JP2002069525A - 溶銑脱燐用上吹きランス及び溶銑脱燐方法 - Google Patents
溶銑脱燐用上吹きランス及び溶銑脱燐方法Info
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- JP2002069525A JP2002069525A JP2000264761A JP2000264761A JP2002069525A JP 2002069525 A JP2002069525 A JP 2002069525A JP 2000264761 A JP2000264761 A JP 2000264761A JP 2000264761 A JP2000264761 A JP 2000264761A JP 2002069525 A JP2002069525 A JP 2002069525A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ハロゲン化物を用いることなく高
い脱燐反応効率を可能とするための上吹きランス、及
び、高い反応効率の溶銑脱燐を可能とする方法を提供す
るものである。 【解決手段】 上底吹き機能を有する精錬装置を用い
た、生石灰と酸素ガス、又は、生石灰と酸素ガスと酸化
鉄による溶銑脱燐において、酸素ガスを供給する上吹き
ランスノズル入り側の絶対圧P0(MPa)、該ノズルの適
正膨張絶対圧Pop(MPa)のとき、P0/Popを0.
2〜0.85とすることを特徴とする。
い脱燐反応効率を可能とするための上吹きランス、及
び、高い反応効率の溶銑脱燐を可能とする方法を提供す
るものである。 【解決手段】 上底吹き機能を有する精錬装置を用い
た、生石灰と酸素ガス、又は、生石灰と酸素ガスと酸化
鉄による溶銑脱燐において、酸素ガスを供給する上吹き
ランスノズル入り側の絶対圧P0(MPa)、該ノズルの適
正膨張絶対圧Pop(MPa)のとき、P0/Popを0.
2〜0.85とすることを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高い脱燐反応効率を
可能とするための上吹きランス、及び、高い脱燐反応効
率を可能とする溶銑脱燐方法に関する。
可能とするための上吹きランス、及び、高い脱燐反応効
率を可能とする溶銑脱燐方法に関する。
【0002】
【従来の技術】上底吹き転炉型の反応容器を用いて、溶
銑を生石灰と酸化剤により脱燐する方法は広く知られて
いる。例えば、特開昭58-16007号公報や特開昭63-93813
号公報に開示されている例がある。しかし、特開昭58-1
6007号公報に開示されている技術では塩基度が2以上で
酸化鉄が15%という高融点スラグを生成するために滓
化促進を目的として蛍石を多量に使用している。また、
特開昭63-93813号公報に開示されている2基の転炉形式
の炉を用いた方法においても、その「脱燐炉で使用され
る精錬剤としては上記転炉滓と生石灰以外に酸化鉄及び
蛍石を基本の副成分として配合するのが良い」とされて
おり実施例でも蛍石を使用している。これらの場合、蛍
石は耐火物に大きな悪影響を与えるという問題がある。
銑を生石灰と酸化剤により脱燐する方法は広く知られて
いる。例えば、特開昭58-16007号公報や特開昭63-93813
号公報に開示されている例がある。しかし、特開昭58-1
6007号公報に開示されている技術では塩基度が2以上で
酸化鉄が15%という高融点スラグを生成するために滓
化促進を目的として蛍石を多量に使用している。また、
特開昭63-93813号公報に開示されている2基の転炉形式
の炉を用いた方法においても、その「脱燐炉で使用され
る精錬剤としては上記転炉滓と生石灰以外に酸化鉄及び
蛍石を基本の副成分として配合するのが良い」とされて
おり実施例でも蛍石を使用している。これらの場合、蛍
石は耐火物に大きな悪影響を与えるという問題がある。
【0003】一方、特開平7-70626号公報には、スラグ
塩基度を0.6〜2.5、T・Feを10〜30重量%、温
度を1200〜1450℃にする方法が開示されており、実施例
にも蛍石を使用したという記載は無いが、(T・Fe)を上
昇するための上吹き条件については何ら開示されていな
い。特開平8-157921号公報には、転炉滓と酸化鉄が主成
分のフラックスを用いた転炉での溶銑脱燐において、塩
基度=1.2〜2.0、Al2O3=2〜16%、(T・Fe)
