(57)【要約】【課題】脱燐反応の促進と反応生成物からの復燐を抑制して溶銑の全体の脱燐率を高めることができるアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法を提供する。【解決手段】高炉より出銑された溶銑をトーピードカーにて脱燐処理を行うに際し、アルミナとＣａＯおよび混錬ダスト等の酸化剤を事前に配合したフラックスを用い、かつ該フラックスを溶銑中に浸漬した浸漬ランスから吹き込むと同時に、上部に設置した吹酸ランスから酸素吹き付けを行うアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉より出銑された溶銑をトーピードカーにて脱燐処理を行うに際し、アルミナとＣａＯおよび混錬ダスト等の酸化剤を事前に配合したフラックスを用い、かつ該フラックスを溶銑中に浸漬した浸漬ランスから吹き込むと同時に、上部に設置した吹酸ランスから酸素吹き付けを行うことを特徴とするアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法。
【請求項２】
請求項１に記載された溶銑の脱燐方法であって、上部ランスから気体酸素と混合したＣａＯ粉体を吹き付けることを特徴とするアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載された溶銑の脱燐方法であって、インジェクション用フラックスの配合組成として、Ａｌ２  Ｏ３  ／ＣａＯ＝０．１５〜０．３とし、かつ、酸化剤の配合比が１０〜５０％であることを特徴とするアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載された溶銑の脱燐方法であって、上部ランスから吹き付けるＣａＯ粉体の原単位が全ＣａＯ原単位中の１０〜３０％であることを特徴とするアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法。
【請求項５】
請求項１〜４に記載された溶銑の脱燐方法であって、使用する気体酸素の比率が全酸素原単位中の２０〜７０％であることを特徴とするアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉から出銑された溶銑の搬送するトーピードカーを利用した溶銑の脱燐方法に関し、詳しくは脱燐反応の促進と反応生成物からの復燐を抑制して溶銑の全体の脱燐率を高めることができるアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶銑は溶銑鍋やトーピードカー等の搬送装置で製鋼工程に搬送され、その搬送過程あるいは製鋼工場内で、脱硫、脱燐フラックスを吹き込んだり、酸素を吹酸を付加することなどにより予め脱硫、脱燐のいわゆる溶銑の予備処理を施してから転炉、上底吹き転炉などの精錬炉に装入されて脱炭精錬が行われる。この溶銑の予備処理としては、例えば特開昭６３−８６８１０号公報（特許文献１）に記載するように、脱硫処理後に、スラグ組成をＳｉＯ２  とＰ２  Ｏ５  の合計量に対するＣａＯ量の比が３以上になるように調整して復燐を防止しながら脱燐を行う方法が提案されている。
【０００３】
さらに、特開２００２−１０５５１９号公報（特許文献２）に記載された生石灰とアルミドロスを浸漬ランスを用いて吹き込み脱硫処理を行った後に、浸漬ランスから生石灰などの脱燐フラックスを吹き込んで、同時に上方ランスから酸素を溶銑に吹き付けて脱燐処理を行うに当たり、脱燐処理開始時のスラグ塩基度を２〜７、Ａｌ２  Ｏ３  濃度を５〜２５％にしてスラグの液相率を高めて脱燐処理することが提案されている。
【０００４】
一方、溶銑中の炭素濃度の低下を抑制しながらスラグの液相率を高めて、脱硫、脱燐反応を向上させる方法として、特開２００２−１０５５２０号公報（特許文献３）が提案されている。この方法は、溶銑の予備処理（脱硫、脱燐）の処理前半のフラックスの添加をＣａＯ量の比が２〜３．５になるように、かつ後半を酸素量に対するフラックス中のＣａＯ量の比を０．８〜１．２となるようにして予備処理するものである。
