JP2009052070A - 溶銑脱りん処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 溶銑脱りん処理において高い脱りん効率を実現する。
【解決手段】本発明の溶銑脱りん処理方法においては、上吹ランス４をハードブローとすると共に底吹撹拌動力をソフトブローとする脱珪期と、上吹ランス４をソフトブローとすると共に底吹撹拌動力をハードブローとする脱りん期との間に、上吹ランス４をソフトブローとすると共に底吹撹拌動力をソフトブローとする造滓期を設けると共に、溶銑の温度と脱りん処理後の溶銑の炭素濃度とを制御することにより、安定的かつ高精度に低りん鋼を溶製する。
【選択図】図３
【解決手段】本発明の溶銑脱りん処理方法においては、上吹ランス４をハードブローとすると共に底吹撹拌動力をソフトブローとする脱珪期と、上吹ランス４をソフトブローとすると共に底吹撹拌動力をハードブローとする脱りん期との間に、上吹ランス４をソフトブローとすると共に底吹撹拌動力をソフトブローとする造滓期を設けると共に、溶銑の温度と脱りん処理後の溶銑の炭素濃度とを制御することにより、安定的かつ高精度に低りん鋼を溶製する。
【選択図】図３
Description
本発明は、脱りん処理における脱りん効率を高め、低りん溶銑を精度よく安定的に製造する溶銑の脱りん処理方法に関する。
近年、鋼材品質に対する要求が一段と高まり、低りん鋼を安定的に溶製する方法として溶銑の脱りん処理が行われている。溶銑の脱りん処理は、脱りんに先立ち溶銑中に造滓剤を投入すると共に溶銑中に酸素を供給してＳｉをＳｉＯ2に酸化して除去した後、溶銑上に浮上したスラグを滓化させ、続いてスラグ−メタル界面にＦｅＯを生成させて溶銑中のＰをＰ2Ｏ5に酸化させて取り除くものである。
溶銑の脱りん処理において脱りん効率を向上させるためには、溶銑中のＳｉをＳｉＯ2に確実に酸化して除去するために溶銑中に酸素を十分に供給する必要がある。また、浮上したスラグとメタル（溶銑）との界面に生成したＦｅＯに溶銑中のＰが接触するように溶銑を十分に撹拌させる必要がある。
溶銑の脱りん処理において脱りん効率を向上させるためには、溶銑中のＳｉをＳｉＯ2に確実に酸化して除去するために溶銑中に酸素を十分に供給する必要がある。また、浮上したスラグとメタル（溶銑）との界面に生成したＦｅＯに溶銑中のＰが接触するように溶銑を十分に撹拌させる必要がある。
上述のように、上吹ランスからの酸素流量と底吹撹拌の流量（底吹撹拌動力）を吹錬の進行に合わせて変化させることは重要であって、これらを行っている脱りん処理方法としては特許文献１または特許文献２に示されるようなものが知られている。
特許文献１の脱りん処理方法は、上吹ランスから溶銑に酸素を吹き付けると共に底吹羽口から撹拌用ガスを溶銑に吹き込むものである。上吹ランスからの酸素流量については、吹錬進行度１０％で２．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔから１．５Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに下げ、滓化が終了する吹錬進行度８０％でさらに１．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに下げる。また、底吹撹拌の流量については、吹錬進行度３０％で０．０５Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔから０．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに上げている。
特許文献１の脱りん処理方法は、上吹ランスから溶銑に酸素を吹き付けると共に底吹羽口から撹拌用ガスを溶銑に吹き込むものである。上吹ランスからの酸素流量については、吹錬進行度１０％で２．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔから１．５Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに下げ、滓化が終了する吹錬進行度８０％でさらに１．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに下げる。また、底吹撹拌の流量については、吹錬進行度３０％で０．０５Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔから０．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに上げている。
特許文献２の脱りん処理は、滓化が終了する吹錬進行度６０％で上吹ランスからの酸素流量を１．７５Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔから０．５Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに下げると共に底吹撹拌の流量を０．０４Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔから０．０８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに上げるものである。
一方、脱りん処理においては、溶銑中のＰがスラグ−メタル界面に生成したＦｅＯと反応してＰ2Ｏ5として取り除かれるため、スラグ−メタル界面にＦｅＯを安定的に生成させる必要がある。また、脱りん処理は溶銑の温度が高すぎると反応効率が低下するので、脱りん処理中または処理後の溶銑の温度を適正に制御する必要がある。
一方、脱りん処理においては、溶銑中のＰがスラグ−メタル界面に生成したＦｅＯと反応してＰ2Ｏ5として取り除かれるため、スラグ−メタル界面にＦｅＯを安定的に生成させる必要がある。また、脱りん処理は溶銑の温度が高すぎると反応効率が低下するので、脱りん処理中または処理後の溶銑の温度を適正に制御する必要がある。
上述のように、溶銑の脱りん処理において、酸化鉄を溶銑中に供給したり、脱りん処理中または処理後の溶銑温度を適正に制御する技術としては、特許文献３、４に示されるようなものが知られている。
例えば、特許文献３には、上吹ランスの高さ、上吹ランスからの酸素流量、及び底吹撹拌の流量とを制御した上で、脱りん処理に必要なＦｅＯを生成させるべく鉄鉱石やミルスケールを溶銑に投入する方法が提案されている。
さらに、特許文献４には、スラグの成分を制御しつつ処理後の熱バランスに基づいて決定されたミルスケールなどを溶銑に投入し、上吹ランスからの酸素流量を調整することによって、処理後の溶銑の温度を１２５０〜１４００℃の範囲に制御する方法が提案されている。
特開２００６−１５２４２６号公報
特開２００２−２７５５１９号公報
特許３４８６８８９号公報
特開２００６−２６５６２３号公報
例えば、特許文献３には、上吹ランスの高さ、上吹ランスからの酸素流量、及び底吹撹拌の流量とを制御した上で、脱りん処理に必要なＦｅＯを生成させるべく鉄鉱石やミルスケールを溶銑に投入する方法が提案されている。
さらに、特許文献４には、スラグの成分を制御しつつ処理後の熱バランスに基づいて決定されたミルスケールなどを溶銑に投入し、上吹ランスからの酸素流量を調整することによって、処理後の溶銑の温度を１２５０〜１４００℃の範囲に制御する方法が提案されている。
ところで、特許文献１の脱りん処理では、滓化が終了する吹錬進行度８０％までは上吹ランスの高さが３．０ｍと高く設定されている。つまり、上吹ランスからの酸素流量は１．２５〜２．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔと数値的に大きく設定されているが、溶銑に対する酸素の吹き込み効果はむしろ小さい。そのため、特許文献１の脱りん処理方法では、溶銑中に酸素が十分に供給されない虞があり、溶銑中のＳｉやＰを十分に除去できない可能性がある。
また、特許文献１の脱りん処理では、滓化が終了していない吹錬進行度３０％で底吹撹拌の流量を０．０４Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔから０．０８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに上げており、溶銑が激しく撹拌されて浮上したスラグや溶銑が飛散する可能性がある。飛散したスラグや溶銑は上吹ランスに地金として付着し、付着した地金を除去するために生産性が大きく損なわれる。また、地金の付着が激しい場合には、脱りん処理の終了後に上吹ランスを引き上げる事が困難となり、長時間にわたって操業を実施できない事態となる。
また、特許文献１の脱りん処理では、滓化が終了していない吹錬進行度３０％で底吹撹拌の流量を０．０４Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔから０．０８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに上げており、溶銑が激しく撹拌されて浮上したスラグや溶銑が飛散する可能性がある。飛散したスラグや溶銑は上吹ランスに地金として付着し、付着した地金を除去するために生産性が大きく損なわれる。また、地金の付着が激しい場合には、脱りん処理の終了後に上吹ランスを引き上げる事が困難となり、長時間にわたって操業を実施できない事態となる。
さらに、特許文献２の低りん銑の溶製方法では、滓化が終了する吹錬進行度６０％までの酸素流量は１．７５Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔと大きく、上吹ランスからの酸素の衝突により溶銑の湯面が激しく波立つ。そのため、スラグの滓化が終了する間際になるとスラグや溶銑が飛び散る可能性が高く、特許文献１の脱りん処理方法と同様に上吹ランスへの地金付着などの問題を招く。
つまり、脱りん効率を向上させるには脱りん処理の進行段階に応じて、上吹ランスからの酸素流量や底吹撹拌の流量（底吹撹拌動力）を細かく調整する必要がある。
