(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上底吹きの転炉に［Ｐ］＝０．０６質量％以上の溶銑を装入して、［Ｃ］＝０．０１０質量％以下、且つ、［Ｐ］＝０．０３０質量％以下となる鋼種を吹錬により製造する一般銑を用いた極低炭素鋼の転炉吹錬方法において、
上吹きに関し、吹錬時間の全期間のうち、吹錬開始から４０％〜６０％の時間が経過する第１上吹き区間では、式（１）を満たすように上吹きの酸素を吹き、前記第１上吹き区間の経過後から吹錬を終了させるまでの第２上吹き区間では、式（２）を満たすように上吹きの酸素を吹き、
底吹きに関し、吹錬時間の全期間のうち、吹錬開始から８５％〜９５％の時間が経過する第１底吹き区間では、０．０２〜０．０４Ｎｍ3／分／ｔｏｎ且つ０．０１７〜０．０３０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように底吹きのガスを吹き、前記第１底吹き区間の経過後から吹錬を終了させるまでの第２底吹き区間では、０．０８〜０．１１Ｎｍ3／分／ｔｏｎ且つ０．０６０〜０．０８０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように底吹きガスを吹くことを特徴とする一般銑を用いた極低炭素鋼の転炉吹錬方法。
【数１】
0005265243.tif 000009
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般銑を用いた極低炭素鋼の転炉吹錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、［Ｃ］＝０．０１０質量％以下である極低炭素鋼を製造するには、溶銑を転炉に装入して当該溶銑に対して酸素を吹き付ける吹錬を行っているのが一般的である。
特許文献１の極低炭素鋼の転炉吹錬方法では、上底吹き転炉を用いた精錬方法において、溶鋼の炭素濃度が０．００２％〜０．０５％以下の領域で、溶鋼重量当りの酸素供給速度Ｆ（Ｎｍ3／（ｍｉｎ・ｔｏｎ））、均一混合時間τ（ｓｅｃ）、溶鋼炭素濃度Ｃ（重量％）、鋼浴深さＬ0 （ｍ）及び上吹きガスによるキャビティー深さＬ（ｍ）により表される、ｌｏｇ［｛Ｆ／（Ｌ／Ｌ0 ）｝／（Ｃ１／２ ／τ）］なる値を１．５以上３以下に制御している。  また、特許文献１では、上記精錬方法において、上吹き火点面積Ａと酸素供給速度Ｆにより表されるＦ／Ａなる指標を０．２０以上０．４５以下としている。
【０００３】
特許文献２の極低炭素鋼を溶製する転炉製鋼法では、スラグレス吹錬において、転炉内溶銑のＣ含有量が０．０２％以下となったところで、不活性ガスを溶銑中に０．５〜１０ｍ3／ｔｏｎとなるように吹き込んでいる。
特許文献３の転炉吹錬方法では、極低炭素鋼を溶製するにあたり、上方から溶鋼１トン当たり１００Ｎｍ3／時以下の供給速度で、上吹きガス噴流最大流速が静止湯面位置において１００ｍ／ｓｅｃ以上となるように酸素または酸素を含むガスを吹き付け、下方からは冷却ガスも含めて溶鋼１トン当たり合計１０Ｎｍ3／時以上のガスを転炉内に吹き込んで溶鋼を攪拌しながら吹錬している。
【０００４】
特許文献１〜特許文献３の技術では、上述したように、極低炭素鋼を製造するに際し、転炉吹錬時における上吹き酸素量などの上吹きの条件を規定をしたり、底吹き酸素量などの下吹きの条件を規定している。
さて、極低炭素鋼以外の鋼種を製造するにあたって、上記に示した技術の他に転炉吹錬時における上吹きの条件や底吹きの条件を規定しているものとして、特許文献４や特許文献５に示すものがある。
特許文献４では、上底吹き転炉による高炭素鋼の溶製に際し、上吹きは、吹錬開始から吹錬全期間の６０〜８０％まで経過する吹錬期間においては、Ｌ／Ｌ0が０．６から０．７、吹錬全期間の６０〜８０％を経過した以降は  Ｌ／Ｌ0が０．３から０．４の範囲になるようにし、底吹きは、吹錬開始から吹錬全期間の６０〜８０％まで経過する吹錬期間においては底吹き羽口からの攪拌用ガス吹込量を、最大吹込量の５０〜７０％に相当するガス吹込量範囲にし、吹錬全期間の６０〜８０％を経過した以降は底吹き羽口からの攪拌用ガス吹込量を、最大吹込量の８０〜１００％に相当するガス吹込量範囲になるようにしている。
