JP7572621B2 - Foaming calming material and foaming calming method using same - Google Patents
Foaming calming material and foaming calming method using same Download PDFInfo
- Publication number
- JP7572621B2 JP7572621B2 JP2021004772A JP2021004772A JP7572621B2 JP 7572621 B2 JP7572621 B2 JP 7572621B2 JP 2021004772 A JP2021004772 A JP 2021004772A JP 2021004772 A JP2021004772 A JP 2021004772A JP 7572621 B2 JP7572621 B2 JP 7572621B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slag
- foaming
- calming
- organic compound
- gas generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Description
本発明は、転炉から鉱滓鍋に排出されたスラグのフォーミングを抑制するためのフォーミング鎮静材およびそれを用いたフォーミングの鎮静方法に関する。 The present invention relates to a foaming suppression material for suppressing foaming of slag discharged from a converter into a slag ladle, and a foaming suppression method using the same.
溶鉄の精錬処理中又は精錬処理後に、溶鉄と製鋼スラグ(以下、スラグ)との界面で溶鉄中のCとスラグ中のFeO(酸化鉄)とが反応して発生するCO気泡や、スラグ自身の内部でスラグ中のFeOとスラグに含まれる粒鉄中のCとが反応して発生するCO気泡により、スラグが泡立つ現象(以下、フォーミング)が発生する。このスラグのフォーミングが激しいと、1300~1500℃のスラグが精錬設備や搬送容器から溢れ出す場合があり、精錬設備・搬送容器が損傷すると復旧に多大な時間と労力が必要となる。スラグ中のFeO濃度が高いと、CO気泡が多量に発生するので、FeO濃度の高いスラグは、強いフォーミング性(急速に膨張して溢れ出易い特性)を有することになる。 During or after the refining process of molten iron, the slag foams due to CO bubbles that are generated at the interface between the molten iron and steelmaking slag (hereinafter referred to as slag) when the C in the molten iron reacts with the FeO (iron oxide) in the slag, or due to CO bubbles that are generated inside the slag itself when the FeO in the slag reacts with the C in the iron particles contained in the slag. If this foaming of the slag is severe, the 1300-1500°C slag may overflow from the refining equipment or the transport vessel, and if the refining equipment or transport vessel is damaged, a great deal of time and effort will be required to restore them. If the FeO concentration in the slag is high, a large amount of CO bubbles will be generated, so slag with a high FeO concentration has strong foaming properties (it expands rapidly and easily overflows).
スラグのフォーミングを鎮静するためには、CO気泡が滞留する層(以下、泡沫層)を破壊してスラグを収縮させることが必要である。そこで、スラグの内部でガス化する塊状物(鎮静材)をスラグに投入し、該塊状物が熱分解でガス化する際の体積膨張エネルギーを利用して泡沫層を破壊する方法が一般に知られている。 To calm the foaming of the slag, it is necessary to destroy the layer in which the CO bubbles remain (hereafter referred to as the foam layer) and shrink the slag. A commonly known method for this purpose is to add a mass of material (calming material) that gasifies inside the slag to the slag, and to use the volume expansion energy generated when the mass gasifies through pyrolysis to destroy the foam layer.
ここで、溶鉄の精錬プロセスの一種として、転炉で脱燐処理を行った後に、スラグの一部を炉外の鉱滓鍋に排出(中間排出)し、引続き同一の転炉において脱炭処理を行う多機能転炉法が一般的に知られている。この多機能転炉法において、脱燐吹錬中にスラグのフォーミング激しくなって転炉の炉口からスラグが溢れそうになると、脱燐吹錬を中断せざるを得ず、脱燐反応の進行が不十分となってしまう。そのため、次工程の脱炭吹錬で脱燐速度を上昇させるために、転炉内に余分にCaOを添加する必要があり、精錬コストの増加と、スラグ発生量の増加を招くことになる。また、中間排滓の際、スラグを受滓する鉱滓鍋においても、スラグフォーミングが進行し、鉱滓鍋からスラグが溢れそうになると、中間排滓を中断せざるを得ず、その結果、転炉内に残留したスラグ中のP2O5の重量が多くなり、脱炭吹錬中に復りんしてしまうため、転炉内に余分なCaOを添加する必要がある。さらに、脱炭吹錬においても、スラグのフォーミングが激しく進行してしまうと、出鋼の際に転炉を傾斜させたときに転炉の炉口からスラグが流出することが懸念される。以上の理由から、脱燐処理時、及び脱炭処理時の転炉、中間排滓中の鉱滓鍋に、鎮静材を投入する必要がある。通常、このような破壊作用をなす塊状物は鎮静材と呼ばれており、このような鎮静材の例として、特許文献1~8に開示されている。 Here, as one of the smelting processes of molten iron, a multi-function converter process is generally known in which after dephosphorization in a converter, a part of the slag is discharged (intermediate discharge) into a slag ladle outside the furnace, and the decarburization process is continued in the same converter. In this multi-function converter process, if the foaming of the slag becomes so severe during the dephosphorization blow that the slag is about to overflow from the throat of the converter, the dephosphorization blow must be interrupted, and the progress of the dephosphorization reaction becomes insufficient. Therefore, in order to increase the dephosphorization rate in the next decarburization blow, it is necessary to add extra CaO to the converter, which leads to an increase in refining costs and an increase in the amount of slag generated. In addition, when slag foaming progresses in the slag ladle that receives the slag during intermediate slag removal, if the slag is about to overflow from the slag ladle, intermediate slag removal must be interrupted, and as a result, the weight of P 2 O 5 in the slag remaining in the converter increases, and rephosphorization occurs during decarburization blowing, so extra CaO must be added to the converter. Furthermore, in decarburization blowing, if slag foaming progresses too rapidly, there is a concern that the slag will flow out of the converter throat when the converter is tilted during tapping. For these reasons, it is necessary to add a silencing material to the converter during dephosphorization and decarburization, and to the slag ladle during intermediate slag removal. Usually, such agglomerates that have a destructive effect are called silencing materials, and examples of such silencing materials are disclosed in Patent Documents 1 to 8.
一方、近年では、転炉の生産能力向上を目的に、中間排滓の時間を従来の3/4以下の排滓時間である4分以内に短くした高速排滓操業が行われている。このよう操業条件では、鉱滓鍋中に、粒鉄を多量に含むスラグが落下し、粒鉄中の炭素とスラグ中のFeOとが反応することで、COガスが発生し、スラグフォーミングを促進することから、上述の特許文献1~8に記載の従来の鎮静材では、鉱滓鍋からのフォーミングスラグの流出を十分に抑制することができない。また、このような操業下において、スラグのフォーミングを抑制するためには、多量の鎮静材が添加し続ける必要があり、鎮静材のコストが高くなってしまう。 On the other hand, in recent years, in order to improve the production capacity of converters, high-speed slag disposal operations have been carried out in which the intermediate slag disposal time has been shortened to less than four minutes, which is three-quarters of the conventional time. Under such operating conditions, slag containing a large amount of iron granules falls into the slag ladle, and the carbon in the iron granules reacts with the FeO in the slag, generating CO gas and promoting slag foaming. Therefore, the conventional silencing materials described in the above Patent Documents 1 to 8 cannot sufficiently suppress the outflow of foaming slag from the slag ladle. Furthermore, in order to suppress slag foaming under such operations, a large amount of silencing material needs to be added continuously, which increases the cost of the silencing material.
本発明は前述の問題点を鑑み、転炉から鉱滓鍋に排出されたスラグのフォーミングを効率良く迅速、かつ安価に鎮静化させるフォーミング鎮静材およびそれを用いたフォーミングの鎮静方法を提供することを目的とする。 In consideration of the above-mentioned problems, the present invention aims to provide a foaming calming material that efficiently, quickly, and inexpensively calms the foaming of slag discharged from a converter into a slag ladle, and a foaming calming method using the same.
