(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低酸素化して高清浄度鋼を製造するに際し、添加したフラックスの溶融を促進し、フラックスを効率的に活用することが可能な、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】副原料投入口１０から取鍋１内にＣａＯを含む媒溶剤を投入して、溶鋼表面にフラックス層を形成し、２本又は３本の電極３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にＡプラグ２ＡとＢプラグ２Ｂを配置し、ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂとの位置関係において、原料投入口１０を副原料投入口の好適配置範囲１５内に配置し、ガス吹き込み用Ａプラグ２Ａをガス吹き込み用Ａプラグの好適配置範囲１６に配置し、ガス吹き込み用プラグ（２Ａ、２Ｂ）からのガス吹き込み量（ＱA、ＱB）を（８）〜（１０）式の好適範囲内とする。【選択図】図１
2019210503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取鍋内に収容された溶鋼に対して、副原料投入口からＣａＯを含む媒溶剤を添加して取鍋内溶鋼表面にフラックス層を形成し、取鍋中央部に２本又は３本の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、それぞれガス吹き込み用Ａプラグ、ガス吹き込み用Ｂプラグとし、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それぞれ、ＱA、ＱB（いずれも単位はＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）とし、
平面視において、前記２本又は３本の電極すべての外周に外接する円を「電極の外接円」とし、当該電極の外接円の最小半径をｒ、電極の外接円の中心位置をＣEとし、
取鍋底面の半径をＲ、取鍋底面の中心位置をＣOとし、
ガス吹き込み用Ａプラグの中心位置をＣA、ガス吹き込み用Ｂプラグの中心位置をＣB、副原料投入口の中心位置をＣGとし、
ＣOとＣA間の距離をＬOA、ＣOとＣB間の距離をＬOB、ＣBとＣG間の距離をＬBGとし、ＣA−ＣO−ＣBがなす角度をθ、ＣG−ＣB−ＣOがなす角度をφ、ＣG−ＣO−ＣBがなす角度（∠ＧＯＢ）をηとし、
取鍋内溶鋼浴深をＨ、ＣGとＣE間の距離をＬGE、ＣOとＣBを結ぶ線分とＣGとの間の距離をＬとして、
ガス吹き込み用Ａプラグとガス吹き込み用Ｂプラグ、副原料投入口が下記（１）〜（７）式を満足する位置に配置され、
ＱA、ＱBが以下に示す（８）〜（１０）式を満たすことを特徴とする、溶鋼の取鍋精錬方法。
０．２１Ｈ≧Ｌ                    （１）
４５°≧φ                          （２）
ＬGE＞ｒ                            （３）
９０°≧η                          （４）
０．９Ｒ≧ＬOB＞ｒ                  （５）
１８０°≧θ≧１２０°              （６）
０．９Ｒ≧ＬOA                      （７）
０．３≦ＱB≦４．２                  （８）
０．１≦ＱA                          （９）
ＱB／ＱA≧１．５                    （１０）
【請求項２】
前記媒溶剤を前記副原料投入口から添加する時期が、通電前ならびに通電中であ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】
前記媒溶剤を前記副原料投入口から添加する時期が、通電前であ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。
【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。鋼を高清浄化するため、二次精錬として溶鋼の低酸素化が行われる。
