(57)【要約】【課題】通電加熱を伴う取鍋精錬においてスラグの温度低下及び凝固を抑制して、各種精錬反応速度をより確実に向上させること。【解決手段】本発明は、取鍋内の溶鋼表面にスラグ層を形成し、電極を前記スラグ層に浸漬させて通電する溶鋼の取鍋精錬方法に関するものであり、前記スラグ層に浸漬される前記電極は、２本又は３本であり、溶鋼表面における取鍋内径をＤｓ［ｍ］とし、前記溶鋼表面を前記取鍋の上方から見たときに、前記２本もしくは３本の電極、又は、前記２本もしくは３本の電極の前記溶鋼表面への投影位置に外接し、かつ、直径が最小となる円である電極外接円の直径をＤ［ｍ］としたときに、前記取鍋内径に対する前記電極外接円の直径の比（Ｄｓ／Ｄ）が、以下の式（１）を満足する。    １．８  ≦  Ｄｓ／Ｄ  ≦３．５  ・・・式（１）【選択図】図２Ｂ
2020066776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取鍋内の溶鋼表面にスラグ層を形成し、電極を前記スラグ層に浸漬させて通電する溶鋼の取鍋精錬方法において、
前記スラグ層に浸漬される前記電極は、２本又は３本であり、
溶鋼表面における取鍋内径をＤｓ［ｍ］とし、前記溶鋼表面を前記取鍋の上方から見たときに、前記溶鋼表面での前記２本もしくは３本の電極の位置、又は、前記２本もしくは３本の電極の前記溶鋼表面への投影位置に外接し、かつ、直径が最小となる円である電極外接円の直径をＤ［ｍ］としたときに、前記取鍋内径に対する前記電極外接円の直径の比（Ｄｓ／Ｄ）が、以下の式（１）を満足する、溶鋼の取鍋精錬方法。
１．８  ≦  Ｄｓ／Ｄ  ≦３．５  ・・・式（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶鋼の取鍋精錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼材料の製造時、転炉で脱炭した溶鋼は、用途に応じて二次精錬される。かかる二次精錬では、製造する製品の規格に応じて、合金添加、昇温、還元、不純物元素の除去が行われる。
【０００３】
上記のような二次精錬の方法の一つに、溶鋼表面上に存在するスラグ層中に通電電極を浸漬させて通電加熱する方法がある。このような通電加熱を伴う二次精錬方法では、通電しながらスラグを加熱溶融することで、溶鋼とスラグとの間で精錬反応がより一層生じやすくなる。
【０００４】
ここで、取鍋中のスラグは、取鍋の内壁面に近づくほど温度が低下して凝固しやすくなり、精錬反応速度が低下する場合がある。精錬反応速度を向上させるための方策として、スラグの凝固抑制、又は、スラグ−溶鋼間の強攪拌が挙げられるが、従来、スラグ−溶鋼間の強攪拌に関する技術が各種提案されている。
【０００５】
例えば、以下の特許文献１には、ポーラスプラグを取鍋底部に複数配置し、かつ、かかる複数のポーラスプラグを、取鍋底部の一部に偏在させるようにし、複数のポーラスプラグから、同一流量の不活性ガスを溶鋼中に吹き込む技術が提案されている。
【０００６】
また、以下の特許文献２には、取鍋の底部に２つの底吹き用プラグを配置し、かつ、スラグ組成を所定の値とすることで、介在物を浮上除去し、高清浄鋼を製造する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−  ４０４１１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４２１８１号公報
