JPH08218109A - 溶銑の処理方法 - Google Patents

溶銑の処理方法

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JPH08218109A
JPH08218109A JP4497195A JP4497195A JPH08218109A JP H08218109 A JPH08218109 A JP H08218109A JP 4497195 A JP4497195 A JP 4497195A JP 4497195 A JP4497195 A JP 4497195A JP H08218109 A JPH08218109 A JP H08218109A
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JP
Japan
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desulfurization
dephosphorization
hot metal
slag
desiliconization
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JP4497195A
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Toshiyuki Kaneko
敏行 金子
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、溶銑の同時脱珪・脱燐処理の後に
排滓工程を設けることなく、連続して脱硫処理を効率的
に行う方法を提供する。 【構成】 溶銑の脱珪・脱燐・脱硫処理に際して、先ず
生石灰系フラックスにて同時脱珪・脱燐を行い、スラグ
のCaO/SiO2 を1.0〜2.0、T.Feを5〜
15%に調整して、処理後[P]を0.02%以下にし
た後、排滓を施すことなく溶銑1t当たり1.5〜6.
0kgのMgを含む金属Mg或いはMgとCaOの混合
物を溶銑内に吹き込み、復燐を抑制しつつ脱硫を効率的
に行うことを特徴とする溶銑の処理方法。 【効果】 予備処理の工程省略に伴う固定費および精練
コストの低減と、生産性の向上により、極めて大きなメ
リットが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶銑の脱珪・脱燐・脱
硫を行う際に、排滓工程を施すことなく一つのステーシ
ョンで連続して処理する溶銑の処理方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】溶銑の精錬は、従来の転炉法(脱珪・脱
燐・脱炭の全てを行う)から、溶銑段階で脱硫・脱珪・
脱燐を行い(溶銑予備処理)、転炉で脱炭する多段精錬
プロセスが一般的になっている。しかし、設備費および
要員削減の問題から、例えば、特開平4−257691
に開示されているように、脱珪と脱燐を同一ステーショ
ンで同時に処理する同時脱珪・脱燐法が開発されてい
る。同時脱珪・脱燐を行う場合は、SiとPの同時酸化
の目的から強力な酸化精錬を行うために、脱硫反応が進
行しない。したがって、脱硫処理は脱珪・脱燐処理の
前、或いは後にステーションを設けて脱珪・脱燐とは分
離して行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来方
法では、前工程で発生したスラグの排滓を行わずに、脱
硫処理を脱珪・脱燐処理の前或いは後ろで実施すると、
前工程で発生したスラグが後工程の反応に悪影響を及ぼ
す。すなわち、脱硫処理を前工程に設定した場合は、そ
の後の脱珪・脱燐処理時に脱硫スラグからの復硫(溶銑
中にSが戻る)が、また、脱硫処理を後工程に設定すれ
ば、脱珪・脱燐スラグからの復燐(溶銑中にPが戻る)
が問題となってくるため、前後工程の間で排滓工程を設
けざるを得ず、そのための処理コスト増、要員増、或い
は処理に伴う放熱等のエネルギーロスを招いていた。本
発明は、上記中間排滓をせずに、しかも脱珪・脱燐・脱
硫を効率よく進行させるための脱硫方法を提供するもの
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、下記のとおりである。溶銑の脱珪・脱燐・脱硫処
理に際して、先ず生石灰系フラックスを溶銑内に吹き込
みつつ、酸素ガスを上吹きすることにより同時脱珪・脱
燐を行い、スラグのCaO/SiO2 を1.0〜2.
