特許 6191437 溶銑の精錬方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6191437

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】溶銑の精錬方法

(51)【国際特許分類】

   C21C 1/02 20060101AFI20170828BHJP

   C21C 5/35 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   C21C1/02 110

   C21C5/35

【請求項の数】1

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-259127(P2013-259127)

(22)【出願日】2013年12月16日

(65)【公開番号】特開2015-113524(P2015-113524A)

(43)【公開日】2015年6月22日

【審査請求日】2016年8月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002044

【氏名又は名称】特許業務法人ブライタス

(72)【発明者】

【氏名】杉本 明大

(72)【発明者】

【氏名】田村 鉄平

【審査官】 米田 健志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−００１５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１２２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８７３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２２０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４６７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４７４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１４４５３３７（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２１Ｃ １／００〜３／００

Ｃ２１Ｃ ５／０２〜５／０６，５／５２〜５／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上吹きランスを備えた上底吹き型の転炉に溶銑を装入して、前記上吹きランスから酸素と共に粉状生石灰を吹付けて脱りん処理する溶銑の精錬方法であって、
前記上吹きランスは、同一円周上に等間隔で配置された３孔以上のノズルを備え、ランス中心軸がＺ軸、ノズルの出口位置がＸ軸上となるように定めたＸＹＺ直交座標系において、ＹＺ平面およびＸＺ平面への前記ノズルの軸の投影がＺ軸となす角度をそれぞれα、βとしたとき、αとβが下記（１）式を満足し、かつ、
該上吹きランスからの酸素吹付け流量Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）を２．０〜３．０の範囲で、
前記粉状生石灰の吹付け速度Ｗ_ＣａＯ（ｋｇ／ｍｉｎ／ｔ）と当該酸素の吹付け流量Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）との比Ｗ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２を２．０≦Ｗ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２＜３．０とすること
を特徴とする、溶銑の精錬方法。
０＜ｔａｎα／ｔａｎβ＜２．７５・・・（１）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転炉で溶銑を脱りん処理する際に、上吹きランスから粉状ＣａＯを吹き込む脱りん処理を行う溶銑の精錬方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄鋼製品の低りん化ニーズの高まり、およびその製造プロセスを高能率化する必要性に応じて、近年、転炉製鋼プロセスを溶銑予備脱りん処理と溶銑脱炭処理に分割して行う比率が増加している。さらにその溶銑予備脱りん処理自体も高能率化かつ低りん化が求められており、例えば「粉体上吹き脱りん法」の発明（例えば、特許文献１参照。）や、それを更に改良した以下に記載の発明が近年多数公開されている。

【0003】

例えば、（１）脱りん処理中のスピッティング量を低減するために、カバースラグを生成した後にＣａＯ含有脱りん剤を吹付ける方法（例えば、特許文献２参照。）や、（２）発生スラグ量を抑制するために、Ｓｉ濃度が０．２０質量％以下の溶銑を用いて脱りん処理後のスラグ塩基度を２．５超４．９５以下で処理する脱りん方法（例えば、特許文献３参照。）、（３）ＣａＯ含有粉をランスから酸素含有ガスとともに溶銑に上吹きして脱りんする方法であり、ＣａＯ含有粉の吹きつけ速度と酸素流量の比を溶銑Ｓｉ濃度に応じて調整する方法（例えば、特許文献４参照。）がある。確かに（１）はスピッティング抑制には効果的であり、（２）は高脱りん能を得られるかもしれないが、いずれも高能率化との関係は不明である。一方（３）は酸素流量が一定条件であれば、溶銑Ｓｉ濃度が高い場合には、ＣａＯ含有粉の吹きつけ速度を大きくする必要があり、粉が溶銑に衝突することによって発生するスピッティング量が増加する可能性が高い。

【0004】

また、本出願人は、上吹きする酸素含有ガスと溶融金属との反応効率を低下させることなくスピッティングを低減可能な上吹きランス（以下、「ねじれランス」、という。）に係る特許発明を提案した（特許文献５参照。）。

【0005】

図１（ａ）は、通常の多孔ランス１の先端部を示す概要図であり、図１（ｂ）はねじれランス１の先端部を示す概要図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）において、符号１はランスであり、符号２はノズルである。

【0006】

通常の多孔ランス１では、図１（ａ）に示すように各ノズル２は、その中心軸の延長がランス１の中心軸上の１点で交わるように、傾斜して配置されるのに対し、ねじれランス１では、図１（ｂ）に示すように各ノズル２は、その中心軸の延長が相互にねじれた位置関係となるように、傾斜して配置される。

