特許 7644349 溶鋼の脱硫方法

(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】

(24)【登録日】2025-03-04

(45)【発行日】2025-03-12

(54)【発明の名称】溶鋼の脱硫方法

(51)【国際特許分類】

   C21C 7/064 20060101AFI20250305BHJP

   C21C 5/52 20060101ALI20250305BHJP

【ＦＩ】

C21C7/064 Z

C21C5/52

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021108363

(22)【出願日】2021-06-30

(65)【公開番号】P2023006007

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2024-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】浅原 紀史

(72)【発明者】

【氏名】宗岡 均

【審査官】中西 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２９３３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０５５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８０３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５５６２７５３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２４５３５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２１Ｃ １／００－７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気炉を用いた溶鋼の脱硫方法において、
前記電気炉は、溶鋼に接触する第１電極と、前記溶鋼上のスラグの上方に第２電極とを、備えており、静止浴面において前記第２電極と前記スラグとの間は離間しており、
前記スラグの２０００℃における液相率が８０％以上であり、
前記第２電極の中心軸を通る鉛直線が前記溶鋼表面と交わる点を中心とし、（１）式で求められる半径Ｒをもつ円内の溶鋼表面が前記スラグで被覆された状態で、
前記第１電極を負極、前記第２電極を正極として直流電流を印加すること
を特徴とする溶鋼の脱硫方法。
Ｒ＝ｒ＋ｄ×ｔａｎ３０° （１）
ただし、ｒ：電極の半径、ｄ：スラグ－第２電極間距離である。

【請求項2】

前記第２電極と前記スラグ表面間の距離が５０ｍｍ以上７００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の溶鋼の脱硫方法。

【請求項3】

前記スラグ中の硫黄濃度（質量％）が前記溶鋼中の硫黄濃度（質量％）の１倍以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の溶鋼の脱硫方法。

【請求項4】

前記スラグの液相率が溶鋼の温度において８０％以上であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の溶鋼の脱硫方法。

【請求項5】

前記直流電流と炉内の溶鋼質量の比が０．６ｋＡ／ｔ以上であることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の溶鋼の脱硫方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶融金属の脱硫方法に関するものであり、特に電気炉を用いた溶融金属の脱硫方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、電気炉を用いた精錬においては、原料金属を溶解した後、溶融金属の上部に脱硫のための溶融スラグを形成し、溶融金属、例えば溶鋼中のＳをスラグへ移行して脱硫する、いわゆるスラグ脱硫が行われている。しかし、従来電気炉では、通常のスラグ脱硫では排滓率を高めることには限界があり、炉内残留スラグから復硫してしまう課題があった。

【0003】

上部電極と溶融金属に接する炉底電極とを有する直流電気炉において、通常は上部電極を負極とし、炉底電極を正極として通電する。このような極性（以下、正極性通電という）にすると、熱電子が溶融金属（スラグ）面に当たり熱効率が良く、かつアークの安定性が良いためとされている。

【0004】

特許文献１には、上部電極と炉底電極を有する直流電気炉を用いて含鉄冷材を溶解し溶鋼を製造するに際して、第１工程で含鉄冷材を溶解し、次いで第２工程として上部電極側を正極、炉底電極側を負極として溶鋼の脱硫精錬を行うことを特徴とする直流電気炉製鋼法が開示されている。第２工程において上部電極側を正極（逆極性通電）にすることにより、スラグへのＳの移行が著しく促進されること及び気化脱硫（液相中のＳが雰囲気の酸素で酸化され、気相に移行する脱硫）が著しく促進されるとしている。

【0005】

特許文献２には、精錬容器内の溶鉄を脱硫精錬する方法において、プラズマガスをプラズマトーチに導入し、プラズマ気流中の酸素濃度が１体積％以上１００体積％以下となるようにプラズマアークを溶鉄表面に直接照射し、プラズマアークによって解離した酸素によって溶鉄からの直接酸化気化脱硫を行うことを特徴とする溶鉄の脱硫精錬方法が開示されている。プラズマ気流中の酸素による、メタルからの直接酸化気化脱硫反応を活用したものである。