本発明者らは、上記課題を解決するために、スラグのフォーミングを鎮静するための重要な因子を検討した。その結果、鎮静材の添加によって得られるフォーミングの鎮静効果は、その鎮静材の高温化でのガス発生体積(Nm3/kg)と、その鎮静材の見掛け密度(kg/m3)とが関係し、ガス発生体積および鎮静材の見掛け密度が所定の条件に制御するように設計することで、スラグのフォーミングを迅速に鎮静化するができることを見出した。 In order to solve the above problems, the inventors have investigated important factors for quenching slag foaming. As a result, they have found that the foaming quenching effect obtained by adding a quenching material is related to the gas generation volume ( Nm3 /kg) of the quenching material at high temperatures and the apparent density (kg/ m3 ) of the quenching material, and that slag foaming can be quickly quenched by designing the gas generation volume and the apparent density of the quenching material to be controlled to predetermined conditions.
ここで、ガス発生体積を適正な条件に制御するためには、鎮静材に有機化合物が含まれるようにすること、見掛け密度を大きくするためには、鎮静材に無機材料が含まれるようにすることが重要である。そこで、本発明者らは鋭意検討し、有機化合物と無機材料との混合物からなる鎮静材が、完全燃焼した際のガス発生体積が、0.4Nm3/kg以上、2.0Nm3/kg未満、かつ見掛け密度が1300kg/m3以上の鎮静材をフォーミングスラグに投入すれば、スラグのフォーミングを効率よく迅速、かつ安価に鎮静化するができることを見出した。 In order to control the gas generation volume to an appropriate condition, it is important that the quenching agent contains an organic compound, and in order to increase the apparent density, it is important that the quenching agent contains an inorganic material.The inventors have therefore conducted extensive research and have found that if a quenching agent consisting of a mixture of an organic compound and an inorganic material is added to the foamed slag, the foamed slag can be quenched efficiently, quickly, and inexpensively, and the quenching agent has a gas generation volume of 0.4 Nm3 /kg or more and less than 2.0 Nm3 /kg when completely combusted, and an apparent density of 1300 kg/m3 or more .
ここで、ガス発生体積とは、鎮静材がフォーミングしたスラグと接触して、完全燃焼した際の鎮静材1kg当たりに発生するガスの体積(Nm3/kg)であり、例えば、試料を酸素含有雰囲気で加熱し、発生したガスをバックで回収する方法によって測定することができ、その鎮静材の含有成分や組成を用いてガス発生体積を算出することもできる。また、見掛け密度とは、鎮静材が固体の場合はその成形物の内部に含まれる気孔の体積も含めた成形物の密度である。フォーミング鎮静材が、異なる材料からなる複数の固体からなる場合は、各個体の見掛け密度と割合を用いて、見掛け密度を平均化し、その値をフォーミングスラグの見掛け密度としてよい。また、本発明において、嵩密度とほとんど差がないことから、嵩密度としてもよい。見掛け密度は、例えば、JIS Z8807:2012に記載の方法で測定することができる。 Here, the gas generation volume is the volume of gas (Nm 3 /kg) generated per 1 kg of the quenching material when the quenching material comes into contact with the foamed slag and is completely combusted. For example, it can be measured by a method in which a sample is heated in an oxygen-containing atmosphere and the generated gas is collected in a bag. The gas generation volume can also be calculated using the components and composition of the quenching material. In addition, the apparent density is the density of the molded product including the volume of the pores contained inside the molded product when the quenching material is solid. In the case where the foamed quenching material is made of multiple solids made of different materials, the apparent densities are averaged using the apparent densities and ratios of each solid, and the average apparent density may be used as the apparent density of the foamed slag. In addition, in the present invention, since there is almost no difference between the apparent density and the bulk density, the apparent density may be used as the bulk density. The apparent density can be measured, for example, by the method described in JIS Z8807:2012.
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下の通りである。
(1)
鉱滓鍋に排滓されたスラグのフォーミングを鎮静させるためのフォーミング鎮静材であって、
有機化合物と、少なくとも1種類の無機材料との混合物であり、前記混合物を完全燃焼させた際に発生するガス発生体積をV
g
T
とした場合に、以下の(1)式および(2)式により算出されるガス発生体積V
g
T が0.4Nm3/kg以上、2.0Nm3/kg未満あり、見掛け密度が2000kg/m3以上であることを特徴とするフォーミング鎮静材。
V
g
T
=V
g
O
+V
g
I
1
+V
g
I
2
+V
g
I
3
+・・・+V
g
I
n
・・・(1)
V
g
O
=22.4・W
O
/100・(a+0.5・b)/(12・a+b+16・c)
・・・(2)
ここで、V
g
O
は、前記混合物の中の前記有機化合物が完全燃焼した際に発生するガス発生体積(Nm
3
/kg)を表し、V
g
I
1
、V
g
I
2
、V
g
I
3
、・・・V
g
I
n
は、前記混合物にn種類の無機材料が含まれている場合に、それぞれの無機材料に含まれる水素が完全燃焼した際にそれぞれ発生するガス発生体積(Nm
3
/kg)を表す。また、W
O
は、前記フォーミング鎮静材中における有機化合物の割合(質量%)を表し、aは前記有機化合物を代表する組成の化学式C
a
H
b
O
c
中の炭素原子の数の合計を表し、bは前記有機化合物を代表する組成の化学式C
a
H
b
O
c
中の水素原子の数の合計を表し、cは前記有機化合物の化学式C
a
H
b
O
c
中の酸素原子の数の合計を表す。
The present invention has been made based on the above findings, and the gist of the present invention is as follows.
(1)
A foaming calming material for calming foaming of slag discharged into a slag ladle, comprising:
A foaming sedative material characterized in that, when the gas generation volume VgT is the volume of gas generated when the mixture is completely combusted , the gas generation volume VgT calculated by the following formulas (1) and (2) is 0.4 Nm3 /kg or more and less than 2.0 Nm3 /kg, and the apparent density is 2000 kg/m3 or more .
V g T =V g O +V g I 1 +V g I 2 +V g I 3 +...+V g I n ...(1)
V g O =22.4・W O /100・(a+0.5・b)/(12・a+b+16・c)
... (2)
Here, VgO represents the gas generation volume (Nm3/kg) generated when the organic compound in the mixture is completely combusted, and VgI1, VgI2, VgI3, ... VgIn represent the gas generation volume (Nm3/kg) generated when hydrogen contained in each inorganic material is completely combusted when n types of inorganic materials are contained in the mixture . Also, WO represents the ratio (mass%) of the organic compound in the foaming calming material, a represents the total number of carbon atoms in the chemical formula C aHbOc of the composition representative of the organic compound, b represents the total number of hydrogen atoms in the chemical formula C aHbOc of the composition representative of the organic compound , and c represents the total number of oxygen atoms in the chemical formula C aHbOc of the organic compound .
(2)
前記無機材料として、スラグ、ダスト、耐火物、およびコンクリートの中の1つ以上を含むことを特徴とする上記(1)に記載のフォーミング鎮静材。
(2)
The foaming calming material according to (1) above, characterized in that the inorganic material includes one or more of slag, dust, refractory material, and concrete.
(3)
上記(1)又は(2)に記載のフォーミング鎮静材を、鉱滓鍋に排滓されたフォーミングスラグに添加することを特徴とするフォーミングの鎮静方法。
(3)
A foaming calming method, comprising adding the foaming calming material according to (1) or (2) above to foaming slag discharged in a slag ladle.
