JPH09157720A - 溶銑の脱硫方法 - Google Patents
溶銑の脱硫方法Info
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- JPH09157720A JPH09157720A JP34496995A JP34496995A JPH09157720A JP H09157720 A JPH09157720 A JP H09157720A JP 34496995 A JP34496995 A JP 34496995A JP 34496995 A JP34496995 A JP 34496995A JP H09157720 A JPH09157720 A JP H09157720A
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Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶銑の脱硫処理を短時間で効率よく行い、極
低硫溶銑を得る。 【構成】 複数の脱硫剤充填ワイヤ１１，２１を用いる
溶銑の脱硫処理工程において、それぞれのワイヤ１１，
２１の投入速度を変えるか、或いは脱硫剤充填ワイヤの
シース材として融点が異なる金属材料を使用することに
より、溶銑３１中での反応サイトを垂直方向に分布させ
る。 【効果】 脱硫反応の反応界面積を増加することがで
き、極低硫域まで効率よい脱硫処理が可能となる。
低硫溶銑を得る。 【構成】 複数の脱硫剤充填ワイヤ１１，２１を用いる
溶銑の脱硫処理工程において、それぞれのワイヤ１１，
２１の投入速度を変えるか、或いは脱硫剤充填ワイヤの
シース材として融点が異なる金属材料を使用することに
より、溶銑３１中での反応サイトを垂直方向に分布させ
る。 【効果】 脱硫反応の反応界面積を増加することがで
き、極低硫域まで効率よい脱硫処理が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に目標硫黄濃度３０
ｐｐｍ以下の極低硫溶銑の製造に適した溶銑脱硫方法に
関する。
ｐｐｍ以下の極低硫溶銑の製造に適した溶銑脱硫方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】硫黄濃度を２０ｐｐｍ以下に下げた極低
硫鋼を製造する一般的な方法では、溶銑段階で３０ｐｐ
ｍ以下まで脱硫し、２次精錬工程で仕上げ脱硫してい
る。２次精錬工程では、鋼中の酸素濃度が高く、脱硫効
率が低くなりがちであるため、迅速な脱硫処理が困難で
ある。そこで、溶銑段階で可能な限り低い硫黄濃度まで
脱硫することが望ましい。溶銑の脱硫に使用される脱硫
剤は、石灰系、カルシウムカーバイド、ソーダ灰等から
選択されたものを主成分としている。しかし、従来の脱
硫剤には、種々の欠点がある。たとえば、石灰系の脱硫
剤は、最も安価であるが、主成分の石灰が溶銑温度で固
体であり、処理時間が長くなる傾向がある。カルシウム
カーバイドは、不純物として含まれるＰが有毒なフォス
フィンを生成し、環境上問題がある。ソーダ灰は、蒸気
圧が高く、処理中に多量の白煙を生じる上、溶銑温度が
著しく低下する。しかも、カルシウムカーバイド、ソー
ダ灰に由来する脱硫スラグは、リサイクルが困難であ
り、スラグ処理の点でも難がある。これらの脱硫剤に代
わるものとして、マグネシウム系の脱硫剤が近年注目さ
れている。マグネシウム系脱硫剤は、一般に石灰とマグ
ネシウムとの混合粉体として使用され、ガスインジェク
ションやワイヤフィーダにより溶銑中へ供給されてい
る。マグネシウム系脱硫剤は、高い脱硫効率が期待でき
る上、処理後の生成スラグの主成分がＣａＯ−ＭｇＯ系
であるため、スラグ処理、再利用が容易であり、環境上
の問題も少ないという利点がある。
硫鋼を製造する一般的な方法では、溶銑段階で３０ｐｐ
ｍ以下まで脱硫し、２次精錬工程で仕上げ脱硫してい
る。２次精錬工程では、鋼中の酸素濃度が高く、脱硫効
率が低くなりがちであるため、迅速な脱硫処理が困難で
ある。そこで、溶銑段階で可能な限り低い硫黄濃度まで
脱硫することが望ましい。溶銑の脱硫に使用される脱硫
剤は、石灰系、カルシウムカーバイド、ソーダ灰等から
選択されたものを主成分としている。しかし、従来の脱
硫剤には、種々の欠点がある。たとえば、石灰系の脱硫
