(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＨ式真空脱ガス処理装置の真空槽内溶鋼表面に吹き付ける精錬用フラックスであって、ＣａＯ、ランタノイド酸化物、および金属ＣａまたはＣａ合金をＣａＯ、Ｃａ、ランタノイド酸化物の３成分濃度の合計でフラックス総質量に対して７５質量％以上となるように含み、かつ、各物質の質量組成比が（１）〜（３）式を満足することを特徴とする溶鋼の精錬用フラックス。
５５≦（％ＣａＯ）≦９０      …（１）
５≦（％ＲｅｍＯ）≦３０      …（２）
５≦（％Ｃａ）≦１５          …（３）
ここで、（％ＣａＯ）：フラックス中ＣａＯ質量／フラックス中のＣａＯ、ランタノイド酸化物、金属ＣａまたはＣａ合金に含まれるＣａ分の合計質量×１００（％）、（％ＲｅｍＯ）：フラックス中ランタノイド酸化物の質量／フラックス中のＣａＯ、ランタノイド酸化物、金属ＣａまたはＣａ合金に含まれるＣａ分の合計質量×１００（％）、（％Ｃａ）：フラックスに含有される金属Ｃａまたはフラックス中Ｃａ合金に含まれるＣａ分／フラックス中のＣａＯ、ランタノイド酸化物、金属ＣａまたはＣａ合金に含まれるＣａ分の合計質量×１００（％）。
【請求項２】
質量％で、Ｃ：０．００２％以上０．４％以下、Ｍｎ：０．１％以上２％以下、Ｓｉ：０．００１％以上１％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．００５％以上１％以下、Ｏ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる溶鋼をＲＨ式真空脱ガス処理装置で処理するに際し、請求項１に記載の精錬用フラックスをＲＨ式真空脱ガス処理装置の真空槽内溶鋼表面に吹き付けることを特徴とする溶鋼の精錬方法。
【請求項３】
前記溶鋼がさらに質量％で、Ｃｕ≦１％、Ｎｉ≦１０％、Ｔｉ≦０．７％、Ｎｂ≦０．５％、Ｖ≦０．５％、Ｃｒ＜２．０％、Ｍｏ＜０．８％の１種以上を含有することを特徴とする請求項２に記載の溶鋼の精錬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造船材、ラインパイプ、電磁鋼板、油井管、建築用厚板等に用いられる高清浄かつ極低硫鋼を製造するための溶鋼の精錬用フラックスおよびそれを用いた溶鋼の精錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接性向上、耐食性向上、靭性向上あるいは加工性向上には鋼中の非金属介在物（以下、介在物）の低減や鋼中Ｓ濃度の低減が必要とされている。従って、介在物低減や脱硫処理をより高効率に行う技術が多数提案されてきた。
【０００３】
特許文献１では、ＲＨ真空脱ガス槽内の鋼浴面上にＣａＯを主成分とするフラックス粉を吹き付けて脱硫を行う方法において、取鍋スラグ中を適正な組成に制御することで脱硫率を向上させる方法が開示されている。特許文献２では、ＲＨ真空脱ガス槽内の鋼浴面上にＣａＯを主成分としＣａＦ2とＭｇＯを配合した脱硫剤を上吹きすることで極低硫鋼を製造する方法が開示されている。特許文献３では、ドロマイトを主成分としたフラックスとＣａＯを主成分としたフラックスを真空脱ガス装置で上吹きすることで、効率よく脱硫するとともに介在物を低減する方法が開示されている。特許文献４では、上吹きランスによって形成された火炎内を脱硫フラックスを通過させることによって高い脱硫率を得る方法が開示されている。特許文献５では、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3プリメルトフラックスを上吹きして脱硫する前に、ＣａＯおよびＭｇＯを主成分とするフラックスを溶鋼に添加することにより、復硫を防止して安定した脱硫率を得る方法が開示されている。特許文献６ではＣａＯと溶鉱炉スラグを混合した脱硫剤を用いる脱硫方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特願平４−１５３４５０号公報
