JPH0435522B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、溶融金属特に溶銑の脱珪処理、脱燐
処理および脱硫処理を単独または複合して実施す
るのに好適な連続精錬装置に関する。 近年、鋼材の使用環境は益々厳しくなり、従来
にまして燐や硫黄に代表される鋼中不純物元素の
低減化、鋼材の高純度化が要求されている。一
方、上吹き転炉に代表される製鋼炉での、特に脱
燐などの精錬機能は、後工程での連鋳比率の増加
や二次精錬の普及より高い出鋼温度が要求される
ことなどから、もはや限界に達している。従つ
て、最近では溶銑段階で脱珪、脱燐、脱硫を行
う、いわゆる溶銑の予備処理技術の開発がさかん
になされ、また実用に供されている。しかし、こ
れまでに提案された各種の溶銑処理法はそれなり
に利点もあるが、実操業的にはまだまだ不十分な
ものであり、数多くの問題が残されている。例え
ば、処理中での温度低下が著しいこと、用いるフ
ラツクスの使用量が大であること、排滓に時間が
かかること、工程の増加をきたし製造フローが複
雑化すること、などの問題を抱えている。 これらの問題は、概して言えば、脱珪、脱燐、
脱硫という各反応操作をそれぞれ別個に行い、場
合によつては別の反応容器でこれらを個別に実施
しているところに一つの原因がある。 例えば従来において、溶銑樋、トピードカー、
輸送鍋、或いは転炉などの複数の反応容器で経る
間の溶銑に対して、脱珪、脱燐または脱硫に必要
なフラツクスや精錬剤をそれぞれ個別に投入して
精錬することが最も普通に実施されているが、こ
の場合に既述のような問題が生ずることは明らか
である。例えばこの各々の反応を実施する容器は
転炉を別にして元々は溶銑の輸送を目的としたも
のであつて、特に反応操作を目的として設計され
たものではないから、反応に最適な条件をこの中
で実現するには本質液に困難を伴うと共に個別に
排滓作業を必要とするからその処理作業の操業性
を阻害し、同時に、精錬を遂行する上での高級耐
火物の使用とその補修が怠れないから通常は複数
あるかような輸送容器の改造および補修に多大の
費用を必要とする。また、精錬の効率を向上させ
るには適度の撹拌を必要とし、特にCaO系フラツ
クスを用いた場合にはかなり激しい撹拌を必要と
するが、この場合に容器の振動やスプラツシユの
飛散を伴うので、トピードカーや輸送鍋で反応に
必要な撹拌動力を確保しようとするのは設備費の
面でも安全性の面でも不合理がある。加えて、溶
銑がこのような複数個の反応容器でそれぞれ異な
る目的の精錬を実施されている現状では、処理中
に温度低下の増大を伴うことは避けがたい。 本発明は、如上のごとき溶銑処理の実情にかん
がみ、脱珪、脱燐および脱硫を一括して実施する
合理的な溶銑処理の開発を目的としてなされたも
ので、本発明者らは、この目的を達成すべく溶銑
の脱珪、脱燐および脱硫の反応挙動に関し広汎な
試験研究を重ねて来た。その結果、いくつかの新
しい知見事情を得て、ここに、溶銑の脱珪、脱燐
または脱硫の一種または二種以上の処理を連続的
に且つ場合によつて数種の反応を同時にしかも高
効率に実施することのできる非常に合理的かつ高
能率の溶銑の処理法および装置を開発することが
できた。すなわち本発明者らは、従来より提案さ
れまた実用化されている不活性ガスをキヤリヤガ
スとして精錬用フラツクスをインジエクシヨンす
る方法や冷却ガスを使用しながら酸素富化ガスを
インジエクシヨンする方法等では反応を効果的に
進行させるうえで限界が存在することに鑑み、こ
れに代わる新しい処方として、酸素富化ガスをキ
ヤリヤガスとして精錬用フラツクスを溶銑の湯面
下にインクジエクシヨンする連続的な処理方法お
よびその方法を効果的に実施する精錬装置を開発
したものである。 本発明者らが開発した溶銑の連続処理方法は、
第一に、水平方向に流れる溶銑の連続流れを形成
し、この溶銑の連続流れに対してその位置が固定
された一本または複数本の湯面下のノズルから精
錬用物質をこの連続流れを横切るように供給する
こと、 第二に、この精錬用物質として、粉状の固体物
質と酸素含有気体（好ましくは酸素濃度が50Vol
％以上の酸素含有気体）とからなる精錬用物質を
