(57)【要約】【課題】製造コストを抑制しつつ、転炉の生産効率を悪化させずに脱炭スラグの脱りん能を向上させて、溶銑の脱りん反応を促進すること。【解決手段】本発明は、転炉スラグのリサイクル方法であり、転炉吹錬終了後、溶鉄を転炉から出鋼する前に、転炉内に存在するスラグの一部を排滓し、残りのスラグを前記転炉内に残したまま、前記溶鉄を前記転炉から出鋼して、この残留させたスラグを溶鉄の脱りん剤として用いることを特徴とする。【選択図】図２
2019194350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉吹錬終了後、溶鉄を転炉から出鋼する前に、前記転炉内に存在するスラグの一部を排滓し、残りのスラグを前記転炉内に残したまま、前記溶鉄を前記転炉から出鋼して、前記転炉内に残留したスラグを溶鉄の脱りん剤として用いる、転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項２】
前記転炉内に存在するスラグの一部を排滓する際、その排滓重量を、スラグ重量全体の１０％以上とすることを特徴とする請求項１に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項３】
前記排滓前に転炉内に存在する前記スラグ（以下「排滓前スラグ」という。）は排滓時の温度において固液共存状態であり、
前記排滓したスラグを「排滓スラグ」といい、前記転炉内に残したスラグを「残留スラグ」といい、
排滓スラグは同じ排滓時の温度において前記排滓前スラグよりも固相率が高く、残留スラグは同じ排滓時の温度において前記排滓前スラグよりも固相率が低い、請求項１または請求項２に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項４】
前記排滓スラグは、前記残留スラグと比較して高濃度のＰ2Ｏ5を含有する、請求項３に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項５】
排滓開始時における、前記排滓スラグの温度が、１１００℃以上１６５０℃未満である、請求項３又は請求項４に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項６】
転炉吹錬終了後３０秒以上１０分以内に、傾動させた前記転炉の炉口から前記排滓を開始する、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項７】
前記残留スラグが含有するＦｅＯtの濃度が、前記排滓スラグが含有するＦｅＯt濃度に対して高い、請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項８】
前記排滓スラグのＰ2Ｏ5濃度が３．０質量％以上である、請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項９】
前記排滓スラグのＦｅＯt濃度が２３質量％以下である、請求項３〜請求項８のいずれか１項に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項１０】
前記排滓スラグにおけるＰ2Ｏ5量とＦｅＯt量との質量比（Ｐ2Ｏ5／ＦｅＯt）が、０．１６以上である、請求項３〜請求項９のいずれか１項に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項１１】
前記排滓スラグにおけるＣａＯ量とＳｉＯ2量との質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が、３．９以上である、請求項３〜請求項１０のいずれか１項に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【請求項１２】
転炉吹錬終了後、前記排滓開始までの間、転炉の底部から所定の流量でガスを吹き込む、請求項３〜請求項１１のいずれか１項に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉スラグのリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼材に対する要求が高度化しており、高強度、高じん性等を有する低りん鋼に対する需要が増加している。そのため、生産効率の向上及び製造コスト低減が重要視されており、りん濃度が０．０２質量％未満の一般鋼だけでなく、りん濃度０．０１５質量％未満の低りん鋼においても、操業時間の短縮が望まれ、また、製造コストの低減が求められている。
【０００３】
現在、溶銑の脱りん吹錬は、（１）式で示される脱りん反応に基づいて、かかる脱りん反応の進行に有利な低温条件で処理する方法が、広く行われている。（１）式中の下線を記した元素は、溶銑中の成分である。
２Ｐ＋５（ＦｅＯ）＋３（ＣａＯ）＝（３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5）＋５Ｆｅ        （１）
【０００４】
脱りん反応は低温であるほど進行するため、脱りん吹錬は、１３００−１４００℃程度と比較的低温である溶銑の段階で行われる。かかる溶銑脱りんに用いる装置としては、転炉が用いられることが多く、特に上底吹き転炉が適している。上底吹き転炉では、転炉上部の上吹きランスから酸素を吹き込みながら、転炉底部から底吹きガスを吹き込むことで、鋼が精錬される。上吹きランスから高速で溶銑に吹きつける酸素は、脱りんに必要な酸化剤として働き、かつ、固体酸化源に比べて熱ロスが少ない。さらに、上吹きと同時に、撹拌力の大きい底吹きを行うことで、りんの酸化反応速度を大幅に向上させることが可能である。以上のような特徴を有する上底吹き転炉の利用は、製造コスト及び生産効率の点で非常に有効である。
【０００５】
ところで、（１）式で示されるように、脱りん反応にはＣａＯが必要となる。一般的にはＣａＯ源として、生石灰が使用されるが、その融点は２０００℃以上であり、溶銑温度では溶融しない。そのため、（１）式の脱りん反応を進行させるためには、低温でＣａＯの滓化を促進させることが重要である。かかるＣａＯの滓化には、蛍石（ＣａＦ2）の使用が効果的であるが、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、環境問題の観点から、製鋼スラグ製品にもフッ素の溶出量および濃度の規制が行われる状況にあり、スラグの再利用先が大幅に制限される等の弊害が大きい。そのため、蛍石を用いないＣａＯ滓化促進法が開発されてきた。
【０００６】
