(57)【要約】      （修正有）【課題】溶銑の脱燐及び脱炭を適切に実施することが可能であり、且つ、Ｍｎ及び／又はＣｒを含む酸化物の還元率を高めることが可能な転炉を用いた溶鋼の製造方法の提供。【解決手段】転炉１０内に装入された溶銑１ａに対して脱燐吹錬を実施する第１工程と、前記転炉を傾動させて、前記溶銑１ｂの表面に存在するスラグ２ｂの一部を前記転炉の外に排滓する第２工程と、前記転炉の内部の前記溶銑１ｂに対して、構成元素としてＣａとＳｉとを含有する副材２ｃを添加したうえで、再び脱燐吹錬を実施する第３工程と、前記転炉を傾動させて、前記溶銑１ｃの表面に存在するスラグ２ｅの一部を前記転炉の外に排滓する第４工程と、前記転炉の内部の前記溶銑１ｃに対して、構成元素としてＭｎ及びＣｒのうちの少なくとも一方を含む酸化物２ｇを添加したうえで、脱炭吹錬を実施する、第５工程と、を備える、転炉を用いた溶鋼の製造方法。【選択図】図１
2020180322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉内に装入された溶銑に対して脱燐吹錬を実施する、第１工程と、
前記第１工程の後で、前記転炉を傾動させて、前記溶銑の表面に存在するスラグの一部を前記転炉の外に排滓する、第２工程と、
前記第２工程の後で、前記転炉の内部の前記溶銑に対して、構成元素としてＣａとＳｉとを含有する副材を添加したうえで、再び脱燐吹錬を実施する、第３工程と、
前記第３工程の後で、前記転炉を傾動させて、前記溶銑の表面に存在するスラグの一部を前記転炉の外に排滓する、第４工程と、
前記第４工程の後で、前記転炉の内部の前記溶銑に対して、構成元素としてＭｎ及びＣｒのうちの少なくとも一方を含む酸化物を添加したうえで、脱炭吹錬を実施する、第５工程と、
を備える、転炉を用いた溶鋼の製造方法。
【請求項２】
前記第５工程の後で、前記脱炭吹錬後に得られた溶鋼を前記転炉から出鋼させるとともに、前記脱炭吹錬におけるスラグを前記転炉の内部に残留させたうえで、前記スラグが残留した前記転炉内に次チャージの溶銑を装入して前記第１工程を行う、
請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は転炉を用いた溶鋼の製造方法等を開示する。
【背景技術】
【０００２】
高炉や各種還元炉、電気炉等にて製造された溶銑を主原料として、炭素濃度の低い溶鋼を製造する転炉吹錬工程においては、鋼板やパイプ、建築鋼材等の最終製品の強度や加工性等の特性を高めるために脱燐処理等が実施されており、当該脱燐処理等を効率化するための様々な工夫がなされている。例えば、転炉における溶銑の脱燐吹錬において、吹錬を停止してスラグの傾動排滓を実施した後、生石灰等の精錬剤を添加して再び吹錬を実施するダブルスラグ法が古くから実施されている他、スラグのフォーミング特性等を最適化することによって排滓率を高める方法や、脱炭吹錬後に残留した脱炭滓を次チャージの溶銑の脱燐スラグとして活用するＭＵＲＣ法（Ｍｕｌｔｉ-Ｒｅｆｉｎｉｎｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ法）等が広く利用されている。
【０００３】
一方で、近年の高級鋼の需要比率が高まる中で、高い生産性且つ低コストにて低燐溶鋼を製造するためには、短時間で高い排滓率を実現する新たな技術が必要である。例えば、特許文献１に示されるような、スラグ中の（％ＣａＯ）／（％ＳｉＯ２）で規定される塩基度を傾動排滓前に比較的低位にして滓化性を高めた操業が適しており、この場合には、脱燐と同時に溶銑スラグ界面から発生するＣＯガスによるフォーミングでスラグ面が上昇することから、傾動排滓を効率良く実施できる。
