JP6599465B2 - 精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス - Google Patents
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Description
− 容器に、高温の金属と、任意選択的にスクラップとを装入する工程、
− 前記容器に、第1石灰組成物を装入する工程、
− 前記容器に、酸素を吹込む工程、
− 前記容器に装入された前記第1石灰組成物を用いてスラグを形成する工程、
− 高温の金属から脱リンして、リン成分を低減した精錬金属を形成する工程、及び
− リン成分を低減した前記精錬金属を排出する工程。
5FeO+4CaO+2P⇔4CaO.P2O5+5Fe
化合物i)は、ペブル石灰の形態を有するカルシウム−マグネシウム化合物であり、したがって、典型的に、天然の石灰石のか焼から生じ、且つ典型的に、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量が、前記カルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、70重量%以上、好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、特には95重量%以上である、
化合物ii)は、式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.uIに適合するカルシウム−マグネシウム化合物(式中、Iは、不純物を表し、前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、a、b及びuは各々、質量分率≧0且つ≦50重量%であり、x及びyは各々、質量分率≧0且つ≦100重量%であり、x+y≧50重量%である。)であり、前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、前記第2石灰組成物が、前記第2石灰組成物の全重量に基づいて、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量20重量%以上を有し、且つコンパクトの形態であり、各コンパクトが、カルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いて形成され、前記コンパクトが、シャッタテスト指数10%未満である、
化合物iii)は、式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.uIに適合する第1カルシウム−マグネシウム化合物(式中、Iは、不純物を表し、前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、a、b及びuは各々、質量分率≧0且つ≦50重量%であり、x及びyは各々、質量分率≧0且つ≦100重量%であり、x+y≧50重量%である。)であり、前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、1種の第2化合物が、B2O3、NaO3、TiO2、アルミン酸カルシウム、Ca2Fe2O5又はCaFe2O4等のカルシウムフェライト、金属鉄、CaF2、C、アルミニウムをベースとする酸化物、鉄をベースとする酸化物、マンガンをベースとする酸化物等の1種又は数種の酸化物、及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記第2石灰組成物が、前記第2石灰組成物の全重量に基づいて、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量20重量%以上を有し、且つコンパトの形態であり、各コンパクトが、カルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いて形成され、前記コンパクトが、シャッタテスト指数20%未満、好ましくは15%未満、より好ましくは10%未満を有する。
− レベル1:30℃及び相対湿度75%、絶対湿度は22.8g/m3となる;
− レベル2:40℃及び相対湿度50%、絶対湿度は25.6g/m3となる;
− レベル3:40℃及び相対湿度60%、絶対湿度は30.7g/m3となる;
− レベル4:40℃及び相対湿度70%、絶対湿度は35.8g/m3となる。
6トンのユニバーサル転炉を、1つの底羽口を有する標準BOFとして構成し、1つの酸素ノズルを備えた水冷式酸素ランスを使用した。
比較例1と同じ操作条件下で、熱処理した。上記転炉に、比較例1と同じ化学組成を有するスクラップ621kg;比較例1と同じ化学組成を有する10〜50mmのペブル石灰174kg;高温の金属4950kg(分析:高温の金属の全重量に対して、炭素3.70重量%、硫黄0.017重量%、ケイ素0.37重量%、マンガン0.47重量%及びリン0.078重量%)を装入した。酸素241Nm3を、金属浴に14分間かけて吹込んだ。
比較例1の転炉に、スクラップ材料508kg(分析:スクラップ材料の全重量に対して、マンガン1.14重量%、炭素0.25重量%、ケイ素0.26重量%、リン0.023重量%、銅0.24重量W%、ニッケル0.17重量%、クロム0.22重量%、鉄97.5重量%、硫黄0.014重量%、チタン0.04重量%、バナジウム0.01重量%及びモリブデン0.052重量%);一緒にコンパクト化された微粒子の石灰粒子を含み、シャッタテスト(指数)2.8%を示し、直径21mm及び平均厚さ15mmを示し、上記ペブル石灰と同じ化学組成を有する第1石灰組成物174kg;高温の金属4900kg(分析:高温の金属の全重量に対して、炭素3.74重量%、硫黄0.015重量%、ケイ素0.36重量%、マンガン0.32重量%及びリン0.075重量%)を装入した。
基準(の比較例1)に記載の転炉に、比較例1と同じ化学組成を有するスクラップ材料700kg;例1と同じ組成を有するコンパクト化石灰粒子から作製された第1石灰組成物58kgと比較例1におけるようなペブル石灰117kgとの混合物;高温の金属4950kg(分析:高温の金属の全重量に基づいて、炭素3.72重量%、硫黄0.015重量%、ケイ素0.28重量%、マンガン0.38重量%及びリン0.075重量%)を装入した。酸素255Nm3を、金属浴に15分間かけて吹込んだ。
