(57)【要約】【課題】上底吹き転炉で、上吹き酸素流量を2.0〜5.0Nm3/min/溶銑t、底吹きガス流量を0.2〜0.6Nm3/min/溶銑t以下としてCaO含有粉体を上吹き酸素と共に溶銑へ上吹きして溶銑脱りんする方法において、スロッピングによる鉄歩留まり低下を抑制でき且つ高脱りん率が得られる方法を提供する。【解決手段】CaO含有粉体中に含まれるCaOと上吹き酸素との質量比CaO/Oを式(A)の範囲とする。    0.036763×Qo2-0.26492×QB+0.366557        < CaO/O < 0.040893×Qo2-0.26492×QB+0.939606    (A)ここで、  Qo2:上吹き酸素流量（Nm3/min/溶銑t）、  QB:底吹きガス流量（Nm3/min/溶銑ｔ）、  CaO:CaO含有粉体上吹き期間中の、該粉体に含まれるCaOの平均質量供給速度（kg/min/溶銑ｔ）、および  O:CaO含有粉体上吹き期間中の、上吹き酸素の平均質量供給速度（kg/min/溶銑ｔ）である。【選択図】図１
2011122214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上底吹き転炉で、上吹き酸素流量を２．０Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ以上５．０Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ以下、底吹きガス流量を０．２Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ以上０．６Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ以下としてＣａＯ含有粉体を上吹き酸素と共に溶銑へ上吹きして溶銑脱りんする方法において、該ＣａＯ含有粉体中に含まれるＣａＯと上吹き酸素との質量比ＣａＯ／Ｏを式（Ａ）の範囲とすることを特徴とする溶銑の脱りん方法。
0.036763×Ｑo2−0.26492×ＱB＋0.366557
＜  ＣａＯ／Ｏ  ＜  0.040893×Ｑo2−0.26492×ＱB＋0.939606    （Ａ）
ここで、
Ｑo2：上吹き酸素流量（Nm3/min/溶銑t）、
ＱB：底吹きガス流量（Nm3/min/溶銑ｔ）、
ＣａＯ：ＣａＯ含有粉体上吹き期間中の、該粉体に含まれるＣａＯの平均質量供給速度（kg/min/溶銑ｔ）、および
Ｏ：ＣａＯ含有粉体上吹き期間中の、上吹き酸素の平均質量供給速度（kg/min/溶銑ｔ）
である。
【請求項２】
吹錬開始前または開始直後に、塊生石灰およびＡｌ２Ｏ３含有フラックスの片方または両方を添加することを特徴とする請求項１に記載の溶銑の脱りん方法。
【請求項３】
処理後スラグの塩基度（ＣａＯ/ＳｉＯ２）が２．１以上３．０以下であることを特徴とする請求項１に記載の溶銑の脱りん方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上底吹き転炉を用いて、生石灰などのＣａＯ源を含有する粉体を酸素と共に溶銑へ吹き付けて高速で溶銑を脱燐処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼材に対する需要が高度化し、低りん鋼に対する需要が増加している。現在、溶銑の脱りん処理は、熱力学的に有利な溶銑段階の低温条件において処理する方法によって、広く一般に行われている。
【０００３】
溶銑脱りん装置としては上底吹き転炉が適している。それは、脱りんに必要な酸化剤として、固体酸化剤に比べて熱ロスの少ない気体酸素を、上吹きランスから高速で溶銑に吹き付けることが可能なためである。
【０００４】
溶銑脱りんは溶銑段階の低温条件において行われるため、脱りん剤として使用されるＣａＯの滓化を促進させることが重要である。ＣａＯの滓化には蛍石（ＣaＦ２）の使用が効果的である。
【０００５】
しかし、蛍石を使用した場合にはＣａＯの滓化により発生したスラグがフッ素（Ｆ）を含有するため、スラグの再利用先が大幅に制限されるなどの弊害が大きい。そのため、蛍石を用いないＣａＯ滓化促進方法が開発されてきた。
【０００６】
その方法としては、例えば特許文献１に開示されるように、上吹きランスからＣａＯ粉体を気体酸素と共に溶銑浴面へ吹き付けることでＣａＯの滓化を促進する方法が挙げられる。
【０００７】