=7〜30%にする方法が開示されているが、この場合
にも(T・Fe)を上昇するための上吹き条件については何
ら開示されていない。
塩基度を0.6〜2.5、T・Feを10〜30重量%、温
度を1200〜1450℃にする方法が開示されており、実施例
にも蛍石を使用したという記載は無いが、(T・Fe)を上
昇するための上吹き条件については何ら開示されていな
い。特開平8-157921号公報には、転炉滓と酸化鉄が主成
分のフラックスを用いた転炉での溶銑脱燐において、塩
基度=1.2〜2.0、Al2O3=2〜16%、(T・Fe)
=7〜30%にする方法が開示されているが、この場合
にも(T・Fe)を上昇するための上吹き条件については何
ら開示されていない。
【0004】一般的に溶銑脱燐処理において反応を効率
的に進めるためには、反応が進行しているスラグ/溶銑
界面での酸素活量を高くする必要があるが、炭素飽和に
近く酸素活量が低い溶銑との間で反応が進むため、非平
衡的にスラグ中の(FeO)を高くする必要がある。このた
め上吹き酸素の供給方法が極めて重要になる。
的に進めるためには、反応が進行しているスラグ/溶銑
界面での酸素活量を高くする必要があるが、炭素飽和に
近く酸素活量が低い溶銑との間で反応が進むため、非平
衡的にスラグ中の(FeO)を高くする必要がある。このた
め上吹き酸素の供給方法が極めて重要になる。
【0005】例えば、特開平8-225818号公報には、ノズ
ル径とノズル角度を適正化することで酸素ジェットを溶
鉄へ直接当てずに(%T・Fe)を高く維持するランスが開示
されているが、この場合には排ガス中のCOとCO2の
比率(100×CO2/(CO+CO2))である2次燃焼率が上が
るため耐火物の溶損が大きく、さらに、酸素ジェットが
溶鉄へ当たらないため未反応のO2が排ガス中に発生す
るため、排ガス処理が爆発の危険を伴うという大きな問
題が発生する。
ル径とノズル角度を適正化することで酸素ジェットを溶
鉄へ直接当てずに(%T・Fe)を高く維持するランスが開示
されているが、この場合には排ガス中のCOとCO2の
比率(100×CO2/(CO+CO2))である2次燃焼率が上が
るため耐火物の溶損が大きく、さらに、酸素ジェットが
溶鉄へ当たらないため未反応のO2が排ガス中に発生す
るため、排ガス処理が爆発の危険を伴うという大きな問
題が発生する。
【0006】ところで、本発明者らは特開平8-283820号
公報において、脱炭精錬において上吹きランスノズル入
り側の絶対圧P0(MPa)と該ノズルの適正膨張絶対圧P
op(MPa)との関係を適正にする方法を開示している。
しかし、溶銑脱燐処理における(T・Fe)を上昇するための
方法については何らの開示もない。
公報において、脱炭精錬において上吹きランスノズル入
り側の絶対圧P0(MPa)と該ノズルの適正膨張絶対圧P
op(MPa)との関係を適正にする方法を開示している。
しかし、溶銑脱燐処理における(T・Fe)を上昇するための
方法については何らの開示もない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術が
持つ、蛍石を多量に使用しない場合の(T・Fe)を上昇さ
せるための上吹き条件については何ら開示されていない
という問題、特開平8-225818号公報に開示された技術で
は耐火物の溶損が大きく、さらに、未反応のO2が排ガ
ス中に発生するという問題を解決し、ハロゲン化物を用
いることなく高い脱燐反応効率を可能とする溶銑脱燐方
法、及び、高い脱燐反応効率を可能とするための上吹き
ランスを提供するものである。
持つ、蛍石を多量に使用しない場合の(T・Fe)を上昇さ
せるための上吹き条件については何ら開示されていない
という問題、特開平8-225818号公報に開示された技術で
は耐火物の溶損が大きく、さらに、未反応のO2が排ガ
ス中に発生するという問題を解決し、ハロゲン化物を用
いることなく高い脱燐反応効率を可能とする溶銑脱燐方
法、及び、高い脱燐反応効率を可能とするための上吹き
ランスを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の各
方法にある。 上底吹き機能を有する精錬装置を用いた、石灰と酸素
ガス、又は、生石灰と酸素ガスと酸化鉄による溶銑脱燐
に用いる上吹きランスであって、ノズル入り側の絶対圧
P0(MPa)に対して、該ノズルの適正膨張絶対圧Pop
(MPa)が、下記(2)式においてP0/Popで0.2
