(57)【要約】転炉スラグを、溶銑予備処理用の精錬剤としてリサイクルする溶銑予備処理方法であって、前記転炉スラグの粒径が３ｍｍ以上２５ｍｍ未満の範囲となり、前記転炉スラグのうち、粒径２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満の転炉スラグの比率が前記転炉スラグの全量に対して１０質量％以上１５質量％未満となるように前記転炉スラグを整粒する第１の工程と；整粒後の前記転炉スラグを溶銑予備処理容器内に投入する第２の工程と；前記第１の工程より後でかつ前記第２の工程より前、又は、前記第２の工程と同時に、前記転炉スラグ１００質量％に対して１．０質量％以上１０．０質量％未満のＡｌ２Ｏ３を前記溶銑予備処理容器内に投入する第３の工程と；前記溶銑予備処理容器内に、前記転炉スラグ１００質量％に対して０．３質量％以上１０．０質量％未満のＭｎＯを投入する第４の工程と；を有することを特徴とする溶銑予備処理方法を提供する。
2017159840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑予備処理工程を経た溶銑を転炉精錬する際に得られる転炉スラグを、溶銑予備処理用の精錬剤としてリサイクルする溶銑予備処理方法であって、
前記転炉スラグの粒径が３ｍｍ以上２５ｍｍ未満の範囲となり、前記転炉スラグのうち、粒径２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満の転炉スラグの比率が前記転炉スラグの全量に対して１０質量％以上１５質量％未満となるように前記転炉スラグを整粒する第１の工程と；
整粒後の前記転炉スラグを溶銑予備処理容器内に投入する第２の工程と；
前記第１の工程より後でかつ前記第２の工程より前、又は、前記第２の工程と同時に、前記転炉スラグ１００質量％に対して１．０質量％以上１０．０質量％未満のＡｌ２Ｏ３を前記溶銑予備処理容器内に投入する第３の工程と；
前記溶銑予備処理容器内に、前記転炉スラグ１００質量％に対して０．３質量％以上１０．０質量％未満のＭｎＯを投入する第４の工程と；
を有することを特徴とする溶銑予備処理方法。
【請求項２】
前記Ａｌ２Ｏ３が、転炉精錬工程を経た溶鋼を二次精錬する際に得られる二次精錬スラグに含まれるＡｌ２Ｏ３である
ことを特徴とする請求項１に記載の溶銑予備処理方法。
【請求項３】
更に、前記第１の工程より後でかつ前記第２の工程より前、又は、前記第２の工程と同時に、前記転炉スラグ１００質量％に対し、ＦｅＯ換算で１．０質量％以上２０．０質量％未満の酸化鉄を前記溶銑予備処理容器内に投入する第５の工程を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶銑予備処理方法。
【請求項４】
更に、前記第３の工程と同時に、前記溶銑予備処理容器内に、前記転炉スラグ１００質量％に対し、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＦ２、ＳｒＯのうち１種又は２種以上をそれぞれ０．３質量％以上５．０質量％未満投入する第６の工程を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の溶銑予備処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑予備処理方法に関するものである。
本願は、２０１６年３月１７日に日本に出願された特願２０１６−０５３２３４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶銑予備処理工程では、ＣａＯを必須成分として含む精錬剤（脱燐剤や脱硫剤）を使用して、溶銑予備処理（脱Ｐや脱Ｓ）が行われる。ここで、ＣａＯの融点は２６２５℃と高いため、従来、ＣａＯを粉体化させて溶鋼中での反応滓化を促進する手法や、ＣａＦ２、Ａｌ２Ｏ３もしくはＭｇＯを添加して融点を低下させ、スラグと溶鉄の反応を促進する手法が広く採用されている。【０００３】
