JPS61217514A - 予備脱燐剤の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ソーダ灰系予備脱燐剤の製造方法、特にエジ
ェクター式吸引排滓装置による溶融スラグの除滓を利用
して、溶銑の一次脱燐処理に通した粒状の安価な予備脱
燐剤を製造する方法に関する。

（従来の技術） 出銑後、転炉装入前の溶銑に説硅、脱燐、脱硫などの溶
銑予備処理を施し、これらの各予備処理で発生したスラ
グを完全に除去したのち転炉で税炭精錬する、いわゆる
スラグレス精錬が、精錬効率および合金還元率の面から
最近注目され、一部実施に移されている。

かかる溶銑予備処理においては、高炉より出銑した溶銑
は、高炉樋上で高炉スラグを分離してから、まず酸化鉄
などの脱珪剤による樋脱珪処理を受け、次いで普通には
別の容器、たとえば混銑車、取鍋などに移された後で脱
硫と脱燐を受ける。

溶銑予備処理処理に使用する脱燐剤は、石灰系とソーダ
灰（Ｎａ２ＣＯ３）系とに大別されるが、ＣａＯとＦｅ
２Ｏ３からなる石灰系脱燐剤に比べて、ソーダ灰系脱燐
剤の方が反応時間が短く、脱燐効率も高いため、脱燐剤
としての性能はすぐれている。

しかし、ソーダ灰系脱燐剤は高価であり、また生成スラ
グの処理が複雑になることから、広く実用化されるには
至っていない。

本発明者らは先に、溶銑をまず脱珪処理してＳｉ含有量
を十分に低下させた後、ソーダ灰を吹込んで脱燐処理し
、生成スラグからソーダ灰を回収・再利用することを提
案した（特開昭５７−３５６０４号）。これは、高価な
ソーダ灰が溶銑中のＳｔと反応して脱燐剤の損失となる
のを防ぐことを主眼としたものであるが、反応しないま
ま溶銑上スラグまたは粉塵として回収されるソーダ灰が
多く、回収再利用により精錬剤の原単位は抑えられるも
のの、多量のソーダ灰の添加補充を要した。

溶銑脱燐における脱燐剤の使用量を低減させる方法とし
て、高炉樋上で脱珪処理に続いて連続的に一次脱燐を実
施し、次いで容器内で二次脱燐を行う２段階脱燐方法が
提案された（特開昭５８−４８６１４号）。これは、高
燐域で少量の脱燐剤により短時間の一次脱燐を行った後
、低燐域で十分な量の脱燐剤により十分時間をかけて目
標値まで脱燐処理する方法であって、従来の方法に比べ
て同じ脱燐率を得るのに必要な脱燐剤の原単位が低減さ
れるので、特に高価なソーダ灰系脱燐剤による脱燐に適
した方法である。より詳しく説明すると、植土での一次
脱燐は比較的高燐濃度域での反応であるため、ごく少量
の脱燐剤で効率よく脱燐が進み、この段階で燐の大半は
溶銑から除去される。

その後に排滓して容器内での本格脱燐を行うことで、こ
の二次脱燐の負荷を大幅に軽減でき、結果として脱燐剤
の合計使用量は従来の２／３程度で転炉吹錬前に燐濃度
を目標値まで低減させることができる。さらに、一般に
脱燐においては溶銑中のＳｉが脱燐剤と反応してスラグ
塩基度が低下し、スラグ性状が悪化するため、塩基度調
整の目的でＳｉとの反応量も見越して脱燐剤を余分に投
入しているが、上記方法での一次脱燐においては連続処
理であるためＳｔの影響が小さく、そのため塩基度調整
に使用される脱燐剤量が少なくなることも原単位の低減
に寄与している。

上記の２段階脱燐法において、−次脱燐は極めて反応効
率の高い高燐域で行われ、しかもその後に二次脱燐、脱
硫などの精錬を受けることより、この−次段階に高価な
ソーダ灰を用いる必要はなく、多少の夾雑物が混入した
精錬剤でも十分にその目的は達することができるので、
できるだけ安価なものを使用するのが有利である。

