JP2002047509A - 溶銑の精錬方法 - Google Patents

溶銑の精錬方法

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JP2002047509A
JP2002047509A JP2000231697A JP2000231697A JP2002047509A JP 2002047509 A JP2002047509 A JP 2002047509A JP 2000231697 A JP2000231697 A JP 2000231697A JP 2000231697 A JP2000231697 A JP 2000231697A JP 2002047509 A JP2002047509 A JP 2002047509A
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hot metal
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JP2000231697A
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English (en)
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Masaki Miyata
政樹 宮田
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶銑中の [Si]濃度が0.1%以下のレベル
でも脱りん剤の溶融性を維持でき、高脱りん率が得ら
れ、しかも溶銑脱珪・脱りん処理時に発生するスラグ量
を低減できる溶銑の精錬方法を提供する。 【解決手段】 (a)粒径が3〜30mmの脱炭スラグを
溶銑に上置きした後、(b)上吹ランスから酸素を溶銑
1質量トン当たり1. 0〜2.5m3 (標準状態)/min 吹
き付けながら、底吹羽口から溶銑1質量トン当たり0.
05〜0. 60m3 (標準状態)/minの攪拌用ガスを吹き
込むことにより脱珪処理を行い、(c)溶銑中の [Si]
濃度を0. 10%以下、塩基度(Ca O/Si O2 質量
比)0. 4〜1. 2の脱珪スラグとした後、(d)炉内
に生成した脱珪スラグを上底吹転炉の傾動により炉口か
ら排出し、(e)脱珪スラグが排出された脱珪溶銑に上
吹ランスからCaO含有粉を吹き付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、上底吹転炉で脱珪
・脱りん処理を分離して行う溶銑の精錬方法に関し、特
に溶銑脱珪・脱りん処理時に発生するスラグ量を低減で
きる溶銑の精錬方法に関する
【0002】
【従来の技術】近年、鋼の溶製時に発生するスラグに関
わる環境問題の対策として、スラグ発生量の低減が求め
られている。
【0003】例えば溶銑脱りん処理では、高い脱りん効
率を得るためスラグ塩基度 (Ca O/Si O2 質量比)
を2〜3以上にする必要がある。そのため、溶銑中の
[Si]濃度が高いときにはCa O含有物質の使用量が多
くなりスラグ発生量が増加して環境上問題となる。
【0004】このように溶銑中の [Si]濃度が高いとき
のスラグ発生量増加問題を解決する方法として、高炉の
鋳床樋での脱珪処理や溶銑鍋での脱珪処理が行われてい
る。しかしながら、これらの方法では長時間処理による
耐火物の損耗や熱損失の増大が問題となる。
【0005】また、溶銑中の [Si]濃度を例えば0. 1
5%以下まで低減する場合、脱珪反応と共に脱炭反応も
進行するためスラグフォーミングやスロッピングが顕著
になり、上記反応容器ではフリーボードが小さいため、
操業が困難になるという問題がある。
【0006】上記問題を解決する方法として、例えば特
開平5−9533号公報には、転炉型の処理容器中の溶
銑に造塊スラグを主成分とする造滓剤を添加して脱珪す
る方法が示されている。
