JPH0431003B2

JPH0431003B2 -

Info

Publication number: JPH0431003B2
Application number: JP2682587A
Authority: JP
Priority date: 1987-02-07
Filing date: 1987-02-07
Publication date: 1992-05-25
Also published as: JPS63195214A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞この発明は、２基の転炉形式の炉を使用し一方
の炉で脱燐した溶銑を他方の炉で脱炭する製鋼工
程において、脱燐銑を一旦取鍋に出湯する際の発
煙を防止して良好な作業性並びに環境保全を確保
する方法に関するものである。＜従来技術とその問題点＞近年、各種鋼材に対する品質要求は日増しに高
度化しており、これにともなつて製鋼法にも各種
の工夫が試みられ、様々な新しい手法が導入され
てきた。このような中にあつて、最近、低燐鋼をより一
層低いコストで安定溶製する手段の開発に大きな
期待が寄せられるようになり、その実現に向けて
多くの研究が積み重ねられている。ところで、製鋼トータルコストのミニマム化や
低燐鋼の安定溶製に関しては、従来、次のような
溶銑の予備脱燐法が提案され、一部実用化もなさ
れている。即ち、トーピードカー内の溶銑に生石灰系の脱燐剤
又はソーダ灰をインジエクシヨンすることで予
備脱燐を行う方法、取鍋内の溶銑に生石灰系のフラツクスをイン
ジエクシヨンしたりブラステイング（吹き付
け）することで予備脱燐を行う方法、高炉鋳床樋中で溶銑に生石灰系のフラツクス
をブラステイングして予備脱燐を行う方法。しかしながら、前記）及び）の方法による
と比較的低い到達Ｐ含有量レベルを達成すること
はできるが、脱燐を“脱燐剤の浮上過程で進行す
る反応（トランジトリー・リアクター・リアクシ
ヨン）”に頼るため脱燐フラツクスの利用効率が
必ずしも良くなく、また処理時間が長くかかる分
だけ処理時の抜熱が大きくなつて溶銑温度が低下
すると言う問題があり、一方、前記）の方法で
は処理後の溶銑温度を先の２つの方法より高く保
つことができるが、脱燐処理が高炉から出銑され
た直後の溶銑に施される関係上、脱燐処理温度が
高過ぎて到達Ｐ含有量レベルそのものが前記）
及び）の方法よりも悪くなるとの不都合があつ
て何れも決して満足できるものではなかつた。その上、溶銑脱燐フラツクスとして生石灰等を
用いる場合には、その後の転炉吹錬で使用される
生石灰等の量をも合わせて考えると、前記いずれ
の方法によつても“該予備脱燐工程を省いて転炉
のみでの脱燐を行う方法”に比べて必要造滓剤量
（生石灰等の量）はそれほど大きく低減されない
ことも指摘されていたのである。そこで、“製鋼コストに大きく影響する造滓剤
使用量を極力抑えることが可能で、しかも格別に
新規な設備を必要とすることなく品質の良好な鋼
を高能率生産し得る方法を開発すること”の必要
性を強く認識した本出願人は、「全製鋼工程を通じての造滓剤の必要量はスラ
グとメタルとを向流的に接触させる“スラグ−メ
タル向流精錬”によるときが最も少なくて良い
が、実際上は該向流精錬の完全な実現は殆ど不可
能であり、現状において最も労少なく造滓剤の使
用量を抑え得る可能性を秘めた製鋼手段として挙
げ得るものは、脱燐工程を２段階に分割してその
下工程で発生するスラグを上工程の脱燐剤として
使用する方法（即ち、溶銑脱燐用フラツクスの主
成分として転炉滓を用いる方法であつて、例えば
本出願人が先に特公昭55−30042号として提案し
たところの“転炉滓を炉外精錬での溶銑脱燐フラ
ツクスとして再利用する方法”に代表されるも
の）である」との基礎的研究結果を踏まえ、しかも「これまでに提案された転炉滓再利用による製
鋼法は、炉外精錬を併用することもあつて効率の
良い作業条件を安定して確保するのが非常に困難
である上、脱燐効率も期待されるほどには高くな
く、また量産のためには格別の排ガス集塵機や脱
燐スラグの排滓設備を必要とするなど、高品質鋼
の量産手段としては今一歩躊躇されるものでしか
ない」と言う実作業上の問題点にも着目した上で、次に
示す如き新規な製鋼方法を提案した（特願昭61−
132517号）。即ち、第２図に示したように、『上下両吹き機能を有した２基の転炉形式の炉
を使用すると共に、そのうちの一方を脱燐炉１、
他方を脱炭炉２とし、脱燐炉１内へ注入した溶銑
３に脱炭炉２で発生した転炉滓４を主成分とする
精錬剤の添加を行い、攪拌ガス吹き込みノズル５
による底吹きガス攪拌を実施しつつランス６より
酸素ガスを上吹きして脱燐炉１の溶銑３の温度を
1400℃以下に保ちながら溶銑脱燐を行つた後、得
られた脱燐溶銑を脱炭炉２にて脱炭する方法』で
ある。そして、この方法によると、極めて少ない
量の造滓剤でもつて通常燐レベルの鋼或いは低燐
鋼を作業性良く低コストで製造することが可能と
なつた。なお、上記方法による利点の主なものを具体的
に列挙すると次の通りである。転炉滓を溶銑脱燐フラツクスとして用いる
“２段向流精錬”であるため、全製鋼工程での
生石灰使用量が従来法に比べて大幅に減少し、
低燐鋼を極めて少ない生石灰量で吹錬すること
を可能とする。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。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、この発明の方法においては、該スラグを
溶銑脱燐フラツ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。使用する炉が転炉形式の炉であるので、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
である。使用する炉が上下両吹き機能を有した転炉形