本発明によれば、排滓中に発生するスラグのフォーミングを効率良く迅速に鎮静化させるフォーミング鎮静材およびそれを用いたフォーミングの鎮静方法を提供することができる。 The present invention provides a foaming calming material that efficiently and quickly calms the foaming of slag that occurs during slag discharge, and a foaming calming method using the same.
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係るフォーミング鎮静材は、有機化合物と、少なくとも一つの無機材料との混合物であり、完全燃焼させた際に発生するガスの体積VgT(Nm3/kg)が、0.4以上、2.0未満であり、その混合物の見掛け密度が1300kg/m3以上であることを特徴とする。 The foaming calming material according to the present invention is a mixture of an organic compound and at least one inorganic material, and is characterized in that the volume VgT ( Nm3 /kg) of gas generated upon complete combustion is 0.4 or more and less than 2.0, and the apparent density of the mixture is 1300 kg/ m3 or more.
前述のように鎮静材は、フォーミングスラグ中でガス化する際の体積膨張エネルギーを利用して、泡沫層を破壊することが知られている。したがって、鎮静材のガス発生体積が大きいほど、体積膨張エネルギーが大きくなり、フォーミングスラグの泡沫層を破壊しやすくなると考えられる。一方で、本発明者らは、転炉から鉱滓鍋に排出されたスラグのフォーミングを抑制する場合、過剰にガス発生体積が大きい物質は、見掛け密度が小さくなり、フォーミングスラグ中に沈降できず、フォーミングスラグの表層で反応することから、明確な鎮静効果が得られないことも確認した。また、見掛け密度を高めてフォーミングスラグ中に沈降させたとしても、スラグの再フォーミングを引き起こす場合があり、排滓時間の延長を招くことを確認した。すなわち、転炉から鉱滓鍋に排出されたスラグのフォーミングを抑制する場合、鎮静材のガス発生体積を適正範囲に制御する必要があることを知見した。 As mentioned above, it is known that the calming material destroys the foam layer by utilizing the volume expansion energy generated during gasification in the foaming slag. Therefore, it is considered that the larger the gas generation volume of the calming material, the larger the volume expansion energy, and the easier it is to destroy the foam layer of the foaming slag. On the other hand, the inventors have confirmed that when suppressing foaming of slag discharged from a converter to a slag pan, a substance with an excessively large gas generation volume has a small apparent density, cannot settle in the foaming slag, and reacts on the surface of the foaming slag, so no clear calming effect can be obtained. In addition, even if the apparent density is increased and the substance is allowed to settle in the foaming slag, it may cause re-foaming of the slag, leading to an extension of the slag discharge time. In other words, it has been found that when suppressing foaming of slag discharged from a converter to a slag pan, it is necessary to control the gas generation volume of the calming material within an appropriate range.
ここで、鎮静材がガス化する際の実際のガス発生体積を正確に算出する方法が不明確であり、適正な組成の鎮静材を設計することは困難であった。その理由の一つは、フォーミングスラグ中において鎮静材がどのような条件で発生したガスであるかが、明確でないためである。これは、鎮静材が投入されるフォーミングスラグは、不活性なCOガスを含むスラグであり、このような不活性ガス雰囲気中に添加された鎮静材からのガス発生体積は、その鎮静材から発生したガスの分解反応の進行具合によって連続的に変化し、その特定が困難であるためと考えられる。 However, the method for accurately calculating the actual gas generation volume when the sedative gas is gasified is unclear, and it has been difficult to design a sedative with the appropriate composition. One of the reasons for this is that it is not clear under what conditions the gas generated by the sedative gas in the foaming slag is generated. This is because the foaming slag into which the sedative gas is added is a slag that contains inert CO gas, and the gas generation volume from the sedative gas added to such an inert gas atmosphere changes continuously depending on the progress of the decomposition reaction of the gas generated from the sedative gas, making it difficult to identify.
そこで、本発明者らは、フォーミングスラグ中に添加される鎮静材からのガス発生体積を明らかにする方法を鋭意検討した。その結果、フォーミングスラグから供給される酸素を考慮し、この酸素によって、鎮静材中の水素、炭素などが完全燃焼した際に発生するガス発生体積を求め、その完全燃焼した場合に発生するガス発生体積と、その鎮静材のスラグ鎮静効果とが、統計的に高い精度で相関関係があることを確認した。 The inventors therefore conducted extensive research into methods to clarify the volume of gas generated from the quenching agent added to foaming slag. As a result, taking into account the oxygen supplied from foaming slag, they determined the volume of gas generated when the hydrogen, carbon, etc. in the quenching agent are completely combusted by this oxygen, and confirmed that there is a statistically high correlation between the volume of gas generated in the case of complete combustion and the slag quenching effect of the quenching agent.
このフォーミングスラグからの酸素供給を考慮するという視点は、ガス発生体積が高い材料を探索するうえで、極めて重要である。フォーミングスラグ中に供給された鎮静材が自身の熱分解によって発生したガスが、広範囲で溶融スラグと接触し、溶融スラグ中に含まれる低級酸化物であるFeO、MnO等から瞬時に酸素が共有される。 The perspective of considering the supply of oxygen from the foaming slag is extremely important when searching for materials with a high gas generation volume. The gas generated by the thermal decomposition of the tranquilizer supplied into the foaming slag comes into contact with the molten slag over a wide area, and oxygen is instantly shared by the lower oxides contained in the molten slag, such as FeO and MnO.
ここで、ガス発生体積の算出方法について述べる。本実施形態に係るフォーミング鎮静材は、有機化合物と1種類以上の無機材料との混合物である。ここで、鎮静材からのガス発生体積は主に有機化合物からのガスの体積であるが、無機材料にもガス発生成分が含まれる場合がある。無機材料に含まれるガス発生成分は代表的には水素であり、水、水和物、水酸化物等に含まれる。これらもスラグ鎮静効果に効果的に作用する。そこで、本実施形態では、鎮静材にn種類の無機材料を含む場合に、それぞれに含まれる水素が完全燃焼した場合のそれぞれからのガス発生体積を合計することによって、鎮静材における完全燃焼した場合のガス発生体積(Nm3/kg)を計算することができる。 Here, a method for calculating the gas generation volume will be described. The foaming calming material according to this embodiment is a mixture of an organic compound and one or more inorganic materials. Here, the gas generation volume from the calming material is mainly the volume of gas from the organic compound, but the inorganic material may also contain a gas generation component. The gas generation component contained in the inorganic material is typically hydrogen, and is contained in water, hydrates, hydroxides, etc. These also effectively act on the slag calming effect. Therefore, in this embodiment, when the calming material contains n types of inorganic materials, the gas generation volume (Nm3/kg) in the case of complete combustion in the calming material can be calculated by adding up the gas generation volumes from each of the inorganic materials when the hydrogen contained in each of them is completely combusted.
すなわち、完全燃焼した場合の有機化合物からのガス発生体積をVg
O(Nm3/kg)、n種類のそれぞれの無機材料に含まれる水素が完全燃焼した場合のガス発生体積をそれぞれVg
I
1、Vg
I
2、Vg
I
3、・・Vg
I
n(Nm3/kg)とした場合に、鎮静材からのガス発生体積Vg
T(Nm3/kg)は、以下の(1)式によって求めることができる。
Vg
T=Vg
O+Vg
I
1+Vg
I
2+Vg
I
3+・・・+Vg
I
n) ・・・(1)
In other words, if the gas generation volume from an organic compound when it is completely combusted is V g O (Nm 3 /kg) and the gas generation volumes when the hydrogen contained in each of n types of inorganic materials is completely combusted are V g I 1 , V g I 2 , V g I 3 , ... V g In (Nm 3 /kg), the gas generation volume V g T (Nm 3 /kg) from the sedative can be calculated using the following equation (1).