【0007】しかしながら、造塊スラグ中には約10%
以上のAl23 が含有されており、転炉吹錬時にスラグ
フォーミングやスロッピングを誘発し操業が安定しない
おそれがある。
【0008】また、脱珪スラグを効率良く排出しなけれ
ば、脱りんスラグ発生量を低減することが困難となる
が、特開平5−9533合公報には、その効率的な方法
について詳細な記述がない。
【0009】更に、転炉で溶銑脱りん処理する場合、溶
銑中の[Si]濃度が低すぎると、生石灰等の脱りん剤
が十分に溶融しきれず、その結果、脱りん反応効率が低
下することは広く知られている。
【0010】この改善策としては、蛍石を添加すること
により、スラグの融点を下げて脱りん反応を促進する方
法が一般的であるが、この方法では耐火物溶損量が増加
するという問題がある。
【0011】その解決策として、特開平8−31152
3号公報には、Ca O粉を上吹酸素と共に溶銑に吹き付
けて脱りんする方法の提案が開示されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上吹酸素流量
が溶銑質量トン当たり2m3 (標準状態)/min 以下となる
と、溶銑中の [Si]濃度が0.1〜0.3%の間で溶銑
中の [Si]濃度が低いほど脱りん剤の溶融性が悪化する
おそれがある。
【0013】本発明の目的は、(1)溶銑中の [Si]濃
度を0. 1%以下にまで迅速に低減し、(2)脱珪スラ
グを溶融状態にして、効率良く炉口から排出し、(3)
溶銑中の [Si]濃度が0.1%以下のレベルでも脱りん
剤の溶融性を維持でき、高脱りん率が得られ、(4)し
かも溶銑脱珪・脱りん処理時に発生するスラグ量を低減
できる溶銑の精錬方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者は、溶銑中の
[Si]濃度が0.1%以下のレベルでも脱りん剤の溶融
性を維持でき、高脱りん率が得られる方法について検討
した結果、下記の知見を得た。
【0015】(A)上底吹転炉形式の炉に溶銑を装入し
て、脱炭スラグ (脱炭スラグとは脱りん溶銑を脱炭した
際に生成するスラグ) と必要に応じて酸化鉄を溶銑に上
置き添加した後、上吹ランスから溶銑1質量トン当たり
1. 0〜2.5m3 (標準状態)/min の酸素を溶銑に吹き
付けながら、底吹羽口から溶銑1質量トン当たり0.0
5〜0. 60m3 (標準状態)/min の攪拌用ガスを吹き込
むことにより、溶銑中の [Si]濃度を0. 10%以下ま
で迅速に低減することができる。
【0016】なお、脱炭スラグの使用は、以下のメリッ
トがある。 ・脱炭スラグは、一旦溶融したものであるため極めて速
やかに再溶融し易い。 ・脱炭スラグは、造塊スラグと異なりAl23 含有量が
約1%と低いので、脱珪処理中にスロッピング等を生じ
難い。 ・脱炭スラグ中にはCaOが既に含有されており、新た
に生石灰等を添加する必要が無いため、スラグを生成す
るためのコストを低減できる。
【0017】(B)脱珪スラグを効率良く炉口から排出
するには、スラグの流動性を良好にすることが重要であ
り、粒径3〜30mmの脱炭スラグを使用して脱珪スラグ
の塩基度(Ca O/Si O2 質量比)を0. 4〜1. 2
に調整するとよい。
【0018】(C)脱珪スラグを排出後、上吹ランスか
らCa O含有粉を、溶銑1質量トン当たり0. 5〜2.
5m3 (標準状態)/min の酸素をキャリアーガスとして吹
き付けながら、底吹羽口から溶銑1質量トン当たり0.
05〜0. 60m3 (標準状態)/min の攪拌用ガスを吹き
こむことにより脱りんスラグを高塩基度に維持しながら
溶融性を良好にすることができ、脱りん率を高くするこ
とが可能となる。
【0019】なお、攪拌用ガスとしては、Ar 、C
2 、N2 等が使用できる。 (D)Ca O含有粉に、Al23 およびFe23 の少な
くとも一種以上を混合した粉を上吹酸素と共に溶銑に吹