この方法では、例えば特許文献２に開示されるように、処理後の溶銑中のりん濃度を低減するためのパラメータの一つとして、上吹きランスから供給されるＣａＯ源のＣａＯ換算供給速度と気体酸素の供給速度との比が用いられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３４４０６３０号公報
【特許文献２】特許第３８８８２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、脱りん銑を１０分以下の短時間で脱炭吹錬して生産量を増加させるようになってきたため、その脱りん銑を製造する溶銑脱りん処理も高速化しなければならなくなった。
溶銑脱りん処理を高速化するためには、まず、上吹き酸素流量を増加しなければならない。なぜなら、溶銑脱りんに最低限必要な酸素量はある程度決まっており、また熱源確保の観点から、その大部分を酸素ガスで供給しているからである。
【００１０】
酸素源として酸素ガスの代わりに酸化鉄を用いようとすると、脱りんに必要な酸素量は確保できるが、酸化鉄が溶銑中の［Ｃ］によって還元されて溶銑へ酸素を供給する際の吸熱量が非常に大きいため、プロセス全体としての熱源不足を生じてしまう。
【００１１】
ところで、特許文献１の方法では、上吹き酸素流量が０．７〜２．０Ｎｍ３/ｍｉｎ/溶銑tであったが、上吹き酸素流量をより大きくしなければ、近年の高速化要請に応えられなくなった。
【００１２】
しかしながら、上吹き酸素流量を増加すると上吹き酸素と反応する鉄の量が増えて、スラグ中の酸化鉄濃度（以降、「（％ＦｅＯ）」と表記し、スラグ中酸化鉄は「（ＦｅＯ）」と表記する。）が増大する。すると、スラグ中酸化鉄と溶銑中［Ｃ］がある時点で急激に反応してスロッピング現象を引き起こす。
【００１３】
スロッピングとは、スラグ−メタル界面でスラグ中酸化鉄とメタル中［Ｃ］とが急激に反応して多量に生成したＣＯガスが、転炉内のスラグを炉口から炉外へ噴出させてしまう現象である。スロッピング時には、スラグと共に地金も炉外へ噴出するため、鉄歩留まりが大幅に低下してしまい、経済的にも大きな問題となる。
【００１４】
また、特許文献２の方法では、溶銑脱りん処理において、上吹きランスから供給されるＣａＯ源のＣａＯ換算供給速度と気体酸素の供給速度との比（ＣａＯ／Ｏ）の適正範囲について規定しているが、底吹きガス流量に関する説明は無い。スロッピングや脱りん反応はスラグ中酸化鉄濃度（％ＦｅＯ)の影響を強く受けるものなので、その（％ＦｅＯ）の支配的因子の一つである底吹きガス流量を無視した指標により脱りん挙動を制御することは、本来困難である。例えば上吹き酸素流量の変化範囲が狭い場合などでは、底吹きガス流量の影響を無視してそのＣａＯ／Ｏを調整するだけでも脱りん挙動を制御できるかも知れない。しかし、最近要望が高まっている上吹き酸素流量が多い高速脱りん吹錬では、上吹き酸素流量が多くなった影響によって（％ＦｅＯ）の変化幅が大きくなっているので、そのＣａＯ／Ｏの指標だけでは（％ＦｅＯ）を制御することができない。このような条件下では、底吹きガス流量の影響を加味した制御指標が必要と考えられる。
【００１５】
本発明は、ＣａＯ粉体を上吹きして溶銑を脱りんする方法において、上吹き酸素流量を増加して高速で溶銑脱りん処理しても、スロッピングによる鉄歩留まり低下を抑制でき且つ高脱りん率が得られる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】
【００１６】
酸素ガス（Ｏ２純分が８０％以上とする。）をキャリアーとしてＣａＯ粉体を上吹きする溶銑脱りん方法においては、火点でＣａＯ-ＦｅＯ化合物（以下、「ＣａＯ-ＦｅＯ」と表記する。）が生成する。
【００１７】
このＣａＯ-ＦｅＯの組成に依存する融点（（％ＦｅＯ）が高いほど融点は低下する。）を制御することで、ＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している。）の（％ＦｅＯ）がある程度高くなってもスロッピングを抑制でき、またＣａＯ粉体の脱りん利用効率も向上できると、本発明者らは考えた。
【００１８】
すなわち、ＣａＯ-ＦｅＯの（％ＦｅＯ）が高くとも、ＣａＯ-ＦｅＯの融点がある程度以上高くなるとＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している。）の流動性が低下して、スラグ中（ＦｅＯ）とメタル中［Ｃ］との急激な反応が抑制されるため、スロッピングが抑制される。
