JP2019194350A - Recycling method of converter slag - Google Patents
Recycling method of converter slag Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019194350A JP2019194350A JP2019004337A JP2019004337A JP2019194350A JP 2019194350 A JP2019194350 A JP 2019194350A JP 2019004337 A JP2019004337 A JP 2019004337A JP 2019004337 A JP2019004337 A JP 2019004337A JP 2019194350 A JP2019194350 A JP 2019194350A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slag
- converter
- waste
- blowing
- recycling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、転炉スラグのリサイクル方法に関する。 The present invention relates to a method for recycling converter slag.
近年、鋼材に対する要求が高度化しており、高強度、高じん性等を有する低りん鋼に対する需要が増加している。そのため、生産効率の向上及び製造コスト低減が重要視されており、りん濃度が0.02質量%未満の一般鋼だけでなく、りん濃度0.015質量%未満の低りん鋼においても、操業時間の短縮が望まれ、また、製造コストの低減が求められている。 In recent years, the demand for steel materials has been advanced, and the demand for low phosphorus steel having high strength, high toughness and the like has increased. Therefore, improvement of production efficiency and reduction of manufacturing cost are regarded as important. Not only general steel with a phosphorus concentration of less than 0.02% by mass, but also low phosphorus steel with a phosphorus concentration of less than 0.015% by mass, the operation time It is desired to reduce the manufacturing cost and to reduce the manufacturing cost.
現在、溶銑の脱りん吹錬は、(1)式で示される脱りん反応に基づいて、かかる脱りん反応の進行に有利な低温条件で処理する方法が、広く行われている。(1)式中の下線を記した元素は、溶銑中の成分である。
2P+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO・P2O5)+5Fe (1)
At present, hot metal dephosphorization blowing is widely performed on the basis of the dephosphorization reaction shown by the formula (1) under a low temperature condition advantageous for the progress of the dephosphorization reaction. (1) The element underlined in the formula is a component in the hot metal.
2 P +5 (FeO) +3 (CaO) = (3CaO · P 2 O 5 ) + 5Fe (1)
脱りん反応は低温であるほど進行するため、脱りん吹錬は、1300−1400℃程度と比較的低温である溶銑の段階で行われる。かかる溶銑脱りんに用いる装置としては、転炉が用いられることが多く、特に上底吹き転炉が適している。上底吹き転炉では、転炉上部の上吹きランスから酸素を吹き込みながら、転炉底部から底吹きガスを吹き込むことで、鋼が精錬される。上吹きランスから高速で溶銑に吹きつける酸素は、脱りんに必要な酸化剤として働き、かつ、固体酸化源に比べて熱ロスが少ない。さらに、上吹きと同時に、撹拌力の大きい底吹きを行うことで、りんの酸化反応速度を大幅に向上させることが可能である。以上のような特徴を有する上底吹き転炉の利用は、製造コスト及び生産効率の点で非常に有効である。 Since the dephosphorization reaction proceeds at a lower temperature, the dephosphorization blowing is performed at a hot metal stage at a relatively low temperature of about 1300 to 1400 ° C. As an apparatus used for hot metal dephosphorization, a converter is often used, and a top-bottom blown converter is particularly suitable. In the top bottom blowing converter, steel is refined by blowing bottom blowing gas from the bottom of the converter while blowing oxygen from the top blowing lance at the top of the converter. Oxygen sprayed on the hot metal at high speed from the top lance works as an oxidant necessary for dephosphorization and has less heat loss than a solid oxidation source. Furthermore, by performing bottom blowing with a large stirring force simultaneously with top blowing, it is possible to significantly improve the oxidation reaction rate of phosphorus. Use of the top-bottom blow converter having the above-described features is very effective in terms of manufacturing cost and production efficiency.
ところで、(1)式で示されるように、脱りん反応にはCaOが必要となる。一般的にはCaO源として、生石灰が使用されるが、その融点は2000℃以上であり、溶銑温度では溶融しない。そのため、(1)式の脱りん反応を進行させるためには、低温でCaOの滓化を促進させることが重要である。かかるCaOの滓化には、蛍石(CaF2)の使用が効果的であるが、蛍石を使用した場合には、CaOの滓化により発生したスラグがフッ素(F)を含有するため、環境問題の観点から、製鋼スラグ製品にもフッ素の溶出量および濃度の規制が行われる状況にあり、スラグの再利用先が大幅に制限される等の弊害が大きい。そのため、蛍石を用いないCaO滓化促進法が開発されてきた。 By the way, as shown by the equation (1), CaO is required for the dephosphorization reaction. Generally, quick lime is used as a CaO source, but its melting point is 2000 ° C. or higher and does not melt at the hot metal temperature. Therefore, in order to advance the dephosphorylation reaction of the formula (1), it is important to promote the hatching of CaO at a low temperature. The use of fluorite (CaF 2 ) is effective for the hatching of CaO. However, when fluorite is used, the slag generated by the hatching of CaO contains fluorine (F). From the viewpoint of environmental issues, the amount of fluorine elution and the concentration are regulated in steelmaking slag products, and there are significant adverse effects such as greatly restricting the reuse destination of slag. Therefore, CaO hatching promotion methods that do not use fluorite have been developed.
その方法として、例えば、以下の特許文献1、2に開示されているような、上底吹き転炉に装入された溶銑にカルシウムフェライトを含む精錬剤を添加する方法が知られている。カルシウムフェライトは、CaOとFe2O3の化合物からなる脱りん剤であり、溶銑脱りんプロセスの脱りん剤として一般的に用いられる生石灰と比較して、脱りんスラグへの溶解速度が高く、(1)式の脱りん反応を促進することができる。 As such a method, for example, a method of adding a refining agent containing calcium ferrite to hot metal charged in an upper bottom blowing converter as disclosed in Patent Documents 1 and 2 below is known. Calcium ferrite is a dephosphorization agent composed of a compound of CaO and Fe 2 O 3 , and has a higher dissolution rate in dephosphorization slag as compared with quick lime generally used as a dephosphorization agent for hot metal dephosphorization process. The dephosphorylation reaction of the formula (1) can be promoted.
また、転炉吹錬において、発生するスラグを有効に利用し、スラグの系外への排出量を低減する技術の開発が進められている。例えば、以下の特許文献3〜6のような、前チャージの脱炭吹錬で生成した脱炭スラグを精錬剤として利用する方法が知られている。例えば、特許文献3では、脱炭吹錬終点温度が1650℃以上で高温排滓した、りんの含有量が少ない転炉滓の一部又は全量を使用する低りん鋼の製造方法が開示されている。また、特許文献4においては、脱炭吹錬後、転炉から溶鋼を出鋼した後、上吹きランスからN2、Ar、CO、CO2の1種、もしくは、2種以上を混合したガスをスラグに吹付け、スラグを効率的に飛散させることで凝固させて、このスラグを溶銑の脱りん精錬工程にリサイクルする方法が開示されている。以下の特許文献5には、脱りん吹錬にリサイクルする脱炭スラグの量を規定して、溶銑を精錬する方法が開示されている。 Further, in converter blowing, development of a technique for effectively using the generated slag and reducing the amount of slag discharged outside the system is underway. For example, a method of using decarburized slag produced by pre-charge decarburization blowing as a refining agent as in Patent Documents 3 to 6 below is known. For example, Patent Document 3 discloses a method for producing low phosphorus steel that uses a part or all of a converter slag that has been exhausted at a high temperature with a decarburization end point temperature of 1650 ° C. or higher and a low phosphorus content. Yes. Gas Further, in Patent Document 4, after the decarburization blowing, after tapping the molten steel from the converter, N 2 from the top lance, Ar, CO, 1 species of CO 2, or a mixture of two or more A method is disclosed in which the slag is solidified by spraying the slag, and the slag is efficiently scattered, and the slag is recycled to the dephosphorization refining process of the hot metal. Patent Document 5 below discloses a method for refining hot metal by defining the amount of decarburized slag to be recycled for dephosphorization blowing.
さらに、以下の特許文献6では、吹錬に引続く出鋼を経た後の、転炉内の残留スラグを排出するに当り、出鋼が終了するまでの間に、転炉内の残留スラグにおいて比重の違いにより比重分離が進行し、上層はSiO2、P2O5、MgOなどの成分が濃化した非有効スラグ、下層はAl2O3、FeO、(Fe2O3)などの成分が濃化した有効スラグ、の上下2層に分離するとしている。そして分離した残留スラグのうち、下層の有効スラグを、転炉の出鋼口から出滓鍋に排出すること、その後も転炉内に残る、上層を占めていた非有効スラグを転炉の反転傾動により炉口から排出すること、上記出滓鍋内の有効スラグを転炉内に戻し、次回の吹錬に再使用すること、の順序結合からなる転炉精錬における排滓方法が開示されている。 Furthermore, in Patent Document 6 below, in discharging residual slag in the converter after passing through steelmaking following blowing, the residual slag in the converter is discharged until the completion of steelmaking. Separation of specific gravity proceeds due to the difference in specific gravity, the upper layer is an ineffective slag in which components such as SiO 2 , P 2 O 5 and MgO are concentrated, and the lower layer is a component such as Al 2 O 3 , FeO and (Fe 2 O 3 ) It is supposed that it is separated into two layers above and below the concentrated effective slag. Of the separated residual slag, the effective slag in the lower layer is discharged from the steel outlet of the converter to the tapping pan, and the non-effective slag remaining in the converter afterwards is turned over in the converter. Discharge method in converter refining consisting of sequential combination of discharging from the furnace port by tilting, returning the effective slag in the ladle to the converter and reusing it for the next blowing Yes.
しかしながら、特許文献1、2に開示された脱りん吹錬に用いられるカルシウムフェライトは、生石灰に対して高価であり、製造コストの増大につながる。 However, the calcium ferrite used for the dephosphorization blowing disclosed in Patent Documents 1 and 2 is more expensive than quicklime, leading to an increase in manufacturing cost.
