(57)【要約】  ［ＣａＯ］、［Ａｌ２Ｏ３］、［ＳｉＯ２］、及び、［Ｒ２Ｏ］を、それぞれ、ＣａＯの質量％、Ａｌ２Ｏ３の質量％、ＳｉＯ２の質量％、及び、Ｎａ２Ｏの質量％とＫ２Ｏの質量％とＬｉ２Ｏの質量％との合計量とした場合に、この環境保全溶鋼脱硫フラックスは、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．６〜３．０の範囲になるように前記ＣａＯ及び前記Ａｌ２Ｏ３を含み、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１〜３の範囲、前記［Ｒ２Ｏ］が０．５〜５質量％の範囲、前記［ＳｉＯ２］が０．０５〜１５質量％の範囲になるように、前記Ｎａ２Ｏ、前記Ｋ２Ｏ、及び、前記Ｌｉ２Ｏの１種以上のアルカリ金属酸化物と、ＳｉＯ２とを含む。
2012133795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
［ＣａＯ］、［Ａｌ２Ｏ３］、［ＳｉＯ２］、及び、［Ｒ２Ｏ］を、それぞれ、ＣａＯの質量％、Ａｌ２Ｏ３の質量％、ＳｉＯ２の質量％、及び、Ｎａ２Ｏの質量％とＫ２Ｏの質量％とＬｉ２Ｏの質量％との合計量とした場合に、
［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．６〜３．０の範囲になるように前記ＣａＯ及び前記Ａｌ２Ｏ３を含み、
［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１〜３の範囲、前記［Ｒ２Ｏ］が０．５〜５質量％の範囲、前記［ＳｉＯ２］が０．０５〜１５質量％の範囲になるように、前記Ｎａ２Ｏ、前記Ｋ２Ｏ、及び、前記Ｌｉ２Ｏの１種以上のアルカリ金属酸化物と、前記ＳｉＯ２とを含む
ことを特徴とする環境保全溶鋼脱硫フラックス。
【請求項２】
さらに、ＭｇＯを１〜１０質量％含むことを特徴とする請求項１に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックス。
【請求項３】
前記［ＳｉＯ２］が０．０５〜９．３質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックス。
【請求項４】
前記［ＳｉＯ２］が０．０５〜８．０質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックス。
【請求項５】
前記［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１〜２であることを特徴とする請求項１または２に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックス。
【請求項６】
前記アルカリ金属酸化物の一部または全部が前記ＳｉＯ２との化学的結合を有することを特徴とする請求項１または２に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックス。
【請求項７】
前記アルカリ金属酸化物がＮａ２Ｏであることを特徴とする請求項１または２に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックス。
【請求項８】
請求項１または２に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックスを溶鋼に向けて供給することを特徴とする溶鋼脱硫方法。
【請求項９】
［ＣａＯ］、［Ａｌ２Ｏ３］、［ＳｉＯ２］、及び、［Ｒ２Ｏ］を、それぞれ、ＣａＯの質量％、Ａｌ２Ｏ３の質量％、ＳｉＯ２の質量％、及び、Ｎａ２Ｏの質量％とＫ２Ｏの質量％とＬｉ２Ｏの質量％との合計量とした場合に、
［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．６〜３．０の範囲、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１〜３の範囲、前記［Ｒ２Ｏ］が０．５〜５質量％の範囲、前記［ＳｉＯ２］が０．０５〜１５質量％の範囲になるように、前記Ｎａ２Ｏ、前記Ｋ２Ｏ、及び、前記Ｌｉ２Ｏの１種以上と、前記ＣａＯと、前記Ａｌ２Ｏ３と、前記ＳｉＯ２とを含むスラグを溶鋼表面上に形成することを特徴とする溶鋼脱硫方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高清浄鋼の溶製時に用いるフラックスに関する。特に、本発明は、鋼製造時の転炉工程後の二次精錬工程、又は、電気炉内又は電気炉外の精錬工程で脱硫を行なうために使用するフラックスに関する。ここで、フラックスとは、溶鉄と反応して不純物を除く機能を持つ化合物集合体の総称である。
本願は、２０１１年３月３１日に、日本に出願された特願２０１１−７９１１３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
加工性の良好な高張力鋼、高強度ラインパイプ、高強度厚鋼板等においては、鋼の不純物としてのＳの濃度を極力低減することが望まれている。このため、鋼製造時の転炉工程後の二次精錬工程、又は、電気炉還元期に、溶鋼の脱硫を行っている。溶鋼の脱硫には、主として、ＣａＯ系の脱硫フラックスを使用するが、短時間でＳ濃度を低減するため、脱硫能力の高いＣａＦ２を含むフラックスを用いる場合が多い。【０００３】
しかし、ＣａＦ２を含む脱硫フラックスは、反応性が高く、精錬容器の耐火物を溶損させ易いので、耐火物の寿命が短くなるという問題がある。また、精錬後に排出されるスラグは、一般に、道路路盤材等に使用されているが、ＣａＦ２を含むフラックスで脱硫した後のスラグ中にＣａＦ２が多量に存在すると、ＣａＦ２から溶出したＦが環境へ悪影響を及ぼす恐れがある。そのため、この場合には、スラグ成分の管理をより厳格に行ったり、スラグの用途をより制限したりする必要がある。【０００４】
ＣａＦ２を含まなくても、脱硫能力の高い溶鋼脱硫フラックスとして、例えば、特許文献１には、Ｎａ２Ｏを含む脱硫フラックスが開示されている。しかし、特許文献１には、脱硫フラックス中のＮａ２Ｏの濃度（質量％）が開示されていない。【０００５】
