JP2002363631A - 火点におけるスラグの判定方法及びそれに基づく溶銑の脱燐方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶銑表面又は溶鋼表面に向けて酸素含有ガス
を吹き付けた時に、その衝突点に形成される火点におけ
るスラグの有無やスラグの溶融状態を判定する方法を確
立する。 【解決手段】 酸素又は酸素を含む混合ガスを溶銑表面
又は溶鋼表面に向けて吹き付けた時に、その衝突点に形
成される火点の温度を測定し、測定した火点温度と、前
記溶銑表面上又は溶鋼表面上に浮遊するスラグの固相線
温度及び液相線温度、及び、前記溶銑又は溶鋼の固相線
温度及び液相線温度とを比較して、前記火点におけるス
ラグの有無及び溶融状態を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼精錬プロセス
において、溶銑表面又は溶鋼表面に向けて酸素又は酸素
を含む混合ガスを吹き付けた時に、その衝突点に形成さ
れる火点におけるスラグの有無やスラグの溶融状態を判
定する方法、及びこの判定方法に基づく溶銑の脱燐方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】酸素又は酸素を含む混合ガス（以下、ま
とめて「酸素含有ガス」と記す）を溶銑表面又は溶鋼表
面に吹き付けて行う精錬では、火点は重要な反応領域で
あり、従って、火点の情報は精錬反応を監視し、制御す
るために重要視されており、従来から火点情報を得るた
めに様々な方法が提案されてきた。

【０００３】例えば、特開平４−３０８０１９号公報に
は、転炉の吹錬中に火点温度をリアルタイムに測定し、
その測定値と吹錬終了の所定時間前に測定した溶鋼中炭
素濃度及び溶鋼温度とに基づいて遷移炭素濃度を推定
し、この遷移炭素濃度に基づき以降の脱炭反応を推定し
て吹錬終了を指令する、転炉吹錬終点制御方法が開示さ
れている。又、特開平１−２２９９４３号公報には、火
点から生じる発光スペクトルを分光して、溶鋼成分を分
析・検出する方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術では火点がスラグに覆われているか、又、火
点がスラグに覆われている場合に、そのスラグはどのよ
うな状態になっているのかを判定することはできなかっ
た。ここで、火点におけるスラグの有無及び火点におけ
るスラグの状態を把握する必要性について説明する。

【０００５】例えば転炉では、上吹きランスから酸素ジ
ェットを溶銑に吹き付けて脱炭吹錬を行うが、脱炭吹錬
末期において溶銑中の炭素濃度が減少して脱炭に必要な
酸素が減少すると、脱炭酸素効率を維持し、スラグの過
酸化を防止して有価合金成分の歩留まりを上昇させるた
めに、送酸量を減じることが行われている。ところが、
送酸量を減じていくと酸素ジェットの持つ運動エネルギ
ーが減少するため、溶銑表面に存在するスラグを押し除
けることができなくなり、スラグが火点内に侵入してし
まい、酸素ジェットが直接溶銑表面に当たらなくなり、
却って脱炭酸素効率が悪化し、スラグの過酸化を促進さ
せてしまうことがある。しかし、従来火点内のスラグの
有無が判別できないので、吹錬の安全を優先して送酸量
を限界値まで抑制できないと云う問題点があった。

