(57)【要約】【課題】取鍋内の溶鋼を、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬によって脱硫して極低硫鋼を製造するに際し、フラックスと溶鋼との精錬反応を効率的に進行させることが可能な、新規かつ改良された溶鋼の取鍋精錬方法を提供する。【解決手段】取鍋１内の溶鋼３表面にＣａＯを含むフラックス層４を形成し、電極をフラックス層に浸漬させて通電する溶鋼の取鍋精錬方法において、取鍋１の底部にガス吹き込み用プラグ２を２カ所に配置し、当該ガス吹き込み用プラグそれぞれから吹き込まれるガスの流量について、ガス流量が大きい方のガス流量をＱB、他方のガス流量をＱA（いずれも単位はＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）とし、ＱA、ＱBが以下に示す（１）〜（３）式を満たす。    １．７４≦ＱB≦４．５０            （１）    ０．１≦ＱA                        （２）    ＱB／ＱA≧３．０                  （３）【選択図】図１
2018188685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取鍋内の溶鋼表面にＣａＯを含むフラックス層を形成し、電極を前記フラックス層に浸漬させて通電する溶鋼の取鍋精錬方法において、
前記取鍋の底部にガス吹き込み用プラグを２カ所に配置し、当該ガス吹き込み用プラグそれぞれから吹き込まれるガスの流量について、ガス流量が大きい方のガス流量をＱB、他方のガス流量をＱA（いずれも単位はＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）とし、ＱA、ＱBが以下に示す（１）〜（３）式を満たすことを特徴とする、溶鋼の取鍋精錬方法。
１．７４≦ＱB≦４．５０            （１）
０．１≦ＱA                        （２）
ＱB／ＱA≧３．０                  （３）
【請求項２】
前記フラックス層の厚さを１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることを特徴とする、請求項１に記載の溶鋼の取鍋精錬方法。
【請求項３】
２つのガス吹き込みプラグ中心間の距離は、取鍋底部の半径をＲとして０．５Ｒ以上に離隔し、いずれのガス吹き込みプラグ中心も、取鍋壁面からの距離が０．１Ｒ以上であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の溶鋼の取鍋精錬方法。
【請求項４】
取鍋内の溶鋼量が１３０ｔ以上であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の溶鋼の取鍋精錬方法。
【請求項５】
取鍋内の溶鋼量が２７０ｔ以上であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の溶鋼の取鍋精錬方法。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
転炉や電気炉で一次精錬された溶鋼は、取鍋に収容される。さらに二次精錬として、取鍋内の溶鋼を対象に精錬が行われる。二次精錬後の溶鋼は、主に連続鋳造によって鋳造し、さらに熱間圧延などを経て目的の製品が製造される。二次精錬は、製品の目標品質に応じて、溶鋼の成分調整、非金属介在物の浮上分離、溶鋼の均一混合、溶鋼の加熱昇温、溶鋼中有害不純物の低減などを目的として行われる。溶鋼中の硫黄（Ｓ）濃度を低減する目的で、二次精錬として溶鋼脱硫が行われる。
【０００３】
二次精錬の方法の一つとして、取鍋内の溶鋼表面にＣａＯを含むフラックス層を形成し、フラックス層に通電電極を浸漬させて通電しながら、溶鋼中にガスを吹き込んで溶鋼を攪拌する二次精錬方法が知られている。フラックス層を脱硫剤として溶鋼の脱硫処理が可能であり、また通電加熱によって溶鋼を昇温することができる。以下この方法を、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬方法と呼ぶ。
【０００４】