使用すること、 第三に、この精錬物質の連続供給ゾーンを溶銑
が連続的に通過するさいに脱珪反応と脱燐反応を
順にまたは同時に並行して進行させること（これ
は、換言すれば、従来のように湯面上に形成した
溶融スラグとの反応によつて脱珪脱燐を図るので
はなく、湯中に供給される精錬物質の連続流れと
溶銑の連続流れを直接接触させることによつて反
応を進行させることを意味する）、 さらに加えて、処理対象とする溶銑中のSi含有
量やＰ含有量に応じて、前記の精錬用物質の連続
供給ゾーンをいくつか設定し、上流側のゾーンで
は脱珪反応を主として行わせ（但しこのゾーンで
脱燐反応も付随して進行させることもある）、そ
の下流側のゾーンでは脱燐反応を主として行わせ
ること（このゾーンで、脱燐反応と脱硫反応を付
随して進行させることもある）、 さらに、精錬用物質として、粉状の固体物質と
実質上不活性のガスとからなる精錬用物質を使用
することによつて、このゾーンで脱硫反応を主と
して進行させること、 などを基本的要件とする溶銑の処理法であり、処
理対象とする溶銑中のSi含有量、Ｐ含有量、Ｓ含
有量に応じて脱珪、脱燐または脱硫のうちの一種
でもまた二種以上の反応を適宜実施できるように
した溶銑の連続処理法である。 本発明は、このような溶銑の連続処理を効果的
に実施することができる精錬装置を提供するもの
である。すなわち本発明は、図面の第１図に示し
たように、一方の側端部もしくはその近傍に溶融
金属を供給する導入口１を、そして、他方の側端
部もしくはその近傍に溶融金属を流出させる流出
口２を有する容器であつて、この容器の一方の側
端部から他方の側端部に向けて実質上水平方向に
流れる連続した湯の流れを形成する容器３におい
て、この容器３内の湯と接する部位の容器ボデイ
に複数個のノズル４を湯の流れ方向に間隔をあけ
て連設し、各ノズル４を粉体供給源５とガス供給
源６，７とに固気比調整手段およびガス成分調整
手段を介して接続したことを特徴とする溶融金属
の精錬装置を提供するものである。 以下、図面に従つて溶銑の処理を例として本発
明装置を具体的に説明する。 第１図に示すように、本発明で使用する精錬容
器３は、横方向に長く延びた筒状体であり、一方
の側端部もしくはその近傍に溶銑を連続供給する
溶銑導入口１が、そして他方の側端部もしくはそ
の近傍に連続排出する流出口２が設けされており
つて、所定の滞留量をもつた溶銑がこの容器３内
に一方の側端部から他方の側端部に向けて一方向
性の連続的な流れが形成される。この容器３の底
部には、容器内の溶銑の連続流れに対してこの連
続流れを横切るように粉体と気体とからなる精錬
用物質を供給するノズル４が溶銑の流れ方向に間
隔をあけて複数個連設されており、各ノズル４は
粉体供給源５と気体供給源６および７にその固気
比調整手段並びにガス組成調整手段を介してつな
がつている。 粉体供給源５は、CaO、CaF₂、ミルスケール
や鉄鉱石あるいは焼結鉱粉等の混合粉体の供給源
であり、気体供給源６はアルゴンガスや窒素ガス
などの不活性ガスあるいは空気の供給源、気体供
給源７は純酸素供給源を示している。８は不活性
ガスまたは空気の供給量を調節するガス調節弁、
９は純酸素の供給量を調節する酸素調節弁、１０
は粉状物質の供給するデスペンサーである。この
デスペンサー１０、ガス調節弁８、および酸素調
節弁９によつて各ノズル４に供給される粉状物質
の組成と量、気体の組成と量および固気比が調節
される。この固気比の調節およびガス組成の調整
については、後に詳述する。 ノズル４は、第２図に示すような耐火物製の単
管ノズルが使用されている。すなわち、耐火物製
の内筒１１と耐火物製の外被１２とからなるノズ
ル部材が、容器３の耐火物層１３に、この耐火物
層１３の内表面とノズル先端面が整合するよう
に、装着されており、内筒１１には鋼製（ステン
レス鋼製）のパイプ１４が容器３の外側から装入
され、このパイプ１４がジヨイント１５を介して
前述のデスペンサー１０にホース１６によつて接
続されている。このようにノズル４は耐火物製で
はあるが、本発明に従つて酸素富化ガスをキヤリ
ヤガスとして粉体を溶銑中に供給しても、この粉
体のもつ顕熱と潜熱による奪熱によつてこの耐火
