(57)【要約】【課題】炭素濃度が2.5mass％以上で温度が1400℃以下の溶銑から溶鋼を製造する際に、転炉内での酸化マンガン還元添加を効率的に実施して、二次精錬工程におけるフェロマンガンなどの高価な合金使用量を削減する。【解決手段】転炉内の脱炭吹錬時のマンガン酸化物還元添加操業に際し、マンガン還元の適正操業条件である、溶鉄中炭素濃度≧0.1mass%，溶鉄温度：1500〜1650℃未満にて、送酸速度を低下させ１分以上の適正条件を確保することによって、ＣＯガスの物質移動が反応に律側しない高反応性条件の反応時間延長によって高温吹止などの生産障害を回避しつつ多量のマンガンを溶鉄に添加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素濃度が２．５質量％以上で温度が１４００℃以下の溶銑から溶鋼を製造する転炉の脱炭処理において、溶鉄に酸化マンガン含有添加物を添加するとともに、炭素濃度が０．１質量％以上で溶鉄温度が１５００℃以上１６５０℃未満の時期に、送酸速度を脱炭処理中の平均送酸速度よりも低下させ、低下させた時間を合計で１分以上とし、吹止温度を１６５０℃未満とすることを特徴とする転炉における酸化マンガン還元方法。
【請求項２】
送酸速度を脱炭処理中の平均送酸速よりも低下させた際の送酸速度が０〜１００Ｎｍ３／ｈ・ｔであることを特徴とする請求項１に記載の転炉における酸化マンガン還元方法。
【請求項３】
溶鉄温度が１４５０℃に達するまでに溶鉄に酸化マンガン含有添加物を添加することを特徴とする請求項１又は２に記載の転炉における酸化マンガン還元方法。
【請求項４】
送酸速度を脱炭処理中の平均送酸速度よりも低下させた際の、炉内スラグに酸化マンガンとして含有されるマンガン濃度が２０質量％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の転炉における酸化マンガン還元方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑から溶鋼を製造する転炉操業において、酸素吹錬による脱炭反応と溶鉄中の炭素によるマンガン酸化物の還元反応の両方を１回の処理で行う、含マンガン溶鋼製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼中のマンガン成分は、鋼の靭性向上や、鋳片の偏析防止などのために添加される有用元素で、含マンガン鋼の多くは、フェロマンガンやメタリックマンガンのような金属マンガンを二次精錬の取鍋工程にて添加して成分調整が行われた後に、鋳造、圧延工程を経由して製造される。
【０００３】
これらのマンガンは、天然資源としてはマンガン鉱石などの酸化物状態で存在するために、合金用の金属マンガンの購入価格は、マンガン鉱石よりも非常に高価である。
そのため、非特許文献１に詳しく記載されているような、転炉吹錬中の溶鉄温度では酸化マンガンが炭素還元可能であることから、転炉内に安価なマンガン鉱石を添加して、吹錬中に還元させて含マンガン溶鋼を製造して、二次精錬で使用する金属マンガン使用量を削減する操業が実施されている。
【０００４】
また、非特許文献２に詳しく記載されているように、天然産出のマンガン鉱石は融点が１５５０℃程度であることから、融点低下品（例えば焼結品）を添加して転炉吹錬の早い時期（低温域）で反応性の良い滓化状態にして還元効率を高める研究が行われている。
【０００５】
更に、鋼中炭素によるマンガン還元反応は、吸熱反応であることから、高温ほど還元が有利に進行することは良く知られており脱炭精錬完了した高温の溶鋼で酸素上吹き無しに撹拌して還元反応を進行させる手段（特許文献１）や、高温での炭素還元を長時間維持して高Ｍｎ溶銑を製造する手段（特許文献２）などが提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】田畑芳明  ら：鉄と鋼,Vol.76(1990),p1916.
【非特許文献２】金子敏行  ら：鉄と鋼,Vol.79(1993),p941.
【非特許文献３】日刊工業新聞社：製鋼反応の推奨平衡値(1968).
【非特許文献４】内田晋  ら：鉄と鋼,Vol.77(1991),p490.
