JPH0480093B2

JPH0480093B2 -

Info

Publication number: JPH0480093B2
Application number: JP25690288A
Authority: JP
Inventors: Fuon Bogudandei Rudoitsugu; Mitsutaa Geruharuto; Keeraa Otsutoo; Hotsukumarusukii Rujian; Yakuemaru Kurisuchan; Ranguhanmaa Hansuuyurugen
Original assignee: FUOESUTO ARUPINE SUTAARU DONAUITSUTSU GmbH
Current assignee: FUOESUTO ARUPINE SUTAARU DONAUITSUTSU GmbH
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1988-10-12
Publication date: 1992-12-17
Also published as: EP0313547A1; CN1032553A; CA1310836C; GR3007500T3; ES2038342T3; UA11042A; BR8805254A; KR920004674B1; DE3877320D1; US4957547A; KR890006833A; MX168916B; JPH01136924A; RU2059731C1; CN1011981B; EP0313547B1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、銑鉄および（または）スクラツプ
等、少なくとも大幅に予備還元された鉄担持材
（鉄含有材料）から、連続的に鋼を溶解する方法
に関するものであり、本発明方法において、溶湯
は引き続く冶金工程を実行するために取鍋内に注
入される。

従来技術、および発明が解決しようとする課題スクラツプ、固形銑鉄、ペレツト、海綿鉄、ま
たはこれらの混合物等の固形金属鉄担持材から鋼
を製造する場合、原則として酸素膨張転炉または
酸素多孔噴射転炉が使用され、所要の溶解熱を得
るために炭素含有燃料が溶湯中に吹き込まれる。
融液銑鉄を使用することなく、スクラツプから鋼
を製造する手法はさほどの問題の発生を伴うこと
なく実行できるが、この場合における電気エネル
ギー使用に要する経費は比較的大きく、この製造
方法の経済性はほとんど存在しない。酸素を溶湯
上に若しくは溶湯中に噴射する従来の転炉プロセ
スの場合、より迅速にかつより低いコストで作業
を行うことが一般に可能である。然しながら、こ
のような溶解工程では溶融槽内に比較的大きな酸
素含有量がもたらされ、この工程で発生するスラ
グには一般に比較的高い粘性が示される。かかる
高粘性のスラグはしばしばガス透過性が不十分で
あり、そのため溶湯の強力な泡立ちならびに時折
りなるも溶湯の過沸が発生することがある。

さらに説明すると、銑鉄および（または）スク
ラツプから出発する斯かる製錬法において、溶解
炉から排出された鋼は、通常、未処理のままこれ
を鋳造し得るような好適な性質を有していない。
溶解炉から取鍋内に溶湯が排出されたら、直ち
に、要求される合金成分を取鍋内で添加すること
によつて所定の鋼組成に調整する必要がある。こ
の合金成分の添加は、製鋼における必須工程であ
るが、もつぱら材料を溶解するように築造されて
いる溶解炉内でこれを行なつても、結果は不首尾
である。取鍋内における合金成分の調整は、特殊
な合金については特に有効であり、不銹鋼あるい
はそれに類する合金についても有効である。特
に、所定の合金成分は、取鍋内で正確にそれを調
整できるが、斯かる方法の経済性を得るには、合
金成分の急速かつ強力な混合のために、溶鋼が或
る粘性を有すること、および酸化物の生成による
鉄の損失を低く保つことが絶対的に必要である。
酸素を使用する溶解処理を急速に行い、かつ特殊
な合金成分を含まない鋼を低価格で生産しようと
しても、そのような方法は、前述のように、製造
された溶湯が比較的高い粘性を有し、ガス透過性
が不十分であるという欠点を有するため、溶湯が
強く泡立ち、過剰に沸騰する。溶湯が装入された
取鍋内では、沸騰反応と過剰な泡立ちの危険性が
存在しており、これら沸騰反応と過剰な泡立ちは
防止されなければならない。

課題を達成するための手段および作用従つて、本発明の目的とする処は過剰な沸騰反
応を避け浴材の泡立ちのリスクをかなり低減させ
るように上述様式の溶解法における工程を実施す
ることにある。更に本発明の方法は、上記の如く
かつ取鍋からの鉄の歩留りを向上させるよう溶解
された鋼浴の使用時取鍋内における次工程の精錬
段階及び次の冶金段階を容易ならしめる目的を有
している。この課題の解決のため、本発明の方法
は冶金スラグを溶剤の添加により 20％から77.2％のFeO、特に25.7％から50％の
FeOと、 10％から30％のSiO₂と、２％から15％のAl₂O₃と、５％から20％のMgO、 0.13％から6.45％のMnO、特に0.5％から５％
のMnOと、１％から10％のCaOと、 0.1％から５％のCr₂O₃と、極微量のリン（Ｐ）と硫黄（Ｓ）から成る組成
に調整されることをその必須要件としている。

