JPH0512405B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、溶銑の予備処理に当たり溶銑表面に
対するフラツクスの被覆載置と溶銑深部へのフラ
ツクス粉末の吹込みを組合せて実施する方法に関
し、殊に予備処理の達成と共に予備処理によつて
起こる炭素濃度の低下を補なう様に構成した溶銑
の予備処理方法に関するものである。 ［従来の技術］ 溶銑の予備処理は、脱珪・脱燐・脱硫を主目的
として行なわれるものであり、この様な予備処理
の実施によつて転炉装入前にSi，Ｐ，Ｓに主要不
純物を除去し、転炉では専ばら脱炭とそれに伴う
溶鋼温度の上昇を行なわせるというシステムが完
成されつつある。 本出願人においても溶銑予備処理技術の基礎的
研究及び実操業化研究を重ねており、例えば特開
昭58−16006号を開示している。当該開示方法に
よると、CaO，酸化鉄、媒溶剤（必要により更に
反応促進剤）からなるフラツクス粉末をキヤリア
ガスによつて溶銑深部に吹込み（以下単にインジ
エクシヨンと呼ぶ）、酸素上吹きを併用して脱燐
の促進を図つている。この方法は実炉レベルにお
いても順調な稼動を見せるに至つており、低Si・
低燐・低Ｓ溶銑を得ることに一定の効果をあげて
いる。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかるに上記開示方法で用いられるフラツクス
は、全て粉状のものであり、且つこれを全てイン
ジエクシヨン法によつて供給している。従つてフ
ラツクスの製造コスト自体が高価になるばかり
か、溶銑中のSiが多いときはスラグ塩基度を調整
することの必要性からかなり多くのフラツクスを
投入する必要が生じ益々コスト高を招くという問
題が内包されている。又大量のフラツクスをイン
ジエクシヨンしようとすれば全処理時間の長大化
は理論的にも避け難いところであり、またそれに
伴つて溶銑中の脱炭が予定以上に進行し、転炉操
業における昇熱効果が減少し、転炉での熱補償に
苦慮しなければならないという新たな問題が派生
してくる。 本発明者等は上記の様な事情に着目し、これを
改善する方向で研究を行い、溶銑中のSi量が若干
多めであつても上述の如き不都合が生じず、しか
も同一Si量であればフラツクス総使用量を減少し
て低コスト化に寄与し、また全処理時間の短縮や
脱炭の抑制等を達成することのできる新規な予備
処理法を確立し、先に特許出願した（特願昭60−
41542）。 本発明は上記先願方法をさらに改良しようとす
るものである。即ち上記先願方法においてはフラ
ツクス総使用量の低減及び全処理時間の短縮を達
成することに成功したので、脱炭の進行はかなり
抑制されるはずであるが、溶銑予備処理の間は酸
素の供給が継続してなされるので、脱炭反応の進
行は不可避であり、転炉操業の段階に至つて若干
の熱補償が必要となる。 しかるに転炉において炭素源を添加する場合
は、硫黄含有量が再び増大するのを防止する為に
Ｓ濃度の低い高級炭素源（黒鉛等）を使用する必
要があり、原材料コストが上昇するという欠点が
ある。 本発明はこうした事情に着目してなされたもの
であつて前記先願方法により利点を享受しつつ、
溶銑中の炭素濃度を上昇させ、転炉熱補償並びに
転炉ガス回収単位の増大をはかることを目的とす
るものである。 ［問題点を解決する為の手段］ 上記目的を達成した本発明方法とは、CaOを主
成分としスラグ滓化性改善材を配合してなるフラ
ツクスを溶銑予備処理の初期段階から溶銑表面に
被覆載置すると共に、脱珪フラツクスをキヤリア
ガスによつて上記溶銑中へ吹込みつつ溶銑表面に
気体若しくは固体酸素源を供給して溶銑の脱珪・