き付けて脱りんすることにより、さらに脱りん率を向上
できる。
【0020】(E)以上の(A)〜(D)の知見を基に
脱珪処理と脱りん処理とを分離して行うと、脱珪・脱り
ん処理を同時に行うときに比べて大幅にスラグ量を低減
できる。
【0021】本発明は、以上の知見に基づいてなされた
もので、その要旨は、下記のとおりである。 (1)上底吹転炉に溶銑を装入して脱珪・脱りん処理を
行う溶銑の精錬方法において、(a)粒径が3〜30mm
の脱炭スラグを溶銑に上置きした後、(b)上吹ランス
から酸素を溶銑1質量トン当たり1. 0〜2.5m3 (標
準状態)/min 吹き付けながら、底吹羽口から溶銑1質量
トン当たり0. 05〜0. 60m3 (標準状態)/min の攪
拌用ガスを吹き込むことにより脱珪処理を行い、(c)
溶銑中の [Si]濃度を0. 10%以下、脱珪スラグの塩
基度(Ca O/Si O2 質量比)を0. 4〜1. 2とし
た後、(d)炉内に生成した脱珪スラグを上底吹転炉の
傾動により炉口から排出し、(e)脱珪スラグが排出さ
れた脱珪溶銑に上吹ランスからCaO含有粉を、溶銑1
質量トン当たり0. 5〜2.5m3 (標準状態)/min の酸
素をキャリアーガスとして吹き付けながら、底吹羽口か
ら溶銑1質量トン当たり0. 05〜0. 60m3 (標準状
態)/minの攪拌用ガスを吹き込むことにより脱りん処理
を行うことを特徴とする溶銑の精錬方法。 (2)前記Ca O含有粉は、Al23 およびFe23
少なくとも一種を含有することを特徴とする上記(1)
に記載の溶銑の精錬方法。
【0022】
【発明の実施の形態】図1(a)、(b)および(c)
は、本発明の精錬方法を順に模式的に示す概念図であ
り、図1(a)は上底吹転炉で溶銑脱珪する工程を、図
1(b)は上底吹転炉を傾動して脱珪スラグを排出する
工程を、図1(c)は上底吹転炉で溶銑脱りんする工程
をそれぞれ示す。
【0023】なお、図中の符号は、上底吹転炉1、上吹
ランス2、底吹羽口3、脱珪溶銑4、脱珪スラグ5、脱
りんスラグ6および脱りん溶銑7である。同図に示すよ
うに、本発明は上底吹転炉1に溶銑4を装入して所定の
濃度まで溶銑脱珪する工程(a)、次に炉体を傾動し
て、脱珪スラグ5を可能な限り炉外へ排出する工程
(b)、そして炉体を直立状態に戻してから、上吹ラン
ス2から上吹酸素と共にCa O含有粉を溶銑に吹き付け
て脱りんする工程(c)からなる。
【0024】溶銑中の [Si]濃度を0. 10%以下にま
で効率よく低減するには、上底吹転炉1を用いるが、上
底吹転炉を用いる理由は、以下の(1)〜(3)に記載
の通りである。
【0025】(1)高炉鋳床や鍋で脱珪する際に通常脱
珪剤として酸化鉄を用いるが、本来冷却剤である酸化鉄
を添加するため処理中の温度低下が著しく、その温度低
下を抑制するため気体酸素も併用する。しかし、気体酸
素をあまり多く使うと、酸化鉄を主成分とするダストが
多量に発生し、作業環境が著しく悪化するという問題が
発生する。
【0026】(2)溶銑中の [Si]濃度を0. 10%以
下にまで低減すると、脱炭反応が並行して生じるため、
スラグのフォーミング量も多くなる。このフォーミング
によってスラグが反応容器から溢れ出るおそれがある。
【0027】(3)このようなダストの発生やスラグの
フォーミングの問題を回避するにはかなり大きなフリー
ボードがある上底吹転炉の使用が有効である。すなわ
ち、上底吹転炉であれば、酸化鉄を多量に添加できるの
はもちろん、上吹ランスから多量の気体酸素を溶銑に吹
き付けられ、しかも強力な底吹ガス攪拌により非常に迅
速に脱珪処理できる。
【0028】但し、脱珪処理後の溶銑中の [Si]濃度は
0. 03%以上とするのが望ましい。それは、 [Si]濃
度が0. 03%以下になると脱炭反応の方が優勢になっ
て脱珪速度が急激に低下するおそれがあるからである。
【0029】次に脱珪処理のときの上底吹転炉における
上底吹条件について述べる。以下に示すグラフは、全て
