(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳込み終了時に取鍋内に残存する塩基度（重量比：ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が２以上、（Ｔ．Ｆｅ）濃度が１０重量％以下の造塊スラグを溶銑鍋に入れ置きして、溶銑を溶銑鍋に注入し機械攪拌を行う溶銑の脱硫方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は造塊スラグを使用した溶銑の脱硫方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶銑の脱硫剤としては、生石灰（ＣａＯ）単独、あるいは融点を下げる目的で生石灰にＣａＦ2 を含有させたものを用いるのが一般的であり、このＣａＯが下記の反応により溶銑中の［Ｓ］と反応し、（ＣａＳ）となりスラグ中に移行することにより溶銑の脱硫を行うことができる。
【０００３】
ＣａＯ＋［Ｓ］＝（ＣａＳ）＋［Ｏ］
溶銑の脱硫処理を行った後、発生した脱硫スラグは、冷却後埋立用に使用されている。この埋立コストの低減の観点、さらに、将来的には埋立地枯渇問題の観点から埋立量を低減できる方法が望まれている。
【０００４】
また、鋳込み終了時に、取鍋内にはスラグ（以下、造塊スラグという）が取鍋底部に残存し、排滓鍋に排出される。この造塊スラグは、冷却後埋立に使用され、上記脱硫スラグと同様の問題があり埋立量を低減できる方法が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、溶銑中の［Ｓ］濃度を２０ｐｐｍ以下にする脱硫処理が可能であり、しかも脱硫スラグおよび造塊スラグ（以下、単に製鋼スラグともいう）の埋立量を低減でき、ＣａＯの使用量の低減が可能である溶銑の脱硫方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は以下の（Ａ）〜（Ｇ）の知見を得た。
（Ａ）転炉出鋼時に転炉から不可避的に流出する取鍋スラグは塩基度（重量比：ＣａＯ／ＳｉＯ2 、以下単に塩基度という）が１〜６程度であり、多くのＣａＯを含有しているため脱硫剤として利用できる可能性がある。
【０００７】
しかし、取鍋スラグを脱硫剤として使用する場合は、取鍋スラグ中の（ＦｅＯ）と溶銑中の［Ｃ］とが反応してＣＯガスが発生し、スラグフォーミングをおこし溶銑が溶銑鍋から横溢するという問題が発生するため、取鍋スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）濃度を予め低減する必要がある。
【０００８】
取鍋スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）濃度を低減する方法として、以下の（Ｂ）または（Ｃ）の方法がある。
（Ｂ）転炉出鋼の形態は溶鋼脱酸の有無により未脱酸出鋼・脱酸出鋼にわかれるが、一般的に脱酸出鋼では出鋼中に溶鉄中酸素を脱酸する金属Ａｌなどの脱酸剤を添加する。この脱酸剤のＡｌが下記式のように、取鍋スラグ中のＦｅＯを還元するため、取鍋スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）濃度は低くできる。
【０００９】
３ＦｅＯ＋２Ａｌ＝３Ｆｅ＋Ａｌ2 Ｏ3 
（Ｃ）出鋼時あるいは出鋼後にスラグ還元剤を取鍋スラグに添加し、溶鋼の脱酸処理を行わないで、取鍋スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）濃度を低くできる。
【００１０】
上記の（Ｂ）または（Ｃ）の方法の適用により、取鍋スラグの塩基度を高く維持し、しかも取鍋スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）を低くできる。
【００１１】
