(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉において下記式(3) 、(4) 、(5) 及び(6) を満たす条件にて吹錬を行うことを特徴とする溶鉄の脱バナジウム方法。
３．０＜塩基度（CaO ／SiO2）＜５．０   ------------ 式(3) 
１０％＜（T.Fe）＜２５％   ------------------------ 式(4) 
１５kg／ｔ・s ＜炉内スラグ量＜８０kg／ｔ・s ------ 式(5) 
１６００℃＜吹止温度＜１６８０℃   ---------------- 式(6) 
ただし、上記式(3) において、塩基度は炉内スラグでの塩基度〔：CaO(％）／SiO2（％）〕である。上記式(4) において、T.Feは炉内スラグでのT.Fe（：トータル鉄）である。上記式(5) において、炉内スラグ量は炉内での溶鉄１トン（ｔ・s ）当たりのスラグ量（kg）である。
【請求項２】
下記式(7) で示される必要脱Ｖ率が５０〜８０％である場合には、下記式(8) 、(9) 、(10)及び(11)を満たす条件にて吹錬を行い、必要脱Ｖ率が８０〜９５％である場合には、下記式(12)、(13)、(14)及び(15)を満たす条件にて吹錬を行い、必要脱Ｖ率が９５〜１００％である場合には、下記式(16)、(17)、(18)及び(19)を満たす条件にて吹錬を行うことを特徴とする請求項１記載の溶鉄の脱バナジウム方法。
必要脱Ｖ率＝〔（ＣV0−ＣV1）／ＣV0〕×１００（％） ---- 式(7)
[1] 必要脱Ｖ率＝５０〜８０％の場合
３．０＜塩基度（CaO ／SiO2）＜５．０   ------------ 式(8) 
１０％＜（T.Fe）＜２５％   ------------------------ 式(9) 
１５kg／ｔ・s ＜炉内スラグ量＜８０kg／ｔ・s ------ 式(10)
１６００℃＜吹止温度＜１６８０℃   ---------------- 式(11)
[2] 必要脱Ｖ率＝８０〜９５％の場合
３．４＜塩基度（CaO ／SiO2）＜４．５   ------------ 式(12)
１２％＜（T.Fe）＜２５％   ------------------------ 式(13)
２０kg／ｔ・s ＜炉内スラグ量＜８０kg／ｔ・s ------ 式(14)
１６００℃＜吹止温度＜１６８０℃   ---------------- 式(15)
[3] 必要脱Ｖ率＝９５〜１００％の場合
３．８＜塩基度（CaO ／SiO2）＜４．２   ------------ 式(16)
１５％＜（T.Fe）＜２５％   ------------------------ 式(17)
２５kg／ｔ・s ＜炉内スラグ量＜８０kg／ｔ・s ------ 式(18)
１６００℃＜吹止温度＜１６８０℃   ---------------- 式(19)
ただし、上記式(7) において、ＣV0は精錬前でのＶの濃度（％）であって下記式(20)で示されるＣV0の値であり、ＣV1は精錬終了後での溶鉄中のＶの目標濃度（％）である。上記式(8) 〜(19)において、塩基度は炉内スラグでの塩基度〔：CaO(％）／SiO2（％）〕、T.Feは炉内スラグでのT.Fe（：トータル鉄）、炉内スラグ量は炉内での溶鉄１トン（ｔ・s ）当たりのスラグ量（kg）である。
ＣV0＝〔転炉に装入された物に含まれるＶの全量（精錬前）／精錬終了後 の溶鉄の量〕×１００（％） ---------------- 式(20)
【請求項３】