【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。フラックス層を精錬剤として溶鋼の低酸素化（高清浄化）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、通電加熱型精錬用取鍋が開示されている。取鍋の中心付近に黒鉛製の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に複数のポーラスプラグが配置されている。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。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。
【０００５】
通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬において、フラックス層を形成するため、ＣａＯを含む媒溶剤を添加する。媒溶剤のＣａＯをスラグに溶融させ、スラグ中のＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2の濃度を低下させると、溶鋼中に溶解しているＯと親和力の強い脱酸元素であるＡｌやＳｉの脱酸反応が活性化する。これにより、溶鋼の脱酸処理等が進行する。しかし、ＣａＯは高融点のためスラグとの反応によるスラグ中への溶融させる必要があり、単純に攪拌を強化しても、溶融に長時間を要し、脱酸時間も長時間となる課題がある。
【０００６】
特許文献２には、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬方法において、微粉砕した造滓剤をランスを通じて溶鋼表面に不活性ガスで吹きつける方法が開示されている。これにより、造滓剤の滓化が著しく速く、精錬時間を短縮することができるとしている。
特許文献３には、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬方法において、浸漬ランスを介して、アークの発生が乱れない程度の量の不活性ガスで、精錬剤を溶鋼中に吹き込む方法が開示されている。これにより、従来より迅速に、かつ安定して硫黄分を極低硫領域まで低減可能であるとしている。
【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】特開昭６２−２０５２１６号公報
【特許文献３】特開２０００−２３４１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬によって溶鋼を低酸素化して高清浄度鋼を製造するに際し、特許文献１に記載の方法を用いて低酸素化処理を行うと、目標とする溶鋼の低酸素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低酸素化を実現できないという問題を有していた。特許文献２、３記載の方法では、媒溶剤を相応に短時間で溶融することが可能であるが、更なる溶融時間の短縮が必要である。また、媒溶剤の溶融促進や反応性向上に、ランスを用いた媒溶剤の吹付けやインジェクションが不可欠であり、媒溶剤の破砕による微粉化やランス耐火物補修などが必要となり、コストが増加する課題もある。
【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低酸素化して高清浄度鋼を製造するに際し、添加したフラックスの溶融を促進し、低酸素化反応速度を高めることが可能な、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］取鍋内に収容された溶鋼に対して、副原料投入口からＣａＯを含む媒溶剤を添加して取鍋内溶鋼表面にフラックス層を形成し、取鍋中央部に２本又は３本の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、それぞれガス吹き込み用Ａプラグ、ガス吹き込み用Ｂプラグとし、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それぞれ、ＱA、ＱB（いずれも単位はＮＬ／ｍｉｎ／ｔ）とし、
平面視において、前記２本又は３本の電極すべての外周に外接する円を「電極の外接円」とし、当該電極の外接円の最小半径をｒ、電極の外接円の中心位置をＣEとし、
取鍋底面の半径をＲ、取鍋底面の中心位置をＣOとし、
ガス吹き込み用Ａプラグの中心位置をＣA、ガス吹き込み用Ｂプラグの中心位置をＣB、副原料投入口の中心位置をＣGとし、
