(57)【要約】【課題】余分な設備、副原料、人手、時間などを必要とすることなく、脱硫スラグを路盤材や骨材などとして利用できる改質スラグとする方法を提供する。【解決手段】溶銑の脱硫処理により発生した脱硫スラグ、あるいは溶銑の脱珪・脱硫処理により発生した脱硫スラグを次チャージ以降にリサイクルし、新たな溶銑を注入して脱珪処理する。脱珪処理と同時に脱硫スラグ中に残存しているＣａＯを固定でき、Ｎａ２Ｏを蒸発させてスラグの改質を行うことができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑の脱硫処理により発生した脱硫スラグを次チャージ以降にリサイクルし、新たな溶銑を注入して脱珪処理することを特徴とするスラグの改質方法。
【請求項２】
溶銑の脱珪・脱硫処理により発生した脱硫スラグを次チャージ以降にリサイクルし、新たな溶銑を注入して脱珪処理することを特徴とするスラグの改質方法。
【請求項３】
溶銑を処理した反応容器にスラグを残したまま、新たに次チャージの溶銑を注入する請求項１または２に記載のスラグの改質方法。
【請求項４】
溶銑を処理した反応容器からスラグを排出し、次チャージ以降の溶銑を処理する時に反応容器に再度装入する請求項１または２に記載のスラグの改質方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶銑の脱硫処理あるいは脱珪・脱硫処理により発生したスラグの改質方法に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】特開２００２−３０３２０号公報
【特許文献２】特開２００１−２７１１１１号公報
【０００３】
【従来の技術】
銑鉄を原料とする鋼の精錬プロセスでは、溶銑に脱硫剤を投入して溶銑の脱硫処理を行っている。近年における鋼材使用環境の厳格化に伴い、硫黄や珪素などの鋼中不純物元素の低減に対する要求は厳しくなっており、こうした中で硫黄、珪素、リンなどを事前に取り除く、いわゆる溶銑予備処理技術が発展してきている。
【０００４】
この溶銑予備処理においては、上記の特許文献１に示されるように、転炉、鍋、混銑車などの反応容器に溶銑を装入し、脱硫剤を投入することにより銑鉄中の硫黄分をＣａＳ，Ｎａ２Ｓ等としてスラグ側に移行させている。また上記の特許文献２に示されるように、脱硫剤の投入に先立ち、溶銑に生石灰と酸素源とを添加して脱珪処理を行うことも行われている。これらの処理に伴い大量の脱硫スラグや脱珪・脱硫スラグが発生するため、埋め戻し材や路盤材などとして処分されている。
【０００５】
ところが脱硫剤に石灰系の副原料を使用した場合には、処理後に発生する脱硫スラグには溶融していない石灰分が残留し、時間の経過とともに粉化して脆くなるため、脱硫スラグを路盤材や骨材などとして利用するうえで問題がある。また脱硫剤にソーダ灰が含まれている場合には脱硫スラグにナトリウム分が残留するため、脱硫スラグをアルカリ規制のある用途には利用できないという問題がある。このため反応容器から排出されたスラグに副原料を投入して改質処理を施し、残留している石灰分などを減少させることが行われているが、そのための設備、副原料、人手、時間などが必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、余分な設備、副原料、人手、時間などを必要とすることなく脱硫スラグを改質し、路盤材や骨材などとして利用できる改質スラグとすることができるスラグの改質方法を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明は、溶銑の脱硫処理により発生した脱硫スラグを次チャージ以降にリサイクルし、新たな溶銑を注入して脱珪処理することを特徴とするものである。また同一の課題を解決するためになされた請求項２の発明は、溶銑の脱珪・脱硫処理により発生した脱硫スラグを次チャージ以降にリサイクルし、新たな溶銑を注入して脱珪処理することを特徴とするものである。いずれの発明においても、溶銑を処理した反応容器にスラグを残したまま、新たに次チャージの溶銑を注入する方法あるいは、溶銑を処理した反応容器からスラグを排出し、次チャージ以降の溶銑を処理する時に反応容器に再度装入する方法を取ることができる。この溶銑を処理する時とは、スラグを反応容器へ再度装入する際には溶銑を反応容器に装入する前でも後でもかまわない。
【０００８】