2質量トン容量の試験用上底吹転炉を使用して行った試
験結果を示す。
【0030】図2は、溶銑1質量トン当たり上吹酸素流
量と、脱珪処理後の溶銑中の [Si]濃度およびスピッテ
ィング指数との関係を示すグラフである。なお、このグ
ラフは底吹Ar流量が溶銑1質量トン当たり0. 2m3
(標準状態)/min 一定で上吹酸素と同様に約3分間溶銑
に吹き込み、かつ脱珪処理前の溶銑中の [Si]濃度が約
0. 3%一定下での試験結果を示す。
【0031】また、スピッティング指数とは、上吹酸素
流量を溶銑1質量トン当たり1. 0m3 (標準状態)/min
としたときのスピッティング量を基準に指数化したもの
である。
【0032】同図に示すように、溶銑1質量トン当たり
上吹酸素流量が1.0m3 (標準状態)/min 未満では脱珪
処理後の溶銑中の [Si]濃度が0. 1%を超え、溶銑1
質量トン当たり上吹酸素流量が2.5m3 (標準状態)/mi
n を超えるとスピッティング指数が急激に上昇する。
【0033】図3は、溶銑1質量トン当たり底吹Ar流
量と、脱珪処理後の溶銑中の [Si]濃度およびスピッテ
ィング指数との関係を示すグラフである。なお、このグ
ラフは上吹酸素流量が溶銑1質量トン当たり1. 0m3
(標準状態)/min 一定で底吹Arと同様に約3分間溶銑
に吹き付け、かつ脱珪処理前の溶銑中の [Si]濃度が約
0. 3%一定下での試験結果を示す。
【0034】また、スピッティング指数とは、底吹Ar
流量を0.05m3 (標準状態)/minとしたときのスピッ
ティング量を基準に指数化したものである。同図に示す
ように、溶銑1質量トン当たり底吹Ar流量が0.05
m3 (標準状態)/min 未満では脱珪処理後の溶銑中の [S
i]濃度が0. 1%を超え、溶銑1質量トン当たり底吹A
r流量が0.6m3 (標準状態)/min を超えるとスピッテ
ィング指数が急激に上昇する。
【0035】次に、炉体を傾動して脱珪スラグを炉外へ
排出するのであるが、スラグの性状とスラグ排出率との
関係を調査した。図4は脱珪時に添加するCa O含有物
質の性状をパラメータとしたスラグ塩基度とスラグ排出
率との関係を示すグラフである。
【0036】なお、スラグ排出率は排出スラグの秤量値
と、物質収支で計算した生成スラグ量との比(排出スラ
グの秤量値(kg)/生成スラグ量の計算値(kg))
を%表示して求めた。
【0037】また、表1に使用した脱炭スラグの代表的
な組成を示す。
【0038】
【表1】 同図に示すように、粒径を3〜30mmとした脱炭スラグ
(●)によりスラグ塩基度を0. 4〜1. 2とすること
でスラグの流動性を確保でき約80%という高いスラグ
排出率が得られる。
【0039】一方、ほぼ同じ粒径の生石灰(○)ではス
ラグ排出率が約70%であり、粒径を35〜45mmとし
た脱炭スラグ(△)でも約70%と低い値である。脱炭
スラグが生石灰に比べて良好な理由は、脱炭スラグは一
旦溶融されたものなので生石灰に比べ融点が低く溶融し
易いからである。
【0040】また、同じ脱炭スラグでも数分以内という
迅速脱珪処理時間中に完全に溶融させるには、粒径を3
0mm以下にまで細かくすることが必須となることも判明
した。
【0041】さらに、粒径が3mm未満となると炉内へ装
入する際に排ガス集塵機へ吸引されてしまい、歩留まり
が悪化し、所定のスラグ組成を実現できなくなる。以上
から、粒径が3〜30mmの脱炭スラグを用いるのが有効
である。
【0042】次に、スラグが約80%排出され、溶銑中
の [Si]濃度が0. 10%以下となった溶銑を脱りんす
る方法について述べる。図5は脱りん剤の添加方法をパ
ラメータとした溶銑中の [Si]濃度と脱りん率との関係
を示すグラフである。
【0043】なお、溶銑は2質量トンで、上底吹は一定
条件(上吹酸素流量:3m3 (標準状態)/min 、底吹Ar
流量:0. 8m3 (標準状態)/min)で4分間行い、脱りん
