JPH0277516A - 製鋼過程で発生する製鋼スラグの処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、製綱スラグ、特に取鍋スラグの処理法に関し
、より詳しくは、再生処理を行うことなく直接精錬炉に
再装入する、取鍋スラグの処理方法に関する。

（従来の技術） 製鋼過程で必然的に発生する製鋼スラグは、従来は主と
して費用をかけて陸上に廃棄するか、海上に投棄して埋
立てに利用していた。しかしながら、最近は取鍋スラグ
に再生処理を行って精錬炉に再装入し、その有効利用を
図ることが行なわれ始めている。

例えば、転炉などでの鋼の精錬においては、脱リン、脱
硫を目的とした副原料としてフラックス（媒溶剤）を添
加するため、いわゆる精錬スラグが生成する。製鋼過程
の終点である出鋼工程においては、通常はこのスラグの
流入を抑制しながら溶鋼を取鍋に流出させるため、取鍋
内での復リン防止および溶鋼保温を目的として、取鍋内
に生石灰などのフラックスを再び添加することが行われ
ている。

このように出鋼時にを鍋内にフラックスとして生石灰を
添加する製鋼法により生じた取鍋スラグを有効利用する
方法が、特開昭６１−１９４１０７号に開示されている
。この方法では取鍋から溶鋼を払い出した後に、回収し
た取鍋スラグを冷却、破砕および磁選処理して脱リン、
脱硫用の副原料として再生し、これを再び精錬炉に添加
して精錬炉における滓化を促進させ、副原料の原単位低
減を図っている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記の従来法においては、取鍋スラグを
製鋼副原料（脱リン、脱硫用）として有効に再利用する
ことに着眼したため、取鍋スラグを冷却、破砕および磁
選処理して、副原料として再生させている。この方法に
は次の二つの問題点がある。

第一に、現状では、取鍋スラグの廃棄および役人生石灰
に要する費用に比べて、この方法による再生処理に要す
る費用の方が高く、再利用がかえってコストアップをも
たらす結果となる。

第二に、破砕及び磁選処理中に発生する粉塵が工場内外
の環境衛生上の問題を起こす。

ここに、本発明の目的は、精錬に要するフラックス原単
位の低減に加えて、取鍋スラグに含まれるメタル分の回
収をも図ることができ、しかも従来法の上記問題点をい
ずれも解消することができる方法を提供することである
。

（課題を解決するための手段） 前述の従来法における二つの問題点は、取鍋スラグを再
生のために冷却、破砕および磁選処理するために生ずる
ことから、本発明者らはこれらの工程を省略することに
着目し、取鍋スラグを従来法のように副原料として再利
用するのではなく、全体として製鋼原料として再利用す
るという別の発想に基づき、取鍋スラグを直接精錬炉に
再装入することについて検討した。

酸素上・底吹転炉において実験した結果、取鍋スラグを
直接精錬炉へ再装入することによって、精錬炉における
フラックス原単位が低減すると共に、取鍋スラグに含ま
れるメタル分が回収されて出鋼歩留りが向上することを
確認した。すなわち、従来のように脱リン、脱硫用の副
原料ではなく、全体として製鋼原料とするという発想の
転換によって、取鍋スラグの直接再装入により従来の製
鋼コストを大幅に低減できることを見出した。

さらに、取鍋スラグの精錬炉への再装入は、安全面や高
温対策上の問題から、スラグを成る程度冷却してから行
うことが好ましいが、この冷却をスクラップ等の冷却材
を入れた排滓鍋（ノロ鍋）に取鍋スラグを排滓すること
により行うことで、取鍋スラグの熱損失を抑えながら短
時間に冷却することができることをも見出し、本発明を
完成した。

なお、本発明の方法では、取鍋スラグを破砕セずに直接
再利用するために、粉塵による環境衛生上の問題は発生
しない。

ここに、本発明の要旨とするところは、精錬炉から取鍋
への出鋼に際して熔綱トン当り１〜１０ｋｇのフラック
スを取鍋内に添加して復リン防止と溶鋼保温を図り、次
いで取鍋から溶鋼を払い出した後に残る取鍋スラグを精
錬炉に直接再装入することを特徴とする、製鋼過程で発
生する製鋼スラグの処理法である。