【特許文献２】特開平９−１７００１２号公報
【特許文献３】特開２００５−３４４１２９号公報
【特許文献４】特開２０１２−２１２２６号公報
【特許文献５】特開２０１２−１８４５０１号公報
【特許文献６】特開２０１２−１９３４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、既往技術では主にＣａＯを主成分とし、これにＭｇＯ、ドロマイト、ＣａＦ2、Ａｌ2Ｏ3あるいはＡｌやＣａといった脱酸力を有する金属を所定量配合したフラックスが用いられている。
【０００６】
ＣａＯは安価で脱硫力に優れた精錬剤であり、またＡｌ2Ｏ3と反応して低融点のライムアルミネートを形成することからアルミナ系介在物の捕捉にも優れていることが知られている。このため、ＣａＯはＲＨでの脱硫用フラックスとして広く使用されている。
【０００７】
さらに、ＣａＯ脱硫力向上、清浄性改善、耐火物延命などを目的にＣａＯにＣａＦ2、ＭｇＯ、Ａｌ、Ｃａ合金などを併用する技術が多数提案されている。
【０００８】
一方、ＣａＯを主体としたフラックス（以下、ＣａＯ系フラックスともいう）には以下の課題があった。フラックスの溶鋼内部に長時間滞留させることが困難であった。ＣａＯの比重は約３．３ｇ／ｃｍ3であるのに対し、溶融鉄の一般的な精錬温度である１８７３Ｋにおける密度は６．９〜７．１ｇ／ｃｍ3であるため、溶鋼に吹き付けられたＣａＯ系フラックスは溶鋼から短時間で浮上してしまう。ＣａＯ系フラックスの溶鋼内での滞留時間が溶鋼−フラックス間の反応時間となるため、溶鋼からの浮上時間が短いほど反応効率が低下してしまう。このため、所定の脱硫率を得るためにはフラックスの使用量を増加させることが必要であった。
【０００９】
第二の課題は清浄化改善の安定性であった。ＣａＯ系フラックスは溶鋼中でアルミナなどの介在物と衝突し、介在物をフラックス表面に吸着して溶鋼から浮上することで清浄性を向上させるとされている。しかし、この衝突によりＣａＯ系フラックス表面はアルミナなどの介在物成分で飽和し、容易に介在物吸着能が低下する。さらに、ＣａＯ系フラックス表面が介在物成分で覆われることにより、（４）式で示される脱硫反応も停滞し、脱硫能力も低下する。
ＣａＯ＋Ｓ＝ＣａＳ＋Ｏ  …  （４）
【００１０】
以上のようにＣａＯフラックスによる清浄化能力は溶鋼中介在物量や衝突頻度に依存するため、その能力の安定性に課題があった。
【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（以下、ＲＨともいう）にて精錬用フラックスを真空槽内溶鋼表面に吹き付ける処理において、精錬用フラックスの組成を適正化することにより高い脱硫率と清浄性を有する溶鋼の精錬用フラックスおよびそれを用いた溶鋼の精錬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】
本発明者等は上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ＣａＯ系フラックスにＣａとランタノイド酸化物を混合し、その濃度を所定の範囲に制御すると脱硫能力と清浄性が向上することを見出した。
【００１３】
本発明は以上の知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下の通りである。
（ａ）ＲＨ式真空脱ガス処理装置の真空槽内溶鋼表面に吹き付ける精錬用フラックスであって、ＣａＯ、ランタノイド酸化物、および金属ＣａまたはＣａ合金をＣａＯ、Ｃａ、ランタノイド酸化物の３成分濃度の合計でフラックス総質量に対して７５質量％以上となるように含み、かつ、各物質の質量組成比が（１）〜（３）式を満足することを特徴とする溶鋼の精錬用フラックス。
５５≦（％ＣａＯ）≦９０      …（１）
