JPH0472007A - 溶鋼製造法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は高炉溶銑を使用し、転炉において効率よく脱Ｐ
、脱Ｓ、脱炭精錬を行なわせる方法に関するものである
。

［従来の技術］ 従来は、高炉溶銑を転炉に装入し、生石灰を主体とする
フラックス投入と、０２吹錬により鋼を溶製する方法が
一般的であった。その後、脱Ｐ、脱Ｓの反応効率を増す
ため転炉装入前の溶銑に脱Ｓ、脱Ｓｉ、脱Ｐ処理を施し
く以下これを溶銑予備処理と記述）、転炉では主に脱炭
反応を施す方法が一般にとられるようになった。

また、近年の極低炭素鋼の需要増大に対し、転炉では５
００ｐｐｍ　〜２００ｐｐｍ［Ｃ］　まで脱炭し、出鋼
後、ＲＨ，ＤＨなどの２次精錬炉において５０ｐｐｍ以
下の［Ｃ］領領域て脱炭する方法が一般的となった。

本発明はこれら多工程にわたる精錬機能を転炉に集約し
、溶銑のもつエネルギーロスを大巾に低減すると共に、
転炉前後工程の固定費（設備費、労務費）の大巾な軽減
を可能とする方法である。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した従来の多段精錬法によれば、各精錬工程毎に多
額の設備投資と運転要員を必要とし、固定費の負荷が多
大であった。

また、反応容器の異なる各工程を順次経過するため、各
工程での話資材（耐火物等）か多くなり、さらに、高炉
出銑から最終ｉｆｉ溶鋼となるまでに長時間を要するた
め、放散エネルギーロスも過大で、合計の精錬コストも
多額となっていた。

本発明はこれらの問題点を解決するため、現在の精錬工
程すなわち、■溶銑予備処理工程、■転炉工程、０２次
精錬工程のうち、■ないし、■と■の精錬機能を転炉工
程に集約する技術である。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上述の課題を解決したものであり、その要旨は １、高炉溶銑を精錬して溶鋼を製造する際に、第１工程
として、溶銑を転炉に装入し、第２工程として、投入、
吹付け、吹込みのいずれか１つの方法または２つ以上を
組合わせた方法によるフラックス添加と、酸素上吹きと
を行なって脱Ｐ・脱Ｓ精錬を施し、所定のＰ含有量並び
にＳ含有量まで低減させ、第３工程として、前記転炉を
横転させて、第２工程で生成したスラグを排滓し、第４
工程として、フラックス添加と０２吹錬により所定のＣ
含有量まで脱炭し、第５工程として、第４工程で生成し
たスラグを該転炉内に残したまま出鋼して、再び第１工
程へ戻り、前記第５工程を繰り返し実施することを特徴
とする溶鋼製造法。

２、第３工程において、炉腹に設けた複数個の羽口から
不活性ガスを吹込み、スラグをフォーミングさせて排滓
することを特徴とする前項１記載の溶鋼製造法。

３、複数個の羽口各々をスパイラル羽口として、気泡を
微細化することを特徴とする前項２記載の溶鋼製造法。

４、第４工程において、０．０３〜０．２０％［Ｃ］の
範囲で酸素吹錬を中止し、底吹ぎ羽口より０２を０〜３
０％含むＡｒガスを吹付けて、５０ｐｐｍ　［Ｃ］以下
に脱炭し、極低炭素鋼を溶製することを特徴とする前項
１記載の溶鋼製造法である。

以下溶銑予備処理工程と脱炭工程を集約する本発明の具
体的方法を第１図を参照しながら以下に示す。

炉底に脱Ｐ、脱Ｓ用フラックスを吹込むための１個ない
し複数個の底吹き羽口と、出鋼孔の対面炉腹にスラグフ
ォーミング用ガス吹込みのための複数個の羽口を備えた
上底吹転炉に溶銑を装入し、前述の底吹き羽口より生石
灰粉をベースとしたフラックスをＮ２を搬送ガスとして
吹込む。この時、酸化鉄粉を生石灰粉に混合するか、あ
るいは羽口を３重管構造とし、ｏ２ガスを同一羽口を通
して吹込むことにより、脱Ｐ反応速度を高めることがで
きる。一方、上吹きランスから０２ガスを吹き付け、上
方よりフラックスを投入、吹込み、吹付は等の方法で添
加して、生成スラグの［ＦｅＯ％］を３〜８％にコント
ロールすることにより、脱Ｐを促進する。

