JPH059538A

JPH059538A - 冷銑等を溶解した溶銑を装入する転炉製鋼方法

Info

Publication number: JPH059538A
Application number: JP16436891A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Tada; 光宏多田; Akihiko Inoue; 明彦井上; Yoshimi Komatsu; 喜美小松; Hideo Kajitani; 英雄梶谷; Hironori Yamamoto; 裕則山本; Toshiyuki Hirose; 俊幸廣瀬
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1991-07-04
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】冷銑等を溶解した溶銑を装入する転炉製鋼方
法であり、冷銑等の溶け残りの無い溶銑を転炉に装入
することが出来るので、不純物が少なく、安定した酸素
吹精をすることが出来る。【構成】転炉２への装入前の溶銑温度の測定値T₁と、
空にしてから冷銑等の鉄源を入れるまでの時間t₁と、そ
の空の溶銑鍋3aの前の溶銑鍋3bに出銑する溶銑温度の測
定値T₀を求め、それらの実測値と、その空の溶銑鍋3aに
受銑するまでの時間設定値t₃と、受銑する溶銑量の設定
値W と、受銑してから転炉へ装入するまでの時間設定値
t₄の関係から、冷銑等の鉄源の可能溶解量w を予測し、
その予測した冷銑等の鉄源量w をその空の溶銑鍋に入り
置き、その溶銑鍋3aに設定した溶銑を受銑して、鉄源を
溶解し、脱硫、脱燐等の予備処理後、１２３０℃以上の
温度を保持して転炉２にその溶銑を装入して、酸素吹錬
する転炉製鋼方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷銑等を溶解した溶銑を
装入する転炉製鋼方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所においては、高炉で製造した溶銑
を運搬溶銑鍋に受銑し、途中脱硫、脱燐等の予備処理を
行い、その溶銑を転炉装入鍋を介して転炉に装入してい
る。この場合、混銑炉又はトーピード・カー等を用いる
場合がある。しかし、時によって高炉での出銑量と転炉
での主原料の量のバランスが取れない場合がある。その
場合には各製鉄所によって種々の対策がとられている。

【０００３】一般に転炉の溶銑配合比を変化させた対策
が多く採用されている。溶銑配合比は装入物の主原料量
に対する溶銑量で表されている。主原料は高炉からの溶
銑と、スクラップ、冷銑等からなっており、溶銑配合比
として、７５％〜１００％程度である。これは、スクラ
ップ、冷銑等の装入量が熱源による制約を受けること、
又は硫黄、窒素等の成分の制約を受けることによる。

【０００４】特開昭６０−１７４８１２号公報には、
「多量の含鉄冷材を用いる転炉製鋼法」として、機能の
異なる２種の転炉を用い、一方の転炉では溶銑、又は予
備処理溶融鉄存在下の炉内に多量の含鉄冷材及び炭材を
供給して、酸素吹錬し、高炭素の予備処理溶融鉄を得る
溶製を行い、次いで他方の転炉で、上記予備処理溶融鉄
を原料として、酸素吹錬し所要の溶鋼の成分のものにす
る精錬を行うことが記載されている。

【０００５】特開平１−３１６４０９号公報には、「ス
クラップ溶解を伴う溶銑脱燐方法」として、上下両吹き
機能を有する転炉形式の炉に注銑した溶銑に、脱燐剤を
添加し、底吹ガス攪拌を行いつつ、酸素ガスを上吹きし
て、溶銑脱燐を行うに当たり、まず前記脱燐剤の一部と
スクラップを溶解した後、残部の脱燐剤を添加すること
が記載されている。

【０００６】一方、特開昭５４−１４２１１６号公報に
は、「固型鉄源の消化法」として、高炉と次工程炉の間
で溶銑を運搬する溶銑鍋等の容器中の溶銑を次工程炉に
供給した後、上記空容器内に固型鉄源を入れ置き、この
固型鉄源に上記容器内面からの放散熱を吸収せしめると
共に、上記容器に高炉からの溶銑を溶解させ、この溶銑
を次工程炉に供給するものである。ここでは次工程炉と
して、混銑炉等が挙げられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開昭６０−１７４８１２号公報、特開平１−３１６
４０９号公報に示される技術は、スクラップ、冷銑等の
溶解を転炉で行う為に、次のような問題がある。

【０００８】特開昭６０−１７４８１２号公報に示され
る技術は機能の異なる２種の転炉を用いることが必要で
あり、酸素吹錬し、高炭素の予備処理溶融鉄を得るため
の専用の転炉を必要とし、そのため転炉工場の配置、更
には作業を複雑とし、実用的でない。