【０００５】
特許文献５では、予備処理によって脱珪、脱りん及び脱硫を行った溶銑を上底吹き転炉に装入し、Ｌ／Ｌ0が０．４０以下となるように、上吹きランス高さと送酸速度を調整して吹錬を行う他、吹錬の前半は上吹き酸素量を溶鋼1トン当たり２．６Ｎｍ3／分以上とし、全送酸素量の６０〜８０％に相当する時間が経過した時点で、上吹き酸素量を溶鋼1トン当たり２．５Ｎｍ3／分以下に低下させている。
【特許文献１】特開平７−３３１３１５号公報
【特許文献２】特開昭５８−２０７３１０号公報
【特許文献３】特開平７−１７３５１８号公報
【特許文献４】特公昭６２−２６０３号公報
【特許文献５】特公昭６１−５４０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、上底吹き転炉にも関わらず、極低炭素鋼の転炉吹錬においては上吹きの条件のみを規定しているだけである。また、特許文献１では、上吹きの条件を規定する際にも、上吹き酸素に関して約７８０Ｎｍ3／ｍｉｎとあるのみで、吹錬に関する大半の記載がなく、吹錬時期によって酸素量（流量）などを変化させるといった詳細な吹錬条件は全く開示されていないため、この技術を実際に用いて所望の極低炭素鋼を製造することは困難である。
特許文献２では、脱りん処理された低りん溶銑の使用を前提としたスラグレス吹錬であり、脱りん処理しない高りん溶銑を使用した場合は［Ｐ］が規定通りに下がらないことがある。また、特許文献２では、底吹きの条件を規定しているものの、その条件は底吹きのガス量のみであり、相対的な弱攪拌又は強攪拌の違いが分かるだけで、絶対的な数値制御としては成り立たない。即ち、特許文献２では、底吹きの羽口の形態が変われば、ガスによる攪拌状態が変わるため、実操業においては、所望の極低炭素鋼を製造することは困難である。
【０００７】
特許文献３では、上吹き及び底吹きの条件を規定しているものの、底吹きの規定にあたっては溶鋼１トン当たりの合計１０Ｎｍ3／時以上となるのみで、底吹きの設定の示唆にもならない。特に、特許文献３の実施例では、底吹きは４０００Ｎｍ3／時となっており、実施例の記載から転炉の容量を３５０ｔｏｎとして考えると、底吹きのガス量は０．１９Ｎｍ3／分／ｔｏｎとなり、攪拌があまりにも大き過ぎ、この技術を実際に用いて所望の極低炭素鋼を製造することは困難である。
特許文献１〜特許文献３の技術では、極低炭素鋼を製造するに際し、上吹きの条件や底吹きのガスの条件を規定しているものの、その条件の詳細が開示されておらず、開示されていたとしても、その技術を用いて所望の極低炭素鋼を製造することは困難であることが実情である。
【０００８】
さて、特許文献４では、Ｌ／Ｌ0の算出方法が記載されておらず、どのような指標からＬ／Ｌ0を求めて、当該Ｌ／Ｌ0を上吹きに適用しているか分からないものとなっている。特許文献４において、仮に、Ｌ／Ｌ0の算出を本発明と同様に考えたとしても、極低炭素鋼を製造するための吹錬としては、Ｌ／Ｌ0から規定される上吹きの強さが強過ぎるため、このような条件で極低炭素鋼を製造することは困難である。また、特許文献４において、底吹きについて規定しているものの、その条件は底吹きのガス量のみであり、相対的な弱攪拌又は強攪拌の違いが分かるだけで、絶対的な数値制御としては成り立たないし、底吹きを強攪拌に変える時期が早く、このような条件で極低炭素鋼を製造することは困難である。
【０００９】
特許文献５では、転炉吹錬での上吹き及び底吹きの条件が開示されているが、吹錬末期でＬ／Ｌ0＝０．１８と規定しているが、極低炭素鋼を製造するにあたっては、Ｌ／Ｌ0＝０．１８による上吹きの酸素としては弱過ぎ、十分な脱炭処理を行うことができない。また、特許文献５では、底吹きについては、全吹錬時間を通じて底吹きガスの流量が一定量であるために、極低炭素鋼を製造するにあたっての十分な脱りん処理や脱炭処理を行うことができない。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、一般銑を用いて［Ｃ］＝０．０１０質量％以下で且つ［Ｐ］＝０．