〜0.85となるような、ノズル出口面積Se(mm2)と
ノズルスロ―ト面積St(mm2)の比を持ったノズルを有
することを特徴とする溶銑脱燐用上吹きランス。 Se/St=0.259×(Pe/Pop)-5/7 ×{1−(Pe/Pop)2/7}-1/2 ・・・ (2) ここで、Peは精錬装置内圧力であり、通常の大気圧精
錬でPe=0.1MPaとなる。 上底吹き機能を有する精錬装置を用いた、石灰と酸素
ガス、又は、石灰と酸素ガスと酸化鉄による溶銑脱燐方
法において、酸素ガスを供給する上吹きランスノズル入
り側の絶対圧P0(MPa)、該ノズルの適正膨張絶対圧P
op(MPa)、ノズル出口面積Se(mm2)、ノズルスロ―ト
面積St(mm2)のとき、前記(2)式から定義されるP
0/Popを0.2〜0.85とすることを特徴とする
溶銑脱燐方法。
方法にある。 上底吹き機能を有する精錬装置を用いた、石灰と酸素
ガス、又は、生石灰と酸素ガスと酸化鉄による溶銑脱燐
に用いる上吹きランスであって、ノズル入り側の絶対圧
P0(MPa)に対して、該ノズルの適正膨張絶対圧Pop
(MPa)が、下記(2)式においてP0/Popで0.2
〜0.85となるような、ノズル出口面積Se(mm2)と
ノズルスロ―ト面積St(mm2)の比を持ったノズルを有
することを特徴とする溶銑脱燐用上吹きランス。 Se/St=0.259×(Pe/Pop)-5/7 ×{1−(Pe/Pop)2/7}-1/2 ・・・ (2) ここで、Peは精錬装置内圧力であり、通常の大気圧精
錬でPe=0.1MPaとなる。 上底吹き機能を有する精錬装置を用いた、石灰と酸素
ガス、又は、石灰と酸素ガスと酸化鉄による溶銑脱燐方
法において、酸素ガスを供給する上吹きランスノズル入
り側の絶対圧P0(MPa)、該ノズルの適正膨張絶対圧P
op(MPa)、ノズル出口面積Se(mm2)、ノズルスロ―ト
面積St(mm2)のとき、前記(2)式から定義されるP
0/Popを0.2〜0.85とすることを特徴とする
溶銑脱燐方法。
【0009】本発明で溶銑脱燐処理とは、当該処理中に
積極的には溶銑脱炭を行わない意味である。具体的に
は、溶銑脱燐処理後における溶銑中炭素濃度が2.0%
以上である処理を意味する。ただし、溶銑脱燐処理中に
他の不純物除去、例えば脱珪を同時に行っても良い。
積極的には溶銑脱炭を行わない意味である。具体的に
は、溶銑脱燐処理後における溶銑中炭素濃度が2.0%
以上である処理を意味する。ただし、溶銑脱燐処理中に
他の不純物除去、例えば脱珪を同時に行っても良い。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明者らは、いわゆる過膨張条
件での吹錬により、安定した(FeO)の生成による高い脱
燐効率が得られることを見出した。
件での吹錬により、安定した(FeO)の生成による高い脱
燐効率が得られることを見出した。
【0011】過膨張とは噴流の適正膨張条件よりもノズ
ルの開き角度が大きい場合を言い、この場合には噴流が
ノズル内で過度に膨張して噴出されるため、ノズル出口
直後の噴流流速の減衰が大きい。その結果、周囲のCO
ガスが酸素噴流に巻き込まれ、噴流は酸素とCO2の混
合ガス流となり溶鉄へ当たる。このようにして生成した
酸素とCO2の混合ガス流が溶鉄と接触すると、溶銑中
の炭素と(5)式の発熱反応とともに(6)式の吸熱反
応が引き起こされる。 2[C]+O2=2CO ・・・ (5) [C]+CO2=2CO ・・・ (6)
ルの開き角度が大きい場合を言い、この場合には噴流が
ノズル内で過度に膨張して噴出されるため、ノズル出口
直後の噴流流速の減衰が大きい。その結果、周囲のCO
ガスが酸素噴流に巻き込まれ、噴流は酸素とCO2の混
合ガス流となり溶鉄へ当たる。このようにして生成した
酸素とCO2の混合ガス流が溶鉄と接触すると、溶銑中
の炭素と(5)式の発熱反応とともに(6)式の吸熱反
応が引き起こされる。 2[C]+O2=2CO ・・・ (5) [C]+CO2=2CO ・・・ (6)
【0012】一方、酸素の一部は(7)式によりFeO
を生成するが、通常の酸素ジェットの場合、上吹き噴流
と溶鉄が衝突して領域に生成される火点領域の温度は2
600K以上と極めて高温であるためFeOが安定して
存在しえない。 2Fe+O2=2FeO ・・・ (7)
を生成するが、通常の酸素ジェットの場合、上吹き噴流
と溶鉄が衝突して領域に生成される火点領域の温度は2