通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬に関し、特許文献１には、通電加熱型精錬取鍋が開示されている。取鍋の上部を覆う蓋には、黒鉛製の３本の電極が配置され、取鍋の底部にはガス吹き込みのためのポーラスプラグが配置されている。３本の電極は、取鍋の中心付近であって、取鍋外周と同心円上に配置されている。電極の下方先端は、取鍋内の溶鋼上に浮遊するフラックス層内に浸漬され、給電装置により通電され、フラックス及び溶鋼を加熱する。また、ポーラスプラグから溶鋼中に不活性ガスを送り込み、溶鋼を攪拌する。従来、取鍋底部に配置されるポーラスプラグは１カ所のみであったが、特許文献１に記載の発明は、ポーラスプラグが取鍋底部に複数配置され、当該複数のポーラスプラグは、取鍋底部の一方に偏在させて配置されている。複数のポーラスプラグからは、同一流量の不活性ガスが溶鋼中に吹き込まれている。
【０００５】
特許文献２には、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬に適用することのできる取鍋精錬方法であって、取鍋の底に２つの底吹き用プラグが配置され、２つの底吹き用プラグからのガス流量に差を付けて不活性ガスを吹き込む方法が開示されている。同文献に記載の発明は、２つの底吹き用プラグから吹き込むガス流量の合計が０．８〜１．８ＮＬ／ｍｉｎ／ｔｏｎとなるようにガスを吹き込むこととしている。
【０００６】
特許文献３には、出鋼した溶鋼に対して１回目の精錬処理、脱ガス処理、２回目の精錬処理をこの順に行う、高清浄度鋼の製造方法が開示されている。精錬処理と脱ガス処理では２つの底吹き用プラグから不活性ガスを吹き込み、２つの底吹き用プラグからのガス流量に差を付けて不活性ガスを吹き込む。精錬処理として、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬方法が用いられている。同文献に記載の発明は、２つの底吹き用プラグから吹き込むガス流量の合計が、１回目の精錬処理と脱ガス処理（前半）では０．９０〜１．２５ＮＬ／ｍｉｎ／ｔｏｎ、脱ガス処理（後半）と２回目の精錬処理では０．４５〜０．７０ＮＬ／ｍｉｎ／ｔｏｎとなるようにガスを吹き込むこととしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０４０４１１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１４０８３号公報
【特許文献３】特開２０１１−２１４０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
取鍋内の溶鋼を、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬によって脱硫して極低硫鋼を製造するに際し、特許文献１〜特許文献３に記載の方法を用いて脱硫処理を行うと、目標とする溶鋼の極低硫化を実現するために長時間を要し、所定の時間内には目標とする極低硫化を実現できないという問題を有していた。
【０００９】
本発明は、取鍋内の溶鋼を、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬によって脱硫して極低硫鋼を製造するに際し、フラックスと溶鋼との精錬反応を効率的に進行させることが可能な、新規かつ改良された溶鋼の取鍋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】
【００１０】
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）取鍋内の溶鋼表面にＣａＯを含むフラックス層を形成し、電極を前記フラックス層に浸漬させて通電する溶鋼の取鍋精錬方法において、
前記取鍋の底部にガス吹き込み用プラグを２カ所に配置し、当該ガス吹き込み用プラグそれぞれから吹き込まれるガスの流量について、ガス流量が大きい方のガス流量をＱB、他方のガス流量をＱA（いずれも単位はＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）とし、ＱA、ＱBが以下に示す（１）〜（３）式を満たすことを特徴とする、溶鋼の取鍋精錬方法。
１．７４≦ＱB≦４．５０            （１）
０．１≦ＱA                        （２）
ＱB／ＱA≧３．０                  （３）