前記吹錬をする溶鉄として、この吹錬の前に脱珪・脱りん処理を施した溶鉄を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の溶鉄の脱バナジウム方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鉄の脱バナジウム方法に関する技術分野に属し、特には、転炉における吹錬の際に、溶鉄からの脱バナジウムを促進させ、溶鉄のバナジウム濃度を低減させる方法に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
製鋼工程における脱りん処理や脱硫処理等を施す溶銑予備処理工程は、溶銑のＳ濃度やＰ濃度等を低減させ、転炉でのＣ濃度や温度調整を容易にするためのものである。高炉より出銑される溶銑に含まれるバナジウム等の有価元素は、溶銑予備処理工程においてスラグ中へ移行し、更に転炉においても脱りん処理とともにスラグ中へ移行する。
【０００３】
溶銑予備処理工程や転炉工程にて溶銑より除去されたバナジウムは製鋼スラグとして処理されるが、従来より、バナジウムを含有する溶銑または溶鋼においてバナジウムを回収するための種々の方法が提案されている。即ち、バナジウムを含有する溶銑を酸素条件下、あるいは、ソーダ灰と反応させることにより、バナジウム化合物を生成させ、それによって得たバナジウム化合物をスラグ中へ移行させることにより、バナジウムを回収する手法が提案されている。
【０００４】
例えば、特開昭62-185821 号公報には、「バナジウム及びりんを含有する溶鋼を1650℃で酸化条件下におくことにより、バナジウムを酸化させること」が記載され、更に、「酸化条件の形成を酸素ガスの吹き込み又はFe2O3 の添加により行うこと」が記載されている。また、特開昭55-94453号公報には、「含バナジウム溶銑にアルカリ金属化合物を添加し、1250〜1500℃にて酸化制御してスラグ中へバナジウムの酸化物を移行させること」が記載されている。更に、特公昭58-38485号公報には、転炉装入前の溶銑からバナジウムを可及的高効率で回収する方法として、「脱珪処理した溶銑を脱りん処理して溶銑のりん濃度を0.080%以下とすること、そして、溶銑のバナジウムを二次脱りんにて生成するスラグ中に効率よく移行せしめ、このスラグからバナジウムを回収すること」が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来のバナジウム回収技術においては、溶銑のバナジウム濃度を効果的に低減することについては、ほとんど言及されていない。例えば、使用する溶銑のバナジウム濃度が目的の製品規格の上限値を超える場合など、溶銑のバナジウム濃度を低減させることを目的とした明確な条件については、提案されておらず、何も示されていない。近年、高炉へ供給される鉱石または焼結等の原料事情の変化に伴い、溶銑中に含有されるバナジウム濃度が高くなる場合が発生する。その際に、従来の溶銑予備処理技術、転炉吹錬技術では、転炉吹錬後の溶鋼のバナジウム濃度が製品規格の上限値を超える場合が発生している。
【０００６】
本発明は、このような事情に着目してなされたものであって、その目的は、転炉における吹錬の際に、溶鉄からの脱バナジウムを効果的に促進させ、溶鉄のバナジウム濃度を充分に低減させることができる溶鉄の脱バナジウム方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成することのできた本発明に係る溶鉄の脱バナジウム方法は、請求項１〜３記載の溶鉄の脱バナジウム方法（第１発明〜第３発明に係る溶鉄の脱バナジウム方法）であり、それは次のような構成としたものである。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
請求項１記載の溶鉄の脱バナジウム方法は、転炉において下記式(3) 、(4) 、(5) 及び(6) を満たす条件にて吹錬を行うことを特徴とする溶鉄の脱バナジウム方法である（第１発明）。ただし、下記式(3) において、塩基度は炉内スラグでの塩基度〔：CaO(％）／SiO2（％）〕である。下記式(4) において、T.Feは炉内スラグでのT.Fe（：トータル鉄）である。下記式(5) において、炉内スラグ量は炉内での溶鉄１トン（ｔ・s ）当たりのスラグ量（kg）である。