０３０質量％以下となる高品質な極低炭素鋼を確実に製造することができる一般銑を用いた極低炭素鋼の転炉吹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】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、上底吹きの転炉に［Ｐ］＝０．０６質量％以上の溶銑を装入して、［Ｃ］＝０．０１０質量％以下、且つ、［Ｐ］＝０．０３０質量％以下となる鋼種を吹錬により製造する一般銑を用いた極低炭素鋼の転炉吹錬方法において、上吹きに関し、吹錬時間の全期間のうち、吹錬開始から４０％〜６０％の時間が経過する第１上吹き区間では、式（１）を満たすように上吹きの酸素を吹き、前記第１上吹き区間の経過後から吹錬を終了させるまでの第２上吹き区間では、式（２）を満たすように上吹きの酸素を吹き、底吹きに関し、吹錬時間の全期間のうち、吹錬開始から８５％〜９５％の時間が経過する第１底吹き区間では、０．０２〜０．０４Ｎｍ3／分／ｔｏｎ且つ０．０１７〜０．０３０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように底吹きのガスを吹き、前記第１底吹き区間の経過後から吹錬を終了させるまでの第２底吹き区間では、０．０８〜０．１１Ｎｍ3／分／ｔｏｎ且つ０．０６０〜０．０８０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように底吹きガスを吹く点にある。
【００１１】
【数２】
0005265243.tif 000002
【００１２】
発明者は、一般銑を用いて高品質な極低炭素鋼を製造するにあたり、転炉吹錬での様々な条件について検証を行った。発明者は、上底吹き転炉において、上吹きに関して、吹錬時に脱りん処理及び脱炭処理とを両立させる点から、酸素を強く吹く区間と酸素を弱く吹く区間との時間的バランスと、この各区間において酸素の吹きつけの強さバランスとを考慮して、一般銑を用いて高品質な極低炭素鋼を製造するための吹錬条件を実験等により検証を行った。
これに加え、発明者は、上吹きだけでなく底吹きに関して、同様に、脱りん処理及び脱炭処理とを両立させる点から、底吹きガスを強く吹く区間と底吹きガスを弱く吹く区間との時間的バランスと、この各区間において底吹きガスの吹くバランスとを考慮して、一般銑を用いて極低炭素鋼を製造するための吹錬条件を実験等により検証を行った。
【００１３】
その結果、［Ｃ］＝０．０１０質量％以下、且つ、［Ｐ］＝０．０３０質量％以下の極低炭素鋼を、［Ｐ］＝０．０６質量％以上の溶銑を用いて製造するにあたり、転炉吹錬の上吹きでは、吹錬時間の全期間のうち、吹錬開始から４０％〜６０％の時間が経過する第１上吹き区間では、式（１）を満たすように上吹きの酸素を吹き、第１上吹き区間の経過後から吹錬を終了させるまでの第２上吹き区間では、式（２）を満たすように酸素を吹くことを見出した。
また、転炉吹錬の底吹きでは、吹錬時間の全期間のうち、吹錬開始から８５％〜９５％の時間が経過する第１底吹き区間では、底吹きのガスを０．０２〜０．０４Ｎｍ3／分／ｔｏｎ且つ０．０１７〜０．０３０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように吹き、第１底吹き区間の経過後から吹錬を終了させるまでの第２底吹き区間では、底吹きの酸素を０．０８〜０．１１Ｎｍ3／分／ｔｏｎ且つ０．０６０〜０．０８０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように吹くことを見出した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、一般銑を用いて［Ｃ］＝０．０１０質量％以下で且つ［Ｐ］＝０．０３０質量％以下となる高品質な極低炭素鋼を確実に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は本発明の一般銑を用いた極低炭素鋼の転炉吹錬方法を行う転炉の全体側面図を示している。なお、説明の便宜上、溶銑や溶鋼を溶湯ということがある。