【０００５】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開昭６３−８６８１０号公報）
（２）特許文献２（特開２００２−１０５５１９号公報）
（３）特許文献３（特開２００２−１０５５２０号公報）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の方法では、スラグの塩基度が高くなるため、特にホタル石を使用しない場合には滓化不良を招いてスラグの液相率が低下して脱燐反応も悪くなり、脱燐に限界を生じて最終の到達燐濃度が高くなる。この到達燐濃度を低下させるためには、さらに多量の生石灰が必要となり、フラックス原単位や処理コストの上昇、スラグ滓化不良に起因するサンプリングなどの作業性の悪化するという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２の方法では、スラグの液相率を高めることである程度の脱燐反応を促進できるが、脱燐反応をして浮上した溶融スラグの場合には処理後の復燐反応が生じ、溶銑の最終の到達燐濃度を低減することができず、復燐を考慮して溶銑の脱燐処理の燐濃度を過剰に低減することにより、フラックスの増加や処理コストの増加などを招くという問題がある。さらに、特許文献３の方法では、予備処理の前半を酸素ポテンシャルを低くして脱硫を促進し、後半でスラグの液相率を高めて脱燐処理するため、スラグの液相化に時間を要して処理時間が長くなったり、復硫するなどの課題がある。しかも、上述した特許文献２と同様の問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、本発明では、浸漬ランスから吹き込む脱燐フラックスに、ＣａＯ、Ａｌ２  Ｏ３  、ミルスケールに混練ダスト等の酸化鉄（Ｆｅ２  Ｏ３  ）を混合して吹き込むことにより、フラックスの溶融化によるフラックスと溶銑との反応を促進することにより、脱燐効率を高めて効率の良い脱燐処理を行う。同時に、Ｐ２  Ｏ５  を補足して浮上した溶融スラグ中のＰ２  Ｏ５  が不安定であり、復燐するため、トップスラグ移行後に浮遊するフラックスに、ＣａＯ粉と酸素を吹き付けることにより、４ＣａＯ・Ｐ２  Ｏ５  を生成させ、さらに、トップスラグの高塩基度化により、復燐し難いスラグ組成にすることができる。そして、脱燐処理の到達燐濃度を目標の値に維持することができ、後工程である脱炭精錬炉での脱燐用の副原料の節減などが可能となり、総合的な精錬の負荷を軽減することができるアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法を提供する。
【０００９】
その発明の要旨とするところは、
（１）高炉より出銑された溶銑をトーピードカーにて脱燐処理を行うに際し、アルミナとＣａＯおよび混錬ダスト等の酸化剤を事前に配合したフラックスを用い、かつ該フラックスを溶銑中に浸漬した浸漬ランスから吹き込むと同時に、上部に設置した吹酸ランスから酸素吹き付けを行うことを特徴とするアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法。
（２）前記（１）に記載された溶銑の脱燐方法であって、上部ランスから気体酸素と混合したＣａＯ粉体を吹き付けることを特徴とするアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法。
【００１０】
（３）前記（１）または（２）に記載された溶銑の脱燐方法であって、インジェクション用フラックスの配合組成として、Ａｌ２  Ｏ３  ／ＣａＯ＝０．１５〜０．３とし、かつ、酸化剤の配合比が１０〜５０％であることを特徴とするアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法。
（４）前記（１）〜（３）に記載された溶銑の脱燐方法であって、上部ランスから吹き付けるＣａＯ粉体の原単位が全ＣａＯ原単位中の１０〜３０％であることを特徴とするアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法。