剤の添加方法は以下の通りある。
【0044】○:鉄鉱石20kgおよび粒状Ca O15
kgを溶銑に上置きした後、上底吹を行った。 ●:鉄鉱石20kgを溶銑に上置きし、上吹酸素をキャ
リアーガスとしてCaO粉15kgを溶銑に吹き付け
た。Ca O粉としては、純度98% (粉径0. 01〜
0. 15mm) を使用した。
【0045】▲:鉄鉱石20kgを溶銑に上置きし、上
吹酸素をキャリアーガスとして(Ca O+Al23)粉1
5kgを溶銑に吹き付けた。Al23 粉としては、純度
98% (粉径0. 01〜0. 15mm) を使用し、Ca
O粉量に対して20質量%混合した。
【0046】□:鉄鉱石20kgを溶銑に上置きし、上
吹酸素をキャリアーガスとして(Ca O+Fe23)粉1
5kgを溶銑に吹き付けた。Fe23 粉としては、純度
98% (粉径0. 01〜0. 15mm) を使用し、Ca
O粉量に対して20質量%混合した。
【0047】同図に結果を示すように、粒状Ca Oを上
置きした○印の方法は溶銑中の [Si]濃度の低下ととも
に脱りん率が低下するが、上吹酸素をキャリアーガスと
してCa O粉を吹き付けた●印の方法は脱りん率が85
%以上と高く、特に溶銑中の[Si]濃度が0.1%以下
で約90%と脱りん率が高くなる。
【0048】また、▲および□印の方法は溶銑中の [S
i]濃度が0.1%で約95%と極めて高い脱りん率が得
られる。上吹酸素と共に溶銑に吹き付けるCa O含有粉
に、Al23 含有粉およびFe23 含有粉の混合により
脱りん率が向上した理由としては、Al23 やFe23
がCa Oの溶融促進剤として作用したからと推定でき
る。
【0049】図6は上吹酸素流量と脱りん率との関係を
示すグラフである。なお、試験方法は下記の通りであ
る。溶銑が2質量トンで、溶銑中の [Si]濃度を約0.
1%に脱珪処理した後、塩基度(Ca O/Si O2 質量
比)が0. 5の脱珪スラグを約80%排出した。
【0050】鉄鉱石20kgを溶銑に上置きし、底吹羽
口からAr を0. 8m3 (標準状態)/min で溶銑へ約4分
間吹き込みつつ、キャリアーガスの上吹酸素流量を変更
してCa O粉15kgを溶銑に約4分間で吹き付けた。
【0051】図6に示すように、0. 5m3 (標準状態)/
min 以上で脱りん率が85%以上と高くなる。0. 5m3
(標準状態)/min未満では、上吹酸素と溶銑中鉄分との
反応により生成するFe O量が少ないため、スラグ中の
(Fe O) 濃度を高く維持できなくなり、脱りん率が低
下するものと推定できる。
【0052】図7は上吹酸素流量とスピッティング指数
との関係を示すグラフである。なお、試験方法は下記の
通りである。溶銑中の [Si]濃度を約0.1%に脱珪処
理した後、塩基度(Ca O/Si O 2 質量比)が0. 5
の脱珪スラグを約80%排出した。
【0053】鉄鉱石20kgを溶銑に上置きし、底吹羽
口からAr を0. 8m3 (標準状態)/min で溶銑へ約4分
間吹き込みつつ、キャリアーガスの上吹酸素流量を変更
してCa O粉15kgを溶銑に約4分間で吹き付けた。
【0054】また、スピッティング指数とは、上吹酸素
流量を溶銑1質量トン当たり1. 0m3 (標準状態)/min
としたときのスピッティング量を基準に指数化したもの
である。
【0055】図7に示すように、2.5m3 (標準状態)/
min を超えるとスピッティング指数が急激に高くなる。
従って上吹酸素流量の上限は2.5m3 (標準状態)/min
とした。
【0056】図6および図7から上吹酸素流量は0.5
〜2.5m3 (標準状態)/min がよい。図8は溶銑1質量
トン当たりの底吹Ar 流量と脱りん率との関係を示すグ
ラフである。
【0057】なお、試験方法は下記の通りである。溶銑
は2質量トンで、溶銑中の [Si]濃度を約0.1%に脱
珪処理した後、塩基度(Ca O/Si O2 質量比)が