0、T.Feを5〜15%に調整して処理後の[P]を
0.02%以下にした後、排滓を施すことなく溶銑1t
当たり1.5〜6.0kgのMgを含む金属Mg或いは
MgとCaOの混合物を溶銑内に吹き込むことにより、
復燐を抑制しつつ脱硫を効率的に行うことを特徴とする
溶銑の処理方法にある。
【0005】
【作用】次に、作用について詳細に述べる。本発明者ら
は、上記目的の排滓工程のない脱珪・脱燐・脱硫法を可
能にするための方法について理論検討と種々の実験を重
ねた。すなわち、理論検討では、脱硫工程を脱珪・脱燐
処理の前に設定すると、一旦スラグに移行したSは、そ
の後の脱珪・脱燐処理によって生成する低融点の低塩基
度かつ高T.Feスラグと混合するが、このスラグはそ
の組成から明らかなように脱硫能が極めて低いためにス
ラグ中にSを留めることができずに復硫を起こすことが
理論的に明らかであることがわかった。そこで、脱硫処
理は脱珪・脱燐処理の後に行うことを前提に、基礎実験
を行った。実験は、生石灰系フラックスを用いて酸素源
を充分に与えて同時脱珪・脱燐を行ったあと、生成した
溶銑上の脱珪・脱燐スラグの排滓を行わずに連続して種
々の脱硫剤を溶銑中に吹き込んだ時のSiとPとSの挙
動について調査した。
【0006】図1に、生石灰系フラックスインジェクシ
ョンと酸素ガス上吹きにより溶銑の同時脱珪・脱燐処理
を施し、スラグのCaO/SiO2 を1.5〜1.7、
T.Feを10〜13%とほぼ一定条件に調整して処理
後[P]を0.02%以下にした後、脱硫剤としてCa
O−30%Al,CaC2 ,Na2 CO3 ,金属Mgを
それぞれ同一原単位で溶銑中に吹き込んだ場合のSi,
P,Sの経時変化を示したものである。図から明らかな
ように、脱硫反応は、CaC2 ,金属Mg,Na2 CO
3 ,CaO−30%Alの順に良好に進行している。
【0007】しかし、CaC2 については脱硫処理中の
復燐が極めて大きく、燐の低減を阻害している(高価で
あるというコスト上の問題もある)。Na2 CO3 につ
いては、脱硫処理中の復燐は僅かであるが、処理中の白
煙や火炎が激しく操業上の問題が予想されるし、発生ス
ラグの処理の問題も課題として残る。また、CaO−3
0%Alは、CaC2 程では無いが、復燐が大きな問題
であるとともに、脱硫効果が小さい。これらの脱硫剤に
対し、金属Mgは脱硫処理中の復燐は全く無く、しかも
脱硫効果が大きい。すなわち、金属Mgを使用すると、
脱燐を阻害することなく有効な脱硫が行えることが判明
した。
【0008】これら脱硫剤の種類による反応挙動の違い
について、本発明者らは更に検討した結果、以下のこと
が判明した。CaC2 は、還元力が極めて強いため、還
元反応である脱硫には効果的ではあるが、溶銑上に浮遊
する前工程で発生した脱珪・脱燐スラグ中のP2 O5 ま
でも還元してしまい、復燐が大きく進行してしまう。N
a2 CO3 についても、溶銑と接触すると同時に溶銑中
CとNa2 CO3 とが、反応して発生するNaおよびC
Oガスが、脱珪脱燐スラグを還元するが、Na2 CO3
自体が高い脱燐能を有するため復燐は最少限に止まる。
【0009】CaO−30%Alでは、CaOの脱燐能
がNa2 CO3 程強くないため、Alによる還元力によ
り生ずる復燐反応を抑制することができないために、N
a2CO3 より復燐量がはるかに大きくなる。また、C
aO−30%Alの脱硫能も、Na2 CO3 程強力でな
いため、十分な脱硫効果が得られない。一方、金属Mg
はCaO−30%Alよりさらに強力な還元力を持ち、
脱硫能もCaC2 に次いで大きいが、同時に平衡論的に
は脱珪・脱燐スラグをも還元し得る。しかし、金属Mg
は先ず被還元性の高いスラグ中の酸化鉄分を優先的に還
元し、次式(1)の反応に従ってスラグ中にMgOを生
成する。
【0010】 Mg+(FeO)=(MgO)+Fe ・・・(1) 生成したMgOは、スラグの融点を大きく上昇させる作
用があり、いわゆるスラグの固化を可能とする。従っ
て、固体となったスラグは不活性化され、溶銑との反応
が抑制されるため、復燐が抑制されることが判明した。
【0011】本発明者らは、更に上記Mgの効果を発揮
するための条件について検討した。すなわち、(1)式
の反応によるスラグの固化の程度は、当然ながらMg脱
硫を行う前に処理される同時脱珪・脱燐で生成したスラ
グの性状により異なってくる。特にスラグの性状(融点
等)は、CaO/SiO2 とT.Feの影響が大きい。
そこで、基礎実験により、CaO/SiO2 とT.Fe
のいずれかを一定にして他方を変化させた場合の、同時
脱珪・脱燐反応およびその後排滓せずに行うMg脱硫中
の復燐反応の変化を調べた。
【0012】図2は、前述した実験方法により同時脱珪
・脱燐処理を行ったあとのスラグ中T.Feを7〜10
%に揃えて、CaO/SiO2 を変化させた場合の結果
を示している。CaO/SiO2 を1未満にするとスラ
グの融点が下がり固化し難くなるため、Mg脱硫中のス
ラグからの復燐が大きくなって脱燐を阻害する上、Mg
脱硫前に実施する同時脱珪・脱燐時の脱燐率そのものも
低くなり(処理後[P]≦0.02%が確保できずに、
後工程で再度脱燐を行わねばならなくなる)、[P]の
低下が困難となることが判明した。また、CaO/Si
O2 が2を越えた領域では、同時脱珪・脱燐中の脱燐率
も、Mg脱硫中の復燐(進行しない)も、CaO/Si
O2 が2の時と変わらないため、CaO/SiO2 ≧2