転炉１は、装入された溶銑２に対して当該溶銑２の上方側から酸素を吹きつけ、且つ、底部３からガスを吹き込むことができる上底吹き転炉である。この上底吹き転炉１には、酸素を吹くための上吹きランス４が炉口５を介して挿入可能に設けられ、底部３から不活性ガスを吹き込む羽口６が設けられている。また、この上底吹き転炉１には、溶鋼を出鋼する出鋼口７が設けられ、上方から副原料等を投入するホッパー８が設けられている。  この転炉１では、当該転炉１内に溶銑２を装入し、転炉１の炉口５へ上吹きランス４を挿入した後に、この上吹きランス４から溶銑２に向けて酸素ガスを吹き付けると共に、底部３の羽口６からガスを吹き込んで溶銑２を攪拌しながら吹錬を行うことができる。
【００１６】
以下、本発明の一般銑を用いた極低炭素鋼の転炉吹錬方法について説明する。
本発明の転炉吹錬は、［Ｃ］＝０．０１０質量％以下の極低炭素鋼を製造するために行う吹錬である。極低炭素鋼の製造では、二次精錬（真空脱ガス、ＲＨ）によっても、溶鋼の脱炭処理を行うため、二次精錬の脱炭処理も考慮して、転炉１での吹錬終了時の［Ｃ］は、当該鋼種の上限値に０．０２５質量％を加えた値（鋼種の上限値＋０．０２５）としている。即ち、転炉吹錬においては、二次精錬における脱炭処理の脱炭能力が、０．０２５〜０．０２８質量％であるため、この下限値（０．０２５質量％）を加味している。
【００１７】
また、この転炉吹錬方法では、［Ｐ］の上限値が０．０３０質量％以下の極低炭素鋼を対象としている。
なお、このような極低炭素鋼を製造するにあたり、操業や装置等の様々な問題から二次精錬では脱りん処理を行うことができないのが実情である。そのため、極低炭素鋼の製造における脱りん処理は、転炉１のみで行うこととしている。即ち、転炉吹錬においては、製造する鋼種の［Ｐ］の規格上限値以下となるように、脱りん処理を行うものとしている。ただし、［Ｐ］の規格上限値が０．０１０質量％以下のような極低りん鋼は、一般銑を用いては工業的に製造するのが困難であるため、本発明では対象としていない。
【００１８】
転炉１に装入する溶銑２は、［Ｐ］が０．０６質量％以上のものであって、高炉から出銑した溶銑に対して脱りん処理を行わない溶銑、即ち、一般銑（普通銑とも言う）である。通常、一般銑では、［Ｐ］は０．０９０〜０．１２０質量％である。なお、実操業においては、混銑車で脱りん処理を行い、その際に余分に余った脱りん銑を一般銑と合わせて転炉１に装入する場合がある。この場合は、通常、溶銑２の［Ｐ］は、０．０６０〜０．０９０質量％となるため、脱りん銑と一般銑とを合わせて転炉１に装入する溶銑２、即ち、合わせ湯も対象としている。上述した一般銑と合わせ湯をまとめて、以降、一般銑と表現する。
【００１９】
上述したように、本発明の転炉吹錬方法では、［Ｃ］＝０．０１０質量％以下、且つ、［Ｐ］＝０．０３０質量％以下となる鋼種を吹錬するに際し、まず、上底吹きの転炉１に［Ｐ］＝０．０６質量％以上の一般銑（一般銑又は合わせ湯）を装入する。そして、上吹きランス４から溶銑２に対して酸素（酸素ガス）を吹き付けると共に、底部３の羽口６から不活性ガスを吹き込んで吹錬を行う。
図２に示すように、上吹きランス４から酸素を吹き付ける上吹きでは、吹錬時間の全期間に対して、第１上吹き区間Ａと、第２上吹き区間Ｂとの２つの区間に分けて吹錬を行っている。また、羽口６から不活性ガスを溶銑２に吹き込む底吹きでは、吹錬時間の全期間に対して、第１底吹き区間Ｃと、第２底吹き区間Ｄとの２つの区間に分けて吹錬を行っている。
［上吹きについて］
図２に示すように、上吹きにおいては、吹錬時間の全期間（０〜１００％）のうち、吹錬開始から４０％〜６０％の時間が経過する第１上吹き区間Ａでは、式（１）を満たすように酸素を吹き、第１上吹き区間Ａの経過後から吹錬を終了させるまでの第２上吹き区間Ｂでは、式（２）を満たすように酸素を吹いている。
【００２０】
なお、図２では、第１上吹き区間Ａのうち吹錬開始から４０％の時間が経過する第１上吹き区間Ａ１を実線で示し、この第１上吹き区間Ａ１終了後の第２上吹き区間Ｂ１を実線で示している。同図破線に示すように、転炉吹錬では、第１上吹き区間Ａは、吹錬開始から６０％経過するまで延長可能である。
【００２１】
【数３】
0005265243.tif 000003
【００２２】
式（１）及び式（２）において、Ｌは、吹錬時、即ち、上吹きランス４から溶銑２に向けて酸素を吹き込んだ際の溶湯の凹み深さであり、Ｌ0は、非吹錬時、即ち、上吹きランス４から溶湯に向けて酸素を吹き込んでない状態での浴深さである。溶湯の凹み深さＬと、上吹きランス４から酸素を吹き込んだ際の酸素流量との関係は、式（３）で求められる。この式（３）は、「鉄冶金反応工学」［改訂新版］２版  瀬川清著  日刊工業新聞刊９４頁（５．５）に記載されている一般的な式である。
