JPS6347321A - 溶銑の脱りん方法 - 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 この発明は高炉出銑樋で脱りんする方法に係り、より詳
しくは脱りん剤をキャリアガスと共にランスで吹込む方
法で効率よく脱りんして低りん溶銑を得ることができる
溶銑の脱りん方法に関する。

技術的背景 高炉から出銑された溶銑の成分組成は次の製鋼工程にお
ける精錬能率や鋼の品質に大きく影響するので、製鋼工
程を合理化し、操業を容易にするため溶銑の成分組成や
生産鋼種に応じて種々の溶銑予備処理法が適宜に採用さ
れている。溶銑の予備処理としては脱珪、脱りん、脱硫
等があり、その方法としては高炉出銑樋、溶銑取鍋、ト
ーピードカー等で行なわれている。

従来技術とその問題点 高炉出銑樋で溶銑の脱りん処理を行なう方法としては、
スキンマーによって高炉滓を除去した後、以下に示す三
つの方法で処理する方法が知られている。

■　出銑樋内の溶銑に対し粉体フラックスを添加して脱
珪、脱りん処理を行なう方法。すなわち、この方法は出
銑樋内を流れる溶銑に粉体フラックスを上置きし、−緒
に流れていく間の自然な混合を利用して脱珪、脱りん処
理を行なう方法である（特開昭５８−６７８１０等）。

しかし、この方法では溶銑に添加された粉体フラックス
は溶銑上に浮遊したまま流れ易いため、前記のような自
然混合では出銑樋内で十分に混合されず、溶銑と粉体フ
ラックスとの反応効率が低いという欠点がある。

■　出銑樋内の溶銑中に浸漬したランスまたは底吹ノス
ズルから粉体フラックスをキャリアガスと共に吹込むイ
ンジェクション法（特公昭５０−３３０１０、特公昭５
３−３３９３５．特公昭６０−３５４０８等）。

この方法は前記■の欠点を解消するため、粉体フラック
スの添加方法を改善したもので、特に浸漬ランスによる
方法は粉体フラックスと溶銑の接触性が良好で反応効率
が高い。しかしながら、この方法では浸漬ランスの溶損
が著しく、予備処理費が高くつく欠点がある。また、底
吹ノズルによる方法は、ノズルの溶損が著しいだけでな
く、出銑樋の大幅改善を必要とし設備費が高くつくこと
、浴深さが一般に１．０ｍ以下と浅いため、粉体フラッ
クスが溶銑と十分に接触する前に浮上してしまい、反応
効率の大幅向上が望めない等の欠点があった。

■　非浸漬上吹きランスにより粉体フラックスをキャリ
アガスと共に吹込む方法（特開昭５８−１３０２０Ｂ、
特開昭６０−１８４６１１等）。この方法は前記■の浸
漬ランス、底吹ノズルの溶損を軽減する方法として提案
されたもので、溶銑との直接接触がないためランスの溶
損は浸漬方式に比べ大幅に軽減され、反応効率も上昇す
るが、脱りん処理前［Ｐ］＝　０．１０％の場合、処理
後［Ｐ］＝　０．０４〜０．０５％にとどまっており、
これ以下の低りん溶銑を出銑樋上で得ることができなか
った。

発明の目的 この発明は従来の前記問題点を解決するためになされた
もので、非浸漬上吹ランスによるインジェクション法で
高い反応効率が得られる溶銑脱りん方法を提案せんとす
るものである。

問題点を解決するための手段 この発明は高炉出銑樋で脱りんする方法において、非浸
漬上吹ランスにより脱りん剤をキャリアガスと共に溶銑
中に吹込む際、溶銑中のＳｉ含有量が０．２０％以下で
、低塩基性スラグを１０ｋＣＪ／Ｐ−Ｔ以下まで除滓し
た俊、樋長手方向に少なくとも浴深さの２．５倍以上の
間隔を隔てて多段配置した非浸漬上吹ランスにて脱りん
剤を吹込むことによって、高い脱りん効率を得る方法で
ある。