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−０９６１１７号公報
【特許文献２】特開昭６１−２７２３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、非特許文献１に記載の操業で得られている実績は、同文献の1920頁Fig.8記載のように、吹止温度は1630〜1670℃で得られたマンガン濃度は１wt%に満たない（0.6〜0.9 wt %）溶鋼が得られる程度であり、また、非特許文献２に記載の技術でも、焼結品を用いてもマンガン鉱石単体添加より還元向上効果は認められているが、同文献の947頁Fig.16に記載のように、得られた鋼中マンガン濃度は0.8 wt %以下であった。
一般に、厚板材などに求められる製品中のマンガン含有量は1〜3質量％（mass%と記載する場合もある）である場合が多く、マンガン鉱石をより多く還元可能な技術の要求は極めて高いものである。
【０００９】
さらに、高温域でのマンガン還元を有利に進行させるための特許文献１記載の手段では、マンガン還元を実施するためにリンシングによって還元時間延長を図っているが、同文献の図５記載のように、リンシング開始時の温度は1680℃以上であり、この程度の温度での操業は、転炉耐火物に対しては損耗の激しい状態であり、耐火物寿命の極端な低下を招いたり、非吹錬時に実施する炉補頻度が増加して高生産性が維持できないという深刻な課題を含むものであった。
また、マンガン鉱石を大量に還元するためには、特許文献２のように、高温で十分な炭素濃度を確保して、長時間の吹錬を行う溶融還元技術はあるが、このときに得られる溶鉄には炭素が7％程度含有されていることからそのまま二次精錬工程で製品にできるものではない。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題点を踏まえ、溶銑から溶鋼を製造する転炉操業時に、酸化マンガン還元を行う際に、大量のマンガン還元が可能でかつ、耐火物寿命に影響のある高温状態にさらすことない、効率の良い操業方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意研究した。その結果、マンガン鉱石などの安価な酸化マンガンを転炉吹錬で効果的に還元添加できる手段を見出した。その要旨は以下のとおりである。
【００１２】
（１）  炭素濃度が２．５質量％以上で温度が１４００℃以下の溶銑から溶鋼を製造する転炉の脱炭処理において、溶鉄に酸化マンガン含有添加物を添加するとともに、炭素濃度が０．１質量％以上で溶鉄温度が１５００℃以上１６５０℃未満の時期に、送酸速度を脱炭処理中の平均送酸速度よりも低下させ、低下させた時間を合計で１分以上とし、吹止め温度を１６５０℃未満とすることを特徴とする転炉における酸化マンガン還元方法。
（２）  送酸速度を脱炭処理中の平均送酸速よりも低下させた際の送酸速度が０〜１００Ｎｍ３／ｈ・ｔであることを特徴とする前記（１）に属する転炉における酸化マンガン還元方法。
（３）  溶鉄温度が１４５０℃に達するまでに溶鉄に酸化マンガン含有添加物を添加することを特徴とする前記（１）又は（２）に属する転炉における酸化マンガン還元方法。
（４）  送酸速度を脱炭処理中の平均送酸速度よりも低下させた際の、炉内スラグに酸化マンガンとして含有されるマンガン濃度が２０質量％以上であることを特徴とする前記（１）、（２）、（３）のいずれかに属する転炉における酸化マンガン還元方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マンガン鉱石などの安価な酸化マンガンを転炉吹錬で効果的に還元添加でき、その工業的な利用価値は極めて高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】上底吹き転炉による本発明の実施を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の転炉での酸化マンガン還元添加方法（以下「本発明方法」という）の実施形態を、図１に基づいて説明する。なお、本発明方法は、ここに示す実施形態に限られるものではなく、上吹き転炉、Ｑ−ＢＯＰ、ＡＯＤなどの各種転炉型精錬設備にて適宜実施できるものである。