つまり、脱りん効率を向上させるには脱りん処理の進行段階に応じて、上吹ランスからの酸素流量や底吹撹拌の流量（底吹撹拌動力）を細かく調整する必要がある。
一方、脱りん処理の後半ではスラグが浮上して溶銑の湯面を覆うため、上吹ランスから酸素を吹き付けても溶銑に酸素が届きにくくなり、スラグ−メタル界面にＦｅＯが生成されにくくなる。そのため、特許文献３にあるように鉄鉱石やミルスケールなどの酸化鉄を溶銑に投入して酸化鉄を補充する方法も考えられる。
しかし、酸化鉄を溶銑に過剰に投入すると、酸化鉄中の酸素の一部は脱炭反応を起こして溶銑中の炭素とも反応するため、溶銑の炭素濃度が低下する。その結果、脱りん処理に続いて行われる脱炭処理においては溶銑中の炭素量が不足して出鋼時の溶鋼温度を安定的に保持できなくなる可能性がある。
しかし、酸化鉄を溶銑に過剰に投入すると、酸化鉄中の酸素の一部は脱炭反応を起こして溶銑中の炭素とも反応するため、溶銑の炭素濃度が低下する。その結果、脱りん処理に続いて行われる脱炭処理においては溶銑中の炭素量が不足して出鋼時の溶鋼温度を安定的に保持できなくなる可能性がある。
また、溶銑の脱りん処理においては、脱りん反応の反応効率が高くなる温度帯に溶銑の温度を保持するのが好ましいが、特許文献４のように冷却材として酸化状態が安定しないミルスケールなどを用いると、脱りん処理中または処理後の溶銑の温度を精度良く制御できない場合がある。
本発明は、上記の問題点を解消するために為されたものであって、その目的は溶銑中のＳｉを確実に除去でき、浮上したスラグを十分に滓化すると共に脱りん処理における溶銑の温度を精度良く制御することにより溶銑中のＰを効果的に除去でき、出鋼時の溶鋼温度を安定的に保持できる溶銑脱りん処理方法を提供するものである。
本発明は、上記の問題点を解消するために為されたものであって、その目的は溶銑中のＳｉを確実に除去でき、浮上したスラグを十分に滓化すると共に脱りん処理における溶銑の温度を精度良く制御することにより溶銑中のＰを効果的に除去でき、出鋼時の溶鋼温度を安定的に保持できる溶銑脱りん処理方法を提供するものである。
前記目的を達成するため、本発明は以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明の溶銑脱りん処理方法は、
上吹ランスから溶銑に酸素を吹き込むと共に底吹撹拌を行うことにより吹錬を行う脱りん炉にて、溶銑からＳｉを取り除く脱珪期と、該脱珪期に続き且つ溶銑上に浮かぶスラグを生成する造滓期と、該造滓期に続き且つ溶銑中のＰを取り除く脱りん期とを経て溶銑脱りん処理を実施するに際し、
前記脱珪期の開始前に、溶銑の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が２．５〜３．５となるようにすると共に、溶銑の湯面から上吹ランスの吹出口までの高さを１．８〜２．２ｍに設定し、
前記脱珪期では、上吹ランスからの酸素流量を３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすると共に、式（１）で算出される底吹撹拌動力を１００〜３００Ｗ／ｔとして吹錬し、
前記造滓期では、上吹ランスからの酸素流量を１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすると共に、前記底吹撹拌動力を１００〜３００Ｗ／ｔとして吹錬し、
前記脱りん期では、上吹ランスからの酸素流量を１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすると共に、前記底吹撹拌動力を５００Ｗ／ｔ以上として吹錬して、
前記造滓期の終了後に、純鉄分が９０％以上の冷却材を、投入後の溶銑の温度が１３５０〜１４００℃となるように投入し、且つ、総酸素量から計算される脱りん後の溶銑の炭素濃度が３．２％以上となるように、酸化鉄を１．０〜１０．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔの速度で連続的に前記溶銑に投入することを特徴とする。
すなわち、本発明の溶銑脱りん処理方法は、
上吹ランスから溶銑に酸素を吹き込むと共に底吹撹拌を行うことにより吹錬を行う脱りん炉にて、溶銑からＳｉを取り除く脱珪期と、該脱珪期に続き且つ溶銑上に浮かぶスラグを生成する造滓期と、該造滓期に続き且つ溶銑中のＰを取り除く脱りん期とを経て溶銑脱りん処理を実施するに際し、
前記脱珪期の開始前に、溶銑の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が２．５〜３．５となるようにすると共に、溶銑の湯面から上吹ランスの吹出口までの高さを１．８〜２．２ｍに設定し、
前記脱珪期では、上吹ランスからの酸素流量を３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすると共に、式（１）で算出される底吹撹拌動力を１００〜３００Ｗ／ｔとして吹錬し、
前記造滓期では、上吹ランスからの酸素流量を１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすると共に、前記底吹撹拌動力を１００〜３００Ｗ／ｔとして吹錬し、
前記脱りん期では、上吹ランスからの酸素流量を１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすると共に、前記底吹撹拌動力を５００Ｗ／ｔ以上として吹錬して、
前記造滓期の終了後に、純鉄分が９０％以上の冷却材を、投入後の溶銑の温度が１３５０〜１４００℃となるように投入し、且つ、総酸素量から計算される脱りん後の溶銑の炭素濃度が３．２％以上となるように、酸化鉄を１．０〜１０．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔの速度で連続的に前記溶銑に投入することを特徴とする。
本発明者らは、脱りん効率を向上させるには、まず溶銑中のＳｉを確実に酸化して取り除き、続いて脱りんに向けたスラグを確実に滓化して、さらにスラグと溶銑との界面にＰと反応するＦｅＯを十分に生成させる必要があると考えた。そして、そのためには上吹ランスからの酸素流量及び底吹の撹拌動力を双方とも弱くしてスラグの滓化を促進させる段階（造滓期）を、脱珪期と脱りん期の間に明確に設ける必要があることを知見して、本発明を完成するに至ったのである。
また、本発明者らは、脱りん期においては、脱りん反応が進行しやすい１３５０〜１４００℃に溶銑の温度を制御すると共に、溶銑中のＰと反応するＦｅＯをスラグ−メタル界面に生成させるべく、上吹ランスからの酸素供給に加えて酸化鉄を溶銑に供給する必要があると考えた。そして、本発明者らは、溶銑の温度をより正確に制御するには安定した冷却効果が得られる純鉄分が高い冷却材を用いる必要があることを知見して、本発明を完成するに至ったのである。
また、本発明者らは、脱りん期においては、脱りん反応が進行しやすい１３５０〜１４００℃に溶銑の温度を制御すると共に、溶銑中のＰと反応するＦｅＯをスラグ−メタル界面に生成させるべく、上吹ランスからの酸素供給に加えて酸化鉄を溶銑に供給する必要があると考えた。そして、本発明者らは、溶銑の温度をより正確に制御するには安定した冷却効果が得られる純鉄分が高い冷却材を用いる必要があることを知見して、本発明を完成するに至ったのである。
上述した手段を講じることによって、溶銑中のＳｉを確実に除去でき、浮上したスラグを十分に滓化すると共に脱りん処理における溶銑の温度を精度良く制御することにより、溶銑中のＰを効果的に除去でき、出鋼時の溶鋼温度を安定的に保持できる。
また、吹錬処理の各段階における上吹ランスからの酸素流量と底吹の撹拌強度を適正に制御でき、溶銑の温度と脱りん処理後の溶銑の炭素濃度とを制御でき、安定的かつ高精度に低りん鋼を溶製することができる。
また、吹錬処理の各段階における上吹ランスからの酸素流量と底吹の撹拌強度を適正に制御でき、溶銑の温度と脱りん処理後の溶銑の炭素濃度とを制御でき、安定的かつ高精度に低りん鋼を溶製することができる。
本発明の溶銑脱りん処理方法により、溶銑中のＳｉを確実に除去でき、脱りんに向けたスラグを十分に滓化すると共に脱りん処理における溶銑の温度を精度良く制御することにより溶銑中のＰを効果的に除去でき、出鋼時の溶鋼温度を安定的に保持できる。その結果、安定的かつ高精度に低りん鋼を溶製することができる。
まず、本発明に係る溶銑脱りん処理方法が行われる転炉設備１について説明する。ただし、本発明の溶銑脱りん処理方法は、この転炉設備１を使用するものに限定されるものではない。
転炉設備１は、脱りん炉２と脱炭炉を備えている。
図１に示されるように、脱りん炉２は、上方に向かって開口する炉口３を有し、この炉口３から挿入されて炉内に装入された溶銑へ酸素を吹き込む上吹ランス４が設けられている。この炉口３の上方には副原料を投入するホッパー７が配備されている。脱りん炉２の炉壁８には炉体の傾動により溶銑を出銑できるように出銑口９が形成され、脱りん炉２の炉底５には溶銑内へ撹拌用ガスを供給できるように羽口６が形成されている。
転炉設備１は、脱りん炉２と脱炭炉を備えている。
図１に示されるように、脱りん炉２は、上方に向かって開口する炉口３を有し、この炉口３から挿入されて炉内に装入された溶銑へ酸素を吹き込む上吹ランス４が設けられている。この炉口３の上方には副原料を投入するホッパー７が配備されている。脱りん炉２の炉壁８には炉体の傾動により溶銑を出銑できるように出銑口９が形成され、脱りん炉２の炉底５には溶銑内へ撹拌用ガスを供給できるように羽口６が形成されている。
上吹ランス４は、その先端に傾斜角度が１０°〜１４°に設定されたノズル孔径２５φ〜３５φのラバールノズルを複数孔有する吹出口１０を備えている。この上吹ランス４は、溶銑の湯面から吹出口１０までの高さＨを変更可能なように、上下に移動可能とされている。
ホッパー７は、脱りん炉２の炉口３に設けられている。ホッパー７は、冷却材１２、酸化鉄１３または造滓剤１４を炉内に投入可能とされている。
上述した転炉設備１での溶銑精錬方法は、以下の通りである。
ホッパー７は、脱りん炉２の炉口３に設けられている。ホッパー７は、冷却材１２、酸化鉄１３または造滓剤１４を炉内に投入可能とされている。