なお、製鋼工程（溶銑予備処理工程〜転炉精錬工程〜２次精錬工程）において発生するスラグをリサイクルする技術として、溶銑予備処理工程に続く転炉精錬（脱Ｃ）工程で発生する転炉スラグを冷却後に粉砕し、細粒化して滓化速度を高めた上で、溶銑予備処理工程における精錬剤として使用する技術（特許文献１）や、２次精錬工程で発生する取鍋スラグを精錬剤として使用する技術（特許文献２）が開示されている。【０００４】
上記のような従来技術のうち、特許文献１の発明は、転炉精錬（脱Ｃ）工程で発生する転炉スラグにはＣａＯが多く含有されており塩基度も高い点に着目してなされた発明であり、リサイクルによって転炉スラグの排出量削減を図れる点では意義がある。しかしながら、本発明者らの実験調査によると、転炉スラグ単独では、滓化率は５０％程度に留まるため、別途、大量の生石灰（転炉スラグ由来でないＣａＯ）を追加使用する必要があり、特許文献１の発明では、精錬剤コストの削減効果が期待できないという問題がある。【０００５】
また、特許文献２の発明は、２次精錬工程で発生する取鍋スラグには、ＣａＯとともに、Ａｌ２Ｏ３が多く含有されている点に着目してなされた発明である。特許文献２の発明では、スラグの融点を低下させる作用を有するＡｌ２Ｏ３による滓化促進効果は享受できるものの、同時にスラグの粘度が上昇する。スラグの粘度が高い場合、スラグが泡立ちやすく、転炉やトーピードカーなどの反応容器からスラグが溢出して操業を阻害するスロッピングの発生リスクが高まるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開平４−１２０２０９号公報
【特許文献２】日本国特開２００６−２７４３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、スラグの系外排出量の削減を図るとともに、スロッピングの発生を回避し、精錬剤として使用する生石灰の使用量を削減することができる溶銑予備処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の一態様に係る溶銑予備処理方法は、溶銑予備処理工程を経た溶銑を転炉精錬する際に得られる転炉スラグを、溶銑予備処理用の精錬剤としてリサイクルする溶銑予備処理方法であって、前記転炉スラグの粒径が３ｍｍ以上２５ｍｍ未満の範囲となり、前記転炉スラグのうち、粒径２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満の転炉スラグの比率が前記転炉スラグの全量に対して１０質量％以上１５質量％未満となるように前記転炉スラグを整粒する第１の工程と；整粒後の前記転炉スラグを溶銑予備処理容器内に投入する第２の工程と；前記第１の工程より後でかつ前記第２の工程より前、又は、前記第２の工程と同時に、前記転炉スラグ１００質量％に対して１．０質量％以上１０．０質量％未満のＡｌ２Ｏ３を前記溶銑予備処理容器内に投入する第３の工程と；前記溶銑予備処理容器内に、前記転炉スラグ１００質量％に対して０．３質量％以上１０．０質量％未満のＭｎＯを投入する第４の工程と；を有する。【０００９】
上記構成からなる溶銑予備処理方法によれば、スラグの系外排出量の削減を図るとともに、スロッピングの発生を回避し、精錬剤として使用する生石灰の使用量を削減することができる。【００１０】
（２）上記（１）に記載の溶銑予備処理方法において、前記Ａｌ２Ｏ３が、転炉精錬工程を経た溶鋼を二次精錬する際に得られる二次精錬スラグに含まれるＡｌ２Ｏ３であってもよい。【００１１】
（３）上記（１）又は（２）に記載の溶銑予備処理方法において、更に、前記第１の工程より後でかつ前記第２の工程より前、又は、前記第２の工程と同時に、前記転炉スラグ１００質量％に対し、ＦｅＯ換算で１．０質量％以上２０．０質量％未満の酸化鉄を前記溶銑予備処理容器内に投入する第５の工程を有してもよい。【００１２】