ＣOとＣA間の距離をＬOA、ＣOとＣB間の距離をＬOB、ＣBとＣG間の距離をＬBGとし、ＣA−ＣO−ＣBがなす角度をθ、ＣG−ＣB−ＣOがなす角度をφ、ＣG−ＣO−ＣBがなす角度（∠ＧＯＢ）をηとし、
取鍋内溶鋼浴深をＨ、ＣGとＣE間の距離をＬGE、ＣOとＣBを結ぶ線分とＣGとの間の距離をＬとして、
ガス吹き込み用Ａプラグとガス吹き込み用Ｂプラグ、副原料投入口が下記（１）〜（７）式を満足する位置に配置され、
ＱA、ＱBが以下に示す（８）〜（１０）式を満たすことを特徴とする、溶鋼の取鍋精錬方法。
０．２１Ｈ≧Ｌ                    （１）
４５°≧φ                          （２）
ＬGE＞ｒ                            （３）
９０°≧η                          （４）
０．９Ｒ≧ＬOB＞ｒ                  （５）
１８０°≧θ≧１２０°              （６）
０．９Ｒ≧ＬOA                      （７）
０．３≦ＱB≦４．２                  （８）
０．１≦ＱA                          （９）
ＱB／ＱA≧１．５                    （１０）
［２］前記媒溶剤を前記副原料投入口から添加する時期が、通電前ならびに通電中であることを特徴とする、［１］に記載の溶鋼の取鍋精錬方法。
［３］前記媒溶剤を前記副原料投入口から添加する時期が、通電前であることを特徴とする、［１］に記載の溶鋼の取鍋精錬方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、取鍋内の溶鋼にフラックスを添加し、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬によって低酸素化して高清浄度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、副原料投入口位置とガス吹き込み位置を適正化することにより、通電中のフラックスの滓化（溶融）を促進することができ、低酸素化脱酸反応速度を高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の取鍋精錬における電極、ガス吹き込み用プラグ、副原料投入口の好適位置を示す平面図であり、（Ａ）は主に各部の符号を記し、（Ｂ）は主に各部の好適配置範囲を記している。
【図２】本発明の取鍋精錬について説明する図であり、（Ａ）は媒溶剤投入後ガス吹き込み開始前を示す平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ矢視断面図、（Ｃ）はガス吹き込み開始後を示す平面図、（Ｄ）はそのＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図３】取鍋精錬におけるガス吹き込み用プラグ、副原料投入口の位置、ガス吹き込み量が好適範囲から外れる状況示す平面図であり、（Ａ）は副原料投入口位置、（Ｂ）（Ｃ）はＡプラグ配置位置、（Ｄ）（Ｅ）はガス吹き込み量が、それぞれ好適範囲から外れる状況を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜図３に基づいて本発明の説明を行う。
本発明の溶鋼の取鍋精錬方法において、取鍋１内における溶鋼５の表面にＣａＯを含むフラックス層６を形成し、取鍋中央部に２本又は３本の電極３をフラックス層６に浸漬させて通電することにより、溶鋼の高清浄化処理を行う。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３の下方先端をフラックス層６内に浸漬し、電極３に通電することにより、フラックス及び溶鋼を加熱する。図１に示すように、取鍋１の平面視において、２本又は３本の電極３すべての外周に外接する円を、「電極の外接円４」と呼ぶ。電極３が３本の場合（図１参照）は、電極の外接円４が一つに定まる。電極３が２本の場合は、半径が最小となるものを電極の外接円４とする。そのため、電極の外接円４の半径ｒを「電極の外接円の最小半径」と表現している。
【００１４】