上述した転炉設備１での溶銑精錬方法は、以下の通りである。
まず、高炉から搬送されてきた溶銑は、傾動状態の脱りん炉２に装入される。その後、脱りん炉２を上向きにし、脱りん炉２の炉口３から上吹ランス４を挿入して吹出口１０から溶銑に向かって酸素ガスを吹き付ける。それと同時に、炉底５から窒素ガスやアルゴンガスなどを吹き込んで溶銑を撹拌しつつ脱りん処理が行われる。
脱りん処理が終了すると、脱りん炉２を傾動して溶銑を出銑口９から外部の取鍋に出銑し、出銑された溶銑を取鍋ごと脱炭炉に搬送する。脱炭炉では、流し込まれた溶銑に対して炉口３から挿入された上吹ランス４から酸素ガスが吹き付けられ、炉底５から窒素やアルゴンなどの撹拌用ガスで溶銑を撹拌しつつ溶銑中のＣを酸素と反応させて脱炭処理が行われる。
脱りん処理が終了すると、脱りん炉２を傾動して溶銑を出銑口９から外部の取鍋に出銑し、出銑された溶銑を取鍋ごと脱炭炉に搬送する。脱炭炉では、流し込まれた溶銑に対して炉口３から挿入された上吹ランス４から酸素ガスが吹き付けられ、炉底５から窒素やアルゴンなどの撹拌用ガスで溶銑を撹拌しつつ溶銑中のＣを酸素と反応させて脱炭処理が行われる。
脱炭が終わった溶鋼は、脱炭炉を傾動することで、脱炭炉から出鋼され、二次精錬設備や連続鋳造機に送られる。
ところで、本発明の溶銑脱りん処理方法は、上述した溶銑精錬方法のうち、高炉からの出銑された溶銑が脱りん炉２に流し込まれ、脱りん炉２で脱りん処理されて出銑されるまでのプロセスに関するものである。
以下に溶銑脱りん処理方法をさらに詳しく説明する。
図２、図３に示すように、本発明の溶銑脱りん処理方法の実施に際しては、脱りん効率を高めるために、吹錬処理の進行段階に応じて適正な条件で上吹ランス４からの酸素吹錬、底吹撹拌、副原料投入を実施する必要がある。
ところで、本発明の溶銑脱りん処理方法は、上述した溶銑精錬方法のうち、高炉からの出銑された溶銑が脱りん炉２に流し込まれ、脱りん炉２で脱りん処理されて出銑されるまでのプロセスに関するものである。
以下に溶銑脱りん処理方法をさらに詳しく説明する。
図２、図３に示すように、本発明の溶銑脱りん処理方法の実施に際しては、脱りん効率を高めるために、吹錬処理の進行段階に応じて適正な条件で上吹ランス４からの酸素吹錬、底吹撹拌、副原料投入を実施する必要がある。
吹錬処理の進行段階には、溶銑からＳｉを取り除く脱珪期と、脱珪期に続いて溶銑上に浮かぶスラグ１１を滓化する造滓期と、造滓期に続いて溶銑中のＰを取り除く脱りん期との３つの処理段階がある。
まず、脱珪期、造滓期、脱りん期の説明を行う前に、吹錬の開始前（脱珪期の開始前）における準備段階について説明する。
図１にあるように、脱珪期の開始前においては、まず高炉から搬送されてきた溶銑が脱りん炉２の炉内に装入される。脱りん炉２に装入された溶銑に対してはホッパー７から焼石灰（ＣａＯ）などの造滓剤１４が投入され、溶銑の塩基度（計算塩基度）が２．５〜３．５に調整される。また、脱りん炉２には炉口３から上吹ランス４が挿入されており、この上吹ランス４の高さＨは脱りん炉２に装入された溶銑の湯面から１．８〜２．２ｍとされる。
まず、脱珪期、造滓期、脱りん期の説明を行う前に、吹錬の開始前（脱珪期の開始前）における準備段階について説明する。
図１にあるように、脱珪期の開始前においては、まず高炉から搬送されてきた溶銑が脱りん炉２の炉内に装入される。脱りん炉２に装入された溶銑に対してはホッパー７から焼石灰（ＣａＯ）などの造滓剤１４が投入され、溶銑の塩基度（計算塩基度）が２．５〜３．５に調整される。また、脱りん炉２には炉口３から上吹ランス４が挿入されており、この上吹ランス４の高さＨは脱りん炉２に装入された溶銑の湯面から１．８〜２．２ｍとされる。
塩基度は、溶銑中におけるＳｉＯ2の濃度に対するＣａＯの濃度の比率である。塩基度が２．５より小さいと、スラグ１１の脱りん能が低くなって脱りんが十分に行われなくなったり、酸性酸化物であるＳｉＯ2が過剰になって塩基性酸化物の耐火材で主に構成される炉体の溶損が大きくなって脱りん炉２の寿命が低下したりする。また、塩基度が３．５より大きいと、過剰に加えられたＣａＯの一部が未溶解となり脱珪期におけるスラグ１１の滓化が不十分になって脱りん効率が低下する可能性がある。そこで、本発明の溶銑脱りん処理方法では塩基度を２．５〜３．５とした。
一方、上吹ランス４は、準備段階で設定された高さのままで脱珪期から脱りん期にかけての処理に用いられる。上吹ランス４の高さが１．８ｍ未満であると、吹出口１０から溶銑の湯面までの距離が近くなりすぎて、吹き出された酸素が溶銑に強く衝突する。その結果、溶銑の飛び散り（スピッティング）が起こって歩留まりが低下する。また、飛び散った溶銑が上吹ランス４の吹出口１０や炉口３に付着・堆積し正常な操業が継続できなくなる。
さらに、上吹ランス４の高さが２．２ｍを越えると、吹出口１０から溶銑の湯面までの距離が離れすぎて、酸素が溶銑中に十分に吹き込まれなくなる。その結果、溶銑への酸素供給が不足し、脱珪期における溶銑中のＳｉの除去や脱りん期における溶銑中のＰの除去が不十分になる。そこで、本発明の溶銑脱りん処理方法では上吹ランス４の高さを１．８〜２．２ｍとした。
さらに、上吹ランス４の高さが２．２ｍを越えると、吹出口１０から溶銑の湯面までの距離が離れすぎて、酸素が溶銑中に十分に吹き込まれなくなる。その結果、溶銑への酸素供給が不足し、脱珪期における溶銑中のＳｉの除去や脱りん期における溶銑中のＰの除去が不十分になる。そこで、本発明の溶銑脱りん処理方法では上吹ランス４の高さを１．８〜２．２ｍとした。
図２（ａ）に示すように、脱珪期は、炉底５から撹拌用ガスを吹き込んで溶銑を撹拌しながら、上吹ランス４から酸素を溶銑に吹き込んで溶銑中のＳｉをＳｉＯ2に酸化させて取り除く期間である。脱珪期は、上吹ランス４から吹き込まれた酸素の積算量が吹錬の開始からトータルで３．５〜４．５Ｎｍ3／ｔの期間である。
図３に示すように、脱珪期においては、上吹ランス４からの酸素流量が３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのハードブロー（強撹拌）とされ、式（１）で算出される底吹撹拌動力が１００〜３００Ｗ／ｔのソフトブロー（弱撹拌）とされる。
図３に示すように、脱珪期においては、上吹ランス４からの酸素流量が３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのハードブロー（強撹拌）とされ、式（１）で算出される底吹撹拌動力が１００〜３００Ｗ／ｔのソフトブロー（弱撹拌）とされる。
上吹ランス４からの酸素流量を３．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ以上とすることで、溶銑中に酸素が十分に供給されて溶銑中のＳｉのＳｉＯ2への酸化が効率的に行われる。また、上吹ランス４からの酸素流量を４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ以下とすることで、上吹ランス４からの酸素吹きつけにより溶銑が飛び散って上吹ランス４の吹出口１０に付着堆積して操業阻害が発生することが抑制ないし防止される。
なお、底吹撹拌動力εは、公知である式（１）を用いて計算される（第１０１、１０２回西山記念技術講座、日本鉄鋼協会、１９８４年、第７３頁）。底吹撹拌動力を１００Ｗ／ｔ以上とすることで、溶銑が十分に撹拌されて溶銑中のＳｉを確実に酸化させることができるようになる。また、底吹撹拌動力を３００Ｗ／ｔ以下とすることで、スラグ１１により表面が十分に覆われていない溶銑を飛散させないように撹拌することが可能となり、上吹ランス４の吹出口１０に溶銑が付着堆積して操業阻害が発生することを抑制ないし防止できる。
なお、底吹撹拌動力εは、公知である式（１）を用いて計算される（第１０１、１０２回西山記念技術講座、日本鉄鋼協会、１９８４年、第７３頁）。底吹撹拌動力を１００Ｗ／ｔ以上とすることで、溶銑が十分に撹拌されて溶銑中のＳｉを確実に酸化させることができるようになる。また、底吹撹拌動力を３００Ｗ／ｔ以下とすることで、スラグ１１により表面が十分に覆われていない溶銑を飛散させないように撹拌することが可能となり、上吹ランス４の吹出口１０に溶銑が付着堆積して操業阻害が発生することを抑制ないし防止できる。
図２（ｂ）に示すように、脱珪期につづく造滓期は、造滓剤１４により溶銑上に浮上したスラグ１１の滓化を促進させて、脱りん反応に適したスラグ１１を形成する期間である。造滓期は、上吹ランス４から吹き込まれた酸素の積算量が脱珪期の終了から３．５〜４．５Ｎｍ3／ｔの期間である。
図３に示すように、造滓期においては、上吹ランス４からの酸素流量が３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのハードブローから１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのソフトブローに切り替えられる。また、底吹撹拌動力については１００〜３００Ｗ／ｔのソフトブローのままである。
図３に示すように、造滓期においては、上吹ランス４からの酸素流量が３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのハードブローから１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのソフトブローに切り替えられる。また、底吹撹拌動力については１００〜３００Ｗ／ｔのソフトブローのままである。
上吹ランス４からの酸素流量を１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ以下とした意味は、酸素の過剰な吹き込みによる溶銑温度の低下を抑制すると共に、スラグ１１の滓化が促進するためである。また、上吹ランス４からの酸素流量を１．３Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ以上とした意味は、酸素を溶銑に十分に吹き込んで溶銑中で脱炭反応を起こし、この脱炭反応により生じた排ガスを燃料として有効利用することが可能となるからである。