【０００４】
しかし、一般的な傾動排滓においては、生産性確保の観点から排滓時間を長時間とすることは現実的でなく、実際の排滓率としては６割程度に留まる。そのため、次工程の脱炭工程前に生石灰等の脱燐剤を添加して、脱炭吹錬を実施することによって、脱燐を主目的とした第一吹錬の残留スラグからの高温域での復燐を防止しつつ、脱炭末期の高ｔ．Ｆｅによる滓化時期に進行する脱燐作用も組み合わせて、吹止［Ｐ］（［  ］は、溶鉄中の含有成分を示す。また、濃度は断りの無い限り質量％である）を所定以下とする操業が指向されている。
【０００５】
また、送酸時に発生するフォーミングを利用して、一旦傾動排滓した後に、フォーミング材の添加や酸素吹錬を実施して再度残留したスラグのフォーミング高さを上昇させてから傾動排滓することは、排滓率向上の観点から有効な手段である。
【０００６】
一方、転炉の脱炭吹錬中の溶鉄中の炭素による還元力を利用し、鉱石の還元を行う技術が知られている。当該技術は、高価な合金鉄を安価な鉱石で代替できる低コスト技術である。例えば、特許文献２に記載のように、炉外での溶銑予備処理にて予め脱燐を実施した溶銑を主原料として、転炉内でマンガン鉱石を還元添加する技術が知られている。また、特許文献３に記載のように、転炉内でクロム鉱石を還元添加する技術も知られており、ステンレス鋼（通常［Ｃｒ］＞１０％で規定）用途以外に、１％未満オーダーの少量でも鉄鋼製品の「つや出し」や亜鉛メッキ鋼板の塩害腐食低減作用等を目的にクロムが添加される鋼種にも適用可能である。転炉吹錬において効率よくマンガンやクロムを還元添加することで、二次精錬工程におけるマンガンやクロムの合金コストを低減することができるものと考えられる。
【０００７】
特許文献４には、脱燐を実施した後の中間排滓後にマンガン鉱石を添加した脱炭吹錬時のマンガン還元吹錬技術が開示されている。しかしながら、特許文献４に開示された技術においては、８２．８〜９０．５％という極めて高い排滓率が必要とされ、更に、マンガン歩留に関する数値記載もなく、その作用も判然としない。同様に特許文献５に開示の技術では、排滓率６０％以上で高Ｍｎ歩留り効果が得られたとして、その作用及び効果が開示されているものの、Ｍｎ歩留り値は３割程度に過ぎず、更なる改善の余地が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−７０６２６号公報
【特許文献２】特開平８−２８３８２７号公報
【特許文献３】特開平７−１１３２１号公報
【特許文献４】特開平７−１８３１８号公報
【特許文献５】特開２００７−２６２５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の背景技術に鑑み、本願は、転炉を用いた溶鋼の製造方法において、溶銑の脱燐及び脱炭を適切に実施することが可能であり、且つ、Ｍｎ及び／又はＣｒを含む酸化物を添加した場合に当該酸化物の還元率を高めることが可能な新たな技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願は上記課題を解決するための手段の一つとして、転炉内に装入された溶銑に対して脱燐吹錬を実施する、第１工程と、前記第１工程の後で、前記転炉を傾動させて、前記溶銑の表面に存在するスラグの一部を前記転炉の外に排滓する、第２工程と、前記第２工程の後で、前記転炉の内部の前記溶銑に対して、構成元素としてＣａとＳｉとを含有する副材を添加したうえで、再び脱燐吹錬を実施する、第３工程と、前記第３工程の後で、前記転炉を傾動させて、前記溶銑の表面に存在するスラグの一部を前記転炉の外に排滓する、第４工程と、前記第４工程の後で、前記転炉の内部の前記溶銑に対して、構成元素としてＭｎ及びＣｒのうちの少なくとも一方を含む酸化物を添加したうえで、脱炭吹錬を実施する、第５工程と、を備える、転炉を用いた溶鋼の製造方法を開示する。