【０００６】又、溶銑予備処理の脱燐工程では、上吹き
ランスから酸素を溶銑に吹き付けて脱燐を行うが、酸素
ジェットの持つ運動エネルギーが大きく、火点からスラ
グが押し除けられる状態では、酸素は溶銑中の炭素と反
応して、主として脱炭反応が進行し、目的とする脱燐反
応が阻害される。逆に、酸素ジェットの運動エネルギー
が小さく、火点を固体状のスラグが覆ってしまう状態で
は、溶銑と酸素との反応が遅くなり脱燐反応が進行しな
くなる。即ち、溶銑予備処理の脱燐工程では、送酸量を
適正に制御し、スラグの一部を溶融化させ、スラグ−メ
タル反応である脱燐反応を効率的に行うと同時に、後工
程に必要な熱量を確保するため、脱炭反応は極力抑制す
ることが必要である。そのためには、火点におけるスラ
グの有無を把握すると共に、そのスラグの状態を適正状
態に制御する必要があるが、従来、火点でのスラグ状態
を定量的に制御した脱燐方法は行われていない。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、溶銑表面又は溶鋼表面に向け
て酸素含有ガスを吹き付けた時に、その衝突点に形成さ
れる火点におけるスラグの有無やスラグの溶融状態を判
定する方法、及び、この判定方法を利用した、脱炭反応
を抑えて効率的に脱燐反応を行うことができる溶銑の脱
燐方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る火点に
おけるスラグの判定方法は、酸素又は酸素を含む混合ガ
スを溶銑表面又は溶鋼表面に向けて吹き付けた時に、そ
の衝突点に形成される火点の温度を測定し、測定した火
点温度の平均値、又は、測定した火点温度の標準偏差か
ら、前記火点におけるスラグの有無を判定することを特
徴とするものである。

【０００９】第２の発明に係る火点におけるスラグの判
定方法は、酸素又は酸素を含む混合ガスを溶銑表面又は
溶鋼表面に向けて吹き付けた時に、その衝突点に形成さ
れる火点の温度を測定し、測定した火点温度と、前記溶
銑表面上又は溶鋼表面上に浮遊するスラグの固相線温度
及び液相線温度、及び、前記溶銑又は溶鋼の固相線温度
及び液相線温度とを比較して、前記火点におけるスラグ
の有無を判定することを特徴とするものである。

【００１０】第３の発明に係る火点におけるスラグの判
定方法は、酸素又は酸素を含む混合ガスを溶銑表面又は
溶鋼表面に向けて吹き付けた時に、その衝突点に形成さ
れる火点の温度を測定し、測定した火点温度と、前記溶
銑表面上又は溶鋼表面上に浮遊するスラグの固相線温度
及び液相線温度、及び、前記溶銑又は溶鋼の固相線温度
及び液相線温度とを比較して、前記火点におけるスラグ
の溶融状態を判定することを特徴とするものである。

【００１１】第４の発明に係る溶銑の脱燐方法は、石灰
又は石灰を主体とする媒溶剤を溶銑に添加し、上吹きラ
ンスから酸素又は酸素を含む混合ガスを溶銑表面に吹き
付けて行う溶銑の脱燐方法において、酸素又は酸素を含
む混合ガスと溶銑表面との衝突点に形成される火点の温
度を測定し、前記上吹きランスの高さ位置又は上吹きラ
ンスからの送酸量を制御して、測定される火点温度を１
３００℃〜１６００℃の範囲とすることを特徴とするも
のである。

【００１２】本発明者等は火点の状況を把握するため、
図８（図８の詳細説明は後述の実施の形態で行う）に示
すような小型の転炉型精錬炉を用いて、媒溶剤として石
灰を溶銑浴面上に添加し、溶銑１０を底吹き攪拌しつ
つ、上吹きランス３からの送酸量を変更した試験を実施
した。その際、上吹きランス３に挿入してある光ファイ
バー式放射温度計４を用いて連続的に火点温度を測定
し、更に、吹き込まれる酸素により酸化して生成するＳ
ｉＯ₂ 、ＭｎＯ、ＦｅＯ等の酸化物と添加した媒溶剤１
２とで形成されるスラグ１１の火点における溶融状態
を、採取したスラグ組成、スラグ組成に基づくスラグの
固相線温度及び液相線温度、及び、炉内観察用高温スコ
ープによる炉内観察を併用して調査した。尚、試験終了
時のスラグ組成はＣａＯが２５〜７５mass％、ＳｉＯ₂
が５〜５０mass％、Ｔ．Ｆｅが０〜３０mass％、ＣａＯ
／ＳｉＯ₂ が０．５〜１０の範囲であり、その他にＰ₂
Ｏ₅ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｖ₂ Ｏ₅ 等の不可
避的成分を含んでいる。ここで、Ｔ．ＦｅとはＦｅＯや
Ｆｅ₂ Ｏ₃ 等のスラグ中鉄酸化物の鉄分の総量である。