また、−次脱燐は普通には植土で行われる。植土を流れ
る溶銑への精錬剤の添加方法には上置き法、ブラスティ
ング法（上部吹付は法）、インジェクション法（ランス
を浸漬して吹込む方法）などがあるが、装置の耐久性お
よび反応効率に優れたブラスティング法が最も多用され
ている。このブラスティング法では精錬剤は上から吹付
けて添加するので、精錬剤が微粉状であるとその大部分
が未反応のまま溶銑上にすぐに浮上してしまい、精錬効
率が低下する。そのため、精錬剤は、溶銑への侵入性や
搬送時の取扱い性も考慮して、粒径２〜２（１＋ｎ程度
の粒状であるのが好ましい。

しかし、従来の脱燐剤はインジェクション法により添加
されることが多かったので微粉状のものが多く、これを
粒状化するには造粒工程を要し、コストがかかる。

かかる状況から、脱燐効率のよいソーダ灰系材料から溶
銑の一次脱燐（予備脱燐）に適した安価な粒状の脱燐剤
を供給することがなお要望されている。

安価な精錬剤として、製鉄所内で発生する各種スラグお
よびダストを使用して精錬剤を製造する試みがなされて
いる（例、特開昭５０−１６０１１５号、同５８−１６
０１０号、同５Ｂ−６４３０７号、特公昭５４−４１０
０５号、同５５−２１８１２号参照）。しかし、これら
のほとんどは微粉状の精錬剤を製造するものであるので
粒状化するには造粒工程が必要であり、また粒状精錬剤
が得られる方法でも水ガラスのような高価な造粒剤を必
要とし、しかも多くの方法は脱珪剤の製造を目的として
いる。したがって、粒状の脱燐剤をスラグやダストから
造粒工程を要しないで安価に製造する方法はなかった。

一方、前述したスラグレス精錬では、各溶銑予備処理工
程で発生したスラグは、次工程の精錬への妨害や復燐、
復硫などを避けるために、原則として各処理ごとにその
都度排滓される。特に、転炉装入に際しては、予備処理
スラグ中の不純物が転炉内で還元されて溶鋼内に入るの
を避けるため、スラグの完全除去が求められる。また、
転炉出鋼時にも同様に溶鋼清浄化のために完全除滓が求
められる。

これらの排滓手段としては、従来はノロ掻きによるか、
あるいは取鍋や転炉の場合は残銑もしくは残鋼が少なく
なりスラグが巻き込まれる直前に出銑もしくは出鋼を止
め、スラグを残銑もしくは残鋼とともに排出する方法が
普通であった。しかし、特にスラグレス精錬の場合は、
各溶銑予備処理工程で迅速かつ可及的に完全な排滓が必
要であるが、ノロ掻き方式ではノロの量が少なくなるに
つれてノロ擾き時に同時に溶銑も掻き出されるため完全
なノロ排出が行えず、また排滓に時間もかかるため、前
述したスラグレス精錬の効果を十分に発揮させることが
できなかった。

迅速な排滓方法として、特開昭５６−１６０８６８号に
、取鍋内のスラグを掻き寄せながら真空吸引する方法が
提案されている。この方法では、真空吸引後の溶融スラ
グが管壁などに付着し、管が詰まるのを防止するため、
吸引直後に注水してスラグを凝固、破砕し、スラリー状
でスラグを回収する。しかし、溶銑上で水を出すことよ
り、水蒸気爆発などの危険があり、作業員の多い工場内
では実施できない、そのため、この方法は混銑車中のス
ラグの排滓に通用できる程度である。また、高温のスラ
グを水で冷却するため大量の水を必要とし、設備の規模
が大きくなる上、高温のスラグの持つ顕熱が全く利用さ
れず、エネルギー的に損失である。

しかも、回収スラグはスラリー状であるため、固液分離
後にそのまま投棄されるのが普通で、再利用するには乾
燥などの工程が必要である。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、現状では溶銑の予備脱燐処理、特にブ
ラスティング法による樋脱燐処理に適した粒状の脱燐剤
を、製鉄所内の副生材料から少ない工程で簡便かつ安価
に製造できる方法がない。

