図面 (/)

技術 低燐低硫鋼の製造方法

出願人 日本製鉄株式会社
発明者 佐藤晶鈴木哲平
出願日 2016年2月4日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-019483
公開日 2017年8月10日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-137532
状態 特許登録済
技術分野 銑鉄の精製;鋳鉄の製造;転炉法以外の製鋼 炭素鋼又は鋳鋼の製造
主要キーワード 規格上限値 投入設備 貯蔵ホッパー P含有率 所定元素 天井走行クレーン 磁着物 製造試験
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年8月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

荒銑をリサイクルしつつ低燐低硫鋼を製造する方法であって、設備投資、および工程時間の増大を伴わず、二次精錬工程での脱硫をせずに、鋼種振替リスクを低減できる製造方法を提供する。

解決手段

この製造方法は、溶銑を脱硫する脱硫工程と、脱硫工程を経た溶銑を脱燐炉で脱燐する脱燐工程と、脱燐工程を経た溶銑を脱炭炉で脱炭する脱炭工程と、脱燐工程を経た後かつ脱炭工程を実施する前の溶銑の硫黄含有率[S]を分析するS分析工程とを含む。脱燐工程は、大径の荒銑を、脱燐後の溶銑の[S]が所定の管理値を超えない範囲の量で、スクラップシュートを用いて、脱燐炉に装入する工程を含む。脱炭工程は、S分析工程で得られた[S]の値に応じて、脱炭後の溶鋼の[S]が管理値を超えない範囲の量で、小径の荒銑を、炉上ホッパーから脱炭炉に投入する工程を含む。

概要

背景

靭性に優れた鋼製品ニーズが高まっており、このような要求に応える低燐低硫鋼、すなわち、P含有率およびS含有率が低減された鋼の生産量が増加している。低燐低硫鋼の代表的な組成は、[P]≦0.015%、かつ[S]≦0.0030%である。ここで、化学成分をXとすると、[X]は、溶銑溶鋼、または鋼のXの含有率(質量%)を表す。

このような低燐低硫鋼を製造するにあたり、脱燐(脱P)を行った際に生ずる脱燐スラグ、および脱硫(脱S)を行った際に生ずる脱硫スラグ発生量が増加している。これらのスラグは、地金を含んでおり、このような地金、特に脱硫スラグに含まれるS含有率が高い地金をリサイクルすることが課題となっている。

低燐低硫鋼の代表的な製造方法として、高炉で得られた溶銑を、下記(1)〜(5)の工程により処理する方法がある。
(1)KR法により、高炉からの出銑した溶銑とフラックスとを機械撹拌することで、溶銑の脱硫を行って、[S]が0.0010%程度の低硫溶銑を得る工程
(2)脱燐炉で、上記(1)の工程で得られた低硫溶銑に、原料としてスクラップを追加し、さらに、フラックスを添加して、酸素吹きすることで、脱珪(脱Si)および脱燐を行って、低燐低硫溶銑を得る工程
(3)一次精錬として、脱炭炉で、上記(2)の工程で得られた低燐低硫溶銑にフラックスを添加して酸素吹きすることで、脱炭を行い、C含有率が低減された低燐低硫溶鋼を得る工程
(4)二次精錬として、二次精錬装置で、上記(3)の工程で得られた低燐低硫溶鋼に対して、真空脱ガス処理(たとえば、RH法による)、および成分の微調整を行う工程
(5)連続鋳造機で、上記(4)の工程で得られた溶鋼を、凝固および成型する工程

上記(2)の工程の脱燐炉、および上記(3)の工程の脱炭炉として、転炉を用いる。転炉において、スクラップは、スクラップシュート積込み後、天井走行クレーンにより転炉内装入される。フラックスは、転炉上部に配置された副原料の投入設備である貯蔵ホッパー(以下、「炉上ホッパー」という。)へ運搬され、炉上ホッパーに貯蔵されて、必要時に所定量が切り出される。

上述の低燐低硫鋼の製造方法では、上記(1)の工程で溶銑の脱硫を行う際に、溶銑からフラックスへ脱硫する反応に伴い、脱硫スラグが発生する。脱硫スラグは、溶銑から分離して溶銑の上に浮くので、機械的操作で除去できる。しかし、その際に、脱硫スラグと溶銑とを完全に分離することはできず、脱硫スラグに溶銑の一部が地金として混入する。このような地金は、リサイクルすることが好ましい。

地金をリサイクルするための方法としては、脱硫スラグを、冷却した後に破砕機により破砕し、磁選機を用いてスラグと地金とに選別し、地金(以下、「荒銑」という。)を、スクラップとともに、脱燐炉(転炉)に装入する方法がある。この場合、選別されたスラグは、焼結鉱の原料としてリサイクルされる。