【0006】

特許文献３には、溶鉄を脱硫精錬するに際し、第一工程として脱硫剤を添加して脱硫を施し、第二工程として溶鉄表面を覆った第一工程で生成した脱硫スラグの一部あるいは全部を残し、水素ガスまたは水素ガスを１体積％以上含むアルゴンガスをプラズマガスとして該スラグ上面に照射することを特徴とする溶鉄の脱硫精錬方法が開示されている。脱硫処理後の硫黄を含むスラグに水素を含有するガスを吹き付けると、雰囲気の酸素分圧の低減により溶鉄の酸素活量も低下してフラックス脱硫反応が促進されると同時に、極めて高い気化脱硫能力を有するとしている。

【0007】

特許文献４には、直流電源を用い、溶融金属に接する電極を負極とし、溶融スラグのみに接する電極を正極として、該電極を通じて前記溶融スラグと前記溶融金属との間に電位差を付与する溶融金属の脱硫方法において、前記溶融金属中Ｓ濃度に応じて、Ｓ濃度が相対的に低い期間はＳ濃度が相対的に高い期間よりも前記電位差が増大するように、前記電極間の電位差を変化させることを特徴とする溶融金属の脱硫方法が開示されている。溶融スラグ－溶融金属間に溶融金属側の電位がスラグ側に対して低くなるように電位差を付与したとき、電気化学ポテンシャルの付与により脱硫反応の平衡定数が変化し、平衡Ｓ濃度が低下するため、スラグ－メタル間の脱硫反応が進行するとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開平１１－２９３３２７号公報

【文献】特開２０１１－１４０６８４号公報

【文献】特開２００９－２４９６６７号公報

【文献】特開２０２０－１８０３１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記特許文献２、特許文献３に記載の方法は、プラズマガスを準備することが必要であり、設備費用や処理費用が増大することとなる。水素やアルゴンを用いることにはガスコストの課題があった。特許文献４に記載の方法は、溶融スラグ－溶融金属間に溶融金属側の電位がスラグ側に対して低くなるように電位差を付与することにより、スラグ－メタル間の脱硫反応が進行するものの、スラグからの気化脱硫を用いるものではない。

【0010】

特許文献１により、上部電極側を正極（逆極性通電）にすることにより、スラグへのＳの移行が著しく促進されること及び気化脱硫（液相中のＳが雰囲気の酸素で酸化され、気相に移行する脱硫）が著しく促進される方法が開示された。一方で、脱硫能力のさらなる向上が要請されている。
本発明は、脱硫能力の優れた、溶融金属の脱硫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】

【0011】

即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
［１］電気炉を用いた溶融金属の脱硫方法において、
前記電気炉は、溶融金属に接触する第１電極と、前記溶融金属上のスラグの上方に第２電極とを、備えており、静止浴面において前記第２電極と前記スラグとの間は離間しており、
前記スラグの２０００℃における液相率が８０％以上であり、
前記第２電極の中心軸を通る鉛直線が前記溶融金属表面と交わる点を中心とし、（１）式で求められる半径Ｒをもつ円内の溶融金属表面が前記スラグで被覆された状態で、
前記第１電極を負極、前記第２電極を正極として直流電流を印加すること
を特徴とする溶融金属の脱硫方法。
Ｒ＝ｒ＋ｄ×ｔａｎ３０° （１）
ただし、ｒ：電極の半径、ｄ：スラグ－第２電極間距離である。
［２］前記第２電極と前記スラグ表面間の距離が５０ｍｍ以上７００ｍｍ以下であることを特徴とする［１］記載の溶融金属の脱硫方法。
［３］前記スラグ中の硫黄濃度（質量％）が前記溶融金属中の硫黄濃度（質量％）の１倍以上であることを特徴とする［１］または［２］に記載の溶融金属の脱硫方法。
［４］前記スラグの液相率が溶融金属の温度において８０％以上であることを特徴とする［１］～［３］のいずれか１つに記載の溶融金属の脱硫方法。
［５］前記直流電流と炉内の溶融金属質量の比が０．６ｋＡ／ｔ以上であることを特徴とする［１］～［４］のいずれか１つに記載の溶融金属の脱硫方法。

