(57)【要約】      （修正有）【課題】フッ素化合物を使用することなく、生石灰等の安価なＣａＯ含有物質を媒溶剤として使用し、設備費用の大幅な増大を招くことなく、溶銑中燐濃度を０．０１０質量％以下まで安定して低下することのできる、溶銑の脱燐処理方法の提供。【解決手段】脱燐処理中に燐濃度が０．０３質量％以下に低下した、溶銑搬送容器１４に収容された溶銑２０に、インジェクションランス１８を介して酸化剤及びＣａＯ含有物質３４を吹き込むとともに、インジェクションランス１８とは別に設けた気体酸素供給用ランス１６の気体酸素２２の出口を溶銑２０に浸漬させた状態で、気体酸素供給用ランス１６から気体酸素２２を溶銑２０に吹き込む溶銑の脱燐処理方法。【選択図】図１
2018035376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑搬送容器に収容された溶銑にインジェクションランスを介して酸化剤及びＣａＯ含有物質を吹き込む溶銑の脱燐処理方法であって、
脱燐処理中に燐濃度が０．０３質量％以下に低下した前記溶銑に、前記インジェクションランスを介して酸化剤及びＣａＯ含有物質を吹き込むとともに、前記インジェクションランスとは別に設けた気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口を前記溶銑に浸漬させた状態で、前記気体酸素供給用ランスから気体酸素を前記溶銑に吹き込むことを特徴とする、溶銑の脱燐処理方法。
【請求項２】
前記気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口を前記溶銑に浸漬させて前記気体酸素を前記溶銑中に吹き込む場合に、前記気体酸素の供給速度を前記溶銑１ｔ当たり０．０２Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以上０．１０Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以下にし、前記気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口の浸漬深さを０．３ｍ以上にすることを特徴とする、請求項１に記載の溶銑の脱燐処理方法。
【請求項３】
燐濃度が０．０３質量％超えの溶銑に、前記気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口を前記溶銑の浴面よりも上に位置させて、前記気体酸素供給用ランスから前記気体酸素を前記溶銑に上吹きすることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の溶銑の脱燐処理方法。
【請求項４】
前記気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口を前記浴面よりも上に位置させて前記気体酸素を前記溶銑に上吹きする場合に、前記気体酸素の供給速度を前記溶銑１ｔ当たり０．０５Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以上０．１０Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以下にし、前記気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口の前記浴面からの高さを０．３ｍ以上０．７ｍ以下にすることを特徴とする、請求項３に記載の溶銑の脱燐処理方法。
【請求項５】
前記脱燐処理後の前記溶銑の燐濃度を０．００８質量％以下にすることを特徴とする、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の溶銑の脱燐処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混銑車などの溶銑搬送容器における溶銑の脱燐処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
混銑車における溶銑脱燐処理において０．０１質量％程度といった低燐濃度まで脱燐処理を行うときには、従来媒溶剤の滓化促進を目的として蛍石（ＣａＦ２）等のフッ素化合物が使用されていた。製鋼工程で発生するスラグは、通常、路盤材等の土木工事材料として利用されるが、フッ素化合物を含有するスラグを路盤材等の土木工事材料として利用すると、スラグからフッ素が溶出して環境がフッ素で汚染されるおそれがある。このため、フッ素化合物を含有する脱燐スラグは、路盤材等の土木工事材料としての利用が制限され、産業廃棄物として埋立処分する等の処理をせざるを得ず、フッ素化合物を使用することは、かえって製造コストを上昇させる要因となる。
