JPS6353206A - 上底吹転炉における高吹止Ｍｎ操業方法 - 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） 本発明は上底吹転炉において、炉内へ含マンガン鉱石を
添加すると共に、スラグ中へ固体還元剤を吹込んで高い
吹上（Ｍｎ）値を得る方法に関する。

（従来の技術） 転炉で銑鉄を鋼に精錬する際に吹止時の鋼中の（Ｍｎ）
値を高くすることは、出鋼時に成分調整のため添加する
Ｆｅ−Ｍｎ等の合金使用量が節約できるため、省合金メ
リットが太きい。そのため最近の転炉操業においては、
精錬中に鉄−マンガン鉱石等の安価な含マンガン鉱石を
投入して吹上（Ｍｎ）値を上昇させることはよく用いら
れておシ、これまでにも種々の方法が提案されている。

例えば特開昭５６−２０１１３号公報には、底吹機能を
有する純酸素上吹転炉内にマンガン酸化物を含有する鉱
石を添加すると共に、底吹ガス流量等の操業条件を制御
して吹止時のスラグ中のＴ’Ｆｅを６〜１０％、塩基度
を２．３以上に保持してＭｎ分の回収率を大幅に改善す
る転炉の操業方法が開示されている０ また同じく特開昭６１−１０４０１４号公報には、底吹
可能な酸化精錬炉に予め脱珪、脱燐した溶銑を装入し、
精錬中にＭｎ鉱石を炉内に添加しなから０２又は０２を
含むガスを０．０８Ｎｍ”／ｌ・分取上の流量で底吹す
る酸化精錬炉におけるＭｎ鉱石の高効率還元法も開示さ
れている。

（発明が解決しようとする問題点） これまで開示された方法は、含マンガン鉱石を転炉精錬
中に炉内に投入しつつ、底吹ガスを吹き込むことにより
鋼浴を強く攪拌し、鋼浴とスラグとの接触を良くしてス
ラグ中のＴ’Ｆ’ｅ　％を低下させ、−旦スラグ中に溶
解したＭｎＯの還元率を上げ、鋼浴内に分配されるＭｎ
分を多くせんとするものである０ しかし、このような従来方法では含マンガン鉱石を投入
した後のスラグ性状の変化を定量的に把握する手段がな
いため、例えば鉄−マンガン鉱石の投入によってスラグ
が急激に過滓化状態になりスロッピングが発生したシ、
また逆に底吹ガスによる攪拌が強くなり過ぎてスラグ中
のＴ・Ｆｅ％が異常に低くなって脱燐不良となるケース
が多々発生していた。

一方脱燐された溶銑を使用した場合でも、通常は前回溶
製したチャージの残留スラグからの復Ｐがあるため、仮
に底吹ガスによる攪拌が強くなシ過ぎてスラグ中のＴ−
Ｆｅ係が異常に低くなった場合、吹上（Ｐ）が目標範囲
より外れることがあった。

このように大量の含マンガン鉱石を転炉内に投入し、安
定した操業で且つ高いＭｎ還元率を得るためにはスラグ
滓化状況を的確に把握し、コントロールすることが最大
課題であるが、未だその最適手段はなかった。

（問題点を解決するための手段・作用）本発明は含マン
ガン鉱石を大量に投入した後のスラグ性状の変化、特に
過滓化の程度を連続、且つ定量的に把握し、必要に応じ
てスラグ中に粉末固体還元剤を吹き込んで前述した問題
点を解消すると共に、短時間に効率よくスラグ中のＭｎ
Ｏを還元しようとするもので、その要旨は、 予備処理によって製品レベルまで脱燐された溶銑を転炉
に装入し、上吹ランスより酸素ガスを底吹ノズルより攪
拌ガスを吹き込んで鋼浴を精錬する際に、当該吹錬開始
以前に鋼種毎に、溶銑条件。