【発明の効果】

【0012】

気化脱硫の効果により、スラグから復硫する課題は解消された。通電によって気化が進むため酸素や水素といったガスの吹き付けが必要なくなり、それらに付随する課題も解消された。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】電気炉における電極、溶融金属、スラグの関係を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜電気炉＞
本発明が対象とする電気炉としては、直流アーク電気炉、直流ＬＦ（レードルファーネス）を想定している。

【0015】

＜逆極性通電、オープンアーク＞
直流電気炉について、図１に基づいて説明する。以下、溶融金属３に接触する電極を第１電極１、溶融金属３上のスラグ４の上方に配置する電極を第２電極２と呼ぶ。第２電極は、電極先端がスラグ中に浸漬する場合と、電極先端とスラグとの間が離間している場合の両方がある。本発明では後述のように、静止浴面において第２電極２とスラグ４との間は離間している。電気炉における第２電極２の本数は、図１に示すように１本を有する場合の他、第２電極２を２本以上有することとしても良い。

【0016】

第２電極２（上部電極）と溶融金属に接する第１電極１（炉底電極）とを有する直流電気炉において、通常は第２電極２を負極とし、第１電極１を正極として通電する（正極性通電）。それに対して本発明の脱硫方法においては、溶融金属３に接触する第１電極１を負極、スラグ４の上方の第２電極２を正極とする（逆極性通電）ことで、溶融金属３－スラグ４間の脱硫反応（下記式（２）参照）、および、スラグ－気相間の気化脱硫反応（下記式（３）式（４）参照）を促進できる。特に気化脱硫反応は、第２電極２とスラグ４との間が離間する、いわゆるオープンアークで通電することで顕著になる。本発明では、静止浴面５において第２電極２とスラグ４との間は離間しているものとする（図１参照）。
Ｓ(metal)＋２ｅ^－→Ｓ^２－(slag) （溶融金属－スラグ間の脱硫反応） （２）
Ｓ^２－(slag)→Ｓ_２(gas)＋２ｅ^－ （スラグ－気相間の気化脱硫反応１） （３）
Ｓ^２－(slag)＋２Ｏ^２－(slag)→ＳＯ_２(gas)＋６ｅ^－ （スラグ－気相間の気化脱硫反応２） （４）

【0017】

＜アークスポットのスラグ被覆 液相率＞
以上のように、スラグ４の上方の第２電極２を正極とする（逆極性通電）ことで、脱硫を進行させることができる。さらに通電による脱硫促進作用を得るには、アークスポットが液相スラグに覆われている必要がある。

【0018】

本発明で溶融金属３の上に形成するスラグ４の組成としては、一般的にＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ａｌ_２Ｏ_３を含有し、さらにＭｇＯ、ＭｎＯ、ＦｅＯ、ＣａＦ_２を含有した成分組成が用いられる。

【0019】

脱硫精錬では、一般的にはスラグのサルファイドキャパシティを高める観点から、高（ＣａＯ）であるほど良い。一方で、高（ＣａＯ）になるとスラグの融点が高く、アークスポットにおいても溶融スラグが十分に生成されない。特に本発明のように電気化学的な脱硫促進効果を得ようするとき、溶融スラグが不足していると期待するような効果が得られず、気化脱硫も進行しないことがわかった。

【0020】

アークスポットでのスラグ温度は約２０００℃となる。アークスポットにおけるスラグの溶融状況を代表する指標として、２０００℃でのスラグの液相率を用いた。２０００℃でのスラグの液相率は、示差熱分析などによる実験的方法や、熱力学計算ソフトによる数値計算によって求めることができる。