物製単管ノズルの先端部に溶銑のメタル分を含む
凝固シエルが形成され、これが耐火物溶損を防止
する保護体となるので、ノズル４が溶損すること
なく酸素富化ガスをキヤリヤガスとして粉体をイ
ンジエクシヨンすることができる。 また、容器３内の湯と接する部位の容器ボデイ
に湯の流れ方向に間隔をあけて連設されるこの複
数個のノズル４は、その配置の仕方によつてはそ
の噴射流によつて容器内を流れる湯の表面を所定
の周期をもつて波立たせることがある。例えば、
ノズルの全部を半円形の容器底の中心に湯の流れ
に沿つて一直線上に一定間隔で配置する場合には
一定の周期をもつた波動が生ずる。この波動によ
り、ノズル４の右側を流れる溶銑表面と左側を流
れる溶銑表面との間で位相のずれが生じ、したが
つて交互に溶銑表面が傾きながら流れるという現
象が生ずる。ノズル４を千鳥状に配置するとこの
波動を効果的に防止できる。また一直線上に配置
する場合でも、そのノズル４の噴出口を互い違い
に所定の傾斜をもたせても、つまり、垂直上方に
噴射するよりも一つおきに反対方向にやや傾けて
（溶銑の流れ方向と直行する平面内で傾けて）噴
射するようにしても、この波動を抑制することが
できる。 第１図において、１７は容器３に供給する溶銑
の流量を制御するスライデイングノズル、１８は
容器３から流出させる流量を制御するスライデイ
ングノズルであり、これの調節によつて、容器内
を流れる溶銑の流量が制御される。１９〜２０は
容器壁に設けた外気に開放する窓であり、これら
は精錬操作によつて発生するスラグを器外に排出
するのに供される。また容器３の天井部に設けら
れた開口２２はガス排出口であり、ここから出る
排ガスはこの容器３の上部のフード（図示しな
い）に導かれる。 また、２４は生成したスラグの流れをせき止め
る堰である。この堰２４は第１図のように一つで
あつてもよいし、第３図のように複数であつても
よい。本発明において、この堰２４は単にスラグ
の流れをせき止めるためだけに使用され、反応ゾ
ーンを区分するために供されるものではない。本
発明において、反応ゾーンはノズル４の設置され
る位置に形成されるのであり、例えばこの堰２４
で区切られてはいなくとも上流側のノズルの位置
では脱珪反応ゾーン、下流側のノズル位置では脱
燐ゾーンや脱硫ゾーンが形成されるのである。こ
の点、例えば特公昭58−56006号公報には、仕切
璧を介してその上流側に脱珪専用の脱珪室を設け
た精錬炉が示されているが、この公報記載の発明
が上吹きの精錬炉である点で本発明とは基本的に
相違することの他に、本発明ではこのような仕切
壁で脱珪と脱燐の反応ゾーンを区分するのではな
い点でその実態内容においても基本的に相違して
いる。 第４図〜第５図は溶銑の流れ方向の軸と直角方
向の容器断面を示しており、回転手段２５によつ
てこの円筒状の容器３がその軸の回りに回転でき
るように構成された例を示している。第４図は精
錬操作が行なわれる位置を、第５図はやむなく精
錬操作を中断せざるを得ないときに約90度回転し
た状態を示している。この約90度回転した位置で
はノズル４が湯と接触しない位置にくるように操
作する（例えば容器内に滞留させておく溶銑を若
干減らしておく。） 次に本発明装置の制御動作について説明する。
第６図は、第１図の装置の固気比調整、ガス組成
調整並びに溶銑流量調整を実施する制御態様を図
解的に示しており、この第６図において、２６は
処理条件の設定器、２７は粉体供給速度設定器、
２８はガス流量設定器、２９は差圧設定器、３０
はバルブ開閉指示器、３１は処理速度設定器をそ
れぞれ表している。デイスペンサー１０は、粉体
供給側と粉体排出側とに供給されるガスの圧力差
によつて粉体の供給量（供給速度）が制御される
ものであり、本発明装置ではこのようなデイスペ
ンサー１０を使用すると共に、その粉体供給側の
ガスとして窒素ガスまたは空気を使用し、その粉
体排出側のガスとして純酸素を使用することによ
つて好適に稼動できる。 これを例として、その制御動作を説明すると、
まず処理の設定条件３２は処理条件設定器２６に
入力される。そのうち溶銑の処理速度は設定器３
１で設定され、粉体供給速度は設定器２７で設定