【００１９】
但し、ＣａＯ-ＦｅＯの融点が高くなりすぎると、ＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している。）の流動性が悪化し過ぎて、スラグとメタル中［Ｐ］との反応が抑制されるため、脱りん率が低下してしまう。
【００２０】
以上から、高速脱りん吹錬時のスロッピングを抑制し且つ脱りん率を向上するために制御すべき項目は、
（Ａ）上吹き酸素流量、（Ｂ）底吹きガス流量、および（Ｃ）ＣａＯ粉体上吹き速度
である。
【００２１】
それらの適正な関係を検討した結果に基づき提供される本発明は次のとおりである。
【００２２】
（１）上底吹き転炉で、上吹き酸素流量を２．０Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ以上５．０Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ以下、底吹きガス流量を０．２Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ以上０．６Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ以下としてＣａＯ含有粉体を上吹き酸素と共に溶銑へ上吹きして溶銑脱りんする方法において、該ＣａＯ含有粉体中に含まれるＣａＯと上吹き酸素との質量比ＣａＯ／Ｏを式（Ａ）の範囲とすることを特徴とする溶銑の脱りん方法。
0.036763×Ｑo2−0.26492×ＱB＋0.366557
＜  ＣａＯ／Ｏ  ＜  0.040893×Ｑo2−0.26492×ＱB＋0.939606    （Ａ）
ここで、
Ｑo2：上吹き酸素流量（Nm3/min/溶銑t）、
ＱB：底吹きガス流量（Nm3/min/溶銑ｔ）、
ＣａＯ：ＣａＯ含有粉体上吹き期間中の、該粉体に含まれるＣａＯの平均質量供給速度（kg/min/溶銑ｔ）、および
Ｏ：ＣａＯ含有粉体上吹き期間中の、上吹き酸素の平均質量供給速度（kg/min/溶銑ｔ）
である。
【００２３】
（２）吹錬開始前または開始直後に、塊生石灰およびＡｌ２Ｏ３含有フラックスの片方または両方を添加することを特徴とする上記（１）に記載の溶銑の脱りん方法。
【００２４】
（３）処理後スラグの塩基度（ＣａＯ/ＳｉＯ２（質量比））が２．１以上３．０以下であることを特徴とする上記（１）に記載の溶銑の脱りん方法。
【００２５】
なお、本発明において「ＣａＯ含有粉体」とは、ＣａＯ成分を４０質量％以上含む粒径１ｍｍ以下の粉体であって、生石灰や石灰石、転炉スラグなどを粉砕したものが例示される。
また、本発明においては、蛍石などのフッ化物の使用を必要としない。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、上吹き酸素流量２．０〜５．０Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔという大流量で高速に溶銑脱りんする場合であっても、スロッピングを発生せずに処理後溶銑中［Ｐ］濃度を０．０１５質量％以下にまで低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】上吹き酸素流量を２Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔで一定とした場合に、底吹きＮ２流量がＣａＯ／Ｏの適正範囲に及ぼす影響を表した図である。
【図２】上吹き酸素流量を３．５Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔで一定とした場合に、底吹きＮ２流量がＣａＯ／Ｏの適正範囲に及ぼす影響を表した図である。
【図３】上吹き酸素流量を５Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔで一定とした場合に、底吹きＮ２流量がＣａＯ／Ｏの適正範囲に及ぼす影響を表した図である。
【図４】底吹きＮ２流量を０．２Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔで一定とした場合に、上吹き酸素流量がＣａＯ／Ｏの適正範囲に及ぼす影響を表した図である。
