(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素上吹き転炉の吹練末期において、重量比で、
転炉スラグ塩基度を３.０以上、４.０以下とし、転炉スラグ中のＭｇＯを８％以上、１１％以下の範囲で含有し、かつ転炉スラグのスラグ中全Ｆｅ量（Ｔ．Ｆｅ）を１５％以上、２５％以下に調整することを特徴とする低Ｍｎ鋼の溶製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転炉による鋼の溶製方法に係り、特に電磁鋼などに用いるＭｎ含有量が０．１％（重量比）以下の低Ｍｎ鋼の溶製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加工性の優れた深絞り鋼板や電磁鋼板、特に方向性電磁鋼板は、その特性上Ｍｎ含有量の非常に少ないこと、たとえば０．１％以下とすることが要求される。かかる鋼の溶製に当たっては、一般に転炉による鋼の吹錬過程中において、炉内スラグの（ＦｅＯ）濃度を上昇させ、Ｍｎの酸化を促進することが行われてきた。また出鋼の際のＭｎの還元を抑制して低Ｍｎ鋼を得るための方法として、特開平５−２９５４１７号公報記載のように転炉出鋼時に酸化ホウ素を添加する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記炉内スラグの（ＦｅＯ）濃度を上昇させる方法によるときは、吹錬過程においてＦｅの過剰な酸化を生じ、転炉歩留の低下を招く。また、Ｍｎ含有量を十分低下させようとするといわゆる吹止Ｃ（Ｃｆ）が極度に低下するため、鋼中Ｎ量が高くなるという問題が生ずる。
かかる問題を解決する手段の一つとして、転炉に装入する溶銑のＭｎを低くする方法があるが、製銑−製鋼間におけるＭｎのリサイクリングを阻害し、溶銑のコスト上昇を招き、ひいては製品コストが上昇するという問題がある。
また、前記特開平５−２９５４１７号公報記載の方法は、Ｍｎの還元を防止する方法であるが、本質的な低Ｍｎ鋼の溶製については示唆するところがない。
本発明は、上記従来の低Ｍｎ鋼の吹錬の際に生ずる問題点を解決することを目的とし、鋼の歩留の低下を招くことなく、また低Ｍｎ溶銑を使用することなく極低Ｍｎ鋼を溶製できる方法を提案することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者等は、溶鋼の過度の酸化を避けながら溶鋼中Ｍｎ含有量を効果的に低下させる手段を明らかにすべく、酸素上吹き転炉におけるＭｎの挙動について種々の観点から考察を加え、本発明を完成したものであって、具体的には、低Ｍｎ鋼の溶製方法として、酸素上吹き転炉製鋼の吹錬末期において、重量比で、転炉スラグ塩基度を３．０以上、４．０以下とし、かつ転炉スラグのスラグ中全Ｆｅ量（Ｔ．Ｆｅ）を１５％以上、２５％以下に調整することとするものである。
さらに、本発明はスラグ組成について上記条件のほか、ＭｇＯ濃度を８％以上、１１％以下の範囲で含有することとするものである。
【０００５】
【発明の実施の態様】
以下本発明について、操業実験に基づき説明する。
本発明の対象とする鋼は、低Ｍｎ鋼、特にＭｎ含有量が０．０１％以下の低Ｍｎ鋼であるが、その吹錬に当たってはいわゆる吹止（Ｃ）Ｃｆを０．０３５％程度とし、鋼中Ｎの上昇を抑制することが前提となる。そのため本発明においては、吹錬末期におけるスラグ中（ＦｅＯ）は一定の高いレベルとする必要があり、吹錬末期に鉄鉱石を炉中に投入してスラグ中（ＦｅＯ）を上昇させる。
【０００６】
本発明の第１の要点は、かかる条件の下において、溶鋼の過度の酸化を避けながら、溶鋼中Ｍｎ含有量を効果的に低下させることにあり、その目的を達成するために前記吹き止めＣ（Ｃｆ）を維持する程度にスラグ中（ＦｅＯ）を留めながら低Ｍｎ化を達成するためにスラグ塩基度を３．０以上、４．０以下に調整する点にある。図１は、スラグ中（ＦｅＯ）の指標として、スラグ中全Ｆｅ量（Ｔ．Ｆｅ）をとり、それに対するＭｎ分配比ＬＭｎ（スラグ中Ｍｎ含有量（％）に対する鋼中Ｍｎ含有量（％）の比）の変化をスラグ塩基度（Ｂ、全転炉装入ＣａＯに対する全転炉装入ＳｉＯ２の比）をパラメーターとして表したものであるが、スラグ中全Ｆｅ量（Ｔ．Ｆｅ）が１５〜２５％の範囲においてスラグ塩基度Ｂが低いほどＭｎ分配比ＬＭｎが大きくなることが分かる。この観点からすればスラグ塩基度は低ければ低い方がよいが、塩基度が３．０より低いときには転炉操業においてスロツピングが生じ歩留の低下を招くので塩基度の下限を３．０とする。塩基度の上限は４．０とする。これ以上の値ではＴ．Ｆｅ、換言すればスラグ中（ＦｅＯ）量を極めて大きくしなければ十分なＭｎ分配比ＬＭｎを得ることができず、Ｆｅ歩留の低下とＣの著しい低下に伴うＮ量の上昇を招き、好ましくない。従って塩基度Bは３．０〜４．０の範囲とする。