また、特許文献3、及び特許文献4に開示された脱炭スラグのリサイクル方法では、脱炭スラグ中に含まれるP2O5がメタルから転炉スラグへのりんの物資移動を阻害するため脱りん速度が低下し、場合によっては転炉スラグから溶銑中にりんが戻る反応である復りん反応が起こる可能性がある。また、特許文献5では、リサイクルするスラグの量について述べられているものの、リサイクルするスラグの組成について記載はなく、スラグ中のP2O5濃度が高い場合には、脱りん速度の低下や復りん反応が生じる可能性がある。 Further, in the decarburization slag recycling methods disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4, P 2 O 5 contained in the decarburization slag inhibits the transfer of phosphorus materials from the metal to the converter slag, so that the decarburization slag is removed. The phosphorus rate decreases, and in some cases, there is a possibility that a reverse phosphorus reaction occurs in which phosphorus returns from the converter slag into the hot metal. Further, Patent Document 5 describes the amount of slag to be recycled, but does not describe the composition of the slag to be recycled. If the P 2 O 5 concentration in the slag is high, the dephosphorization rate is reduced or recovered. Phosphorus reactions can occur.
特許文献6においては、2層に分離するために、十分に長い時間をかけなければならない。加えて、出鋼後に転炉内に残留し比重分離した下層のスラグを出滓鍋に排出した後、その排出したスラグを転炉に装入する工程が必要となり、転炉操業のサイクルタイムが延長し、転炉の生産効率が低下する。さらに、出滓時の抜熱により、スラグが出滓鍋内に固着し、排出したスラグを十分にリサイクルできない問題もある。 In Patent Document 6, a sufficiently long time must be taken in order to separate into two layers. In addition, it is necessary to discharge the lower layer slag, which remains in the converter after the steel is tapped and separated by specific gravity, into the tapping pan, and then insert the discharged slag into the converter, which reduces the cycle time of the converter operation. Prolonged and reduced the production efficiency of the converter. Furthermore, there is a problem that the slag sticks in the tapping pan due to heat removal during tapping, and the discharged slag cannot be recycled sufficiently.
以上のように、現状では、操業時間の短縮や製造コストの低減を図りつつ、高品位の低りん鋼を生産することは困難である。 As described above, at present, it is difficult to produce high-grade low phosphorus steel while shortening the operation time and the manufacturing cost.
本発明は、このような観点に鑑みてなされたものであり、製造コストを抑制しつつ、転炉の生産効率を悪化させずに脱炭スラグの脱りん能を向上させて、溶銑の脱りん反応を促進することのできる、転炉スラグのリサイクル方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a viewpoint, and while suppressing the manufacturing cost, the dephosphorization ability of the decarburized slag is improved without deteriorating the production efficiency of the converter, and the dephosphorization of the hot metal is performed. It aims at providing the recycling method of converter slag which can accelerate | stimulate reaction.
上記課題を解決するため、本発明者らは、脱炭スラグの鉱物相調査結果を元に、転炉吹錬終了後、溶鉄を転炉から出鋼する前に、転炉内に存在するスラグの一部を排滓し、残りのスラグを転炉内に残したまま、溶鉄を転炉から出鋼し、この残留させたスラグを溶鉄の脱りん剤として用いるスラグリサイクル方法を見出した。かかるスラグリサイクル方法の要旨は、以下の通りである。なお、FeOtは、FeO、及びもしくはFe2O3の合計を指す。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors, based on the results of the mineral phase investigation of decarburized slag, have completed the slag present in the converter after the end of the converter blowing and before the molten iron is removed from the converter. A slag recycling method was found in which molten iron was discharged from the converter while a part of the slag was left and the remaining slag was left in the converter, and the remaining slag was used as a dephosphorizing agent for the molten iron. The summary of this slag recycling method is as follows. FeO t refers to the total of FeO and / or Fe 2 O 3 .
[1] 転炉吹錬終了後、溶鉄を転炉から出鋼する前に、前記転炉内に存在するスラグの一部を排滓し、残りのスラグを前記転炉内に残したまま、前記溶鉄を前記転炉から出鋼して、前記転炉内に残留したスラグを溶鉄の脱りん剤として用いる、転炉スラグのリサイクル方法。
[2] 前記転炉内に存在するスラグの一部を排滓する際、その排滓重量を、スラグ重量全体の10%以上とすることを特徴とする[1]に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[3] 前記排滓前に転炉内に存在する前記スラグ(以下「排滓前スラグ」という。)は排滓時の温度において固液共存状態であり、
前記排滓したスラグを「排滓スラグ」といい、前記転炉内に残したスラグを「残留スラグ」といい、
排滓スラグは同じ排滓時の温度において前記排滓前スラグよりも固相率が高く、残留スラグは同じ排滓時の温度において前記排滓前スラグよりも固相率が低い、[1]又は[2]に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[4] 前記排滓スラグは、前記残留スラグと比較して高濃度のP2O5を含有する、[3]に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[5] 排滓開始時における、前記排滓スラグの温度が、1100℃以上1650℃未満である、[3]又は[4]に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[6] 転炉吹錬終了後30秒以上10分以内に、傾動させた前記転炉の炉口から前記排滓を開始する、[3]〜[5]のいずれか1つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[7] 前記残留スラグが含有するFeOtの濃度が、前記排滓スラグが含有するFeOt濃度に対して高い、[3]〜[6]のいずれか1つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[8] 前記排滓スラグのP2O5濃度が3.0質量%以上である、[3]〜[7]のいずれか1つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[9] 前記排滓スラグのFeOt濃度が23質量%以下である、[3]〜[8]のいずれか1つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[10] 前記排滓スラグにおけるP2O5量とFeOt量との質量比(P2O5/FeOt)が、0.16以上である、[3]〜[9]のいずれか1つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[11] 前記排滓スラグにおけるCaO量とSiO2量との質量比(CaO/SiO2)が、3.9以上である、[3]〜[10]のいずれか1つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[12] 転炉吹錬終了後、前記排滓開始までの間、転炉の底部から所定の流量でガスを吹き込む、[3]〜[11]のいずれか1つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
[1] Before the molten iron is discharged from the converter after the converter is blown, a part of the slag existing in the converter is discarded, and the remaining slag is left in the converter. A method for recycling a converter slag, wherein the molten iron is removed from the converter and the slag remaining in the converter is used as a dephosphorizing agent for the molten iron.
[2] When the part of the slag existing in the converter is discharged, the weight of the slag is set to 10% or more of the whole slag weight. Recycling method.
[3] The slag present in the converter before the waste (hereinafter referred to as “slag before waste”) is in a solid-liquid coexistence state at the temperature at the time of waste,
The waste slag is called “exhaust slag”, and the slag left in the converter is called “residual slag”.
The waste slag has a higher solid phase rate than the pre-drainage slag at the same waste temperature, and the residual slag has a lower solid phase rate than the pre-drain slag at the same waste temperature [1] Or the recycling method of the converter slag as described in [2].
[4] The converter slag recycling method according to [3], wherein the waste slag contains a higher concentration of P 2 O 5 than the residual slag.
[5] The converter slag recycling method according to [3] or [4], wherein the temperature of the waste slag at the start of waste is 1100 ° C or higher and lower than 1650 ° C.
[6] The discharge according to any one of [3] to [5], wherein the exhausting is started from a tilted furnace port of the converter within 30 seconds to 10 minutes after the end of converter blowing. Recycling method of furnace slag.
[7] Recycling of converter slag according to any one of [3] to [6], wherein the concentration of FeO t contained in the residual slag is higher than the concentration of FeO t contained in the waste slag. Method.
[8] The converter slag recycling method according to any one of [3] to [7], wherein the P 2 O 5 concentration of the waste slag is 3.0% by mass or more.
[9] The method for recycling converter slag according to any one of [3] to [8], wherein the concentration of FeO t in the waste slag is 23% by mass or less.
[10] Any one of [3] to [9], wherein a mass ratio (P 2 O 5 / FeO t ) between the amount of P 2 O 5 and the amount of FeO t in the waste slag is 0.16 or more. Recycling method of converter slag as described in 1.
[11] The converter according to any one of [3] to [10], wherein a mass ratio (CaO / SiO 2 ) between the CaO amount and the SiO 2 amount in the waste slag is 3.9 or more. How to recycle slag.
[12] The converter slag according to any one of [3] to [11], in which gas is blown at a predetermined flow rate from the bottom of the converter after the converter blowing is finished and until the start of the discharge. Recycling method.
本発明によれば、製造コストを抑制しつつ、転炉の生産効率を悪化させずに、溶銑の脱りん剤として、脱りん能を向上させた安価な脱炭スラグを利用することで、溶銑の脱りん反応を促進することができる。 According to the present invention, by using inexpensive decarburization slag with improved dephosphorization capability as hot metal dephosphorization agent without deteriorating the production efficiency of the converter while suppressing the manufacturing cost, Can be promoted.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、FeOtは、FeO、及びもしくはFe2O3の合計として記す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol. FeO t is described as the sum of FeO and / or Fe 2 O 3 .