特許文献２には、Ｋ２Ｏを含む脱硫フラックスが開示されている。特許文献３には、Ｎａ２Ｏ又はＫ２Ｏを含む脱硫フラックスが開示されている。しかし、これらの脱硫フラックスは溶銑脱硫用のフラックスである。また、脱硫フラックス中のＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏの濃度は１５質量％以上であり、脱硫フラックス中にＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏが多量に存在すると、脱硫処理中にＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏが蒸発するという問題が発生する。また、脱硫処理後のスラグ中に、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏが多量に残存する恐れがある。【０００６】
特許文献４には、Ｎａ２ＣＯ３を含有する脱硫剤を用いる方法が開示されている。しかしながら、この脱硫剤は、溶銑脱硫用のフラックスであり、特許文献４では、Ｎａ２ＣＯ３の濃度が高いため、Ｎａ２Ｏが、蒸発したりスラグ中に残存したりするという問題が生じる。【０００７】
特許文献５〜８には、Ｎａ２Ｏを用いる方法が開示されているが、いずれの方法も、溶銑脱硫を対象としている。この溶銑脱硫では、処理温度や、溶鉄中のＣ濃度、Ｏ濃度が溶鋼脱硫とは大きく異なっている。そのため、これら特許文献５〜８の方法をそのまま溶鋼脱硫に適用すると、Ｎａ２Ｏの蒸発の問題が顕在化したり、脱硫処理後のスラグ中にＮａ２Ｏが多量に残存したりする恐れがある。【０００８】
前述したように、加工性が良好な高張力鋼、高強度ラインパイプ、高強度厚鋼板等においては、鋼の不純物としてのＳを極力低減することが望まれており、鋼製造時の二次精錬工程（転炉工程や電気炉工程の後の精錬工程）で、溶鋼の脱硫が行なわれている。その際、短時間でＳを低減するために、脱硫能力の高いＣａＦ２を含むフラックスを用いる場合が多い。【０００９】
しかし、前述したように、ＣａＦ２を含む脱硫フラックスは、反応性が高いため、精錬容器の耐火物を溶損させ易く、耐火物の寿命が短くなるという問題がある。また、精錬後のスラグは、一般に、道路路盤材等に使用されるが、ＣａＦ２を含む脱硫フラックスで脱硫した後のスラグにはＣａＦ２が含まれていて、Ｆ溶出の問題があるので、スラグの用途が著しく制限される。【００１０】
そこで、ＣａＦ２の代わりに、Ｎａ２ＯやＫ２Ｏを含む脱硫フラックスを用いる技術が、溶銑脱硫について多数提案されている。しかしながら、前述したように、溶銑脱硫の条件は、溶鋼脱硫の条件と大きく異なるので、そのまま、溶銑脱硫の技術を溶鋼脱硫に適用することはできない。【００１１】
Ｎａ２Ｏ濃度（質量％）やＫ２Ｏ濃度（質量％）が高い場合には、二次精錬設備の排気ダクトに、蒸発し易いＮａ２ＯやＫ２Ｏが付着するという問題や、脱硫後のスラグのＮａ２Ｏ濃度やＫ２Ｏ濃度が高くなり、再利用したスラグが環境に対して悪影響を与えうるという問題が生じる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本国特開平０３−２６４６２４号公報
【特許文献２】日本国特開２０００−２２６２８４号公報
【特許文献３】日本国特開平０６−２３５０１１号公報
【特許文献４】日本国特開２００２−２４１８２３号公報
【特許文献５】日本国特開平０８−２０９２１２号公報
【特許文献６】日本国特開２００１−３３５８１９号公報
【特許文献７】日本国特開２００１−３３５８２０号公報
【特許文献８】日本国特開２００３−２５３３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、ＣａＦ２を含まなくても、脱硫能が高く、かつ、環境保全に貢献する、溶鋼脱硫用の脱硫フラックスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨は、以下の通りである。【００１５】
（１）本発明の一態様に係る環境保全溶鋼脱硫フラックスは、［ＣａＯ］、［Ａｌ２Ｏ３］、［ＳｉＯ２］、及び、［Ｒ２Ｏ］を、それぞれ、ＣａＯの質量％、Ａｌ２Ｏ３の質量％、ＳｉＯ２の質量％、及び、Ｎａ２Ｏの質量％とＫ２Ｏの質量％とＬｉ２Ｏの質量％との合計量とした場合に、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．６〜３．０の範囲になるように前記ＣａＯ及び前記Ａｌ２Ｏ３を含み、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１〜３の範囲、前記［Ｒ２Ｏ］が０．５〜５質量％の範囲、前記［ＳｉＯ２］が０．０５〜１５質量％の範囲になるように、前記Ｎａ２Ｏ、前記Ｋ２Ｏ、及び、前記Ｌｉ２Ｏの１種以上のアルカリ金属酸化物と、ＳｉＯ２とを含む。【００１６】
（２）上記（１）に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックスは、さらに、ＭｇＯを１〜１０質量％含んでもよい。【００１７】
（３）上記（１）または（２）に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックスでは、前記［ＳｉＯ２］が０．０５〜９．３質量％であってもよい。【００１８】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックスでは、前記［ＳｉＯ２］が０．０５〜８．０質量％であってもよい。【００１９】
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックスでは、前記［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１〜２であってもよい。【００２０】
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックスでは、前記アルカリ金属酸化物の一部または全部が前記ＳｉＯ２との化学的結合を有してもよい。【００２１】
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックスでは、前記アルカリ金属酸化物がＮａ２Ｏであってもよい。【００２２】
（８）本発明の一態様に係る溶鋼脱硫方法では、上記（１）〜（９）のいずれか一項に記載の環境保全溶鋼脱硫フラックスを溶鋼に向けて供給する。【００２３】