また、一方では、溶銑の予備精錬あるいは転炉精錬で生
成したスラグを迅速かつ可及的完全に排滓でき、しかも
その際にスラグの顕熱を有効利用してスラグを何らかの
用途に再利用できる形態で回収する排滓方法が要望され
ている。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは先に、高速気流の噴射による周囲空気の巻
込みに伴って生ずる吸引力を利用したエジェクター方式
による水不要の簡便かつ迅速な熔融スラグの吸引排滓装
置を提案した（特願昭５８−１５６４２６号）、またそ
の改良として、上記吸引排滓装置により吸引中の熔融ス
ラグに、吸引中の熔融スラグの管壁への付着の防止とス
ラグの造粒性の向上のために粉状の塩基性物質を添加し
ながら溶融スラグを吸引排滓し、固体スラグを粒状で回
収することも提案した（特願昭５９−１６４６２９号）
。

かかるエジェクター方式による排滓についてさらに研究
を続けたところ、ソーダ灰系精錬剤による溶銑精錬時に
生成する溶融スラグの排滓にあっては、上記のように塩
基性物質の粉末を添加する代わりに製鉄所内で捕集され
た集塵ダストなどのソーダ灰含有粉末を添加しても、付
着の防止効果はほぼ同等であり、造粒性も良好であった
。しかも、回収されたスラグは粒径の揃った粒状で、集
塵ダスト等の混入によりソーダ灰を多く含有し、さらに
適度に酸化鉄も含有するため、特にブラスティング法に
より溶銑に添加する脱燐剤として極めて好適な組成およ
び性状のものが得られることを見出し、本発明を完成さ
せた。

ここに、本発明は、ソーダ灰系精錬剤にょる溶銑精錬に
より生じたスラグを高圧気体を駆動源とするエジェクタ
ー式吸引排滓装置により吸引除滓する際に、吸引途中の
スラグにソーダ灰含有粉末を添加し、前記吸引排滓装置
から粒状物を回収することからなる、予備脱燐剤の製造
方法である。

（作用） 以下、本発明を添付図面を参照しながらさらに詳しく説
明する０本発明において、％は特に指定のない限り重量
％である。

添付図面は、本発明の方法による脱燐剤の製造に使用す
るエジェクター式吸引排滓装置の１例を示す模式図であ
る。この吸引排滓装置は、前述の特願昭５９−１６４６
２９号に記載の装置とほぼ同じものであるので、装置の
詳細については特願昭５９−１６４６２９号の明細書を
参照されたい。

添付図面に示したエジェクター方式による乾式の吸引排
滓装置について簡単に説明すると、この排滓装置ｌは、
内部を高速気体流が流れる一端閉鎖管からなる吐出管２
、この吐出管から連通、分岐した吸引管３、吐出管２の
閉鎖端面を貫通して吐出管内に挿入された高圧気体噴出
管４、および溶融スラグの吸引域に管壁を貫通して開口
している粉体の噴射添加管５から構成される。粉体添加
管５は、これに連通している容器内に収容されている集
塵ダスト６をキャリヤガスにより気流搬送し、排滓装置
内に噴射するためのものである。

噴出管４は、高圧気体（例、圧ｔａ空気）の供給源（図
示せず）、たとえばコンプレッサに接続されており、噴
出管４の先端は好ましくは吸引管３の中心軸の延長上よ
りやや引込んだ位置に達している。噴出管４から高圧気
体を噴出させると、吐出管２の内部に高速気流が生じ、
この気流は吸引管３内の空気を巻込んで吐出管２の吹出
し口から噴出する。この吸引管内空気の巻込みに伴って
、吸引管３の下端からは周囲の空気が吸込まれ、吸引管
内への吸引風を生じ、吸引管内に上昇気流、すなわち吸
引力が発生する。

