(57)【要約】【課題】精錬炉を用いて、脱燐、中間排滓、及び、脱炭の一連の工程からなる精錬工程において、脱燐工程において脱燐率を高めるとともに、中間排滓時において排滓率を高め、中間排滓後の精錬炉系内（溶銑とスラグ）のＰ量を極力低減する。【解決手段】精錬炉を用い、溶銑を、脱燐、中間排滓、及び、脱炭の一連の処理で精錬する精錬方法において、脱燐処理の際、固体酸素源を上方からスラグに添加することを特徴とする溶銑の精錬方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
精錬炉を用い、溶銑を、脱燐、中間排滓、及び、脱炭の一連の処理で精錬する精錬方法において、脱燐処理の際、粉粒状の固体酸素源を上方からスラグに添加することを特徴とする溶銑の精錬方法。
【請求項２】
前記精錬炉が上底吹き転炉であることを特徴とする請求項１に記載の溶銑の精錬方法。
【請求項３】
前記溶銑が別の精錬容器で予備脱燐した溶銑であることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶銑の精錬方法。
【請求項４】
前記固体酸素源が、ＣａＯを５質量％以上含有し、［ＣａＯ％］／［ＳｉＯ2％］が２．０以下の固体酸素源であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶銑の精錬方法。
【請求項５】
前記固体酸素源を、酸素量換算で４．０ｋｇ／t-pig以上添加することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の溶銑の精錬方法。
【請求項６】
前記固体酸素源が篩下５ｍｍ以下の粉粒状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の溶銑の精錬方法。
【請求項７】
前記固体酸素源が焼結鉱粉であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の溶銑の精錬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑の精錬方法、特に、溶銑のＰ量を極力低減し得る精錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多様な用途に応える高品質な鋼を製造するため、溶銑中の不純物を極力低減する予備処理技術及び／又は精錬技術が数多く提案されている（例えば、特許文献１〜７、参照）。
【０００３】
溶銑からＰを除去する場合、温度が低いほど効率的に除去できるので、通常、精錬工程に先行する溶銑予備処理工程で、予備的な脱燐処理を施し、次いで、転炉による精錬工程で、脱燐処理を施している。
【０００４】
溶銑のＰ量を極力低減する精錬方法として、特許文献２には、脱燐処理の終了後、一旦、精錬を中断し、脱燐処理で生成したスラグを排滓し（中間排滓）、新たに造滓材を添加してスラグを形成して、次の脱炭処理を連続的に行なう方法が提案されている。特許文献２の方法によれば、最終的に、溶銑のＰ量を０．０１５％以下まで低減できるが、近年、鋼の品質に対する要求は従来以上に厳しく、これに応える精錬技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−０２６８４２号公報
【特許文献２】特開平０７−０１８３１８号公報
【特許文献３】特開平０９−９５９７０９号公報
【特許文献４】特開２００１−２３４２２１号公報
【特許文献５】特開２００５−０９２１５８号公報
【特許文献６】特開２００８−１３８２８１号公報
【特許文献７】特開２０１１−０３８１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、鋼の品質に対する上記要求に鑑み、溶銑予備処理の後、精錬炉を用いて、脱燐、中間排滓、及び、脱炭の一連の工程からなる精錬工程において、脱燐工程において脱燐率を高めるとともに、中間排滓時において排滓率を高め、中間排滓後の精錬炉系内（溶銑とスラグ）のＰ量を極力低減し、最終的に、所要レベルの低Ｐ量の溶鋼を製造することを課題とし、該課題を解決する精錬方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意検討した。その結果、脱燐処理の際、スラグに固体酸素源を上方から添加すると、スラグ中のＴ．Ｆｅ（ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3等）量が増加して、(x)スラグの液相率が上昇して、スラグ−溶銑間での反応が進行し、脱燐率が向上するとともに、(y)炭酸ガスが多量に発生して、スラグがフォーミング状態となり、中間排滓時の排滓率が向上することを見いだした。