所定のｐ、Ｓ含有量まで低下した時点で炉を反出鎖側（
排滓側）に傾動しスラグのみ流動排滓させる。この時、
例えば第３図のように、排滓側の炉腹に設けた複数個の
羽口からＮ２ガスやＡ「ガス等の不活性ガスを吹き込み
、スラグフォーミングを助長させることにより、より効
率的な排滓を行なわせることができる。

その際、第４図のように、この炉腹吹込み羽口内部に、
らせん状の導帯を施工して、吐出ガス流をらせん状とす
ると、吐出ガスは溶鉄による横方向のせん断力を受は直
管羽口吹込みの場合の気泡よりも、微細分散するように
なって好ましい。この微細気泡は溶銑上面の波立ちを小
さくし、かつスラグ層の均一なフォーミングの実現に寄
与するため、溶銑の流出ロスは最小限に抑えられ、短時
間で効果的な排滓を行なうことができるようになる。

次に、排滓終了と共に直ちに炉を正立させ、若干量の副
原料（耐大物保護、復Ｐ防止用の生石灰、ドロマイト、
鉄鉱石など）を投入して通常の上底吹き脱炭精錬を行う
。吹上後、溶鋼は出鋼するが、スラグはそのまま炉内に
残し、次のチャージの溶銑予備処理済として活用する。

なお、このスラグは脱炭精錬時の相対的に高温・低Ｐ溶
鋼を対象に生成したスラグであるため、低温・高Ｐ溶銑
を対象に再利用しても十分な精錬能を有している。

こうして、次のチャージの溶銑を装入後、再び上記と同
様の溶銑予備処理−排滓−説炭を繰り返すことにより、
従来２工程で行なっていた精錬を転炉１工程に集約する
ことかできる。

更に、近年自動車用外板の需要増大に伴い、極低炭素鋼
（≦ｓｏｐｐｍ　［Ｃ］　）の生産量が増大し、その対
応としてＲＨ，ＤＨなどの真空処理工程において極低炭
酸（３００〜１０ｐｐｍ［Ｃ］　）の脱炭を行なってい
る。

第２図に示したように、この工程の大部分を転炉へ負荷
分担することにより、真空処理工程の省略又は軽処理で
、あるいは炉外筒易脱炭法にて処理することが可能とな
り、真空処理に要する設備、操業費の大巾削減が可能と
なる。

この極低成域脱炭を転炉で行なうためには、前記上底吹
脱炭を２０００〜３００ｐｐｍ　［Ｃ］　で終了し、直
ちに底吹きガスをＡｒ−０２ガスに切替え、底吹きリン
シングにより脱炭を継続する。この時＾「−０２ガスは
０〜３０％０２の混合ガスか望ましく、［Ｃ］低下と共
に混合比率を下げると更に効果的である。

また、このリンシングの間に上吹き酸素ランスを用いて
Ａｒを吹付けることにより、脱炭をより促進することも
出来る。

極低炭素鋼溶製時は、上記精錬を終了後出鋼し、スラグ
は炉内に残したまま再び溶銑を装入し、溶銑予備処理、
排滓、脱炭と次のチャージの精錬を行なう。

［作　　　用］ 本発明における各工程の技術ポイントを列記すると以下
の通っである。

ます溶銑芸人工程及び溶銑予備処理工程については、次
の２点がポイントとなっている。

すなわち、第一に、前のチャージの脱Ｐ絹錬能を有する
脱炭スラグを再利用することにより、■滓化促進、■フ
ラックス原単位の削減、並びに、■スラグ顕熱の有効回
収の３つの作用効果か得られることである。