【0021】

スラグ組成を種々変更し、それぞれのスラグ組成における２０００℃での液相率を定めた上で、実験的に検討した結果、通電による脱硫促進作用を得るには２０００℃での液相率を８０％以上とする必要があることがわかった。なお実験的評価では液相率を熱力学計算ソフトＦａｃｔＳａｇｅ（登録商標）７．３で計算した。
そこで本発明では、スラグ４の２０００℃における液相率が８０％以上であることと規定した。

【0022】

２０００℃における液相率は、スラグ成分によって調整できる。鉄鋼精錬の場合、具体的にはＣａＯ源やＭｇＯ源、ＳｉＯ_２源、Ａｌ_２Ｏ_３源の添加、ＦｅＯ濃度の調整による。添加物としては、生石灰や消石灰、ドロマイト、ボーキサイト、廃レンガ、珪石等を使用できる。ＦｅＯの生成は酸素ガスの吹付けによる。ＦｅＯの還元方法については、スラグ－溶鉄中［Ｃ］間の反応の他、スラグ中に還元剤を添加する方法も考えられる。還元剤としては、たとえば石炭粉などの炭素源、ＦｅＳｉなどの金属Ｓｉ源、Ａｌドロスなどの金属Ａｌ源が挙げられる。スラグ組成（質量比）で、ＣａＯ／ＳｉＯ_２をＣ／Ｓ、ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３をＣ／Ａと呼ぶ。一般に、Ｃ／Ｓ≧１の範囲で、Ｃ／Ｓを低くするほど２０００℃での液相率を高めることができる。また、Ｃ／Ａ≧０．６の範囲で、Ｃ／Ａを低くするほど２０００℃での液相率を高め、あるいは２０００℃での高い液相率を維持することができる。その他、ＦｅＯ濃度やＣａＦ_２濃度を高めることでも２０００℃での液相率を高めることができる。例えば、スラグ組成が質量比でＣａＯ＝７０．１％、ＳｉＯ_２＝９．４％、Ａｌ_２Ｏ_３＝１４．７％、ＭｇＯ＝３．５％、ＭｎＯ＝１．０％、ＦｅＯ＝１．２％、ＣａＦ_２＝０．１％のスラグにおいて、熱力学計算ソフトＦａｃｔＳａｇｅ（登録商標）７．３で計算した２０００℃での液相率は８０％となり、８０％以上を実現できた。

【0023】

＜アークスポットのスラグ被覆 エリア＞
前述のように、通電による脱硫促進作用を得るには、第２電極２によるアーク加熱で形成されるアークスポットが液相スラグに覆われている必要がある。

【0024】

第２電極２の水平方向の基準位置は、円筒状の電極の中心軸とする。直流アークの広がり角は電極から１５－３０°の範囲に生じるといわれている。そこで図１に示すように、“電極の半径”＝ｒ、“スラグ－第２電極間距離”＝ｄとし、
Ｒ＝ｒ＋ｄ×ｔａｎ３０° （１）
として、第２電極２の中心軸を通る鉛直線が前記溶融金属表面と交わる点を中心とし、半径をＲとする円（以下「アークスポット円６」という。）をスラグが被覆する状況と気化脱硫の促進状況との関係について調査した。その結果、アークスポット円６を溶融スラグで被覆しているとき、電気化学的な気化脱硫が促進されることが明らかとなった。アークスポット円６のスラグカバー状況は、たとえば溶鉄とスラグの放射率の違いを用いてサーモグラフィで撮影することで確認できる。ここで、“スラグ－第２電極間距離”＝ｄは、静止浴面における第２電極とスラグとの間の距離を意味する。距離ｄについては、下記のように評価することができる。

【0025】

電極高さの制御は、スラグ表面位置を測定した後、電極先端位置を調整する。スラグ表面の位置は、マイクロ波などを用いて光学的に測定することや、炉内監視カメラの映像から求めることができる。電極先端の位置は、炉蓋の電極孔を通過する際の電極アームのポジションを基準に計算した値を用いることができる。