ここで、脱りん剤吹込み用非浸漬上吹ランスを多段配置
とした理由について、以下に説明する。

まず、この発明者らが事前に行なった調査結果について
説明する。この発明者らは、出銑樋上で従来のランス吹
込み方式にて脱珪、脱りん処理を行なった場合の脱りん
串の低下原因を調査するため、小型炉（５０ｋｇ溶解炉
）にて溶銑（［Ｃ］　４．２〜４．４％、　［Ｓｊ］　
＜　０．０３％、　［Ｐ］０．０９〜０．１１％、　　
［１″）ｎ］　　０．１８〜０．２５％）にＣａＯ５Ｌ
Ｏ２−Ｆｅ２０３−１０％ＣａＦ２系フラックスを溶銑
１均当り６０ｇ添加した。その際、０．５Ｑ／ｍｉｎの
Ａｒガスによって溶銑を撹拌した。その際、フラックス
添加後１２分に溶銑とスラグを採取し、Ｐ分配比とＣａ
ｂ／５ＬＯ２の関係を調べた結果を第４図に示す。第４
図より、■ＣａＯ／　５Ｌ０２の増加によりＰ分配比は
増加すること、■高炉樋脱Ｐの場合は前記小型炉で得ら
れたＰ分配比より劣っていることがわかる。つまり、フ
ラックスは脱りんの余力を有しており、反応の改善が可
能であることがわかる。

次に、高炉出銑樋で脱珪、脱りんを行なった時の［Ｐ］
の推移を第５図に示す。第５図より、粉体の脱りん用フ
ラックスを吹込むと、［Ｐ］は急激に低下し［Ｐ］＝　
０．０４〜０．０５％が得られているが、その後［Ｐ］
は一定値を示しており脱りんは進行していないことがわ
かる。これは、浸漬ランスまたは非浸漬ランスを用いる
インジェクション法により粉体フラックスを吹込むと、
フラックスと溶銑の接触は良好であるが、いったんフラ
ツクスガ湯面に浮上するとフラックスと溶銑の接触が不
足し前記上置き法と同様に脱りん反応が進行しなくなる
ためである。

以上の調査結果を踏まえて、この発明者らは脱りん反応
を平衡に近づけ、脱りんを改善すべく、フラックス吹込
み用ランスを多段配置として脱りんする方法をとったの
である。

第６図は１段吹込みと２段吹込みの場合のスラグ伍と到
達［Ｐ］の関係を示す図である。すなわち、スラグ−メ
タル間のＰ分配比（（Ｐ）／［Ｐ］）が５０の場合（１
段吹込み）、スラグ量が少ない領域ではわずかなスラグ
量の増加で溶銑中［Ｐ］が効果的に低下する。一方、ス
ラグ量が多い領域ではスラグ量を増加させてもスラグ−
メタル間のＰ分配比が同一でもＰの物質収支の制約から
、溶銑中の［Ｐ］の低下は少ない。このため、−船釣に
はスラグ量の少ない領域の効果的な脱りんを利用するた
め、脱りん処理を行なった後にスラグを排滓して次の脱
りん処理を行なうダブルスラグ法が用いられる。

一方、第４図に示したごとく、高炉出銑樋での脱りんば
、平衡まで達せず反応が未完了であるが、多段吹込みを
行なうと前記ダブルスラグの効果をスラグ排滓なしで達
成でき、脱りん反応を平衡に近づけられることが判明し
た。例えば、第４図中テＣａＯ／　５ｉ０２＝　８．０
（７）場合、平衡（Ｐ）／［Ｐ］　＝１００であるが、
高炉出銑訓脱りんの１段吹込みでは（Ｐ）／［Ｐ］　＝
５’Ｏにとどまっていた。しかるに、１段目のランスよ
り吹込まれたフラックスが浮上する地点の下流に２段目
のランスを配置しフラックスを吹込むと、第４図破線で
示すごとく溶銑中［Ｐ］が減少した。すなわち、１段目
でスラグ量が３０ｈ／ｒ、２段目でもスラグ量が３０ｋ
ｇ／丁になるように吹込むと、［Ｐ］＜　０．０２％ま
で減少するとともに、ＣａＯ／　５ｊ０２＝　６．０の
平衡値（Ｐ）／［Ｐ］−１００のＰ分配比で脱りんした
場合に近づくことが判明した。