【図５】底吹きＮ２流量を０．４Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔで一定とした場合に、上吹き酸素流量がＣａＯ／Ｏの適正範囲に及ぼす影響を表した図である。
【図６】底吹きＮ２流量を０．６Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔで一定とした場合に、上吹き酸素流量がＣａＯ／Ｏの適正範囲に及ぼす影響を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の溶銑の脱りん方法について以下に説明する。なお、本発明に係る説明において、鋼またはスラグに含まれる成分の含有量を示す「％」は、質量％を意味する。
上吹き酸素流量が２．０〜５．０Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔという高流量の条件でＣａＯ粉体を上吹きして溶銑脱りんする場合、スラグ中（％ＦｅＯ）が高まってスロッピングが発生しやすい。
【００２９】
スラグ中（％ＦｅＯ）の過度な増加を抑制するには、底吹きガス流量を過度に増加せねばならず、不経済である。例えば、ガス流量増加に伴いガスコストが悪化し、また底吹き羽口寿命が低下してしまうという問題が生じるのである。
【００３０】
そこで、本発明者らは（ＦｅＯ）生成挙動に着目した。
（ＦｅＯ）は上吹き酸素と溶銑が衝突する火点で生成し、上吹き酸素流量が多いほど生成する（ＦｅＯ）は増加する。
【００３１】
しかしながら、ＣａＯ粉体を上吹きする溶銑脱りん方法においては、火点でＣａＯ-ＦｅＯが生成する。
このＣａＯ-ＦｅＯの組成に依存する融点を制御することで、ＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している。）の（％ＦｅＯ）がある程度高くなってもスロッピングを抑制でき、またＣａＯ粉体の脱りん利用効率も制御できると考えた。
【００３２】
すなわち、ＣａＯ-ＦｅＯの（％ＦｅＯ）が高くとも、ＣａＯ-ＦｅＯの融点がある程度以上高くなるとＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している。）の流動性が低下して、スラグ中（ＦｅＯ）とメタル中［Ｃ］との急激な反応が抑制されるため、スロッピングが抑制される。
【００３３】
なお、ＣａＯ-ＦｅＯの融点が高くなりすぎると、ＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している。）の流動性が悪化し過ぎて、スラグとメタル中［Ｐ］との反応が抑制されるため、脱りん率が低下してしまう。
【００３４】
そこで、上吹き酸素流量２．０〜５．０Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔという大流量で高速に溶銑脱りんする場合につき、スロッピングを抑制し且つ脱りん率を向上するために制御すべき項目として、（Ａ）上吹き酸素流量、（Ｂ）底吹きガス流量、および（Ｃ）ＣａＯ粉体上吹き供給速度に着目し、それらの適正な関係を次のように検討した。
【００３５】
溶銑（組成：［Ｃ］４．２〜４．４％、［Ｓｉ］約０．２〜０．４％、［Ｐ］０．１０〜０．１１％）２．５ｔを試験転炉へ装入し、スケールを１０ｋｇ／溶銑ｔ添加した。一部実験では塊生石灰および取鍋スラグの一つ以上を添加した。なお、添加した取鍋スラグの組成は、ＣａＯ：４５％、ＳｉＯ２：１０％、Ａｌ２Ｏ３：１９％、Ｔ.Ｆｅ：１０％、ＭｎＯ：８％であった。
【００３６】
その後、上吹き酸素（２．０〜５．０Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑t）と共に粉生石灰（ＣａＯ：９５％、残ＣＯ２および不純物）を溶銑浴面へ吹き付けて脱りん処理した。
粉体上吹き中の生石灰中ＣａＯの平均質量供給速度とその期間中の上吹き酸素の平均質量供給速度との比（ＣａＯ／Ｏ）を変化させて、スロッピング挙動、脱りん率を調査した。なお、吹錬の７０％以上の間ＣａＯ粉体を上吹きし、表１に示したＣａＯ／Ｏの値は粉生石灰を上吹きしていた間の値であり、ＣａＯ／Ｏが大きくなるほどＣａＯ-ＦｅＯ中の（％ＣａＯ）が高くなりＣａＯ-ＦｅＯの融点は高くなる傾向を示し、ＣａＯ／Ｏが小さくなるほどＣａＯ-ＦｅＯ中の（％ＦｅＯ）が高くなりＣａＯ-ＦｅＯの融点は低くなる傾向を示す。すなわち、ＣａＯ／Ｏとは、上記の３項目のうち（Ａ）上吹き酸素流量および（Ｃ）ＣａＯ粉体上吹き供給速度に基づく制御因子であって、本発明においてＣａＯ-ＦｅＯの融点に関連付けられている。
