溶鋼脱硫における溶鋼/スラグ/耐火物間の反応モデル

摘要

LFに代表される取銅精錬は溶鋼の組成や清浄度を最終的に決定する重要なプロセスであるが，近年，介在物組成の正確な制御や10ppm以下までの硫黄濃度の低減など，その要求レベルは非常に難しくなっている·取鍋精錬での反応は平衡を仮定して解析ざれることが多く，FactSage等の計算熱力学ソフトを用いた解析例は非常に多い·しかし，スラグ，介在物，耐火物は，いずれも酸化物でありながら組成は異なっており，介在物組成であってすら均一ではない．このような系で平衡を仮定するのは無理があり，正確には反応速度を考慮したプロセス解析が必要である．一方、製鋼精錬プロセスでは，物質移動律速を仮定した反応モデルによる解析が行われることが多い．特に，溶銑脱リンのように，系の非平衡度が大きく，かつ，多くの成分が同時進行する場合には，競合反応モデル[1]が広く用いらている·これを取銅精錬プロセスのシミュレーションに応用した例も報告されており，硫黄のスラグ/メタル間の分配比がスラグの酸化鉄濃度に大きく依存していることを速度論的に論じている［2］．しかし，このモデルはスラグとメタル閏の反応に限定されている．そこで，本論文では，溶鋼/スラグだけでなく，介在物や耐火物との反応までをも考慮したシミュレーションモデルを検討した.