【０００９】特開平１−３１６４０９号公報に示される
技術は転炉内でスクラップ等の溶解とともに、スクラッ
プ等の含不純物を除去する必要がある。ここでは脱燐を
対象として脱燐剤を添加しているが、通常の転炉では塩
基性、且つ酸化雰囲気の操業のため、スクラップ等から
持ち込まれる硫黄の除去が困難である。そのため、スク
ラップ等の装入量が制限される。

【００１０】一方、特開昭５４−１４２１１６号公報に
示される技術は容器内面からの放散熱をスクラップ等に
吸収せしめると云う効果は期待出来るが、高炉から溶銑
を受銑した溶銑鍋で、転炉に直接に溶銑を装入する場合
には、そのまま適用出来ないと云う問題がある。

【００１１】即ち、転炉に直接に溶銑を装入する場合に
は、鍋替えをしないので、スクラップ等の装入量如何
によっては、溶け残りを有する溶銑をそのまま転炉に装
入するような問題を生じる。この場合、溶残りがある
と、転炉の操業が複雑となり、又溶残りに硫黄が含まれ
ていると、その除去が困難である。

【００１２】本発明は上記問題点の解決を図ったもので
あり、上記した容器内面からの放散熱をスクラップ等に
吸収せしめる技術を基にして検討を行い、直接に転炉に
装入する方法においても、スクラップ等の溶け残りを有
することなく、受銑した溶銑に溶解可能なスクラップ等
の適量を溶解させた溶銑を転炉に装入して、安定した酸
素吹錬をすることの出来る転炉製鋼方法を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明は複数の溶銑鍋を配車して、高炉と
転炉の間で溶銑を運搬し、転炉に溶銑を直接装入して酸
素吹錬する転炉製鋼方法において、転炉に溶銑を装入し
た後の空の溶銑鍋に、冷銑等の鉄源を入れ置き、それに
溶銑を装入してその鉄源を溶解するにあたり、前記転炉
への装入前の溶銑温度の測定値と、空にしてから冷銑等
の鉄源を入れるまでの時間と、その空の溶銑鍋の前の溶
銑鍋に出銑する溶銑温度の測定値を求め、それらの実測
値と、その空の溶銑鍋に受銑するまでの時間設定値と、
受銑する溶銑量の設定値と、受銑してから転炉への装入
するまでの時間（以降リードタイムと云う）の設定値の
関係から、冷銑等の鉄源の可能溶解量を予測し、その予
測した冷銑等の鉄源量をその空の溶銑鍋に入り置き、そ
の溶銑鍋に設定した溶銑を受銑して、前記鉄源を溶解
し、脱硫、脱燐等の予備処理をした後、１２３０℃以上
の温度を保持して転炉にその溶銑を装入して、酸素吹錬
することを特徴とする冷銑等を溶解した溶銑を装入する
転炉製鋼方法とするものである。

【００１４】又、本発明ではレススラグにより酸素吹錬
することを特徴とする冷銑等を溶解した溶銑を装入する
転炉製鋼方法とするものである。

【００１５】本発明者等は発明に先立ち種々の検討を行
った。先ず、溶銑を空けた直後の空鍋に、表１に示す成
分の冷銑量を変化させて入れて置いた。

【００１６】

【表１】

【００１７】その溶銑鍋に所定の溶銑量を受銑して、リ
ードタイムを２〜４時間とし、溶銑温度を測定して、溶
解可能量と温度降下量（℃）の関係を求めた。これを図
３に示す。溶解可能量については、その溶銑を空けて、
冷銑の溶残りを目視観察したもので、冷銑原単位ｋｇ／
（ｔｏｎ溶銑）で表した。

【００１８】この場合、データはバラツキがあったが、
安全性を考慮して下限値をプロットした。図３から冷銑
量は約１００ｋｇ／（ｔｏｎ溶銑）までが適用可能と推
測出来た。

【００１９】次に図４に冷銑量原単位１００ｋｇ／（ｔ
ｏｎ溶銑）におけるリードタイムと温度降下量（℃）の
関係を示す。

【００２０】冷銑量を１００ｋｇ／（ｔｏｎ溶銑）とし
て、溶銑を空けた直後の空鍋に所定の冷銑量を入置き、
所定の溶銑を受けてリードタイムと温度降下量（℃）の
関係を求め、これを実線で示した。比較として溶銑のみ
を、同じような溶銑を空けた直後の空鍋に受けてリード
タイムと温度降下量の関係を求め、一点鎖線で示した。