0. 5の脱珪スラグを約80%排出した。
【0058】鉄鉱石20kgを溶銑に上置きし、上吹酸
素(流量:3m3 (標準状態)/min)をキャリアーガスとし
てCa O粉15kgを溶銑に約4分間で吹き付けながら
底吹Ar 流量を変更して脱りん処理を行った。
【0059】図8に示すように、溶銑1質量トン当たり
の0. 05m3 (標準状態)/min 以上で脱りん率が85%
以上と高くなり、0. 6m3 (標準状態)/min を超えると
脱りん率が急激に低下した。
【0060】底吹Ar流量が0. 05m3 (標準状態)/mi
n 未満だと、スラグと溶銑の攪拌・混合が不十分とな
り、スラグ中Fe Oの溶銑への移動速度の低下し、脱り
ん速度が低下すると推定できる。
【0061】一方、0. 6m3 (標準状態)/min を超える
と、スラグ中の(Fe O)と溶銑中の [C] との反応速
度が大きくなり過ぎて、スラグ中の (Fe O) 濃度を高
く維持できないためと推定できる。
【0062】
【実施例】2質量トン容量の試験用上底吹転炉を用いて
試験を実施した。使用した溶銑は、 [C] :約4. 4
%、 [Si]:約0. 4%、 [P] :約0.1%、 [M
n]:約0. 3%を含有するもので、この溶銑を試験用上
底吹転炉に装入し、上吹酸素流量を3〜3.6m3 (標準
状態)/min とし、底吹羽口からのAr流量を0. 4m3
(標準状態)/min 一定として以下の本発明例および比較
例を行った。
【0063】また、試験に使用した脱炭スラグの組成は
前記の表1に示した通りである。 (従来例)処理前に3〜30mm径の脱炭スラグを溶銑1
質量トン当たり約10kgを上置きし、上吹ランスから
3. 6m3(標準状態)/min の酸素流量で約2分間吹き付
け脱珪処理を行った。
【0064】脱珪スラグを炉内へ残したまま、引き続い
て、脱珪溶銑に粒状鉄鉱石25kgを炉の上部から上置
きした後、Ca O粉30kgを上吹き酸素 (3m3(標準
状態)/min)と共に溶銑に約4分間で吹き付け脱りん処理
を行ったところ、処理後の [P] 濃度は0. 023%と
なった。
【0065】なお、脱珪スラグと脱りんスラグとの合計
スラグ量はは約85kgと多かった。 (本発明例1)脱珪処理前に3〜30mm径の脱炭スラグ
を溶銑1質量トン当たり約10kgを炉の上部から上置き
し、上吹ランスから3.6m3 (標準状態)/min の酸素流
量で約2分間吹き付けて脱珪処理したところ、溶銑中の
[Si]濃度は0. 09%となり、生成した脱珪スラグの
塩基度(Ca O/Si O2 質量比)は0. 7となった。
【0066】炉を傾動して脱珪スラグを排出させたとこ
ろ、約80%のスラグ排出率が得られた。脱珪溶銑に粒
状鉄鉱石25kgを炉の上部から上置きした後、上吹酸
素(流量:3m3 (標準状態)/min)をキャリアーガスとし
てCa O粉15kgを溶銑に約4分間吹き付けたとこ
ろ、脱りん処理後の溶銑中の [P] 濃度は0. 013%
となった。
【0067】また、脱珪スラグと脱りんスラグとの合計
スラグ量は約46kgであり、従来例に比較してスラグ
量が大幅に低減できた。 (本発明例2)脱珪処理前に3〜30mm径の脱炭スラグ
を溶銑1質量トン当たり12kgほど、炉の上部から上置
きし、上吹ランスから3.6m3 (標準状態)/min の酸素
流量で約2分間吹き付けて脱珪処理したしたところ、溶
銑中の [Si]濃度は0. 05%となり、生成した脱珪ス
ラグの塩基度(Ca O/Si O2 質量比)は0. 65と
なった。
【0068】炉を傾動して脱珪スラグを排出させたとこ
ろ、約80%のスラグ排出率が得られた。脱珪溶銑に粒
状鉄鉱石25kgを炉の上部から上置きした後、上吹酸
素(流量:3m3 (標準状態)/min)をキャリアーガスとし
てCa O粉15kgを溶銑に約4分間吹き付けたとこ
ろ、脱りん処理後の溶銑中の [P] 濃度は0. 011%
となった。
【0069】また、脱珪スラグと脱りんスラグとの合計