脱燐を行なう他、脱珪フラツクスと共に又は脱珪
反応完了後炭素源をキヤリアガスによつて上記溶
銑中へ吹込んで炭素濃度を高める点に要旨を有す
るものである。 ［作用］ 上記技術的手段によつて明らかにした通り、本
発明ではフラツクスインジエクシヨンを単独実施
するのではなくフラツクス上部添加（フラツクス
を溶銑表面に被覆載置する技術を言う、以下同
じ）を併用した点に第１の特徴が存在し、且つイ
ンジエクシヨン用フラツクス及び上部添加用フラ
ツクスについて夫々一定の条件を与え、これらの
構成要件を相乗的に作用させる結果、フラツクス
総使用量の低減、全処理時間の短縮等の目的を達
成している。 本発明で用いる上部添加用フラツクスはCaOを
主成分とするものであり、該CaOとしては高純度
のもの（塊状石灰の如く98％程度のもの等）や低
純度のもの（転炉滓の如く50％前後のもの等）を
使用できる。後者の転炉滓は1/3〜1/4のSiO₂を
含んでいるので使用量が若干多めになるという欠
点はあるが、低コスト化の他、スラグ中Ｔ・Fe
の上昇による脱燐効率の改善等という点では有利
である。 主成分として選択されたCaOは脱燐材として有
効な成分であり、本発明は上部添加フラツクスに
よる脱燐作用の強化を狙つている。尚CaOによる
脱珪効果及び脱硫効果も平行的に発揮されるの
で、本発明による溶銑予備処理効果は脱燐のみな
らず脱珪、脱硫においても顕著なものとなり、溶
銑予備処理効果の実を上げることができる。 しかるにCaOは高融点であり滓化性に欠けると
いう欠点があるので、本発明ではスラグ滓化性改
善材を配合するという構成を採用している。滓化
性改善材としてはMn鉱石や弗化カルシウム等の
低融点成分が使用される。即ち本発明の上部添加
フラツクスは、CaO及びスラグ滓化性改善材が必
須成分となり、これらの協同作用によつて流動性
の良いスラグが形成されスラグーメタル界面にお
ける脱燐等の各種反応が促進される。尚脱燐反応
の促進という観点から判断すると、上記界面温度
が低いほど熱平衝的に脱燐反応効果は上昇するの
でミルスケールや鉄鉱石を冷却材として上記フラ
ツクス中に配合することも有効であり、スラグの
融点降下によるスラグーメタル間反応の促進やス
ラグ中の酸素ポテンシヤル向上等による脱燐への
寄与も期待することができる。 上記の様な上部添加フラツクスは、溶銑予備処
理における脱燐反応が全処理工程の初期から進行
することにか鑑み、溶銑予備処理の初期段階から
溶銑表面上に配置しておくことが望ましく、ここ
に言う初期段階とは、最初の３分以内を一応の目
安と考えれば良い。尚該脱燐期を更に詳細に分析
すると、前段階は脱珪反応の進行が顕著であり、
当該部分は脱珪期と位置付けることができ、また
この脱珪反応が進行することによつて脱燐反応に
適した環境が形成されることになる。 次にインジエクシヨン用フラツクスであるが、
前述の如く脱燐反応は上部添加フラツクスの作用
によつてその主目的をほぼ達成するいう構成を採
用している。従つて本発明に用いるインジエクシ
ヨン用フラツクスは、脱燐に寄与しないものであ
つてもよく、専ばら脱珪に寄与し得るもので十分
である。上記観点から本発明方法では少なくとも
脱珪フラツクスをインジエクシヨンすることとし
ている。該脱珪フラツクスの種類は制限されない
が、ミルスケールや鉄鉱石等（酸化鉄）、Mn鉱
石（MnO₂）、鉄Mn鉱石（FeO・Mn₂O₃）等を粉
化したものが推奨される。尚脱珪フラツクスを上
記酸化鉄等のみで配合する場合はCaF₂の様な滓
化性改善材を配合する必要はないが、該インジエ
クシヨン用フラツクスにも脱燐反応への寄与を期
待する場合は該フラツクス中にCaOを配合するこ
とがあり、この様なときには若干の滓化性促進材
