JP2958848B2 - 溶銑の脱りん方法 - Google Patents

溶銑の脱りん方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は転炉内での溶銑の脱りん
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】製鋼トータルコストのミニマム化や低り
ん鋼化に関して、従来の溶銑脱りん方法として、(1)
トーピードカー内の溶銑に脱りん用フラックスをインジ
ェクションして予備脱りんを行う方法、(2)取鍋内の
溶銑に脱りん用フラックスをインジェクションもしくは
吹き付けを行い予備脱りんを行う方法、あるいは(3)
2基の転炉を用いて、一方で脱りんを行い、他方で脱炭
を行う方法(例えば、特開昭63−195210号公
報)が用いられている。
【0003】しかしながら、上記(1)、(2)、
(3)のいずれの方法も脱りん工程から脱炭工程に移る
際、溶銑の移し替えを必要とし、温度低下を余儀なくさ
れ、エネルギーロスが大きいという欠点がある。この問
題点を解決するために、特開平2−181989号公報
において、従来の多工程にわたる精錬機能を転炉に集約
し、溶銑のもつエネルギーロスを大幅に低減すると共
に、転炉前後工程の固定費(設備費、労務費)の大幅な
軽減を可能とする方法が提案されている。
【0004】図2はこのフローを示しているが、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
ス添加と酸素吹込みを行って脱りん精錬を施し、所定の
りん含有量まで低減させ、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、その後第四
工程として同一転炉にてフラックス添加と酸素吹錬によ
り、所定のC含有量まで脱炭を行い、第五工程として第
四工程で生成したスラグを該転炉内に残したまま出鋼し
て、再び第一工程へ戻り、前記第五工程までを繰り返し
実施する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の同一転炉を用い
て脱りん、脱炭工程を続けて行うプロセスを用いると、
脱りん工程から脱炭工程へ移る際のエネルギーロスを少
なくすることができ、この熱裕度拡大分は、第四工程に
おいてMn鉱石の多量還元に用いることができる。
【0006】ところが、第四工程で生成したスラグを第
一工程で使用するため、第四工程で生成したスラグ中の
酸化鉄、MnO濃度が高いと、脱りん反応が阻害される
という問題点があった。本発明は脱りん工程でのスラグ
組成の適正化を図り、脱りん反応の促進を図る方法を提
供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、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吹込みを行
って脱りん精錬を施し、所定のりん含有量まで低減さ
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、その後第四工程として同一転炉に
てフラックス添加と酸素吹錬により、所定のC含有量ま
で脱炭を行い、第五工程として第四工程で生成したスラ
グを該転炉内に残したまま出鋼して、再び第一工程へ戻
り、前記第五工程までを繰り返し実施する溶鋼製造法の
第二工程において、スラグ中のCaO/SiO2 を2.
5以下、且つ酸化鉄とマンガン酸化物濃度の和(T.F
e+MnO)を、15%≦(T.Fe+MnO)≦35
%とすることを特徴とする溶銑の脱りん方法を要旨とす
るものである。
【0008】
【作用】以下本発明を詳述する。本発明は溶銑予備処理
と脱炭とを集約して同一転炉によって操業される。即
ち、例えば図2に示すように炉底に脱りん、脱炭用フラ
ックスを吹込むための1個ないし複数個の底吹き羽口
と、出鋼孔と対面炉腹にスラグフォーミング用ガス吹込
み羽口を備えた上底吹き転炉に溶銑を装入し、前述の底
吹き羽口より生石灰粉をベースとしたフラックスを窒素
等の不活性ガスを搬送ガスとして吹込み脱りん処理を行
う。
【0009】この時、酸化鉄粉を生石灰粉に混合する
か、あるいは羽口を3重管構造とし、酸素ガスを同一羽
口を通して吹込むことにより、脱りん反応速度を高める
ことができる。もしくは、上吹きランスから酸素ガスを
吹付け、上方よりフラックスを投入、吹込み、吹付け等
の方法で添加して、生成スラグの酸化鉄濃度をコントロ
ールすることによっても、脱りんを促進することができ
る。
【0010】所定のりん含有量まで低下した時点で炉を
反出鋼側(排滓側)に傾動しスラグのみを排出させる。
排滓終了と共に直ちに炉を正立させ、副原料(耐火物保
護、復りん防止用生石灰、ドロマイト、鉄鉱石、Mn鉱
石等)を投入して通常の上底吹き脱炭精錬を行う。吹止
後、溶鋼は出鋼するが、スラグはそのまま炉内に残し、
次のチャージの脱りん用フラックスとして活用する。
【0011】ところで、同一転炉で脱りん、脱炭工程を
続けて行うと、脱りん工程から脱炭工程へ移る際のエネ
ルギーロスを少なくすることができ、脱炭工程において
多量のMn鉱石を添加して還元を行い、合金鉄コストの
削減が可能となる。しかしながら、特に多量のMn鉱石
を使用した場合には、生成したスラグ中のマンガン酸化
物濃度が高くなり、そのスラグを脱りん工程でリサイク
ルするために、脱りん反応が阻害されるという問題点が
生じ、Mn鉱石の添加量を低減せざるを得ないという問
題が発生した。
【0012】そこで本発明者らは、脱りん反応に及ぼす
スラグ組成の影響を詳細に調査した結果、Mn鉱石を多
量添加して脱りん反応が低下する場合は、酸化鉄濃度が
高く、酸化鉄濃度とマンガン酸化物濃度の和が35%を
超える場合であることを見出した。また(T.Fe+M
nO)が15%より少ない場合にも脱りん反応が進行し
ないことがわかり、脱りん反応を効率よく促進するに
は、スラグ中のCaO/SiO2 が2.5以下の条件で
は、酸化鉄とマンガン酸化物濃度の和(T.Fe+Mn
O)を、15%≦(T.Fe+MnO)≦35%になる
ように制御することが必要であることを見出した。これ
は、酸化鉄およびマンガン酸化物はともに溶銑中のりん
を酸化し、溶銑からスラグ中に除去する作用があるた
め、脱りん反応を促進するにはスラグ中の酸化鉄とマン
ガン酸化物濃度の和を少なくとも15%以上にする必要
があり、またスラグ中の酸化鉄とマンガン酸化物濃度の
和が35%を超えると、スラグ中に移行したりんを安定
化するのに必要なCaO濃度が減少し、脱りん反応が阻
害されるためである。
【0013】すなわち、スラグ中酸化鉄濃度が低い場合
には、マンガン酸化物は酸化鉄の代替として溶銑中のり
んを酸化する作用を有するため、脱りん反応を阻害せ
ず、(T.Fe+MnO)≦35%の範囲では、逆に脱
りん反応を促進する作用があるため、マンガン酸化物濃
度が高くても良い。しかし、スラグ中酸化鉄濃度が高い
場合には、マンガン酸化物濃度が低くても(T.Fe+
MnO)>35%となってしまい、脱りん反応が阻害さ
れてしまう。
【0014】以上のことからスラグ中のマンガン酸化物
濃度にあわせてスラグ中酸化物濃度を制御することによ
り、脱りん反応を効率よく進行させることが可能となる
ことが分かる。脱りん工程でのスラグ中の酸化鉄とマン
ガン酸化物濃度の制御は、具体的には例えば以下に示す
方法により行う。脱炭工程でのMn鉱石使用量および吹
止め時の溶鋼の炭素濃度および温度をもとに、脱炭スラ
グ中に残存したMn酸化物量を算出し、脱りん工程にて
酸化鉄等を含むフラックス量および上吹きランスからの
酸素ガス供給速度を調整することによりスラグ中の酸化
鉄濃度を制御し、酸化鉄とマンガン酸化物濃度の和
(T.Fe+MnO)を、15%≦(T.Fe+Mn
O)≦35%とする。
【0015】これにより、脱りん工程では脱りん反応を
促進しつつ、かつ脱炭工程では多量のMn鉱石を添加し
て還元を行うことができ、合金鉄コストの削減が可能と
なる。
【0016】
【実施例】4.5%のC、0.1%のP、0.3%のS
iを含む1350℃の溶銑を300t転炉に装入し、底
吹攪拌を行いながら、スラグのCaO/SiO2 が1.
5になるように生石灰をまた脱りん剤として鉄鉱石を添
加し、上吹き吹酸を行い脱りん処理を行った。その後、
生成スラグの70%を排出し、生石灰とMn鉱石を添加
し脱炭処理を行い、脱炭スラグを転炉内に残したまま出
鋼した。その後、再び上記成分の溶銑を転炉に装入し、
繰り返し脱りん処理と脱炭処理を行った。
【0017】脱炭工程で添加するMn鉱石量は、製造す
る鋼種により5〜30kg/tの範囲で添加した。そし
て脱炭工程でのMn鉱石使用量および吹止め時の溶鋼の
炭素濃度および温度をもとに、脱炭スラグ中に残存した
Mn酸化物量を算出し、脱りん工程にて鉄鉱石を含むフ
ラックス量および上吹きランスからの酸素ガス供給速度
および上吹きランス高さを調整することによりスラグ中
の酸化鉄濃度を制御し、酸化鉄とマンガン酸化物濃度の
和(T.Fe+MnO)を、15%≦(T.Fe+Mn
O)≦35%とした。また、比較として上記範囲から外
れる条件での操業も実施した。
【0018】図1に脱りん期の脱りん率とその時のスラ
グ中の酸化鉄とマンガン酸化物濃度の和との関係を示
す。スラグ中酸化鉄とマンガン酸化物濃度の和を15%
≦(T.Fe+MnO)≦35%に制御する操業を行っ
た場合には、安定して脱りん率が80%以上であるのに
対し、(T.Fe+MnO)<15%の場合および
(T.Fe+MnO)>35%の場合には、脱りん率が
極端に悪くなっていることがわかる。また酸化鉄とマン
ガン酸化物濃度の和(T.Fe+MnO)が15%≦
(T.Fe+MnO)≦35%から外れる操業を行った
場合、製品の所定のりん濃度を達成するために生石灰量
を増加する必要があり、生石灰原単位は5〜10kg/
t増加し、コスト増につながった。
【0019】また、酸化鉄とマンガン酸化物濃度の和
(T.Fe+MnO)を、15%≦(T.Fe+Mn
O)≦35%とする操業を行うことにより、安定した脱
炭期のマンガン鉱石の多量添加が可能となり、合金鉄の
コスト削減が可能となった。
【0020】
【発明の効果】スラグ中のCaO/SiO2 を2.5以
下、且つ酸化鉄とマンガン酸化物濃度の和(T.Fe+
MnO)を、15%≦(T.Fe+MnO)≦35%に
なるように制御することにより、脱りん工程では脱りん
反応を促進しつつ、かつ脱炭工程では多量のMn鉱石を
添加して還元を行うことができ、合金鉄コストの削減が
可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】脱りん処理後の脱りん率とスラグ中の酸化鉄と
マンガン酸化物濃度の和との関係を示す図である。
【図2】同一転炉による精錬プロセスの模式的説明図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 升光 法行 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株 式会社室蘭製鐵所内 (72)発明者 小泉 文夫 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株 式会社室蘭製鐵所内 (56)参考文献 特開 平5−247511(JP,A) 特開 平2−250913(JP,A) 特公 平4−80087(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21C 5/28 C21C 1/02 110

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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
    ックス添加と酸素吹込みを行って脱りん精錬を施し所定
    のりん含有量まで低減させ、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、その後第
    四工程として同一転炉にて脱炭を行い、第五工程として
    第四工程で生成したスラグを該転炉内に残したまま出鋼
    して、再び第一工程へ戻り、繰り返し上記工程を行う溶
    鋼製造法の第二工程において、スラグ中のCaO/Si
    2 を2.5以下、且つ酸化鉄とマンガン酸化物濃度の
    和(T.Fe+MnO)を、15%≦(T.Fe+Mn
    O)≦35%とすることを特徴とする溶銑の脱りん方
    法。
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