【００２１】ここでは更に、室温の冷銑量を１００ｋｇ
／（ｔｏｎ溶銑）として、溶銑で溶解した場合の計算値
を求め、点線で示した。

【００２２】図４から明らかなように、リードタイム５
時間において、実測値の場合、溶銑のみの温度降下量と
の差が太矢印に示すように約６０℃であり、計算値の場
合、溶銑のみの温度降下量との差が細矢印に示すように
約１３０℃であることから、計算実績較差７０℃は空鍋
の放散熱が冷銑の予熱で回収されたと考えられる。

【００２３】一方、運搬溶銑鍋から転炉装入鍋へ鍋替え
して転炉へ溶銑を装入する方法は、鍋替えにより、約１
０℃の温度降下を生じることが知られており、そのため
溶銑鍋により、直接転炉へ溶銑を装入する方法が採用さ
れてきている。

【００２４】本発明者等は、鍋替えによる転炉への溶銑
の装入方法を採用した場合、冷銑の溶残りがあっても、
鍋替え等でそれを知ることが出来たが、溶銑鍋により、
直接転炉へ溶銑を装入する方法を採用した場合、冷銑の
溶残りを知ることが出来ないので、それらについて、検
討を重ね、本発明に到達した。

【００２５】本発明では空鍋に装入する冷銑等の鉄源の
可能溶解量を予測することが必要である。直接転炉へ溶
銑を装入する方法を採用し、冷銑の溶残りを知ることが
出来ないことによる。そのために、転炉に装入する溶銑
の温度を１２３０℃以上に設定して、転炉への溶銑の装
入を円滑に出来ることを前提とする。１２３０℃未満で
は、所謂鍋着きを生じて、溶銑全量を転炉に装入するこ
とが困難となる。

【００２６】本発明では、転炉への装入前の溶銑温度の
測定値と、空にしてから冷銑等の鉄源を入れるまでの時
間と、その空の溶銑鍋の前の溶銑鍋に出銑する溶銑温度
の測定値を求め、それらの実測値と、その空の溶銑鍋に
受銑するまでの時間設定値と、受銑する溶銑量の設定値
との関係から、冷銑等の鉄源の可能溶解量を予測するも
のである。

【００２７】転炉への装入前の溶銑温度の測定値から、
空の溶銑鍋内面の放散熱を冷銑等の鉄源に回収出来る熱
量を推測出来る。この場合、空にしてから冷銑等の鉄源
を入れるまでの時間と、その空の溶銑鍋に溶銑を受銑す
るまでの時間設定値が必要である。通常は溶銑鍋の配車
時刻スケジュールによって行われる。

【００２８】攪拌状態で冷銑等の鉄源を溶かす場合、温
度の高い程、効果があることが知られている。溶銑の転
炉への搬送工程では、高炉から溶銑鍋に溶銑を受ける場
合が、通常溶銑の温度が一番高く、又攪拌状態になるこ
とも知られている。本発明では、それを適用するもので
ある。そのため、対象とする空の溶銑鍋の前の溶銑鍋に
出銑する溶銑温度の測定値と、受銑する溶銑量の設定値
が必要である。

【００２９】溶銑温度は前の溶銑鍋に出銑する溶銑温度
の測定値によって、実際の溶銑温度をより正確に推定出
来ることによる。

【００３０】本発明では、後述するように、コンピュー
タ等を用いて、上記したような予備調査によって得られ
る冷銑量の原単位と、溶銑を空けた空鍋に冷銑量を入置
きして、所定の溶銑を受けた場合のリードタイムと温度
降下量の関係式等を設定することによって、実測値を比
較演算して、冷銑等の鉄源の可能溶解量を算出し、予測
することが出来る。

【００３１】本発明では冷銑等の鉄源を溶解した溶銑を
溶銑鍋で脱硫、脱燐等の予備処理をすることが必要であ
る。この場合、脱硫の予備処理、脱燐の予備処理、更に
は脱硫と、脱燐の予備処理等を適宜行うことが出来る。
これによって、冷銑等の鉄源から混入する硫黄、燐等の
不純物をこの予備処理で除去することにより、不純物の
少ない溶銑として、転炉に溶銑を装入することによる。
この溶銑を転炉に装入した場合、溶銑の成分が明瞭であ
るので、酸素吹錬による転炉操業が安定した状態で行う
ことが出来る。本発明では脱硫と、脱燐の予備処理を行
うことによって、総合して、冷銑等の鉄源を配合した溶
銑配合により、レススラグにより酸素吹錬することが出
来る。