荒銑の[S]は、脱硫後の溶銑(低硫溶銑)の[S]に等しいので、スラグが含まれていなければ、荒銑の添加は、その使用量の多少に関わらず、溶銑の[S]には影響しない。しかし、実際には、荒銑に脱硫スラグが混入することは避けられず、脱硫スラグには、荒銑より高い含有率でSが含有されている。このため、荒銑を脱燐炉に装入すると、溶銑の[S]が上昇し、低燐低硫鋼が得られなくなることがある。

脱燐炉で溶銑の[S]が上昇すると、たとえば、二次精錬工程で脱硫処理を追加的に実施して、溶鋼の[S]を所望のレベルまで低減する必要が生ずる。この場合、製造コストが増大する。また、脱燐後に溶銑または溶鋼の[S]を低減する処理を行わない場合は、予定していた低燐低硫鋼ではない鋼種として使用(鋼種振替)せざるを得なくなる。鋼種振替により、製品である鋼の単価は下がるので、経済的損失が生ずる。

荒銑の使用による溶銑の[S]上昇率Aは、荒銑使用率P、荒銑の脱硫スラグ含有率Y、および脱硫スラグのS含有率(S)を用いて、下記(1)式で計算することができる。ここで、化学成分をXとすると、(X)は、スラグのXの含有率(質量%)を表す。
A(%)=P(%)×(Y(%)/100)×((S)/100) (1)

荒銑使用率P(%)は、荒銑使用量(脱燐炉に装入する荒銑の量;t/ch)を、脱燐炉に収容された溶銑の量(t/ch)と脱燐炉に装入するスクラップの量(t/ch)との合計で除し、100倍したものである。ここで、「ch」は、炉での1回の処理のための原料の装入(チャージ)を意味する。脱硫スラグ含有率Yは、荒銑に含まれる脱硫スラグの量(t)を、荒銑(荒銑に含まれる脱硫スラグを含む)の量(t)で除したものである。

通常は、荒銑の発生量は、低燐低硫鋼の粗鋼生産量に対して0.5%程度であり、荒銑の脱硫スラグ含有率Yは、10〜20%程度であり、脱硫スラグの(S)は、1.5〜2.5%程度である。したがって、この荒銑を全量使用した場合の溶鋼[S]の上昇率Aは、平均で0.0015%であり、0.0008〜0.0025%の範囲内となる。

荒銑の脱硫スラグ含有率Y、および脱硫スラグのS含有率(S)は、ばらつきが大きいため、平均的なYおよび(S)を有するサンプルを確実に得ることは難しい。また、荒銑の発生量は多いため、荒銑の全量を代表するとみなすことができる分析値が得られるように、多量の荒銑について、脱硫スラグ含有率Y、および脱硫スラグのS含有率(S)を分析することは、現実的には不可能である。したがって、荒銑を使用する前に、荒銑の脱硫スラグ含有率Y、および脱硫スラグのS含有率(S)を、高い精度で把握することは困難である。

溶銑の脱硫後の[S]が0.0010%の場合、荒銑使用による溶銑の[S]上昇率Aが0.0015%であれば、溶銑の[S]は0.0025%となり、低燐低硫鋼を製造するのに問題を生じない。しかし、荒銑使用による溶銑の[S]上昇率Aが0.0025%となると、溶銑の[S]は0.0035%となる。この場合は、上述のように、付加的な脱硫処理を行うことによるコストおよび工程時間の増加、または製造鋼種振替による経済的損失が生じるという問題がある。

荒銑の添加方法としては、脱硫を行う前の溶銑に、荒銑を投入する方法が知られている。たとえば、特許文献1には、混銑車トーピードカー)内の脱硫を行う前の溶銑に対して荒銑を投入する方法が開示されている。この方法によれば、荒銑の投入後に溶銑に対して脱硫を行うので、溶銑の[S]の上昇を実質的になくすことができる。

また、スクラップの添加方法としては、脱燐炉に装入するだけではなく、脱燐炉と脱炭炉とに分割して装入する方法が知られている。たとえば、特許文献2には、スクラップを、脱燐炉だけに装入するのではなく、脱燐炉と脱炭炉との両方で、スクラップシュートを用いてスクラップを装入する方法が開示されている。

この技術を用い、スクラップと同様に、荒銑についても、分割して脱燐炉と脱炭炉との両方に装入するようにし、脱燐後の溶銑の[S]を分析してから、分析結果に応じて脱炭炉でも、スクラップシュートを用いて残りの荒銑を装入することが考えられる。これにより、溶鋼の[S]が管理値を超えるリスクを、大幅に低減させることができる。