（９）本発明の一態様に係る溶鋼脱硫方法では、［ＣａＯ］、［Ａｌ２Ｏ３］、［ＳｉＯ２］、及び、［Ｒ２Ｏ］を、それぞれ、ＣａＯの質量％、Ａｌ２Ｏ３の質量％、ＳｉＯ２の質量％、及び、Ｎａ２Ｏの質量％とＫ２Ｏの質量％とＬｉ２Ｏの質量％との合計量とした場合に、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．６〜３．０の範囲、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１〜３の範囲、前記［Ｒ２Ｏ］が０．５〜５質量％の範囲、前記［ＳｉＯ２］が０．０５〜１５質量％の範囲になるように、前記Ｎａ２Ｏ、前記Ｋ２Ｏ、及び、前記Ｌｉ２Ｏの１種以上と、前記ＣａＯと、前記Ａｌ２Ｏ３と、前記ＳｉＯ２とを含むスラグを溶鋼表面上に形成する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の上記態様によれば、脱硫後のスラグからのＦ溶出、Ｎａ２ＯやＫ２Ｏの蒸発による設備への付着、脱硫効率低下による生産性阻害、脱硫のコストアップや、Ｎａ２ＯやＫ２Ｏを多く含む脱硫後のスラグが環境に与える悪影響といった問題が生じることなく、Ｓ量が極めて低い高級鋼を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】脱硫効率指標と、Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、又は、Ｌｉ２Ｏの１種以上）濃度（質量％）との関係を示す図である。
【図２】種々の［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］に対する、脱硫効率指標と、Ｎａ２Ｏ濃度（質量％）との関係を示す図である。
【図３】脱硫速度定数と、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］との関係を示す図である。
【図４】［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が２である場合の、［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］と、脱硫速度定数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、［ＣａＯ］、［Ａｌ２Ｏ３］、［ＳｉＯ２］、［ＭｇＯ］、及び、［Ｒ２Ｏ］は、それぞれ、ＣａＯの質量％、Ａｌ２Ｏ３の質量％、ＳｉＯ２の質量％、ＭｇＯの質量％、及び、Ｒ２Ｏの質量％である。なお、以下、各成分の濃度（質量％）を、［成分記号］で記載する場合がある。また、熱分解によりＣａＯ等の金属酸化物（これらの複合酸化物を含む）が得られる化合物を含む場合には、熱分解後の化合物の質量を用いてその化合物中の金属酸化物の質量百分率を評価し、熱分解によって発生するＣＯ２やＨ２Ｏ等の副生物をフラックス中の質量百分率に含めない。ここで、上記Ｒ２Ｏは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏに対応し、［Ｒ２Ｏ］は、これらＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏの合計量である。Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏのうち、フラックスに含まれない成分の量は、０として評価する。
【００２７】
本発明者らは、まず、ＣａＦ２の代わりに、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏといったアルカリ金属の酸化物を用いることを検討した。前述のように、Ｎａ２ＯやＫ２Ｏを含むフラックスは、高い脱硫能を有している。また、Ｌｉ２Ｏも、アルカリ金属の酸化物であるので、Ｎａ２ＯやＫ２Ｏの場合と同様に、高い脱硫能を持つことが予想される。
【００２８】
しかし、前述した通り、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏといったアルカリ金属の酸化物（Ｒ２Ｏ）は、高温で蒸発し易いという特性を備えている。蒸発のし易さは、［Ｒ２Ｏ］に依存するので、フラックス中のＲ２Ｏは極力少ない方がよいが、フラックスの脱硫能は、［Ｒ２Ｏ］が高いほど大きくなる。
【００２９】
したがって、脱硫能を高めるためにＲ２Ｏを脱硫フラックスに添加する場合、脱硫フラックスが必要とする脱硫能を確保しつつ、どの程度の量まで、脱硫フラックス中の［Ｒ２Ｏ］を下げることができるかが、課題解決の鍵となる。脱硫能を確保しつつ、［Ｒ２Ｏ］を低く抑えるには、フラックスを構成する主成分の組成が重要である。
【００３０】
本発明者らは、脱硫フラックスとして一般に用いられているＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系脱硫フラックスをベース成分として使用し、この脱硫フラックス中の［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、及び、［Ｌｉ２Ｏ］を変化させて、その脱硫能を、実験室規模の実験で調査した。
【００３１】
実験に用いた溶鋼の成分組成を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2012133795.tif 000003
【００３３】
実験条件は、以下の通りである。
溶解炉：抵抗溶解炉、溶鋼量：１０ｋｇ、溶鋼温度：１６００℃
実験手順：溶解−成分調整−Ａｌ脱酸−脱硫−冷却
脱硫方法：脱硫フラックスを、耐火物製のパイプで溶鋼中にインジェクション
脱硫フラックス組成：
ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｒ２Ｏ
［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］＝２．０
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、又はＬｉ２Ｏ：０〜１０質量％
【００３４】
実験結果を図１に示す。脱硫効率指標（図１及び図２の縦軸）及び脱硫速度定数（図３の縦軸）は、以下のように定義した。
脱硫効率指標＝（脱硫速度定数）／（Ｒ２Ｏの蒸発量）
脱硫速度定数＝−ｌｎ（終点［Ｓ］／初期［Ｓ］）／時間、時間＝１５分
蒸発量：（初期［Ｒ２Ｏ］−終点［Ｒ２Ｏ］）／（初期［Ｒ２Ｏ］）
【００３５】
実機プロセスでは、生産性向上の観点から、できるだけ短時間で脱硫を行ないたいので、実験での脱硫速度定数は、脱硫開始後１５分までの値を使用した。図１から、Ｎａ２Ｏの場合、初期濃度“２質量％”で、脱硫効率指標が最大となることが解る。同様に、Ｋ２ＯやＬｉ２Ｏの場合も、初期濃度“２質量％”で、脱硫効率指標が最大となっている。
【００３６】
このように、高い脱硫効率指標は、「Ｒ２Ｏの蒸発量が少なく、かつ、脱硫速度定数が大きい」こと、即ち、脱硫反応が良好に進行することを意味している。このことから、脱硫フラックスに、高い脱硫能を付与するため、Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び／又は、Ｌｉ２Ｏ）を多量に添加する必要はないと言える。即ち、［Ｒ２Ｏ］を単に高くしても、蒸発量が多くなって、Ｒ２Ｏの多くが無駄に消費されるだけである。
