(57)【要約】【課題】脱硫処理後のスラグの排滓時には、排出しきれないスラグが溶銑鍋内に残留する。このスラグは溶銑と共に転炉に注がれることになるため、転炉における酸化精錬により復硫が発生し、転炉精錬後の溶鋼のＳ濃度が転炉装入時の溶銑のＳ濃度よりも高くなる。即ち、転炉内に持ち込まれるスラグのＳが溶鋼中のＳを増加させる一因となっていた。このため、転炉内に持ち込まれるＳを低減し、精錬後の溶鋼中のＳを低減させることが望まれている。【解決手段】溶銑の脱硫処理において、容器に入った溶銑の脱硫処理を複数回行う際に、第１の脱硫処理後に排滓を行い、第２の脱硫処理後に再度排滓を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に入った溶銑の脱硫処理を複数回行う際に、第１の脱硫処理後に排滓を行い、第２の脱硫処理後に再度排滓を行う、溶銑の脱硫方法。
【請求項２】
０．３≦第１の脱硫処理時の脱硫材原単位／（第１の脱硫処理時の脱硫材原単位＋第２の脱硫処理時の脱硫材原単位）≦０．９を満たすように、前記第１の脱硫処理および前記第２の脱硫処理を行う、請求項１に記載の溶銑の脱硫方法。
【請求項３】
前記第１の脱硫処理をトーピードカーで行い、前記第２の脱硫処理を転炉装入鍋で行う、請求項１又は２に記載の溶銑の脱硫方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼プロセスにおける溶銑の脱硫方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉から出銑された溶銑に対しては、転炉による脱燐、脱炭処理の前に溶銑予備処理として脱硫処理が施される。品質の良い鋼を製造するためには精錬工程におけるＳの残留を極力抑えることが望ましいことから、Ｓの更なる低減のため、従前より様々な脱硫方法が開発されてきた。
【０００３】
特許文献１には、溶銑に複数回脱硫材を投入して攪拌する脱硫方法において、脱硫材投入時の攪拌力を調節して新たに投入する脱硫剤をスラグに接触しやすくする技術が開示されている。これにより、溶銑の表面に直接脱硫剤が接触することによる凝集を回避し、脱硫剤の反応効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８４４６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の脱硫方法によれば、溶銑中のＳを低減することは可能となるが、脱硫処理後のスラグの排滓時には、排出しきれないスラグが溶銑鍋内に残留する。このスラグは溶銑と共に転炉に注がれることになるため、転炉における酸化精錬により復硫が発生し、転炉精錬後の溶鋼のＳ濃度が転炉装入時の溶銑のＳ濃度よりも高くなる。即ち、転炉内に持ち込まれるスラグのＳが溶鋼中のＳを増加させる一因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、転炉内に持ち込まれるＳを低減し、精錬後の溶鋼中のＳを低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、溶銑の脱硫方法であって、容器に入った溶銑の脱硫処理を複数回行う際に、第１の脱硫処理後に排滓を行い、第２の脱硫処理後に再度排滓を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
転炉内に持ち込まれるＳを低減し、精錬後の溶鋼中のＳを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る製鋼設備の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る溶銑の脱硫方法のフローを示す図である。
【図３】脱硫処理を１回のみ実施した場合の溶銑およびスラグのＳ濃度を示す図である。
【図４】脱硫処理を２回実施し、１回目と２回目の脱硫処理の間に排滓を実施した場合の溶銑およびスラグのＳ濃度を示す図である。
【図５】１回目の脱硫処理時の脱硫材原単位と２回目の脱硫処理時の脱硫材原単位の違いによる転炉インプットＳ濃度の変動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１１】
本実施形態では図１に示す製鋼設備１を用いて溶銑Ｍの脱硫処理を行う。高炉２からの出銑と転炉５への溶銑装入までの流れは概ね図２に示す通りである。
【００１２】