その方法として、例えば、以下の特許文献１、２に開示されているような、上底吹き転炉に装入された溶銑にカルシウムフェライトを含む精錬剤を添加する方法が知られている。カルシウムフェライトは、ＣａＯとＦｅ2Ｏ3の化合物からなる脱りん剤であり、溶銑脱りんプロセスの脱りん剤として一般的に用いられる生石灰と比較して、脱りんスラグへの溶解速度が高く、（１）式の脱りん反応を促進することができる。
【０００７】
また、転炉吹錬において、発生するスラグを有効に利用し、スラグの系外への排出量を低減する技術の開発が進められている。例えば、以下の特許文献３〜６のような、前チャージの脱炭吹錬で生成した脱炭スラグを精錬剤として利用する方法が知られている。例えば、特許文献３では、脱炭吹錬終点温度が１６５０℃以上で高温排滓した、りんの含有量が少ない転炉滓の一部又は全量を使用する低りん鋼の製造方法が開示されている。また、特許文献４においては、脱炭吹錬後、転炉から溶鋼を出鋼した後、上吹きランスからＮ2、Ａｒ、ＣＯ、ＣＯ2の１種、もしくは、２種以上を混合したガスをスラグに吹付け、スラグを効率的に飛散させることで凝固させて、このスラグを溶銑の脱りん精錬工程にリサイクルする方法が開示されている。以下の特許文献５には、脱りん吹錬にリサイクルする脱炭スラグの量を規定して、溶銑を精錬する方法が開示されている。
【０００８】
さらに、以下の特許文献６では、吹錬に引続く出鋼を経た後の、転炉内の残留スラグを排出するに当り、出鋼が終了するまでの間に、転炉内の残留スラグにおいて比重の違いにより比重分離が進行し、上層はＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、ＭｇＯなどの成分が濃化した非有効スラグ、下層はＡｌ2Ｏ3、ＦｅＯ、（Ｆｅ2Ｏ3）などの成分が濃化した有効スラグ、の上下２層に分離するとしている。そして分離した残留スラグのうち、下層の有効スラグを、転炉の出鋼口から出滓鍋に排出すること、その後も転炉内に残る、上層を占めていた非有効スラグを転炉の反転傾動により炉口から排出すること、上記出滓鍋内の有効スラグを転炉内に戻し、次回の吹錬に再使用すること、の順序結合からなる転炉精錬における排滓方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−１６３８４４号公報
【特許文献２】特開２０１３−０６４１６７号公報
【特許文献３】特開昭５２−１１７２２１号公報
【特許文献４】特許第３３３３３３９号公報
【特許文献５】特開２００５−２０６９２４号公報
【特許文献６】特開昭６２−１６４８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１、２に開示された脱りん吹錬に用いられるカルシウムフェライトは、生石灰に対して高価であり、製造コストの増大につながる。
【００１１】
また、特許文献３、及び特許文献４に開示された脱炭スラグのリサイクル方法では、脱炭スラグ中に含まれるＰ2Ｏ5がメタルから転炉スラグへのりんの物資移動を阻害するため脱りん速度が低下し、場合によっては転炉スラグから溶銑中にりんが戻る反応である復りん反応が起こる可能性がある。また、特許文献５では、リサイクルするスラグの量について述べられているものの、リサイクルするスラグの組成について記載はなく、スラグ中のＰ2Ｏ5濃度が高い場合には、脱りん速度の低下や復りん反応が生じる可能性がある。
【００１２】
特許文献６においては、２層に分離するために、十分に長い時間をかけなければならない。加えて、出鋼後に転炉内に残留し比重分離した下層のスラグを出滓鍋に排出した後、その排出したスラグを転炉に装入する工程が必要となり、転炉操業のサイクルタイムが延長し、転炉の生産効率が低下する。さらに、出滓時の抜熱により、スラグが出滓鍋内に固着し、排出したスラグを十分にリサイクルできない問題もある。
【００１３】
以上のように、現状では、操業時間の短縮や製造コストの低減を図りつつ、高品位の低りん鋼を生産することは困難である。
【００１４】
本発明は、このような観点に鑑みてなされたものであり、製造コストを抑制しつつ、転炉の生産効率を悪化させずに脱炭スラグの脱りん能を向上させて、溶銑の脱りん反応を促進することのできる、転炉スラグのリサイクル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】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明者らは、脱炭スラグの鉱物相調査結果を元に、転炉吹錬終了後、溶鉄を転炉から出鋼する前に、転炉内に存在するスラグの一部を排滓し、残りのスラグを転炉内に残したまま、溶鉄を転炉から出鋼し、この残留させたスラグを溶鉄の脱りん剤として用いるスラグリサイクル方法を見出した。かかるスラグリサイクル方法の要旨は、以下の通りである。なお、ＦｅＯtは、ＦｅＯ、及びもしくはＦｅ2Ｏ3の合計を指す。
【００１６】
［１］  転炉吹錬終了後、溶鉄を転炉から出鋼する前に、前記転炉内に存在するスラグの一部を排滓し、残りのスラグを前記転炉内に残したまま、前記溶鉄を前記転炉から出鋼して、前記転炉内に残留したスラグを溶鉄の脱りん剤として用いる、転炉スラグのリサイクル方法。
［２］  前記転炉内に存在するスラグの一部を排滓する際、その排滓重量を、スラグ重量全体の１０％以上とすることを特徴とする［１］に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
［３］  前記排滓前に転炉内に存在する前記スラグ（以下「排滓前スラグ」という。）は排滓時の温度において固液共存状態であり、
前記排滓したスラグを「排滓スラグ」といい、前記転炉内に残したスラグを「残留スラグ」といい、
排滓スラグは同じ排滓時の温度において前記排滓前スラグよりも固相率が高く、残留スラグは同じ排滓時の温度において前記排滓前スラグよりも固相率が低い、［１］又は［２］に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
［４］  前記排滓スラグは、前記残留スラグと比較して高濃度のＰ2Ｏ5を含有する、［３］に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
［５］  排滓開始時における、前記排滓スラグの温度が、１１００℃以上１６５０℃未満である、［３］又は［４］に記載の転炉スラグのリサイクル方法。
［６］  転炉吹錬終了後３０秒以上１０分以内に、傾動させた前記転炉の炉口から前記排滓を開始する、［３］〜［５］のいずれか１つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
［７］  前記残留スラグが含有するＦｅＯtの濃度が、前記排滓スラグが含有するＦｅＯt濃度に対して高い、［３］〜［６］のいずれか１つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