上記のように、電極３を取鍋中央部に配置するのは、これにより取鍋内の溶鋼をまんべんなく加熱できるからである。ここで「取鍋中央部」とは、２本または３本の電極の外接円の中心（ＣE）が、取鍋底部（半径Ｒ）の中央（ＣO）から０．１×Ｒ以下の範囲にあることを意味している。通常は、電極の外接円の中心位置と取鍋底面の中心位置とを一致させる。
また本発明では、図１、図２に示すように、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。
【００１５】
転炉などの一次精錬装置で精錬を完了した溶鋼は、取鍋に出鋼される。出鋼時には、溶鋼と共に、転炉スラグの一部も取鍋に流出し、出鋼完了後の取鍋内溶鋼表面に転炉スラグ層が形成される。転炉スラグは、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＦｅＯ、ＭｇＯなどで構成されている。出鋼時にはＦｅ−ＳｉやＡｌなどの脱酸剤を添加し、溶鋼中のフリー酸素を脱酸する。脱酸により生じたＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3は、浮上して溶鋼表面のスラグ層に吸収される。
【００１６】
取鍋精錬においては、取鍋内の溶鋼表面にＣａＯを含む媒溶剤を添加し、電極による通電加熱で媒溶剤を溶融してフラックス層を形成するとともに、取鍋底部からのガス吹き込みで溶鋼とフラックス層とが攪拌される。フラックス層中におけるＦｅＯなどの酸化性の強い成分は、溶鋼中に含まれる脱酸剤（Ａｌなど）によって還元される。さらに、ＣａＯを主成分とする媒溶剤を添加することにより、フラックス中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＦｅＯ、ＭｇＯなどなどの含有量は、転炉スラグの濃度に比較して低減する。フラックス成分が非酸化性となった上で、フラックス中のＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2の濃度が低下した結果として、溶鋼中に残存溶解しているＯ（フリー酸素）とＡｌやＳｉとが結合してフラックス中にＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2として移行する反応が活性化される。これにより、溶鋼の高清浄度化が進行する。この反応は、溶融したフラックス層と溶鋼との界面で進行する。取鍋内溶鋼全体の高清浄化を速やかに進行するためには、副材投入口から投入した媒溶剤を迅速かつ十分に溶融することが重要である。
【００１７】
副材投入口から投入した媒溶剤は、ＣａＯを主体としており、ＣａＯは高融点であるため、媒溶剤を高温に加熱することではじめて溶融する。本発明では特に、電極をフラックス層に浸漬して通電加熱を行うものであり、副原料投入口から投入した媒溶剤が、電極近傍の高温領域に到達しかつそこに滞留することによって優先的に高温に加熱されて溶融フラックスとなる。電極近傍に到達していない（例えば取鍋内壁近傍に存在する）媒溶剤は、比較的低温のままとなり、迅速に溶融することができない。
【００１８】
本発明は、取鍋の底部にガス吹き込み用プラグを２カ所に配置し、それぞれガス吹き込み用Ａプラグ、ガス吹き込み用Ｂプラグとする。そして本発明では、副原料投入口から、ＣａＯ等からなる媒溶剤を溶鋼表面に投入した後、高温になる電極近傍に媒溶剤を搬送し高温領域に滞留させることで、媒溶剤の溶融を促進させる。そのために必要な媒溶剤の添加位置（副原料投入口位置）の条件を、２つのガス吹き込み用プラグの配置位置との関係で、規定することとした。そして、ガス吹き込み用Ｂプラグの配置位置を基準として、ガス吹き込み用Ａプラグ、及び副原料投入位置の配置位置を定める。
【００１９】
ここで、図１に示すように、取鍋底面の中心位置をＣO、ガス吹き込み用Ａプラグの中心位置をＣA、ガス吹き込み用Ｂプラグの中心位置をＣB、副原料投入口の中心位置をＣGとする。また、電極の外接円の最小半径をｒ、電極の外接円の中心位置をＣEとし、取鍋底面の半径をＲ、取鍋内溶鋼浴深をＨとする。また、ＣOとＣA間の距離をＬOA、ＣOとＣB間の距離をＬOB、ＣBとＣG間の距離をＬBGとする。さらに、ＣGとＣE間の距離をＬGE、ＣOとＣBを結ぶ線分とＣGとの間の距離をＬとする。ＣA−ＣO−ＣBがなす角度（∠ＡＯＢ）をθ、ＣG−ＣB−ＣOがなす角度（∠ＧＢＯ）をφ、ＣG−ＣO−ＣBがなす角度（∠ＧＯＢ）をηとする。ここで、ＣA−ＣO−ＣBがなす角度としては、１８０°以下の小さい角度と、その反対側に１８０°以上の大きい角度（両方の角度を合計すると３６０°となる。）が認識される。ここでは、θ、φ、ηともに、１８０°以下の小さい角度を意味する。
