(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｍｎ：０．１％以上２％以下、Ｓｉ：０．００１％以上１％以下、Ｓ：０．００３５％以下、Ａｌ：０．００５％以上１％以下、その他合金成分を含む溶鋼をＲＨ式真空脱ガス処理装置にて精錬処理を行うに際し、
溶鋼にＬａ、ＣｅおよびＮｄからなる群から選ばれる一種または二種以上をそれらの合計量で０．０５ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以上０．３０ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以下添加した後、
ＣａＯを主体とするフラックスをＣａＯ純分で５ｋｇ／ｔｏｎ以上２０ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以下の量で、真空槽内から上吹きランスを介さずに一括で１分間以内に添加し、さらに、
前記ＣａＯを主体とするフラックスの添加後に、該真空槽内の上吹きランスから前記溶鋼へ酸素を０．１Ｎｍ３／ｔｏｎ以上吹き付けてから、
該溶鋼の還流処理を１０分間以上行うこと
を特徴とする、溶綱の脱硫方法。
【請求項２】
質量％で、Ｍｎ：０．１％以上２％以下、Ｓｉ：０．００１％以上１％以下、Ｓ：０．００３５％以下、Ａｌ：０．００５％以上１％以下、Ｏ：０．００３％以下、その他合金成分を含む溶鋼をＲＨ式真空脱ガス処理装置にて精錬処理を行うに際し、
溶鋼にＬａ、ＣｅおよびＮｄからなる群から選ばれる一種または二種以上をそれらの合計量で０．０５ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以上０．１０ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以下添加した後、
ＣａＯを主体とするフラックスをＣａＯ純分で５ｋｇ／ｔｏｎ以上１５ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以下の量で、真空槽内から上吹きランスを介さずに一括で１分間以内に添加し、さらに、
前記ＣａＯを主体とするフラックスの添加後に、該真空槽内の上吹きランスから前記溶鋼へ酸素を０．１Ｎｍ３／ｔｏｎ以上吹き付けてから、
該溶鋼の還流処理を１０分間以上行うこと
を特徴とする、溶綱の脱硫方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管あるいは厚鋼板に用いられる低硫鋼の溶製方法に関し、特にＲＨ式真空脱ガス処理装置を用いた処理において少量の媒溶材で鋼中硫黄濃度を簡便に低減することができ、かつ、連続鋳造時のノズル詰まりを問題にならないレベルに抑えることができる低硫鋼の溶製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼中の硫黄は鋼材の溶接性、靭性、耐食性などの低下を招くため、従来から鋼中硫黄濃度の低減技術が多数開発されてきた。ただし、［Ｓ］＜０．００２質量％などの要求は高級鋼や高性能鋼などと呼ばれる一部の製品に限られていたため、脱硫に伴う処理の複雑化や製造コストの上昇はある程度許容されてきた。一方、より低コストでより高効率精錬が行える技術も開発されてきている。
【０００３】
ＲＨ式真空脱ガス処理装置を用いた脱硫技術として、例えば特許文献１や特許文献２により開示された方法がある。本出願人は、先に特許文献３により、脱硫のみならず酸素や窒素などの元素も硫黄と同時に低減する方法として、ＣａＯを主体としたフラックスの脱硫能力と、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｙ等の希土類元素（以下、「ＲＥＭ」という。）の能力とを適正に組み合わせることによって、低Ｏ低Ｓ低Ｎ化を同時に図る方法を提示した。
【０００４】
特許文献３により提示した方法によって、簡便に低Ｏ低Ｓ低Ｎ化を図ることにより高機能高性能製品の製造が可能となった。なお、この方法において「ＣａＯを主体としたフラックス」とは、フラックス中の酸化カルシウム（ＣａＯ）の純分が７５質量％以上であるフラックスを意味し、本明細書においても「ＣａＯ系フラックス」と記す場合がある。
【０００５】
他方で一般的な鋼で単に低Ｎ化が必要な場合、または一般的なＮ規格成分を満足させるためにＮ濃度を若干低減する必要がある場合も存在するため、本出願人は、特許文献４により、より簡便かつ安価に溶鋼の脱窒を図り、低窒素鋼の量産を可能とする方法を提示した。
【０００６】
以上の技術開発の経緯は、高性能が要求される鋼材を対象とした高度な脱硫技術、そして高度な同時脱Ｓ脱Ｏ脱Ｎ技術の追求にあり、現在もより高性能化を実現すべく開発が進められている。
【０００７】
一方、近年では一部の高性能鋼のみではなく、比較的汎用性の広い鋼材においても低い硫黄濃度が求められる場合が生じつつある。汎用性の広い鋼材においても高性能鋼と同一の処理を施せば脱硫は勿論可能であるが、これらの鋼種は大量かつより安価に製造する必要がある一方で、高性能鋼よりも要求脱硫水準がやや低い場合が多いという側面もあるため、必ずしも高性能鋼と同一の処理を施すことが最適とは限らない。
【０００８】
また、脱硫剤としてＲＥＭを用いる場合、ＲＥＭとＯおよびＳとが反応して生じる介在物の存在によって、連続鋳造時にノズル詰まりを起こすことがあると知られており、特許文献３にも特許文献４においてもそのことが開示されているが、特許文献３、４のいずれにも具体的な対策は開示されていない。
【０００９】