【００１３】その結果、火点におけるスラグの有無は、
火点温度の平均値又は火点温度の標準偏差から判定可能
であることが分かった。又、火点におけるスラグの溶融
状況は、形成されるスラグの固相線温度及び液相線温
度、及び、メタル浴である溶銑の固相線温度及び液相線
温度と、測定した火点温度とを対比することで判定可能
であることが分かった。

【００１４】図１に、火点温度がスラグ及び溶銑の固相
線温度及び液相線温度に対して変化するにつれて、火点
におけるスラグの存在状況及び火点におけるスラグの溶
融状態がどのように変化するかを調査した結果を模式的
に示す。図１におけるスラグ占有率とは、火点面積に対
するスラグの占有する面積を百分率で表示したもので、
又、液相スラグ占有率とは、火点面積に対する溶融した
スラグの占有する面積を百分率で表示したものである。
尚、図１においてＴssはスラグの固相線温度、Ｔslはス
ラグの液相線温度、Ｔmsはメタルの固相線温度、Ｔmlは
メタルの液相線温度であり、又、Ｔｃは臨界温度で、メ
タル浴の攪拌条件及びスラグ量にも依存するが、メタル
浴の液相線温度（Ｔml）より２００〜３００℃程度高い
温度に相当する。

【００１５】図１に示すように、火点温度が臨界温度
（Ｔｃ）以上になると、それまで火点を覆っていたスラ
グが火点から押し除けられ始め、そして、火点温度がス
ラグの液相線温度（Ｔsl）以上になると火点にはスラグ
が存在しなくなる。又、火点温度が、スラグの固相線温
度（Ｔss）、メタルの固相線温度（Ｔms）、メタルの液
相線温度（Ｔml）、臨界温度（Ｔｃ）へと順に上昇する
に応じて、火点における液相スラグ占有率が増加し、火
点温度が臨界温度（Ｔｃ）付近になると、火点における
液相スラグ占有率は７５％程度まで上昇するが、火点温
度が臨界温度（Ｔｃ）を越えると液相スラグ占有率は低
下する。これは、火点温度が臨界温度（Ｔｃ）以上にな
ると、火点を占有していたスラグが押し除けられるため
である。以上の調査結果に基づき、本発明者等は火点に
おけるスラグの形態を領域１〜領域５の５つの領域に分
類した。

【００１６】図２に、このようにして分類した領域１〜
領域４における火点でのスラグ状態を平面図及び断面図
により模式的に表すイメージ図を示し、図３には、領域
３〜領域５における火点温度の測定値と火点の縦断面状
態を模式的に表すイメージ図を示す。尚、図２の平面図
における中央部の大きな○印は火点を表している。以
下、これらの図を参照して、分類した各領域を説明す
る。

【００１７】領域１：火点温度がスラグ固相線温度（Ｔ
ss）より低い範囲である。この領域では、上吹きランス
からの送酸に伴い、火点近傍でメタル浴中の炭素、鉄等
が燃焼して温度が上昇し、これに合わせてスラグが局所
的に溶融し、液相を形成するものの、火点温度が低く且
つ上吹きランスからの酸素ジェットの運動エネルギーが
弱いため、火点においてスラグは微量の液相を形成する
のみで、火点全域はほぼ固体状態のスラグで覆われる。

【００１８】領域２：火点温度がスラグ固相線温度（Ｔ
ss）より高く、メタル液相線温度（Ｔml）より低い範囲
である。この領域ではスラグの溶融化が進み、スラグは
液相・固相領域を混在させた状態となり、火点を占める
液相スラグは領域１に較べて上昇するが高々４０％程度
である。上吹きランスからの酸素ジェットの運動エネル
ギーが弱いため、この領域でも火点全域はスラグで覆わ
れている。

【００１９】領域３：火点温度がメタル液相線温度（Ｔ
ml）より高く、臨界温度（Ｔｃ）より低い範囲である。
この領域でも酸素ジェットの運動エネルギーは弱く、火
点内からスラグを押し除けることができず、火点全域は
スラグで覆われるが、温度が上昇するのでスラグは容易
に溶融して液相スラグが主体となり、７０％を越える液
相スラグで覆われることもある。酸素ジェットはメタル
浴と直接接触しないため、火点温度の測定値は低く、
又、火点周辺部からスラグが次々と侵入してくるため、
火点温度の測定値は安定せず、しかも大きく変動する。
そのため、温度測定値の標準偏差は８０℃以上になる。
尚、臨界温度（Ｔｃ）は、鉄鋼精錬の場合溶鋼の液相線
温度を基準としても、高々１８００℃程度の温度であ
る。