【００３７】
実際に、脱硫フラックスを大量生産しようとする場合、濃度のばらつきを考慮すると、２質量％にＲ２Ｏの濃度を制御するのは困難である。しかしながら、脱硫反応や、蒸発に大きく影響する因子は、成分濃度ではなく、成分活量、即ち、共存する成分の影響を考慮した反応活性度である。このことから、本発明者らは、脱硫フラックスを構成する成分の活量を制御することを発想した。
【００３８】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏの活量に大きく影響する成分として、まず、ＳｉＯ２が考えられるので、本発明者らは、［ＳｉＯ２］がＮａ２Ｏの活量に及ぼす影響を、同様の実験室規模の脱硫実験で調査した。実験に用いた溶鋼の成分組成は、表１の通りであり、実験条件は、以下の通りである。
【００３９】
溶解炉：抵抗溶解炉、溶鋼量：１０ｋｇ、溶鋼温度：１６００℃
実験手順：溶解−成分調整−Ａｌ脱酸−脱硫−冷却
脱硫方法：脱硫フラックスを、耐火物製のパイプで溶鋼中にインジェクション
脱硫フラックス組成：
ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎａ２Ｏ
［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］＝２．０
［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］＝０〜５
Ｎａ２Ｏ：０〜１０質量％
【００４０】
実験結果を図２に示す。図２の縦軸は、図１の縦軸と同様に脱硫効率指標である。図２より、質量％比である［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］が大きくなるに従い、脱硫効率指標が最大となる［Ｎａ２Ｏ］が高くなることが解る。
【００４１】
［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］＝３で、脱硫効率指標が最大となる［Ｎａ２Ｏ］は、５質量％である。この［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］を基準として［ＳｉＯ２］を高くすれば、脱硫効率指標が最大となる［Ｎａ２Ｏ］も高くなる。しかしながら、この基準よりも［Ｎａ２Ｏ］を高くすると、脱硫フラックスの製造コストが高くなり、さらに、脱硫処理後のスラグの［Ｎａ２Ｏ］も高くなる。
【００４２】
一般に、脱硫処理後のスラグ中の［Ｎａ２Ｏ］が２質量％を超えると、脱硫処理後のスラグが土木骨材やセメント骨材として不適当になる。そのため、本発明者らは、脱硫処理後のスラグの［Ｎａ２Ｏ］と、脱硫フラックスの［Ｎａ２Ｏ］との関係を別途解析し、脱硫フラックスの［Ｎａ２Ｏ］の最大許容量を求めた。解析の結果、［Ｎａ２Ｏ］の最大許容量は、５質量％程度であることが分かった。それ故、脱硫フラックスの［Ｎａ２Ｏ］は５質量％以下が好ましい。同様に、脱硫フラックスの［Ｋ２Ｏ］及び［Ｌｉ２Ｏ］も５質量％以下が好ましい。これら［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、［Ｌｉ２Ｏ］は、極力、小さいほうが好ましい。
【００４３】
本発明者らは、さらに、脱硫フラックスの主成分であるＣａＯ及びＡｌ２Ｏ３に係る［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］について調査した。他の成分として、Ｎａ２Ｏを２．５質量％、ＳｉＯ２を５質量％、脱硫フラックスに含有させ、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］を変化させて、脱硫実験を行った。実験に用いた溶鋼の成分組成は、表１の通りであり、実験条件は、以下の通りである。
【００４４】
溶解炉：抵抗溶解炉、溶鋼量：１０ｋｇ、溶鋼温度：１６００℃
実験手順：溶解−成分調整−Ａｌ脱酸−脱硫−冷却
脱硫方法：脱硫フラックスを、耐火物製のパイプで溶鋼中にインジェクション
脱硫フラックス組成：
ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｎａ２Ｏ
［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］＝１．０〜４．０
ＳｉＯ２：５質量％、Ｎａ２Ｏ：２．５質量％
【００４５】
実験結果を、図３に示す。図３の縦軸は、脱硫速度定数である。図３より、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］＝１．６〜３．０の範囲で、脱硫速度定数が０．１０以上の高い値となっていることが解る。
【００４６】
溶鋼の脱硫には、通常、ＣａＯ系フラックスを用いるが、なかでも、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系フラックスが多用される。このＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系フラックスを用いる場合、脱硫に適する組成領域は、通常、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３二元系状態図において、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．０〜２．３３の領域である。
【００４７】
この領域は、溶鋼の脱硫温度（約１６００℃）でフラックス中に液相が存在し、かつ、固相のＣａＯが一部生成している領域である。フラックスが液相であれば、脱硫が速く進行し、また、液相中に固相のＣａＯが少量でも存在すると、液相中のＣａＯの活量が１となり、脱硫反応が進行し易くなる。
【００４８】
しかし、脱硫フラックス中にＮａ２ＯとＳｉＯ２とが存在する場合、組成条件で脱硫能が変わる可能性がある。そこで、本発明者らは、上記の溶鋼脱硫実験によって得られた図３に示す結果から、脱硫に最適な［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．６〜３．０であることを見いだした。
【００４９】
Ａｌ２Ｏ３も、ＳｉＯ２と同様に、Ｒ２Ｏの反応性に影響を与える酸化物であり、脱硫フラックス中のＡｌ２Ｏ３が多すぎると、Ｒ２Ｏの反応性が低下する。この点も、図３に示す脱硫実験結果に反映されている。
【００５０】
