JPH03122210A - 複合転炉を用いた２段向流精錬製鋼法 - 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〉 この発明は、全製鋼工程を通じた造滓剤使用量を極力抑
えつつ安定した高能率脱燐を行い、品質の良好な鋼をコ
スト安く溶製する方法に関するものである。

（従来技術とその課題〉 近年、各種鋼材に対する高度な品質要求と低価格要求に
対応するため、例えば低Ｆ、鋼をより一層低いコストで
安定溶製する手段等の開発に多大な努力が払われている
が、このような状況下において、本出願人は先に、全製
鋼工程を通じて造滓剤（生石灰等）の使用量を極力抑え
つつ高能率脱燐が行えるところの、［溶銑の精錬に当っ
て、第２図に示した如く、上下両吹き機能を有した２基
の転炉形式の炉を使用し、かつその一方を脱燐炉１、他
方を脱炭炉２として、前記脱燐炉１内へ注入した溶銑３
に前記脱炭炉２で発生した転炉滓４を主成分とする精錬
剤４′（転炉滓は熔融状態又は固化状態の何れで用いて
も良い）を添加すると共に、撹拌ガス吹込みノズル５を
用いた底吹きガス撹拌を行いつつランス６にて酸素ガス
を上吹きすることで所要溶銑温度を保ちながら溶銑脱燐
を行い、次いで得られた脱燐溶銑を脱炭炉２にて脱炭並
びに仕上脱燐することから成る“脱燐スラグ−メタルの
２段階向流接触精錬を伴う製鋼方法”」　を提案しく特
開昭６２−２９０８１５号）、Ｐ含有量の低い高品質鋼
を少ない造滓剤使用量の下で安価に提供し得る道を開い
た。

つまり、本出願人の提案になる上記製鋼方法は、「溶銑
の転炉脱炭精錬に先立って、脱炭炉とは別の“上下両吹
き機能を有する複合吹錬転炉”を精錬容器とした予備脱
燐処理、それも脱炭炉で発生した転炉スラグを脱燐剤と
した脱燐処理を実施すると、この脱燐処理では ａ）酸素ガスの吹込みを極めて容易かつ調節自在に実施
することができるので、処理温度の調整・維持が格別な
配慮を要することなく十分な余裕下で簡単・適切に行え
る。

ｂ）底吹きガス撹拌により、単なる溶銑処理鍋を使用し
た炉外精錬ででは達成することの出来ない十分な被処理
溶銑の撹拌が行える。

Ｃ）スラグフォーミングに十分対処できるだけの余裕の
あるフリーボード（場面から容器上端までの距離）が確
保できるので、反応性に冨んだ転炉スラグの大胆な使用
が可能である。

ｄ）転炉では塩基性ライニングが施されているためスラ
グによる耐火物の溶損を極力軽減でき、脱燐作業能率を
上げ得る大胆な操業が可能である。

ｅ）排滓を極めて容易かつ十分に行えるので脱燐能率が
顕著に向上する。

ｆ）構造的に十分な排ガス処理設備（集塵機）設置が裏
付けられているので、高品質鋼の作業性の良い大量処理
が可能である。

等の機能・作用が相乗され、　“全製鋼工程を通じた造
滓剤使用量”を極めて少ない値に抑えつつ高い脱燐効率
で品質の優れた鋼を量産することが可能になる」との新
知見事実に基づいて確立されたものであり、次のような
効果を享受できるものであった。即ち、 ）脱炭・仕上げ脱燐吹錬で発生した転炉滓を溶銑脱燐フ
ラックスとして用いる“向流精錬”であるため、全製鋼
工程での生石灰使用量がそれまでのトーピードや溶銑鍋
を使用した炉外脱燐処理に比べて大幅に減少し、低ｆ４
ｆｉ４を極めて少ない生石灰量で吹錬することを可能と
する。従って、処理能率や以下に示す効果等をも併せて
考慮すれば、脱燐容器として複合吹錬転炉を使用したと
しても上記従来法に比べて十分な経済的有利性を確保で
き、更に遊休の現有転炉を使用すればコストメリットは
一段と向上する。

ｉｉ）転炉滓中のＦｅＯの有効利用がなされ、粒鉄や地
金の回収率が向上する。

ｉｉｉ　）一般に、脱炭炉でマンガン鉱石や鉄マンガン
鉱石を使用した場合にはこれらの約半分はＭｎにまで還
元されずに酸化物としてスラグ中に残るが、この方法に
おいては、該スラグを溶銑脱燐フラックスとして再使用
するので上記残留鉱石の有効利用がなされ、溶銑におけ
る“［Ｍｎ］ロスの軽減”或いは“［Ｍｎ］上昇”に役
立つ。

