(57)【要約】【課題】新たな副原料を用いたり、設備を変更することなくスロッピングを低減させることができる転炉の操業方法を提供する。【解決手段】転炉内に溶銑を注入後、吹錬を行い、吹錬開始後、酸化鉄源と、石灰石及び生石灰よりなるCaO源を投入することよりなる転炉の操業方法において、酸化鉄源のうちの一部をスロッピング終了後に分割投入してスロッピング発生前の酸化鉄源の投入量を減らし、かつCaO源の石灰石と生石灰を換算CaO量が一定で、冷却能が増えるように調整し、冷却能の増加分、CaO減と共に投入する酸化鉄源を減少させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉内に溶銑を注入後、吹錬を行い、吹錬開始後、酸化鉄源と、石灰石及び生石灰よりなるCaO源を投入することよりなる転炉の操業方法において、CaO源の石灰石と生石灰を換算CaO量が一定で、冷却能が増えるように調整し、冷却能の増加分、CaO減と共に投入する酸化鉄源を減少させることを特徴とする転炉の操業方法。
【請求項２】
酸化鉄源の投入量のうち、一部をCaO源と共に投入すると共に、他の一部をスロッピング発生期の終了時又は終了後に分割投入することを特徴とする請求項１記載の転炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吹錬時のスラグのスロッピングを低減させる転炉の操業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転炉での操業は通常、図１に示すように転炉内に冷銑やスクラップ等の冷鉄源を投入後、溶銑を注入し、ついで吹錬を行って吹き込んだ酸素O2ガスで脱C、脱Si、脱P等を行い、吹錬開始後、焼結鉱や鉄鉱石よりなる酸化鉄源、生石灰や石灰石よりなるCaO源を投入して、酸化鉄源により、酸化熱に起因する温度の上昇した溶銑の冷却と、脱Pの促進及び鉄源の添加による歩留りの確保を行い、また投入したCaO源で燐酸化物P2O5をスラグ中に取込むと共に、脱Siにより生成したSi O2に対して所定の塩基度CaO/Si O2となるように調整を行うようになっている。
【０００３】
転炉操業では、吹錬によりスラグがフォーミング（泡立ち）し、フォーミングが激しくなると、スラグが炉外に溢流するスロッピングを生ずることがあり、スロッピングが発生すると、出鋼の歩留りが低下し、炉周りの設備への地金の付着による操業ロスの増加、建屋外への発煙の原因となり、コスト増をもたらすと共に環境に悪影響を与える。こうしたスロッピングは図１に示すようにSiの酸化が終わってスラグが形成され、かつCOガスの発生量が多い脱C最盛期において特に生じ易い。そこでこの時間帯は、酸素ガスの吹込量を落としている。
【０００４】
図２は、従来考えられていたスロッピングの発生要因を示すもので、溶銑の［Si］濃度が高くなると、Siの酸化によるSi O2が増加すると共に、酸化熱に起因する溶銑の温度が上昇し、熱余りとなる。この熱余りは溶銑の温度HMTが高く、また冷銑やスクラップ等の冷鉄源に比べた溶銑の配合比率HMRが高い割合においても生ずる。
【０００５】
熱余りは焼結鉱や鉄鉱石等の酸化鉄源よりなる冷却材の投入量を増やすことにより解消されるが、酸化鉄源の投入量を増加させると、溶銑中のCと酸化鉄源中のOの反応によるC＋O＝COが促進され、発生したCOガスによりスロッピングが発生し易くなる。前記したSi O2の増加はまた、スラグ量を増し、スロッピングを発生し易くする要因となる。
【０００６】
スロッピングを抑制するアクションとしては従来、例えばランス高さや酸素O2ガスの吹込量の調整（特許文献１）、コークス、プラスチック、紙スラジ等の炭材の投入や石灰石、生石灰の投入によるスラグ塩基度の調整等が行われてきた（特許文献２〜４）。図１に示す例では、脱C最盛期のスロッピング発生時期にスロッピング抑制のため酸素ガスの吸込量を減らしている。図１に示す例においてまた、スロッピング発生期経過後、酸素ガスの吹込量を急激に減少させているのは、酸素O2ガスを吹き込む際にサブランスに当たる酸素量を低減し、サブランスの焼損を防止するためで、サンプリング後、酸素ガスの吹込量を元に戻し、サンプルの［C］濃度や［P］濃度、更には溶銑温度によって酸化鉄源の投入量を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３０２４１３号