【0007】

特許文献５には、６孔のねじれランス１において、ランス１の中心軸から半径方向のジェットの動圧分布を調査し、ランス中心からみて動圧が最大となる方位と、そこから３０°ずれた隣接するノズル２との境界に相当する方位（最も動圧が小さくなる方位）で、各方位でのピーク動圧値が近い値になるような、すなわち円周方向の動圧変動が小さくなるような相互にねじれた位置関係の範囲が提案されており、このねじれランス１によってスピッティング量を低減できることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平８−３１１５２３号公報

【特許文献2】特許第３６８７４３３号公報

【特許文献3】特許第３９５２８４６号公報

【特許文献4】特開２０１１−１２２８６号公報

【特許文献5】特開２０００−１７１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、特許文献５では、ねじれランスのノズルと液滴飛散速度に及ぼす影響を水モデル実験により調査しているため、粉状生石灰を酸素ガスジェットとともに吹き付ける検討は行われていない。特許文献１〜４に記載の条件は、ねじれランスを用いることが一切考慮されていない。特許文献５に記載のねじれランスを用いた場合に特許文献１〜４に記載の条件をそのまま適用したとしても、近年の溶銑予備脱りん処理に要求されている高脱りん効率および高脱りん能を満足することになるとは考え難い。

【0010】

したがって、本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、高脱りん処理効率、高脱りん能を両立することができる溶銑の精錬方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明者らは、特許文献５に開示された脱りん処理方法において、高脱りん処理効率、高脱りん能を両立するため、吹錬時の鋼浴の挙動を詳しく解析した。その結果、本発明者らは、特許文献５に記載のように、ランス形状を特定の条件とすると、粉状生石灰を含まない酸素ガスジェットを吹き付けるだけで鋼浴が旋回する知見を得た。これにより、酸素ガスジェットだけで鋼浴が旋回するため、上吹きランスから酸素と共に粉状生石灰を吹付けることで鋼浴の運動エネルギが増加し、鋼浴の旋回速度が高まることで、スピッティング発生量は更に低減されることが考えられる。さらに、スピッティングが抑制されるため、粉状生石灰の吹きつけ速度を増加でき脱りん効率が高まる。これにともない、鋼浴が旋回することでスラグ−メタル反応効率がアップし、脱りん能が向上するとも考えられる。

【0012】

ただ、ねじれランスの吹き付けによる鋼浴の旋回速度には限界があるため、粉状生石灰の吹きつけ速度が速すぎてはならない。一方、脱りん処理効率の低下を抑制するため、粉状生石灰の吹きつけ速度が遅すぎてはならない。

【0013】

また、高脱りん処理効率および高脱りん能のために、単に酸素吹付け流量を増やしたとしても、ねじれランスを使用してもなおスピッティングの抑制が十分ではなく、かつ、生石灰の滓化が高速脱りん処理に対応できずに溶銑中Ｐ％を十分に低下させることができない。一方、酸素吹付け流量が少なすぎても高速脱りん処理が達成されない。

【0014】

さらに、粉状生石灰と酸素とを同時に鋼浴に吹付ける脱りん方法においては、それらが吹付けられた鋼浴表面の部分である火点において、鉄と酸素とが反応して溶融ＦｅＯが生成する。同時に吹き込まれた粉状生石灰は、生成したＦｅＯと混合され、火点において溶融ＣａＯ−ＦｅＯスラグが生成し、脱りん反応が速やかに進行する。したがって、ねじれランスを使用した溶銑の脱りん処理において、スピッティングを抑制し、鋼浴表面でのスラグ−メタル反応効率を高めて高脱りん処理効率および高脱りん能を達成するためには、酸素吹付け流量が一定の範囲内である条件の下、粉状生石灰の質量流量は、酸素含有ガスの体積流量に対する比であるＷ_ＣａＯ（ｋｇ）／Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３）が所定の範囲内に入るような流量である必要がある。