を確保するための生石灰分が無駄になるだけである。し
たがって、同時脱珪・脱燐後のCaO/SiO2 の適正
範囲は、1〜2である。
【0013】次に、図3に図2と同じ実験手法により、
同時脱珪・脱燐処理を行ったあとのスラグのCaO/S
iO2 を1.3〜1.5に揃えて、T.Feを変化させ
た場合の結果を示している。T.Feが15%を越える
と、スラグ中のCaO濃度が希釈されて同時脱珪・脱燐
中の脱燐率が低下するとともに、スラグの融点が低下し
て、その後に行うMg脱硫中の溶銑上浮遊スラグの固化
が不十分となり、復燐反応を引き起こす。また、T.F
eが5%未満の場合は、Mg脱硫中のスラグ固化による
復燐防止は可能だが、同時脱珪・脱燐時の脱燐率そのも
のが、酸化力不足のため大幅に低下してしまい、[P]
の低下が困難になる(処理後[P]≦0.02%が確保
できなくなる)ことが判明した。したがって、同時脱珪
・脱燐後のT.Feの適正範囲は、5〜15%である。
【0014】本発明者らは、更にMgによる脱硫につい
て、同時脱珪・脱燐処理後のスラグからの復燐が無く脱
硫反応を効率よく進行させるためのMg原単位について
検討した。図4にその結果を示す。図から分かるよう
に、脱硫処理中の復燐量が0.002%以下で、なおか
つ脱硫率80%以上を確保するためのMg原単位は、
1.5kg/t以上必要である。
【0015】また、Mg原単位6.0kg/t以上で
は、脱硫率に変化はなく、処理コスト上不利になる。し
たがって、Mg原単位の適正添加量は1.5〜6.0k
g/tであることが判明した。なお、実験には、Mg単
味(金属Mg)だけでなく、MgにCaOを混合したC
aO−Mgも使用したが、脱硫処理中の復燐反応および
脱硫反応はMgの原単位で一律に整理でき、復燐せずに
高脱硫率を得るのに必要なMg原単位は、金属MgとC
aO−Mgのいずれを使用しても殆ど同じであることが
判った。
【0016】
【実施例】
1.溶銑成分 C:4.0〜4.5% Si:0.30〜0.60% Mn:0.20〜0.50% P :0.09〜0.11% S :0.020〜0.030% 2.溶銑量 350t/ch 3.処理容器 溶銑鍋 4.処理前溶銑温度 1350〜1400℃ 5.脱珪・脱燐処理剤および添加方法 CaO22.7%−Fe2 O3 72.7%−CaF2
4.6%の同時脱珪・脱燐剤をインジェクションランス
により溶銑中に吹き込みつつ、上方より酸素ガスを上吹
きした。 6.脱硫フラックス添加方法 同時脱珪・脱燐処理後に、インジェクションランスによ
り各種脱硫剤(表2)を溶銑中に吹き込んだ。 7.処理時間 脱珪・脱燐処理15分一定、脱硫処理5分一定 8.操業条件および結果 操業条件試験結果を、表1および2にまとめて示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】本発明の処理剤を使用すれば、従来分離
して処理していた脱珪・脱燐と脱硫を同時に処理できる
ため、排滓工程が省略でき、それによる設備・要員等の
固定費の削減、更には工程省略に伴う放散熱の減少によ
るエネルギーロスの軽減、フラックス原単位の低減等の
コストメリットが得られるばかりでなく、工程の単純化
による生産性の向上にも繋がり、本発明がこの種の産業
分野にもたらす効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶銑の同時脱珪・脱燐処理を行って後、引き続
いて各種脱硫剤を添加した時のSiとPとSの挙動を示
す図
【図2】脱珪・脱燐処理時の脱燐率およびその後に行う
Mg脱硫処理時の復燐量に及ぼす脱珪・脱燐後スラグの
CaO/SiO2 の影響を示す図
【図3】脱珪・脱燐処理時の脱燐率およびその後に行う
Mg脱硫処理時の復燐量に及ぼす脱珪・脱燐後スラグの
T.Fe濃度の影響を示す図
【図4】脱珪・脱燐処理後の脱硫処理時の脱硫率および
復燐量に及ぼすMg添加原単位の影響を示す図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶銑の脱珪・脱燐・脱硫処理に際して、
    先ず生石灰系フラックスを溶銑内に吹き込みつつ、酸素
    ガスを上吹きすることにより同時脱珪・脱燐を行い、ス
    ラグのCaO/SiO2 を1.0〜2.0、T.Feを
    5〜15%に調整して処理後の[P]を0.02%以下
    にした後、排滓を施すことなく溶銑1t当たり1.5〜
    6.0kgのMgを含む金属Mg或いはMgとCaOの
    混合物を溶銑内に吹き込むことにより、復燐を抑制しつ
    つ脱硫を効率的に行うことを特徴とする溶銑の処理方
    法。
JP4497195A 1995-02-10 1995-02-10 溶銑の処理方法 Withdrawn JPH08218109A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102773169A (zh) * 2012-08-06 2012-11-14 辽宁科技大学 菱镁矿矿石反浮选脱硅中实现除铁的捕收剂及其制备方法
JP2013155401A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Kobe Steel Ltd 溶銑の精錬方法

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Effective date: 20020507