【0026】

なお電気化学的な気化脱硫を進める上では、最低限アークの湯面側での発生点（アークスポット円６）を溶融スラグでカバーできていれば良く、電極から離れた位置に裸湯が生じても悪影響は認められない。

【0027】

以上の結果に基づき、本発明では、第２電極２の中心軸を通る鉛直線が溶融金属表面と交わる点を中心とし、（１）式で求められる半径Ｒをもつ円内の溶融金属表面がスラグで被覆された状態で、溶融金属の脱硫を行うこととした。なお、アークスポット円を溶融スラグでカバーするためには、スラグ組成の制御による液相スラグの生成と、アークスポット円から液相スラグが排除されないような流動条件を選べばよい。後者について具体的には、撹拌や精錬等の目的でスラグの上方、あるいは溶融金属内にガスを吹き込む場合にガス流によってスラグが排除される可能性がある。対策として、吹き込まれたガスがアークスポット円に触れないような吹き込み位置を選択する、あるいはアークスポット円に触れる場合であっても溶融金属表面が露出しないようにスラグ厚に応じてガス流量に上限を設けるなどすればよい。

【0028】

＜電極高さ＞
本発明において、静止浴面において第２電極２とスラグ４との間が離間していれば、本発明の効果を発揮することができる。さらに、電極高さを適切に設定することで、本発明の脱硫処理をより効果的に実施できる。電極－スラグ間距離ｄの下限を５０ｍｍとすると好ましい。電極－スラグ間距離ｄが小さいと、アークの広がりが小さくなり、気化脱硫の生じる反応面積が小さくなるので、スラグ中Ｓ濃度の低いときに脱硫速度に悪影響する。

【0029】

一方、電極－スラグ間距離ｄが大きいと、アーク長が過大となり、アークからの輻射による炉壁等への熱負荷が高いために脱硫処理を長時間行うことが出来ず、十分な脱硫幅を確保することができない。電極－スラグ間距離ｄの上限を７００ｍｍとすると好ましい。

【0030】

＜スラグ中（Ｓ）とメタル中［Ｓ］の比率＞
一般的なスラグによる脱硫は、メタル中のＳをスラグ中に取り込んで濃化させた上でスラグをメタルから分離することでＳを除去するものであり、スラグ中（Ｓ）とメタル中［Ｓ］の比率が高い必要がある。一方、本発明の脱硫方法では、気化脱硫効果が発揮されるので、メタル中のＳは一旦スラグを介するものの最終的には気相中に除去されるため、スラグ中（Ｓ）とメタル中［Ｓ］の比率が低い状態にもなりうる。ただしスラグ中（Ｓ）とメタル中［Ｓ］の比率が１未満であると、スラグから気相へのＳの移動に比べてメタルからスラグへのＳの移動が遅く、気化脱硫幅の制約や処理時間の延長につながる。したがってスラグ中（Ｓ）とメタル中［Ｓ］の比率（（Ｓ）／［Ｓ］）は質量比で１以上であると良く、好ましくは２以上、さらに好ましくは５以上であると良い。本指標（（Ｓ）／［Ｓ］）を高めるには、スラグへのＣａＯ源の添加、溶融金属へのＳｉ，Ａｌ等の脱酸元素の添加、温度の上昇、といった方法を採りうる。スラグ組成としては、質量比で、ＣａＯ／（Ａｌ_２Ｏ_３＋２ＳｉＯ_２）≧０．６とすると好ましい。

【0031】

＜溶融金属の温度におけるスラグ液相率＞
スラグから気相への気化脱硫はアークスポットで生じる。一方、メタルからスラグへの脱硫反応は、アークスポット直下のスラグメタル界面のみならず、炉内のスラグメタル界面全体で生じさせることができる。従って、アークスポット直下以外のスラグの液相率が高ければ、アークスポットから離れた位置でスラグに取り込まれたＳがアークスポットに（移流や拡散によって）移動しやすく、より効率的に脱硫処理ができる。アークスポットから離れた位置でのスラグメタル界面でのスラグの温度は溶融金属の温度と同じとみなせる。