【０００３】
そこで、この問題を解消するために、フッ素化合物を使用せずに、溶銑を低燐濃度まで脱燐する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、搬送容器に収容された溶銑に酸化剤及び媒溶剤を供給して溶銑中の燐を酸化除去する溶銑の脱燐処理方法において、媒溶剤としてフッ素化合物を含有しないＣａＯ含有物質を使用し、酸化剤とは独立して気体酸素を溶銑上に存在するスラグ中に吹き込む溶銑の脱燐処理方法が開示されている。この方法では、脱燐用の酸化剤とは独立して溶銑上に存在するスラグ中に気体酸素を吹き込むので、スラグ中に含まれる粒鉄と吹き込まれた気体酸素とが反応し、粒鉄の酸化反応による発熱と、生成した鉄酸化物によるスラグの融点低下効果とにより、スラグの固相率が低下し、脱燐処理末期であってもスラグの流動性が確保されることで、脱燐処理末期におけるスラグの流動性低下による脱燐反応の阻害を防止できる、とされている。しかしながら、この溶銑の脱燐処理方法においても、低燐濃度域での脱燐速度の低下を防止する効果は十分ではなく、溶銑の燐濃度をさらに低減できる方法が求められていた。
【０００４】
また、特許文献２には、混銑車に収容された溶銑に脱珪処理及び脱燐処理を施す際に、ランスの高さ方向設置位置を調整することで、溶銑への気体酸素の吹き込みと、溶銑への気体酸素の上吹きとを、１つのランスで行う溶銑の予備処理方法が開示されている。この方法では、脱珪処理で気体酸素を溶銑中に吹き込むランスと、脱燐処理で気体酸素を溶銑に上吹きするランスとを１つのランスで行うので、設備費用の削減及び処理中の操作の簡便化が実現され、効率的に脱珪処理及び脱燐処理を行うことが可能となるとともに、気体酸素を上吹きしてＣＯガスを二次燃焼させる際に、従来の水冷上吹きランスよりも効率的に溶銑に熱を付与することができる、とされている。しかしながら、この溶銑の予備処理方法においては、脱燐処理末期の溶銑温度の低下を抑制するという効果は得られるとしても、低燐濃度域での脱燐速度の低下を防止するには十分ではなく、溶銑の燐濃度をさらに低減できる方法が求められていた。
【０００５】
さらに、特許文献３には、混銑車内に装入された溶銑中に、混銑車内の長手方向を指向して挿入される２本の浸漬ランスから酸素ガスや酸化鉄、ＣａＯ系フラックスなどからなる脱燐剤をキャリアガスとともに吹き込む溶銑の脱燐方法が開示されている。この方法によれば、浸漬ランスを１本で脱燐する方法に比べて、溶銑中へ脱燐剤を分散して供給できるので、脱燐剤の反応効率を向上しつつ高速で脱燐処理を行うことが可能となる、とされている。しかし、２本の浸漬ランスから脱燐剤の吹き込みを行うためには、脱燐剤の吹き込み装置を二重に設ける必要があり、設備費用の大幅な増大が避けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−９２３８７号公報
【特許文献２】特開２０１５−１６０９８１号公報
【特許文献３】特開２００５−１４６３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、混銑車、溶銑鍋等の溶銑搬送容器に収容された溶銑を脱燐処理するにあたり、フッ素化合物を使用することなく生石灰等の安価なＣａＯ含有物質を媒溶剤として使用し、設備費用の大幅な増大を招くことなく溶銑の燐濃度を安定して低減できる溶銑の脱燐処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、０．０１質量％程度といった低燐濃度までの脱燐処理に適した脱燐剤及び酸素の供給方法について鋭意検討した結果、特許文献３に記載されているような２本の浸漬ランスから脱燐剤の吹き込みを行う方法は、このような低燐濃度までの脱燐には必ずしも適したものではないことに着目した。即ち、２本の浸漬ランスから脱燐剤の吹き込みを行う方法では、１本の浸漬ランスから脱燐剤の吹き込みを行う場合に比べて、脱燐剤の総吹き込み速度が大きくなることから、０．０１質量％程度といった低燐濃度まで脱燐処理を行う際には、温度降下速度が増大して脱燐反応の停滞を招く場合があった。