【００１６】
転炉内には、溶鉄１とスラグ２が挿入され、上吹きランス３より酸素４が供給される。底吹き羽口５からは、撹拌ガス６（撹拌ガスには、窒素、炭酸ガス、酸素、アルゴンなどが適宜用いられる）が吹き込まれている。転炉は、耐火物７（マグネシアカーボンなど適宜）を内張りした鉄皮８で構成されている。ホッパー９より、炉口から炉内に副材１０が添加される。サブランス１１は、測温、サンプリング（メタル及び／又はスラグ）、ＣＤセンサー（メタル凝固点測定に基づくオンラインバッチ[C]測定）機能を有している。
【００１７】
転炉による溶銑から溶鋼を製造する脱炭処理は、一般的な転炉では、炉内容積に応じた溶銑量（炉容比：炉内体積／溶鉄体積＝5〜9程度）が挿入され、現状では、多孔ランス採用などの技術導入によって、溶鉄１ｔあたりの平均送酸速度は200〜300Nm3/hでの高速吹錬で所定成分の溶鋼に脱炭するまでの吹錬時間は10〜20分が一般的となっている。
【００１８】
ここで、脱炭前の溶銑は、高炉から出銑される溶銑（一般的に溶鉄中炭素濃度：[C]≧4mass％）のみならず、溶銑予備処理やラップ配合によって炭素濃度の低下したものも対象となる。
溶銑と溶鋼の定義は、一般的には[C]で区分され、その濃度は文献によって異なる。本発明の説明では、鋳物銑などに用いられる脱炭吹錬を必要としない高炭素濃度と、軸受け材料などに用いられる脱炭吹錬を必要とする高炭素鋼を区分する意味で、[C]＞2mass％の溶鉄を溶銑とし、[C]≦2mass％の溶鉄を溶鋼として扱う。
また、本発明は、一般の低合金鋼のみならず、20mass％以上の鉄以外の合金成分を含んだ特殊高Ｎｉ製品の製造などにも適用できることから、溶鉄は、鉄を50mass％以上含有する溶融金属として規定する。
【００１９】
本発明で、炭素濃度が2.5mass％以上で温度が1400℃以下の溶銑を対象としたのは、溶銑から溶鋼を製造することを目的とした転炉における脱炭吹錬前の溶銑の炭素濃度および、温度がこの範囲であり、本発明の実施には適した範囲であることに付け加え、炭素濃度が２．５％未満である場合には、次工程以降から要求される、吹止温度確保に加えて、マンガン還元のための熱源の炭素が不足して、還元操業のためには吹錬中の炭材添加などのコスト作業負荷が加わることが多くなること、また、高温溶銑では燐分配が低下することから、初期温度が1400℃を超える溶銑では、処理前の溶銑[P]が高位にばらつく場合が多く、マンガン還元と同時に進行する復燐のための高[P]による成分外れなどの操業障害が発生しやすいためである。
【００２０】
まず、現状の転炉マンガン還元操業について説明する。
吹錬中の鋼中へのマンガン還元反応は、代表的には下記（１）式で進行する。
（MnO）＋C  →  Mn＋CO↑                    ・・・（１）
但し、(MnO)：スラグ中のMnOを示し、C、Mn：メタル中のC、Mnを示す。
【００２１】
このため、鋼中にマンガンを還元添加するにはＭｎＯ源が必要となる。ＭｎＯ源としては、ＭｎＯ等の酸化マンガンを含有する前チャージのキャリーオーバースラグなども利用できるが、還元量としては限定されるため、マンガン鉱石などの酸化マンガン含有物をホッパーから炉内に添加供給することで、有効なマンガン還元操業が実施できる。この際、酸化マンガン添加は、粉体のものをキャリヤーガスと共に上吹きランスや底吹き羽口などから炉内に供給しても差支えない。
【００２２】
上記（１）式のマンガン還元の平衡定数Ｋは、例えば非特許文献３に記載されているような既知の熱力学的なデータより、温度Ｔの関数として一義的に定義できる。
すなわち（１）式の標準自由エネルギー変化：ΔＧ゜は下記（２）式で表されるので、マンガン還元の平衡定数Ｋは下記（３）式の通りとなる。