<転炉法>
(MURC法の概略)
まず、本実施形態の説明に先立ち、上底吹き転炉を用いた溶銑の精錬方法について説明する。溶銑の精錬は、図1に模式的に示したような上底吹き転炉101で行われることが多い。かかる精錬では、まず、上底吹き転炉101の上方に設けられた炉口102から、溶銑301と、スラグ原料とが装入される。炉口102から挿入される上吹きランス105から炉内に向けて酸素を吹き込みながら、上底吹き転炉101の底部に設けられた羽口104から、N2等の底吹きガス107や精錬剤を吹き込むことにより、精錬が行われる。かかる精錬により、溶銑301中のりんや炭素が除去され、りんはスラグ原料や精錬剤とともにスラグ201を形成し、炭素はCOガス、及びCO2ガスとして炉口102から炉外に排出される。スラグ201は、溶銑301よりも比重が低く、かつ、吹錬時に発生するCOガスによりフォーミングするため、溶銑301の上方まで存在するようになる。かかるスラグ201の温度は、炉口102から放射温度計等の温度計111を挿入する等により、測定することができる。また、上底吹き転炉101は傾転することができ、出鋼時には、図1に示す例では反時計回りに炉体を傾転し、上底吹き転炉101の壁面上方に設けられた出鋼孔103から、精錬後の溶鋼が出鋼される。また、同様に図1に示す例では時計回りに炉体を傾転させることで、生成したスラグ201を炉口102から排滓することができる。図1は炉体が直立である状態を示している。
<Converter method>
(Outline of MURC method)
First, prior to the description of the present embodiment, a hot metal refining method using an upper bottom blowing converter will be described. Hot metal refining is often performed in an upper-bottom blown
以下で説明するような、本発明の実施形態に係る転炉の操業法は、MURC(Multi-Refining Converter)法に基づいている。MURC法は、転炉に溶銑等の主原料を装入するとともに炉内に精錬剤を投入し、その後、脱りん吹錬−一次排滓−脱炭吹錬−出鋼の手順で精錬を行うものである。最初の脱りん吹錬により、りん濃度が高くなったスラグが形成される。そのスラグの一部を転炉の傾転により一度排滓し(一次排滓)、脱りん済みの溶銑を残した転炉に、新たなスラグ原料を足してスラグを形成し、溶銑中に残ったりんの除去と脱炭を行い(脱炭吹錬)、脱炭後の溶鋼を出鋼孔から排出する(出鋼)。出鋼後に残ったスラグ(脱炭スラグ)を転炉内に残留させたままで次チャージの溶銑を転炉に装入し、再度の脱りん吹錬に用いるという操業方法である。なお、脱りん吹錬後に、転炉からメタルを出湯し、さらにそのメタルを転炉に装入して脱炭吹錬を行うLD−ORP法においても、同様の方法を適用することが可能であり、本発明の効果を享受することができる。 As described below, the operation method of the converter according to the embodiment of the present invention is based on the MURC (Multi-Refining Converter) method. In the MURC method, a main raw material such as hot metal is charged into a converter and a refining agent is introduced into the furnace, and then refining is performed in the order of dephosphorization blowing, primary discharge, decarburization blowing, and steel removal. Is. By the first dephosphorization blowing, slag having a high phosphorus concentration is formed. Part of the slag is once discharged by the tilting of the converter (primary discharge), and the slag is formed by adding new slag raw material to the converter that leaves the dephosphorized hot metal, and remains in the hot metal Tallin is removed and decarburized (decarburized blow smelting), and the molten steel after decarburization is discharged from the tapping hole (tapping steel). This is an operation method in which hot metal of the next charge is charged into the converter while the slag (decarburized slag) remaining after the steel is left in the converter and used for dephosphorization blowing again. The same method can also be applied to the LD-ORP method in which after dephosphorization blowing, metal is discharged from the converter, and the metal is charged into the converter to perform decarburization blowing. Yes, the effect of the present invention can be enjoyed.
<本発明者らによる検討>
(脱炭スラグの鉱物相調査について)
本発明者らは、上記課題を解決するために、脱炭吹錬後に生成する脱炭スラグに着目し、脱炭スラグの鉱物相調査を行った。ここでいう脱炭スラグとは、転炉内で脱りん吹錬を行い、その後スラグとメタルの一部もしくは全部とを分離(一次排滓)した後の、転炉内で脱炭吹錬時に生成するスラグであり、上底吹き転炉の次チャージの脱りんプロセスにおいて脱りん剤として用いるスラグである。かかる脱炭スラグの組成は、CaO、SiO2、FeOtを主成分とし、P2O5を0.1%以上含有するものとなっている。
<Examination by the present inventors>
(Mineral phase survey of decarburized slag)
In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention focused on decarburized slag generated after decarburization blowing and investigated the mineral phase of decarburized slag. The decarburization slag here means dephosphorization blowing in the converter, and after the slag and some or all of the metal are separated (primary exhaust), during the decarburization blowing in the converter This slag is produced and used as a dephosphorizing agent in the dephosphorization process of the next charge of the top-bottom blowing converter. The composition of such decarburized slag is mainly composed of CaO, SiO 2 and FeO t and contains 0.1% or more of P 2 O 5 .
その結果、脱炭スラグを構成する鉱物相は、主に、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5、2CaO・Fe2O3、及び、CaO・FeOtであることを確認した。これらの鉱物相の晶出挙動について、本発明者らはさらに鋭意検討したところ、脱炭吹錬後、スラグ温度が1100℃以上の条件において、脱炭スラグは固液共存状態であり、(A)P2O5濃度が相対的に高い、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5の固相の粒子と、(B)P2O5濃度が相対的に低い、CaO及びFeOtを主成分とする液相部分との固液共存状態にあることを発見した。そして、液相部分はFeOtを含有するために比重が重く、それと比較して2CaO・SiO2−3CaO・P2O5は比重が軽いため、時間の経過とともに、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5の固相の粒子は液相中で浮上することが期待できる。なお、スラグの凝固がスラグ表面から進行する場合(いわゆる皮張り現象)においては、表面の凝固完了部は2CaO・SiO2−3CaO・P2O5を主な鉱物相とし、凝固の進行とともに固液界面においてCaO、FeOtが液相側に排出され、下層の液相中のCaO、FeOt濃度が増大することとなる。 As a result, it was confirmed that the mineral phases constituting the decarburized slag were mainly 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 , 2CaO · Fe 2 O 3 , and CaO · FeO t . The inventors of the present invention further studied diligently about the crystallization behavior of these mineral phases, and after decarburization blowing, decarburization slag is in a solid-liquid coexistence state under the condition where the slag temperature is 1100 ° C. or higher (A ) 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 solid phase particles with relatively high P 2 O 5 concentration and (B) CaO and FeO t with relatively low P 2 O 5 concentration. It was discovered that the liquid phase part as a component is in a solid-liquid coexistence state. And since the liquid phase portion contains FeO t , the specific gravity is heavy, and 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 has a low specific gravity as compared with it, so as time passes, 2CaO · SiO 2 -3CaO · The solid phase particles of P 2 O 5 can be expected to float in the liquid phase. When solidification of slag proceeds from the surface of the slag (so-called skinning phenomenon), the solidified portion of the surface has 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 as the main mineral phase and solidifies as solidification progresses. CaO and FeO t are discharged to the liquid phase side at the liquid interface, and the CaO and FeO t concentrations in the lower liquid phase increase.
この結果に基づき、脱炭吹錬後、1100℃以上の条件で、時間の経過とともにスラグを高P2O5スラグからなる上層と低P2O5スラグからなる下層の2層に分離し、高P2O5スラグ(上層のスラグ)を転炉から系外に排出して、低P2O5スラグ(下層のスラグ)を転炉内に残留させることができれば、次チャージの脱りん反応の促進に有効であると考えた。すなわち、(1)式からわかるように、脱炭スラグを二層に分離することなく再利用する場合と比較して、高P2O5スラグを排滓することで系内のりんが減少するために、低P2O5スラグを用いて、新たな溶銑の脱りん吹錬を高効率で実施することが可能となる。また、系外に排出された高P2O5スラグは、P2O5を高濃度で含むことから、肥料として有価であり、製鋼スラグの高付加価値化という点でも好ましいものとなると考えられる。 Based on this result, after decarburization blowing, the slag was separated into two layers, an upper layer composed of high P 2 O 5 slag and a lower layer composed of low P 2 O 5 slag, over time at 1100 ° C. or higher. If high P 2 O 5 slag (upper slag) can be discharged out of the converter and low P 2 O 5 slag (lower slag) can remain in the converter, dephosphorization reaction of the next charge We thought that it was effective for promotion. That is, as can be seen from the equation (1), phosphorus in the system is reduced by rejecting high P 2 O 5 slag as compared with the case where the decarburized slag is reused without being separated into two layers. Therefore, it becomes possible to perform dephosphorization blowing of new hot metal with high efficiency using low P 2 O 5 slag. The high P 2 O 5 slag discharged to the outside of the system is considered since containing P 2 O 5 at high concentrations, it is valuable as a fertilizer, and which is preferable in terms of high value-added steel slag .
(脱炭スラグ分離による脱りん能について)
本発明者らは、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5の固相を相対的に多く含む高P2O5スラグと、CaO及びFeOtからなる液体を相対的に多く含む低P2O5スラグとを、1100℃以上で分離する方法として、比重分離法を適用することに想到した。2CaO・SiO2−3CaO・P2O5の固体粒子の比重は、CaO及びFeOtから構成される低P2O5液相の比重に対して小さいため、時間の経過とともに、固相の粒子は液相中で浮上することが期待できる。そのため、脱炭スラグは二相に分離し、上部が2CaO・SiO2−3CaO・P2O5の固相を相対的に多く含む高P2O5スラグとなり、下部が液相の低P2O5スラグとなる。このとき、(2)式に示す脱炭反応の進行により、スラグ/メタル界面からCOガスが発生するため、このガスによる更なる固液の分離促進が期待できる。(2)式中の下線を記した元素は、溶銑中の成分である。
C+O(g)→CO(g) (2)
(Dephosphorization ability by decarburization slag separation)
The present inventors have a high P 2 O 5 slag containing a relatively large amount of solid phase of 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 and a low P 2 containing a relatively large amount of a liquid composed of CaO and FeO t. As a method of separating O 5 slag at 1100 ° C. or higher, it has been conceived to apply a specific gravity separation method. Since the specific gravity of the solid particles of 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 is smaller than the specific gravity of the low P 2 O 5 liquid phase composed of CaO and FeO t , the solid phase particles with time Can be expected to surface in the liquid phase. Therefore, the decarburized slag is separated into two phases, the upper part becomes a high P 2 O 5 slag containing a relatively large amount of 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 solid phase, and the lower part is a low P 2 liquid phase. O 5 slag. At this time, CO gas is generated from the slag / metal interface due to the progress of the decarburization reaction shown in the formula (2), so that further promotion of solid-liquid separation by this gas can be expected. (2) The element which underlined in a formula is a component in hot metal.