【００１４】
３．０＜塩基度（CaO ／SiO2）＜５．０   ------------ 式(3)
１０％＜（T.Fe）＜２５％   ------------------------ 式(4)
１５kg／ｔ・s ＜炉内スラグ量＜８０kg／ｔ・s  ------ 式(5)
１６００℃＜吹止温度＜１６８０℃   ---------------- 式(6)
【００１５】
請求項２記載の溶鉄の脱バナジウム方法は、下記式(7) で示される必要脱Ｖ率が５０〜８０％である場合には、下記式(8) 、(9) 、(10)及び(11)を満たす条件にて吹錬を行い、必要脱Ｖ率が８０〜９５％である場合には、下記式(12)、(13)、(14)及び(15)を満たす条件にて吹錬を行い、必要脱Ｖ率が９５〜１００％である場合には、下記式(16)、(17)、(18)及び(19)を満たす条件にて吹錬を行うことを特徴とする請求項１記載の溶鉄の脱バナジウム方法である（第２発明）。ただし、下記式(7) において、ＣV0は精錬前でのＶの濃度（％）であって下記式(20)で示されるＣV0の値であり、ＣV1は精錬終了後での溶鉄中のＶの目標濃度（％）である。下記式(8) 〜(19)において、塩基度は炉内スラグでの塩基度〔：CaO(％）／SiO2（％）〕、T.Feは炉内スラグでのT.Fe（：トータル鉄）、炉内スラグ量は炉内での溶鉄１トン（ｔ・s ）当たりのスラグ量（kg）である。
【００１６】
必要脱Ｖ率＝〔（ＣV0−ＣV1）／ＣV0〕×１００（％） ---- 式(7)
【００１７】
[1] 必要脱Ｖ率＝５０〜８０％の場合
３．０＜塩基度（CaO ／SiO2）＜５．０   ------------ 式(8)
１０％＜（T.Fe）＜２５％   ------------------------ 式(9)
１５kg／ｔ・s ＜炉内スラグ量＜８０kg／ｔ・s  ------ 式(10)
１６００℃＜吹止温度＜１６８０℃   ---------------- 式(11)
【００１８】
[2] 必要脱Ｖ率＝８０〜９５％の場合
３．４＜塩基度（CaO ／SiO2）＜４．５   ------------ 式(12)
１２％＜（T.Fe）＜２５％   ------------------------ 式(13)
２０kg／ｔ・s ＜炉内スラグ量＜８０kg／ｔ・s  ------ 式(14)
１６００℃＜吹止温度＜１６８０℃   ---------------- 式(15)
【００１９】
[3] 必要脱Ｖ率＝９５〜１００％の場合
３．８＜塩基度（CaO ／SiO2）＜４．２   ------------ 式(16)
１５％＜（T.Fe）＜２５％   ------------------------ 式(17)
２５kg／ｔ・s ＜炉内スラグ量＜８０kg／ｔ・s  ------ 式(18)
１６００℃＜吹止温度＜１６８０℃   ---------------- 式(19)
【００２０】
ＣV0＝〔転炉に装入された物に含まれるＶの全量（精錬前）／精錬終了後
の溶鉄の量〕×１００（％） ---------------- 式(20)
【００２１】
請求項３記載の溶鉄の脱バナジウム方法は、前記吹錬をする溶鉄として、この吹錬の前に脱珪・脱りん処理を施した溶鉄を用いることを特徴とする請求項２又は３記載の溶鉄の脱バナジウム方法である（第３発明）。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は例えば次のような形態で実施する。
【００２３】
【００２４】