［８］  前記排滓スラグのＰ2Ｏ5濃度が３．０質量％以上である、［３］〜［７］のいずれか１つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
［９］  前記排滓スラグのＦｅＯt濃度が２３質量％以下である、［３］〜［８］のいずれか１つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
［１０］  前記排滓スラグにおけるＰ2Ｏ5量とＦｅＯt量との質量比（Ｐ2Ｏ5／ＦｅＯt）が、０．１６以上である、［３］〜［９］のいずれか１つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
［１１］  前記排滓スラグにおけるＣａＯ量とＳｉＯ2量との質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が、３．９以上である、［３］〜［１０］のいずれか１つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
［１２］  転炉吹錬終了後、前記排滓開始までの間、転炉の底部から所定の流量でガスを吹き込む、［３］〜［１１］のいずれか１つに記載の転炉スラグのリサイクル方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、製造コストを抑制しつつ、転炉の生産効率を悪化させずに、溶銑の脱りん剤として、脱りん能を向上させた安価な脱炭スラグを利用することで、溶銑の脱りん反応を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】上底吹き転炉を用いた製鋼炉の一例を示した説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る製鋼の流れの一例を模式的に示した説明図である。
【図３】同実施形態に係る脱炭吹錬終了後の脱炭スラグの様子を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、ＦｅＯtは、ＦｅＯ、及びもしくはＦｅ2Ｏ3の合計として記す。
【００２０】
＜転炉法＞
（ＭＵＲＣ法の概略）
まず、本実施形態の説明に先立ち、上底吹き転炉を用いた溶銑の精錬方法について説明する。溶銑の精錬は、図１に模式的に示したような上底吹き転炉１０１で行われることが多い。かかる精錬では、まず、上底吹き転炉１０１の上方に設けられた炉口１０２から、溶銑３０１と、スラグ原料とが装入される。炉口１０２から挿入される上吹きランス１０５から炉内に向けて酸素を吹き込みながら、上底吹き転炉１０１の底部に設けられた羽口１０４から、Ｎ2等の底吹きガス１０７や精錬剤を吹き込むことにより、精錬が行われる。かかる精錬により、溶銑３０１中のりんや炭素が除去され、りんはスラグ原料や精錬剤とともにスラグ２０１を形成し、炭素はＣＯガス、及びＣＯ2ガスとして炉口１０２から炉外に排出される。スラグ２０１は、溶銑３０１よりも比重が低く、かつ、吹錬時に発生するＣＯガスによりフォーミングするため、溶銑３０１の上方まで存在するようになる。かかるスラグ２０１の温度は、炉口１０２から放射温度計等の温度計１１１を挿入する等により、測定することができる。また、上底吹き転炉１０１は傾転することができ、出鋼時には、図１に示す例では反時計回りに炉体を傾転し、上底吹き転炉１０１の壁面上方に設けられた出鋼孔１０３から、精錬後の溶鋼が出鋼される。また、同様に図１に示す例では時計回りに炉体を傾転させることで、生成したスラグ２０１を炉口１０２から排滓することができる。図１は炉体が直立である状態を示している。
【００２１】
以下で説明するような、本発明の実施形態に係る転炉の操業法は、ＭＵＲＣ（Multi-Refining Converter）法に基づいている。ＭＵＲＣ法は、転炉に溶銑等の主原料を装入するとともに炉内に精錬剤を投入し、その後、脱りん吹錬−一次排滓−脱炭吹錬−出鋼の手順で精錬を行うものである。最初の脱りん吹錬により、りん濃度が高くなったスラグが形成される。そのスラグの一部を転炉の傾転により一度排滓し（一次排滓）、脱りん済みの溶銑を残した転炉に、新たなスラグ原料を足してスラグを形成し、溶銑中に残ったりんの除去と脱炭を行い（脱炭吹錬）、脱炭後の溶鋼を出鋼孔から排出する（出鋼）。出鋼後に残ったスラグ（脱炭スラグ）を転炉内に残留させたままで次チャージの溶銑を転炉に装入し、再度の脱りん吹錬に用いるという操業方法である。なお、脱りん吹錬後に、転炉からメタルを出湯し、さらにそのメタルを転炉に装入して脱炭吹錬を行うＬＤ−ＯＲＰ法においても、同様の方法を適用することが可能であり、本発明の効果を享受することができる。
【００２２】
＜本発明者らによる検討＞
（脱炭スラグの鉱物相調査について）
本発明者らは、上記課題を解決するために、脱炭吹錬後に生成する脱炭スラグに着目し、脱炭スラグの鉱物相調査を行った。ここでいう脱炭スラグとは、転炉内で脱りん吹錬を行い、その後スラグとメタルの一部もしくは全部とを分離（一次排滓）した後の、転炉内で脱炭吹錬時に生成するスラグであり、上底吹き転炉の次チャージの脱りんプロセスにおいて脱りん剤として用いるスラグである。かかる脱炭スラグの組成は、ＣａＯ、ＳｉＯ2、ＦｅＯtを主成分とし、Ｐ2Ｏ5を０．１％以上含有するものとなっている。
【００２３】
その結果、脱炭スラグを構成する鉱物相は、主に、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5、２ＣａＯ・Ｆｅ2Ｏ3、及び、ＣａＯ・ＦｅＯtであることを確認した。これらの鉱物相の晶出挙動について、本発明者らはさらに鋭意検討したところ、脱炭吹錬後、スラグ温度が１１００℃以上の条件において、脱炭スラグは固液共存状態であり、（Ａ）Ｐ2Ｏ5濃度が相対的に高い、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5の固相の粒子と、（Ｂ）Ｐ2Ｏ5濃度が相対的に低い、ＣａＯ及びＦｅＯtを主成分とする液相部分との固液共存状態にあることを発見した。そして、液相部分はＦｅＯtを含有するために比重が重く、それと比較して２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5は比重が軽いため、時間の経過とともに、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5の固相の粒子は液相中で浮上することが期待できる。なお、スラグの凝固がスラグ表面から進行する場合（いわゆる皮張り現象）においては、表面の凝固完了部は２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5を主な鉱物相とし、凝固の進行とともに固液界面においてＣａＯ、ＦｅＯtが液相側に排出され、下層の液相中のＣａＯ、ＦｅＯt濃度が増大することとなる。