【特許文献２】特開昭６２−５９６９号
【特許文献３】特開昭５９−２０５４１０号
【特許文献４】特開平９−２１７１０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、新たな副原料を用いたり、設備を変更することなくスロッピングを低減させることができる転炉の操業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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、転炉内に溶銑を注入後、吹錬を行い、吹錬開始後、酸化鉄源と、石灰石及び生石灰よりなるCaO源を投入することよりなる転炉の操業方法において、CaO源の石灰石と生石灰を換算CaO量が一定で、冷却能が増えるように調整し、冷却能の増加分、CaO減と共に投入する酸化鉄源を減少させることを特徴とし、
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、酸化鉄源の投入量のうち、一部をCaO源と共に投入すると共に、他の一部をスロッピング発生期の終了時又は終了後に分割投入することを特徴とする。
【００１０】
本発明者らはスロッピングに関する次のような実験を行った。
実験例１．
１２６７℃、［Si］濃度０．５８％の溶銑を入れた１８０ｔ型転炉に吹錬開始後、石灰石０．０ｔ、焼結鉱４．５ｔを投入し、スロッピングを目視にて監視した。その結果、表１に示す目視によるスロッピング判定基準は中であった。またスロッピング時並びに吹止時のスラグをサンプリングし、Ｘ線回折により分析したところ、スロッピング時のスラグからCaO・SiO2（モノカルシウムシリケート、融点１４６０℃）を主体にFe2O3等の酸化物を検出し、Ｔ．Ｆｅは１４．１４％であった。またサンプリングした吹止時のスラグから2CaO・SiO2（ダイカルシウムシリケート、融点２１３０℃）を主体にFeO・MnO等の酸化物を検出した。このときのＴ．Ｆｅは１２．２８％であった。
【００１１】
実験例２．
１２６６℃、［Si］濃度０．５８％の溶銑を入れた１８０ｔ型転炉に吹錬開始後、石灰石３．５ｔ、焼結鉱３．７ｔを投入し、スロッピングを監視した。その結果、表１に示すスロッピング判定基準は小であった。またスロッピング時と吹止時のスラグをサンプリングし、Ｘ線回折により分析したところ、スロッピング時のサンプルからCaO・SiO2を主体にFe2O3等の酸化物を検出し、このサンプルのＴ．Ｆｅは１０．５４％であった。また吹上時のサンプルから２CaO・SiO2を主体にFeO・MnO等の酸化物を検出し、このサンプルのＴ．Ｆｅは１２．１１％であった。
【００１２】
実験例３．
１２３８℃、［Si］濃度０．６２％の溶銑を入れた１８０ｔ型転炉に吹錬開始後、石灰石８．０ｔ、焼結鉱０．０ｔを投入し、スロッピングを監視した結果、表１に示す判定基準は極小であった。またスロッピング時と吹止時のスラグをサンプリングし、Ｘ線回折により分析したところ、スロッピング時のサンプルからCaO・SiO2を主体にFe2O3等の酸化物を検出し、このサンプルのＴ．Ｆｅは６．３８％であった。また吹上時のサンプルから２CaO・SiO2を主体にFeO・MnO等の酸化物を検出し、このサンプルのＴ．Ｆｅは１３．３９％であった。
以上の結果を以下の表２に示す。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
【表２】
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【００１５】