を配合することが推奨される。尚本発明において
は脱燐反応が脱珪反応終了後に急速に進ところか
ら予備処理工程の初期に脱珪フラツクスのインジ
エクシヨンを行ない、脱珪反応を早期に終了させ
ることが望ましい。 更に本発明では、脱珪フラツクスの添加と同時
にあるいは脱珪反応終了後に、炭素源をキヤリア
ガスによつて溶銑中へインジエクシヨンして溶銑
中のＣ濃度を上昇させることを重要な構成要素と
しており、当該酸素源の供給によつて転炉におけ
る熱補償並びに転炉ガス回収原単位の増大をはか
つている。 尚この様な予備処理中の溶銑への炭素源の添加
は、脱燐反応を阻害するという面から従来実施困
難とされていた。 即ちCaO系フラツクスを溶銑中へインジエクシ
ヨンして溶銑の脱燐処理を行なうという従来法で
は、脱燐反応機構（2P＋５／２O₂→P₂O₅）から理 解される様に溶銑中の酸素ポテンシヤルを高めて
おくことが反応を効率良く進行させる条件の１つ
である。しかるに溶銑中に酸素源をインジエクシ
ヨンすると、溶銑中でＣ＋［Ｏ］＝COの酸化反応
が進行して溶銑中の酸素ポテンシヤルが低下しフ
ラツクス浮上過程における脱燐反応の進行が阻害
される。この様に予備処理の本来の目的である脱
燐に対して不利益を及ぼす炭素源の添加は、予備
処理の一般常識からは考えられないことであつ
た。 ところが本発明で採用するフラツクス上部添加
法による溶銑予備処理における脱燐反応は前述の
如く上部添加フラツクスと溶銑の界面で進行する
為、該界面における酸素ポテンシヤルが脱燐反応
効率に影響を与えるのであつて溶銑深部の酸素ポ
テンシヤルは殆んど関係しない。従つて予備処理
中にフラツクスの一部としてあるいは単独で溶銑
中へ炭素源をインジエクシヨンしても脱燐反応が
阻害される恐れはなく、溶銑の酸素濃度を有効に
高めることができるということが分かつたのであ
る。尚本発明における酸素源の吹込みは前述の如
く脱珪フラツクスの吹込みと同時であつてもよい
し、脱珪反応完了後脱珪フラツクスに代えて炭素
源を吹込んでもよいが、但し脱珪フラツクスと共
に吹込む場合には脱珪フラツクスの熱分解によつ
て生じた酸素の一部を湯中において炭素源が消費
することになるので脱珪反応効率が若干低下す
る。従つて脱珪反応完了の添加の方が有利であ
る。さらに脱珪反応完了後に炭素源を吹込む場合
は、脱燐反応への悪影響を少しでも少なくする
為、脱燐反応中はガスバブリングのみとし、脱燐
反応完了後に炭素源の吹込みを行なうことが望ま
しい。又炭素源と共にCaCO₃やCa（OH）₂等の
CaO源をインジエクシヨンすると、同時にインジ
エクシヨンフラツクス浮上過程での脱硫反応を進
行させることができる。尚溶銑の一般的予備処理
法と同様フラツクス上部添加を主体とする溶銑予
備処理に続いてあるいは同時に脱硫処理が行なわ
れるので転炉における一般的添炭法の様にＳ濃度
の上昇を恐れる必要がない。従つて本発明ではＳ
濃度の高い炭素源（低価格）であつても使用する
ことができ原材料コストの上昇を抑制することが
できる。 次に全スラグの塩基度であるが、本発明では溶
銑表面に上部添加フラツクスを投入するので、溶
銑予備の初期段階からかなり多くのスラグが存在
する。この様な状況下で脱燐反応を進行せしめる
必要があるので、上記スラグは十分な流動性を発
揮するものでなければならない。即ち該スラグの
流動性が低いと前記の如くスラグ−メタル界面反
応の進行を阻害するだけでなく、インジエクシヨ
ンによつて吹込まれたキヤリアガス泡の上昇に伴
うフオーミングの発生（特に脱珪期において顕著
である）が見られ、操業の安全性にとつて有害で
ある。この様な観点からCaOの添加量を多くし、