（Ｄ）上記（Ｂ）または（Ｃ）の処理に加えて、取鍋内の溶鋼に対して様々な二次精錬処理（バブリング、粉体吹き込み、真空脱ガス等）が一般的に適用され、取鍋スラグの組成を変化させるが、依然として取鍋スラグはＣａＯを多量に含み、しかも取鍋スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）濃度を低く保たれる。
【００１２】
（Ｅ）二次精錬終了後に取鍋は連続鋳造装置まで移送され、取鍋内溶鋼は連続鋳造設備に供給される。鋳込み終了時に、取鍋内には前記の造塊スラグが取鍋底部に残存するが、これは排滓鍋に排出される。この塊状の造塊スラグはスラグヤードに移動し、冷却後埋立に使用され、埋立処理コストがかかるという問題があり、さらに、将来的には埋立地枯渇という問題もある。
【００１３】
ＣａＯが多量に含まれていることを利用して造塊スラグを溶銑脱硫に再利用できれば、従来の造塊スラグ分の埋立量が削減でき、コストダウンが達成できる。
【００１４】
（Ｆ）塊状の造塊スラグを使用して溶銑の脱硫処理を行う手段として、機械攪拌法の適用は、塊状の造塊スラグをそのまま入れ置き等で使用できるため有用な方法であると判断できる。
【００１５】
（Ｇ）上記機械攪拌法の適用の妥当性と、溶銑中の［Ｓ］濃度を２０ｐｐｍ以下にするための造塊スラグの塩基度および（Ｔ．Ｆｅ）濃度の臨界値を調査するため、造塊スラグを溶銑ｔｏｎ当り約１０ｋｇ／ｔｏｎ添加し、約１０分間機械攪拌を行う条件下で、試験を行ったところ、図１に示す結果が得られた。
【００１６】
同図に示すように、溶銑中の［Ｓ］濃度を２０ｐｐｍ以下にするためには、造塊スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）濃度が１０重量％以下、塩基度が２．０以上であればよいことが判明した。
【００１７】
また、機械攪拌法の適用に際し、特に問題がなかった。
本発明は、以上の知見に基づいてなされたもので、その要旨は、「鋳込み終了時に取鍋内に残存する塩基度（重量比：ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が２以上、（Ｔ．Ｆｅ）濃度が１０重量％以下の造塊スラグを溶銑鍋に入れ置きして、溶銑を溶銑鍋に注入し機械攪拌を行う溶銑の脱硫方法」である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の方法を以下に説明する。
２５０ｔｏｎ溶銑鍋に造塊スラグを約１０ｋｇ／ｔｏｎ入れ置きした後、高炉から溶銑を運搬するトピードカーから溶銑２５０ｔｏｎを溶銑鍋に払い出し、耐火物製のインペラーを溶銑に浸漬し、インペラーを溶銑内で回転させ溶銑と脱硫フラックスである造塊スラグを機械攪拌する。
【００１９】
図２に機械攪拌する方法を示す。
【００２０】
同図に示すように、溶銑鍋１の溶銑２はインペラー３の機械攪拌により回転運動を与えられ、鍋中心（インペラー軸）付近にへこみ部ができ、そこに浮上した造塊スラグ４が溜まる。溶銑はインペラーにより外向きに押し出される。へこみ部に溜まった造塊スラグ４はこの押し出す力により、溶銑内に分散され造塊スラグ中の（ＣａＯ）と溶銑中の［Ｓ］とが下記反応式のように反応し脱硫が進行する。
【００２１】
（ＣａＯ）＋［Ｓ］＝（ＣａＳ）＋［Ｏ］
約１０分の攪拌時間の後にインペラー３を停止し、引き上げて溶銑の分析用試料を採取すると、溶銑中の［Ｓ］濃度は処理前の約３００ｐｐｍから２０ｐｐｍ以下になる。
【００２２】
造塊スラグの塩基度は高いほど良く２以上であればい。上限は特に定めないが滓化し易い５以下が望ましい。
造塊スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）濃度は低いほど良く１０重量％（以下、単に％で示す）以下であればい。下限は特に定めないが、前述のスラグ還元剤または脱酸剤を低減させる観点から５％以上が望ましい。
【００２３】
【実施例】