概要

荒銑をリサイクルしつつ低燐低硫鋼を製造する方法であって、設備投資、および工程時間の増大を伴わず、二次精錬工程での脱硫をせずに、鋼種振替のリスクを低減できる製造方法を提供する。この製造方法は、溶銑を脱硫する脱硫工程と、脱硫工程を経た溶銑を脱燐炉で脱燐する脱燐工程と、脱燐工程を経た溶銑を脱炭炉で脱炭する脱炭工程と、脱燐工程を経た後かつ脱炭工程を実施する前の溶銑の硫黄含有率[S]を分析するS分析工程とを含む。脱燐工程は、大径の荒銑を、脱燐後の溶銑の[S]が所定の管理値を超えない範囲の量で、スクラップシュートを用いて、脱燐炉に装入する工程を含む。脱炭工程は、S分析工程で得られた[S]の値に応じて、脱炭後の溶鋼の[S]が管理値を超えない範囲の量で、小径の荒銑を、炉上ホッパーから脱炭炉に投入する工程を含む。

目的

本発明は、荒銑をリサイクルしつつ低燐低硫鋼を製造する方法であって、設備投資、および工程時間の増大を伴わず、二次精錬工程での脱硫をせずに、鋼種振替のリスクを低減できる製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

荒銑をい機で分級して、炉上ホッパーから投入可能な径である小径の荒銑と、前記小径の荒銑より大きな径の荒銑を含む大径の荒銑とに選別する分級工程と、溶銑脱硫する脱硫工程と、前記脱硫工程を経た溶銑を、脱燐炉で脱燐する脱燐工程と、前記脱燐工程を経た溶銑を、脱炭炉で脱炭する脱炭工程と、前記脱燐工程を経た後、かつ前記脱炭工程を実施する前の溶銑の硫黄含有率[S]を分析するS分析工程と、を含み、前記脱燐工程は、前記大径の荒銑を、脱燐後の溶銑の[S]が所定の管理値を超えない範囲の量で、スクラップシュートを用いて、前記脱燐炉に装入する工程を含み、前記脱炭工程は、前記S分析工程で得られた[S]の値に応じて、脱炭後の溶鋼の[S]が前記管理値を超えない範囲の量で、前記小径の荒銑を、前記炉上ホッパーから前記脱炭炉に投入する工程を含む、低燐低硫鋼の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、低燐低硫(低P低S)鋼の製造方法に関し、特に、2基の転炉を用い、S(硫黄含有率が高い地金リサイクルしつつ、低燐低硫鋼を製造する方法に関する。

背景技術

0002

靭性に優れた鋼製品ニーズが高まっており、このような要求に応える低燐低硫鋼、すなわち、P含有率およびS含有率が低減された鋼の生産量が増加している。低燐低硫鋼の代表的な組成は、[P]≦0.015%、かつ[S]≦0.0030%である。ここで、化学成分をXとすると、[X]は、溶銑溶鋼、または鋼のXの含有率(質量%)を表す。

0003

このような低燐低硫鋼を製造するにあたり、脱燐(脱P)を行った際に生ずる脱燐スラグ、および脱硫(脱S)を行った際に生ずる脱硫スラグ発生量が増加している。これらのスラグは、地金を含んでおり、このような地金、特に脱硫スラグに含まれるS含有率が高い地金をリサイクルすることが課題となっている。

0004

低燐低硫鋼の代表的な製造方法として、高炉で得られた溶銑を、下記(1)〜(5)の工程により処理する方法がある。
(1)KR法により、高炉からの出銑した溶銑とフラックスとを機械撹拌することで、溶銑の脱硫を行って、[S]が0.0010%程度の低硫溶銑を得る工程
(2)脱燐炉で、上記(1)の工程で得られた低硫溶銑に、原料としてスクラップを追加し、さらに、フラックスを添加して、酸素吹きすることで、脱珪(脱Si)および脱燐を行って、低燐低硫溶銑を得る工程
(3)一次精錬として、脱炭炉で、上記(2)の工程で得られた低燐低硫溶銑にフラックスを添加して酸素吹きすることで、脱炭を行い、C含有率が低減された低燐低硫溶鋼を得る工程
(4)二次精錬として、二次精錬装置で、上記(3)の工程で得られた低燐低硫溶鋼に対して、真空脱ガス処理(たとえば、RH法による)、および成分の微調整を行う工程
(5)連続鋳造機で、上記(4)の工程で得られた溶鋼を、凝固および成型する工程

0005

上記(2)の工程の脱燐炉、および上記(3)の工程の脱炭炉として、転炉を用いる。転炉において、スクラップは、スクラップシュート積込み後、天井走行クレーンにより転炉内装入される。フラックスは、転炉上部に配置された副原料の投入設備である貯蔵ホッパー(以下、「炉上ホッパー」という。)へ運搬され、炉上ホッパーに貯蔵されて、必要時に所定量が切り出される。

