JP2002256326A - 溶鉄の精錬方法 - Google Patents
溶鉄の精錬方法Info
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明はスラグを再利用することで生石灰原
単位、系外スラグ排出量を極限まで少なくするととも
に、未滓化石灰が極めて少ないスラグのみを系外へ排出
させることを可能とする方法を提供する。 【解決手段】 ２基の精錬炉を用い、片炉を脱炭炉、他
炉を溶銑脱燐炉とする製鋼方法において、脱炭炉におい
ては、当該脱炭炉で生成した脱炭スラグを全量又は一部
を残留させたまま溶銑脱燐炉で精錬された溶銑を脱炭精
錬し、溶銑脱燐炉においては、当該溶銑脱燐炉で生成し
た脱燐スラグを全量又は一部を残留させたまま高炉溶
銑、又は、脱珪処理及び／もしくは脱硫処理を施した溶
銑を精錬する工程を少なくとも１回実施する。
単位、系外スラグ排出量を極限まで少なくするととも
に、未滓化石灰が極めて少ないスラグのみを系外へ排出
させることを可能とする方法を提供する。 【解決手段】 ２基の精錬炉を用い、片炉を脱炭炉、他
炉を溶銑脱燐炉とする製鋼方法において、脱炭炉におい
ては、当該脱炭炉で生成した脱炭スラグを全量又は一部
を残留させたまま溶銑脱燐炉で精錬された溶銑を脱炭精
錬し、溶銑脱燐炉においては、当該溶銑脱燐炉で生成し
た脱燐スラグを全量又は一部を残留させたまま高炉溶
銑、又は、脱珪処理及び／もしくは脱硫処理を施した溶
銑を精錬する工程を少なくとも１回実施する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶銑の精錬におい
て、スラグの再利用を促進し系外排出量を極限まで少な
くするとともに、未滓化石灰が極めて少ないスラグのみ
を系外へ排出させることを可能とする方法に関する。
て、スラグの再利用を促進し系外排出量を極限まで少な
くするとともに、未滓化石灰が極めて少ないスラグのみ
を系外へ排出させることを可能とする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】２つの転炉を用いた溶銑脱燐と脱炭によ
る製鋼法は広く知られている。例えば、特開昭６３−９
３８１３号公報には、上下両吹き機能を有する二基の転
炉形式の炉のうち一方を脱燐炉、他方を脱炭炉として溶
銑の精錬を行い、脱燐炉内に注入した溶銑に対し、脱炭
炉にて発生した転炉滓と生石灰とを精錬剤の主成分とし
て添加する方法が開示されている。しかし、この方法で
は、脱炭滓を再度、脱燐炉へ添加するため冷却固化し成
型する必要がある上に、膨張粉化しやすく利材化しにく
い脱燐炉で生成するスラグの量が、かえって増加すると
いう大きな問題があった。さらに、脱炭滓は吹き止め温
度である１６５０℃では溶融状態にあるものの、溶銑脱
燐の場合は１３５０℃程度のため容易には溶融すること
はできず、脱燐効率は生石灰を用いた場合よりも低下す
る。さらに、脱炭滓は脱燐処理が進行して温度やスラグ
組成が溶解に適した条件に到達した時点で急激に溶解す
る。しかし、脱炭滓中には高い濃度の(Ｔ・Fe)が含まれ
るため、脱炭滓が溶融すると急激に脱炭反応が生じるた
めスロッピングが多発するという問題がある。
る製鋼法は広く知られている。例えば、特開昭６３−９
３８１３号公報には、上下両吹き機能を有する二基の転
炉形式の炉のうち一方を脱燐炉、他方を脱炭炉として溶
銑の精錬を行い、脱燐炉内に注入した溶銑に対し、脱炭
炉にて発生した転炉滓と生石灰とを精錬剤の主成分とし
て添加する方法が開示されている。しかし、この方法で
は、脱炭滓を再度、脱燐炉へ添加するため冷却固化し成
型する必要がある上に、膨張粉化しやすく利材化しにく
い脱燐炉で生成するスラグの量が、かえって増加すると
いう大きな問題があった。さらに、脱炭滓は吹き止め温
度である１６５０℃では溶融状態にあるものの、溶銑脱
燐の場合は１３５０℃程度のため容易には溶融すること
はできず、脱燐効率は生石灰を用いた場合よりも低下す
る。さらに、脱炭滓は脱燐処理が進行して温度やスラグ
組成が溶解に適した条件に到達した時点で急激に溶解す
る。しかし、脱炭滓中には高い濃度の(Ｔ・Fe)が含まれ
るため、脱炭滓が溶融すると急激に脱炭反応が生じるた
めスロッピングが多発するという問題がある。
【０００３】この他、脱炭滓を用いた溶銑脱燐は、いく
つかの公知例がある。特開平０１−７５６１８号公報に
は、脱硫された溶銑を脱燐炉にて脱燐し、次いで脱炭炉
にて脱炭し溶鋼製品とする製鋼工程で、媒溶剤を添加し
て行う脱燐銑の脱炭精錬で副生される低Ｐ転炉滓を、そ
のまま脱燐炉に装入して脱燐精錬に再利用することで、
低遊離石灰・高Ｐ転炉滓として排出する方法が開示され
ている。しかし、この方法でも前記課題は解決されてい
ない。特に、脱炭滓の燐酸濃度は低いので再利用した後
の脱燐滓中の燐酸濃度は決して濃縮されず、脱炭滓を再
利用しない場合と、ほとんど変わらない。したがって、
燐酸の有する肥料としての用途を開くものでは無い。
つかの公知例がある。特開平０１−７５６１８号公報に
は、脱硫された溶銑を脱燐炉にて脱燐し、次いで脱炭炉
にて脱炭し溶鋼製品とする製鋼工程で、媒溶剤を添加し
て行う脱燐銑の脱炭精錬で副生される低Ｐ転炉滓を、そ
のまま脱燐炉に装入して脱燐精錬に再利用することで、
低遊離石灰・高Ｐ転炉滓として排出する方法が開示され
ている。しかし、この方法でも前記課題は解決されてい
ない。特に、脱炭滓の燐酸濃度は低いので再利用した後
の脱燐滓中の燐酸濃度は決して濃縮されず、脱炭滓を再
利用しない場合と、ほとんど変わらない。したがって、
燐酸の有する肥料としての用途を開くものでは無い。
【０００４】特開平０５−２４７５１１号公報には、溶
銑を精錬して溶鋼を製造する際に、第一工程として溶銑
を転炉に装入し、第二工程としてフラックス添加と酸素
上吹きとを行って脱燐精錬を施し所定のりん濃度まで低
減させ、第三工程として前記転炉を傾動して第二工程で
生成したスラグを排出し、その後同一転炉により脱炭工
程を行い、スラグを転炉に残したまま出鋼し、該スラグ
を第一工程にリサイクルする方法が開示されている。こ
の方法では、脱炭滓が溶融状態でリサイクルされるため
滓化に起因する問題は少なくなるものの、第三工程とし
ての排滓が十分にできないため脱炭炉での脱燐負荷が大
きく、スラグ発生量全体としては低下せず、また、脱燐
滓への燐酸の濃化も不十分であるという問題があった。
銑を精錬して溶鋼を製造する際に、第一工程として溶銑
を転炉に装入し、第二工程としてフラックス添加と酸素
上吹きとを行って脱燐精錬を施し所定のりん濃度まで低