かかる構成のエジェクター式吸引排滓装置１を上方より
溶融スラグ７に近づけると、熔融スラグはその周囲の空
気と共に吸込まれ、液滴状で上昇気流により吸引管３内
を上方に搬送された後、吐出管２に入ると噴出管（エジ
ェクター）４からの高速気流にぶつかってスラグ滴の進
路変更と吹飛ばしが起こる。すなわち、８がスラグ吸引
域、９がスラグ吹飛び域である。スラグ滴は、吐出管出
口から排出されるまでに凝固して粒状スラグとして回収
される。

本発明の方法にあっては、粉体添加管５からソーダ灰含
有集塵ダストをキャリヤガスにより噴射して、スラグ液
滴の凝固を促進させ、液滴の管壁への付着による目詰り
防止および粒状化促進を図ると共に、生成する粒状スラ
グの組成を脱燐剤として適当な成分に調整する。この粉
体添加管５の開口位置は、スラグ吸引域内（すなわち、
吹飛ばされる前）であればよく、図示のように吐出管２
の閉鎖端面を貫通して噴出管４の下方にほぼ平行に開口
させても、あるいはさらに下側の位置、すなわち吸引管
の管壁を貫通して開口させてもよい。

ただし、図示の位置の方が吐出管内の高速気流によるエ
ジェクター効果が高まる利点がある。

吐出管出口から排出される粒状スラグ、すなわち脱燐剤
の回収を容易にするために、図示例にあっては、吸引排
滓装置１の吐出管２の出口に続けて導出管１０を設け、
排出された脱燐剤を導出管１０により回収箱１１に案内
し、回収箱１１内で粒状脱燐剤１２は気流から分離され
て堆積する。回収箱からの気流に同伴されるダストの分
離のためにエアフィルター１３を、また気流の排出促進
のために排風ｔａ１４を設置するのが好ましい。

本発明の方法によれば、上述したようにエジェクター式
吸引排滓装置で粉体を添加しつつ熔融スラグを排滓、造
粒することによって脱燐剤を製造する。この目的を達成
するには、熔融スラグと粉体がいずれも脱燐剤の製造に
通した組成のものであることが必要である。

具体的には、溶融スラグはＮａ　２　Ｃｏ　３またはＮ
ａ２Ｏを多く含んでいる必要があり、また滓化が十分に
行われたものが好ましい。この意味で好ましい溶融スラ
グは、転炉装入前の取鍋内でのソーダ灰系精錬剤による
溶銑の予備脱燐処理で生成した脱硫スラグである。かか
る予備脱硫は溶銑を機械的手段で攪拌することにより行
われるので、生成スラグは滓化が十分で、しかも未反応
のソーダ灰をかなりの量で含んでいる。ただし、このよ
うな脱硫スラグの吸引排滓によって本発明により脱燐剤
を製造すると、スラグ中の８分が脱燐剤の中に入ってく
るが、溶銑の予備脱燐処理は前述したように通常は植土
で行われ、その後取鍋内でさらに本格脱燐および脱硫が
行われるため、８分の脱燐剤への混入はさほど問題とな
らない。一般に、本発明に用いるスラグは、Ｎａ　２　
ＣＯ３を約２０％以上、好ましくは約４０％以上含有す
るものであればよく、このようなスラグであれば上記以
外のものでもよい。ただし、ソーダ灰を含有する必要が
あることから、ソーダ灰系精錬剤による溶銑の精錬で生
じたスラグを使用する。

一方、吸引途中のスラグに添加する粉体としては、ソー
ダ灰系脱燐剤を製造するという目的から、ソーダ灰を主
成分として含有する粉末を使用する。

このような粉末の代表例は、混銑車などの容器内溶銑中
にソーダ灰を吹込み脱燐脱硫処理する際に発生するダス
トである。この処理中に多量のＮａ２Ｏ、Ｎａ　２　Ｃ
Ｏ３が発生し、Ｎａ２Ｏはガス中のＣＯ２と反応してＮ
ａ　２　ＣＯ３となるため、集塵器で捕集されるダスト
中の半分以上、通常は６０％以上がＮａ　２　Ｃ０３と
なる。従来かかるダストは溶銑１トン当たり６ｋｇも捕
集されており、その処理に多大の費用を要しているのが
現状である。このような集塵ダストを本発明において使
用すると、これはソーダ灰以外に酸化鉄もかなりの割合
（例、３０％程度）含有しているため、製造される脱燐
剤に適度の酸化鉄も混入し、これが脱燐効率の一層の向
上とともに脱珪作用も与える。したがって、この組成上
の利点と脱燐剤の製造コストの両面から、このような製
鉄所内で捕集されるソーダ灰含有集塵ダストを使用する
のが好ましいが、これ以外のソーダ灰を主成分とする粉
末も使用できるのは当然である。