【００２４】
この結果に基づき、脱炭吹錬後、１１００℃以上の条件で、時間の経過とともにスラグを高Ｐ2Ｏ5スラグからなる上層と低Ｐ2Ｏ5スラグからなる下層の２層に分離し、高Ｐ2Ｏ5スラグ（上層のスラグ）を転炉から系外に排出して、低Ｐ2Ｏ5スラグ（下層のスラグ）を転炉内に残留させることができれば、次チャージの脱りん反応の促進に有効であると考えた。すなわち、（１）式からわかるように、脱炭スラグを二層に分離することなく再利用する場合と比較して、高Ｐ2Ｏ5スラグを排滓することで系内のりんが減少するために、低Ｐ2Ｏ5スラグを用いて、新たな溶銑の脱りん吹錬を高効率で実施することが可能となる。また、系外に排出された高Ｐ2Ｏ5スラグは、Ｐ2Ｏ5を高濃度で含むことから、肥料として有価であり、製鋼スラグの高付加価値化という点でも好ましいものとなると考えられる。
【００２５】
（脱炭スラグ分離による脱りん能について）
本発明者らは、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5の固相を相対的に多く含む高Ｐ2Ｏ5スラグと、ＣａＯ及びＦｅＯtからなる液体を相対的に多く含む低Ｐ2Ｏ5スラグとを、１１００℃以上で分離する方法として、比重分離法を適用することに想到した。２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5の固体粒子の比重は、ＣａＯ及びＦｅＯtから構成される低Ｐ2Ｏ5液相の比重に対して小さいため、時間の経過とともに、固相の粒子は液相中で浮上することが期待できる。そのため、脱炭スラグは二相に分離し、上部が２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5の固相を相対的に多く含む高Ｐ2Ｏ5スラグとなり、下部が液相の低Ｐ2Ｏ5スラグとなる。このとき、（２）式に示す脱炭反応の進行により、スラグ／メタル界面からＣＯガスが発生するため、このガスによる更なる固液の分離促進が期待できる。（２）式中の下線を記した元素は、溶銑中の成分である。
Ｃ＋Ｏ（ｇ）→ＣＯ（ｇ）  （２）
【００２６】
そこで、本発明者らは、上記着想について確認実験を行った。ここで、転炉の傾転方向を示すため、転炉の出鋼孔が設けられた側（図１の左側）を「出鋼孔側」、その反対側（図２の右側）を「反出鋼孔側」と呼ぶこととする。転炉吹錬終了後、溶鉄を転炉から出鋼する前に、転炉を反出鋼孔側に傾転して、転炉炉口から、脱炭スラグの一部をスラグ鍋に排滓した。このとき、炉口から溶鉄が流れ出ないように転炉の傾転角度を調整している。そのため、炉口から排出されるスラグとしては、炉内の脱炭スラグのうち、上層側に位置したスラグが、下層側に位置したスラグよりも優先して排出されることが期待される。その後、転炉を出鋼孔側に傾転して溶鋼を転炉の出鋼孔から出鋼し、転炉内に残りの脱炭スラグを残留させた。次いで、この残留させたスラグの上に次チャージの溶銑を装入し、脱りん吹錬を実施した。転炉を出鋼孔側に傾転して、転炉炉口から脱炭スラグの一部をスラグ鍋に排滓してもかまわない。
【００２７】
その結果、出鋼前に排滓したスラグ（排滓スラグ）のＰ2Ｏ5濃度は、出鋼後転炉内に残留させたスラグ（残留スラグ）のＰ2Ｏ5濃度と比較して高く、また、出鋼前に排滓したスラグ（排滓スラグ）のＦｅＯt濃度は、出鋼後転炉内に残留させたスラグ（残留スラグ）のＦｅＯt濃度と比較して低かった。この結果は、排滓前における転炉内の脱炭スラグ（排滓前スラグ）が、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5の固相を相対的に多く含む固液共存相のスラグ（上層部）と、ＣａＯ及びＦｅＯtを主成分とする液相を相対的に多く含む固液共存相のスラグ（下層部）とに上下２層分離したため、もしくは、その分離中に、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5が相対的に多く存在する上部のスラグが優先して系外に排出されたためと推定される。さらに、当該試験により、転炉炉口から脱炭スラグの一部を排滓して、炉内に残留したスラグを用いて次チャージの脱りん吹錬を実施した場合は、転炉炉口からスラグの一部を排滓せずに、次チャージで脱りん吹錬を実施した場合と比較して、脱りん吹錬後の溶銑中のりん濃度が低く、上記プロセスによる脱りん反応が促進することが確認された。
【００２８】
ここで、排滓前に転炉内に存在する排滓前スラグ、炉口から一部排滓した排滓スラグ、炉内に残留した残留スラグはいずれも、排滓時のスラグ温度において固液共存状態である。そして、排滓時の温度において、排滓スラグは、排滓前スラグに比較して固相率が高く、残留スラグは、排滓前スラグに比較して固相率が低い。ここで、固相率が高いスラグとは、比較対象スラグ中に含まれる固相の平均的な質量割合に対して、固相の質量割合が大きいスラグを指す。また、固相率が低いスラグとは、比較対象スラグ中に含まれる固相の平均的な質量割合に対して、固相の質量割合が小さいスラグを指す。
これらスラグ中の固相及び液相の質量割合の導出は、例えば排滓前スラグの固相率、液相率については、採取された排滓前スラグの組成もしくは物質収支計算により計算された排滓前スラグ組成と、排滓時のスラグの温度とを用いて、熱力学平衡計算を行うことで導出することが可能である。排滓スラグ、残留スラグについても、それぞれのスラグの組成分析結果あるいは組成分析結果を援用した物質収支計算を用いて同様に固相率を算出することができる。なお、以下では、排滓スラグを「高Ｐ2Ｏ5スラグ」と呼称し、残留スラグを「低Ｐ2Ｏ5スラグ」と呼称することもある。
【００２９】
ＭＵＲＣ法において、脱炭スラグのリサイクルについて、従来、脱炭吹錬後、溶鋼を出鋼後、スラグの一部を排滓し、炉内に残留させたスラグを次チャージの精錬に供することは行っていたが、出鋼後にスラグの一部を排滓する場合、出鋼を行っている時間だけ排滓するまで時間が経過し、その分スラグの温度が降下し流動性が悪くなる。且つ、出鋼後にスラグの一部を排滓する場合は、炉内に溶鋼がない状態で排滓するのでスラグが混練されやすい。更には、出鋼後に転炉炉口から行う排滓では、排滓時の転炉の傾動角度を大きくしなければならないため、炉内の全スラグが一度に排出される。その結果、本発明のように高Ｐ2Ｏ5スラグ、すなわち、比重の小さなスラグの上層部分のみを排滓することが非常に困難となる。出鋼後にスラグを高Ｐ2Ｏ5スラグと低Ｐ2Ｏ5スラグに分離しようとすると、特許文献６に記載のように、出鋼孔から低Ｐ2Ｏ5スラグをスラグ鍋に排出し、再度その低Ｐ2Ｏ5スラグを転炉に装入する作業が必要となり、きわめて煩雑となる。
