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公開番号2025008893
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023111500
出願日2023-07-06
発明の名称溶融酸化物のフォーミング制御方法及び溶鉄の精錬方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C21C 5/28 20060101AFI20250109BHJP(鉄冶金)
要約【課題】溶融酸化物のフォーミング制御を可能とする新たな方法を開示する。
【解決手段】本開示の溶融酸化物のフォーミングを制御する方法は、ガス吹込み手段の吹込み孔から前記溶融酸化物へとガスを吹き込むこと、を含み、前記ガス吹込み手段が、導電部を有し、前記導電部が、前記吹込み孔を有し、前記吹込み孔から前記溶融酸化物へと前記ガスが吹き込まれる際、前記溶融酸化物と前記導電部とが接触し、かつ、前記溶融酸化物と前記導電部との電位差が制御されることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
ガス吹込み手段の吹込み孔から前記溶融酸化物へとガスを吹き込むこと、を含み、
前記ガス吹込み手段が、導電部を有し、
前記導電部が、前記吹込み孔を有し、
前記吹込み孔から前記溶融酸化物へと前記ガスが吹き込まれる際、前記溶融酸化物と前記導電部とが接触し、かつ、前記溶融酸化物と前記導電部との電位差が制御される、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
請求項１に記載の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記電位差が、１Ｖ未満に制御される、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記電位差が、１Ｖ以上に制御される、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記ガスが、前記溶融酸化物に対して不活性なガスを含む、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記ガスが、Ａｒ、Ｈｅ及びＮ
２
から選ばれる少なくとも１種を含む、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
【請求項６】
請求項１に記載の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記ガスが、前記溶融酸化物に対して活性なガスを含む、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記ガスが、Ｏ
２
、ＣＯ、ＣＯ
２
、Ｈ
２
及びＨ
２
Ｏから選ばれる少なくとも１種を含む、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
【請求項８】
請求項１に記載の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記導電部の電位が前記溶融酸化物の電位よりも高くなるように、前記電位差が制御される、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
【請求項９】
溶鉄の精錬方法であって、
請求項１～８のいずれか１項に記載のフォーミング制御方法によって、前記溶鉄の湯面に存在する溶融酸化物中にガスを吹き込み、前記溶融酸化物に気泡を発生させること、を含む、
溶鉄の精錬方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は溶融酸化物のフォーミング制御方法及び溶鉄の精錬方法を開示する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
高炉－転炉プロセスや電気炉プロセスによって溶鉄を精錬する方法が知られている。いずれの精錬プロセスにおいても、メタル中のケイ素やリン、炭素といった不純物が低減・除去される。メタル中の炭素は、溶鉄への高圧の酸素ガスの吹き付けや、生石灰等の添加によって生成した溶融酸化物中のＦｅＯとの反応によって、ＣＯガスとして酸化除去される。このとき発生したＣＯガスが溶融酸化物中に滞留することで、溶融酸化物が泡立って膨張する、フォーミングと呼ばれる現象が発生する。フォーミングは、撹拌の付与や反応界面積の増加により、精錬反応を促進させる効果がある一方、過剰なフォーミングによって炉口から溶融酸化物が溢れ出るスロッピングの発生や、溶融酸化物の排出時にフォーミング不足により排滓率が低下する、といった問題を発生させる。したがって、精錬プロセスにおいては、生産性を向上させる観点等から、溶融酸化物のフォーミングを制御することが重要となる。精錬プロセスにおけるフォーミングの制御方法として、特許文献１～３の方法が知られている。特許文献１には、計測されるフォーミングの多少に応じて、炉内ガス圧を変化させる方法が開示されている。特許文献２には、溶銑を溶銑鍋に受銑中に、脱珪材とともに粉コークスを投入する方法が開示されている。特許文献３には、フォーミングの鎮静効果のある物質を投入する方法が開示されている。一方で、溶融金属中へのガス吹込み方法に関して、特許文献４～５が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開昭６２－２２４６１３号公報
特開平８－２０９２１５号公報
特開２０２１－１４７６７０号公報
特開２０１６－１０７３１２号公報
特開２０１７－０２４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された方法は、炉内のガス圧によってフォーミングを制御する方法であるが、操業条件の範囲内において制御できる炉内ガス圧の範囲が狭いことから、フォーミングの制御は限定的である。また、特許文献２に開示された方法は、溶銑を溶銑鍋に受銑中に、脱珪材とともに粉コークスを投入することで、発生するフォーミングを抑制する方法であり、フォーミングの促進の効果はない。さらに、近年の世界的なゼロカーボンへの関心の高まりから、粉コークスを投入しＣＯガスを発生させる方法は、技術開発の潮流と逆行する。特許文献３に開示された方法は、スラグフォーミングの鎮静効果のある物質の投入により、スラグフォーミングを鎮静させる方法であり、フォーミングの促進効果はない。また、鎮静剤として不必要な成分が混入するため、その後の精錬処理が煩雑となり得る。一方、特許文献４及び５に開示された方法は、ガス吹込みの対象が溶融金属であり、フォーミングとは機構が異なる。