C + O (g) → CO (g) (2)
そこで、本発明者らは、上記着想について確認実験を行った。ここで、転炉の傾転方向を示すため、転炉の出鋼孔が設けられた側(図1の左側)を「出鋼孔側」、その反対側(図2の右側)を「反出鋼孔側」と呼ぶこととする。転炉吹錬終了後、溶鉄を転炉から出鋼する前に、転炉を反出鋼孔側に傾転して、転炉炉口から、脱炭スラグの一部をスラグ鍋に排滓した。このとき、炉口から溶鉄が流れ出ないように転炉の傾転角度を調整している。そのため、炉口から排出されるスラグとしては、炉内の脱炭スラグのうち、上層側に位置したスラグが、下層側に位置したスラグよりも優先して排出されることが期待される。その後、転炉を出鋼孔側に傾転して溶鋼を転炉の出鋼孔から出鋼し、転炉内に残りの脱炭スラグを残留させた。次いで、この残留させたスラグの上に次チャージの溶銑を装入し、脱りん吹錬を実施した。転炉を出鋼孔側に傾転して、転炉炉口から脱炭スラグの一部をスラグ鍋に排滓してもかまわない。 Therefore, the present inventors conducted confirmation experiments on the above idea. Here, in order to indicate the tilting direction of the converter, the side (left side in FIG. 1) of the converter where the outgoing steel holes are provided is the “outside steel hole side” and the opposite side (right side in FIG. 2) is It will be called the “steel hole side”. After the converter is blown, before the molten iron is discharged from the converter, the converter is tilted toward the reaction steel hole, and a portion of the decarburized slag is discharged from the converter furnace to the slag pan. did. At this time, the tilt angle of the converter is adjusted so that molten iron does not flow out of the furnace port. Therefore, as slag discharged | emitted from a furnace port, it is anticipated that the slag located in the upper layer side among the decarburization slag in a furnace is discharged preferentially over the slag located in the lower layer side. Thereafter, the converter was tilted toward the outlet hole, and the molten steel was discharged from the outlet hole of the converter, leaving the remaining decarburized slag in the converter. Next, hot metal of the next charge was charged on the remaining slag, and dephosphorization blowing was performed. The converter may be tilted toward the outlet hole and a part of the decarburized slag may be discharged from the converter furnace port to the slag pan.
その結果、出鋼前に排滓したスラグ(排滓スラグ)のP2O5濃度は、出鋼後転炉内に残留させたスラグ(残留スラグ)のP2O5濃度と比較して高く、また、出鋼前に排滓したスラグ(排滓スラグ)のFeOt濃度は、出鋼後転炉内に残留させたスラグ(残留スラグ)のFeOt濃度と比較して低かった。この結果は、排滓前における転炉内の脱炭スラグ(排滓前スラグ)が、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5の固相を相対的に多く含む固液共存相のスラグ(上層部)と、CaO及びFeOtを主成分とする液相を相対的に多く含む固液共存相のスラグ(下層部)とに上下2層分離したため、もしくは、その分離中に、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5が相対的に多く存在する上部のスラグが優先して系外に排出されたためと推定される。さらに、当該試験により、転炉炉口から脱炭スラグの一部を排滓して、炉内に残留したスラグを用いて次チャージの脱りん吹錬を実施した場合は、転炉炉口からスラグの一部を排滓せずに、次チャージで脱りん吹錬を実施した場合と比較して、脱りん吹錬後の溶銑中のりん濃度が低く、上記プロセスによる脱りん反応が促進することが確認された。 As a result, the P 2 O 5 concentration of slag discharged before steel output (exhaust slag) is higher than the P 2 O 5 concentration of slag remaining in the converter after steel output (residual slag). in addition, FeO t concentration of slag (Haikasu slag) that Haikasu before tapping was lower compared to FeO t concentration of slag was remaining tapped after rolling furnace (residual slag). This result shows that the decarburization slag in the converter before slagging (slag before slag) is a slag of a solid-liquid coexisting phase containing a relatively large amount of 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 solid phase ( an upper layer portion), since the upper and lower layers separated into CaO and FeO t solid-liquid coexisting phase of the slag that contains relatively many liquid phase mainly composed of (lower portion), or, in the separation, 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 is the top of the slag present relatively large is presumed that discharged out of the system with priority. In addition, when a part of the decarburized slag was discharged from the converter furnace port and the next charge was dephosphorized and blown using the slag remaining in the furnace, the test was conducted from the converter furnace port. Compared to the case where dephosphorization blowing is carried out at the next charge without removing a part of the slag, the phosphorus concentration in the hot metal after dephosphorization blowing is low, and the dephosphorization reaction by the above process is promoted. It was confirmed.
ここで、排滓前に転炉内に存在する排滓前スラグ、炉口から一部排滓した排滓スラグ、炉内に残留した残留スラグはいずれも、排滓時のスラグ温度において固液共存状態である。そして、排滓時の温度において、排滓スラグは、排滓前スラグに比較して固相率が高く、残留スラグは、排滓前スラグに比較して固相率が低い。ここで、固相率が高いスラグとは、比較対象スラグ中に含まれる固相の平均的な質量割合に対して、固相の質量割合が大きいスラグを指す。また、固相率が低いスラグとは、比較対象スラグ中に含まれる固相の平均的な質量割合に対して、固相の質量割合が小さいスラグを指す。
これらスラグ中の固相及び液相の質量割合の導出は、例えば排滓前スラグの固相率、液相率については、採取された排滓前スラグの組成もしくは物質収支計算により計算された排滓前スラグ組成と、排滓時のスラグの温度とを用いて、熱力学平衡計算を行うことで導出することが可能である。排滓スラグ、残留スラグについても、それぞれのスラグの組成分析結果あるいは組成分析結果を援用した物質収支計算を用いて同様に固相率を算出することができる。なお、以下では、排滓スラグを「高P2O5スラグ」と呼称し、残留スラグを「低P2O5スラグ」と呼称することもある。
Here, slag before slag existing in the converter before slag, slag slag partially evacuated from the furnace port, and residual slag remaining in the furnace are all solid-liquid at the slag temperature at the time of slag. Coexistence state. And at the temperature at the time of waste, the waste slag has a higher solid phase ratio than the pre-rejection slag, and the residual slag has a lower solid fraction than the pre-rejection slag. Here, the slag having a high solid phase ratio refers to a slag having a large mass ratio of the solid phase with respect to the average mass ratio of the solid phase contained in the comparison target slag. Moreover, slag with a low solid-phase rate refers to slag with a small mass ratio of a solid phase with respect to the average mass ratio of the solid phase contained in comparison object slag.
The derivation of the mass ratio of the solid phase and the liquid phase in these slags is, for example, the solid phase ratio and liquid phase ratio of the slag before evacuation, with regard to the composition of the collected slag before evacuation or the calculation of the mass balance. It can be derived by performing thermodynamic equilibrium calculation using the pre-slag slag composition and the temperature of the slag at the time of discharge. As for the waste slag and residual slag, the solid fraction can be calculated in the same manner by using the composition analysis result of each slag or the material balance calculation using the composition analysis result. In the following, the waste slag is sometimes referred to as “high P 2 O 5 slag”, and the residual slag is sometimes referred to as “low P 2 O 5 slag”.
MURC法において、脱炭スラグのリサイクルについて、従来、脱炭吹錬後、溶鋼を出鋼後、スラグの一部を排滓し、炉内に残留させたスラグを次チャージの精錬に供することは行っていたが、出鋼後にスラグの一部を排滓する場合、出鋼を行っている時間だけ排滓するまで時間が経過し、その分スラグの温度が降下し流動性が悪くなる。且つ、出鋼後にスラグの一部を排滓する場合は、炉内に溶鋼がない状態で排滓するのでスラグが混練されやすい。更には、出鋼後に転炉炉口から行う排滓では、排滓時の転炉の傾動角度を大きくしなければならないため、炉内の全スラグが一度に排出される。その結果、本発明のように高P2O5スラグ、すなわち、比重の小さなスラグの上層部分のみを排滓することが非常に困難となる。出鋼後にスラグを高P2O5スラグと低P2O5スラグに分離しようとすると、特許文献6に記載のように、出鋼孔から低P2O5スラグをスラグ鍋に排出し、再度その低P2O5スラグを転炉に装入する作業が必要となり、きわめて煩雑となる。
それに対して本発明においては、脱炭吹錬後の脱炭スラグの一部を排滓するに際し、出鋼後ではなく、排滓を出鋼前に行うことにより、排滓スラグ中のP2O5含有量を高い含有量とし、残留スラグ中のP2O5含有量を低い含有量とすることがはじめて可能となった。
In the MURC method, after recycling of decarburized slag, conventionally, after decarburization blowing, after molten steel is discharged, part of the slag is discharged, and the slag left in the furnace is used for refining of the next charge. However, when a part of the slag is discharged after the steel is discharged, the time elapses until the steel is discharged for a time during which the steel is discharged, and the temperature of the slag is lowered correspondingly and the fluidity is deteriorated. In addition, when part of the slag is discharged after the steel is discharged, the slag is easily kneaded because the slag is discharged without any molten steel in the furnace. Furthermore, in the waste removal performed from the converter furnace port after steel output, the tilt angle of the converter at the time of discharge must be increased, so that all the slag in the furnace is discharged at once. As a result, it becomes very difficult to eliminate only the high P 2 O 5 slag, that is, the upper layer portion of the slag having a small specific gravity as in the present invention. When trying to separate the slag into high P 2 O 5 slag and low P 2 O 5 slag after steel output, as described in Patent Document 6, the low P 2 O 5 slag is discharged from the steel output hole to the slag pan, The operation of charging the low P 2 O 5 slag again into the converter is necessary, which is extremely complicated.
On the other hand, in the present invention, when a part of the decarburized slag after decarburization blowing is discharged, the discharge is performed not before the steel output but before the steel output, so that P 2 in the waste slag is removed. For the first time, it has become possible to make the O 5 content high and the P 2 O 5 content in the residual slag low.
ここまで、脱炭スラグを、高P2O5スラグと低P2O5スラグとに比重分離することができ、高P2O5スラグを排滓し、転炉に残留させた低P2O5スラグを再利用することで、次チャージの脱りん吹錬において、従来の方法よりも溶鉄中のりん濃度を低減することが可能であることを説明した。 So far, the decarburization slag, high P 2 O 5 and slag and a low P 2 O 5 slag can be gravity separation, high P 2 O 5 slag was Haikasu, low P 2 obtained by remaining in the converter It has been explained that by reusing O 5 slag, the phosphorus concentration in molten iron can be reduced in the dephosphorization blowing of the next charge as compared with the conventional method.
(転炉スラグのリサイクル方法について)
続いて、上記知見に基づき完成された、本実施形態に係る転炉スラグのリサイクル方法について、図2を参照しながら詳細に説明する。図2は、本発明の実施形態に係る製鋼の流れの一例を模式的に示した説明図である。
(Recycling method of converter slag)
Next, a method for recycling the converter slag according to the present embodiment completed based on the above knowledge will be described in detail with reference to FIG. Drawing 2 is an explanatory view showing typically an example of the flow of the steelmaking concerning the embodiment of the present invention.