【0015】

本発明は、これらの知見に基づいて完成された。
本発明は、上吹きランスを備えた上底吹き型の転炉に溶銑を装入して、前記上吹きランスから酸素と共に粉状生石灰を吹付けて脱りん処理する溶銑の精錬方法であって、前記上吹きランスは、同一円周上に等間隔で配置された３孔以上のノズルを備え、ランス中心軸がＺ軸、ノズルの出口位置がＸ軸上となるように定めたＸＹＺ直交座標系において、ＹＺ平面およびＸＺ平面への前記ノズルの軸の投影がＺ軸となす角度をそれぞれα、βとしたとき、αとβが下記（１）式を満足し、かつ、該上吹きランスからの酸素吹付け流量Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）を２．０〜３．０の範囲で、前記粉状生石灰の吹付け速度Ｗ_ＣａＯ（ｋｇ／ｍｉｎ／ｔ）と当該酸素の吹付け流量Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）との比Ｗ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２を２．０≦Ｗ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２＜３．０とすることを特徴とする、溶銑の精錬方法である。

【0016】

０＜ｔａｎα／ｔａｎβ＜２．７５・・・（１）

【発明の効果】

【0017】

本発明により高速脱りん処理時のスピッティング発生量を抑制できるようになり、高脱りん処理効率（高速脱りん吹錬）、および高脱りん能確保（処理後［Ｐ］低下）を同時に達成することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、ねじれランスの先端部を示す概要図であり、図１（ａ）は通常のランス、図１（ｂ）は本発明で使用するねじれを有するランスである。

【図2】図２は、本発明で使用するねじれランスの先端部の例を示す概要図であり、図２（ａ）はねじれランスの平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるｂ−ｂ断面のｙｚ平面への投影図、図２（ｃ）は図２（ａ）のｃ−ｃ断面のｘｚ平面への投影図である。

【図3】図３は、本発明で使用するねじれランスのノズルとそれに対応する火点の幾何学的位置関係を示す概要図である。

【図4】図４は、ねじれランスとノーマルランス使用時の吹錬中ダスト発生量推移を示す図である。

【図5】図５は、処理後［Ｃ］−処理後［Ｐ］の関係を示す図である。

【図6】図６は、計算りん分配−実りん分配の関係を示す図である。

【図7】図７は、滓化率−実りん分配の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明を、添付図面を参照しながら説明する。
本発明は、上吹きランスを備えた上底吹き型転炉に、一般的には質量濃度でＣ：４．３〜４．６％、Ｓｉ：０．３０〜０．８０％およびＰ：０．０９０〜０．１２０％を含有する溶銑を装入し、上吹きランスから酸素と共に粉状生石灰を吹付けて脱りん処理を行う。

【0020】

この際、本発明では、上吹きランスは、同一円周上に等間隔で配置された３孔以上のノズルを備え、ランス中心軸がＺ軸、ノズルの出口位置がＸ軸上となるように定めたＸＹＺ直交座標系において、ＹＺ平面およびＸＺ平面への前記ノズルの軸の投影がＺ軸となす角度をそれぞれα、βとしたとき、αとβが下記（１）式を満足するものである。
０＜ｔａｎα／ｔａｎβ＜２．７５・・・（１）

【0021】

図２は、本発明で使用するねじれランス１の先端部を示す概要図であり、図２（ａ）はねじれランス１の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるｂ−ｂ断面のｙｚ平面への投影図、図２（ｃ）は図２（ａ）のｃ−ｃ断面のｘｚ平面への投影図である。同図において図１と同一部品は同一符号で表す。なお、説明し易いように、図２（ａ）中のノズルＡのみを抽出して図２（ｂ）、図２（ｃ）に示す。すなわち、図２（ａ）において、ランス中心軸がｚ軸となり、同一円周上に等間隔で配置された３孔以上の孔（周縁孔）であるノズルＡの出口位置がｘ軸上となるｘｙｚ直交座標系を用いて、説明する。なお、図２（ａ）〜図２（ｃ）における符号２ｉ，２ｊはそれぞれノズル２の入側，出側を示し、符号３は小径ノズルを示す。

【0022】

図２において、ランス中心軸がｚ軸、ノズルの出口位置がｘ軸上となるｘｙｚ直交座標系を用いて説明する。ねじれランス１には、ノズルのひねりに相当する、ｙｚ平面へのノズル軸の投影とｚ軸とがなす角度α（以下、「ノズル旋回角」という）、及びノズルの外側方向の傾斜に相当するｘｚ平面へのノズル軸の投影とｚ軸とのなす角度β（以下、「ノズル傾斜角」という）とを有する６つのノズル２（そのうちでｘ軸上にある一つの孔を「ノズルＡ」と称する。）が、ランス軸の周りに等間隔で軸対象に配置されている。