本発明の好適態様によれば、前記取鍋スラグを精錬炉に
再装入する前に、これを精錬炉に装入可能なスクラップ
などの冷却材と接触させて冷却しておく。

このように、本発明は、取鍋スラグ全体を製鋼原料とし
て理解することにより初めて可能となったものであり、
このスラグを副原料と位置づけた従来法とは全く異なる
着想に基づく。そのため、本発明では、従来法では不可
欠であった取鍋スラグの再生処理がなく、従来法の問題
点も同時に解決されたのである。

（作用） 次に、添付図面によって本発明をさらに具体的に説明す
る。

第１１は本発明に係る方法の各工程ｆａｔ〜（ｆｌを示
す略式説明図である。

＋ａ＋工程において、精錬炉である転炉１から取鍋２に
出鋼された溶鋼３には、出鋼時に合金鉄、脱酸剤および
フラックスが投入され、成分の調整と復リン防止および
溶鋼温度低下の防止が図られる。

この工程自体は周知であり、従来と同様に実施できる。

フラックスとしては生石灰が好ましいが、その他のフラ
ックス（例、ドロマイト）も使用できる。フラックスの
添加量は、転炉から取鍋に流入した精錬スラグの量や綱
の脱酸状態によっても異なるが、例えば粒度１０〜３０
０のものを溶鋼トン当たり１〜１０眩投入する。

次いで、取鍋内の溶鋼は（ｂｌ工程（鋳込み工程）でタ
ンデイシュ４へ払い出され、図示のように連続鋳造法あ
るいは造塊法により鋳型に流出させる。

この際、取鍋２内に残った取鍋スラグ５は（ｃｌ工程で
ノロ鍋６などに排滓される。この取鍋スラグ５は、その
ままあるいは冷却後、工程（ｄｌで運搬車７によって運
ばれ、工程＋８１で精錬炉（転炉）８に例えばスクラッ
プシュートから再装入され、製鋼原料として利用される
。すなわち、取鍋スラグの再装入の前に、その再生処理
は行わない。

取鍋内において、添加されたフラックスはプリメルトの
状態にある。取鍋スラグは、このフラックスに脱酸生成
物（ＡＱｚｏｓ　、Ｓｉｎｇ、ＭｎＯ等）や取鍋に流入
した精錬スラグが混合して生成した複合スラグである。

取鍋スラグの代表的な組成を次に示す。

この組成および後述する実施例からも明らかなように、
本発明により、再生処理を省略して精錬炉に取鍋スラグ
を直接再装入しても、滓化促進効果および脱リン、脱硫
能は充分に維持されるため、精錬炉における生石灰原単
位の低減に充分寄与する。

加えて、本発明の方法では、精錬炉に直接再装入された
取鍋スラグがメタル分を含有しており、これが鋼中に移
行することにより出鋼歩留まりも向上する。また、本発
明の方法では、スラグ中のメタル分が製鋼原料として有
効利用されるため、取鍋からタンデイシュへのｉ＠鋼の
払い出しを早めに終了させることによりスラグ中のメタ
ル含有量が多くなっても、メタル分の損失にはならない
。

そのため、高品質の鋼を容易に製造することができる。

本発明の方法による精錬炉への取鍋スラグの再装入量は
、約１０〜２０ｋｇ／　を程度が好ましい９通常は取鍋
スラグの全量を精錬炉に戻すことができるが、取鍋スラ
グの生成量あるいはその組成によっては一部のみを精錬
炉に再装入し、残りは他用途に向けるか、廃棄する。

このように、取鍋スラグを精錬炉で再利用する場合、精
錬炉におけるスラグの冷却能を考慮すると、再装入時の
スラグ温度が高いほど有利であり、出鋼歩留まりの向上
効果も大きくなる。その意味では、ノロ鍋６に排滓され
た取鍋スラグ５は、冷却せずに直ちに熱滓状態で精錬炉
に再利用することが好ましい。

しかし、取鍋スラグの温度があまりに高いと、例えばス
クラップシュートから精錬炉に再装入する際に、雨天時
には水蒸気爆発などの危険性があり、またシュートなど
の装入経路および計重機の防熱対策も必要となる。した
がって、実際の操業においては、これらの問題点を考慮
して、取鍋スラグを成る程度冷却してから、精錬炉に再
装入することが有利である。

取鍋スラグは、溶鋼を払い出してから排滓鍋に排滓され
た直後はまだ溶融状態であり、そのまま自然冷却で放熱
させる場合には冷却に長時間を要する。したがって、排
滓鍋の回転率が低下し、徘滓鍋数を増加させなければな
らない。さらに、冷却中に高温に曝されるため排滓鍋に
熱変形が生じ、鍋寿命が低下してコストアンプにつなが
る。