また、第二に、底吹き羽口を利用してフラックスをイン
ジェクションする（吹込む）ことにより、同時に脱Ｐ・
脱Ｓ処理を行なうことかてぎる。もしも熔銑脱Ｓを事前
に行なうならば、フラックス・インジェクションは特に
必要とせず、フラックスの上方投入と０２上吹きにて脱
Ｐ可能である。

次に、排滓工程におけるポイントは、炉腹に複数個設け
た羽口から不活性ガスを吹込んで、気泡を微細に分散さ
せることにより、鉄浴湯面に大幹な揺動を与えることな
くスラグをフォーミングさせ、鉄ロスを最小限に抑えつ
つ円滑な流動排滓を行なうことがてぎる点にある。

脱炭工程ては、耐火物を保護する程度のフラックスを投
入して、高速脱炭を行なう点にある。

また、低炭酸での脱炭工程においては、以下の２点にポ
イントかある。

すなわち、第１に、洛中にＡｒ気泡を生成させることに
よりケミカル・ヴアキューム状態を造り出し、気・液海
面での［Ｃ］　＋　［ｏｌ　−ｃｏ反応を促進させる点
である。この場合は、０２供給源として計中に０２を混
入させるが、過剰に［０］　が生成すると、前記反応サ
イトに［０］　が過剰となってＣＯ生成が阻害される。

従って、０２の混合率を０〜３０％として底吹きを行な
う。

第２に、生成したＣＯの気相中への拡散を促進するため
に、上吹きランスからＡｒを吹付けて、脱炭反応速度を
速めることができる点である。

最後の出鋼工程では、従来の転炉操業と同様の出鋼法を
採用しており、スラグは再利用のために排滓しないこと
に特徴がある。

［実　　施　　例コ まず、第１図のように、溶銑予備処理工程及び脱炭工程
を集約するタイプの精錬を行なった場合が実施例１及び
実施例２である。

これらのうち、実施例１は、３２０　Ｔｏｎの転炉を用
い、溶銑製人前にスクラップを４１７ｏｎ投入し、溶銑
予備処理工程におけるフラックス添加を上方投入及び底
吹きの両方で行なった場合である。操業条件及びその結
果を第１表に示した。このときのＣａＦ２は底吹きで添
加し、合計処理時間は３７分であった。

又実施例２は、事前に軽脱Ｓ処理をトピードカーにて実
施し、３００　Ｔｏｎの転炉を用いて、溶銑製人前にス
クラップを３０７ｏｎ投入し、溶銑予備処理工程におけ
るフラックスの添加を上方投入のみで行なった簡易法の
例である。操業条件及びその結果は第２表に示した。こ
の場合の合計処理時間は３９分であった。

次に、第２図のように、溶銑予備処理工程、脱炭工程、
及び極低成域脱炭工程の３工程を集約するタイプの精錬
を行なった場合が実施例３である。

ここでは、３２０　Ｔｏｎの転炉を用い、スクラップは
用いずに高炉からの溶銑のみを使用して、溶銑予備処理
工程におけるフラックスの添加を上方投入及び底吹きの
両方で行なっている・操業条件及びその結果は第３表に
示した。この場合の合計処理時間は４１分であって、出
鋼時の［Ｃ］　は０．００３１％すなわち３１　ｐｐｍ
となった。

以上実施例３ケースとも１サイクルの処理時間か３７〜
４１分てあり、連続鋳造工程において連々鋳を行なうた
めの必要サイクル時間内にあるので、後工程への影響は
皆無であった。また、成分面でも問題がなく、本発明は
有効であることがわかった。

［発明の効果コ 実施例１．２のように、溶銑予備処理工程を集約した場
合のメリットは、次の３点である。

まず第一が、溶銑予備処理に用いる諸資材の使用量すな
わち原単位の低減を図ることかできる。例えば、従来の
方法と比べて、耐火物の原単位が０．４　ｋｇ／Ｔ下が
り、ＣａＯの原単位が４ｋｇ／Ｔ下がる。