【００１１】
本開示の製造方法においては、前記第５工程の後で、前記脱炭吹錬後に得られた溶鋼を前記転炉から出鋼させるとともに、前記脱炭吹錬におけるスラグを前記転炉の内部に残留させたうえで、前記スラグが残留した前記転炉内に次チャージの溶銑を装入して前記第１工程を行ってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の技術によれば、転炉を用いた溶鋼の製造方法において、溶銑の脱燐及び脱炭を適切に実施することが可能であり、且つ、Ｍｎ及び／又はＣｒを含む酸化物を添加した場合に当該酸化物の還元率を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】転炉を用いた溶鋼の製造方法の流れの一例を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示すように、転炉を用いた溶鋼の製造方法は、転炉１０内に装入された溶銑１ａに対して脱燐吹錬を実施する、第１工程（図１（Ａ））と、第１工程の後で、転炉１０を傾動させて、溶銑１ｂの表面に存在するスラグ２ｂの一部を転炉１０の外に排滓する、第２工程（図１（Ｂ））と、第２工程の後で、転炉１０の内部の溶銑１ｂに対して、構成元素としてＣａとＳｉとを含有する副材２ｃを添加したうえで、再び脱燐吹錬を実施する、第３工程（図１（Ｃ））と、第３工程の後で、転炉１０を傾動させて、溶銑１ｃの表面に存在するスラグ２ｅの一部を転炉１０の外に排滓する、第４工程（図１（Ｄ））と、第４工程の後で、転炉１０の内部の溶銑１ｃに対して、構成元素としてＭｎ及びＣｒのうちの少なくとも一方を含む酸化物２ｆを添加したうえで、脱炭吹錬を実施する、第５工程（図１（Ｅ））と、を備えている。
【００１５】
１．第１工程
図１（Ａ）に示すように、第１工程においては、転炉１０内に装入された溶銑１ａに対して脱燐吹錬を実施する。より具体的には、転炉１０内に、溶銑１ａと、精錬剤として機能するスラグ２ａとを装入した状態で、溶銑１ａやスラグ２ａよりも上方から、酸素ランス２０による送酸を行う。
【００１６】
第１工程の脱燐吹錬においては、例えば、Ｐを含有する溶銑１ａ上に、比較的塩基度が低いスラグ２ａが配置され、酸素ランス２０からの送酸によって発生する脱炭に伴ってスラグ２ａに熱とＣＯガスが供給されて、スラグ２ａが脱燐に良好な滓化状態を維持することができる。この吹錬によって、例えば、下記式（１）に示されるような脱燐反応が進行し得る。
２［Ｐ］＋５［Ｏ］＋３（ＣａＯ）→（３ＣａＯ・Ｐ２Ｏ５）・・・（１）
【００１７】
第１工程における脱燐吹錬前の溶銑１ａに含まれるＰの濃度は特に限定されるものではない。例えば、脱燐吹錬前の溶銑１ａ（高炉溶銑等）には０．１質量％以上０．２質量％以下のＰが含有されていてもよい。また、第１工程における脱燐吹錬後の溶銑１ｂに含まれるＰの濃度も特に限定されるものではない。例えば、第１工程において、１０分未満の脱燐吹錬を行った場合、上記式（１）に示されるような反応で、溶銑１ａに含まれるＰの７割程度をスラグ２ａ中に移行させることができる。第１工程における脱燐吹錬後に得られる溶銑１ｂには、例えば、第１工程処理前のＰ濃度の３０％以上、７０％以下のＰが含有されていてもよい。
【００１８】
