CN108699613A - 钢液的制造方法 - Google Patents

Abstract

在使由前次炉料产生的炉渣的一部分残留在脱碳炉内的状态下，在本次炉料中，将使由过去的脱碳吹炼生成的炉渣固化而得到的炉渣投入到所述脱碳炉中，接着，将磷浓度低于0.060质量％的铁液装入到所述脱碳炉中而进行脱碳吹炼。另外，在本次炉料中的由脱碳吹炼生成的炉渣中的P₂O₅的浓度为规定值以下的情况下，将一部分残留在所述脱碳炉中作为下次炉料中使用的炉渣。

Description

钢液的制造方法

技术领域

本发明特别涉及为了削减在脱碳吹炼时所添加的助熔剂的量而使用的适宜的钢液的制造方法。

背景技术

以往，在为了降低至所要求的制品规格的磷浓度以下而用脱碳炉对铁液进行吹炼来制造钢液时，从设置于转炉上的投料槽投入助熔剂。向铁液中投入的助熔剂在高温的铁液表面发生熔融，形成以CaO及SiO₂作为主体的炉渣。进而，在吹炼中经由主喷枪向铁液中吹入纯氧，铁液中的磷变成磷氧化物，与炉渣中的CaO形成固溶体，被除去到炉渣中。由此，铁液中的磷浓度下降。所投入的助熔剂的量根据铁液预处理后的铁液成分、制品规格的磷浓度及目标温度来决定，但近年来，钢铁制品的高端化和用户规格的严格化有所发展，为了使磷浓度进一步下降，助熔剂的量存在增加倾向。

于是，为了在炼钢工序中降低成本，作为削减新投入的助熔剂的量的方法，有炉渣再循环法。在炉渣再循环法中，有冷再循环和热再循环这2种方法。在以下的说明中，助熔剂是指从炉渣再循环的体系外导入的炉渣材料，不包含被再循环的炉渣。

冷再循环是一直以来在SRP法等对流精炼中被广泛使用的技术，在专利文献1及2中公开了冷再循环的技术。一般而言，在冷再循环中，从脱碳炉排渣到渣罐中的炉渣(以下、脱碳炉渣)在冷却后经由磁选、破碎、整粒等工序而向炼钢工厂搬运。然后，将所搬运的脱碳炉渣作为冷炉渣而再循环至脱磷炉内。

另一方面，热再循环主要是在MURC法中使用的技术，例如在专利文献3及4中被公开。在热再循环中，利用以同一转炉交替地实施脱磷吹炼和脱碳吹炼的特征，在脱碳出钢后使热炉渣残留在炉内，通过在下次炉料中投入废料而使热炉渣凝固至能够加注铁液的程度，进行下次炉料的加注铁液及脱磷吹炼。这样一来，能够在省略工序外的炉渣处理的同时将炉渣留用于下次炉料的脱磷吹炼。

如以上那样，无论哪种方法都是将高碱度的脱碳炉渣向碱度比脱碳炉低的脱磷炉中进行再循环的方法，但也能够将炉渣向脱碳炉中进行再循环。由此，能够减少在脱磷炉或脱碳炉中新投入的助熔剂的量。

另外，在专利文献5中公开了一种技术，其在脱碳炉中在排渣时会根据P₂O₅浓度对脱碳炉渣进行区别回收，并根据钢种而将最佳的P₂O₅浓度的脱碳炉渣进行冷再循环或热再循环，但其没有公开在使热再循环的炉渣凝固时使用冷再循环的方法。另外，如专利文献5那样，在仅根据排渣时的P₂O₅浓度来将脱碳炉渣进行冷再循环或热再循环的情况下，还存在下述课题：如果将磷浓度高的铁液装入至脱碳炉中，则炉渣中的P₂O₅浓度总是变高，完全无法实施热再循环。

另外，在实施冷再循环的情况下，冷炉渣由于粉成分多且容易包含水分，因此担心转炉投入时的反应性大，会对排气管道和集尘滤布等造成较大的负荷。因而，在冷再循环中，难以用脱碳炉大量地进行再循环。

另一方面，在脱碳炉中进行不使用废料的作业。因此，存在下述课题：在用脱碳炉实施热再循环的情况下，热炉渣的固化不会充分进行，因此需要新增使用助熔剂等作为冷却剂，在不使用冷却剂的情况下，不会进行充分量的热再循环。