0006

上述の低燐低硫鋼の製造方法では、上記(1)の工程で溶銑の脱硫を行う際に、溶銑からフラックスへ脱硫する反応に伴い、脱硫スラグが発生する。脱硫スラグは、溶銑から分離して溶銑の上に浮くので、機械的操作で除去できる。しかし、その際に、脱硫スラグと溶銑とを完全に分離することはできず、脱硫スラグに溶銑の一部が地金として混入する。このような地金は、リサイクルすることが好ましい。

0007

地金をリサイクルするための方法としては、脱硫スラグを、冷却した後に破砕機により破砕し、磁選機を用いてスラグと地金とに選別し、地金(以下、「荒銑」という。)を、スクラップとともに、脱燐炉(転炉)に装入する方法がある。この場合、選別されたスラグは、焼結鉱の原料としてリサイクルされる。

0008

荒銑の[S]は、脱硫後の溶銑(低硫溶銑)の[S]に等しいので、スラグが含まれていなければ、荒銑の添加は、その使用量の多少に関わらず、溶銑の[S]には影響しない。しかし、実際には、荒銑に脱硫スラグが混入することは避けられず、脱硫スラグには、荒銑より高い含有率でSが含有されている。このため、荒銑を脱燐炉に装入すると、溶銑の[S]が上昇し、低燐低硫鋼が得られなくなることがある。

0009

脱燐炉で溶銑の[S]が上昇すると、たとえば、二次精錬工程で脱硫処理を追加的に実施して、溶鋼の[S]を所望のレベルまで低減する必要が生ずる。この場合、製造コストが増大する。また、脱燐後に溶銑または溶鋼の[S]を低減する処理を行わない場合は、予定していた低燐低硫鋼ではない鋼種として使用(鋼種振替)せざるを得なくなる。鋼種振替により、製品である鋼の単価は下がるので、経済的損失が生ずる。

0010

荒銑の使用による溶銑の[S]上昇率Aは、荒銑使用率P、荒銑の脱硫スラグ含有率Y、および脱硫スラグのS含有率(S)を用いて、下記(1)式で計算することができる。ここで、化学成分をXとすると、(X)は、スラグのXの含有率(質量%)を表す。
A(%)=P(%)×(Y(%)/100)×((S)/100) (1)

0011

荒銑使用率P(%)は、荒銑使用量(脱燐炉に装入する荒銑の量;t/ch)を、脱燐炉に収容された溶銑の量(t/ch)と脱燐炉に装入するスクラップの量(t/ch)との合計で除し、100倍したものである。ここで、「ch」は、炉での1回の処理のための原料の装入(チャージ)を意味する。脱硫スラグ含有率Yは、荒銑に含まれる脱硫スラグの量(t)を、荒銑(荒銑に含まれる脱硫スラグを含む)の量(t)で除したものである。

0012

通常は、荒銑の発生量は、低燐低硫鋼の粗鋼生産量に対して0.5%程度であり、荒銑の脱硫スラグ含有率Yは、10〜20%程度であり、脱硫スラグの(S)は、1.5〜2.5%程度である。したがって、この荒銑を全量使用した場合の溶鋼[S]の上昇率Aは、平均で0.0015%であり、0.0008〜0.0025%の範囲内となる。

0013

荒銑の脱硫スラグ含有率Y、および脱硫スラグのS含有率(S)は、ばらつきが大きいため、平均的なYおよび(S)を有するサンプルを確実に得ることは難しい。また、荒銑の発生量は多いため、荒銑の全量を代表するとみなすことができる分析値が得られるように、多量の荒銑について、脱硫スラグ含有率Y、および脱硫スラグのS含有率(S)を分析することは、現実的には不可能である。したがって、荒銑を使用する前に、荒銑の脱硫スラグ含有率Y、および脱硫スラグのS含有率(S)を、高い精度で把握することは困難である。

0014

溶銑の脱硫後の[S]が0.0010%の場合、荒銑使用による溶銑の[S]上昇率Aが0.0015%であれば、溶銑の[S]は0.0025%となり、低燐低硫鋼を製造するのに問題を生じない。しかし、荒銑使用による溶銑の[S]上昇率Aが0.0025%となると、溶銑の[S]は0.0035%となる。この場合は、上述のように、付加的な脱硫処理を行うことによるコストおよび工程時間の増加、または製造鋼種振替による経済的損失が生じるという問題がある。

0015

荒銑の添加方法としては、脱硫を行う前の溶銑に、荒銑を投入する方法が知られている。たとえば、特許文献1には、混銑車トーピードカー)内の脱硫を行う前の溶銑に対して荒銑を投入する方法が開示されている。この方法によれば、荒銑の投入後に溶銑に対して脱硫を行うので、溶銑の[S]の上昇を実質的になくすことができる。