本発明の実施形態に係る転炉スラグのリサイクル方法において、上底吹き転炉による精錬は、図1に示したような上底吹き転炉101を用いることができ、溶銑装入、脱りん吹錬、一次排滓、脱炭吹錬、スラグ二相分離、二次排滓、出鋼という一連の工程を有し、これらの工程が順次繰り返される。
In the converter slag recycling method according to the embodiment of the present invention, refining by the top bottom blowing converter can use the top
まず、図2の上段左[溶銑装入]に示すように、上底吹き転炉101に対し、溶銑鍋113から炉口102を通じて溶銑301が装入される。このとき、使用する上底吹き転炉101を用いた最初の精錬処理の場合、スラグ原料(図示せず。)が装入される。前チャージにおいて、本実施形態に係る転炉スラグのリサイクル方法が実施されていた場合は、低P2O5スラグ203が残留した上底吹き転炉101に対し、溶銑、スラグ原料が装入される。このときに装入される銑鉄は、溶銑のみであってもよいし、冷銑を含んでいてもよい。銑鉄に加えてスクラップを装入しても良い。
First, as shown in the upper left [hot metal charging] in FIG. 2, the
次に、図2の上段左から2番目[脱りん]に示すように、溶銑と精錬剤が装入された上底吹き転炉101において、炉底に設けられた羽口104から底吹きガス107を吹込みながら(図2では、羽口104及び底吹きガス107は図示せず。)、上吹きランス105から酸素を吹込み、溶銑の脱りん吹錬を行う。底吹きガス107は、目的の鋼材に応じて、酸素ガス、COガス、CO2ガス、窒素ガス、アルゴンガス、メタンガス、プロパンガス等を使用することができる。また、底吹きガスの流量は、求められる鋼材のりん含有量等に応じて適宜決定すればよい。脱りん後のスラグは、りんを多く含有するため、図2の上段右から2番目[一次排滓]に示すように、上底吹き転炉101を反出鋼孔側に傾転して炉口102からスラグ鍋115に排滓される(一次排滓)。
Next, as shown in the second [dephosphorization] from the upper left in FIG. 2, in the top-
続いて、図2の上段右[脱炭]に示すように、一次排滓後、転炉内の溶銑に生石灰等を添加し、炉底に設けられた羽口104から底吹きガス107を吹込みながら(図2では、羽口104及び底吹きガス107は図示せず。)、炉口102から挿入される上吹きランス105から炉内に向けて酸素ガスを吹き込み、脱炭吹錬を行う。かかる脱炭吹錬により、溶銑中の炭素は、COガス、及びCO2ガスとして炉口102から炉外に排出される。そして、かかる脱炭吹錬において、(1)式の反応が起こり、溶銑中に残存するりんが、脱炭スラグに移動する。
Subsequently, as shown in the upper right [decarburization] of FIG. 2, after the primary discharge, quick lime or the like is added to the hot metal in the converter, and the
脱炭吹錬終了後のスラグ(脱炭スラグ)は、図2の下段右[二相分離]に示すように、低P2O5スラグ203と、高P2O5スラグ205との二相に分離する。低P2O5スラグ203は、CaO及びFeOtを主成分とする液相を相対的に多く含むスラグであり、高P2O5スラグ205は、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5を相対的に多く含むスラグである。図3に、脱炭吹錬終了後の、溶鋼と脱炭スラグの様子を模式的に示す。前述したように、高P2O5スラグ205の比重は、低P2O5スラグ203の比重と比較して小さい。このため、脱炭吹錬終了後、高P2O5スラグ205は、低P2O5スラグ203の上部に形成される。このとき、上底吹き転炉101内の脱炭スラグの温度は、上底吹き転炉101上部に設けられた公知の温度計、例えば放射温度計等の温度計111(図2では図示せず。)により測定することができる。そして、温度計111によって測定された脱炭スラグの温度が、熱力学平衡計算により算出された脱炭スラグが高P2O5スラグ205と低P2O5スラグ203に分離する温度範囲にあるときに、高P2O5スラグ205がスラグ鍋115に排滓される。具体的には、図2下段右から2番目[二次排滓]に示すように、高P2O5スラグ205が上層に、低P2O5スラグ203が下層に分離した状態で、上底吹き転炉101を反出鋼孔側に傾転させ、炉口102からスラグの一部を排滓する。このとき、スラグの上層に位置する高P2O5スラグ205が優先的にスラグ鍋115に排滓される。このとき、例えば、公知の組成分析方法、又は、物質収支計算により転炉内の脱炭スラグ(排滓前スラグ)の組成を予め算出しておくことで、上記の熱力学平衡計算によって二次排滓時の温度範囲を決定することができる。
The slag after decarburization blowing (decarburization slag) is a two-phase of low P 2 O 5 slag 203 and high P 2 O 5 slag 205 as shown in the lower right [two-phase separation] in FIG. To separate. The low P 2 O 5 slag 203 is a slag containing a relatively large liquid phase mainly composed of CaO and FeO t , and the high P 2 O 5 slag 205 is 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5. It is a slag containing a relatively large amount. FIG. 3 schematically shows the state of molten steel and decarburized slag after completion of decarburization blowing. As described above, the specific gravity of the high P 2 O 5 slag 205 is smaller than the specific gravity of the low P 2 O 5 slag 203. Therefore, after completion of the decarburization blowing, high P 2 O 5 slug 205 is formed on top of the low P 2 O 5 slag 203. At this time, the temperature of the decarburized slag in the top
高P2O5スラグ205排滓時のスラグ温度は、P2O5の分離精度の観点から、1100℃以上1650℃未満であることが好ましい。スラグ温度が1100℃未満であると、P2O5を含まない相が固相として存在する割合が高くなり、次チャージに再利用できる低P2O5スラグ203の量が減少してしまう可能性がある。また、1650℃以上であると、晶出して固相となる2CaO・SiO2−3CaO・P2O5が減少し、上底吹き転炉101内に残す液相スラグに含有するP2O5量が増大して、次チャージにおける脱りん能が低下する。高P2O5スラグ205を排滓する時のスラグ温度は、1450℃以上1600℃未満であることが、より好ましい。
The slag temperature when discharging the high P 2 O 5 slag 205 is preferably 1100 ° C. or more and less than 1650 ° C. from the viewpoint of the separation accuracy of P 2 O 5 . If the slag temperature is less than 1100 ° C., the proportion of the phase containing no P 2 O 5 as a solid phase increases, and the amount of low P 2 O 5 slag 203 that can be reused for the next charge may be reduced. There is sex. Further, when the temperature is 1650 ° C. or higher, 2CaO · SiO 2 −3CaO · P 2 O 5 which is crystallized and becomes a solid phase is reduced, and P 2 O 5 contained in the liquid phase slag remaining in the top
また、上底吹き転炉101を反出鋼孔側に傾転させ、炉口102から、高P2O5スラグ205をスラグ鍋115に排滓する際、その排滓重量を、スラグ重量全体の10%以上とすることで、本発明の効果は好適に発現する。10%未満であれば、転炉内に、高P2O5スラグの多くが残留することになり、次チャージにおける脱りん能が低下する。その排滓重量は、スラグ重量全体の20%以上であることが、より好ましい。ただし、その排出量がスラグ全体の70%を超える場合、スラグ鍋中への溶鋼の流出や、次チャージに再利用できるスラグ重量が減少して、製鋼コストが悪化する可能性がある。従って、その排滓重量を、スラグ重量全体の75%以下とすることが、より好ましい。
Further, when the top
また、脱炭吹錬終了後30秒以上10分以内に、傾転させた上底吹き転炉101の炉口102から高P2O5スラグ205の排滓を開始することが好ましい。排滓開始が、脱炭終了後30秒より短いと、下層スラグにP2O5が多く残存した状態で、上層スラグを排滓することになり、次チャージに再利用するスラグの脱りん能が低下する可能性がある。また、排滓開始までの時間が長いほど、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5が晶出し、液相スラグとの分離が促進されるが、排滓開始のタイミングが脱炭吹錬終了後10分を超える場合、転炉の操業効率が低下するとともに、脱炭スラグ中のFeOtが溶鋼中の炭素によって還元され、脱炭スラグの脱りん能が低下することで復りん反応が進行する可能性がある。さらに、脱炭吹錬終了直後に生じるスラグフォーミングが収まり、固相スラグの排滓作業性が低下するために、多量の液相スラグが固相スラグとともに排滓されてしまい、スラグの再利用効率が低下する可能性がある。脱炭終了後、排滓開始までの時間は、60秒以上300秒以内であることがより好ましい。
Moreover, it is preferable to start the discharge of the high P 2 O 5 slag 205 from the
さらに、転炉吹錬終了後、高P2O5スラグ205の排滓を開始するまでの間、炉底に設けられた羽口104から底吹きガス107ガスを吹き込んでもよい。底部からガスを吹き込むことで、晶出する2CaO・SiO2−3CaO・P2O5粒子の浮上を促進させることが可能となり、二相分離をより促進させることができる。このときの底吹きガスは、脱炭後の溶鋼の成分に影響を及ぼすものでなければ特に制限されず、酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガス等を使用することができる。また、底吹きガス流量は、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5粒子の浮上を促進させることができれば、特段制限されない。15Nm3/ton/hr以上であると、溶鉄およびスラグが強撹拌され、かえって上記粒子の浮上を妨げる可能性がある。
Furthermore,
続いて、図2の下段左から2番目[出鋼]に示すように、上記排滓スラグ(高P2O5スラグ205)を排滓(前記二次排滓)した後、上底吹き転炉101を出鋼孔側に傾転し、残留スラグ(低P2O5スラグ203)を炉内に残留させたまま、出鋼孔103から取鍋117に溶鋼303を出鋼する。取鍋117の溶鋼は、下工程でさらに二次精錬処理等がなされる。
Subsequently, as shown in the second [left steel] from the lower left of FIG. 2, the waste slag (high P 2 O 5 slag 205) is discharged (secondary discharge) and then blown into the upper bottom. The
そして、図2の下段左[スラグ固め]に示すように、出鋼後、残留スラグ(低P2O5スラグ203)は、上底吹き転炉101内に残され、操業上必要であれば一部をさらに排滓し、精錬剤等の添加により固められる。このようにして、炉内に残留した低P2O5スラグ203は、次の吹錬に再利用され、以上の工程が順次繰り返される。なお、低P2O5スラグ203を固めずに、精錬剤、鉄スクラップ、型銑等を添加する場合や、脱りん吹錬時に精錬剤を添加する場合であっても、本発明の効果は発現する。
Then, as shown in the lower left [slag compaction] in FIG. 2, the residual slag (low P 2 O 5 slag 203) is left in the upper
(脱炭スラグ成分のより好ましい性状について)
本発明者らはさらに鋭意検討し、脱炭スラグ(残留スラグ)の成分が、次チャージの脱りん吹錬における脱りん反応速度に影響することを見出した。このときの脱炭スラグ成分の分析には、蛍光X線分析装置を用いた。分析に用いた脱炭スラグは、破砕して粒径を0.16mm以下とし、次いで磁力選別したものを用いた。
(About more preferable properties of decarburized slag components)
The present inventors have further intensively studied and found that the components of decarburized slag (residual slag) affect the dephosphorization reaction rate in the dephosphorization blowing of the next charge. A fluorescent X-ray analyzer was used for analysis of the decarburized slag component at this time. The decarburized slag used for the analysis was crushed to a particle size of 0.16 mm or less, and then magnetically selected.