５≦（％ＲｅｍＯ）≦３０      …（２）
５≦（％Ｃａ）≦１５          …（３）
ここで、（％ＣａＯ）：フラックス中ＣａＯ質量／フラックス中のＣａＯ、ランタノイド酸化物、金属ＣａまたはＣａ合金に含まれるＣａ分の合計質量×１００（％）、（％ＲｅｍＯ）：フラックス中ランタノイド酸化物の質量／フラックス中のＣａＯ、ランタノイド酸化物、金属ＣａまたはＣａ合金に含まれるＣａ分の合計質量×１００（％）、（％Ｃａ）：フラックスに含有される金属Ｃａまたはフラックス中Ｃａ合金に含まれるＣａ分／フラックス中のＣａＯ、ランタノイド酸化物、金属ＣａまたはＣａ合金に含まれるＣａ分の合計質量×１００（％）。
（ｂ）質量％で、Ｃ：０．００２％以上０．４％以下、Ｍｎ：０．１％以上２％以下、Ｓｉ：０．００１％以上１％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．００５％以上１％以下、Ｏ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる溶鋼をＲＨ式真空脱ガス処理装置で処理するに際し、（ａ）に記載の精錬用フラックスをＲＨ式真空脱ガス処理装置の真空槽内溶鋼表面に吹き付けることを特徴とする溶鋼の精錬方法。
（ｃ）前記溶鋼がさらに質量％で、Ｃｕ≦１％、Ｎｉ≦１０％、Ｔｉ≦０．７％、Ｎｂ≦０．５％、Ｖ≦０．５％、Ｃｒ＜２．０％、Ｍｏ＜０．８％の１種以上を含有することを特徴とする（ｂ）に記載の溶鋼の精錬方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、極低硫高清浄鋼を効率よく、しかも安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】粉体上吹き中の脱硫率の変化を示す図
【図２】フラックス組成と脱硫率との関係を示す図
【図３】フラックス中ＣｅＯ2混合比と溶鋼中介在物個数の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、フラックス組成について説明する。
【００１７】
前述したＣａＯ系フラックスが有する課題を解決するには、ＣａＯ系フラックスの溶鋼への侵入と滞留を促し、かつ、介在物との衝突によるフラックス表面組成の変化を抑制すれば良い。
【００１８】
溶鋼中での滞留を増長させるにはフラックスの見かけ比重を増加させればよい。見かけ比重を増加させるには比重の大きな物質を混合する方法があるが、この物質と混合方法について検討した。
【００１９】
ＣａＯよりも比重の大きな物質は多数あるが、還元力とＳとの親和力を有する物質は限定されており、本発明者はＬａ，Ｃｅ，Ｎｄなどのランタノイド酸化物に着目した。これらの元素はＯ，Ｓとの親和力も強く、例えばＣｅＯ2の比重は７．２ｇ／ｃｍ3と溶鉄に相当する比重を有している。そこで、本発明では見かけ比重を増加させる物質としてランタノイド酸化物を選択した。
【００２０】
次に、ＣａＯとランタノイド酸化物の混合方法を検討した。ＣａＯとランタノイド酸化物を単純に混合して溶鋼に添加しても、それぞれが単独で浮上し、ＣａＯの滞留時間延長にはつながらないと考えられる。
【００２１】
ＣａＯとランタノイド酸化物を予め混合溶融したプリメルトフラックスとする方法もあるが、コスト的に不利である。そこで、溶鋼中でＣａＯとランタノイド酸化物を合体させる方法を検討した。ＣａＯの融点は２５７２℃で、例えばＣｅＯ2の融点は２４００℃とランタノイド酸化物の融点は非常に高いためにＣａＯとランタノイド酸化物を同時に溶鋼に添加しても両者が容易に合体するとは考えにくい。そこで、Ｃａでランタノイド酸化物表面の一部をＣａＯに改質することで合体を促せるのではないかと考えた。しかし、ランタノイド酸化物とＣａとの反応速度、ランタノイド酸化物とＣａＯ酸化物の合一体の溶鋼滞留時間延長効果など定量的な予測が困難であり、従って適当な混合比を推算することができない。
【００２２】