进而，在炉渣再循环中内在有因炉渣中的P₂O₅浓集而导致的脱磷不良的顾虑。在冷再循环中，由于能够进行脱碳炉渣的成分分析，因此使用专利文献5中记载的方法，能够根据P₂O₅的浓度来进行区别回收，并根据钢种来选择炉渣。但是，在热再循环中，由于是连续地将脱碳炉渣进行再循环，因此脱碳炉渣的成分分析是不可能的，P₂O₅的浓集程度不清楚。因此，仅能够将P₂O₅浓集至能够从容地避免脱磷不良的程度，因此还存在没有进行充分量的热再循环的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-120209号公报

专利文献2：日本特开昭64-75618号公报

专利文献3：日本专利第2607328号公报

专利文献4：日本专利第5671801号公报

专利文献5：日本专利第3829696号公报

非专利文献

非专利文献1：材料和工艺Vol.8(1995)、p.183

发明内容

发明所要解决的课题

本发明鉴于上述的问题，目的是提供能够充分降低脱碳吹炼中新投入的助熔剂的量的钢液的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明如下所述。

(1)一种钢液的制造方法，其特征在于，在使由前次炉料产生的炉渣的一部分残留在脱碳炉内的状态下，在本次炉料中，将使由过去的脱碳吹炼生成的炉渣固化而得到的炉渣投入到所述脱碳炉中，接着，将磷浓度低于0.060质量％的铁液装入到所述脱碳炉中而进行脱碳吹炼。

(2)根据上述(1)所述的钢液的制造方法，其特征在于，在本次炉料中的由脱碳吹炼生成的炉渣中的P₂O₅的浓度为规定值以下的情况下，将一部分残留在所述脱碳炉中作为下次炉料中使用的炉渣。

(3)根据上述(1)或(2)所述的钢液的制造方法，其特征在于，在本次炉料中，将所述固化而得到的炉渣投入到所述脱碳炉中，并且投入助熔剂，

其中，所述助熔剂的量基于由前次炉料产生的炉渣中的P₂O₅的浓度来决定。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的钢液的制造方法，其特征在于，所述固化而得到的炉渣的粒径为50mm以下。

发明效果

根据本发明，能够提供能够充分降低脱碳吹炼中新投入的助熔剂的量的钢液的制造方法。

附图说明

图1是表示实施例1～4及比较例中的脱碳炉渣的构成的明细的图。

图2是表示从实施例1～6及比较例中的脱碳炉中出钢的钢液中的[P]的图。

图3是表示热炉渣中的(P₂O₅)与出钢后的钢液中的[P]的关系的图。

图4是表示实施例1、5、6中的脱碳炉渣的构成的明细的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。以下，附在元素符号上的符号[]表示该元素在铁液或钢液中的浓度，附在元素符号或化合物上的符号()表示该元素或化合物在炉渣中的浓度。

本发明中，对于将通过在转炉以外进行的铁液预处理或在脱磷炉进行的脱磷处理等而被脱磷的铁液在脱碳炉中进行脱碳吹炼时所生成的炉渣，以冷再循环和热再循环进行并用，使用通过冷再循环生成的冷炉渣和通过热再循环生成的热炉渣来进行脱碳吹炼，使钢液中的[P]下降。

在冷再循环中，将钢液从脱碳炉中出钢后将脱碳炉渣向渣罐中排渣，将所排渣的脱碳炉渣冷却后进行破碎，进行过筛而调整至规定的粒径，得到冷炉渣。然后，在数天后的炉料中，将冷炉渣从设置于脱碳炉上的投料槽向脱碳炉内投入。就本实施方式而言，生成不是在脱磷炉中使用、而是在脱碳炉中使用的冷炉渣。

在热再循环中，将钢液从脱碳炉中出钢后没有将炉渣排渣，而是使高温的脱碳炉渣(热炉渣)残留在脱碳炉内，投入冷却效果高的助熔剂等而使其固化。之后，注入下次炉料的铁液，转移至脱碳吹炼。

本实施方式中，首先，通过冷再循环而预先生成冷炉渣。然后，在使前次炉料中生成的热炉渣残留在脱碳炉中的状态下，在本次炉料中，在热炉渣存在的状态下投入冷炉渣，在炉渣量不足的情况下进一步投入助熔剂，之后装入铁液而进行脱碳吹炼。然后，优选的是，在本次炉料中事先预测炉渣中的(P₂O₅)，判定本次炉料中产生的脱碳炉渣可否向下次炉料中再循环。在判定为能够再循环的情况下，使脱碳炉渣的一部分残留在脱碳炉中作为下次炉料的热炉渣。以下，对作业步骤进行详细说明。

