特許ウォッチ

公開番号2025102148
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219408
出願日2023-12-26
発明の名称転炉吹錬方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類C21C 5/28 20060101AFI20250701BHJP(鉄冶金)
要約【課題】ひとつの転炉を用いて、1回目の脱りん吹錬、1回目の中間排滓、2回目の脱りん吹錬、2回目の中間排滓、脱炭吹錬を行うに際し、従来よりもさらに脱りん能力を向上した転炉吹錬方法を提供する。
【解決手段】第1工程(溶銑を転炉に装入)、第2工程(1回目の脱りん吹錬)、第3工程(1回目の中間排滓)、第4工程(2回目の脱りん吹錬)、第5工程(2回目の中間排滓)、第6工程(脱炭吹錬)をこの順で行う転炉吹錬方法において、
第2工程でフラックスとしてCaO含有フラックス及びAl₂O₃源を用い、
第2工程終了時のスラグ配合(計算値)はCaO/SiO₂(質量比)=1.7～2.3、%Al₂O₃=2～16質量%とし、
第3工程と第5工程合計の中間排滓率は、下記(1)式で示す中間排滓率が65%以上となるように調整することを特徴とする転炉吹錬方法。
【数1】
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>TIFF</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2025102148000005.tif</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">25</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">166</com:WidthMeasure> </com:Image>
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
上底吹き転炉を用いて鋼を精錬するに際し、第１工程で溶銑を転炉に装入し、第２工程でフラックス添加して１回目の脱りん吹錬を行い、第３工程で１回目の中間排滓を行い、第４工程で２回目の脱りん吹錬を行い、第５工程で２回目の中間排滓を行い、第６工程で脱炭吹錬を行う転炉吹錬方法において、
第２工程でフラックスとしてＣａＯ含有フラックス及びＡｌ
２
Ｏ
３
源を添加し、
第２工程終了時のスラグ配合（計算値）はＣａＯ／ＳｉＯ
２
（質量比）＝１．７～２．３、％Ａｌ
２
Ｏ
３
＝２～１６質量％とし、
第３工程と第５工程合計の中間排滓率は、下記（１）式で示す中間排滓率が５０％以上となるように調整する
ことを特徴とする転炉吹錬方法。
TIFF
2025102148000004.tif
21
166
ＣａＯ
Ｂ１
：第４工程までの投入ＣａＯ分［ｔ］、ＣａＯ
Ｂ２
：第６工程投入ＣａＯ分［ｔ］、ＳｉＯ
２Ｂ１
：第４工程までの発生ＳｉＯ
２
［ｔ］、ＳｉＯ
２Ｂ２
：第６工程投入ＳｉＯ
２
［ｔ］、Ｃ／Ｓ
Ｂ２
：第６工程吹錬後スラグＣａＯ／ＳｉＯ
２
（質量比）［－］、α＝０．８：第６工程ＣａＯ滓化率［－］
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
第３工程の１回目の中間排滓では転炉傾動角として中間排滓最終角度をあらかじめ定めた目標範囲とすることにより第２工程で生成したスラグの一部を転炉内に残して排滓することを特徴とする請求項１に記載の転炉吹錬方法。
【請求項３】
前記中間排滓最終角度のあらかじめ定めた目標範囲の決定方法として、前チャージ以前の中間排滓において、炉内から溶鉄が流出する溶鉄流出開始角度をあらかじめ計測しておき、第３工程の１回目の中間排滓において、前記溶鉄流出開始角度より３度以上７度以下浅い角度を前記中間排滓最終角度のあらかじめ定めた目標範囲とすることを特徴とする請求項２に記載の転炉吹錬方法。
【請求項４】
第４工程の２回目の脱りん吹錬では、酸化鉄を５ｋｇ／ｔｏｎ以上投入することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の転炉吹錬方法。
【請求項５】
前記酸化鉄として焼結鉱または焼結紛を用いる請求項４に記載の転炉吹錬方法。
【請求項６】
前ヒートの出鋼が完了した後、転炉内のスラグの一部又は全量を転炉内に残置し、その後に今回ヒートの第１工程で溶銑を転炉に装入し、残置スラグ量とスラグ分析値またはスラグ配合計算値からＣａＯ量、ＳｉＯ
２
量、ＭｇＯ量、Ａｌ
２
Ｏ
３
量を推定して、ＣａＯ源、ＳｉＯ
２
源、ＭｇＯ源、Ａｌ
２
Ｏ
３
源として投入する副原料の一部または全部を置き換えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の転炉吹錬方法。
【請求項７】
前ヒートの出鋼が完了した後、転炉内のスラグの一部又は全量を転炉内に残置し、その後に今回ヒートの第１工程で溶銑を転炉に装入し、残置スラグ量とスラグ分析値またはスラグ配合計算値からＣａＯ量、ＳｉＯ
２
量、ＭｇＯ量、Ａｌ
２
Ｏ
３
量を推定して、ＣａＯ源、ＳｉＯ
２
源、ＭｇＯ源、Ａｌ
２
Ｏ
３
源として投入する副原料の一部または全部を置き換えることを特徴とする請求項５に記載の転炉吹錬方法。
【請求項８】
第４工程の２回目の脱りん吹錬において、脱りん吹錬終了時の溶湯温度を１３８０℃以下とし、溶湯中Ｃ濃度を３．０質量％以上とすることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の転炉吹錬方法。
【請求項９】