一方、造滓期における底吹撹拌動力を３００Ｗ／ｔ以下とした意味は、脱珪期と同様に溶銑に対する撹拌が大きくなりすぎて上吹ランス４に溶銑が付着堆積して操業阻害が発生することを抑制ないし防止するためである。
一方、造滓期における底吹撹拌動力を３００Ｗ／ｔ以下とした意味は、脱珪期と同様に溶銑に対する撹拌が大きくなりすぎて上吹ランス４に溶銑が付着堆積して操業阻害が発生することを抑制ないし防止するためである。
図２（ｃ）に示すように、造滓期につづく脱りん期は、溶銑と溶銑上に浮上したスラグ１１との界面にＦｅＯを生成させ、ＦｅＯで溶銑中のＰを酸化し、溶銑中のＰをＰ2Ｏ5として取り除く期間である。脱りん期は、上吹ランス４から吹き込まれた酸素の積算量が造滓期の終了から７．０〜９．０Ｎｍ3／ｔの期間である。
図３に示すように、脱りん期においては、上吹ランス４からの酸素流量が１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのソフトブローとされ、底吹撹拌動力については１００〜３００Ｗ／ｔのソフトブローから５００Ｗ／ｔ以上のハードブローに切り替えられる。
図３に示すように、脱りん期においては、上吹ランス４からの酸素流量が１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのソフトブローとされ、底吹撹拌動力については１００〜３００Ｗ／ｔのソフトブローから５００Ｗ／ｔ以上のハードブローに切り替えられる。
脱りん期における上吹ランス４からの酸素流量を１．３Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ以上とした理由は、脱りん反応に必要なＦｅＯをスラグ−メタル界面に生成させることができるからである。また、脱りん期における脱炭反応を抑制して溶銑中の炭素濃度を高くすることが可能となるからである。
また、上吹ランス４からの酸素流量を１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ以下とした理由は、溶銑の湯面に対する酸素の衝突を弱くすることで、脱炭に消費される酸素の比率を低減すると共に鉄の酸化に消費される酸素の比率を高め、脱りん期において溶銑の脱炭を抑制することで、脱りん処理につづく脱炭処理において溶銑の炭素濃度を下げすぎないようにするためである。このようにすることで、脱炭処理において溶銑中に十分な炭素濃度を確保して、出鋼時の溶鋼温度を安定的に保持することが可能となる。
また、上吹ランス４からの酸素流量を１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ以下とした理由は、溶銑の湯面に対する酸素の衝突を弱くすることで、脱炭に消費される酸素の比率を低減すると共に鉄の酸化に消費される酸素の比率を高め、脱りん期において溶銑の脱炭を抑制することで、脱りん処理につづく脱炭処理において溶銑の炭素濃度を下げすぎないようにするためである。このようにすることで、脱炭処理において溶銑中に十分な炭素濃度を確保して、出鋼時の溶鋼温度を安定的に保持することが可能となる。
一方、脱りん期における底吹撹拌動力を５００Ｗ／ｔ以上としたのは、浮上したスラグ１１と溶銑との界面に生成したＦｅＯに溶銑中のＰが接触するように溶銑を十分に撹拌させて、脱りん効率を向上させることが可能となるからである。
なお、脱りん期においては、スラグ１１により溶銑の表面が覆われているので、底吹撹拌動力をある程度高くしても上吹ランス４に溶銑が付着することがなく、操業阻害は脱珪期や造滓期ほどには問題にならない。そのため、底吹撹拌動力は、脱珪期や造滓期に比べて大きな５００Ｗ／ｔ以上として、溶銑中のＰの酸化を促進させることが望ましい。
なお、脱りん期においては、スラグ１１により溶銑の表面が覆われているので、底吹撹拌動力をある程度高くしても上吹ランス４に溶銑が付着することがなく、操業阻害は脱珪期や造滓期ほどには問題にならない。そのため、底吹撹拌動力は、脱珪期や造滓期に比べて大きな５００Ｗ／ｔ以上として、溶銑中のＰの酸化を促進させることが望ましい。
脱りん期においては、冷却材１２を投入して溶銑の温度を１３５０〜１４００℃となるように制御する。冷却材１２は、スクラップなどのように酸化鉄の含有量が少なく純鉄分が９０％以上のものを採用する。冷却材１２に酸化状態が安定していないミルスケールなどの酸化鉄を多く用いると、冷却材１２の冷却能力が変動しやすくなり、溶銑の温度を１３５０〜１４００℃に制御することが困難になるからである。
加えて、脱りん期においては、総酸素量から計算される脱りん処理後の溶銑の炭素濃度が３．２％以上となるように、酸化鉄１３を１．０〜１０．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔの速度で連続的に溶銑に投入する。なお、酸化鉄１３には焼結鉱や鉄鉱石などが用いられる。酸化鉄１３は、スラグ１１と溶銑の界面においてＦｅＯによる溶銑中のＰの酸化が安定的にかつ連続して行われるように、ＦｅＯ源として溶銑中に連続的に供給される。
加えて、脱りん期においては、総酸素量から計算される脱りん処理後の溶銑の炭素濃度が３．２％以上となるように、酸化鉄１３を１．０〜１０．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔの速度で連続的に溶銑に投入する。なお、酸化鉄１３には焼結鉱や鉄鉱石などが用いられる。酸化鉄１３は、スラグ１１と溶銑の界面においてＦｅＯによる溶銑中のＰの酸化が安定的にかつ連続して行われるように、ＦｅＯ源として溶銑中に連続的に供給される。
酸化鉄１３の投入速度を１．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔ以上とすることで、スラグ１１中の酸化鉄の濃度を高めることができ、溶銑中のＰの酸化を確実に行うことが可能となる。また、酸化鉄１３の投入速度が１０．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔを超えると、酸化鉄１３によりスラグ１１が冷却されてスラグ１１の滓化が阻害され、脱りん効率が低下する。
酸化鉄１３の投入量は、上吹ランス４からの酸素と酸化鉄１３による総脱炭量を見積もり、処理後の溶銑中の炭素濃度が３．２％以上となるように設定する。例えば、図４に示されるように炭素濃度が３．２％より低くいと、同溶銑温度における液相線温度が上昇し、溶銑が固体になりやすくなる（溶銑の粘度が上がる）。その結果、炉ロ３や取鍋内に溶銑が付着しやすくなり、生産性を阻害する可能性がある。
酸化鉄１３の投入量は、上吹ランス４からの酸素と酸化鉄１３による総脱炭量を見積もり、処理後の溶銑中の炭素濃度が３．２％以上となるように設定する。例えば、図４に示されるように炭素濃度が３．２％より低くいと、同溶銑温度における液相線温度が上昇し、溶銑が固体になりやすくなる（溶銑の粘度が上がる）。その結果、炉ロ３や取鍋内に溶銑が付着しやすくなり、生産性を阻害する可能性がある。
そのため、溶銑の温度を炭素濃度３．２％における液相線＋５０℃〜液相線＋１００℃、つまり、溶銑の温度を１３５０〜１４００℃に設定する。なお、溶銑の温度の下限を液相線＋５０℃とするのは、溶銑の温度のばらつきを考慮したものである。
以上述べた如く、本発明の溶銑脱りん処理方法においては、上吹ランス４をハードブローとすると共に底吹撹拌動力をソフトブローとする脱珪期と、上吹ランス４をソフトブローとすると共に底吹撹拌動力をハードブローとする脱りん期との間に、上吹ランス４をソフトブローとすると共に底吹撹拌動力をソフトブローとする造滓期を設けると共に、溶銑の温度と脱りん処理後の溶銑の炭素濃度とを制御することにより、安定的かつ高精度に低りん鋼を溶製することができる。
以上述べた如く、本発明の溶銑脱りん処理方法においては、上吹ランス４をハードブローとすると共に底吹撹拌動力をソフトブローとする脱珪期と、上吹ランス４をソフトブローとすると共に底吹撹拌動力をハードブローとする脱りん期との間に、上吹ランス４をソフトブローとすると共に底吹撹拌動力をソフトブローとする造滓期を設けると共に、溶銑の温度と脱りん処理後の溶銑の炭素濃度とを制御することにより、安定的かつ高精度に低りん鋼を溶製することができる。
以下に実施例及び比較例を用いて本発明の溶銑脱りん処理方法をさらに詳しく説明する。
前述した如く、本発明者らは造滓期を酸素積算量により定義しているが、まずは、造滓期の酸素積算量の範囲を明らかにするために予備実験を行った。
予備実験は、準備段階として前チャージから残留するスラグの影響を排除するため脱りん炉２の排さいを行い、次いで排さい後の脱りん炉２にＳｉ濃度０．４５％の溶銑９０ｔを装入した。続いて、塩基度を３．０にするように焼石灰（造滓剤１４）を溶銑中に投入し、上吹ランス４の高さを２．０ｍに設定した。
前述した如く、本発明者らは造滓期を酸素積算量により定義しているが、まずは、造滓期の酸素積算量の範囲を明らかにするために予備実験を行った。
予備実験は、準備段階として前チャージから残留するスラグの影響を排除するため脱りん炉２の排さいを行い、次いで排さい後の脱りん炉２にＳｉ濃度０．４５％の溶銑９０ｔを装入した。続いて、塩基度を３．０にするように焼石灰（造滓剤１４）を溶銑中に投入し、上吹ランス４の高さを２．０ｍに設定した。
続いて、脱珪期として、上吹ランス４からの酸素流量を３．５Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのハードブローとし、底吹撹拌動力を２８０Ｗ／ｔのソフトブローとして上吹ランス４からの酸素積算量が吹錬開始から３．６Ｎｍ3／ｔまで吹錬を行った。
酸素積算量３．６Ｎｍ3／ｔで脱珪期が終了すると次に造滓期が開始されるが、この造滓期についてはどの程度までを造滓期として良いかが決定されていない。そこで、造滓期の吹錬の条件については、底吹撹拌動力を２８０Ｗ／ｔのソフトブローに固定し、上吹ランス４からの酸素流量のみを１．４Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのソフトブローに変化させ、その上で上吹ランス４からの酸素積算量が脱珪期の終了から３．４、３．５、４．０、４．５、４．６Ｎｍ3／ｔの５チャージそれぞれ吹錬を行った。