そこで、脱燐剤の供給速度を増大することなく撹拌力を増大させて脱燐反応を促進するために、低燐濃度域において気体酸素の吹き込みを利用する方法を着想して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）溶銑搬送容器に収容された溶銑にインジェクションランスを介して酸化剤及びＣａＯ含有物質を吹き込む溶銑の脱燐処理方法であって、脱燐処理中に燐濃度が０．０３質量％以下に低下した前記溶銑に、前記インジェクションランスを介して酸化剤及びＣａＯ含有物質を吹き込むとともに、前記インジェクションランスとは別に設けた気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口を前記溶銑に浸漬させた状態で、前記気体酸素供給用ランスから気体酸素を前記溶銑に吹き込むことを特徴とする、溶銑の脱燐処理方法。
（２）前記気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口を前記溶銑に浸漬させて前記気体酸素を前記溶銑中に吹き込む場合に、前記気体酸素の供給速度を前記溶銑１ｔ当たり０．０２Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以上０．１０Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以下にし、前記気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口の浸漬深さを０．３ｍ以上にすることを特徴とする、（１）に記載の溶銑の脱燐処理方法。
（３）燐濃度が０．０３質量％超えの溶銑に、前記気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口を前記溶銑の浴面よりも上に位置させて、前記気体酸素供給用ランスから前記気体酸素を前記溶銑に上吹きすることを特徴とする、（１）または（２）に記載の溶銑の脱燐処理方法。
（４）前記気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口を前記浴面よりも上に位置させて前記気体酸素を前記溶銑に上吹きする場合に、前記気体酸素の供給速度を前記溶銑１ｔ当たり０．０５Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以上０．１０Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以下にし、前記気体酸素供給用ランスの気体酸素の出口の前記浴面からの高さを０．３ｍ以上０．７ｍ以下にすることを特徴とする、（３）に記載の溶銑の脱燐処理方法。
（５）前記脱燐処理後の前記溶銑の燐濃度を０．００８質量％以下にすることを特徴とする、（１）から（４）の何れか１つに記載の溶銑の脱燐処理方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による溶銑の脱燐処理方法を実施することで、脱燐設備の設備費用の増大を招くことなく、低燐濃度域における脱燐速度を向上でき、脱燐処理後の溶銑の燐濃度を安定して０．０１０質量％以下に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法を用いて混銑車に収容された溶銑に脱燐処理を施す際に、低燐濃度域の溶銑に対して脱燐処理を施す場合の様子を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法を用いて混銑車に収容された溶銑に脱燐処理を施す際に、高燐濃度域の溶銑に対して脱燐処理を施す場合の様子を示す概略図である。
【図３】気体酸素供給ランス１６の断面図である。
【図４】従来の混銑車での溶銑脱燐処理における脱珪外酸素原単位と、脱燐処理後の溶銑の燐濃度との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
溶銑搬送容器における溶銑の脱燐処理では、脱燐反応のための酸化剤として焼結鉱などの酸化鉄含有物質を用いることが一般的であり、インジェクションランスを介して酸化剤及びＣａＯ含有物質を吹き込む方法が広く用いられている。この際、吹き込まれた酸化剤の一部は、溶銑中を浮上中に溶銑中の炭素、珪素、燐及びマンガンなどと反応するが、短かい浮上時間中に十分に反応が進行する訳ではなく、溶銑上に浮かんでいるスラグ中にも大量の酸化鉄が供給され、スラグと溶銑との間でも酸化還元反応が一部進行する。
【００１３】