（２）前記フラックス層の厚さを１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることを特徴とする、上記（１）に記載の溶鋼の取鍋精錬方法。
（３）２つのガス吹き込みプラグ中心間の距離は、取鍋底部の半径をＲとして０．５Ｒ以上に離隔し、いずれのガス吹き込みプラグ中心も、取鍋壁面からの距離が０．１Ｒ以上であることを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載の溶鋼の取鍋精錬方法。
（４）取鍋内の溶鋼量が１３０ｔ以上であることを特徴とする、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の溶鋼の取鍋精錬方法。
（５）取鍋内の溶鋼量が２７０ｔ以上であることを特徴とする、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の溶鋼の取鍋精錬方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、取鍋内の溶鋼を、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬によって脱硫して極低硫鋼を製造するに際し、取鍋の底部にガス吹き込み用プラグを２カ所に配置し、ガス吹き込み用プラグそれぞれから吹き込まれるガスの流量を所定の範囲内とすることにより、フラックス層の巻込みを促進させながら、取鍋内の溶鋼攪拌を促進することができ、フラックスと溶鋼の間の精錬反応を迅速に進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の取鍋精錬を実施する状況を示す断面図である。
【図２】取鍋底部からの一方のガス吹き込み量が過大であるときの状況を示す断面図である。
【図３】取鍋底部２箇所からのガス吹き込み量の比率（ＱB／ＱA）が過小であるときの状況を示す斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すように、本発明の溶鋼３の取鍋精錬方法において、取鍋１内の溶鋼表面にＣａＯを含むフラックス層４を形成し、電極（図示せず）をフラックス層に浸漬させて通電することにより、溶鋼脱硫を行う。通電加熱については、通常行われている方法を用いることができる。即ち、取鍋上部に配置した電極の下方先端をフラックス層内に浸漬し、電極に通電することにより、フラックス及び溶鋼を加熱する。また本発明では、取鍋１の底部にガス吹き込み用プラグ２を２カ所に配置し、当該ガス吹き込み用プラグ２それぞれから不活性ガスを溶鋼中に吹き込むことにより、取鍋内溶鋼の攪拌を行う。
【００１４】
取鍋精錬においては、取鍋内の溶鋼表面にＣａＯを含むフラックス層を形成し、当該フラックス層を溶融させ、溶鋼中の含有Ｓがフラックス中成分と反応してフラックス層中に移動することにより、脱硫反応が進行する。脱硫反応は、溶鋼とフラックス層との界面で進行する。取鍋内溶鋼全体の脱硫を速やかに進行するためには、フラックス層を十分に溶解すること、取鍋内の溶鋼において脱硫が進行した溶鋼と脱硫が進行していない溶鋼との入れ替わりを迅速に行うこと、溶鋼とフラックス層界面の反応界面積を増大すること、などが重要である。本発明で特に、溶鋼の取鍋精錬で脱硫処理を速やかにかつ極低硫まで脱硫を進行させるため、溶鋼とフラックス層界面の反応界面積を増大することに着目した。図１に示すように、取鍋底部のガス吹き込み用プラグ２から吹き込んだガスは気泡５となり、気泡５は取鍋内の溶鋼中を上昇するとともに、溶鋼の上昇流６を形成する。気泡を伴う溶鋼の上昇流６は、溶鋼表面に到達したところで、フラックス層の下面に沿う横行流７に転じ、その際に一部のフラックスをせん断力で溶鋼中に懸濁させる。これにより、溶鋼中にはフラックスが液滴１０となって混入し、溶鋼と溶融フラックスとの接触界面積が増大する。これにより、溶鋼とフラックス間での脱硫反応が促進される。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明においては、取鍋の底部に配置した２カ所のガス吹き込み用プラグそれぞれから吹き込まれるガスの流量について、ガス流量が大きい方（ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂ）のガス流量をＱB、他方（ガス吹き込み用Ａプラグ２Ａ）のガス流量をＱA（いずれも単位はＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）とし、ＱA、ＱBが以下に示す（１）〜（３）式を満たすことを特徴とする。