剤は、最も安価であるが、主成分の石灰が溶銑温度で固
体であり、処理時間が長くなる傾向がある。カルシウム
カーバイドは、不純物として含まれるＰが有毒なフォス
フィンを生成し、環境上問題がある。ソーダ灰は、蒸気
圧が高く、処理中に多量の白煙を生じる上、溶銑温度が
著しく低下する。しかも、カルシウムカーバイド、ソー
ダ灰に由来する脱硫スラグは、リサイクルが困難であ
り、スラグ処理の点でも難がある。これらの脱硫剤に代
わるものとして、マグネシウム系の脱硫剤が近年注目さ
れている。マグネシウム系脱硫剤は、一般に石灰とマグ
ネシウムとの混合粉体として使用され、ガスインジェク
ションやワイヤフィーダにより溶銑中へ供給されてい
る。マグネシウム系脱硫剤は、高い脱硫効率が期待でき
る上、処理後の生成スラグの主成分がＣａＯ−ＭｇＯ系
であるため、スラグ処理、再利用が容易であり、環境上
の問題も少ないという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】マグネシウム系脱硫剤
のみならず、従来の脱硫剤を用いた場合においても、脱
硫処理の末期、具体的には硫黄濃度が３０ｐｐｍを下回
る濃度域においては脱硫効率が低下し、極低硫溶銑を安
定的に得るには長い処理時間と多量の脱硫剤を必要とし
ていた。このため、極低硫域における脱硫効率を如何に
高めるかが、生産性良く極低硫溶銑を製造する上で重要
な課題になる。本発明は、このような課題に応えるべく
案出されたものであり、溶銑内部における脱硫反応サイ
トを垂直方向に分布させることにより、少量の脱硫剤で
効率よく且つ短い処理時間で目標硫黄濃度３０ｐｐｍ以
下の極低硫溶銑を得ることを目的とする。
のみならず、従来の脱硫剤を用いた場合においても、脱
硫処理の末期、具体的には硫黄濃度が３０ｐｐｍを下回
る濃度域においては脱硫効率が低下し、極低硫溶銑を安
定的に得るには長い処理時間と多量の脱硫剤を必要とし
ていた。このため、極低硫域における脱硫効率を如何に
高めるかが、生産性良く極低硫溶銑を製造する上で重要
な課題になる。本発明は、このような課題に応えるべく
案出されたものであり、溶銑内部における脱硫反応サイ
トを垂直方向に分布させることにより、少量の脱硫剤で
効率よく且つ短い処理時間で目標硫黄濃度３０ｐｐｍ以
下の極低硫溶銑を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、その目的を達
成するため、容器内の溶銑に複数の脱硫剤充填ワイヤを
供給して溶銑を脱硫する際、ワイヤの投入速度を２種以
上に設定し、溶銑中における反応サイトを垂直方向に分
布させることを特徴とする。また、脱硫剤充填ワイヤの
シースとして融点が異なる２種以上の金属を使用し、融
点の相違に基づいて溶銑中における反応サイトを垂直方
向に分布させることもできる。
成するため、容器内の溶銑に複数の脱硫剤充填ワイヤを
供給して溶銑を脱硫する際、ワイヤの投入速度を２種以
上に設定し、溶銑中における反応サイトを垂直方向に分
布させることを特徴とする。また、脱硫剤充填ワイヤの
シースとして融点が異なる２種以上の金属を使用し、融
点の相違に基づいて溶銑中における反応サイトを垂直方
向に分布させることもできる。
【０００５】
【作用】化学反応速度論的に検討すると、低硫黄濃度域
においては、硫黄原子の溶銑中の移動が反応を律速する
ことに反応速度低下の原因があるものと考えられる。硫
黄原子の移動が反応を律速しているとき、それ以上反応
速度を大きくするためには、反応サイトまでの距離を短
くするか、反応サイトの数そのものを増やすのが有効で
ある。そこで、本発明においては、溶銑中の推定硫黄濃
度が３０ｐｐｍを下回る濃度域において、脱硫反応の起
こるサイトを深さ方向に多様化させる。具体的には、投
入する脱硫剤充填ワイヤの投入速度をワイヤごとに別々
に設定し、反応の起こる深さをワイヤごとに個別にコン
トロールし、溶銑鍋の全領域で反応を起こさせる。この
場合、早い速度で供給されたワイヤは深い位置で、遅い
速度で供給されたワイヤは浅い位置で脱硫反応を起こ
す。また、脱硫反応の開始及び進行に伴って溶銑全体が
撹拌されるため、強化された撹拌によって脱硫反応が溶
銑全体に均等に行き渡る。更に、脱硫効率を上げるた
め、不活性ガス，窒素等の撹拌用ガスを溶銑に吹込んで
も良い。或いは、脱硫剤を被覆するシース材として、融