上記成分の冶金スラグの調整により、驚くべき
ことにはスラグ成分を変えることによる周知の粘
性変化以外に機械的なガス浸透性も好適にこれを
変動させることができる点が判明している。上述
の成分にスラグを調整する時、ガス生成冶金学的
反応におけるスラグの泡立ちを抑制できる点が予
期に反して判明しており、かかるスラグは更に鋼
浴内における発熱反応および（または）一定のSi
含有量の正確な調整等のような次工程における冶
金学的段階のための前提であることに留意すべき
である。

鉄及びマンガンはそれぞれの単酸化物FeO，
MnOとして主としてスラグ内に含有されている。

溶湯を取鍋内へ注入する目的のため、鋼溶湯内
及び冶金的スラグ内の所期の温度の調整が可能で
あれば非常に有利である。一定温度調整の目的に
対しフエロシリコン（FeSi）を用いて所要の温
度上昇が達成可能なケイ素熱反応の利用が周知で
ある。かかるケイ素発熱反応を過剰沸騰のリスク
を伴うことなしにかつ過剰な沸騰反応発生のリス
クも伴わずに実施できるようにするためには粘性
及び機械的ガス浸透性の点で次のケイ素発熱段階
に調整された冶金学的スラグを得ることが非常に
重要である。本発明の方法を実施する場合、溶湯
を取鍋に注入する際シリコン（Si）やアルミニウ
ム（Al）などの発熱作用添加物若しくは発熱作
用合金を溶湯に添加するように後工程を選定すれ
ば此は特に有利なことになる。本発明により提案
されたスラグ処理ならびに上述のスラグ組成のた
め、今や大量のスラグを技術的に採用可能な取鍋
容量で処理することが可能であり、それにより取
鍋溢出のリスクが避けられる。

特に簡略な方法として、本発明の方法を実施す
る際FeO−MgO−SiO₂系より選んだフラツクス
化合物として例えば橄欖石や輝石などを使用する
ことが可能であり、この場合好適とされるフラツ
クスはフオルステライト（Forsterite）やマグネ
シウム・オルトケイ酸塩（Mg−Orthosilicate）
又は鉄・オルトケイ酸塩（Fe−Orthosilicate）
である。このようにして、スラグの粘性及び溶融
点に対する明確な影響が生じ、そのため取鍋内に
おけるスラグの泡立ちを低減せしめる高度のガス
浸透性が同時に得られる。橄欖石や輝石などの
FeO−MgO−SiO₂系の化合物の方は高溶融点を
もつている。鉄含有率のきわめて高い酸性スラグ
との反応のため、約1100℃から1200℃の範囲内の
溶融点を有する化合物が得られ、それにより低粘
性にして高いガス浸透性を有するスラグが通常の
温度で確実に得られる。かかるスラグの使用によ
り普通の螢石の使用に比較してかなりの利点が得
られる。螢石も同様に石灰石をケイ酸カルシウム
に変えるが、その反応速度及び転換速度はそれぞ
れフオルステライトなどの使用時よりきわめて低
い。マグネシウム及び鉄・オルトケイ酸塩の使用
で得られる転換反応は効果的に有利であり、被覆
材の長時間寿命を保証するほぼ中性のスラグを形
成する。ケイ酸塩特にマグネシウム・オルトケイ
酸塩及び鉄・オルトケイ酸塩の使用は、螢石の使
用とは対照的に環境に有害な有毒ガスを発生する
ものではない。

高溶融点を有するフオルステライトの使用の場
合、SiO₂，CaO，FeO及びFe₂O₃と共に溶融点の
かなりの低下がもたらされ、この場合混合熱を完
全に利用ができるものである。シリコンとの反応
によりSiO₂の追加量が更に得られ、これにより
ケイ酸２カルシウムの形成が遅延せしめられかつ
低溶融点のモノケイ酸カルシウムが得られる。

本発明により提案されたスラグの組成の変化に
より泡立ち又は過剰沸騰に対する単に低い傾向の
みを伴つたケイ素熱反応又は発熱反応を次に行う
可能性をもたらすのは特に高い鉄含有量の酸性ス
ラグを有する過度に精錬された鋼溶湯の場合であ
る。同時に、所望の温度を比較的正確に予め選定
するのが可能であり、取鍋に溶湯を注入する前に
ほんの僅かな過熱をともなつてプロセスを行うこ
とが可能である。この場合、プロセスは注湯工程
の前又は工程中にCaOを取鍋に添加するように好
適に遂行される。初めに若しくは注湯中に取鍋に
添加せるCaOは次の式によりシリコンに反応し浴
材の加熱を引き起こす。

