JP6460265B2 - 転炉吹錬方法 - Google Patents
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Description
(1)上底吹き転炉へ、Si濃度が0.15質量%以下、かつ、P濃度が0.09質量%以上の溶銑を装入し、CaO粉及びFe2O3粉の混合粉であってCaO分(CaO質量+CaCO 3 質量×0.56)とFe2O3分(Fe 2 O 3 質量+FeO質量)との質量比が9:1〜6:4であり、かつCaO、CaCO3、FeO、及びFe2O3の合計が95質量%以上である混合粉を、流量1.5〜3.0Nm3/min/溶銑tonの酸素ガスと共に上吹きし、上吹き中において、前記混合粉中のCaO分の上吹き量を10〜15kg/溶銑tonとし、前記CaO分の供給速度を1.5〜3.0kg/min/溶銑tonとして、溶鉄中のC濃度が2.5質量%以上である間に前記混合粉の上吹きを終了するようにし、前記混合粉の上吹きが終了した後も前記酸素ガスの上吹きを継続してC濃度が0.3質量%以上の溶鋼を製造することを特徴とする転炉吹錬方法。
(2)前記混合粉の最大粒径を0.15mm以下とすることを特徴とする(1)に記載の転炉吹錬方法。
(3)前記上吹き中において、さらにCO2ガスを0.05〜0.3Nm3/min/溶銑ton底吹きすることを特徴とする(1)または(2)に記載の転炉吹錬方法。
まず、高炉から出銑されたP濃度が0.1質量%程度の溶銑に対して脱珪処理を施し、溶銑中のSi濃度を0.01〜0.15質量%以下にした。その後、上底吹き転炉を用いて吹錬を行った。吹錬工程では、まず、脱珪処理された溶銑を上底吹き転炉へ装入し、その後、吹錬終了時の溶鋼温度を1670±5℃にすべく、温度調整剤としてFe2O3を96質量%含有する鉄鉱石を適宜添加した。次に、粒径が0.15mm以下のCaO粉のみもしくはCaO粉にFe2O3粉及びAl2O3粉のどちらかまたは両方をO2ガスに混合して上吹きした。
初めに、本発明の課題が「少ないスラグ量で、溶銑段階から吹錬を中断することなく、高いC濃度かつ低いP濃度の溶鋼を製造する転炉吹錬方法を提供すること」であることに鑑みて、吹錬終了時点でのC濃度とP濃度をC:0.85〜0.99質量%でP≦0.020質量%(溶鋼温度は1670±5℃)に統一し、CaO粉及びFe2O3粉の混合粉を上吹きする終了時点の溶鉄中のC濃度を2.5〜3.6質量%の範囲として、CaO粉及びFe2O3粉の混合粉を上吹き酸素ガスと共に溶鉄中のC濃度が所定の濃度の条件を満たしている間上吹きし、その後もO2ガスのみを上吹きし続けて、溶鋼を製造した。
このとき、「溶銑中Si濃度の影響、CaO粉及びFe2O3粉の混合粉の組成の影響、上吹き酸素ガスの流量の影響、上吹き中における混合粉中のCaO分の上吹き量の影響、前記CaO分の供給速度の影響」を確認した。
このとき、特に断らない限り、溶銑中Si濃度:0.05質量%、CaO粉及びFe2O3粉の混合粉中のCaO分とFe2O3分との質量比を4:1、混合粉中のCaO分は10〜15kg/溶銑ton、1.5〜3.0kg/min/溶銑tonの速度、O2ガス流量2.0〜2.5Nm3/min/溶銑tonに統一した。また、混合粉を上吹きする終了時点の溶鉄中のC濃度は、酸素源(酸素ガス、酸化鉄、等)供給量と溶銑成分(炭素、シリコン)の酸化に必要な酸素量との関係(但し、操業経験から予想される酸素利用効率を考慮する)から計算によって求めた。
本発明例1〜3では、Si濃度を脱珪処理により0.01〜0.15質量%まで下げた溶銑を上底吹き転炉に装入し、Fe2O3を96質量%含有する鉄鉱石6.3kg/溶銑tonを上置き添加した。そして、流量が2.5Nm3/min/溶銑tonのO2ガスと共にCaO分とFe2O3分とを質量比で4:1とした混合粉(混合粉中のCaOは15kg/溶銑ton)を上吹きした。このとき、混合粉中のCaO分の上吹き速度を2.5kg/min/溶銑tonとして上吹きし、混合粉の上吹きを終了した後も同一酸素流量で脱炭吹錬した。その結果、溶銑中のSi濃度が0.15%以下で、処理後の溶鋼中のP濃度を目標値である0.020質量%以下にすることができると確認できた。