【特許文献３】特開２０１０−  １７７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に開示されている技術を用いることで、スラグと溶鋼との間の攪拌が強化され、スラグ内、及び、溶鋼内の混合拡散速度が大きくなるという観点では、精錬反応速度は向上するものと考えられる。しかしながら、本発明者らが上記特許文献１について鋭意検討した結果、スラグの凝固、又は、スラグの凝固に至らないまでも、スラグの温度低下、及び、温度低下に伴うスラグの精錬への寄与の低下が生じることが懸念された。また、上記特許文献２に開示されている技術を用いた場合であっても、上記特許文献１と同様に、スラグの凝固、又は、スラグの凝固に至らないまでも、スラグの温度低下、及び、温度低下に伴うスラグの精錬への寄与の低下が生じることが懸念された。そこで、本願出願人らは、精錬反応速度の向上を、上記のようなスラグ−溶鋼間の強攪拌とは異なる観点である、スラグの凝固抑制という観点から実現すべく、鋭意検討を行った。
【０００９】
ここで、上記のように、取鍋中のスラグは、取鍋の内壁面に近づくほど温度が低下して凝固しやすくなるため、スラグの凝固抑制を実現するためには、一見、取鍋の内壁近傍に位置するスラグの温度をより高温にすればよいかのように思われる。そのためには、スラグに浸漬される電極の位置を、取鍋の内壁面側に近づけてやればよい。しかしながら、上記特許文献３にも開示されているように、「三相電極による電極加熱を実施する場合は、電極に近い耐火物ほど高温により溶損し易くなっている」（上記特許文献３：［００１３］段落）ため、電極を取鍋内壁面側に近づけることは実施されておらず、単に、電極を取鍋の内壁面側に近づけさえすればよいというわけではない旨を知見した。また、本発明者らは、仮に、電極を取鍋の内壁面側に近づけたとしても、場合によっては、取鍋の何れかの領域でスラグの温度低下が生じうることを知見した。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、通電加熱を伴う取鍋精錬においてスラグの温度低下及び凝固を抑制して、各種精錬反応速度をより確実に向上させることが可能な、溶鋼の取鍋精錬方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、取鍋内に存在するスラグに対して電極を浸漬し、通電加熱によりスラグの溶融を促進させるとともに、電極からの輻射熱により取鍋壁面を加熱することで、スラグの凝固を抑制するに際して、以下の点について検討すべきであるとの知見を得るに至った。すなわち、電極によりスラグが加熱される領域である電極加熱領域にて効率良くスラグを加熱溶融させつつ、電極からの輻射熱を取鍋壁面に伝達させてスラグの凝固を抑制するためには、取鍋の内径と、電極の浸漬位置と、の関係を適切に設定することが重要であるとの知見を得るに至った。そこで、本発明者らは、上記知見に基づき更なる検討を行った結果、本発明を完成するに至った。
かかる検討結果に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
【００１２】
［１］取鍋内の溶鋼表面にスラグ層を形成し、電極を前記スラグ層に浸漬させて通電する溶鋼の取鍋精錬方法において、前記スラグ層に浸漬される前記電極は、２本又は３本であり、溶鋼表面における取鍋内径をＤｓ［ｍ］とし、前記溶鋼表面を前記取鍋の上方から見たときに、前記溶鋼表面での前記２本もしくは３本の電極の位置、又は、前記２本もしくは３本の電極の前記溶鋼表面への投影位置に外接し、かつ、直径が最小となる円である電極外接円の直径をＤ［ｍ］としたときに、前記取鍋内径に対する前記電極外接円の直径の比（Ｄｓ／Ｄ）が、以下の式（１）を満足する、溶鋼の取鍋精錬方法。
１．８  ≦  Ｄｓ／Ｄ  ≦３．５  ・・・式（１）
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、通電加熱を伴う取鍋精錬において、スラグの温度低下及び凝固を抑制して、各種精錬反応速度をより確実に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る取鍋精錬設備を取鍋の深さ方向に切断した際の断面を模式的に示した断面図である。
【図２Ａ】同実施形態に係る取鍋精錬設備を取鍋の深さ方向に切断した際の断面を模式的に示した断面図である。