実験例１〜３から吹止時のスラグに比べ、吹錬時のスラグは融点が低いCaO・SiO2を主体とすることからフォーミングし易い性状と考えられること、焼結鉱の投入量が多いと、Ｔ．Ｆｅが増してフォーミングし易い性状になること、石灰石の投入量が少なくCaOが少ないと、塩基度CaO/SiO2が低下してフォーミングし易い性状になること、等が判明し、このことより図２に示すスロッピング発生要因の見直しを行った。図３は、その結果を示すものである。
【００１６】
以上の結果よりスロッピングを低減するには、焼結鉱の投入量を抑え、石灰石の投入量を増やすとよいことが判明したが、焼結鉱の投入量を抑え、石灰石の投入量を増加させるにしても冷却能を損なわないようにする必要があり、投入時間の制約から石灰石の投入量にも上限がある。そこで請求項１に係る発明は、生石灰及び石灰石の換算CaO量が一定で、冷却能を増加させ、冷却能の増加分、酸化鉄源を減少させて冷却能を一定に維持し、酸化鉄減を減少させることにより、スロッピングを低減させたものである。
【００１７】
図４は、換算CaO量及び冷却能を変えないで焼結鉱を１ｔ低減させるための石灰石と生石灰の配合量を示すもので、CaOがそれぞれ５５％、９５％及び０％の石灰石、生石灰及び焼結鉱の冷却能は、生石灰１ｔ当りの冷却能を１とすると、石灰石は１．８、焼結鉱は２．８となることから、焼結鉱を１ｔ減らしたことによる冷却能の低下は、石灰石を２．３ｔ増加させ、生石灰を１．３トン減少させることで補え、また生石灰を１．３トン減少させても石灰石を２．３ｔ増加させることで換算CaO量をほぼ一定にすることができる。
【００１８】
請求項１に係る発明によると、以上のように新たな副原料を用いたり、設備を変更することなく石灰石の投入量を増やすだけで酸化鉄源（焼結鉱）の投入量を減少させ、スロッピングを抑制することができるが、石灰石の投入量には前述するように上限があることから、溶銑の［Si］濃度や溶銑の配合比率HMRが高い場合、焼結鉱の投入量を多くせざるを得なくなり、スロッピングを抑えきれない場合が生ずることが考えられる。
【００１９】
請求項２に係る発明は、図２に示す転炉操業において、酸化鉄源の一部を図５に示すようにスロッピング発生期の終了時または終了後に分割投入することで、吹錬時にCaO源と共に投入される酸化鉄源を減らすようにしたもので、本発明によると、溶銑の［Si］濃度や溶銑の配合比率HMRが高くてもスロッピングを抑制することができる。
本発明の１つの実施形態において、酸化鉄源の分割投入はスロッピング終了を目視にて確認したのち行われる。
【００２０】
図６は、焼結鉱の一部をスロッピング発生後に分割投入した場合と、分割投入しない従来法による場合のスロッピング量について示すもので、分割投入することでスロッピングが大幅に低下した。
【００２１】
なお、焼結鉱の一部を分割投入しても焼結鉱の投入総量は変わらず、これにより供給される固体酸素量も変わらないため、また反応にも充分な時間があるため脱P効率や冷却能に問題は認められなかった。
【００２２】
以上は酸化鉄源として焼結鉱を用いた例を述べたが、焼結鉱に代え、鉄鉱石を用いることもでき、また焼結鉱と鉄鉱石を共に用いることもできる。
【００２３】
請求項２に係る発明は、換算CaO及び冷却能が一定で酸化鉄源を減少させた請求項１の転炉の操業方法において実施されるが、かかる操業方法によることなく単独で独立して実施することも可能で、これにより酸化鉄源を減少させ、スロッピングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】転炉操業と、溶銑不純物の除去態様を示す図。
【図２】従来考えられていたスロッピング発生要因を示す模式図。
【図３】見直しを行ったスロッピング発生要因を示す模式図。
【図４】焼結鉱を１ｔ減少させるための石灰石と生石灰の添加量を示す図。
【図５】本発明に係る転炉操業を示す図。
【図６】１チャージ当りの焼結鉱の投入量とスロッピング量との関係を示す図。
【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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【図６】
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