それに対して本発明においては、脱炭吹錬後の脱炭スラグの一部を排滓するに際し、出鋼後ではなく、排滓を出鋼前に行うことにより、排滓スラグ中のＰ2Ｏ5含有量を高い含有量とし、残留スラグ中のＰ2Ｏ5含有量を低い含有量とすることがはじめて可能となった。
【００３０】
ここまで、脱炭スラグを、高Ｐ2Ｏ5スラグと低Ｐ2Ｏ5スラグとに比重分離することができ、高Ｐ2Ｏ5スラグを排滓し、転炉に残留させた低Ｐ2Ｏ5スラグを再利用することで、次チャージの脱りん吹錬において、従来の方法よりも溶鉄中のりん濃度を低減することが可能であることを説明した。
【００３１】
（転炉スラグのリサイクル方法について）
続いて、上記知見に基づき完成された、本実施形態に係る転炉スラグのリサイクル方法について、図２を参照しながら詳細に説明する。図２は、本発明の実施形態に係る製鋼の流れの一例を模式的に示した説明図である。
【００３２】
本発明の実施形態に係る転炉スラグのリサイクル方法において、上底吹き転炉による精錬は、図１に示したような上底吹き転炉１０１を用いることができ、溶銑装入、脱りん吹錬、一次排滓、脱炭吹錬、スラグ二相分離、二次排滓、出鋼という一連の工程を有し、これらの工程が順次繰り返される。
【００３３】
まず、図２の上段左［溶銑装入］に示すように、上底吹き転炉１０１に対し、溶銑鍋１１３から炉口１０２を通じて溶銑３０１が装入される。このとき、使用する上底吹き転炉１０１を用いた最初の精錬処理の場合、スラグ原料（図示せず。）が装入される。前チャージにおいて、本実施形態に係る転炉スラグのリサイクル方法が実施されていた場合は、低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３が残留した上底吹き転炉１０１に対し、溶銑、スラグ原料が装入される。このときに装入される銑鉄は、溶銑のみであってもよいし、冷銑を含んでいてもよい。銑鉄に加えてスクラップを装入しても良い。
【００３４】
次に、図２の上段左から２番目［脱りん］に示すように、溶銑と精錬剤が装入された上底吹き転炉１０１において、炉底に設けられた羽口１０４から底吹きガス１０７を吹込みながら（図２では、羽口１０４及び底吹きガス１０７は図示せず。）、上吹きランス１０５から酸素を吹込み、溶銑の脱りん吹錬を行う。底吹きガス１０７は、目的の鋼材に応じて、酸素ガス、ＣＯガス、ＣＯ2ガス、窒素ガス、アルゴンガス、メタンガス、プロパンガス等を使用することができる。また、底吹きガスの流量は、求められる鋼材のりん含有量等に応じて適宜決定すればよい。脱りん後のスラグは、りんを多く含有するため、図２の上段右から２番目［一次排滓］に示すように、上底吹き転炉１０１を反出鋼孔側に傾転して炉口１０２からスラグ鍋１１５に排滓される（一次排滓）。
【００３５】
続いて、図２の上段右［脱炭］に示すように、一次排滓後、転炉内の溶銑に生石灰等を添加し、炉底に設けられた羽口１０４から底吹きガス１０７を吹込みながら（図２では、羽口１０４及び底吹きガス１０７は図示せず。）、炉口１０２から挿入される上吹きランス１０５から炉内に向けて酸素ガスを吹き込み、脱炭吹錬を行う。かかる脱炭吹錬により、溶銑中の炭素は、ＣＯガス、及びＣＯ2ガスとして炉口１０２から炉外に排出される。そして、かかる脱炭吹錬において、（１）式の反応が起こり、溶銑中に残存するりんが、脱炭スラグに移動する。
【００３６】
脱炭吹錬終了後のスラグ（脱炭スラグ）は、図２の下段右［二相分離］に示すように、低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３と、高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５との二相に分離する。低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３は、ＣａＯ及びＦｅＯtを主成分とする液相を相対的に多く含むスラグであり、高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５は、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5を相対的に多く含むスラグである。図３に、脱炭吹錬終了後の、溶鋼と脱炭スラグの様子を模式的に示す。前述したように、高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５の比重は、低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３の比重と比較して小さい。このため、脱炭吹錬終了後、高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５は、低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３の上部に形成される。このとき、上底吹き転炉１０１内の脱炭スラグの温度は、上底吹き転炉１０１上部に設けられた公知の温度計、例えば放射温度計等の温度計１１１（図２では図示せず。）により測定することができる。そして、温度計１１１によって測定された脱炭スラグの温度が、熱力学平衡計算により算出された脱炭スラグが高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５と低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３に分離する温度範囲にあるときに、高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５がスラグ鍋１１５に排滓される。具体的には、図２下段右から２番目［二次排滓］に示すように、高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５が上層に、低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３が下層に分離した状態で、上底吹き転炉１０１を反出鋼孔側に傾転させ、炉口１０２からスラグの一部を排滓する。このとき、スラグの上層に位置する高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５が優先的にスラグ鍋１１５に排滓される。このとき、例えば、公知の組成分析方法、又は、物質収支計算により転炉内の脱炭スラグ（排滓前スラグ）の組成を予め算出しておくことで、上記の熱力学平衡計算によって二次排滓時の温度範囲を決定することができる。
【００３７】