MnO＋C→Mn＋CO(g)                     ・・・（１）
△Ｇ゜＝＋266020−167.64T            ・・・（２）
Ｋ＝（ａＭｎ・ＰＣＯ）／（ａＭｎＯ・ａＣ）＝exp（‐31997/T‐20.164）  ・・・（３）
ここで、Tは溶銑温度、ＰＣＯは炉内のＣＯ分圧、ａＭｎはスラグ中のMn活量、ａＭｎＯはスラグ中の酸化マンガン（MnO）活量、ａＣはスラグ中のC活量である。
【００２３】
従って、溶鋼中のマンガン濃度（ａＭｎとほぼ比例する）を高めるには、一定の温度即ちＫが一定の条件で、
１）スラグ中のマンガン酸化物濃度を確保する：高ａＭｎＯの維持
２）溶鋼中の炭素濃度を確保する：高ａｃの維持
の２点が重要であり、１）については、レススラグ吹錬でのＭｎ鉱石添加操業、２）については、[C]≧0.1mass％の確保が重要ということは、前述の、非特許文献１、２にも記載されている。
【００２４】
ここで、大気圧で操業される転炉では、Ｐco≧１atmであれば平衡ａＭｎに達するまでは、気体相側のＣＯ物質移動は雰囲気ガス濃度に左右されずに速やかに進行することは、当該技術者では容易に考察でき、そのための手段として、特許文献１、２に記載されているように、炉内温度を高位にしてＫの値を高くする操業が指向されてきた。
【００２５】
上記のような知見に基づいて現状の転炉マンガン還元操業は行われているが、前記の要解決課題である、大量のマンガン還元を実施するためには、転炉操業では極めて障害になる1650℃以上での高温での処理を長時間実施することが要求されており、発明者らは、転炉での脱炭と酸化マンガン還元反応を炉体に対するダメージの無いような温度と操業時間延長が問題にならないような操業技術確立のために鋭意調査研究を行った。
【００２６】
本調査研究において、最も重要な課題となったのは、（３）式中のａＭｎＯ（スラグ中の酸化マンガン活量）の正確な評価の点である。各種モデル計算によってスラグ中のＭｎＯ活量は計算可能であるが、既存の計算評価手法は、実験値に基づいて決定したパラメータを利用し、それをモデル化して評価するものである。
例えば、非特許文献４中Fig.2でも明らかなように、単純なCaO−MnO二元系のａＭｎＯでもモデル計算と実測値で大きな違いがある。ここでは、この実験温度も、製鋼温度よりも低い1400℃の結果であり、更に、マンガン鉱石中に存在する酸化マンガンはＭｎＯ２が主成分であることが確認されており、スラグ中で、４価、２価が混在する遷移金属であるマンガンの正確なイオン挙動が明らかになっていないという大きな問題点がある。
【００２７】
従って、発明者らは、酸化マンガンを含む各種スラグ（マンガン鉱石あるいはＭｎＯ試薬を転炉スラグなどと配合して種々組成に変更したスラグ）と炭素含有溶鉄との界面で生じる還元挙動を詳細に調査した。
その際、鋼中炭素濃度が0.1〜3mass％の領域において、転炉スラグと酸化マンガンが共存するときのマンガン還元速度の調査と実験炉内観察を、大気圧雰囲気の実験炉によって種々実施し、1500℃を超えた条件で、スラグメタル界面からＣＯガスと考えられるボイリングが発生し、かつ、極めて速やかにＭｎ還元反応が進行することを明確にすることができた。
【００２８】
このＣＯガスボイリングは、（３）式のＰＣＯが雰囲気の１atmを超える状態であるために発生しており、気体側のＣＯ物質移動が反応律速に関与しない臨界条件であることを示している。特に、スラグ中の酸化マンガンとして含まれるマンガン含有率が20mass％（スラグを粉砕、磁選したサンプルを蛍光Ｘ線分析法にて定量した値）を超える場合に、特に著しく、還元反応が速やかに進行することと、鋼中炭素濃度が0.1mass％未満では、還元反応が著しく停滞することも確認できた。
【００２９】