第１工程における脱燐吹錬前のスラグ２ａの組成は特に限定されるものではない。スラグ２ａは、例えば、主成分としてＣａＯ及びＳｉＯ２（ここで、ＣａＯ及びＳｉＯ２はそれぞれスラグ中に含まれるＣａ及びＳｉを酸化物として換算したものである）を含んでいてもよい。また、スラグ２ａの塩基度は０．５以上２．０以下であってもよい。スラグ２ａの塩基度の下限は１．４以上であってもよいし、上限は１．８以下であってもよい。さらに、スラグ２ａは、酸化鉄（スラグ中に含まれるＦｅを酸化物として換算したものである）を７質量％以上３０質量％以下含有していてもよい。第１工程における脱燐吹錬後のスラグ２ｂの組成も特に限定されるものではない。上述の通り、第１工程における脱燐吹錬によって溶銑１ａ中のＰがスラグ２ａに移行することから、脱燐吹錬後のスラグ２ｂにおいてはＰの濃度がその分だけ高くなる。例えば、第１工程における脱燐吹錬後のスラグ２ｂは１．０質量％以上５．０質量％以下のＰを含有していてもよい。スラグ２ｂに移行したＰは、例えば、Ｐ５＋イオンや燐酸の形態で存在し得る。スラグ２ｂに移行したＰは、後述の第２工程における傾動排滓によって転炉１０の外部へと排出される。
【００１９】
第１工程における酸素ランス２０からの送酸条件については特に限定されるものではなく、溶銑の脱燐が可能な条件を適宜採用すればよい。第１工程においては、第２工程における排滓を良好なものとするために、上記の低塩基度スラグ２ａをＣＯガス等によって事前にフォーミングしてもよい。
【００２０】
２．第２工程
図１（Ｂ）に示すように、第２工程においては、第１工程の後で、転炉１０を傾動させて、溶銑１ｂの表面に存在するスラグ２ｂの一部を転炉１０の外に排滓する。
【００２１】
第２工程におけるスラグ２ｂの排滓率は特に限定されるものではないが、第２工程においてスラグ２ｂのすべてを排滓することは現実的でない。例えば、第２工程における排滓率を４０％以上８０％以下としてもよい。下限は５０％以上であってもよいし、上限は７０％以下であってもよい。第２工程における排滓時間は特に限定されるものではなく、目的とする排滓率等に応じて適宜決定すればよい。
【００２２】
３．第３工程
図１（Ｃ）に示すように、第３工程においては、第２工程の後で、転炉１０の内部の溶銑１ｂに対して、構成元素としてＣａとＳｉとを含有する副材２ｃを添加したうえで、再び脱燐吹錬を実施する。
【００２３】
上述の通り、第２工程においてスラグ２ｂのすべてを排滓することは現実的でない。一般的なＭＵＲＣ操業における代表的な排滓率は例えば６０％程度であることから、第２工程における傾動排滓完了後に再び脱燐吹錬を実施する際、溶銑１ｂの表面には燐を比較的多量に含むスラブ２ｂが存在することとなる。第３工程において、このような燐を比較的多量に含むスラグ２ｂのみを用いて再び脱燐吹錬を実施したとしても、脱燐反応を高位で進行させることは難しい。第３工程における脱燐吹錬において脱燐反応を高位で進行させるためには、上記式（１）の反応をル・シャトリエの原理で進行させるためのＣａ分（スラグにおいてＣａＯとなり得る成分）の添加が必要となる。さらに、後述の第４工程の傾動排滓における排滓率を高めるためには、上記第２工程と同じような排滓条件を確保することが有効であるが、仮に第３工程においてＣａ分を添加しただけでは、スラグの塩基度が高位となり、排滓に必要なスラグの粘性が低下し、又は、滓化不良となる。このため、第３工程においては、Ｃａ分（スラグにおいてＣａＯとなりうる成分）とＳｉ分（スラグにおいてＳｉＯ２となり得る成分）の添加をすることで効率の良い操業が可能である。これは、脱燐に必要な滓化率の確保にも重要な要素である。