酸素積算量３．６Ｎｍ3／ｔで脱珪期が終了すると次に造滓期が開始されるが、この造滓期についてはどの程度までを造滓期として良いかが決定されていない。そこで、造滓期の吹錬の条件については、底吹撹拌動力を２８０Ｗ／ｔのソフトブローに固定し、上吹ランス４からの酸素流量のみを１．４Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔのソフトブローに変化させ、その上で上吹ランス４からの酸素積算量が脱珪期の終了から３．４、３．５、４．０、４．５、４．６Ｎｍ3／ｔの５チャージそれぞれ吹錬を行った。
次に、所定の酸素積算量まで吹錬が終了した後、造滓期が確実に行われた否かを判断すべく、吹錬を一旦中断してスラグ１１の滓化状況（スラグの滓化性）を目視で確認すると共に溶銑中のＰの濃度を測定して吹錬中断時の脱りん率を求めた。結果を表１に示す。
「スラグの滓化性」は、炉内のスラグ１１を目視で観察し固体物がない場合の滓化性を○、固体物がある場合を×と評価するものである。
「吹錬中断時の脱りん率」については、（処理前における溶銑中のＰの濃度−吹錬中断時の溶銑中のＰの濃度）÷（処理前における溶銑中のＰの濃度）で求められる。
表１の「スラグの滓化性」の評価結果について着目すると、酸素積算量３．４Ｎｍ3／ｔでは炉内に固体物が残存しており滓化は終了していない。これに対して、酸素積算量３．５Ｎｍ3／ｔ以上では炉内に固体物がなく滓化が終了している。このことから、造滓期は酸素積算量で３．５Ｎｍ3／ｔ以上にするのが好ましいと判断される。
「吹錬中断時の脱りん率」については、（処理前における溶銑中のＰの濃度−吹錬中断時の溶銑中のＰの濃度）÷（処理前における溶銑中のＰの濃度）で求められる。
表１の「スラグの滓化性」の評価結果について着目すると、酸素積算量３．４Ｎｍ3／ｔでは炉内に固体物が残存しており滓化は終了していない。これに対して、酸素積算量３．５Ｎｍ3／ｔ以上では炉内に固体物がなく滓化が終了している。このことから、造滓期は酸素積算量で３．５Ｎｍ3／ｔ以上にするのが好ましいと判断される。
一方、造滓期において脱りん率で３０％以上の範囲まで脱りん処理を行うことは、本来脱りん期で行うべき脱りんを造滓期で行うことになり、造滓期を必要以上に行うことになるため好ましくない。この点に鑑みて表１の「吹錬中断時の脱りん率」の評価結果について着目すると、酸素積算量４．５Ｎｍ3／ｔまで造滓期の吹錬を行っても吹錬中断時の脱りん率は３０％未満であるが、酸素積算量４．６Ｎｍ3／ｔでは吹錬中断時の脱りん率が３０％となっている。このことから、造滓期の酸素積算量の上限は４．５Ｎｍ3／ｔに決定される。
これら表１の結果を総合的に判断し、脱珪期の終了から酸素積算量が３．５〜４．５Ｎｍ3／ｔの期間を本発明の造滓期とすることにした。
次に、吹錬開始前の溶銑の「塩基度」及び「上吹ランス高さ」、脱珪期、造滓期、脱りん期の各段階における「上吹ランス酸素流量」及び「底吹撹拌動力」、脱りん期における「酸化鉄の投入速度」、「冷却材純鉄分」の各種操業条件を変化させて評価を行った。
結果を表２〜表５に示す。
次に、吹錬開始前の溶銑の「塩基度」及び「上吹ランス高さ」、脱珪期、造滓期、脱りん期の各段階における「上吹ランス酸素流量」及び「底吹撹拌動力」、脱りん期における「酸化鉄の投入速度」、「冷却材純鉄分」の各種操業条件を変化させて評価を行った。
結果を表２〜表５に示す。
［実施例１〜３］
表２、３に示すように、実施例１〜３は「塩基度（計算塩基度）」が２．５〜３．５を満たすように造滓剤１４を加えた例であり、比較例１、２は「塩基度」が２．４及び３．７となるように造滓剤１４を加えた例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例１〜３においては、表３の「処理後溶銑条件」における「溶銑中Ｐ濃度」（以下、「処理後のＰ濃度」という）に着目すると、処理後のＰ濃度が０．０１５〜０．０１８％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
表２、３に示すように、実施例１〜３は「塩基度（計算塩基度）」が２．５〜３．５を満たすように造滓剤１４を加えた例であり、比較例１、２は「塩基度」が２．４及び３．７となるように造滓剤１４を加えた例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例１〜３においては、表３の「処理後溶銑条件」における「溶銑中Ｐ濃度」（以下、「処理後のＰ濃度」という）に着目すると、処理後のＰ濃度が０．０１５〜０．０１８％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
ところが、塩基度が２．４である比較例１では、「処理後のＰ濃度」が０．０４０％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より高くなっている。これは、塩基度が２．５より小さい場合、スラグ１１の脱りん能が低くなって脱りんが十分に行われなくなるためだと思われる。
また、塩基度が３．７の比較例２では「処理後のＰ濃度」が０．０４０％と閾値０．０２０％より高くなり、脱りん効率が実施例１〜３より低くなっている。これは、塩基度が３．５より大きい場合、脱珪期でスラグ１１の滓化が不十分になるためだと思われる。
また、塩基度が３．７の比較例２では「処理後のＰ濃度」が０．０４０％と閾値０．０２０％より高くなり、脱りん効率が実施例１〜３より低くなっている。これは、塩基度が３．５より大きい場合、脱珪期でスラグ１１の滓化が不十分になるためだと思われる。
つまり、上述の実施例１〜３及び比較例１、２から、溶銑の塩基度を２．５〜３．５に調整してから脱りん処理を開始することで、スラグ１１の脱りん能を下げることなく高い脱りん効率で脱りん処理を行うことが可能である。
［実施例４〜６］
表２、３に示すように、実施例４〜６は「上吹ランス高さ」が１．８〜２．２ｍとなるように設定して脱りん処理を行った例であり、また比較例３、４は「上吹ランス高さ」を１．７ｍ及び２．３ｍに設定して脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
［実施例４〜６］
表２、３に示すように、実施例４〜６は「上吹ランス高さ」が１．８〜２．２ｍとなるように設定して脱りん処理を行った例であり、また比較例３、４は「上吹ランス高さ」を１．７ｍ及び２．３ｍに設定して脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例４〜６では、「処理後のＰ濃度」が０．０１５〜０．０１８％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっており、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
ところが、「上吹ランス高さ」が２．３ｍの比較例４において、「処理後のＰ濃度」が０．０３９％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より高くなっている。これは、上吹ランス４から溶銑の湯面までの距離が長くなり、酸素が溶銑中に十分に吹き込まれなくなって脱りん期において溶銑中のＰが十分に除去されなったためと考えられる。
ところが、「上吹ランス高さ」が２．３ｍの比較例４において、「処理後のＰ濃度」が０．０３９％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より高くなっている。これは、上吹ランス４から溶銑の湯面までの距離が長くなり、酸素が溶銑中に十分に吹き込まれなくなって脱りん期において溶銑中のＰが十分に除去されなったためと考えられる。
一方、「上吹ランスの高さ」が１．７ｍの比較例３においては、「処理後のＰ濃度」が０．０１９％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、「上吹ランスへの地金付着」及び「炉口への地金付着」の評価項目に着目すると、「上吹ランスへの地金付着」が３６％と閾値の１２％より高くなっており、また「炉口への地金付着」が６５％と閾値の１５％より高くなっている。これは、上吹ランス４から溶銑の湯面までの距離が短くなり、酸素により飛び散った地金（溶銑）が上吹ランス４や炉口３へ付着したためと考えられる。
なお、「上吹ランスへの地金付着」は、上吹ランス４の長さに対する地金が付着した長さの比率で示される。また、「炉口への地金付着」は、脱りん処理の終了後に脱りん炉２を傾動させて炉口３の写真を撮影し、設計上の炉口３の面積と写真から測定された炉口３の面積との差（減少分）を求め、この面積の差を設計上の炉口３の面積で除したものである。
つまり、上吹ランス４を溶銑の液面から１．８〜２．２ｍの高さに設定して脱りん処理を行うことで、溶銑の飛び散り（スピッティング）を抑え、地金が上吹ランス４や炉口３に対して付着することを抑制ないし防止しながら高い脱りん効率で脱りん処理することが可能となる。
［実施例７〜９］
表２、３に示すように、実施例７〜９は脱珪期において「上吹ランス酸素流量」が３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとなるように脱りん処理を行った例であり、比較例５、６は酸素流量２．８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ及び４．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔで脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
つまり、上吹ランス４を溶銑の液面から１．８〜２．２ｍの高さに設定して脱りん処理を行うことで、溶銑の飛び散り（スピッティング）を抑え、地金が上吹ランス４や炉口３に対して付着することを抑制ないし防止しながら高い脱りん効率で脱りん処理することが可能となる。
［実施例７〜９］