される。溶銑の処理速度の設定値は導入口のスラ
イデングノズル１７と流出口のスライデングノズ
ル１８の開度を制御する制御信号となつて設定器
３１から各スライデングノズルの制御器に送信さ
れ、所定の開度に制御される。一方、粉体供給速
度の設定値は、O₂／N₂比の入力信号３３と、固
気比γの入力信号３４と共にガス流量調節器２８
に送信され、ここで必要なガス組成および固気比
を得るための制御信号の出力の大きさが演算され
る。この演算の結果は、バルブ開閉指示器３０と
差圧設定器２９に送信される。バルブ開閉指示器
３０は窒素または空気のガス開閉弁３５に対して
開閉信号を発信する。また、差圧設定器２９は、
ガス調整弁８と純酸素調整弁９の開度の制御信号
を送信し、各弁８と９の開度を所定の差圧が得ら
れるように制御すると共にこの差圧の設定によつ
て供給される全ガス中の窒素と酸素の組成比が調
整されることになる。そして、全ガスの供給量と
粉体供給量の比が調整されることから固気比も所
定の設定値に調整されることになる。このように
して第６図の本発明装置では、固気比調整手段お
よびガス組成調整手段は、一連の制御用機器２６
〜３０と、デスペンサー１０、ガス調整弁８，９
とから構成されている。 以上の構成になる精錬装置を使用することによ
つて、溶銑の脱珪、脱燐、脱硫処理が好適に実施
できる。以下にその処理原理並びに実施例につい
て説明する。 まず、低Si含有量の溶銑を対象とする場合の脱
燐処理について説明する。 脱珪を特に必要としない低Si含有量の溶銑を対
象として脱燐反応を主として行わせる場合には、
この溶銑を容器に供給し、その連続流れを横切る
ようにノズルから脱燐反応に必要な酸素源および
生石灰をインジエクシヨンする。例えば、酸素濃
度が50Vol％以上の気体と、酸化カルシウムと酸
化鉄の合計が50重量％以上の粉状の固体物質とか
らなる精錬用物質をノズルから溶銑の連続流れを
横切るように供給する。これによつて、この精錬
用物質の連続供給ゾーンを溶銑が連続的に通過す
ることになるが、この溶銑と精錬用物質との直接
的な接触によつて、脱燐反応を効果的に進行させ
ることができる。 第７図〜第９図は溶銑の湯面下にインジエクシ
ヨンする物質中の総酸素量が脱燐反応を律するこ
とを示す本発明者らの行つた試験結果図である。 第７図は、純酸素をキヤリヤガスとして、40％
CaO−10％CaF₂−50％ミルスケールからなる粉
体、または80％CaO−20％CaF₂からなる粉体を
その供給速度を変えて、含有量がほぼ0.15％の溶
銑中にインジエクシヨンした場合の脱燐挙動を、
供給したCaO原単位で整理したものである。この
第７図の結果は、CaO原単位で整理しても脱燐速
度にはバラツキがあり、従つてCaO量の増減だけ
では脱燐挙動は説明しきれないことを示してい
る。これに対して第８図は、同じ試験結果を溶銑
中に供給した総酸素量（キヤリヤガスとして導入
した酸素とミルスケールとして導入した酸素の合
計量）で整理して示したものであるが、この場合
には、脱燐量は総酸素量と完全な一致を示してい
る。すなわち、インジエクシヨンした粉状物質の
種類や供給量が異なつたとしても、言い換えれ
ば、インジエクシヨンされたCaO量やCaF₂量と
は無関係に、全体として供給された反応性酸素の
量がどれだけであつたかが、脱燐量と直接的な関
係を持つということを示している。すなわち脱燐
反応は、溶銑中に供給されたトータルの酸素量、
すなわち酸素ガスとミルスケール中の酸化鉄中の
酸素量の合計で律速されるのである。また、第９
図は、キヤリヤガスとして窒素ガスを使用した以
外は前記と同様の試験を行い、この窒素ガスをキ
ヤリヤガスとするインジエクシヨンと、前記の酸
素ガスをキヤリヤガスとするインジエクシヨンと
を、インジエクシヨンした粉体原単位で整理した
ものであるが、後者の場合には非常に少ない粉体
原単位で著しい脱燐効果が得られることを示して
いる。 すなわち、気体および粉体からなる酸素源と溶
銑とを直接的に接触させる場合には、極めて効果
的な脱燐を実施できることがわかる。本発明者ら
は前記試験のほかにも数多くの試験を繰り返した
が、酸素濃度が50Vol％以上の気体をキヤリヤガ
スとして、酸化カルシウムと酸化鉄の合計が50重