600K以上と極めて高温であるためFeOが安定して
存在しえない。 2Fe+O2=2FeO ・・・ (7)
【0013】しかし、過膨張の場合、(6)式の吸熱反
応のため火点温度が2000K以下に低下し、その結
果、FeOが安定して存在することが可能となる。この
火点で生成したFeOは、火点周囲のスラグ相へ容易に
吸収されるため、スラグ全体としての(T・Fe)濃度
を上昇させることができる。
応のため火点温度が2000K以下に低下し、その結
果、FeOが安定して存在することが可能となる。この
火点で生成したFeOは、火点周囲のスラグ相へ容易に
吸収されるため、スラグ全体としての(T・Fe)濃度
を上昇させることができる。
【0014】このような噴流へのCOガス巻き込み効果
は、過膨張でない場合には、ランスと溶鉄面間の距離
(ランスギャップ)を大きくする必要がある。これは、
噴流の減衰がノズル出口直後では小さく、ランスを吐出
してから溶鉄面へ到達するまでの間に徐々に進行するた
めである。このような場合は、火点面積が非常に広くな
るためFeOの生成量が過剰となり、スラグ全体として
の(T・Fe)濃度が高くなりすぎ、歩留まり低下やス
ロッピングを生じやすくなる。
は、過膨張でない場合には、ランスと溶鉄面間の距離
(ランスギャップ)を大きくする必要がある。これは、
噴流の減衰がノズル出口直後では小さく、ランスを吐出
してから溶鉄面へ到達するまでの間に徐々に進行するた
めである。このような場合は、火点面積が非常に広くな
るためFeOの生成量が過剰となり、スラグ全体として
の(T・Fe)濃度が高くなりすぎ、歩留まり低下やス
ロッピングを生じやすくなる。
【0015】また、過膨張の場合、噴流に巻き込まれた
COが酸素と反応する時に生じる反応熱はランスギャッ
プが小さいため溶鉄へ着熱させることができるが、過膨
張でない場合には、ランスギャップが大きくなるため耐
火物への輻射が大きく、耐火物に著しいダメージを与え
る。
COが酸素と反応する時に生じる反応熱はランスギャッ
プが小さいため溶鉄へ着熱させることができるが、過膨
張でない場合には、ランスギャップが大きくなるため耐
火物への輻射が大きく、耐火物に著しいダメージを与え
る。
【0016】請求項1は、この過膨張状態を具現化する
ためのランスについて規定したものであり、ノズル入り
側の絶対圧P0(MPa)に対して、該ノズルの適正膨張絶
対圧Pop(MPa)がP0/Popで0.2〜0.85と
なるような、ノズル出口面積Se(mm2)とノズルスロ―
ト面積St(mm2)の比を有する溶銑脱燐用上吹きランス
である。具体的には、脱燐処理のための必要時間等から
上吹き送酸速度Fをノズル設計条件として最初に規定
し、そのFを与えるためのP0とStが(1)式により
決定される。ここで、P0とStの組み合わせは任意で
良く、工場の酸素圧力からP0を決めた上でStを決定
することも、ランス自体の径と冷却用水冷構造より、ノ
ズル数とノズルスロート径とを決めた上でP0を決定し
ても良い。P0の値に基づきP0/Popで0.2〜
0.85となるようにPopを定め、そのPopとSt
から(2)式によりSeを決定することになる。 P0=F/(5.81×ε×St) ・・・・・・・(1) Se/St=0.259×(Pe/Pop)-5/7 ×{1−(Pe/Pop)2/7}-1/2 ・・・ (2) ここで、F:上吹き送酸速度(Nm3/h) ε:流量係数(通常は0.9〜1.0の範囲内) Pe:精錬装置内圧力(通常の大気圧精錬で0.1MPa)
ためのランスについて規定したものであり、ノズル入り
側の絶対圧P0(MPa)に対して、該ノズルの適正膨張絶
対圧Pop(MPa)がP0/Popで0.2〜0.85と
なるような、ノズル出口面積Se(mm2)とノズルスロ―
ト面積St(mm2)の比を有する溶銑脱燐用上吹きランス
である。具体的には、脱燐処理のための必要時間等から
上吹き送酸速度Fをノズル設計条件として最初に規定
し、そのFを与えるためのP0とStが(1)式により
決定される。ここで、P0とStの組み合わせは任意で
良く、工場の酸素圧力からP0を決めた上でStを決定
することも、ランス自体の径と冷却用水冷構造より、ノ
ズル数とノズルスロート径とを決めた上でP0を決定し
ても良い。P0の値に基づきP0/Popで0.2〜
0.85となるようにPopを定め、そのPopとSt