式の炉であるので溶銑の強攪拌が出来て短時間
処理が可能となり、従つて抜熱量が少なく、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。脱燐炉で発生するスラグは、遊離石灰が少な
いため（フリーのCaOが１％以下）であるので
路盤材としての有効利用も可能である。使用する炉が２つであるので、炉体に付着す
るP₂O₅に起因した脱燐不良の懸念は全くない。
つまり、脱燐炉では高P₂O₅のスラグが、そし
て脱炭炉では低P₂O₅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
ない。底吹きガス攪拌を行いつつ脱燐を行うので、
従来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。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
行つている工場の場合には、一方の炉を脱燐炉
とし、転炉2/2基操業のような形で、設備投資
なくこの発明の実施が可能である。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
の転炉吹錬を行つて遊休炉を出さない方策も講
じられ、非常に柔軟性に富んだ精錬が可能であ
る。上述のように、本出願人が先に提案した“転炉
形式の２基の炉を使用する製鋼方法”には極めて
多くの利点があり、特に低燐鋼の製造手段として
優れた効果を得られるものであつたが、その後の
多くの実際操業を通じた更なる検討の中から、新
たに次のような改善すべき問題点が認識されるに
至つたのである。即ち、転炉形式の脱燐炉と脱炭炉とを使用して
製鋼を行う場合には、当然のことながら脱燐銑を
脱炭炉に注湯する工程を欠くことができないが、
そのために炉を傾倒させて脱燐銑を一旦取鍋中へ
出湯しようとすると、炉の傾動に伴つて溶銑上に
浮かんでいるスラグ層が先ず炉の出湯孔部分を通
過し、続いて溶銑層が該出湯孔に達して出銑が行
われることとなる。従つて、僅かではあるが前記
出湯孔からスラグが取鍋中に流出するのを阻止す
ることが出来ない。ところが、転炉形式の脱燐炉
で溶銑脱燐を実施する場合には、スラグに脱燐能
を付与するためにスラグ中の酸素、つまり
（FeO）は３〜10％程度（スラグ塩基度が２程度）
に高くコントロールされている。しかも、出湯さ
れる溶湯はＣ含有量が４％前後と高い脱燐溶銑で
ある。そのため、脱燐銑の出湯時には取鍋中に流
出した前記スラグは溶銑流により攪拌されながら
これと接触するので、スラグ中の酸素（FeOの形
態）と溶銑中の炭素とが激しく反応してCOガス
を吹き上げることとなり、この激しいCOガス吹
上げ流にスラグの微粒子や酸化鉄等が巻き上げら
れて“発煙現象”を呈し、これが作業環境上極め
て重大な悪影響を及ぼすと言う問題点である。勿論、発煙対策として集塵設備を強化すれば発
煙現象による悪影響は回避できると考えられる
が、このような対策では設備費の上昇を招いて製
鋼コストの低減を狙つた“２基の転炉を用いる製
鋼方法”の利点が充分に生かせない。＜問題点を解決する手段＞そこで、本発明者等は、作業能率や環境保全の
点からぜひとも回避しなければならない前記“発
煙現象”を根本的に抑えて安定した製鋼作業性を
確保すべく様々な観点から研究を行つたところ、 (a) 脱燐銑出湯時に生じる取鍋からの発煙現象
は、先にも述べたように、出湯初期に取鍋内へ
漏れ出た酸化性スラグ中の酸素と溶銑中の炭素
との反応に起因するものではあるが、単にこの
反応のみではCOガスが発生するに過ぎないも
のであり、“発煙”として捕らえられる現象を
呈するのは塩基度が２程度であるスラグ特有の
パサパサしたスラグ性状が関与していて、この
スラグが発生COガス流に巻き上げられて飛散
するためである、 (b) しかしながら、第１図で示すように、脱燐炉
（転炉）７での脱燐精錬終了後の出湯初期の段
階（出湯開始から全出湯時間の50％以内程度の
段階）でシユート８等により取鍋内９へケイ
砂、生石灰及び少量のアルミニウム（バラAl）
を投入して所定塩基度の低融点スラグ１０を形
成せしめてやると、溶銑中の炭素とスラグ中の
酸素との激しい反応が幾分抑制される上、塩基
度調整によつてスラグ性状が変えられているた
めにスラグ粒子の飛散が生じたりスラグ中の酸
化鉄が発生COガス流に巻き込まれたりするこ
とが無くなり、前記発煙現象が殆ど見られなく
なる、と言う重要な知見を得るに至つたのである。な
お、第１図において、符号１１は酸化性スラグ
を、１２は溶銑をそれぞれ示している。この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であり、それぞれ転炉形式の脱燐炉と脱炭炉とを使用
し、脱燐炉での精錬により得られた脱燐溶銑を脱
炭炉に注銑して脱炭精錬するに当たり、脱燐炉か
ら溶銑を一旦取鍋に出湯する際、ケイ砂、生石灰
及びアルミニウムを取鍋内に投入し塩基度0.5〜
1.5の低融点スラグを形成させることにより、溶
銑出湯中の発煙を安定して防止し、出湯中の良好
な作業環境を確保し得るようにした点、に特徴を有するものである。ここで言う“転炉形式の炉”とは、傾倒により
出湯を行う溶銑処理炉一般を指すものであるが、
先に提案した特願昭61−132517号の方法のように
使用生石灰量少なく低燐鋼を能率生産するために
は“現在使われている形式の上下両吹き複合吹錬
転炉”が好ましい。取鍋中に投入する副原料のうち、ケイ砂と生石
灰は溶融したスラグの融点を極力低下せしめて良
好な流動性を呈する“塩基度0.5〜1.5”のスラグ
を形成するためのものであり、一方、アルミニウ
ムはスラグ中の酸素を除去してCOガス発生反応
を緩和する役割を担つていて、何れが欠けても発
煙現象の安定防止は達成できない。なお、上記副
原料の配合割合はスラグ塩基度：0.5〜1.5を目標
とすれば良いが、例えば第１表に示すような配合
割合を推奨することができる。