（５）前記（１）〜（４）に記載された溶銑の脱燐方法であって、使用する気体酸素の比率が全酸素原単位中の２０〜７０％であることを特徴とするアルミナを用いたトーピードカーによる溶銑の脱燐方法にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る溶銑の脱燐方法に用いる予備処理装置の全体概略図である。図１に示すように、予備処理装置１は、溶銑２を入れた容器であるトーピードカー４と、トーピードカー４の上方に、先端に複数の吐出孔５を設けたランス６と、溶銑２の表面およびスラグに酸素を吹き付ける上吹きランス７を備えている。また、ランス６に不活性ガスを供給する不活性ガスの圧力源に連通し、不活性ガスと共にＡｌ２  Ｏ３  とＣａＯと酸化剤の混合フラックス３を吹き込む。一方、上吹きランス７から酸素とＣａＯ粉体８を吹き付け、脱燐を促進させる。なお、符号９は復燐状態を示す。
【００１２】
上述のように、高炉より出銑された溶銑をトーピードカーにて脱燐処理を行う場合、アルミナ（Ａｌ２  Ｏ３  ）とＣａＯおよび混錬ダスト等の酸化剤を事前に配合したフラックスを用い、かつ該フラックスを溶銑中に浸漬した浸漬ランスから吹き込むと同時に、上部に設置した吹酸ランスから酸素吹き付けを行うものである。この場合のインジェクション脱燐においては、吹き込んだフラックスの浮上中の融体化が重要であって、フッ素レス条件下での脱燐フラックスとして、低融点組成であるＣａＯ−Ａｌ２  Ｏ３  系化合物が有効であることに着目し、かつ最適配合組織は、Ａｌ２  Ｏ３  ／ＣａＯとして０．１５〜０．３、かつ、インジェクションフラックス中の酸化剤の重要配合比率が１０〜５０％とすることが重要であることを見出した。
【００１３】
インジェクション用フラックスの配合組成として、Ａｌ２  Ｏ３  ／ＣａＯ＝０．１５〜０．３とした理由は、０．１５未満ではフラックスの融体化が不足し、トランジトリー反応（吹き込まれたフラックスの浮上中の反応）効率の低下（脱燐効率の低下）を招く。また、０．３を超えると、脱燐生成物としてのＰ２  Ｏ５  を固定すべきＣａＯが不足するため、結果的に脱燐効率が悪化する。すなわち、インジェクションフラックス自体の脱燐能力が低下する。従って、その範囲を０．１５〜０．３とした。
【００１４】
かつ、インジェクションフラックス中の酸化剤の配合比が１０〜５０％とする理由は、脱燐フラックスとしての酸素ポテンシャル低下に伴うトランジトリー反応効率の低下による脱燐効率に低下を招く。また、５０％を超えると脱炭反応の激化に伴うスロッピング発生などの作業性悪化が問題になる。従って、その範囲を１０〜５０％とした。
【００１５】
さらに、インジェクション脱燐の問題点としては、一旦反応した脱燐反応生成物がトップスラグから復燐するという現象の回避が困難であるということがある。これは、フラックスの融体化が進むとさらに顕著となり、脱燐終了後の復燐が大きくなる。これを防止するためには、脱燐反応生成物（Ｐ２  Ｏ５  ）を含んで浮上してきたフラックスが、マトリックススラグへ取り込まれる前に、難復燐組成に制御することが重要である。その具体的な手段としては、熱補償用として上部から供給される気体酸素のＣａＯを混合し、浮上してきた脱燐反応生成物（３ＣａＯ・Ｐ２  Ｏ５  ）をよりＣａＯと反応させることによって強固な鉱物組成（３ＣａＯ・Ｐ２  Ｏ５  ＋４ＣａＯ・Ｐ２  Ｏ５  ）とすることにある。
【００１６】
インジェクションによる脱燐反応（トランジトリー反応）はフラックスの融体化により著しく促進される。しかしながら、融体化したフラックス中に取り込まれたＰ２  Ｏ５  はフラックスが融体化したままスラグへ移行すると、液相スラグからの復燐が極めて早い段階で起こる。一方浮上中のフラックス中に脱燐反応生成物の大部分は３ＣａＯ・Ｐ２  Ｏ５  の形で取り込まれて存在しており、この反応生成物をさらにＣａＯと反応させることで、より安定な脱燐化合物（４ＣａＯ・Ｐ２  Ｏ５  ）を生成させることが可能となる。さらに、上部から供給するＣａＯによってトップスラグそのものの塩基度も上昇し、スラグ固化も達成されるため、トップスラグ組成としては極めて復燐の起こりにくい組成となる。
【００１７】