表２、３に示すように、実施例７〜９は脱珪期において「上吹ランス酸素流量」が３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとなるように脱りん処理を行った例であり、比較例５、６は酸素流量２．８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ及び４．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔで脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例７〜９では、「処理後のＰ濃度」が０．０１６〜０．０２０％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
また、「上吹ランス酸素流量」が２．８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの比較例５においては、「処理後のＰ濃度」が０．０１８％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、酸素流量が少なくなりすぎて操業上許容できる操業時間を超える傾向がある。
つまり、実施例７では脱珪期を完了するのに必要とされる所要時間は１．１分、実施例８では１．０分、実施例９では１．０分、また比較例６では０．８分であり、いずれも閾値１．２分より短くて実操業上許容される操業時間を満たしている。しかし、比較例５では脱珪期を完了するのに１．４分かかり、閾値１．２分より時間が長くて実操業上許容される操業時間を満たしていない。そのため、「上吹ランス酸素流量」が２．８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの操業条件は比較例とした。
また、「上吹ランス酸素流量」が２．８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの比較例５においては、「処理後のＰ濃度」が０．０１８％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、酸素流量が少なくなりすぎて操業上許容できる操業時間を超える傾向がある。
つまり、実施例７では脱珪期を完了するのに必要とされる所要時間は１．１分、実施例８では１．０分、実施例９では１．０分、また比較例６では０．８分であり、いずれも閾値１．２分より短くて実操業上許容される操業時間を満たしている。しかし、比較例５では脱珪期を完了するのに１．４分かかり、閾値１．２分より時間が長くて実操業上許容される操業時間を満たしていない。そのため、「上吹ランス酸素流量」が２．８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの操業条件は比較例とした。
一方、「上吹ランス酸素流量」が４．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの比較例６においては、「処理後のＰ濃度」が０．０１７％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、「上吹ランスへの地金付着」が３５％と、実操業上要求される閾値１２％より高くなっている。これは、上吹ランス４からの酸素流量が大きくなって溶銑が飛び散り、上吹ランス４の吹出口１０に付着堆積したためと考えられる。
つまり、脱珪期においては上吹ランス４から酸素流量を３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすることで、溶銑の飛び散り（スピッティング）や溶銑の上吹ランス４に対する地金付着を抑制ないし防止しながら吹錬することが可能となる。
［実施例１０〜１２］
表２、３に示すように、実施例１０〜１２は「脱珪期における底吹撹拌動力」を１００〜３００Ｗ／ｔとして脱りん処理を行った例であり、比較例７は「脱珪期における底吹撹拌動力」を３２０Ｗ／ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
つまり、脱珪期においては上吹ランス４から酸素流量を３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすることで、溶銑の飛び散り（スピッティング）や溶銑の上吹ランス４に対する地金付着を抑制ないし防止しながら吹錬することが可能となる。
［実施例１０〜１２］
表２、３に示すように、実施例１０〜１２は「脱珪期における底吹撹拌動力」を１００〜３００Ｗ／ｔとして脱りん処理を行った例であり、比較例７は「脱珪期における底吹撹拌動力」を３２０Ｗ／ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例１０〜１２では、「処理後のＰ濃度」が０．０１７〜０．０１８％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
また、「脱珪期における底吹撹拌動力」が３２０Ｗ／ｔの比較例７では、「処理後のＰ濃度」が０．０１２％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、「上吹ランスへの地金付着」が３４％と実操業上要求される閾値１２％より高くなっている。これは、溶銑の撹拌が強くなりすぎて湯面が波立ち、上吹ランス４の吹出口１０に付着堆積する地金（溶銑）が増えたためと考えられる。
また、「脱珪期における底吹撹拌動力」が３２０Ｗ／ｔの比較例７では、「処理後のＰ濃度」が０．０１２％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、「上吹ランスへの地金付着」が３４％と実操業上要求される閾値１２％より高くなっている。これは、溶銑の撹拌が強くなりすぎて湯面が波立ち、上吹ランス４の吹出口１０に付着堆積する地金（溶銑）が増えたためと考えられる。
つまり、脱珪期においては底吹撹拌動力を３００Ｗ／ｔ以下として吹錬することで、溶銑の飛び散り（スピッティング）や地金の上吹ランス４に対する付着を抑制ないし防止しながら脱りん処理することが可能となる。
［実施例１３〜１５］
表２、３に示すように、実施例１３〜１５は「造滓期における上吹ランス酸素流量」が１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔを満足するように脱りん処理を行った例であり、比較例８、９は「造滓期における上吹ランス酸素流量」を１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ及び１．７Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
［実施例１３〜１５］
表２、３に示すように、実施例１３〜１５は「造滓期における上吹ランス酸素流量」が１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔを満足するように脱りん処理を行った例であり、比較例８、９は「造滓期における上吹ランス酸素流量」を１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ及び１．７Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例１３〜１５では、「処理後のＰ濃度」が０．０１５〜０．０１６％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
また、「造滓期における上吹ランス酸素流量」が１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの比較例８では、「処理後のＰ濃度」が０．０１８％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、「排ガス中の一酸化炭素濃度」が３５％と実操業上要求される閾値５０％より低くなっており、排ガスの有効利用が困難になっている。これは、上吹ランス４からの酸素が溶銑に十分に吹き込まれなくなって溶銑中で脱炭反応が生じにくくなり、排ガス中の一酸化炭素濃度が低くなって排ガスの有効利用が困難になったためと考えられる。
また、「造滓期における上吹ランス酸素流量」が１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの比較例８では、「処理後のＰ濃度」が０．０１８％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、「排ガス中の一酸化炭素濃度」が３５％と実操業上要求される閾値５０％より低くなっており、排ガスの有効利用が困難になっている。これは、上吹ランス４からの酸素が溶銑に十分に吹き込まれなくなって溶銑中で脱炭反応が生じにくくなり、排ガス中の一酸化炭素濃度が低くなって排ガスの有効利用が困難になったためと考えられる。
なお、「排ガス中の一酸化炭素濃度」は、排ガス中の一酸化炭素の平均濃度で評価している。
一方、「造滓期における上吹ランス酸素流量」が１．７Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの比較例９では、「処理後のＰ濃度」が０．０３９％と閾値の０．０２０％より高くなっていて、脱りん処理が適正に行われていないことがわかる。また、比較例９では、「スラグの滓化性」の評価も×となっていて、スラグ１１が十分に滓化されていない。これは、酸素の過剰な吹き込みによって溶銑温度が低下して、スラグ１１の滓化が促進されなかったためであると考えられる。
一方、「造滓期における上吹ランス酸素流量」が１．７Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの比較例９では、「処理後のＰ濃度」が０．０３９％と閾値の０．０２０％より高くなっていて、脱りん処理が適正に行われていないことがわかる。また、比較例９では、「スラグの滓化性」の評価も×となっていて、スラグ１１が十分に滓化されていない。これは、酸素の過剰な吹き込みによって溶銑温度が低下して、スラグ１１の滓化が促進されなかったためであると考えられる。