【００２０】
《副原料投入口の配置位置》
取鍋底部のガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂからガスを吹き込むと、吹き込まれた気泡７の上昇によって溶鋼の上昇流８も形成される（図２（Ｄ）参照）。溶鋼の上昇流８が溶鋼表面に到達すると、溶鋼表面から放射状に向かう表面流を形成する。平面視において、ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂの中心位置ＣBを中心とした放射状の流れを形成する。本発明では、Ｂプラグ２Ｂからのガス吹き込みによって形成される溶鋼流に向けて、副原料投入口１０から媒溶剤を投入し、投入した媒溶剤を溶鋼流に乗せて移動させ、高温となる電極近傍に搬送する（図２（Ｃ）における広がり後の媒溶剤２１領域）。そのためには、ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂの中心位置ＣBと電極の外接円４との間の位置に、副原料投入口の中心位置ＣGを配置することが好適となる。以下、そのための具体的な条件について説明する。
【００２１】
取鍋の溶鋼浴深がＨである場合、取鍋底部のガス吹き込み用プラグ２から吹き込まれたガスは、溶鋼表面において、半径０．２１×Ｈの盛り上がりを形成することが知られている。以下、この盛り上がり領域を、気泡上昇領域２２と称し、図１〜３に図示する。そして、取鍋中心位置ＣOとＢプラグ中心位置ＣBを結ぶ線分と、副原料投入口の中心位置ＣGとの間の距離をＬとしたとき、
０．２１Ｈ≧Ｌ                    （１）
とすれば、平面視でＢプラグから電極の外接円方向に向かう溶鋼流が比較的強く、投入した副原料が高温の電極領域に移動することを知見した。Ｌの値が０．２１Ｈよりも大きいと、投入した媒溶剤が電極方向に向かわず、投入した副原料を高温の電極近傍に搬送することができない（図３（Ａ）参照）。
【００２２】
一方、副原料投入口の中心位置ＣG−Ｂプラグ中心位置ＣB−取鍋中心位置ＣOがなす角度φ（∠ＧＢＯ）が大きすぎると、たとえ上記（１）式を満足するとしても、Ｂプラグ中心位置から放射状に流れる溶鋼流は電極方向に向かわないので、投入した副原料を高温の電極近傍に搬送することができない。ここにおいて、
４５°≧φ                          （２）
とすれば、上記（１）式を具備することとあいまって、投入した副原料が高温の電極領域に移動する。
【００２３】
加えて、副原料投入位置を電極近傍に設定する場合、通電設備と副原料投入設備の設置位置が干渉するため、副原料投入口の中心位置ＣGは、電極（２本または３本）の最小半径ｒの外接円よりも外側の範囲とすることが好ましい。即ち、
ＬGE＞ｒ                            （３）
を満たすこととする。
ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂの中心位置ＣBと電極の外接円４との間の位置に、副原料投入口の中心位置ＣGを配置することから、下記（４）式が成立することとなる。
９０°≧η                          （４）
上記（１）式、（２）式、（３）式、（４）式を満足する領域を、図２（Ｂ）において副原料投入口の好適配置範囲１５として図示した。副原料投入口の中心位置ＣGが副原料投入口の好適配置範囲１５内にあればよい。
【００２４】
《ガス吹き込み用Ｂプラグの配置位置》
上記条件を実現するためには、ガス吹き込み用Ｂプラグを、取鍋底面の中心位置から、電極の外接円の半径ｒよりも遠ざけた位置に配置する（ＬOB＞ｒ）必要がある。電極の外接円の中心位置（ＣE）は取鍋底面の中心位置（ＣO）の近傍又は同じ位置にあるので、ガス吹き込み用Ｂプラグは電極の外接円の外側に配置されることとなる。Ｂプラグを電極の外接円の内側に配置する（ＬOB≦ｒ）場合は、副原料投入口も電極外接円の内側に配置することになり、前述のように通電設備と副原料投入設備が干渉してしまう。一方、Ｂプラグから吹き込んだガスが気泡となって溶鋼内を上昇する際、取鍋壁面に近すぎる場合、取鍋壁に接触してしまい、気泡上昇位置が不安定となり、生成する溶鋼流が不安定になる。そのため、０．９Ｒ≧ＬOBも満足する位置にＢプラグを配置させる必要がある。即ち、下記（５）式