【００３７】
底吹き羽口からはＮ２を０．２〜０．６Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔで溶銑中へ吹き込んで攪拌した。
脱りん処理後の温度は１３５０〜１４００℃であり、処理後溶銑中［Ｃ］は３．０〜３．５％であった。処理後スラグについて、塩基度ＣａＯ／ＳｉＯ２は２．１〜３．０であった。また、取鍋スラグを添加しない場合の処理後スラグ中（％Ａｌ２Ｏ３）は０．５〜１．２％であり、取鍋スラグを添加した場合の処理後スラグ中（％Ａｌ２Ｏ３）は３．１〜７．５％であった。
【００３８】
上吹き酸素流量３．５Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ、底吹きＮ２流量０．４Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ、ＣａＯ粉体上吹き速度３．４９ｋｇ／ｍｉｎ／溶銑ｔで溶銑脱りん処理したＨｅａｔ−Ｎｏ.２３でのスロッピング挙動（目視観察）を基準として、それと同程度以下しかスロッピングしないことを目標（スロッピングの評価を○）とした。
【００３９】
処理後溶銑中［Ｐ］濃度が０．０１５％以下であることを目標とした。
以上の実験の結果を表１および２に示す。
【００４０】
【表１】
2011122214.tif 000003
【００４１】
【表２】
2011122214.tif 000004
【００４２】
ここで、表１および２における評価の欄における○および×は次の評価結果を意味する。
○：処理後［Ｐ］≦０．０１５％、およびスロッピングの評価において○を両方満足した場合
×：処理後［Ｐ］≦０．０１５％、およびスロッピングの評価において○のどちらか一方でも満足しなかった場合
以下に、表１の本発明例、および表２の比較例について述べる。
【００４３】
上吹き酸素流量が２．０〜５．０Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ、底吹きＮ２流量が０．２〜０．６Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔとして、上吹き酸素と共にＣａＯ粉体を溶銑へ吹き付けて溶銑脱りんした結果、以下のことがわかった。
【００４４】
上吹き酸素流量と底吹きＮ２流量を上記範囲で固定すると、ＣａＯ粉体上吹き速度と上吹き酸素流量の質量比ＣａＯ／Ｏに適正範囲が存在した。
その理由を以下に示す。ＣａＯ／Ｏが大きすぎると火点で生成するＣａＯ-ＦｅＯ中の（％ＣａＯ）が高くなりすぎて融点が上昇し、ＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している）の流動性が低下して、脱りん反応が進行し難くなり処理後溶銑中［Ｐ］濃度が高くなった。
【００４５】
一方、ＣａＯ／Ｏが小さすぎると火点で生成するＣａＯ-ＦｅＯ中の（％ＦｅＯ）が高くなりすぎて融点が低下し、ＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している）の流動性が過度に向上して、スラグ中（ＦｅＯ）と溶銑中［Ｃ］の急激な反応によるスロッピングが多発した。
【００４６】
また、このようなＣａＯ／Ｏの適正な範囲は、上吹き酸素流量と底吹きＮ２流量によって変化した。
このＣａＯ／Ｏの適正な範囲の上吹き酸素流量、底吹きＮ２流量に対する依存性について、図１〜６を用いて説明する。
【００４７】
上吹き酸素流量を一定（２Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔ、３．５Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔ、５Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔ）として、底吹きＮ２流量を０．２〜０．６Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔの範囲で変化させた。その結果、図１〜３に示されるように、ＣａＯ／Ｏに適正な範囲が明確に存在した。
【００４８】