V g T =V g O +V g I 1 +V g I 2 +V g I 3 +...+V g I n )...(1)
また、有機化合物の化学式をCaHbOc(高分子化合物の場合は括弧内)とした場合に、完全燃焼した場合の有機化合物からのガス発生体積Vg
0は以下の(2)式から計算することができる。
Vg
O=22.4・WO/100・(a+0.5・b)/(12・a+b+16・c)
・・・(2)
Furthermore, when the chemical formula of an organic compound is CaHbOc (the formula is in parentheses for polymeric compounds), the volume of gas generated from the organic compound when it is completely combusted, Vg0 , can be calculated from the following formula (2).
V g O =22.4・W O /100・(a+0.5・b)/(12・a+b+16・c)
... (2)
ここで、WOは、鎮静材中の有機化合物の割合(質量%)を表す。また、aは有機化合物の化学式中の炭素原子の数の合計を表し、bは有機化合物の化学式中の水素原子の数の合計を表し、cは有機化合物の化学式中の酸素原子の数の合計を表す。なお、酸素を含まない有機化合物の場合はc=0とする。例えば、有機化合物としてセルロース(C6H10O5)nを50質量%含有する鎮静材においては、完全燃焼した場合のセルロースからのガス発生体積Vg Oは、0.8Nm3/kgと計算することができる。 Here, W0 represents the proportion (mass%) of organic compounds in the sedative. In addition, a represents the total number of carbon atoms in the chemical formula of the organic compounds, b represents the total number of hydrogen atoms in the chemical formula of the organic compounds, and c represents the total number of oxygen atoms in the chemical formula of the organic compounds. In the case of an organic compound that does not contain oxygen, c=0. For example, in a sedative containing 50% by mass of cellulose ( C6H10O5 ) n as an organic compound, the gas generation volume Vg0 from cellulose in the case of complete combustion can be calculated to be 0.8 Nm3 / kg.
なお、鎮静材の中に複数種の有機化合物が含まれる場合は、すべての有機化合物の種類や組成の同定、定量、推定が難しい場合もあることから、その鎮静材中に含まれている代表的な1つの有機化合物の化学式を用い、さらにWoには鎮静材中の複数種の有機化合物の合計の割合を用いることにより、有機化合物からのガス発生体積Vg Oを算出するものとする。ここで代表的な有機化合物を定義する基準として、例えば最も割合(質量%)が高く、かつ複数種類の有機化合物の合計に対して25質量%以上を占める場合に、代表的な有機化合物とみなす。一方で、鎮静材の中に複数種の有機化合物が含まれ、それぞれの有機化合物を特定できる場合は、各有機化合物について(1)式を用いて各有機化合物からのガス発生体積を求め、その総和を鎮静材に含まれる有機化合物からのガス発生体積Vg Oとして計算してもよい。 In addition, when a sedative contains multiple organic compounds, it may be difficult to identify, quantify, or estimate the type and composition of all the organic compounds. Therefore, the gas generation volume VgO from the organic compounds is calculated by using the chemical formula of one representative organic compound contained in the sedative, and further using the total ratio of the multiple organic compounds in the sedative as Wo . Here, as a criterion for defining a representative organic compound, for example, an organic compound that has the highest ratio (mass% ) and accounts for 25 mass% or more of the total of the multiple organic compounds is considered to be a representative organic compound. On the other hand, when a sedative contains multiple organic compounds and each organic compound can be identified, the gas generation volume from each organic compound may be calculated using formula (1) for each organic compound, and the sum of the gas generation volumes VgO from the organic compounds contained in the sedative may be calculated.
また、有機化合物の主要組成が不明な場合は、以下の手順によって化学式CaHbOcを推定し、a,b,cを求めてもよい。例えば、燃焼管中において、完全燃焼を助ける酸化剤CuOとともに前記有機化合物の試料を燃焼させ、続く2個のU字管内うち、塩化カルシウム管でH2Oを、ソーダ石灰管でCO2を吸収する装置を用い、吸収したH2O、CO2の質量を求める。このとき、Oだけ直接定量せずに試料の質量からO以外のすべての元素の質量を引いて求め、それぞれ各元素の質量[g]をそれぞれの原子量で割ることにより、各元素のモル比が求められる。そして、各元素の物質量の比は原子数の比を表しているので、その最も簡単な整数比を求めて有機化合物を代表する組成式とすることにより化学式中のa,b,cを求めることができる。また、核磁気共鳴法、質量分析法、赤外分光法や紫外可視分光法などの物理的手法により得られたスペクトルデータを解析して化学式を求めてもよい。 In addition, when the main composition of the organic compound is unknown, the chemical formula C a H b O c may be estimated by the following procedure to obtain a, b, and c. For example, in a combustion tube, a sample of the organic compound is burned together with an oxidizing agent CuO that promotes complete combustion, and then, in two subsequent U-shaped tubes, a calcium chloride tube is used to absorb H 2 O, and a soda lime tube is used to absorb CO 2 , and the masses of absorbed H 2 O and CO 2 are obtained. In this case, instead of directly quantifying O alone, the masses of all elements other than O are subtracted from the mass of the sample, and the molar ratio of each element is obtained by dividing the mass [g] of each element by the atomic weight of each element. Since the ratio of the substance amounts of each element represents the ratio of the number of atoms, the simplest integer ratio is obtained to obtain the composition formula representing the organic compound, and a, b, and c in the chemical formula can be obtained. In addition, the chemical formula may be obtained by analyzing spectral data obtained by physical techniques such as nuclear magnetic resonance, mass spectrometry, infrared spectroscopy, and ultraviolet-visible spectroscopy.
一方、無機材料に含まれる水素が完全燃焼した場合のガス発生体積は、昇温離脱法、熱伝導度法によって測定することが出来る。また含まれている物質が水や水和物等である場合、JIS K 0068 : 2001に規定されている方法でカールフィッシャー法等によって測定することができる。 On the other hand, the gas volume generated when hydrogen contained in an inorganic material is completely burned can be measured by the temperature programming method or the thermal conductivity method. If the contained substance is water or a hydrate, it can be measured by the Karl Fischer method, etc., as specified in JIS K 0068: 2001.
次に、本実施形態に係るフォーミング鎮静材に含まれる有機化合物および無機材料について説明する。上述したように本実施形態においては、(2)式を用いて算出されるガス発生体積に基づき、完全燃焼した場合の鎮静材からのガス発生体積Vg Tが0.4Nm3/kg以上、2.0未満となるような有機化合物が選択される。(2)式からわかるとおり、化学式において、水素が多い方が好ましく、酸素が少ない方が、ガス発生体積が多くなりやすい。また、鎮静材を安価に製造する観点としては、PETボトルや廃棄プラスチックなど、リサイクル可能な廃棄物を用いることが好ましい。 Next, the organic compounds and inorganic materials contained in the foaming calming material according to this embodiment will be described. As described above, in this embodiment, based on the gas generation volume calculated using formula (2), an organic compound is selected such that the gas generation volume V g T from the calming material when completely burned is 0.4 Nm 3 /kg or more and less than 2.0. As can be seen from formula (2), in the chemical formula, it is preferable to have more hydrogen, and the less oxygen, the more likely the gas generation volume is to be large. In addition, from the viewpoint of producing the calming material inexpensively, it is preferable to use recyclable waste such as PET bottles and discarded plastics.
