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公開番号2025130697
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-08
出願番号2025019799
出願日2025-02-10
発明の名称溶融金属の処理方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人弁理士法人銀座マロニエ特許事務所
主分類C21C 5/28 20060101AFI20250901BHJP(鉄冶金)
要約【課題】溶融金属装入中の異常反応を低減する技術を提供する。
【解決手段】反応容器に低級酸化物を含有する粉状固体を投入し、その後または同時に、C含有溶融金属を該反応容器に装入するにあたり、前記粉状固体の平均粒度、含有する酸素の割合、および、前記反応容器への前記粉状固体の投入量のうち少なくとも一以上を調整し、前記溶融金属装入時の異常反応を抑制する、溶融金属の処理方法である。反応容器に低級酸化物を含有する粉状固体を投入し、その後または同時に、C含有溶融金属を該反応容器に装入するにあたり、低級酸化物中の酸素含有量を考慮した単位体積あたりの反応表面積と前記反応容器への前記粉状固体の投入量との関係式から求められる異常反応の指標値Aを所定値以下になるようにする、溶融金属の処理方法
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
反応容器に低級酸化物を含有する粉状固体を投入し、その後または同時に、Ｃ含有溶融金属を該反応容器に装入するにあたり、前記粉状固体の平均粒度、含有する酸素の割合、および、前記反応容器への前記粉状固体の投入量Ｗ（ｔ）のうち少なくとも一以上を調整し、前記溶融金属装入時の異常反応を抑制する、溶融金属の処理方法。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
反応容器に低級酸化物を含有する粉状固体を投入し、その後または同時に、Ｃ含有溶融金属を該反応容器に装入するにあたり、下記（１）～（４）式で求められる異常反応の指標値Ａを６０以下になるようにする、溶融金属の処理方法。
（１）式
Ａ＝ｌｎ（σ
３
）×Ｗ
（２）式
σ
３
＝σ
２
×［％ＦｅＯ×｛Ｍ
Ｏ
／（Ｍ
Ｆｅ
＋Ｍ
Ｏ
）｝＋％ＭｎＯ×｛Ｍ
Ｏ
／（Ｍ
Ｍｎ
＋Ｍ
Ｏ
）｝］
（３）式
σ
２
＝σ
１
／｛４π／３・（ｄ／２）
３
｝
（４）式
σ
１
＝４π・（ｄ／２）
２
ここで、
σ
１
：粉状固体の平均粒度における反応表面積（ｍ
２
）、
σ
２
：粉状固体の単位体積当たりの反応表面積（ｍ
２
／ｍ
３
）、
σ
３
：低級酸化物中の酸素含有量を考慮した単位体積あたりの反応表面積（ｍ
２
／ｍ
３
）、
ｄ：粉状固体の平均粒度（ｍ）、
％ＦｅＯ、％ＭｎＯ：それぞれ粉状固体中のＦｅＯおよびＭｎＯの質量百分率（質量％）、および、
Ｍ
Ｒ
：元素Ｒの原子量（ＲはＦｅ、Ｏ、Ｍｎである）
を表す。
【請求項３】
前記異常反応の指標値Ａを３０以下になるようにする、請求項２に記載の溶融金属の処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応容器に低級酸化物を含有する粉状固体を投入し、その後または同時に、Ｃ含有溶融金属を該反応容器に装入して溶融金属を処理する方法に関する。具体的には、粉状固体である冷鉄源を投入した後にまたは投入すると同時に溶銑を装入する方法に関する。この明細書中で質量の単位「ｔ」は、１０
３
ｋｇを表す。数値の範囲を表す「ｘ～ｙ」は「ｘ以上ｙ以下」を意味し、境界値を含む。また、「溶鉄」はＦｅを主体とする溶融金属を意味し、Ｃを含有する「溶銑」および「溶鋼」を含む。「銑鉄」はＣ含有量が３～５質量％であり、「鋼」はＣ含有量が２．１質量％以下である。［Ｍ］は元素Ｍが溶鉄中に含有していることを表す。（Ｒ）は化学式Ｒの物質がスラグ中に含有していることを表す。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
製鋼工程においては、転炉に溶銑を装入する前後にスクラップなどの冷鉄源を投入し、転炉吹錬時に発生する炭素の燃焼熱などを利用して冷鉄源を溶解させることが行われる。これは、転炉の溶銑配合率（ＨＭＲ：ＨｏｔＭｅｔａｌＲａｔｉｏ）を低下させて出鋼量の増加やＣＯ
２
排出量削減を可能とするものである。ここで、溶銑配合率は、装入した溶銑量と冷鉄源量との合計に対する溶銑量の割合として計算される。
【０００３】
転炉設備に投入する冷鉄源としてのスクラップには塊状やシート状のスラブ・コイルの切断屑がある。それ以外に、スラグやダストの磁選品で粒度が細かく、低級酸化物を含み、水分を含みやすい特徴を持つ粉状固体のスクラップがある。
【０００４】
転炉にスクラップを投入後あるいは同時に溶銑を装入した時の異常反応は、以下の３つを起因とすると考えられる。一つ目は溶銑中の炭素［Ｃ］と粉末固体のスクラップ中酸素とによるＣＯガス生成反応起因によるものである。二つ目は、粉末固体のスクラップ中の水分が蒸発することによる水蒸気爆発起因によるものである。三つ目は、粉末固体のスクラップが大気を舞うことによる粉塵爆発起因によるものである。
【０００５】
異常反応防止のために、従来から、各種技術開発が行われている。たとえば、特許文献１には、金属アルミニウムを使用せずに溶銑出湯中の発煙を防止する方法が開示されている。特許文献１では、炭素含有量が２質量％以上の溶銑を溶銑容器に出湯するに当たり、溶銑の出湯中に、メジアン粒径が１．０～５．０ｍｍであるＭｇＯ－Ｃレンガなどの粉粒体を、溶銑容器に投入するものです。
【０００６】
特許文献２には、高炉で生成された溶銑を受銑する受銑容器内に受銑前に予め冷鉄源を投入しておき、冷鉄源が投入された受銑容器に溶銑を装入する冷鉄源の溶解方法が開示されている。特許文献２では、冷鉄源の水分量や酸素含有量を制限することで異常反応を抑制できるとしている。
【０００７】
特許文献３には、鉄浴式溶融還元炉を用い、溶銑、スクラップ、各種鉱石を主原料、石炭を固体還元材に使用して粗溶鋼を製造する方法が開示されています。特許文献３では、３．５メッシュのふるい上、つまり、平均粒径５．６ｍｍ以上の石炭を投入することで水分量の影響を軽減する効果を得ています。
【０００８】
特許文献４には、転炉排ガス中に含まれるダストの有効利用法として、ダストとミルスケールとの混合物をその水分が２～１０％まで乾燥して転炉に装入して精錬に用いる技術が開示されている。
【０００９】
特許文献５には、製鉄工程で発生する地金が再酸化の少ないうちに精錬容器に入れ置いて、溶銑を装入して溶解する地金の使用方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１５－０５９２３４号公報
特開２００７－２７７６７０号公報
特開平０９－１４３５２５号公報
特開昭６１－２３８９０８号公報
特開２００２－３７１３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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