0016

また、スクラップの添加方法としては、脱燐炉に装入するだけではなく、脱燐炉と脱炭炉とに分割して装入する方法が知られている。たとえば、特許文献2には、スクラップを、脱燐炉だけに装入するのではなく、脱燐炉と脱炭炉との両方で、スクラップシュートを用いてスクラップを装入する方法が開示されている。

0017

この技術を用い、スクラップと同様に、荒銑についても、分割して脱燐炉と脱炭炉との両方に装入するようにし、脱燐後の溶銑の[S]を分析してから、分析結果に応じて脱炭炉でも、スクラップシュートを用いて残りの荒銑を装入することが考えられる。これにより、溶鋼の[S]が管理値を超えるリスクを、大幅に低減させることができる。

先行技術

0018

特許第4438562号明細書
特許第5164312号明細書

発明が解決しようとする課題

0019

しかし、特許文献1の方法を実施するためには、荒銑の投入設備などを設ける必要がある。

0020

また、特許文献2の方法に関しては、脱燐後に溶銑の[S]を分析してからスクラップシュート内の荒銑量を調整して、転炉に荒銑を装入すると、転炉への原料装入遅れ、工程時間が顕著に増大してしまう。

0021

具体的には、工場レイアウト操業状態によるが、脱燐が完了した溶銑を出銑した後、溶銑を脱炭炉に注銑するまでに、一般に20分程度要する。この場合、脱燐された溶銑(銑鉄)の[S]を分析してから、スクラップシュート内の荒銑量を調整して、荒銑を脱炭炉に装入するまでに要する時間が、20分以内であれば、工程時間が増加することはない。しかし、実際には、この時間は、20分を超えるので、工程時間は増加する。

0022

そこで、本発明は、荒銑をリサイクルしつつ低燐低硫鋼を製造する方法であって、設備投資、および工程時間の増大を伴わず、二次精錬工程での脱硫をせずに、鋼種振替のリスクを低減できる製造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

0023

本発明は、下記の低燐低硫鋼の製造方法を要旨とする。
荒銑をい機で分級して、炉上ホッパーから投入可能な径である小径の荒銑と、前記小径の荒銑より大きな径の荒銑を含む大径の荒銑とに選別する分級工程と、
溶銑を脱硫する脱硫工程と、
前記脱硫工程を経た溶銑を、脱燐炉で脱燐する脱燐工程と、
前記脱燐工程を経た溶銑を、脱炭炉で脱炭する脱炭工程と、
前記脱燐工程を経た後、かつ前記脱炭工程を実施する前の溶銑の硫黄含有率[S]を分析するS分析工程と、を含み、
前記脱燐工程は、前記大径の荒銑を、脱燐後の溶銑の[S]が所定の管理値を超えない範囲の量で、スクラップシュートを用いて、前記脱燐炉に装入する工程を含み、
前記脱炭工程は、前記S分析工程で得られた[S]の値に応じて、脱炭後の溶鋼の[S]が前記管理値を超えない範囲の量で、前記小径の荒銑を、前記炉上ホッパーから前記脱炭炉に投入する工程を含む、
低燐低硫鋼の製造方法。

発明の効果

0024

本発明の製造方法は、脱硫工程、および脱燐工程を含む。そして、脱燐工程および脱炭工程では、これらの各工程を経た溶銑または溶鋼の[S]が所定の管理値を超えない量で荒銑が装入(投入)される。このため、脱炭工程を経て得られた溶鋼は、十分にPおよびSが低減されたものになりやすいので、二次精錬工程での脱硫を行うことなく、低燐低硫鋼を製造できる可能性が高い。したがって、鋼種振替をせざるを得なくなるリスクを低減できる。

0025

また、脱炭工程では、荒銑(小径の荒銑)は、ホッパーを用いて脱炭炉に投入することができるので、脱炭炉用に用いるスクラップシュートを設ける等の設備投資をする必要はない。

0026

さらに、脱炭炉で、スクラップシュートを用いて荒銑を装入する場合は、溶銑装入を開始する前に、荒銑の装入を完了している必要があるのに対して、炉上ホッパーを用いると、酸素吹き中に、炉上ホッパーから所望量の荒銑を切り出して、脱炭炉内に投入することが可能である。これにより、脱燐工程を経た溶銑の[S]の分析結果が出てから脱炭炉に荒銑を装入する場合のサイクルタイムは、脱炭炉に荒銑を投入しない場合に比して、実質的に増加しない。