から(2)式によりSeを決定することになる。 P0=F/(5.81×ε×St) ・・・・・・・(1) Se/St=0.259×(Pe/Pop)-5/7 ×{1−(Pe/Pop)2/7}-1/2 ・・・ (2) ここで、F:上吹き送酸速度(Nm3/h) ε:流量係数(通常は0.9〜1.0の範囲内) Pe:精錬装置内圧力(通常の大気圧精錬で0.1MPa)
【0017】ノズルの形状や孔数は特に規定するもので
はないが、円形の3〜7孔の多孔ノズルが一般的に使用
でき、円孔同一直径の多孔ノズルの場合、ノズル出口面
積Se(mm2)、ノズルスロ―ト面積St(mm2)とノズル出
口直径de(mm)、ノズルスロ―ト直径dt(mm)とは、円
周率をπ、ノズル孔数をnとすると(3)式、(4)式
の関係がある。 Se=n×π×(de/2)2 ・・・ (3) St=n×π×(dt/2)2 ・・・ (4) 図2に実施態様の例を示す。
はないが、円形の3〜7孔の多孔ノズルが一般的に使用
でき、円孔同一直径の多孔ノズルの場合、ノズル出口面
積Se(mm2)、ノズルスロ―ト面積St(mm2)とノズル出
口直径de(mm)、ノズルスロ―ト直径dt(mm)とは、円
周率をπ、ノズル孔数をnとすると(3)式、(4)式
の関係がある。 Se=n×π×(de/2)2 ・・・ (3) St=n×π×(dt/2)2 ・・・ (4) 図2に実施態様の例を示す。
【0018】請求項2は、請求項1で規定したランスを
用いて、脱燐処理を効率よく実施するための条件を規定
したものであり、酸素ガスを供給する上吹きランスノズ
ル入り側の絶対圧P0(MPa)、該ノズルの適正膨張絶対
圧Pop(MPa)のとき、P0/Popを0.2〜0.8
5とすることにある。P0/Popが0.85よりも大
きい場合には、過膨張度が不十分のため火点温度が十分
に低下せず、図1のように脱燐効率(K)が低下する。
また、P0/Popが0.2よりも小さい場合には、過
膨張度が大きくなりすぎるため火点温度が過剰に低下し
(T・Fe)濃度が高くなりすぎるため、歩留まり低下
やスロッピングを生じやすくなる。適正な過膨張条件の
維持は、P0/Popが0.2〜0.85の範囲になる
上吹き送酸速度の範囲内で操業することで実施できる。
尚、脱燐効率(K)は(8)式で示す。 K=ln(処理前[%P]/処理後[%P])/石灰原単位 ・・・… (8)
用いて、脱燐処理を効率よく実施するための条件を規定
したものであり、酸素ガスを供給する上吹きランスノズ
ル入り側の絶対圧P0(MPa)、該ノズルの適正膨張絶対
圧Pop(MPa)のとき、P0/Popを0.2〜0.8
5とすることにある。P0/Popが0.85よりも大
きい場合には、過膨張度が不十分のため火点温度が十分
に低下せず、図1のように脱燐効率(K)が低下する。
また、P0/Popが0.2よりも小さい場合には、過
膨張度が大きくなりすぎるため火点温度が過剰に低下し
(T・Fe)濃度が高くなりすぎるため、歩留まり低下
やスロッピングを生じやすくなる。適正な過膨張条件の
維持は、P0/Popが0.2〜0.85の範囲になる
上吹き送酸速度の範囲内で操業することで実施できる。
尚、脱燐効率(K)は(8)式で示す。 K=ln(処理前[%P]/処理後[%P])/石灰原単位 ・・・… (8)
【0019】精錬炉として上底吹き機能を有することを
条件とした理由は、スラグ中に懸濁する粒鉄を増加でき
ること、スラグ温度を溶銑温度と同一にしてスラグ流動
性を確保できること、溶銑の攪拌が十分に強いため溶銑
中[P]の物質移動速度に律速されないためである。上吹
きだけの場合には、溶銑の攪拌が不足するため溶銑中
[P]の物質移動速度が律速し脱燐速度が十分に高められ
ず、底吹きだけの場合には、スラグ中に懸濁する粒鉄が
十分に増加させられず、また、スラグ温度が溶銑温度よ
りも低くなるためスラグ流動性が確保できないため脱燐
速度が十分に高められない。精錬炉としては上底吹き転
炉が望ましいが、スラグが溢れない十分な内容積があれ
ば取鍋形状であっても問題はない。また、上吹きガスは
純酸素が望ましく、底吹きガスは、酸素、不活性ガス、
炭化水素ガスが望ましい。
条件とした理由は、スラグ中に懸濁する粒鉄を増加でき
ること、スラグ温度を溶銑温度と同一にしてスラグ流動
性を確保できること、溶銑の攪拌が十分に強いため溶銑
中[P]の物質移動速度に律速されないためである。上吹
きだけの場合には、溶銑の攪拌が不足するため溶銑中
[P]の物質移動速度が律速し脱燐速度が十分に高められ