さらに、特許文献５には、操業性の低下やコストの増加を抑えた、浸漬ノズルの詰まり抑制方法が開示されている。この方法は、二次精錬装置で溶製中、１又は２以上のチャージおきに希土類元素を添加するものである。しかし、この方法を大量に用いるとコスト上昇は避けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１７１２５３号公報
【特許文献２】特開２０００−２９７３１８号公報
【特許文献３】特開２００９−１４４２２１号公報
【特許文献４】特開２０１０−１３２９８２号公報
【特許文献５】特開２００９−２７４０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、ＲＨ式真空脱ガス処理装置を用いた脱ガス処理において、より広い成分系の鋼材を対象に硫黄濃度を簡便かつ安価に低減する鋼の溶製方法であって、しかも連続鋳造時にノズル詰まりを起こすことを防止できる低硫鋼の溶製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
広い成分系の鋼材に対して、脱Ｏ力が強くかつＳとの親和性の強いＲＥＭ（Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｙ等の希土類元素）とＣａＯを、ＲＨ式真空脱ガス処理装置における処理での脱硫材として用いて硫黄濃度を簡便かつ安価に脱硫する技術を基本とし、さらに、溶鋼成分とＲＥＭ添加量を適切な範囲に制御するとともに、ＲＥＭ添加後の上吹き酸素供給量とその酸素供給後の溶鋼環流量を適切に制御することによって鋳込み時のノズル詰まりを防止することを方針とする。
【００１３】
この方針に基づき、検討を行うにあたって、まず、本発明の処理対象となる鉄以外の鋼成分を以下の理由により特定した。なお、本明細書において、鋼組成およびＲＥＭ濃度（詳細は後述する）における「％」は、特にことわりがない場合は「質量％」を意味する。
【００１４】
Ｍｎ：Ｍｎは脱酸元素であり、各種鋼材特性を改善することから、必須元素である。したがって、Ｍｎ濃度が０．１％未満では脱酸が不安定になり、２％を超えて高くなるとＳの活量を低下させ、脱硫を困難とする。したがって、Ｍｎ濃度は０．１％以上２％以下とする。
【００１５】
Ｓｉ：ＳｉもＭｎ同様に脱酸安定に欠くことのできない元素である。Ｓｉ濃度が０．００１％未満では脱酸が不安定となり、１％を超えて高くなるとＮ活量を増加させ脱窒を促進する。本発明では、そのような低Ｎ化が容易な成分系でない成分系を対象とするので、Ｓｉ濃度は１％以下とする。
【００１６】
Ａｌ：Ａｌは最も強い脱酸力を有する元素であるため脱酸に重要な役割を果たす元素である。そして、この脱酸効果を得るにはＡｌ濃度は０．００５％以上必要である。一方、Ａｌ濃度が１％を超えて高くなると再び溶解酸素濃度が高くなって低Ｏを実現することが困難となるため、１％以下である必要がある。このため、Ａｌ濃度は０．００５％以上１％以下とする。
【００１７】
Ｓ：Ｓは不純物であって除去対象元素であるが、０．００３５％を超えて高くなると、物質収支的に脱硫剤使用量が大幅に増加するため、コストのみならずスラグ排出量も増加する。そこで、Ｓ濃度が０．００３５％以下の溶鋼を処理対象とする。
【００１８】
上記の必須の成分のほか、脱硫、脱酸、および／または脱窒に影響を及ぼさない範囲で他の元素、例えばＣ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｎｉなどが含まれていてもよい。
【００１９】
既に特許文献４で明らかにしているように、低Ｓを図るには低Ｏであることが有利である。すると、低Ｏ化を図ることが最も優先されることであり、さらにＳと親和力の強い元素を併用すれば効果が向上する可能性がある。すなわち、脱酸力を有し低Ｏ化を実現することができ、同時にＳと親和力のある元素を用いることが望ましい。また、本発明は真空処理を前提にしていることから、蒸気圧の低い元素であることが望ましい。
【００２０】
以上のように考えると、このような条件を満足する元素として、ＲＥＭ（Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｙ等の希土類元素）が知られている。つまり、これらＲＥＭを用いれば簡便な方法で低Ｓ低Ｏ低Ｎ鋼が得られると期待される。特許文献３により開示される技術ではこの考えに基づいてＲＥＭが添加されている。
【００２１】
ただし、本発明の目的は、脱硫のみで脱窒は目的としないため、適当なＲＥＭ濃度範囲は特許文献３により開示される技術におけるＲＥＭ濃度範囲とは異なっていると考えられる。さらに、より広い成分系での鋼材に本発明に係る脱硫方法を適用するには、鋼中ＲＥＭ濃度を高める必要がない、または処理後のＲＥＭ濃度が十分低いことが必要である。その上、ノズル詰まり問題を抑制するためには、その問題の原因となるＲＥＭ介在物生成量を減らすべく、ＲＥＭ使用量を少なくすることが必要であるし、生成したＲＥＭ介在物の溶鋼中懸濁量を可及的に少なくする必要もある。
【００２２】
また、特許文献４に開示される技術では、脱窒を目的としたためにＣａＯを主体としたフラックスが不要であるが、脱硫を目的とする本発明では不要か必要かを改めて判断する必要がある。
【００２３】
つまり、脱硫を促進させると同時に溶鋼成分に変化を与えず、しかもノズル詰まりを発生させないような適正なＲＥＭ濃度範囲と、要否を含めたＣａＯを主体としたフラックスの適正量を明らかにする必要がある。加えて、ＲＨ処理でのＲＥＭ添加後の酸素供給量、その酸素供給後の溶鋼環流量に関して条件を明らかにする必要がある。
【００２４】
そこで、これらを実験的に明確化することに取り組んだ。この実験の条件に関し、次のように定めた。