図面の簡単な説明

0027

図1は、脱燐炉での荒銑の使用率と脱燐後の溶銑の[S]の上昇率との関係を示す図である。

0028

以下、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明において、含有率についての「%」は、質量%である。

0029

この実施形態の製造方法は、分級工程と、脱硫工程と、脱燐工程と、脱炭工程と、S分析工程とを含む。脱硫工程と脱燐工程とは、溶銑予備処理工程として実施される。脱炭工程は、一次製錬工程として実施される。脱炭工程の後、二次精錬工程、および連続鋳造工程を順に実施する。

0030

〈分級工程〉
この工程では、荒銑を篩い機で分級して、炉上ホッパーから投入可能な径である小径の荒銑と、この小径の荒銑より大きな径の荒銑を含む大径の荒銑とに選別する。荒銑は、脱硫工程で生じたスラグ(脱硫スラグ)を、冷却した後に破砕機により破砕し、磁選機を用いてスラグから選別した地金である。

0031

荒銑の大きさは、脱硫スラグの破砕方法、および磁選の方法にも依存するが、最大径で700mm程度である。スクラップシュートは、最大径が1000mm程度の原料が装入可能なのに対し、炉上ホッパーは最大径50〜100mm程度の原料のみ投入可能である。そのため、小径の荒銑のサイズは、分級により、転炉の炉上ホッパー等の各設備仕様に応じて、40〜60mm程度に調整する。

0032

〈脱硫工程〉
この工程では、たとえば、KR法により、高炉からの出銑した溶銑とフラックスとを機械撹拌することで、溶銑の脱硫を行う。これにより、[S]が0.0010%程度(0.0004〜0.0012%程度)の低硫溶銑を得る。

0033

〈脱燐工程〉
この工程では、脱燐炉で、脱硫工程を経た低硫溶銑に、原料としてスクラップを追加し、さらに、フラックスを添加して、酸素吹きすることで、脱燐を行って、低燐低硫溶銑を得る。この工程では、溶銑の脱珪が同時に行われてもよい。脱燐炉は、スクラップシュートを備えたものとする。

0034

脱燐工程は、分級工程で得られた大径の荒銑を、スクラップシュートを用いて、脱燐炉に装入する工程を含む。装入する大径の荒銑の量は、脱燐後の溶銑の[S]が、ばらつきを考慮しても、管理値を超えない範囲の量とする。管理値は、たとえば、0.0030%とすることができる。

0035

〈S分析工程〉
この工程では、脱燐工程を経た後かつ脱炭工程を実施する前の溶銑をサンプリングし、たとえば、赤外線吸収法等により、[S]を分析する。分析結果は、脱燐工程を経た溶銑を脱燐炉から脱炭炉に移送する前に判明している必要はないが、遅くとも、後述の脱炭工程での酸素吹き(吹錬)開始直後には判明している必要がある。

0036

〈脱炭工程〉
この工程では、一次精錬として、脱炭炉で、脱燐工程を経た溶銑(低燐低硫溶銑)に、フラックスを添加して酸素吹きすることで脱炭し、C含有率が低減された低燐低硫溶鋼を得る。脱炭炉は、炉上ホッパーを備えたものとする。炉上ホッパーには、分級工程で得られた小径の荒銑を貯蔵しておく。

0037

この工程は、分級工程で得られた小径の荒銑を、炉上ホッパーから脱炭炉に投入する工程を含む。小径の荒銑は、酸素吹きを行っている間に、溶銑の上方から投入してもよい。投入する小径の荒銑の量は、S分析工程で得られた[S]の値に応じて、脱炭後の溶鋼の[S]が管理値を超えない範囲の量とし、投入量が0の場合(荒銑を投入しない場合)もあるものとする。

0038

〈二次精錬工程〉
この工程では、二次精錬装置で、脱炭工程を経た低燐低硫溶鋼に対して、真空脱ガス処理(たとえば、公知のRH法による)、および成分の微調整を行う。

0039

〈連続鋳造工程〉
この工程では、鋳型およびロールを備えた連続鋳造機により、二次精錬工程を経た溶鋼を凝固するとともに成型する。

0040

下記A〜Iの製造条件で、低燐低硫鋼を鋳片として製造する試験を行うことにより、本発明の効果を確認した。試験は、[P]が0.015%以下、かつ[S]が0.0030%以下の低燐低硫鋼を製造することを目的とした。すなわち、これらの含有率は、製造試験により得られる鋳片の管理値(規格上限値)である。