（４）上記（１）から（３）のいずれか一項に記載の溶銑予備処理方法において、更に、前記第３の工程と同時に、前記溶銑予備処理容器内に、前記転炉スラグ１００質量％に対し、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＣａＦ２、ＭｇＯ、ＳｒＯのうち１種又は２種以上をそれぞれ０．３質量％以上５．０質量％未満投入する第６の工程を有してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の上記態様に係る溶銑予備処理方法によれば、溶銑予備処理容器内のスラグの粘度を上昇させることなく転炉スラグの滓化を促進することができるため、スラグの系外排出量の削減を図るとともに、スロッピングの発生を回避し、精錬剤として使用する生石灰の使用量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る溶銑予備処理方法を説明するためのフロー図である。
【図２】転炉スラグのうち、粒径２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満の転炉スラグの比率が、転炉スラグの滓化率及び投入ホッパーの詰まり発生率に与える影響を示すグラフである。
【図３】転炉スラグ投入時刻を基準（０秒）としたＡｌ２Ｏ３の投入タイミング（投入時刻）と転炉スラグ滓化率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の好ましい実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限られない。
【００１６】
溶銑予備処理工程を経た溶銑を転炉で脱炭精錬する際に得られる転炉スラグは、含有Ｐ（リン）濃度が低く、かつ、脱Ｐや脱Ｓ（窒素）に必要な塩基性スラグを造る主成分となるＣａＯを多く含有している。
【００１７】
本実施形態に係る溶銑予備処理方法では、図１に示すように、高炉溶銑の溶銑予備処理、転炉精錬、二次精錬を順次行う。本実施形態に係る溶銑予備処理方法では、転炉精錬で得られる転炉スラグを溶銑予備処理工程における精錬剤としてリサイクルすることにより、溶銑予備処理工程で精錬剤として使用される生石灰（転炉スラグ由来でないＣａＯ）の量を削減するとともに、転炉スラグの系外排出量の削減を図っている。
【００１８】
ここで、転炉スラグの融点は１４００℃程度であり、溶銑予備処理温度である１３００℃〜１３５０℃程度では、転炉スラグの塊自体は溶解しない。
本実施形態に係る溶銑予備処理方法では、転炉スラグの低融点化を促す物質として、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＣａＦ２、ＭｇＯ、ＳｒＯの各成分を転炉スラグとともに添加し、転炉スラグの粒径を小さく整粒する。これにより、転炉スラグを速やかに溶融させて滓化率を向上させるとともに、精錬効率の向上、すなわち精錬剤として追加利用する生石灰量の削減と脱Ｐ率の向上を図ることができる。
【００１９】
本実施形態に係る溶銑予備処理方法では、転炉精錬（脱Ｃ）時に得られた転炉スラグを排滓し、冷却した後、細粒化したものを篩い分けて、粒径（球相当径）で３ｍｍ以上２５ｍｍ未満の範囲とした上で、転炉スラグのうち、粒径２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満の転炉スラグの比率が転炉スラグの全量に対して１０質量％以上１５質量％未満となるように選別する（第１の工程）。
そして、このように整粒した後の転炉スラグを上述の精錬剤としてリサイクルするために、溶銑予備処理容器内に投入する（第２の工程）。
【００２０】
転炉スラグの粒径を３ｍｍ以上２５ｍｍ未満の範囲とすることにより、反応界面積が増大し、伝熱が促進されるため、転炉スラグを速やかに溶融させることができる。