ず、底吹きだけの場合には、スラグ中に懸濁する粒鉄が
十分に増加させられず、また、スラグ温度が溶銑温度よ
りも低くなるためスラグ流動性が確保できないため脱燐
速度が十分に高められない。精錬炉としては上底吹き転
炉が望ましいが、スラグが溢れない十分な内容積があれ
ば取鍋形状であっても問題はない。また、上吹きガスは
純酸素が望ましく、底吹きガスは、酸素、不活性ガス、
炭化水素ガスが望ましい。
【0020】本発明では、蛍石などの滓化剤を必要とせ
ず、石灰と酸素ガスのみの供給で溶銑脱燐処理に必要な
FeOの確保が可能であるが、FeOをより高濃度に維
持するためには石灰と酸素ガスと酸化鉄供給による場合
が安定操業には有利である。従って、精錬剤としては、
石灰と酸素ガス、又は、石灰と酸素ガスと酸化鉄に限定
した。脱燐反応は酸化反応であるため、酸化剤として酸
素、酸化鉄が必要になる。酸化鉄としてはダスト、鉄鉱
石、スケール等があるが、酸化鉄の使用は吸熱反応によ
り脱燐処理でのスクラップ溶解量を制限するため、酸化
鉄中の酸素原単位として12kg/t以下とすることが望ま
しい。さらに、生成した燐酸の活量を低下させるため塩
基性酸化物が必要となるが最も安価な石灰が有利であ
る。石灰としては、生石灰の他に、石灰石、脱炭滓や脱
燐滓に含まれるCaOを再利用する場合も包含する。石灰
以外の塩基性酸化物である酸化ナトリウムや酸化バリウ
ムは高価なため用いず、また、石灰の融点を下げるため
に用いられている蛍石やアルミナも耐火物溶損を引き起
こすため用いない。
ず、石灰と酸素ガスのみの供給で溶銑脱燐処理に必要な
FeOの確保が可能であるが、FeOをより高濃度に維
持するためには石灰と酸素ガスと酸化鉄供給による場合
が安定操業には有利である。従って、精錬剤としては、
石灰と酸素ガス、又は、石灰と酸素ガスと酸化鉄に限定
した。脱燐反応は酸化反応であるため、酸化剤として酸
素、酸化鉄が必要になる。酸化鉄としてはダスト、鉄鉱
石、スケール等があるが、酸化鉄の使用は吸熱反応によ
り脱燐処理でのスクラップ溶解量を制限するため、酸化
鉄中の酸素原単位として12kg/t以下とすることが望ま
しい。さらに、生成した燐酸の活量を低下させるため塩
基性酸化物が必要となるが最も安価な石灰が有利であ
る。石灰としては、生石灰の他に、石灰石、脱炭滓や脱
燐滓に含まれるCaOを再利用する場合も包含する。石灰
以外の塩基性酸化物である酸化ナトリウムや酸化バリウ
ムは高価なため用いず、また、石灰の融点を下げるため
に用いられている蛍石やアルミナも耐火物溶損を引き起
こすため用いない。
【0021】
【実施例】実施例は350トン規模の上底吹き転炉を用
いて実施した。脱燐処理時の上吹き送酸速度は3500
0Nm3/hとし、ノズルは既設の脱炭用ランスを流用した
ためスロート直径が66mmのノズルを4孔配したランス
を用いた。したがって、Stは(4)式より、St=4
×π×(66/2)2=13678mm2となる。上吹きラ
ンスノズル入り側の絶対圧P0(MPa)は(1)式より、
P0=F/(5.81×ε×St)=35000/(5.8
1×1×13678)=0.44(MPa)となる。P0/
Popとして0.4を選ぶとPop=1.1(MPa)とな
り、(2)式に従い、Se/St=0.259×(Pe/
Pop)-5/7×{1−(Pe/Pop)2 /7}-1/2=0.
259×(0.1/1.1)-5/7×{1−(0.1/1.
1)2/7} -1/2=0.259×5.544×1.42=
2.04となる。これより、ノズル出口面積Seは27
889mm2、出口径は(3)式より94mmとなる。つま
り、4孔のスロ―ト直径が66mmで出口直径が94mmの
ノズルを用いた。
いて実施した。脱燐処理時の上吹き送酸速度は3500
0Nm3/hとし、ノズルは既設の脱炭用ランスを流用した
ためスロート直径が66mmのノズルを4孔配したランス
を用いた。したがって、Stは(4)式より、St=4
×π×(66/2)2=13678mm2となる。上吹きラ
ンスノズル入り側の絶対圧P0(MPa)は(1)式より、
P0=F/(5.81×ε×St)=35000/(5.8
1×1×13678)=0.44(MPa)となる。P0/
Popとして0.4を選ぶとPop=1.1(MPa)とな
り、(2)式に従い、Se/St=0.259×(Pe/
Pop)-5/7×{1−(Pe/Pop)2 /7}-1/2=0.
259×(0.1/1.1)-5/7×{1−(0.1/1.