１KgSi＋5.1KgFeO＋４KgCaO＝４KgFe ＋6.1Kg（2CaO・SiO₂）＋13816KJ この反応により、スラグは加熱され、同時にス
クラツプ溶解容器内の不可避的な鉄燃焼中発生す
るスラグのFeOは一部還元される。このようにし
て金属歩留りは向上する。この場合、金属浴材に
は取鍋底に配置せる掃気ブロツクを介してアルゴ
ンを導入混合し、スラグ内に発生せる熱をほぼ均
一に分布せしめかつ取鍋被覆の攻撃をもたらしか
ねないスラグの過剰な過熱を防止する。金属１ト
ン当たり４Kgから16KgのCaOを使用し金属１トン
当たり２Kgから８KgのSiを使用しケイ素熱反応を
最適状態で行わしめるのが有利である。若しCaO
とSiを約４対１の質量比で使用した場合、化学論
的定量反応が達成できる。

下記組成のスラグが特に好適であると判明して
いる。

FeO 54％ SiO₂ 20％ Al₂O₃ ７％ MgO ８％ Mn 3.9％ CaO ４％ Cr₂O₃ 0.8％極微量の硫黄（Ｓ）とリン（Ｐ）、および FeO 40％ SiO₂ 20％ Al₂O₃ ７％ MgO ８％ Mn 3.9％ CaO ４％ Cr₂O₃ 0.8％極微量の硫黄（Ｓ）とリン（Ｐ）。

本発明によるスラグ処理により、FeSi、特に
FeSi（75％）の使用により鋼浴材のシリコン含有
量を所望値に完全に調節することが可能であり、
この場合鋼溶湯の0.15％から0.40％のシリコン含
有量をFeSiの使用により調整するように処理す
ることが有利である点注記される。

全体として、本発明によるスラグ処理によりほ
んの僅かな過熱特に10℃から30℃の過熱で溶湯の
注入ができるように工程を遂行することが可能で
あり、この場合取鍋内の溶湯の凝固は発熱反応添
加材の添加により阻止若しくは少なくとも遅延さ
れるものである。ほんの僅かな程度だけ過熱され
た金属が10℃から30℃の過熱を伴つてスクラツプ
溶解容器外に流れ出しFeO含有率の多いスラグと
一緒に受け取鍋内に注入される。受け取鍋は1500
℃から1600℃の温度に予熱される。取鍋中におけ
る後工程による二次的冶金段階のための所望の温
度上昇により脱ガス工程やLF処理及び銑鉄の添
加有無に係らざる吹込み転炉内の精錬などの如き
工程段階を実施できる可能性が与えられる。取鍋
の注入工程中、FeSi（75％）及び石灰を漸次添加
したり、若しくは最初に空の取鍋に石灰を入れ連
続的にFeSi（75％）を添加することが可能であ
る。

実施例１時間あたり、100〜120トンのスクラツプ（不
純物と腐食物を含む）が受容容器に装入された。
20〜30Kgのフラツクス（表示された組成物の１
種）が連続的に装入されたスクラツプに対して添
加された。天然ガス・酸素バーナが天然ガス4450
〜5000Nm³／時と酸素8000〜9000Nm³／時とによ
つて稼働せしめられた。２次空気の量は4000〜
5000Nm³／時に調節された。50トン取鍋が30分で
満たされた。装入時間中にトン当り12〜20Kgの
FeSi（フエロシリコン）が金属・熱反応のために
スラグ上に装入され、鋼はそれと共に最初液相線
の上10〜30℃の温度から液相線の上70〜100℃の
温度に過熱された。もし必要なら、明細書に記載
されるフラツクスもSiの装入時に、強い泡立ちを
防ぐために添加される。取鍋No.１が満たされたの
ち、カート（搬送車）に載つて側方出鋼部分の下
から移送され、転炉は同時に背面方向に少し傾倒
され、空の受容取鍋が再び垂直とされ、次の30分
以内に次の取鍋が満たされ、それによつて１時間
当りの出鋼量約100トンが達成された。

なお、上記の実施例において主成分が、 MgO 50〜60％、 SiO₂ 15〜25％、 Al₂O₃ 10〜15％、 FeO ５〜10％、残部CaO，MnOのような不純物であるようなマグノフラツクス（フオルステライ
ト）が受容取鍋内における泡立ち反応と過剰の泡
立ちを防ぐべく添加された。

経験的に、これは、珪素・熱（silico−
thermal）処理の後に存在するスラグが下記の組
成を有する場合であると言い得る。

FeO： 25.7〜50％ SiO₂： 10〜30％（＊注１） Al₂O₃：２〜15％（＊注１） MgO：５〜20％ MnO： 0.5〜５％（＊注１） CaO：１〜10％（＊注２） Cr₂O₃： 0.1〜５％（＊注３）Ｐ＋Ｓ：痕跡（＊注３）＊注１：１部マグノフラツクス添加物から、１部
装入物から。

