JPS5827916A - 溶銑の脱珪処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は転炉等による精錬に先立って行なわれる溶銑
予備処理法に関し、特に溶銑中の珪素を低減させる脱珪
方法に関するものである。

周知のように溶銑中の珪素は転炉吹錬等の精錬過程にお
いて酸素によシ極めて速やかに低減させることが可能で
ある。しかしながら転炉吹錬開始時あるいはその転炉吹
錬に先立って行なわれる予備処理としての脱燐処理開始
時において溶銑中の珪素含有量が高ければ、スラグ中の
ＳｉＯ２濃度が高くなってスラグの塩基度ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ□が小さくなシ、その結果溶銑中の燐の除去が困難と
なる。そのため特に低燐鋼を得たい場合等においては、
転炉吹錬の前工程、あるいは脱燐処理の前工程として、
珪素を減少させるいわゆる脱珪処理を行うことが要求さ
れる。

ところで従来から溶銑の脱珪処理方法は種々開発されて
おシ、例えば高炉炉床において湯道に脱珪剤を添加する
方法や、溶銑鍋に溶銑を装入した後脱珪剤を添加して、
機械的攪拌もしくはガス攪拌により反応を促進させる方
法、さらには不活性ガスとともに脱珪剤を溶銑中に吹込
む方法等が知られている。これらの脱珪処理に使用され
る脱珪剤はいずれもＦ・２０３を主成分とするものであ
如、溶銑中に添加攪拌もしくは吹込まれた脱珪剤中のＦ
・２０５は次の（１）式に示すごとく分解して０２を生
じる。

３　　　　・・・・・・（１） Ｆｅ２Ｏ５→２Ｆｅ　＋　７−０２ この分解によって生じた０２は（２）式であられされる
脱珪反応に消費される。

Ｓｌ＋０２→ｓｈｏ。　　　　　　　・・・・・・　（
２）し７かるに（２）式の脱珪反応が発熱反応であるの
に対し、（１）式の分解反応は吸熱反応であるから、脱
珪反応効率が低ければそれだけ溶銑の温度降下が大きく
なる。第１図に鉄鉱石を不活性ガスとともに溶銑中に溶
銑トン当シ１３〜１８に＆吹込んだ時の温度降下量を脱
珪反応効率に対応して示す。第１図から、溶銑の温度降
下量は脱珪反応効率に依存し、反応効率が８０％以下で
温度降下をきたし、５０％以下になれば３０〜４０℃も
のｍ度降下量とガることが明らかである。通常脱珪反応
効率は４０〜９０チ程度であるから、実際の操業におい
てはほとんどの場合温度降下が生じ、極端な場合は４０
℃近くも温度降下することがらυ、したがって従来の脱
珪処理においては熱損失が無視てきないのが実情であっ
た。

上述のような脱珪処理における熱損失を防止するため、
脱珪処理中に酸素ガスを溶銑浴表面に吹＋Ｊけ（上吹き
）する方法も従来から知られているが、この方法では上
吹き酸素ガスによって溶銑の脱炭が進行し、そのため脱
珪処理後の溶銑のＣ含有量が少なくなる問題がある。す
なわちその後の方法ではＣ含有量が少なくなるため転炉
吹錬等における熱源不足の問題が生じて必要な出鋼温度
が確保できなくなることもある。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、熱損失
を防ぐと同時に脱炭反応を抑制しつつ効率良く脱珪を行
わせるようにした溶銑脱珪処理方法を提供することを目
的とするものである。

すなわちこの発明の脱珪処理方法は、溶銑中にＦ・２０
３を主成分とする脱珪剤をＦ・２０，１ｋｇ当シ４〜２
０ＯＮ−１Ｊの酸素量を有する搬送ガスとともに吹込む
ことを％徴とするものである。