【0032】

そこで、溶融金属の温度におけるスラグの液相率と、脱硫効率との関係について評価を行った。その結果、溶融金属の温度におけるスラグの液相率が８０％以上であれば、本発明の脱硫効率をさらに促進できることを知見した。溶融金属の温度における液相率は、スラグ組成の変更によって調整することができる。具体的には、前記２０００℃での液相率を高めるための具体的な指針と同様の指針により、所定の溶融金属の温度における液相率を高めることができる。前記スラグ組成の調整の他に、溶融金属の温度を変更することによっても制御できる。溶融金属の温度でのスラグの液相率は、示差熱分析などによる実験的方法や、熱力学計算ソフトによる数値計算によって求めることができる。例えば、溶融金属温度が１５５０℃の場合、スラグ組成が質量比でＣａＯ＝６２．６％、ＳｉＯ_２＝１１．４％、Ａｌ_２Ｏ_３＝１９．１％、ＭｇＯ＝４．５％、ＭｎＯ＝１．２％、ＦｅＯ＝１．１％、ＣａＦ_２＝０．１％のスラグにおいて、熱力学計算ソフトＦａｃｔＳａｇｅ（登録商標）７．３で計算した液相率は８３％となり、８０％以上を実現できた。上記組成のスラグは２０００℃での液相率が１００％であり、８０％以上を実現している。

【0033】

＜通電条件 電流＞
電気化学的反応は電子の移動に伴って生じるものであり、電流が大きいほどその効果を得られる。本発明において、炉内の溶融金属の質量あたりの電流（ｋＡ／ｔ）として、０．６ｋＡ／ｔ以上、好ましくは０．８ｋＡ／ｔ以上、さらに好ましくは１．０ｋＡ／ｔ以上とすると良い。なお電流を大きく取ると電圧を小さくせざるを得ず、前記下限アーク長を確保できなくなる。また一般的な電気炉での上限は１０ｋＡ／ｔ程度となる。

【実施例】

【0034】

＜共通条件＞
直流アーク電気炉として、溶融金属３に接触する第１電極１と、溶融金属３上のスラグ４の上方に第２電極２とを備えた電気炉を用いた。溶融金属３は溶鋼であり、溶鋼量：９５～１１０ｔ／ｃｈである。脱硫処理前の溶鋼成分として、［Ｓ］：１５０ｐｐｍとした。鉄源配合および溶落ち後のＦｅＳ添加で調整した。

【0035】

原料の溶解が完了した後、静止浴面において第２電極２とスラグ４との間は離間しており、第１電極１を負極、第２電極２を正極として直流電流を印加した（逆極性通電）。一部の水準のみ、第１電極１を正極、第２電極２を負極（正極性通電）とした。

【0036】

脱硫処理中の電気炉の電流：１００ｋＡ、処理時間：２０分、第２電極２の電極径：７００ｍｍ（２８ｉｎｃｈ）を採用した。

【0037】

＜個別条件＞
スラグ量：９０～１００ｋｇ／ｔとし、ＣａＯ－ＳｉＯ_２－Ａｌ_２Ｏ_３－ＭｇＯ－ＭｎＯ－ＦｅＯ系スラグを形成した。スラグ組成を種々変化させた。スラグの脱硫能力を維持しつつ各温度でのスラグの液相率を変化させるため、質量比で、ＣａＯ／（Ａｌ_２Ｏ_３＋２ＳｉＯ_２）：Ｃ／（Ａ＋２Ｓ）：０．６～２．２の範囲でスラグ成分を調整した。表１の本発明例７、８は、上記範囲内でＣ／（Ａ＋２Ｓ）を低めに調整し、本発明例９のみ、Ｃ／（Ａ＋２Ｓ）＝０．５として低塩基度のスラグ組成とした。脱硫処理中の溶融金属温度を、表１に示す温度に調整した。各水準で生成したスラグの成分を分析した上で、２０００℃でのスラグの液相率、溶融金属温度でのスラグの液相率について、熱力学計算ソフトＦａｃｔＳａｇｅ（登録商標）７．３で計算した。

