脱りん脱炭連続処理プロセスの開発
小 川 雄 司矢 野 正 孝荒 井 雅 之1)
2)
3)
升 光 法 行熊 倉 政 宣
4)
5)
題も抱えていた．

. 概要

上述のような，スクラップ消費量拡大と高速処理による生産性の向上およびスラグ量低減や脱 CaF2 化による環境負荷

従来の溶銑予備処理法においては，多段分割精錬により，低減を背景に本技術は開発された．

熱ロスや処理および滞留時間の増加という課題を抱えていた．新日鐵住金では，転炉に脱珪脱りんの予備処理機能を

.

MURC 法の概要

集約し，同一転炉で連続して脱珪・脱りん，排滓，脱炭を行う MURC ( Multi Refining Converter )法を開発し(1)(3) ，予MURC 法の概要を図に示す．本技術では，一つの転炉備処理効果を保持しつつ，スクラップ利用量の大幅な改善おで連続して脱珪・脱りん処理と脱炭処理が行われる．転炉のよび処理時間，滞留時間の大幅な短縮を可能とした．更に，持つ強攪拌と高速送酸機能を利用して高酸素分圧下，低塩基強撹拌下での低塩基度脱りんと同一炉での向流精錬の実現に度スラグでの高速溶銑脱りんを行うが，このときスラグをフよる高効率な脱りんにより，精錬剤の原単位やスラグ発生量ォーミング状態とし，溶銑脱りん後に転炉を傾動して脱りんも大幅に低減された．

スラグを排出する(中間排滓)．中間排滓によりスラグのボリュームを減らした後に少量の石灰を新たに追加してスラグの.

開 発 の 背 景

塩基度を高め，脱炭処理および鋼材要求レベルまでの追脱りんを行う．脱炭処理後のスラグは全量または一部を炉内に残

溶銑予備処理を基軸とした多段分割精錬法は高純度鋼ニーしたまま出鋼し，高温状態のまま次回の脱りん処理へ使用しズの拡大とともに発展してきた．しかしながら，予備処理容て向流精錬を行うため，必要最低量の生石灰原単位での脱り器として混銑車や鍋を使用する場合，低温での脱りん精錬のん精錬が実現でき，排出スラグ量も大幅に低減可能である．

必要性から転炉の熱的ゆう度が不足し，スクラップ使用量に一つの転炉での処理であり，スラグのホットリサイクルに制約を受けるという本質的問題があった．転炉を予備処理容よる顕熱利用も可能なことから，溶銑配合率は予備処理のな器に使用するプロセスもあるが，脱りん精錬後に一度溶銑をい転炉一段精錬と同等に低減できる．また，脱珪・脱りん・鍋に排出してから脱炭炉に再装入する際に熱ロスが生じるこ

脱炭のトータルの処理時間も大幅に短縮される．脱りん後はと，脱りん精錬中には重量屑が溶解しきれず，やはりスクラ溶銑を排出することなくスラグのみを炉傾動により排出するップ使用に制約を受けることという課題があった．

ため，脱りん炉脱炭炉の転炉 2 基方式と比べて熱ロスを極

また，従来の混銑車や鍋を使用した予備処理法では，本来輸送用の容器を精錬処理に利用しているためフリーボードが少化できるとともに重量屑を含むスクラップが使用可能となり，転炉 1 基当たりの生産性も向上できる．

小さく，高速送酸や強撹拌による処理時間短縮が困難であるとともに，酸素ポテンシャルを上げにくいためにスラグを高塩基度化する必要があり，製鋼スラグ発生量の低減にも難点があった．また，従来はスラグの溶解促進剤として CaF2 を用いていたが， CaF2 は耐火物の溶損を助長し，また環境負.

試験転炉による基礎検討



実験条件

主な実験条件を表に示す．上底吹き可能な試験転炉へス

荷の観点から脱りんスラグの用途を限定してしまうという課新日鐵住金株式会社
技術開発本部1)上席主幹研究員 2)元部長
室蘭製鐵所3)製鋼部長 4)元所長
5)本社 製鋼技術部 製鋼技術室長
Development of the Continuous Dephosphorization Process using BOF; Yuji Ogawa, Masataka Yano, Masayuki Arai, Noriyuki
Masumitsu, Masanori Kumakura(Nippon Steel & SumitomoMetal Corp.）
2013年11月 8 日受理[doi:10.2320/materia.53.107]

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

図1MURC(Multirefining Converter)法の概要．



クラップと溶銑 5 ～ 7 t を装入した．ランスからの酸素上吹た平衡りん分配比を式( 1 )を用いて精度良く推定できるこきを開始し，脱りんフラックスとして生石灰を投入して N2とが確認できており(1)，本実験のような低塩基度スラグで強底吹き下で脱珪，脱りん処理を実施した．最初に装入するス

攪拌条件下での脱りん処理は見かけ上の平衡近くまで到達しクラップ量に応じて，鉄鉱石の添加量を調整して脱りん処理ていると推定された．また，温度 1350 °C ，[ C ] 3.5 と仮定後の温度を制御した．その後，炉を傾動して炉口よりスラグし，式( 1 )を用いて計算した( T.Fe )とりん分配比の関係を排出し，炉直立後に再び酸素の上底吹きにより脱炭精錬をを図に示す．図には本実験で得られた実績値を計算と同じ行い出鋼した．脱炭スラグのホットリサイクルを行う場合仮定に補正した値を併せて示すが，計算値と実績の補正値はは，スラグを炉内に全量残したまま，次チャージの溶銑を装概ね一致しており， CaO/ SiO2( C/S)が 1～ 1.5の低塩基度ス入した．

ラグでも十分な脱りんが可能であることが確認された．



代表的メタル成分・温度推移

脱炭スラグのホットリサイクル効果

8 分程度の吹錬で[P]0.02 massまで脱りんが進行してお脱炭処理後のスラグを炉内に残し，次チャージの脱りん処り，脱炭処理時間と合わせて吹錬時間 20 分以内での処理が理に有効に利用することも本法の大きな特徴である．図に可能であることがわかる(図)．

は脱珪脱りん処理時に添加した生石灰原単位と脱りん処理後

の[P]濃度の関係を示す．スラグリサイクルを実施すること

脱りん挙動により，5～10 kg/t の大幅な生石灰原単位削減が認められた．

脱珪，脱りん処理後および脱炭処理後の吹止め成分と温度を用いて，重回帰処理により Healy(4)型のりん分配推定式を

.