本発明例4〜6では、Si濃度を脱珪処理により0.05質量%まで下げた溶銑を上底吹き転炉に装入し、Fe2O3を96質量%含有する鉄鉱石6.3〜7.5kg/溶銑tonを上置き添加した。そして、流量が1.5〜3.0Nm3/min/溶銑tonのO2ガスと共にCaO分とFe2O3分とを質量比で4:1とした混合粉(混合粉中のCaO分は10〜15kg/溶銑ton)を上吹きした。このとき、混合粉中のCaO分の上吹き速度を1.5〜2.5kg/min/溶銑tonとして上吹きし、混合粉の上吹きを終了した後も同一酸素流量で脱炭吹錬した。その結果、上吹きO2ガスの流量が1.5〜3.0Nm3/min/溶銑tonで、処理後の溶鋼中のP濃度を目標値である0.020質量%以下にすることができると確認できた。
本発明例7〜9及び比較例1〜4では、Si濃度を脱珪処理により0.05質量%まで下げた溶銑を上底吹き転炉に装入し、Fe2O3を96質量%含有する鉄鉱石0〜8.3kg/溶銑tonを上置き添加した。そして、流量が2.5Nm3/min/溶銑tonのO2ガスと共に、CaO粉のみ15kg/溶銑tonまたは20kg/溶銑ton、もしくは混合粉中のCaO分は15〜20kg/溶銑tonとし、CaO分とFe2O3分との比率を変えた混合粉を、CaO粉または混合粉中のCaO分の上吹き速度を2.0〜2.5kg/min/溶銑tonとして上吹きし、CaO粉または混合粉の上吹きを終了した後も同一酸素流量で脱炭吹錬した。その結果、混合粉におけるCaO分とFe2O3分との質量比が9:1〜6:4である場合には、処理後の溶鋼中のP濃度を目標値である0.020質量%以下にすることができた。
比較例5では、CaO、Fe2O3及びAl2O3の混合粉を用い、表1に示す条件で吹錬を行ったところ、処理後の溶鋼中のP濃度は目標に達しなかった。この場合、スラグ中において火点で生成されるCaO−FeO−Al2O3融体は融点が低く、非常に流動性が高い。そのため、混合粉を上吹きしている間は非常に脱りん反応が効率良く進行する。しかしながら、その後の脱炭吹錬中に溶鉄の温度が上昇していくと、混合粉を上吹きしていた時に生成されたスラグが溶融し始めて、顕著に復りんしてしまったと考えられる。
本発明例10、11及び比較例6では、Si濃度を脱珪処理により0.05質量%まで下げた溶銑を上底吹き転炉に装入し、Fe2O3を96質量%含有する鉄鉱石6.3〜8.0kg/溶銑tonを上置き添加した。そして、流量が2.5〜3.5Nm3/min/溶銑tonのO2ガスと共にCaO分とFe2O3分とを質量比で4:1とした混合粉(混合粉中のCaOは8〜15kg/溶銑ton)を、混合粉中のCaO分の上吹き速度を1.5〜2.5kg/min/溶銑tonとして上吹きし、混合粉の上吹きを終了した後も同一酸素流量で脱炭吹錬した。その結果、混合粉中のCaO分が10〜15kg/溶銑tonであれば、処理後の溶鋼中のP濃度を目標値である0.020質量%以下にすることができた。
本発明例12〜14、比較例7〜8では、Si濃度を脱珪処理により0.05質量%まで下げた溶銑を上底吹き転炉に装入し、Fe2O3を96質量%含有する鉄鉱石6.3〜7.5kg/溶銑tonを上置き添加した。そして、流量が2.0〜2.5Nm3/min/溶銑tonのO2ガスと共にCaO分とFe2O3分とを質量比で4:1とした混合粉(混合粉中のCaOは15kg/溶銑ton)を、混合粉中のCaO分の上吹き速度を1.3〜3.5kg/min/溶銑tonとして上吹きし、混合粉の上吹きを終了した後も同一酸素流量で脱炭吹錬した。その結果、混合粉中のCaO分の上吹き速度が1.5〜3.0kg/min/溶銑tonであれば、処理後の溶鋼中のP濃度を目標値である0.020質量%以下にすることができた。
次に、上記のStep1で確認したことを踏まえて、上底吹き転炉へ、Si濃度が0.15質量%以下、かつ、P濃度が0.09質量%以上の溶銑を装入し、CaO粉及びFe2O3粉の混合粉であってCaO分とFe2O3分との質量比が9:1〜6:4である混合粉を、流量1.5〜3.0Nm3/min/溶銑tonの酸素ガスと共に上吹きし、上吹き中において、前記混合粉中のCaO分の上吹き量を10〜15kg/溶銑tonとし、前記CaO分の供給速度を1.5〜3.0kg/min/溶銑tonとした条件下において、