1)2/7} -1/2=0.259×5.544×1.42=
2.04となる。これより、ノズル出口面積Seは27
889mm2、出口径は(3)式より94mmとなる。つま
り、4孔のスロ―ト直径が66mmで出口直径が94mmの
ノズルを用いた。
【0022】操業はこのランスを用いて実施した。C:
4.3%、Si:0.35%、Mn:0.31%、P:
0.105%、S:0.012%で温度が1350℃程
度の溶銑335トンとスクラップ43トンを装入して脱
燐精錬を実施した。脱燐処理中には上吹きランスより酸
素を35000Nm3/hの速度で約4.5分間吹き付ける
とともに、生石灰を約16.5kg/t、鉄鉱石を約18.5
kg/t(酸素として4.65kg/t)添加した。また、蛍石
等のハロゲン化物は添加しなかった。ランスギャップは
3.75mとした。底吹きは2重管羽口から酸素と冷却
用LPGを3700Nm3/hの速度で吹き込んだ。その
結果、処理後成分はC:約4.0%、Si:約0.01
%、P:0.015%で溶銑温度Tは1370℃であ
り、(T・Fe)は21%でK値は0.118と高く耐火
物溶損もほとんど無かった。
4.3%、Si:0.35%、Mn:0.31%、P:
0.105%、S:0.012%で温度が1350℃程
度の溶銑335トンとスクラップ43トンを装入して脱
燐精錬を実施した。脱燐処理中には上吹きランスより酸
素を35000Nm3/hの速度で約4.5分間吹き付ける
とともに、生石灰を約16.5kg/t、鉄鉱石を約18.5
kg/t(酸素として4.65kg/t)添加した。また、蛍石
等のハロゲン化物は添加しなかった。ランスギャップは
3.75mとした。底吹きは2重管羽口から酸素と冷却
用LPGを3700Nm3/hの速度で吹き込んだ。その
結果、処理後成分はC:約4.0%、Si:約0.01
%、P:0.015%で溶銑温度Tは1370℃であ
り、(T・Fe)は21%でK値は0.118と高く耐火
物溶損もほとんど無かった。
【0023】(比較例)比較例も350トン規模の上底
吹き転炉を用いて実施した。脱燐処理時の上吹き送酸速
度は35000Nm3/hとし、ノズルは既設の脱炭用ラン
スを流用したためスロート直径が66mmのノズルを4孔
配したランスを用いた。したがって、Stは(4)式よ
り、St=4×π×(66/2)2=13678mm2とな
る。上吹きランスノズル入り側の絶対圧P0(MPa)は
(1)式より、P0=F/(5.81×ε×St)=350
00/(5.81×1×13678)=0.44(MPa)
となる。P0/Popとして1を選ぶとPop=0.4
4(MPa)となり、(2)式に従い、Se/St=0.25
9×(Pe/Pop)-5/7×{1−(Pe/Po
p)2/7}-1/2=0.259×(0.1/0.44)-5/7×
{1−(0.1/0.44)2/7}-1/2=0.259×
2.88×1.70=1.27となる。これより、ノズ
ル出口面積Seは17367mm2、出口径は(3)式よ
り74mmとなる。つまり、4孔のスロ―ト直径が66mm
で出口直径が74mmのノズルを用いた。
吹き転炉を用いて実施した。脱燐処理時の上吹き送酸速
度は35000Nm3/hとし、ノズルは既設の脱炭用ラン
スを流用したためスロート直径が66mmのノズルを4孔
配したランスを用いた。したがって、Stは(4)式よ
り、St=4×π×(66/2)2=13678mm2とな
る。上吹きランスノズル入り側の絶対圧P0(MPa)は
(1)式より、P0=F/(5.81×ε×St)=350
00/(5.81×1×13678)=0.44(MPa)
となる。P0/Popとして1を選ぶとPop=0.4
4(MPa)となり、(2)式に従い、Se/St=0.25
9×(Pe/Pop)-5/7×{1−(Pe/Po
p)2/7}-1/2=0.259×(0.1/0.44)-5/7×
{1−(0.1/0.44)2/7}-1/2=0.259×
2.88×1.70=1.27となる。これより、ノズ
ル出口面積Seは17367mm2、出口径は(3)式よ
り74mmとなる。つまり、4孔のスロ―ト直径が66mm
で出口直径が74mmのノズルを用いた。
【0024】操業はこのランスを用いて実施した。C:
4.25%、Si:0.33%、Mn:0.29%、
P:0.101%、S:0.013%で温度が1350
℃程度の溶銑334トンとスクラップ42トンを装入し
て脱燐精錬を実施した。脱燐処理中には上吹きランスよ
り酸素を35000Nm3/hの速度で約4.5分間吹き付
けるとともに、生石灰を約17.5kg/t、鉄鉱石を約1
7.5kg/t(酸素として4.4kg/t)添加した。また、
蛍石等のハロゲン化物は添加しなかった。ランスギャッ
プは3.75mとした。底吹きは2重管羽口から酸素と
冷却用LPGを3700Nm3/hの速度で吹き込んだ。
その結果、処理後成分はC:約4.0%、Si:約0.