第二に、溶銑予備処理に対する固定費、すなわち設備費
及び人件費の大幅削減か図れることである。人件費につ
いては、例えば、従来に比して１２名の削減か見込まれ
る。

第三に、放散による熱エネルギー・ロスを少なくするこ
とができ、ｍ　ｔ１４１　Ｔｏｎ当たり約１６０００　
ｋｃａｌのエネルギーか放散せずに済む。これに伴って
、生産融度がアップして、スクラップ配合比を約５％増
やすことかでき、あるいは、鉄鉱石投入量を溶鋼Ｉ　Ｔ
ｏｎ当り約２０ｋｇ増やすことが可能となって、歩留を
約１５％向上させることかてきる。

次に、実施例３のように、溶銑予備処理工程及び脱炭工
程に加えて二次精錬工程も集約した場合のメリットは、
上記実施例１．２の場合の集約によるメリットのほかに
、次の２点のメリットが追加される。

まず、Ｒ）ｌ処理等の二次精錬に対する変動費、例えば
、蒸気、耐火物、諸資材等の削減を図ることができる。

また、放散による熱エネルギー・ロスをさらに低減し、
溶鋼Ｉ　Ｔｏｎに対して約７０（１０ｋｃａＭの省エネ
ルギーが見込まれる。これにより歩留をさらに約０．７
％向上させることが可能となる。

以上述へてぎたように、本発明の実施により、固定費及
び変動費の大幅な削減、並びに多大の省エネルギーを達
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶銑予備処理工程及び脱炭工程を転炉に集約し
、脱Ｐ、脱Ｓ、脱炭を同一転炉で行なう精錬法を示すプ
ロセス概念図、第２図は溶銑予備処理工程、脱炭工程、
およびＲＨでの極低炭酸脱炭工程を転炉に集約し、脱Ｐ
、脱Ｓ、脱炭、極低炭脱炭を全て同一転炉で行なう精錬
法を示すプロセス概念図、第３図は溶銑予測処理スラグ
を排滓するときに使用する炉腹に設けたスラグフォーミ
ングコントロール用羽口の配置の一例を示す図、第４図
は炉腹羽口に設置し、微細気泡を生成させるためのスパ
イラル羽口の形状を示す図である。 他４名 溶鉄装入 溶鉄予備処理 ０゜ 脱炭スラグ （又はトドＸ上方投入） 第３図 第４図 溶鉄装入 溶鉄予備処理 脱炭スラグ （又はＦｌｕｘ上方投入） 第２図 を非滓 脱炭 辱低炭域脱炭 出鋼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高炉溶銑を精錬して溶鋼を製造する際に、第１工程
   として、溶銑を転炉に装入し、 第２工程として、投入、吹付け、吹込みのいずれか１つ
   の方法または２つ以上を組合わせた方法によるフラック
   ス添加と、酸素上吹きとを行なって脱Ｐ・脱Ｓ精錬を施
   し、所定のＰ含有量並びにＳ含有量まで低減させ、 第３工程として、前記転炉を横転させて、 第２工程で生成したスラグを排滓し、 第４工程として、フラックス添加とＯ＿２吹錬により所
   定のＣ含有量まで脱炭し、 第５工程として、第４工程で生成したスラグを該転炉内
   に残したまま出鋼して、 再び第１工程へ戻り、前記第５工程を繰り返し実施する
   ことを特徴とする溶鋼製造法。 ２　第３工程において、炉腹に設けた複数個の羽口から
   不活性ガスを吹込み、スラグを フォーミングさせて排滓することを特徴とする請求項１
   記載の溶鋼製造法。 ３　複数個の羽口各々をスパイラル羽口として、気泡を
   微細化することを特徴とする請求項２記載の溶鋼製造法
   。 ４　第４工程において、０．０３〜０．２０％［Ｃ］の
   範囲で酸素吹錬を中止し、底吹き羽口よりＯ＿２を０〜
   ３０％含むＡｒガスを吹付けて、５０ｐｐｍ［Ｃ］以下
   に脱炭し、極低炭素鋼を溶製することを特徴とする請求
   項１記載の溶鋼製造法。