まず、ＲＥＭとＣａＯとの添加順序は、ＲＥＭ添加を先に行い、その後ＣａＯを添加する順序とした。この添加順序とは逆に、ＣａＯ添加後にＲＥＭを添加した場合には、先行して添加されたＣａＯによる脱硫反応の進行程度によって溶鋼中硫黄濃度が変化する。このため、ＲＥＭの硫黄との反応量が変化し、その結果ＲＥＭと溶鋼中酸素との反応量も変化する。それゆえ、ＣａＯ添加後にＲＥＭを添加すると効果が不安定になることが懸念される。すなわち、ＲＥＭ添加後ＣａＯを添加することにより、ＲＥＭ添加の効果が安定的に得られる。
【００２５】
また、ＣａＯの添加方法は、上吹きランスなどを介さずにＣａＯを一括添加で添加する方法を用いることとした。特許文献３により開示される方法では、上吹きランスを介してＣａＯ系フラックスを溶鋼表面に３〜１０分間をかけて吹き付けるというＣａＯ系フラックス添加方法を用いているが、これは脱窒速度が遅いために脱窒反応時間を確保することを目的とする。これに対し、本発明は、脱窒よりも反応速度が速い脱硫のみを対象とし、しかも従来の脱硫方法よりも簡便な処理方法を提供することを目的としている。処理の簡便さという観点からＣａＯの供給は一括で行われることが当然に好ましく、後述するように、効率的に脱硫を行う（短時間で高い脱硫率を実現する）観点からもＣａＯは短時間で供給されることが好ましい。そこで、本発明では、単位時間当たりのＣａＯ供給量が制限され、しかも供給にキャリアーガスを必要とする上吹きランスを介した供給ではなく、ＣａＯを一括添加で供給することとした。ここで、本発明における「一括添加」とは、添加ホッパーなどから添加量のＣａＯの全量を数秒間から１分間以内程度の短時間で添加完了する方法であり、ＲＨ処理などで合金を添加する一般的な方法を指す。
【００２６】
さらに、ＲＥＭおよびＣａＯを添加するときの雰囲気圧力に関し、本発明は脱窒を目的としないため、複雑な排気操作および高価な排気コストを要する高真空は必要とされない。そのため、ＲＨ処理では安価かつ容易に得られる雰囲気圧力である１．５ｋＰａ以上で実施できる。このような雰囲気圧力で脱硫を実施することにより、処理コストが抑制されることに加えて、環流速度が低下することからＣａＯ系フラックスによる真空槽内介在物吸着除去の効果も生じる。
【００２７】
以上のように設定された条件で行った実験方法について詳しく説明する。鋼１５ｋｇをＭｇＯ坩堝内で溶解し、温度を１８７３Ｋに調整した。溶解雰囲気はＡｒ雰囲気で雰囲気圧力は１．５〜６ｋＰａとした。温度安定後、溶鋼中Ｍｎ濃度を０．５〜０．６％に、溶鋼中Ｓｉ濃度を０．５〜０．６％に、溶鋼中Ａｌ濃度を０．０１〜０．０３％に、溶鋼中Ｓ濃度を０．００２５〜０．００３５％に、それぞれ調整した。
【００２８】
その後、ＲＥＭとして金属Ｃｅまたは金属Ｌａを所定量添加し、ＲＥＭ添加から１分３０秒間経過後にＣａＯ試薬を所定量一括で添加した。ＣａＯ試薬を添加してから２分間経過後と２０分間経過後に溶鋼からサンプルを採取し、溶鋼中Ｓ濃度、ＲＥＭ濃度を化学分析により定量した。なお、ＣａＯを添加しない実験ではＲＥＭを添加してから２分間経過後と２０分間経過後に溶鋼からサンプルを採取した。
【００２９】
ＲＥＭ添加量を０．１ｋｇ／ｔｏｎとして測定したＣａＯ添加量と脱硫率との関係を図１にグラフで示す。脱硫率は、脱硫率（％）＝｛（ＲＥＭ添加前溶鋼中硫黄濃度−ＣａＯ添加後溶鋼中硫黄濃度）／（ＲＥＭ添加前溶鋼中硫黄濃度）｝×１００で定義し、ＣａＯ添加２分間経過後の溶鋼中Ｓ濃度から算出された脱硫率を○で、ＣａＯ添加２０分間経過後の溶鋼中Ｓ濃度から算出された脱硫率を▲で、それぞれ示す。
【００３０】
ＣａＯ添加量０ｋｇ／ｔｏｎの結果（図１のグラフのｙ切片）に着目すると、ＣａＯを添加しなくてもＲＥＭ添加２分間経過後（○）では３１％の脱硫率が得られた。これは、ＲＥＭと溶鋼中Ｓとが反応し、ＲＥＭの硫化物もしくは酸硫化物が生成したことによる脱硫と考えられる。しかし、ＲＥＭ添加２０分間経過後（▲）では復硫が進行し、脱硫率が０％になった。これは、溶鋼中ＲＥＭが耐火物等と反応し、溶鋼中ＲＥＭ濃度が低下したためと考えられる。
【００３１】
以上の結果から、脱窒を目的とする場合はＣａＯを要しないが、脱硫を目的とする場合はＣａＯを併用したほうが、効果が安定することが解る。また、ＣａＯ添加量１ｋｇ／ｔｏｎでのＣａＯ添加２０分間経過後の実験結果に着目すると、ＲＥＭとＣａＯを併用することで飛躍的に向上することが解る。
【００３２】
また、ＣａＯ添加量が多いほど脱硫率は高くなるが、５ｋｇ／ｔｏｎ未満では添加量に対する脱硫率の変化が大きく、操業がやや不安定となる。５ｋｇ／ｔｏｎ以上では脱硫率が安定することから、ＣａＯ添加量を５ｋｇ／ｔｏｎ以上とすることで、脱硫率を高位で安定化させることができる。
【００３３】
一方、ＣａＯ添加量が１５ｋｇ／ｔｏｎを超えて多いと、ＣａＯ添加２分間経過後の脱硫率は非常に高いが、ＣａＯ添加２０分間経過後にはやや低下し、５〜１５ｋｇ／ｔｏｎと同等の脱硫率に変化した。
【００３４】
これは、ＣａＯ添加量が１５ｋｇ／ｔｏｎを超えて多いと、ＣａＯ添加直後に硫黄濃度は１〜２ｐｐｍまで低下するが、硫黄濃度が低いため復硫し易いためと考えられる。したがって、ＣａＯ添加量は２０ｋｇ／ｔｏｎとしてもＣａＯ使用量が増えること以外に問題はないのであるが、それは１５ｋｇ／ｔｏｎ以下でも十分な脱硫効果を得ることができると言える。
【００３５】
次に、ＲＥＭ添加量の影響を測定した。測定はＣａＯ添加量を６ｋｇ／ｔｏｎ一定として、ＲＥＭ添加量を変化させて行った。また、ＣａＯ添加２０分間経過後の溶鋼中硫黄濃度を用いて脱硫率を算出した。
【００３６】
図２にＲＥＭ添加量と脱硫率との関係をグラフで示す。ＲＥＭ添加量が０でもＣａＯのみによる脱硫により、脱硫率は５８％となった。ＲＥＭ添加量を増加させると脱硫率も増加するが、０．０５ｋｇ／ｔｏｎ以上で８０％以上の脱硫率が得られた。さらに、この脱硫率はＲＥＭ添加量０．３０ｋｇ／ｔｏｎ程度までは向上することが認められた。
【００３７】
ところで、本発明は簡便に脱硫するという目的の他、より広い成分系の鋼材に適用できることも目的としている。そのためには、鋼中にＲＥＭが残留しないことが必要であるし、ＲＥＭ添加に伴う介在物生成によって鋳込み時にノズル詰まりが発生し易くなるので、その生成量を減らすためにＲＥＭ添加量を少なくすることが必要である。
【００３８】
そこで、ＣａＯ添加２０分間経過後の溶鋼中ＲＥＭ濃度を残留率という指標で評価した。残留率は残留率（％）＝｛（ＣａＯ添加２０分後の溶鋼中ＲＥＭ濃度）／（添加したＲＥＭ量を溶鋼濃度に換算したＲＥＭ濃度）｝×１００と定義した。分母は歩留まり１００％として計算した溶鋼中ＲＥＭ濃度である。
【００３９】
ＲＥＭ添加量と残留率との関係を図３にグラフで示す。ただし、添加したＲＥＭは溶鋼中ＯやＳと反応し、その濃度が変化するため、Ｏ濃度とＳ濃度に留意する必要がある。本発明では既に述べた理由によりＳ濃度は０．００３５％以下と管理されているところ、Ｏ濃度にも留意する必要がある。そこで、Ｏ濃度を３０ｐｐｍとした溶鋼を対象として検討する。Ｏ濃度が３０ｐｐｍを超えて高くなると介在物中ＲＥＭ濃度が低くなり、ＲＥＭによる脱酸効果が不安定となる場合がある。そこで、本発明の効果を安定的に得るためにＲＥＭ添加前のＯ濃度を３０ｐｐｍ以下とすることが好ましいのである。
【００４０】
図３のグラフから、ＲＥＭ添加量が０．２ｋｇ／ｔｏｎを超えて増加すると残留率が急激に上昇することが解る。一方、ＲＥＭ添加量が０．１ｋｇ／ｔｏｎ以下の場合、添加されたＲＥＭは溶鋼中ＯあるいはＣａＯとの反応より消費されるために溶鋼中にほとんど残留していない。ただし、図１および図２に示したように、ＲＥＭ添加量が０．０５〜０．１ｋｇ／ｔの範囲でも十分に高い脱硫率を達成することができている。
【００４１】
添加量が多くなるとＯとの反応消費量を上回るためＲＥＭが溶質として溶鋼中に残留するようになるので、ＲＥＭの含有が許されない鋼材に対して本発明を適用することができない。したがって、残留ＲＥＭを除去するために酸素上吹き量を多く必要とし、それがノズル詰まり問題発生の要因となると懸念される。そこで、ＲＥＭ添加必要量は、鋼中Ｏ濃度の迅速分析方法により、または操業上の経験値により鋼中Ｏ濃度が３０ｐｐｍ以下と分かっている場合には０．０５〜０．１ｋｇ／ｔの範囲とすることが好ましい。
【００４２】
しかし、鋼中Ｏ濃度が３０ｐｐｍ以下であるかどうか定かでない場合には、図２に示した脱硫率向上効果も考慮して、ＲＥＭ添加量に余裕を持たせて０．０５〜０．３ｋｇ／ｔｏｎとし、必要に応じてＲＥＭ添加後の酸素上吹き量を増やして残留酸素を除去することで、本発明に係るＲＥＭ添加脱硫処理を適用可能な鋼材の種類を拡げることが可能となる。ＲＥＭを０．３ｋｇ／ｔｏｎ添加して、その残留率が３０％であったとしても溶鋼中ＲＥＭ濃度は０．０１０％程度なので、上吹き酸素による除去とその後の溶鋼環流による介在物除去操作により、溶鋼連続鋳造時のノズル詰まりを防止することができると考えられるからである。
【００４３】
この残留ＲＥＭを除去するための酸素上吹きは、以下のようにして行う。ＣａＯフラックス添加後には、Ｓ，Ｏの低減が終了しており、ＲＥＭの精錬上の目的は達成されていてＲＥＭの存在は不要となる。また、ＳはＣａＯフラックスとともに、介在物は単独で溶鋼環流に伴って溶鋼から取鍋スラグ中に離脱する。したがって、溶鋼中ＲＥＭを除去しても、再びＳ、Ｏ濃度が急激に増加することはない。
【００４４】
溶鋼からのＲＥＭ除去は、その高い脱酸力を利用して、溶鋼に少量の酸素を添加すればよい。具体的には真空槽内溶鋼表面に酸素ガスを吹き付ける方法が最も簡便であり、吹き付ける酸素ガス量は溶鋼１ｔｏｎ当たり０．１〜０．６Ｎｍ３で十分である。ＲＥＭの平衡酸素活量は０．０００１〜０．０００３と非常に低く、また本発明で用いるＲＥＭ濃度も低いため、極少量の酸素付与でＲＥＭを完全に除去できる。
【００４５】
前述した実験の後、異なる量の酸素ガス（０．０５、０．１、０．３、０．４および０．６Ｎｍ３）を溶鋼に吹き付けてこの点について確認した。その結果、０．０５Ｎｍ３ではＲＥＭ濃度は０．０００１％となり一部残留することがあった。しかし、０．１Ｎｍ３以上ではＲＥＭ濃度は分析限界以下となった。酸素ガスを吹き付け過ぎると鋼中酸素濃度が高くなる恐れが多分にあるため、この酸素ガス吹付け量は０．６Ｎｍ３／ｔ以下で実際十分である。ただし、本発明ではＲＥＭを添加し、ＣａＯを添加した後に合金鉄を添加して成分調整したり、ｓｏｌ．Ａｌ存在下で酸素を上吹きして温度調整したりすることを妨げない。したがって、成分調整や温度調整のために酸素を上吹きする場合には、そのための酸素ガス吹付け量を上記したＲＥＭ除去用の酸素ガスと合算して必要酸素量を上吹きすることになる。
【００４６】
また、添加前の鋼中Ｓ濃度が３５ｐｐｍ以下、かつ、鋼中Ｏ濃度が３０ｐｐｍ以下とした下でＲＥＭ添加量を０．０５〜０．１ｋｇ／ｔに抑えた場合には、溶鋼中残留ＲＥＭ濃度が低いために上吹きする酸素ガス量は０．１Ｎｍ３／ｔ以上０．３Ｎｍ３／ｔ以下で十分である。ただし、この場合にも、成分調整や温度調整のために酸素を上吹きする場合には、そのための酸素ガス吹付け量を上記したＲＥＭ除去用の酸素ガスと合算して必要酸素量を上吹きすることになる。
【００４７】
さらに、本発明では前述した理由によりＣａＯ添加方法を一括添加に限定したが、この有効性を検討した。ＣａＯの総添加量を６ｋｇ／ｔｏｎ、Ｌａ添加量を０．１ｋｇ／ｔｏｎとし、ＣａＯを６ｋｇ／ｔｏｎを一回で添加する実験（一括添加）、３ｋｇ／ｔｏｎずつを１分間隔で２回添加する実験、２ｋｇ／ｔｏｎずつを１分間隔で３回添加する実験、１．５ｋｇ／ｔｏｎずつを１分間隔で４回添加する実験、を行い、一回目添加を０分として一回目添加から５分間経過後、１０分間経過後、２０分間経過後、４０分間経過後の脱硫率を測定した。結果を図４にグラフで示す。なお、一回の添加に要した時間は２０〜３０秒間程度である。
【００４８】
図４に示されるように、ほぼ平衡に到達した状態である４０分間経過後の脱硫率は添加回数によらず等しくなっている。しかし、平衡に達する前の５分間経過後あるいは１０分間経過後といった短時間においては、添加回数が少ないほど脱硫率が高くなる傾向が見られる。
【００４９】
これは、添加回数が増加すると全量を添加するのに要する時間が長くなることに加え、分割で添加した場合には先に添加されているＣａＯと新たに添加されたＣａＯとの混合に時間を要するため反応時間が長くなることが一因であると考えられる。工業的には処理時間はより短いことが重要であるため、単なる脱硫処理の場合は一括で添加することが有効であることが解る。
【００５０】
以上から、ＲＥＭ添加を行った後にＣａＯを一括で添加することで、溶鋼の脱硫効率が高まることが解る。
さらに、ＣａＯを一括で添加することの残留率に対する有効性も検討した。実験条件は図４に示される実験の条件と同じであり、実験結果は図５にグラフで示した。図５に示されるように、４０分間と長時間保持した場合には残留率は０％となるが、保持時間が短い場合には添加回数が増加するほど残留率が高くなる。これは、添加回数が多くなると一回当たりの添加量が少なくなるため、ＣａＯと反応する溶鋼中ＲＥＭの量が低下することに起因すると考えられる。以上の結果から、本発明のようにＲＥＭを用いる技術では脱硫効率を高める観点のみならずＲＥＭ濃度制御の観点からも一括添加が有効であることが解る。
【００５１】
図４，５に示される実験では、一回の添加に要した時間は２０〜３０秒間であるが、一回の添加つまり一括添加である本発明での添加時間は１分間以内であることが必要である。一回の添加が１分間を超えて長くなると真空槽内の溶鋼滞留時間を規定する処理の環流速度に対する添加速度が相対的に遅くなる。この結果、ラボ実験での分割添加に近い状態となってしまうことが予測される。したがって、添加に要する時間は１分間以内が必要である。
【００５２】
なお、本実験での脱窒率は０〜５．３％と非常に小さく上吹きランスを介してＣａＯ系フラックスを上吹きする処理のような脱窒促進効果は得られなかった。ただし、本発明は処理時間が短時間であること、上吹きランスや上吹きに用いるキャリヤーガスを要しないこと、高真空を要さないこと、など脱窒は困難であるが、脱硫のみを目的とする場合は工業的な利点が多い。
【００５３】
次に、本発明に係る所定の組成範囲にある溶鋼に対して所定量のＲＥＭ添加とＣａＯ添加を行い、さらに上吹き酸素０．１Ｎｍ３／ｔ以上を溶鋼に吹き付けた後に、溶鋼の環流操作を１０分間以上行う。この溶鋼の環流操作は、少量といえどもＲＥＭ添加によってＲＥＭ含有介在物が溶鋼中に生成されるので、その介在物をＲＨ真空脱ガス処理装置の真空槽内から取鍋内溶鋼中へと排出し、さらに取鍋内溶鋼上に存在する取鍋スラグへと吸収させるための処置である。この目的での溶鋼環流時間は、ＲＥＭ含有介在物の性質上、溶鋼中からスラグへの浮上分離が進行し難いために、後述するように１０分間以上を必要とする。ただし、ＲＥＭ添加に伴って生成したＲＥＭ含有介在物を取鍋スラグ中へ吸収させるための溶鋼環流操作であるから、この環流操作中に成分調整や温度調整を行ってもよい。
【００５４】
本発明者らは、溶鋼量２５０トンに対するＲＨ式真空脱ガス処理において、Ｎｄ添加、ＣａＯ添加の後、酸素を上吹きしてから溶鋼環流を行い、連続鋳造する試験を行った。実験方法について詳しく説明する。
【００５５】
予め、必要に応じて溶銑脱硫および溶銑脱燐処理を行った溶銑を、２３０トン（ｔ）規模の上底吹き転炉に装入して脱炭し、取鍋に出鋼した。
出鋼時に各種脱酸剤および合金を添加して取鍋内溶鋼成分を、Ｃ：０．０４〜０．０７％、Ｓｉ：０．１〜０．３％、Ｍｎ：０．５〜０．６％、Ｓ：２０〜２５ｐｐｍ、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５〜０．０７％とした。
【００５６】
さらに、出鋼時にＣａＯを添加し、スラグ中ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３重量比を１．９〜２．１、スラグ中ＦｅＯとＭｎＯとの合計濃度を５％以下に調整した。
ＲＥＭとしてＮｄを用い、Ｎｄの添加量は０．０８ｋｇ／ｔｏｎ〜０．３０ｋｇ／ｔｏｎをホッパーから添加し，ＣａＯを１０〜１５ｋｇ／ｔｏｎ添加した後に、残留ＲＥＭ除去と溶鋼温度調整とを兼ねて、上吹きランスから０．３〜１．４Ｎｍ３／ｔｏｎの酸素を吹付けて、溶鋼温度を１５８０〜１５９０℃に調整した後、溶鋼環硫処理を５〜１５分間行った。その後、鋳型サイズφ１９１〜φ３６０ｍｍ、６ストランドの連続鋳造機を用いて、鋳造速度０．５〜３．６ｍ／ｍｉｎで連続鋳造し、浸漬ノズルの詰まり状況を評価した。
【００５７】
表１に、Ｎｄ添加量、上吹き酸素吹付け量、および酸素吹付け後の環流時間と連続鋳造時の連続鋳造チャージ数（ノズル開度が、基準開度＋２０％となると鋳込み中止と判断）の関係の調査結果をまとめて示す。
【００５８】
【表１】
0005712945.tif 000002
【００５９】
試験番号１〜８は、上吹き酸素０．３〜１．１Ｎｍ３／ｔを吹き付けた後、溶鋼環流を５〜７分間行ったが、連続して鋳造することができたチャージ数は３〜５チャージに留まった。
【００６０】
一方、試験番号９〜１６は、上吹き酸素０．５〜１．４Ｎｍ３／ｔを吹き付けた後、溶鋼環流を１０〜１５分間行った結果、連続して鋳造することができたチャージ数は計画通りの７チャージを安定して達成することができた。
【００６１】
表１に示したように、酸素上吹き後の溶鋼環流時間が１０分間未満だと、溶鋼上に形成されているスラグへのＲＥＭ等の酸化物の浮上吸収が不十分であるため、浸漬ノズル詰まりが発生する。そこで、酸素上吹き後に溶鋼環流時間を１０分間以上確保する。