減させ、第三工程として前記転炉を傾動して第二工程で
生成したスラグを排出し、その後同一転炉により脱炭工
程を行い、スラグを転炉に残したまま出鋼し、該スラグ
を第一工程にリサイクルする方法が開示されている。こ
の方法では、脱炭滓が溶融状態でリサイクルされるため
滓化に起因する問題は少なくなるものの、第三工程とし
ての排滓が十分にできないため脱炭炉での脱燐負荷が大
きく、スラグ発生量全体としては低下せず、また、脱燐
滓への燐酸の濃化も不十分であるという問題があった。
【０００５】一方、溶銑脱燐スラグの処理方法として、
例えば特開昭５７−１７９０９０号公報には、［Ｐ］を
０．１５〜０．５％含む高燐銑を脱燐処理することで生
成スラグ中の燐酸を１５％以上として燐酸肥料原料とす
る方法が開示されているが、溶銑[Ｐ]が低い条件でスラ
グ中に濃縮できる燐酸濃度については何らの知見もな
い。
例えば特開昭５７−１７９０９０号公報には、［Ｐ］を
０．１５〜０．５％含む高燐銑を脱燐処理することで生
成スラグ中の燐酸を１５％以上として燐酸肥料原料とす
る方法が開示されているが、溶銑[Ｐ]が低い条件でスラ
グ中に濃縮できる燐酸濃度については何らの知見もな
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特開昭６３
−９３８１３号公報、特開平０１−７５６１８号公報に
開示された技術が持つ、脱燐炉で生成するスラグの量が
かえって増加するという問題、脱燐効率が生石灰を用い
た場合よりも低下するという問題、再利用した後の脱燐
滓中の燐酸濃度は濃縮されないという問題、及び、特開
平０５−２４７５１１号公報に開示された技術が持つ、
第三工程としての排滓が十分にできないため脱炭炉での
脱燐負荷が大きく、スラグ発生量全体としては低下しな
いという問題、脱燐滓への燐酸の濃化も不十分であると
いう問題、及び、特開昭５７−１７９０９０号公報に開
示された技術が持つ、溶銑Ｐが低い条件でスラグ中に濃
縮できる燐酸濃度については何らの知見もないという問
題を解決し、スラグの再利用を促進し系外排出量を極限
まで少なくするとともに、未滓化石灰が極めて少ないス
ラグのみを系外へ排出させることを可能とする方法を提
供するものである。
−９３８１３号公報、特開平０１−７５６１８号公報に
開示された技術が持つ、脱燐炉で生成するスラグの量が
かえって増加するという問題、脱燐効率が生石灰を用い
た場合よりも低下するという問題、再利用した後の脱燐
滓中の燐酸濃度は濃縮されないという問題、及び、特開
平０５−２４７５１１号公報に開示された技術が持つ、
第三工程としての排滓が十分にできないため脱炭炉での
脱燐負荷が大きく、スラグ発生量全体としては低下しな
いという問題、脱燐滓への燐酸の濃化も不十分であると
いう問題、及び、特開昭５７−１７９０９０号公報に開
示された技術が持つ、溶銑Ｐが低い条件でスラグ中に濃
縮できる燐酸濃度については何らの知見もないという問
題を解決し、スラグの再利用を促進し系外排出量を極限
まで少なくするとともに、未滓化石灰が極めて少ないス
ラグのみを系外へ排出させることを可能とする方法を提
供するものである。
【０００７】
【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。 （１） ２基の精錬炉を用い、片炉を溶銑脱燐炉、他炉
を脱炭炉とする精錬方法において、溶銑脱燐炉において
は、当該溶銑脱燐炉で生成した脱燐スラグを全量又は一
部を残留させたまま高炉溶銑、又は、脱珪処理及び／も
しくは脱硫処理を施した溶銑を精錬し、脱炭炉において
は、当該脱炭炉で生成した脱炭スラグを全量又は一部を
残留させたまま溶銑脱燐炉で精錬された溶銑を脱炭精錬
する工程を、どちらの炉においても、少なくとも１回以
上実施することを特徴とする溶鉄の精錬方法。 （２） （１）の方法において、脱炭炉、溶銑脱燐炉と
も、上底吹き転炉を用いることを特徴とする溶鉄の精錬
方法。 （３） （１）または（２）の方法において、溶銑脱燐
処理後のスラグの塩基度が０．７以上の間は溶銑脱燐炉
で生成した脱燐スラグを全量又は一部を残留させたま
ま、生石灰を添加せずに高炉溶銑、又は、脱珪処理及び
／もしくは脱硫処理を施した溶銑を精錬する操作を実施
し、０．７よりも低くなった時点で脱燐スラグを全量排
出することを特徴とする溶鉄の精錬方法。ここで塩基度
とはスラグ中のCaO濃度とSiO2濃度の質量パーセント比
（CaO/SiO 2）である。 （４） （１）〜（３）のいずれかの方法において、溶
銑脱燐炉に装入される溶銑中[Ｓｉ]濃度を０.２５質量
％以下とすることを特徴とする溶鉄の精錬方法。 （５） （１）〜（４）のいずれかの方法において、溶
銑脱燐炉での吹錬において、（１）式で決まるパラメー
タαを３００〜１３００とすることを特徴とする溶鉄の
精錬方法。 α＝（Ｆ／Ｗ）×τ／(Ｌ／Ｌ０) ・・・・・・・… （１） ここで、Ｆは上吹き送酸速度（Nm3/ｈ）、Ｗは溶鉄質量
（ｔ）、τは均一混合時間(s)、Ｌはキャビティー深さ
(m)、Ｌ０は浴深(m)。また、底吹き攪拌による均一混合
時間（τ）は以下の各式で計算される。 τ＝100×{(D2／Ｌ0)2／(εB＋εT)}0.337 ・・・・ (２) εB＝371×(Ｑ/3600/Ｗ)×Ｔ×{ln(1+7×Ｌ0/10.33)＋0.06×(1−298／Ｔ)} ・・・・ （３） εT＝0.134／Ｗ×(Ｆ/3600)3×32／ｎ2／ｄ3／ＬＧ ・・・・ （４） ここで、Ｄは浴直径(ｍ)、Ｑは攪拌ガス流量(Nm3/h)、
Ｔは溶銑温度(Ｋ)、ｎは上吹きランスノズル数、ｄは上
吹きランスノズル径(m)、ＬＧは上吹きランス先端と静
止溶鉄面間距離(m)である。また、Ｌ(m)は次式で計算す
る。 Ｌ＝63×(Ｆ／(ｄ×1000)／ｎ)2/3× exp(−0.78×LG×1000／(63×(Ｆ／(ｄ×1000)／ｎ)2/3)) ・・・（５） （６） （１）〜（５）のいずれかの方法において、脱
炭炉での吹錬において、脱炭スラグが２０〜４０ｋｇ／
ｔとなるように当該脱炭炉で生成した脱炭スラグの一部
を排滓することを特徴とする溶鉄の精錬方法。 （７） （１）〜（６）のいずれかの方法において、脱
炭炉での吹錬後に排滓された脱炭スラグを、溶銑脱燐炉
へリサイクルすることを特徴とする溶鉄の精錬方法。
方法にある。 （１） ２基の精錬炉を用い、片炉を溶銑脱燐炉、他炉
を脱炭炉とする精錬方法において、溶銑脱燐炉において
は、当該溶銑脱燐炉で生成した脱燐スラグを全量又は一
部を残留させたまま高炉溶銑、又は、脱珪処理及び／も
