといえる。これに対して底吹
き流量が０．０４Ｎｍ’／　ｔ　−ｍ　ｉ　ｎ未満の場
合には、脱けい素反応の終了時間は著しく延びてしまう
。

換言すれば、上底吹転炉でスクラップを冷却材とするこ
の発明の溶銑量りん法においては、不活性ガスの底吹き
流量を０．０４Ｎｍ３／　ｔ　−ｍｉ　ｎ以上にするこ
とが必要である。

２、スクラップの厚みを変化させた場合。

第３図は溶銑量りん処理を９スクラツプの厚みを変えて
行った場合の結果を示したものである。

添加したスクラップは、一方が熱延鋼帯層のように厚み
が３０ｍ未満の溶けやすい材料である。これに対して、
他方はスラブ屑のような厚み６０ｉｎ以上の溶けにくい
材料である。

なお、スクラップは溶銑吹製中の酸化反応熱による過度
の温度上昇、を抑制するための冷却材として機能する。

転炉内の熱バランスを破る程に過剰のスクラップを用い
ることは好ましくない。したがって、投入するスクラッ
プ量は、目的とする炭素濃度（例えば３．５％）まで脱
炭する過程で発生する熱量で溶解し得る量以下に制限さ
れることはいうまでもない。この実施例では、スクラッ
プの配合添加量はいずれも装入溶銑量の１０％とした。

また不活性ガスの底吹き流量は、いずれも０．０８Ｎｍ
’／１−ｍ１ｎとした。

スクラップ厚み３０ｍ未満の場合は、実線で示すＡ−イ
のラインに沿って反応が進むのに対して。

スクラップ厚み６０ｍ以上の場合は破線で示すＣ−ロラ
インに沿って反応が進み、スクラップの配合比や不活性
ガスの底吹き流量が同一であるにもかかわらず、脱けい
素反応が遅れる。その結果。

脱りんも不十分のままで終わっている。

このスクラップ厚みの効果を、脱けい素反応の終了時間
で評価すると、第４図のようになる。すなわち、スクラ
ップ厚み３０１ｍ未満では、脱けい素反応の終了時間は
ほぼ３分であり、脱りんに問題ないレベルであるといえ
る。これに対してスクラップ厚み６０龍以上の場合には
、脱けい素反応の終了時間は著しく延びてしまう。

換言すれば、上底吹転炉でスクラップを冷却材とするこ
の発明の溶銑量りん法においては２冷却材として投入さ
れるスクラップの厚みを３０ｍ■以下にすることが必要
である。

第２．第３表は、この実施例において設定した各場合の
条件と結果とを具体的に示したものである。

すなわち、用いたスクラップの構成は、厚み３０１）未
満のものについては第２表のイ欄に、また厚み６０ｍ以
上のものについては第２表の口欄に示すとおりである。

第２表１５Ｑｔｏｎ上底吹転炉に第２表に示す構成のスクラッ
プを投入し、底吹用羽口から吹き込む撹拌用の不活性ガ
スの底吹き流量を各ケース別に変えて、ランスから上吹
き酸素を吹き込みつつ脱りん処理した場合の、処理前後
の溶銑中の成分の推移は、第３表のＡ−イ、Ｂ−イ、Ｃ
−口の各欄に示すとおりであった。

第　　　３　　　表Ａ−イ欄の場合、底吹き流量０．０８　Ｎｍ３／　ｔ・
ｍｉｎすなわち１２Ｎｍ３／ｍｉｎの窒素ガスで溶銑を
撹拌しつつ、上吹酸素の送酸速度４０ＯＮｍ３／ｍｉｎ
で６分間の吹製を行った結果、処理前に０．１）０％あ
ったりん（Ｐ）の含有量は０゜０１７％まで低下した。

この結果と、処理後の炭素（Ｃ）の濃度３．８％並びに
温度１４００°Ｃとを合わせ考えると、良好な脱りん結
果であるといえる。

これに対してＢ−イ欄の場合は、同一のスクラップ条件
で不活性ガスの底吹き流量を０．００７　Ｎｍ’／１−
ｍ１ｎすなわちｌＮｍ３／ｍｉｎとしたために、処理後
のけい素濃度が０．０５％もあり。

脱けい素が十分には行われていない。その結果。

処理後のりん濃度が０．０５１％となり、脱りんも不十
分である。一方、処理後の炭素濃度は３．６２％となっ
ており、脱炭が進行してしまっている。

Ｃ−０欄の場合は、添加スクラップとして厚いスラブ屑
を用いたものであり、その他の条件はＡ−イ欄の場合と
同様であるにもかかわらず、処理後のけい素濃度が０．
０８％と高い。また処理後のりんの濃度も０．０６０％
となり、不十分な脱りん成績であった。

以上の結果からみて、この実施例では、Ａ−イ欄の条件
を設定すれば、熱バランスを崩すことなく脱りん反応が
円滑に進行して、最終的に極めて良好な成績が得られる
といえる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、溶銑脱りんに
際して、上底吹転炉に溶銑を装入し、その溶銑中に上限
厚みを規制した鉄屑を加え、かつ該転炉の底部から下限
流量を規制した撹拌用ガスを吹き込み強制撹拌する。ま
た、酸素源としては分解反応を必要としない気体酸素を
上吹きするものとした。そのため、吸熱反応による溶銑
の温度低下がなくなり、従来より多量の鉄屑の使用が可
能となって、転炉の生産性やスクラップの配合率を大幅
に向上させることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶銑脱りん処理中のりん成分とけい素成分濃度
の推移と底吹き流量との関係を示すグラフ、第２図は第
１図の場合の底吹き流量と脱けい素反応終了時間との関
係を示すグラフ、第３図は溶銑脱りん処理中のりん成分
とけい素成分濃度の推移と投入鉄屑（スクラップ）の厚
みとの関係を示すグラフ、第４図は第３図の場合のスク
ラップ投入量と脱けい素反応終了時間との関係を示すグ
ラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上底吹転炉に溶銑を装入するとともに、その溶銑
中に上限厚みを規制した鉄屑を加え、かつ該転炉の底部
から下限流量を規制した撹拌用ガスを吹き込みつつ、酸
素ガスを上吹きすることを特徴とする溶銑脱りん法。
（２）鉄屑の厚みは３０ｍｍ以下である特許請求の範囲
第１項記載の溶銑脱りん法。
（３）不活性ガスの流量は０．０４Ｎｍ＾３／ｔ・ｍｉ
ｎ以上である特許請求の範囲第１項記載の溶銑脱りん法
。