(出鋼前に排滓する排滓スラグのP2O5濃度、FeOt濃度)
本発明者らは、上記検討により、出鋼前に排滓する排滓スラグ(以降、「出鋼前排滓スラグ」と記載する。)のP2O5濃度が3.0質量%以上好ましくは3.5質量%以上とすることで、出鋼後に転炉内に残留させた残留スラグ(以降、「リサイクルスラグ」と記載する。)は高い脱りん能を有することを確認した。同様に、出鋼前に排滓する排滓スラグのFeOt濃度が23質量%以下、好ましくは20質量%以下とすることで、リサイクルスラグは、高い脱りん能を有することを確認した。
(P 2 O 5 concentration and FeO t concentration of waste slag discharged before steel production)
Based on the above studies, the inventors of the present invention preferably have a P 2 O 5 concentration of 3.0% by mass or more of waste slag discharged before steel output (hereinafter referred to as “pre-output steel slag”). It was confirmed that the residual slag (hereinafter referred to as “recycled slag”) left in the converter after steel output has a high dephosphorization ability by setting the content to 3.5% by mass or more. Similarly, it was confirmed that the recycled slag has a high dephosphorization ability when the FeO t concentration of the waste slag discharged before steelmaking is 23 mass% or less, preferably 20 mass% or less.
これらの結果は、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5を主成分とするスラグと、CaO及びFeOtを主成分とするスラグとの分離精度に起因していると考えられる。すなわち、リサイクルスラグのP2O5濃度が3.0質量%より低い場合、もしくは、リサイクルスラグのFeOt濃度が23質量%より高い場合は、転炉炉口から脱炭スラグの一部を排滓しない場合と比較して、脱りん反応は十分に促進する。換言すると、リサイクルスラグのP2O5濃度が3.0質量%以上の場合、または、リサイクルスラグのFeOt濃度が23質量%以下の場合は、それぞれ、上記の場合と比較して、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5を主成分とするスラグと、CaO及びFeOtを主成分とするスラグの分離という点で、脱炭スラグの分離が不十分であったため、リサイクルスラグの脱りん能が十分には向上しないと推定される。 These results are considered to be due to the separation accuracy between the slag mainly composed of 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 and the slag mainly composed of CaO and FeO t . That is, when the P 2 O 5 concentration of the recycled slag is lower than 3.0% by mass, or when the FeO t concentration of the recycled slag is higher than 23% by mass, a part of the decarburized slag is discharged from the converter furnace port. The dephosphorization reaction is sufficiently accelerated as compared with the case of no hesitation. In other words, when the P 2 O 5 concentration of the recycled slag is 3.0% by mass or more, or when the FeO t concentration of the recycled slag is 23% by mass or less, respectively, 2CaO · Since separation of decarburized slag was insufficient in terms of separation of slag mainly composed of SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 and slag mainly composed of CaO and FeO t , dephosphorization of recycled slag It is estimated that the performance does not improve sufficiently.
(排滓スラグと残留スラグのP2O5濃度比較、FeOt濃度比較)
さらに、前記排滓スラグは、前記残留スラグと比較して高濃度のP2O5を含有することから、リサイクルスラグは、高い脱りん能を有することを確認した。(排滓スラグのP2O5/残留スラグのP2O5)質量比が1.2以上であると好ましい。1.5以上であるとさらに好ましい。
(Comparison of P 2 O 5 concentration and FeO t concentration of waste slag and residual slag)
Further, since the waste slag contains a higher concentration of P 2 O 5 than the residual slag, it was confirmed that the recycled slag has a high dephosphorization ability. (P 2 O 5 of P 2 O 5 / residual slag Haikasu slag) mass ratio is preferably a 1.2 or higher. More preferably, it is 1.5 or more.
さらに、前記残留スラグが含有するFeOtの濃度が、前記排滓スラグが含有するFeOt濃度に対して高いことから、リサイクルスラグは、高い脱りん能を有することを確認した。(残留スラグのFeOt/排滓スラグのFeOt)質量比が1.2以上であると好ましい。1.5以上であるとさらに好ましい。 Furthermore, the concentration of FeO t of the residual slag is contained in, because of high relative FeO t concentrations the Haikasu slag contains, recycling slag, it was confirmed to have a high dephosphorization capacity. Mass ratio (FeO t of FeO t / Haikasu slag residual slag) is preferably a 1.2 or higher. More preferably, it is 1.5 or more.
(出鋼前排滓スラグのP2O5/FeOt)
さらに、本発明者らは、上記検討により、出鋼前排滓スラグに含有している、P2O5と、FeOtとの質量比であるP2O5/FeOtを0.16以上とすることで、高い脱りん能が得られることを確認した。P2O5/FeOtが0.16より小さい場合、転炉上部から脱炭スラグの一部を排滓しない場合と比較して、脱りん反応は促進するものの、P2O5/FeOtが0.16以上の場合と比較して、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5を主成分とするスラグと、CaO及びFeOtを主成分とするスラグとの分離が不十分であったためリサイクルスラグの脱りん能が低下したと考えられる。
(P 2 O 5 / FeO t of waste slag before steel exit)
Furthermore, the present inventors have found that the above study, contains a tapped before Haikasu slag, and P 2 O 5, P 2 O 5 / FeO t 0.16 or more is a mass ratio of FeO t It was confirmed that a high dephosphorization ability was obtained. When P 2 O 5 / FeO t is smaller than 0.16, the dephosphorization reaction is promoted compared to the case where a part of the decarburized slag is not discharged from the upper part of the converter, but P 2 O 5 / FeO t Compared with the case of 0.16 or more, the separation between the slag mainly composed of 2CaO.SiO 2 -3CaO.P 2 O 5 and the slag mainly composed of CaO and FeO t was insufficient. It is thought that the dephosphorization ability of the recycled slag decreased.
(出鋼前排滓スラグのCaO/SiO2)
さらに、本発明者らは、上記検討により、出鋼前排滓スラグに含有しているCaOと、SiO2との質量比であるCaO/SiO2を3.9以上とすることで、高い脱りん能が得られることを確認した。CaO/SiO2が3.9より低い場合、転炉上部からスラグの一部を排滓しない場合と比較して、脱りん反応は促進するものの、CaO/SiO2(質量比)が3.9以上の場合と比較して、2CaO・SiO2−3CaO・P2O5を相対的に多く含むスラグと、CaO及びFeOtを主成分とする液相を相対的に多く含むスラグとの分離が不十分であったためリサイクルスラグの脱りん能が低下したと考えられる。
(CaO / SiO 2 of waste slag before steel exit)
Furthermore, the inventors of the present invention have achieved a high desorption by setting CaO / SiO 2 , which is a mass ratio of CaO and SiO 2 contained in the pre-steeling waste slag, to 3.9 or more by the above examination. It was confirmed that phosphorus ability was obtained. When CaO / SiO 2 is lower than 3.9, the dephosphorization reaction is promoted compared with the case where a part of the slag is not discharged from the upper part of the converter, but the CaO / SiO 2 (mass ratio) is 3.9. Compared with the above case, there is a separation between a slag containing a relatively large amount of 2CaO · SiO 2 -3CaO · P 2 O 5 and a slag containing a relatively large amount of a liquid phase mainly composed of CaO and FeO t. It is considered that the dephosphorization ability of the recycled slag was lowered because of insufficientness.
(スラグ成分制御方法)
上記のような出鋼前排滓スラグの含有成分は、吹錬に使用する精錬剤や、上吹きランス105から吹き込む酸素の流量、吹錬時間等により制御することができる。
(Slag component control method)
The components contained in the slag before steel exit as described above can be controlled by the refining agent used for blowing, the flow rate of oxygen blown from the
(まとめ)
以上説明したような転炉スラグのリサイクル方法により、製造コストを抑制しつつ、転炉の生産効率を悪化させずに、溶銑の脱りん材として、脱りん能を向上させた安価な脱炭スラグを利用することで、溶銑の脱りん反応を促進することができる。また、以上説明したような転炉スラグのリサイクル方法により、製鋼スラグの高付加価値化を図ることができる。
(Summary)
Low cost decarburization slag with improved dephosphorization performance as hot metal dephosphorization material without reducing the production efficiency of the converter while reducing the production cost by the method of recycling converter slag as described above By utilizing, dephosphorization reaction of hot metal can be promoted. Moreover, high added value of steelmaking slag can be achieved by the converter slag recycling method as described above.