首先，将由前次炉料的脱碳吹炼而生成的脱碳炉渣的一部分残留在脱碳炉中。该脱碳炉渣是通过再循环的判定而被判定为能够再循环的炉渣。对于再循环的判定的详细内容会在后面叙述。接着，在本次炉料中，将铁液、冷炉渣及助熔剂投入到脱碳炉中，进行脱碳吹炼。

投入到脱碳炉中的铁液中的[P]设定为低于0.060质量％。将铁液中的[P]设定为低于0.060质量％的理由是：如果铁液中的[P]为0.060质量％以上，则需要增大脱磷量，炉渣中的(P₂O₅)会变高，变得不适合作为再循环到脱碳炉中的炉渣。优选投入到脱碳炉中的铁液中的[P]为0.035质量％以下。一般而言，从高炉中出来的铁液中的[P]为超过0.100质量％的程度，但对于使铁液中的[P]成为低于0.060质量％的方法没有特别限定。例如也可以通过脱磷炉中的脱磷处理来使铁液中的[P]成为低于0.060质量％，另外，也可以通过应用众所周知的铁液预处理技术来使铁液中的[P]容易地成为低于0.060质量％。

在脱碳吹炼中，根据作为目标的钢液的[P]及脱磷处理后的[P]来决定必要磷分配比，由此算出必要炉渣量。另外，在脱碳吹炼中，将碱度设定为3.6～3.8，从保护熔化炉内的耐火物的观点出发，将炉渣中的(MgO)设定为6～9质量％。基于这些条件，可以决定助熔剂的投入量。

这里，磷分配比是炉渣中的磷浓度除以钢液中的磷浓度而得到的值((P)/[P])，必要磷分配比为30～60左右的范围，在成为目标的钢液的[P]小的情况下，必要磷分配率被设定为大的值。由于所出的钢液量可以预先预测，因此如果能够设定磷分配比，则能够算出必要炉渣量。

另一方面，报道了：磷分配比与脱碳炉中的各种炉渣成分及终点温度相关(例如参照非专利文献1)。因此，按照能够满足必要炉渣量、碱度、炉渣中的(MgO)及上述相关式的方式来决定多种助熔剂的组合。需要说明的是，助熔剂的组合的决定方法并非一概而定，而是考虑各炉中的作业经验、助熔剂置办的容易性、成本等本地条件来决定的。作为助熔剂的种类，可列举出生石灰、白云石、硅石、橄榄岩、轻烧白云石等。在生石灰的情况下，优选粒径为3～10mm，在轻烧白云石的情况下，优选粒径为5～30mm。

另外，在从前次炉料出钢开始到在本次炉料中开始铁液的投入为止的期间，将冷炉渣投入到脱碳炉内。在该期间投入冷炉渣的理由是：为了使前次炉料中生成的热炉渣固化；此外也是为了防止因投入冷炉渣而引起的暴沸反应。如果在该期间投入冷炉渣，则冷炉渣中的水分会被热炉渣除去。这里，在生成冷炉渣时，优选过筛而将粒径调整为50mm以下。将冷炉渣的粒径设定成50mm以下的理由是由于：容易储藏到熔化炉上的料斗中，进而容易将冷炉渣从料斗向脱碳炉中投入，能够在脱碳炉内顺利地进行渣化。另一方面，如果冷炉渣的粒径超过50mm，则会有下述可能性：产生伴随向料斗的搬送、切出(运出)等处理而引起的故障；在脱碳炉内，传热及渣化需要很多的时间。另外，也可以与冷炉渣、助熔剂一起投入作为温度调整用的冷却材料的氧化皮。

如果如以上那样在脱碳炉中投入铁液、冷炉渣及助熔剂，则会从主喷枪吹入氧气，开始脱碳吹炼。然后，如果达到规定的[C]，则钢液从脱碳炉向浇包出钢。对于脱碳炉渣，直接作为热炉渣残留在脱碳炉中。此时，也可以根据脱碳炉渣中的(P₂O₅)来判定是否进行热再循环。