１．７４≦ＱB≦４．５０            （１）
０．１≦ＱA                        （２）
ＱB／ＱA≧３．０                  （３）
【００１６】
本発明では、２箇所のガス吹き込み用プラグ（２Ａ、２Ｂ）からガスを吹き込むに際し、ガス流量に差を持たせる。そして、ガス流量が大きい方（ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂ）のガス吹き込み（ガス流量＝ＱB）によって、本発明が目的とする、溶鋼表面におけるフラックスの液滴化とフラックス液滴１０の溶鋼３への懸濁を促進させる。ガス流量ＱBを１．７４ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ以上とすることにより、十分な溶鋼の上昇流６を形成し、溶鋼表面においてフラックス層を巻き込み、溶鋼と溶融フラックスとが相互に懸濁して十分な量のフラックスの液滴１０が溶鋼中に混入するので、溶鋼と溶融フラックスとの接触界面積が増大し、溶鋼とフラックス間での脱硫反応が促進されることとなる（図１）。ガス流量ＱBが１．７４ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ未満の場合には、溶融フラックスが液滴状となることは発生しているものと考えられるが、その量が少ないものとみられ、目的とする精錬反応の終了時期が、ＱB≧１．７４ＮＬ／ｍｉｎ／ｔの場合に比べて遅延する。即ち、上記（１）式の左辺不等式とすることにより、脱硫反応に必要なフラックスの液滴化を十分に達成することができる。
【００１７】
ガス流量ＱBが４．５０ＮＬ／ｍｉｎ／ｔを超えると、溶鋼中へのフラックスの巻き込み頻度は飽和する一方で、図２に示すように、溶鋼表面上のフラックスが取鍋壁面１２に偏在する原因となり、当該偏在箇所で未溶融のフラックス１５が生成する。また、気泡を含む上昇流が溶鋼表面に到達したところで、フラックス層に覆われずに溶鋼が露出する面積が過大となるため、取鍋上方の雰囲気ガス中に不可避的に混入する酸素や窒素が溶鋼と接触することによる悪影響（復硫、窒素ピックアップ等）が生じる。そこで、本発明においては、ガス流量が大きい方のガス流量ＱBについて、上記（１）式の右辺不等式を規定することとした。
【００１８】
次に、ガス流量が小さい方のガス吹き込み用プラグ（ガス吹き込み用Ａプラグ２Ａ）のガス吹き込み（ガス流量＝ＱA）について説明する。
【００１９】
プラグ１箇所（ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂ）のみから（１）式に従う攪拌ガスを吹き込んだ場合、通電加熱によって溶融させたフラックスの巻込みによるフラックスの液滴１０は生じるものの、取鍋底部に溶鋼流の淀み部が生じてしまい、溶鋼側の攪拌が不十分となる。例えば脱硫精錬の場合、（１）式に従うプラグの上方では、巻き込まれた溶融フラックスとの反応により溶鋼中の硫黄濃度が迅速に低減する（主として、溶融フラックス／溶鋼の界面近傍）。一方、取鍋底部の溶鋼は、相対的に高い硫黄濃度をもった溶鋼が滞留してしまう（（１）式に従うガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂ近傍を除く）。その結果、取鍋底部の不純物濃度を目標値以下に下げるために必要な処理時間は延長してしまう。そこで、（１）式に従うプラグ（ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂ）に加え、２箇所目のプラグ（ガス吹き込み用Ａプラグ２Ａ）を設けることで、溶鋼流の淀み部が解消され、反応進行度の異なる溶鋼を置換させることができ、反応速度を向上できる。このとき、ガス吹き込み用Ａプラグ２Ａから吹き込むガス流量について、プラグ１箇所あたりの攪拌ガス流量が０．１０（ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）未満であると、溶鋼の攪拌効果が不十分となる。そこで、本発明では、プラグ１箇所あたりの攪拌ガスの流量は溶鋼重量あたり０．１０（ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）以上と規定した。なお、ガス吹き込み用Ａプラグ２Ａから吹き込むガス流量の上限については、後に述べる（３）式を含めて検討すると、１．５０（ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）となる。