上述することから、熱補償用として上部から供給される気体酸素にＣａＯを混合し、浮上してきた脱燐反応生成物（３ＣａＯ・Ｐ２  Ｏ５  ）をよりＣａＯと反応させることによって強固な鉱物組成（３ＣａＯ・Ｐ２  Ｏ５  ＋４ＣａＯ・Ｐ２  Ｏ５  ）とすることにある。その上部ランスから気体酸素と混合したＣａＯ粉体を吹き付けるＣａＯ粉体の原単位が全ＣａＯ原単位中の１０〜３０％である理由は、１０％未満では、脱燐生成物を固定すべくＣａＯが不足し、トップスラグからの復燐が促進され所定の〔Ｐ〕濃度確保が困難となる。また、３０％を超えるとトランジトリー反応効率の低下による全体の脱燐反応としての効率が悪化する。従って、その範囲を１０〜３０％とする。
【００１８】
使用する気体酸素の比率が全酸素原単位中の２０〜７０％とする。その理由は、２０％未満では脱燐効率は良好であるものの、処理中の温度低下が促進され、後工程での熱補償等の作業性悪化や昇温コストの増大が問題となる。また、５０％を超えると脱炭反応の激化に伴うスロッピング発生などの作業性悪化が問題となることから、その範囲を２０〜７０％とした。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
溶銑２５０トンをトピードカーに受銑し、この溶銑に生石灰の吹き込み量１５〜２０ｋｇ／Ｔ・溶銑、酸化鉄（ダスト・スケール）２０〜４０ｋｇ／Ｔ・溶銑、酸素吹き込み３〜７Ｎｍ３  ／Ｔ・溶銑で行い、表１に示すインジェクションフラックス組成（Ａｌ２  Ｏ３  ／ＣａＯ）、フラックス中酸化剤比率（％）、上吹きＣａＯ粉体供給比率（％）、気酸比率（％）を変化さて処理を行った。そして、この時のガス吹き込み後の〔％Ｐ〕およびスロッピング発生状況、脱炭工程での熱補償、それらの総合評価について調査した。その結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜１０は本発明例であり、Ｎｏ．１１〜１８は比較例、Ｎｏ．１９は従来例である。比較例Ｎｏ．１１はインジェクションフラックス組成比率（Ａｌ２  Ｏ３  ／ＣａＯ）が低く、かつ上吹きＣａＯ粉体供給比率（％）が高いため、処理後の復燐が起こり燐の含有量が高い。比較例Ｎｏ．１２はインジェクションフラックス組成比率（Ａｌ２  Ｏ３  ／ＣａＯ）が高いために、処理後の復燐が起こり燐の含有量の高い。比較例Ｎｏ．１３はフラックス中酸化剤比率（％）が低いため、処理後の復燐が起こり燐の含有量の高いことが分かる。比較例Ｎｏ．１４はインジェクションフラックス組成比率（Ａｌ２  Ｏ３  ／ＣａＯ）が高く、かつフラックス中酸化剤比率（％）が高いため、スロッピングの発生が見られる。
【００２２】
比較例Ｎｏ．１５は上吹きＣａＯ粉体供給比率（％）が低いため、比較例Ｎｏ．１６は上吹きＣａＯ粉体供給比率（％）が高いために、いずれも処理後の復燐が起こり燐の含有量の高い。比較例Ｎｏ．１７は上吹きＣａＯ粉体供給比率（％）が高く、気酸化率が低いために、脱炭工程での熱補償を必要とする。比較例Ｎｏ．１８は気酸化率が高いために、スロッピングの発生が見られた。また、従来例Ｎｏ．１９は単独添加のために処理後の復燐が起こり燐の含有量の高い。これに対し、本発明例であるＮｏ．１〜１０のいずれも処理後の復燐を抑え、かつスロッピングの発生、脱炭工程での熱補償も必要のないことが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により溶融スラグから溶銑への復燐を抑制し、スラグの固化によりさらに復燐を確実に防止することができる。また、脱燐処理の到達燐濃度を目標の値に維持することができ、使用する脱燐フラックスの節減、処理時間の短縮、後工程である精錬炉での脱燐用の副原料の節減などが可能となり、精錬の負荷を軽減することができる等極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶銑の脱燐方法に用いる予備処理装置の全体概略図である。
【符号の説明】
１  予備処理装置
２  溶銑
３  フラックス
４  トーピードカー
５  吐出孔
６  ランス
７  上吹きランス
８  酸素とＣａＯ粉体
９  復燐状態
【図１】
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