しかしながら、一般的にフリーボードの小さい溶銑搬送容器でのスラグと溶銑との撹拌は必ずしも十分ではなく、主に反応ガスの浮上領域付近で反応する以外は、脱燐反応への寄与は小さいと考えられていた。特に、混銑車（トピードカー）ではフリーボード及び開口部が小さく、開口部からの溶銑等の噴出を防止するために、斜め吹きのインジェクションランスを用いており、反応ガスを含む混相流の浮上位置が容器の長手方向に偏った位置となるので、容器内全体で見た場合にはスラグと溶銑との反応は活発ではないと考えられていた。
【００１４】
そこで、発明者らはスラグの有する脱燐能をさらに有効に利用する方法を種々検討し、インジェクションランスとは別に設けた気体酸素供給用ランスを介して、溶銑に浸漬させたノズルから気体酸素を溶銑中に吹き込むことで、溶銑中燐濃度が０．０３質量％以下の低燐濃度域における脱燐速度を向上できることを見出して本発明を完成させた。以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法を用いて混銑車に収容された溶銑に脱燐処理を施す際に、低燐濃度域の溶銑に対して脱燐処理を施す場合の様子を示す概略図である。高炉から出銑された溶銑２０は、炉口１２を通って溶銑搬送容器（混銑車）１４に収容され、気体酸素供給ランス１６と、インジェクションランス１８とを備えた溶銑脱燐設備１０に移送され、脱燐処理が施される。また、溶銑搬送容器１４に収容された溶銑２０は、本実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法による脱燐処理が実施された後に、製鋼用精錬炉（転炉）を備えた製鋼工場に搬送され、溶銑搬送容器１４を、回転軸を中心として傾斜させて、炉口１２から装入鍋（不図示）等の容器に出湯され、その後さらに脱硫処理及び脱炭処理が施される。
【００１６】
以下に、溶銑脱燐設備１０における各装置の構成について説明する。インジェクションランス１８は、炉口１２から鉛直方向に対して斜めに混銑車に挿入され、溶銑２０に浸漬された状態で保持され、インジェクションランス１８から酸化剤である酸化鉄と、ＣａＯ含有物質とを含む脱燐剤３４を、搬送ガス３６とともに溶銑２０へ吹き込む。インジェクションランス１８から吹き込まれる酸化剤としては、鉄鉱石、鉄鉱石の焼結鉱粉、ミルスケール等の酸化鉄源を使用することができ、また、気体酸素をこれらの酸化鉄源とともに酸化剤として併用できる。また、インジェクションランス１８で使用する搬送ガス３６としては、気体酸素、空気、窒素ガス、希ガスなどを使用することができる。
【００１７】
インジェクションランス１８の外側には不定形耐火物からなる耐火物被覆層が設けられており、内部は単管または２重管構造となっている。インジェクションランス１８が２重管構造となっている場合は、内管と外管との隙間からは例えばインジェクションランス１８を保護するための冷却用流体が供給される。
【００１８】
気体酸素供給ランス１６は、炉口１２から鉛直方向に溶銑搬送容器１４の内部に挿入される。気体酸素２２は、気体酸素供給ランス１６から溶銑２０に供給される。気体酸素供給ランス１６は、図１に示すように、気体酸素供給ランス１６の気体酸素の出口が溶銑搬送容器１４内の溶銑２０に浸漬された状態で保持されるように構成され、気体酸素供給ランス１６から気体酸素２２を溶銑２０に吹き込むことができる。
【００１９】
また、図２は、本実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法を用いて混銑車に収容された溶銑に脱燐処理を施す際に、後述する高燐濃度域の溶銑に対して脱燐処理を施す場合の様子を示す概略図である。図２に示すように、気体酸素供給ランス１６の気体酸素の出口が溶銑２０の浴面よりも上の位置でも保持できるように構成され、気体酸素供給ランス１６から気体酸素２２を溶銑２０に上吹きできることが好ましい。
【００２０】
図３は、気体酸素供給ランス１６の断面図である。図３を用いて、気体酸素供給ランス１６の構造を説明する。気体酸素供給ランス１６は、内管２４及び外管２６を有する二重管構造となっており、外管２６の外側には、不定形耐火物から構成される耐火物被覆層２８が設けられている。内管２４は、気体酸素供給ランス１６の下部で、図３における左右の２方向に分岐し、気体酸素の出口である左右２つの内管ノズル３０に接続している。また、外管２６も内管２４と同じく、気体酸素供給ランス１６の下部で左右の２方向に分岐し、外管２６と内管２４との隙間も、左右２つの外管ノズル３２に接続している。なお、図３における左右方向を混銑車の長手方向に一致させるように気体酸素供給ランス１６を設置することが好ましい。