0041

製造条件A〜Iのヒートは、下記のように、A〜C、D〜F、およびG〜Iのグループに大別される。
製造条件A〜Cのヒート:脱燐炉に、スクラップシュートを用いて全量の荒銑を装入する(脱炭炉では、荒銑を装入しない)。
製造条件D〜Fのヒート:脱燐炉および脱炭炉のそれぞれで、スクラップシュートを用いて荒銑を装入する。脱炭炉に装入する荒銑の量は、脱燐後の溶銑の[S]分析の結果により決定する。[S]分析の結果によっては、脱炭炉には荒銑を装入しない。
製造条件G〜Iのヒート:脱燐炉ではスクラップシュートを用いて荒銑を装入し、脱炭炉では炉上ホッパーを用いて荒銑を投入する。脱炭炉に装入する荒銑の量は、脱燐後の溶銑の[S]分析の結果により決定する。[S]分析の結果によっては、脱炭炉には荒銑を装入しない。

0042

製造条件G〜Iによる低燐低硫鋼の製造方法は、本発明例であり、製造方法A〜Fによる低燐低硫鋼の製造方法は、本発明の要件の少なくともいずれかは満たさない比較例である。

0043

荒銑のスラグ含有率は、製造条件A、D、およびGで、互いに同じであり、製造条件B、E、およびHで互いに同じであり、製造条件C、F、およびIで互いに同じであった。製造条件A、D、およびGのグループと、製造条件B、E、およびHのグループと、製造条件C、F、およびIのグループとでは、荒銑のスラグ含有率は互いに異なっていた。

0044

この製造試験において、共通する手順について説明する。
まず、高炉から出銑された270tの溶銑に対して、脱硫工程として、KR法により、脱硫処理を行い、[S]が0.0010%の低硫溶銑を得た。続いて、脱燐工程として、脱燐炉で、脱硫工程で得られた低硫溶銑とスクラップ30t程度とを原料として、脱燐処理を実施した。

0045

得られた脱燐溶銑の一部をサンプリングし、サンプリングした脱燐溶銑が固化した銑鉄の[S]を分析し、これ以外の脱燐溶銑に対しては、脱炭炉で、脱炭処理を実施した。得られた溶鋼に対しては、二次精錬工程として、RH法による真空脱ガス処理、および所定元素を所定量添加することによる成分の微調整を行った後に、連続鋳造工程として、連続鋳造機にて凝固および成型して、スラブ鋳片を得た。

0046

荒銑は、以下の方法により、脱硫工程を実施する前に用意した。すなわち、別途実施した脱硫処理で生じた脱硫スラグを、スラグに排出して、工場外に搬出し、24時間超の水冷を行った後、スラグ壺を反転して排出した。そして、この脱硫スラグに対して、破砕、および磁選を行うことで、磁着物(荒銑)と、15mm以下の非磁着物(スラグ)とに分別した。

0047

製造条件A〜Cでは、この磁着物である荒銑を用いた。製造条件D〜Iでは、荒銑に対して、さらに以下の処理をして用いた。すなわち、荒銑を、目開きが50mmの篩にかけ、50mm以下の小径の荒銑と、50mmより大きい荒銑を含む大径の荒銑とに分級した。大径の荒銑は、スクラップシュートを介して脱燐炉へ装入するためのものであった。小径の荒銑は、炉上ホッパーまたはスクラップシュートから脱炭炉である転炉へ装入するためのものであった。

0048

表1に製造条件、および結果を示す。

0049

0050

製造条件A〜C、すなわち、荒銑を脱燐炉へのみスクラップシュートで投入した場合は、以下の結果となった。製造条件AおよびBは、いずれも荒銑使用率(投入する荒銑の量の溶銑の量に対する割合)が0.5%と同じであったにもかかわらず、出鋼後の[S]は、製造条件Aでは0.0025%であり、製造条件Bでは0.0034%と差があった。このような[S]の差は、用いた荒銑のスラグ含有率の差による。

0051

製造条件Bでは、出鋼後の[S]が管理値を超えたため、二次精錬での脱硫が必要となった。換言すれば、製造条件Bにより得られた鋼は、二次製錬工程での脱硫等、溶銑予備処理としての脱硫とは別に脱硫を行わなければ、鋼種振替を行う必要があるものであった。

0052

製造条件Bの結果を考慮して、出鋼後の[S]が管理値を超えないようにするために、製造条件Cでは荒銑使用率を0.3%と、製造条件AおよびBに比して少なくした。その結果、製造条件Cでの出鋼後の[S]は0.0015%と低位であり、荒銑使用率を高くすることができなかった。製造条件A〜Cの平均の荒銑使用率は0.43%となった。

0053

製造条件D〜Fでは、脱燐炉でスクラップシュートを用いて荒銑を投入し、その結果に応じて、脱炭炉のスクラップシュートからの荒銑の投入量を決定するにあたり、事前に、脱燐後の[S]が0.0030%を超えることのないように脱燐炉での荒銑使用率を計算した。