０．９Ｒ≧ＬOB＞ｒ                  （５）
を満足するものとする。
【００２５】
《ガス吹き込み用Ａプラグの配置位置》
上記のように、副原料投入口から投入された媒溶剤は、Ｂプラグからのガス吹き込みで形成される取鍋表面の溶鋼流に乗って、高温の電極近傍に運ばれる。媒溶剤を迅速かつ効率的に溶融させるためには、電極付近に到達した媒溶剤を、できるだけ長い期間、電極付近に滞留させることが好ましい（図２（Ｄ）参照）。そこで本発明では、取鍋底部の中心からみて、ＡプラグをＢプラグの反対側の位置に配置する。これにより、Ａプラグからのガス吹き込みで形成される取鍋表面溶鋼流のうちで電極方向に向かう溶鋼流が、Ｂプラグによって形成される溶鋼流と衝突し、電極付近で溶鋼流を滞留させることが可能となる。具体的には、Ａプラグ中心位置ＣA−取鍋中心位置ＣO−Ｂプラグ中心位置ＣBがなす角度θ（∠ＡＯＢ）を１２０°以上とすることにより、電極付近で溶鋼流を滞留させることが可能となる。θ＜１２０°の場合、Ｂプラグによって形成した溶鋼流を電極近傍でせき止める効果が少なく、媒溶剤を電極近傍に集積する効果が低い（図３（Ｂ）参照）。一方、角度θの上記定義より、θは１８０°以下である。即ち、
１８０°≧θ≧１２０°              （６）
を満足するものとする。
【００２６】
上記Ｂプラグと同様、ガス吹き込み用Ａプラグについても、吹き込んだガスが気泡となって溶鋼内を上昇する際、取鍋壁面に近すぎる場合、取鍋壁に接触してしまい、気泡上昇位置が不安定となり、生成する溶鋼流が不安定になる（図３（Ｃ）参照）。そのため、０．９Ｒ≧ＬOAも満足する位置にＢプラグを配置させる必要がある。即ち、
０．９Ｒ≧ＬOA                      （７）
を満足するものとする。
上記（５）式、（６）式を満足する領域を、図２（Ｂ）においてガス吹き込み用Ａプラグの好適配置範囲１６として図示した。Ａプラグ中心位置ＣAがガス吹き込み用Ａプラグの好適配置範囲１６内にあればよい。
【００２７】
《ガス吹き込み用プラグからのガス吹き込み量》
図２（Ａ）（Ｂ）は、副原料投入口１０から媒溶剤を投入した直後における、投入直後の媒溶剤２０位置を示している。同図において、電極加熱、ガス吹き込みのいずれもまだ開始していない。次いで、図２（Ｃ）（Ｄ）に示すように、電極加熱とガス吹き込みを開始し、溶鋼表面において媒溶剤の移動がはじまる。
本発明では前述のように、副原料投入口１０から溶鋼表面に投入した媒溶剤（投入直後の媒溶剤２０）を、ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂからのガス吹き込みに起因する表面溶鋼流に乗せて高温の電極付近に搬送する。Ｂプラグ２Ｂからのガス吹き込み量ＱBを０．３ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ以上とすることにより、投入した媒溶剤を有効かつ迅速に高温の電極近傍に搬送することができる。一方、Ｂプラグからのガス吹き込み量ＱBが多すぎると、溶鋼表面における気泡破裂の強度が強くなり、媒溶剤を飛散させてロスさせる場合がある。そのため、Ｂプラグからのガス吹き込み量ＱBを４．２ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ以下とする。即ち、下記（８）式
０．３≦ＱB≦４．２                  （８）
を満足するものとする。
【００２８】
ガス吹き込み用Ｂプラグによる溶鋼流で搬送される媒溶剤は、ガス吹き込み用Ａプラグ２Ａからのガス吹き込みに起因する溶鋼表面の溶鋼流によって電極近傍にせき止める必要がある。そのため、Ａプラグ２Ａからのガス吹き込み量ＱAについては０．１ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ以上とし、下記（９）式
０．１≦ＱA                          （９）
を満たすものとする。ＱAが０．１ＮＬ／ｍｉｎ／ｔ未満であると、媒溶剤を電極近傍に滞留させることができない（図３（Ｄ）参照）。
【００２９】