【００２１】
気体酸素供給ランス１６の内管２４からは、気体酸素２２が供給され、内管２４と外管２６との隙間からは、気体酸素２２の反応熱から内管ノズル３０を保護するための冷却用の流体が供給される。気体酸素供給ランス１６の内管ノズル３０を溶銑２０に浸漬して気体酸素２２を吹き込む場合には、冷却用の流体として炭化水素ガス、または、搬送ガスによって搬送される液体炭化水素などを用いる。これにより、気体酸素供給ランス１６の耐用性を向上できる。また、気体酸素供給ランス１６の内管ノズル３０を溶銑２０の浴面より上にして気体酸素２２を上吹きする場合には、冷却用の流体として窒素、または、不活性ガス等の気体を用いてよい。
【００２２】
内管ノズル３０は、図３に示すように、例えば、鉛直下向き方向に対して４５°となる左右２方向に分岐して設けられる。このように、内管ノズル３０を互いに異なる方向に設け、内管２４を分岐させることで、気体酸素供給ランス１６から互いに異なる方向に分散して気体酸素２２を噴出できる。なお、内管ノズル３０の方向は、鉛直下向き方向に対して３０°以上６０°以下にすることが好ましい。内管ノズル３０の方向を鉛直下向き方向に対して３０°以上にすることで、内管ノズル３０を溶銑２０に浸漬して気体酸素２２を吹き込む場合には、気泡の水平方向の到達距離を大きくしてスラグ／メタルの撹拌領域を拡大できる。また、内管ノズル３０を溶銑２０の浴面より上にして気体酸素２２を上吹きする場合には、内管ノズル３０の方向を鉛直下向き方向に対して３０°以上にすることで、酸化鉄の溶銑２０への吹き込みによって発生したＣＯガスの二次燃焼を促進させることができ、溶銑２０及びスラグ３８への着熱量を増やすことができる。
【００２３】
また、内管ノズル３０の方向を鉛直下向き方向に対して６０°以下にすることで、溶銑２０に気体酸素２２を上吹きする場合に、溶銑搬送容器１４の内壁、特に天井部分の耐火物がＣＯガスの二次燃焼による高温に曝されて耐火物の溶損が増大することを抑制できるとともに、当該二次燃焼熱を効率良く溶銑２０及びスラグ３８に伝熱できる。
【００２４】
以下に、溶銑脱燐設備１０を用いる本発明に係る溶銑の脱燐処理方法の実施形態について説明する。インジェクションランス１８から供給される酸化鉄及び気体酸素からなる酸化剤中の酸素により、溶銑中の燐が酸化されて燐酸化物が生成する酸化反応（２Ｐ＋５／２Ｏ２→Ｐ２Ｏ５）が起こる。この燐酸化物が、添加されるＣａＯ含有物質の滓化によって形成されるスラグ３８に吸収されることで溶銑２０の脱燐が進行する。脱燐処理においては、スラグからの復燐反応を抑制するとともに、スラグの液相率が著しく低下して撹拌・混合が阻害されることを防止する観点から、脱燐処理後のスラグの塩基度が１．５以上３．０以下になるように、脱燐剤３４の吹き込み量を調整することが好ましい。
【００２５】
図４は、従来の混銑車での溶銑脱燐処理における脱珪外酸素原単位と、脱燐処理後の溶銑の燐濃度との関係を示したグラフである。図４に示したグラフにおいて、横軸は、脱珪外酸素原単位（Ｎｍ３／ｔ）であり、縦軸は、脱燐処理後の溶銑の燐濃度である。なお、脱珪外酸素原単位とは、炉内に供給される酸素原単位のうち、脱珪反応に使用される分を除いた酸素原単位を意味する。図４に示すように、溶銑の燐濃度０．０３質量％を境界にグラフの傾きが徐々に小さくなっている。このことから、溶銑の燐濃度が０．０３質量％超えの高燐濃度域では脱燐酸素効率の変化は小さく、燐濃度が０．０３質量％以下の低燐濃度域では、溶銑中における燐の物質移動速度の影響で、燐濃度が低下するに従って脱燐酸素効率が低下すると考えられる。従来のフッ素化合物を使用しない溶銑の脱燐処理方法では、低燐濃度域で脱燐酸素効率が低下するため、脱燐剤原単位の増大と処理時間の延長が必要となり、これにより溶銑温度が低下することでさらに脱燐反応の停滞を招き、低燐溶銑の製造を難しくしていた。
【００２６】