ｉｖ）使用する炉が転炉であるので、例えば脱燐炉の場
合でも、出鋼口から脱燐銑のみを鍋中へ出銑してから炉
内のスラグを溶滓鍋に排出でき、他の脱燐法におけるよ
りも除滓が簡単でかつ高脱燐率を確保できる。

■）使用する炉が上下両吹き機能を有した転炉であるの
で溶銑の強撹拌が出来て短時間処理が可能となるので抜
熱量が少なく、他の脱燐処理法に比して熱経済上極めて
有利である。特に溶融転炉滓を用いる場合にはその顕熱
分だけ更に熱経済的に有利となる。

ｖｉ）上記脱燐炉で発生するスラグは、ＰｚＯｓ含有量
が４〜１０％にもなっているので肥料としての用途が開
ける上、遊離石灰が無いため路盤材としての有効利用も
可能である。

ｖｉ）使用する炉が２つであるので、炉体に付着するＰ
２Ｏ，に起因した脱燐不良の懸念がない。

つまり、脱燐炉では高Ｐ２０．のスラグが、そして脱炭
炉では低Ｐ２０．スラグしか付着しないので脱炭炉での
脱燐不良が起こらない。しかも、溶融転炉滓を使用する
場合には、脱燐炉では溶銑を装入した後に溶融転炉滓が
入れられるので、急激な爆発的反応が起きる心配がなく
、成る程度激しい反応が起きたとしても処理容器が転炉
であるので格別な不都合を招く恐れも少ない。

輔）底吹きガス撹拌を行いつつ脱燐を行うので、これま
での溶銑脱燐法の場合のように脱燐剤を粉状近くにまで
細かく粉砕しておく必要がなく、その分のコスト低減が
可能となる。

ｉｘ）遊休転炉がある場合には、これを直ちに脱燐炉と
して使うことが出来、格別な設備を準備する必要がない
。また、例えば転炉１／２基操業を行っている工場の場
合には一方の炉を脱燐炉とすることにより転炉２／２基
操業のような形態を採ることができ、新たな設備投資を
必要としない。

そして、レンガ寿命のために何れか一方を築炉する必要
が生じた場合には、この間だけ転炉１基のみで従来の転
炉吹錬を行って遊体炉を出さない方策も講じられ、非常
に柔軟性に冨んだ精錬が可能である。

ところが、本発明者等は、数多くの実際操業実績の仔細
な分析を通して「２基の複合吹錬転炉を用いた２段向流
精錬は従来のトーピードや溶銑鍋を使用した炉外精錬に
比べての利点が十分に認められはするものの、それでも
時々に応じて鉄分ロスにバラツキが見られる上、到達Ｐ
レベルにも多少の不安定性が現れがちである」との事実
を認識したのである。

そこで、上記鉄分ロスや到達Ｐレベルのバラツキを抑え
て“２基の複合吹錬転炉を用いた２段向流精錬”の操業
性をより一層安定化させるべく研究を続け、［鉄分ロス
のバラツキは脱燐炉での脱燐精錬時に主として生じるも
のであり、特にその時の精錬スラグ中ＣａＦｚ割合が極
めて重要な役割を果たしていて、蛍石の投入により該精
錬スラグ中のＣａＦ２割合を高めに調整すると鉄分ロス
の抑制が効果的になされる」との知見を得たことを基に
“吹錬後スラグ中の（：、ａＦｔ割合を高めた脱燐操業
”を試みた。

しかしながら、上記“蛍石投入による高Ｃａ　Ｆ、スラ
グ脱燐吹錬”では滓化促進及びスラグ流動性改善効果に
よって確かに鉄分ロスの低い安定した操業を維持するこ
とができるが、溶銑［Ｓｉ］？Ｍ度に応じて鉄分ロス少
なく所望脱燐を行うために必要な蛍石投入量を示した第
３図からも明らかなように、上記好ましい操業状態を維
持するには蛍石の多量投入を要することとなって、“２
基の複合吹錬転炉を用いた２段向流精錬”が特徴とする
「操業コストの低減」に悪影響を及ぼすことが懸念され
た。