【００６２】
以上の知見に基づき完成された本発明は、次の通りである。
（１）Ｍｎ：０．１％以上２％以下、Ｓｉ：０．００１％以上１％以下、Ｓ：０．００３５％以下、Ａｌ：０．００５％以上１％以下、その他合金成分を含む溶鋼をＲＨ式真空脱ガス処理装置にて精錬処理を行うに際し、溶鋼にＬａ、ＣｅおよびＮｄからなる群から選ばれる一種または二種以上をそれらの合計量で０．０５ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以上０．３０ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以下添加した後、ＣａＯを主体とするフラックスをＣａＯ純分で５ｋｇ／ｔｏｎ以上２０ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以下の量で、真空槽内から上吹きランスを介さずに一括で１分間以内に添加し、さらに、前記ＣａＯを主体とするフラックスの添加後に、該真空槽内の上吹きランスから前記溶鋼へ酸素を０．１Ｎｍ３／ｔｏｎ以上吹き付けてから、該溶鋼の還流処理を１０分間以上行うことを特徴とする、溶綱の脱硫方法。
【００６３】
（２）Ｍｎ：０．１％以上２％以下、Ｓｉ：０．００１％以上１％以下、Ｓ：０．００３５％以下、Ａｌ：０．００５％以上１％以下、Ｏ：０．００３％以下、その他合金成分を含む溶鋼をＲＨ式真空脱ガス処理装置にて精錬処理を行うに際し、溶鋼にＬａ、ＣｅおよびＮｄからなる群から選ばれる一種または二種以上をそれらの合計量で０．０５ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以上０．１０ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以下添加した後、ＣａＯを主体とするフラックスをＣａＯ純分で５ｋｇ／ｔｏｎ以上１５ｋｇ／溶鋼ｔｏｎ以下の量で、真空槽内から上吹きランスを介さずに一括で１分間以内に添加し、さらに、前記ＣａＯを主体とするフラックスの添加後、該真空槽内の上吹きランスから前記溶鋼へ酸素を０．１Ｎｍ３／ｔｏｎ以上吹き付けてから、該溶鋼の還流処理を１０分間以上行うことを特徴とする、溶綱の脱硫方法。
【発明の効果】
【００６４】
本発明により、ＲＨ式真空脱ガス処理装置を用いた脱ガス処理において、より広い成分系の鋼材を対象に硫黄濃度を簡便かつ安価に低減でき、しかも、連続鋳造時にノズル詰まりを起こすことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】ＣａＯ添加量とＣａＯ添加２分間経過後、ＣａＯ添加２０分間経過後の脱硫率との関係を示すグラフである。
【図２】ＲＥＭ添加量と脱硫率との関係を示すグラフである。
【図３】ＲＥＭ添加量と残留率との関係を示すグラフである。
【図４】ＣａＯ添加回数と脱硫率との関係の脱硫処理時間による変化を示すグラフである。
【図５】ＣａＯ添加回数と残留率との関係の脱硫処理時間による変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
ＲＨ式真空脱ガス処理では、脱ガス、成分調整、温度調整などの処理が任意に選択され、任意の順序で行われているが、本発明に係る、所定の組成範囲にある溶鋼に対して所定量のＲＥＭ添加とＣａＯ添加を行い、さらに上吹き酸素０．１Ｎｍ３／ｔ以上を溶鋼に吹き付けた後に、溶鋼の環流操作を１０分間以上行う脱硫方法（以下、「本方法」という。）もこれらの技術と同様に任意の順序で行ってよい。ただし、本方法は、ＲＨ式真空脱ガス処理の最初に行うことが望ましい。これは、本方法を実施する前に実施した処理の影響が残留した状態で本発明を実施すると、本発明の効果が不安定となる場合があるためである。例えば、不純物として硫黄を含む副原料を溶鋼に添加した直後に本方法を実施すると、副原料から溶鋼への硫黄供給と本発明による溶鋼からの脱硫が同時に進行することになり、効果が不安定となる場合がある。ＲＨ処理での溶鋼環流を開始して２分間が経過した後に、最初の工程として（すなわち、脱ガス、成分調整に先んじて）本方法を実施することが望ましい。
【００６７】
本発明では強脱酸元素であるＲＥＭを用いるため、ＲＥＭ添加前の溶鋼中Ａｌ濃度を０．０５％以上０．１５％以下としておくことでさらに効果を高めることができる。Ａｌ濃度が０．０５％未満では数ｐｐｍの溶解酸素が溶鋼に存在するため、添加したＲＥＭの一部がこれらと反応してしまう。一方、Ａｌ濃度が０．１５％を超えて高いと効果が飽和してしまう。
【００６８】
また、取鍋スラグはＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系であることが望ましく、さらにはＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３質量濃度比が１．２以上、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量濃度比が５以上であることが望ましい。上記スラグは硫黄吸収能力に優れており、さらに各質量濃度比を制御することで本発明の効果をいっそう安定化させることが可能となる。なお、質量濃度比を調整する方法としては転炉出鋼時にアルミナ、シリカなどの媒溶剤を添加する方法などがある。さらにスラグ中ＦｅＯとＭｎＯとの合計濃度を５％以下とすることにより、さらに効果を高めることができる。
【００６９】