在实施热再循环的情况下，与利用通过新投入的助熔剂所生成的炉渣进行脱磷的情况相比，炉渣中的(P₂O₅)浓集。如果(P₂O₅)过度浓集，则炉渣的脱磷能力下降。因此，也可以事先预测炉渣中的(P₂O₅)来判定是否能够将本次炉料中产生的脱碳炉渣向下次炉料中再循环。炉渣中的(P₂O₅)根据以下的式(1)～式(3)中所示的磷的质量平衡式进行预测。

炉渣中(P₂O₅)(质量％)＝炉渣中(P₂O₅)(kg/t)÷炉渣量(kg/t)×100

(1)

炉渣中(P₂O₅)(kg/t)＝遗留炉渣中(P₂O₅)(kg/t)+冷炉渣中(P₂O₅)(kg/t)+本次炉料炉渣中(P₂O₅)(kg/t)+前次炉料热炉渣中(P₂O₅)(kg/t)

(2)

炉渣量(kg/t)＝遗留炉渣量(kg/t)+冷炉渣量(kg/t)+本次炉料炉渣量(kg/t)+前次炉料热炉渣量(kg/t) (3)

这里，“遗留炉渣”是指来自前工序的伴随于铁液的炉渣，其量可以通过炉渣成分的质量平衡调查结果来把握。“本次炉料炉渣”是指来自于助熔剂的炉渣。

“前次炉料热炉渣”是没有将本次炉料的最近一次的前次炉料中所生成的脱碳炉渣完全排渣、而通过残留在炉内被再循环的热炉渣，其量通过排渣时的转炉最终倾动角度来决定，因此能够把握。就前次炉料热炉渣中(P₂O₅)(kg/t)而言，虽然难以直接对样品进行成分分析，但在前次炉料中通过式(1)可算出炉渣中(P₂O₅)(质量％)，因此能够把握。

在如以上那样炉渣中(P₂O₅)(质量％)为规定值以下的情况下，将脱碳炉渣进行部分排渣而实施热再循环，在下次炉料中，算出炉渣中的(P)而算出磷分配率，确定助熔剂的量。此时，也可以用所排渣的脱碳炉渣来实施冷再循环。另外，在不实施热再循环的情况下，将脱碳炉渣全部排渣，在下次炉料中，仅使用冷炉渣及助熔剂来进行脱碳吹炼。另外，也可以在下次炉料中仅使用助熔剂来进行脱碳吹炼。

需要说明的是，为了生成冷炉渣，在炉渣中(P₂O₅)(质量％)为规定值以下的情况下，也可以在一部分炉料中不实施热再循环、而实施冷再循环。

根据以上内容，能够在脱碳炉中扩大脱碳炉渣的再循环量，能够大幅降低新投入的助熔剂量。

实施例

以下，对本发明的实施例进行说明，但实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性及效果而采用的一个条件例，本发明并不限于该一个条件例。只要在不脱离本发明的主旨的情况下达成本发明的目的，则本发明可采用各种条件。

为了确认本发明的效果，在实施例1～4中进行了将磷浓度低于0.060质量％的铁液在脱碳炉中进行脱碳吹炼的作业。所使用的铁液为进行了铁液脱磷处理的脱磷铁液280～290t，在铁液的成分中包含：[C]＝3.3～3.8质量％、[Si]≤0.01质量％、[Mn]＝0.10～0.30质量％、[P]＝0.010质量％以上且低于0.060质量％。

脱碳吹炼是以将[P]＝0.018％设为制品规格的上限的钢种作为对象来实施的。需要说明的是，考虑在二次精炼以后从炉渣中回磷等的偏差，将从脱碳炉中出钢的钢液中的[P]≤0.015％作为更优选的范围进行设定。对于脱碳炉渣，以非专利文献1中记载的水渡的式子将磷分配比设定为30～60的范围，使用生石灰、白云石、硅石、橄榄岩等助熔剂、冷炉渣及热炉渣进行了脱碳吹炼。

首先，对于冷炉渣，预先在另一炉料中，将脱碳炉炉渣进行排渣并冷却后，实施磁选，用破碎机进行破碎后，过25mm直径的筛子，就筛上而言，再次返回至破碎机而进行破碎，再次过筛。然后，对于筛下，作为冷炉渣搬运至炼钢工厂。被炼钢工厂接受的冷炉渣的平均粒径为10mm。