0054

図1は、荒銑の使用率と、脱燐後の溶銑の[S]上昇率との関係を示す図である。同じ荒銑使用率に対して複数回の試験を行った結果、溶鋼の[S]上昇率がばらついたので、図1には、同じ荒銑使用率に対して、溶鋼の[S]上昇率の最大値および最小値(それぞれ、縦の線分上端および下端に対応)と、平均値黒丸)とを示す。[S]上昇率のばらつきは、用いた荒銑のスラグ含有率の差による。

0055

表2に、荒銑使用率と、溶鋼の[S]上昇率の最大値との関係を示す。製造条件D〜Fで、脱燐炉での荒銑使用率を計算するにあたり、表2に示す関係を用い、荒銑使用率は0.4%とした。

0056

0057

得られた脱燐銑の[S]を分析し、その結果に応じて、脱炭炉でスクラップシュートを用いて投入する荒銑量を決定した。

0058

製造条件Dでは、脱燐後の溶銑の[S]が0.0022%であり、製品の[S]の規格上限値に対して8ppm低かったため、脱炭炉での荒銑使用率を0.1%とした。製造条件Eでは、脱燐後の溶銑の[S]が0.0029%であり、製品[S]の規格上限値に対して1ppmしか低くなかったため、脱炭炉では荒銑を使用しなかった。製造条件Fでは、脱燐後の溶銑の[S]が0.0016%であり、製品の[S]の規格上限値に対し14ppm低かったため、脱炭炉での荒銑使用率を0.2%とした。製造条件D〜Fのいずれも、出鋼後の[S]は0.0030%以下であったので、二次精錬では、脱硫を行わなかった。

0059

製造条件D〜Fでは、荒銑の使用率は、平均で0.5%であり、製造条件A〜Cに比して、多かった。また、脱燐溶銑の[S]は、脱炭炉での吹錬開始前に判明したが、製造条件D〜Fのいずれでも、脱炭炉への荒銑の装入に時間を要し、脱炭炉でのサイクルタイムは、荒銑を装入しない場合(24分)に比して増大し、32分であった。ここで、脱炭炉についてサイクルタイムとは、脱炭炉(転炉)への原料装入開始から排滓終了までの時間(分)であり、24分サイクルであれば最大60ch/日であるところ、32分サイクルだと最大45ch/日となってしまう。

0060

製造条件G〜Iでは、脱燐炉でスクラップシュートを用いて荒銑を装入し、その結果に応じて、脱炭炉の炉上ホッパーからの荒銑の投入量を決定するにあたり、製造条件D〜Fと同様、事前に、脱燐後の[S]が0.0030%を超えることのないように脱燐炉での荒銑使用率を計算した。脱燐炉での荒銑使用率は、0.4%とした。脱燐溶銑の[S]は、脱炭炉での吹錬開始前に判明した。

0061

製造条件Gでは、脱燐後の溶銑の[S]が0.0022%であり、製品の[S]の規格上限値に対して8ppm低かったため、脱炭炉での荒銑使用率を0.1%とした。製造条件Hでは、脱燐後の溶銑の[S]が0.0029%であり、製品[S]の規格上限値に対して1ppmしか低くなかったため、脱炭炉では荒銑を使用しなかった。製造条件Iでは、脱燐後の溶銑の[S]が0.0016%であり、製品の[S]の規格上限値に対し14ppm低かったため、脱炭炉での荒銑使用率を0.2%とした。製造条件G〜Iのいずれも、出鋼後の[S]は0.0030%以下であったので、二次精錬では、脱硫を行わなかった。

実施例

0062

また、脱炭炉のサイクルタイムが増加することもなかった。荒銑の使用率は、平均で0.5%であり、荒銑の発生量に見合うリサイクル量を達成することができた。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 黒崎播磨株式会社の「 出鋼口スリーブ」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】内層に低黒鉛材質を配置した出鋼口スリーブにおいて耐用性を向上する。【解決手段】内層2とこの内層2の外側の本体層3とを備え、これら内層2及び本体層3は、それぞれマグネシアと黒鉛とを主体とする内層... 詳細

  • JFEスチール株式会社の「 混銑車、混銑車の使用方法及び混銑車の大型化方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】除滓処理工程や精錬処理工程における既存の固定設備の改造を必要とせず、さらに、大型化の改造を施した混銑車と施していない混銑車とが混在した状態でも操業をすることが可能な、混銑車、混銑車の使用方法及... 詳細

  • 日本製鉄株式会社の「 排滓システム及び排滓方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】ドラッガーによる排滓の際、簡便な方法で排滓効率を高めることが可能な技術を開示する。【解決手段】少なくとも一方向に傾けることが可能な鍋と、鍋を傾けた状態で、鍋の傾き方向に動作して、鍋に収容された... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