本実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法において、溶銑２０の燐濃度が０．０３質量％以下の溶銑中における燐の物質移動速度の影響で脱燐酸素効率が低下する領域では、図１に示したように、内管ノズル３０が溶銑２０に浸漬した状態で気体酸素供給ランス１６を保持し、当該気体酸素供給ランス１６から溶銑２０に気体酸素２２を吹き込み、気体酸素２２の吹き込みによって生成されたＣＯガスによって溶銑搬送容器１４内の溶銑２０を撹拌する。これにより、溶銑２０中の燐の物質移動が促進されて、インジェクションランス１８から吹き込む脱燐剤３４による脱燐反応を促進できる。さらに、気体酸素供給ランス１６から溶銑２０に気体酸素２２を吹き込み、気体酸素２２の吹き込みによって生成されたＣＯガスによって溶銑搬送容器１４内のスラグ３８と溶銑２０との撹拌・混合も促進される。これにより、スラグ３８による脱燐反応も促進できる。このように、溶銑２０に気体酸素２２を吹き込むことで、溶銑２０中における物質移動を促進して脱燐剤３４による脱燐反応を促進できるとともにスラグ３８による脱燐反応をも促進でき、この結果、溶銑２０の脱燐速度は向上し、溶銑２０の燐濃度を安定して０．０１０質量％以下に低減できる。
【００２７】
また、溶銑２０の燐濃度が０．０３質量％超えの脱燐酸素効率の変化が小さい高燐濃度域では、溶銑２０に気体酸素２２を吹き込んでも脱燐反応の促進効果は大きくないため、図２に示したように、内管ノズル３０が溶銑２０の浴面よりも上になる位置で気体酸素供給ランス１６を保持し、溶銑２０に気体酸素２２を上吹きすることが好ましい。このように、溶銑２０に気体酸素２２を上吹きすることによって、脱燐処理中に過剰に脱炭が進んで、次工程の熱源として使用できる溶銑中の炭素が減少することを抑制できる。さらに、溶銑２０の浴面に気体酸素２２を上吹きすることで、酸化鉄の吹き込みによって発生したＣＯガスを効果的に二次燃焼させることができ、溶銑２０及びスラグ３８への着熱量を増やすことができる。
【００２８】
脱燐処理中の溶銑２０の燐濃度は、高炉から出銑した溶銑２０の燐濃度の測定値と、インジェクションランス１８から吹き込む酸化鉄と気体酸素からなる酸化剤の供給量と、経験的に得られている各酸化剤の脱燐酸素効率とから推定できる。すなわち、溶銑２０の燐濃度が０．０３質量％となる酸化剤あるいは脱燐剤３４を供給した時点の近辺で、気体酸素供給ランス１６の高さを変更すればよい。
【００２９】
また、溶銑２０の燐濃度が０．０３質量％以下であって、気体酸素供給ランス１６から溶銑２０に気体酸素２２を吹き込む場合において、気体酸素供給ランス１６の内管ノズル３０の先端を溶銑２０の浴面から０．３ｍ以上浸漬させることが好ましく、さらに、０．５ｍ以上浸漬させることがより好ましい。また、溶銑２０に気体酸素２２を吹き込む場合に、気体酸素供給ランス１６から供給する気体酸素２２の供給速度を０．０２Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以上にすることが好ましく、さらに、０．０５Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以上にすることがより好ましい。このように、気体酸素供給ランス１６の内管ノズル３０の浸漬深さ、及び／または、気体酸素２２の供給速度を上記の範囲内にすることで撹拌動力密度が高くなり、これにより、溶銑２０中の脱燐を効果的に促進できる。一方、気体酸素２２の供給速度を大きくし過ぎても、脱燐速度の向上効果は飽和し、かえって脱炭量の増大を招くので、気体酸素２２の供給速度は０．１０Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以下にすることが好ましい。
【００３０】
さらに、溶銑２０の燐濃度が０．０３質量％超えであって、気体酸素供給ランス１６から溶銑２０に気体酸素２２を上吹きする場合において、気体酸素供給ランス１６の内管ノズル３０の先端の溶銑２０の浴面からの高さを０．３ｍ以上、０．７ｍ以下にすることが好ましく、さらに、０．３ｍ以上、０．５ｍ以下にすることがより好ましい。また、溶銑２０に気体酸素２２を上吹きする場合に、気体酸素供給ランス１６から供給する気体酸素２２の供給速度を０．０５Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以上にすることが好ましい。このように、気体酸素供給ランス１６の内管ノズル３０の溶銑浴面からの高さ、及び／または、気体酸素２２の供給速度を上記の範囲内にすることで二次燃焼量及び着熱効率を適正な範囲とすることができ、溶銑２０及びスラグ３８への着熱量を増やすことができる。一方、気体酸素２２の供給速度を大きくし過ぎると耐火物の溶損を増大させるおそれがあるので、気体酸素２２の供給速度は０．１０Ｎｍ３／（ｍｉｎ・ｔ）以下にすることが好ましい。
【００３１】