また、取鍋スラグの冷却を単に放熱により行うと、温度
降下によりスラグから失われた熱量は損失となり、有効
利用されない。

本発明の好Ｉ！１ｍ様によれば、この冷却中の熱損失を
最小にし、かつ冷却時間を短縮させることのできるスラ
グ冷却法として、冷却材としてスクラップなどの精錬炉
に装入可能な材料を使用し、これを取鍋スラグと接触さ
せることにより取鍋スラグの冷却を行う、具体的には、
例えば、冷却材を予め排滓鍋に入貢しておき、この排滓
鍋に取鍋からスラグを排滓することで、冷却材による取
鍋スラグの冷却を行うことができる。

冷却材としては、スクラップの他に冷故銑、あるいは鉄
鉱石などの酸化鉄系冷却材なども利用できる０通常、取
鍋から排滓時の取鍋スラグの温度は約１４００℃前後で
あるが、このような冷却法によりスラグ温度を約８００
〜１０００℃程度まで低下させてから、精錬炉に再装入
することが好ましい、スラグの冷却速度は排滓鍋に入貢
した冷却材量に依存するので、スラグ温度あるいはスラ
グ冷却時間をこの冷却材大置量により制御することがで
きる。

上述した冷却法によれば、取鍋スラグの冷却と同時に、
冷却材として使用したスクラップなどの材料を昇温させ
ることもでき、熱損失が最小となる。そのため、排滓鍋
中の取鍋スラグと冷却材との混合物を精錬炉に製鋼原料
として投入した場合の冷却能が小さくなることから、出
鋼の歩留り向上効果が大きい。また、取鍋スラグの冷却
時間を大幅に短縮し、取鍋スラグを最短時間で精錬炉に
直接再装入することが可能となり、排滓鍋の回転率を上
げ、鍋寿命を伸ばすことができる。さらに、取鍋スラグ
に含有されるメタル分の排滓鍋内面への焼付き防止効果
もあることが判明した。

この冷却法を、第１図により説明すると、（ｆｌ工程に
示したように、ノロ鍋６に予めスクラップ９を入貢して
おき、その中に熔融状態の取鍋スラグ５をｆｃ）工程に
示す如く流入させるのである。その後は、同様に（ｄｌ
の運搬工程を経て、ｔｅ＋工程で精錬炉８に製鋼原料と
して再装入される。空ノロ鍋６には、スクラップ９が再
び入貢され、次回の排滓に備える。

このように、取鍋スラグを精錬炉に再装入する前に冷却
する場合には、上述したスクラップなどを冷却材として
利用した冷却法を採用することが特に有利であるが、そ
の他の方法で取鍋スラグを冷却することも可能であるこ
とは言うまでもない。

次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

ＩＪｍｌｉ上 ２５０トンの酸素上・底吹き転炉による炭素鋼精錬の実
施例を以下に示す。

本例では、第１図に示すように、転炉から取鍋へ？′８
鋼を出鋼する際に、流入した精錬スラグから溶鋼への復
リン防止と溶鋼温度低下防止の目的で、フラックス（生
石灰）　　５ｋｇ／ｌを添加し、他に合金鉄（Ｍｎ合金
＞　１０ｋｇ八および脱酸剤（ＡＱ、Ｓｉ合金）４ｋｇ
／ｌも併せて投入した０次いで、溶鋼を取鍋から払い出
した後、取鍋に残った取鍋スラグの組成を分析したとこ
ろ、次の第２表に示す通りであった。

取鍋に残ったスラグを直ちにノロ鍋に移し、冷却を行わ
ずに、熱滓状態で転炉に各種の量で再装入して転炉吹錬
を行った。なお、転炉の吹錬初期には通常通り生石灰を
投入した。

第２図は、本例の一連の操業データから、溶銑中のＳｉ
　（重量％）と生石灰原単位（ｋｇ／ｌ、溶鋼１を当た
りの生石灰所要量（ｋｇ））とを、取鍋スラグを使用し
ない場合と、取鍋スラグを約１０および約２０ｋｇ／　
を添加した場合とで比較して、グラフにまとめた結果を
示す。

第２図の結果から明らかなように、本発明にしたがって
取鍋スラグを転炉に再装入することにより、従来の通常
の吹錬で転炉に投入していた生石灰原単位を１．添加ス
ラグｌ　ｋｇ／を当たり０．３〜０．７ｋｇ／を削減す
ることができた。

