JP7477797B2 - 転炉精錬方法 - Google Patents
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Description
転炉の内部に溶銑を装入する、第1工程、
前記第1工程の後で、前記転炉内の前記溶銑に対して、第1フラックスを用いつつ1段階目の溶銑脱りんを行う、第2工程、
前記第2工程の後で、前記転炉内のスラグの少なくとも一部を前記転炉外に排滓する、第3工程、
前記第3工程の後で、前記転炉内に第2フラックスを追加したうえで2段階目の溶銑脱りんを行う、第4工程、
前記第4工程の後で、前記転炉内のスラグの少なくとも一部を前記転炉外に排滓する、第5工程、及び、
前記第5工程の後で、前記転炉内に第3フラックスを追加したうえで脱炭を行う、第6工程、
を備え、
前記第3フラックスがCaO源とSiO2源とを含み、
下記式(1)で定義される装入CaO/SiO2が3.0以上4.5以下である、
転炉精錬方法
を開示する。
C4:前記第2フラックスにおけるCaO換算量(kg)
C6:前記第3フラックスにおけるCaO換算量(kg)
S2:前記第1フラックスにおけるSiO2換算量(kg)
S4:前記第2フラックスにおけるSiO2換算量(kg)
S6:前記第3フラックスにおけるSiO2換算量(kg)
α3:前記第3工程における中間排滓率(%)
α5:前記第5工程における中間排滓率(%)
前記第6工程の後で、前記第6工程で生成したスラグを前記転炉内に残したまま出鋼を行う、第7工程、及び、
前記第7工程の後で、前記転炉内の前記スラグの推定P2O5成分量と、次ヒートの鋼のP成分目標値との少なくとも一方に基づいて、前記転炉内の前記スラグの全量を前記転炉内に残留させる処置、又は、前記転炉内の前記スラグの一部を前記転炉内に残留させつつその他を排滓する処置、のいずれかを選択して実行する、第8工程、
を備えていてもよく、
前記第8工程の後で、前記転炉内に前記スラグを残留させたまま、次ヒートの第1工程を行ってもよい。
C4:第2フラックス22におけるCaO換算量(kg)
C6:第3フラックス23におけるCaO換算量(kg)
S2:第1フラックス21におけるSiO2換算量(kg)
S4:第2フラックス22におけるSiO2換算量(kg)
S6:第3フラックス23におけるSiO2換算量(kg)
α3:第3工程における中間排滓率(%)
α5:第5工程における中間排滓率(%)
図1(A)に示されるように、第1工程においては、転炉100の内部に溶銑10を装入する。第1工程における条件は特に限定されるものではない。
図1(B)に示されるように、第2工程においては、第1工程の後で、第1フラックス21を用いつつ1段階目の溶銑脱りんを行う。第2工程における脱りんの条件は特に限定されるものではない。
図1(C)に示されるように、第3工程においては、第2工程の後で、転炉100内のスラグ31の少なくとも一部を転炉100外に排滓する。例えば、図1(C)に示されるように、転炉100を傾動させることでスラグ31を系外に流出させればよい。また、第3工程において、転炉100の底部から底吹きガスを継続的に吹き込むことで、スラグ31をフォーミングさせてもよい。これによりスラグ31の排滓がより容易となる。
図1(D)及び(E)に示されるように、第4工程においては、第3工程の後で、転炉100内に第2フラックス22を追加したうえで2段階目の溶銑脱りんを行う。第4工程における脱りんの条件は特に限定されるものではない。
図1(F)に示されるように、第5工程においては、第4工程の後で、転炉100内のスラグ32の少なくとも一部を転炉100外に排滓する。例えば、図1(F)に示されるように、転炉100を傾動させることでスラグ32を系外に流出させればよい。また、第5工程において、転炉100の底部から底吹きガスを継続的に吹き込むことで、スラグ32をフォーミングさせてもよい。これによりスラグ32の排滓がより容易となる。
図1(G)及び(H)に示されるように、第6工程においては、第5工程の後で、転炉100内に第3フラックス23を追加したうえで脱炭を行う。第6工程においては、第3フラックス23がCaO源及びSiO2源を含むこと、及び、上記式(1)が満たされることに特徴がある。それ以外の脱炭条件については特に限定されるものではない。