また、本実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法は、滓化促進剤としてフッ素化合物を使用せずに、生石灰等の安価なＣａＯ含有物質を使用することが望ましい。これにより、当該脱燐処理方法の実施により生じるスラグはフッ素化合物を含まないので、炉盤材等の土木工事材料としての利用が制限されず、スラグの処理コストの増加に伴う製造コストの上昇を抑制できる。
【００３２】
また、溶銑２０への気体酸素２２の上吹きと、溶銑２０への気体酸素２２の吹き込みとを別々のランスを用いて行なうとなると、設備費用の増大、オペレーションの複雑化、ランス変更時の酸素供給時間のロス等の問題が発生する。これに対し、本発明の一つの実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法では、１本の気体酸素供給ランス１６を用いて、溶銑２０の浴面への気体酸素２２の上吹きと、溶銑２０への気体酸素２２の吹き込みとを実施できるので、設備費用を増大させること、オペレーションを複雑化させること、及び、ランス変更時の酸素供給時間のロスが発生することを抑制できる。
【００３３】
また、上述した説明においては、混銑車用の溶銑脱燐設備１０を用いて本実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法を実施した例を示したが、気体酸素供給ランス１６及びインジェクションランス１８を備えるものであれば、溶銑鍋であっても上述した説明に沿って本実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法を実施できる。
【実施例】
【００３４】
容量約３００トンの混銑車に高炉から出銑した溶銑を受銑し、この溶銑に対して、脱燐剤としてフッ素化合物を使用せずに、溶銑の燐濃度を０．００８質量％以下にすることを目標に溶銑の脱燐処理を実施した。比較例１〜３は、インジェクションランス１８から焼結鉱粉と生石灰粉からなる脱燐剤３４を溶銑２０へ吹き込んで溶銑の脱燐処理を行い、脱燐処理全体を通じて、気体酸素供給ランス１６の内管ノズル３０の先端を溶銑の浴面からの高さを０．３０〜０.４５ｍにした位置から溶銑に気体酸素（工業用純酸素）を上吹きして脱燐処理を実施した。一方、実施例１〜３は、インジェクションランス１８から焼結鉱粉と生石灰粉からなる脱燐剤３４を溶銑２０へ吹き込んで溶銑の脱燐処理を行い、脱燐処理前半（溶銑の燐濃度０．０３質量％超え）においては、気体酸素供給ランス１６の内管ノズル３０の先端を溶銑の浴面からの高さを０．３０〜０.４５ｍにした位置から溶銑に気体酸素を上吹きして脱燐処理し、脱燐処理後半（溶銑の燐濃度０．０３質量％以下）においては、気体酸素供給ランス１６の内管ノズル３０の先端を溶銑の浴面から０．３０〜０．４５ｍ浸漬させた状態で、溶銑に気体酸素を吹き込んで脱燐処理した。生石灰の使用量は何れの実施例及び比較例においても溶銑１ｔ当たり約５ｋｇ／ｔとした。これらの処理条件及び結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１に示すように、脱燐処理全体を通じて気体酸素を浴面から０．３０〜０.４５ｍ上方位置から上吹きして脱燐処理した比較例１〜３においては、実施例１〜３と供給した気体酸素原単位が同じであるにも関わらず、脱燐処理後の溶銑の燐濃度を目標値である０．００８質量％以下にできなかった。さらに、比較例１では、脱燐処理後の溶銑の燐濃度が０．０１１質量％になっており、脱燐脱燐処理後の溶銑の燐濃度を安定して０．０１０質量％以下に低減できなかった。一方、実施例１〜３は、何れにおいても脱燐処理後の溶銑の燐濃度を目標値である０．００８質量％以下にすることができた。このように、本実施形態に係る溶銑の脱燐処理方法を実施することで、脱燐処理後の溶銑の燐濃度を安定して０．０１０質量％以下に低減できることが確認された。
【符号の説明】
【００３７】
１０  溶銑脱燐設備
１２  炉口
１４  溶銑搬送容器（混銑車）
１６  気体酸素供給ランス
１８  インジェクションランス
２０  溶銑
２２  気体酸素
２４  内管
２６  外管
２８  耐火物被覆層
３０  内管ノズル
３２  外管ノズル
３４  脱燐剤
３６  搬送ガス
３８  スラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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