さらに、比較例９では、「上吹ランスへの地金付着」が３１％と閾値１２％より高くなっていて、上吹ランス４へ地金が多く付着している。これは、上吹ランス４から溶銑に酸素が強く吹きつけられて、溶銑（地金）が飛び散って上吹ランス４の吹出口１０に付着堆積したためと考えられる。
つまり、造滓期においては上吹ランス４からの酸素流量を１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとして吹錬することで、排ガスの有効利用が可能となり、また溶銑の飛び散り（スピッティング）や地金の上吹ランス４に対する付着を抑制ないし防止することができる。そして、その上でスラグ１１を確実に滓化し、造滓期に続く脱りん期で高い脱りん効率で脱りん処理を行うことが可能となる。
［実施例１６〜１８］
表２、３に示すように、実施例１６〜１８は「造滓期における底吹撹拌動力」が１００〜３００Ｗ／ｔを満足するように脱りん処理を行った例であり、比較例１０は「造滓期における底吹撹拌動力」を３２０Ｗ／ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
つまり、造滓期においては上吹ランス４からの酸素流量を１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとして吹錬することで、排ガスの有効利用が可能となり、また溶銑の飛び散り（スピッティング）や地金の上吹ランス４に対する付着を抑制ないし防止することができる。そして、その上でスラグ１１を確実に滓化し、造滓期に続く脱りん期で高い脱りん効率で脱りん処理を行うことが可能となる。
［実施例１６〜１８］
表２、３に示すように、実施例１６〜１８は「造滓期における底吹撹拌動力」が１００〜３００Ｗ／ｔを満足するように脱りん処理を行った例であり、比較例１０は「造滓期における底吹撹拌動力」を３２０Ｗ／ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例１６〜１８では、「処理後のＰ濃度」が０．０１８〜０．０２０％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
また、「造滓期における底吹撹拌動力」が３２０Ｗ／ｔの比較例１０では、「処理後のＰ濃度」は０．０１８％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、「上吹ランスへの地金付着」が３６％と閾値の１２％より高くなっている。これは、溶銑の撹拌が強くなって溶銑の湯面が波立ち、飛び散って上吹ランス４の吹出口１０に付着堆積する地金（溶銑）が増加したためと考えられる。
また、「造滓期における底吹撹拌動力」が３２０Ｗ／ｔの比較例１０では、「処理後のＰ濃度」は０．０１８％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、「上吹ランスへの地金付着」が３６％と閾値の１２％より高くなっている。これは、溶銑の撹拌が強くなって溶銑の湯面が波立ち、飛び散って上吹ランス４の吹出口１０に付着堆積する地金（溶銑）が増加したためと考えられる。
つまり、造滓期においては底吹撹拌動力を３００Ｗ／ｔ以下として吹錬することで、溶銑の飛び散り（スピッティング）や地金の上吹ランス４に対する付着を抑制ないし防止できる。加えて、ソフトブローによりスラグ１１の滓化を十分に行え、溶銑中のＰを確実に反応させて高い脱りん効率で脱りん処理することが可能になる。
［実施例１９、２０］
表４、５に示すように、実施例１９、２０は「脱りん期における上吹ランス酸素流量」が１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔを満足するように脱りん処理を行った例であり、比較例１１〜１６は「脱りん期における上吹ランス酸素流量」を０．５〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔまたは１．７〜１．８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例１９、２０では、「処理後のＰ濃度」が０．０１７〜０．０１９％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
表４、５に示すように、実施例１９、２０は「脱りん期における上吹ランス酸素流量」が１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔを満足するように脱りん処理を行った例であり、比較例１１〜１６は「脱りん期における上吹ランス酸素流量」を０．５〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔまたは１．７〜１．８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例１９、２０では、「処理後のＰ濃度」が０．０１７〜０．０１９％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
また、「脱りん期における上吹ランス酸素流量」が０．５〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの比較例１１〜１４では、「処理後のＰ濃度」は０．０１５〜０．０１９％と閾値０．０２０％よりもいずれも低くなっているものの、排ガス中の一酸化炭素濃度が２１〜４０％と低くなり、排ガスとしての有効利用が困難になっている。これは、溶銑に吹き込まれる酸素が少なくなり、脱炭反応が抑制されて排ガス中の一酸化炭素濃度が低下したためと考えられる。
一方、「脱りん期における上吹ランス酸素流量」が１．７〜１．８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの比較例１５、１６では、「処理後のＰ濃度」が０．０３８〜０．０４１％と閾値０．０２０％よりもいずれも高くなっており、脱りん処理が適正に行われていない。これは、溶銑の表面に対して上吹ランス４から酸素が激しく衝突し、スラグ１１を押しのけて溶銑中に酸素が届きやすくなった結果として溶銑中のＣと反応する酸素の比率が上がると共にスラグ１１中でＦｅＯの生成に寄与する酸素の比率が下がり、脱りん効率が低下したためと考えられる。
一方、「脱りん期における上吹ランス酸素流量」が１．７〜１．８Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔの比較例１５、１６では、「処理後のＰ濃度」が０．０３８〜０．０４１％と閾値０．０２０％よりもいずれも高くなっており、脱りん処理が適正に行われていない。これは、溶銑の表面に対して上吹ランス４から酸素が激しく衝突し、スラグ１１を押しのけて溶銑中に酸素が届きやすくなった結果として溶銑中のＣと反応する酸素の比率が上がると共にスラグ１１中でＦｅＯの生成に寄与する酸素の比率が下がり、脱りん効率が低下したためと考えられる。
つまり、脱りん期においては上吹ランス酸素流量を１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとして吹錬することで、吹錬後の排ガスの有効利用を可能としつつ高い脱りん効率で脱りん処理を行うことが可能である。
［実施例２１〜２３］
表４、５に示すように、実施例２１〜２３は「脱りん期における底吹撹拌動力」が５００Ｗ／ｔ以上を満足するように脱りん処理を行った例であり、比較例１７は「脱りん期における底吹撹拌動力」を４５０Ｗ／ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
［実施例２１〜２３］
表４、５に示すように、実施例２１〜２３は「脱りん期における底吹撹拌動力」が５００Ｗ／ｔ以上を満足するように脱りん処理を行った例であり、比較例１７は「脱りん期における底吹撹拌動力」を４５０Ｗ／ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例２１〜２３では、「処理後のＰ濃度」が０．０１２〜０．０１４％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
これに対して、「脱りん期における底吹撹拌動力」が４５０Ｗ／ｔの比較例１７では、「処理後のＰ濃度」が０．０４０％と閾値の０．０２０％より高くなり、脱りん処理が適正に行われていない。これは、脱りん炉２内における溶銑の攪拌が不十分になり、スラグ１１と溶銑との界面においてＰの酸化が進みにくくなって、脱りん効率が低下したためと考えられる。
これに対して、「脱りん期における底吹撹拌動力」が４５０Ｗ／ｔの比較例１７では、「処理後のＰ濃度」が０．０４０％と閾値の０．０２０％より高くなり、脱りん処理が適正に行われていない。これは、脱りん炉２内における溶銑の攪拌が不十分になり、スラグ１１と溶銑との界面においてＰの酸化が進みにくくなって、脱りん効率が低下したためと考えられる。
つまり、脱りん期においては底吹撹拌動力を５００Ｗ／ｔ以上として吹錬することで、高い脱りん効率を維持しつつ脱りん処理することが可能となる。
［実施例２４、２５］
表４、５に示すように、実施例２４、２５は「酸化鉄の投入速度」が１．０〜１０．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔを満足するように脱りん処理を行った例であり、比較例１８、１９は、投入速度を０．８ｋｇ／ｍｉｎ・ｔ及び１１．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
［実施例２４、２５］
表４、５に示すように、実施例２４、２５は「酸化鉄の投入速度」が１．０〜１０．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔを満足するように脱りん処理を行った例であり、比較例１８、１９は、投入速度を０．８ｋｇ／ｍｉｎ・ｔ及び１１．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔとして脱りん処理を行った例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例２４、２５では、「処理後のＰ濃度」が０．０１７〜０．０１８％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