【0023】

ノズル軸がｚ軸上の１点で交わる通常の多孔ランス（図１（ａ）により示されるランス１が例示される。）を同図の角度に適用すると、ノズル旋回角αは０°であり、ノズル傾斜角βは通常のランス（すなわちねじれ構造を有していないランス）におけるノズルの角度に相当する。

【0024】

図３は、本発明で使用するねじれランスのノズルとそれに対応する火点の幾何学的位置関係を示す概要図である。同図ではノズル１本分のみを示す。

【0025】

図３に示すように、火点の中心（ノズル軸の延長が溶融金属浴面４と交わる位置）からｚ軸に降ろした垂線のｘｙ平面への投影とｘ軸とがなす角度をねじれ度δと定義すると、ねじれ度δ、ノズル旋回角α、ノズル傾斜角β、ねじれランス−浴面間距離Ｈ_０、ノズル２の孔出口位置とランス中心軸との距離Ｄ（図３参照）との間に（２）式の関係が得られる。

【0026】

ｔａｎδ＝Ｈ_０ｔａｎα／（Ｈ_０ｔａｎβ＋Ｄ）・・・（２）
ここで、（２）式で、ＤがＨ_０に比べて十分に小さいとすると、ねじれ度δは近似的に（３）式で与えられる。

【0027】

δ＝ｔａｎ^−１（ｔａｎα／ｔａｎβ）・・・（３）
このねじれランス１に関し、本発明では、各ノズルに対応する火点の重なりが生じないようにしてスピッティングを低減するため、前記（１）式を規定している。

【0028】

本発明に係る溶銑の精錬方法において、本発明で使用するねじれランスを用いた粉状生石灰および酸素の吹きつけ条件は、上吹きランスからの酸素吹付け流量Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）が２．０〜３．０（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）の範囲において、粉状生石灰の吹きつけ速度Ｗ_ＣａＯ（ｋｇ／ｍｉｎ／ｔ）と酸素の上吹き流量Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）との比であるＷ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２（ｋｇ／Ｎｍ^３）を２．０≦Ｗ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２＜３．０とする。

【0029】

溶銑脱りん処理において処理能率向上を目指す場合、酸素供給速度を高めること自体は容易である。しかし、過剰な酸素供給速度増加は、ＣａＯの供給速度や滓化速度とのバランスがとれていないと、処理時間の短縮には繋がらない。このような観点から、前述の比の範囲内において、上吹きランスからの酸素吹付け流量Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）は、２．０〜３．０（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）である必要がある。Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）が２．０未満では本発明が目的とする高速脱りん処理を達成することができないし、それが３．０を超える条件では本発明を適用してもなおスピッティングの発生抑制は不十分で、かつ、高速処理に生石灰の滓化が追い付かず処理後溶銑中Ｐ％を安定して十分に低下させることが困難になるからである。

【0030】

上吹き酸素は、工業用純酸素を用いれば良いが、酸素濃度が８０％以上の気体により供給してもよい。

【0031】

本発明では、Ｗ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２（ｋｇ／Ｎｍ^３）の比を規定することによって、鋼浴の旋回により高まったスラグ−メタル反応効率を更に高めることにより、高脱りん処理効率を達成することができる。Ｗ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２（ｋｇ／Ｎｍ^３）が２．０未満であると、粉状生石灰の質量流量が低すぎ、処理時間を費やすために脱りん処理効率が低下する。Ｗ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２（ｋｇ／Ｎｍ^３）が３．０以上であると、スピッティング発生量が増加し、また、ＣａＯの滓化が追いつかずに脱りん処理効率や処理後［Ｐ］が劣化する。ねじれランスの吹き付けによる鋼浴の旋回速度には限界があるためである。

【0032】

溶銑脱りん処理において、その処理を高脱りん処理効率かつ高脱りん能で行うためには、前述の比の範囲内において、上吹き酸素流量Ｆ_Ｏ２や粉状生石灰の吹きつけ速度Ｗ_ＣａＯを高めることが望ましい。粉状生石灰の吹きつけ速度は、供給されたＣａＯの滓化（溶融スラグ化）によって規制される。この滓化速度は、上吹き酸素により旋回する鋼浴の運動エネルギ（攪拌能力）の他に、ＣａＯが供給されるスラグの塩基度に影響されるが、適切な範囲の塩基度であれば、ＣａＯを粉状で酸素と共に溶銑に吹き付けることによって向上させることができる。このような条件では、装入塩基度（生石灰中のＣａＯ質量）／（溶銑中Ｓｉ質量×２．１４）は１．２〜２．６程度が適当である。