転炉スラグの粒径を粒径３ｍｍ以上とすることで、集塵により投入した転炉スラグの一部又は全部が反応容器の外に散逸することを抑制し、十分に反応に寄与させることができる。そのため、追加で使用する生石灰量を抑制することができる。転炉スラグの粒径を２５ｍｍ未満とすることで、転炉スラグの比表面積を大きく確保することができ、スラグの溶融時間を短縮できるため、滓化率が上昇する。これによって精錬効率が上昇するため、追加で使用する生石灰量を抑制することができる。
【００２１】
尚、本発明者らは、上記のように３ｍｍ以上２５ｍｍ未満の範囲に整粒した転炉スラグのうちでも、粒径２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満であるものの比率を種々変化させて実機操業にて試験を行い、図２のような結果を得た。
【００２２】
図２の結果によれば、粒径２０ｍｍ以上（かつ２５ｍｍ未満）の転炉スラグの比率が転炉スラグの全量に対して１０質量％以上の場合、投入ホッパーの詰まりが発生する割合が低く、操業を著しく阻害することがない。また、粒径２０ｍｍ以上（かつ２５ｍｍ未満）の転炉スラグの比率が転炉スラグの全量に対して１５質量％未満の場合、転炉スラグの滓化率が上昇する。
従って、転炉スラグの全量に対して、粒径２０ｍｍ以上（かつ２５ｍｍ未満）の転炉スラグの比率がグラフ中の矢印で示された範囲にあること、すなわち上述のような転炉スラグの粒径の条件を満たすことにより、操業を阻害することなく、精錬剤として効率良く転炉スラグを再利用することができる。
【００２３】
本実施形態に係る溶銑予備処理方法では、溶銑予備処理容器内に、上記の転炉スラグ１００質量％（全量）に対し、１．０質量％以上１０．０質量％未満のＡｌ２Ｏ３を上記転炉スラグ投入より前、もしくは同時に、すなわち、第１の工程より後でかつ第２の工程より前、又は、第２の工程と同時に投入するとともに（第３の工程）、０．３質量％以上１０．０質量％未満のＭｎＯを投入する（第４の工程）。これにより、スラグの粘度上昇を回避しつつ、転炉スラグの滓化を促進することができる。
【００２４】
Ａｌ２Ｏ３の添加量が１．０質量％以上の場合、スラグの融点を低下させる効果が十分に得られ、スラグの融点は溶銑温度である１２５０℃以下となり、滓化率が向上する。その結果、追加で使用する生石灰量を抑制することができる。
Ａｌ２Ｏ３の添加量が１０．０質量％未満の場合、スラグ粘度の増加が抑制され、スラグの泡立ちが抑制されるため、スラグが反応容器から溢れるスロッピング発生の確率を低くすることができる。
【００２５】
ＭｎＯの添加量が０．３質量％以上の場合、スラグ粘度の上昇を抑制する効果が得られる。その結果、スロッピング発生の確率を低くすることができる。
ＭｎＯの添加量については、１０．０質量％を超えて添加しても、効果の面で大きな変化は見られない。よって、コストを抑えるため、好ましくはＭｎＯの添加量を１０．０質量％以内とする。ＭｎＯ源としては、例えば、マンガン鉱石を３０ｍｍ程度に粉砕したものを使用することができる。ＭｎＯを投入する第４の工程は、Ａｌ２Ｏ３を投入する第３の工程と同時、第３の工程の前、あるいは第３の工程の後のいずれであってもよい。
【００２６】
また、本発明者らは試験実験研究の結果として図３の関係を明らかにした。図３の結果によれば、滓化促進剤として投入するＡｌ２Ｏ３の投入時刻が、転炉スラグ投入より前、もしくは同時である場合に転炉スラグの滓化率が高いことがわかる（グラフ中の矢印で示された範囲）。一方、転炉スラグ投入後にＡｌ２Ｏ３を投入した場合には、滓化促進効果が低いことが分かった。
【００２７】
Ａｌ２Ｏ３源としては、転炉精錬工程を経た溶鋼を二次精錬する際に得られる二次精錬スラグをリサイクル使用することが好ましい。通常、二次精錬スラグにはＡｌ２Ｏ３が２０．０質量％から４０．０質量％程度含まれている。従って、二次精錬スラグの化学組成を予め分析して投入量を決定すれば、二次精錬スラグの投入のみで所望のＡｌ２Ｏ３濃度を達成できる。
【００２８】