なお、添付図面および以下の説明には便宜上「集塵ダス
ト」と記載するが、本発明の方法においてスラグに添加
する粉体は製鉄所内などで捕集された集塵ダストに限定
されるものではない。

次に、本発明の方法の操業条件について簡単に説明する
。エジェクター式排滓装置ｌの噴出管４からは高圧気体
、たとえば５ｋｇ／ａｌＩの圧力の圧縮空気を、吐出管
２内にマツハ０．５〜１．５程度の高速気流が流れるよ
うな流量で噴出させる。吐出管内の気流の流速は、吐出
管および噴出管の管径によっても変動するので、所望の
流速が得られるように流量を調整する。溶融スラグ７の
吸引排滓は、排滓装置ｌを上方より適当な熔融スラグに
近づけることにより行うが、比重が約２〜３の溶融スラ
グの吸引にはスラグ上面で５ｍ／ｓｅｃ以上の吸引気流
が必要なので、吐出管内の気流の流速が上記範囲内の場
合には、吸引管下端とスラグ上面との距離を２０〜８０
ｍ＋−の範囲内とするのがよい。

集塵ダストの添加は、その搬送・噴射に通した流量でキ
ャリヤガス（例、圧縮空気）を流しながら、この気流に
同伴させて吸引域に噴射させることにより行う、集塵ダ
ストの添加量は、熔融スラグの排滓装置内での付着を防
止し、粒状化させるのに十分な量とし、通常は溶融スラ
グｌトンに対して０６〜１トンの割合で添加する。

このようにして本発明の方法により脱燐剤を製造すると
、集塵ダストの添加により目詰りを起こさずに熔融スラ
グを排滓しながら、粒径２〜２０ｍ５＋程度に造粒され
た脱燐剤を得ることができる。この脱燐剤は、前述した
ように溶銑の樋脱燐にブラスティング法で添加するのに
通しているが、もちろんその他の脱燐処理にも使用でき
る０粒径は吐出管内の高速気流の流速により調整できる
。造粒されずにそのままエアフィルター１３で捕集され
る集塵ダストが少し出るが、エアフィルターで捕集され
たダストあるいは回収箱１１で回収された粒状脱燐剤の
うち粒径の小さすぎるものは、集塵ダスト６に混合して
再利用するか、インジエクシッン法による吹込みで添加
する脱燐剤として使用することができる。

次に実施例により、本発明を説明する。

皇ｌ拠 高炉樋上でミルスケールを主とする脱珪剤４０ｋｇ／Ｖ
８銑Ｔにより脱珪処理した溶銑を排滓後に混銑車に移し
、ソーダ灰（Ｎａ　２　Ｃｏ　３９５．９％、５ｉ０２
１゜０％、Ｔ、Ｆｅ　Ｏ，２％、ＰＯ３５％、Ｓｏ、３
％）　１５ｋｇ／溶銑トンをインジェクシッン法により
溶銑に吹込んで脱燐・説破処理した。これらの工程にお
ける溶銑成分の変化を次の第１表に示す。

第１表 この脱燐により生成した溶融スラグの約半量を真空吸引
式排滓装置により混銑車より除滓した。

次に溶銑を取鍋に移し、溶銑上に浮上しているスラグの
うち、まず大塊および未滓化部分をノロ掻き法で除去し
、残り約１．５トンのほぼ１００％を本発明の方法によ
り添付図面に示したエジェクター式吸引排滓装置を２台
使用して排滓しつつ、集塵ダストを添加して粒状の脱燐
剤を製造した。使用した各排滓装置は吐出管、吸引管と
も直径１２０Ｌ１ｍの鋼管からなるものであり、長さは
吐出管１２００Ｂ。