高炉より出銑された溶銑（バナジウム含有）を転炉に装入した後、この溶銑中に酸素を吹き込むと共に、CaO 及び鉄鉱石を含む副原料を添加し、吹錬を行う。このとき、前述の式(3) 、(4) 、(5) 及び(6) を満たす条件にて吹錬を行う。あるいは更に前述の式(8) 、(9) 、(10)及び(11)を満たす条件、または、式(12)、(13)、(14)及び(15)を満たす条件、あるいは、式(16)、(17)、(18)及び(19)を満たす条件とする。そうすると、溶銑のバナジウム濃度を充分に低減させる脱バナジウムも行うことができる。
【００２５】
このような形態で本発明が実施される。
【００２６】
本発明は、転炉での溶鉄の脱バナジウム方法を開発すべく、種々の条件で実験を重ね、得られたデータを解析するという研究を鋭意行い、その結果、得られた知見に基づき完成されたものである。即ち、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、転炉での吹錬を特定の条件にすることにより、溶鉄からの脱バナジウムを効果的に促進させ、溶鉄のバナジウム濃度を充分に低減させることができることを見出し、この知見に基づき本発明を完成させた。このようにして完成された本発明は溶鉄の脱バナジウム方法に係わり、それは請求項１〜３記載の溶鉄の脱バナジウム方法（第１発明〜第３発明に係る溶鉄の脱バナジウム方法）である。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
本発明の第１発明（請求項１）に係る溶鉄の脱バナジウム方法によれば、転炉において前述の式(3) 、(4) 、(5) 及び(6) を満たす条件にて吹錬を行うこととしており、これにより、転炉において溶鉄からの脱バナジウムを効果的に促進させ、溶鉄のバナジウム濃度を充分に低減させることができる。
【００３１】
本発明の第２発明（請求項２）に係る溶鉄の脱バナジウム方法では、上記第１発明での要件の範囲内の条件であって、必要な脱バナジウム率（脱Ｖ率）に応じて定められた条件にて吹錬を行うことに特定し、これにより、副原料使用量の増加や鉄歩留まりの低下等を招くことなく、脱バナジウムを行うことができ、必要な脱Ｖ率を得ることができる。
【００３２】
即ち、脱バナジウム反応は酸化反応であるため、炉内スラグの塩基度（CaO ／SiO2）が低すぎると脱Ｖ率が低下し、一方、炉内スラグの塩基度（CaO ／SiO2）が高すぎると滓化不良が生じて脱Ｖ率が低下し、副原料使用量が増加してコストアップも招く。
【００３３】
炉内スラグでのトータル鉄量（T.Fe）については、これが高い方が脱Ｖ率の点において有利となるが、高すぎると鉄歩留まりの低下、Ｍｎ歩留まりの低下、転炉耐火物の寿命低下を招く。操業上では、あまり（T.Fe）を上昇させて過酸化にすると、スロッピングを発生させることになる。
【００３４】
炉内スラグ量は、多い方が脱バナジウムには当然有利であり、条件に応じて必要量があるが、これが多すぎると副原料使用量が増加してコストアップも招き、更には、鉄歩留まりの低下も伴う。そこで、吹止時の溶鉄中Ｖ濃度が満足できる範囲で可能な限り炉内スラグ量を低減することが望ましい。しかし、炉内スラグ量を低減しすぎると、溶鋼面を覆うカバースラグがなくなるため、転炉耐火物の寿命低下を招き、更には、スピッティングが激しくなり、ランスへの地金付着等の操業上の問題が発生すると共に、鉄歩留まりの低下を招く。
【００３５】
吹止温度は、低い方が脱バナジウムの点において有利であるが、これは鋼種や転炉以降の工程での温度低下を考慮して決定されるものであり、大きくは制御できない。
【００３６】
第２発明（請求項２）に係る溶鉄の脱バナジウム方法は、以上のことを考慮したものであって、前記の如きマイナス面が生じないように必要な脱Ｖ率に応じて条件を定めたものである。従って、前記副原料使用量の増加や鉄歩留まりの低下等の如きマイナス面の発生を招くことなく、脱バナジウムを行うことができ、必要な脱Ｖ率を得ることができる。