【００２０】領域４：火点温度が臨界温度（Ｔｃ）より
高く、スラグ液相線温度（Ｔsl）よりは低い範囲であ
る。この領域では、火点を覆うスラグは殆どが液相スラ
グになるが、上吹きランスからの酸素ジェットの運動エ
ネルギーが強くなり、火点内のスラグは押し除けられ、
火点温度がスラグ液相線温度に近づくにつれ、火点を覆
うスラグは減少する。しかし、運動エネルギーは十分に
は強くないので、火点内にスラグが頻繁に侵入し、侵入
したスラグは火点外に押し除けられる。火点内のメタル
浴は酸素ジェットと接触している時期とスラグに覆われ
ている時期とがあり、火点の温度は酸素が直接メタル浴
と接触している時期には２１００〜２５００℃程度の高
温となる。一方、精錬中のスラグ温度はメタル浴温度に
対して高々１００℃程度高い温度であり、火点の温度に
較べて著しく低い。そのため、火点内にスラグが侵入す
ると、スラグに較べて著しく高温の火点内メタルから発
する輻射光がスラグにより一瞬遮蔽され、火点の測定温
度は一瞬急激に低下するが、侵入したスラグが火点外に
押し除けられるため、高温の輻射光が再び検出されるよ
うになる。このように、高温の火点内メタル浴がスラグ
により見え隠れするため、火点温度の測定値が大きく変
動し、測定される火点温度の平均値は２２００℃以下と
なり、温度測定値の標準偏差は３０〜８０℃程度とな
る。

【００２１】領域５：火点温度がスラグ液相線温度（Ｔ
sl）より高い範囲で、スラグは溶融した状態となる。こ
の領域では、上吹きランスからの酸素ジェットの運動エ
ネルギーが十分大きく、スラグが火点内に侵入できず、
メタル浴表面が酸素ジェットと接触している。火点の温
度は炭素の燃焼熱により供給される熱量と排ガス顕熱や
スラグへの抜熱量とが釣り合い、送酸条件が変化しない
限り大きく変動することはない。従って、火点温度測定
値のばらつきは小さく、温度測定値の標準偏差は１０〜
３０℃程度となる。この時測定される火点温度はメタル
浴の炭素濃度や火点内の酸素密度にもよるが、２２００
〜２５００℃程度の高温になっている。

【００２２】以上説明したように、測定される火点温度
の平均値、又は、測定される火点温度の標準偏差から、
火点におけるスラグの有無を判定することができる。
又、スラグ及びメタルの固相線温度及び液相線温度と測
定される火点温度とを対比することで、火点におけるス
ラグの有無及び火点におけるスラグの溶融状態を判定す
ることができる。

【００２３】鉄鋼精錬プロセスにおいては、その精錬目
的により火点におけるスラグの適正状態が異なってく
る。そこで、本発明者等はスラグ−メタル間反応が主体
である、溶銑の脱燐工程におけるスラグの最適状態を調
査した。その結果、溶銑の脱燐工程においては火点にお
けるスラグの状態を領域３に保持することが有効である
ことが分かった。以下にその理由を説明する。

【００２４】溶銑の脱燐処理を行う際は、次の３点を配
慮しなければならない。（１）溶銑の脱燐反応は発熱反
応であり、低温処理の方が反応促進に有効である。
（２）脱燐反応は、溶融したスラグ中のＣａＯと溶銑中
の燐が酸化したＰ₂ Ｏ₅ とが融合し、スラグ中に取り込
まれて進行するため、溶銑浴面において或る程度の溶融
したスラグが必要である。（３）鉄鋼精錬プロセスで
は、脱燐処理の後工程で脱炭吹錬が行われるため、脱燐
処理における炭素濃度の減少量即ち脱炭量を可能な限り
少なくして、脱炭吹錬における温度補償をしておくこと
が必要である。即ち、上吹きランスからの送酸量を適正
化し、脱炭反応を抑制することが必要である。