【００３２】

【実施例】本発明の実施例を図によって説明する。図１
は本発明の工程を示す図である。図２は本発明に用いる
溶銑鍋の一実施例を示す図である。

【００３３】本発明では、複数の溶銑鍋３を配車して、
高炉１と転炉２の間で溶銑を運搬し、転炉２に溶銑を直
接装入して酸素吹錬する転炉製鋼方法において、転炉２
に溶銑を装入した後の空の溶銑鍋に、冷銑等の鉄源を入
れ置き、それに溶銑を装入してその鉄源を溶解するにあ
たり、前記転炉２への装入前の溶銑鍋３ａの溶銑の温度
測定値Ｔ₁と、溶銑鍋３ａを空にしてから冷銑等の鉄源
を入れるまでの時間t₁と、その空の溶銑鍋３ａの前の溶
銑鍋３ｂに出銑する溶銑の温度測定値Ｔ₀を求め、これ
らの実測値と、その空の溶銑鍋に溶銑を受銑するまでの
時間設定値t₃(t ₁+t₂) と、受銑する溶銑量の設定値Ｗ
と、受銑してから転炉に装入するまでの時間設定値t₄と
の関係から、冷銑等の鉄源の可能溶解量ｗを予測し、そ
の予測した冷銑等の鉄源量ｗをその空の溶銑鍋３ａに入
り置き、その溶銑鍋３ａに設定した溶銑を受銑して、前
記鉄源を溶解し、脱硫、脱燐等の予備処理をした後、１
２３０℃以上の温度を保持して転炉にその溶銑を装入し
て、酸素吹錬するものである。ここではW=∫(t₁,t₂,t_3,
t₄,T_0, T_1, W) として表される。

【００３４】本発明に用いる溶銑鍋３は、注入口１０を
予備処理時に影響を与えない程度に突出した構造のもの
としている。これによって転炉への注入を容易にしてい
る。

【００３５】本発明によれば先ず、溶銑鍋３から転炉２
へ装入する前の溶銑の温度が熱電対４で測定される。こ
の測定値Ｔ₁は信号として、インターフェス５を介して
演算処理装置６に送信される。溶銑鍋３ａを空にしてか
ら冷銑等の鉄源を入れるまでの時間t₁と、その空の溶銑
鍋３ａの前の溶銑鍋３ｂに出銑する溶銑の温度測定値Ｔ
₀も、同様に、信号として、インターフェス５を介して
演算処理装置６に送信される。

【００３６】記憶装置７には高炉配車時刻スケジュール
が設定されており、その空の溶銑鍋に溶銑を受銑するま
での時間設定値t₂が設定されている。受銑する溶銑量の
設定値Ｗ、冷銑量の原単位設定値、溶銑を空けた溶銑鍋
に冷銑量を入置きして、所定の溶銑を受けた場合のリー
ドタイムと温度降下量の関係式等が設定されている。

【００３７】演算処理装置６では上記した記憶装置７か
らの設定値によって、実測値との比較演算により、冷銑
等の鉄源の可能溶解量が算出される。

【００３８】ここでは、冷銑等の鉄源は、形状によっ
て、大別することが出来る。例えば冷銑の場合、２００
ｍｍ角以下、５００ｍｍ以下、１０００ｍｍ以下にし
て、それぞれ置場を作り、そこに貯蔵しておく。又、屑
鉄のような横、縦、厚みを考慮する必要のある形状のも
のば、その最小の寸法を規定して区分することが出来
る。形状によって、冷銑等の鉄源の溶解は異なるので、
それに対応した演算により、鉄源量が算出されることに
よる。

【００３９】又、出銑のタップ内で温度の勾配があるの
で、軌道修正がされる。１タップで５〜６鍋に受銑され
るが、その温度が一般には１４５０℃〜１５５０℃であ
る。最初の鍋のみの溶銑温度が低く、その後急激に上昇
してその他の鍋の溶銑の温度はその差が少ない。

【００４０】演算処理装置６から制御装置８に信号が送
信されて、そこで、溶銑鍋への鉄源を計量する計量装置
９に指令されて、所定の鉄源がバケット、リフマグ装入
によって、所定量の鉄源が溶銑鍋に入り置きされる。

【００４１】この場合、溶銑鍋への溶銑を受銑するまで
の待時間が必要以上に延びた場合、出銑温度の低下が予
測出来た高炉操業条件等の場合には、鉄源を入り置きし
ないで、溶銑鍋は配車される。

【００４２】（実験例１）本発明による方法で、脱硫処
理による予備処理をして、溶銑を転炉に装入し、通常の
酸素吹錬を行った場合の転炉製鋼方法について述べる。
表１に示した成分の冷銑を用いた。ここでは溶銑鍋１鍋
当たり、冷銑２０Ｔを入置、高炉溶銑２００Ｔ受銑する
方法で、冷銑の完全溶解を図ったものである。表２に吹
錬の条件を示す。