ここで重要なことは、第５図より明らかなごとく脱りん
は粉体が溶銑に侵入している領域でのみ顕著に進んでい
ることであり、この領域を分離つまりフラックス浮上後
に次段のランスからフラックスを吹込めば、第６図に示
すごとくダブルスラグ法の効果が得られる点でおる。な
お、フラックスが浮上するのは、少なくとも浴深さの２
．５倍下流までかかるため、２段目のランスは１段目の
ランスから下流側に浴深さの２．５倍以上離れた位置に
配置する必要がある。他方、２段目のランスを２．５倍
以内に設置してフラックスを吹込んだ場合、１段目と２
段目のフラックスが混合してしまいダブルスラグの効果
を得ることができない。従って、この発明では１段目の
ランスと２段目のランスの間隔を少なくとも浴深さの２
．５倍以上と限定したのでおる。

また、この発明において脱りん処理前の溶銑中Ｓｉ含有
量を０．２０％以下としたのは、以下に示す理由による
。

すなわち、第４図に示すごと＜Ｃａ○／　５ｊ０２が高
い程スラグーメタル間のＰ分配比は高くなり、脱りんに
有利でおる。このため、５ＬＯ２源となる溶銑中の［Ｓ
ｉ］は可及的に低いことが望ましい。特に、出銑樋内を
流れる溶銑に対して粉体フラックスを吹込んで脱りん処
理する場合には、フラックスが浮上するまでに脱りんが
十分に進んでいる必要がおるが、溶銑中［Ｓｉ］が高い
と脱珪、脱りんが共に酸化反応で下記（１）（２）式の
ように脱りん処理前［Ｓｉ］は低いことが必要である。

（Ｓｉ）＋Ｏ□＝（ＳｉＯ□）　　　　・・・・・・・
・・（１）式２〔Ｐ〕＋７０２＝（Ｐ２Ｏ３）１９００
００００．（２）式第７図に脱りん処理前［Ｓｉ］と脱
りん率の関係を示すように、脱りん処理前［ｓｉ］≧０
．２０％では脱りん率の低下が著しいため脱りん処理前
［Ｓｉ］　＜　０．２０％以下であることが必要でおる
。

また、この発明において脱りん処理前に低塩基性スラグ
を１０に一３／Ｐ−Ｔ以下まで除滓するのは、以下に示
す理由による。

低塩基性スラグとは高炉滓、脱珪滓である。これに対し
高塩基性スラグとは脱りん滓である。高炉出銑樋ではこ
の高塩基性スラグと低塩基性スラグが発生する。このう
ち、高炉滓は、一般にＣａＯ／　５ｊ０２＝　ｉ、ｏ〜
１．５であり、出銑樋中では低塩基性スラグとなる。つ
まり、高炉がＣａＯ／　５ｉＯ２＝１．０〜１．５であ
るため、必然的に低塩基性スラグになる。また、脱珪滓
は一般に脱けい剤に酸化鉄、または酸化鉄に少量の生石
灰を添加したものを用いるため、ＣａＯｉｔが少ない一
方、脱珪処理で溶銑中Ｓｊが酸化されて多量の５ｉ０２
が発生する結果、脱珪滓もＣａＯ／　５ｉ０２が１．５
以下と低く、低塩基性スラグとなる。