【００２５】この３つの項目に配慮して、図７（図７の
詳細説明は後述の実施の形態で行う）に示す取鍋型の溶
銑保持容器、及び、図８に示す転炉型精錬炉を用いて溶
銑の脱燐試験を実施した。用いた溶銑１０は、炭素濃度
が４．０〜４．７mass％、珪素濃度が０．２０mass％以
下、硫黄濃度が０．０３mass％以下、燐濃度が０．１〜
０．１５mass％であり、その温度は１２７０〜１３３０
℃である。そして、上吹きランス３からの送酸量を０．
２５〜２．５Ｎｍ³ ／ｍｉｎ・ｔｏｎの範囲で変更しつ
つ、溶銑を０．０２〜０．３Ｎｍ³ ／ｍｉｎ・ｔｏｎの
ガスによるガス攪拌しながら、石灰を媒溶剤として溶銑
上に添加して溶銑の脱燐処理を行った。その際に上吹き
ランス内に設置した光ファイバー式放射温度計４により
火点温度を測定した。又、試験終了時のスラグ組成は、
ＣａＯ＝２５〜７０mass％、ＳｉＯ₂ ＝５〜５０mass
％、Ｔ．Ｆｅ＝０〜３０mass％、Ｐ₂ Ｏ₅ ＝０〜２０ma
ss％、ＣａＯ／ＳｉＯ₂ ＝０．５〜１０であった。

【００２６】試験では、火点における液相スラグ占有
率、脱燐処理終了時（終点とも云う）の溶銑の燐濃度、
及び処理中の脱炭量に及ぼす火点温度の影響を調査し
た。火点温度及び火点における液相スラグ占有率は、取
鍋型保持容器の試験では送酸開始から１２分経過後のデ
ータを、転炉型精錬炉の試験では送酸開始から１０分経
過後のデータである。

【００２７】図４に火点温度と火点における液相スラグ
占有率との関係の調査結果、図５に火点温度と処理終了
時の溶銑燐濃度との関係の調査結果、図６に火点温度と
処理中の脱炭量との関係の調査結果を示す。尚、図４〜
図６における火点温度は１００回／秒の測定頻度で３秒
間測定した火点温度の平均値を示しており、スラグの固
相線温度（Ｔss）、メタルの固相線温度（Ｔms）、メタ
ルの液相線温度（Ｔml）、臨界温度（Ｔｃ）、及びスラ
グの液相線温度（Ｔsl）は温度範囲で示している。又、
脱燐処理終了時の燐濃度（終点燐濃度）は０．０２０ma
ss％以下が脱燐工程の基準であり、又、脱燐処理中の脱
炭量が１．２mass％以下であれば、その後の熱補償が十
分であるので、図５及び図６にはこれらの数値を基準値
として明記した。

【００２８】図４に示すように、スラグの塩基度により
液相スラグ占有率は変動したが、どの組成のスラグにお
いても本発明により分類される領域３において液相スラ
グ占有率が最大となり、液相スラグ占有率は３０〜６０
％であった。又、図５から明らかなように、火点温度が
１３００℃以上であれば、脱燐処理終了時の燐濃度は
０．０２０mass％以下となり基準値を満足する。一方、
図６から明らかなように、火点温度が１６００℃以下で
あれば、処理中の脱炭量を１．２mass％以下に抑制する
ことができる。

【００２９】これらの結果から、溶銑の脱燐処理におい
ては火点温度の適正範囲は１３００〜１６００℃の範囲
であることが分かった。但し、脱燐反応をより効率的に
進めるには低温側の処理が有効であり、従って、１３０
０〜１４００℃の範囲とすることが好ましい。上吹きラ
ンスからの送酸量及びランス高さを変更することで、火
点温度をこの範囲に制御することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図７は本発明に係るスラグの
判定方法及びそれに基づく溶銑の脱燐方法を実施した取
鍋型の保持容器での脱燐処理を示す概略縦断面図、図８
は本発明に係るスラグの判定方法及びそれに基づく溶銑
の脱燐方法を実施した転炉型精錬炉での脱燐処理を示す
概略縦断面図である。