以下この発明の溶銑脱珪処理方法をさらに詳細に説明す
る。

この発明の方法においては、前述のようにＦｅ　２０３
を主成分とする脱珪剤をＦ・２０３に対し所定の酸素量
を含有する搬送ガスとともに溶銑中に吹込む。

溶銑中に吹込まれたＦ・２０３が前記（１）式に示すよ
うに分解して０２を発生し、その０２が前記（２）式に
ょ９脱珪に寄与するのは前述の通りである。ここで、前
述の第１図に示すようにＦ・２０３吹込みによる温度降
下量は脱珪反応効率に依存し、脱珪反応効率が高くなれ
ば温度降下が防止される。そこでこの発明では酸素ガス
を含有するガスを脱珪剤吹込みの搬送ガスとして用いて
、その酸素ガスの０２によっても前記（２）式の脱珪反
応を遂行させ、これによって吹込んだＦ・２０３に対す
る見掛は上の脱珪効率を向上させ、温度降下を抑制する
のである。温度降下防止策としては従来から知られてい
るように浴面上に酸素ガスを吹付けることも考えられる
が、この場合には前述のように脱炭反応が同時に進行し
、転炉吹錬の際において熱源不足の問題を招く。これに
対しこの発明の方法では酸素を含有するガスを溶銑中に
、すなわち溶銑の浴面からある深さだけ下がった位置の
溶銑中に吹込む丸め、その吹込み位置における静鉄圧力
だけ脱炭反応が抑制され、その結果処理後の溶銑の炭素
含有量の低下が防止されて前述の問題が生じ難くなると
ともに、脱炭反応の抑制により脱珪反応が優先的に進行
し、脱珪効率が良好となる。

（５） ところで酸素ガスを溶銑中へ吹込む場合、吹込みランス
が溶」し易く、そのための対策、例えば特殊かつ高価な
ランスを用いる等の対策が必要と考えられていた。しか
しながらＦ　ｅ　２０３を主成分とする脱珪剤とともに
酸素を吹込む場合、酸素ガス量がある量以下であればＦ
　ｅ　２０３の分解（前記（１）式）による吸熱効果に
よって通常のランスでもその溶損程度が少なくなるもの
と考えられる。そこで本発明者等は酸素ガスを鉄鉱石と
ともに溶銑中へ吹込む実験を、酸素ガス流−脆および鉄
鉱石吹込速度を種々変化させて行ない、ランスの溶損状
況を調べたところ、第２図に示す結果が得られた。第２
図から、酸素ガス１０　Ｎ７７１７ｍ１ｎを吹込む場合
、鉄鉱石の吹込み速度が５０　ｋｇ／ｍｉｎ以上であれ
ばランスが溶損しないことが明らかとなった。この鉄鉱
石は実質的にＦ　ｅ　２０５と考えられるから、結局吹
込む酸素量をＦｅ２Ｏ３１匈当如２００石以下に制限す
ればランス溶損が防止されることになる。なお酸素量が
２００−１３を越えればランス溶損の問題のほか、温度
上昇に伴って脱炭反応が助長されるとい（６） う不都合が生じる。これらの理由からこの発明の脱珪処
理方法においては脱珪剤とともに吹込む搬送ガスの酸素
量の上限を脱珪剤中のＦｅ２Ｏ５１ｋｇ当ｐ　２００　
Ｎｆｆ１と定めた。

一方、酸素量の下限は前述のような溶銑温度下降防止の
観点から次の如くして定められる。すなわち前記（１）
式の反応の吸熱景よりも前記（２）式の反応による発熱
量が大きいかまえは等しくなるように０２を外部から与
えてやれば溶銑の温度降下が防止されることになるから
、温度降下防止に必要な酸素量は、前記（１）　、　（
２）式の反応の熱収支から次の（３）式で求められる。

Ｖｏ２≧（０，１９３−０，２１０η）ＷＦ、２ｏ、　
　−＝−（３）但しＶｏ２：酸素ガス吹込量（Ｎ＠７ｍ
１ｎ　）ＷＦ＠２ｏ５：Ｆ・２０３吹込量（ｋｇ／ｍｉ
ｎ　）η　：　Ｆｅ２Ｏ３の脱珪反応効率 （３）式において、反応効率ηは吹込み条件等によって
も異なるが、主として溶銑温度と脱珪前Ｓｉ含有量と目
標Ｓ１含有量によシ左右され、溶銑温度が１２５０〜１
４５０℃の通常の条件下では４０〜９０％（η−０４〜
０．９）の範囲が一般的である。

反応効率９０％（η＝０９）の場合、（３）式からｖｏ
２≧０．００４　ＷＦ、□。３となシ、温度降下防止に
必要な最低限の酸素ガス量はＦ（ａｓ　１　ｋｇに対し
て４Ｎ−ｅｙ勺となる。第３図に温度降下防止に必要な
最低限の酸素ガス量（臨界０２ガス：ｌｉ：）と反応効
率との関係を（３）式による理論値と実測値とを比較［
〜で示す。第３図において、理論値と実測値との差は若
干あるが、反応効率が通常の条件下で最大と考えられる
９０％（η＝０９）附近では両者がほぼ一致して、臨界
０２ガス量が４　ＡＡ９前後となっている。したがって
実際の操業条件下でも、反応効率が最も良い場合でも少
くとも４沼７ｋｇ−Ｆｅ２ｏ、の酸素ガス吹込みが必要
である。