また、本実施形態に係る鎮静材に含まれる無機材料は主に不燃物であり、その鎮静材の見かけ密度が1300kg/m3以上となるように配合することができる物質であれば、特に、その種類に限定されない。ただし、鎮静材を安価に製造する視点では、スラグ、ダスト、コンクリート、耐火物等、製鉄所内で安価に入手できる廃棄物または副産物であることが好ましい。ここで、耐火物とは、製銑、製鋼プロセス、圧延プロセス等、種々のプロセスで発生する煉瓦などの複合無機材料の廃棄物であり、コンクリートは解体工事などの際に発生する複合無機材料の廃棄物である。また、スラグは、製銑または製鋼プロセスで生成され、様々な酸化物を含む複合無機材料の副産物であり、ダストはフィルタ等に付着した様々な物質を含む複合無機材料の副産物である。 In addition, the inorganic material contained in the quenching agent according to the present embodiment is mainly non-combustible, and is not particularly limited to the type as long as it can be mixed so that the apparent density of the quenching agent is 1300 kg/ m3 or more. However, from the viewpoint of inexpensively producing the quenching agent, it is preferable that the quenching agent is a waste or by-product that can be obtained inexpensively in a steelworks, such as slag, dust, concrete, or refractory material. Here, the refractory material is a composite inorganic material waste such as bricks generated in various processes such as pig iron making, steel making, and rolling processes, and concrete is a composite inorganic material waste generated during demolition work, etc. In addition, the slag is a by-product of a composite inorganic material containing various oxides generated in the pig iron making or steel making process, and the dust is a by-product of a composite inorganic material containing various substances attached to a filter, etc.
これらの廃棄物または副産物の一部は、所内リサイクルや、路盤材等に活用できるものの、その需要量は発生量に対して少なく、残りの大部分が多額の費用をかけて埋め立て処分されている。したがって、これらをフォーミング鎮静材として活用できれば、原料コストおよび処分コストを低く抑えることができる。例えば、耐火物は、劣化や損耗等が原因で解体した耐火物を回収し、そこから破砕・磁選を行うことで容易に得ることができる。また、所内工事の際に発生するコンクリートも再利用が困難なものが多く、本鎮静材に混合して再利用することができることを確認した。これらは、比較的密度が大きく、見掛け密度を高めるうえで効果的である。また、これらはその組成によらず使用することが可能である。これはその密度の組成依存性が小さいためである。また、無機材料は1種類のみならず、2種類以上混合してもよい。 Although some of these wastes or by-products can be recycled within the plant or used as roadbed materials, the demand is small compared to the amount generated, and most of the remaining waste is disposed of in landfills at great expense. Therefore, if these can be used as foaming sedation materials, raw material costs and disposal costs can be reduced. For example, refractories can be easily obtained by collecting refractories dismantled due to deterioration or wear and tear, and then crushing and magnetically separating them. In addition, concrete generated during construction work within the plant is often difficult to reuse, but it has been confirmed that it can be reused by mixing it with this sedation material. These have a relatively high density and are effective in increasing the apparent density. In addition, they can be used regardless of their composition. This is because the density does not depend much on the composition. In addition, not only one type of inorganic material but two or more types may be mixed.
次に、上述の有機化合物および無機材料の混合物からなるフォーミング鎮静材の条件について説明する。上述したように、フォーミングの鎮静効果を得るためには、鎮静材が上記有機化合物および無機材料との混合物であり、完全燃焼させた際に発生するガスの体積Vg Tが、0.4Nm3/kg以上、2.0Nm3/kg未満であることが必要である。完全燃焼させた際に発生するガスの体積Vg Tが、0.4Nm3/kg未満であると、体積膨張エネルギーが不足してフォーミングスラグの泡沫層を十分に破壊できないからである。また、完全燃焼させた際に発生するガスの体積Vg Tが2.0Nm3/kg以上の場合、体積膨張エネルギーが多く、一旦はフォーミングスラグが鎮静するものの、その後速やかに、再フォーミングが起こり、結果的に、中間排滓時間の延長を招く。これは、鉱滓鍋中にスラグとともに排出された溶銑及びスラグ中に含まれる粒鉄と、鉱滓鍋中のスラグとが、発生したが量のガスによって激しく撹拌され、溶銑及び粒鉄中の炭素と、スラグ中のFeOやMnOの成分とが反応し、COガスの発生速度を高めることが原因と考えられる。好ましくは、Vg Tが1.0Nm3/kg未満である。 Next, the conditions of the foaming calming material made of the mixture of the organic compound and the inorganic material will be described. As described above, in order to obtain the foaming calming effect, the calming material is a mixture of the organic compound and the inorganic material, and the volume VgT of the gas generated during complete combustion must be 0.4 Nm3 /kg or more and less than 2.0 Nm3 /kg. If the volume VgT of the gas generated during complete combustion is less than 0.4 Nm3 /kg, the volume expansion energy is insufficient and the foam layer of the foaming slag cannot be sufficiently destroyed. In addition, if the volume VgT of the gas generated during complete combustion is 2.0 Nm3 /kg or more, the volume expansion energy is large, and although the foaming slag calms down once, re -foaming occurs quickly thereafter, which results in an extension of the intermediate slag discharge time. This is believed to be because the molten iron discharged together with the slag into the slag ladle, the iron nuggets contained in the slag, and the slag in the slag ladle are vigorously stirred by the large amount of gas generated, causing the carbon in the molten iron and the iron nuggets to react with the FeO and MnO components in the slag, increasing the rate of CO gas generation. Preferably, V g T is less than 1.0 Nm 3 /kg.
ただし、本発明者らは、鎮静材のガス発生体積を適正に制御したとしても、その見掛け密度が低ければ、十分な鎮静効果が得られないことを知見した。すなわち、その鎮静材のガス発生体積を、0.4Nm3/kg以上、2.0Nm3/kg未満としたうえで、見掛け密度をある値以上に高める必要がある。これは、転炉内で高温となったフォーミングスラグが、常温の鉱滓鍋に排出されるとフォーミングスラグが冷却され、固化した高密度のスラグ層がフォーミングスラグの表層を覆うこと、また、冷却によってフォーミングスラグの粘度が増加することから、鎮静材の沈降速度を高めるためには、見掛け密度を高める必要があるためである。 However, the inventors have found that even if the gas generation volume of the tranquilizer is appropriately controlled, if its apparent density is low, sufficient tranquilization effect cannot be obtained. In other words, it is necessary to set the gas generation volume of the tranquilizer to 0.4 Nm3 /kg or more and less than 2.0 Nm3 /kg, and to increase the apparent density to a certain value or more. This is because when the foamed slag that has become hot in the converter is discharged into the slag ladle at room temperature, the foamed slag is cooled and a solidified high-density slag layer covers the surface of the foamed slag, and the viscosity of the foamed slag increases due to cooling, so that it is necessary to increase the apparent density in order to increase the settling speed of the tranquilizer.
本実施形態においては、鎮静材の見かけ密度を1300kg/m3以上とすることで、中間排滓中において、鉱滓鍋内のフォーミングスラグを迅速に鎮静化できる。好ましくは見掛け密度が1800kg/m3以上であり、より好ましくは2000kg/m3以上である。一般的に、燃焼してガス化する有機化合物の密度は小さいため、鎮静材の見掛け密度は、有機化合物の割合が多くなると小さくなりやすい。そのため、有機化合物とともに混合する無機材料は、比較的見掛け密度が高い材料であることが好ましい。 In this embodiment, the apparent density of the settling material is set to 1300 kg/ m3 or more, so that the foaming slag in the slag ladle can be quickly settled during intermediate slag removal. The apparent density is preferably 1800 kg/ m3 or more, more preferably 2000 kg/m3 or more . In general, the density of organic compounds that are burned and gasified is low, so the apparent density of the settling material tends to decrease as the proportion of organic compounds increases. Therefore, it is preferable that the inorganic material to be mixed with the organic compounds has a relatively high apparent density.