このように、Ａｌ２Ｏ３源として二次精錬スラグをリサイクル使用することは、製鋼工程（溶銑予備処理工程〜転炉精錬工程〜二次精錬工程）において発生するスラグの系外排出量削減と等価であり、スラグ廃棄に伴うコストや環境負荷を低減することができる。すなわち、二次精錬スラグ使用量がスラグ系外排出削減量と一致するため、二次精錬スラグ使用量の分、スラグ廃棄に伴うコストや環境負荷を低減することができる。
尚、Ａｌ２Ｏ３源として二次精錬スラグを用いない場合は、ボーキサイト、ギブサイトなどのＡｌ２Ｏ３含有鉱物や廃アルミナレンガなどを用いることができる。
【００２９】
上述のＦｅＯは、溶銑予備処理時の固体酸素源として使用される。上述の転炉スラグ１００質量％に対し、ＦｅＯ換算で１．０質量％以上２０．０質量％未満の酸化鉄を前記溶銑予備処理容器内に投入する第５の工程を有することが好ましい。
これにより、精錬効率の向上を実現することができる。酸化鉄源としては、鉄鉱石の他、粉鉱石を焼結して塊状にしたものや、スケール粉やダストを成型したペレットなどを使用することができる。
第５の工程は、第１の工程より後でかつ第２の工程より前、又は、第２の工程と同時であることが好ましい。
【００３０】
上述のＫ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＣａＦ２、ＭｇＯ、ＳｒＯは、スラグの融点を低下させるための滓化促進剤として使用される。上述の転炉スラグ１００質量％に対し、これらの滓化促進剤のうちで、１種又は２種以上をそれぞれ０．３〜５．０質量％未満を、溶銑予備処理容器内に投入する第６の工程を有することが好ましい。これにより、転炉スラグの滓化率を増大させて精錬効率を向上させることができる。
【００３１】
上記の滓化促進剤の投入量が０．３質量％以上の場合、精錬効率がより向上する。また、上記の滓化促進剤の投入量が５．０質量％未満の場合、精錬効率の向上効果と共に、製造コストを抑制することも可能となる。
【００３２】
また、これら滓化促進剤の成分はＡｌ２Ｏ３と同じタイミングで投入することにより、転炉スラグの滓化促進効果を享受することができる。これら成分の投入時の形態としては、上記化合物を主成分として精製した化学物質の他、上記成分を含有する化合物、例えばＫ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＳｒＣＯ３などの炭酸塩、あるいは蛍石、長石、ドロマイトなどの鉱石、鉱物を２０ｍｍ程度に粉砕したものなど、いずれも好適に使用することができる。
【００３３】
上記の転炉スラグとＡｌ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＣａＦ２、ＭｇＯ、ＳｒＯ等の滓化促進剤の投入方法は、特に限定されず、溶銑予備処理時に溶銑予備処理容器内に添加されていれば良い。
転炉精錬と溶銑予備処理を別々の精錬容器で行う操業形態の他に、転炉精錬と溶銑予備処理を同一の転炉を交互に使用して行う操業形態にも適用することができる。
【００３４】
転炉精錬と溶銑予備処理を同一の転炉を交互に使用して行う操業形態では、転炉精錬処理後に、一部の転炉スラグを残して排滓を行い、そこに、溶銑予備処理を行う溶銑と、上記の転炉スラグの細粒とＡｌ２Ｏ３等の滓化促進剤を投入して、溶銑予備処理を行うこともできる。
【００３５】
上記の通り、本実施形態に係る溶銑予備処理方法は、溶銑予備処理工程を経た溶銑を転炉精錬する際に得られる転炉スラグを、溶銑予備処理用の精錬剤としてリサイクルする溶銑予備処理方法である。
本実施形態に係る溶銑予備処理方法は、前記転炉スラグの粒径が３ｍｍ以上２５ｍｍ未満の範囲となり、前記転炉スラグのうち、粒径２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満の転炉スラグの比率が前記転炉スラグの全量に対して１０質量％以上１５質量％未満となるように前記転炉スラグを整粒する第１の工程を有する。
また、本実施形態に係る溶銑予備処理方法は、整粒後の前記転炉スラグを溶銑予備処理容器内に投入する第２の工程を有する。
また、本実施形態に係る溶銑予備処理方法は、前記第１の工程より後でかつ前記第２の工程より前、又は、前記第２の工程と同時に、前記転炉スラグ１００質量％に対して１．０質量％以上１０．０質量％未満のＡｌ２Ｏ３を前記溶銑予備処理容器内に投入する第３の工程を有する。
また、本実施形態に係る溶銑予備処理方法は、前記溶銑予備処理容器内に、前記転炉スラグ１００質量％に対して０．３質量％以上１０．０質量％未満のＭｎＯを投入する第４の工程を有する。
これにより、溶銑予備処理容器内のスラグの粘度を上昇させることなく転炉スラグの滓化を促進することができるため、スラグの系外排出量の削減を図るとともに、スロッピングの発生を回避し、精錬剤として使用する生石灰の使用量を削減することができる。
【００３６】
［実施例］
以下に、本発明に係る溶銑予備処理方法の効果を確認すべく、実施した実験例の結果等について説明する。
先ず、溶銑予備処理工程を経た溶銑を転炉精錬する際に得られる転炉スラグを、冷却した後、細粒化したものを篩い分けて、下記の表１に示す粒径とした転炉スラグの細粒を得た。
【００３７】
この転炉スラグの細粒１００質量％（全量）に対し、下記の表１に示す割合のＡｌ２Ｏ３とＭｎＯ、並びにその他の副原料を溶銑予備処理容器に投入した。そして、他の精錬条件を同一とした条件下で脱Ｐ処理を行った。
尚、表１の中で、「二次精錬スラグ割合（質量％）」の欄に値の記載がある実験例では、投入されるＡｌ２Ｏ３は、二次精錬スラグ中に含まれるＡｌ２Ｏ３に由来するものである。
【００３８】
表１には、各実験例に係る、Ａｌ２Ｏ３投入後の転炉スラグ投入時刻、脱Ｐ率（＝（［％Ｐ］初期―［％Ｐ］終了後）／［％Ｐ］初期）、溶銑予備処理で投入した転炉スラグ１００質量％に対する脱炭炉での追加生石灰割合、転炉スラグにＡｌ２Ｏ３とＭｎＯ、並びにその他の副原料を入れたときの転炉スラグの融点、スロッピングの有無、二次精錬スラグリサイクルによるスラグ系外排出量削減原単位、副原料ホッパー詰まり発生率、転炉スラグ滓化率等を示した。スロッピングの有無は、溶銑予備処理時のスロッピングの発生状況を目視で確認することで判断した。
【００３９】
尚、脱Ｐ率は、製品に許容されるＰ濃度を満たすため、８０％以上が必須である。脱炭炉での追加生石灰は、８０％以上の脱Ｐ率を達成するために添加量が調整される。本発明を実施しない場合の追加生石灰割合は６０〜９０％であるため、これが６０％未満であれば精錬効率の改善と見做せる。
また、転炉スラグの融点は、本発明を実施しない場合は１４００℃程度であった。転炉スラグの融点を溶銑温度である１３５０℃以下に低下させれば、滓化率が向上して精錬効率の改善が見込める。
【００４０】
スラグ系外排出量削減原単位は、本来は系外に排出すべき二次精錬スラグをリサイクル利用するものであるから、Ａｌ２Ｏ３源として投入した二次精錬スラグ量の原単位と一致する。
【００４１】
副原料投入ホッパー詰まりの発生率が１０％を超える場合は操業が大きく阻害されるため、副原料投入ホッパー詰まりの発生率が１０％未満であることが必須である。
転炉スラグの滓化率は、（精錬終了後のスラグ中ＣａＯ濃度）／（転炉スラグが全て溶解したときのＣａＯ濃度）×１００（％）として定義され、これが４０（％）を超える値であれば精錬材としての生石灰使用量を削減することができるため、精錬効率を改善できたと判断した。
【００４２】
【表１】
2017159840.tif 000003
【００４３】
【表２】
2017159840.tif 000004
【００４４】
実施例１〜３０に示すように、粒径３ｍｍ以２５ｍｍ未満の範囲となり、かつ転炉スラグのうち、粒径２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満の転炉スラグの比率が転炉スラグの全量に対して１０質量％以上１５質量％未満となるように整粒した転炉スラグを、１．０質量％以上１０．０質量％未満のＡｌ２Ｏ３と、０．３質量％以上１０．０質量％未満のＭｎＯとともに使用した場合、比較例１〜４１と比較して、生石灰（転炉スラグ由来でないＣａＯ）の使用量を削減しつつ、高い脱Ｐ率を維持することができることが確認された。また、Ａｌ２Ｏ３源として二次精錬スラグをリサイクルした場合は、系外排出スラグ量を削減することができた。