在本炉料中，将像这样制造的冷炉渣从转炉的炉上料斗介由投料槽而投入规定量至脱碳炉内。本发明的效果通过助熔剂的削减量以及从脱碳炉中出钢的钢液中的[P]这两个指标进行了评价。需要说明的是，以下说明的实施比率是实施了再循环的炉料相对于全部炉料的比率。对于没有实施再循环的炉料，除了根据再循环可否判定而设定为“否”的情况以外，也包含因其它的作业上的要因而没有实施的炉料。

(实施例1(发明例1))

首先，作为热炉渣，没有将前次炉料的脱碳炉炉渣完全排渣，而使约15kg/t残留在脱碳炉内；作为冷炉渣，将如上述那样进行了粒度调整的脱碳炉炉渣从设置于脱碳炉上的投料槽投入10kg/t。另外，与冷炉渣一起投入了生石灰、白云石、硅石、橄榄岩作为助熔剂，投入了7kg/t左右的氧化皮作为温度调整用的冷却材料。在投入冷炉渣及助熔剂后，将上述的脱磷铁液280～290t装入到脱碳炉内，实施了脱碳吹炼。另外，在热炉渣及冷炉渣中，(CaO)＝42质量％、(SiO₂)＝11质量％。在该阶段，削减了相当于下述量的助熔剂：

CaO：(热炉渣+冷炉渣)(kg/t)×0.42

SiO₂：(热炉渣+冷炉渣)(kg/t)×0.11。

另外，在本次炉料的脱碳吹炼前或脱碳吹炼中，通过上述的式(1)～(3)计算出本次炉料的炉渣中(P₂O₅)浓度。然后，在脱碳吹炼后，将钢液进行出钢，在炉渣中(P₂O₅)(质量％)通过计算而达到2.5质量％以上的情况下，实施脱碳炉渣的完全排渣，在炉渣中(P₂O₅)(质量％)低于2.5质量％的情况下，不进行完全排渣而按照热炉渣成为15kg/t左右的方式将脱碳炉渣进行了少量排渣。需要说明的是，在完全排渣的情况下，在下次炉料中，仅使用冷炉渣及助熔剂或者仅使用助熔剂进行了脱碳吹炼。

然后，将以上那样的作业反复进行了200次炉料份。其结果是，热再循环实施比率(＝热再循环实施炉料数÷总炉料数)达到61％，冷再循环实施比率(＝冷再循环实施炉料数÷总炉料数)达到98％。

(实施例2(发明例2))

首先，作为热炉渣，没有将前次炉料的脱碳炉炉渣完全排渣，而使约15kg/t残留在脱碳炉内；作为冷炉渣，将如上述那样进行了粒度调整的脱碳炉炉渣从设置于脱碳炉上的投料槽投入10kg/t。另外，与冷炉渣一起投入了生石灰、白云石、硅石、橄榄岩作为助熔剂，投入了7kg/t左右的氧化皮作为温度调整用的冷却材料。在投入冷炉渣及助熔剂后，将上述的脱磷铁液280～290t装入到脱碳炉内，实施了脱碳吹炼。另外，在热炉渣及冷炉渣中，(CaO)＝42质量％、(SiO₂)＝11质量％。在该阶段，削减了相当于下述量的助熔剂：

CaO：(热炉渣+冷炉渣)(kg/t)×0.42

SiO₂：(热炉渣+冷炉渣)(kg/t)×0.11。

另外，在脱碳吹炼后，将钢液进行出钢，不考虑可否实施向下次炉料的热再循环，而按照热炉渣成为15kg/t左右的方式将脱碳炉渣进行少量排渣从而连续地实施了热再循环。然后，将以上那样的作业反复进行了200次炉料。其结果是，热再循环实施比率达到82％，冷再循环实施比率达到98％。

(实施例3(以往例1))

首先，作为热炉渣，没有将前次炉料的脱碳炉炉渣完全排渣，而使约15kg/t残留在脱碳炉内，投入了生石灰、白云石、硅石、橄榄岩作为助熔剂，投入了7kg/t左右的氧化皮作为温度调整用的冷却材料。需要说明的是，没有投入冷炉渣。在投入助熔剂后，将上述的脱磷铁液280～290t装入到脱碳炉内，实施了脱碳吹炼。另外，在热炉渣中，(CaO)＝42质量％、(SiO₂)＝11质量％。在该阶段，削减了相当于下述量的助熔剂：