また、鎮静材の粒度について、鎮静材を麻袋やビニール袋等の容器に入れず、直接フォーミングスラグに添加する場合は、粒径が5mm以上の割合が50質量%以上とすることが好ましい。粒径が5mm以上の割合を50質量%とすることにより、フォーミングスラグから噴出するガス等による鎮静材の飛散を抑制するとともに、スラグのより深部まで到達できる割合が上昇し、より高い鎮静効果が得られる。より好ましくは、粒径が5mm以上の割合を60質量%以上とする。また、粒径の大きいものの割合が大きすぎると、フォーミングスラグ中でその鎮静材の反応に要する時間が長くなり、フォーミングスラグを効率的に鎮静できないため、粒径が60mm以下の割合を50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは、60質量%以上とする。 In addition, regarding the particle size of the tranquilizer, if the tranquilizer is added directly to the foamed slag without being placed in a container such as a burlap bag or a plastic bag, it is preferable that the proportion of particles with a particle size of 5 mm or more is 50% by mass or more. By making the proportion of particles with a particle size of 5 mm or more 50% by mass, scattering of the tranquilizer due to gases, etc. ejected from the foamed slag is suppressed, and the proportion of particles that can reach deeper into the slag is increased, resulting in a higher tranquilizing effect. More preferably, the proportion of particles with a particle size of 5 mm or more is 60% by mass or more. Also, if the proportion of particles with a large particle size is too large, the time required for the tranquilizer to react in the foamed slag increases, and the foamed slag cannot be efficiently tranquilized, so it is preferable to make the proportion of particles with a particle size of 60 mm or less 50% by mass or more, and more preferably, to make it 60% by mass or more.
また、鎮静材を麻袋やビニール袋等の容器に入れて添加する場合は、フォーミングスラグ中に鎮静材が到達するまでにおける鎮静材の飛散リスクが小さいため、細かい粒径のものが含まれても良いが、粒径が1mm以上の割合が50質量%以上とすることが好ましい。また、粒径が60mm以下の割合を50質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは、60質量%以上とする。ここで、上述した粒径、およびその分布は、例えば、JIS Z 8801等の篩を用いて測定することができる。 In addition, when the sedative is added in a container such as a burlap bag or a plastic bag, since there is a small risk of the sedative scattering before it reaches the foaming slag, it is acceptable for the sedative to contain particles of fine particle size, but it is preferable that the proportion of particles with a particle size of 1 mm or more is 50 mass% or more. In addition, it is preferable that the proportion of particles with a particle size of 60 mm or less is 50 mass% or more, and more preferably 60 mass% or more. Here, the above-mentioned particle size and its distribution can be measured, for example, using a sieve such as JIS Z 8801.
以上のように、完全燃焼させた際に発生するガスの体積Vg Tが0.4Nm3/kg以上、2.0Nm3/kg未満で、かつ見掛け密度が1300kg/m3以上とするために、有機化合物に対してスラグ、ダスト、耐火物またはコンクリートを20~95質量%程度混合することにより、フォーミングの鎮静効果が高位に維持できる。なお、上述の有機化合物と無機材料とが接着している状態で混合されていることが好ましく、その際、セメント等の結合剤により接着させる方法、粉末状にした材料を圧着する方法、材料どうしを融着させる方法などがある。また、容器内に有機化合物とその他の無機材料とを入れた状態で鎮静材として使用してもよい。 As described above, in order to make the volume V g T of gas generated during complete combustion 0.4 Nm 3 /kg or more and less than 2.0 Nm 3 /kg, and to make the apparent density 1300 kg/m 3 or more, by mixing 20 to 95 mass% of slag, dust, refractory material or concrete with the organic compound, the foaming calming effect can be maintained at a high level. It is preferable that the organic compound and inorganic material are mixed in a bonded state, and in this case, there are a method of bonding them with a binder such as cement, a method of compressing powdered materials, a method of fusing the materials together, and the like. The organic compound and other inorganic materials may also be used as a calming agent in a container.
次に、上述の鎮静材を用いたスラグのフォーミング鎮静方法について詳細に説明する。本実施形態として中間排滓操業中における鉱滓鍋内のフォーミングスラグを例に説明するが、他の精錬容器での操業においても適応できる。また、スラグの温度に限定されない。 Next, the foaming and settling method for slag using the above-mentioned settling material will be described in detail. In this embodiment, foaming slag in a slag ladle during intermediate slag removal operation will be described as an example, but the method can also be applied to operations in other refining vessels. In addition, there is no limitation on the temperature of the slag.
鎮静材の鉱滓鍋への添加は、例えば、その鉱滓鍋に近傍に敷設されたホッパーを介して行われる。このホッパーは、鎮静材を貯蓄したバンカーにつながっており、作業者によって設定された、任意の量の鎮静材を添加することが可能である。鎮静材を添加するタイミングとしては、鉱滓鍋でフォーミングしたスラグがその精錬炉の高さ方向の4/5程度の高さに到達した場合に、後述する材料の鎮静材を添加することが好ましい。このスラグ高さに関して、鉱滓鍋内のビデオ観察や目視による判断で添加してよい。転炉内に添加する場合は、例えば、ランスの振動情報、μ波を用いて計測する方法、炉内の音響レベルから予測する方法などがある。 The slag ladle is added, for example, via a hopper installed near the slag ladle. This hopper is connected to a bunker that stores the slag, and any amount of slag can be added as set by the operator. The timing for adding the slag is preferably when the slag formed in the slag ladle reaches a height of about 4/5 of the height of the refining furnace, and the slag material described below is added. The slag height may be determined by video observation or visual inspection of the slag ladle. When adding the slag to the converter, for example, there are methods for measuring the lance vibration information, using μ-waves, and predicting the sound level inside the furnace.
なお、そのスラグ高さが鉱滓鍋の高さ方向の4/5の高さより低い条件で鎮静材を添加してもよいが、スラグが十分にフォーミングしておらず、鎮静材の鎮静効果が低下して必要な鎮静材量が多くなる場合がある。一方で、そのスラグ高さが精錬炉の高さ方向の4/5以上の高さに到達すると、その後フォーミングによって鉱滓鍋からスラグが流出する場合がある。フォーミングによってスラグが鉱滓鍋から流出した後に前述の鎮静材を添加した場合においても、その効果は発現する。 The calming agent may be added when the slag height is less than 4/5 of the height of the slag ladle, but if the slag is not sufficiently foamed, the calming effect of the calming agent may decrease and a larger amount of calming agent may be required. On the other hand, if the slag height reaches 4/5 or more of the height of the refining furnace, the slag may flow out of the slag ladle due to foaming. The effect of the calming agent is also achieved when it is added after the slag has flowed out of the slag ladle due to foaming.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The above describes preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modified or revised examples within the scope of the technical ideas described in the claims, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 Next, an embodiment of the present invention will be described. However, the conditions in the embodiment are merely an example of conditions adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is not limited to this example of conditions. Various conditions may be adopted in the present invention as long as they do not deviate from the gist of the present invention and achieve the object of the present invention.
300t規模の転炉に250tの溶銑を装入し、副原料を添加して脱燐処理を行った後に、転炉を傾動して、転炉内のフォーミングスラグを10t程度、炉外の鉱滓鍋に排滓した。このときのスラグ温度は1300~1450℃であり、スラグ組成は、CaO=30~40質量%、SiO2=20~35質量%、T.Fe=10~20質量%、MgO=5~10質量%、MnO=5~10質量%、P2O5=2~5質量%、Al2O3=0~5質量%であった。 250t of molten iron was charged into a 300t converter, and after adding auxiliary materials and carrying out dephosphorization treatment, the converter was tilted and about 10t of foaming slag in the converter was discharged into a slag ladle outside the furnace. The slag temperature at this time was 1300-1450°C, and the slag composition was CaO = 30-40 mass%, SiO2 = 20-35 mass%, T.Fe = 10-20 mass%, MgO = 5-10 mass%, MnO = 5-10 mass% , P2O5 = 2-5 mass%, and Al2O3 = 0-5 mass%.