まず、高炉２から出銑された溶銑Ｍをトーピードカー３に装入し、転炉精錬設備に向けて搬送する。この間にトーピードカー内の溶銑Ｍに対し、１回目の脱硫処理を実施する。１回目の脱硫処理の方法は特に限定されるものではなく、例えば溶銑中に脱硫材をインジェクションする方法が採用される。この脱硫処理により、溶銑中のＳが減少し、代わりにスラグ中のＳが増加する。なお、１回目の脱硫処理の前に排滓（前排滓）を実施しても良い。
【００１３】
続いて、トーピードカー内のスラグの排滓を行う。即ち、転炉装入鍋４に溶銑Ｍを入れる前にＳ濃度が上昇したスラグを一度排滓する。スラグの排滓機（不図示）は構造上、全てのスラグを排出することは困難であるため、排滓時には通常、一定量のスラグがトーピードカー３に残留する。本実施形態においても、スラグ排滓後のトーピードカー３の内部には一定量のスラグが残留する。このスラグ中には溶銑Ｍから除去されたＳが含まれているため、出銑時のスラグよりもＳ濃度が高くなっている。
【００１４】
次に、トーピードカー内の溶銑Ｍを転炉装入鍋４に入れる。このときトーピードカー内のスラグも共に転炉装入鍋４に注がれる。即ち、１回目の脱硫処理後のスラグ中のＳが転炉装入鍋４に持ち込まれる。
【００１５】
続いて、転炉装入鍋４を搬送台車に載せ、転炉５に向けて搬送する。この間に転炉装入鍋４の溶銑Ｍに対し、２回目の脱硫処理を実施する。２回目の脱硫処理の方法は特に限定されるものではなく、例えばＫＲ脱硫設備による脱硫方法が採用される。２回目の脱硫処理により、溶銑中のＳは更に減少し、溶銑Ｍは転炉装入に適したＳ濃度となる。
【００１６】
その後、転炉装入鍋４のスラグの排滓を行う。前述の通り、スラグの排滓機（不図示）は構造上、スラグの排出量に限界があることから、排滓後の転炉装入鍋内には一定量のスラグが残留する。このスラグには、トーピードカー３から持ち込まれたスラグのＳと、２回目の脱硫処理により溶銑Ｍから除去されたＳが含まれている。スラグの排滓後、転炉装入鍋４の溶銑Ｍを転炉５に装入し、転炉精錬が開始される。
【００１７】
溶銑Ｍに脱硫材を複数回投入する従来の脱硫方法では、１回目の脱硫処理後にスラグの排滓を実施せずに２回目の脱硫処理を開始するため、２回目の脱硫処理後の排滓時には、スラグに脱硫処理２回分のＳが含まれている。このため、２回目の脱硫処理後の排滓を実施した後の鍋内にはＳ濃度が高いスラグが残留している。一方、本実施形態の脱硫方法によれば、１回目の脱硫処理と２回目の脱硫処理の間に一度排滓（第１の排滓）を実施していることから、１回目の脱硫処理で溶銑Ｍから除去したＳを２回目の脱硫処理を開始する前に一定量排出している。これにより、２回目の脱硫処理後の再度の排滓（第２の排滓）の実施した際には、鍋内に残留するスラグのＳ濃度が第１の排滓を実施しない場合よりも低濃度となる。
【００１８】
本実施形態においても従来と同様、転炉装入鍋４から転炉５に溶銑Ｍが装入される際に溶銑Ｍと共にスラグが移動して転炉内にＳが持ち込まれるが、本実施形態では転炉装入鍋４に残留するスラグのＳ濃度が従来よりも低いため、結果として転炉５に持ち込まれるＳも少なくなる。これにより、出鋼後の溶鋼中のＳを低減することが可能となる。
【００１９】
なお、本実施形態では、１回目の脱硫処理をトーピードカー３で実施し、２回目の脱硫処理を転炉装入鍋４で実施することとしたが、脱硫処理をどの容器で実施するかは特に限定されず、別の容器に溶銑Ｍを移して脱硫処理を実施しても良い。また、脱硫処理の回数は２回に限定されず、更に複数回であっても良い。また、同一容器内で複数回の脱硫処理を実施しても良い。ただし、同一容器内で複数回の脱硫処理を実施すると、物流が停滞するため、異なる容器で実施することが好ましい。特に、トーピードカー３と転炉装入鍋４は高炉２から転炉５までの溶銑Ｍの搬送に通常利用されるものであることから、生産性の低下を抑えるという観点では、第１の脱硫処理をトーピードカー３で実施し、第２の脱硫処理を転炉装入鍋４で実施することが好ましい。
【００２０】
また、第１の脱硫処理および第２の脱硫処理を実施する際には、第１の脱硫処理時の脱硫剤原単位と第２の脱硫処理時の脱硫剤原単位の関係が、０．３≦第１の脱硫処理時の脱硫材原単位／（第１の脱硫処理時の脱硫材原単位＋第２の脱硫処理時の脱硫材原単位）≦０．９を満たすことが好ましい。これにより、転炉装入鍋４に残留するスラグのＳを更に低減することができる。第１の脱硫処理時の脱硫材原単位／（第１の脱硫処理時の脱硫材原単位＋第２の脱硫処理時の脱硫材原単位）の値が０．３よりも小さい場合は、１回目の脱硫処理後のスラグ量が少なく、排滓作業がし難くなり、十分に排滓ができないおそれがある。その結果、スラグ中のＳが多く残るおそれがある。一方、上記の値が０．９よりも大きい場合は、２回目の脱硫処理後のスラグ量が少なく、同様に十分な排滓作業ができず、スラグ中のＳが多く残るおそれがある。第１の脱硫処理時の脱硫材原単位／（第１の脱硫処理時の脱硫材原単位＋第２の脱硫処理時の脱硫材原単位）の好ましい下限値は０．５である。また、第１の脱硫処理時の脱硫材原単位／（第１の脱硫処理時の脱硫材原単位＋第２の脱硫処理時の脱硫材原単位）の好ましい上限値は０．８である。