吹上条件、副原料投入条件等をパラメータとしてスラグ
中の蓄積酸素量（０，）の目標変化曲線を求めておくと
共に、吹錬期間を通じて転炉炉上より含マンガン鉱石を
投入し、該含マンガン鉱石投入後のスラグ中の蓄積酸素
量（ＯＳ）の実績を当該吹錬開始以後の送酸量、投入副
原料情報及び排ガス情報から逐次算出し、該スラグ中の
蓄積酸素量（Ｏｓ）の実績が前記目標変化曲線より外れ
る度合に応じて粉末固体還元剤の吹込量を制御し、鋼浴
中のＭｎ還元率を上昇させることを特徴とする上底吹転
炉における高吹上Ｍｎ操業方法である。

而して、本発明では先ず転炉に装入する溶銑として、製
品のＰレベルまで脱燐された溶銑を使用する。その理由
は脱燐処理をしていないＰの高い通常溶銑を使用すると
転炉吹錬中に製品のＰレベルまで脱燐せねばならず、そ
のためスラグ中のＴ・Ｆｅ％を高くする必要がある。し
かしながらスラグ中のＴ−Ｆｅ　％　（Ｆｅｄ）　　を
高くすると、直接鋼浴中のＭｎと反応してＭｎＯとなっ
てスラグ中へ移行する量が多くなるか、あるいは鋼浴中
のＭｎとスラグ中のＭｎＯとＦｅＯの平衡関係によって
、スラグ中のＴ−Ｆｅ％（Ｆｅｄ）が増加すると鋼浴中
の（Ｍｎ：）は減少するので、高吹上（Ｍｎ：］を得る
ためには不利な条件となる。そのため投入した含マンガ
ン鉱石の鋼浴中へのＭｎ還元率は低くなる。またスラグ
の塩基度確保のため多量の石灰を使用するのでスラグ量
も多くなシ、同様にＭｎ還元率は低くなる。

これに対し転炉で脱Ｐを必要としない条件：即ち予め製
品のＰレベルまで脱燐した溶銑を使用すると、転炉吹錬
中の脱燐が不用であるため、スラグ中のＴ−Ｆｅ％　を
低くした精錬が可能となり、又使用する石灰量の減少に
より生成スラグ量も少なくなることも加わって、鋼浴中
へのＮｌｎ還元率は高くなり、結果として高い吹止〔Ｍ
０〕値を得ることができる。

該脱燐銑は公知の溶銑予備処理設備を使用して、酸化鉄
９石灰、蛍石からなる脱燐剤をＮ２と０２の混合ガスに
より吹込みランスを通して溶銑中にインジェクションす
ることにより通常容易に得ることができる。

一方鋼浴中へ投入する含マンガン鉱石は、鉄−マンガン
鉱石のようにある程度Ｍｎ含有量が高く且つコストが安
いものであれば良い。又その添加方法、添加時期は転炉
炉上のバンカー等より吹錬期間中に必要量だけ適宜投入
すれば良い。

しかしながら、脱燐銑を使用し且つ多量の鉄−マンガン
鉱石を吹錬期間中投入して吹錬した場合、しばしばスロ
ッピングが発生する場合がある。これは脱燐銑を使用し
た吹錬では使用する副原料が少ないこと、及びＳｉやＰ
成分の酸化量も少ない為転炉内のスラグ生成量が少ない
こと等の影響をうけ、投入した鉄−マンガン鉱石がスラ
グ内で溶解するとスラグの性状は大きく変化し、スラグ
中のＦｅｄ、　ＭｎＯが非常に高くなると共に、過滓化
状態になり易く、そのまま吹錬を継続するとスロッピン
グが発生する０従って何等かの手段を用いてスラグ性状
の変化を把握し、スロッピング防止手段を講じる必要が
ある。