そこで、溶鋼実験によりＣａＯ、ランタノイド酸化物ならびにＣａの混合が脱硫率ならびに溶鋼中介在物個数に与える影響を測定した。実験ではＡｒ  １ｋＰａ雰囲気中で溶鋼１５ｋｇを１８７３Ｋに保持し、Ａｒガスと共にフラックス粉体を５ｇ／ｍｉｎの速度で２０ｍｉｎ（１２００ｓ）間上吹きした。実験結果の一例（処理時間と脱硫率の関係）を図１に示す。以下、１２００ｓ経過後の脱硫率について検討する。
【００２３】
ＣａＯ系フラックスを上吹きした場合（白丸）、脱硫率は４８％であった。これにランタノイド酸化物としてＣｅＯ2を２０％混合した結果（黒三角）、脱硫率はほとんど変化しなかった。この結果は先に推察したようにＣａＯとランタノイド酸化物を単純に混合しても効果が得られないことを示している。つぎに、Ｃａを１０％とＣｅＯ2を２０％混合した結果（白三角）では著しく脱硫率が向上しており、半分の処理時間、即ちＣａＯに対して約半分のフラックス量で同等の脱硫率が得られることがわかる。このことからＣａＯにＣａならびにランタノイド酸化物を混合することで脱硫率を向上させ少ないフラックス量で脱硫が可能となることが確認された。しかし、Ｃａを１０％とＣｅＯ2を５０％混合すると（黒丸）、脱硫率は低下した。このことから、ＣａＯへのＣａとＣｅＯ2の混合比には適正範囲があることがわかる。
【００２４】
そこで、ＣａＯ系フラックスへのＣａとランタノイド酸化物（ＣｅＯ2）の混合比を変化させ、１２００ｓ後の脱硫率との関係を実験で求めた。結果を図２に示す。脱硫率実績に応じて、プロットを図２に説明するように白丸、白三角、黒四角と表示している。高い脱硫率を得ることができるフラックス組成範囲は極めて限定されており、Ｃａは５％以上１５％以下、ランタノイド酸化物は１０％以上３０％以下が脱硫率を向上させるに好適な条件であることがわかる。
【００２５】
次に、ＣａＯ系フラックス（Ｃａ含有量：１０％）中のＣｅＯ2混合比と溶鋼中介在物個数の関係を調査した。結果を図３に示す。ランタノイド酸化物混合比が５％〜３０％の範囲で介在物個数が低下することがわかる。従って、脱硫率と清浄性を同時に得るためにはフラックス中のランタノイド酸化物混合比は５％以上３０％以下が適正条件であることがわかる。
【００２６】
なお、ランタノイド酸化物混合比に適正範囲が存在する理由は以下のように考えられる。ランタノイド酸化物が混合されるとＣａとの反応によりランタノイド酸化物とＣａＯが合体することでフラックスの融点が低下する。この状態で、さらにアルミナ介在物と衝突することでさらに融点が低下し、フラックス表面−内部の物質移動が促されるためフラックス表面が介在物成分で覆われることを抑制できるためフラックスの介在物吸着能が増加するためと考えられる。
【００２７】
一方、ランタノイド酸化物の混合比が増加するとＣａによって還元されて生じる溶鋼中ランタノイド濃度が増加し、ランタノイドと溶鋼中酸素との反応による新たな介在物生成が発生するためと考えられる。
【００２８】
以上の検討から、減圧化溶鋼表面に吹き付ける精錬用フラックスの成分をＣａＯ、Ｃａ，ランタノイド酸化物とし、かつ、その濃度を（１）〜（３）式を満足させることで脱硫能力と清浄性を著しく向上させられることが確認された。
５５≦（％ＣａＯ）≦９０      …（１）
５≦（％ＲｅｍＯ）≦３０      …（２）
５≦（％Ｃａ）≦１５          …（３）
ここで、（％ＣａＯ）：フラックス中ＣａＯ質量／フラックス中のＣａＯ、ランタノイド酸化物、金属ＣａまたはＣａ合金に含まれるＣａ分の合計質量×１００（％）、（％ＲｅｍＯ）：フラックス中ランタノイド酸化物の質量／フラックス中のＣａＯ、ランタノイド酸化物、金属ＣａまたはＣａ合金に含まれるＣａ分の合計質量×１００（％）、（％Ｃａ）：フラックスに含有される金属Ｃａまたはフラックス中Ｃａ合金に含まれるＣａ分／フラックス中のＣａＯ、ランタノイド酸化物、金属ＣａまたはＣａ合金に含まれるＣａ分の合計質量×１００（％）。
【００２９】