【００２０】
ガス吹き込み用Ａプラグ２Ａから吹き込むガス流量ＱAと、ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂから吹き込むガス流量ＱBとの間の比（ＱB／ＱA）について説明する。ガス吹き込みに伴って生成する上昇流６は、溶鋼表面付近において放射状に流れる横行流となる。本発明のように２箇所のガス吹き込み用プラグからガスを吹き込む場合であって、２箇所のガス吹き込み用プラグから導入する攪拌ガス流量の流量比（ＱB／ＱA）が３．０未満であると、両プラグからの攪拌によって生じる横行流７の衝突が発生しやすくなる。相反する方向の溶鋼流動が溶融フラックス下で衝突すると、横行流７の流速が増加できず、横行流のせん断力による溶鋼中へのフラックス懸濁量が低下する（図３）。そこで、本発明では、上記（３）式を規定し、流量比を３．０以上とした。流量比の上限値については特に設ける必要はないが、プラグからの流量をそれぞれ（１）式の上限、（２）式の下限にした場合には４５．０となる。
【００２１】
また、（１）式に従うＱB、（２）式に従うＱA、のプラグ以外に３箇所目のプラグを配置する場合は、ＱA（ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）以下のガス量ＱC（ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）を吹き込むプラグを配置し、後述する（３）式について、
ＱB／（ＱA＋ＱC）≧３．０
を充足させればよく、３箇所以上のプラグを配置することを本発明は妨げない。
【００２２】
なお、ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂからのガス流量ＱBを１．７４ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ以上とすることによって得られる前記脱硫精錬効率の向上効果は、フラックスが溶融状態であるときに顕著となる。フラックスが未滓化であると、固体フラックス内への不純物の移動が極めて遅く、反応速度が小さいためである。従ってフラックスの溶融状態を確保する観点から、本発明のガス吹込みは、通電中、または通電直後であることが好ましい。通電直後とは、通電終了後０分経過〜２０分以内を指すものとする。２０分以内であれば、通例ではフラックス層の大半または全部の溶融状態が確保できるためである。
【００２３】
溶鋼の取鍋精錬において、脱硫精錬のみならず、介在物を減らす目的の精錬を行うことがある。介在物を減らす必要があるときは、巻き込んだフラックスは精錬反応が所定のレベルに達した後に、攪拌ガスの流量を低下させて浮上処理を行えば、精錬処理時間は従来と同等レベルとなり、フラックス利用効率の向上効果が得られる。また、攪拌ガス流量を上述のように１．７４（ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）以上とすることにより、フラックスの浮上処理を行う場合は精錬処理（本発明の撹拌処理とフラックスの浮上処理）全体の時間の短縮を実現することができる。
【００２４】
本発明のガス吹込みは、取鍋底部に接する溶鋼の撹拌も可能となる取鍋底部に設けたプラグを用いることが好ましい。但し、浸漬ランスであっても溶融フラックスの液滴化が図れるため、浸漬ランスを用いても本発明の課題が一定のレベル解決することは可能である。
【００２５】
本発明は、取鍋内の溶鋼表面にＣａＯを含むフラックス層を形成し、当該フラックス層によって溶鋼の脱硫が行われる。フラックス中のＣａＯ成分が脱硫能を有している。フラックス層中のＣａＯ含有量が２５質量％以上であれば、好適に脱硫を行うことができる。３０％以上であるとより好ましい。
【００２６】
本発明において、取鍋内の溶鋼表面に形成するフラックス層の厚さが１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であると好ましい。フラックス層の厚さが１００ｍｍ未満であると、ガス吹込みによる湯面波立ちにより溶鋼湯面を覆う溶融フラックスが途切れる場合があり、溶融フラックスの液滴化領域が限定されることにつながる。このため、フラックス層の厚さは１００ｍｍ以上であることが好ましい。