【０００８】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【０００９】
（１）精錬炉を用い、溶銑を、脱燐、中間排滓、及び、脱炭の一連の処理で精錬する精錬方法において、脱燐処理の際、粉粒状の固体酸素源を上方からスラグに添加することを特徴とする溶銑の精錬方法。
【００１０】
（２）前記精錬炉が上底吹き転炉であることを特徴とする前記（１）に記載の溶銑の精錬方法。
【００１１】
（３）前記溶銑が別の精錬容器で予備脱燐した溶銑であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の溶銑の精錬方法。
【００１２】
（４）前記固体酸素源が、ＣａＯを５質量％以上含有し、［ＣａＯ％］／［ＳｉＯ2％］が２．０以下の固体酸素源であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の溶銑の精錬方法。
【００１３】
（５）前記固体酸素源を、酸素量換算で４．０ｋｇ／t-pig以上添加することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の溶銑の精錬方法。
【００１４】
（６）前記固体酸素源が篩下５ｍｍ以下の粉粒状であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の溶銑の精錬方法。
【００１５】
（７）前記固体酸素源が焼結鉱粉であることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の溶銑の精錬方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、脱燐工程での脱燐率が向上するとともに、中間排滓時の排滓率が向上するので、最終的に、所要レベルの低Ｐ量の溶鋼を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一連の精錬工程を示す図である。
【図２】スラグのＦｅＯ量とスラグの見掛け密度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の溶銑の精錬方法（以下「本発明精錬方法」ということがある。）は、精錬炉を用い、溶銑を、脱燐、中間排滓、及び、脱炭の一連の処理で精錬する精錬方法において、脱燐処理の際、粉粒状の固体酸素源を上方からスラグに添加することを特徴とする。
【００１９】
以下、本発明精錬方法について説明する。
【００２０】
図１に、本発明精錬方法が前提とする一連の精錬工程を示す。溶銑を取鍋１から上底吹き転炉２に装入する。装入後、脱燐用のスラグ４を調製し、炉底のノズル２ｂから不活性ガスを吹き込んで溶銑を撹拌しつつ、ランス２ａから、溶銑及びスラグに酸素を吹き込み、溶銑の脱燐を行なう。
【００２１】
脱燐処理の終了後、生成した脱燐スラグ４ａを排滓（中間排滓）し、次いで、脱燐処理を施した溶銑に、通常の条件で脱炭処理を施して溶鋼６とし、出鋼口６ａから取鍋７に出鋼する。
【００２２】
この一連の精錬工程において、脱燐処理の後の中間排滓は、脱燐スラグに濃縮されたＰを、精錬炉系外に排出する重要な工程である。中間排滓で、脱燐スラグを十分に排滓しなければ、新たに調製した脱炭用のスラグ中に許容量以上のＰが残留し、脱炭処理中、残留するＰが溶鋼に移行し、溶鋼のＰ量が所望のレベルまで減少しないことがある。
【００２３】
本発明精錬法は、脱燐工程にて、粉粒状の固体酸素源を上方からスラグに添加し、脱燐率を高めるとともに、中間排滓時の排滓率を高め、中間排滓後の精錬炉系内（溶銑とスラグ）のＰ量を極力低減し、最終的に、所要レベルの低Ｐ量の溶鋼を製造する。
【００２４】
精錬炉は、溶銑の精錬を行なうことができる炉であればよいが、脱燐、中間排滓、及び、脱炭の一連の処理を連続して行なうことができる炉、例えば、転炉が好ましい。中でも、上記一連の処理を効率的に行なうことができる上底吹き転炉が好ましい。
【００２５】
本発明精錬方法によれば、（［溶銑Ｐ％］−［製品Ｐ％］）／［溶銑Ｐ％］を脱燐率と定義すると、脱燐率９０％以上が安定的に実現可能となる。なお、予め溶銑に別の精錬容器（トーピードカー、取鍋、転炉等）で予備的な脱燐処理を施しておけば、製品Ｐ％を、より低減することが可能である。
【００２６】
