(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉形式の炉を用いて溶銑に酸素源を供給しながら脱燐処理を行う際に、螢石に代表されるハロゲン化物を用いることなしに、使用する生石灰の７５質量％以上を粉体状にして、気体酸素源とともに上吹きランスから溶銑浴面に吹き付けるとともに、脱燐処理後のスラグのＣａＯとＳｉＯ2との質量含有率の比により定義される塩基度を２．３以上３．５以下に、かつＡｌ2Ｏ3含有率を５質量％以上１０質量％以下に制御することを特徴とする脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率が２．５質量％以下の溶銑脱燐スラグの製造方法。
【請求項２】
使用する生石灰のうち、粒径が５ｍｍ以上の塊状生石灰の使用原単位が脱燐処理前の溶銑１トン（ｔ）当たり５．２ｋｇ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率が２．５質量％以下の溶銑脱燐スラグの製造方法。
【請求項３】
前記溶銑の脱燐処理に使用するＡｌ2Ｏ3源として、ＳｉＣを２質量％以上含有するＡｌ2Ｏ3含有の廃耐火物を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率が２．５質量％以下の溶銑脱燐スラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑予備処理として行なわれる脱燐処理時に、フッ素を含まない媒溶剤を使用し、溶銑脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ（以下、「フリーＣａＯ」とも称する）量を、路盤材として再利用可能な量にまで安定して低減する溶銑脱燐スラグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の鋼材に対する品質要求の高度化に対応するため、転炉を用いて脱炭と脱燐とを同時に行っていた従来の製鋼精錬方法に代わり、最近では、燐を溶銑段階で事前に除去する予備脱燐処理が広く行なわれており、特に転炉を用いた溶銑予備脱燐が主流となっている。
【０００３】
さらに近年では、フッ素が環境に及ぼす影響を考慮し、溶銑の脱燐処理におけるフッ素含有物の使用を極力削減することが求められている。
【０００４】
フッ素含有物を極力削減した溶銑予備脱燐において、脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ（フリーＣａＯ）量を、路盤材として再利用可能な量にまで安定して低減する技術としては、いくつかの方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、上底吹き機能を有する精錬炉を用いた溶銑脱燐処理において、石灰と酸素及び／又は酸化鉄の量を調整して、スラグ塩基度を０．８〜１．８、スラグ中Ｔ．Ｆｅを８〜１９質量％とし、１０ｍｍ以上の塊状石灰源の原単位を１０ｋｇ／ｔ以下とする溶銑脱燐方法が開示されている。この方法では、スラグ塩基度を０．８〜１．８とすること、また、塊状石灰源以外の石灰源を１ｍｍ以下の粉体で上吹きランスから吹き付けることにより、未滓化石灰（すなわち、遊離ＣａＯ）量の低減を図ることができるとされている。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された方法では、スラグ塩基度が低いため、（ａ）添加する酸化鉄量が少ない場合には脱燐率が低下する、（ｂ）脱燐処理前の溶銑中Ｓｉ濃度が高く、スラグ量が多い場合には転炉からのスラグの流出（スロッピング）が発生する可能性が高い、といった問題がある。
【０００７】
また、特許文献２には、転炉型反応容器に収容された溶銑に対して塊状の生石灰源の投入と併用して、上吹きランスより予め決められた量の酸化カルシウム粉を、溶銑１ｔ当たり０．５〜２．０Ｎｍ3／ｍｉｎの酸素とともに吹き付け、かつ、炉底または側壁から溶銑１ｔ当たり０．０５〜０．４０Ｎｍ3／ｍｉｎの攪拌用ガスを吹き込む溶銑予備処理方法が開示されている。この方法では、上記内容に加えてスラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率を５％以上とすることによりスラグの融点が低下し、さらに良好な効果が得られるとされている。
【０００８】