高炉から１５００℃で出銑した溶銑中の［Ｓ］濃度が２７０〜３００ｐｐｍの溶銑に出銑樋で酸化鉄を含有する脱珪剤を添加して溶銑中の［Ｓｉ］を０．４５％から０．３５％に脱珪し、脱珪後溶銑を２５０ｔｏｎトピードカーに注銑し、トピードカーを溶銑脱硫装置まで移動させて、ＣａＯを主成分とする脱硫剤１０ｋｇ／ｔｏｎを入れ置きした取鍋にトピードカー内の溶銑を払い出した。その後、耐火物で被覆したインペラー（直径１．３５ｍ、４枚羽根）を溶銑内に浸漬深さ１．５ｍで浸漬し、電気モーターにて１２０ｒｐｍの回転数で１０分間回転させて脱硫処理を行った。脱硫処理後、インペラーの回転を停止し溶銑からインペラーを引き上げ、溶銑鍋の溶銑上に浮上した脱硫スラグを機械式スラグドラッガーで掻き出し、溶銑鍋を転炉注銑位置まで移動させ、溶銑鍋から転炉口へ注銑し、転炉吹錬を行った。なお、掻き出した脱硫スラグはスラグヤードに移動し、冷却後埋立に供された。
【００２４】
次に、転炉吹錬後の取鍋スラグにスラグ還元剤（金属Ａｌ＋ＣａＯ含有物質）を添加して、取鍋スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）濃度を０．５〜２０％に調整した。
【００２５】
取鍋内溶鋼にＲＨ脱ガス処理を行い溶鋼中の［Ｃ］濃度を０．０４％から０．００２％まで脱炭し、ＲＨ槽内に脱酸用金属Ａｌを添加して、さらに介在物除去のための環流処理を行った。ＲＨ処理後に、取鍋を連続鋳造装置まで移動し取鍋下部を開口して、鋳型との中間にある中間容器（タンディッシュ）に溶鋼を供給した。
【００２６】
鋳込み終了後、取鍋内に残留した造塊スラグを排滓鍋に払い出し、この排滓鍋を溶銑脱硫処理場まで移動し、脱硫剤である排滓鍋内の造塊スラグ１０ｋｇ／ｔｏｎを入れ置きした取鍋にトピードカー内の溶銑を払い出した。その後、耐火物で被覆したインペラー（直径１．３５ｍ、４枚羽根）を溶銑内に浸漬深さ１．５ｍで浸漬し、電気モーターにて１２０ｒｐｍの回転数で１０分間回転させて脱硫処理を行った。脱硫処理後、インペラーの回転を停止し溶銑からインペラーを引き上げ、溶銑鍋の溶銑上に浮上した脱硫スラグを機械式スラグドラッガーで掻き出し、溶銑鍋を転炉注銑位置まで移動させ、溶銑鍋から転炉口へ注銑し、転炉吹錬を行った。なお、造塊スラグを脱硫剤として利用してできた脱硫スラグは掻き出してスラグヤードに移動し、冷却後埋立に供された。
【００２７】
造塊スラグ１０ｋｇ／ｔｏｎを入れ置きした取鍋にトピードカー内の溶銑を払い出し溶銑脱硫処理試験を行うのを１サイクルとして繰り返し溶銑脱硫処理試験を行い、溶銑脱硫に使用する造塊スラグの塩基度および（Ｔ．Ｆｅ）濃度と脱硫処理後の溶銑中の［Ｓ］濃度との関係を調査した。
【００２８】
表１に試験結果を示す。
同表に示すように、溶銑中の［Ｓ］濃度を２０ｐｐｍ以下にするためには、造塊スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）濃度が１０％以下、造塊スラグの塩基度が２以上の両方を満たす必要があることが確認できた。
【００２９】
造塊スラグを脱硫剤として使用できることから、従来発生していた溶銑脱硫スラグを低減することができ、製鋼スラグの埋立量を低減でき、埋立コスト削減およびＣａＯ源の使用量の低減できた。
【００３０】
【表１】
0003924960.tif 000002
【００３１】
【発明の効果】
脱硫剤として塩基度（重量％比：ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が２以上、（Ｔ．Ｆｅ）濃度が１０重量％以下の造塊スラグを使用することにより、溶銑中の［Ｓ］濃度を２０ｐｐｍ以下にする脱硫処理を行うことができ、しかも製鋼スラグの埋立量を低減でき、埋立コスト削減およびＣａＯ源の使用量の低減が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶銑脱硫後の溶銑中の［Ｓ］濃度とスラグ塩基度、スラグ中の（Ｔ．Ｆｅ）濃度との関係を示すグラフである。
【図２】本発明で使用する機械攪拌法を模式的に示す概念図である。
【符号の説明】
１：溶銑鍋
２：溶銑
３：インペラー
４：造塊スラグ
【図１】
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【図２】
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