(57)【要約】【課題】            前回精錬時のスラグを排滓しながら前回精錬時の残留溶鋼が極力ノロ鍋側に移行しないようにして、転炉における製鋼歩留り、すなわち（１−（装入鉄源−出鋼量）／（装入鉄源））を向上させる出鋼後転炉内残留物の処理方法を提案する。【解決手段】        出鋼後転炉内に残留した炉内残留物に対して固体鉄源を冷却材として投入して炉内残留物を冷却した後、残留スラグを溶融状態に維持しつつ、転炉炉体を揺動して前記炉内残留物のうち残留溶鋼を転炉炉底及び炉壁に付着・固化せしめ、しかる後、転炉を傾動して溶融スラグを排出する。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出鋼後転炉内に残留した炉内残留物に対して固体鉄源を冷却材として投入して炉内残留物を冷却した後、残留スラグを溶融状態に維持しつつ、転炉炉体を揺動して前記炉内残留物のうち残留溶鋼を少なくとも転炉炉底に付着・固化せしめ、しかる後、転炉を傾動して溶融スラグを排出することを特徴とする出鋼後転炉内残留物の処理方法。
【請求項２】
冷却材として固体鉄源とともに生ドロマイトを投入することを特徴とする請求項１記載の出鋼後転炉内残留物の処理方法。
【請求項３】
固体鉄源が、差渡し寸法：１〜１５０ｍｍに破砕された製鋼工程発生地金であることを特徴とする請求項１又は２記載の出鋼後転炉内残留物の処理方法。
【請求項４】
転炉炉体を揺動に当たって、転炉炉底から冷却ガスの吹き込みが行われることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の出鋼後転炉内残留物の処理方法。
【請求項５】
冷却材の投入後、溶融スラグの排出に至るまで溶融スラグの粘度を１０Ｐ以下に維持することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の出鋼後転炉内残留物の処理方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の処理方法により炉内残留物の処理された転炉を溶銑を装入し脱炭精錬を行うことを特徴とする転炉製鋼方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出鋼後転炉内に残留した残留溶鋼と溶融スラグを主成分とする炉内残留物の処理方法に関する。また、本発明は、出鋼後転炉炉内に残留する残留溶鋼を次回の転炉操業の鉄源として直接再利用する転炉製鋼方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転炉出鋼後、転炉内には転炉スラグとともに、溶鋼が残留している。これら出鋼後の炉内残留物は、通常、いわゆるノロ鍋に移され、さらにノロ処理場で冷却される。この際、転炉内に残留していた溶鋼は目標の成分組成を有しているのにも拘らず、いわゆる地金となり、製鋼歩留りを低下させる原因になる。したがって、このようなノロ鍋側に移行する溶鋼量を最小限度に抑えることが、転炉における製鋼歩留り、すなわち（１−（装入鉄源−出鋼量）／（装入鉄源））を向上させることにつながる。
【０００３】
出鋼後の転炉内残留物の処理方法として、特許文献１には、溶銑の出鋼を終えた際に、脱炭処理によって生成した脱炭スラグを精錬容器に残したまま出鋼し、精錬容器内に固体鉄源を装入した後、この精錬容器を前後に複数回傾動してスラグを固体鉄源の表面に絡みつかせるように固化させて次回の脱炭精錬に利用する方法が開示されている。
【０００４】