これに対して、「酸化鉄の投入速度」が０．８ｋｇ／ｍｉｎ・ｔの比較例１８では、「処理後のＰ濃度」が０．０４３％と、実操業上要求される脱りん処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より高くなっており、脱りんの効率が低くなっている。これは、スラグ１１中の酸化鉄の濃度が低下し、スラグ１１と溶銑との界面にＦｅＯが生成されにくくなって溶銑中のＰが除去されにくくなったためと考えられる。
これに対して、「酸化鉄の投入速度」が０．８ｋｇ／ｍｉｎ・ｔの比較例１８では、「処理後のＰ濃度」が０．０４３％と、実操業上要求される脱りん処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より高くなっており、脱りんの効率が低くなっている。これは、スラグ１１中の酸化鉄の濃度が低下し、スラグ１１と溶銑との界面にＦｅＯが生成されにくくなって溶銑中のＰが除去されにくくなったためと考えられる。
一方、「脱りん期における酸化鉄の投入速度」が１１．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔの比較例１９でも、「処理後のＰ濃度」が０．０４２％と、実操業上要求される脱りん処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より高くなっており、脱りんの効率が低くなっている。さらに、比較例１９では「スラグの滓化性」の評価も×となっており、スラグ１１の滓化が十分に行われていない。これは、酸化鉄１３によりスラグ１１が過冷却されてスラグ１１の滓化が阻害され、脱りん効率がかえって低下したためと考えられる。
つまり、脱りん期においては酸化鉄１３を投入速度１．０〜１０．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔとして投入しつつ脱りん処理することで、スラグ１１の滓化性を損なわないように高い脱りん効率で溶銑脱りん処理することが可能となる。
［実施例２６〜２８］
表４、５に示すように、実施例２６〜２８は「脱りん処理後における溶銑の温度」が１３５０〜１４００℃を満足するように脱りん期において冷却材１２を投入した例であり、比較例２０、２１は「脱りん処理後における溶銑の温度」が１４１０℃及び１３４０℃になるように脱りん期において冷却材１２を投入した例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
つまり、脱りん期においては酸化鉄１３を投入速度１．０〜１０．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔとして投入しつつ脱りん処理することで、スラグ１１の滓化性を損なわないように高い脱りん効率で溶銑脱りん処理することが可能となる。
［実施例２６〜２８］
表４、５に示すように、実施例２６〜２８は「脱りん処理後における溶銑の温度」が１３５０〜１４００℃を満足するように脱りん期において冷却材１２を投入した例であり、比較例２０、２１は「脱りん処理後における溶銑の温度」が１４１０℃及び１３４０℃になるように脱りん期において冷却材１２を投入した例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例２６〜２８では、「処理後のＰ濃度」が０．０１８〜０．０２０％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
一方、「脱りん処理後における溶銑の温度」が１４１０℃になるように脱りん期において冷却材１２を投入した比較例２０では、「処理後のＰ濃度」が０．０４０％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より高くなっており、脱りん効率が低下している。これは、脱りん処理後における溶銑の温度が高くなりすぎて、脱りん反応に好適な温度帯からずれ、脱りん期における脱りん効率が低下したためと考えられる。
一方、「脱りん処理後における溶銑の温度」が１４１０℃になるように脱りん期において冷却材１２を投入した比較例２０では、「処理後のＰ濃度」が０．０４０％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より高くなっており、脱りん効率が低下している。これは、脱りん処理後における溶銑の温度が高くなりすぎて、脱りん反応に好適な温度帯からずれ、脱りん期における脱りん効率が低下したためと考えられる。
また、「脱りん処理後における溶銑の温度」が１３４０℃になるように脱りん期において冷却材１２を投入した比較例２１は、「処理後のＰ濃度」は０．０１６％と閾値０．０２０％より低くなっているものの、「炉口への地金付着」が４０％と閾値の１５％より高くなっている。これは、脱りん処理後における溶銑の温度が低くなり、溶銑の粘度が上がって付着しやすくなった溶銑が炉口に付着したためと考えられる。
つまり、脱りん処理後の溶銑の温度を１３５０〜１４００℃にするように冷却材１２を投入しながら脱りん処理することで、炉口への地金付着を抑制ないし防止しつつ高い脱りん効率で脱りん処理することが可能である。
［実施例２９、３０］
表４、５に示すように、実施例２９、３０は、純鉄分が９０％以上の冷却材１２を脱りん処理で投入した例であり、比較例２２〜２４は純鉄分が７８〜８８％となる冷却材１２を投入した例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
つまり、脱りん処理後の溶銑の温度を１３５０〜１４００℃にするように冷却材１２を投入しながら脱りん処理することで、炉口への地金付着を抑制ないし防止しつつ高い脱りん効率で脱りん処理することが可能である。
［実施例２９、３０］
表４、５に示すように、実施例２９、３０は、純鉄分が９０％以上の冷却材１２を脱りん処理で投入した例であり、比較例２２〜２４は純鉄分が７８〜８８％となる冷却材１２を投入した例である。他の実験条件については実施例、比較例とも同じとされている。
実施例２９、３０では、「処理後のＰ濃度」が０．０１８〜０．０１９％と、実操業上要求される処理後のＰ濃度の閾値０．０２０％より低くなっていて、脱りん処理が適正に行われていることがわかる。
これに対して、比較例２２〜２４では、「溶銑温度差」が−３５や３０℃のように大きな範囲で変動している。その結果、比較例２３のように「処理後のＰ濃度」が０．０３７％と閾値０．０２０％を超えて高くなったり、比較例２２のように「炉口への地金付着」が４２％と閾値の１５％を超えて大きくなったりする。これは、冷却材１２の冷却能力が変動して脱りん処理後における溶銑の温度が高くなったり低くなったりし、その結果脱りん効率が低下したり地金が炉口３へ飛散して付着したりししたためと考えられる。
これに対して、比較例２２〜２４では、「溶銑温度差」が−３５や３０℃のように大きな範囲で変動している。その結果、比較例２３のように「処理後のＰ濃度」が０．０３７％と閾値０．０２０％を超えて高くなったり、比較例２２のように「炉口への地金付着」が４２％と閾値の１５％を超えて大きくなったりする。これは、冷却材１２の冷却能力が変動して脱りん処理後における溶銑の温度が高くなったり低くなったりし、その結果脱りん効率が低下したり地金が炉口３へ飛散して付着したりししたためと考えられる。
つまり、脱りん期においては純鉄分が９０％以上の冷却材１２を使用することで、冷却材１２に冷却能力を安定して発揮させることが可能となり、脱りん効率の低下や炉口３への溶銑の付着を招くことなく溶銑の温度を正確に制御することが可能になる。
１ 転炉設備
２ 脱りん炉
３ 炉口
４ 上吹ランス
５ 炉底
６ 羽口
７ ホッパー
８ 炉壁
９ 出銑口
１０ 吹出口
１１ スラグ
１２ 冷却材
１３ 酸化鉄
１４ 造滓剤
２ 脱りん炉
３ 炉口
４ 上吹ランス
５ 炉底
６ 羽口
７ ホッパー
８ 炉壁
９ 出銑口
１０ 吹出口
１１ スラグ
１２ 冷却材
１３ 酸化鉄
１４ 造滓剤
Claims (1)
- 上吹ランスから溶銑に酸素を吹き込むと共に底吹撹拌を行うことにより吹錬を行う脱りん炉にて、溶銑からＳｉを取り除く脱珪期と、該脱珪期に続き且つ溶銑上に浮かぶスラグを生成する造滓期と、該造滓期に続き且つ溶銑中のＰを取り除く脱りん期とを経て溶銑脱りん処理を実施するに際し、
前記脱珪期の開始前に、溶銑の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が２．５〜３．５となるようにすると共に、溶銑の湯面から上吹ランスの吹出口までの高さを１．８〜２．２ｍに設定し、
前記脱珪期では、上吹ランスからの酸素流量を３．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすると共に、式（１）で算出される底吹撹拌動力を１００〜３００Ｗ／ｔとして吹錬し、
前記造滓期では、上吹ランスからの酸素流量を１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすると共に、前記底吹撹拌動力を１００〜３００Ｗ／ｔとして吹錬し、
前記脱りん期では、上吹ランスからの酸素流量を１．３〜１．６Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔとすると共に、前記底吹撹拌動力を５００Ｗ／ｔ以上として吹錬して、
前記造滓期の終了後に、純鉄分が９０％以上の冷却材を、投入後の溶銑の温度が１３５０〜１４００℃となるように投入し、且つ、総酸素量から計算される脱りん後の溶銑の炭素濃度が３．２％以上となるように、酸化鉄を１．０〜１０．０ｋｇ／ｍｉｎ・ｔの速度で連続的に前記溶銑に投入することを特徴とする溶銑脱りん処理方法。
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