01%、P:0.037%で溶銑温度Tは1370℃で
あり、(T・Fe)は12%までしか上昇せずK値も0.
057と低かった。
4.25%、Si:0.33%、Mn:0.29%、
P:0.101%、S:0.013%で温度が1350
℃程度の溶銑334トンとスクラップ42トンを装入し
て脱燐精錬を実施した。脱燐処理中には上吹きランスよ
り酸素を35000Nm3/hの速度で約4.5分間吹き付
けるとともに、生石灰を約17.5kg/t、鉄鉱石を約1
7.5kg/t(酸素として4.4kg/t)添加した。また、
蛍石等のハロゲン化物は添加しなかった。ランスギャッ
プは3.75mとした。底吹きは2重管羽口から酸素と
冷却用LPGを3700Nm3/hの速度で吹き込んだ。
その結果、処理後成分はC:約4.0%、Si:約0.
01%、P:0.037%で溶銑温度Tは1370℃で
あり、(T・Fe)は12%までしか上昇せずK値も0.
057と低かった。
【0025】
【発明の効果】本発明によりハロゲン化物を用いること
なく高い反応効率の溶銑脱燐が可能となった。
なく高い反応効率の溶銑脱燐が可能となった。
【図1】P0/Popと脱燐効率(K値)との関係を示
した実験結果。
した実験結果。
【図2】本発明のランス構造の一例を示す図であり、
(a)はランスをノズルのガス吐出側から見た図、
(b)は(a)のA−A’断面図である。
(a)はランスをノズルのガス吐出側から見た図、
(b)は(a)のA−A’断面図である。
1 ランス 2 ノズル P0 ノズル入り側の絶対圧 Pe 精錬装置内圧力 dt ノズルスロート直径 de ノズル出口直径
Claims (2)
- 【請求項1】 上底吹き機能を有する精錬装置を用い
た、石灰と酸素ガス、又は、生石灰と酸素ガスと酸化鉄
による溶銑脱燐に用いる上吹きランスであって、ノズル
入り側の絶対圧P0(MPa)に対して、該ノズルの適正膨
張絶対圧Pop(MPa)が、下記(2)式においてP0/
Popで0.2〜0.85となるような、ノズル出口面
積Se(mm2)とノズルスロ―ト面積St(mm2)の比を持っ
たノズルを有することを特徴とする溶銑脱燐用上吹きラ
ンス。 Se/St=0.259×(Pe/Pop)-5/7 ×{1−(Pe/Pop)2/7}-1/2 ・・・ (2) ここで、Peは精錬装置内圧力であり、通常の大気圧精
錬でPe=0.1MPaとなる。 - 【請求項2】 上底吹き機能を有する精錬装置を用い
た、石灰と酸素ガス、又は、石灰と酸素ガスと酸化鉄に
よる溶銑脱燐方法において、酸素ガスを供給する上吹き
ランスノズル入り側の絶対圧P0(MPa)、該ノズルの適
正膨張絶対圧Pop(MPa)、ノズル出口面積Se(mm2)、
ノズルスロ―ト面積St(mm2)のとき、前記(2)式か
ら定義されるP0/Popを0.2〜0.85とするこ
とを特徴とする溶銑脱燐方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000264761A JP2002069525A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 溶銑脱燐用上吹きランス及び溶銑脱燐方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000264761A JP2002069525A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 溶銑脱燐用上吹きランス及び溶銑脱燐方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002069525A true JP2002069525A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18752129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000264761A Pending JP2002069525A (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 溶銑脱燐用上吹きランス及び溶銑脱燐方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002069525A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002256319A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Nkk Corp | 溶銑の脱燐方法 |
JP2002256318A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Nkk Corp | 溶銑の脱燐方法 |
JP2008106296A (ja) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 脱燐処理後のスラグの排滓性向上方法およびそれを用いた溶銑の脱燐処理方法 |
JP2010095785A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶銑の脱燐方法 |
-
2000
- 2000-09-01 JP JP2000264761A patent/JP2002069525A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002256319A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Nkk Corp | 溶銑の脱燐方法 |
JP2002256318A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Nkk Corp | 溶銑の脱燐方法 |
JP4686874B2 (ja) * | 2001-02-28 | 2011-05-25 | Jfeスチール株式会社 | 溶銑の脱燐方法 |
JP4686873B2 (ja) * | 2001-02-28 | 2011-05-25 | Jfeスチール株式会社 | 溶銑の脱燐方法 |
JP2008106296A (ja) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 脱燐処理後のスラグの排滓性向上方法およびそれを用いた溶銑の脱燐処理方法 |
JP2010095785A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶銑の脱燐方法 |
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