一方、フラックス層の厚さが２００ｍｍ超では、フラックス層の厚さ方向に温度差が生じやすくなる。フラックス層表層の未滓化（未溶融）部分の発生を招く場合があり、精錬に対するフラックスの有効利用が制限され、溶融フラックスの液滴化も制限される。
そこで、本発明では、フラックス層の厚さを１００ｍｍ以上２００ｍｍ以内とすることが好ましい。フラックス層の厚さを１００ｍｍ以上２００ｍｍ以内とするためには、取鍋の寸法から算出されるフラックス容積と、想定されるフラックス組成でのフラックス密度から必要となるフラックス投入量を算出したり、投入量とフラックス厚さの相関（過去の実績）に基づいてフラックスの投入量を決定したり、フラックス厚さを測定しながら投入量を調整したり、すればよい。
【００２７】
ここでフラックス層の厚さは、精錬処理中に測定することは困難である。このため、ここで規定するフラックス層の厚さは、精錬処理後であって、溶鋼へのガス吹込みを停止して溶鋼を静置した状態におけるフラックス層の厚さとする。このフラックス層厚さは、例えば取鍋内に鋼製棒を挿入し、その後取鍋から引き抜いた当該鋼製棒に付着したフラックス層の厚さを測定することで取得できる。なお、脱硫処理等の精錬処理が行われても、フラックス投入後のフラックス層厚さは精錬前後で実質的な変化はない。
【００２８】
本発明で好ましくは、２つのガス吹き込み用プラグ中心間の距離は、取鍋底部の半径をＲとして０．５Ｒ以上に離隔し、いずれのガス吹き込み用プラグ中心も、取鍋壁面からの距離が０．１Ｒ以上である。
本発明は、ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂからのガス吹き込みに加え、ガス吹き込み用Ａプラグ２Ａからもガスを吹き込むことにより、取鍋底部の溶鋼流の淀み部解消を図っている。取鍋底部の半径をＲとしたとき、２箇所のプラグ中心間の距離が０．５Ｒ未満であると、取鍋底部の溶鋼流の淀み部解消効果が限定的であり、本発明の効果が最大では得られない。一方、取鍋壁面とプラグ中心の間の距離が０．１Ｒ未満である場合、取鍋壁面とプラグが近接しており、吹き込んだガスの一部が壁面に接触しながら浮上してしまうため（フラックスと壁面の間をガスが吹き抜けるため）、本発明の効果が最大では得られない。そこで、本発明では、２箇所のプラグの中心間の距離は０．５Ｒ以上、取鍋壁面とプラグ中心の距離を０．１Ｒ以上が好ましいものとした。なお、取鍋の底面が正円形でない場合は、取鍋の底面と同じ面積を持つ相当円の半径をＲとして採用すればよい。プラグのガス吹き出し部がプラグ本体の中心にない場合、ガス吹き出し部の中心をプラグの中心とみなしてよい。プラグ本体やプラグのガス吹き出し部が正円形でない場合、ガス吹き出し部の水平断面の重心をプラグの中心とみなしてよい。
【００２９】
本発明で好ましくは、取鍋内の溶鋼量が１３０ｔ以上、さらに好ましくは取鍋内の溶鋼量が２７０ｔ以上である。
溶鋼の取鍋精錬処理において、取鍋内の溶鋼量の増加とともに、精錬時間（例えば脱硫処理時間）が長くなる。従来の取鍋精錬方法と比較し、本発明の取鍋精錬方法を採用することにより、溶融フラックスの巻込み現象を生じさせつつ、取鍋底部の淀み部を解消することで精錬時間の短縮が可能となる。さらに本発明者らの知見では、取鍋内溶鋼量が１３０ｔ以上、更には２７０ｔ以上とすることで、精錬時間のより一層の短縮が可能となる。一般的に取鍋溶鋼量が多いほど、溶鋼トンあたりの静止湯面面積は小さくなるため、巻込み現象による界面積増加効果が有効となりやすいためと推定される。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の取鍋精錬による溶鋼の脱硫方法の有効性について検証した結果を示す。
【００３１】
［実施例１］
本実施例では、通電加熱型の溶鋼脱硫処理を行った。脱硫処理対象として１１０〜１２０ｔの粗溶鋼を取鍋に収容し、粗溶鋼の上部にフラックスを投入した。フラックスはＣａＯを主とし、Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2などを含む。その後、電極をフラックスに浸漬させて通電を開始するとともに、ガス撹拌を開始した。攪拌ガスにはＡｒガスを用い、取鍋底部に設けたガス吹き込みプラグを介して吹き込んだ。