この点、第３工程においては、例えば、スラグ２ｂに対してＣａとＳｉとを含有する副材２ｃを添加してスラグ２ｄを得る。例えば、スラグ２ｄの塩基度が０．５以上２．０以下となるように、スラグ２ｂに対して副材２ｃを添加してもよい。スラグ２ｄの塩基度の下限は１．４以上であってもよいし、上限は１．８以下であってもよい。第３工程の脱燐吹錬において用いられるスラグ２ｄに含まれるＰの濃度は、第１工程の脱燐吹錬後のスラグ２ｂにおけるＰの濃度よりも低い。例えば、スラグ２ｄは０．０２質量％以上０．１０質量％以下のＰを含有していてもよい。
【００２４】
副材２ｃの種類は特に限定されるものではない。副材２ｃとして、ほぼ純粋な生石灰や珪砂を用いてもよいし、これらを含有する製鋼スラグ、特に燐含有量の低い脱炭滓等を用いてもよいし、ＣａＯ源としての造塊滓を用いてもよい。また、安価に入手可能なフライアッシュ（石炭や可燃ごみ等を燃焼する際に発生する灰の総称）を用いてもよい。さらに、少量添加や熱補償が必要な場合には、副材２ｃとしてＦｅ−Ｓｉのような金属シリコン源を添加して酸化によってＳｉＯ２に変化させてもよい。
【００２５】
第３工程においては、上記の副材２ｃを添加したうえで、再び脱燐吹錬を実施することで、初期の溶銑１ａに含まれるＰの８０質量％以上を除去してもよい。例えば、第３工程における脱燐吹錬後に得られる溶銑１ｃは、０．０２質量％以上０．０４質量％以下のＰを含有していてもよい。
【００２６】
第３工程における脱燐吹錬においても、溶銑１ｂ中のＰがスラグ２ｄに移行することから、脱燐吹錬後のスラグ２ｅはＰの濃度がその分だけ高くなる。スラグ２ｅに移行したＰは、例えば、Ｐ５＋イオンや燐酸の形態で存在し得る。スラグ２ｅに移行したＰは、後述の第４工程における傾動排滓によって転炉１０の外部へと排出される。
【００２７】
第３工程における酸素ランス２０からの送酸条件については特に限定されるものではなく、溶銑の脱燐が可能な条件を適宜採用すればよい。第３工程においては、第４工程における排滓を良好なものとするために、上記のスラグ２ｄをＣＯガス等によって事前にフォーミングしてもよい。
【００２８】
４．第４工程
図１（Ｄ）に示すように、第４工程においては、第３工程の後で、転炉１０を傾動させて、溶銑１ｃの表面に存在するスラグ２ｅの一部を転炉１０の外に排滓する。
【００２９】
第４工程におけるスラグ２ｅの排滓率は特に限定されるものではないが、第４工程においてスラグ２ｅのすべてを排滓することは現実的でない。例えば、第４工程における排滓率を４０％以上８０％以下としてもよい。下限は５０％以上であってもよいし、上限は７０％以下であってもよい。第４工程における排滓時間は特に限定されるものではなく、目的とする排滓率等に応じて適宜決定すればよい。
【００３０】
第４工程後は、Ｐの濃度が低く滓化性の良いスラグ２ｆを転炉１０内に優先的に残留させることができる。そのため、後述の第５工程において、スラグ２ｆからの復燐の影響を抑えつつ、適切に脱炭吹錬及び酸化物の還元を実施することができる。
【００３１】
５．第５工程
図１（Ｅ）に示すように、第５工程においては、第４工程の後で、転炉１０の内部の溶銑１ｃに対して、構成元素としてＭｎ及びＣｒのうちの少なくとも一方を含む酸化物２ｇを添加したうえで、脱炭吹錬を実施する。
【００３２】
上述の通り、第４工程後のスラグ２ｇに含まれるＰの濃度が低いことから、第５工程において溶銑１ｃへと酸化物２ｇを添加した場合に、スラグ２ｅからの復燐の影響を軽微に抑制しつつ、溶銑１ｄの脱炭反応とともに酸化物２ｇの還元反応を進行させることができる。そのため、吹止時の溶鋼１ｄにはＭｎやＣｒが有効に含有され、二次精錬におけるフェロマンガンやメタリックマンガン、フェロクロムやメタリッククロムといった高価な合金の添加量を大幅に削減できる。