その際、表1に示す条件で有機化合物と無機材料とを混合した鎮静材を排滓開始後の鉱滓鍋中のフォーミングスラグに20kg/minのペースで、鉱滓鍋内のスラグに投入し、転炉からの排滓が終了するまでの排滓時間を調査した。ここで、排滓時間とは、転炉が中間排滓のために炉傾動を開始し、さらに排滓完了後、転炉を復炉するまでの時間である。フォーミング鎮静が不十分な場合には、スラグの流出を防止するために転炉からの排滓を一時中断するため、その分、排滓時間が長くなる。つまり、排滓時間が短いほど、鉱滓鍋内のフォーミングの鎮静効果が大きいことを示す。鎮静材の投入方法は、袋詰めした鎮静材を作業者が鉱滓鍋内のフォーミングスラグの中央部に直接手投げして添加した。 In this study, the calming agent, a mixture of organic compounds and inorganic materials, was added to the foaming slag in the slag ladle at a rate of 20 kg/min under the conditions shown in Table 1 after the start of slag discharge, and the slag discharge time from the converter to the end of slag discharge was investigated. Here, the slag discharge time refers to the time from when the converter starts tilting for intermediate slag discharge to when the converter is restarted after slag discharge is completed. If the foaming calming is insufficient, the slag discharge from the converter is temporarily stopped to prevent the slag from flowing out, and the slag discharge time is longer accordingly. In other words, the shorter the slag discharge time, the greater the calming effect of foaming in the slag ladle. The calming agent was added by an operator who manually threw the bagged calming agent directly into the center of the foaming slag in the slag ladle.
ここで、各試料は、表1中の有機化合物と無機材料とを所定の割合で混合し、1袋5kgのビニール製の容器に入れたものとした。表1中の有機化合物として成形加工したPETボトル、ポリエチレン樹脂、石鹸を用いた。なお、これらに含まれる代表的な有機化合物は、それぞれポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、石鹸であり、代表的な有機化合物の化学式を用いてガス発生体積Vg Oを計算した。 Here, each sample was prepared by mixing the organic compound and inorganic material in Table 1 in a given ratio and placing the mixture in a 5 kg bag in a vinyl container. Molded PET bottles, polyethylene resin, and soap were used as the organic compounds in Table 1. Representative organic compounds contained in these were polyethylene terephthalate, polyethylene, and soap, respectively, and the gas generation volume VgO was calculated using the chemical formulas of the representative organic compounds.
また、無機材料として、スラグ、耐火物、ダスト、コンクリートを用い、これらに含まれる水分量をそれぞれ測定してガス発生体積Vg I 1~Vg I 4を算出した。表1中のVg Tは、各試料のガス発生体積の総和である。見掛け密度は、JIS Z8807:2012に記載の方法で測定した。 In addition, slag, refractory material, dust, and concrete were used as inorganic materials, and the moisture content of each was measured to calculate gas generation volumes V g I 1 to V g I 4. V g T in Table 1 is the sum of the gas generation volumes of each sample. The apparent density was measured by the method described in JIS Z8807:2012.
脱燐吹錬終了後に測定した溶銑温度は、1330~1380℃であり、スラグ組成は、CaO=30~40質量%、SiO2=20~35質量%、T.Fe=10~20質量%、MgO=5~10質量%、MnO=5~10質量%、P2O5=2~5質量%、Al2O3=0~5質量%であった。 The molten iron temperature measured after the completion of dephosphorization blowing was 1,330 to 1,380°C, and the slag composition was CaO = 30 to 40 mass%, SiO2 = 20 to 35 mass%, T.Fe = 10 to 20 mass%, MgO = 5 to 10 mass%, MnO = 5 to 10 mass% , P2O5 = 2 to 5 mass%, and Al2O3 = 0 to 5 mass%.
なお、表1中のスラグは、転炉工程で発生した製鋼スラグを用い、耐火物は、タンディッシュ、高炉樋、転炉炉体、KR(Kanbara Reactor)のインペラー、RH型真空脱ガス装置等の装置から発生した耐火物の粉とスラグ粉との混合物を用いた。また、ダストは、焼結、高炉、製鋼工程で発生した集塵ダストを用い、コンクリートは、建築廃材として発生したコンクリートガラを用いた。これら無機材料、および有機化合物の粒径は、いずれも粒径が5mm以上の割合が50質量%のものを使用した。なお、No.15の鎮静材Oは、製紙廃材成形品であり、製紙廃材:50質量%、製鋼スラグ:50質量%、を混合して、直径50mm程度、高さ50mm程度の円柱状に塊状化した成形物である。また、No.16の鎮静材Pは、製紙廃材と、製鋼スラグを其々、製紙廃材:10質量%、製鋼スラグ:90質量%の割合で袋詰めしたものである。 The slag in Table 1 was steel slag generated in the converter process, and the refractory material was a mixture of refractory powder and slag powder generated from equipment such as tundishes, blast furnace runners, converter furnace bodies, KR (Kanbara Reactor) impellers, and RH-type vacuum degassing equipment. The dust was collected dust generated in the sintering, blast furnace, and steelmaking processes, and the concrete was concrete rubble generated as construction waste. The particle size of these inorganic materials and organic compounds was 50% by mass with a particle size of 5 mm or more. The calming material O in No. 15 is a paper waste molding, which is a mixture of 50% by mass of paper waste and 50% by mass of steel slag, and is formed into a cylindrical mass with a diameter of about 50 mm and a height of about 50 mm. In addition, No. The calming material P 16 is made by bagging waste paper and steel slag in ratios of 10% by weight waste paper and 90% by weight steel slag.
表1中に示したように、No.1~No.12のガス発生体積Vg Tは0.4Nm3/kg以上、2.0Nm3/kg未満であり、見掛け密度は1300kg/m3以上であった。また、No.13、No.15の見掛け密度は、1300kg/m3未満であり、No.14のガス発生体積Vg Tは2.0Nm3/kg以上、No.16のガス発生体積Vg Tは0.4Nm3/kg未満であった。 As shown in Table 1, the gas generation volumes V g T of Nos. 1 to 12 were 0.4 Nm 3 /kg or more and less than 2.0 Nm 3 /kg, and the apparent densities were 1300 kg/m 3 or more. The apparent densities of Nos. 13 and 15 were less than 1300 kg/m 3 , the gas generation volumes V g T of No. 14 were 2.0 Nm 3 /kg or more, and the gas generation volumes V g T of No. 16 were less than 0.4 Nm 3 /kg.
表1中の発明例であるNo.2、No.3、No.6~No.8、No.12は、比較例のNo.13~No.16に対して排滓時間が短く、高いスラグ鎮静効果を示した。これは、No.2、No.3、No.6~No.8、No.12のガス発生体積Vg Tは0.4Nm3/kg以上、2.0Nm3/kg未満であり、見掛け密度は2000kg/m3以上であり、鎮静材がフォーミングスラグ中に沈降し、スラグの再フォーミングを引き起こさない、適正なガス発生体積Vg Tに制御したことで、鎮静材が迅速かつ、効率的に反応したためと考えられる。また、発明例であるNo.2、No.3、No.6~No.8、No.12は、参考例のNo.1、No.4、No.5、No.9~No.11に対して排滓時間が短かった。これは、発明例No.2、No.3、No.6~No.8、No.12は見掛け密度が2000kg/m3以上であったことから、フォーミングスラグのより深部まで沈降して反応したためと考えられる。 In Table 1, No. 2, No. 3, No. 6 to No. 8, and No. 12, which are invention examples, had a shorter slag drainage time and a higher slag sedation effect than No. 13 to No. 16, which are comparative examples. This is because the gas generation volume VgT of No. 2, No. 3, No. 6 to No. 8, and No. 12 was 0.4 Nm3 /kg or more and less than 2.0 Nm3 /kg, and the apparent density was 2000 kg/m3 or more , and the sedation material settled in the foaming slag and did not cause slag reforming. This is thought to be because the sedation material reacted quickly and efficiently by controlling the gas generation volume VgT to an appropriate level . Also, inventive examples No. 2, No. 3, No. 6 to No. 8 , and No. The draining time of Example 12 was shorter than that of Reference Examples 1, 4, 5, and 9 to 11. This is thought to be because the apparent density of Examples 2 , 3, 6 to 8 , and 12 was 2000 kg/ m3 or more, and therefore the foamed slag settled to a deeper part and reacted.