【表】また、取鍋内スラグの塩基度を特に0.5〜1.5に
調整する理由は、該塩基度が0.5未満の場合及び
1.5を越えた場合の何れであつても、スラグ性状
が融点の高いパサパサしたものとなり、溶銑に直
接接触している極く薄い層以外の部分での発生
COガス流による飛散が激しくなつて、容認でき
ない程の発煙現象を呈するようになるからであ
る。次に、この発明を実施例により比較例と対比し
ながら具体的に説明する。＜実施例＞まず、トーピード内で脱硫・脱珪処理した第２
表の上段に示される如き成分組成の溶銑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、同様形式の脱炭炉で発生した
転炉滓を冷却・凝固して30mm以下の粒径に破砕し
たもの25Kg／Ｔ、同様の粒径を持つ鉄鉱石10Kg／
Ｔ、並びに螢石４Kg／Ｔとを混合状態で添加して
10分間の脱燐処理を行つた。なお、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攪拌が可能な
250トン上下両吹き複合吹錬転炉であり、第３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
２表の中段に示す）を一旦取鍋中に出銑してから
脱炭炉に注銑し、通常の転炉操業で用いる生石灰
の10Kg／Ｔと螢石１Kg／Ｔとを造滓剤として主吹
錬を実施したが、上記取鍋中への出銑の際、第１
図