そこで本発明ではスラグ中のＴ−Ｆｅ（ＦｅＯ）と密接
な関係にあるスラグ中の蓄積酸素量（Ｏｓ）を吹錬操作
上の指標として用いた。

まず当該吹錬を開始する前に鋼種毎にスラグ中の蓄積酸
素量（Ｏｓ）の目標変化曲線を求める。該スラグ中の蓄
積酸素量（Ｏｓ）の目標変化曲線は過去の吹錬実績に基
づき、溶銑成分、溶銑温度、溶銑配合率等の溶銑条件、
吹止成分、吹止温度等の吹止条件、石灰、鉄鉱石等の副
原料投入条件、吹錬酸素流量、排ガス流量、排ガス成分
９等をパラメータとして求めることができる。例えば過
去の吹錬チャージの中から同一鋼種を選び、特にＭｎ富
化が大きいスラグ中の蓄積酸素量（Ｏｓ）の時間的変化
の許容限界をパターン化して得られる。

次に吹錬中におけるスラグ中の蓄積酸素量（Ｏｓ）の実
績を送酸量、投入副原料情報及び排ガス情報等を基に設
定周期で算出し、予め定めた前記目標変化曲線の許容限
界内に入る如く吹錬操作を行う。

この吹錬操作としては種々の方法があるが、本発明では
その中でもスラグ中の蓄積酸素量（Ｏｓ）の制御に特に
効果が顕著である固体還元剤の吹込を採用した０吹き込
む固体還元剤として例えばコークス、石炭などを使用し
、転炉炉壁土部に設けた粉体吹込装置によりキャリアー
ガスと共にスラグ中に吹き込んだ。

固体還元剤は炭素源を含みスラグ中のＦｅＯ，ＭｎＯと
反応して自らは酸化して気体となって系外に去る。また
スラグ中のＦｅＯはＦｅに、　ＭｎＯはＭｎにそれぞれ
還元されるので、スラグ量が減少し溶鋼が増加する。而
して固体還元材の粒径は吹込後のスラグとの反応性の速
さよ、ｊｌ）　５　ｍｍ以下の粉状のものが好ましく、
シかも搬送上も有利であるとの結論を得た。

以上のような方法の採用により、本発明の目的を達する
ことができるが更に実施例を用いて説明する。

（実施例） 許容が１７０屯の上底吹転炉において、Ｈ形鋼用鋼種の
吹錬に本発明を適用した。以下に実施の内容を詳細に説
明する。

高炉から出銑された溶銑を混銑車に受は溶銑予備処理場
に運搬した後、溶銑の脱燐処理を行った。

先ず溶銑中のＳｉを０．１５　％以下に脱珪後、脱燐剤
吹込用ランスを溶銑内に浸漬し、Ｎ２と０２の混合ガス
を用いて、酸化鉄、生石灰、ホタル石を吹き込んだ。第
１表に溶銑予備処理前後の成分、温度の実績を示した。

第　　１　　表 次に該溶銑を上底吹転炉に装入し、本発明の高Ｍｎ吹止
操業を実施した◇吹錬中に投入した鉄−マンガン鉱石は
Ｍｎ含有量が３０〜４０チのものを使用し、チャージ合
計１６．８ｋｐ八・Ｓ投入した。投入時期は吹錬開始後
０．５分〜１０分の間に１４．５ｋｚハ・Ｓ、及び吹錬
末期の１７分頃に２．３聯ハ・３割投入した。

吹錬は上吹ランスより０２ガスを圧力１０　ｋｇ／ｒｙ
ｎ２．流量２５００　ＯＮｍ３／Ｈの条件で吹込み、同
時に底吹ノズルよＦ）　ＣＯ２ガスを圧力８　ｋｇ／ｃ
ｍ２．流量６００　Ｎｍ３／Ｈの条件で吹込み攪拌を行
った。吹錬中特に吹錬中期〜末期にかけてスラグ中の蓄
積酸素量（０，）が目標範囲より上に外れたため、転炉
炉壁土部に設けた還元剤吹込装置により粉状コークス（
５ｍｍアンダー）を吹錬中期に１．３ｋｑ／ｌ−ｓ、及
び吹錬末期に２．０にクハ・Ｓ合計３．８に７／ｌ−ｓ
吹き込んだ。