なお、本発明ではフラックスはＣａＯ、Ｃａ、ランタノイド酸化物の３成分で構成すればよいが、必要に応じてＣａＦ2やＭｇＯなどの第四成分以上を混合する場合は、ＣａＯ、Ｃａ、ランタノイド酸化物の３成分濃度の合計がフラックス総重量に対する重量濃度が７５％以上となることが望ましい。７５％未満ではフラックスの見かけ比重の増加効果が低下する場合がある。
【００３０】
本発明で用いるフラックスはプリメルトの必要はないが、フラックス粉体は平均粒径５００μｍ以下が望ましく、３００μｍ以下がさらに望ましい。５００μｍを超えて大きいと溶鋼とフラックスとの界面積が小さくなり、清浄化が安定しない場合がある。３００μｍ以下とすることで、十分な界面積を確保することができ、安定した性能をえることができる。ただし、平均粒径は５０μｍ以上であることが望ましい。５０μｍ未満となると溶鋼中介在物との大きさが近くなりフラックス表面組成変化が大きくなることに加え、フラックスの溶鋼からの浮上速度が遅くなりすぎ、フラックス自体が溶鋼中に残留してしまう場合がある。
【００３１】
本発明で用いるランタノイド酸化物は、Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄの酸化物ならいずれでもよく、二種類以上でもよい。また、フラックス全体の１０％以下であればＰｒやＧｄなどのランタノイドやその酸化物を少量含んでもよい。
【００３２】
また、用いるＣａは金属Ｃａの他、ＣａＳｉ、ＣａＡｌなどの製鋼で広く用いられているＣａ合金でもよい。ただし、Ｃａ合金中に含まれるＣａ分がフラックス全体で（３）式を満足する必要がある。
【００３３】
上記本発明のフラックスを用いた溶鋼の精錬方法について説明する。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、鋼組成における「％」は特にことわりがない場合は「質量％」を意味する。
【００３４】
Ｃ：Ｃは減圧下で脱酸元素として作用する他に、Ｓ，Ｎの活量に影響する。このため、Ｃが０．００２％未満では低酸素化効果が不安定となり、０．４％を超えて高くなるとＳの活量が大きく変化し、反応機構が変化してしまう。そこで、Ｃは０．００２％以上０．４％以下とした。
【００３５】
Ｍｎ：Ｍｎも脱酸元素であり、また各種鋼材特性を改善することから、必須元素である。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。従って、Ｍｎ濃度は０．１％以上２％以下とした。
【００３６】
Ｓｉ：ＳｉもＭｎ同様脱酸安定に欠くことのできない元素であるが、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介在物中のＳｉＯ2濃度が高くなり、本発明が意図する介在物組成への制御が困難となる。よって、Ｓｉは０．００１％以上１％以下とする。
【００３７】
Ａｌ：Ａｌは最も強い脱酸力を有する元素であるため、低Ｏ、低Ｓかつ低Ｎを実現するためには必須である。この脱酸効果を得るには０．００５％以上が必要である。一方、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％以下が必要である。
【００３８】
Ｓ：Ｓは除去対象元素であるが、ＲＨ式真空脱ガス処理装置での脱硫処理前の濃度が０．００５％を超えて高くなると、ランタノイド，Ｃａなどの硫化物に加えＭｎＳが多数生成し、介在物制御精度が低下する。そこで、本発明ではＳ含有量が０．００５％以下の溶鋼を処理対象とした。一方、ＲＨ式真空脱ガス処理装置での脱硫処理前に０．００１％未満にするには溶銑予備処理での脱硫剤使用量が大幅に増加するため、コストが増加するので、Ｓ含有量を０．００１％以上とすると好ましい。
【００３９】
Ｏ：Ｏは除去対象元素であるが、Ｓｉ，ＡｌおよびＭｎが上記の濃度範囲にあると、Ｏ濃度が０．００５％を超えて高い場合には、大量に非金属介在物（以下、「介在物」という。）が溶鋼中に存在することとなる。よって、Ｏ濃度は０．００５％以下とした。