【０００５】
以上の通り、フォーミングの維持、鎮静及び促進といったフォーミングの制御を実施可能な新たな方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願は、上記課題を解決するための手段として、以下の複数の態様を開示する。
＜態様１＞
溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
ガス吹込み手段の吹込み孔から前記溶融酸化物へとガスを吹き込むこと、を含み、
前記ガス吹込み手段が、導電部を有し、
前記導電部が、前記吹込み孔を有し、
前記吹込み孔から前記溶融酸化物へと前記ガスが吹き込まれる際、前記溶融酸化物と前記導電部とが接触し、かつ、前記溶融酸化物と前記導電部との電位差が制御される、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
＜態様２＞
態様１の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記電位差が、１Ｖ未満に制御される、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
＜態様３＞
態様１の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記電位差が、１Ｖ以上に制御される、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
＜態様４＞
態様１～３のいずれかの溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記ガスが、前記溶融酸化物に対して不活性なガスを含む、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
＜態様５＞
態様４の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記ガスが、Ａｒ、Ｈｅ及びＮ
２
から選ばれる少なくとも１種を含む、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
＜態様６＞
態様１～３のいずれかの溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記ガスが、前記溶融酸化物に対して活性なガスを含む、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
＜態様７＞
態様６の溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記ガスが、Ｏ
２
、ＣＯ、ＣＯ
２
、Ｈ
２
及びＨ
２
Ｏから選ばれる少なくとも１種を含む、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
＜態様８＞
態様１～７のいずれかの溶融酸化物のフォーミング制御方法であって、
前記導電部の電位が前記溶融酸化物の電位よりも高くなるように、前記電位差が制御される、
溶融酸化物のフォーミング制御方法。
＜態様９＞
溶鉄の精錬方法であって、
態様１～８のいずれかのフォーミング制御方法によって、前記溶鉄の湯面に存在する溶融酸化物中にガスを吹き込み、前記溶融酸化物に気泡を発生させること、を含む、
溶鉄の精錬方法。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の方法によれば、溶融酸化物のフォーミングの維持、鎮静及び促進といった、フォーミングの制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態に係るフォーミング制御方法を説明するための概略図である。
一実施形態に係るフォーミング制御方法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．溶融酸化物のフォーミング制御方法
図面を参照しつつ、本開示のフォーミング制御方法について説明する。ただし、本開示のフォーミング制御方法は、図示される形態に限定されるものではない。図１及び２に示されるように、一実施形態に係る溶融酸化物１０のフォーミング制御方法は、ガス吹込み手段２０の吹込み孔２２から前記溶融酸化物１０へとガス３０を吹き込むこと、を含む。ここで、前記ガス吹込み手段２０は、導電部２１を有する。前記導電部２１は、前記吹込み孔２２を有する。本実施形態においては、前記吹込み孔２２から前記溶融酸化物１０へと前記ガス３０が吹き込まれる際、前記溶融酸化物１０と前記導電部２１とが接触し、かつ、前記溶融酸化物１０と前記導電部２１との電位差が制御される。
【００１０】
１．１溶融酸化物
溶融酸化物１０の種類は限定されるものではない。溶融酸化物１０は、例えば、溶融スラグであってもよい。溶融酸化物１０は、例えば、構成元素として、少なくともＣａ、Ｓｉ及びＦｅを含み得る。この場合、溶融酸化物１０の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ
２
）は、特に限定されるものではない。例えば、塩基度が０．５以上６．０以下である場合に、より高い効果が得られ易い。溶融酸化物１０は、例えば、ＣａＯを２０質量％以上７０質量％以下、又は、ＳｉＯ
２
を５質量％以上５０質量％以下含む場合に、より高い効果が得られ易い。また、溶融酸化物１０は、例えば、ＦｅＯを５質量％以上６０質量％以下含む場合に、より高い効果が得られ易い。溶融酸化物１０の粘度は、例えば、１６００℃において、０．０１Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ以下であってもよい。溶融酸化物１０は、他の液体の表面に存在するものであってもよい。例えば、溶融酸化物１０は、溶鉄の湯面に存在するものであってもよい。溶融酸化物１０は、気泡が存在しない状態において、一定以上の厚さを有するものであってもよい。例えば、溶融酸化物１０は、気泡が存在しない状態において、５ｍｍ以上の厚さを有していてもよい。厚さの上限は特に限定されるものではない。また、溶融酸化物１０は、固相が含まれていてもよい。固相は、溶融酸化物形成のために投入したＣａＯの溶け残りや、溶融酸化物の冷却等によって生じた結晶等である。固相率が５０％以下の場合に、より高い効果が得られやすい。
（【００１１】以降は省略されています）

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