他方、脱りん滓が高塩基度であるのは、溶銑中のりんを
酸化する酸化力の外に、スラグ中でりんを保持する塩基
度の両方を満足する必要があるため、脱りんを行なう脱
りん滓は高塩基性スラグにする必要があるためである。

脱りん滓の塩基度は１．５以上である。

一方、脱りん処理前のスラグ塩基度が低下すると、第４
図に示すこと＜　（Ｐ）／［Ｐｌが低下するため、脱り
ん不良となる。このため、低塩基性スラグ（高炉滓、脱
珪滓）の流入が著しくなり脱りん後に脱りんスラグと低
塩基性スラグが混合して復りんすることが判明した。第
８図は低塩基性スラグ流人量と２段吹込み直後（下流へ
１．５ｍ　＞とスキンマー除滓直前（２段吹込み位置よ
り上流へ８．０ｍ）の間での復りん量を示す。第８図よ
り、低塩基度スラグ流入１が１０に９／Ｐ−Ｔ未満では
復Ｐｉｌ＜０、００３％であり、１０に＋３／Ｐ−Ｔ以
上で復Ｐ量が増加することがわかった。このため、脱り
ん処理前には低塩基性スラグを１０ｋｉ／Ｐ−Ｔ以下ま
で除滓する必要がある。

第１図はこの発明の一実ｔＭ態様を示す概略図、第２図
は同上における脱りん剤吹込み部の拡大図である。図中
、（１）は高炉、（２）は出銑口、（３）は出銑樋、（
４）はスキンマー、（５）は排滓口、（６−ＩＯ２−２
）は脱りん剤吹込み用非浸漬ランスをそれぞれ示す。

すなわち、高炉（１）の出銑口（２）より流出する溶銑
（７）は、通常は出銑樋（３）内に設置されているスキ
ンマー（４）にてスラグ（８）が分離され、分離された
スラグは排滓口（５）より排出し、溶銑（７）はスキン
マー（４）を通過してトーピードカー（図示せず）に至
るが、この出銑過程において、この発明ではスキンマー
（４）の下流に脱りん剤吹込み用非浸漬ランス（６−１
）（６−２）を樋長手方向に浴深さの２．５倍以上の間
隔を隔てて配置する。高炉（１）から出銑される溶銑（
刀の脱りん処理を行なう場合は、例えば出銑樋（３）の
上流でサンプリングし、熱起電力式Ｓｉメータ等の測定
装置により溶銑中ｓＬ含有量を測定し、溶銑中Ｓｉ含有
量が０．２０％以下の場合に、スキンマー（４）にて低
塩基性スラブを除滓する。また溶銑中Ｓｉ含有量が０．
２０％以上の場合には、スキンマー（４）の以前で脱Ｓ
ｉ処理を行ない溶銑中Ｓｉ含有量を０．２０％以下とし
スキンマー（４）にて低塩基性スラグを除滓する。しか
る後、スキンマー（４）の下流に多段に配置した脱りん
剤吹込み用非浸漬ランス（６−１）（６−２）にて脱り
ん剤を吹込む。脱りん剤はキャリアガスにて粉体輸送管
内を輸送され、混合流体として溶銑中に吹込まれる。脱
りん剤はまず１段目の非浸漬ランス（６−１）より吹込
み、その吹込まれた脱りん剤（１６−１）が浴面上に浮
上後に２段目の非浸漬ランス（６−２）より脱りん剤（
１６−２）を吹込む。

２段目のランスは１段目のランスから吹込まれた脱りん
剤が浮上する地点の下流に配置されているので、両ラン
スから吹込まれる脱りん剤が混合することはなく前記ダ
ブルスラグの効果が得られ、脱りん率が高くなる。