CaO：热炉渣(kg/t)×0.42

SiO₂：热炉渣(kg/t)×0.11。

另外，在脱碳吹炼后，将钢液进行出钢，不考虑可否实施向下次炉料的热再循环，而按照热炉渣成为15kg/t左右的方式将脱碳炉渣进行少量排渣从而连续地实施了热再循环。然后，将以上那样的作业反复进行了200次炉料。其结果是，热再循环实施比率达到72％。热再循环实施比率与实施例2相比为低水平，这是由于：由于没有实施冷再循环，因此将热炉渣固化需要时间，在炉料间隔较短的情况等时间不充裕的状况下，将脱碳炉渣进行了完全排渣。

(实施例4(以往例2))

没有实施热再循环而在前次炉料中将脱碳炉渣完全排渣，将上述的脱磷铁液280～290t装入到脱碳炉内，实施了脱碳吹炼。然后，为了促进熔化而从吹炼开始5分钟以内投入10kg/t的上述冷炉渣，并且投入生石灰、白云石、硅石、橄榄岩作为助熔剂，投入了7kg/t左右的氧化皮作为温度调整用的冷却材料。另外，在冷炉渣中，(CaO)＝42质量％、(SiO₂)＝11质量％。在该阶段，削减了相当于下述量的助熔剂：

CaO：冷炉渣(kg/t)×0.42

SiO₂：冷炉渣(kg/t)×0.11。

然后，在脱碳吹炼后，将钢液进行出钢，实施了脱碳炉渣的完全排渣。将以上那样的作业反复进行了200次炉料。其结果是，冷再循环实施比率达到65％，冷再循环实施比率与实施例1及2相比为低水平。如果不实施热再循环而在加注铁液前将冷炉渣投入，则在铁液的加注时，由于附着在转炉渣上的粉成分及水分而会产生较大的暴沸反应。因此，在实施例4中，在吹炼开始5分钟后将冷炉渣投入到转炉中。该情况也会在冷炉渣投入时产生暴沸反应，但与在加注铁液前投入的情况的反应相比较小。但是，可知：就在雨天时搬送包含水分的冷炉渣的情况等而言，由于冷炉渣中包含许多水分、反应显著，因此难以稳定地使用，仅通过冷再循环无法确保再循环量。

(实施例5(发明例3))

在实施例5中进行了将磷浓度为0.035质量％以下的铁液在脱碳炉中进行脱碳吹炼的作业。所使用的铁液为进行了铁液脱磷处理的脱磷铁液280～290t，在铁液的成分中包含：[C]＝3.3～3.8质量％、[Si]≤0.01质量％、[Mn]＝0.10～0.30质量％、[P]＝0.010～0.035质量％。

首先，作为热炉渣，没有将前次炉料的脱碳炉炉渣完全排渣，而使约22kg/t残留在脱碳炉内，作为冷炉渣，将如上述那样进行了粒度调整的脱碳炉炉渣从设置于脱碳炉上的投料槽投入11kg/t。另外，没有投入助熔剂，而投入了7kg/t左右的氧化皮作为温度调整用的冷却材料。在投入冷炉渣后，将上述的脱磷铁液280～290t装入到脱碳炉内，实施了脱碳吹炼。另外，在热炉渣及冷炉渣中，(CaO)＝42质量％、(SiO₂)＝11质量％。在该阶段，削减了相当于下述量的助熔剂：

CaO：(热炉渣+冷炉渣)(kg/t)×0.42

SiO₂：(热炉渣+冷炉渣)(kg/t)×0.11。

另外，在本次炉料的脱碳吹炼前或脱碳吹炼中，通过上述的式(1)～(3)计算出本次炉料的炉渣中(P₂O₅)浓度。然后，在脱碳吹炼后，将钢液进行出钢，在炉渣中(P₂O₅)(质量％)通过计算而达到2.5质量％以上的情况下，实施脱碳炉渣的完全排渣，在炉渣中(P₂O₅)(质量％)低于2.5质量％的情况下，没有完全排渣而按照热炉渣成为20kg/t左右的方式将脱碳炉渣进行了少量排渣。需要说明的是，在完全排渣的情况下，在下次炉料中，仅使用冷炉渣及助熔剂或者仅使用助熔剂进行了脱碳吹炼。

然后，将以上那样的作业反复进行了50次炉料份。其结果是，热再循环实施比率达到100％，冷再循环实施比率达到97％。

(实施例6(以往例3))

在实施例6中进行了将磷浓度为0.100质量％以下的铁液在脱碳炉中进行脱碳吹炼的作业。所使用的铁液为进行了铁液脱磷处理的脱磷铁液280～290t，在铁液的成分中包含：[C]＝3.3～3.8质量％、[Si]≤0.01质量％、[Mn]＝0.10～0.30质量％、[P]＝0.060～0.100质量％。

首先，作为热炉渣，没有将前次炉料的脱碳炉炉渣完全排渣，而使约15kg/t残留在脱碳炉内，作为冷炉渣，将如上述那样进行了粒度调整的脱碳炉炉渣从设置于脱碳炉上的投料槽投入10kg/t。另外，与冷炉渣一起投入生石灰、白云石、硅石、橄榄岩作为助熔剂，投入了7kg/t左右的氧化皮作为温度调整用的冷却材料。在投入冷炉渣及助熔剂后，将上述的脱磷铁液280～290t装入到脱碳炉内，实施了脱碳吹炼。另外，在热炉渣及冷炉渣中，(CaO)＝42质量％、(SiO₂)＝11质量％。在该阶段，削减了相当于下述量的助熔剂：

CaO：(热炉渣+冷炉渣)(kg/t)×0.42

SiO₂：(热炉渣+冷炉渣)(kg/t)×0.11。

另外，在本次炉料的脱碳吹炼前或脱碳吹炼中，通过上述的式(1)～(3)计算出本次炉料的炉渣中(P₂O₅)浓度。然后，在脱碳吹炼后，将钢液进行出钢，在炉渣中(P₂O₅)(质量％)通过计算而达到2.5质量％以上的情况下，实施脱碳炉渣的完全排渣，在炉渣中(P₂O₅)(质量％)低于2.5质量％的情况下，不进行完全排渣而按照热炉渣成为15kg/t左右的方式将脱碳炉渣进行了少量排渣。需要说明的是，在完全排渣的情况下，在下次炉料中，仅使用冷炉渣及助熔剂或者仅使用助熔剂进行了脱碳吹炼。

然后，将以上那样的作业反复进行了50次炉料份。其结果是，热再循环实施比率达到20％，冷再循环实施比率达到40％。

(比较例)

没有实施热再循环而在前次炉料中将脱碳炉渣完全排渣，将上述的脱磷铁液280～290t装入到脱碳炉内，实施了脱碳吹炼。然后，投入生石灰、白云石、硅石、橄榄岩作为助熔剂，投入了7kg/t左右的氧化皮作为温度调整用的冷却材料。在脱碳吹炼后，将钢液进行出钢，实施了脱碳炉渣的完全排渣。将以上那样的作业反复进行了200次炉料。

(实验结果)

图1是表示实施例1～4及比较例中的脱碳炉渣的构成的明细的图。另外，如图1中所示的那样，脱碳炉渣由热炉渣、冷炉渣、助熔剂(本次炉料炉渣)及遗留炉渣构成。任一情况下，合计的量都为38kg/t左右，遗留炉渣都为5.3kg/t。因此，被再循环的炉渣(热炉渣及冷炉渣)的量能够评价为削减掉的助熔剂的量。

另外，在图1中，热炉渣及冷炉渣的值是各实施例中的投入量乘以实施比率而得到的值。像这样将冷再循环及热再循环并用的实施例1及2为本发明例，能够进一步削减新投入的助熔剂量。特别是在不取决于炉渣中(P₂O₅)(质量％)而实施了热再循环的实施例2中，新的助熔剂量达到最低水平。助熔剂的削减量成为下述结果：实施例2最大，为22.1kg/t，实施例1次之，为19.0kg/t。另外，就作为以往例的实施例3及4而言，成为下述结果：新的助熔剂的削减量少。

图2是表示从实施例1～4及比较例中的脱碳炉中出钢的钢液中的[P]的图。在实施例1～4及比较例中，都在全部的炉料中成为比制品规格的上限即[P]＝0.018质量％小的值。

就比较例而言，由于没有进行炉渣的再循环、全部使用了助熔剂，因此钢液中的[P]为低水平。

就实施例1而言，钢液中的[P]与比较例1同等地为低水平。据认为这是由于：与新投入的助熔剂相比，对一度熔融了的炉渣进行再利用时会使渣化性提高；进而，仅在炉渣中(P₂O₅)(质量％)成为低于2.5质量％的情况下使用热炉渣，以此确保了脱磷能力。