【０００７】
本発明においてはスラグ中全Ｆｅ量（Ｔ．Ｆｅ）は１５〜２５％の範囲に収める。この値が１５％より低いときには、脱酸力不足となってＭｎの滓化が進行せず、一方２５％より高いときには、Ｆｅの過度の酸化による転炉歩留の低下を招くばかりか、鋼中Ｃの異常な低下により鋼中Ｎの上昇を招き、好ましくないからである。
【０００８】
上記の条件を満たすように転炉操業を行えば吹止Ｃ（Ｃｆ）をほぼ０．０３５％に維持しながら低Ｍｎ鋼を溶製することができるが、Ｍｎ分配比を一層上げるためにはスラグ中ＭｇＯ含有量を８％以上、１１％以下に調整するのがよい。
図２は、スラグ中ＭｇＯ濃度に対するＭｎ分配比ＬＭｎの挙動を示したものであるが、ＭｇＯ含有量が８％以上の範囲においてＭｎ分配比ＬＭｎが上昇することが分かる。しかしながらＭｇＯ含有量が１１％を越えるとスラグ中にＭｇＯ固相が晶出し、スラグの流動性を害するためＭｇＯ含有量は１１％以下とする。
【０００９】
上記に記載したスラグ組成の調整は、転炉操業末期、すなわち出鋼直前に達成されていればよい。そのため、転炉操業末期におけるサブランスによる鋼成分のチェック、測温などの終了後、適量の鉄鉱石、ＳｉＯ２、ＣａＯ等の造滓材を添加し、スラグ組成の調整をはかる。なお、ＭｇＯの添加はＭｇＯ−ＳｉＯ２系化合物、たとえば蛇紋岩、かんらん岩などを適量添加することにより行えばよい。
【００１０】
【実施例】
純酸素上吹転炉（ヒートサイズ１８０ｔ）に溶銑（Ｃ：４．２０％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．２０％、Ｐ：０．０２３％、Ｓ：０．００３％）を装入し、炉底からアルゴンガスを吹き込みながら、吹錬した。その際、吹錬初期から末期までの間に溶銑トン(ｔ)当り、生石灰:２０ｋｇ、珪石：２ｋｇ、かんらん岩：９ｋｇ、鉄鉱石：１２ｋｇを投入し最終スラグ組成を調整した。その結果、精錬末期における最終スラグ組成は、ＣａＯ:５０％、ＳｉＯ２：１４％、ＭｇＯ：９．７％、ＭｎＯ：４．６％、Ｐ２０５：１％、塩基度：３．５、ＦｅＯ：２１．7％(Ｔ．Ｆｅ換算：１７％)となった。なお、スラグ量は溶鋼トン当り４０ｋｇであった。上記組成を有する最終スラグのもとで、吹錬を継続した結果、Ｃ：０．０４％、Ｓｉ：ｔｒ、Ｍｎ：０．０６％、Ｐ：０．００４％、Ｓ：０．００３％、Ｎ：０．００２０％の溶鋼が得られた。ここに示すように、Ｍｎは十分低下したにもかかわらず、Ｃの過度の低下は認められず、Ｎの上昇も認められなかった。また、出鋼歩留も９５％と十分高かった。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、転炉操業過程においてＭｎをＣｆの極端な低下を伴うことなく効率的に低下させうる。その結果、鋼中Ｎの上昇を招くことがなく電磁鋼板等の材質確保に寄与する。また本発明により、転炉に装入する溶銑等鉄源のＭｎ含有量の制限が緩和され、それによって製銑−製鋼間のＭｎリサイクルが円滑に行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スラグ中全Ｆｅ量（Ｔ．Ｆｅ）の変化に対するＭｎ分配比ＬＭｎの変化を塩基度をパラメータとして表した線図である。
【図２】スラグ中ＭｇＯ濃度に対するＭｎ分配比ＬＭｎの挙動を示した線図である。
【図１】
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【図２】
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