従って、転炉でのマンガン還元を有利に進行させるためには、従来技術で示されているような1650℃程度の高温吹止温度値自体が還元率に大きな影響を及ぼしているのではないと考えることができる。一定送酸速度の転炉操業においては、連続的に温度が上昇し、上昇速度は放散熱の温度依存性や酸化反応物質によって変化はするものの、送酸速度一定の場合の溶鉄温度上昇は時間に比例することは一般的な操業経験から良く知られたことである。本発明の効果は、このような温度上昇による効果ではなく、今回の調査研究で明らかになった1500℃以上の望ましい温度に達した以降から吹止までの吹錬時間が延長されている効果に相当するものであることが、以下の、実機の操業データ解析例などからも裏付けることができた。
【００３０】
すなわち、270t/ch転炉で70000Nm3/hの送酸条件（全送酸時間は15〜17分中）では、吹錬開始以降、1500℃に達した以降の吹止までの吹錬時間は、1630℃吹止（条件１）では4.3分に対して、1680℃吹止（条件２）では、6.0分（28％延長）である。条件１と条件２のマンガン還元量を比較したところ、条件２の条件１に対するマンガン還元量増加が３割程度であり、1500℃以上での反応時間増加率とマンガン還元量増加率はほぼ等しくなることを知見した。
【００３１】
上記知見より、転炉での脱炭と酸化マンガン還元反応を効率的に実施するためには、１）マンガン還元速度が遅い1500℃までは、脱炭と昇温を短時間に行うための高速送酸を行い、２）マンガン還元速度が速い1500℃を超えた領域では長時間の還元時間を確保するために送酸速度を低下させて、炭素濃度の低下抑制と転炉の吹止温度を耐火物ダメージの小さい温度域で吹錬を完了する、ことによって無駄な処理時間の延長なく良好な還元特性が享受できることを見出した。
【００３２】
ここで、送酸速度を低下する条件としては、上記記載の通り、炭素による還元力が極端に低下する[C]：0.1mass％よりも高炭素濃度でなければ、マンガン還元を進行させることができず、また、1650℃以上の温度で送酸速度を低下させても、1650℃という温度自体がマグカーボンなど転炉レンガに大きなダメージを与える範囲であることから、[C]：0.1mass％以上かつ1650℃未満の規定を設けた。
吹止温度も転炉レンガに大きなダメージを与えないために1650℃未満とする。
また、送酸速度を低下する条件として1500℃以上としたのは、上記のように1500℃以上の条件がマンガン還元を進行させる温度として極めて望ましいことと、1500℃未満で送酸速度を低下させると吹錬時間が長くなってしまい、生産性が低下することによる。
【００３３】
従来の脱炭吹錬では、スロッピング発生回避、サブランス測定時の安定測定のための送酸速度の一時的低減、鉄分酸化ロスを回避するといった一部の目的を除いて、送酸速度は高位を維持する操業が行われる。そのため、現状の高速吹錬の吹錬開始から吹錬終了までの10〜20分の間に、還元反応が極めて有利に進行する[C]≧0.1mass％かつ、溶鉄温度が1500℃以上であるのは、全吹錬時間の３割程度の限られた時間であり、上記記載の良好な、耐火物ダメージが小さく、かつ、マンガン還元が有利に進行する温度、炭素濃度域は、全吹錬時間の20〜30％程度である。
これに対し、本発明では、上記の得られた知見に基づき、脱炭吹錬中に送酸速度を低下させ、良好な還元条件の時間を意図的に延長させるものである。このような良好な還元条件の時間の意図的な延長によって、従来操業では困難であったマンガン還元量（溶鋼中のマンガン濃度で1mass％以上の溶鋼を耐火物ダメージなどの操業悪影響を伴うことなく得ることが出来る。
ここで、平均送酸速度は下記（４）式にて規定する。
平均送酸速度(Nm3/h・t)＝
吹錬開始〜終了炉内吹込O2量(Nm3)／(溶鉄量(t)×送酸時間(分)／60)  ・・・（４）
【００３４】
また、平均送酸速度よりも送酸速度を低下させて良好な状態の還元時間延長を行う場合、低下させた時間が合計で１分未満の短時間である場合には、従来操業よりも有利なＭｎ還元率を得ることできなかったため、１分以上の維持を必要条件と規定した。
後に記載するが、発明者らの操業実験による知見から、特に経済的な効果が著しい［Mn］2mass％以上の鋼を転炉での還元操業で得るためには、２分以上の送酸低下操業にて実施できることも明らかになっている。