一方、Ｂプラグからのガス吹き込み量ＱBに比較してＡプラグからのガス吹き込み量ＱAが多すぎると、副原料投入口１０から投入した媒溶剤は、高温の電極近傍に到達できず、Ｂプラグ位置近傍に滞留してしまう（図３（Ｅ）参照）。本発明では、ＱB／ＱAの比率を１．５以上とすることにより、投入した媒溶剤を高温の電極近傍に搬送することができる。即ち、
ＱB／ＱA≧１．５                    （１０）
を満たすものとする。
【００３０】
《媒溶剤の好適な添加時期》
取鍋溶鋼に投入した媒溶剤を迅速に溶融させ、溶融フラックスと溶鋼との低酸素化反応を促進するためには、できるだけ通電開始直後に媒溶剤添加が完了していると好ましい。媒溶剤添加後の通電時間を確保できるからである。そのため、通電前と通電中にＣａＯを添加することとすると好ましい。
【００３１】
より一層迅速に媒溶剤を溶融して溶融フラックスを形成するためには、通電前に媒溶剤の添加が完了していることが有効である。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の取鍋精錬による溶鋼の脱酸方法の有効性について検証した結果を示す。
８０〜９０トンの溶鋼を収容する取鍋において、通電加熱を伴う溶鋼の取鍋精錬を行った。取鍋１内における溶鋼５の表面にＣａＯを含むフラックス層６を形成し、取鍋中央部に３本の電極３をフラックス層６に浸漬させて通電することにより、溶鋼の高清浄化処理を行う。電極の外接円４の中心位置（ＣE）と取鍋底面の中心位置（ＣO）が一致している。溶鋼浴深Ｈは約２．３ｍ（０．２１Ｈ＝０．４８ｍ）、副原料投入口の開口部の円相当直径Ｄは０．３５ｍ、電極の外接円４の最小半径ｒは０．６ｍである。取鍋底部には、ガス吹き込み用プラグ２として、ガス吹き込み用Ａプラグ２Ａ、ガス吹き込み用Ｂプラグ２Ｂを配置し、Ａプラグ２Ａからガス吹き込み量ＱA、Ｂプラグ２Ｂからガス吹き込み量ＱBでアルゴンガスを吹き込む。ＣA−ＣO−ＣBがなす角度θ（∠ＡＯＢ）、ＣOとＣB間の距離ＬOBと外接円半径ｒとの比（ＬOB／ｒ）、ＣOとＣB間の距離ＬOB、ＣOとＣA間の距離ＬOA（いずれもＲとの関係）を表１に示す。また、ガス吹き込み量ＱA、ＱBを表１に示す。η（∠ＧＯＢ）はいずれも９０°以下である。
【００３３】
媒溶剤は、容器蓋１３に設けられた副原料投入口１０から添加する。ＣG−ＣB−ＣOがなす角度φ（∠ＧＢＯ）、取鍋中心位置ＣOとＢプラグ中心位置ＣBを結ぶ線分と、副原料投入口の中心位置ＣGとの間の距離Ｌと０．２１Ｈ（＝０．４８ｍ）との関係（０．２１Ｈ−Ｌ）、ＣGとＣE間の距離ＬGEと電極外接円半径ｒとの比（ＬGE／ｒ）を表１に示す。
【００３４】
表１に示すように、ＬGE／ｒ＝１．１〜１．８であって（３）式を満たしており、副原料投入口１０は電極外接円４の外側としている。また、角度φ（∠ＧＢＯ）は０°、４５°、６０°のいずれかである。また、距離Ｌは０ｍ、０．４８ｍ（＝０．２１×Ｈ）、０．７４ｍ（＝０．３２×Ｈ）であり、表１の「０．２１Ｈ−Ｌ」表示ではそれぞれ０．４８ｍ、０ｍ、−０．２５ｍである。φ＝４５°ならびにＬ＝０．２１×Ｈ（表中では０）の条件は、本発明の範囲では、投入した媒溶剤が最も電極近傍へ流れにくい条件である。
【００３５】
転炉で脱炭処理を行った８０〜９０ｔの溶鋼を取鍋１内に出鋼した。この時、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＦｅＯなどからなる転炉スラグが約１ｔ流出した。出鋼中に脱酸元素であるＡｌを添加した。その後、取鍋１ごと通電加熱処理を行う処理位置に移送した。通電加熱開始時における溶鋼中のＡｌ濃度は０．０１〜０．１０％、Ｏ濃度（全酸素濃度）は０．００４５〜０．００５０％である。処理位置への移送後、容器蓋を取り付け、通電用の電極３（３本）を溶鋼表面上の転炉流出スラグ層中に下降した。
【００３６】
その後、取鍋底部の２本のガス吹き込み用プラグ２からガスを導入して攪拌しながら、通電による加熱処理を開始した。媒溶剤の添加時期は、取鍋が処理位置到着の後、通電開始までの通電前および／または通電中である。通電中とは、通電開始から終了までの期間のうち前半である。さらに比較として通電を行わなかった場合や、媒溶剤を添加しなかった場合も行った。
【００３７】
媒溶剤の添加量は溶鋼１ｔあたり５ｋｇ（５ｋｇ／ｔ）、媒溶剤の組成はＣａＯ純分が９０％であり、残りは不可避的に混入する不純物である。媒溶剤の粒度は、粒径５ｍｍ〜５０ｍｍの比率が９５質量％以上となる粒度とした。また、通電前と通電中に分けて添加した条件では、添加量はそれぞれ通電前：４ｋｇ／ｔと通電中：１ｋｇ／ｔである。