また、転炉内残留物の処理方法に関するものではないが、特許文献２には、製鉄精錬容器から排出される溶融スラグを受滓し運搬する受滓容器内表面に付着した固化スラグを毎回剥離することなく複数回受滓する受滓容器内における溶融スラグの処理方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５６８３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２９４３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１によって開示された手段によるときは、精錬を終えた前チャージの残留スラグ及び残留溶鋼がすべて次回の精錬時に再利用されることになるが、残留スラグの排出を伴わないため、次回精錬の鋼種によっては、この手段を利用できないことがある。次回の精錬を考慮すれば、前回精錬時のスラグを極力排出することが求められている。また、特許文献２に開示された手段を利用して、前回精錬時のスラグ及び溶鋼を転炉内にそのまま残して、次回精錬用の溶銑を受銑することも考えられるが、特許文献１と同様の問題がある。
【０００７】
本発明は、前回精錬時のスラグを排滓しながら前回精錬時の残留溶鋼が極力ノロ鍋側に移行しないようにして、転炉における製鋼歩留り、すなわち（１−（装入鉄源−出鋼量）／（装入鉄源））を向上させる出鋼後転炉内残留物の処理方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る出鋼後転炉内残留物の処理方法は、出鋼後転炉内に残留した炉内残留物に対して固体鉄源を冷却材として投入して炉内残留物を冷却した後、残留スラグを溶融状態に維持しつつ、転炉炉体を揺動して前記炉内残留物のうち残留溶鋼を少なくとも転炉炉底に付着・固化せしめ、しかる後、転炉を傾動して溶融スラグを排出するものである。
【０００９】
前記発明において、冷却材として固体鉄源とともに生ドロマイトを投入することが好ましい。
【００１０】
また、固体鉄源が、差渡し寸法：１〜１５０ｍｍに破砕された製鋼工程発生地金を用いるのが好ましい。なお、その平均値が２０〜８０ｍｍであることが好ましい。
【００１１】
前記各発明における転炉炉体を揺動に当たって、転炉炉底から冷却ガスの吹き込みを行うのが好ましい。
【００１２】
前記各発明における冷却材の投入後、溶融スラグの排出に至るまで溶融スラグの粘度は１０Ｐに維持することが好ましい。
前記各発明の処理方法により炉内残留物の処理された転炉を溶銑を装入し脱炭精錬を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、前回精錬時のスラグを排滓しながら前回精錬時の残留溶鋼が極力ノロ鍋側に移行しないようにして、転炉における製鋼歩留り、すなわち（１−（装入鉄源−出鋼量）／（装入鉄源））を向上させることができる。また、併せて転炉炉底レンガの損耗量を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を適用するに当たっては、まず、転炉操業を通常の方式にしたがって行い、出鋼作業も通常どおり、例えば、ダーツ投入によって出鋼取鍋中へのスラグの移行を極力抑制しながら行われる。出鋼後の転炉中における溶融スラグ及び溶鋼の残留量は、装入鉄源量に対し、溶融スラグが５〜１０％、残留溶鋼が０．５〜２％（いずれも質量比）程度とすればよい。また、その温度は、出鋼終了時において、残留スラグ：１６００〜１７００℃、残留溶鋼：１５５０〜１６００℃である。
【００１５】
出鋼後の転炉内に炉内残留物として上記の溶融スラグ及び残留溶鋼が残っている転炉中に固体鉄源が投入される。固体鉄源としては鋼板端板などの鉄スクラップ、出鋼取鍋の鍋付地金、連鋳タンディッシュガラ地金や製鋼スラグの回収地金などを利用できる。但し、この固体地金は残留溶鋼の温度を低下させ、転炉内で残留溶鋼を固化させることを目的として投入するものであるから、そのＣ含有量は低い方がよく、例えば銑鉄の脱硫スラグ回収地金は本発明の固体鉄源として適当ではない。
【００１６】