【００４３】

【表２】

【００４４】表３は転炉内に持ち込まれる［Ｓ］の挙動
を示す。

【００４５】

【表３】

【００４６】ここでは比較として、溶銑単味使用、冷銑
転炉使用、屑鉄転炉使用の場合を示す。

【００４７】表３から明らかなように、脱硫後の［Ｓ］
も従来と同等の溶銑が得られた。これは冷銑が完全に溶
解して、脱硫されたものと推定される。尚、熱バランス
については、鉄鉱石換算で溶銑単味の場合をベースとし
て、５５kg/Tとすると、本発明では約１０kg/Tが減少し
た。

【００４８】（実験例２）本発明による方法で、脱硫処
理、及び脱燐による予備処理をして、溶銑を転炉に装入
し、レススラグによる酸素吹錬を行った場合の転炉製鋼
方法について述べる。

【００４９】表１に示した成分の冷銑を用いた。表４に
吹錬の条件を示す。

【００５０】

【表４】

【００５１】本発明によれば、予備処理した溶銑単味の
場合のレススラグ精錬と同様な精錬が可能である。結果
として、冷銑１００ｋg/(T- 溶銑)の低溶銑配合操業に
よるレススラグの酸素吹錬による転炉製鋼方法が出来る
ことになる。この場合同時に脱硫効果も出来る。

【００５２】上記の外に、本発明によれば、図３に示す
ように、低溶銑配合で、従来、転炉に装入されていた、
転炉主原料としてのスクラップ等の冷鉄源を装入するこ
とがないので、その装入に要していた時間が不要とな
る。ここでは、装入から吹錬した後の出鋼時間まで、２
５分を要していたのが、２３分となり、約２分程度が節
約出来た。

【００５３】本発明では、転炉に装入する溶銑に、原単
位１００kg/(T-溶銑) 程度まで完全に溶解させることが
出来るので、鋼種又は炉外処理の手段によっては、その
溶銑とともに、従来転炉に溶銑配合比７５％程度の冷
銑、スクラップ等を装入していたものに、上乗せするこ
とも可能であり、その場合は、総合した溶銑配合比が、
６８％程度まで可能となる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、主なものとして次のよ
うな効果を得ることが出来る。低溶銑配合におい
て、冷銑源からの転炉への燐、硫黄の持込みを解消する
ことが出来る。低溶銑配合時の鉄源配合量を拡大す
ることが出来る。溶銑鍋の放散熱を回収することが出
来る。転炉の安定した酸素吹錬が出来る。スク
ラップ等の装入による転炉の内張り耐火物の破損が回避
出来るので、結果として、その寿命が延長出来る。溶
銑鍋の床煉瓦の寿命が延長出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の工程を示す図である。

【図２】本発明に用いる溶銑鍋の一実施例を示す図であ
る。

【図３】本発明による転炉製鋼サイクルの一実施例を示
す図である。

【図４】冷銑原単位と温度降下量の関係を示す図であ
る。

【図５】リードタイムと温度降下量の関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１高炉２転炉３溶銑鍋４熱電対５インターフィス６演算処理装置７記憶装置８制御装置９計量装置１０注入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梶谷英雄東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者山本裕則東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者廣瀬俊幸東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の溶銑鍋を配車して、高炉と転炉の
間で溶銑を運搬し、転炉に溶銑を直接装入して酸素吹錬
する転炉製鋼方法において、転炉に溶銑を装入した後の
空の溶銑鍋に、冷銑等の鉄源を入れ置き、それに溶銑を
装入してその鉄源を溶解するにあたり、前記転炉への装
入前の溶銑温度の測定値と、空にしてから冷銑等の鉄源
を入れるまでの時間と、その空の溶銑鍋の前の溶銑鍋に
出銑する溶銑温度の測定値を求め、それらの実測値と、
その空の溶銑鍋に受銑するまでの時間設定値と、受銑す
る溶銑量の設定値と、受銑してから転炉へ装入するまで
の時間設定値との関係から、冷銑等の鉄源の可能溶解量
を予測し、その予測した冷銑等の鉄源量をその空の溶銑
鍋に入り置き、その溶銑鍋に設定した溶銑を受銑して、
前記鉄源を溶解し、脱硫、脱燐等の予備処理をした後、
１２３０℃以上の温度を保持して転炉にその溶銑を装入
して、酸素吹錬することを特徴とする冷銑等を溶解した
溶銑を装入する転炉製鋼方法。
【請求項２】レススラグにより酸素吹錬することを特
徴とする請求項１記載の冷銑等を溶解した溶銑を装入す
る転炉製鋼方法。