しくは脱硫処理を施した溶銑を精錬し、脱炭炉において
は、当該脱炭炉で生成した脱炭スラグを全量又は一部を
残留させたまま溶銑脱燐炉で精錬された溶銑を脱炭精錬
する工程を、どちらの炉においても、少なくとも１回以
上実施することを特徴とする溶鉄の精錬方法。 （２） （１）の方法において、脱炭炉、溶銑脱燐炉と
も、上底吹き転炉を用いることを特徴とする溶鉄の精錬
方法。 （３） （１）または（２）の方法において、溶銑脱燐
処理後のスラグの塩基度が０．７以上の間は溶銑脱燐炉
で生成した脱燐スラグを全量又は一部を残留させたま
ま、生石灰を添加せずに高炉溶銑、又は、脱珪処理及び
／もしくは脱硫処理を施した溶銑を精錬する操作を実施
し、０．７よりも低くなった時点で脱燐スラグを全量排
出することを特徴とする溶鉄の精錬方法。ここで塩基度
とはスラグ中のCaO濃度とSiO2濃度の質量パーセント比
（CaO/SiO 2）である。 （４） （１）〜（３）のいずれかの方法において、溶
銑脱燐炉に装入される溶銑中[Ｓｉ]濃度を０.２５質量
％以下とすることを特徴とする溶鉄の精錬方法。 （５） （１）〜（４）のいずれかの方法において、溶
銑脱燐炉での吹錬において、（１）式で決まるパラメー
タαを３００〜１３００とすることを特徴とする溶鉄の
精錬方法。 α＝（Ｆ／Ｗ）×τ／(Ｌ／Ｌ０) ・・・・・・・… （１） ここで、Ｆは上吹き送酸速度（Nm3/ｈ）、Ｗは溶鉄質量
（ｔ）、τは均一混合時間(s)、Ｌはキャビティー深さ
(m)、Ｌ０は浴深(m)。また、底吹き攪拌による均一混合
時間（τ）は以下の各式で計算される。 τ＝100×{(D2／Ｌ0)2／(εB＋εT)}0.337 ・・・・ (２) εB＝371×(Ｑ/3600/Ｗ)×Ｔ×{ln(1+7×Ｌ0/10.33)＋0.06×(1−298／Ｔ)} ・・・・ （３） εT＝0.134／Ｗ×(Ｆ/3600)3×32／ｎ2／ｄ3／ＬＧ ・・・・ （４） ここで、Ｄは浴直径(ｍ)、Ｑは攪拌ガス流量(Nm3/h)、
Ｔは溶銑温度(Ｋ)、ｎは上吹きランスノズル数、ｄは上
吹きランスノズル径(m)、ＬＧは上吹きランス先端と静
止溶鉄面間距離(m)である。また、Ｌ(m)は次式で計算す
る。 Ｌ＝63×(Ｆ／(ｄ×1000)／ｎ)2/3× exp(−0.78×LG×1000／(63×(Ｆ／(ｄ×1000)／ｎ)2/3)) ・・・（５） （６） （１）〜（５）のいずれかの方法において、脱
炭炉での吹錬において、脱炭スラグが２０〜４０ｋｇ／
ｔとなるように当該脱炭炉で生成した脱炭スラグの一部
を排滓することを特徴とする溶鉄の精錬方法。 （７） （１）〜（６）のいずれかの方法において、脱
炭炉での吹錬後に排滓された脱炭スラグを、溶銑脱燐炉
へリサイクルすることを特徴とする溶鉄の精錬方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、脱燐処理で生成したス
ラグは、一度の脱燐処理の後も、なお十分な脱燐能力を
有し、再度、脱燐処理に用いることが可能であるという
事実を見出したことに基づく。
ラグは、一度の脱燐処理の後も、なお十分な脱燐能力を
有し、再度、脱燐処理に用いることが可能であるという
事実を見出したことに基づく。
【０００９】溶銑脱燐処理は、(Ｔ・Ｆｅ)が高く酸素活
量が高いスラグ相と、炭素飽和に近く酸素活量が低い溶
鉄との間で起こる非平衡系のプロセスであり、脱燐速度
は（６）式で表される。 −ｄ[％Ｐ]／ｄｔ＝(Ａ・ｋ／Ｗ){[％Ｐ]−ａPO2.5 *／ＬP} ・・・… (６) ここで、[％Ｐ]は溶銑中の燐濃度、ｔは時間(ｓ)、Ａは
反応界面積(cm2)、ｋは総括物質移動係数(cm/s)、Ｗは
溶銑量(ｔ)、ａPO2.5はスラグ中(PO2.5)の活量、ＬPは
界面での平衡分配比であり*で示す界面濃度により(７)
式で表される。 ＬP＝ａPO2.5 *／[％Ｐ]* ＝ Ｋ×ａO * 2.5 ・・・… (７) ここで、Ｋは平衡定数、ａO *は界面酸素活量である。
量が高いスラグ相と、炭素飽和に近く酸素活量が低い溶
鉄との間で起こる非平衡系のプロセスであり、脱燐速度
は（６）式で表される。 −ｄ[％Ｐ]／ｄｔ＝(Ａ・ｋ／Ｗ){[％Ｐ]−ａPO2.5 *／ＬP} ・・・… (６) ここで、[％Ｐ]は溶銑中の燐濃度、ｔは時間(ｓ)、Ａは
反応界面積(cm2)、ｋは総括物質移動係数(cm/s)、Ｗは
溶銑量(ｔ)、ａPO2.5はスラグ中(PO2.5)の活量、ＬPは
界面での平衡分配比であり*で示す界面濃度により(７)
式で表される。 ＬP＝ａPO2.5 *／[％Ｐ]* ＝ Ｋ×ａO * 2.5 ・・・… (７) ここで、Ｋは平衡定数、ａO *は界面酸素活量である。
【００１０】仮に、ａPO2.5 *がスラグ中(PO2.5)の濃度
に比例し、かつ、ＬPが十分には大きくない場合、スラ
グ中(PO2.5)濃度の増加に伴い(６)式のａPO2.5 *／ＬPが
大きくなるため脱燐速度は低下する。
に比例し、かつ、ＬPが十分には大きくない場合、スラ
グ中(PO2.5)濃度の増加に伴い(６)式のａPO2.5 *／ＬPが
大きくなるため脱燐速度は低下する。
【００１１】しかし、本発明者らの詳細な研究によれ
ば、溶銑脱燐スラグの場合、スラグ中(PO2.5)濃度が変
化しても(６)式のａPO2.5 *／ＬPはほとんど影響を受け
ないことを見出した。これは、以下の２つの要因による
ものである。
ば、溶銑脱燐スラグの場合、スラグ中(PO2.5)濃度が変
化しても(６)式のａPO2.5 *／ＬPはほとんど影響を受け
ないことを見出した。これは、以下の２つの要因による
ものである。
【００１２】１）反応が起こる溶銑とスラグの接触界面
での酸素活量は、スラグ中の(Ｔ・Fe)の影響を受けるた
めバルク溶銑中の炭素濃度との平衡で決まる値よりも大
きい。従って、(７)式からわかるようにＬPが十分に大
きくなるためａPO2.5 *／ＬPはスラグ中(PO2.5)濃度が変
化しても、常に無視できるほどに小さい。
での酸素活量は、スラグ中の(Ｔ・Fe)の影響を受けるた
めバルク溶銑中の炭素濃度との平衡で決まる値よりも大
きい。従って、(７)式からわかるようにＬPが十分に大
きくなるためａPO2.5 *／ＬPはスラグ中(PO2.5)濃度が変
化しても、常に無視できるほどに小さい。
【００１３】２）スラグ中(PO2.5)濃度が変化しても、
(PO2.5)は界面活性成分のため脱炭に伴うＣＯ気泡の核
発生を抑制する作用があり、脱燐中の脱炭を抑制し(Ｔ・
Ｆｅ)を高く保つことができる。このため、(PO2.5)濃度
の増加に伴い溶銑とスラグの接触界面での酸素活量が増
加するため、ａPO2.5 *／ＬPはスラグ中(PO2.5)濃度が変