高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５排滓時のスラグ温度は、Ｐ2Ｏ5の分離精度の観点から、１１００℃以上１６５０℃未満であることが好ましい。スラグ温度が１１００℃未満であると、Ｐ2Ｏ5を含まない相が固相として存在する割合が高くなり、次チャージに再利用できる低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３の量が減少してしまう可能性がある。また、１６５０℃以上であると、晶出して固相となる２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5が減少し、上底吹き転炉１０１内に残す液相スラグに含有するＰ2Ｏ5量が増大して、次チャージにおける脱りん能が低下する。高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５を排滓する時のスラグ温度は、１４５０℃以上１６００℃未満であることが、より好ましい。
【００３８】
また、上底吹き転炉１０１を反出鋼孔側に傾転させ、炉口１０２から、高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５をスラグ鍋１１５に排滓する際、その排滓重量を、スラグ重量全体の１０％以上とすることで、本発明の効果は好適に発現する。１０％未満であれば、転炉内に、高Ｐ2Ｏ5スラグの多くが残留することになり、次チャージにおける脱りん能が低下する。その排滓重量は、スラグ重量全体の２０％以上であることが、より好ましい。ただし、その排出量がスラグ全体の７０%を超える場合、スラグ鍋中への溶鋼の流出や、次チャージに再利用できるスラグ重量が減少して、製鋼コストが悪化する可能性がある。従って、その排滓重量を、スラグ重量全体の７５％以下とすることが、より好ましい。
【００３９】
また、脱炭吹錬終了後３０秒以上１０分以内に、傾転させた上底吹き転炉１０１の炉口１０２から高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５の排滓を開始することが好ましい。排滓開始が、脱炭終了後３０秒より短いと、下層スラグにＰ2Ｏ5が多く残存した状態で、上層スラグを排滓することになり、次チャージに再利用するスラグの脱りん能が低下する可能性がある。また、排滓開始までの時間が長いほど、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5が晶出し、液相スラグとの分離が促進されるが、排滓開始のタイミングが脱炭吹錬終了後１０分を超える場合、転炉の操業効率が低下するとともに、脱炭スラグ中のＦｅＯtが溶鋼中の炭素によって還元され、脱炭スラグの脱りん能が低下することで復りん反応が進行する可能性がある。さらに、脱炭吹錬終了直後に生じるスラグフォーミングが収まり、固相スラグの排滓作業性が低下するために、多量の液相スラグが固相スラグとともに排滓されてしまい、スラグの再利用効率が低下する可能性がある。脱炭終了後、排滓開始までの時間は、６０秒以上３００秒以内であることがより好ましい。
【００４０】
さらに、転炉吹錬終了後、高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５の排滓を開始するまでの間、炉底に設けられた羽口１０４から底吹きガス１０７ガスを吹き込んでもよい。底部からガスを吹き込むことで、晶出する２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5粒子の浮上を促進させることが可能となり、二相分離をより促進させることができる。このときの底吹きガスは、脱炭後の溶鋼の成分に影響を及ぼすものでなければ特に制限されず、酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガス等を使用することができる。また、底吹きガス流量は、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5粒子の浮上を促進させることができれば、特段制限されない。１５Ｎｍ3／ｔｏｎ／ｈｒ以上であると、溶鉄およびスラグが強撹拌され、かえって上記粒子の浮上を妨げる可能性がある。
【００４１】
続いて、図２の下段左から２番目［出鋼］に示すように、上記排滓スラグ（高Ｐ2Ｏ5スラグ２０５）を排滓（前記二次排滓）した後、上底吹き転炉１０１を出鋼孔側に傾転し、残留スラグ（低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３）を炉内に残留させたまま、出鋼孔１０３から取鍋１１７に溶鋼３０３を出鋼する。取鍋１１７の溶鋼は、下工程でさらに二次精錬処理等がなされる。
【００４２】
そして、図２の下段左［スラグ固め］に示すように、出鋼後、残留スラグ（低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３）は、上底吹き転炉１０１内に残され、操業上必要であれば一部をさらに排滓し、精錬剤等の添加により固められる。このようにして、炉内に残留した低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３は、次の吹錬に再利用され、以上の工程が順次繰り返される。なお、低Ｐ2Ｏ5スラグ２０３を固めずに、精錬剤、鉄スクラップ、型銑等を添加する場合や、脱りん吹錬時に精錬剤を添加する場合であっても、本発明の効果は発現する。
【００４３】
（脱炭スラグ成分のより好ましい性状について）
本発明者らはさらに鋭意検討し、脱炭スラグ（残留スラグ）の成分が、次チャージの脱りん吹錬における脱りん反応速度に影響することを見出した。このときの脱炭スラグ成分の分析には、蛍光Ｘ線分析装置を用いた。分析に用いた脱炭スラグは、破砕して粒径を０．１６ｍｍ以下とし、次いで磁力選別したものを用いた。
【００４４】
（出鋼前に排滓する排滓スラグのＰ2Ｏ5濃度、ＦｅＯt濃度）
本発明者らは、上記検討により、出鋼前に排滓する排滓スラグ（以降、「出鋼前排滓スラグ」と記載する。）のＰ2Ｏ5濃度が３．０質量％以上好ましくは３．５質量％以上とすることで、出鋼後に転炉内に残留させた残留スラグ（以降、「リサイクルスラグ」と記載する。）は高い脱りん能を有することを確認した。同様に、出鋼前に排滓する排滓スラグのＦｅＯt濃度が２３質量％以下、好ましくは２０質量％以下とすることで、リサイクルスラグは、高い脱りん能を有することを確認した。
【００４５】
これらの結果は、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5を主成分とするスラグと、ＣａＯ及びＦｅＯtを主成分とするスラグとの分離精度に起因していると考えられる。すなわち、リサイクルスラグのＰ2Ｏ5濃度が３．０質量％より低い場合、もしくは、リサイクルスラグのＦｅＯt濃度が２３質量％より高い場合は、転炉炉口から脱炭スラグの一部を排滓しない場合と比較して、脱りん反応は十分に促進する。換言すると、リサイクルスラグのＰ2Ｏ5濃度が３．０質量％以上の場合、または、リサイクルスラグのＦｅＯt濃度が２３質量％以下の場合は、それぞれ、上記の場合と比較して、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5を主成分とするスラグと、ＣａＯ及びＦｅＯtを主成分とするスラグの分離という点で、脱炭スラグの分離が不十分であったため、リサイクルスラグの脱りん能が十分には向上しないと推定される。