図１〜３中の「○」は、処理後［Ｐ］≦０．０１５％、およびスロッピングの評価において○を両方満足した場合に相当し、「×」は処理後［Ｐ］≦０．０１５％、およびスロッピングの評価において○のどちらか一方でも満足しなかった場合に相当する。
【００４９】
図１〜３のいずれについても、上吹き酸素流量が一定の条件下では底吹きＮ２流量が多いほどＣａＯ／Ｏの適正範囲は低値へシフトすることが示されている。すなわち、上吹き酸素流量が一定の条件下では、ＣａＯ／Ｏの適正範囲と底吹きＮ２流量との間には負の相関が見られる。
【００５０】
このような傾向は次の理由により生じているものと考えられる。同一上吹き酸素流量で底吹きＮ２流量を増加させると、火点で生成するＦｅＯ量が減少する。そのため、火点で生成するＣａＯ−ＦｅＯにおいてスロッピング現象を抑制しつつ脱りんを効率的に進行させることができる（％ＣａＯ）の適正な範囲もＦｅＯ量の低下に伴い低下する。そして、火点で生成するＣａＯ−ＦｅＯ中の（％ＣａＯ）はＣａＯ／Ｏの影響を強く受けるため、（％ＣａＯ）の適正な範囲を維持するべく、ＣａＯ／Ｏの適正範囲の上限値および下限値もそれぞれ低くなる。
【００５１】
一方、底吹きＮ２流量を一定（０．２Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔ、０．４Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔ、０．６Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔ）として、上吹き酸素流量を２〜５Ｎｍ３／ｍｉｎ／ｔの範囲で変化させた。その結果、図４〜６に示されるように、ＣａＯ／Ｏに適正な範囲が明確に存在した。
【００５２】
図４〜６中の「○」および「×」の意味は図１〜３の場合と同じである。
図４〜６のいずれについても、底吹きＮ２流量が一定の条件下では上吹き酸素流量が多いほどＣａＯ／Ｏの適正範囲は高値へシフトすることが示されている。すなわち、底吹きＮ２流量が一定の条件下では、ＣａＯ／Ｏの適正範囲と上吹き酸素流量との間には正の相関が見られる。
【００５３】
このような傾向は次の理由により生じているものと考えられる。同一底吹きＮ２流量で上吹き酸素流量を増加させると、火点で生成するＦｅＯ量が増加する。そのため、火点で生成するＣａＯ−ＦｅＯ中の（％ＣａＯ）を適正範囲もＦｅＯ量の増加に伴い増加する。したがって、（％ＣａＯ）を適正範囲に維持すべく、ＣａＯ／Ｏの適正範囲の上限値および下限値もそれぞれ高くなる。
【００５４】
以上から、高速脱りん吹錬時のスロッピングを抑制し且つ脱りん率を向上するために制御すべき項目は次の３つである
（Ａ）上吹き酸素流量、（Ｂ）底吹きガス流量、および（Ｃ）ＣａＯ粉体上吹き速度
それらの適正な関係を検討した結果、（１）、（２）の条件下で、ＣａＯ粉体上吹き速度と上吹き酸素流量の質量比（ＣａＯ／Ｏ）を、（３）式の範囲で制御すれば、スロッピングを回避できて且つ高脱りん率が得られることを見出した。
【００５５】
（１）上吹き酸素流量：２．０〜５．０Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ
（２）底吹きガス流量：０．２〜０．６Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ
（３）0.036763×Ｑo2−0.26492×ＱB＋0.366557
＜  ＣａＯ/Ｏ  ＜  0.040893×Ｑo2−0.26492×ＱB＋0.939606
ここで、
Ｑo2：上吹き酸素流量（Nm3/min/溶銑t）、
ＱB：底吹きガス流量（Nm3/min/溶銑ｔ）
ＣａＯ：ＣａＯ粉体上吹き速度（kg/min/溶銑ｔ）、および
Ｏ：酸素上吹き速度（kg/min/溶銑ｔ）
である。
【００５６】
（３）式中のＱo2の係数が正値であることは、ＣａＯ／Ｏの適正範囲と上吹き酸素流量との間には正の相関があることに対応し（図４〜６参照。）、ＱBの係数が負値であることは、ＣａＯ／Ｏの適正範囲と底吹きＮ２流量との間には負の相関があることに対応している（図１〜３参照。）。
【００５７】
以上説明したように、最近要望の高まっている上吹き酸素流量が大きい高速脱りん吹錬では、上吹き酸素流量によってスラグ中（ＦｅＯ）濃度が大きく変化するので、ＣａＯ／Ｏだけでは（％ＦｅＯ）を制御できない。そのような条件下では、上記のように、上吹き酸素流量、ＣａＯ／Ｏ、底吹きガス流量の三つを合わせた指標が必要になる。