基準(の比較例1)に記載の転炉に、比較例1と同じ化学組成を有するスクラップ材料700kg;例1に記載したようなコンパクト化微粒子の石灰粒子から作製された第1石灰組成物87kgと、一緒にコンパクト化され、1100℃で熱処理して酸化鉄の80%がカルシウムフェライト(主に、Ca2Fe2O5の形態における)に転化した酸化鉄及び石灰粒子を含み、シャッタテスト(指数)1.0%を示し、それぞれ直径が21mm厚さが15mmである第2石灰組成物97kg(第2石灰組成物の全重量に基づいて、CaO85重量%、MgO1重量%、Al2O30.2重量%、SiO20.7重量%、Fe2O310.5重量%、SO30.2重量%、P2O50.01重量%)との混合物;高温の金属4930kg(分析:高温の金属の全重量に基づいて、炭素3.70重量%、硫黄0.016重量%、ケイ素0.23重量%、マンガン0.340重量%及びリン0.076重量%)を装入した。255Nm3の酸素を、金属浴に15分間かけて吹込んだ。
比較例1におけるような転炉に、比較例1と同じ化学組成を有するスクラップ材料573kg;酸化マンガン及び酸化鉄をドープして、一緒にコンパクト化された生石灰粒子から作製され、シャッタテスト(指数)2.9%を示し、それぞれ直径21mm及び厚さ15mmである第1石灰組成物202kg(第1石灰組成物の全重量に基づいて、CaO82重量%、MgO1重量%、Al2O30.2重量%、SiO20.7重量%、Fe2O310.0重量%、MnO2.0重量%、SO30.2重量%、P2O50.01重量%);高温の金属4960kg(分析:高温の金属の全重量に対して、炭素3.60重量%、硫黄0.011重量%、ケイ素0.46重量%、マンガン0.45重量%及びリン0.076重量%)を装入した。4分間の吹込みの後、高温の金属の高いケイ素含有量を補償するために、酸化鉄及び酸化マンガンをドープした第1石灰組成物20kgを、転炉に添加した。酸素251Nm3を、金属浴に15分間かけて吹込んだ。
比較例1におけるような転炉に、比較例1におけるのと同じ化学組成を有するスクラップ材料520kg;例3にて使用した第2石灰組成物195kg;高温の金属4980kg(分析:高温の金属の全重量に対して、炭素3.74重量%、硫黄0.014重量%、ケイ素0.38重量%、マンガン0.44重量%及びリン0.074重量%)を装入した。酸素258Nm3を、金属浴に15分間かけて吹込んだ。酸素の流速は、17.0Nm3/分であり、基準(の比較例1)に記載したのと同じランスプログラムを使用した。
比較例1におけるような転炉に、今回は、石灰粒子と酸化鉄とのコンパクト化混合物を含む石灰組成物を熱処理せず、且つ、シャッタテスト(指数)2.5%を示すことを除いて、例5と同様に装入した。このようなアプローチにより、例4と同様の特性を示した。
Claims (18)
- − 容器に、高温の金属と、任意選択的にスクラップとを装入する工程、
− 前記容器に、第1石灰組成物を装入する工程、
− 前記容器に、酸素を吹込む工程、
− 前記容器に装入された前記第1石灰組成物を用いてスラグを形成する工程、
− 高温の金属から脱リンして、リン成分を低減した精錬金属を形成する工程、及び
− リン成分を低減した前記精錬金属を排出する工程、
を含む、精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセスであって、
前記第1石灰組成物が、生石灰及び/又はドライムである少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物を含み、前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、前記第1石灰組成物が、前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いてそれぞれ形成されているコンパクトの形態であり、
前記コンパクトが、シャッタテスト指数20%未満であることを特徴とし、
高温の金属からの前記脱リン工程により、リンを低減した前記精錬金属が、リンを低減した前記精錬金属の全重量に基づいて、リン含有量0.02重量%未満を示す程度まで、リン成分を低減した精錬金属が得られる、プロセス。 - 前記第1石灰組成物が、B2O3 、TiO2、アルミン酸カルシウム、Ca2Fe2O5又はCaFe2O4等のカルシウムフェライト、金属鉄、CaF2、C、アルミニウムをベースとする酸化物、鉄をベースとする酸化物、マンガンをベースとする酸化物及びこれらの混合物からなる群から選択される1種の第2化合物を含む、請求項1に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- 前記容器に、第1石灰組成物を装入する前記工程を、前記容器に、第2石灰組成物を装入する工程と同時に、又は別々に行う、請求項1又は2に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- 前記第2石灰組成物が、以下の化合物i)、化合物ii)及び/又は化合物iii)の間から選択される少なくとも1種の化合物を含む、請求項3に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス:
i)ペブル石灰の形態を有するカルシウム−マグネシウム化合物であって、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量が、前記カルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、70重量%以上であるカルシウム−マグネシウム化合物、
ii)式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.uIに適合するカルシウム−マグネシウム化合物(式中、Iは、不純物を表し、前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、a、b及びuは各々、質量分率≧0且つ≦50重量%であり、x及びyは各々、質量分率≧0且つ≦100重量%であり、x+y≧50重量%である。)であって、前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、前記第2石灰組成物が、前記第2石灰組成物の全重量に基づいて、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量20重量%以上を有し、前記第2石灰組成物が、前記カルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いてそれぞれ形成されているコンパクトの形態であり、前記コンパクトが、シャッタテスト指数10%未満である、カルシウム−マグネシウム化合物、及び