【００４６】
（排滓スラグと残留スラグのＰ2Ｏ5濃度比較、ＦｅＯt濃度比較）
さらに、前記排滓スラグは、前記残留スラグと比較して高濃度のＰ2Ｏ5を含有することから、リサイクルスラグは、高い脱りん能を有することを確認した。（排滓スラグのＰ2Ｏ5／残留スラグのＰ2Ｏ5）質量比が１．２以上であると好ましい。１．５以上であるとさらに好ましい。
【００４７】
さらに、前記残留スラグが含有するＦｅＯtの濃度が、前記排滓スラグが含有するＦｅＯt濃度に対して高いことから、リサイクルスラグは、高い脱りん能を有することを確認した。（残留スラグのＦｅＯt／排滓スラグのＦｅＯt）質量比が１．２以上であると好ましい。１．５以上であるとさらに好ましい。
【００４８】
（出鋼前排滓スラグのＰ2Ｏ5／ＦｅＯt）
さらに、本発明者らは、上記検討により、出鋼前排滓スラグに含有している、Ｐ2Ｏ5と、ＦｅＯtとの質量比であるＰ2Ｏ5／ＦｅＯtを０．１６以上とすることで、高い脱りん能が得られることを確認した。Ｐ2Ｏ5／ＦｅＯtが０．１６より小さい場合、転炉上部から脱炭スラグの一部を排滓しない場合と比較して、脱りん反応は促進するものの、Ｐ2Ｏ5／ＦｅＯtが０．１６以上の場合と比較して、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5を主成分とするスラグと、ＣａＯ及びＦｅＯtを主成分とするスラグとの分離が不十分であったためリサイクルスラグの脱りん能が低下したと考えられる。
【００４９】
（出鋼前排滓スラグのＣａＯ／ＳｉＯ2）
さらに、本発明者らは、上記検討により、出鋼前排滓スラグに含有しているＣａＯと、ＳｉＯ2との質量比であるＣａＯ／ＳｉＯ2を３．９以上とすることで、高い脱りん能が得られることを確認した。ＣａＯ／ＳｉＯ2が３．９より低い場合、転炉上部からスラグの一部を排滓しない場合と比較して、脱りん反応は促進するものの、ＣａＯ／ＳｉＯ2（質量比）が３．９以上の場合と比較して、２ＣａＯ・ＳｉＯ2−３ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5を相対的に多く含むスラグと、ＣａＯ及びＦｅＯtを主成分とする液相を相対的に多く含むスラグとの分離が不十分であったためリサイクルスラグの脱りん能が低下したと考えられる。
【００５０】
（スラグ成分制御方法）
上記のような出鋼前排滓スラグの含有成分は、吹錬に使用する精錬剤や、上吹きランス１０５から吹き込む酸素の流量、吹錬時間等により制御することができる。
【００５１】
（まとめ）
以上説明したような転炉スラグのリサイクル方法により、製造コストを抑制しつつ、転炉の生産効率を悪化させずに、溶銑の脱りん材として、脱りん能を向上させた安価な脱炭スラグを利用することで、溶銑の脱りん反応を促進することができる。また、以上説明したような転炉スラグのリサイクル方法により、製鋼スラグの高付加価値化を図ることができる。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
高炉から出銑され、ＫＲ（Kanbara Reactor）法において脱硫された溶銑を図１に示したような上底吹き転炉１０１に装入した。ＫＲ法は、溶銑鍋中でインペラを回転させ、脱硫剤を溶銑中に分散させ、分散粒と溶銑との界面、及び溶銑浴表面と浮上脱硫剤との界面で脱硫反応を生じさせる方法である。
次いで、この溶銑３０１に生石灰を炉口１０２から添加し、羽口１０４から底吹きガスとして窒素を主成分とするガスを所定の流量吹込みながら、上吹きランス１０５から炉口１０２を通じて所定の流量の酸素ガスを吹付けて脱りん吹錬を行った。その後、脱りん吹錬後のスラグを排滓し（一次排滓）、さらに炉内の溶銑に生石灰、スラグ原料を添加し、底吹きガスとして酸素を主成分とするガスを所定の流量吹込みながら、上吹きランス１０５から炉口１０２を通じて所定の流量の酸素ガスを吹付けて脱炭吹錬を行った。脱炭吹錬終了後、転炉を反出鋼孔側に傾転し、転炉の炉口から固相状態のスラグを含む、脱炭スラグの一部をスラグ鍋に排出した（以後、出鋼前排滓スラグと記載する。）。排滓開始直前に温度計１１１で計測した脱炭スラグ温度は１６００℃であり、転炉吹錬終了から排滓開始までの時間は１２０秒であった。その後、溶鉄を転炉から出鋼し、排滓時に液相であった脱炭スラグ（リサイクルスラグと記載する。）を上底吹き転炉１０１内に残した。次いで、次チャージの溶銑として、高炉から出銑され、ＫＲ法において脱硫された［％Ｐ］＝０．１１〜０．１３質量％の溶銑を、上底吹き転炉１０１内に装入し、上吹きランス１０５から酸素ガスを吹付けて脱りん吹錬を行った。ここで、［％Ｐ］は溶銑中のりんの質量％濃度を表す。
表１に、かかる脱りん吹錬時の実施条件、出鋼前排滓スラグ成分、リサイクルスラグ成分、及び次チャージ脱りん吹錬後の［％Ｐ］を示す。実施条件として、出鋼前排滓量／スラグ重量全体×１００、出鋼前排滓スラグに含有される、ＦｅＯt、Ｐ2Ｏ5、Ｐ2Ｏ5とＦｅＯtとの質量比Ｐ2Ｏ5／ＦｅＯt、及び、ＣａＯとＳｉＯ2との質量比ＣａＯ／ＳｉＯ2（すなわち塩基度）、並びに、リサイクルスラグに含有されるＦｅＯt、及び、Ｐ2Ｏ5の質量％を示した。出鋼前排滓量には、排滓前後のスラグ鍋秤量値の差分から計算されたスラグの重量を用いた。スラグ重量全体（排滓前スラグ量）は、脱炭吹錬開始前に炉内に残留したスラグと脱炭吹錬において添加された精錬材の総重量である。ここで、残留したスラグの重量は、脱りん吹錬で用いた精錬材と、その吹錬中のメタル組成変化から計算した生成酸化物の総和である脱りんスラグの重量と、一次排滓したスラグのスラグ鍋秤量値の差分である。
表１中に示した出鋼前排滓スラグとリサイクルスラグの成分は、それぞれ排滓スラグと残留スラグの試料を採取し、蛍光Ｘ線分析（島津製作所製、ＭＸＦ−２１００）により測定した値を用いた。なお、同表中のＮｏ．１８〜２０は、出鋼前に脱炭スラグの排滓を行わず、出鋼後もこのスラグを炉内に残留させ、転炉に溶銑を装入して脱りん吹錬を行った比較例である。
【００５３】
【表１】
2019194350.tif 000003
【００５４】
表１におけるＮｏ．１〜１７は、Ｎｏ．１８〜２０と比較して、次チャージ脱りん吹錬後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。これは、出鋼前排滓スラグのＰ2Ｏ5濃度がリサイクルスラグのＰ2Ｏ5濃度に対して高く、脱りん反応の進行を阻害するＰ2Ｏ5を高濃度で含むスラグの一部を系外に排出したことで、リサイクルスラグのＰ2Ｏ5濃度が低減し、脱りん反応が促進したためであると考えられる。