上記固体鉄源は、差渡し寸法：１〜１５０ｍｍに破砕されたものとするのがよい。そのサイズが差渡し１ｍｍ未満のものは、転炉中に投入されたとき、溶融スラグに留まり、その下部にある残留溶鋼に到達することができず、残留溶鋼を効果的に冷却することができない。これに対して、そのサイズが差し渡り寸法で１５０ｍｍ超であると、投入の際に溶融スラグ層からのスプラッシュの発生が大きくなり、また、残留溶鋼中での冷却効果が局部的になって後の転炉の揺動による転炉炉底への残留溶鋼の固化・付着が均一に行われ難くなる。この固体鉄源はその寸法を、できれば、差渡し寸法の平均で２０〜８０ｍｍとするのがよく、上記目的を達することができれば、差渡し寸法で１０ｍｍ未満のものが混入することも許容される。
【００１７】
上記の固体鉄源の投入に当たっては、固体鉄源とともに生ドロマイトを投入するのがよい。冷却材として固体鉄源、特に破砕された製鋼スラグの回収地金を利用するときには、酸素リッチの残留溶鋼の温度低下により、いわゆるリムド反応
Ｃ＋Ｏ→ＣＯ
反応が生じ、その活発なガス発生により回収地金に付着しているダストなどが吹き上げられる粉塵発生が認められるが、固体鉄源とともに生ドロマイトを投入するときには、かかる粉塵発生が抑制される。その原因は定かでないが、生ドロマイトの投入により溶融スラグの温度が低下するとともにその塩基度の上昇に伴って粘度が上昇し、ガス発生に伴って生ずるダストが溶融スラグ中で捕捉されるためであると推定される。
【００１８】
生ドロマイトの投入量は残留スラグ量（推定値）に対して３〜８％（質量比）とすればよく、その粒度は差渡し径の平均で５〜１０ｍｍであることが好ましい。これら冷却材の投入完了時における溶融スラグの温度は、推定で１５３０〜１５６０℃となる。また、この時点における残留スラグの粘度を１０Ｐ（ポアズ）以下に維持することが望ましい。なお、残留スラグの残留量の測定は目視観察により行うことができる。
【００１９】
図１は冷却材投入後の残留スラグの粘度と炉口からの排出率との関係図である。ここに排出率は、
（（残留スラグ量（ｋｇ）−（炉口からの溶融スラグ排出量（ｋｇ））／（残留スラグ量（ｋｇ）
により算出される。図１から明らかなように、残留スラグの粘度が１０Ｐ以下ではスラグの炉口からの排出率が６０％以上となるが、それを超えると排出率が低下し、次回の精錬に支障を生ずる。なお、残留スラグの粘度は、サンプルスラグの炉前における流動試験の結果を標準物質と対比して得た推定値であり、溶融スラグ排出量は、看貫又は目視観察により決定されたものである。
【００２０】
一方、冷却材投入完了時における溶融溶鋼の温度は、推定で１４５０〜１５００℃程度となる。この温度は残留溶鋼の凝固温度の直上温度に相当し、後述する転炉炉体の揺動により残留溶鋼を転炉炉底・炉壁に付着・固化せしめることが可能になる。逆からいえば、冷却材の投入量は、投入後の残留スラグ及び残留溶鋼の状態が上記状態を満足するように選定することが重要である。
【００２１】
上記のように冷却材を投入して残留スラグ及び残留溶鋼の状態を調整した後、転炉炉体を揺動する操作を行う。この転炉炉体の揺動操作は、前記炉内残留物のうち残留溶鋼を少なくとも転炉炉底に、さらには転炉炉壁に付着・固化せしめるように行えばよく、一般には転炉を炉前側へ５０〜６５°、炉裏側へ３５〜４５°傾動する操作を繰返し、３〜５回行えば十分である。
【００２２】
上記揺動操作は、特に、転炉形式が、図２に示すように、転炉本体１の炉底２に単管の底吹ガス吹込み羽口３を有するものにあっては、該底吹ガス吹込み羽口から不活性ガス、例えば窒素ガス、の吹込みを行いながら吹き込みながら行うのがよい。これによって、残留溶鋼の冷却と炉底への付着・固化が円滑に行われるようになり、また、ガス吹込み羽口の残留溶鋼による閉塞事故などを防止することができる。なお、溶鋼の固化・付着は、後に説明するガス吹き込みレンガの保護に寄与せしめるためには、少なくとも転炉炉底、特に吹き込み羽口の存在域に亘って行うことが必要であるが、さらに転炉炉壁に及んでもよい。
【００２３】
上記のようにして転炉の揺動を行った後、転炉を傾動して溶融スラグを排出する。この操作は、通常の排滓操作と同様に行えばよい。
【００２４】