【図２Ｂ】同実施形態に係る取鍋精錬設備を溶鋼高さＨの位置で水平方向に切断した際の断面を模式的に示した断面図である。
【図３】同実施形態に係る取鍋精錬方法を説明するための説明図である。
【図４】同実施形態に係る取鍋精錬方法を説明するための説明図である。
【図５】同実施形態に係る取鍋精錬方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
（溶鋼の取鍋精錬方法について）
以下に、本発明の実施形態に係る溶鋼の取鍋精錬方法について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２Ａは、本実施形態に係る取鍋精錬設備を取鍋の深さ方向に切断した際の断面を模式的に示した断面図である。図２Ｂは、本実施形態に係る取鍋精錬設備を溶鋼高さＨの位置で水平方向に切断した際の断面を模式的に示した断面図である。図３〜図５は、本実施形態に係る取鍋精錬方法を説明するための説明図である。
【００１７】
＜取鍋精錬設備について＞
まず、図１〜図２Ｂを参照しながら、本実施形態に係る溶鋼の取鍋精錬方法（以下、単に、「取鍋精錬方法」ともいう。）に用いられる取鍋精錬設備について説明する。なお、以下では、便宜的に、図１〜図２Ｂに示した座標系を用いて説明を行うものとする。
【００１８】
本実施形態に係る取鍋精錬方法で用いられる取鍋精錬設備は、図１に模式的に示したように、所定の容量の取鍋１０を少なくとも有している。かかる取鍋１０の大きさ（容量）については、特に限定されるものではなく、公知の各種の取鍋を用いることが可能である。また、本実施形態では、例えば図１に示したように、取鍋１０の形状を模式化して示しているが、取鍋の詳細な構造についても、特に限定されるものではない。例えば、本実施形態に係る取鍋精錬方法に用いられる取鍋１０は、二次精錬が終了した後の溶鋼を外部に取り出すための溶鋼取り出し口を有していてもよいし、取鍋１０の底面に、取鍋１０の内部に保持される溶鋼中に所定の不活性ガスを吹き込むためのガス吹き込みプラグ（図示せず。）を有していてもよい。すなわち、本実施形態に係る取鍋精錬方法が適用される取鍋は、特に限定されるものではなく、既設の各種の取鍋をそのまま用いてもよいし、新たに設置するものであってもよい。
【００１９】
かかる取鍋１０の内部には、溶鋼１１が保持されており、溶鋼１１の表面（ｚ軸正方向側の表面）には、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＦｅＯなどを含むスラグ層１３が浮いた状態で存在している。スラグ層１３の厚みは、例えば、５０〜２５０ｍｍ程度である。なお、スラグ層１３には、取鍋精錬工程で添加される各種のフラックス（造滓剤）が存在していてもよい。かかるスラグ層１３は、フラックス層と呼ばれることもある。
【００２０】
ここで、本実施形態において、図１に模式的に示したように、取鍋１０の底面の位置を便宜的にｚ軸方向の原点（ｚ＝０）の位置とする。また、溶鋼１１の高さＨは、図１に模式的に示したように、溶鋼１１及びスラグ層１３を取鍋１０の内部に出鋼して静置した後における、溶鋼１１の表面の位置とする。
【００２１】
また、用いる取鍋１０の底面（ｚ＝０）の位置における取鍋１０の半径を、Ｒ［ｍ］と表すこととし、溶鋼表面（ｚ＝Ｈ）における取鍋１０の内径を、Ｄｓ［ｍ］と表すこととする。
【００２２】
取鍋１０内に保持された溶鋼１１に対して、本実施形態に係る取鍋精錬方法を適用する場合、２本又は３本の電極が、スラグ層１３の内部に浸漬される。図２Ａ及び図２Ｂでは、３本の電極２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ（以下、まとめて「電極２０」ということがある。）がスラグ層１３の内部に浸漬されている場合を図示しているが、図２Ａ及び図２Ｂにおいて、電極の本数は、２本であってもよい。
【００２３】