点が異なる２種以上の金属材料を選択使用することも有
効である。この場合、同一の投入速度でもシース材の融
点が異なることにより反応の起こる位置が変わり、同様
の効果が得られる。この場合にはワイヤの投入速度を変
える場合と異なり、脱硫剤の供給速度を変える必要がな
い。
においては、硫黄原子の溶銑中の移動が反応を律速する
ことに反応速度低下の原因があるものと考えられる。硫
黄原子の移動が反応を律速しているとき、それ以上反応
速度を大きくするためには、反応サイトまでの距離を短
くするか、反応サイトの数そのものを増やすのが有効で
ある。そこで、本発明においては、溶銑中の推定硫黄濃
度が３０ｐｐｍを下回る濃度域において、脱硫反応の起
こるサイトを深さ方向に多様化させる。具体的には、投
入する脱硫剤充填ワイヤの投入速度をワイヤごとに別々
に設定し、反応の起こる深さをワイヤごとに個別にコン
トロールし、溶銑鍋の全領域で反応を起こさせる。この
場合、早い速度で供給されたワイヤは深い位置で、遅い
速度で供給されたワイヤは浅い位置で脱硫反応を起こ
す。また、脱硫反応の開始及び進行に伴って溶銑全体が
撹拌されるため、強化された撹拌によって脱硫反応が溶
銑全体に均等に行き渡る。更に、脱硫効率を上げるた
め、不活性ガス，窒素等の撹拌用ガスを溶銑に吹込んで
も良い。或いは、脱硫剤を被覆するシース材として、融
点が異なる２種以上の金属材料を選択使用することも有
効である。この場合、同一の投入速度でもシース材の融
点が異なることにより反応の起こる位置が変わり、同様
の効果が得られる。この場合にはワイヤの投入速度を変
える場合と異なり、脱硫剤の供給速度を変える必要がな
い。
【０００６】
【実施の形態】本発明に従った溶銑脱硫は、たとえば図
１に示すような形態で実施される。ワイヤフィーダ１
０，２０を用いて、処理容器３０中の溶銑３１に複数の
脱硫剤充填ワイヤ２１，２２を投入し、溶銑３１を脱硫
処理する。脱硫剤充填ワイヤ２１，２２は、それぞれの
ペイオフリール１２，２２から送り出され、ガイド１
３，２３を経て溶銑３１中に送り込まれる。溶銑３１中
で脱硫剤充填ワイヤ２１，２２のシースが溶融し、脱硫
剤１４，２４が溶銑３１中に分散される。初期のワイヤ
投入本数は、通常、反応効率を最大にする脱硫剤供給速
度・脱硫剤中のマグネシウム配合量をもとに考慮されて
おり、２本以上であることが一般的である。そこで、脱
硫反応サイトを溶銑の深さ方向に分布させる手段として
は、次の二つの方法が考えられる。
１に示すような形態で実施される。ワイヤフィーダ１
０，２０を用いて、処理容器３０中の溶銑３１に複数の
脱硫剤充填ワイヤ２１，２２を投入し、溶銑３１を脱硫
処理する。脱硫剤充填ワイヤ２１，２２は、それぞれの
ペイオフリール１２，２２から送り出され、ガイド１
３，２３を経て溶銑３１中に送り込まれる。溶銑３１中
で脱硫剤充填ワイヤ２１，２２のシースが溶融し、脱硫
剤１４，２４が溶銑３１中に分散される。初期のワイヤ
投入本数は、通常、反応効率を最大にする脱硫剤供給速
度・脱硫剤中のマグネシウム配合量をもとに考慮されて
おり、２本以上であることが一般的である。そこで、脱
硫反応サイトを溶銑の深さ方向に分布させる手段として
は、次の二つの方法が考えられる。
【０００７】第一には、ワイヤ１１，２１の投入速度を
個別に設定する方法が考えられる。脱硫剤，シース材，
ワイヤ外径，脱硫剤充填量等が同一の場合、投入から反
応が開始されるまでに要する時間は一定であるため、反
応の起こる深さはワイヤ投入速度により一義的に決定さ
れる。これにより反応の起こる深さ方向位置が複数箇所
になり、溶銑２１中の全領域で脱硫反応が生起する。第
二の方法では、同一の投入速度で、シース材の材質を変
える。シース材としては通常低炭素鋼が用いられるが、
融点の異なる他の材質を用いることにより、シース材の
溶解に要する時間が変化する。たとえば、低融点のシー
ス材を用いた場合には、浅い位置で反応を起こす。低融
点のシース材としては、ワイヤへの加工が容易で、強度
が十分であるとともに脱硫工程以降の製鋼プロセスで残
留濃度の制御が可能なアルミニウム系合金が良い。
個別に設定する方法が考えられる。脱硫剤，シース材，
ワイヤ外径，脱硫剤充填量等が同一の場合、投入から反
応が開始されるまでに要する時間は一定であるため、反