第４工程の２回目の脱りん吹錬において、脱りん吹錬終了時の溶湯温度を１３８０℃以下とし、溶湯中Ｃ濃度を３．０質量％以上とすることを特徴とする請求項４に記載の転炉吹錬方法。
【請求項１０】
第４工程の２回目の脱りん吹錬において、脱りん吹錬終了時の溶湯温度を１３８０℃以下とし、溶湯中Ｃ濃度を３．０質量％以上とすることを特徴とする請求項５に記載の転炉吹錬方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼を精錬するための転炉吹錬方法に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
銑鋼一貫型の鉄鋼精錬プロセスにおいて、高炉から出銑された溶銑は、不純物成分としてＣ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓを高濃度で含有している。これら不純物は、製鋼工程での溶鋼精錬によって除去される。不純物成分のうちのＣ、Ｓｉ、Ｐは、上底吹き転炉を用いた精錬によって精錬除去される。上底吹き転炉では、転炉上部の上吹きランスから酸素を吹き込みながら、転炉底部から底吹きガスを吹き込むことで、溶鉄が精錬される。
【０００３】
溶銑などの主原料を転炉に装入した後、転炉吹錬では上吹きランスから高速で酸素を吹き付ける。このとき装入した溶銑中のＳｉが酸化除去され、ついで脱りん反応が進行する。その後、りん濃度が高くなったスラグを溶銑と分離することで脱りん精錬効率を高めることができる。さらにその後、溶銑中の残留りん除去と脱炭・昇温を目的に、同溶銑に、新たな精錬材を足して、転炉の上吹きランスから高速で酸素を吹き付け、転炉底部から底吹きガスを吹き込む脱炭吹錬が行われる。
【０００４】
上底吹き転炉を用い、同一の転炉で脱りん吹錬、スラグ除去、脱炭吹錬を行う従来の転炉吹錬方法において低りん鋼を製造する方法として、脱りん吹錬後にスラグを転炉内に残して溶湯を炉外に出湯し、その後にスラグを排出した転炉に再度溶湯を装入する方法がある。具体的には、ＬＤ－ＯＲＰ（例えば、非特許文献１）、ＳＲＰ（非特許文献２）が知られている。脱りん吹錬後のスラグを完全に除去して脱炭吹錬を行う点で有利であるが、吹錬に長時間を要し、途中に出湯を行うために熱ロスが増すことになる。
【０００５】
溶湯を炉外に出湯せず脱りん吹錬後のスラグを排出する方法として、ＭＵＲＣ法（Multi-Refining Converter）が知られている（例えば、非特許文献３）。このＭＵＲＣ法は、脱りん吹錬中に、転炉炉口からの排滓に適した高さまでスラグをフォーミングさせ、そのりん濃度が高くなったスラグの一部を、転炉を傾けることで炉口から、炉外に排滓し（中間排滓）、りん濃度が低くなった溶銑を残した転炉に、新たな精錬材を添加して、更なる脱りんと脱炭を行う（脱炭吹錬）ことを特徴とする。この方法では、出湯による精錬時間延長や熱ロス増大を避けられる反面、転炉内に存在するすべてのスラグを除去することができず、脱炭吹錬で溶湯温度が上昇するとともにＰ
２
Ｏ
５
を多く含んだ残存スラグから溶湯への復りんが起こり、脱炭吹錬終了後の溶鋼中Ｐ濃度を押し上げる要因になる。
【０００６】
ＭＵＲＣ法を改良した方法として、脱りん吹錬を２回にわけ、１回目の脱りん吹錬後に１回目の中間排滓を行い、ついで２回目の脱りん吹錬を行ってその後２回目の中間排滓を行い、その後脱炭吹錬を行う方法が知られている（特許文献１、２）。これにより、極低りん鋼においても、生産性、経済性に優れるＭＵＲＣ法で安定的に製造できるとしている。以下、特許文献１、２のように、ひとつの転炉で２回の脱りん吹錬と２回の中間排滓、及びその後の脱炭吹錬を行う吹錬方法を、「Ｗ－ＭＵＲＣ」と呼ぶ。
【０００７】
特許文献１では、１回目の脱りん吹錬終了時のスラグ塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ
２
（質量比））を実施例で１．６～１．９、２回目の脱りん吹錬終了時のスラグ塩基度を実施例で１．４～２．０とし、２回目の脱りん吹錬においてＣａＯ系フラックスとＳｉＯ
２
系フラックスを添加している。
【０００８】
特許文献２では、１回目の脱りん吹錬終了時のスラグ塩基度が０．８～１．３となるようにＣａＯ源を添加し、２回目の脱りん吹錬ではスラグ塩基度が０．８～１．３の範囲となるように、ＣａＯ源を未投入あるいは５ｋｇ／ｔｏｎ以下としている。
【０００９】
特許文献３には、上底吹き転炉型の反応容器に収容された溶銑を対象として、脱りん剤として供給する全ＣａＯ質量を粉状として上吹き酸素ガスと共に溶銑へ吹き付けて脱りん処理する溶銑の脱りん処理方法であって、前記脱りん剤として、転炉脱りん脱炭スラグと取鍋スラグとの混合物であって、その塩基度（ＣａＯ質量／ＳｉＯ
２
（質量比））を４．５～７．５、Ａｌ
２
Ｏ
３
濃度を５～９質量％、かつ、その最大粒径を０．１５ｍｍ以下に調整した粉体を使用することによって、前記脱りん処理終了時のスラグ組成を、塩基度：２．２～３．２、Ａｌ
２
Ｏ
３
：４．５～７．５質量％、Ｔ．Ｆｅ：７～１３質量％に調整して脱りんする溶銑の脱りん処理方法が開示されている。脱りん溶銑を次工程で脱りん脱炭処理するに際し、前記した溶銑脱りん処理を施した脱りん銑を約２８５ｔとスクラップを約１５ｔ、上底吹き転炉に装入して、溶鋼を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１１－１４４４１５号公報
特開２０２１－１９５５５８号公報
特開２０１２－１２２０９９号公報
【非特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許