【００４０】
その他に強度や耐食性の確保を目的にＣｕ≦１％、Ｎｉ≦１０％、Ｔｉ≦０．７％、Ｎｂ≦０．５％、Ｖ≦０．５％、Ｃｒ＜２．０％、Ｍｏ＜０．８％の１種以上の成分を必要に応じて添加してもよい。
【００４１】
次に、本発明を転炉とＲＨを用いて実施する形態を説明する。転炉処理終了後に溶鋼を取鍋へ出鋼する。出鋼時にＡｌ，Ｓｉ，Ｍｎ等の合金を加えても良いし、ＣａＯ等の造滓剤やスラグ中のＦｅＯやＭｎＯといった低級酸化物濃度を低減することを目的にスラグ改質剤を添加しても良い。
【００４２】
転炉出鋼後、取鍋をＲＨへ移動し処理を開始する。ＲＨ処理開始時の取鍋内スラグは７ｋｇ／ｔｏｎ以上が望ましい。スラグ量が７ｋｇ／ｔｏｎ未満と少ないと後に真空槽内溶鋼に上吹き添加する本発明フラックスを十分に吸収できない場合がある。
【００４３】
また、取鍋内スラグ組成はスラグ中ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3質量濃度比が１．０以上１．８以下、スラグ中ＳｉＯ2濃度が１５％以下、ＦｅＯとＭｎＯの濃度が合計で１０％以下であることが望ましい。この濃度範囲を満たさない場合、本発明に従って脱硫した後に、取鍋内スラグから溶鋼へＳが移動する復硫現象が発生する場合がある。
【００４４】
ＲＨにて真空槽内を減圧し、環流処理を開始する。ＲＨでは脱ガス処理に加えて成分調整処理、溶鋼にＡｌ等を添加した後に溶鋼に酸素ガスを添加して溶鋼温度を上昇させる温度調整処理が行われるが、どの順番で実施しても構わないが、より本発明の効果を安定的に得るには成分調整後に温度調整を行い、その後、本発明に従って真空槽内溶鋼表面にフラックスを吹き付ける処理を行うことが望ましい。成分調整処理では添加材にＳが含まれる場合があり、温度調整処理ではアルミナ介在物が生成し溶鋼に残留する場合があるためである。
【００４５】
本発明に従ったフラックスは、環流処理中のＲＨ真空槽内溶鋼表面に上吹きランスを介して吹き付ける。真空槽内雰囲気圧力は１０００Ｐａ以上７０００Ｐａ以下が望ましい。フラックス中に金属Ｃａを含まない通常のＲＨでの上吹きでは、脱ガス促進とフラックス巻き込みを促進するため、１０００Ｐａ以下の高真空で処理を行う場合がある。それに対して、本発明ではＣａとランタノイド酸化物の反応を進める必要があるため、真空槽内雰囲気圧力は１０００Ｐａ以上が望ましい。１０００Ｐａ未満ではＣａ蒸発速度がランタノイド酸化物とＣａとの反応速度を上回り、ＣａＯフラックスの見かけ比重増大効果が不安定化する場合がある。一方、７０００Ｐａを超えて雰囲気圧力が高まると環流速度の低下ならびに真空槽内溶鋼深さが浅くなりすぎ、フラックスと溶鋼との反応効率が低下する場合があるので、真空槽内雰囲気圧力を好ましくは７０００Ｐａ以下とする。
【００４６】
フラックスの吹き付け速度は０．５ｋｇ／（ｔｏｎ・ｍｉｎ）以上１．５ｋｇ／（ｔｏｎ・ｍｉｎ）以下が望ましい。０．５ｋｇ／（ｔｏｎ・ｍｉｎ）未満ではＣａの添加速度をＣａの蒸発速度が上回りＣａＯフラックスの見かけ比重増大効果が不安定化する場合がある。１．５ｋｇ／（ｔｏｎ・ｍｉｎ）を超えて速度を高めると溶鋼の環流速度に対してフラックス供給速度が過剰になるため効果が飽和する。
【００４７】
フラックス吹き付けに用いるランスのノズル形状は一般的な先細ノズルの他、ラバールノズルやストレートノズルなどいかなる形状でも良いが、ノズル出口でのガスのマッハ数は０．８以上が望ましい。０．８未満ではフラックスが溶鋼表面に到達することなく、真空排気系へ排出されてしまう場合がある。なお、マッハ数の算出方法は成書に詳しいが、例えば、第３版鉄鋼便覧Ｉ  基礎  １７８、１７９ページ（日本鉄鋼協会編、丸善出版（１９８１））に詳述されている
【００４８】