【００３５】
本発明による有利なＭｎ還元率を得る条件の維持時間の上限は規定しない。経済的な優位性の確保出来る範囲内で行えば良い。例えば、3mass％レベルの高Ｍｎ添加のために、送酸速度を低下させて、マンガン還元と脱炭で必要な[C]（0.1mass％以上）を維持するために炭材添加を実施して吹錬延長操業を実施することはできるが、延長時間が60分を超える場合には、脱炭処理を目的とした転炉の生産性の低下による不利益よりも、特許文献２記載のようなマンガン還元専用炉使用時と比較した場合の経済的な利益が勝っているとは言えないことが予想される。
【００３６】
平均送酸速度以下に低下した後の送酸量は、上限の100Nm3/h・t以下が望ましい。これは、現状の国内外の転炉での平均送酸速度が、上記の270t/ch転炉で70000Nm３/hの送酸条件（260Nm3/h・t）に見られるように、200〜300Nm3/h・tであり、送酸速度を100Nm3/h・t以下とすることで、脱炭速度と温度上昇速度を低下させて効率の良いＭｎ還元操業には非常に適している範囲であるからである。下限は０Nm3/h・tを含む。これは、短時間のリンシングでも温度低下などによる影響が低い場合や、ダイナミックコントロールなどの予想にて冷却材添加が必要な過剰温度操業時の対応の場合の条件が、本発明の効果を得るのに適しているためである。
【００３７】
また、前チャージからのキャリーオーバースラグ中酸化マンガン以外に、マンガン酸化物の添加を行う場合の添加方法は、吹錬前に、スクラップとの同時に添加、溶銑挿入完了後または、吹錬中の適宜のタイミングのホッパーからの炉内添加などで良いが、良好な還元特性が見られる1500℃までの間にマンガン酸化物および、周囲のスラグ温度が可熱昇温する時間２分程度必要で、転炉吹錬では、溶鋼温度50℃上昇する時間に相当することから、マンガン酸化物の添加は溶鉄温度が1450℃以下の領域で実施することが望ましい。
【００３８】
更に、上記研究検討結果より明らかになったように、スラグ中の酸化物として含有されるマンガン濃度が20mass％以上で特に良好な還元特性が得られることから、送酸速度を低下させ、0〜100Nm3/h・tに変更するときの、炉内スラグに酸化マンガンとして含有されるマンガン濃度が20mass％以上であることが望ましい。マンガン濃度は、例えば、送酸変更タイミングのスラグを吹錬中にサブランスなどで採取して、磁選して蛍光X線分析などで測定し、その測定結果に基づき、適宜条件選定と確認が可能である。
【００３９】
次に、本発明を実施例に基づいて更に説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【実施例】
【００４０】
実施例の実験基本操業は、容量270ｔの上底吹き転炉を用い、初期温度1240〜1300℃、[C]が3.7〜4.1%の溶銑の吹錬を実施し、不可避的不純物（mass％）は、[Si]＜0.08、[Mn]＜0.1、[P]＜0.03、[S]＜0.01であった。
酸化マンガンとして、Mn品位47％のマンガン鉱石をホッパーより14.3t（還元率100％時△[Mn]＝2.5mass%）を添加して吹錬を実施することを基本条件としたが、比較のため、マンガン鉱石と転炉滓混合品も使用した。また、処理中の炭素濃度変更水準を変更することを目的に、適宜吹錬開始前〜吹錬開始２分に適宜、コークス（加炭目的）および鉄鉱石（炭素濃度低減目的）添加などを実施した。
【００４１】
吹錬開始時の送酸速度は70000Nm3/h（260Nm3/h・t）として、初期の送酸開始の溶銑温度と送酸実績、およびサブランス測定から、吹錬中の[C]と溶鉄温度を推定し、実験水準の目標において送酸速度を変更して吹止直後にサブランスでの測温、サンプリングにて吹錬後の温度、成分（メタル、スラグ）の比較評価を行った。
尚、上記の吹錬開始の送酸速度（70000Nm3/h）が、上記（４）式で規定した平均送酸速度となる。
【００４２】