さらに、溶鋼中ｓｏｌ．Ａｌ濃度を０．００５％以上、好ましくは０．０５％以上に調整した後、ＲＥＭ添加前にＲＨ処理の環流時間を３〜１０分間行うと溶鋼中Ｏ濃度を３０ｐｐｍ以下まで低減することができるので、一層好ましい。この間に、合金添加などによる成分調整を行ってもよい。また、ＲＨ処理前に大気圧下不活性ガス撹拌精錬を実施することによってもＯ濃度を３０ｐｐｍ以下とすることができる。なお、ＲＥＭ添加前のＯ濃度は３０ｐｐｍ以下であることが望ましいが、２０ｐｐｍ以下とすることで本発明による処理後の清浄度を高めることができる。これは、本発明では一括でＣａＯ系フラックスを添加するため、ＲＨ式真空脱ガス処理装置の真空槽内に大量のＣａＯが一時的に存在するが、この間に溶鋼中介在物を吸着するためと考えられる。
【００７０】
ＲＥＭは、ＲＥＭの大気による酸化を避けるために真空槽内溶鋼に添加することが望ましい。用いるＲＥＭはＬａ，Ｃｅ，Ｎｄなどのランタノイド金属あるいはこれらのうち２種以上からなる混合物や合金、ミッシュメタルなどがある。また、Ａｌ、Ｃａ，Ｍｇといった不純物は合計で５％までは許容できる。不純物の含有量が５％を超えて高くなるとＡｌ、Ｃａといった元素による脱酸反応が進行してしまい、効果が不安定となる場合がある。
【００７１】
ＲＥＭ添加時のＲＨ処理の条件は特に規定されないが、特許文献４に開示される技術のように脱ガスを行う目的ではないので、真空槽内圧力は４ｋＰａ以上でもよく、６．５ｋＰａ以上でも所定の効果を得ることができる。ただし、溶鋼環流を維持する必要があるので１０ｋＰａ以下でなければならない。
【００７２】
ＲＥＭ添加後に引き続いてＣａＯを主体としたフラックス（ＣａＯ系フラックス）を上吹きランスを介した粉体上吹き法ではなくホッパー等から一括で添加する。添加所要時間は１分間以内が必要であり、さらに望ましくは３０秒間以内である。ＲＥＭ添加からＣａＯ系フラックス添加までの時間は２分間以上５分間以内であることが望ましい。２分間未満では添加したＲＥＭが溶鋼中で均一濃度になっておらず、効果が不安定となる場合がある。５分間を超えて長いと溶鋼中ＲＥＭ濃度が低下し、十分な効果が得られない場合がある。
【００７３】
添加するＣａＯ系フラックスの組成は、ＣａＯが８０質量％以上の純度であることが望ましい。これ以下の純度の場合、添加するフラックス総量が増大し、スラグ厚さが増加するため、ＲＨ式真空脱ガス処理装置の浸漬管が溶鋼に届かずＲＨ式真空脱ガス処理が困難になる場合がある。ＣａＯ系フラックスに最大２０質量％まで許容される物質としてはＭｇやＡｌ、Ｓｉなどの酸化物、不可避的に存在する金属成分があるが、当然ながら、硫黄または硫黄化合物は低いほど望ましい。
【００７４】
ＣａＯ系フラックスの形状は粉体のほか、数ミリメートルから数センチメートルの大きさの塊状などいかなる形態でもよいが、排気系への散逸を抑えるために塊状であることが望ましい。
【００７５】
ＣａＯ系フラックス添加時のＲＨ式真空脱ガス処理の条件は特に規定されないが、特許文献４に開示される技術のように脱ガスを行う目的ではないので、真空槽内圧力は４ｋＰａ以上でもよく、６．５ｋＰａ以上でも所定の効果を得ることができる。ただし、溶鋼環流を維持する必要があるので１０ｋＰａ以下でなければならない。
【００７６】
ＣａＯ系フラックスは真空槽に設置した合金切り出し装置（ホッパー）から添加すればよいが、ホッパーの容量に制限がある場合はＣａＯ系フラックスの添加量が８ｋｇ／ｔｏｎを超えて多い場合に限り２回に分けて添加してもよい。ＣａＯ系フラックスが８ｋｇ／ｔｏｎを超えて多い場合は、１回当りの添加量が４ｋｇ／ｔｏｎと多くなるため、図４，５で示した１回添加と２回添加の差が小さくなるためである。ただし、１回目の添加開始までの時間はＲＥＭ添加後２分間以上５分間以内であることが望ましく、１回目添加と２回目添加の間隔は１分間以内が望ましく、さらに望ましくは３０秒間以内である。
【００７７】
ＣａＯ系フラックスを添加した後に、ＲＨ式真空脱ガス処理装置の真空槽内の溶鋼上に設置した酸素上吹きランスから、酸素ガスを０．１Ｎｍ３／ｔ以上を溶鋼へ吹き付ける。吹き付ける酸素ガス量は、ＲＥＭ除去用には溶鋼１ｔｏｎ当たり０．１〜０．６Ｎｍ３で十分である。ただし、本発明ではＲＥＭを添加し、ＣａＯを添加した後に合金鉄を添加して成分調整したり、ｓｏｌ．Ａｌ存在下で酸素を上吹きして温度調整したりすることを妨げないので、成分調整や温度調整のために酸素を上吹きする場合には、そのための酸素ガス吹付け量を上記したＲＥＭ除去用の酸素ガスと合算して必要酸素量を上吹きすることになる。
【００７８】
また、添加前の鋼中Ｓ濃度が３５ｐｐｍ以下、かつ、鋼中Ｏ濃度が３０ｐｐｍ以下とした下でＲＥＭ添加量を０．０５〜０．１ｋｇ／ｔに抑えた場合には、溶鋼中残留ＲＥＭ濃度が低いために、ＲＥＭ除去用に上吹きする酸素ガス量は０．１Ｎｍ３／ｔ以上０．３Ｎｍ３／ｔ以下で十分である。ただし、この場合にも、成分調整や温度調整のために酸素を上吹きする場合には、そのための酸素ガス吹付け量を上記したＲＥＭ除去用の酸素ガスと合算して必要酸素量を上吹きすることになる。
【００７９】
ＲＨ処理では、脱ガス、成分調整、温度調整などの処理が任意に選択され、任意の順序で行われているが、本発明に係る所定の組成範囲にある溶鋼に対して所定量のＲＥＭ添加とＣａＯ添加を行い、さらに上吹き酸素０．１Ｎｍ３／ｔ以上を溶鋼に吹き付けた後に、溶鋼の環流操作を１０分間以上行う。この所定の組成範囲への溶鋼成分調整、ＲＥＭ添加、ＣａＯ添加、上吹き酸素吹付け、溶鋼環流操作の順序は、一体として管理することを要するが、その他の脱ガス、成分調整、温度調整などの処理は、この所定の組成範囲への溶鋼成分調整の前に行ってもよいし、このＣａＯ添加の後に行ってもよい。また、この本発明に係る上吹き酸素吹付けや溶鋼環流操作は、その他の脱ガス、成分調整、温度調整などの処理と共通させて行ってもよい。
【００８０】
したがって、本発明に係る所定の組成範囲への溶鋼成分調整、ＲＥＭ添加、ＣａＯ添加は、ＲＨ処理の最初に行うと、その他の脱ガス、成分調整、温度調整などの処理と共通させて行うことができるので、ＲＨ処理の操業効率の面から好都合になると言える。