量％以上の粉体物質を固気比（Kg／Ｎm³）が４〜
50となるように供給する場合には良好な脱燐処理
ができることを確認した。すなわち、このような
気体酸素と固体酸素からなる酸素源をノズルから
溶銑の連続流れを横切るように連続供給すること
によつて、この酸素連続供給ゾーンに溶銑を連続
的に通過させるようにすると、両者の直接的な接
触によつて脱燐反応を連続的かつ効果的に進行さ
せることができるのである。この場合、粉状物質
に含有させるCaOは、溶銑中のＰと酸素源の酸素
とが反応して生成した酸化燐を固定して浮上させ
る役割を果たすものと思われる。また適量の
CaF₂を同時にインジエクシヨンすると、CaO単
味あるいはCaO−NaF、CaO−CaCl₂系に比べて
著しく脱燐効効率を向上させることができること
を本発明者らは実験に確認した。 なお、この脱燐処理において、前記の精錬用物
質の供給ゾーンを溶銑が通過するさいに脱燐と同
時に脱硫も進行する場合がある。しかしその脱硫
の程度は脱燐ほど極低域にまでは進行しないのが
通常であるから、特に極低域までの脱硫を意図す
る場合には、後述のように脱燐が進行してしまつ
た溶銑に対して脱燐用とは異なる精錬用物質の供
給ゾーンを通過させるのがよい。 次ぎに、Si含有量の高い溶銑を対象として脱珪
を実施する場合について説明する。 この脱珪処理も、前述の脱燐処理と同様に、こ
の溶銑を容器に供給し、その連続流れを横切るよ
うにノズルから脱珪反応に必要な酸素源をインジ
エクシヨンする。例えば、酸素濃度が50Vol％以
上の気体と、酸化カルシウムと酸化鉄の比
（CaO／酸化鉄の比）が0.6〜1.5の範囲で両者の
合計量が90重量％以上となるように配合した粉状
物質と、をノズルから溶銑の連続流れを横切るよ
うに供給する。これによつて、この精錬用物質の
連続供給ゾーンを溶銑が連続的に通過することに
なるが、そのさいに溶銑とこの精錬用物質との直
接的な接触によつて、脱珪反応が効果的に進行す
る。本発明者らが行つた多くの試験の結果では、
酸素濃度が50Vol％以上の気体と、酸化カルシウ
ムと酸化鉄の比（CaO／酸化鉄の比）が0.6〜1.5
の範囲で両者の合計量が90重量％以上となるよう
に配合した粉状物質と、からなる精錬用物質を使
用して本発明法を実施すると、従来の酸化脱珪処
理では必ずみられたフオーミング現象を殆ど生ず
ることなく脱珪処理ができる且つその脱珪反応も
非常に迅速に進行することがわかつた。 なお、この脱珪処理において、特に意図しなく
ても、前記の脱珪用の精錬物質の供給ゾーンを溶
銑が通過するさいに脱燐も同時に進行する場合が
ある。この脱燐は、溶銑中のSi含有量が低くなつ
てから特に著しく進行する。従つて、第１図に示
すような複数本のノズルのいずれもから前記の脱
珪用の精錬物質を供給して脱珪ゾーンを溶銑の流
れ方向に複数形成する場合には、下流側ほど溶銑
中のSi含有量が低くなるので、この下流側では脱
珪と同時に脱燐反応も並行して進行することにな
る。しかし、特に脱燐を意図し、極低域にまで脱
燐を行わせるには、次にのべるように、この脱珪
ゾーンのあとに脱燐ゾーンを溶銑が通過するよう
にするのがよい。 つまり、Si含有量が高い溶銑を対象として脱燐
処理を実施する場合には、前記の脱珪処理を実施
した溶銑を前記の脱燐用精錬物質を使用する脱燐
ゾーンに連続的に供給すればよい。より具体的に
は、Si含有量が高く且つＰを含む溶銑の連続流れ
を横切るようにまず脱珪反応に必要な酸素源をイ
ンジエクシヨンする。これは例えば、前述のよう
に酸素濃度が50Vol％以上の気体と、酸化カルシ
ウムと酸化鉄の比（CaO／酸化鉄の比）が0.6〜
1.5の範囲で両者の合計量が90重量％以上となる
ように配合した粉状物質と、をノズルから溶銑の
連続流れを横切るように供給する。そして、この
脱珪ゾーンを通過してSi含有量が0.2％以下、よ
り好ましくは0.15％以下にまでSi含有量が低下し
た溶銑の連続流れに対して、酸素濃度が50Vol％
以上の気体と、酸化カルシウムと酸化鉄の合計が
50重量％以上の粉状の固体物質とからなる脱燐精
錬用物質をノズルから溶銑の連続流れを横切るよ
うに供給するのである。第１図の容器を使用する