【００４５】
意図的にＡｌ２Ｏ３を添加していない比較例１では、転炉スラグの溶融が進まず、脱Ｐ率が低下した。脱Ｐ率８０％を確保するため、追加生石灰量を増大させた結果、追加生石灰割合が６６質量％に達した。
【００４６】
転炉スラグの最大粒径を５１ｍｍとした比較例２でも転炉スラグが溶融し難く、脱Ｐ率８２％を確保するため、生石灰（転炉スラグ由来でないＣａＯ）の使用量を９０質量％にまで増加させる必要があった。
【００４７】
ＭｎＯを添加していない比較例３では、Ａｌ２Ｏ３によってスラグの粘度が大きく上昇し、スラグが泡立ちやすくなったため、スロッピングの発生が確認された。
【００４８】
転炉スラグの最小粒径を０．８ｍｍとした比較例４では、転炉スラグが集塵機により吸引されて損失したため、溶銑予備処理炉内に十分投入できず、脱Ｐ率を維持するために大量の生石灰を使用することとなった。
【００４９】
Ａｌ２Ｏ３投入量が１２．０質量％であった比較例５では、スラグの粘度上昇が著しく、スロッピングが発生した。
【００５０】
ＭｎＯ投入量が１７．０質量％であった比較例６では、生石灰使用量、脱Ｐ率ともに良好であったが、マンガン鉱石を多量に使用したため、コストが増大して損失が発生した。
【００５１】
粒径２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満の比率がそれぞれ１７質量％、５０質量％と高い比較例３０、３１では、転炉スラグの滓化率が低く、脱Ｐ率を維持するために大量の生石灰が必要だった。
【００５２】
Ａｌ２Ｏ３の添加量が０．２質量％と低い比較例３２では、転炉スラグの滓化率が低く、脱Ｐ率を維持するために大量の生石灰が必要だった。
【００５３】
Ａｌ２Ｏ３の添加量が２０．０質量％と高い比較例３３では、スラグの粘度が上昇したために著しいスロッピングが発生し、操業が阻害された。
【００５４】
ＭｎＯを添加しない比較例３４では、ＭｎＯによるスラグ粘度低下の効果がないため、スロッピングが発生して操業が阻害された。
【００５５】
ＭｎＯの添加量が１７．０質量％と多い比較例３５は、生石灰使用量、脱Ｐ率ともに良好であったが、マンガン鉱石を多量に使用したため、コストが増大して損失が発生した。
【００５６】
滓化促進剤であるＡｌ２Ｏ３を転炉スラグ投入より７８〜２５７秒後に投入した比較例３６〜４１では、転炉スラグの滓化率が１１〜２５％と低い値であり、脱Ｐ率を向上させるために脱炭工程で追加の生石灰を使用することになり、コストが増大した。
【００５７】
転炉スラグのうちで粒径２０ｍｍ以上２５ｍｍ未満の転炉スラグの比率が低い比較例７〜２９では、いずれも生石灰使用量、脱Ｐ率ともに良好であったが、副原料ホッパー詰まりの発生比率が高く、操業が阻害された。
【００５８】
以上のように、本発明に係る溶銑予備処理方法よれば、溶銑予備処理容器内のスラグの粘度を上昇させることなく転炉スラグの滓化を促進することができる。また、本発明に係る溶銑予備処理方法よれば、投入ホッパーの閉塞という操業阻害要因を避けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る溶銑予備処理方法は、製鋼工程で発生するスラグを精錬剤として再利用してスラグの系外排出量の削減を図るとともに、精錬剤の使用によるスロッピングの発生を回避し、かつ高純度鋼の製鋼工程において、精錬剤として使用する生石灰（転炉スラグ由来でないＣａＯ）の使用量を削減することができ産業界における価値は極めて高い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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