このようなことから、本発明が目的としたのは、“２基
の複合吹錬転炉を用いた２段向流精錬”を実施するに際
して、コスト高につながる蛍石の多量投入を行わな（で
もスラグへの鉄分ロスの少ない効果的な脱燐を行うこと
ができる手段を見出し、品質の優れた綱をより安定した
操業性の下で安価に溶製し得る製鋼法を確立することで
あった。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者は、上記目的を達成すべく種々の観点から研究
を重ねたところ、更に「連続鋳造（ＣＣ）や造塊時の脱
酸滓たるスラグやＭ精錬で発生するアルミドロス（アル
ミ灰）には多量のｐＪ１２０３が含まれているが、この
Ａｌｌ　ｚ　Ｏ３には蛍石の主成分であるＣａＦ２と同
様なＣａＯ系フラックスの滓化促進作用があり、前記“
２基の複合吹錬転炉を用いた２段向流精錬”における脱
炭炉吹錬の際に該ＣＣ・造塊滓又はアルミドロスを脱炭
炉内に添加して精錬を行うと、発生する転炉滓には相当
量のＡ１□０３が含有されることとなって、これを用い
る脱燐炉精錬時に蛍石の使用量を少なくしても十分な滓
化促進及びスラグ流動性改善効果が確保されて鉄分ロス
の低い安定した操業が維持されるようになる」との新し
い知見を得るに至った。

本発明は、上記知見事項等に基づいてなされたものであ
り、 「上下両吹き機能を有した２基の転炉形式〇炉のうちの
一方を脱燐炉、他方を脱炭炉とし、前記脱燐炉内へ注入
した溶銑に脱炭炉で発生した転炉滓を主成分とする精錬
剤を添加して脱燐スラグ−メタルの２段階向流接触精錬
を行う製鋼法において、第１図に示すように、前記転炉
滓として脱炭炉中にＣＣ・造塊滓もしくはアルミドロス
添加を行って発生したものを使用すると共に、脱燐炉内
へ添加する前記転炉滓を主成分とした精錬剤中に蛍石を
含有させて生成スラグ中の（ＣａＦｚ　＋　ＡｌｚＯ３
）割合を１０〜２０重量％に調整し、かつ底吹きガス撹
拌を行いつつ酸素ガスを上吹きして溶銑温度を１４００
℃以下に保ちながら溶銑脱燐を行い、得られた脱燐溶銑
を脱炭炉に注銑して脱炭並びに仕上脱燐することにより
、鉄分ロスや生石灰の使用量少なく品質の良好な低燐鋼
を安価に製造し得るようにした点」 に特徴を有するものである。

く作用〉 さて、精錬剤に配合される蛍石は、第４図に示されるよ
うに、その主成分たるＣａＦ２の作用によってＣａＯ系
フランクスの滓化促進及びスラグ流動性改善効果を発揮
するが、第５図に示される如くＡｆ　ｚ　Ｏ３も前記Ｃ
ａＦｚと同様にＣａＯ系フランクスの滓化を促進しスラ
グ流動性を改善する作用を有している。また、連続鋳造
や造塊時に発生するスラグやＡＩ精錬で発生するアルミ
ドロス（アルミ灰）には主成分としてＡＮ　２０　、が
含まれているので、脱炭炉吹錬の際に通常使用される媒
溶剤と共に前記ＣＣ・造塊滓又はアルミドロスをも添加
して吹錬を行うと、ＡＩ□０３分に富んだ転炉滓が発生
する。従って、“２基の複合吹錬転炉を用いた２段向流
精錬”に際し、脱燐炉内へ添加する精錬剤として前記Ａ
Ｉ！　ｚ　Ｏｓ分に富んだ転炉滓を主成分とするものを
用いれば、蛍石の配合量を低減したとしてもこの分がＣ
Ｃ・造塊滓等からのＡｉ！　２０３によって補償され、
スラグへの鉄分ロスを抑える十分な効果がコスト安く確
保できるようになる。

ただ、この場合、脱燐炉にて生成されるスラグのＣＣａ
Ｆ、　＋　Ｈアｏｉ）割合が１０重量％未満では十分な
滓化が確保できないために鉄分ロスの抑制が不安定とな
り、一方、スラグ中（ＣａＦ　ｚ＋Ａｊ！ｚ０３）の割
合が２０重量％を超えてもそれ以上の鉄分ロス改善効果
が得られないばかりか、蛍石消費量増大によるコストア
ップ並びに耐火物の溶損が著しくなることから、脱燐炉
で生成されるスラグ中の（Ｃａ　Ｆ　ｚ　＋　Ａｌｔｏ
　３）割合が１０〜２０重量％となるように脱炭炉へ添
加するアルミドロスや脱炭炉へ添加する蛍石の量を調整
することと定めた。