場合について言えば、溶銑流れに対して上流側に
位置するノズルからは該脱珪精錬用物質をインジ
エクシヨンし、下流側に位置するノズルからは該
脱燐精錬用物質をインジエクシヨンするのであ
る。この上流側での脱珪精錬用物質と下流側での
脱燐精錬用物質とは先述のように、同じものであ
つてもよいが、後者ではCaOの一部をCaF₂で置
き換えたものを使用するのがより有利である。 このようにして脱珪とこれに引き続く脱燐とを
実施する場合に、湯面上に浮遊してくるスラグ分
を分離して回収することを意図するならば、つま
り、Ｐ分の少ないスラグとＰ分の多いスラグとを
分離しながら連続採取することがスラグの利用を
図る上で有利な場合には、第３図の例のように、
スラグの流れを遮断する堰２４を設けこの堰２４
の上流側の容器壁に排滓用の開口を設けておけ
ば、容易にこれが実現できる。 次に脱硫処理であるが、この場合には対象とす
る溶銑の連続流れを横切るように、粉状の固体物
質と実質上不活性のガスとからなる精錬用物質を
ノズルから溶銑中に供給することによつてこのゾ
ーンで脱硫反応を効果的に進行させることができ
る。不活性ガスとしては窒素ガスやアルゴンガス
などを使用する。粉状の固体物質としてはソーダ
灰などが好適である。脱珪および脱燐を特に必要
としない溶銑の脱硫を図る場合に、第１図の精錬
装置にこの低Siおよび低Ｐの溶銑を供給してこの
脱硫処理を実施することもできるが、脱珪およ
び／または脱燐を第１図の装置で実施すると同時
にこの脱硫処理を実施するのが実際的である。こ
の場合、既述のように脱燐ゾーンを通過させる脱
燐処理操作時において脱硫も或る程度並行して進
行するが、脱燐ゾーンを通過したあとの溶銑を脱
硫ゾーンに通過させるのがよい。つまり、脱燐ゾ
ーンの下硫側に脱硫ゾーンを設けるのがよい。 このようにして、本発明の精錬装置を使用する
ことによつて、脱珪、脱燐または脱硫のいずれか
一種を単独的に実施することができるし、また脱
珪、脱燐または脱硫の二種以上を組合せて同時に
または並行して複合的に実施することもできる。
その選択は処理対象とする溶銑中のSi含有量、Ｐ
含有量およびＳ含有量によつて決められるが、基
本とする点は、容器内に水平方向に流れる溶銑の
連続流れを形成し、この連続流れと接する部位に
固定した１本または複数本のノズルから、粉状の
固体物質と酸素含有気体または不活性ガスとから
なる精錬用物質を、この溶銑の連続流れを横切る
ように溶銑の湯面下に連続的に供給することであ
り、これによつて、この精錬用物質の連続供給ゾ
ーンを溶銑が連続的に通過するさいに目的とする
効果的な脱珪、脱燐または脱硫の連続的処理が達
成されるものである。 以下に述べる試験は、幅400mm、長さ３ｍで、
浴深が600mmの容量５トンの第１図に示したよう
な反応容器であつて、その底部に９本のノズルを
湯の流れ方向に沿つて約25cmの間隔をあけて配置
した精錬装置を用いて実施したものである。各ノ
ズルは内径が５mmの耐火物製単管ノズルである。
溶銑の流れ方向に沿う軸と直角方向の容器の断面
は、第３〜４図とは異なり矩形である。第１０図
に示すように、上流側５本のノズルが位置するゾ
ーンをＡゾーン、下流側４本の位置するゾーンを
Ｂゾーン、その下流のノズルがないゾーンをＣゾ
ーンと呼ぶ。ＡゾーンのノズルとＢゾーンのノズ
ルには以下の各実施例で述べるように種類の異な
る精錬用物質を導入した。処理にあたつては、処
理対象溶銑の流入前に、種湯となる溶銑を５トン
高周波誘導炉で人工的に作つてこれを該容器に５
トン導入し（実施例１）、以後、処理対象とする
高炉溶銑約60トンを処理時間約150分で連続処理
した。そのさい溶銑の導入量に見合うように処理
済溶銑を容器から排出した。 実施例 １ 溶銑中の化学成分が、Ｃ：4.6％、Si：0.42％、
Mn：0.43％、Ｐ：0.115％、Ｓ：0.035％であり、
温度が1410〜1320℃の高炉溶銑を被処理溶銑と
し、 Ａゾーンの５本のノズルの各々には、80Vol％
酸素＋20Vol％窒素の気体を120N／minの流量
で流すと共に、この気体をキヤリヤガスとして50
％CaO＋50％ミルスケールからなる粉状物質を２