塩基度（CaO／SiO₂）を1.0以上、好ましくは1.5
以上にすることが推奨される。又塩基度を1.5以
上にするという条件の下では脱燐能力の発揮が保
障される。一方塩基度が4.5を超えると融点の増
大に伴う滓化不良、スラグ量の増大に伴うスロツ
ピングの危険或はCaO原単位の増加に伴うコスト
高といつた問題がある。 最後に本発明においては上記の様なフラツクス
条件（インジエクシヨン用フラツクスを含む）に
おいて脱Si・脱Ｐ反応を進行させる上で溶銑表面
への酸素の供給が不可欠であり、スラグ−メタル
界面の酸素ポテンシヤルを上昇させる必要があ
る。酸素の供給は酸素の上吹きの他固形酸素材
（例えば酸化鉄、Mn鉱石、鉄Mn鉱石、スケール
等）の連続的付加によつても実施することができ
る。 ［実施例］ 以下実施例データ及び比較例データに準拠しつ
つ本発明を更に説明する。 第１表に示す様に脱Siフラツクスのインジエク
シヨン、酸素上吹き、上部添加フラツクスの載置
を併用しつつ、第２表に示すスケジユールで炭素
源のインジエクシヨンを行なつたとこと第３表に
示す結果が得られた。

【表】

【表】

【表】 上記結果に示される様に、比較例（前記先願方
法）において脱珪・脱燐を十分に進めることがで
きたが、脱炭も若干進行していた。これに対し実
施例１，２では炭素源のインジエクシヨンによ
り、脱珪・脱燐効率に影響を与えることなくＣ濃
度の低下を抑えることに成功した、殊に実施例１
においてはより優れた炭素の歩留りを確保するこ
とができた。尚実施例２では炭素源と共にCaO系
フラツクスをインジエクシヨンしたので、脱Ｓ効
率を高めることができた。この脱硫率の改善には
炭素源の添加が寄与している。 上記の外、CaO−スケール−カーボン（必要に
よりCaF₂添加）系フラツクスを反応開始期から
溶銑中にインジエクシヨンして溶銑予備処理（実
施例）を行なつたところ溶銑Ｃ濃度の上場と同時
に脱Ｓ率の向上の両効果を得ることができたが、
この場合には脱Si反応効率が上記実施例より悪化
した。但しインジエクシヨンフラツクスの種類の
切替等がないので操作性が良く設備を簡素化する
ことができた。 ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、以下要約
する効果を得ることができる。 (1) 上部添加フラツクスによる脱燐能力の向上に
より、インジエクシヨンフラツクスの機能は脱
珪を主体としたものにすることができ、処理前
溶銑中のSi量が高いものであつても短時間で脱
珪することが可能となり予備処理時間を短縮す
ることができる。 (2) フラツクスの一部を上部添加にまわすことが
できるので全てのフラツクスを粉末化していた
従来技術に比べてフラツクスコストを低減する
ことができ、フラツクスの総消費を減少させる
ことができる。 (3) 上部添加フラツクスによる脱炭の抑制効果と
炭素源のインジエクシヨンにより脱燐性能を損
なうことなくＣ濃度の高い予備処理溶銑を得る
ことができ、転炉における熱補償並びに転炉ガ
ス回収原単位の増加効果を得ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ CaOを主成分としスラグ滓化性改善材を配合
   してなるフラツクスを溶銑予備処理の初期段階か
   ら溶銑表面に被覆載置すると共に、脱珪フラツク
   スをキヤリアガスによつて上記溶銑中へ吹込みつ
   つ溶銑表面に気体若しくは固体酸素源を供給して
   溶銑の脱珪・脱燐を行なう他、脱珪フラツクスと
   共に又は脱珪反応完了後炭素源をキヤリアガスに
   よつて上記溶銑中へ吹込んで炭素濃度を高めるこ
   とを特徴とする溶銑予備処理方法。