化しても全く変化しない。ここで、(T.Fe)はスラグ中の
酸化鉄としての全鉄濃度を示す。
(PO2.5)は界面活性成分のため脱炭に伴うＣＯ気泡の核
発生を抑制する作用があり、脱燐中の脱炭を抑制し(Ｔ・
Ｆｅ)を高く保つことができる。このため、(PO2.5)濃度
の増加に伴い溶銑とスラグの接触界面での酸素活量が増
加するため、ａPO2.5 *／ＬPはスラグ中(PO2.5)濃度が変
化しても全く変化しない。ここで、(T.Fe)はスラグ中の
酸化鉄としての全鉄濃度を示す。
【００１４】このことが、脱燐処理後のスラグには(PO
2.5)は含まれているものの、再度利用しても、さらに脱
燐が可能であることの原理である。
2.5)は含まれているものの、再度利用しても、さらに脱
燐が可能であることの原理である。
【００１５】さらに、脱燐滓を用いると脱燐中の脱炭を
抑制し(Ｔ・Ｆｅ)を高く保つことができるため、(PO2.5)
を含む脱燐滓を用いた脱燐処理では脱炭が少なく、次工
程である転炉での熱裕度を大幅に増大させることができ
る。
抑制し(Ｔ・Ｆｅ)を高く保つことができるため、(PO2.5)
を含む脱燐滓を用いた脱燐処理では脱炭が少なく、次工
程である転炉での熱裕度を大幅に増大させることができ
る。
【００１６】請求項１は、これを利用したものであり、
２基の転炉を用い、片炉を溶銑脱燐炉、他炉を脱炭炉と
する製鋼方法において、溶銑脱燐炉においては、当該溶
銑脱燐炉で生成した脱燐スラグを全量又は一部を残留さ
せたまま高炉溶銑、又は、脱珪処理及び／もしくは脱硫
処理を施した溶銑を精錬し、脱炭炉においては、当該脱
炭炉で生成した脱炭スラグを全量又は一部を残留させた
まま溶銑脱燐炉で精錬された溶銑を脱炭精錬する工程を
少なくとも１回以上実施することを特徴とする溶鉄の精
錬方法にある。
２基の転炉を用い、片炉を溶銑脱燐炉、他炉を脱炭炉と
する製鋼方法において、溶銑脱燐炉においては、当該溶
銑脱燐炉で生成した脱燐スラグを全量又は一部を残留さ
せたまま高炉溶銑、又は、脱珪処理及び／もしくは脱硫
処理を施した溶銑を精錬し、脱炭炉においては、当該脱
炭炉で生成した脱炭スラグを全量又は一部を残留させた
まま溶銑脱燐炉で精錬された溶銑を脱炭精錬する工程を
少なくとも１回以上実施することを特徴とする溶鉄の精
錬方法にある。
【００１７】溶銑脱燐炉では、前記のように、脱燐処理
で生成したスラグは、さらに再度の脱燐処理に利用可能
な脱燐能力を有するという原理に基づいて、脱燐スラグ
を溶銑脱燐工程で繰り返し使用することができる。
で生成したスラグは、さらに再度の脱燐処理に利用可能
な脱燐能力を有するという原理に基づいて、脱燐スラグ
を溶銑脱燐工程で繰り返し使用することができる。
【００１８】溶銑脱燐炉で生成した脱燐スラグは、全量
残留させても、一部を排滓し残部を残留させても良い。
次チャージ溶銑の[Si]濃度によっては脱燐処理中にSiO2
が多量に生成しスラグ量が大幅に増加する場合がある。
このような低塩基度のスラグは脱燐処理中に激しくスラ
グフォーミングをするため、その場合には一部を排滓し
た方が良い。次チャージ溶銑の[Si]濃度が低い場合に
は、全量残留させて良い。また、フォーミングの抑制さ
せ反応効率をあげるために石灰を投入することも可能で
ある。
残留させても、一部を排滓し残部を残留させても良い。
次チャージ溶銑の[Si]濃度によっては脱燐処理中にSiO2
が多量に生成しスラグ量が大幅に増加する場合がある。
このような低塩基度のスラグは脱燐処理中に激しくスラ
グフォーミングをするため、その場合には一部を排滓し
た方が良い。次チャージ溶銑の[Si]濃度が低い場合に
は、全量残留させて良い。また、フォーミングの抑制さ
せ反応効率をあげるために石灰を投入することも可能で
ある。
【００１９】生石灰を添加したスラグを、新たな生石灰
を添加せずに１回以上繰り返し使用するこ場合は、図１
に示すように、スラグ中のfreeCaO（スラグに溶解して
いないＣａＯ）濃度が大きく低減され、スラグを利用す
る場合に問題となる膨張・粉化が起こらなくなる。
を添加せずに１回以上繰り返し使用するこ場合は、図１
に示すように、スラグ中のfreeCaO（スラグに溶解して
いないＣａＯ）濃度が大きく低減され、スラグを利用す
る場合に問題となる膨張・粉化が起こらなくなる。
【００２０】これは、たとえ状態図上は溶解できるスラ
グ組成であっても、塊状の生石灰は溶解速度が遅いた
め、完全には溶解できないためである。特に、溶銑脱燐
精錬のように低温で短時間の処理の場合には顕著であ
る。この効果を得るには、繰り返し数は少なくとも１回
は必要である。
グ組成であっても、塊状の生石灰は溶解速度が遅いた
め、完全には溶解できないためである。特に、溶銑脱燐
精錬のように低温で短時間の処理の場合には顕著であ
る。この効果を得るには、繰り返し数は少なくとも１回
は必要である。
【００２１】ここで、繰り返し数とは、以下のように定
義する。生石灰などの副材添加前に、当該精錬の前に同
一炉で精錬したスラグは残留していない状態で（不可避
的に混入するスラグを除く）、新たな生石灰を添加して
行う精錬の繰り返し数を０回、0回の精錬後のスラグの
全量又は一部を用いて行う精錬の繰り返し数を１回とす
る。以降はこの例に従い、2回、3回…とする。
義する。生石灰などの副材添加前に、当該精錬の前に同
一炉で精錬したスラグは残留していない状態で（不可避
的に混入するスラグを除く）、新たな生石灰を添加して
行う精錬の繰り返し数を０回、0回の精錬後のスラグの
全量又は一部を用いて行う精錬の繰り返し数を１回とす
る。以降はこの例に従い、2回、3回…とする。
【００２２】脱炭炉と脱燐炉を分離することで、燐酸濃
度の高い脱燐滓が脱炭炉へ混入することを防げるため、
脱炭炉では脱燐のために造滓する必要が無くなる。従っ
て、脱炭炉では耐火物溶損が小さく、ダスト発生量が増
えないという条件でスラグ量を決めることができ、ま
た、そのスラグは燐酸を含まないため基本的には何回で
も繰り返し使用することができる。脱炭滓を繰り返し使
用することにより、新たに添加する石灰の使用量を削減
でき、さらにスラグ発生量も低減される。この効果を得
るには、繰り返し数は少なくとも１回は必要である。
度の高い脱燐滓が脱炭炉へ混入することを防げるため、
脱炭炉では脱燐のために造滓する必要が無くなる。従っ
て、脱炭炉では耐火物溶損が小さく、ダスト発生量が増
えないという条件でスラグ量を決めることができ、ま
た、そのスラグは燐酸を含まないため基本的には何回で
も繰り返し使用することができる。脱炭滓を繰り返し使