以下、本発明の一実施形態に係る溶鋼脱硫フラックスについて説明する。フラックスの原料にＣａＦ２が不可避的に含まれる場合を除いて、本実施形態に係る溶鋼脱硫フラックスは、基本的にＣａＦ２を含まない。不可避的にＣａＦ２が含まれる場合であっても、ＣａＦ２を外掛け百分率で１質量％以下、好ましくは０．１質量％以下に制限するとよい。
【００５１】
本実施形態に係る環境保全溶鋼脱硫フラックス（以下「本フラックス」ということがある。）は、実質的にＣａＦ２を含まず、
（ｉ）［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．６〜３．０の範囲になるようにＣａＯ及びＡｌ２Ｏ３を主成分として含み、かつ、
（ｉｉ）［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１〜３の範囲になるように、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏの１種以上（Ｒ２Ｏ）を０．５〜５質量％及びＳｉＯ２を０．０５〜１５質量％含み、さらに、必要に応じ、ＭｇＯを１０質量％以下含む。
【００５２】
本フラックスにおいて、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］を１．６〜３．０と規定する理由は、上記のように、脱硫速度を十分に確保するためである。より高い脱硫速度を得るためには、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．６〜２．８であることが好ましい。
【００５３】
本フラックスにおいて、［Ｒ２Ｏ］を０．５〜５質量％と規定する理由は、以下の通りである。
【００５４】
図１及び図２に示す実験結果に基づき、Ｎａ２Ｏ添加の効果が十分に発現するＮａ２Ｏの最低濃度（質量％）を、脱硫効率指標が０．６０を超える０．５質量％とした。最大の５質量％は、脱硫処理中のＮａ２Ｏの減少量を考慮して、脱硫後のスラグの［Ｎａ２Ｏ］が２質量％を超えないための限界値である。
【００５５】
Ｋ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの作用効果は、Ｎａ２Ｏの作用効果と同様であるので、Ｎａ２Ｏと同様に、［Ｋ２Ｏ］を０．５〜５質量％、［Ｌｉ２Ｏ］を０．５〜５質量％とした。
【００５６】
Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、及び、Ｎａ２Ｏの作用効果は同様であるので、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏの２種以上を加算的に使用してもよい。これらの組合せは、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ、及び、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏである。結局、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏの１種以上の量の合計、すなわち、［Ｒ２Ｏ］を、０．５〜５質量％とする。
【００５７】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏは、高価であり、蒸発により設備に付着して堆積したり、精錬容器の耐火物を溶損したりすることがある。特に、脱硫処理後のスラグのＲ２Ｏの量は極力少ないほうが、スラグ再利用の観点から好ましい。そのため、脱硫フラックスのＲ２Ｏ濃度（［Ｒ２Ｏ］）は、極力少ない方が好ましい。このような観点から、［Ｒ２Ｏ］の上限は、好ましくは、３質量％以下である。また、Ｒ２Ｏの効果をより十分に得る場合には、［Ｒ２Ｏ］が１質量％以上であるとよい。
【００５８】
本フラックスにおいて、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］を０．１〜３と規定する理由は、以下の通りである。
【００５９】
図２に示すように、［ＳｉＯ２］（すなわち、ここでは、［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］）がゼロの場合、脱硫効率指標が最大となるＮａ２Ｏ濃度は２質量％である。それ故、［ＳｉＯ２］がゼロでも、Ｎａ２Ｏの作用効果（脱硫能の向上）は発現する。しかしながら、Ｎａ２Ｏを安定化し、蒸発を少しでも抑制するためには、少量でも、フラックス中にＳｉＯ２が存在するほうが好ましい。それ故、［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］の下限を０．１とした。
【００６０】
［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］の上限３は、図２に示す脱硫効率指標の最大値が、［Ｎａ２Ｏ］の最大許容値の５質量％で得られる条件である。この場合には、［Ｎａ２Ｏ］が０．５〜５質量％である全範囲で、脱硫効率指標が０．６を超えている。もちろん、図２において、［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］が４以上でも、脱硫効率指標が０．６を超える［Ｎａ２Ｏ］の範囲が存在するが、その範囲は狭い。また、この範囲では、Ｎａ２Ｏの蒸発を十分に抑制できるが、Ｎａ２Ｏの単位量当りの脱硫能が大きく低下しており、Ｎａ２Ｏの作用効果を確保する観点から好ましくない。
【００６１】
Ｋ２Ｏ及びＬｉ２Ｏについても、同様の理由で、それぞれ、［ＳｉＯ２］／［Ｋ２Ｏ］を０．１〜３、［ＳｉＯ２］／［Ｌｉ２Ｏ］を０．１〜３とした。Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏの２種以上を加算的に併用する場合についても上記の場合と同様である。即ち、本フラックスにおいて、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］を０．１〜３と規定する。［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］は、好ましくは、０．１〜２、より好ましくは、０．５〜２、さらに好ましくは１〜２である。