【００５８】
なお、図１〜６に示される実線は、（３）式に基づいている。
底吹きガスは、Ｎ２、Ａｒ、ＣＯ、ＣＯ２のいずれでも良いが、ＣＯ２の場合は流量を０．１〜０．３Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑tとする。これは、ＣＯ２は溶銑中へ吹き込まれると溶銑中の［Ｃ］と反応してＣＯとなり、流量がＣＯ２の２倍になるためである。
【００５９】
なお、取鍋スラグのようなＡｌ２Ｏ３を含有する低融点フラックスを添加すると、脱りん率が更に向上した。
スロッピングを抑制できる程度に融点の高いＣａＯ-ＦｅＯを生成させると、吹錬後半にＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している。）の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２（質量比））が高まってくる。このため、スラグと溶銑中［Ｐ］の反応速度が若干低下してしまう。
【００６０】
ところが、Ａｌ２Ｏ３含有低融点フラックスを用いると、吹錬中に滓化してＣａＯ-ＦｅＯのＡｌ２Ｏ３含有スラグへの溶解を促進するため、スラグと溶銑中［Ｐ］の反応速度低下を抑制できるのである。
【００６１】
この効果は、ＣａＯにＡｌ２Ｏ３を少量化合させることで融点を飛躍的に低減できることに由来する。
このＡｌ２Ｏ３含有フラックスとしては、混合物でも良いが、プリメルトされている取鍋滓や造塊滓などが適している。
【実施例】
【００６２】
溶銑（組成：［Ｃ］４．２〜４．４％、［Ｓｉ］約０．２〜０．４％、［Ｐ］０．１０〜０．１１％）２．５ｔを試験転炉へ装入し、スケールを１０ｋｇ／溶銑ｔ添加した。一部実験では塊生石灰および取鍋スラグの一つ以上を添加した。なお、添加した取鍋スラグの組成は、ＣａＯ：４５％、ＳｉＯ２：１０％、Ａｌ２Ｏ３：１９％、Ｔ.Ｆｅ：１０％、ＭｎＯ：８％であった。
【００６３】
その後、上吹き酸素と共に粉生石灰を溶銑浴面へ吹き付けて脱りん処理した。
ＣａＯ粉体と酸素流量の質量比（ＣａＯ／Ｏ）を変化させて、スロッピング挙動、脱りん率を調査した。なお、吹錬の７０％以上の間ＣａＯ粉体を上吹きし、表１に示したＣａＯ／Ｏの値はＣａＯ粉体を上吹きしていた間の平均値である。
【００６４】
底吹き羽口からはＮ２を溶銑中へ吹き込んで攪拌した。
脱りん処理後の温度は１３５０〜１４００℃であり、処理後溶銑中［Ｃ］は３．０〜３．５％であった。処理後スラグについて、塩基度ＣａＯ／ＳｉＯ２は２．４〜２．８であった。また、取鍋スラグを添加しない場合の処理後スラグ中（％Ａｌ２Ｏ３）は０．６〜１．０％であり、取鍋スラグを添加した場合の処理後スラグ中（％Ａｌ２Ｏ３）は３．１〜７．５％であった。
【００６５】
結果を表３に纏めて示す。
【００６６】
【表３】
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【００６７】
表３の本発明例Ｎｏ．５５について述べる。
吹錬開始前に塊生石灰を７．０ｋｇ／ｔ添加してから、上吹き酸素流量を３．５Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ、底吹きＮ２流量を０．４Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔとしてＣａＯ粉体を上吹きした。ＣａＯ／Ｏは０．４４０で、上記式（３）を満足している。
【００６８】
その結果、スロッピング無く、処理後溶銑中［Ｐ］も０．０１０％と低く、目標を達成した。
このように、ＣａＯ源の一部（７ｋｇ／ｔ以下）を塊生石灰として吹錬前に上置き添加しても、上記（１）〜（３）式を満足していれば、スロッピング無く良好な脱りん率が得られることがわかった。
【００６９】
本発明例Ｎｏ．５６について述べる。
吹錬開始前に塊生石灰を５．０ｋｇ／溶銑t、取鍋滓を１０．０ｋｇ／溶銑t添加してから、上吹き酸素流量を３．５Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ、底吹きＮ２流量を０．４Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔとしてＣａＯ粉体を上吹きした。ＣａＯ／Ｏは０．４４１で、上記式（３）を満足している。
【００７０】