【００３７】
第３発明（請求項３）に係る溶鉄の脱バナジウム方法では、上記第１発明または第２発明での要件に加えて、吹錬をする溶鉄として該吹錬の前に脱珪・脱りん処理を施した溶鉄を用いることも要件としており、これにより、転炉での吹錬に際してＣ濃度や温度調整を容易にすることができる。また、脱珪・脱りん処理を施した溶鉄を用いる転炉吹錬では、脱珪・脱りん処理を殆どする必要がないことから、通常、コストメリットを追求するため、スラグ量の低減および（T.Fe）の低減をはかる。これは、脱バナジウムに不利であり、従来の通常の方法ではＶの目標濃度の上限外れを招くことが多くなる。そこで、本発明範囲に制御すれば、必要な脱Ｖ率を得、Ｖ外れを防止することができる。
【００３８】
【００３９】
【００４０】
溶鉄には、当然に溶銑が含まれるが、本発明では溶鋼も含まれることとしている。即ち、溶銑は転炉に装入され、転炉において通常は成分調整されて溶鋼と化するが、この溶鋼も転炉装入時点では溶銑であることから、本発明では溶鉄として表現した。従って、本発明に係る脱バナジウム方法は、厳密には溶銑・溶鋼の脱バナジウム方法というべきであるかもしれないが、溶銑の脱バナジウム方法と表現した。
【００４１】
前記式(20)において、転炉に装入された物とは、転炉に装入された溶鉄およびそれ以外の物のことである。この溶鉄以外の物としては、場合によって相違するが、スクラップ、副原料、スラグ等がある。即ち、転炉へは、溶鉄は必ず装入され、この他に、スクラップ、副原料、スラグ等が装入されるが、後者のものについては全て装入されるとは限らず、装入されるものは場合によって相違する。転炉に装入された物に含まれるＶの全量（精錬前）とは、転炉に装入された物に含まれるＶの合計量のことである。例えば、転炉に装入された物のそれぞれにＶが含まれている場合には、それらのＶの合計量ということになる。
【００４２】
【実施例】
本発明の実施例及び比較例を以下説明する。尚、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
〔実施例１、比較例１〕
高炉より出銑された溶銑を転炉に装入した後、この溶銑中に酸素を吹き込むとともに、生石灰、蛍石、鉄鉱石および軽ドロを含む副原料を添加し、吹錬を行った。
【００５２】
このとき、転炉としては上底吹き型の２４０ｔ転炉を用いた。転炉への装入溶銑のＶ含有量すなわちＶの初期濃度（ＣV0）は、０．００５〜０．０６０質量％である。転炉への装入溶銑温度は、１２５０〜１４００℃である。吹錬の条件については、上吹き酸素原単位：４２〜５２Ｎｍ3/ｔ、上吹き酸素供給速度：２．０〜４．０Ｎｍ3/ｔ・s 、炉内スラグでの塩基度（CaO(%)／SiO2(%))：２．０〜６．０、炉内スラグでのトータル鉄量（T.Fe）：５〜３５％、炉内スラグ量：０〜１００kg／ｔ・s 、吹止温度：１５８０〜１７２０℃とした。
【００５３】
副原料の原単位については、生石灰：０〜３０kg／ｔ、蛍石：０〜４kg／ｔ、鉄鉱石：７〜２５kg／ｔ、軽ドロ：０〜２０kg／ｔである。
【００５４】
上記の吹錬の結果を、以下説明する。なお、以下の脱バナジウム率（脱Ｖ率）は、下記式(22)で示される脱Ｖ率（％）である。
【００５５】
脱Ｖ率＝〔（ＣV0−ＣVX）／ＣV0〕×１００（％） ---- 式(22)
【００５６】
ただし、上記式(22)において、ＣV0は精錬前でのＶの濃度（％）であって下記式(23)で示されるＣV0の値であり、ＣVXは精錬終了後での溶鉄中のＶの濃度（％）である。
【００５７】
ＣV0＝〔転炉に装入された物に含まれるＶの全量（精錬前）／精錬終了後
の溶鉄の量〕×１００（％） ---------------- 式(23)
【００５８】