就实施例2而言，由于没有判定热炉渣可否再循环，因此成为下述结果：虽然助熔剂的削减量大，但钢液中的[P]的偏差大。需要说明的是，虽然以全部200次炉料中的2.0％的比例脱离了优选的范围即[P]≤0.015质量％的范围，但由于达到了比制品规格的上限即[P]＝0.018质量％小的值，因此确认了在制品上是没有问题的。

就实施例3而言，由于没有判断可否进行热再循环，因此成为下述结果：钢液中的[P]的偏差大。需要说明的是，虽然以全部200次炉料中的1.0％的比例脱离了优选的范围即[P]≤0.015质量％的范围，但达到了比制品规格的上限即[P]＝0.018％小的值。

就实施例4而言，由于仅实施冷再循环，确保了脱磷能力，因此虽然助熔剂的削减量少，但钢液中的[P]与实施例2及3相比达到了低水平。

就实施例5而言，与实施例1相比，钢液中的[P]为更低水平。据认为这是由于：由于仅用磷浓度为0.035质量％以下的铁液进行了脱碳处理，因此热炉渣中(P₂O₅)(质量％)被保持在较低水平。

就实施例6而言，由于对磷浓度为0.065质量％以上的铁液进行脱碳，因此为了确保脱磷能力而使新的助熔剂增加，由此导致钢液中的[P]为低水平。另外，由于判断了可否进行热再循环，因此偏差不大。

图3是表示热炉渣中的(P₂O₅)与出钢后的钢液中的[P]的关系的图。为了明确关系，抽取了排除了吹炼条件(脱磷后的铁液中的[P]、炉渣量、实际碱度及终点[C])的影响的数据。随着热炉渣中的(P₂O₅)的增加，出钢后的钢液中的[P]也存在增加的倾向。由此认为：在实施例2及3中，出钢后的钢液中的[P]的偏差是由热炉渣中的(P₂O₅)的浓集引起的。

图4是表示实施例1、5、6中的脱碳炉渣的构成的明细的图，示出了磷浓度为0.035质量％以下、低于0.060质量％、0.100质量％以下的铁液中的脱碳炉渣的构成的影响。另外，如图4中所示的那样，脱碳炉渣由热炉渣、冷炉渣、助熔剂(本次炉料炉渣)及遗留炉渣构成。任一情况下，合计的量都为38kg/t左右。因此，被再循环的炉渣(热炉渣及冷炉渣)的量能够评价为削减掉的助熔剂的量。

在图4中，热炉渣及冷炉渣的值是各实施例中的投入量乘以实施比率而得到的值。像这样将冷再循环及热再循环并用的实施例5为本发明例，能够将新投入的助熔剂量设定为零。

另一方面，就实施例6而言，新投入的助熔剂量变得最大，没能削减助熔剂的量。这是由于：被预测为脱碳炉渣中的(P₂O₅)高的炉料多，热再循环的实施比率大为下降。

根据以上的结果，就作为本发明例的实施例1、2及5而言，由于通过适当的热再循环与冷再循环的组合，使得热炉渣被冷炉渣固化，冷炉渣中的水分被热炉渣除去，因此能够缓和两者的课题。由此，再循环量扩大，因此能够降低新投入的助熔剂，在将脱碳炉渣进行再循环时，通过炉渣的渣化性的提高效果，能够稳定地使钢液低[P]化。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供能够充分降低在脱碳吹炼中新投入的助熔剂的量的钢液的制造方法，产业价值非常大。

Claims (4)

1.一种钢液的制造方法，其特征在于，在使由前次炉料产生的炉渣的一部分残留在脱碳炉内的状态下，在本次炉料中，将使由过去的脱碳吹炼生成的炉渣固化而得到的炉渣投入到所述脱碳炉中，接着，将磷浓度低于0.060质量％的铁液装入到所述脱碳炉中而进行脱碳吹炼。

2.根据权利要求1所述的钢液的制造方法，其特征在于，在本次炉料中的由脱碳吹炼生成的炉渣中的P₂O₅的浓度为规定值以下的情况下，将一部分残留在所述脱碳炉中作为下次炉料中使用的炉渣。

3.根据权利要求1或2所述的钢液的制造方法，其特征在于，在本次炉料中，将所述固化而得到的炉渣投入到所述脱碳炉中，并且投入助熔剂，

其中，所述助熔剂的量基于由前次炉料产生的炉渣中的P₂O₅的浓度来决定。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的钢液的制造方法，其特征在于，所述固化而得到的炉渣的粒径为50mm以下。