【００２３】
【数４】
0005265243.tif 000004
【００２４】
なお、式（３）で示されるノズル係数ｋは、特許第２７３６５５５号公報の図１０を用いて上吹きランス４のノズル孔角度と、ノズル孔数との関係から求めた。ただし、５孔のノズル係数ｋは、特許第２７３６５５５号公報の図１０の４孔と６孔の線の中間値を採用した。Ｌ0は、特公平４−８１７３４等に開示されたマイクロ波レベル計を用いて、空炉での炉底高さ及び溶銑２装入後の湯面高さを測定して、その差で浴深さを求めた。
図２に示すように、第１上吹き区間Ａにおいては、第２上吹き区間Ｂに比べ、Ｌ／Ｌ0が小さいソフトブローにすることによって、スラグＳに十分に酸素を供給してスラグＳの酸化度を高め、主にスラグＳによる脱りん反応を促進している。以降、説明の便宜上、第１上吹き区間Ａのことをソフトブロー区間ということがある。
【００２５】
ここで、吹錬開始から４０％に達する前にソフトブローを停止するとスラグＳに酸素が十分に供給されずにスラグＳの酸化度が不十分となる。その結果、スラグＳによる脱りん反応が促進されなくなり、所望の［Ｐ］を達成することができない。言い換えれば、ソフトブローを吹錬開始から４０％に達する前に終了してしまうと、上述したように、スラグＳの酸化度の低下を招いて、溶湯の脱りん濃度を低下させることができない。
吹錬開始から６０％を超えてソフトブローを継続して当該ソフトブローを長くしてしまうと、スラグＳに酸素が供給されるばかりで、溶湯内への酸素の供給が不十分となるため、溶湯中の酸素による脱炭反応が促進されなくなり、所望の［Ｃ］を達成することができない。
【００２６】
式（１）によって第１上吹き区間Ａ（ソフトブロー区間）での上吹きの強さを規定している。ソフトブロー区間において、Ｌ／Ｌ0が０．２１未満であって、式（１）を満たさない場合は、上吹きの強さが弱過ぎるため、溶湯の攪拌が不十分であり、且つ、溶湯に酸素が十分に供給されない。その結果、所望の［Ｐ］及び［Ｃ］を達成することができない。
また、ソフトブロー区間において、Ｌ／Ｌ0が０．２４を超えて、式（１）を満たさない場合は、上吹きの強さが強過ぎるため、溶湯の攪拌が過剰となり、且つ、溶湯に酸素が供給されるばかりでスラグＳに酸素が十分に供給されない。その結果、所望の［Ｐ］を達成することができない。
【００２７】
したがって、ソフトブロー区間（第１上吹き区間Ａ）において、上吹きの強さは式（１）を満たすようにすることが必要である。上吹きの強さは、溶湯の凹み深さＬの調整により制御しており、当該溶湯の凹み深さＬの調整は、上吹きランス４の酸素流量の増減、ランス高さの変更で行う。なお、溶湯の凹み深さＬの調整にあたっては、上吹きランス４の酸素流量の増減とランス高さの変更との両方を行ってもよいし、いずれか一方で行ってもよい。
図２に示すように、第２上吹き区間Ｂにおいては、第１上吹き区間Ａに比べ、Ｌ／Ｌ0が大きいハードブローにすることによって、溶湯に十分に酸素を供給することで、主に脱炭反応を促進している。以降、説明の便宜上、第２上吹き区間Ｂのことをハードブロー区間ということがある。
【００２８】
ここで、吹錬開始から４０％に達する前にソフトブローを停止してハードブローを開始してしまうと、脱りん処理が十分に促進されないうちに脱炭処理が開始されることになる。
上吹きにおいて、吹錬開始から６０％を超えてソフトブローを長く継続した後に遅いタイミングでハードブローの開始をすると、溶湯への酸素の不十分で脱炭処理が遅れるということになり、結果的に、所望の［Ｃ］を達成することができない。
式（２）によって第２上吹き区間Ｂ（ハードブロー区間）での上吹きの強さを規定している。ハードブロー区間において、Ｌ／Ｌ0が０．２６未満であって、式（２）を満たさない場合は、上吹きの強さが弱過ぎるため、溶湯の攪拌が不十分であり、且つ、溶湯に酸素が十分に供給されない。その結果、所望の［Ｐ］及び［Ｃ］を達成することができない。
【００２９】