【0033】

本発明において、粉状生石灰とは、ＣａＯの質量濃度で９０％以上であり、粒径０．１ｍｍ以下の生石灰をいう。

【0034】

本発明で規定する要件を導出するための調査結果を、添付図面を参照しながら説明する。

【0035】

（１）共通する調査条件
本発明者らは、溶銑７８ｔ〜８５ｔ（組成：［Ｃ］４．３〜４．６質量％、［Ｓｉ］０．３０〜０．７３質量％、［Ｐ］０．０９０〜０．１２０質量％）を上底吹転炉へ装入し、装入塩基度：（装入ＣａＯ質量）／（溶銑中Ｓｉ質量×２．１４）を１．２〜２．６の範囲で、上吹き酸素流量Ｆ_Ｏ２：２．０〜３．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔにて脱珪脱りん処理を行った。

【0036】

上吹きランス（使用ランス）には、ノズル径φ３８ｍｍ、α＝１４．５°、β＝１５°、（δ＝４４°）の５孔ねじれランス、および、ノズル径φ３８ｍｍ、α＝０°、β＝１５°、（δ＝０°）の５孔ノーマルランスを用いた。また上吹き酸素を溶銑へ供給開始すると同時に、ＣａＯを９２％含有し最大粒径が０．１ｍｍ以下である粉状生石灰を吹付け速度Ｗ_ＣａＯ（ｋｇ／ｍｉｎ／ｔ）で、上吹き酸素流量Ｆ_Ｏ２＝２．０〜３．０（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）と共に溶銑浴面へ吹き付けて脱りん処理を行った。ここでＷ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２は表１に示す通り２．０以上３．５０以下で制御した。なおフッ素含有副原料およびカルシウムフェライト等の合成造滓材はいずれのケースも使用しない。

【0037】

【表1】

【0038】

（２）スピッティング発生量の調査
まず吹錬中のスピッティング発生量を評価するため、吹錬開始直後から１分毎に集塵水を採取しダスト濃度の推移を計測した。結果を図４に示す。

【0039】

ねじれランスを使用した《ケース１》では、ノーマルランスを使用した《ケース３》と比べダスト発生量が１０〜２５％低減した。また吹錬開始１分までよりも、２分以降の方がダスト低減効果が大きい値を示した。これは脱炭吹錬で観測された効果と同じであり、ねじれランスの効果により鋼浴が回転し始めることでスピッティング発生量が低減したことを示唆している。

【0040】

一方、同じねじれランスを使用した場合であってもＷ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２≧３．０の《ケース２》では、ダスト発生量は《ケース３》とほぼ同一レベルで効果は確認されなかった。これは、Ｗ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２が大きくなることで増加するスピッティング量と、ねじれランスの効果によって減少するスピッティング量が相殺したためと考えられる。

【0041】

（３）脱りん能および脱りん処理効率の調査
次に脱りん能および脱りん処理効率についての評価結果を整理する。使用ランスおよび吹錬条件は、上述の条件と同一である。図５に処理後［Ｃ］−処理後［Ｐ］の関係を示すが、《ケース１》は《ケース３》と比較し同一処理後［Ｃ］でも処理後［Ｐ］が安定して下がっている。また、スラグ中のりん濃度（％Ｐ）と溶銑中のりん濃度［Ｐ］％との比であるりん分配比（Ｌｐ＝（％Ｐ）／［Ｐ］％）を計算値と分析値とを対比して評価した図６を見ても、《ケース１》の方が《ケース３》よりも高いりん分配比を得ていることが確認される。一方《ケース２》は《ケース３》とほぼ同等の結果であった。この結果から、《ケース２》ではＷ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２が増大しすぎたことで粉状生石灰の滓化が追い付かず、また一部はスピッティングダストとともに炉外へ排出されたと考えられる。

【0042】

なお、図６の横軸である計算Ｌｐは、式（４）を用いて算出した。式中のＴは、溶銑の温度（Ｋ）である。

【0043】

ｌｏｇＬ_ｐ＝２．５ｌｏｇ（％Ｔ．Ｆｅ）＋０．０７１５｛（％ＣａＯ）＋０．２５（％ＭｇＯ）｝＋（１０５．１／Ｔ＋０．０７２３）［％Ｃ］＋７７１０．２／Ｔ−８．５５・・・（４）
そこで、《ケース１》〜《ケース３》の滓化率を比較した。結果を図７に示すが、推定通り《ケース２》は滓化率が低下していること確認される。なお、滓化率は《ケース１》≒《ケース３》＞《ケース２》だが、脱りん率は《ケース１》＞《ケース２》≒《ケース３》となった。この理由は、《ケース２》が《ケース３》よりもねじれランスの効果で反応効率がアップしたためと考えられる。