応の起こる深さはワイヤ投入速度により一義的に決定さ
れる。これにより反応の起こる深さ方向位置が複数箇所
になり、溶銑２１中の全領域で脱硫反応が生起する。第
二の方法では、同一の投入速度で、シース材の材質を変
える。シース材としては通常低炭素鋼が用いられるが、
融点の異なる他の材質を用いることにより、シース材の
溶解に要する時間が変化する。たとえば、低融点のシー
ス材を用いた場合には、浅い位置で反応を起こす。低融
点のシース材としては、ワイヤへの加工が容易で、強度
が十分であるとともに脱硫工程以降の製鋼プロセスで残
留濃度の制御が可能なアルミニウム系合金が良い。
【０００８】
実施例１：高炉溶銑９０トンを断面積５．４ｍ2 の処理
容器に装入し、マグネシウム濃度５０重量％，石灰５０
重量％の組成をもつ脱硫剤を低炭素鋼製のシース材で被
覆した脱硫剤充填ワイヤを投入し、脱硫処理を実施し
た。このときの処理条件を表１に示す。初期投入本数は
２本とし、ワイヤの投入速度については、マグネシウム
純分の供給速度が０．１１ｋｇ／分・トンとなるように
設定した。この場合、１本の脱硫剤充填ワイヤを８０ｍ
／分で、他方の脱硫剤充填ワイヤを４０ｍ／分で投入し
た。脱硫処理中に溶銑中［Ｓ］濃度を連続的に測定し
た。溶銑中［Ｓ］濃度は、図２に示すようにほぼ直線的
に低下し、投入開始後約８分で２０ｐｐｍまで低下し
た。
容器に装入し、マグネシウム濃度５０重量％，石灰５０
重量％の組成をもつ脱硫剤を低炭素鋼製のシース材で被
覆した脱硫剤充填ワイヤを投入し、脱硫処理を実施し
た。このときの処理条件を表１に示す。初期投入本数は
２本とし、ワイヤの投入速度については、マグネシウム
純分の供給速度が０．１１ｋｇ／分・トンとなるように
設定した。この場合、１本の脱硫剤充填ワイヤを８０ｍ
／分で、他方の脱硫剤充填ワイヤを４０ｍ／分で投入し
た。脱硫処理中に溶銑中［Ｓ］濃度を連続的に測定し
た。溶銑中［Ｓ］濃度は、図２に示すようにほぼ直線的
に低下し、投入開始後約８分で２０ｐｐｍまで低下し
た。
【０００９】実施例２：基本的には実施例１と同じ溶銑
に対し、１本は低炭素鋼シースのワイヤを、もう１本は
アルミニウム合金シースのワイヤを投入した。ワイヤの
投入速度はいずれも６０ｍ／分とし、マグネシウム純分
の供給速度が実施例１と同じになるように設定した。溶
銑中［Ｓ］濃度は、経時変化を図３に示すように、やは
り２０ｐｐｍまでほぼ直線的に低下したが、ごく初期に
おける脱硫速度が実施例１よりも大きかった。そのた
め、投入開始後約７分で溶銑中［Ｓ］濃度が２０ｐｐｍ
に到達した。
に対し、１本は低炭素鋼シースのワイヤを、もう１本は
アルミニウム合金シースのワイヤを投入した。ワイヤの
投入速度はいずれも６０ｍ／分とし、マグネシウム純分
の供給速度が実施例１と同じになるように設定した。溶
銑中［Ｓ］濃度は、経時変化を図３に示すように、やは
り２０ｐｐｍまでほぼ直線的に低下したが、ごく初期に
おける脱硫速度が実施例１よりも大きかった。そのた
め、投入開始後約７分で溶銑中［Ｓ］濃度が２０ｐｐｍ
に到達した。
【００１０】比較例：実施例１と同じ初期条件で２本の
ワイヤ投入速度を共にに６０ｍ／分として投入を行っ
た。このときの溶銑中［Ｓ］濃度は、経時変化を図４に
示すように、５０ｐｐｍまではほぼ直線的に低下した
が、その後脱硫速度が低下した。そして、投入開始後１
０分の時点で３０ｐｐｍまで低下したに止まった。以上
の操業諸元を表１に、脱硫処理結果をまとめて表２に示
す。表２に示したように、実施例１，２の条件で非常に
効率よい脱硫処理が実現できることが確認された。
ワイヤ投入速度を共にに６０ｍ／分として投入を行っ
た。このときの溶銑中［Ｓ］濃度は、経時変化を図４に
示すように、５０ｐｐｍまではほぼ直線的に低下した
が、その後脱硫速度が低下した。そして、投入開始後１
０分の時点で３０ｐｐｍまで低下したに止まった。以上
の操業諸元を表１に、脱硫処理結果をまとめて表２に示
す。表２に示したように、実施例１，２の条件で非常に
効率よい脱硫処理が実現できることが確認された。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の脱硫方
法では、脱硫剤充填ワイヤの投入速度を変え、或いは脱
硫剤充填ワイヤのシース材として融点が異なる金属材料
を使用することにより、溶銑の深さ方向に関して脱硫反