【００３８】
通電時間およびガス吹き込み用プラグを通じたガス攪拌時間は１５分間である。
【００３９】
通電前後で溶鋼のサンプル採取を行い、通電攪拌後の溶鋼中Ｏ濃度（全酸素濃度）を評価した。かかる評価は、比較例１２の通電後の溶鋼の全酸素濃度（質量％）を１．０とし、その他の条件を指数化した。指数が、
０．９６以上の場合は×、
０．８４以上０．９６未満の場合は△、
０．７２以上０．８４未満の場合は○、
０．７２未満の場合は◎、と評価した。
【００４０】
【表１】
2019210503.tif 000003
【００４１】
得られた結果を表１に示す。なお、表中の下線を引いたパラメータが本発明の範囲から外れていることを示す。
【００４２】
表１に示すように、試験条件が本発明の範囲内であれば、実施例１〜９のＯ濃度評価は△、○、◎であった。特に、請求項２で規定したように、媒溶剤の添加時期が通電前と通電中である試験Ｎｏ．８のＯ濃度評価は○であり、試験Ｎｏ．１〜７よりもＯ濃度は低くなった。さらに、請求項３で規定したように、媒溶剤の添加時期が通電前である試験Ｎｏ．９のＯ濃度評価は◎であり、試験Ｎｏ．１〜８よりもＯ濃度は低くなった。
【００４３】
一方、試験条件が本発明の範囲から外れた試験Ｎｏ．１０〜１９のＯ濃度評価は×であった。以下はそれぞれの条件におけるＯ濃度が高かった理由である。
試験Ｎｏ．１０は媒溶剤を添加しなかったためスラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度が薄まらなかった。
【００４４】
試験Ｎｏ．１１はθ（∠ＡＯＢ）が９０°であったため、Ａプラグからの吹き込みによる溶鋼流で媒溶剤の流れをせき止めることができず、媒溶剤の溶融が進まない段階で電極近傍を超えた側の取鍋壁面まで、広がり後の媒溶剤２１を搬送した（図３（Ｂ）参照）。
試験Ｎｏ．１２はＢプラグと取鍋壁面との距離が近すぎたため、気泡の流れが不安定となり、媒溶剤の搬送に乱れが生じた。試験Ｎｏ．１３はＡプラグと取鍋壁面の距離が近すぎたため、気泡の流れが不安定となり、Ｂプラグから電極へと向かう流れをせき止める効果が安定しなかった（図３（Ｃ）参照）。
試験Ｎｏ．１４、１５は副原料投入口の配置位置が、Ｂプラグ配置位置との関係で適正範囲から外れ、電極へ向かう溶鋼流が比較的強い領域に媒溶剤を投入することができなかった（図３（Ａ）参照）。
【００４５】
試験Ｎｏ．１６はＢプラグからの流量が小さすぎたため、媒溶剤を搬送する溶鋼流が形成できなかった。試験Ｎｏ．１７はＡプラグからの流量が小さすぎたため、Ｂプラグから電極へと向かう流れで搬送される媒溶剤の溶融が進む前に、媒溶剤が電極近傍を通過する傾向が見られた（図３（Ｄ）参照）。
試験Ｎｏ．１８はＱB／ＱA＝１であって適正範囲を外れ、ＢプラグとＡプラグの流量が均衡しており、広がり後の媒溶剤２１がＢプラグの近傍に滞留してしまった（図３（Ｅ）参照）。
【００４６】
試験Ｎｏ．１９は通電しない場合である。溶鋼流は適正に生成しているが、媒溶剤の溶融が進んでおらず、取鍋内の溶鋼面上での搬送が不十分であったものと推定される。
【符号の説明】
【００４７】
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  電極
４  電極の外接円
５  溶鋼
６  フラックス層
７  気泡
８  上昇流
１０  副原料投入口
１１  溶鋼表面
１２  取鍋壁面
１３  容器蓋
１５  副原料投入口の好適配置範囲
１６  ガス吹き込み用Ａプラグの好適配置範囲
２０  投入直後の媒溶剤
２１  広がり後の媒溶剤
２２  気泡上昇領域
ｒ  電極の外接円の最小半径
Ｒ  取鍋底面の半径
Ｈ  取鍋内溶鋼浴深
ＣE  電極の外接円の中心位置
ＣO  取鍋底面の中心位置
ＣA  ガス吹き込み用Ａプラグの中心位置
ＣB  ガス吹き込み用Ｂプラグの中心位置
ＣG  副原料投入口の中心位置
θ  ＣA−ＣO−ＣBがなす角度（∠ＡＯＢ）
φ  ＣG−ＣB−ＣOがなす角度（∠ＧＢＯ）
ＬOA  ＣOとＣA間の距離
ＬOB  ＣOとＣB間の距離
ＬBG  ＣBとＣG間の距離
ＬGE  ＣGとＣE間の距離
【図１】
2019210503.tif 000004
【図２】
2019210503.tif 000005
【図３】
2019210503.tif 000006