【００５５】
また、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１７は、Ｎｏ．１、及びＮｏ．２に対して脱りん後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。これは、スラグ排滓重量を、スラグ重量全体の１０％以上としたことで、転炉内に、残留するリサイクルスラグ中のＰ2Ｏ5濃度が低下し、次チャージの脱りん反応が促進したためと考えられる。
また、Ｎｏ．６〜Ｎｏ．１７は、Ｎｏ．５と比較して、次チャージの脱りん後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。これは、リサイクルスラグのＦｅＯt濃度が、出鋼前排滓スラグのＦｅＯt濃度に対して高く、脱りん反応の進行に有利なＦｅＯtを高濃度で含むリサイクルスラグを脱りん剤として用いたことで、Ｎｏ．５に比べて、脱りん反応が進行したと考えられる。
【００５６】
さらに、Ｎｏ．７は、Ｎｏ．５及びＮｏ．６と比較して、また、Ｎｏ．１１は、Ｎｏ．３と比較して、脱りん後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。出鋼前排滓スラグのＰ2Ｏ5濃度が３．０質量％以上であり、Ｐ2Ｏ5を高濃度で含む高Ｐ2Ｏ5スラグと、ＣａＯ及びＦｅＯtを高濃度で含みＰ2Ｏ5の濃度が低い低Ｐ2Ｏ5スラグの分離が促進されたことで、より脱りん反応が促進したと考えられる。このＮｏ．７は、出鋼前排滓スラグのＰ2Ｏ5濃度が３．５質量％と他の実施例と比較してＰ2Ｏ5濃度が相対的に高く、肥料用として付加価値が高いスラグであった。
【００５７】
Ｎｏ．８は、出鋼前排滓スラグのＰ2Ｏ5濃度が３．２質量％、ＦｅＯt濃度が２２質量％であり、Ｎｏ．７と比較して、さらに、脱りん後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。また、Ｎｏ．１２はＦｅＯt濃度が２３質量％であり、Ｎｏ．３と比較して脱りん後の［％Ｐ］が小さくなった。これは、高Ｐ2Ｏ5スラグと、ＣａＯ及びＦｅＯtを高濃度で含みＰ2Ｏ5の濃度が低い低Ｐ2Ｏ5スラグとの分離がさらに進んだことで、脱りん反応が促進したと考えられる。
【００５８】
Ｎｏ．９は、出鋼前排滓スラグのＰ2Ｏ5濃度が３．２質量％、Ｐ2Ｏ5／ＦｅＯt（質量比）が０．１６であり、Ｎｏ．８と比較して、さらに、脱りん後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。また、Ｎｏ．１３は、出鋼前排滓スラグのＰ2Ｏ5／ＦｅＯtが０．１７であり、Ｎｏ．３と比較して脱りん後の［％Ｐ］が小さくなった。これは、高Ｐ2Ｏ5スラグと、ＣａＯ及びＦｅＯtを高濃度で含みＰ2Ｏ5の濃度が低い低Ｐ2Ｏ5スラグとの分離が促進され、脱りん反応が促進したと考えられる。
【００５９】
Ｎｏ．１０は、出鋼前排滓スラグのＰ2Ｏ5濃度が３．３質量％、ＣａＯ／ＳｉＯ2が４．２であり、Ｎｏ．８と比較して、さらに、脱りん後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。また、Ｎｏ．１５は、出鋼前排滓スラグのＣａＯ／ＳｉＯ2が４．０であり、これらは、高Ｐ2Ｏ5スラグと、ＣａＯ及びＦｅＯtを高濃度で含みＰ2Ｏ5の濃度が低い低Ｐ2Ｏ5スラグとの分離が促進され、脱りん反応が促進したと考えられる。
さらに、Ｎｏ．１４、１６、１７は、Ｎｏ．１３に対して脱りん後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。これはＮｏ．１４、１６、１７のスラグ排滓重量を、Ｎｏ．１３に対して増やしたことで、転炉内に、残留するスラグ中のＰ2Ｏ5濃度が低下し、脱りん反応が促進したためと考えられる。
【００６０】
（実施例２）
溶銑の脱りん吹錬及び脱炭吹錬を実施し、出鋼前に脱炭スラグの一部を排滓し、上底吹き転炉１０１内に残したリサイクルスラグを用いて、次チャージの脱りん吹錬を行った。このとき、排滓開始直前に温度計１１１で計測した排滓スラグ温度、及び吹錬終了後排滓開始までの時間を変えた表２に示す条件で上記工程を実施した。表２に示す以外の条件は前記実施例１と同様である。なお、同表中のＮｏ．５〜７は、出鋼前に脱炭スラグの排滓を行わず、出鋼後もこのスラグを炉内に残留させ、転炉に溶銑を装入して脱りん吹錬を行った比較例である。
【００６１】
【表２】
2019194350.tif 000004
【００６２】
表２におけるＮｏ．１〜４は、Ｎｏ．５〜７と比較して、脱りん後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。これは、出鋼前排滓スラグのＰ2Ｏ5濃度がリサイクルスラグのＰ2Ｏ5濃度に対して高く、脱りん反応の進行を阻害するＰ2Ｏ5を高濃度で含むスラグの一部を系外に排出したことで、脱りん反応が促進したためであると考えられる。
【００６３】
Ｎｏ．２及びＮｏ．３は、排滓スラグ温度が１６５０℃以上であるＮｏ．１と比較して脱りん後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。これは、Ｎｏ．２、及びＮｏ．３の排滓スラグ温度が１１００℃以上１６５０℃未満であり、高Ｐ2Ｏ5スラグと、ＣａＯ及びＦｅＯtを高濃度で含みＰ2Ｏ5の濃度が低い低Ｐ2Ｏ5スラグとの分離がさらに進んだことで、脱りん反応が促進したと考えられる。
【００６４】
さらに、Ｎｏ．２及びＮｏ．３は、転炉吹錬終了後１０分以降に転炉からスラグを排滓したＮｏ．４と比較して、脱りん後の［％Ｐ］の濃度が低くなった。これは、転炉吹錬終了後１０分以降に転炉からスラグを排滓したＮｏ．４は、吹錬終了後からスラグ排滓開始までの間に復りん反応が進行し、溶鋼中の［％Ｐ］の濃度が上昇したためと考えられる。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６６】
１０１      上底吹き転炉
１０２      炉口
１０３      出鋼孔
１０４      羽口
１０５      上吹きランス
１０７      底吹きガス
１１１      温度計
１１３      溶銑鍋
１１５      スラグ鍋
１１７      取鍋
２０１      スラグ
２０３      低Ｐ2Ｏ5スラグ
２０５      高Ｐ2Ｏ5スラグ
３０１      溶銑
３０３      溶鋼
【図１】
2019194350.tif 000005
【図２】
2019194350.tif 000006
【図３】
2019194350.tif 000007