第１図に該チャージのマンガン鉱石投入状況及び吹錬中
の溶鋼成分の推移を示した。

溶鋼中の［Ｍｎ〕は吹錬中途々に増加し吹錬末期のコー
クス粉投入後急激に上昇し吹止（Ｍｎ）として、０．８
５％が得られた。

第２図は吹錬中におけるスラグ中の蓄積酸素量（０５）
の変化実績を示した。粉状コークスの投入によりスラグ
中の蓄積酸素量（０，）の上昇を抑えることができ、吹
錬の全期間を通して目標変化曲線に沿って調整すること
ができ、吹錬末期まで高いＭｎ還元率を維持できた。

第２表は本発明を製品［Ｍｒ＋］が０．８０％及び１．
３０チのＨ形鋼用鋼種に適用した時の主な転炉操業デー
タを示したものである。吹止時のスラグ中のＴ・Ｆｅは
１２チに、またＭｎＯは２０％に調整され、吹上〔Ｐ〕
が低く且つ吹上（Ｍｎ、）が１チ以上の高吹上ＩＪ４ｎ
）操業も達成することができた。

第　　２　　表 以上のような高吹上（Ｍｒ＋）操業を繰り返し実施して
Ｍｎ残留率を調査した。その結果を第３図に示した。第
３図は鉄−マンガン鉱石投入量とＭｎ残留率との関係を
表したもので、比較のためにコークス粉（還元剤）を使
用しなかった従来法の例も合わせて示した。コークス粉
を使用しない操業では、鉄−マンガン鉱石投入量の増加
と共にＭｎ残留率は減少する傾向にある。しかしコーク
ス粉をスラグ中に吹き込みスラグ中の蓄積酸素量（Ｏｓ
　）を調整した本発明のチャージのＭｎ残留率は７０〜
８０％とほぼ一定しておシ、安定した吹止（Ｍｎ）を得
ることが出来た。また轟然のことなからスラグが過滓化
状態になったチャージはなく、スロッピングの発生も皆
無であった。

（発明の効果） 本発明の実施により、高（ＭｎＯ）スラグの還元剤によ
る直接還元が可能になり、その結果炉内Ｍｎ残留率が向
上すると共に高位に安定し、吹止（Ｍｎ〕値が大幅に上
昇した。合わせてスラ夛過滓化防止によりスロッピング
の発生が皆無となシ、吹錬中に大量の含マンガン鉱石の
使用が可能になった。

本発明を製品Ｍｎレベル：ｏ、ｓｏｌクラスのＨ形鋼用
鋼種に適用した結果、Ｆｅ−Ｍｎ合金レス操業も可能に
なり、合金コストの低減に大きく寄与することが出来た
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における吹錬中の溶鋼成分の推移及びマ
ンガン鉱石投入実績を示した。第２図は吹錬中における
スラグ中の蓄積酸素量（Ｏｓ）の変化実績をコークス吹
込みと共に示した。第３図は鉄−マンガン鉱石の投入量
とＭｎ残留率との関係を表したものである。 第１図 ２５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｔｏ。 （知Ｕジ０（（卵゛ρ） 第２図 改＠、叱イ　　ヨ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予備処理によって製品レベルまで脱燐された溶銑を転炉
   に装入し、上吹ランスより酸素ガスを底吹ノズルより攪
   拌ガスを吹き込んで鋼浴を精錬する際に、当該吹錬開始
   以前に鋼種毎に、溶銑条件、吹上条件、副原料投入条件
   等をパラメータとしてスラグ中の蓄積酸素量（Ｏｓ）の
   目標変化曲線を求めておくと共に、吹錬期間を通じて転
   炉炉上より含マンガン鉱石を投入し、該マンガン鉱石投
   入後のスラグ中の蓄積酸素量（Ｏｓ）の実績を当該吹錬
   開始以後の送酸量、投入副原料情報及び排ガス情報から
   逐次算出し、該スラグ中の蓄積酸素量（Ｏｓ）の実績が
   前記目標変化曲線より外れる度合に応じて粉末固体還元
   剤の吹込量を制御し、鋼浴中のＭｎ還元率を上昇させる
   ことを特徴とする上底吹転炉における高吹上Ｍｎ操業方
   法。