このように、脱燐炉で使用される精錬剤は“ＣＣ・造塊
滓又はアルミドロスを添加した脱炭吹錬炉で発生する転
炉滓”を主成分とし蛍石を基本の副成分として配合した
ものであるが、転炉滓を滓化性のより向上させて低融点
の脱燐スラグとしたり脱燐が進行し易いようにスラグの
酸化力を高めるためには、上記成分の他に酸化鉄の併用
も好ましい。更に、これらの成分以外に生石灰、ドロマ
イト或いは石灰石を付加的に配合しても良いし、溶銑［
Ｍｎ］向上のためにマンガン鉱石や鉄マンガン鉱石を配
合しても良い。また、媒溶剤として螢石以外にＣａ（Ｊ
２．　ＮａｚＯ＝ＳｉＯｔ＋　ＮａｚＣＯ：＋等を添加
して良いことも勿論である。

脱燐炉で使用される精錬剤の主成分たる転炉滓としては
、脱炭炉で発生した溶融状態のものが熱経済的にも脱燐
フラックスの滓化性の面からも好ましいが（このように
溶融状態のものを用いる場合には耐火物を内張すした鍋
を介して脱燐炉に江津される）、取り扱いの容易さ等を
考慮して脱炭炉で得られたものを一旦冷却凝圃させ、粒
状又は塊状に破砕してから用いても良い。なお、使用さ
れる転炉滓は、タイミングとしては前回チャージのもの
が良いが、それ以前に脱炭炉がら出たものや他の工場の
脱炭炉で発生したものでも良いことは言うまでもない。

脱燐炉での処理温度を１４００”Ｃ以下に調整する理由
は、溶銑処理温度がこれより高くなると脱炭ばかりが進
行してスラグ中の全Ｆｅ量が低くなって脱燐率が悪化す
ることにある。一方、前記温度が余りに低温になると、
今度はスラグへの粒鉄ロスが増加するので好ましくない
。従って、脱燐炉での処理温度は１４００’Ｃ以下と定
めたが、好ましくは１２００〜１４００℃、出来れば１
２５０〜１３７０℃に調整するのが良い。そして、この
ような処理温度の維持は上吹きランスからの酸素ガス吹
き込み或いは炉底羽口からの酸素ガス吹き込み、更には
アルミ灰酸化時の燃焼熱の併用によって行われる。

従って、ここでの上吹き酸素ランスは通常の転炉ランス
でも良いが、脱燐用に新作した小流量ランスであっても
良い。そして、使用酸素ガス量は処理前の溶銑温度や珪
素含有量、転炉滓の温度。

脱燐炉の温もり具合、目的とする処理溶銑温度等によっ
て決定されるが、概ね２ＯＮｎｆ／Ｔ以下で良く、通常
は５〜１ＯＮｒｒｒ／Ｔが効果的である。因に、このと
きの脱炭量は０．５％程度である。

炉底から吹き込む撹拌ガスとしてはＡｒ、ＣＯ□。

ＣＯ，Ｎ、、Ｏ！＋空気等の何れであっても良い。

そして、脱燐炉の炉底ガス撹拌の程度は通常の上下両吹
き複合吹錬におけると同程度（０，０３〜０．２ＮｒＪ
／ｍ１ｎ−Ｌ）で良いが、脱燐速度の向上を狙ってこれ
よりも更に多くして良いことは勿論である。

脱炭炉での吹錬は、ＣＣ・造塊滓又はアルミドロスを添
加する他は基本的には通常の６炉外で脱燐された溶銑”
を吹錬する場合と同じであり、このとき終点での溶鋼の
Ｍｎ含有量向上を目的として生石灰やドロマイトを中心
とする造滓剤の他にマンガン鉱石や鉄マンガン鉱石を添
加することもできる。ところで、本発明に係る製鋼法を
実施する場合には、出来れば適用される溶銑の事前脱硫
処理を行うのが良い。なぜなら、該製鋼法では脱硫の進
行が極めて鈍いことが挙げられるが、この他、事前脱硫
していない溶銑を用いた場合には転炉スラグ中のＳ含有
量が上昇し、次のチャージにおける溶鋼Ｓ含有量を高め
ることも懸念されるからである。なお、前記事前脱硫は
通常行われている溶銑脱硫方法のいずれによっても良い
。更に、この方法に適用される原料溶銑のＳｉ含有量も
低い程好ましい。

次に、この発明を実施例により具体的に説明する。

〈実施例〉 まず、ＫＲ（溶銑処理炉）で脱硫処理した第１表の上段
に示される成分組成の溶銑２５０トンを脱燐炉として使
用する上下両吹き複合吹錬転炉に注銑し、これに、“同
様形式の脱炭炉へ通常媒溶剤の他に出鋼から連続鋳造及
び造塊作業で生じたスラグ１０ｋｇ／Ｔを添加しての吹
錬で発生した転炉滓”２５ｋｇ／７．　１００鶴以下の
粒径の鉄鉱石６　ｋｇ／Ｔ。