また、ハードブロー区間において、Ｌ／Ｌ0が０．２８を超えて、式（２）を満たさない場合は、上吹きの強さが強過ぎるため、溶湯の攪拌が過剰となり、且つ、溶湯に酸素が供給されるばかりでスラグＳに酸素が十分に供給されない。その結果、所望の［Ｐ］を達成することができない。
以上のように、上吹きによる吹錬においては、脱りん処理と脱炭処理とのバランスを考慮すると、ソフトブローは吹錬開始から４０％〜６０％の範囲であることが必要であり、ハードブローは、ソフトブロー後に引き続いて行うことが必要である。
【００３０】
さらに、ソフトブロー区間（第１上吹き区間Ａ）では式（１）を満たすように、酸素を吹き込み、ハードブロー区間では式（２）を満たすように酸素を吹く必要がある。
［底吹きについて］
図２に示すように、底吹きにおいては、吹錬時間の全期間のうち、吹錬開始から８５％〜９５％の時間が経過する第１底吹き区間Ｃでは、０．０２〜０．０４Ｎｍ3／分／ｔｏｎ且つ０．０１７〜０．０３０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように底吹きガスを吹いている。  また、第１底吹き区間Ｃの経過後から吹錬を終了させるまでの第２底吹き区間Ｄでは、０．０８〜０．１１Ｎｍ3／分／ｔｏｎ且つ０．０６０〜０．０８０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように底吹きガスを吹いている。本発明では、底吹きのガスの設定にあたっては、上述したように、１分当たりの原単位と、羽口６の開口面積当たりの流量とによって規定している。
【００３１】
なお、図２では、第１底吹き区間Ｃのうち吹錬開始から８５％の時間が経過する第１底吹き区間Ｃ１を実線で示し、この第１底吹き区間Ｃ１終了後の第２底吹き区間Ｄ１を実線で示している。同図破線に示すように、転炉吹錬では、第１底吹き区間Ｃは、吹錬開始から９５％経過するまで延長可能である。本発明では、底吹きのガスの設定にあたっては、上述したように、１分当たりの原単位と、羽口６の開口面積当たりの流量とによって規定している。
図２に示すように、第１底吹き区間Ｃにおいては、第２底吹き区間Ｄに比べ、ガス流量が少なくして溶湯の攪拌を弱く（弱攪拌）することによって、スラグＳの酸化度の維持して、主にスラグＳによる脱りん反応を促進している。以降、説明の便宜上、第１底吹き区間Ｃのことを弱攪拌区間ということがある。
【００３２】
ここで、吹錬開始から８５％に達する前に底吹きを強くして、弱攪拌の期間を吹錬開始から短くしてしまうと、強攪拌によりスラグＳの酸化度が低下して、その結果、所望の［Ｐ］を達成することができない。
底吹きにおいて、吹錬開始から９５％を超えて弱攪拌を長くすると、スラグＳの酸化度が高まり過ぎ、溶湯（溶鋼）の出鋼後の再酸化の原因となって非金属介在物の生成を招来してしまい、品質に悪影響を及ぼす。
弱攪拌区間（第１底吹き区間Ｃ）において、底吹きのガスは、０．０２〜０．０４Ｎｍ3／分／ｔｏｎを満たすように吹いている。ここで、０．０２Ｎｍ3／分／ｔｏｎ未満では、攪拌が弱過ぎるため、脱炭反応が遅くなり、［Ｃ］が下がらず、所望の［Ｃ］を達成することができない。また、０．０４Ｎｍ3／分／ｔｏｎよりも超えると、攪拌が強過ぎるため、スラグＳの酸化度が低下し、［Ｐ］が下がらず、所望の［Ｐ］を達成することができない。
【００３３】
第１底吹き区間Ｃにおいて、底吹きのガスは、０．０１７〜０．０３０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように吹いている。ここで、０．０１７Ｎｍ3／分／ｍｍ2未満では、攪拌が弱過ぎるため、脱炭反応が遅くなり、脱炭反応が遅くなり、［Ｃ］が下がらない。０．０３０Ｎｍ3／分／ｍｍ2よりも超えると、スラグＳの酸化度が低下するため、［Ｐ］が下がらない。
第２底吹き区間Ｄにおいては、第１底吹き区間Ｃに比べ、ガス流量を多くして溶湯の攪拌を強くすることによって、上吹きによる溶湯への酸素の供給効率を高めると共に、スラグＳの酸化度の過大な上昇を防ぎ、主に、溶湯の脱炭反応を促進している。以降、説明の便宜上、第２底吹き区間Ｄのことを強攪拌区間ということがある。
【００３４】