【００３３】
酸化物２ｇの種類は、Ｍｎ及びＣｒのうちの少なくとも一方を含むものであればよく、例えば、純粋な酸化マンガンや酸化クロムを用いてもよいし、マンガン鉱石やクロム鉱石等のＭｎ、Ｃｒ及びＯ以外の元素を含むものを用いてもよい。第５工程における酸化物２ｇの添加量は特に限定されるものではなく、目的とする溶鋼の組成等に応じて適宜決定すればよい。
【００３４】
第５工程における酸素ランス２０からの送酸条件については特に限定されるものではなく、脱炭や脱燐が可能な条件を適宜採用すればよい。第５工程後、吹止時の溶鋼１ｄに含まれるＣやＰの濃度は特に限定されるものではない。例えば、溶鋼１ｄは１．８質量％以上３．５質量％以下のＣを含んでいてもよく、０．０１質量％以上０．０３質量％以下のＰを含んでいてもよい。
【００３５】
６．出鋼
図１（Ｆ）に示すように、第５工程の後においては、脱炭吹錬後に得られた溶鋼１ｄを転炉１０から出鋼させる。出鋼の形態は特に限定されるものではなく、例えば、転炉１０の一部に設けられた出鋼口から溶鋼１ｄを流出させればよい。ここで、出鋼後、脱炭吹錬におけるスラグ２ｈを転炉１０の内部に残留させ、スラグ２ｈが残留した転炉１０内に次チャージの溶銑１ａを装入して第１工程を行ってもよい。第５工程で発生するスラグ２ｈはＰの濃度が低いことから、第１工程におけるスラグ２ａとして問題なく利用することができる。このように、スラグ２ｈを排滓せずに転炉１０内に残し、必要に応じて突沸防止のためのスクラップ添加による固化（スクラップ予熱作用も含む）させた後に、次チャージの溶銑１ａを装入することで、脱燐、脱珪等を伴う転炉吹錬におけるリサイクル効果が顕著となる。
【００３６】
７．効果
以上の通り、本開示の製造方法によれば、転炉における溶銑脱燐時のスラグを一旦傾動排滓することで（第１工程及び第２工程）、その後、残留スラグ中の燐濃度を低濃度にした上での低燐化吹錬を実施することができ（第３工程）、また、２回の脱燐滓の傾動排滓を安定的に実施でき（第４工程）、さらには、その後の脱炭吹錬をスラグ中の燐濃度を低下させた条件において実施できるとともに、複燐による悪影響を軽微に抑制しつつ、酸化Ｍｎや酸化Ｃｒの還元添加を実現することができる（第５工程）。結果として、溶銑の脱燐及び脱炭を適切に実施しつつ、Ｍｎ及び／又はＣｒを含む酸化物の還元率を高めることが可能である。
【００３７】
８．補足
尚、上記説明では、第３工程及び第４工程を各々１回ずつ実施する形態を例示したが、本開示の技術はこの形態に限定されるものではない。２回目以降の脱燐吹錬（第３工程）と２回目以降の傾動排滓（第４工程）とを複数回ずつ繰り返し実施してもよい。ただし、吹錬時間の延長や熱ロス等を考慮すると、第３工程及び第４工程を各々１回ずつ実施すれば十分である。
【００３８】
また、上記説明では、第３工程において副材２ｃのみを添加する形態について例示したが、本開示の技術はこの形態に限定されるものではない。上記課題を解決できる範囲で、第３工程において副材２ｃとともに何らかの添加剤を加えてもよい。
【００３９】
また、上記説明では、第５工程において酸化物２ｇのみを添加する形態について例示したが、本開示の技術はこの形態に限定されるものではない。上記課題を解決できる範囲で、第５工程において酸化物２ｇとともに何らかの添加剤を加えてもよい。例えば、第５工程において、酸化物２ｇとともに副材２ｃを添加することもあり得る。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例を示しつつ本開示の技術について具体的に説明する。以下の実施例では、本開示の技術の効果を確認するため、ヒートサイズ３５０ｔの上底吹き転炉を用いた試験操業を実施したが、本開示の技術はこの形態に限定されるものではない。