図３は、かかる炉底からのガス吹込みを併用して行い、スラグを排出した後の炉底・炉壁への残留溶鋼の付着・固化状態を示した炉底の模式図である。ここに示すように炉底に一様に残留溶鋼の固化・付着物４が認められる。このような転炉炉底・炉壁への残留溶鋼の固化・付着状態が達成されることにより、炉底のガス吹き込みレンガの保護が強化され、転炉炉底の羽口レンガの損耗量が激減するという効果が得られる。事実、転炉を５０００回使用したときの羽口レンガの残存厚さは、本発明実施前には４５０ｍｍであったが、本発明（炉底ガス吹き込み併用）の実施により７００ｍｍとなった。
【００２５】
上述のように転炉出鋼後の炉内残留物が処理され、少なくとも炉底に残留溶鋼が固化・付着し、スラグが排出された転炉には、新たに溶銑等鉄源を装入して次回の精錬操業に付することができる。これにより、前回転炉操業のとき炉内に残留していた溶鋼を再び鉄源として利用できることになり、その分、出鋼量が増加して転炉創業における出鋼歩留りが向上する。すなわち、従来操業では、転炉出鋼歩留りが
１−（装入鉄源−出鋼量）／（装入鉄源）・・・（１）
であったものが、本発明では、固化・付着により再利用される残留溶鋼量をＫ（ｋｇ）として、下記（２）式のとおり補正されることになり、歩留りの向上が得られるのである。
（１−（装入鉄源＋Ｋ）−（出鋼量＋Ｋ））／（装入鉄源＋Ｋ）
＝（１−（装入鉄源−出鋼量）／（装入鉄源＋Ｋ）・・・（２）
【実施例１】
【００２６】
公称３００転炉を用い、低炭素鋼の溶製を行い、吹止温度１６５０℃で吹止めた後、スラグダーツを用いて出鋼した。出鋼後の転炉中にはスラグ２４ｔ、溶鋼３ｔが残留していた。また、その温度は、残留スラグ：１６２０℃、残留溶鋼：１５８０℃であった。上記状態の出鋼後炉内残留物に対し、冷却材として平均８０ｍｍに破砕した転炉滓回収地金：１５００ｋｇ（出鋼後炉内残留物に対し５．６％）、生ドロマイト：１５００ｋｇ（出鋼後炉内残留物に対し５．６％）を投入した。投入後の凝固した溶鋼及びスラグの状態は下記のとおりであった。なお、投入時の発塵は僅かであった。
【００２７】
凝固した溶鋼温度：１０９０℃(推定値)
スラグ温度：１４７０℃，スラグ粘度：７Ｐ
但し、スラグ粘度は炉内から採集したスラグサンプルを回転粘度計を用い、転炉内のスラグ温度と同じである１４７０℃に再加熱して測定した値である。
【００２８】
上記状態を確認した後、転炉を炉前側へ６０°、炉裏側へ４０°傾動する操作を３回繰り返した後、転炉を傾動して溶融スラグを排出した。スラグの排出量は２５ｔであり、同時に排出された地金は認められなかった。スラグ排出後の炉底への残留溶鋼の固化・付着状況を観察したところ、ほぼ炉底全面にほぼ一様に残留溶鋼の固化・付着していることが確認された。
【００２９】
このようにして、出鋼後転炉内残留物が処理された転炉に対し、新たに溶銑等の鉄源及び副原料を装入して脱炭精錬を行った。その結果、得られた出鋼量は３００ｔとなった。この量は、本発明を適用しない場合に比べて３ｔの増加となっており、その分の歩留りも向上は１％である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】冷却材投入後の溶融スラグの粘度と炉口からの排出率との関係図である。
【図２】本発明が適用される底吹ガス羽口の羽口配列を示す模式図である。
【図３】本発明を、ガス吹込みを併用して行ったときの炉底への残留溶鋼の付着・固化状態を示した炉底の模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１：転炉本体
２：炉底
３：ガス吹き込み羽口
４：固化・付着溶鋼
【図１】
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【図２】
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【図３】
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