ここで、底吹きにおいて、吹錬開始から８５％に達する前に底吹きを強くし、強攪拌を早く始めてしまうと、スラグＳの酸化度が低下して、その結果、所望の［Ｐ］を達成することができない。また、底吹きにおいて、吹錬開始から９５％を超えて弱攪拌を継続した後に、遅いタイミングで強攪拌の開始をすると、脱炭処理が遅れるということになり、結果的に、所望の［Ｃ］を達成することができない。スラグＳの酸化度が高まり過ぎ、出鋼後溶鋼の再酸化の原因となって非金属介在物の生成を招来してしまい、品質に悪影響を及ぼす。
【００３５】
強攪拌区間（第２底吹き区間Ｄ）において、底吹きのガスは、０．０８〜０．１１Ｎｍ3／分／ｔｏｎを満たすように吹いている。ここで、０．０８Ｎｍ3／分／ｔｏｎ未満では、攪拌が弱過ぎるため、脱炭反応が遅くなり、［Ｃ］が下がらず、所望の［Ｃ］を達成することができない。また、０．１１Ｎｍ3／分／ｔｏｎよりも超えると、攪拌が強過ぎるため、スラグＳの酸化度が低下し、［Ｐ］が下がらず、所望の［Ｐ］を達成することができない。
第２底吹き区間Ｄにおいて、底吹きのガスは、０．０６０〜０．０８０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように吹いている。ここで、０．０６０Ｎｍ3／分／ｍｍ2未満では、攪拌が弱過ぎるため、脱炭反応が遅くなり、［Ｃ］が下がらない。０．０８０Ｎｍ3／分／ｍｍ2よりも超えると、スラグＳの酸化度が低下するため、［Ｐ］が下がらない。
【００３６】
以上のように、底吹きによる吹錬においては、脱りん処理と脱炭処理とのバランスを考慮すると、弱攪拌区間（第１底吹き区間Ｃ）は吹錬開始から８５％〜９５％の範囲であることが必要であり、強攪拌区間（第２底吹き区間Ｄ）は、弱攪拌後に引き続いて行うことが必要である。
また、第１底吹き区間Ｃでは、０．０２〜０．０４Ｎｍ3／分／ｔｏｎ且つ０．０１７〜０．０３０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように底吹きガスを吹く必要がある。第２底吹き区間Ｄでは、０．０８〜０．１１Ｎｍ3／分／ｔｏｎ且つ０．０６０〜０．０８０Ｎｍ3／分／ｍｍ2を満たすように底吹きガスを吹く必要がある。
【００３７】
表１は、転炉１にて吹錬を行った後、二次精錬及び連続鋳造装置の下工程にて極低炭素鋼を製造した実施条件を示している。表２は、表１の実施条件に基づき、本発明の一般銑を用いた極低炭素鋼の転炉吹錬方法によって吹錬を行った実施例をまとめたものである。また、表３〜表７は、表１の実施条件に基づき、本発明の一般銑を用いた極低炭素鋼の転炉吹錬方法とは異なる吹錬を行った比較例をまとめたものである。
【００３８】
【表１】
0005265243.tif 000005
【００３９】
実施条件について詳しく説明する。
表１に示すように、転炉吹錬は、２５０ｔｏｎクラスの転炉１にて行った。上吹きにおいては、孔数及び直径が異なるノズルａとノズルｂとの２種類のノズルを用いた。底吹きにおいては、羽口６はガスを吹き込む吹き込み口（開口部分）がリング状となる一層環状管とした。また、羽口６は、その開口面積が異なるものを２種類を用いた。転炉１に装入した溶銑２は、［Ｐ］の規格範囲が異なる溶銑（一般銑のみ）と溶銑（合わせ湯）との２種類を用いた。製造する鋼種は、鋼種ａ、鋼種ｂ、鋼種ｃの３種類とした。なお、表２〜表７において、鋼種ａ〜鋼種ｃの［Ｃ］の上限は、表１の規格上限に０．０２５質量％を加算した値を示している。［Ｐ］の規格上限値については、０．０２０質量％、０．０２５質量％、０．０３０質量％の３種類とした。転炉１における上底吹き吹錬以外であって、副原料制御、スタティック制御及びダイナミック制御は、当業者常法の方法に基づいて行った。
【００４０】
また、転炉１の出鋼後の溶鋼処理（二次精錬処理）も、極低炭素鋼に対応する方法で通常通りＲＨ処理（真空脱ガス処理）を行った。二次精錬後は、極低炭素鋼に対応する方法で通常通り連続鋳造装置にて鋳造を実施した。
【００４１】
【表２】
0005265243.tif 000006
【００４２】
【表３】
0005265243.tif 000007
【００４３】
【表４】
0005265243.tif 000008
【００４４】
表２〜表４の実施条件の欄は、表１に示したノズルの種類、羽口６の種類、溶銑２の種類、鋼種の種類及び開口面積等を記号や数値により各実験番号毎に示したものである。