本開示の転炉精錬方法においては、図6(I)に示されるように、第6工程の後で、転炉100内の溶鋼13を転炉100外に出鋼してもよい。例えば、転炉100を傾動させて、転炉100の側部の出鋼口102から溶鋼12を流出させてもよい。
1.1 第1工程
前ヒートの脱炭スラグが残留している300tの上底吹き転炉内に、溶鉄及びスクラップを300tになるよう装入した。
第1工程の後で、CaOを含むフラックスを新たに炉内に投入し、1回目の脱りん吹錬を実施した。尚、1回目の脱りん吹錬に用いられる第1フラックスは、新たに炉内に投入されたCaOを含むフラックスと、前ヒートの脱炭スラグと、脱珪によって生じた脱珪スラグとを合わせたものに相当する。
第2工程の後で、転炉を傾動することで炉内のスラグの中間排滓を行った。このとき、中間排滓量を秤量器により測定した。測定した中間排滓量から中間排滓率を特定した。具体的には、地金分を補正した秤量器により計測した秤量値を、第2工程における装入物から事前に求めておいたスラグ量で除すことによって、第3工程における中間排滓率を求めた。
第3工程の後で、炉内に第2フラックスとしてCaOを含むフラックスを投入し、2回目の脱りん吹錬を実施した。
第4工程の後で、転炉を傾動することで炉内のスラグの中間排滓を再度行った。このとき、中間排滓量を秤量器により測定した。測定した中間排滓量から中間排滓率を特定した。地金分を補正した秤量器により計測した第5工程における中間排滓量を、第5工程におけるスラグ量で除すことによって、第5工程における中間排滓率を特定した。ここで、第3工程後に炉内に残留するスラグ量、すなわち、第2工程後における装入物から事前に求めておいたスラグ量から、地金分を補正した秤量器により計測した中間排滓量を差し引いた値に、第4工程で装入したフラックス量を加えた値を第5工程におけるスラグ量とした。
第5工程の後で、炉内に第3フラックスを投入して脱炭吹錬を実施した。ここで、下記(1)で示される装入CaO/SiO2が所定の値となるように、中間排滓率に応じてCaO源及びシリカ源の投入量を調整した。
C4:第2フラックスにおけるCaO換算量(kg)
C6:第3フラックスにおけるCaO換算量(kg)
S2:第1フラックスにおけるSiO2換算量(kg)
S4:第2フラックスにおけるSiO2換算量(kg)
S6:第3フラックスにおけるSiO2換算量(kg)
α3:第3工程における中間排滓率(%)
α5:第5工程における中間排滓率(%)
表1~3に示される条件にて第1工程~第6工程を行った。
表1~3に示される条件にて第1工程、第2工程、第3工程及び第6工程を行った。第4工程及び第5工程については省略した。
下記表4に、実施例1~5、比較例1~4の各々について、第4工程及び第5工程の有無、装入CaO/SiO2、脱炭スラグの実際の塩基度、脱炭中に滓化しなかったCaOの量(装入CaO/SiO2と脱炭スラグの実際の塩基度との差分から特定)、脱炭初期のスロッピングの有無、最終的に得られる溶鋼中のP濃度、一連の工程を経ることで系外に排出された総スラグ量(系外排出総スラグ量)、及び、一連の工程において新たに投入したCaOの総量を各々示す。尚、「系外排出総スラグ量」は、第3工程及び第5工程での中間排滓により炉外へ排滓したスラグの重量と、第6工程終了後に炉内スラグ量を上記表2の量になるように調整した際に炉外へ排滓されたスラグの重量との積算値とした。
(1)まず、実施例1、2と比較例1、4との比較から以下のことが分かる。すなわち、式(1)により算出した装入CaO/SiO2が4.5を超えたとしても、第6工程のスラグの分析値より求めた実塩基度(CaO/SiO2(質量比))は4.5超とはならない。これは、装入CaO/SiO2を4.5超とするとCaO量に対してSiO2量が相対的に不足するために、投入したCaOが滓化し難くなるためである。その結果、比較例1、4においては、滓化した一部のCaOのみが脱りん反応に寄与し、脱りん量は増加しなかった。むしろ、比較例1ではCaOの滓化が抑制された結果、脱りん量が低下した。また、比較例4では、CaOの滓化が抑制された分、系外排出総スラグ量や新規CaO量が増加した。一方、実施例1、2においては、第6工程においてSiO2源を投入して装入CaO/SiO2を4.5以下とすることで、滓化したCaOを増加させることができ、脱りん反応に寄与する有効なスラグ量を増大させることができた。結果、比較例1と比べて[%P]を低下させることができた。また、比較例4と比べて、系外排出総スラグ量や新規CaO量を低減することができた。