【実施例】
【００８１】
１）溶鋼脱硫処理
予め、必要に応じて溶銑脱硫および溶銑脱燐処理を行った溶銑を、２３０トン（ｔ）規模の上底吹き転炉に装入して脱炭し、取鍋に出鋼した。出鋼時に各種脱酸剤および合金を添加して取鍋内溶鋼成分を、Ｃ：０．０４〜０．０７％、Ｓｉ：０．１〜０．３％、Ｍｎ：０．５〜０．６％、Ｓ：２０〜２５ｐｐｍ、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５〜０．０７％とした。さらに、出鋼時にＣａＯを添加し、スラグ中ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３重量比を１．９〜２．１、スラグ中ＦｅＯとＭｎＯとの合計濃度を５％以下に調整した。
【００８２】
その後、取鍋をＲＨ式真空脱ガス処理装置へ移送し、直ちに真空槽内を４ｋＰａに減圧し、環流処理を開始した。処理開始後３分間経過後に、表２に示される量で真空槽内溶鋼にＲＥＭを添加した。添加したＲＥＭはＣｅとＬａの合金で組成はＣｅが６５質量％、Ｌａが３５質量％である。ＲＥＭ添加から３分間経過後に塊状のＣａＯ系フラックスを表２に示される量で真空槽内溶鋼に添加した。なお、本実施例において使用したＣａＯ系フラックスはＣａＯ純分９８％以上である。ＣａＯ系フラックス添加量が５ｋｇ／ｔｏｎ以上となる場合は二分割添加し、５ｋｇ／ｔｏｎ未満の場合は一括で添加した。ＲＨ処理前の取鍋内溶鋼、およびＲＨ式真空脱ガス処理終了直後の取鍋内溶鋼からサンプルを採取し、溶鋼中硫黄濃度およびＲＥＭ濃度を定量し、脱硫率および残留率を前述の方法で算出した。結果を表２に示す。
【００８３】
【表２】
0005712945.tif 000003
【００８４】
試験番号１５のＣａＯ系フラックスのみを添加した場合の脱硫率は６７％、試験番号１６のＲＥＭのみを添加した場合の脱硫率は１５％であるのに対し、ＲＥＭとＣａＯ系フラックスを添加した試験番号１〜１４では８０％以上の脱硫率が得られており、ＲＥＭ添加後にＣａＯを添加することで脱硫率が向上することが解る。
【００８５】
ただし、試験番号１２と１４ではＲＥＭ添加量が０．０３ｋｇ／ｔｏｎと少なかったために、脱硫率がやや低位であった。また、試験番号１３と１４では、ＣａＯ添加量が４ｋｇ／ｔｏｎと少なかったために、脱硫率がやや低位であった。
【００８６】
また、試験番号１〜６の結果から、ＲＥＭ添加量が０．０５〜０．１０ｋｇ／ｔｏｎでは残留率が０．１％以下と実質的に残留していなかったのに比べ、ＲＥＭ添加量が０．２０〜０．３０ｋｇ／ｔｏｎでは残留率が１．３〜１．４％とやや高くなっていた。このことから、脱硫率と残留率を同時に満足するにはＲＥＭ添加量が０．０５ｋｇ／ｔｏｎ以上０．１ｋｇ／ｔｏｎ以下が好適であるが、ＲＥＭ除去用の酸素を利用する前提であればＲＥＭ添加量が０．０５ｋｇ／ｔｏｎ以上０．３０ｋｇ／ｔｏｎ以下の範囲で低硫化処理が簡易的に達成されることが確認されたといえる。
【００８７】
さらに、試験番号７〜１０の結果から、ＣａＯ系フラックス添加量が５〜１７ｋｇ／ｔｏｎでは脱硫率が８４〜８６％と安定していた。このことから、ＣａＯ系フラックス添加量は５ｋｇ／ｔｏｎ以上２０ｋｇ／ｔｏｎ以下が適当であることが確認され、それは５ｋｇ／ｔｏｎ以上１５ｋｇ／ｔｏｎ以下でも殆ど同じであることが確認された。
【００８８】
加えて、試験番号１１からＲＥＭ添加量とＣａＯ系フラックス添加量がともに多いと脱硫率は高くなるが、残留率も高くなることが確認された。
２）残留ＲＥＭ除去およびノズル詰まり防止
予め、必要に応じて溶銑脱硫および溶銑脱燐処理を行った溶銑を、２５０トン規模の上底吹き転炉に装入して脱炭し、取鍋に出鋼した。出鋼時に各種脱酸剤および合金を添加して取鍋内溶鋼成分を、Ｃ：０．０４〜０．０７％、Ｓｉ：０．００１〜０．００３％、Ｍｎ：０．５〜０．６％、Ｓ：２０〜２５ｐｐｍ、ｓｏｌ．Ａｌ：０．２００〜０．２２０％とした。さらに、出鋼時にＣａＯを添加し、スラグ中ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３重量比を１．９〜２．１、スラグ中ＦｅＯとＭｎＯとの合計濃度を５％以下に調整した。
【００８９】
その後、取鍋をＲＨ式真空脱ガス装置へ移送し、直ちに真空槽内を４ｋＰａに減圧し、環流処理を開始した。処理開始後３分間経過後に、真空槽内溶鋼に０．１ｋｇ／ｔｏｎのＲＥＭを添加した。添加したＲＥＭはＮｄである。ＲＥＭ添加から３分間経過後に塊状のＣａＯ系フラックスをＣａＯ成分で１２ｋｇ／ｔｏｎ添加し、さらに上吹き酸素を０．１〜１．５Ｎｍ３／ｔｏｎ吹き付けて残留ＲＥＭを除去するとともに溶鋼温度を１５８０〜１５９０℃に調整した後、溶鋼環流処理を３〜１５分間行った。その後、鋳型サイズφ１９１〜φ３６０ｍｍ、６ストランドの連続鋳造機を用いて、鋳造速度０．５〜３．６ｍ／ｍｉｎで連続鋳造した。結果を表３に示す。
【００９０】
【表３】
0005712945.tif 000004
【００９１】
試験番号１〜３では、本発明の要件を全て満たしていたために、連続鋳造を計画通り８チャージ連続して行うことができた。
しかし、試験番号４ではＲＥＭ添加後の酸素吹付け量が０．０８Ｎｍ３／ｔｏｎと少なかったために、連続して鋳造することができたチャージ数は５チャージに留まった。また、試験番号５では酸素上吹き後の溶鋼環流時間が３分間と短かったために、連続して鋳造することができたチャージ数は４チャージに留まった。
【図１】
0005712945.tif 000005
【図２】
0005712945.tif 000006
【図３】
0005712945.tif 000007
【図４】
0005712945.tif 000008
【図５】
0005712945.tif 000009