【００３２】
ガス吹き込みプラグは、図１に示すように取鍋底部に２箇所設置した。各水準におけるプラグ中心間の距離、および、取鍋壁面からプラグ中心までの距離のうち小さいほうの値は、取鍋底部の半径Ｒとの比を表１に示す数値に設定した。
【００３３】
通電によって大半のフラックスが溶融したことを目視確認後、処理開始時点での溶鋼成分分析用サンプルを採取し、通電を行いながら底吹き攪拌を行う脱硫処理を開始した。脱硫処理中は通電を継続した。処理開始時点から１５分経過後に再度溶鋼成分分析用のサンプル（処理後）を採取した。処理開始時と処理後の２つの時点で溶鋼Ｓ含有量を分析し（比較例７以外）、両者の差を脱硫量（ｐｐｍ）とした。フラックスとして添加したＣａＯ量（溶鋼トンあたり）をＣａＯ単位量（ｋｇ／ｔ）とし、ＣａＯ単位量当たりの脱硫量を脱硫率（ｐｐｍ／（ＣａＯ量ｋｇ／ｔ））とし、当該脱硫率に基づき、ＣａＯ使用量が削減されたか否かを評価した。
【００３４】
下記表１に示す実施例及び比較例について、上記条件にて溶鋼の脱硫を行い、ＣａＯ単位量当たりの脱硫量（脱硫率（ｐｐｍ／（ＣａＯ量ｋｇ／ｔ）））に基づき、ＣａＯ使用量が削減されたか否かを評価した。比較例７は、通電しない例であり、所定のフラックス投入後、底吹き撹拌を開始した時点から１５分後までの変化量をもって前記評価を実施した。かかる評価は、比較例５を基準（１００％）として、脱硫率が基準より１５％以上多くなった場合には☆、脱硫率増大が基準より１０％以上１５％未満の場合には◎、脱硫率増大が基準より５％以上１０％未満の場合には○、脱硫率が比較例２と同等（±５％未満）あるいは悪化した場合には×と評価した。
【００３５】
【表１】
2018188685.tif 000003
【００３６】
なお、処理開始時を通電終了時とし、通電終了後に上記したガス吹込みを実施しても同様な効果が得られた。
【００３７】
比較例６は比較例５よりも評価値が安定して４％改善できる条件であるが、脱硫率の改善効果が５％改善には満たないため×評価とした。これは、比較例６のＱBが本発明の下限値未満であるものの溶融フラックスの液滴化の効果があるためと考えられるが、処理後の浮上処理（溶鋼中に懸濁したフラックスの浮上処理）を含めると比較例５に比べて精錬時間の延長を招くことにつながるためによる。
【００３８】
［実施例２］
上記実施例１の表１記載の実施例８、比較例２のガス吹込み条件、プラグ条件を用い、それぞれ「実施例Ａ」「比較例Ｂ」とし、溶鋼量を６０〜８０ｔ、１３０ｔ、２７０ｔの３条件とする条件で、低硫鋼（Ｓ：１５ｐｐｍ以下）を溶製するに際し、溶鋼中Ｓ濃度を６０ｐｐｍから１５ｐｐｍに低減するのに必要とする時間（脱硫所要時間）を比較した。「実施例Ａ条件、溶鋼量６０〜８０ｔ」における平均時間を１．０（基準）とし、その他の時間は当該基準に対する比率で表示した。結果を表２に示す。脱硫所要時間比率の範囲と平均値を記載している。
【００３９】
【表２】
2018188685.tif 000004
【００４０】
脱硫所要時間の平均時間の比較では、いずれの溶鋼量条件においても、実施例Ａは比較例Ｂよりも短時間で精錬が終了しており、本発明の効果があることが判る。さらに、取鍋内溶鋼量毎に、比較例Ｂに対する実施例Ａの改善効果を対比すると、以下のように読み取ることができる。
（１）溶鋼量６０〜８０ｔ：平均時間では改善しているものの、時間範囲で比べると効果が不明瞭な場合がありえる。
（２）溶鋼量１３０ｔ：平均時間では改善。時間範囲で比べても、差異が認められた。
（３）溶鋼量２７０ｔ：平均時間では改善。時間範囲の比較においても明瞭に改善効果が見られた。
即ち、取鍋内溶鋼量が１３０ｔ以上、更には２７０ｔ以上とすることで、従来法と比較したときの精錬時間の短縮効果がより一層顕著となることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００４１】
１  取鍋
２  ガス吹き込み用プラグ（プラグ）
２Ａ  ガス吹き込み用Ａプラグ
２Ｂ  ガス吹き込み用Ｂプラグ
３  溶鋼
４  フラックス層
５  気泡
６  上昇流
７  横行流
１０  液滴
１１  溶鋼表面
１２  取鍋壁面
１５  未溶融のフラックス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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