(実施例1)
高炉から出銑され、KR(Kanbara Reactor)法において脱硫された溶銑を図1に示したような上底吹き転炉101に装入した。KR法は、溶銑鍋中でインペラを回転させ、脱硫剤を溶銑中に分散させ、分散粒と溶銑との界面、及び溶銑浴表面と浮上脱硫剤との界面で脱硫反応を生じさせる方法である。
次いで、この溶銑301に生石灰を炉口102から添加し、羽口104から底吹きガスとして窒素を主成分とするガスを所定の流量吹込みながら、上吹きランス105から炉口102を通じて所定の流量の酸素ガスを吹付けて脱りん吹錬を行った。その後、脱りん吹錬後のスラグを排滓し(一次排滓)、さらに炉内の溶銑に生石灰、スラグ原料を添加し、底吹きガスとして酸素を主成分とするガスを所定の流量吹込みながら、上吹きランス105から炉口102を通じて所定の流量の酸素ガスを吹付けて脱炭吹錬を行った。脱炭吹錬終了後、転炉を反出鋼孔側に傾転し、転炉の炉口から固相状態のスラグを含む、脱炭スラグの一部をスラグ鍋に排出した(以後、出鋼前排滓スラグと記載する。)。排滓開始直前に温度計111で計測した脱炭スラグ温度は1600℃であり、転炉吹錬終了から排滓開始までの時間は120秒であった。その後、溶鉄を転炉から出鋼し、排滓時に液相であった脱炭スラグ(リサイクルスラグと記載する。)を上底吹き転炉101内に残した。次いで、次チャージの溶銑として、高炉から出銑され、KR法において脱硫された[%P]=0.11〜0.13質量%の溶銑を、上底吹き転炉101内に装入し、上吹きランス105から酸素ガスを吹付けて脱りん吹錬を行った。ここで、[%P]は溶銑中のりんの質量%濃度を表す。
表1に、かかる脱りん吹錬時の実施条件、出鋼前排滓スラグ成分、リサイクルスラグ成分、及び次チャージ脱りん吹錬後の[%P]を示す。実施条件として、出鋼前排滓量/スラグ重量全体×100、出鋼前排滓スラグに含有される、FeOt、P2O5、P2O5とFeOtとの質量比P2O5/FeOt、及び、CaOとSiO2との質量比CaO/SiO2(すなわち塩基度)、並びに、リサイクルスラグに含有されるFeOt、及び、P2O5の質量%を示した。出鋼前排滓量には、排滓前後のスラグ鍋秤量値の差分から計算されたスラグの重量を用いた。スラグ重量全体(排滓前スラグ量)は、脱炭吹錬開始前に炉内に残留したスラグと脱炭吹錬において添加された精錬材の総重量である。ここで、残留したスラグの重量は、脱りん吹錬で用いた精錬材と、その吹錬中のメタル組成変化から計算した生成酸化物の総和である脱りんスラグの重量と、一次排滓したスラグのスラグ鍋秤量値の差分である。
表1中に示した出鋼前排滓スラグとリサイクルスラグの成分は、それぞれ排滓スラグと残留スラグの試料を採取し、蛍光X線分析(島津製作所製、MXF−2100)により測定した値を用いた。なお、同表中のNo.18〜20は、出鋼前に脱炭スラグの排滓を行わず、出鋼後もこのスラグを炉内に残留させ、転炉に溶銑を装入して脱りん吹錬を行った比較例である。
Example 1
The hot metal discharged from the blast furnace and desulfurized by the KR (Kanbara Reactor) method was charged into an upper
Next, quick lime is added to the
Table 1 shows the implementation conditions at the time of dephosphorization blowing, the waste slag component before leaving steel, the recycled slag component, and [% P] after the next charge dephosphorization blowing. As an execution condition, the amount of waste before slag / total slag weight × 100, the mass ratio P 2 O of FeO t , P 2 O 5 , P 2 O 5 and FeO t contained in the slag before slag 5 / FeO t and the mass ratio CaO / SiO 2 (that is, basicity) of CaO and SiO 2 and the mass% of FeO t and P 2 O 5 contained in the recycled slag are shown. The weight of slag calculated from the difference between the slag pan weighing values before and after slagging was used as the slagging amount before tapping. The total slag weight (the amount of slag before waste) is the total weight of the slag remaining in the furnace before the start of decarburization and the refining material added in the decarburization blow. Here, the weight of the remaining slag was primarily eliminated from the refining material used in the dephosphorization blowing and the dephosphorization slag, which is the sum of the generated oxides calculated from the metal composition change during the blowing. It is the difference of the slag pan weighing value of slag.
The components of waste slag before steel removal and recycled slag shown in Table 1 were obtained by taking samples of waste slag and residual slag, respectively, and measuring the values by fluorescent X-ray analysis (manufactured by Shimadzu Corporation, MXF-2100). Using. In addition, No. in the same table. Nos. 18 to 20 were comparative examples in which decarburization slag was not discharged before steel output, and this slag was left in the furnace after steel output, and hot metal was charged into the converter and dephosphorization blowing was performed. It is.
表1におけるNo.1〜17は、No.18〜20と比較して、次チャージ脱りん吹錬後の[%P]の濃度が低くなった。これは、出鋼前排滓スラグのP2O5濃度がリサイクルスラグのP2O5濃度に対して高く、脱りん反応の進行を阻害するP2O5を高濃度で含むスラグの一部を系外に排出したことで、リサイクルスラグのP2O5濃度が低減し、脱りん反応が促進したためであると考えられる。 No. in Table 1 1-17 are No.1. Compared with 18-20, the density | concentration of [% P] after the next charge dephosphorization blowing was low. This high P 2 O 5 concentration of tapping before Haikasu slag relative to P 2 O 5 concentration of recycling slag, a part of the slag containing P 2 O 5 to inhibit the progress of the dephosphorization reaction at high concentrations the by discharged out of the system, reduces the P 2 O 5 concentration of recycled slag is believed to be because the dephosphorization reaction is promoted.
また、No.3〜No.17は、No.1、及びNo.2に対して脱りん後の[%P]の濃度が低くなった。これは、スラグ排滓重量を、スラグ重量全体の10%以上としたことで、転炉内に、残留するリサイクルスラグ中のP2O5濃度が低下し、次チャージの脱りん反応が促進したためと考えられる。
また、No.6〜No.17は、No.5と比較して、次チャージの脱りん後の[%P]の濃度が低くなった。これは、リサイクルスラグのFeOt濃度が、出鋼前排滓スラグのFeOt濃度に対して高く、脱りん反応の進行に有利なFeOtを高濃度で含むリサイクルスラグを脱りん剤として用いたことで、No.5に比べて、脱りん反応が進行したと考えられる。
No. 3-No. 17 is No. 1 and no. The concentration of [% P] after dephosphorization was lower than 2. This is because the slag discharge weight was set to 10% or more of the total slag weight, so that the P 2 O 5 concentration in the recycle slag remaining in the converter decreased, and the dephosphorization reaction of the next charge was promoted. it is conceivable that.
No. 6-No. 17 is No. Compared to 5, the concentration of [% P] after dephosphorization of the next charge was lowered. This, FeO t concentration recycling slag, higher than the FeO t concentration of tapping before Haikasu slag was used recycled slag containing a high concentration of beneficial FeO t the progress of the dephosphorization reaction as dephosphorization agent No. Compared with 5, it is considered that the dephosphorization reaction has progressed.
さらに、No.7は、No.5及びNo.6と比較して、また、No.11は、No.3と比較して、脱りん後の[%P]の濃度が低くなった。出鋼前排滓スラグのP2O5濃度が3.0質量%以上であり、P2O5を高濃度で含む高P2O5スラグと、CaO及びFeOtを高濃度で含みP2O5の濃度が低い低P2O5スラグの分離が促進されたことで、より脱りん反応が促進したと考えられる。このNo.7は、出鋼前排滓スラグのP2O5濃度が3.5質量%と他の実施例と比較してP2O5濃度が相対的に高く、肥料用として付加価値が高いスラグであった。 Furthermore, no. No. 7 5 and no. In comparison with No. 6, 11 is No. Compared with 3, the concentration of [% P] after dephosphorization was lower. The P 2 O 5 concentration of the waste slag before steel leaving is 3.0% by mass or more, high P 2 O 5 slag containing P 2 O 5 at a high concentration, CaO and FeO t at high concentrations, and P 2 It is considered that the dephosphorylation reaction was promoted more by the separation of the low P 2 O 5 slag having a low O 5 concentration. This No. 7 is tapped before P 2 O 5 concentration of 3.5 wt% of Haikasu slag and compared to other embodiments P 2 O 5 concentration is relatively high, and a high slag added value as a fertilizer there were.
No.8は、出鋼前排滓スラグのP2O5濃度が3.2質量%、FeOt濃度が22質量%であり、No.7と比較して、さらに、脱りん後の[%P]の濃度が低くなった。また、No.12はFeOt濃度が23質量%であり、No.3と比較して脱りん後の[%P]が小さくなった。これは、高P2O5スラグと、CaO及びFeOtを高濃度で含みP2O5の濃度が低い低P2O5スラグとの分離がさらに進んだことで、脱りん反応が促進したと考えられる。 No. 8, P 2 O 5 concentration of 3.2 wt% of the tapping before Haikasu slag, a FeO t concentration of 22 wt%, No. Compared to 7, the concentration of [% P] after dephosphorization was further reduced. No. No. 12 has a FeO t concentration of 23 mass%. Compared to 3, [% P] after dephosphorization became smaller. This is a high P 2 O 5 slag of CaO and FeO t high concentrations include P 2 O 5 concentrations low P 2 O 5 the separation of the slag's more advanced low dephosphorization reaction promoted it is conceivable that.
No.9は、出鋼前排滓スラグのP2O5濃度が3.2質量%、P2O5/FeOt(質量比)が0.16であり、No.8と比較して、さらに、脱りん後の[%P]の濃度が低くなった。また、No.13は、出鋼前排滓スラグのP2O5/FeOtが0.17であり、No.3と比較して脱りん後の[%P]が小さくなった。これは、高P2O5スラグと、CaO及びFeOtを高濃度で含みP2O5の濃度が低い低P2O5スラグとの分離が促進され、脱りん反応が促進したと考えられる。 No. No. 9 has a P 2 O 5 concentration of 3.2% by mass and P 2 O 5 / FeO t (mass ratio) of the waste slag before steel removal of 0.16. Compared to 8, the concentration of [% P] after dephosphorization was lower. No. No. 13 has a P 2 O 5 / FeO t of the waste slag before steel removal of 0.17. Compared to 3, [% P] after dephosphorization became smaller. This is considered a high P 2 O 5 slag separation of CaO and FeO t includes a high concentration P 2 O 5 concentration is low a low P 2 O 5 slag is promoted, and dephosphorization reaction is promoted .