【００４１】
第１工程における溶銑の初期組成は［Ｃ］：４．１％、［Ｓｉ］：０．３％、［Ｍｎ］＜０．０２％、［Ｐ］：０．１２％、［Ｓ］＜０．０１、［Ｃｒ］＜０．０１％とし、吹錬開始温度が１２７０℃となるように高炉溶銑とスクラップ配合を行い、目標成分、温度に実験上問題となる誤差が無い範囲であることを確認した上で全ての実験を実施した。
【００４２】
送酸条件は、第１工程及び第３工程の脱燐処理時には４５０００Ｎｍ３／ｈ、第５工程の脱炭吹錬時には７５０００Ｎｍ３／ｈを基本条件とした。また、第２工程及び第４工程の傾動排滓は、メタル流出が発生しない傾動角度をモニター画像に基づくオペレーターの目視判断によってチャージ毎に操作した。炉口からの有効な排滓が完了したと判断されたタイミングで直立操作に切り替えた。この際、スラグ流出開始から排滓完了判断までの時間は、３〜５分の範囲内であった。
【００４３】
第１工程及び第３工程のスラグ量は約２５ｋｇ／ｔで、塩基度調整はＣａ分として生石灰とＳｉ分としてフライアッシュとを用い、第５工程の吹錬前に酸化マンガン、酸化クロムを添加するときはマンガン鉱石（品位４２％）及び／又はクロム鉱石（品位３７％）（各々のサイズ：５０〜１００ｍｍ）をそれぞれ全量還元時の［Ｍｎ］、［Ｃｒ］が１％となる量にて実施した。
【００４４】
脱燐処理（第１工程及び第３工程）後のスラグサンプルは傾動排滓（第２工程及び第４工程）後のスラグパンから採取し、成分分析によって塩基度を算定した。尚、本実施例において、脱燐処理におけるスラグ中の酸化鉄濃度の分析値は１０〜２０質量％の範囲内であった。
【００４５】
下記表１に、実施例１〜５及び比較例１〜３の各々についての操業条件及び操業結果を示す。尚、実施例１〜５及び比較例１〜３のいずれにおいても、第１工程における脱燐吹錬後、且つ、第３工程における脱燐吹錬前の溶銑に含まれるＰの濃度は０．０７質量％程度であった。
【００４６】
【表１】
2020180322.tif 000003
【００４７】
実施例１は、上記の基本条件で、第５工程においてマンガン鉱石を添加して操業した場合であり、実施例２は、上記の基本条件で、第５工程においてクロム鉱石を添加して操業した場合であり、実施例３は、上記の基本条件で、第５工程においてマンガン鉱石及びクロム鉱石の双方を同時に添加して操業した場合である。実施例１〜３のいずれについても、脱燐は良好であり規格成分である［Ｐ］＜０．０２を満足する、高級鋼向け低燐溶鋼を製造することができた。さらに［Ｍｎ］や［Ｃｒ］の添加量も０．５％以上（還元歩留り５０％超）の溶鋼が製造できていることから、二次精錬工程における合金コストの大幅削減が可能であることが分かった。例えば、通常、１ｔあたり２０〜５０万円のフェロ合金やメタリック合金を、１ｔあたり数千円程度の安価な鉱石などの酸化物にて代替添加できるものと考えられる。
【００４８】
実施例４は、第３工程で添加する副材として、塩基度３．１の脱炭滓を主成分とし、塩基度調整を目的にフライアッシュを添加して操業した場合である。実施例４においても、最終的に得られる溶鋼において［Ｐ］の規定値を満足し、Ｍｎ還元も良好な結果となった。
【００４９】