特許文献２に開示された方法においては、脱燐率が９０％以上の高脱燐率を必要とする処理では、塩基度を２．５程度にする必要があるとされており、この場合には、高塩基度化によりスラグ融点が大幅に上昇する。したがって、スラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率が５％以上であっても、例えば、脱燐反応に有効な約１３００℃の処理後温度となるように処理をした場合には、未滓化石灰量が高くなるおそれがあり、路盤材としての再利用に適さないスラグ組成になる可能性がある。
【０００９】
スラグ中のＡｌ2Ｏ3含有率を制御することにより未滓化石灰量（フリーＣａＯ量）を低減する方法としては、特許文献３に下記の方法が開示されている。すなわち、溶銑の脱炭吹錬を行うに際して、螢石などのハロゲン化物を使用せず、スラグ塩基度を３．０以上４．０以下の範囲とし、Ａｌ2Ｏ3源を添加して最終スラグのＡｌ2Ｏ3含有率を３．５％以上とする溶鋼の精錬方法である。この方法は、塩基度が３．０以上４．０以下の高塩基度条件下において最適なＡｌ2Ｏ3含有率を調査し、これを規定したものである。しかし、同文献に開示された方法は、脱燐溶銑の脱炭吹錬に関する技術であり、高塩基度で溶銑脱燐を行う際のＡｌ2Ｏ3含有率の影響を調査した例は報告されていない。
【００１０】
さらに、特許文献４には、転炉形式の炉に収容された溶銑に対して、上吹きランスよりＣａＯ粉とこのＣａＯ粉に対し、２０質量％を超え５０質量％以下のＡｌ2Ｏ3粉を含有する混合粉を、溶銑浴面に吹き付けて脱燐処理を行う方法が開示されている。この方法においては、Ａｌ2Ｏ3がＣａＯの融点を低下させる融点降下剤として作用し、スラグの溶融を促進してフリーＣａＯ量を低減するとされている。
【００１１】
しかし、Ａｌ2Ｏ3粉を混合したＣａＯ粉を溶銑に吹き付ける際の課題として、粉体輸送配管などの磨耗が挙げられる。Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）は、酸化物中で最も硬度が高い物質であることから、このアルミナ粉体を気体輸送した場合には、粉体輸送ラインの配管やフレキシブルホースの摩耗が速まり、配管系統に破れが発生しやすくなることが容易に予測できる。また、アルミナ粉体と鉄製配管との衝突や、アルミナ粉体による鉄製配管の摩擦により発生した微細な鉄粉が輸送配管内や上吹きランス内において酸素と反応した場合には、配管やランスが異常燃焼するおそれもあり、防災上の観点からも好ましくない。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−１０５５２６号公報（特許請求の範囲および段落［０００９］）
【特許文献２】特開２０００−７３１１２号公報（特許請求の範囲および段落［００１４］〜［００１６］）
【特許文献３】特開２００１−２２０６２１号公報（特許請求の範囲および段落［０００７］）
【特許文献４】特開２０００−３４５２２６号公報（特許請求の範囲および段落［００１３］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
近年の環境に対する負荷低減の要請に応えながら製品中の低燐化を図るためには、フッソ含有物の使用を避けながら、高い脱燐効率を達成しなくてはならない。さらに、産業廃棄物の削減の面からは、脱燐処理により発生したスラグは全て再利用することが求められる。しかしながら、従来の技術には下記の問題があった。すなわち、（１）スラグの塩基度が低いため、脱燐率が低下したり、スロッピングが発生したりする場合がある、（２）スラグの融点降下を目的としたＡｌ2Ｏ3含有率の上昇は、高塩基度下での溶銑脱燐処理ではスラグの融点を上昇させ、未滓化石灰量を増加させて再利用に適さないスラグ組成に至らしめることがある、（３）ＣａＯ粉と適量のＡｌ2Ｏ3粉との混合粉を溶銑浴面に吹き付けることにより、フリーＣａＯ量を低減できるが、この方法では、粉体輸送配管が摩耗破損しやすい、などである。
【００１４】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、フッ素を含まない媒溶剤を使用する溶銑の脱燐処理プロセスにおいて、効率的な脱燐処理を確保しつつ、路盤材化の可能な脱燐スラグを安定して得ることのできる溶銑脱燐スラグの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記の従来技術の課題を解決し、高い溶銑脱燐能力と安定した連続操業性を保ちながら、脱燐処理後のスラグを安定して路盤材化可能な溶銑脱燐スラグの製造条件について検討を行い、下記の（ａ）〜（ｃ）の知見を得て、本発明を完成させた。
【００１６】
（ａ）スラグの路盤材化のために必要なスラグ成分組成
スラグを路盤材化するためには、スラグの水浸膨張率は１．０％以下に抑える必要がある。そこで、この値を満足するためのスラグ成分組成について調査を行った。
【００１７】
図１は、スラグの水浸膨張率に及ぼすスラグ中の遊離ＣａＯ含有率の影響を示す図である。同図において、水浸膨張率とは、突固めた路盤用製鋼スラグを８０℃の温水に浸漬し、その膨張安定性を試験した結果である。供試体をモールドで内径１５０ｍｍ×高さ１２５ｍｍに突固め、８０℃の温水に６時間保持し、養生装置内で放冷する。この操作を１回／日の割合で、１０日間繰り返し、ダイヤルゲージによる膨張量の測定結果から膨張率（％）を算出する。
【００１８】
同図に示された関係から、スラグの水浸膨張率を１．０％以下とするためには、スラグ中の遊離ＣａＯ含有率を２．５質量％以下とする必要のあることがわかった。スラグの水浸膨張率のバラツキを考慮すれば、スラグ中の遊離ＣａＯ含有率は１．５質量％以下とすることが好ましい。
【００１９】
（ｂ）高い脱燐能力と安定した連続操業性を具備するためのスラグ成分組成など
（ｂ）−１．スラグ塩基度の適正化
フッソ含有物を使用しない脱燐精錬において、高い脱燐能力および安定した連続操業性を兼ね備えた操業を行うためには、スラグ塩基度を２．３以上とする必要がある。
【００２０】
塩基度を低下させて、スラグの融点を下げる方法において、脱燐処理に添加される鉄鉱石やミルスケールなどの酸化鉄の量が少ない場合には、処理後の温度が高くなった場合などに、脱燐不良が発生する可能性が高い。脱燐処理後の溶銑中の燐含有率を安定して０．０２０質量％以下にするためには、スラグ塩基度は２．５を超えて高くすることが好ましい。
【００２１】
また、処理前の溶銑中Ｓｉ含有率が高い場合には、生成するスラグ量が多く、スラグが泡立ちやすい状態となるため、炉外へのスラグの流出（スロッピング）が発生しやすくなる。したがって、操業安定性の面で問題がある。
【００２２】
（ｂ）−２．粉体状生石灰の吹き付け、およびスラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率の適正化
このように塩基度の高いスラグの融点を、螢石などのハロゲン化物を使用せずに低下させるためには、スラグ中の酸化鉄含有率を高めることが有効であるが、スラグ中の酸化鉄含有率を高めるのにも限界がある。脱燐工程においては、溶銑中の炭素含有率は一般的に３〜４質量％程度である。このため、吹錬中のスラグ中酸化鉄含有率を高めることはできても、吹錬終了から出湯までの間に、酸化鉄は、溶銑中の炭素により還元され、スラグの排出段階では、スラグ中の酸化鉄含有率は低下し、スラグの融点が上昇する。
【００２３】
そこで、酸化鉄含有率以外の成分組成を調整してスラグの融点を低下させるべく、種々の検討を重ねた結果、使用する生石灰の７５質量％以上を粒子径が１５０μｍ以下の粉体状にして上吹きランスから溶銑に吹き付けるとともに、スラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率を５〜１０質量％とすることが、スラグの融点を低下させ、スラグ中の遊離ＣａＯ含有率の低減を図るための最良の方法であることが判明した。
【００２４】
（ｃ）スラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率調整のための好適Ａｌ2Ｏ3源
スラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率の調整には、低融点化合物であるＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3を含有する二次精錬後の取鍋スラグや、Ａｌ2Ｏ3を含有する廃耐火物を用いることが、スラグの溶融促進に効果的であり、スラグ中の遊離ＣａＯ量の低減に繋がる。とりわけ、Ａｌ2Ｏ3を含有する不定形の廃耐火物中には、ＳｉＣが２〜２５質量％程度含まれているので、スラグ中で酸素と反応して発熱し、単に、安価なＡｌ2Ｏ3源としての使用効果以上に、スラグ中遊離ＣａＯ含有率の低減効果を上げることができる。ここで、「不定形の廃耐火物」とは、粒状もしくは粉状の耐火物の廃材または液体の媒体により流動状態とされた耐火物の廃材を意味する。また、耐火物の廃材には、煉瓦屑や破砕されたキャスタブル耐火物などが含まれる。
【００２５】
本発明は上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は下記の（１）〜（３）に示される溶銑脱燐スラグの製造方法にある。
【００２６】
（１）転炉形式の炉を用いて溶銑に酸素源を供給しながら脱燐処理を行う際に、螢石に代表されるハロゲン化物を用いることなしに、使用する生石灰の７５質量％以上を粉体状にして、気体酸素源とともに上吹きランスから溶銑浴面に吹き付けるとともに、脱燐処理後のスラグのＣａＯとＳｉＯ2との質量含有率の比により定義される塩基度を２．３以上３．５以下に、かつＡｌ2Ｏ3含有率を５質量％以上１０質量％以下に制御することを特徴とする脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率が２．５質量％以下の溶銑脱燐スラグの製造方法。
【００２７】
（２）使用する生石灰のうち、粒径が５ｍｍ以上の塊状生石灰の使用原単位が脱燐処理前の溶銑１トン（ｔ）当たり５．２ｋｇ以下であることを特徴とする、前記（１）に記載の脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率が２．５質量％以下の溶銑脱燐スラグの製造方法。
【００２８】
（３）前記溶銑の脱燐処理に使用するＡｌ2Ｏ3源として、ＳｉＣを２質量％以上含有するＡｌ2Ｏ3含有の廃耐火物を用いることを特徴とする、前記（１）または（２）に記載の脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率が２．５質量％以下の溶銑脱燐スラグの製造方法。
【００２９】
本発明において、「転炉形式の炉」とは、転炉を含め、これに類似した形式の精錬炉を意味し、十分なフリーボードを有し、内部に収容した溶銑に対して、上吹き、底吹き、横吹きなどの方法により精錬ガスを供給して、溶銑を精錬することのできる炉をいう。
【００３０】
また、「酸素源」とは、酸素ガス、酸素含有ガス、酸化鉄などのような固体酸素、またはこれらの混合物を意味し、「気体酸素源」とは、酸素ガス、酸素含有ガス、またはこれらの混合物を意味する。
【００３１】
「使用する生石灰の７５質量％以上」とは、脱燐処理に使用する全装入生石灰の７５質量％以上であることを意味する。
【００３２】
「ハロゲン化物」とは、周期律表の７Ｂ族のフッ素、塩素、臭素、ヨウ素またはアスタチンとの化合物を意味する。
【００３３】
また、「螢石に代表されるハロゲン化物を用いることなしに」とは、「螢石に代表されるハロゲン化物の天然原料を、媒溶剤として新たに用いること無く」という意味である。脱燐処理時に副原料の一部として用いられることがある転炉スラグや取鍋スラグから、螢石の主成分であるＣａＦ2が転炉形式の炉内に混入してしまうことを排除するものではない。
【００３４】
さらに、「粉体状」とは、粒子径が１５０μｍ以下の粒状物質の集合状態を意味する。
【００３５】
また、「塊状生石灰」とは、使用する生石灰のうちで転炉形式の炉の炉上に設置されたバンカーなどから炉内へ投入される生石灰を指し、サイズについては、粒径が５ｍｍ以上のものを意味する。粒径の上限は、操業上ハンドリング可能なサイズから定められるものであり、通常は４０ｍｍ程度以下である。
【００３６】
なお、以下の説明において、鋼もしくはスラグの成分組成、または粉体状生石灰の割合を表す「質量％」を単に「％」とも記載する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の溶銑脱燐スラグの製造方法によれば、溶銑の脱燐処理時に、螢石などのハロゲン化物を用いずに、使用する生石灰の７５％質量以上を粉体状にして、気体酸素源とともに上吹きランスから溶銑に吹き付けながら、脱燐処理後のスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）を２．３〜３．５に、かつスラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率を５〜１０％に制御することにより、効率的な脱燐処理を確保しつつ、脱燐後スラグの遊離ＣａＯ含有率を低減し、路盤材化の可能な脱燐スラグを安定して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】
【００３８】
以下に、前記のとおり本発明を規定した理由および好ましい態様について、さらに詳細に説明する。
【００３９】
１．スラグの塩基度
本発明は、前記のとおり、螢石に代表されるハロゲン化物を用いることなしに、脱燐処理を行い、遊離ＣａＯ含有率の低い脱燐スラグを製造する。まず、溶銑中Ｓｉ含有率の値に応じて、スラグ中のＣａＯとＳｉＯ2との質量含有率の比により定義される塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）が２．３〜３．５の範囲となるように生石灰源を装入する。
【００４０】
スラグの塩基度が２．３未満の場合には、スラグの脱燐能力が低下し、安定した低燐溶銑が得られないばかりでなく、吹錬中にスラグの粘度が上昇することにより、スラグがフォーミングし、著しい場合には、炉外へスラグが溢れるスロッピングや、出湯中における炉口からのスラグの横溢などが発生する。したがって、スラグの塩基度は２．３以上とする必要がある。溶銑脱燐後の溶銑中燐（Ｐ）含有率を０．０２０％以下に安定して低減するためには、脱燐処理後の塩基度は２．５を超えて高くすることが好ましい。
【００４１】
また、塩基度が３．５を超えて高くなると、スラグ融点の上昇により、スラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率の制御だけでは遊離ＣａＯ含有率を低下させることができなくなり、水和によるスラグの膨張を抑制することができなくなる。上記の理由から、スラグ塩基度は、２．３以上３．５以下とする必要がある。
【００４２】
２．生石灰源の装入方法および粒子径
脱燐処理中の炉内温度が１５００℃程度以下の条件において、前記のような高塩基度のスラグを溶融させるためには、生石灰源の装入方法についての工夫が必要となる。
【００４３】
通常、副原料である生石灰源の装入方法としては、転炉炉上のバンカーから添加する方式がとられている。上吹きランスから、粒径が１５０μｍ以下に粉砕された粉体状の生石灰を酸素とともに溶銑浴面に吹き付ける方法を用いた場合には、２０００℃以上に達しているとされる酸素火点の高温領域に細粒の生石灰粉が直接供給されるため、反応効率が向上し、遊離ＣａＯ量を低減させることが可能である。
【００４４】
使用する生石灰の７５質量％以上を粒子径が１５０μｍ以下に粉砕された粉体状とする理由は下記のとおりである。すなわち、粒子径が１５０μｍを超える場合には、上吹き酸素と溶銑との反応部（火点）に生石灰粉を供給しても、火点における生石灰の滓化が十分に行われない場合があり、脱燐処理後のスラグ中遊離ＣａＯ含有率が２．５％を超えてしまうことがあった。また、粒子径を１５０μｍ以下とした生石灰粉を用いても、全使用生石灰量中の粉状生石灰量の比率が７５％未満では、同じく脱燐処理後のスラグ中遊離ＣａＯ含有率が２．５％を超えてしまうことがあったからである。
【００４５】
さらに、この粉体状生石灰の使用条件と処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率との関係は、脱燐処理に用いる塊状生石灰量が処理後スラグ中の遊離ＣａＯ含有率に及ぼす影響によって変化することが考えられる。そこで、本発明の効果確認試験において用いた塊状生石灰の使用データに基づき、粒径５ｍｍ以上の塊状生石灰使用量を脱燐処理前の炉内装入溶銑１ｔ当たり５．２ｋｇ以下と規定することにより、本発明の技術的範囲を一層明確化した。
【００４６】
３．スラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率、添加Ａｌ2Ｏ3源など
塩基度の高いスラグの溶融促進を目的として、融点降下作用を有するＡｌ2Ｏ3源を添加する。
【００４７】
スラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率の適正範囲は５〜１０％である。Ａｌ2Ｏ3含有率が５％未満の場合には、スラグの融点が低下しないことから、遊離ＣａＯ含有率が十分に低減されずにバラツキも増加する。また、同含有率が１０％を超えて高い場合には、スラグの粘度が大幅に上昇してスラグがフォーミングし、溶銑と酸素との反応で発生するＣＯガスがスラグから抜けにくくなるため、スロッピングなどの操業性の悪化を招くからである。
【００４８】
Ａｌ2Ｏ3源としては二次精錬後の低融点化合物ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3を含有する取鍋スラグや、Ａｌ2Ｏ3を含有する不定形の廃耐火物を用いることができる。このＡｌ2Ｏ3含有不定形廃耐火物としては、Ａｌ2Ｏ3系耐火物（例えば、Ａｌ2Ｏ3含有率：５０〜９８％程度、ＳｉＯ2含有率：１〜５０％程度の耐火物）、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＳｉＣ系耐火物（例えば、Ａｌ2Ｏ3含有率：５０〜８０％程度、ＳｉＯ2含有率：５〜３０％程度、ＳｉＣ含有率：２〜２５％程度の耐火物）などを用いることができる。
【００４９】
表１に、Ａｌ2Ｏ3源として用いる、取鍋スラグ、およびＳｉＣを２％以上含有するＡｌ2Ｏ3含有不定形廃耐火物の成分組成の例を示す。
【００５０】
【表１】
0005136980.tif 000002
【００５１】
Ａｌ2Ｏ3源の使用量としては、取鍋スラグは溶銑１ｔ当たり４〜７ｋｇを、また、Ａｌ2Ｏ3を含有する不定形廃耐火物は同１〜６ｋｇを使用して、スラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率を５〜１０％の範囲内に制御する必要がある。
【００５２】
上記のように、取鍋スラグを添加し，スラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率を５〜１０％の範囲内に制御することにより、スラグの融点が降下してスラグの溶融が促進されるので、高塩基度下での溶銑脱燐処理においても、遊離ＣａＯ含有率を２．５％以下とすることができる。さらに、ＳｉＣを２％以上含有するＡｌ2Ｏ3含有不定形廃耐火物を使用することにより、廃耐火物中に含まれるＳｉＣの発熱反応により溶融が一層促進され、遊離ＣａＯ含有率を一段と低い１．５％以下にまで低下させることができる。ここで、Ａｌ2Ｏ3を含有する不定形廃耐火物の粒度は細かいほど、スラグの滓化反応効率が向上するので、その粒子径は３ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。
【００５３】
取鍋スラグおよびＡｌ2Ｏ3含有不定形廃耐火物の装入タイミングは、全量を脱燐処理開始前（吹錬開始前）または脱燐処理の初期に一括装入することが好ましいが、一部を脱燐処理中期（吹錬中期）に装入しても本発明の効果は得られる。
【００５４】
上吹き酸素の流量は、溶銑１ｔ当たり１．４〜２．０Ｎｍ3／ｍｉｎ程度が好ましく、攪拌用の底吹き不活性ガスの流量は、溶銑１ｔ当たり０．０９〜０．３１Ｎｍ3／ｍｉｎ程度とすることが好ましい。ここで、上吹きする気体酸素源が、酸素と他のガスとの混合された酸素含有ガスの場合には、酸素ガスに換算した流量を溶銑１ｔ当たり１．４〜２．０Ｎｍ3／ｍｉｎ程度とすることが好ましい。
【実施例】
【００５５】
本発明の溶銑の脱燐方法の効果を確認するため、下記の脱燐試験を行い、その結果を評価した。
【００５６】
溶銑処理前の溶銑成分が、質量％で、Ｃ：４．２〜４．８％、Ｓｉ：０．２４〜０．４７％、Ｐ：０．０９６〜０．１２９％、Ｍｎ：０．１７〜０．３５％であり、脱燐処理前温度が１３３５〜１４１５℃の溶銑約２６４トン（ｔ）とスクラップ約２９tを上底吹き転炉に装入し、酸素ガスを、６孔ラバールノズルを備えた上吹きランスを通して、溶銑１ｔ当たり１．７１Ｎｍ3／ｍｉｎの流量で溶銑の浴面に吹き付けながら脱燐処理を行った。このとき、同時に底吹きガスとしてＮ2ガスを溶銑１ｔ当たり０．２０Ｎｍ3／ｍｉｎの流量で吹き込んだ。
【００５７】
表２に、溶銑温度、溶銑中Ｓｉ含有率、溶銑中Ｐ含有率、使用した生石灰の粉体比率、塊生石灰添加量、アルミナ源として添加した取鍋スラグ使用量原単位、ＳｉＣを２％以上含有するＡｌ2Ｏ3含有不定形廃耐火物の使用量原単位、脱燐処理後のスラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率、スラグ塩基度などの試験条件、ならびに、脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率、脱燐後の溶銑中Ｐ含有率および脱燐率といった試験結果を示した。
【００５８】
【表２】
0005136980.tif 000003
【００５９】
また、図１に、この試験で得られた脱燐処理後のスラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率とスラグ中の遊離ＣａＯ含有率との関係を示した。
【００６０】
試験番号１〜１０は、本発明で規定する使用生石灰中の粉体比率、スラグ塩基度、またはスラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率のうち、少なくとも１つの条件が満足されない比較例についての試験であり、試験番号１１〜１９は、本発明で規定する全ての条件を満足する本発明例についての試験である。
【００６１】
先ず、試験番号１〜４は、使用した生石灰の粉体状での供給比率が７５％未満であって、いずれもスラグ中の遊離ＣａＯ含有率が２．５質量％を超えていた。特に、試験番号３は、スラグの塩基度が２．４１と比較的に低く、かつ、スラグ中Ａｌ2Ｏ3質量含有率を５．４％に調整したにも関わらず、スラグ中の遊離ＣａＯ含有率が３．０質量％であった。一方、本発明例の試験番号１１では、スラグの塩基度が２．３２でスラグ中Ａｌ2Ｏ3質量含有率が５．１％と試験番号３に近い値に調整したが、使用した生石灰の粉体状での供給比率が７５％をわずかに超えていたために、スラグ中の遊離ＣａＯ含有率は２．４３質量％と、その目標値である２．５％を下回らせることができた。
【００６２】
上記の結果から、本願発明の基本的な目的であるスラグ中の遊離ＣａＯ含有率を低下させ、スラグの水浸膨張率を安定させて低い溶銑脱燐スラグを製造するためには、先ず、生石灰の粉体状での供給比率を７５％以上とすることが重要であることが分かる。
【００６３】
次に、試験番号１、４および５は、スラグの塩基度が２．３未満である。その結果、試験番号１および５では、脱燐処理後の溶銑中燐含有率がそれぞれ０．０２９％、０．０３０％と高くなった。試験を行った範囲内では、スラグの塩基度が２．３以上であった場合には、脱燐処理後の溶銑中燐含有率が０．０２３％を超えることはなかった。一方、試験番号９はスラグの塩基度が３．６０と高かったため、粉体比率を８８．５％とし、かつ、スラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率を５．１％に調整しても、スラグ中の遊離ＣａＯ含有率は６．５質量％と高かった。
【００６４】
したがって、本願発明の目的を達成するためには、脱燐処理後のスラグの塩基度は、２．３〜３．５の範囲とする必要のあることが理解される。
【００６５】
そして、試験番号１、２、４〜８および１０は、いずれも脱燐処理後のスラグ中Ａｌ2Ｏ3質量含有率が５．０％未満である。この中では、試験番号５を除き、スラグ中の遊離ＣａＯ含有率は２．５％を超えて高かった。ここで、試験番号５は、上述のように脱燐処理後のスラグの塩基度が低くて脱燐処理の目的を十分には果たせていない試験である。これらの結果から、脱燐処理後のスラグ中Ａｌ2Ｏ3質量含有率を５．０％以上とすることも、生石灰の粉体状での供給比率を７５％以上とし、かつ、脱燐処理後のスラグの塩基度を２．３〜３．５の範囲とすることと併せて、本願発明の目的を達成するために重要な要件であることが理解される。
【００６６】
これらに対して、本発明で規定する全ての要件を満たす本発明例についての試験である試験番号１１〜１９では、いずれも、脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率が２．５質量％以下であり、路盤材として使用可能なスラグを得ることができた。また、脱燐率も、試験番号１〜１０に比して、概ね高い値が得られ、効率的な脱燐処理が実現された。
【００６７】
とりわけ、Ａｌ2Ｏ3源として、取鍋スラグに加えてＳｉＣを含有するアルミナ含有廃耐火物を転炉内への装入溶銑１ｔ当たり１ｋｇ以上使用した試験番号１５〜１９では、脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率が一段と低下し、スラグ浸水膨張率の非常に低い極めて良好な路盤材用スラグを製造することができた。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の溶銑の脱燐方法によれば、溶銑の予備処理時に、螢石などのハロゲン化物を用いずに、使用する生石灰の７５％以上を粉体状にして、気体酸素源とともに上吹きランスから溶銑に吹き付けるとともに、脱燐処理後のスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）を２．３〜３．５に、かつスラグ中Ａｌ2Ｏ3含有率を５〜１０％に制御することにより、効率的な脱燐処理を確保しつつ、脱燐後スラグの遊離ＣａＯ含有率を低減し、路盤材化の可能な脱燐スラグを安定して製造することができる。したがって、本発明の方法は、環境負荷低減の要請に応えながら効率の高い脱燐処理を実現し、かつ、路盤材として再利用可能な脱燐スラグを製造できる環境対応型脱燐スラグの製造方法として、利材および製鋼の両技術分野において広範に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】スラグの水浸膨張率に及ぼすスラグ中の遊離ＣａＯ含有率の影響を示す図である。
【図２】脱燐処理後のスラグ中の遊離ＣａＯ含有率とＡｌ2Ｏ3含有率との関係を示す図である。
【図１】
0005136980.tif 000004
【図２】
0005136980.tif 000005