No.10は、出鋼前排滓スラグのP2O5濃度が3.3質量%、CaO/SiO2が4.2であり、No.8と比較して、さらに、脱りん後の[%P]の濃度が低くなった。また、No.15は、出鋼前排滓スラグのCaO/SiO2が4.0であり、これらは、高P2O5スラグと、CaO及びFeOtを高濃度で含みP2O5の濃度が低い低P2O5スラグとの分離が促進され、脱りん反応が促進したと考えられる。
さらに、No.14、16、17は、No.13に対して脱りん後の[%P]の濃度が低くなった。これはNo.14、16、17のスラグ排滓重量を、No.13に対して増やしたことで、転炉内に、残留するスラグ中のP2O5濃度が低下し、脱りん反応が促進したためと考えられる。
No. No. 10 has a P 2 O 5 concentration of 3.3% by mass and CaO / SiO 2 of 4.2 in the waste slag before steel leaving, Compared to 8, the concentration of [% P] after dephosphorization was lower. No. No. 15 has a CaO / SiO 2 ratio of 4.0% before the steel exit slag, which includes a high P 2 O 5 slag, a high concentration of CaO and FeO t and a low concentration of P 2 O 5. It is considered that separation from P 2 O 5 slag was promoted, and dephosphorization reaction was promoted.
Furthermore, no. Nos. 14, 16, and 17 are No. The concentration of [% P] after dephosphorization was lower than 13. This is no. No. 14, 16, 17 slag drainage weight, No. This is because the P 2 O 5 concentration in the slag remaining in the converter decreased and the dephosphorization reaction was promoted.
(実施例2)
溶銑の脱りん吹錬及び脱炭吹錬を実施し、出鋼前に脱炭スラグの一部を排滓し、上底吹き転炉101内に残したリサイクルスラグを用いて、次チャージの脱りん吹錬を行った。このとき、排滓開始直前に温度計111で計測した排滓スラグ温度、及び吹錬終了後排滓開始までの時間を変えた表2に示す条件で上記工程を実施した。表2に示す以外の条件は前記実施例1と同様である。なお、同表中のNo.5〜7は、出鋼前に脱炭スラグの排滓を行わず、出鋼後もこのスラグを炉内に残留させ、転炉に溶銑を装入して脱りん吹錬を行った比較例である。
(Example 2)
After dephosphorizing and decarburizing hot metal, a part of the decarburized slag was discharged before steel removal, and the recycle slag left in the upper
表2におけるNo.1〜4は、No.5〜7と比較して、脱りん後の[%P]の濃度が低くなった。これは、出鋼前排滓スラグのP2O5濃度がリサイクルスラグのP2O5濃度に対して高く、脱りん反応の進行を阻害するP2O5を高濃度で含むスラグの一部を系外に排出したことで、脱りん反応が促進したためであると考えられる。 No. in Table 2 1-4 are No.1. Compared with 5-7, the concentration of [% P] after dephosphorization was low. This high P 2 O 5 concentration of tapping before Haikasu slag relative to P 2 O 5 concentration of recycling slag, a part of the slag containing P 2 O 5 to inhibit the progress of the dephosphorization reaction at high concentrations It is thought that this was because the dephosphorization reaction was promoted by discharging the slag out of the system.
No.2及びNo.3は、排滓スラグ温度が1650℃以上であるNo.1と比較して脱りん後の[%P]の濃度が低くなった。これは、No.2、及びNo.3の排滓スラグ温度が1100℃以上1650℃未満であり、高P2O5スラグと、CaO及びFeOtを高濃度で含みP2O5の濃度が低い低P2O5スラグとの分離がさらに進んだことで、脱りん反応が促進したと考えられる。 No. 2 and no. No. 3 has a waste slag temperature of 1650 ° C. or higher. Compared with 1, the concentration of [% P] after dephosphorization was lowered. This is no. 2 and no. 3 Haikasu slag temperature is below 1650 ° C. 1100 ° C. or more, the separation of the high P 2 O 5 slag, and CaO and FeO t includes a high concentration P 2 O 5 concentration is low a low P 2 O 5 slag It is considered that the dephosphorization reaction was promoted by further progress.
さらに、No.2及びNo.3は、転炉吹錬終了後10分以降に転炉からスラグを排滓したNo.4と比較して、脱りん後の[%P]の濃度が低くなった。これは、転炉吹錬終了後10分以降に転炉からスラグを排滓したNo.4は、吹錬終了後からスラグ排滓開始までの間に復りん反応が進行し、溶鋼中の[%P]の濃度が上昇したためと考えられる。 Furthermore, no. 2 and no. No. 3 is No. 3 in which slag was discharged from the converter 10 minutes after the end of converter blowing. Compared to 4, the concentration of [% P] after dephosphorization was lower. This is the case where No. slag was discharged from the converter 10 minutes after the converter blowing. No. 4 is considered to be due to an increase in the concentration of [% P] in the molten steel due to the progress of the phosphorus recovery reaction after the end of blowing and the start of slag discharge.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
101 上底吹き転炉
102 炉口
103 出鋼孔
104 羽口
105 上吹きランス
107 底吹きガス
111 温度計
113 溶銑鍋
115 スラグ鍋
117 取鍋
201 スラグ
203 低P2O5スラグ
205 高P2O5スラグ
301 溶銑
303 溶鋼
101 Top
Claims (12)
前記排滓したスラグを「排滓スラグ」といい、前記転炉内に残したスラグを「残留スラグ」といい、
排滓スラグは同じ排滓時の温度において前記排滓前スラグよりも固相率が高く、残留スラグは同じ排滓時の温度において前記排滓前スラグよりも固相率が低い、請求項1または請求項2に記載の転炉スラグのリサイクル方法。 The slag present in the converter before the waste (hereinafter referred to as “slag before waste”) is in a solid-liquid coexistence state at the temperature at the time of waste,
The waste slag is called “exhaust slag”, and the slag left in the converter is called “residual slag”.
The solid waste rate of the waste slag is higher than that of the pre-drainage slag at the same waste temperature, and the residual slag is lower than the solid phase rate of the waste slag at the same waste temperature. Alternatively, the converter slag recycling method according to claim 2.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018087167 | 2018-04-27 | ||
JP2018087167 | 2018-04-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019194350A true JP2019194350A (en) | 2019-11-07 |
JP7151494B2 JP7151494B2 (en) | 2022-10-12 |
Family
ID=68469553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019004337A Active JP7151494B2 (en) | 2018-04-27 | 2019-01-15 | Method for recycling converter slag |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7151494B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115323099A (en) * | 2022-07-22 | 2022-11-11 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | Steelmaking method for recycling magnetic separation steel slag by converter |
CN115369212A (en) * | 2022-08-08 | 2022-11-22 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | Smelting method of ultra-low phosphorus steel |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62161912A (en) * | 1986-01-13 | 1987-07-17 | Kawasaki Steel Corp | Method for discharging slag during refining in converter |
JPS62164814A (en) * | 1986-01-14 | 1987-07-21 | Kawasaki Steel Corp | Slag discharging method in converter refining |
JPH05140627A (en) * | 1991-11-16 | 1993-06-08 | Nippon Steel Corp | Steelmaking method in converter |
JPH05247512A (en) * | 1992-03-04 | 1993-09-24 | Nippon Steel Corp | Method for dephosphorizing molten iron |
JPH07179921A (en) * | 1993-12-24 | 1995-07-18 | Nippon Steel Corp | Method for dephosphorizing molten iron |
-
2019
- 2019-01-15 JP JP2019004337A patent/JP7151494B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62161912A (en) * | 1986-01-13 | 1987-07-17 | Kawasaki Steel Corp | Method for discharging slag during refining in converter |
JPS62164814A (en) * | 1986-01-14 | 1987-07-21 | Kawasaki Steel Corp | Slag discharging method in converter refining |
JPH05140627A (en) * | 1991-11-16 | 1993-06-08 | Nippon Steel Corp | Steelmaking method in converter |
JPH05247512A (en) * | 1992-03-04 | 1993-09-24 | Nippon Steel Corp | Method for dephosphorizing molten iron |
JPH07179921A (en) * | 1993-12-24 | 1995-07-18 | Nippon Steel Corp | Method for dephosphorizing molten iron |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115323099A (en) * | 2022-07-22 | 2022-11-11 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | Steelmaking method for recycling magnetic separation steel slag by converter |
CN115323099B (en) * | 2022-07-22 | 2023-11-03 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | Steelmaking method for recycling magnetic separation steel slag by converter |
CN115369212A (en) * | 2022-08-08 | 2022-11-22 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | Smelting method of ultra-low phosphorus steel |
CN115369212B (en) * | 2022-08-08 | 2023-10-27 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | Smelting method of ultralow-phosphorus steel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7151494B2 (en) | 2022-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5408369B2 (en) | Hot metal pretreatment method | |
KR101359797B1 (en) | Method for reclaiming iron and phosphorus from steelmaking slag | |
JP6164151B2 (en) | Method for refining molten iron using a converter-type refining furnace | |
JP6421634B2 (en) | Manufacturing method of molten steel | |
JP2019194350A (en) | Recycling method of converter slag | |
JP5553167B2 (en) | How to remove hot metal | |
JP5408379B2 (en) | Hot metal pretreatment method | |
JP5895887B2 (en) | Desulfurization treatment method for molten steel | |
JP5489790B2 (en) | Hot metal desiliconization method | |
JP2008063645A (en) | Steelmaking method | |
JP4894325B2 (en) | Hot metal dephosphorization method | |
JP2003155516A (en) | Method for desulfurizing molten steel with ladle- refining | |
JP5341849B2 (en) | Manufacturing method of recycled slag | |
JP4661305B2 (en) | Hot metal decarburization refining method | |
JP6405876B2 (en) | Hot metal refining method | |
RU2566230C2 (en) | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal | |
JP4609010B2 (en) | Steel manufacturing method | |
JP5286892B2 (en) | Dephosphorization method of hot metal | |
JP2002105526A (en) | Method for dephosphorizing molten iron generating little non-slagging lime | |
JP3704267B2 (en) | Method for refining molten steel | |
JP2015178659A (en) | Desiliconization with recycling desiliconized slag, dephosphorization and decarbonization method | |
JP4854933B2 (en) | Refining method with high reaction efficiency | |
KR20140017178A (en) | Method for pre-treating pig iron | |
JP4218172B2 (en) | Method for refining molten iron alloy | |
JP3742543B2 (en) | Hot metal desulfurization method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210903 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220729 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220830 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220912 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7151494 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |