JPH02217410A - 高Cu,Sn含有スクラップを原料とする高効率転炉製鋼法および融体処理炉 - Google Patents

高Cu,Sn含有スクラップを原料とする高効率転炉製鋼法および融体処理炉

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JPH02217410A
JPH02217410A JP1039575A JP3957589A JPH02217410A JP H02217410 A JPH02217410 A JP H02217410A JP 1039575 A JP1039575 A JP 1039575A JP 3957589 A JP3957589 A JP 3957589A JP H02217410 A JPH02217410 A JP H02217410A
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JP
Japan
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scrap
converter
fes
raw material
mixture melt
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Pending
Application number
JP1039575A
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English (en)
Inventor
Yoshio Okuno
奥野 嘉雄
Hirofumi Maede
前出 弘文
Yuji Kawachi
河内 雄二
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

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) 本発明は転炉製調法において、Cu及びSn含有率の高
い低品位のスクラップを鉄源として、大量にかつ経済的
に用いる方法に関するものである。
高炉から供給される溶銑を主原料とし、これに相対的に
少量のスクラップを加え、造滓剤と酸素を供給して酸素
吹錬をおこなってきた。この場合熱源による制約から全
装入原料に占めるスクラップの量は最大35%程度であ
って、スクラップを多量に使用できる方法とは言えない
このような問題点を解決するため、本出願人は特開昭6
3−241107号において、溶解専用転炉と精錬専用
転炉からなる新プロセスを提案しその優位性をすでに確
認した。
即ち、特開昭63−241107号記載の方法は、種湯
の存在する溶解専用転炉に含鉄冷材、炭材、酸素を供給
して高炭素溶鉄を得、この高炭素溶鉄を原料として別の
精錬専用転炉で酸素吹錬することにより所要成分の溶鋼
を得る転炉製鋼法において、溶解専用転炉では精錬専用
転炉での所要精錬量と溶解専用転炉での所要種湯量の合
計量の高炭素溶鉄を得、溶解専用転炉から精錬専用転炉
での所要精錬量の高炭素溶鉄を1回の出湯にて酸素精錬
に供する一方、高炭素溶鉄の残部種湯量を溶解専用転炉
に残して次ヒートの含鉄冷材溶解のための8i湯として
使用する転炉製鋼法である。
この方法により、大量の含鉄冷材を短時間で溶解しうる
溶解能率の高い転炉製鋼法が提供され、し iかも高炭素溶鉄の製造コストの低減も可能となつた。
一方、高炉−転炉製鉄法におけるスクラップ使用に関し
ては、より安価なスクラップ、特に車中に一般に流通し
ているいわゆる車中スクラップを多量に溶解することが
コスト低減のため不i=1欠である。ところが車中スク
ラップは鋼材材質上有害であるCu、Snの含有量が高
く、これら元素を効率的に除去する方法の開発が望まれ
、例えば、Iron and 5teel Maker
(+988)August P2O−23においても提
案されている。
また、本出願人らは特願昭63−18203号において
、溶鉄中からのCu、Snの除去方法を提案した。この
方法は高Cu、Sn含有溶鉄に減圧処理を施し、雰囲気
圧力を3 2On以下となすと共に酸素吹錬をおこない
、酸素0 、05 Im’/sin/1−stee1以
上を50 Nm/sea以上で供給し局部高温域を形成
させることにより、Cu、Snを除去するものである。
この方法により安価な車中スクラップを多量に溶解する
ことが可能となりコスト低減に大きく寄与した。
(発明が解決しようとする課題) 以上の如く、高炉−転炉製鉄法におけるスクラップ使用
上の問題点は解決されたが、鉄鋼業を取巻く情勢は益々
厳しくなりつつあり、さらに効率的なスクラップ使用法
が望まれているのも現状である。
本発明はこのような要請にCとずくもめであり、スクラ
ップからのCu、Sn除去とスクラップ予熱を効率的に
おこなうことにより、転炉において安価なスクラップを
大量に、かつ経済的に溶解しうる方法を提供するもので
ある。
(課題を解決するための手段) 本発明の要旨とするところは、 スクラップを鉄源とする転炉製鋼法において、高Cu、
Sn含有スクラップを、600℃〜1000℃に保持さ
れたNa、5−FeS混合物融体処理炉に浸漬すること
により、事萌にスクラップ中のCu及びSnを除去する
と共にスクラップ予熱を施し、その予熱状態を維持した
まま転炉に装入し、精錬を行う方法であり、またN a
 ! S  F e S混合物融体を得るためのエネル
ギー源として、他の熱澱も利用可能だが、特に転炉精錬
時に発生ずるCOを主成分とした副生ガスを用いること
を特徴とする高Cu、Sn含有スクラップを原料とする
高効率転炉製鋼法およびNa、5−FeS  混合物融
体を得九のに適した処理炉の内張耐火材にある。
以下本発明の詳細について述べる。
本発明法の概念図を第1図に示す。第1図に示すように
本発明において、スクラップからのCu。
Snの除去はNayS  FeS 混合物融体にスクラ
ップを浸漬する工程によって達成される。この工程によ
りスクラップの予熱もおこなえることになる。
さらにNa、5−FeS 混合物融体を得るためのエネ
ルギー源として転炉からの発生ガスを活用する。従って
スクラップからのCu、Sn除去とスクラップ予熱をお
こなうことにより従来以上に大量の車中スクラップが溶
解でき、しかもエネルギー源として転炉発生ガスを活用
することにより極めて経済的な方法であると言える。
Na2S−−・PeS  混合物融体によるスクラップ
からのCu、Sn除去について述べる。
この方法の原理は、前述のIron and ste:
31 Maker(+9H)^ugust P2O〜2
3に記載されており公知であるが、その基本反応は以下
の通りである。
2Cu+Fe5=Cu2S−+Fe 2Sn+Fe5=Sn2S−+Fe ここでNayS−FeS混合物を用いるのは、混合物の
方が融点が下がり550〜1200℃の低温処理が可能
なためである。このような温度範囲では、当然スクラッ
プは溶解せず、それゆえCu。
Snの除去は主としてスクラップに付着したCu。
SnをNa25−FeS’l1合物融体で洗浄除去する
ことになる。この場合Cu、Snの活量は1となりIZ
記反応が効率的に進行する。スクラップ中のCu、Sn
も大部分鋼材に付着した状態となっていることから、こ
の除去方法は極めて現実的である。
本発明者らはこの除去方法の工業化のための実験をおこ
ない以下の如き点を明らかにした。なお実験はNa2S
−−FeS 混合物融体1000g中に、305mφX
5mm厚の鉄片にCu及びsnが1g溶着したテストピ
ース30個を浸漬し、Cu。
Snの除去効果を調査した。
(1) N a ts  F e S混合物中の適正N
a、S含有率は10〜35重量%である。10重量%未
満ではCu、Snの除去率が低下し、35重噴火を超え
るとNayS−FeS混合物融体処理炉耐火材への浸食
作用が強くなり好ましくない。
(2)Cu及びSnの除去率を高位に安定化させるため
にはNayS−FeS 混合物融体の温度を600℃以
上とすべきであり、この温度範囲ではCuを70%以上
、Snを60%以ト除去できる。
(3) N a y S  F e S混合物融体と接
触する処理炉の内張り耐火材としてはマグネシアj、c
 M g O〉95%)、アルミナ系(A I 、O,
> 80%)、黒鉛(C)−アルミナ系(C:60〜9
0%。
AI、0.:10〜40%)、黒鉛−マグネシア系(C
:3〜20%、MgO:80〜97%)のいずれかある
いはそれらの複合使用が可能であり、これらはNa、5
−FeS  混合゛物融体による浸食が僅少である。
次にNa2S−−PeS混合物融体処理炉と転炉発生ガ
ス(副生ガス)の使用方法について述べる。
本発明においてNa、S  FeS 混合物融体処理炉
は特に限定されるものではない。例えばローイルン炉、
スラグ浴炉等の適用が可能である。
ロータリーキルン炉の場合、スクラップとNa2S−。
FeSを混合し加熱しながら回転させればよい。
この場合転炉発生ガスをバーナ一方式にてロータリーキ
ルン炉内で燃焼させ、Na、*5−FeS混合物融体を
得るための熱源を得る。但し黒鉛を含有する耐火材は燃
焼する恐れがあるので好ましくなく、マグネシア系、あ
るいはアルミナ系が適している。
スラグ浴炉の場合は、転炉発生ガスを燃料として発電し
、電気エネルギーに変換した後、スラグ浴炉に電力を供
給して加熱する電気炉方式とすることも可能である。
いずれにせよ転炉発生ガスをエネルギー源としてスクラ
ップ予熱及びCu、Sn除去に用いる方式は自己完結型
プロセスとなり経済的に極めて有利である。特に転炉発
生ガスをバーナ一方式にて燃焼加熱するプロセスでは、
遊休のロータリーキルンが流用でき、エネルギー変換設
備等は不要であるから設備的にも有利であると言える。
次にスクラップ予熱の条件について述べる。
スクラップ予熱によりスクラップの温度をより高温とす
るほど、転炉における高速多量溶解が可能となる。また
所定量のスクラップを溶解するために供給する炭材等の
熱源が節約できる。しかしながらスクラップ予熱により
スクラップ温度を高くしすぎると、転炉への装入までの
間の熱ロスが大きくなること、さらにN a * S 
 F e S混合物融体処理炉への供給エネルギーの効
率も低下すること等から不利となる。
以上の点を考慮すると好ましいスクラップ予熱温度は9
00℃以下であり、このためにはNa2S−−PeS混
合物融体の温度は1000℃以下とすべきである。従っ
てNazS−FeS混合物融体の適正温度範囲は600
℃〜1000℃となる。
600℃以上ではCu、Sn除去率を高位安定化でき、
1000℃未満ではスクラップ予熱を効率的におこなえ
る。
次にスクラップ形状について述べる。
スクラップ形状は特に大きなものを除いて特別な処理を
する必要はない。鋼片屑、自動重層、シュレッダ−屑等
はそのままNa2S−−PeS 混合物融体に浸漬すれ
ばよい。またプレス屑についても層中のすき間にNaz
S  FeS 混合物融体が容易に浸透するので特別な
処理は不要である。ヘビー屑のような大きなスクラップ
については必要に応じて切断しなければならない。
Na、5−FeS  混合物融体の処理を終えた高温の
スクラップは専用パケットに入れ、その後転炉に添加供
給するが、この間の熱ロスを防止するには、専用パケッ
トに耐火物製保熱蓋等を設置するとよい。
転炉発生ガス組成は一般にC060〜90%。
C0flO〜40%であり、N□Ot、 Ht、 Ht
0を若干量含む。従って本発明においては、このような
通常の転炉発生ガスを燃料用ガスとして問題なく利用で
きる。
(実施例) 以下に本発明の実施例及び比較例を述べ、本発明による
効果について記載する。
実施例l Mg098%のマグネシアで内張すした内径1.5m×
長さ1−J)mのロータリーキルン内にCu含有量0.
6%、Sn含有量0.3%、最小サイズ30csX 2
0 csX 10 am、最小サイズ50cmX80c
mX30cmのスクラップ402On及びNa2S− 
 O,52On、 P e S 3 2Onを装入し、
転炉発生ガス(G。
85%、Co、12%、N2等3%)を燃焼させ950
℃で30分間処理した。ロータリーキルンの回転速度は
2rp−とした。
次いで、処理後のスクラップを100 2On転炉製し
た。この際、吹止時のベースメタル中のCu含有量は0
.05%、Sn含有量は0.03%であった。
比較例! 実施例1と同様のCu、Sn含有量、サイズのスクラッ
プをNa2S−−FeS混合物融体処理をおこなわず、
100 2On転炉(溶銑内装jii802On)に装
入し、酸素吹錬を施し吹止co、os%の低炭素ベース
メタルを溶製したが、この吹錬における最大スクラップ
溶解量は25 2Onであり、実施例1の62.5%に
留った。さらに吹止時ベースメタル中のCu含有量は0
.14%、Sn含有量は0.07%であり溶銑による希
釈分のみ濃度が減少した。
実施例2 実施例1と同様のNa*5−FeS  混合物融体処理
をおこなった。但しスクラップ量のみ80 2Onと2
倍にした。次いで処理後のスクラップを1002On転
炉(溶銑内装量50 2On )に装入し、石炭12L
onを供給し、かつ酸素吹錬をおこない吹止C4,0%
の高炭素ベースメタルを溶製した。この吹錬における吹
止Cu含有量は0.07%、Sn含有量は0.04%で
あった。
比較例2 実施例2において、Na、5−FeS 混合物融体処理
をおこなわず、転炉吹錬のみをおとなった。
この吹錬はスクラップ80 Lonを溶解できたものの
石炭添加量は20 2Onであり実施例2の1.67倍
となった。また吹止Cu含有量は0,37%。
Sn含有量は0.18%であり比較例1と同様溶銑によ
る希釈分だけ濃度が低下した。
(発明の効果) 以上述べたように本発明によりスクラップからのCu、
Sn除去とスクラップ予熱を極めて効率的におこなえる
プロセスが確立できた。このため転炉において安価なス
クラップを大量かつ経済的に溶解することができ、鉄鋼
業にとって有益である。特に特開昭63−241107
号の如き、多量のスクラップを溶解する転炉製調法に本
発明を適用した場合の効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法の概念を示す図面である。 出 願 人 新日本製鐵株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スクラップを鉄源とする転炉製鋼法において、高
    Cu、Sn含有スクラップを、600℃〜1000℃に
    保持されたNa_2S−FeS混合物融体処理炉に浸漬
    することにより、事前にスクラップ中のCu及びSnを
    除去すると共にスクラップ予熱を施し、該予熱状態で転
    炉に装入し精錬を行うことを特徴とする高Cu、Sn含
    有スクラップを原料とする高効率転炉製鋼法。
  2. (2)Na_2S−FeS混合物融体を得るためのエネ
    ルギー源として、転炉製錬時に発生するCOを主成分と
    した副生ガスを用いる請求項(1)記載の高Cu、Sn
    含有スクラップを原料とする高効率転炉製鋼法。
  3. (3)マグネシア(MgO>95%)系、アルミナ系(
    Al_2O_3>80%)、黒鉛(C)−アルミナ系(
    C:60〜90%、Al_2O_3:10〜40%)お
    よび黒鉛−マグネシア系(C:3〜20%、MgO:8
    0〜97%)の1種または2種以上の耐火材により内張
    りした Na_2S−FeS混合物融体処理炉。
JP1039575A 1989-02-20 1989-02-20 高Cu,Sn含有スクラップを原料とする高効率転炉製鋼法および融体処理炉 Pending JPH02217410A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007146217A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Nippon Steel Corp 製鋼法及び製鋼用精錬設備
CN116287549A (zh) * 2023-03-21 2023-06-23 武汉科技大学 真空处理低碳低硫钢同时脱除残留元素锡和锑的方法

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