スラグ量は約45kgであり、従来例に比較してスラグ
量が大幅に低減できた。 (本発明例3)脱珪処理前に3〜30mm径の脱炭スラグ
を溶銑1質量トン当たり約10kgを炉の上部から上置き
し、上吹ランスから3.6m3 (標準状態)/min の酸素流
量で約2分間吹き付けて脱珪処理したところ、溶銑中の
[Si]濃度は0. 10%となり、生成した脱珪スラグの
塩基度(Ca O/Si O2 質量比)は0. 7となった。
【0070】炉を傾動して脱珪スラグを排出させたとこ
ろ、約80%のスラグ排出率が得られた。脱珪溶銑に粒
状鉄鉱石20kgを炉の上部から上置きした後、上吹酸
素(流量:3m3 (標準状態)/min)をキャリアーガスとし
てCa O粉15kgおよびAl2 3 粉3kgを溶銑に約
4分間で吹き付けたところ、脱りん処理後の溶銑中の
[P] 濃度は0. 007%となった。
【0071】また、脱珪スラグと脱りんスラグとの合計
スラグ量は約48kgであり、従来例に比較してスラグ
量が大幅に低減できた。 (本発明例4)脱珪処理前に3〜30mm径の脱炭スラグ
を溶銑1質量トン当たり約10kgを炉の上部から上置き
し、上吹ランスから3.6m3 (標準状態)/min の酸素流
量で約2分間吹き付けて脱珪処理したところ、溶銑中の
[Si]濃度は0. 10%となり、生成した脱珪スラグの
塩基度(Ca O/Si O2 質量比)は0. 7となった。
【0072】炉を傾動して脱珪スラグを排出させたとこ
ろ、約80%のスラグ排出率が得られた。脱珪溶銑に粒
状鉄鉱石20kgを炉の上部から上置きした後、上吹酸
素(流量:3m3 (標準状態)/min)をキャリアーガスとし
てCa O粉15kgおよびFe2 3 粉5kgを溶銑に約
4分間で吹き付けたところ、脱りん処理後の溶銑中の
[P] 濃度は0. 005%となった。
【0073】また、脱珪スラグと脱りんスラグとの合計
スラグ量は約45kgであり、従来例に比較してスラグ
量が大幅に低減できた。 (比較例1)脱珪処理前に5〜25mm径の生石灰を溶銑
1質量トン当たり5kgほど、炉の上部から上置きし、上
吹ランスから3.6m3 (標準状態)/min の酸素流量で約
2分間吹き付けて脱珪処理したところ、溶銑中の [Si]
濃度は0. 10%となり、生成した脱珪スラグ中には未
溶融の生石灰が多数残存し、脱珪スラグの流動性は低か
った。
【0074】炉を傾動して脱珪スラグを排出させたが、
スラグ排出率が約70%と低い値であった。脱珪溶銑に
粒状鉄鉱石25kgを炉の上部から上置きした後、上吹
酸素(流量:3m3 (標準状態)/min)をキャリアーガスと
してCa O粉15kgを溶銑に約4分間で吹き付けたと
ころ、脱りん処理後の溶銑中の [P] 濃度は0. 027
%と高かった。
【0075】(比較例2)脱珪処理前に35〜60mm径
の脱炭スラグを溶銑1質量トン当たり約10kgを炉の上
部から上置きし、上吹ランスから3.6m3 (標準状態)/
min の酸素流量で約2分間吹き付けて脱珪処理したとこ
ろ、溶銑中の[Si]濃度は0. 09%となり、生成した
脱珪スラグ中には未溶融の脱炭スラグが多数残存し、脱
珪スラグの流動性は低かった。
【0076】炉を傾動して脱珪スラグを排出させたが、
スラグ排出率が約70%と低い値であった。脱珪溶銑に
粒状鉄鉱石25kgを炉の上部から上置きした後、上吹
酸素(流量:3m3 (標準状態)/min)をキャリアーガスと
してCa O粉15kgを溶銑に約4分間で吹き付けたと
ころ、脱りん処理後の溶銑中の [P] 濃度は0. 025
%と高かった。
【0077】(比較例3)脱珪処理前に3〜30mm径の
脱炭スラグを溶銑1質量トン当たり約10kgを炉の上部
から上置きし、上吹ランスから3.6m3 (標準状態)/mi
n の酸素流量で約2分間吹き付けて脱珪処理したとこ
ろ、溶銑中の [Si]濃度は0. 10%となり、生成した
脱珪スラグの塩基度(Ca O/Si O2 質量比)は0.
