JFEスチール、環境調和型の新しい溶銑予備処理プロセスを開発

 JFEスチールは、製鋼工場の溶銑予備処理プロセスにおいて、「脱硫剤投射法」を開発し、全社の製鋼工場内の機械撹拌式溶銑脱硫設備に導入した。また、脱硫処理後のスラグを再利用する「スラグホットリサイクル法」も開発、実用化した。これらの技術により、脱硫効率の向上および環境負荷低減に寄与する。

 溶銑予備処理は、高炉から出銑された溶銑に含まれる珪素や硫黄、リンなどの不純物をあらかじめ除去(脱珪・脱硫・脱リン精錬)するプロセスで、副原料の使用量削減や歩留り向上を目的としている。機械撹拌式溶銑脱硫装置は、インペラーとよばれる撹拌羽根で溶銑を撹拌しながら、添加した脱硫剤を溶銑内に巻込ませ、脱硫精錬を行う設備。

 一般的には、直径1mm以下の微細な脱硫剤を溶銑上方の添加装置から自然落下させて添加する。添加された脱硫剤表面と溶銑との化学反応によって脱硫精錬が進行するが、これまでは、脱硫剤を溶銑内に巻き込む最中に脱硫剤が直径数mm~数十mmの球状に凝集成長してしまい、脱硫剤の内部が化学反応に寄与しないという課題があった。

 今回開発した「脱硫剤投射法」は、新たに投射用のランス(ノズル)を設置し、高速の搬送ガスとともに脱硫剤を溶銑上に吹き付ける方法。これにより、脱硫剤を直径1mm以下の微細の状態のまま直接溶銑内に添加でき、凝集成長を抑制することで、脱硫剤と溶銑との反応促進につながり、脱硫効率が1.3倍向上する。

JFEスチール「従来法と新しい方法の比較」従来法と新しい方法の比較

 一方、「スラグホットリサイクル法」は、脱硫精錬後に排出したスラグ(脱硫スラグ)を次の溶銑処理の際に高温状態のまま再利用するもの。処理直後の脱硫スラグは凝集粒の状態だが、その後の温度低下によって凝集粒が崩壊し、未反応面が創出される。脱硫スラグを繰り返し使用し、未反応面を有効活用することで、スラグの有する脱硫能力を最大限に発揮させることができる。また、スラグを高温のままリサイクルすることで、これまでスラグ排出時に放熱されていたスラグの熱量を回収することもでき、資源の節約と環境負荷低減が可能となった。