用することにより、新たに添加する石灰の使用量を削減
でき、さらにスラグ発生量も低減される。この効果を得
るには、繰り返し数は少なくとも１回は必要である。
【００２３】脱炭炉でのスラグは全量残留させても一部
を排滓し残部を残留させても良い。つまり、脱炭炉にお
いては鉄鉱石やマンガン鉱石を使用することがあり、そ
の場合には脈石成分から不可避的にSiO2,Al2O3等が混入
しスラグ量が増加する。スラグ量が多くなりすぎると、
鉄分歩留まりが低下するため、必要に応じて、一部を排
滓し一定量以下としても良く、また、鉄鉱石やマンガン
鉱石を使用しない精錬を実施した場合には全量残留させ
て良い。また、混入するSiO2を補償するためにCaOを添
加することも可能である。
を排滓し残部を残留させても良い。つまり、脱炭炉にお
いては鉄鉱石やマンガン鉱石を使用することがあり、そ
の場合には脈石成分から不可避的にSiO2,Al2O3等が混入
しスラグ量が増加する。スラグ量が多くなりすぎると、
鉄分歩留まりが低下するため、必要に応じて、一部を排
滓し一定量以下としても良く、また、鉄鉱石やマンガン
鉱石を使用しない精錬を実施した場合には全量残留させ
て良い。また、混入するSiO2を補償するためにCaOを添
加することも可能である。
【００２４】請求項２は炉の種類を規定したものであ
り、脱炭炉、溶銑脱燐炉とも、上底吹き転炉を用いるも
のである。ここで、溶銑脱燐炉を上底吹き転炉とした理
由は、反応が起こる溶銑とスラグの接触界面を、バルク
溶銑とスラグの界面ではなく、スラグ中に上吹きや底吹
きのエネルギーで懸濁した溶鉄粒子の表面を主体とさせ
るためである。また、脱炭炉を上底吹き転炉とした理由
は、脱炭スラグ量が繰り返し使用することで大きく変化
した場合にも、上吹きと底吹きの条件を制御することで
安定した吹錬ができるためである。
り、脱炭炉、溶銑脱燐炉とも、上底吹き転炉を用いるも
のである。ここで、溶銑脱燐炉を上底吹き転炉とした理
由は、反応が起こる溶銑とスラグの接触界面を、バルク
溶銑とスラグの界面ではなく、スラグ中に上吹きや底吹
きのエネルギーで懸濁した溶鉄粒子の表面を主体とさせ
るためである。また、脱炭炉を上底吹き転炉とした理由
は、脱炭スラグ量が繰り返し使用することで大きく変化
した場合にも、上吹きと底吹きの条件を制御することで
安定した吹錬ができるためである。
【００２５】請求項３は、脱燐スラグを繰り返し実施す
る場合の条件を規定したもので、溶銑脱燐処理後のスラ
グの塩基度が０．７以上の間は溶銑脱燐炉で生成した脱
燐スラグを全量又は一部を残留させたまま、生石灰を添
加せずに高炉溶銑、又は、脱珪処理及び／もしくは脱硫
処理を施した溶銑を精錬する操作を繰り返し実施し、
０．７よりも低くなった時点で脱燐スラグを全量排出す
ることにある。塩基度を０.７とした理由は、塩基度が
０.７よりも低い場合にはスラグ中燐酸の活量が増大す
るため(PO2.5)が増加して(Ｔ・Fe)が増加したとしても
（６）式におけるａPO 2.5 *／ＬPが無視できないほどに
大きくなり、図２に示すように脱燐速度が低下するため
である。塩基度が０.７以上の場合には脱燐能は十分に
高いため、脱燐処理において新たに生石灰を添加する必
要はない。一般的には脱燐工程を繰り返す毎に溶銑中
[Ｓｉ]が酸化されて生成したSiO2が蓄積されるため、生
石灰を添加しないと塩基度は繰り返す毎に低下する。従
って、前チャージ脱燐滓を残留させない最初の脱燐吹錬
においては、塩基度を１.７〜２.３とし、脱燐滓を繰り
返し使用するにつれて塩基度が低下して行く操業が望ま
しい。
る場合の条件を規定したもので、溶銑脱燐処理後のスラ
グの塩基度が０．７以上の間は溶銑脱燐炉で生成した脱
燐スラグを全量又は一部を残留させたまま、生石灰を添
加せずに高炉溶銑、又は、脱珪処理及び／もしくは脱硫
処理を施した溶銑を精錬する操作を繰り返し実施し、
０．７よりも低くなった時点で脱燐スラグを全量排出す
ることにある。塩基度を０.７とした理由は、塩基度が
０.７よりも低い場合にはスラグ中燐酸の活量が増大す
るため(PO2.5)が増加して(Ｔ・Fe)が増加したとしても
（６）式におけるａPO 2.5 *／ＬPが無視できないほどに
大きくなり、図２に示すように脱燐速度が低下するため
である。塩基度が０.７以上の場合には脱燐能は十分に
高いため、脱燐処理において新たに生石灰を添加する必
要はない。一般的には脱燐工程を繰り返す毎に溶銑中
[Ｓｉ]が酸化されて生成したSiO2が蓄積されるため、生
石灰を添加しないと塩基度は繰り返す毎に低下する。従
って、前チャージ脱燐滓を残留させない最初の脱燐吹錬
においては、塩基度を１.７〜２.３とし、脱燐滓を繰り
返し使用するにつれて塩基度が低下して行く操業が望ま
しい。
【００２６】請求項４は溶銑脱燐炉に装入される溶銑中
[Ｓｉ]の質量パーセントを０.２５％以下としたもので
ある。［Ｓｉ］濃度が０.２５％よりも高い場合には１
回の脱燐精錬で蓄積されるSiO2が多いため、繰り返し回
数が少なく効率的でない。この点では、溶銑中[Ｓｉ]の
質量パーセントは低いほど効率的ではあるが、前工程で
溶銑中［Ｓｉ］を低減させなければならず、前工程の効
率は低下する。したがって、溶銑中［Ｓｉ］の質量パー
セントの下限は特に規定しない。
[Ｓｉ]の質量パーセントを０.２５％以下としたもので
ある。［Ｓｉ］濃度が０.２５％よりも高い場合には１
回の脱燐精錬で蓄積されるSiO2が多いため、繰り返し回
数が少なく効率的でない。この点では、溶銑中[Ｓｉ]の
質量パーセントは低いほど効率的ではあるが、前工程で
溶銑中［Ｓｉ］を低減させなければならず、前工程の効
率は低下する。したがって、溶銑中［Ｓｉ］の質量パー
セントの下限は特に規定しない。
【００２７】請求項５は、溶銑脱燐炉での操業方法を示
したものであり、（１）式で決まるパラメータαを３０
０〜１３００とすることを特徴とする溶鉄の精錬方法で
ある。 α＝（Ｆ／Ｗ）×τ／(Ｌ／Ｌ０) ・・・・・・・… （１） ここで、Ｆは上吹き送酸速度（Nm3/ｈ）、Ｗは溶鉄質量
（ｔ）、τは均一混合時間(s)、Ｌはキャビティー深さ
(m)、Ｌ０は浴深(ｍ)である。
したものであり、（１）式で決まるパラメータαを３０
０〜１３００とすることを特徴とする溶鉄の精錬方法で
ある。 α＝（Ｆ／Ｗ）×τ／(Ｌ／Ｌ０) ・・・・・・・… （１） ここで、Ｆは上吹き送酸速度（Nm3/ｈ）、Ｗは溶鉄質量
（ｔ）、τは均一混合時間(s)、Ｌはキャビティー深さ
(m)、Ｌ０は浴深(ｍ)である。
【００２８】また、底吹き攪拌による均一混合時間
（τ）は以下の各式で計算される。 τ＝100×{(D2／Ｌ0)2／(εB＋εT)}0.337 ・・・・ (２) εB＝371×(Ｑ/3600/Ｗ)×Ｔ×{ln(1+7×Ｌ0/10.33)＋0.06×(1−298／Ｔ)} ・・・・ （３） εT＝0.134／Ｗ×(Ｆ/3600)3×32／ｎ2／ｄ3／ＬＧ ・・・・ （４） ここで、Ｄは浴直径(ｍ)、Ｑは攪拌ガス流量(Nm3/h)、
Ｔは溶銑温度(Ｋ)、ｎは上吹きランスノズル数、ｄは上
吹きランスノズル径(m)、ＬＧは上吹きランス先端と静
止溶鉄面間距離(ランスギャップ；m)である。
（τ）は以下の各式で計算される。 τ＝100×{(D2／Ｌ0)2／(εB＋εT)}0.337 ・・・・ (２) εB＝371×(Ｑ/3600/Ｗ)×Ｔ×{ln(1+7×Ｌ0/10.33)＋0.06×(1−298／Ｔ)} ・・・・ （３） εT＝0.134／Ｗ×(Ｆ/3600)3×32／ｎ2／ｄ3／ＬＧ ・・・・ （４） ここで、Ｄは浴直径(ｍ)、Ｑは攪拌ガス流量(Nm3/h)、
Ｔは溶銑温度(Ｋ)、ｎは上吹きランスノズル数、ｄは上
吹きランスノズル径(m)、ＬＧは上吹きランス先端と静
止溶鉄面間距離(ランスギャップ；m)である。
【００２９】また、Ｌ(m)は次式で計算する。 Ｌ＝63×(Ｆ／(ｄ×1000)／ｎ)2/3× exp(−0.78×LG×1000／(63×(Ｆ／(ｄ×1000)／ｎ)2/3)) ・・・（５）
【００３０】パラメータαは送酸速度とキャビティー深
さにより上吹き酸素によるＦｅＯ生成速度を代表し、均
一混合時間で溶銑によるＦｅＯの還元速度を代表した指
標であり、この値が大きい方がスラグ中の(T・Ｆｅ)が高
くなる。このため脱燐滓を繰り返し使用しても（６）式
におけるａPO2.5／ＬPが小さく保ちやすいため有利とな
る。図３に示すように、αが３００よりも小さいとスラ
グ中の(T・Ｆｅ)が高く保てないため、（６）式における
ａPO2.5／ＬPが小さく維持できず脱燐滓の繰り返し使用
回数が少ない。逆に、１３００よりも大きい場合には(T
・Ｆｅ)が高くなりすぎるためスロッピングによる操業障
害を起こす。
さにより上吹き酸素によるＦｅＯ生成速度を代表し、均
一混合時間で溶銑によるＦｅＯの還元速度を代表した指
標であり、この値が大きい方がスラグ中の(T・Ｆｅ)が高
くなる。このため脱燐滓を繰り返し使用しても（６）式
におけるａPO2.5／ＬPが小さく保ちやすいため有利とな
る。図３に示すように、αが３００よりも小さいとスラ
グ中の(T・Ｆｅ)が高く保てないため、（６）式における
ａPO2.5／ＬPが小さく維持できず脱燐滓の繰り返し使用
回数が少ない。逆に、１３００よりも大きい場合には(T
・Ｆｅ)が高くなりすぎるためスロッピングによる操業障
害を起こす。
【００３１】パラメータαの３００から１３００までへ
の制御は、送酸速度、溶鉄質量、均一混合時間、ランス
高さ、キャビティ−深さ、浴深の制御により可能とな
る。
の制御は、送酸速度、溶鉄質量、均一混合時間、ランス
高さ、キャビティ−深さ、浴深の制御により可能とな
る。
【００３２】請求項６は脱炭炉での条件を規定したもの
であり、脱炭炉での吹錬において、脱炭スラグが２０〜
４０ｋｇ／ｔとなるように当該脱炭炉で生成した脱炭ス
ラグの一部を排滓するとしたものである。ここで、単位
のkg/tとは、溶銑1t当たりのスラグ重量（ｋｇ）であ
る。この時の溶銑重量（ｔ）は、次の処理で脱炭炉に装
入される予定の溶銑の重量を用いる。
であり、脱炭炉での吹錬において、脱炭スラグが２０〜
４０ｋｇ／ｔとなるように当該脱炭炉で生成した脱炭ス
ラグの一部を排滓するとしたものである。ここで、単位
のkg/tとは、溶銑1t当たりのスラグ重量（ｋｇ）であ
る。この時の溶銑重量（ｔ）は、次の処理で脱炭炉に装
入される予定の溶銑の重量を用いる。
【００３３】脱炭スラグが２０ｋｇ／ｔよりも少ない場
合には、ダスト発生量が多く歩留まりが低下するととも
に、スラグ中の(Ｔ・Ｆｅ)の濃度が上がり易く耐火物溶
損が大きくなり易い。逆に４０ｋｇ／ｔよりも多いと、
スラグ中への鉄ロスやＭｎロスが大きくなるため経済的
でない。
合には、ダスト発生量が多く歩留まりが低下するととも
に、スラグ中の(Ｔ・Ｆｅ)の濃度が上がり易く耐火物溶
損が大きくなり易い。逆に４０ｋｇ／ｔよりも多いと、
スラグ中への鉄ロスやＭｎロスが大きくなるため経済的
でない。
【００３４】請求項７は脱炭炉での吹錬後に排滓された
脱炭スラグを、溶銑脱燐炉へリサイクルする方法であ
る。本発明で生成する脱炭スラグには(PO2.5)はほとん
ど含まれて無く、さらに一般には塩基度が３以上で、か
つ、(Ｔ・Fe)も高いため、低温処理である溶銑脱燐炉で
再利用しても、十分に脱燐能力がある。従って、脱炭炉
から排出されたスラグは、一旦、冷却固化した後、又
は、熱間のままで溶銑脱燐炉へリサイクルすることで、
新しい生石灰の使用量を大幅に減らすことができる。特
に、請求項３に示した操業において、脱燐スラグを全量
排滓後の最初の吹錬で脱炭スラグを用いれば、常に新し
い生石灰を使用せずに脱燐操業が可能となる。
脱炭スラグを、溶銑脱燐炉へリサイクルする方法であ
る。本発明で生成する脱炭スラグには(PO2.5)はほとん
ど含まれて無く、さらに一般には塩基度が３以上で、か
つ、(Ｔ・Fe)も高いため、低温処理である溶銑脱燐炉で
再利用しても、十分に脱燐能力がある。従って、脱炭炉
から排出されたスラグは、一旦、冷却固化した後、又
は、熱間のままで溶銑脱燐炉へリサイクルすることで、
新しい生石灰の使用量を大幅に減らすことができる。特
に、請求項３に示した操業において、脱燐スラグを全量
排滓後の最初の吹錬で脱炭スラグを用いれば、常に新し
い生石灰を使用せずに脱燐操業が可能となる。
【００３５】
【実施例】実施例は２８０トン規模の上底吹き転炉を用
いて実施した。溶銑脱燐炉の上吹きランスは４６φの７
孔ランスを用い酸素供給速度は２００００Nm3/ｈとし、
ランスギャップは２.４〜２.６ｍとした。底吹きは小径
集合管羽口としＣＯ2を１２００Nm3/ｈ供給した。この
条件ではパラメータαは８５０〜９００となる。
いて実施した。溶銑脱燐炉の上吹きランスは４６φの７
孔ランスを用い酸素供給速度は２００００Nm3/ｈとし、
ランスギャップは２.４〜２.６ｍとした。底吹きは小径
集合管羽口としＣＯ2を１２００Nm3/ｈ供給した。この
条件ではパラメータαは８５０〜９００となる。
【００３６】溶銑脱燐炉に装入した予備脱硫処理を施し
た高炉溶銑の組成は、Ｃ：４.３５〜４.６５％、Ｓｉ：
０.１〜０.２％、Ｍｎ：０.２３〜０.３５％、Ｐ：０.
０９５〜０.１１０％、Ｓ：０.００９〜０.０１４％
で、温度は１３２５〜１３６５℃であった。脱燐精錬時
間は約９分間であり、脱燐中には温度調整のため鉄鉱石
を１０〜１６kg/t上部バンカーから投入した。処理後は
Ｃ：４.０５〜３.８％、Ｓｉ：０.０２％以下、Ｍｎ：
０.０３〜０.０８％、Ｐ：０.０１９〜０.０２８％、
Ｓ：０.０１０〜０.０１５％で温度は１３４５〜１３６
５℃であった。
た高炉溶銑の組成は、Ｃ：４.３５〜４.６５％、Ｓｉ：
０.１〜０.２％、Ｍｎ：０.２３〜０.３５％、Ｐ：０.
０９５〜０.１１０％、Ｓ：０.００９〜０.０１４％
で、温度は１３２５〜１３６５℃であった。脱燐精錬時
間は約９分間であり、脱燐中には温度調整のため鉄鉱石
を１０〜１６kg/t上部バンカーから投入した。処理後は
Ｃ：４.０５〜３.８％、Ｓｉ：０.０２％以下、Ｍｎ：
０.０３〜０.０８％、Ｐ：０.０１９〜０.０２８％、
Ｓ：０.０１０〜０.０１５％で温度は１３４５〜１３６
５℃であった。
【００３７】表１に結果を示すが、最初の溶銑脱燐処理
では、上記溶銑とスクラップを溶銑脱燐炉へ装入し、吹
錬中には上記鉄鉱石に加えて生石灰を１１.２kg/t添加
した。最初の溶銑脱燐処理終了後、炉を傾動し溶銑を出
銑後、溶銑脱燐滓は全量炉内に残したまま、次チャージ
の高炉溶銑とスクラップを装入した。次チャージ以降の
吹錬中は生石灰は添加しなかった。脱燐スラグを全量残
したままで、繰り返し使用吹錬を５回実施した結果、ス
ラグ塩基度が０.７よりも低くなったため、その時点で
脱燐スラグを全量排滓した。表１からわかるように、こ
の間、生石灰を使用しなくとも良好な脱燐挙動であっ
た。生石灰は最初のチャージで用いただけのため、全脱
燐溶銑処理量１６８０ｔの溶銑（２８０（ｔ）×６（ｃ
ｈ．））に対して３１３６ｋｇの石灰（１１．２（ｋｇ
／ｔ）×２８０（ｔ））のみしか用いなかったことにな
り、６ｃｈを通した原単位は（２８０×１１．２）／
（２８０×６）＝１.８７kg/tとなった。
では、上記溶銑とスクラップを溶銑脱燐炉へ装入し、吹
錬中には上記鉄鉱石に加えて生石灰を１１.２kg/t添加
した。最初の溶銑脱燐処理終了後、炉を傾動し溶銑を出
銑後、溶銑脱燐滓は全量炉内に残したまま、次チャージ
の高炉溶銑とスクラップを装入した。次チャージ以降の
吹錬中は生石灰は添加しなかった。脱燐スラグを全量残
したままで、繰り返し使用吹錬を５回実施した結果、ス
ラグ塩基度が０.７よりも低くなったため、その時点で
脱燐スラグを全量排滓した。表１からわかるように、こ
の間、生石灰を使用しなくとも良好な脱燐挙動であっ
た。生石灰は最初のチャージで用いただけのため、全脱
燐溶銑処理量１６８０ｔの溶銑（２８０（ｔ）×６（ｃ
ｈ．））に対して３１３６ｋｇの石灰（１１．２（ｋｇ
／ｔ）×２８０（ｔ））のみしか用いなかったことにな
り、６ｃｈを通した原単位は（２８０×１１．２）／
（２８０×６）＝１.８７kg/tとなった。
【００３８】
【表１】
【００３９】また、５回の繰り返しにより６チャージを
吹錬した結果、炉外発生スラグ量は４９.１kg/tに過ぎ
ず、全脱燐溶銑処理量を分母とした炉外発生スラグ量は
８.２kg/tに過ぎなかった。また、最初のチャージで投
入された生石灰は繰り返し利用される間に十分にスラグ
へ溶解することができるため、炉外発生スラグ中のfree
ＣａＯは０．１％以下と極めて低かった。
吹錬した結果、炉外発生スラグ量は４９.１kg/tに過ぎ
ず、全脱燐溶銑処理量を分母とした炉外発生スラグ量は
８.２kg/tに過ぎなかった。また、最初のチャージで投
入された生石灰は繰り返し利用される間に十分にスラグ
へ溶解することができるため、炉外発生スラグ中のfree
ＣａＯは０．１％以下と極めて低かった。
【００４０】また、上記の脱燐処理後の溶銑を逐次、脱
炭炉に装入し、処理した。脱炭炉の上吹きランスは４６
φの５孔ランスを用い酸素供給速度は４５０００Nm3/ｈ
とした。底吹きは小径集合管羽口としＣＯ2を１２００N
m3/ｈ供給した。
炭炉に装入し、処理した。脱炭炉の上吹きランスは４６
φの５孔ランスを用い酸素供給速度は４５０００Nm3/ｈ
とした。底吹きは小径集合管羽口としＣＯ2を１２００N
m3/ｈ供給した。
【００４１】繰り返し数０回の脱燐溶銑の脱炭精錬時に
は、脱炭炉には前の精錬のスラグは残っておらず、生石
灰を８kg/t、鉄鉱石を７kg/t上部バンカーから投入し
た。脱炭精錬後には脱炭スラグは排滓せずに全量残した
まま、次チャージ（上記繰り返し数１）の脱燐溶銑を装
入した。同様に脱炭精錬後、脱炭スラグは排滓せずに全
量残したまま上記の脱燐溶銑の脱燐処理を５回繰り返し
て行った。繰り返し数１回以降の脱燐溶銑の脱炭吹錬で
は、鉄鉱石の添加量は５〜８kg/tとし、脈石成分を補償
するために、生石灰の添加量は０〜３kg/t添加した。
は、脱炭炉には前の精錬のスラグは残っておらず、生石
灰を８kg/t、鉄鉱石を７kg/t上部バンカーから投入し
た。脱炭精錬後には脱炭スラグは排滓せずに全量残した
まま、次チャージ（上記繰り返し数１）の脱燐溶銑を装
入した。同様に脱炭精錬後、脱炭スラグは排滓せずに全
量残したまま上記の脱燐溶銑の脱燐処理を５回繰り返し
て行った。繰り返し数１回以降の脱燐溶銑の脱炭吹錬で
は、鉄鉱石の添加量は５〜８kg/tとし、脈石成分を補償
するために、生石灰の添加量は０〜３kg/t添加した。
【００４２】脱炭時間は約１２分間であり、処理後は
Ｃ：０.１５〜０.３５％、Ｓｉ：０.０１％以下、Ｍ
ｎ：０.０３〜０.０６％、Ｐ：０.０１５〜０.０２３
％、Ｓ：０.０１０〜０.０１５％で温度は１６３５〜１
６６５℃であった。
Ｃ：０.１５〜０.３５％、Ｓｉ：０.０１％以下、Ｍ
ｎ：０.０３〜０.０６％、Ｐ：０.０１５〜０.０２３
％、Ｓ：０.０１０〜０.０１５％で温度は１６３５〜１
６６５℃であった。
【００４３】脱炭スラグを全量残したままで、繰り返し
使用吹錬を５回実施した結果、スラグ量が４０kg/tより
も多くなったため、半量を排滓した。この間、ダスト発
生量は２０kg/t程度と少なく、吹き止めスラグ中(Ｔ・Ｆ
ｅ)も１５〜２５％と低かった。さらに、６チャージを
平均した生石灰原単位は３.３kg/tとなり、６チャージ
を平均した炉外発生スラグ量は３.７kg/tに過ぎなかっ
た。また、溶銑脱燐と同様に生石灰は繰り返し利用され
る間に十分にスラグへ溶解することができるため、炉外
発生スラグ中のfreeＣａＯは０．１％以下と極めて低か
った。
使用吹錬を５回実施した結果、スラグ量が４０kg/tより
も多くなったため、半量を排滓した。この間、ダスト発
生量は２０kg/t程度と少なく、吹き止めスラグ中(Ｔ・Ｆ
ｅ)も１５〜２５％と低かった。さらに、６チャージを
平均した生石灰原単位は３.３kg/tとなり、６チャージ
を平均した炉外発生スラグ量は３.７kg/tに過ぎなかっ
た。また、溶銑脱燐と同様に生石灰は繰り返し利用され
る間に十分にスラグへ溶解することができるため、炉外
発生スラグ中のfreeＣａＯは０．１％以下と極めて低か
った。
【００４４】さらに5回の脱炭精錬で繰り返し使用さ
れ、半量排滓された脱炭スラグを熱間のまま脱燐炉に装
入し、繰り返し数０回の脱燐精錬の副材として使用し
た。その結果、新しい生石灰の使用無しに上記繰り返し
数０回の脱燐精錬と同等の精錬を行うことができた。
れ、半量排滓された脱炭スラグを熱間のまま脱燐炉に装
入し、繰り返し数０回の脱燐精錬の副材として使用し
た。その結果、新しい生石灰の使用無しに上記繰り返し
数０回の脱燐精錬と同等の精錬を行うことができた。
【００４５】（比較例）比較例も実施例と同一条件の２
８０トン規模の上底吹き転炉を用いて実施した。比較例
では、溶銑脱燐後のスラグは常に全量排滓したが、その
結果、生石灰は総てのチャージで用いるため、生石灰原
単位は１１.２kg/tと多かった。また、スラグも毎チャ
ージ排滓されるため炉外発生スラグ量は２０.４kg/tと
多かった。また、生石灰は９分間の脱燐精錬中には十分
にスラグへ溶解することができず、炉外発生スラグ中の
freeＣａＯは３．８％と高かった。脱炭炉においても処
理後のスラグは毎チャージ全量排滓したため、生石灰は
総てのチャージで必要となり、生石灰原単位は８.５kg/
tと多かった。また、スラグも毎チャージ排滓されるた
め炉外発生スラグ量は２０.３kg/tと多かった。さら
に、生石灰は十分にスラグへ溶解することができず、炉
外発生スラグ中のfreeＣａＯは２．１％と高かった。
８０トン規模の上底吹き転炉を用いて実施した。比較例
では、溶銑脱燐後のスラグは常に全量排滓したが、その
結果、生石灰は総てのチャージで用いるため、生石灰原
単位は１１.２kg/tと多かった。また、スラグも毎チャ
ージ排滓されるため炉外発生スラグ量は２０.４kg/tと
多かった。また、生石灰は９分間の脱燐精錬中には十分
にスラグへ溶解することができず、炉外発生スラグ中の
freeＣａＯは３．８％と高かった。脱炭炉においても処
理後のスラグは毎チャージ全量排滓したため、生石灰は
総てのチャージで必要となり、生石灰原単位は８.５kg/
tと多かった。また、スラグも毎チャージ排滓されるた
め炉外発生スラグ量は２０.３kg/tと多かった。さら
に、生石灰は十分にスラグへ溶解することができず、炉
外発生スラグ中のfreeＣａＯは２．１％と高かった。
【００４６】
【発明の効果】本発明により、スラグを再利用すること
で生石灰原単位、系外スラグ排出量を極限まで少なくす
るとともに、未滓化生石灰が極めて少ないスラグのみを
系外へ排出させることが可能となった。
で生石灰原単位、系外スラグ排出量を極限まで少なくす
るとともに、未滓化生石灰が極めて少ないスラグのみを
系外へ排出させることが可能となった。
【図１】生石灰添加スラグの繰り返し使用回数とfreeCa
O濃度の関係を示す実験結果。
O濃度の関係を示す実験結果。
【図２】脱燐処理における塩基度と脱燐速度との関係を
示す実験結果。
示す実験結果。
【図３】脱燐処理における繰り返し回数と脱燐速度の関
係に対するパラメータαの影響。
係に対するパラメータαの影響。
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 直人 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 Ｆターム(参考） 4K014 AA03 AB03 AB04 AC03 AC11 AC16 AC17 AD00 AD27 AE01 4K070 AA10 AB03 AB06 AB11 AC03 AC13 AC14 BA07 BA10 BB02 BB05 BC02 BC12 BD13 BD14 BD15 EA01 EA03 EA30
Claims (7)
- 【請求項１】 ２基の精錬炉を用い、片炉を溶銑脱燐
炉、他炉を脱炭炉とする精錬方法において、溶銑脱燐炉
においては、当該溶銑脱燐炉で生成した脱燐スラグを全
量又は一部を残留させたまま高炉溶銑、又は、脱珪処理
及び／もしくは脱硫処理を施した溶銑を精錬し、脱炭炉
においては、当該脱炭炉で生成した脱炭スラグを全量又
は一部を残留させたまま溶銑脱燐炉で精錬された溶銑を
脱炭精錬する工程を、どちらの炉においても、少なくと
も１回以上実施することを特徴とする溶鉄の精錬方法。 - 【請求項２】 請求項１の方法において、溶銑脱燐炉、
脱炭炉とも、上底吹き転炉を用いることを特徴とする溶
鉄の精錬方法。 - 【請求項３】 請求項１または２の方法において、溶銑
脱燐処理後のスラグの塩基度が０．７以上の間は溶銑脱
燐炉で生成した脱燐スラグを全量又は一部を残留させた
まま、生石灰を添加せずに高炉溶銑、又は、脱珪処理及
び／もしくは脱硫処理を施した溶銑を精錬する操作を実
施し、０．７よりも低くなった時点で脱燐スラグを全量
排出することを特徴とする溶鉄の精錬方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの方法におい
て、溶銑脱燐炉に装入される溶銑中[Ｓｉ]濃度を０.２
５質量％以下とすることを特徴とする溶鉄の精錬方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの方法におい
て、溶銑脱燐炉での吹錬において、（１）式で決まるパ
ラメータαを３００〜１３００とすることを特徴とする
溶鉄の精錬方法。 α＝（Ｆ／Ｗ）×τ／(Ｌ／Ｌ０) ・・・・・・・… （１） ここで、Ｆは上吹き送酸速度（Nm3/ｈ）、Ｗは溶鉄質量
（ｔ）、τは均一混合時間(s)、Ｌはキャビティー深さ
(m)、Ｌ０は浴深(m)。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかの方法におい
て、脱炭炉での吹錬において、脱炭スラグが２０〜４０
ｋｇ／ｔとなるように当該脱炭炉で生成した脱炭スラグ
の一部を排滓することを特徴とする溶鉄の精錬方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかの方法におい
て、脱炭炉での吹錬後に排滓された脱炭スラグを、溶銑
脱燐炉へリサイクルすることを特徴とする溶鉄の精錬方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001059455A JP2002256326A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 溶鉄の精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001059455A JP2002256326A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 溶鉄の精錬方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002256326A true JP2002256326A (ja) | 2002-09-11 |
Family
ID=18919014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001059455A Withdrawn JP2002256326A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 溶鉄の精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002256326A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008223095A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Jfe Steel Kk | 高燐スラグの製造方法 |
| JP2015017323A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶銑の予備処理方法 |
-
2001
- 2001-03-05 JP JP2001059455A patent/JP2002256326A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008223095A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Jfe Steel Kk | 高燐スラグの製造方法 |
| JP2015017323A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶銑の予備処理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080513 |