室蘭製鐵所への適用結果式( 1 )のように導出した．
log(P)/[P]＝2.5 log(T.Fe)＋0.0715{(CaO)

室蘭製鐵所の 300 t 規模実機転炉に本法を適用した．

＋0.25(MgO)}＋7710.2/T－8.55＋(105.1/T＋0.0723)[C](1)

ここで，( X )スラグ中 X 成分濃度( mass )，[ Y ]

脱珪脱りん処理後の中間排滓率

炉傾動による溶銑脱りん後スラグの排出率が低下すると，メタル中 Y 成分濃度(mass )，T.Fe全鉄分， T処理後脱炭処理への P の持ち込み量が増加し，トータルの生石灰温度(K)である．

原単位が増加する．中間排滓率に及ぼすスラグ組成の影響を試験転炉での脱りん処理後の溶銑段階から脱炭処理後の溶図に示すが，(MgO)や(T.Fe)の高位化，C/S の低位鋼までの実績のりん分配比および従来の基礎実験で測定され
表1

試験転炉での主な実験条件．
脱珪脱りん処理

脱炭処理

1000(400, 1500)

10001680

O2020200

N2200, 350

70170LPG

0107001800

生石灰

020.5030

鉄鉱石

0720

上吹き酸素流量(Nm3/h)

底吹きガス(Nm3/h)

スクラップ量(kg/t)
副原料添加量(kg/t)

図2



代表的なメタル成分，温度の時間推移．

図3

溶銑脱りん後のりん分配比に及ぼすスラグ組成の影響．

図4

生石灰原単位に及ぼすスラグリサイクル効果．

新技術・新製品

図5

中間排滓率に及ぼす脱りん後スラグ組成の影響．

図6

総生石灰原単位に及ぼすスラグリサイクルの効果．

図7

脱りんの見かけ平衡到達度に及ぼすスラグホットリサイクルの効果．

図8

生石灰原単位の比較(大分製鐵所)．

ことなくスラグ量も低減可能な高効率での操業技術も確立で化により，70以上の排滓率を確保できることが確認できた．


脱炭スラグのホットリサイクル効果

きている．


高生産性への対応

脱珪脱りん処理，脱炭処理を合わせた総生石灰原単位と脱大分製鐵所においては，酸素上底吹き転炉の強撹拌を活用

炭処理後の[P]濃度の関係を図に示す．脱炭スラグを炉内した溶銑脱りん時の高速送酸，排滓鍋の大型化による迅速中に残してリサイクルすることで，大幅な生石灰原単位の削減

間排滓，低ダスト高速脱炭吹錬等により，約36分の工程時間が確認できた．

を達成している．約 80 までの溶銑比率低減効果と合わせ室蘭製鐵所では，従来の混銑車処理方式から大幅に脱りんて，本法をほぼ全量適用した高生産プロセスを実現している．

処理能力を向上し，現在，全鋼種の 90 以上に本法を適用している．

.

大分製鐵所への適用結果

.

まとめ

本法は，現在，室蘭，大分，八幡，君津の各製鉄所と名古株 に導入され，年間 2300 万トン以上
屋製鉄所内東海特殊鋼

次に，大分製鐵所の 400 t 規模実機転炉に本法を適用した．


副原料(生石灰)削減効果の粗鋼生産に適用されている．

.

特許式( 1 )を用いてスラグ組成から計算した溶銑脱りん処理時のりん分配比( LP )に対する実績値の到達率に関する脱炭スラグのホットリサイクル実施有無での比較を図に示す．
ホットリサイクルの実施により，短時間での少ない酸素原単位で見かけ平衡近くまで脱りん可能であることが確認された．
また，本法の適用による生石灰原単位削減効果を図に示す．低塩基度スラグでの溶銑脱りんと脱炭スラグ中生石灰のの究極までの有効活用により，予備処理をしない転炉一段精錬と比較して約 40 の生石灰原単位削減効果を実証できた．これに相当するスラグ発生量低減効果も得られている．
また，高炉溶銑[Si]が高すぎる場合でも，0.3～0.6の範囲内に事前脱珪を行うことで，生産性や中間排滓率を落とす

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

本開発に関連して出願した主な特許は以下である．
特 許 第 2582692 号 ， 特 許 第 2958842 号 ， 特 許 第 3239197
号，他登録特許全 8 件．

文献( 1 ) 小 川 雄 司 ， 矢 野 正 孝 ， 北 村 信 也 ， 平 田 浩  鉄 と 鋼 ， 87(2001), 21
28.
( 2 ) H. Nomata et al.: Proceedings of the 4th European Oxygen
Steelmaking Conference, Verlag Gl äuckauf, (2003), 79
86.
( 3 ) T. Washizu, M. Kumakura, K. Kume and Y. Hirokawa: Proc.
First Australia
China
Japan Symp. on Iron and Steelmaking,Liaoning Science and Technology Publication, (2006), 188
193.
( 4 ) G. W. Healy: J. Iron Steel Int., 208(1970), 664
668.