＊注２：マグノフラツクス添加物から、または取
鍋への独立した添加による。

＊注３：装入物から。

したがつて、スラグ組成物は下記の成分から得
られるものである。

１鉄および装入物中の酸素親和性付随元素の金
属損失。

２装入物に添加されたスラグ形成成分（たとえ
ば、フオルステライトまたはマグノフラツク
ス）の溶融。

３取鍋に添加されたスラグ形成成分（たとえ
ば、CaOまたはマグノフラツクス）の溶融。

４取鍋に添加される発熱反応性添加物（たとえ
ば、AlまたはSi）の滓化。

流出するスラグの鉄含有量は、主として溶融条
件とスクラツプの塊状度に依存し、受容取鍋中の
発熱処理の後のスラグの鉄含有量は、発熱的に反
応する添加物の量に依存する。

スラグの流出に伴なつて、SiO₂，Al₂O₃，
MnO，Cr₂O₃，Ｐ＋Ｓの量は装入物中の含有量に
依存し、かつ適用されたマグノフラツクスの量に
依存する。受容容器中での発熱反応の後、（FeO）
中の各含有量はAlまたはSiとの反応によつて変
化する。Al₂O₃およびSiO₂は追加的に生成され、
CaO（マグノフラツクスまたはそれによつて固定
されたCaOから）および（または）MgO，SiO₂，
Al₂O₃のような成分がスラグに添加される。

このようにして受容取鍋において処理された鋼
は以下のような組成をもつ。

Ｃ：0.05〜0.25％（装入物のＣ含有量と溶融条件
に依存する） Si：0.15〜0.40％（珪素熱処理におけるSiの添加
による） Mn：0.01〜0.05％（Mnはほとんどが燃焼消失す
る）Ｐ＋Ｓ：０〜0.035％（装入物の物質に依存する） Cr：0.05〜0.15％（装入物の物質に依存し、かつ
約50％が燃焼消失する） Ni：0.10〜0.60％（装入物の物質に依存する） Cu：0.10〜0.60％（装入物の物質に依存する） Sn：0.01〜0.04％（装入物の物質に依存する）鋼中に溶解した酸素を沸騰反応を許さないレベ
ルに保持するために、珪素・熱（silico−
thermal）処理を0.15％以上のSi含有量が鋼中に
存在するように行うことが重要である。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも大幅に予備還元されている鉄担持
材から鋼を連続的に溶解し、溶湯が次の冶金段階
の遂行のための取鍋に注入される方法にして、冶
金的スラグがフラツクスの添加により、 20％77.2％のFeO、 10％30％のSiO₂、２％15％のAl₂O₃、５％20％のMgO、 0.13％6.45％のMnO、１％10％のCaO、 0.1％５％のCr₂O₃、極微量のリン（Ｐ）と硫黄（Ｓ）に調整されることを特徴とする鋼の連続的溶解方
法。２発熱反応添加物が溶湯の取鍋注入時に該溶湯
に添加されることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載された鋼の連続的溶解方法。３ FeO−MgO−SiO₂系から選定された化合物
がフラツクスとして添加されることを特徴とする
特許請求の範囲第１項または第２項に記載された
鋼の連続的溶解方法。４スラグ組成を調整するためのフラツクスとし
てフオルステライト、マグネシウム・オルトケイ
酸塩または鉄・オルトケイ酸塩が用いられること
を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項の
いずれか一項に記載された鋼の連続的溶解方法。５溶湯が10℃から30℃の過熱度で注入され、取
鍋内での凝固が発熱反応添加物の添加により防止
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第４項のいずれか一項に記載された鋼の連続的
溶解方法。６ CaOが注入前、または注入中に取鍋内に添加
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第５項のいずれか一項に記載された鋼の連続的
溶解方法。７ CaOおよびSiが約４対１の質量比率で用いら
れることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
載された鋼の連続的溶解方法。８スラグが、 54％のFeO 20％のSiO₂ ７％のAl₂O₃ ８％のMgO 3.9％のMnO ４％のCaO 0.8％のCr₂O₃ 極微量の硫黄（Ｓ）とリン（Ｐ）なる組成を有するように調整されることを特徴と
する特許請求の範囲第１項から第７項のいずれか
一項に記載された鋼の連続的溶解方法。９スラグが、 40％のFeO 20％のSiO₂ ７％のAl₂O₃ ８％のMgO 3.9％のMnO ４％のCaO 0.8％のCr₂O₃ 極微量の硫黄（Ｓ）とリン（Ｐ）の組成を有するように調整されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項から第７項のいずれか一
項に記載された鋼の連続的溶解方法。１０ FeSiの使用により、含有量0.15％〜0.40％
のケイ素が鋼溶湯内に調整されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項から第９項のいずれか一
項に記載された鋼の連続的溶解方法。