Kg／（min・本）の量で供給し、また、 Ｂゾーンの４本のノズルの各々には、80Vol％
酸素＋20Vol％窒素の気体を120N／minの流量
で流すと共に、この気体をキヤリヤガスとして40
％CaO＋10％CaF₂＋50％ミルスケールからなる
粉状物質を１Kg／（min・本）の量で供給すると
いう精錬用物質の供給条件のもとで、 該高炉溶銑を、既述の種湯をいれた容器に、供
給速度を400Kg／minとして合計62トン流す連続
処理を実施した。 高炉溶銑導入から150分経過する直前で各ノズ
ル位置に対応する場所から分析用の試料を採取し
第１０図に示した各ゾーンにおける処理中のSi含
有量、Ｐ含有量およびＳ含有量を示したのが第１
１図である。また、第１３図の左欄は、本実施例
の開始から終わりまでの間に容器から連続して取
り出される処理済溶銑を刻々採取し、このＰ含有
量を調べた結果を示したものである。 第１１図に見されるように、Ａゾーンにおいて
急激な脱珪反応が進行している。そして、このＡ
ゾーンの後期におけるSi含有量が0.1％近辺にま
で低下したゾーンでは脱燐と脱硫も進行しはじめ
ている。脱燐はＢゾーンに入ると一層低域にまで
進行し、また脱硫も併せて進行している。 第１３図の結果は、処理開始後約15分以降で処
理済溶銑のＰ濃度が0.03〜0.04％の間を推移する
ようになり、非常に安定した脱燐および脱珪の同
時処理が行われたことを示している。なお、第１
３図における処理時間０でのＰ濃度は種湯の濃度
であり、従つてこれは対象外である。 本例のフラツクスの総原単位は約35Kg／トンで
あるが（CaO：16.5Kg／トン）、これは、現在知
られている溶銑の脱珪脱燐処理の方法でのフラツ
クス源単位と比べて著しく少ない量である。従来
のいかなる溶銑の処理法においても、35Kg／トン
程度のフラツクス量でSi濃度が0.4％程度の溶銑
を対象として脱燐に成功した例は見当たらない。
このような少ないフラツクス量では、従来法では
高々、Siが0.10〜0.15％まで脱珪されるに過ぎな
いのであつて、脱燐にまではいたらないのが通常
であつた。従つて、本発明によると極めてすぐれ
た反応効率のもとで脱珪および脱燐反応が進行し
ていると言える。 実施例 ２ Si含有量が0.13％である点だけが実施例１の溶
銑とは異なる溶銑を使用し、実施例１の処理に引
き続いてこのSi含有量0.13％の溶銑を実施例１と
同じ条件で連続処理した。すなわち、実施例１の
連続処理過程にある溶銑が存在する既述の精錬容
器に対して、供給する溶銑としてSi含有量を予め
0.13％まで低くした溶銑に切り換えて実施例１と
同じ処理を実施した。溶銑の供給速度は実施例１
と同じ400Kg／minであり、処理量は57トンであ
つた。 この処理終了の直前で各ノズル位置に対応する
場所から分析用の試料を採取し、そのSi含有量、
Ｐ含有量およびＳ含有量を前記の第１１図と同様
の関係をもつて第１２図に示した。また第１３図
の右欄は、本実施例の開始から終わりまでの間に
容器から連続して取り出される処理済溶銑を刻々
採取しそのＰ含有量を調べた結果を示したもので
ある。 第１２図に見られるように、Ａゾーンの上流側
で脱珪が完了し、これに伴つて脱燐がこのＡゾー
ンを通過する間にかなり進行している。同時に脱
硫もこのＡゾーンで一部進行している。Ｂゾーン
に入ると脱燐と脱硫が同時にさらに進行するよう
になる。また第１３図の結果は、処理開始後約15
分以降で処理済溶銑のＰ濃度が実施例１より更に
低い0.01％前後を推移するようになり、非常に安
定した脱燐処理が少ないフラツクス原単位のもと
で行われたことを示している。 なお、第１３図には、処理前溶銑の温度と処理
後溶銑の温度推移を併記したが、温度降下の程度
はこの少量の溶銑処理でもこの程度であるから、
大量処理では所謂1/3乗法則を適用して推定する
と、20℃から多くても50℃程度となる。この点、
従来の溶銑処理では脱燐処理でけでも約70℃の温
度低下は避けられないから、温度降下の抑制とい
う面でも非常に有利な結果がえられた。 また、本実施例では処理中に発生したスラグの
排滓性が非常に良好であつた。 実施例 ３ 溶銑中の化学成分が、Ｃ：4.5％、Si：0.15％、