本実施形態に係る取鍋精錬方法に用いられる電極２０は、特に限定されるものではなく、公知の各種の素材を用いた電極を用いることが可能であるが、炭素製の電極（カーボン電極）を用いることが簡便である。また、電極２０の形状や大きさについても、特に限定されるものではなく、公知の各種の電極を適宜利用することが可能である。
【００２４】
ただし、電極２０のスラグ層１３への浸漬深さは、溶鋼１１に接触しないような深さであることが好ましい。特に電極２０にカーボン電極を用いる場合に、電極２０が溶鋼１１に接触してしまうと、溶鋼１１が有している熱により、カーボン電極が溶解してしまう可能性がある。カーボン電極が溶解すると、溶鋼１１中に溶解した炭素が混入して、溶鋼１１の炭素含有量が変化してしまう可能性がある。また、その他の素材を用いた電極を用いる場合であっても、電極が溶鋼１１に接触してしまうと、電極の溶解が発生する可能性がある。そのため、溶鋼１１に接触しないような深さまで電極２０を浸漬させることで、溶鋼１１への不純物の混入を防止することが可能となる。
【００２５】
スラグ層１３中に浸漬された電極２０に対し、図２Ａに示したように電源を設置して、電極２０に所定の電力を投入することで、電極２０の先端部と溶鋼１１との間でアークプラズマが発生し、更に、溶鋼１１を介して、発生したアークプラズマ間が通電される。かかるアークプラズマ及び通電によって発生する熱により、スラグが加熱及び溶融され、溶鋼１１とスラグ層１３との間で各種の精錬反応が進行するようになる。
【００２６】
なお、上記のように、電極２０と溶鋼１１との間に発生するアークプラズマを用いて、スラグの加熱及び溶融が実現されることから、電極２０は、電極２０の先端部で発生したアークプラズマが溶鋼１１に到達可能な深さまで、スラグ層１３中に浸漬されることが好ましい。
【００２７】
＜取鍋精錬方法の詳細について＞
次に、図２Ａ〜図５を参照しながら、本実施形態に係る取鍋精錬方法について、詳細に説明する。
【００２８】
本実施形態に係る取鍋精錬方法では、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、取鍋１０内に存在するスラグ層１３に対して、２本又は３本の電極２０が浸漬される。なお、以下では、スラグ層１３に対して、３本の電極２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが浸漬される場合を例に挙げて、説明を行うものとする。
【００２９】
本実施形態に係る取鍋精錬方法では、例えば図２Ｂに模式的に示したように、２本又は３本の電極２０の浸漬位置に基づき規定される電極外接円２５に着目する。この電極外接円２５は、溶鋼１１の表面（ｚ＝Ｈの面）を取鍋１０の上方（ｚ軸方向正方向側）から見たときに、溶鋼１１の表面での２本もしくは３本の電極２０の位置、又は、かかる２本もしくは３本の電極２０の溶鋼１１の表面への投影位置に外接し、かつ、直径が最小となる円である。
【００３０】
本実施形態に係る取鍋精錬方法において、溶鋼１１の表面における電極外接円２５の中心は、取鍋底部での取鍋の半径をＲ［ｍ］としたときに、溶鋼１１の表面における取鍋１０の中心位置（図２Ｂにおける点Ａ）から０．１×Ｒまでの領域内に位置することが好ましく、通常は、この要件に基づいて電極と取鍋の位置関係が設定されている。電極外接円２５の中心が上記の領域内に位置することで、取鍋１０内に存在するスラグ層１３を、伝熱の偏りが生じることを抑制しながら、より均等に加熱することが可能となる。
【００３１】
また、電極外接円２５内における各電極２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの位置については、特に限定されるものではないが、電極外接円２５の中心に対して、なるべく均等に配置されていることが好ましい。
【００３２】