実　　施　　例 高炉から出銑された溶銑の浴深さ０．５ｍ、脱Ｐ処理前
［Ｓｊ］　＝　０．１０　＋　０．０２％の溶銑に対し
、３０ＣａＯ−１０ＣａＦ２−６０Ｆａ２０：＋の成分
を有する脱りん剤をキャリアガス（空気）と共に８０ｋ
ｉ／Ｔ吹込んだ。その際、溶銑中の高炉滓および脱珪滓
は脱りん処理ゾーンの上流に設置したスキンマーにて１
０ｋＣＪ／Ｐ−Ｔ以下まで除滓した。

本実施例では、２本の非浸漬ランスを２．５ｍ。

１、Ｏｒｒ＋、　　Ｏｎの間隔で設置して脱りん剤を吹
込み、それぞれの間隔で吹込んだ結果を第３図に示す。

第３図の結果より、ランス間隔がＯｍと１．０ｍでも同
一の挙動を示し処理後［Ｐｌ　＞　０．０３％であった
。一方、吹込まれたフラックスが浮上するだけの距離を
充分に確保したランス間隔２．５ｍ　（ランス間隔／浴
深さ＝　５．０）の場合、２段にわたって脱りんが進み
［Ｐｌ　＝　０．０２％を得た。

発明の詳細 な説明したごとく、この発明は出銑樋において脱りん剤
の粉体をキャリアガスにて混合流体として非浸漬ランス
より溶銑中に吹込む際、溶銑中Ｓｉ含有量が０．２０％
以下で低塩基性スラグを１０ｋｇ／Ｐ−Ｔ以下まで除滓
した後、吹込まれる脱りん剤が混合しない間隔を隔てて
多段に配置したランスより脱りん剤を吹込んで脱りんす
る方法でおり、ダブルスラグ法の効果が得られることに
よって脱りん反応が著しく高められ、０．０３％以下ま
で出銑樋上で脱りんできる効果を有する。従って、この
発明方法によれば、取鍋やトーピード等での■脱りん処
理が不要となり、溶銑の脱りん処理を工程増なく行なう
ことができる効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施態様を示す概略図、第２図は
同上における脱りん剤吹込み部を拡大して示す概略図、
第３図はこの発明の実施例における脱りん挙動の変化を
示す図、第４図〜第８図はこの発明者の行なった実験デ
ータを示し、第４図はＰ分配比とＣａＯ／　５ｉ０２　
（塩基度）の関係を示す図、第５図は高炉出銑樋で脱珪
、脱りんを行なった時の［Ｐ］の推移を示す図、第６図
は高炉出銑樋での１段吹込みと２段吹込みの場合のスラ
グ量と到達［Ｐ］の関係を示す図、第７図は脱りん処理
前［Ｓｉ］と脱りん率の関係を示す図、第８図は低塩基
性スラグ流人量と２段吹込み直後とスキンマー除滓直前
の間での復りん量を示す図である。 １・・・高炉、２・・・出銑口、３・・・出銑樋、４・
・・スキンマー、５・・・排滓口、６−１．６−２・・
・脱りん剤吹込み用非浸漬ランス、７・・・溶銑、８・
・・スラグ。 第７図 ０　　　　α１　　　α２　　　ｏ、３　　　α４　　
　α５脱Ｐ処理前〔ｓｌ〕（％） 、　　第８図 一 低塩基度スラグ流入は（にＦ／、、ｇ、Ｔ）１１３図 ｏ　　　　　　　ｚｏ　　　　　　ｔｏ　　　　　　ａ
、。 ＣａＯ／５ｉ０２ 第５図 第６図 スラグＩｔ（にｇ／Ｔ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高炉出銑樋で脱りんする方法において、非浸漬上吹ラン
   スにより脱りん剤をキャリアガスと共に溶銑中に吹込む
   際、溶銑中のＳｉ含有量が０．２０％以下で、低塩基性
   スラグを１０ｋｇ／Ｐ−Ｔ以下まで除滓した後、樋長手
   方向に少なくとも浴深さの２．５倍以上の間隔を隔てて
   多段配置した非浸漬上吹ランスにて脱りん剤を吹込むこ
   とを特徴とする溶銑の脱りん方法。