本発明精錬方法においては、溶銑に脱燐処理を施す際、固体酸素源を上方からスラグに添加する。固体酸素源の添加で、スラグのＴ．Ｆｅ（ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3等）量が増加し、脱燐率が向上するとともに、排滓率が向上する。この点が、本発明精錬方法の特徴である。
【００２７】
本発明精錬方法は、スラグのＴ．Ｆｅ量を増加させる手法として、溶銑を酸化するのではなく、粉粒状の固体酸素源を上方からスラグに添加する。固体酸素源は、比重が溶銑よりも小さいので、粉粒状の固体酸素源は、スラグに捕捉されてスラグと融和し、スラグのＴ．Ｆｅ量が増加する。
【００２８】
スラグのＴ．Ｆｅ（ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3等）量が増加すると、スラグの液相率が上昇し、スラグ−溶銑間で脱燐反応がより進行して、脱燐率が向上する。
【００２９】
また、スラグのＴ．Ｆｅ量が増加すると、溶銑中Ｃとスラグ中ＦｅＯが反応（ＦｅＯ＋Ｃ→Ｆｅ＋ＣＯ等）して、炭酸ガスが多量に発生し、スラグがフォーミング状態となる。スラグがフォーミング状態にあると、スラグの排滓性が向上し、大量のスラグを容易に排出することができ、中間排滓率が向上する。
【００３０】
図２に、スラグのＦｅＯ量とスラグの見掛け密度の関係を示す。スラグのＦｅＯ量が増加すると、スラグの見掛け密度は低下する。スラグのフォーミング状態が過激に生じると、操業トラブルを招くことになるが、本発明精錬方法では、ある程度のスラグフォーミング状態を形成し、中間排滓時の排滓率を高めることを特徴の一つとする。
【００３１】
固体酸素源は、ＣａＯを５質量％以上含有し、［ＣａＯ］／［ＳｉＯ2］（［ＣａＯ］：ＣａＯの質量％、［ＳｉＯ2］：ＳｉＯ2の質量％）が２．０以下の固体酸素源が好ましい。この固体酸素源は液相線温度が低く、スラグに捕捉されるので、スラグのＴ．Ｆｅ量を効果的に増加させることができる。固体酸素源は、篩下５ｍｍ以下の粉粒状ものが、スラグとの融和性の点で好ましい。
【００３２】
固体酸素源として、具体的には、焼結鉱粉、ダストペレット、鉄鉱石等があるが、中でも、焼結鉱粉及びダストペレットが成分組成の点で好ましい。より好ましくは焼結鉱粉である。
【００３３】
焼結鉱粉は、焼結鉱製造時に発生する５ｍｍ以下の篩下で、Ｆｅ：５０質量％以上、ＣａＯ：５質量％以上、ＣａＯ質量％／ＳｉＯ2質量％が２．０以下の焼結鉱粉が好ましい。焼結鉱粉は、純粋な酸化鉄（ＦｅＯ）と比較して、ＣａＯ等を含み液相線温度が低い（１３６９℃→１２９０℃）ので、焼結鉱粉をスラグに添加すると、スラグのＴ．Ｆｅ量を効果的に増加させることができる。
【００３４】
例えば、焼結鉱粉を、酸素量換算で、４．０ｋｇ／t-pig以上をスラグに上方添加すると、スラグのＴ．Ｆｅ量を１０質量％以上にすることができる。
【実施例】
【００３５】
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ものである。
【００３６】
（実施例１）
表１に示す成分組成と粒度の焼結鉱粉とダストペレットを用いて、表２に示す条件で、本発明精錬方法を実施した。中間排滓時の排滓率は、６０％以上である。本発明精錬方法による脱燐の評価指標としての脱燐率（＝（［溶銑Ｐ％］−［製品Ｐ％］）／［溶銑Ｐ％］）を表２に併せて示す。脱燐率が９０％以上かつ９２％未満の場合を○と評価し、脱燐率が９０％未満の場合は△と評価した。特に、脱燐率が９２％以上の場合を◎と評価した。
【００３７】
【表１】
2020033596.tif 000003
【００３８】
【表２】
2020033596.tif 000004
【００３９】
ダストペレットを使用した場合、評価が定まらないが、これは、ダストペレットの粒度が３〜５０ｍｍと幅広く、使用したダストペレットの粒度の影響を受けたと推測される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
前述したように、本発明によれば、脱燐工程での脱燐率が向上するとともに、中間排滓工程での排滓率が向上するので、最終的に、所要レベルの低Ｐ量の溶銑を得ることができる。よって、本発明は、鉄鋼産業において利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【００４１】
１、７    取鍋
２    上底吹き転炉
２ａ    ランス
２ｂ    ノズル
３    溶銑
４、５    スラグ
４ａ    脱燐スラグ
６    溶鋼
６ａ    出鋼口
【図１】
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【図２】
2020033596.tif 000006