Mn：0.45％、Ｐ：0.110％、Ｓ：0.037％で、温度
が1340℃の高炉溶銑65トンを、 Ａゾーンの５本のノズルの各々には、80Vol％
酸素＋20Vol％窒素の気体を120N／minの流量
で流すと共に、この気体をキヤリヤガスとして40
％CaO＋10％ミCaF₂＋50％ルスケールからなる
粉状物質を2.0Kg／（min・本）の量でインジエ
クシヨンし、また、 Ｂゾーンの４本のノズルの各々には、窒素ガス
を40N／minの流量で流すと共に、この窒素ガ
スをキヤリヤガスとしてソーダ灰を0.4Kg／
（min・本）の量でインジエクシヨンするという
インジエクシヨン条件で、前例同様に連続処理し
た。 連続処理が定常化した状態において各ノズル位
置に対応する場所から分析用の試料を採取しその
Si含有量、Ｐ含有量およびＳ含有量を、前記の第
１１図と同様の関係をもつて第１４図に示した。
またＢゾーン入口およびＣゾーンで採取した各化
学成分の平均値を第１表に示した。

【表】 第１４図および第１表から、Ａゾーンにおいて
フラツクス原単位25Kg／トンで、脱珪（Si％：
0.15→tr.）と、脱燐（Ｐ％：0.110→0.007）とが
進行し、また脱硫の一部が進行し（Ｓ％：0.037
→0.015）、またＢゾーンにおいてソーダ灰４Kg／
トンの使用量で極低域までの仕上げ脱硫が効率よ
く進行していることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の精錬装置の例を略断面で示し
た機器配置系統図、第２図は第１図の装置に使用
することのできるノズルの例を示す断面図、第３
図は本発明の精錬装置の他の例を示す略断面図、
第４図は第３図の装置の−線断面図、第５図
は第３図の装置を90度回転した状態の−線断
面図、第６図は本発明装置の制御動作を説明する
ための制御機器配置図、第７図は本発明の原理を
説明するためのCaO量と脱燐量との関係図、第８
図は本発明の原理を説明するためのトータル酸素
量と脱燐量との関係図、第９図は本発明の原理を
説明するためのフラツクス原単位と脱燐量との関
係図、第１０図は本発明実施例を説明するための
ノズル位置を示す略断面図、第１１図は本発明を
実施した場合の溶銑中の成分挙動の例を示す図、
第１２図は本発明を実施した場合の溶銑中の成分
挙動の他の例を示す図、第１３図は本発明の連続
処理によつて得られた処理済溶銑中のＰ含有量の
経時変化図、第１４図は本発明を実施した場合の
溶銑中の成分挙動の他の例を示す図である。 １……導入口、２……流出口、３……容器、４
……ノズル、５……粉状物質供給源、６，７……
気体供給源、８……ガス調整弁、９……酸素調整
弁、１０……デイスペンサー、１７，１８……ス
ライデングノズル、１９〜２１……排滓用開口、
２４……堰。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の側端部もしくはその近傍に溶融金属を
   供給する導入口を、他方の側端部もしくはその近
   傍に溶融金属を流出させる流出口を有する容器で
   あつて、この容器の一方の側端部から他方の側端
   部に向けて実質上水平方向に流れる連続した湯の
   流れを形成する容器において、この容器内の湯と
   接する部位の容器ボデイに複数個の耐火物製単管
   ノズルを湯の流れ方向に間隔をあけて連設し、こ
   れらの各ノズルを精錬用粉体供給源と酸素ガスを
   含むガス供給源とに固気比調整手段およびガス成
   分調整手段を介して接続し、該ノズルから酸素含
   有気体をキヤリヤガスとして精錬用粉体を湯面下
   にインジエクシヨンするようにした溶融金属の精
   錬装置。 ２ 溶融金属は溶銑である特許請求の範囲第１項
   記載の精錬装置。 ３ 容器内を流れる湯の液面近傍の容器ボデイに
   大気に連通する少なくとも一個の開口が設けてあ
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の精錬
   装置。 ４ 湯の流れ方向を軸として容器自身を回転させ
   る回転機構を介して該容器が設置される特許請求
   の範囲第１項、第２項または第３項記載の精錬装
   置。