【0044】

以上の結果から、粉体上吹き脱りん法において所定形状のねじれランスを適用し、一般的な組成として質量濃度でＣ：４．３〜４．６％、Ｓｉ：０．３０〜０．８０％およびＰ：０．０９０〜０．１２０％を含有する溶銑を対象として、酸素の上吹き流量Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）を２．０〜３．０の範囲で、粉状生石灰の吹きつけ速度Ｗ_ＣａＯ（ｋｇ／ｍｉｎ／ｔ）と酸素の上吹き酸素流量Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）との比を２．０≦Ｗ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２＜３．０に制御することで、高脱りん処理効率（高速脱りん吹錬）、および高脱りん能（処理後［Ｐ］低下）を同時に実現可能であることが確認された。

【0045】

なお、処理前溶銑中のＳｉは、脱燐処理後には基本的に全てスラグ中のＳｉＯ_２に移行する。したがって、処理前溶銑中の［Ｓｉ］％が高くなるほど生成スラグ量が増加する傾向にあり、その結果、生成させるスラグの塩基度を低くしても処理後溶銑中のりん濃度が低下し易くなることが知られている。また、生成スラグ量が多くなる条件では、スピッティングの発生は抑制されることも知られている。本発明に係る上記調査においても、［Ｓｉ］％が０．４５％を超えるような高い条件では、本発明の適用によるスピッティング低減効果や滓化促進効果は、実質的に目立ちにくくなっていた。したがって、本発明が目的とする高速脱りん処理時のスピッティング抑制や、高脱りん処理効率および高脱りん能確保の同時達成に関する効果は、処理前溶銑中の［Ｓｉ］が０．４５％以下の方が一層明確になるといえる。

【実施例】

【0046】

溶銑７８ｔ〜８５ｔ（組成：［Ｃ］４．３〜４．６質量％、［Ｓｉ］０．３５〜０．４５質量％、［Ｐ］０．０９０〜０．１２０質量％）を上底吹転炉へ装入し、上吹き酸素の吹付け流量Ｆ_Ｏ２：２．０〜３．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔにて６〜８分間脱りん処理を行った。

【0047】

上吹きランスには、ノズル径φ３８ｍｍ、α＝１４．５°、β＝１５°（δ＝４４°）の５孔ねじれランスを用い、比較のために従来方法としてノズル径φ３８ｍｍ、α＝０°、β＝１５°（δ＝０°）の５孔ノーマルランスを用いた。また上吹き酸素を溶銑へ供給開始すると同時に、粉状生石灰としてＣａＯを９２％含有し最大粒径が０．１ｍｍ以下である粉状生石灰を、吹付け速度Ｗ_ＣａＯ（ｋｇ／ｍｉｎ／ｔ）と上吹き酸素の吹付け流量Ｆ_Ｏ２（Ｎｍ^３／ｍｉｎ／ｔ）との比であるＷ_ＣａＯ／Ｆ_Ｏ２を２．０〜３．０の範囲で、上吹き酸素と共に連続的に溶銑浴面へ吹き付けて脱りん処理を行った。粉状生石灰の供給量は、装入塩基度が１．８〜２．３の範囲で調整した。なお、塊状の生石灰並びにフッ素含有副原料およびカルシウムフェライト等の合成造滓材はいずれのケースも使用しなかった。

【0048】

その結果、比較例では処理後のＣ％＝３．５〜３．８％の範囲で、処理後のＰ％が処理後のＣ％に応じて０．０１２〜０．０２０％に上昇していたのに対し、本発明例では同じ処理後のＣ％＝３．５〜３．８％の範囲で、処理後のＰ％が０．０１０％以下に安定して低下していた。

【0049】

さらに、スピッティング発生量も、比較例に比べて本発明例の方が明らかに少ないと分かる状況であった。

【符号の説明】

【0050】

１ ランス
２ ノズル
２ｉ ノズルの入側
２ｊ ノズルの出側
３ 小径ノズル
４ 浴面
５ 火点
Ｄ ノズル出口とランス中心間距離
Ｈ_０ ランスと湯面間距離
Ｒ 浴面上の火点中心とランス中心軸位置間距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】