Claims (3)
有機化合物と、少なくとも1種類の無機材料との混合物であり、前記混合物を完全燃焼させた際に発生するガス発生体積をV g T とした場合に、以下の(1)式および(2)式により算出されるガス発生体積V g T が0.4Nm3/kg以上、2.0Nm3/kg未満あり、見掛け密度が2000kg/m3以上であることを特徴とするフォーミング鎮静材。
V g T =V g O +V g I 1 +V g I 2 +V g I 3 +・・・+V g I n ・・・(1)
V g O =22.4・W O /100・(a+0.5・b)/(12・a+b+16・c)
・・・(2)
ここで、V g O は、前記混合物の中の前記有機化合物が完全燃焼した際に発生するガス発生体積(Nm 3 /kg)を表し、V g I 1 、V g I 2 、V g I 3 、・・・V g I n は、前記混合物にn種類の無機材料が含まれている場合に、それぞれの無機材料に含まれる水素が完全燃焼した際にそれぞれ発生するガス発生体積(Nm 3 /kg)を表す。また、W O は、前記フォーミング鎮静材中における有機化合物の割合(質量%)を表し、aは前記有機化合物を代表する組成の化学式C a H b O c 中の炭素原子の数の合計を表し、bは前記有機化合物を代表する組成の化学式C a H b O c 中の水素原子の数の合計を表し、cは前記有機化合物の化学式C a H b O c 中の酸素原子の数の合計を表す。 A foaming calming material for calming foaming of slag discharged into a slag ladle, comprising:
A foaming sedative material characterized in that, when the gas generation volume VgT is the volume of gas generated when the mixture is completely combusted , the gas generation volume VgT calculated by the following formulas (1) and (2) is 0.4 Nm3 /kg or more and less than 2.0 Nm3 /kg, and the apparent density is 2000 kg/m3 or more .
V g T =V g O +V g I 1 +V g I 2 +V g I 3 +...+V g I n ...(1)
V g O =22.4・W O /100・(a+0.5・b)/(12・a+b+16・c)
... (2)
Here, VgO represents the gas generation volume (Nm3/kg) generated when the organic compound in the mixture is completely combusted, and VgI1, VgI2, VgI3, ... VgIn represent the gas generation volume (Nm3/kg) generated when hydrogen contained in each inorganic material is completely combusted when n types of inorganic materials are contained in the mixture . Also, WO represents the ratio (mass%) of the organic compound in the foaming calming material, a represents the total number of carbon atoms in the chemical formula C aHbOc of the composition representative of the organic compound, b represents the total number of hydrogen atoms in the chemical formula C aHbOc of the composition representative of the organic compound , and c represents the total number of oxygen atoms in the chemical formula C aHbOc of the organic compound .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021004772A JP7572621B2 (en) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | Foaming calming material and foaming calming method using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021004772A JP7572621B2 (en) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | Foaming calming material and foaming calming method using same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022109457A JP2022109457A (en) | 2022-07-28 |
| JP7572621B2 true JP7572621B2 (en) | 2024-10-24 |
Family
ID=82560388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021004772A Active JP7572621B2 (en) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | Foaming calming material and foaming calming method using same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7572621B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008255446A (en) | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Nippon Steel Corp | Slag sedation method |
| JP2009270178A (en) | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Nippon Steel Corp | Depressing material for slag foaming and depression method therefor |
| JP2009287050A (en) | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Nippon Steel Corp | Killing material for slag-foaming, and killing method therefor |
| WO2018150862A1 (en) | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 新日鐵住金株式会社 | Slag foaming suppression material, slag foaming suppression method, and converter furnace blowing method |
| JP2021147670A (en) | 2020-03-19 | 2021-09-27 | 日本製鉄株式会社 | Method for depressing slag foaming |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3110569A1 (en) * | 1981-03-18 | 1982-12-30 | Skw Trostberg Ag, 8223 Trostberg | METHOD FOR PREVENTING OVERFLOWING WHEN REFRESHING IRON AND FOR REDUCING PHOSPHORUS CONTENT, MEANS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD |
| JPH1150124A (en) * | 1997-08-04 | 1999-02-23 | Nkk Corp | Soothing material for forming slag in storage container for molten metal and slag |
-
2021
- 2021-01-15 JP JP2021004772A patent/JP7572621B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008255446A (en) | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Nippon Steel Corp | Slag sedation method |
| JP2009270178A (en) | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Nippon Steel Corp | Depressing material for slag foaming and depression method therefor |
| JP2009287050A (en) | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Nippon Steel Corp | Killing material for slag-foaming, and killing method therefor |
| WO2018150862A1 (en) | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 新日鐵住金株式会社 | Slag foaming suppression material, slag foaming suppression method, and converter furnace blowing method |
| JP2021147670A (en) | 2020-03-19 | 2021-09-27 | 日本製鉄株式会社 | Method for depressing slag foaming |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022109457A (en) | 2022-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4580435B2 (en) | Forming sedative material for slag pan and sedation method | |
| KR101997377B1 (en) | Method of suppressing foaming of molten slag and method of manufacturing slag products | |
| CN108350515B (en) | Iron liquid pretreatment method | |
| JP4580434B2 (en) | Slag forming sedative material and method | |
| JP6753476B2 (en) | Slag forming sedative material, slag forming sedative method and converter blowing method | |
| JP7572621B2 (en) | Foaming calming material and foaming calming method using same | |
| JP7457236B2 (en) | Slag forming sedation method | |
| JP7572622B2 (en) | Foaming calming material and foaming calming method using same | |
| JP6468084B2 (en) | Converter discharge method | |
| JP7495615B2 (en) | Foaming calming material | |
| KR102008370B1 (en) | Flux | |
| JP2012062225A (en) | Method for producing recycled slag | |
| JP7464843B2 (en) | Method for foaming and settling slag and method for refining with converter | |
| JP5050947B2 (en) | Waste disposal method | |
| JP3797059B2 (en) | Hot metal pretreatment method | |
| JP3750588B2 (en) | Hot metal desiliconization method | |
| JP5994549B2 (en) | Hot metal dephosphorization refining agent used in converters. | |
| JP5867428B2 (en) | Hot metal manufacturing method using vertical melting furnace | |
| JP5181513B2 (en) | Refining agent containing plastic and method for dephosphorizing hot metal | |
| JP2025169712A (en) | Production method of slag foaming sedative, slag foaming sedative, and sedation method of slag foaming | |
| JP4701752B2 (en) | Hot metal pretreatment method | |
| JP2003082410A (en) | Slag forming inhibitor for steel refining | |
| JP4240033B2 (en) | Hot metal pretreatment method | |
| JP4593443B2 (en) | Recycling method of shredder dust | |
| JP4403055B2 (en) | Steelmaking slag treatment method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230919 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240620 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240702 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240815 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240910 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240923 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7572621 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |