JP4084527B2 - 転炉吹錬方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉製鋼法において吹錬吹止めにて〔Ｍｎ〕濃度の高い鋼を良好なＭｎ残留率で得るための転炉吹錬方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の高Ｍｎ鋼の需要に伴い、転炉での吹錬吹止めにて〔Ｍｎ〕濃度を高くし、良好なＭｎ残留率を確保する技術が求められている。そのため、炉内生成スラグを極少化することが必要であり、滓化性のよい副原料、もしくは滓化性を向上させる供給方法が重要である。従来から滓化性を向上させるためには脱Ｐ能を向上させる目的から、例えば、特開昭５８−６１２１１号公報において提案されている方法などがある。そこでは、鋼浴攪拌が過大な高炭素鋼の溶鋼の脱Ｐ反応を進行させるスラグの生成方法として、上吹用ランスより純酸素と同時に生石灰粉を鋼浴表面に吹きつけることで、酸素と鋼浴が反応する高温火点域（一般には２５００℃以上と言われている。）に生石灰粉が供給されることになり、その結果滓化が促進される方法が提案されている。
【０００３】
また同様に、滓化性を向上させるために脱Ｐ能を上げるという目的から特開平２−１８２８２０号公報に開示されたように、装入溶銑として予備処理で脱Ｐした低Ｐ溶銑を使用すると共に、転炉吹錬末期における脱炭反応最盛期の末期から脱炭反応減衰初期の区間内でスラグ融点上昇物質として、生石灰、軽焼ドロマイト等のＣａＯ、ＭｇＯを多量に含有する物質を添加し、溶融スラグを固体又は半溶融状態とした後で所定の〔Ｃ〕濃度まで脱炭することで良好なＭｎ歩留まりで吹止め〔Ｍｎ〕濃度の高い鋼を安価に溶製する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように従来の技術では依然としてＭｎ残留率が不十分であり、所望のの吹止め〔Ｍｎ〕濃度が得られない実情にあり、実転炉操業においては更なるＭｎ合金削減が求められていると同時に、スラグボリュームのミニマム化、および投入フラックスの滓化促進に向けての一層の技術開発が追求されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決すると共に、期待される上述の種々の目標レベルを達成するもので、予め予備脱リン（Ｐ）された溶銑を吹錬する上吹き転炉製鋼法において、精錬後の溶鋼中のＭｎ残留率を最適値とするために、上吹き酸素を吹き込むランスより生石灰粉を吹錬フラックスとして転炉内へ吹き込み、かつ吹錬中に前記生石灰粉吹き込みを吹錬時の酸素原単位で３０〜４０Ｎｍ ³ ／ｔのタイミングとし、更に前記生石灰粉吹き込み速度を１．４〜１．６ｋｇ／ｔ／ｍｉｎの条件で実施することで予備処理銑のＭｎ還元を行うことを特徴とする転炉吹錬方法である。
【０００６】
なお、本発明において、Ｍｎ残留率とは、吹錬中の炉内Ｍｎ分の総和（溶銑から供給される分と吹錬中に投入されるＭｎ鉱石中に含有されるＭｎ分の合計）に対する吹止め時点でのＭｎ値の比を意味し、生石灰粉は従来から滓化性良好とされるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図１および図２に基づいて詳細に説明する。図１は、Ｍｎ残留率（％）と吹錬酸素原単位（Ｎｍ³ ／ｔ）との関係を示す図であり、図２は、Ｍｎ残留率（％）と吹き込み速度（ｋｇ／ｔ／ｍｉｎ）との関係を示す図である。
まず、転炉精錬において転炉に装入されたＭｎ含有物質は、スラグ−メタル間の分配を保つために吹錬中に溶鋼中のＭｎ残留率は上昇する、すなわち、Ｍｎ鉱石の還元が進行していくことになる。ところが、このＭｎ還元は吹錬初期から脱炭反応最盛期まで進行し、この期間中の溶銑中の〔Ｍｎ〕は漸次上昇し、吹錬末期の脱炭減衰期では逆に溶銑中の〔Ｍｎ〕は酸化されてスラグ中に移行する現象が発生し、溶銑中〔Ｍｎ〕が低下する傾向にある。そこで、吹錬終了前の溶銑Ｍｎの低下が始まる直前の最も溶銑中の〔Ｍｎ〕濃度の高い状態に粉体生石灰を吹錬フラックスとして炉内へ吹き込む。具体的には図１に示すように、吹錬中に酸素原単位：３０〜４０Ｎｍ³ ／ｔのタイミングで上吹き酸素ランスから前記生石灰粉を吹き込むことにより、吹き込まれた生石灰粉はスラグ中に迅速に溶解し、スラグ塩基度の急激な上昇を可能にすることになる。これを、Ｍｎ残留率（縦軸）と吹錬酸素原単位（横軸）により整理すると、図１に示すような関係になる。すなわち、吹錬酸素原単位が３０〜４０Ｎｍ³ ／ｔの範囲でＭｎ残留率が最も高いピークを示し、更に、その僅かな範囲外の位置、吹錬酸素原単位：２６Ｎｍ³ ／ｔの位置、および４２Ｎｍ³ ／ｔの位置で変曲点が見いだされた。