本発明者らは、先だって言及したような知見に基づき、電極外接円２５の最小直径Ｄと、溶鋼１１の表面（ｚ＝Ｈの位置）における取鍋１０の内径Ｄｓと、が満たすべき関係について、通常用いられる取鍋の内径の範囲内の様々な内径Ｄｓ（Ｄｓ：２．５〜４．７ｍ）を有する取鍋１０に着目した。その上で、溶鋼単位量あたりの電極２０への投入電力及び通電時間を、一般的な取鍋精錬工程を考慮して、それぞれ、０．５〜２．０ｋＷ／ｔ、３〜６０分とし、鋭意検討を行った。その結果、取鍋内径Ｄｓに対する電極外接円Ｄの直径の比（Ｄｓ／Ｄ）が、以下の式（１０１）を満足する場合に、電極によりスラグが加熱される領域である電極加熱領域にて効率良くスラグを加熱溶融させつつ、電極からの輻射熱を取鍋壁面に伝達させてスラグの凝固を抑制することが可能となるとの知見を得るに至った。
【００３３】
１．８  ≦  Ｄｓ／Ｄ  ≦３．５  ・・・式（１０１）
【００３４】
スラグ層１３に浸漬された電極２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに電力が投入されると、図３に模式的に示したように、電極外接円２５の内側の領域が電極加熱領域Ｒ１となる。比率（Ｄｓ／Ｄ）が、上記式（１０１）を満足することで、かかる電極加熱領域Ｒ１の大きさが、取鍋１０の内径Ｄｓに対して適切な大きさとなり、電極加熱領域Ｒ１の内側に存在するスラグが効率良く加熱溶融される。加えて、各電極２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからの輻射熱が、取鍋１０の内壁まで確実に伝播して、取鍋１０の内壁近傍の領域（図３における領域Ｒ２）のスラグを加熱して、スラグの温度低下及び凝固を抑制することが可能となる。その結果、溶鋼とスラグとの間で精錬反応がより一層生じやすくなり、各種精錬反応速度をより確実に向上させることが可能となる。
【００３５】
ここで、比率（Ｄｓ／Ｄ）が、３．５を超える場合には、図４に模式的に示したように、溶鋼表面（ｚ＝Ｈの位置）における取鍋１０の内径Ｄｓに対して、電極外接円２５の直径Ｄが相対的に小さくなりすぎる。その結果、電極加熱領域Ｒ１の範囲が狭くなり、かかる電極加熱領域Ｒ１内に存在するスラグの割合が減少してしまう。その結果、通電加熱により加熱されるスラグの量が減少し、スラグ全体を適切に加熱することができない。また、電極２０と取鍋の内壁面との間の距離が大きくなるため、電極からの輻射熱が取鍋の内壁面まで伝播しにくくなり、取鍋の内壁面近傍の領域Ｒ３のスラグの温度が低下して、スラグの凝固を抑制することができない。
【００３６】
なお、上記特許文献２には、取鍋内径＝２８５８ｍｍであり、電極ＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）＝３５０ｍｍとの記載がある。ここで、かかる数値を用いるとともに、汎用される電極直径３２０〜３５０ｍｍを考慮して、本実施形態に係る取鍋精錬方法で着目している比率（Ｄｓ／Ｄ）を計算してみると、４．１以上となる。かかる数値からも、先だって言及したように、取鍋壁面の耐火物の溶損を抑制するために、電極を取鍋内壁面側に近づけることが実施されてこなかったことがわかる。
【００３７】
また、比率（Ｄｓ／Ｄ）が、１．８未満となる場合には、図５に模式的に示したように、溶鋼表面（ｚ＝Ｈの位置）における取鍋１０の内径Ｄｓに対して、電極外接円２５の直径Ｄが相対的に大きくなりすぎる。その結果、電極加熱領域Ｒ１の範囲が広くなり、電極２０間でのスラグの加熱に関して温度偏差が顕著となって、図５に模式的に示したように、電極と電極との間の領域（図５に模式的に示した領域Ｒ４）で、スラグの温度低下や凝固が進行する場合がある。
【００３８】
なお、スラグが低温となった部分、及び、スラグが凝固した部分は、適切な状態となっているスラグと比較して黒色が強いため、目視により、かかる部分が存在しているか否かを、容易に判断することができる。
【００３９】