ランスの吹き込み先端部と真空槽内溶鋼表面の鉛直距離は１ｍ以上３ｍ以下が望ましい。１ｍ未満ではＣａによるスプラッシュがランスに付着する場合があり、ランスが３ｍを超えて高いとフラックスが供給される溶鋼の領域が広くなりすぎ、Ｃａとランタノイド酸化物との反応ならびにＣａと反応した後のランタノイド酸化物とＣａＯとの反応が停滞する場合がある。
【実施例】
【００４９】
溶銑３００ｔを上底吹き転炉に装入し、溶鉄中Ｃ含有率が０．０３〜０．１％になるまで粗脱炭吹錬を行い、終点温度を１６００〜１６５０℃として粗脱炭溶鋼を取鍋に出鋼し、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調整した。さらにＣａＯを添加し、取鍋内スラグ中のＣａＯとＡｌ2Ｏ3の質量濃度比ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3が１．５〜１．７、取鍋内スラグ中ＦｅＯとＭｎＯの合計質量濃度が１０％以下、スラグ中ＳｉＯ２濃度を７〜１０％になるように調整した。
【００５０】
その後、取鍋をＲＨへ移送し、処理を開始した。溶鋼温度が低い場合は溶鋼にＡｌ等を添加し、上吹きランスから酸素ガスを吹き付けて溶鋼温度を上昇させる温度調整処理を最初に実施した。成分調整処理は温度調整処理が不要な場合はＲＨ処理開始直後に、温度調整処理が必用な場合は温度調整処理後に溶鋼に合金を添加することで行った。
【００５１】
フラックス吹き付けに用いる上吹きランスのノズル形状として先細末広がりノズルを用いた。成分調整処理後、上吹きランス下端と真空槽内溶鋼表面との鉛直距離を３ｍに調整し、フラックス上吹きを開始した。フラックス上吹き量は８ｋｇ／ｔｏｎ、フラックス供給速度は１ｋｇ／（ｔｏｎ・ｍｉｎ）、キャリヤーガスはＡｒで流量は４Ｎｍ3／ｍｉｎである。ノズル出口でのガスのマッハ数は３．８と算出された。ＣａはＣａ純分３５％のＣａＳｉ合金を用い、Ｓｉ分を除外したＣａ純分を用いてフラックス組成を決定した。フラックスは１００メッシュアンダー（平均粒径約７８μｍ）である。フラックス上吹き終了後、１０分間環流処理を行い、ＲＨ処理を終了した。
【００５２】
フラックス上吹き前の溶鋼成分ならびにフラックス成分を表１に示す。本発明範囲から外れる数値にアンダーラインを付している。なお、表１のフラックス成分のうち、「ＣａＯ、ＲｅｍＯ、Ｃａ合計に対する含有量」欄には、ＣａＳiのＳｉ分を除外して、ＣａＯ、ＲｅｍＯ，Ｃａの合計質量に対する各成分の質量の比率を示している。また、「フラックス全量に対する含有量」欄には、全フラックス質量に対するＣａＯ、ＲｅｍＯ、Ｃａ合計の質量の比率とＭｇＯの質量の比率を合わせて示す。介在物個数はＲＨ処理後に溶鋼から採取したサンプルを光学顕微鏡を用いて観察し、１０μｍ以上の介在物個数を計測した。また、試験番号１１での介在物個数を１として指標化した。脱硫率は粉体上吹き前とＲＨ処理後に溶鋼からサンプルを採取し、鋼中Ｓ濃度を分析することで脱硫率を算出した。
【００５３】
試験番号１〜８は本発明に従った場合である。高い脱硫率と同時に介在物が大幅に低減されていることがわかる。なお、試験番号７ではフラックスにＭｇＯを１０質量％混合したが、同様の効果が得られている。
【００５４】
試験番号９〜２０は本発明に従わなかった比較例である。Ｃａを含有してもランタノイド酸化物が過剰であるために脱硫率低位となる場合や、Ｃａが過剰でＣａＯが不足するために脱硫率が低下する場合がある。また、比較例では総じて介在物個数が多い傾向にあることから、脱硫率と清浄性を高く維持するには（１）〜（３）式を満足することが必須要件であることがわかる。
【００５５】
【表１】
0006555068.tif 000002
【図１】
0006555068.tif 000003
【図２】
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【図３】
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