応サイトを分散させている。これにより、溶銑全体に脱
硫反応が行き渡り、溶銑中［Ｓ］濃度が低くなった領域
でも脱硫反応が円滑且つ迅速に進行する。その結果、硫
黄濃度が３０ｐｐｍ以下の溶銑を短時間で製造すること
ができる。
法では、脱硫剤充填ワイヤの投入速度を変え、或いは脱
硫剤充填ワイヤのシース材として融点が異なる金属材料
を使用することにより、溶銑の深さ方向に関して脱硫反
応サイトを分散させている。これにより、溶銑全体に脱
硫反応が行き渡り、溶銑中［Ｓ］濃度が低くなった領域
でも脱硫反応が円滑且つ迅速に進行する。その結果、硫
黄濃度が３０ｐｐｍ以下の溶銑を短時間で製造すること
ができる。
【図１】 本発明に係る脱硫処理実施形態の一例
【図２】 実施例１における溶銑中［Ｓ］濃度の経時変
化
化
【図３】 実施例２における溶銑中［Ｓ］濃度の経時変
化
化
【図４】 比較例における溶銑中［Ｓ］濃度の経時変化
１０，２０：ワイヤフィーダ １１，２１：脱硫剤充
填ワイヤ １２，２２：ペイオフリール １３，２
３：ガイド １４，２４：脱硫剤充填ワイヤから溶銑
に要求された脱硫剤 ３０：処理容器 ３１：溶銑
填ワイヤ １２，２２：ペイオフリール １３，２
３：ガイド １４，２４：脱硫剤充填ワイヤから溶銑
に要求された脱硫剤 ３０：処理容器 ３１：溶銑
フロントページの続き (72)発明者 平間 潤 東京都千代田区丸の内３丁目４番１号 日 新製鋼株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 容器内の溶銑に複数の脱硫剤充填ワイヤ
を供給して溶銑を脱硫する際、ワイヤの投入速度を２種
以上に設定し、溶銑中における反応サイトを垂直方向に
分布させることを特徴とする溶銑の脱硫方法。 - 【請求項２】 容器内の溶銑に複数の脱硫剤充填ワイヤ
を供給して溶銑を脱硫する際、脱硫剤充填ワイヤのシー
スとして融点が異なる２種以上の金属を使用し、融点の
相違に基づいて溶銑中における反応サイトを垂直方向に
分布させることを特徴とする溶銑の脱硫方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34496995A JPH09157720A (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 溶銑の脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34496995A JPH09157720A (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 溶銑の脱硫方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09157720A true JPH09157720A (ja) | 1997-06-17 |
Family
ID=18373391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34496995A Withdrawn JPH09157720A (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 溶銑の脱硫方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09157720A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008133490A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Jfe Steel Kk | 溶銑の脱硫方法 |
-
1995
- 1995-12-06 JP JP34496995A patent/JPH09157720A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008133490A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Jfe Steel Kk | 溶銑の脱硫方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030304 |