電極加熱領域における効率の良いスラグの加熱、及び、取鍋内壁面近傍の領域におけるスラグの凝固の抑制を、より確実に実現するために、上記比率（Ｄｓ／Ｄ）は、２．０以上であることが好ましく、２．１以上であることがより好ましい。また、電極加熱領域における効率の良いスラグの加熱、及び、取鍋内壁面近傍の領域におけるスラグの凝固の抑制を、より確実に実現するために、上記比率（Ｄｓ／Ｄ）は、３．２以下であることが好ましく、３．０以下であることがより好ましい。
【００４０】
ここで、溶鋼１１の表面における取鍋内径は、溶鋼１１及びスラグ層１３を取鍋１０の内部に出鋼して静置した後において、取鍋１０の内径を実際に計測することで、特定することができる。また、電極外接円３５の直径は、電極３０の幾何学的な配置状態から特定することが可能である。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態に係る溶鋼の取鍋精錬方法に則して、電極外接円と取鍋内径との比率を適切に調整することで、取鍋内の溶鋼表面の全体にわたってスラグの温度低下及び凝固を抑制することが可能となり、精錬反応速度を向上させることができる。
【００４２】
また、本実施形態に係る取鍋精錬方法は、スラグの凝固を抑制するという観点から精錬反応速度の向上を実現するものであるため、スラグ−溶鋼間を強攪拌するという観点から精錬反応速度の向上を図る、公知の各種の取鍋精錬方法を併用することが可能である。本実施形態に係る取鍋精錬方法と、スラグ−溶鋼間の強攪拌による取鍋精錬方法と、を併用することで、各取鍋精錬方法による効果をそれぞれ享受することが可能となる。そのため、取鍋底部からの不活性ガスの吹き込み条件（例えば、不活性ガスの吹き込み位置、吹き込み位置の個数、ガス流量等）を適切に制御することで、種々のスラグ溶融促進効果、及び、スラグを用いた精錬効果を更に得ることが可能となる。
【００４３】
以上、本実施形態に係る溶鋼の取鍋精錬方法について、詳細に説明した。
【実施例】
【００４４】
以下では、本発明例及び比較例を示しながら、本発明に係る溶鋼の取鍋精錬方法について、具体的に説明する。なお、以下に示す本発明例は、本発明に係る溶鋼の取鍋精錬方法のあくまでも一例にすぎず、本発明に係る溶鋼の取鍋精錬方法が下記に示す例に限定されるものではない。
【００４５】
まず、転炉で脱炭処理を行った８０〜９０ｔの溶鋼を、取鍋内に出鋼した。このとき、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＦｅＯなどからなる溶融した転炉スラグを約１トン、取鍋内に流出させた。なお、溶鋼表面の位置における取鍋内径（Ｄｓ）は、２．８ｍであった。その後、取鍋ごと通電加熱処理を行う処理位置に移送した。
【００４６】
取鍋を通電加熱処理を行う処理位置へと移送した後、取鍋に容器蓋を取り付け、直径が３２０ｍｍである通電用の電極３本を、図２Ｂに模式的に示したような位置関係となるように、溶鋼表面上のスラグ層中に下降して、通電による加熱処理を開始した。ここで、かかる加熱処理に際して、溶鋼単位量あたりの投入電力は、１．０〜１．１ｋＷ／ｔとし、通電時間は、５分間とした。また、取鍋底部からの不活性ガスの吹き込みは、実施しなかった。また、比較として、別途、通電を行わなかった場合についても実施した。
【００４７】
なお、本実施例において、取鍋底部での取鍋の半径Ｒ［ｍ］は、１．２であり、溶鋼１１の表面における電極外接円２５の中心は、溶鋼１１の表面における取鍋１０の中心位置（図２Ｂにおける点Ａ）から０〜０．１×Ｒ［ｍ］の領域内に位置している。
【００４８】
５分間の通電後に、目視により、スラグ温度が低温となっている部分（低温部分）の有無を確認した。
【００４９】
目視の結果低温部分が存在した実施例では、かかる低温部分は、主として電極間、又は、取鍋壁面近傍に存在した。そこで、かかる低温部分において、以下の要領で溶融スラグの厚みを計測した。まず、鉄製の細棒を溶鋼まで浸漬させ、細棒の溶鋼浸漬部が溶解した後に細棒を引き上げ、細棒に付着した溶融スラグの長さをもとに、溶融スラグ厚みを決定した。この際、かかる細棒を３本準備し、同一の箇所に合計３回浸漬させた。計測した３回の溶融スラグの厚みの平均値を算出して、「平均溶融スラグ厚み」とした。