表２〜表４の実施例及び比較例では、転炉吹錬終了後における［Ｃ］、［Ｐ］の実績値が予め定めた上限値以下であるか評価すると共に、スラグＳ内の（Ｔ．Ｆｅ）について吹錬終了後に採取したサンプルを分析して、（Ｔ．Ｆｅ）が極低炭素鋼の品質上の制約から上限値以下になっているか否かを評価した。
極低炭素鋼において、例えば、特開平２−３０７１１号公報に示すように、品質上の制約から二次精錬後のスラグＳ内の（Ｔ．Ｆｅ）は５質量％以下にする必要があるのが一般的である。通常、二次精錬では、（Ｔ．Ｆｅ）の低減量は１０〜１５質量％であるため、転炉吹錬後のスラグＳ内のＴ．Ｆｅは、二次精錬の下限値（１０質量％）を加味して、１５質量％以下にする必要がある。このため、実験の評価では、転炉吹錬後のスラグＳ内の（Ｔ．Ｆｅ）が１５質量％以下のものを良好「○」とした。
【００４５】
表２に示すように、実施例の実験番号１〜実験番号１８では、本発明の転炉吹錬時の全ての条件を満たしていれば、［Ｃ］の上限値、［Ｐ］の規格上限値の両方を満たすことができる（表２、［Ｃ］及び［Ｐ］の評価「○」）と共に、（Ｔ．Ｆｅ）を１５質量％以下にすることができた（表２、Ｔ．Ｆｅの評価「○」）。
表３に示すように、比較例の実験番号１９〜実験番号２３では、上吹きにおいて、ソフトブロー区間とハーブローの区間とのいずれも本発明の区間（時間割合）を満たしていないと共に、上吹きの酸素の条件（Ｌ／Ｌ0）も本発明の数値を満たしていない。
【００４６】
これに加え、比較例の実験番号１９〜実験番号２３では、底吹きも、弱攪拌区間と強攪拌区間とのいずれも本発明の区間（時間割合）を満たしていないと共に、底吹きガスの条件も本発明の数値を満たしていない。その結果、転炉吹錬終了後における［Ｃ］の上限値、（Ｔ．Ｆｅ）の上限値を満たすことができないと共に、比較例の実験番号１９を除いて［Ｐ］の規格上限値を満たすことはできなかった（表３、各種表等の欄「×」）。
比較例の実験番号２４〜実験番号２７では、上吹きにおける条件は本発明の数値を満たしているものの、底吹きにおいては、弱攪拌区間と強攪拌区間とのいずれも本発明の数値を満たしていない。その結果、［Ｃ］の上限値、［Ｐ］の規格上限値、（Ｔ．Ｆｅ）の上限値の少なくともいずれか１つが外れるという結果となった表３、各種表等の欄「×」）。
【００４７】
比較例の実験番号２８〜実験番号３１では、底吹きにおける条件は本発明の数値を満たしているものの、上吹きにおいては、ソフトブロー区間とハードブロー区間とのいずれも本発明の数値を満たしていない。その結果、［Ｃ］の上限値、［Ｐ］の規格上限値、（Ｔ．Ｆｅ）の上限値の少なくともいずれか１つが外れるという結果となった。
表４に示すように、比較例の実験番号３２〜実験番号５１では、上吹きにおける条件は本発明の数値を満たしているものの、底吹きにおいては、弱攪拌区間の時間割合、強攪拌区間の時間割合、弱攪拌区間の流量原単位、強攪拌区間の流量原単位、弱攪拌区間の開口面積当たりの流量、強攪拌区間の開口面積当たりの流量の少なくともいずれか１つが本発明の数値を満たしていない。その結果、［Ｃ］の上限値、［Ｐ］の規格上限値、（Ｔ．Ｆｅ）の上限値の少なくともいずれか１つが外れるという結果となった（表４、各種表等の欄「×」）。
【００４８】
比較例の実験番号５２〜実験番号６３では、底吹きにおける条件は本発明の数値を満たしているものの、上吹きにおいては、ソフトブローの時間割合、ハードブローの時間割合、ソフトブローのＬ／Ｌ0、ハードブローのＬ／Ｌ0少なくともいずれか１つが本発明の数値を満たしていない。その結果、［Ｃ］の上限値、［Ｐ］の規格上限値、（Ｔ．Ｆｅ）の上限値の少なくともいずれか１つが外れるという結果となった（表４、各種表等の欄「×」）。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】転炉の全体側面図である。
【図２】吹錬の状況を示した図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  転炉
Ａ  第１上吹き区間
Ｂ  第２上吹き区間
Ｃ  第１底吹き区間
Ｄ  第２底吹き区間
【図１】
0005265243.tif 000010
【図２】
0005265243.tif 000011