なおこの発明の方法を実施するにあたっては、脱珪剤と
ともに吹込む搬送ガスは酸素ガス単独である必要はなく
、必要な吹込み圧力等に応じて適宜窒素ガスや不活性ガ
スと酸素ガスとを混合して吹込めば良く、その場合混合
ガス中の酸素ガス箭が４〜２０ＯＮ−ｅＡｇ−Ｆｅ２ｏ
３トナルヨウニ吹込ミカス１を定めれば良い。

なおまた、この発明の脱珪処理方法で使用する脱珪剤け
Ｆ　ｅ　２０５を主成分とするものであって、従来の方
法に使用されているものであれば良く、例えば鉄鉱石の
微粉末やミルスケール等を用いることができ、またＦｅ
２Ｏ５のほか、造滓等のためにＣａＯやＣａＦ２　！　
Ｎａ２ＣＯ３等を含有していても良いことは勿論である
。但し、脱珪剤のＦ＠２０３含有量は６０％以上とする
のが望ましい。

以下にこの発明の実施例および比較例を記す。

実施例 混銑車内の溶銑２００トンの浴中にＦｅ２Ｏ３９０％、
Ｃａｔｉｏｎを含有する脱珪剤を、搬送ガスとして酸素
ガスと窒素ガスとの混合ガスを用いて吹込んだ。

比較例１ 混銑車内の溶銑２００トンの浴中に、前記同様な脱珪剤
を、搬送ガスとして窒素単独ガスを用いて吹込んだ。

比較例２ （９） 混銑車内の浴銑２００トンの浴表面に酸素ガスを吹付け
つつ、浴中に前記同様り：脱珪剤を搬送−）ｙスとして
窒素単独ガスを用いて吹込んた。

上記実施例および各比較例におけるその他の条件、およ
び脱珪処理前後の溶銑成分、溶銑温度を第１表に示す。

（１０） Ｈ聞昭’、）８−２７！Ｊ１Ｇ（４） 第１表から、この発明による実施例によれば、脱珪量と
して０，３１％が得られ、ブだ炭素含有（ｊｌの低下お
よび温度低１は極めて微小であった。１だ酸素ガスを用
いなかった比較り０１によれば、脱珪量として０．２４
チがイ禅ら扛たが、２５℃もの温度降下が生じた。一方
、酸素ガスを浴面に吹付けだ比較例２によれば、脱珪量
として０．２９％が・得られたが、０．１９％もの炭素
含有量低下が生じ、また温度低下が５℃あった。したが
ってこの発明の方法によれば、脱炭および溶銑温度低下
を抑制しつつ効果的に脱珪し得ることが明らかと々った
。

以上のようにこの発明の脱珪処理方法によれば、処理中
の温度低下を防止しかつ脱炭の進行を防止しつつ、高い
脱珪効率を得ることができ、しかも吹込み用う／スの＃
損も可及的に防止されるから通常の安価ガランスを用い
ることができる等、各種の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶銑の脱珪処理における溶銑＠度降下と脱珪反
応効率との関係を示す図、第２図は吹込み用ランスの溶
損におよぼす酸素ガス流量と鉄鉱石の吹込み速度の影響
を示す図、第３図は脱珪処理における溶銑温度低下防止
に必要な臨界酸素ガス流量と脱珪反応効率との関係を示
すグラフである。 出願人　川崎製鉄株式会社 （１３） 第１図 私語ｆ−り９も％） 第２図 ａＬｌ”−刀・人　’ｙ；ｕ　号ＬＮｒｎ３／ｍｉｎ第
３図 ４ノ二ノ１七’、、ｔ、と７デ（＝ン；）−８′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｆｅ２Ｏ５を主成分とする脱珪剤を、その脱珪剤中のＦ
   ｅ２Ｏ３１ｋｇ当！５４〜２０ＯＮＡの酸素量を含有す
   る搬送ガスとともに溶銑中に吹込むことを特徴とする溶
   銑の脱珪処理方法。