また、取鍋スラグを添加しない場合にはホタル石を平均
して１．０　ｋｇ／を使用することが必要であったが、
本発明方法により取鍋スラグを１０ｋｇ／を添加した場
合にはホタル石の使用！（ｋｇ／ｌ）はゼロとなった。

取鍋スラグの使用によりホタル石を使用しないで吹錬が
可能になったのである。

次の第３表に、取鍋スラグを添加しない従来の吹錬法と
、取鍋スラグ２０ｋｉｒ／ｌを上記と同様に熱滓（ｌＡ
度約８００℃）または冷滓（常温）として添加して吹錬
した場合とについて、生石灰使用量、鉄鉱石使用量並び
に出鋼歩留りの代表例を示した。

取鍋スラグの添加が出鋼量に寄与することがわかる、特
に、熱滓を添加した場合に出鋼量歩留まりが高くなり、
またこの場合、冷却材として鉄鉱石の使用量も多くなっ
ている。なお、この場合の取鍋スラグの冷却は、スクラ
ップにより行った。

第３表　出鋼歩留り比較 実施例１と同様にして転炉から出鋼した溶鋼を取鍋内で
処理した。取鍋から溶鋼を払い出した後、残った取鍋ス
ラグ６、θトンを、予めスクラップを０〜２．０トン入
置しておいたノロ鍋に排滓し、取鍋スラグが約８００℃
に達するまでの冷却時間を測定した。

ノロ鍋に大雪したスクラップ量と冷却時間との関係を第
３図に示す、スクラップを入れなかった時は冷却に２５
０〜３００分を要したが、２．０トン入れると２０分程
度で冷却することができる。すなわち、スクラップを大
雪したノロ鍋に取鍋スラグを排滓することにより、冷却
時間が顕著に短縮されることがわかる。また、図から明
らかなように、入貢スクラップ量の増大と冷却時間の短
縮は直線的に相関し、スクラップ量により冷却時間を制
御することができることがわかる。

こうして冷却されたノロ鍋内の取鍋スラグを添加して転
炉吹錬を行った場合にも、実施例１に示したのと同様の
効果が得られ、生石灰原単位はほぼ半減し、ホタル石の
使用量は略ゼロとなり、出鋼歩留まりも第３表の冷涼添
加の場合と同程度に改善された。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によればフラフクスの添加
により生成した取鍋スラグを、従来のように手間のかか
る再生処理を省略し、製鋼原料として直接精錬炉に再装
入することによって、再生に伴うコスト削減を図るとと
もに、再生処理中の粉砕に伴う粉塵発生の環境問題も回
避できる。

また、取鍋スラグの直接再装入によって、生石灰、ホタ
ル石原単位の低減に加えて、スラグ中のメタル分が鋼に
移行すること、および再装入される取鍋スラグの温度を
従来法とは異なり高温に保持できることから出鋼歩留り
が向上するという経済効果が発揮される。

本発明の好ｉ！ｉ態様においては、スクラップなどの冷
却材により排滓された取鍋スラグを安全面や装置面で問
題がなくなる程度に冷却する。この方法による冷却は、
短時間でスラグ温度を下げることができるため、排滓鍋
の回転率を上げ、鍋寿命の低下を防ぐこともできる。ま
た、取鍋スラグの冷却と同時にスクラップが昇温される
ことから、これらを製鋼原料として再投入した場合の冷
却能が小さく、出鋼歩留りが向上する。さらに、スクラ
ップの量により冷却速度や冷却温度を制御することがで
き、操作も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる方法の取鍋スラグの再装入フ
ローの一例を図示する工程図；第２図は、溶銑のＳｉ量
と生石灰原単位との関係を取鍋スラグを添加しない場合
と、約１０ｋｇ／ｌおよび約２０ｋｒ八添加した場合と
について示すグラフ；および 第３図は、冷却に使用したスクラップの大置量と取鍋ス
ラグの冷却時間との関係を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）精錬炉から取鍋への出鋼に際して溶鋼トン当り１
   〜１０ｋｇのフラックスを取鍋内に添加して復リン防止
   と溶鋼保温を図り、次いで取鍋から溶鋼を払い出した後
   に残る取鍋スラグを精錬炉に直接再装入することを特徴
   とする、製鋼過程で発生する製鋼スラグの処理法。
2. （２）前記取鍋スラグを精錬炉に再装入する前に、これ
   を精錬炉に装入可能な冷却材と接触させて冷却すること
   を特徴とする、請求項１記載の方法。