実施例５は、操業条件については実施例１と同様の基本条件としつつ、第５工程後に転炉内に残留したスラグを次チャージにホットリサイクルして操業した場合である。実施例５の当チャージにおいても実施例１と同様の良好な結果が得られ、更に、燐酸の低いスラグのホットリサイクルを実施したことによって次チャージではスクラップ配合比率の増大（熱裕度向上作用）と、第１工程に添加した精錬剤の大幅削減（リサイクルスラグによる精錬作用発揮）が確認できた。また、次チャージにおいても、当チャージと同様に、［Ｐ］の規定値を満足する溶鋼を製造でき、Ｍｎ還元も良好な結果となった。
【００５０】
比較例１は、第３工程でＣａＯ及びフライアッシュの双方とも添加せずに操業した場合である。比較例１においては、マンガン鉱石の還元作用は比較的良好であったものの、第３工程以降は第１工程の残留スラグ（Ｐ含有量多）で操業されたため、脱炭吹止時の溶鋼中の［Ｐ］が規定値より大幅に上限外れとなる不良操業となった。
【００５１】
比較例２は、第３工程でＣａＯを添加せずにフライアッシュのみを添加して操業した場合である。比較例２においては、第３工程以降スラグ中のＰ濃度が高く、脱炭吹止時の溶鋼中の［Ｐ］について上限外れが発生し、さらに、スラグの塩基度が低下して、スラグ中の酸化マンガンの活量が低下し、十分なＭｎ還元効果が得られなかった。
【００５２】
比較例３は、第３工程でフライアッシュを添加せずにＣａＯのみを添加して操業した場合である。比較例３においては、スラグの塩基度が高いためフォーミング不良が生じ、第４工程において排滓不良が発生した。また、第５工程での滓化不良も発生し、脱炭吹止時の溶鋼中の［Ｐ］について上限外れが生じ、さらに、十分なＭｎ還元効果も得られなかった。
【００５３】
尚、上記実施例においては、第１工程におけるスラグの塩基度や第３工程におけるスラグの塩基度が１．４〜１．８の範囲内となる形態を例示したが、本開示の技術においてスラグの塩基度はこの範囲に限定されるものではない。スラグの塩基度としては、一般的な塩基度を採用でき、例えば、０．５以上２．０以下してもよい。
【００５４】
また、上記実施例においては、第３工程において添加される副材としてＣａＯやフライアッシュを用いた形態を例示したが、本開示の技術はこの形態に限定されるものではない。ＣａやＳｉを含むものであれば、第３工程における副材として採用可能である。
【００５５】
また、上記実施例においては、第５工程において添加される酸化物として、マンガン鉱石やクロム鉱石を用いた形態を例示したが、本開示の技術はこの形態に限定されるものではない。Ｍｎ及びＣｒの少なくとも一方を含む酸化物であれば、第５工程における酸化物として採用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本開示の技術によれば、スラグの傾動排滓を伴う転炉操業時に問題となる排滓不良を改善できると共に、後の脱炭期に炉内に残留するスラグからの復燐を大幅に抑制可能となることから、酸化マンガンや酸化クロムの還元添加を効率的に実施でき、二次精錬工程における合金コストを大幅に削減できる。さらに、脱炭吹錬時の低燐スラグを次チャージに繰り返し使用することも可能で、復燐による悪影響の極めて軽微なホットリサイクル操業による良好な操業を実施でき、工業的利用価値に極めて高い操業手段を提供できる。
【符号の説明】
【００５７】
１ａ、１ｂ、１ｃ  溶銑
１ｄ  溶鋼
２ａ、２ｂ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｈ  スラグ
２ｃ  副材
２ｇ  酸化物
１０  転炉
２０  ランス
【図１】
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