iii)式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.uIに適合するカルシウム−マグネシウム化合物(式中、Iは、不純物を表し、前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物の全重量に基づいて、a、b及びuは各々、質量分率≧0且つ≦50重量%であり、x及びyは各々、質量分率≧0且つ≦100重量%であり、x+y≧50重量%である。)であって、前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物が、粒子の形態であり、1種の第2化合物が、B2O3 、TiO2、アルミン酸カルシウム、Ca2Fe2O5又はCaFe2O4等のカルシウムフェライト、金属鉄、CaF2、C、アルミニウムをベースとする酸化物、鉄をベースとする酸化物、マンガンをベースとする酸化物及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記第2石灰組成物が、前記第2石灰組成物の全重量に基づいて、酸化物の形態におけるカルシウム及びマグネシウムの累積的含有量20重量%以上を有し、前記第2石灰組成物が、前記カルシウム−マグネシウム化合物のコンパクト化され且つ成形された粒子を用いてそれぞれ形成されているコンパクトの形態であり、前記コンパクトが、シャッタテスト指数20%未満を有する、化合物。 - リンを低減した前記精錬金属が、リンを低減した前記精錬金属の全重量に基づいて、リン含有量0.015重量%未満を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- コンパクトの形態を有する第1及び/又は第2石灰組成物の前記コンパクトが、シャッタテスト指数10%未満を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- コンパクトの形態を有する前記コンパクト化第1及び/又は第2石灰組成物が、2時間の、30℃における相対湿度75%(すなわち、絶対湿度22.8g/cm3)下でのレベル1の加速エージング試験後に、シャッタテスト指数20%未満を示す、請求項1から6のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- コンパクトの形態を有する前記コンパクト化第1及び/又は第2石灰組成物が、2時間の、40℃における相対湿度50%(すなわち、絶対湿度25.6g/cm3)下でのレベル2の加速エージング試験後に、シャッタテスト指数20%未満を示す、請求項1から7のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- コンパクトの形態を有する前記コンパクト化第1及び/又は第2石灰組成物が、2時間の、40℃における相対湿度60%(すなわち、絶対湿度30.7g/cm3)下でのレベル3の加速エージング試験後に、20%未満のシャッタテスト指数を示す、請求項1から8のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- コンパクトの形態を有する前記コンパクト化第1及び/又は第2石灰組成物が、2時間の、40℃における相対湿度70%(すなわち、絶対湿度35.8g/cm3)下でのレベル4の加速エージング試験後に、シャッタテスト指数20%未満を示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- 前記粒子が、7mm以下のサイズを有し、光学顕微鏡又は走査型電子顕微鏡によって観察でき、コンパクト化前に、粒子サイズd100が7mm以下である、請求項1から10のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- コンパクト化前の前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子が、3mm以下のd90を有する、請求項1から11のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- コンパクト化前の前記少なくとも1種のカルシウム−マグネシウム化合物の前記粒子が、1mm以下のd50を有する、請求項1から12のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- 前記コンパクトが、乾式ルートを介して微粒子を成形する方法から得られ、タブレット、圧縮化タブレット、ブリケット、小板(platelets)、ボール又はさらに「ソープバー(soap bar)」形状等の群から選択される、規則的かつ均一な形状を有する生成物であり、且つそのサイズが、10と100mmの間に含まれる、請求項1から13のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- 前記コンパクトが、少なくとも1gの、コンパクト当りの平均重量を有する、請求項1から14のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- 前記コンパクトが、200g以下の、コンパクト当りの平均重量を有する、請求項1から15のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- 前記コンパクトが、1.5g/cm3と3g/cm3の間に含まれる見かけ密度を有する、請求項1から16のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
- 前記コンパクトが、貫通孔を含む、請求項1から17のいずれか一項に記載の精錬プロセスの間に溶融金属から脱リンするプロセス。
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