【００５０】
一方、目視の結果低温部分が確認できなかった実施例では、電極間と取鍋壁面近傍において、溶融スラグの厚みの計測を、合計３回実施した。計測方法の詳細は、低温部分が存在した場合と同様である。
【００５１】
実施例毎に、転炉スラグが溶融したと仮定して溶融スラグの厚みを算出し、「換算全スラグ厚み」とした。計測した平均溶融スラグ厚みを換算全スラグ厚みで割って％表示し、溶融状態の指標（以下、「溶融スラグ指標（％）」と呼ぶ。）とした。下記表１に示す本発明例及び比較例について、上記の溶融スラグ指標を用いて評価した。なお、表中の下線を引いたパラメータは、本発明の範囲から外れていることを示している。
【００５２】
本実施例では、上記溶融スラグ指標が９５％以上の場合に「Ａ」と評価し、９０％以上９５％未満の場合に「Ｂ」と評価し、９０％未満の場合を「Ｃ」と評価した。なお、比較例のうち、最も溶融スラグ指標が高かったのは、比較例５であり、溶融スラグ指標＝８９％であった。そこで、スラグの溶融厚さが厚い比較例５よりも溶融が促進できた条件を合格とする前提で、上記の閾値（９０％）を決定した。
【００５３】
【表１】
2020066776.tif 000003
【００５４】
上記表１に示したように、試験条件が本発明の範囲内である、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の溶融スラグ指標の評価は、「Ｂ」であった。特に、ＤＳ／Ｄが２．０又は３．２であったＮｏ．３、Ｎｏ．４の溶融スラグ指標の評価は、「Ａ」であった。
【００５５】
一方、試験条件が本発明の範囲外であるＮｏ．５〜Ｎｏ．７の溶融スラグ指標の評価は、「Ｃ」であった。以下は、Ｎｏ．５〜Ｎｏ．７のそれぞれの条件において、溶融スラグ指標の評価が「Ｃ」となった理由である。
【００５６】
Ｎｏ．５の比較例は、ＤＳ／Ｄが１．６と小さく、通電加熱される領域（電極加熱領域Ｒ１）が大きいため、図５に模式的に示したように、電極間でのスラグ加熱の温度偏差が顕著となり、スラグの凝固が進行した。
【００５７】
Ｎｏ．６の比較例は、ＤＳ／Ｄが３．７と大きく、通電加熱される領域（電極加熱領域Ｒ１）が小さいため、図４に模式的に示したように、かかる電極加熱領域Ｒ１に存在するスラグの割合が減少し、加熱されるスラグ量が減少してしまうことを招いた。更に、電極と取鍋壁面との距離が離れることで、電極の輻射熱が取鍋壁面まで伝播しにくくなり、取鍋壁面近傍の温度が低下した。その結果、本比較例では、スラグの凝固が抑制できなかった。
【００５８】
Ｎｏ．７の比較例は、通電加熱を実施しておらず、スラグの凝固が進行した。
【００５９】
なお、上記実施例は、取鍋内径Ｄｓが２．８ｍとなる取鍋を用いて検討した結果である。この知見に基づけば、取鍋内径Ｄｓが２．５〜３．０ｍとなる取鍋を用いる場合であっても、本実施例と同様の傾向が得られるものと考えられる。
【００６０】
また、取鍋内径Ｄｓが４．７ｍ（取鍋内径の拡大に伴い、溶鋼量は３５０トンに増加させて検討した。）においても、本実施例と同様の傾向が得られた。そのため、本発明は、少なくとも、取鍋内径Ｄｓが２．５〜４．７ｍの範囲では効果が得られるものと考えられる。
【００６１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、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得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６２】
１０    取鍋
１１    溶鋼
１３    スラグ層
２０    電極
２５    電極外接円
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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