本発明の特徴である、平均送酸速度から送酸速度を低下させた状態で、かつ、[C]≧0.1mass％、1500℃〜1650℃未満の適正条件の時間（送酸速度低下後適正時間）は、サブランス測定と送酸量などの操業条件から求められるダイナミック制御システムによる[C]、温度連続算定モデル指示値にて、その範囲を満足する時間を求めた。
二点間のサブランス測定値（[C]、温度）とダイナミックコントロール指示値比較の予備試験にて、本手法による送酸速度低下後適正条件時間の測定誤差は10秒未満であることが確認されている。
【００４３】
実験結果を表１に示す。
本発明１、２はマンガン鉱石を吹錬開始前に添加（送酸変更後流量水準変更）、本発明３は吹錬中（メタル温度1420℃で添加）したものであるが、いずれも２mass％を超える吹止[Mn]実績が得られ、良好であった。
本発明４は、送酸変更後の送酸流量を30000Nm3/h（111Nm3/h・t）としたものであるが、本発明１とほぼ同様良好な還元特性が確認できた。
本発明５は、マンガン鉱石添加を吹錬開始後、溶鉄温度が1463℃時に実施したものであるが送酸速度変更時にサブランスよるスラグ採取（プローブ外周に設けた金属板に付着採取する構造）で付着スラグが採取できなかった。これは、マンガン鉱石添加後から送酸速度変更までにマンガン鉱石添加によってスラグ固化が発生して採取できなかったものと考えられ、吹止[Mn]は1.5mass%と本発明１~３よりは低めであった。
【００４４】
本発明６は、マンガン鉱石と転炉滓（２：１）の混合品を添加したものであるが、送酸速度低下時のスラグ中のマンガン濃度は15.8mass％で、還元力が低下したため、マンガン還元率は低めであった。
本発明７は、送酸速度低下を40000Nm3/h（148Nm3/h・t）として、望ましい還元時間を1.5分確保しているが、送酸速度低下から吹止めまでの時間がやや短いため、還元率もやや低めで吹止Mnは1.4mass%であった。
【００４５】
比較例１は、マンガン鉱石を投入して、通常の脱炭吹錬と同じ送酸速度（70000Nm3/h一定）で操業したものであるが、吹止[Mn]は0.8mass%と低位であった。
比較例２は、本発明１とほぼ同じ条件で送酸速度低下のタイミングを早めて1410℃にて変更したものであるが、吹錬時間延長しているものの、1500℃の臨界温度以下での時間延長であったため、吹止[Mn]は本発明１と有意差の無いものであり、処理時間延長によって、二次精錬工程での処理時間不足の生産影響が発生した。
比較例３は、送酸変更後の適正時間を規定時間以下になる操業データであるが、適正時間が0.9分と規定の１分に満たない条件であり、通常吹錬の比較例１と還元率に大きな差異は見られなかった。
【００４６】
比較例４は、送酸変更タイミングを1655℃にしたものであるが、マンガン還元は良好であったが、吹止温度が1688℃となり、転炉のスラグラインの溶損が激しく、次チャージの処理を遅らせて、溶射炉補修作業を実施する必要があり、生産に障害を与えるものであった。
比較例５は、送酸変更時の炭素濃度を0.08mass％で実施した結果であったが、炭素濃度不足によって吹止[Mn]は0.2mass％と不十分であった。
【００４７】
【表１−１】
2015131980.tif 000003
【００４８】
【表１−２】
2015131980.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００４９】
前述したように、本発明によれば、鉄鋼製品の特性向上に重要であるマンガンを転炉吹錬中に安価なマンガン酸化物の炭素還元によって、操業時間の延長耐火物溶損などの生産障害を伴うことなく、高位の[Mn]溶鋼を製造でき、経済的かつ、操業的には容易で、工業的価値が極めて大きく、鉄鋼産業において利用可能性が大きいものである。
【符号の説明】
【００５０】
１    溶鉄
２    スラグ
３    上吹きランス
４    酸素
５    底吹き羽口
６    撹拌ガス
７    耐火物
８    鉄皮
９    ホッパー
１０    副材
１１    サブランス
【図１】
2015131980.tif 000005