溶鉄中のC濃度が所定濃度以上である間に前記混合粉の上吹きを終了するようにする効果と、前記混合粉の上吹きが終了した後も前記酸素ガスの上吹きを継続してC濃度が0.3質量%以上でP濃度が0.020%以下の溶鋼を製造することが安定して可能かどうかを確認した。なお、Step1の吹錬と同様に、処理後の溶鋼温度を調整するためにFe2O3を96質量%含有する鉄鉱石3.6〜7.5kg/溶銑tonを上置き添加した。
この調査においては、上記した共通条件に加えて、処理後の溶鋼中のC濃度を0.80〜1.00質量%に統一した。この調査の対象とした、本発明例4,6、12、13,17,18では、いずれも処理後のP濃度が0.020質量%以下を達成することができた。
この調査においては、上記した共通条件に加えて、混合粉の上吹きを終了する時点での溶鋼中のC濃度を3.0質量%または3.1質量%に統一した。この調査の対象とした、本発明例15〜18では、Si濃度を脱珪処理により0.05質量%まで下げた溶銑を上底吹き転炉に装入し、Fe2O3を96質量%含有する鉄鉱石6.3kg/溶銑tonを上置き添加した。そして、流量が2.5Nm3/min/溶銑tonのO2ガスと共にCaO分とFe2O3分とを質量比で4:1とした混合粉(混合粉中のCaOは15kg/溶銑ton)を、混合粉中のCaO分の上吹き速度を2.5kg/min/溶銑tonとして上吹きし、混合粉上吹き終了後も同一酸素流量で脱炭吹錬した。その結果、処理後の溶鋼中のC濃度が0.3〜1.0質量%の範囲で、処理後の溶鋼中のP濃度を目標値である0.020質量%以下にすることができることが分かった。
溶銑中のSi濃度を脱珪処理により0.05質量%まで下げた溶銑を上底吹き転炉に装入し、Fe2O3を96質量%含有する鉄鉱石6.3kg/溶銑tonを上置き添加した。そして、流量が2.5Nm3/min/溶銑tonのO2ガスと共にCaO分とFe2O3分とを質量比で4:1とした混合粉(混合粉中のCaOは15kg/溶銑ton)を、混合粉中のCaO分の上吹き速度を2.5kg/min/溶銑tonとして上吹きし、混合粉の上吹きを終了した後も同一酸素流量で脱炭吹錬した。混合粉の上吹き終了時点での溶鉄中のC濃度は3.1質量%だった。また、処理中は炉底に設置した羽口からCO2ガスを0.1Nm3/min/溶銑ton吹き込み続けた。
溶銑中のSi濃度を脱珪処理により0.05質量%まで下げた溶銑を上底吹き転炉に装入し、Fe2O3を96質量%含有する鉄鉱石8.3kg/溶銑tonを上置き添加した。そして、流量が2.5Nm3/min/溶銑tonのO2ガスと共にCaO分とFe2O3分とを質量比で4:1とした混合粉(混合粉中のCaOは20kg/溶銑ton)を、混合粉中CaO分の上吹き速度を1.5kg/min/溶銑tonとして上吹きし、混合粉上吹き終了後も同一酸素流量で脱炭吹錬した。混合粉の上吹き終了時点での溶鉄中のC濃度は2.2質量%だった。また、処理中は炉底に設置した羽口からCO2ガスを0.1Nm3/min/溶銑ton吹き込み続けた。
Claims (3)
- 上底吹き転炉へ、Si濃度が0.15質量%以下、かつ、P濃度が0.09質量%以上の溶銑を装入し、CaO粉及びFe2O3粉の混合粉であってCaO分(CaO質量+CaCO 3 質量×0.56)とFe2O3分(Fe 2 O 3 質量+FeO質量)との質量比が9:1〜6:4であり、かつCaO、CaCO3、FeO、及びFe2O3の合計が95質量%以上である混合粉を、流量1.5〜3.0Nm3/min/溶銑tonの酸素ガスと共に上吹きし、上吹き中において、前記混合粉中のCaO分の上吹き量を10〜15kg/溶銑tonとし、前記CaO分の供給速度を1.5〜3.0kg/min/溶銑tonとして、溶鉄中のC濃度が2.5質量%以上である間に前記混合粉の上吹きを終了するようにし、前記混合粉の上吹きが終了した後も前記酸素ガスの上吹きを継続してC濃度が0.3質量%以上の溶鋼を製造することを特徴とする転炉吹錬方法。
- 前記混合粉の最大粒径を0.15mm以下とすることを特徴とする請求項1に記載の転炉吹錬方法。
- 前記上吹き中において、さらにCOガスまたはCO2ガスを0.05〜0.3Nm3/min/溶銑ton底吹きすることを特徴とする請求項1または2に記載の転炉吹錬方法。
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