【００２１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【実施例１】
【００２２】
脱硫処理のシミュレーションを実施し、脱硫処理の開始からスラグ排滓までの過程における溶銑およびスラグのＳ濃度を算出した。本実施例では、本発明の比較例としての脱硫方法と、本発明に係る脱硫方法といった２つの脱硫方法を想定してシミュレーションを実施した。比較例の脱硫方法は、脱硫処理を１回のみ実施した後、排滓を行う方法である。また、本発明に係る脱硫方法は、脱硫処理を計２回実施することとし、１回目の脱硫処理と２回目の脱硫処理との間に排滓を実施し、２回目の脱硫処理後に再度排滓を行う方法である。
【００２３】
シミュレーションの前提条件は下記の通りである。
高炉出銑時の溶銑Ｓ濃度＝０．０２％
高炉出銑時のスラグＳ濃度＝０．３０％
出銑時スラグ量＝３．３ｋｇ／ｔ
脱硫剤投入量＝１０ｋｇ／ｔ（本発明に係る脱硫方法の場合：１回目の脱硫処理時の脱硫剤投入量＝５ｋｇ／ｔ、２回目の脱硫処理時の脱硫剤投入量＝５ｋｇ／ｔ）
排滓後残留スラグ＝３ｋｇ／ｔ
−ｌｎ（脱硫後溶銑Ｓ濃度／脱硫前溶銑Ｓ濃度）／脱硫剤原単位＝０．３
転炉装入時の溶銑Ｓ濃度＝０．００１％
【００２４】
比較例の脱硫方法を実施した場合の溶銑およびスラグのＳ濃度を図３に示す。また、本発明に係る脱硫方法を実施した場合の溶銑およびスラグのＳ濃度を図４に示す。なお、スラグのＳ濃度はスラグ量を溶銑量に換算して算出したものであり、スラグ中のＳと溶銑量から算出している。
【００２５】
図３に示すように比較例の脱硫方法では、排滓後の溶銑のＳ濃度とスラグのＳ濃度の合計が６０ｐｐｍとなった。一方、図４に示すように本発明に係る脱硫方法によれば、２回目の排滓後の溶銑のＳ濃度とスラグのＳ濃度の合計が５０ｐｐｍとなった。いずれの脱硫方法においても、脱硫処理後の最終的な溶銑のＳ濃度に違いはないが、スラグのＳ濃度に違いが生じている。これは、比較例の脱硫方法においては排滓時のスラグに、脱硫処理過程で除去されたＳが全て含まれていることにより排滓後に鍋内に残留するスラグのＳ濃度が高くなるためである。また、例えば脱硫剤を２回に分けて溶銑に投入する脱硫方法であっても、１回目の脱硫処理と２回目の脱硫処理の間に排滓を実施しなければ、排滓時のスラグのＳ濃度は同様に高くなる。
【００２６】
一方、本発明に係る脱硫方法では、１回目の脱硫処理と２回目の脱硫処理の間に一度排滓を実施しているため、２回目の脱硫処理後の排滓を実施した後のスラグのＳ濃度は比較的低くなる。したがって、本発明に係る脱硫方法によれば、転炉装入前のスラグのＳ濃度を低減させることができ、転炉に持ち込まれるＳを低減することができる。
【実施例２】
【００２７】
本発明に係る脱硫方法において、１回目の脱硫処理時の脱硫剤原単位と、２回目の脱硫処理時の脱硫剤原単位を変えて実施例１と同様のシミュレーションを実施した。その際の転炉インプットＳ濃度（即ち、最終排滓時の溶銑およびスラグのＳ濃度の合計）を算出した。その結果を図５に示す。
【００２８】
図５に示すように１回目の脱硫処理時の脱硫剤原単位が少なすぎる場合、あるいは多すぎる場合には、転炉インプットＳ濃度の低減効果は小さかった。図５の結果によれば、本発明に係る脱硫処理を実施する際には、０．３≦１回目の脱硫処理時の脱硫剤原単位／（１回目の脱硫処理時の脱硫剤原単位＋２回目の脱硫処理時の脱硫剤原単位）≦０．９を満たすことが好ましい。これにより転炉インプットＳ濃度を大きく低減することができる。また、転炉インプットＳ濃度を更に低減させるためには、１回目の脱硫処理時の脱硫剤原単位／（１回目の脱硫処理時の脱硫剤原単位＋２回目の脱硫処理時の脱硫剤原単位）の値を０．５以上、０．８以下とすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、溶銑の脱硫処理に適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１    製鋼設備
２    高炉
３    トーピードカー
４    転炉装入鍋
５    転炉
Ｍ    溶銑
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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