図４は、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が２である場合の、［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］と、脱硫速度定数との関係を示す。この図４から、［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］が１．５で脱硫速度定数が最大になることが分かる。また、［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］が２以下であれば、［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］が十分に小さい場合（例えば、０．１の場合）と同等の脱硫速度定数が得られる。そのため、十分な脱硫効率指標を確保しつつ、プロセスタイムを低減する場合には、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１以上かつ２以下であるとよい。この場合には、ＳｉＯ２とＲ２Ｏとの間の結合の強さをより適切に制御でき、Ｒ２Ｏの蒸発を抑えつつＲ２Ｏの脱硫効果をより高めることができる。
【００６２】
脱硫効率（Ｒ２Ｏの単位量当り）、省資源による環境保全、コスト削減の観点から、Ｒ２Ｏ（アルカリ金属酸化物）のうち、Ｎａ２Ｏがより高い性能を有する。そのため、Ｒ２Ｏが、Ｎａ２Ｏであってもよい。すなわち、Ｒ２Ｏが高温かつ低酸素分圧で使用される場合やＡｌ等の脱酸材とともに使用される場合には、Ｋの沸点が比較的小さいため、Ｋ２Ｏに比べてＮａ２ＯやＬｉ２Ｏの使用により蒸発によるＲ２Ｏの損失を抑えることができる。また、Ｌｉ２Ｏは、希少な酸化物であるため、Ｌｉ２Ｏに比べてＮａ２Ｏが省資源及びコスト削減に役立つ。
【００６３】
さらに、ＳｉＯ２のネットワークにＲ２Ｏを導入してＲ２Ｏの蒸発をさらに抑制する場合には、Ｒ２Ｏの一部または全部がＳｉＯ２との化学的結合を有していてもよい。この場合、例えば、Ｒ２Ｏの全量に対して１０％以上のＲ２ＯがＳｉＯ２と結合していると好ましい。特に、このような化学結合によるＲ２Ｏの蒸発抑制効果を確保する場合に、本フラックスが、ソーダ石灰ガラス、ガラスカレット、Ｒ２ＯやＳｉＯ２を含むスラグ等の廃材を含むとよい。この場合には、リサイクル及び安定化による環境保全やコスト削減を同時に達成することができる。例えば、本フラックスがこのようなＲ２Ｏの一部または全部がＳｉＯ２との化学的結合を有するハイブリッド酸化物を含んでも良く、このような酸化物の［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］は、特に制限されず、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．０１以上であってもよい。
【００６４】
本フラックスの［ＳｉＯ２］は、［Ｒ２Ｏ］（０．５〜５質量％）、及び、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］（＝０．１〜３）から、おのずと決定され、０．０５〜１５質量％である。脱硫反応中のＲ２Ｏの蒸発により［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が増加して脱硫効率が低下することを抑制する場合には、この［ＳｉＯ２］は、０．０５〜９．３質量％であることが好ましく、０．０５〜８．０質量％であることがより好ましい。ここで、Ｒ２Ｏの蒸発を抑制するためにはフラックス中にＳｉＯ２が含まれることが重要であるが、スラグの塩基度をより柔軟に調整する場合には、例えば、０．６質量％、または、０．４５質量％以下に［ＳｉＯ２］を制限してもよい。
【００６５】
本フラックスにおいては、フラックスにＭｇＯを１０質量％以下添加することが望ましい。選択成分としてのＭｇＯを１０質量％以下に規定する理由は、以下の通りである。
【００６６】
ＭｇＯは、一般に、耐火物を構成する成分であり、脱硫フラックスによる耐火物の溶損を抑制する目的で、脱硫フラックスに添加される。耐火物の溶損を抑制する効果を十分に確保する場合には、ＭｇＯを１質量％以上添加することが好ましい。しかしながら、ＭｇＯの量（［ＭｇＯ］）が１０質量％を超えると、脱硫フラックスの融点が高くなり、フラックスによる脱硫効果が発現しない。そのため、ＭｇＯの量を１０質量％以下に制限する。
【００６７】
本フラックスの組成は、例えば、以下のようにして決定する。まず、フラックス中のＲ２Ｏの種類（少なくとも１種）を決め、［Ｒ２Ｏ］が０．５〜５質量％になるようにＲ２Ｏの種類に対応する［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、［Ｌｉ２Ｏ］を決める。次に、［Ｒ２Ｏ］に対する［ＳｉＯ２］の比が、所定の範囲に入るように、［ＳｉＯ２］を決める。その後、必要に応じて、［ＭｇＯ］を決め、これら［Ｒ２Ｏ］、［ＳｉＯ２］、［ＭｇＯ］の総和を１００から引き、［ＣａＯ］＋［Ａｌ２Ｏ３］を求める。
【００６８】
［ＣａＯ］＋［Ａｌ２Ｏ３］を求めた後、［ＣａＯ］及び［Ａｌ２Ｏ３］を、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が所定の範囲に入るように決める。これで、フラックス中の全部の構成成分の濃度（質量％）が決まる。なお、フラックスを製造するために使用する原料（フラックス原料）には不可避的に不純物が混入していて、この不純物が脱硫フラックス中に不可避的に混入することになるが、このような不可避的混入成分（不可避的不純物）の濃度を上記の濃度計算から除外する。
【００６９】
次に、本フラックスの製造方法について説明する。脱硫フラックスは、通常、酸化物粉体の混合物である。この混合物として粉体を混合したままで脱硫フラックスを用いることができるが、酸化物粉体の全部または一部を混合し、予め、溶融又は焼結し、冷却、粉砕してから使用すると、脱硫効果をより確実に得ることができる。
【００７０】
Ｒ２Ｏの蒸発を抑制してＲ２Ｏを安定化する場合には、上記溶融又は焼結は、Ｒ２Ｏと、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３との結合を促進して、Ｒ２Ｏの安定化に寄与するので、［ＳｉＯ２］や［Ａｌ２Ｏ３］が調整されたＲ２Ｏを含む混合物を溶融または焼結するプロセスを含む製造方法は、好ましい製造方法である。特に、Ｒ２ＯとＳｉＯ２との混合粉を予め溶融又は焼結し、その後、他の原料（例えば、他の成分を含む原料）と混合するだけでも、脱硫効果は向上する。
【００７１】
ソーダ石灰ガラス、ガラスカレット、精錬使用後のスラグ等で、Ｎａ２ＯやＳｉＯ２を主として含む廃材は、Ｎａ２ＯとＳｉＯ２とを含んでいるので、Ｎａ２Ｏが安定していて、本フラックスの素材として好ましい。この廃材を用いる場合には、必要に応じて、Ｎａ２Ｏ又はＳｉＯ２を廃材及びその他の原料に添加し、［ＳｉＯ２］／［Ｎａ２Ｏ］が、０．１〜３の範囲に入るように、組成を調整する。
【００７２】
ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏは、炭酸塩の形態で存在する場合が多いので、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏとしてフラックス中に対応する炭酸塩の粉末を配合してもよい。この場合、高温での分解反応で発生するＣＯ２の質量を予め見込んで各炭酸塩を配合する必要がある。
【００７３】
例えば、本フラックスは、ＣａＯを４３〜７５質量％、Ａｌ２Ｏ３を１７．５〜３８．５質量％、ＳｉＯ２を０．０５〜１５質量％、Ｒ２Ｏを０．５〜５質量％含んでもよい。また、本フラックスは、必要に応じて、ＭｇＯを１０％以下含んでもよい。また、例えば、本フラックスは、ＭｇＯを含まない場合には、Ａｌ２Ｏ３を２０〜３８．５質量％、ＳｉＯ２を０．０５〜１５質量％、Ｒ２Ｏを０．５〜５質量％含み、残部がＣａＯ及び不可避的不純物（外掛け百分率）からなってもよい。また、例えば、本フラックスは、ＭｇＯを含む場合には、Ａｌ２Ｏ３を１７．５〜３８．５質量％、ＳｉＯ２を０．０５〜１５質量％、Ｒ２Ｏを０．５〜５質量％、ＭｇＯを１０質量％以下（好ましくは、１〜１０質量％）含み、残部がＣａＯ及び不可避的不純物（外掛け百分率）からなってもよい。加えて、本フラックスでは、上述のように、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．６〜３．０の範囲であり、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１〜３の範囲である。
【００７４】
本フラックスを用いて溶鋼脱硫を行なえば、脱硫後のスラグからのＦ溶出によって環境問題が生じたり、蒸発したＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏが設備へ多く付着したり、脱硫効率が低下して生産性が阻害されたり、脱硫コストが増加したりすることなく、Ｓ濃度が極めて低い高級鋼を製造することが可能となる。
【００７５】
本フラックスは、転炉工程後の二次精錬工程における溶鋼脱硫、ＬＦ（Ｌａｄｌｅ  Ｆｕｒｎａｃｅ）等の電極加熱方式を用いた取鍋精錬、電気炉還元期における溶鋼脱硫、及び、電気炉出鋼後の炉外精錬等に用いることが可能である。
【００７６】
以下、本発明の第一及び第二の実施形態に係る溶鋼脱硫方法について説明する。第一の実施形態に係る溶鋼脱硫方法では、上記実施形態に係る環境保全溶鋼脱硫フラックスを溶鋼（溶鋼中または溶鋼表面上）に向けて供給する。
【００７７】
脱硫フラックスの溶鋼への添加方法（供給方法）は、特に制限されない。例えば、この添加方法として、溶鋼に浸漬したノズルから溶鋼中にフラックスを吹き込むインジェクション法や、溶鋼表面に上方から塊状のフラックスを添加する方法、ガスとともにフラックスの粉体を吹き付ける方法等が使用できる。なお、脱硫処理時間は３０〜４０分が好ましい。フラックス原単位は、３〜４ｋｇ／ｔ（溶鋼１ｔ当り）が好ましい。また、生石灰等の他の原料を別途溶鋼に向けて供給してもよい。この場合であっても、局所反応（フラックス中のＲ２Ｏの蒸発速度低下、フラックスと溶鋼表面のスラグとの間のスラグ化反応促進、フラックスと溶鋼との間の脱硫反応促進）が重要であるため、上記実施形態の環境保全溶鋼フラックスの効果を十分に得ることができる。
【００７８】
第二の実施形態に係る溶鋼脱硫方法では、上記実施形態に係る環境保全溶鋼脱硫フラックスと同じ組成を有するスラグ（スラグとフラックスとの固液混合物を含む）を形成するように、複数種の酸化物を溶鋼表面に向けて供給する。
【００７９】
上記実施形態に係る環境保全溶鋼脱硫フラックスは、反応容器（各種炉等）の外部から供給され、例えば粉体又は塊状であるが、本実施形態に係る溶鋼脱硫方法では、このフラックスの組成と同じ組成になるように、溶鋼表面にスラグを形成しても良い。
脱硫開始前の溶鋼の表面には、前工程で生じたスラグ（残留スラグ）が多少なりとも存在している場合がある。この場合、反応容器の外部から供給される脱硫フラックスと残留スラグとが混合した状態で脱硫反応が進行するので、溶鋼上のスラグ（脱硫時スラグ）の組成は、反応容器の外部から供給される脱硫フラックスと既存のスラグとが混合した状態であってもよい。
【００８０】
さらに、上記脱硫時スラグの組成は、脱硫開始直後の溶鋼上のスラグの組成のみを意味しない。
【００８１】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏは蒸発し易いので、脱硫開始直後の溶鋼上のスラグの組成が、上記実施形態の環境保全溶鋼脱硫フラックスの組成を満たしていなくてもよい。すなわち、残存スラグの組成が上記実施形態の環境保全溶鋼脱硫フラックスの組成と基本的に異なることに加え、脱硫反応が進行する過程で、Ｒ２Ｏ（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ）が蒸発し、溶鋼表面に存在する脱硫スラグの組成が、上記実施形態の環境保全溶鋼脱硫フラックスの組成に達してもよい。
【００８２】
脱硫反応の速度を考慮すると、少なくとも、脱硫処理時間の前半（脱硫処理時間の１／２の時点）までに、溶鋼表面に存在するスラグの組成が、上記実施形態の環境保全溶鋼脱硫フラックスの組成を満たしているとよい。この場合には、後半の脱硫時間を有効に脱硫反応に利用することができ、脱硫処理時間の後半で溶鋼表面上のスラグを調整した場合に比べてより高い脱硫効果を得ることができる。
【００８３】
第二の実施形態に係る溶鋼脱硫方法では、脱硫フラックスが溶鋼に接した時に、上記実施形態の環境保全溶鋼脱硫フラックスの組成になるように調整されていればよい。例えば、脱硫フラックスの構成成分の一部を他の構成成分と混合することなく、例えば異なる供給機構や供給装置を用いて、この一部の構成成分と他の構成成分とを別に添加（供給）してもよい。即ち、溶鋼上で、上記実施形態の環境保全溶鋼脱硫フラックスの組成に調整されればよく、添加方法（供給方法）は、特定の方法に限られない。
【００８４】
したがって、第二の実施形態に係る溶鋼脱硫方法では、［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が１．６〜３．０の範囲、［ＳｉＯ２］／［Ｒ２Ｏ］が０．１〜３の範囲、［Ｒ２Ｏ］が０．５〜５質量％の範囲、［ＳｉＯ２］が０．０５〜１５質量％の範囲になるように、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏの１種以上のアルカリ金属酸化物と、ＣａＯと、Ａｌ２Ｏ３と、ＳｉＯ２とを含むスラグを溶鋼表面上に形成する。なお、Ｒ２Ｏの一部または全部がＳｉＯ２との化学的結合を有する脱硫フラックスを使用してもよい。ここで、溶鋼表面上に形成するスラグの組成は、上記実施形態の環境保全溶鋼脱硫フラックスの組成と重複するため、重複部分については記載を省略する。