その結果、処理後スラグ中（Ａｌ２Ｏ３）濃度は４．４％で、スロッピング無く、処理後溶銑中［Ｐ］濃度は０．００８％と非常に低くなった。これは、（Ａｌ２Ｏ３）がスラグの融点を下げて流動性を高めたため、火点で生成したＣａＯ-ＦｅＯのスラグへの溶解およびＣａＯ-ＦｅＯの脱りん反応利用効率を高めたことによる。
【００７１】
本発明例Ｎｏ．５７〜５９について述べる。
吹錬開始前に取鍋滓を５．０〜１６．０ｋｇ／溶銑t添加してから、上吹き酸素流量を３．５Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ、底吹きＮ２流量を０．４Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔとしてＣａＯ粉体を上吹きした。ＣａＯ／Ｏは０．４４０〜０．４８２で、いずれも上記式（３）を満足している。
【００７２】
その結果、いずれの条件でも、スロッピングは発生せず、処理後溶銑中［Ｐ］濃度は０．００５〜０．００７％と非常に低くなった。また、処理後スラグ中（Ａｌ２Ｏ３）濃度は３．１〜７．５％であった。これは、（Ａｌ２Ｏ３）がスラグの融点を下げて流動性を高めたため、火点で生成したＣａＯ-ＦｅＯのスラグへの溶解およびＣａＯ-ＦｅＯの脱りん反応利用効率を高めたことによる。
【００７３】
比較例Ｎｏ．６０〜６１について述べる。
上吹き酸素流量が１．５Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ、底吹きＮ２流量が０．２Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔとして、上吹き酸素と共にＣａＯ粉体を溶銑へ吹き付けて溶銑脱りんした（Ｎｏ．６０）。
【００７４】
この場合には、ＣａＯ／Ｏは０．５２２で、上記式（３）を満足しているものの、上吹き酸素流量が少なすぎたため、火点で生成するＣａＯ-ＦｅＯ中の（％ＦｅＯ）が低くなりすぎて融点が上昇し、ＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している。）の流動性が低下して、脱りん反応が進行し難くなり処理後溶銑中［Ｐ］濃度が高くなった。
【００７５】
上吹き酸素流量が５．５Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ、底吹きＮ２流量が０．８Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔとして、上吹き酸素と共にＣａＯ粉体を溶銑へ吹き付けて溶銑脱りんした（Ｎｏ．６１）。
【００７６】
この場合には、ＣａＯ／Ｏは０．８０５で、上記式（３）を満足しているものの、上吹き酸素流量が多すぎたため、火点で生成するＣａＯ-ＦｅＯ中の（％ＦｅＯ）が高くなりすぎて、スロッピングが発生してしまった。
【００７７】
比較例Ｎｏ．６２〜６３について述べる。
・上吹き酸素流量が３．５Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ、底吹きＮ２流量が０．１５Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔとして、上吹き酸素と共にＣａＯ粉体を溶銑へ吹き付けて溶銑脱りんした（Ｎｏ．６２）。
【００７８】
この場合には、ＣａＯ／Ｏは０．７０５で、上記式（３）を満足しているものの、底吹きＮ２流量が少な過ぎたため、火点で生成するＣａＯ-ＦｅＯ中の（％ＦｅＯ）が高くなりすぎて、スロッピングが発生してしまった。
【００７９】
上吹き酸素流量が３．５Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔ、底吹きＮ２流量が０．６５Ｎｍ３／ｍｉｎ／溶銑ｔとして、上吹き酸素と共にＣａＯ粉体を溶銑へ吹き付けて溶銑脱りんした（Ｎｏ．６３）。
【００８０】
この場合には、底吹きＮ２流量が多すぎたため、火点で生成するＣａＯ-ＦｅＯ中の（％ＦｅＯ）が低くなりすぎて融点が上昇し、ＣａＯ-ＦｅＯを含むスラグ（ＣａＯ-ＦｅＯの一部は溶解している）の流動性が低下して、脱りん反応が進行し難くなり処理後溶銑中［Ｐ］濃度が高くなった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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