上記吹錬の結果として、先ず、炉内スラグの塩基度（CaO(%)／SiO2(%))（以下Ｃ／Ｓともいう）と脱バナジウム率との関係を図１に示す。Ｃ／Ｓが低いと脱バナジウム率（脱Ｖ率）が小さく、Ｃ／Ｓが高くなると脱Ｖ率が大きくなるが、Ｃ／Ｓが高くなりすぎると脱Ｖ率が小さくなり、Ｃ／Ｓ：３．０〜５．０の場合に脱Ｖ率が高く、良好な脱Ｖ率が得られることがわかる。
【００５９】
炉内スラグの（T.Fe）と脱バナジウム率との関係を図２に示す。（T.Fe）が低いと脱Ｖ率が小さく、（T.Fe）が高くなると脱Ｖ率が大きくなり、（T.Fe）：１０％以上で良好な脱Ｖ率が得られている。しかし、（T.Fe）が２５％超になると鉄歩留まりの低下等を来す。従って、（T.Fe）は１０〜２５％とするのがよいことがわかる。
【００６０】
炉内スラグ量と脱バナジウム率との関係を図３に示す。炉内スラグ量が少ないと脱Ｖ率が小さく、炉内スラグ量が多くなると脱Ｖ率が大きくなり、炉内スラグ量：１５kg／ｔ・s 以上で良好な脱Ｖ率が得られている。しかし、炉内スラグ量が８０kg／ｔ・s 超になると副原料使用量の増加や鉄歩留まりの低下等を招く。従って、炉内スラグ量は１５〜８０kg／ｔ・s とするのがよいことがわかる。
【００６１】
吹止温度と脱バナジウム率との関係を図４に示す。吹止温度は脱Ｖ率に大きな影響を及ぼさないが、吹止温度を１６８０℃超にすると脱Ｖ率が低下してくることがわかる。また、吹止温度を１６８０℃超にすると、耐火物寿命の低下等を招く。一方、吹止温度を１６００℃以下にすると、転炉吹錬の適用可能な鋼種が制約を受けること等の支障がある。従って、吹止温度は１６００〜１６８０℃とするのがよいことがわかる。
【００６２】
上記吹錬の結果の中、本発明の要件を満たす条件で転炉吹錬した本発明の実施例（本発明方法）の場合と、本発明の要件を満たさない条件で転炉吹錬した比較例（従来技術）の場合とについて、転炉への溶銑装入時のＶ含有量（精錬前のＶ濃度、すなわち、前記式(23)で示されるＶ濃度：ＣV0）および転炉吹止後のＶ濃度（精錬終了後での溶鉄中のＶの濃度：ＣVX）を、図５に示す。本発明の実施例の場合は、比較例の場合に比較し、精錬前のＶの濃度（ＣV0）が高いが、吹錬の経過時間に伴うＶ濃度の減少の速度が大きく、脱Ｖ率が大きく、転炉吹止時のＶ濃度（ＣVX）が極めて低いことがわかる。比較例の場合、Ｖ濃度の規格上限値：０．００６質量％を超えているが、本発明の実施例の場合は、転炉吹止時のＶ濃度（ＣVX）が規格上限値：０．００６質量％よりも極めて低く、Ｖ濃度の規格を充分に満たしている。
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【発明の効果】
本発明に係る溶鉄の脱バナジウム方法によれば、転炉における吹錬の際に溶鉄からの脱バナジウムを効果的に促進させ、溶鉄のバナジウム濃度を充分に低減させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１及び比較例１に係るスラグの塩基度のＣ／Ｓと脱バナジウム率との関係を示す図である。
【図２】  実施例１及び比較例１に係るスラグの（T.Fe）と脱バナジウム率との関係を示す図である。
【図３】  実施例１及び比較例１に係る炉内スラグ量と脱バナジウム率との関係を示す図である。
【図４】  実施例１及び比較例１に係る転炉吹止温度と脱バナジウム率との関係を示す図である。
【図５】  本発明方法による場合および従来技術による場合についての溶銑装入の時点および吹止の時点での [Ｖ] （即ち、Ｖ濃度）を示す図である。
【図１】
0003776778.tif 000002
【図２】
0003776778.tif 000003
【図３】
0003776778.tif 000004
【図４】
0003776778.tif 000005
【図５】
0003776778.tif 000006