【0038】

第２電極２とスラグ４表面間の距離ｄを種々変化させた。スラグ表面は脱硫処理中の静止浴面を基準とする。距離ｄについては、前述の方法によって評価した。

【0039】

＜気化脱硫指標＞
脱硫処理前のスラグ（Ｓ）とメタル［Ｓ］の分析値それぞれにスラグ量、溶鋼量を乗じた上で加算することによって脱硫処理前の合計Ｓ量を算出し、脱硫処理後のスラグ（Ｓ）とメタル［Ｓ］の分析値それぞれにスラグ量、溶鋼量を乗じた上で加算することによって脱硫処理後の合計Ｓ量を算出した。脱硫処理前後におけるスラグおよびメタル中のＳ質量の合計値の減少量を気化脱硫量として評価する。上記計算に用いるスラグ量はＣａＯバランスで求めた値とＳｉバランスで求めた値の加算平均とした。上記評価した気化脱硫量を溶鉄量で割った値（メタル［Ｓ］換算した値（質量ｐｐｍ表示））を用いて、「気化脱硫指標」を定義する。「気化脱硫指標」の数値を下記基準で評点付けした。下記評点で、☆～△を良好とし、×を不良と判断した。
☆ ： ２５ｐｐｍ以上
◎ ： ２０ｐｐｍ以上２５ｐｐｍ未満
〇 ： １５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ未満
△ ： １０ｐｐｍ以上１５ｐｐｍ未満
× ： １０ｐｐｍ未満

【0040】

＜アークスポットのスラグカバー状況＞
前記式（１）でＲを算出し、第２電極２の中心軸を通る鉛直線が前記溶融金属表面と交わる点を中心とし、半径をＲとする円（アークスポット円６）をスラグ４が被覆しているか否か（スラグカバー状況）について評価した。スラグカバー状況は、溶鉄とスラグの放射率の違いを用いてサーモグラフィで撮影することで確認した。

【0041】

試験結果を表１に示す。本発明範囲から外れる数値、項目に下線を付している。

【0042】

【表1】

【0043】

電極の極性については、比較例１のみが正極性通電（第１電極１を正極として通電）、それ以外はすべて逆極性通電（第２電極２を正極として通電）を採用している。

【0044】

アークスポットのスラグカバー状況に関して、比較例３については、スラグドアから挿入したマニピュレータから撹拌ガスとしてＡｒガスをアークスポット円内に向けて吹付けることにより、アークスポット円６をスラグ４が被覆していない状況を実現した。結果として表１に「×」と表示した。本発明例１～１１、比較例１、２については、マニピュレータからＡｒガスを吹き付ける位置がアークスポット円外となるように、アークスポット円とスラグドアの間の位置に向けて吹き付けることにより、上記アークスポット円６をスラグ４が被覆している状況を実現した。結果として表１に「○」と表示した。

【0045】

本発明例１～１１はいずれも、逆極性通電（第２電極２を正極として通電）を採用し、２０００℃でのスラグ４の液相率が８０％以上であり、アークスポット円６をスラグ４が被覆しており、結果として気化脱硫指標がいずれも良好であった。

【0046】

比較例１は電極通電が正極性通電であり、比較例２は２０００℃でのスラグの液相率が８０％未満であり、比較材３はアークスポットのスラグカバーが不良であり、いずれも気化脱硫指標が不良であった。

【符号の説明】

【0047】

１ 第１電極
２ 第２電極
３ 溶融金属
４ スラグ
５ 静止浴面
６ アークスポット円

【図1】