吸引管８００＋ｕ＋であった。エジェクター駆動源とし
て、噴出管から圧力５ｋｇ／ｃｄの圧縮空気を７ＯＮｎ
？／＋ｍｔｎ／台の流量で噴出させた。粉体添加管から
は、上記の混銑車内でのソーダ灰による脱燐・脱硫処理
時に集塵機で捕集されたダスト（平均組成：　Ｆｅ　２
９．２２％、Ｎａ　２　Ｃ０３６１，２７％、Ｓｉ　Ｏ
２０，８０％、Ｓ　Ｏ，３９％）を、圧力が上と同じで
流量が２５Ｎｎ？／ｗｉｎ　／台の圧縮空気をキャリヤ
ガスとして、合計１００　ｋｇ／ｗｉｎの割合で添加し
た。粉体添加管は図示例のように、エジェクター効果を
高めるように噴出管の下側に噴出管とほぼ平行（やや上
向き）になるように吐出管内に挿入した。回収箱上は図
示例のように密閉し、エアフィルターおよび排風機を設
けた。

上記条件下で、吸引管下端と熔融スラグ上面との距離を
約５０＋＋＋ｍに制御して排滓を行ったが、最初にノロ
掻きにより大塊を除去したため、管内目詰り等の問題も
なく約１０分間隔で吸引排滓を終了した。その間に管壁
には約５〜１５１１Ｉ１１程度の厚みで溶融スラグが付
着しただけであった。排滓終了後に回収箱には約２トン
の粒状物が堆積していた。そのうち粒径２１１１１未満
の微細粒子をフルイにより分離した結果、平均粒径的５
ｓｍの粒状脱燐剤が得られた。得られた脱燐剤の組成を
、集塵ダストを添加する前の脱燐スラグの組成と共に次
の第２表に示す。

本実施例で得た脱燐剤を使って、試験炉内で溶銑中にこ
の脱燐剤１０ｋｇ／　）ンを添加して脱燐試験を行った
。次の第３表に示す結果から明らかなように、この脱燐
剤は予備脱燐剤として十分な説燐能を有しており、また
脱珪効果もかなりあることが確認された。さらに、滓化
性が良好で、反応時の発塵も少ないなどソーダ灰単味以
上に良好な脱燐剤であった。

第３表 なお、回収物からフルイで分離された粒径２ＩＩＩｍ未
満の微細粒子は、次回の排滓作業時に集塵ダストに混入
して使用するか、インジェクション法により添加する脱
燐剤として使用することができた。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明の脱燐剤の製造
方法は、次に挙げる効果を存する。

■従来廃棄または再生処理を行っていた集塵ダストおよ
び熔融スラグを簡単な手段で再生することにより、脱燐
剤が非常に低コストで得られ、特にスラグ中の鉄源（粒
鉄および酸化鉄）を回収でき、ダスト処理およびスラグ
処理が不要になるか、もしくは大幅に軽減できる。

■熔融スラグをほぼ完全に溶銑から分離することができ
、しかも吸引管内への付着および目詰りも防止できるの
で、全体としての安定した操業が維持できる。

■得られる脱燐剤は粒状であり、特にブラスティング法
による一次脱燐に通しており、また溶融スラグの持つ顕
熱が造粒に有効に利用される。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の方法による脱燐剤の製造に用いる
エジェクター式の吸引排滓装置の１例を示す模式図であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ソーダ灰系精錬剤による溶銑精錬により生じたス
   ラグを高圧気体を駆動源とするエジェクター式吸引排滓
   装置により吸引除滓する際に、吸引途中のスラグにソー
   ダ灰含有粉末を添加し、前記吸引排滓装置から粒状物を
   回収することからなる、予備脱燐剤の製造方法。
2. （２）前記ソーダ灰含有粉末がソーダ灰系精錬剤による
   溶銑精錬時に捕集された集塵ダストである特許請求の範
   囲第１項記載の方法。