なお、第二の実施形態に係る溶鋼脱硫方法よりも第一の実施形態に係る溶鋼脱硫方法がＲ２Ｏの蒸発をより抑制することができる。
【実施例】
【００８５】
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。【００８６】
（実施例）
４００ｔ容量の転炉を用いて溶製した溶鋼を、ＲＨ真空脱ガス装置で脱硫した。脱硫後、溶鋼から試料を採取し、この試料（溶鋼）中のＳ濃度を分析した。実機試験に用いた溶鋼の成分組成を表２に示す。実機試験の条件は、次の通りである。
脱硫工程：ＲＨ真空脱ガス装置、取鍋容量：４００ｔ、溶鋼温度：１６２０℃
脱硫方法：インジェクション・ランスによる粉体の溶鋼中への吹込み、又は、ランスによる粉体の溶鋼表面への吹付け
脱硫時間：３５分
フラックス原単位（溶鋼１ｔ当り）：３．５ｋｇ／ｔ【００８７】
【表２】
2012133795.tif 000004
【００８８】
実機試験の水準を表３に示す。【００８９】
【表３】
2012133795.tif 000005
【００９０】
表３の備考欄を説明すると、以下の通りである。
混合粉：各酸化物粉体を混合したフラックス。
一部溶融品：Ｒ２ＯとＳｉＯ２との混合粉を予め溶融し、冷却、粉砕した後、得られたこのプリメルト粉を他の成分の粉体と混合したフラックス。
一部焼結品：Ｒ２ＯとＳｉＯ２との混合粉を予め焼結し、冷却、粉砕した後、得られたこの焼結粉を他の成分の粉体と混合したフラックス。
ソーダ石灰ガラス使用：ソーダ石灰ガラスを粉砕して得られたガラス粉に各酸化物粉体を混合したフラックス。
ガラスカレット使用：ガラスカレットを粉砕して得られたガラス粉に各酸化物粉体を混合したフラックス。【００９１】
実機試験の結果を表４に示す。脱硫率の定義は、（（脱硫前のＳ濃度−脱硫後のＳ濃度）／脱硫前のＳ濃度）×１００である。【００９２】
【表４】
2012133795.tif 000006
【００９３】
【表５】
2012133795.tif 000007
【００９４】
水準１〜１０は、本発明の条件を満たす実施例である。これら実施例では、Ｓ濃度が十分に下がり、８２％以上の高い脱硫率が得られている。また、排気ダクト内にＮａ系化合物、Ｋ系化合物、及び、Ｌｉ系化合物が付着しておらず、脱硫後のスラグ中の［Ｎａ２Ｏ］、［Ｋ２Ｏ］、及び、［Ｌｉ２Ｏ］が２質量％以下であった。そのため、水準１〜１０の条件では、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏ（Ｒ２Ｏ）を効率よく使用することができ、脱硫後のスラグを種々の用途に十分使用できる。【００９５】
なお、水準６、８、及び、１０では、脱硫フラックス中に既存のスラグを混合しているため、脱硫フラックスの組成は、スラグを混合した後の組成である。また、水準１０は、脱硫反応の進行過程で、脱硫時のスラグの組成が表３に示される組成に至っており、このスラグの組成は、脱硫後半（脱硫処理時間の２０分／３５分）の組成である。加えて、この水準１０では、表３に示される組成を有するフラックスを使用した場合も、同様の脱硫率（８４％）が得られた。
ここで、水準４及び１４で使用したソーダ石灰ガラス、水準６、８及び１０で使用したスラグ（転炉スラグ）、水準１０及び１７で使用したガラスカレットの成分組成を表５に示している。【００９６】
水準１１〜２２は、本発明の条件を満足しない比較例である。これら比較例のうち、最大の脱硫率は、ＣａＦ２を使用した水準２２で得られた８０％であり、他の水準は、６８〜７８％と低い脱硫率であった。【００９７】
水準１１では、Ｎａ２Ｏの量が多すぎ、水準１２では、Ｋ２Ｏの量が多すぎ、水準１３では、Ｌｉ２Ｏの量が多すぎた。そのため、これら水準１１〜１３では、脱硫率が低く、かつ、蒸発による設備へのＲ２Ｏの付着量も多かった。また、脱硫後のスラグ中にＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏが多く含まれ、スラグの再利用ができなかった。【００９８】
水準１４では、濃度比［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が低すぎ、水準１５では、濃度比［ＳｉＯ２］／［Ｋ２Ｏ］が高すぎたため、これら水準１４及び１５では、脱硫率が低かった。水準１６では、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏとの合計量が少なく、また、水準１７では、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏの合計量が多すぎたため、これら水準１６及び１７では、目標の脱硫率８２％以上を達成していなかった。【００９９】
水準１８では、ＭｇＯの量が多いことに加えＳｉＯ２の量が少なく、水準１９では、ＳｉＯ２の量が多く、水準２０では、濃度比［ＣａＯ］／［Ａｌ２Ｏ３］が高すぎた。そのため、これら水準１８〜２０では、目標の脱硫率８２％以上を達成していなかった。また、水準２１では、フラックスがＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、及び、Ｌｉ２Ｏのいずれをも含んでいないため、目標の脱硫率８２％以上を達成していなかった。【０１００】
水準２２では、フラックスがＣａＦ２を含有しているので、比較例の中では、比較的高い脱硫率が得られていたが、脱硫率が８２％を超えていなかった。さらに、この水準２２では、脱硫後のスラグは、Ｆ濃度が高く、再利用できなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
前述したように、本発明によれば、脱硫後のスラグからのＦ溶出、Ｎａ２ＯやＫ２Ｏの蒸発による設備への付着、脱硫効率低下による生産性阻害、脱硫のコストアップや、Ｎａ２ＯやＫ２Ｏを多く含む脱硫後のスラグが環境に与える悪影響といった問題が生じることなく、Ｓ量が極めて少量の高級鋼を製造することが可能である。よって、本発明は、鉄鋼産業の製鋼技術において利用可能性が高い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2012133795.tif 000013
2012133795.tif 000014
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