生石灰６　ｋｇ／Ｔ並びに螢石５　ｋｇ／Ｔを添加して
１０分間の脱燐処理を行った。なお、この時のスラグ中
（Ｃａ　Ｆ　ｔ　十Ａ１ｔＯａ）割合は１４重量％であ
った。

ところで、使用した脱燐炉並びに脱炭炉は、上述のよう
に何れも炉底よりガス吹き込み撹拌が可能な１６０トン
上下両吹き複合吹錬転炉であり、以下の何れの実施例に
おいても第２表に示すような操業条件が採用された。

このようにして得られた脱燐銑（成分組成は第１表の中
段に示す）を−旦鍋中に出銑してから脱炭炉に注銑し、
通常の転炉操業通りに生石灰７ｋｇ／Ｔ、軽焼ドロマイ
ト５ｋｇバ並びに珪砂２ｋｇバとを造滓剤として主吹錬
を実施した。なお、この際、終点温度（吹錬終了温度）
が１６７０℃となるように冷却材としての鉄鉱石及びマ
ンガン鉱石を適時添加した。

そして、このとき発生した転炉滓を鉄鉱石及び螢石と共
に再び次のチャージの脱燐剤原料として脱燐炉に添加し
て脱燐を行うと言う一連の操作を繰り返した。

この結果、全製鋼工程での生石灰使用量と軽焼ドロマイ
ト使用量との和が１８ｋｇ／Ｔと言う少ない値で、第１
表の下段に示す如き鋼中Ｐ量が０．０１０重量％の溶鋼
を安定した操業下で得ることができた。

〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、製鋼工程の全
体を通じた造滓剤使用量やスラグへの鉄分ロスを低く抑
えながら品質の良好な鋼を高い生産性の下で製造するこ
とが可能となり、高品質鋼の製造コストを低減しその利
用分野を一層拡大する道を開くなど、産業上極めて有用
な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る製鋼法の概要を示した概略説明
図である。 第２図は、“２基の上下両吹き複合吹錬転炉を使用した
脱燐スラグ−メタルの向流的２段階接触精錬を伴う製鋼
方法”の説明図である。 第３図は、溶銑［Ｓｉ］濃度と鉄分ロス少なく所望脱燐
を行うために必要な蛍石投入量との関係を示したグラフ
である。 第４図は、Ｃａ　Ｆ　ｚ−２Ｃａ　Ｏ−３ｉ　Ｏｚ系フ
ラッカスの状態図である。 第５図は、ＣａＯ−Ａｌ１ｚＯ：＋系フラックスの状態
図である。 図面において、 １・・・脱燐炉、　　　　　２・・・脱炭炉。 ３・・・溶銑、　　　　　４・・・転炉滓。 ４′・・・転炉滓を主成分とする脱燐スラグ。 ５・・・撹拌ガス吹込みノズル、　　６・・・ランス。 第 １ 図 〈＝＝：’：：：ｌ：：：：Ｅヨロ＝＝＝＝＝＝＝＝＝
＝＝＝＝＝＝＝＝ＥＥＥＥロー−・・−一一＝ン第 ２図 第３ 図 溶銑中のＳｉ含有量（！量％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　上下両吹き機能を有した２基の転炉形式の炉のうちの
   一方を脱燐炉、他方を脱炭炉とし、前記脱燐炉内へ注入
   した溶銑に脱炭炉で発生した転炉滓を主成分とする精錬
   剤を添加して脱燐スラグ−メタルの２段階向流接触精錬
   を行う製鋼法において、前記転炉滓として脱炭炉中にＡ
   ｌ＿２Ｏ＿３含有連続鋳造・造塊滓又はアルミドロス添
   加を行って発生したものを使用すると共に、脱燐炉内へ
   添加する前記転炉滓を主成分とした精錬剤中に蛍石を含
   有させて生成スラグ中の〔ＣａＦ＿２＋Ａｌ＿２Ｏ＿３
   〕割合を１０〜２０重量％に調整し、かつ底吹きガス撹
   拌を行いつつ酸素ガスを上吹きして溶銑温度を１４００
   ℃以下に保ちながら溶銑脱燐を行い、得られた脱燐溶銑
   を脱炭炉に注銑して脱炭並びに仕上脱燐することを特徴
   とする、複合吹錬炉を用いた２段向流精錬製鋼法。