本発明においては、従来は脱硫処理後に反応容器から排出されていたスラグを次チャージ以降にリサイクルする。リサイクルしたチャージにおいては新たな溶銑を注入して従来と同様に脱珪処理が行われるが、この際にスラグ中に残留していたＣａＯはＳｉＯ２と反応して吸水や膨張のない安定な化合物を形成する。また残留していたナトリウム分も蒸発する。従って本発明によれば、溶銑の脱珪処理と同時にスラグの改質を行うことができ、スラグ改質のために余分な設備、副原料、人手、時間などを必要とすることがない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を示す。
図１に示すように、先ず反応容器１に溶銑が装入される。反応容器１としては図示のような転炉でも鍋でも混銑車でもよい。次に反応容器１内に生石灰などの脱珪剤と酸素源とを添加して通常の脱珪処理が行われる。酸素源はランス５による酸素吹き込みであっても、酸素を含有する副原料の投入であってもよい。これにより溶銑中の珪素はＳｉＯ２となってスラグ側に移行する。更に反応容器１内に生石灰やソーダ灰などの脱硫剤２が投入され、通常の脱硫が行われる。このとき必要に応じて攪拌を行うことができる。この結果、前記したように溶銑中の硫黄がＣａＳ，Ｎａ２Ｓ等としてスラグ側に移行し、反応容器１内に脱硫スラグ３が生成される。
【００１０】
脱硫処理が完了したのち、反応容器１から溶銑が出湯される。従来はこれに続いて脱硫スラグ３も反応容器１から排出していたのであるが、本発明ではこの脱硫スラグ３をリサイクルし、次チャージ以降の溶銑の脱珪あるいは脱珪脱硫処理に使用する。具体的には高温の脱硫スラグ３を反応容器１に残したまま、新たに溶銑を注入すればよい。この方法によれば一回の処理ごとにスラグ３を反応容器１から排出する必要がない。しかし溶銑を処理した反応容器１からスラグを排出し、次チャージ以降の溶銑を処理する時に反応容器１に再度装入することもできる。
【００１１】
改質を実施するチャージにおいては、先ず脱珪処理が行われる。この脱珪処理と同時に、リサイクルされた脱硫スラグ３中に残存しているＣａＯはＳｉＯ２と反応し、ｎＣａＯ・ＳｉＯ２となってスラグの改質が行われる。ＣａＯとは異なりこのｎＣａＯ・ＳｉＯ２は吸水性や膨張性のない安定した物質であるため、脱硫スラグ３を路盤材や骨材などとして利用する場合にも、問題を生じない。また脱硫剤としてソーダ灰を使用した場合には脱硫スラグ３中にナトリウム分が残留しているが、脱珪処理によりナトリウム分が蒸発してナトリウム分が減少したスラグに改質される。このため脱硫スラグ３を路盤材や骨材などとして利用し易くなる。
【００１２】
その後、従来と同様に更に脱硫処理が施され、反応容器１から脱珪・脱硫された溶銑が出湯される。改質された脱硫スラグ３は任意回数リサイクルしたうえでスラグパン４に排滓されるが、改質が施されている上にその発生量は従来の数分の一になるため、後処理も容易となる。
【００１３】
上記の実施形態は請求項２の発明に対応するものであって、脱珪処理と脱硫処理とを行ったスラグを次チャージ以降にリサイクルして再び脱珪処理と脱硫処理とを行ったが、請求項１の発明では改質を実施するチャージ以前における脱珪処理は必須ではない。また何れの発明においても改質を実施するチャージにおける脱硫処理も必須ではない。すなわち請求項１の発明ではあるチャージで脱硫処理が行われており、それにより生じた脱硫スラグを次チャージ以降にリサイクルして脱珪処理することが必須条件である。なお、脱硫スラグの次チャージ以降へのリサイクルは高温におけるホットリサイクルが好ましいが、冷却されたスラグをリサイクルしても差し支えない。
【００１４】
【実施例】
次に本発明の実施例を示す。
表１に示す各条件で溶銑の処理を行い、排滓スラグの成分を測定した。実施例１と実施例２は最終チャージにも脱硫剤を添加した場合であり、実施例３は最終チャージには脱硫剤を添加しなかった場合である。また比較例１，２はスラグのリサイクルを行わない例である。表１に示されるように、本発明によれば最終チャージからの排滓スラグ中のフリーＣａＯとＮａ２Ｏを従来よりも大幅に減少させることができ、スラグの改質がなされたことが分かる。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば前チャージの脱硫スラグを次チャージにリサイクルすることにより、脱珪処理と同時にスラグの改質を行うようにしたので、従来のように余分な設備、副原料、人手、時間などを必要とすることなく脱硫スラグを改質し、路盤材や骨材などとして利用できる改質スラグとすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
１  反応容器
２  脱硫剤
３  脱硫スラグ
４  スラグパン
５  ランス
【図１】
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