【表】

【表】に示した如く、出銑初期段階（出銑開始から全出
銑時間の50％までの間）に第４表で示した配合割
合の副原料をシユートから投入し、取鍋中スラム
の塩基度を同じく第４表に示す如くに調整しなが
ら出銑を実施した。この結果、第４表に併せて示したように、本発
明で規定した条件通りに出銑を実施した場合（試
験番号３乃至５）には取鍋からの発煙現象は殆ど
見られず良好な作業を行えたが、副原料の投入を
行わなかつたり（試験番号１）、副原料投入によ
るスラグ塩基度調整が本発明で規定する条件を満
足しなかつたり（試験番号２及び６）、或いは副
原料としてのアルミニウムの投入がなされなかつ
た場合（試験番号７）には、激しい発煙現象のた
め作業の続行を実際上中断せざるを得ないか、作
業環境悪化のために著しい作業性の劣化を生じる
ことが確認された。脱炭炉における主吹錬では、終点温度（吹錬終
了温度）が1675℃となるように冷却材として鉄鉱
石を適時添加した。このとき発生した転炉滓は25Kg／Ｔであり、こ
れを鉄鉱石及び螢石と共に再び次のチヤージの脱
燐剤原料として脱燐炉に添加して脱燐を行う一連
の操作を繰り返した。この結果、全製鋼工程での使用生石灰量が通常
の転炉一回吹錬のときの約1/4と言う極めて少な
い値で、第２表の下段に示すような、鋼中Ｐ量：
0.013重量％の溶鋼を得ることができた。＜効果の総括＞以上に説明した如く、この発明によれば、品質
の良好な鋼をコスト安く製造する場合に極めて有
利な“転炉形式の脱燐炉と脱炭炉の２基の炉を使
用する製鋼手段”を実施する場合等に問題となる
ところの、“転炉からの溶銑出銑時の取鍋内発煙
現象”を格別な設備を要することなく安定確実に
抑えることができ、工業的に何ら支障のない出銑
作業性の確保が十分に可能となるなど、産業上極
めて有用な効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る脱燐精錬後の出湯方
法例を示した概略説明図、第２図は、２基の転炉
を用いた製鋼法の概要を示した概略説明図であ
る。図面において、１，７……脱燐炉、２……脱炭
炉、３，１２……溶銑、４……転炉滓、４′，１
１……転炉滓を主成分とする脱燐スラグ（酸化性
スラグ）、５……攪拌ガス吹き込みノズル、６…
…ランス、８……シユート、９……取鍋、１０…
…低融点スラグ。

Claims

【特許請求の範囲】

１それぞれ転炉形式の脱燐炉と脱炭炉とを使用
し、脱燐炉での精錬により得られた脱燐溶銑を脱
炭炉に注銑して脱炭精錬するに当たり、脱燐炉か
ら溶銑を一旦取鍋に出湯する際、ケイ砂、生石灰
及びアルミニウムを取鍋内に投入し塩基度0.5〜
1.5の低融点スラグを形成させることを特徴とす
る、溶銑出湯中の発煙防止方法。