(2)実施例1、2と比較例2との比較から以下のことが分かる。すなわち、同程度の[%P](≒0.015)を溶製する場合、脱りん及び排滓を1段階のみ行った比較例2に対し、脱りん及び排滓を2段階で行った実施例1、2では、必要CaO量およびSiO源を適切に調整することで、系外排出スラグ量および必要CaO量を低減できた。
(3)実施例3、4と比較例3との比較から以下のことが分かる。すなわち、溶製負荷の高い[%P](≒0.010)を溶製する際も、脱りん及び排滓を2段階で行ったほうが、系外排出スラグ量および必要CaO量を低減できた。
(4)脱りん及び排滓を1段階のみ行い、且つ、[%P]を低下させるためにスラグ量を増加させた比較例3では、第6工程の際に転炉内に残留するスラグが多く、第6工程初期においてスロッピングが観察された。一方で、実施例1~4ではいずれもスロッピングは観察されなかった。
(5)実施例1~4と実施例5との比較から、第1フラックスとして前ヒートの脱炭スラグを用いた場合でも、用いない場合でも、同様の効果が奏されることが分かる。
11 1段階目の脱りん溶銑
12 2段階目の脱りん溶銑
13 溶鋼
21 第1フラックス
22 第2フラックス
23 第3フラックス
31 スラグ
32 スラグ
33 スラグ
100 転炉
Claims (4)
- 転炉の内部に溶銑を装入する、第1工程、
前記第1工程の後で、前記転炉内の前記溶銑に対して、塩基度CaO/SiO 2 が0.9以上1.4以下である第1フラックスを用いつつ1段階目の溶銑脱りんを行う、第2工程、
前記第2工程の後で、前記転炉内のスラグの40%以上70%以下を前記転炉外に排滓する、第3工程、
前記第3工程の後で、前記転炉内に第2フラックスを追加したうえで2段階目の溶銑脱りんを行う、第4工程、
前記第4工程の後で、前記転炉内のスラグの40%以上70%以下を前記転炉外に排滓する、第5工程、及び、
前記第5工程の後で、前記転炉内に第3フラックスを追加したうえで脱炭を行う、第6工程、
を備え、
前記第3フラックスがCaO源とSiO2源とを含み、
下記式(1)で定義される装入CaO/SiO2が3.0以上4.5以下である、
転炉精錬方法。
C4:前記第2フラックスにおけるCaO換算量(kg)
C6:前記第3フラックスにおけるCaO換算量(kg)
S2:前記第1フラックスにおけるSiO2換算量(kg)
S4:前記第2フラックスにおけるSiO2換算量(kg)
S6:前記第3フラックスにおけるSiO2換算量(kg)
α3:前記第3工程における中間排滓率(%)
α5:前記第5工程における中間排滓率(%) - 秤量器により、又は、排出スラグの体積に基づいて、前記第3工程又は前記第5工程における前記中間排滓率を少なくとも一度実測する、
請求項1に記載の転炉精錬方法。 - 前記第6工程において前記転炉内に追加される前記第3フラックスの量が、CaO換算で、8kg/ton-steel以上25kg/ton-steel以下である、
請求項1又は2に記載の転炉精錬方法。 - 前記第6工程の後で、前記第6工程で生成したスラグを前記転炉内に残したまま出鋼を行う、第7工程、及び、
前記第7工程の後で、前記転炉内の前記スラグの推定P2O5成分量と、次ヒートの鋼のP成分目標値との少なくとも一方に基づいて、前記転炉内の前記スラグの全量を前記転炉内に残留させる処置、又は、前記転炉内の前記スラグの一部を前記転炉内に残留させつつその他を排滓する処置、のいずれかを選択して実行する、第8工程、
を備え、
前記第8工程の後で、前記転炉内に前記スラグを残留させたまま、次ヒートの第1工程を行う、
請求項1~3のいずれか1項に記載の転炉精錬方法。
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