7となった。
【0078】炉を傾動して脱珪スラグを排出させたとこ
ろ、約80%のスラグ排出率が得られた。脱珪溶銑に粒
状鉄鉱石20kgおよび5〜25mm径の生石灰15kg
を上置きした後、上吹酸素(流量:3m3 (標準状態)/mi
n)を溶銑に約4分間で吹き付けたところ、脱りん処理後
の溶銑中の [P] 濃度は0. 030%と高かった。
【0079】(比較例4)脱珪処理前に3〜30mm径の
脱炭スラグを溶銑1ton当たり約10kgを炉の上部から
上置きし、上吹ランスから1. 5m3(標準状態)/min の
酸素流量で約2分間吹き付けて脱珪処理したところ、溶
銑中の [Si]濃度は0. 30%となり、生成した脱珪ス
ラグの塩基度(Ca O/Si O2 質量比)は1. 5とな
った。
【0080】炉を傾動してスラグ排出させたところ、ス
ラグ排出率が約40%と低い値であった。脱珪溶銑に粒
状鉄鉱石25kgを炉の上部から上置きした後、上吹酸
素(流量:3m3 (標準状態)/min)をキャリアーガスとし
てCa O粉15kgを溶銑に約4分間で吹き付けたとこ
ろ、脱りん処理後の溶銑中の [P] 濃度は0. 035%
と高かった。
【0081】
【発明の効果】本発明の方法により、溶銑中の [Si]濃
度が0.1%以下のレベルでも脱りん剤の溶融性を維持
でき、高脱りん率が得られ、しかも溶銑脱珪・脱りん処
理時に発生するスラグ量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の精錬方法を順に模式的に示す概念図で
あり、図1(a)は上底吹転炉で溶銑脱珪する工程を、
図1(b)は上底吹転炉を傾動して脱珪スラグを排出す
る工程を、図1(c)は上底吹転炉で溶銑脱りんする工
程をそれぞれ示す。
【図2】溶銑1質量トン当たり上吹酸素流量と、脱珪処
理後の溶銑中の [Si]濃度およびスピッティング指数と
の関係を示すグラフである。
【図3】溶銑1質量トン当たり底吹Ar流量と、脱珪処
理後の溶銑中の [Si]濃度およびスピッティング指数と
の関係を示すグラフである。
【図4】脱珪時に添加するCa O含有物質の性状をパラ
メータとしたスラグ塩基度とスラグ排出率との関係を示
すグラフである。
【図5】脱りん剤の添加方法をパラメータとした溶銑中
の [Si]濃度と脱りん率との関係を示すグラフである。
【図6】上吹酸素流量と脱りん率との関係を示すグラフ
である。
【図7】上吹酸素流量とスピッティング指数との関係を
示すグラフである。
【図8】溶銑1質量トン当たりの底吹Ar 流量と脱りん
率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1:上底吹転炉、 2:上吹ランス、 3:底吹羽口、 4:脱珪溶銑、 5:脱珪スラグ、 6:脱りんスラグ、 7:脱りん溶銑。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上底吹転炉に溶銑を装入して脱珪・脱り
    ん処理を行う溶銑の精錬方法において、 (a)粒径が3〜30mmの脱炭スラグを溶銑に上置きし
    た後、 (b)上吹ランスから酸素を溶銑1質量トン当たり1.
    0〜2.5m3 (標準状態)/min 吹き付けながら、底吹羽
    口から溶銑1質量トン当たり0. 05〜0. 60m3 (標
    準状態)/min の攪拌用ガスを吹き込むことにより脱珪処
    理を行い、 (c)溶銑中の [Si]濃度を0. 10%以下、脱珪スラ
    グの塩基度(Ca O/Si O2 質量比)を0. 4〜1.
    2とした後、 (d)炉内に生成した脱珪スラグを上底吹転炉の傾動に
    より炉口から排出し、 (e)脱珪スラグが排出された脱珪溶銑に上吹ランスか
    らCaO含有粉を、溶銑1質量トン当たり0. 5〜2.
    5m3 (標準状態)/min の酸素をキャリアーガスとして吹
    き付けながら、底吹羽口から溶銑1質量トン当たり0.
    05〜0. 60m3 (標準状態)/min の攪拌用ガスを吹き
    込むことにより脱りん処理を行うことを特徴とする溶銑
    の精錬方法。
  2. 【請求項2】 前記Ca O含有粉は、Al23 およびF
    e23 の少なくとも一種を含有することを特徴とする請
    求項1に記載の溶銑の精錬方法。
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