【０００８】
上述した各数値の最適範囲を外れた場合には、Ｍｎ残留率が低下するが、これは酸素原単位が低い側では温度が上昇していないためである。そもそも、この反応系が有する還元反応速度が遅いことにより、酸素原単位が高い側では反応系がもつ還元反応速度が速いために、吹錬終了まで残り時間が少なくなり、結果的に最適レベルまで吹止めＭｎが上がらなくなる。
【０００９】
一方、Ｍｎ残留率は生石灰粉の吹き込み速度とも関係があり、図２に示すように、１．４〜１．６ｋｇ／ｔ／ｍｉｎの生石灰粉の吹き込み速度条件で吹き込んだ時に、Ｍｎ残留率が最も高いピークを示すことも分かった。この吹き込み速度とは単位時間当たりの吹き込み原単位量である。そして、前記範囲を外れる、吹き込み速度：１．３５ｋｇ／ｔ／ｍｉｎ、および１．６２ｋｇ／ｔ／ｍｉｎで変曲点が見いだされた。
【００１０】
スラグ塩基度が上昇するということは、Ｍｎ等の酸化物の活量を低下、すなわち溶鋼中のＭｎを高く保つだけでなく、スロッピィングによるスラグの炉外への排出を防止する方向でもある。上吹き酸素ランスから吹き込む生石灰粉は、滓化速度を向上させるために有効な物質である。そして、上述した各数値の最適範囲を外れた場合には、Ｍｎ残留率が低下するのは吹込み速度が低い側では滓化速度不十分なためであり、一方、吹込み速度が高い側では粉体供給律速域を外れているからである。
【００１１】
このように、本発明は、吹錬中に所定の酸素原単位近傍で生石灰粉吹き込み量および吹き込み速度を適切な数値で制御することにより、スラグ塩基度を急激に上昇させることでスラグの粘性を上げ、ＭｎＯ活量を低下させることでＭｎ残留率を向上させることができる。
【００１２】
【実施例】
３５０トン転炉を用い、実施例として表１に示すようにＣ、Ｍｎ，Ｐ，Ｓ量のそれぞれ相違する３種類の溶銑を準備し、また、比較例として４種類のＣ、Ｍｎ，Ｐ，Ｓ量のそれぞれ相違する溶銑を準備した。更に従来例をも併せて付記した。これらの溶銑に対し、吹錬酸素原単位：１５〜６０Ｎｍ³ ／ｔ、供給速度：１．１〜１．９ｋｇ／ｔ／ｍｉｎ、ガス流量：１８５０〜２０５０Ｎｍ³ ／ｈｒ、Ｍｎ鉱石投入量：１０〜１５ｋｇ／ｔ、生石灰粉：３〜４ｋｇ／ｔの範囲内で変化させて吹錬を実行した。その結果、表１のＭｎ残留率（％）に示すように、本発明における実施例では比較例に比して数％高いＭｎ残留率が得られ、精錬後の溶鋼中のＭｎ含有量は比較例よりも１０〜２０％程度高いレベルのＭｎ含有量が得られていることが分かる。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は予備処理された溶銑を用いて吹錬を実施するに際して吹錬中に生石灰粉を酸素と共に吹き込むことで生石灰の滓化向上に伴い、スラグボリュームが減少し、その結果、Ｍｎ残留率を向上させることが可能で、更に、高Ｍｎ鋼の製造が可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｍｎ残留率（％）と吹錬酸素原単位（Ｎｍ³ ／ｔ）との関係を示す図。
【図２】Ｍｎ残留率（％）と吹き込み速度（ｋｇ／ｔ／ｍｉｎ）との関係を示す図。

Claims (1)

1. 予め予備脱リン（Ｐ）された溶銑を吹錬する上吹き転炉製鋼法において、精錬後の溶鋼中のＭｎ残留率を最適値とするために、上吹き酸素を吹き込むランスより生石灰粉を吹錬フラックスとして転炉内へ吹き込み、かつ吹錬中に前記生石灰粉の吹き込みを吹錬時の酸素原単位で３０〜４０Ｎｍ³／ｔのタイミングとし、更に前記生石灰粉吹き込み速度を１．４〜１．６ｋｇ／ｔ／ｍｉｎの条件で実施することで予備処理銑のＭｎ還元を行うことを特徴とする転炉吹錬方法。

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