【００３１】図７及び図８において、１は取鍋型保持容
器、２は転炉型精錬炉、３は上吹きランス、４は光ファ
イバー型放射温度計、５はインジェクションランス、６
は炉上ホッパー、７はフィーダー、８は投入シュート、
９は底吹き羽口、１０は溶銑、１１はスラグ、１２は媒
溶剤である。

【００３２】高炉等から出銑された溶銑１０を取鍋型保
持容器１又は転炉型精錬炉２に装入し、この溶銑１０の
湯面上に石灰又は石灰を主体とする媒溶剤１２を添加
し、上吹きランス３から酸素含有ガスを溶銑湯面に吹き
付け、溶銑の脱燐処理を行う。媒溶剤１２は、ホッパー
６から投入シュート８を介して溶銑１０の湯面上に添加
しても、又、インジェクションランス５により窒素等の
不活性ガスを搬送ガスとして溶銑１０中に吹き込んで
も、どちらの方法で添加しても良い。酸素含有ガスを吹
き付けることにより溶銑１０の炭素、珪素、鉄等が酸化
し、媒溶剤の一部はこれら酸化物と反応してスラグ１１
が形成される。溶銑１０とスラグ１１との反応を促進さ
せるために、溶銑１０中にはインジェクションランス５
又は底吹き羽口９からＡｒ、窒素等の攪拌用ガスを吹き
込むことが好ましい。

【００３３】その際、上吹きランス３に設置した光ファ
イバー型放射温度計４により火点、即ち、吹き込まれた
酸素含有ガスと溶銑１０又はスラグ１１との衝突点の温
度を測定する。

【００３４】そして、測定された火点温度と溶銑１０及
びスラグ１１の固相線温度及び液相線温度とを比較し
て、測定された火点温度が図１に示す５つに分類された
領域のどこの領域に分類されるかを判別することで、火
点におけるスラグ１１の溶融状態及びスラグ１１の有無
を判定することができる。その際、溶銑１０及びスラグ
１１の固相線温度及び液相線温度は、市販の無機化合物
の物性計算ソフト等を用いることで容易に求めることが
できる。

【００３５】又、測定された火点温度の平均値又は標準
偏差を算出することで、火点におけるスラグ１１の有無
を判定することができる。具体的には平均温度が２２０
０℃以上であれば火点にはスラグ１１が存在せず、平均
温度が１６００℃以下であれば火点全面がスラグで覆わ
れており、平均温度が１６００℃から２２００℃の間で
は火点はスラグ１１と溶銑１０とが混在した状態と判定
することができる。又、測定される火点温度の標準偏差
が３０℃以下であれば、火点にはスラグ１１が存在せ
ず、標準偏差が３０℃を越え８０℃以下の場合には火点
はスラグ１１と溶銑１０とが混在した状態となり、標準
偏差が８０℃を越える場合には火点全面がスラグ１１で
覆われると判定することができる。火点温度の平均値及
び標準偏差は、２秒間以上の測定時間で２０回以上の測
定値から求めれば良いが、これに限るものではない。

【００３６】溶銑１０の脱燐処理の場合には、火点温度
が１３００〜１６００℃の範囲になるように制御する。
上吹きランス３からの送酸量を多くするほど、又、上吹
きランス３のランス高さを低くする、即ち上吹きランス
３の先端と溶銑１０との距離を小さくするほど火点温度
は上昇するので、これらを調整して火点温度を１３００
〜１６００℃の範囲に制御する。このようにして脱燐処
理することで、処理中の脱炭量を抑えつつ所定値まで脱
燐することができる。

【００３７】尚、上記説明では光ファイバー式放射温度
計により火点温度を測定しているが、測温手段は光ファ
イバー式放射温度計に限るものではなく、光ファイバー
を用いずに直接火点を覗き込む温度計であっても良い。
又、上記説明では溶銑の脱燐処理の場合に適用した場合
について説明したが、転炉における溶銑の脱炭吹錬にも
上記と同一方法で適用することができる。

【００３８】

【実施例】［実施例１］図８に示すような小型の転炉型
精錬炉を用いて、温度１３００℃、炭素濃度４．５mass
％の溶銑２００ｋｇに、ＣａＯ：１６００ｇ、ＳｉＯ
₂ ：４００ｇの媒溶剤を添加し、水冷の上吹きランス
（内径３．８ｍｍ、単孔）から酸素を吹き込んで脱炭吹
錬を実施した。同時に上吹きランス内部に、２色温度計
に接続された光ファイバーを設置し、ランスのノズル孔
から火点の放射光を受光して火点の温度を１００回／秒
の測定頻度で測定した。更に、上吹きランス近傍に水冷
の炉内観察用高温スコープを設置し、火点のスラグの有
無を観察した。精錬中は２分おきに分析用試料を採取す
ると共に、熱電対式の消耗型温度計によりメタル浴温度
を測定した。

【００３９】ランス高さ及び送酸量を変化させ、複数回
の試験を行い、それぞれの試験においてメタル浴の炭素
濃度が２．８〜３．２mass％にある時の火点の状況を、
３秒間測定した火点温度測定値の平均値及び標準偏差に
基づき、本発明を用いて領域３〜５に分別した。そし
て、この結果を炉内観察用高温スコープによる観察結果
と対比した。その結果を表１に示す。表１で明らかなよ
うに、火点温度の測定値から得られた結果と炉内観察用
高温スコープにより観察された結果とは完全に一致し
た。

【００４０】

【表１】

【００４１】［実施例２］図７に示すような１５０トン
容量の取鍋型の保持容器を用いて溶銑の脱燐試験を実施
した。媒溶剤として焼石灰粉末を使用し、インジェクシ
ョンランスにて投入した。溶銑の温度、成分、送酸時間
は可能な限り一定とし、媒溶剤投入量は処理前の溶銑珪
素濃度に基づき設定した。主要な操業条件を表２に示
す。表２に示すように、スラグの塩基度は０．５、３、
及び１０の３水準とした。

【００４２】

【表２】

【００４３】脱燐処理中、上吹きランス内部に設置し
た、２色温度計に接続された光ファイバーを介して、ラ
ンスのノズル孔から火点の放射光を受光して火点の温度
を１００回／秒の測定頻度で測定した。又、処理中の保
持容器内を炉内観察用高温用スコープにて観察し、スラ
グの溶融状況を把握した。そして、それぞれの試験にお
いて送酸開始から８分経過後、３秒間測定した火点の測
定温度の平均値に基づき、本発明を用いて５つの領域に
分別した。そして、この結果を炉内観察用高温スコープ
による観察結果と対比した。その結果を表３に示す。
尚、表３には火点温度の測定値、溶銑の処理終了時（終
点）の燐濃度、及び処理中の脱炭量等を合わせて示す。

【００４４】

【表３】

【００４５】表３から明らかなように、スラグ組成及び
メタル組成から得られる、スラグ及びメタルの固相線温
度及び液相線温度と火点温度との対比から判別される火
点内のスラグの溶融状態は、炉内観察用高温スコープに
より観察された結果と完全に一致した。更に、火点温度
を１３００〜１６００℃の範囲に制御した試験No. １７
〜２５では終点の燐濃度は０．０２０mass％以下で、且
つ処理中の脱炭量は１．２０mass％以下に抑えられてお
り、良好な脱燐処理が実施できた。火点温度がこの範囲
を外れた試験No. ２６〜３７では終点の燐濃度又は脱炭
量の何れかが目的値を満足しなかった。

【００４６】［実施例３］図８に示すような３５０トン
容量の転炉型精錬炉を用いて溶銑の脱燐試験を実施し
た。媒溶剤として塊状の焼石灰を使用し、投入シュート
を介して一括投入した。溶銑の温度、成分、送酸時間は
可能な限り一定とし、媒溶剤投入量は処理前の溶銑珪素
濃度に基づき設定した。主要な操業条件を表４に示す。
表４に示すように、スラグの塩基度は１、５、及び２０
の３水準とした。

【００４７】

【表４】

【００４８】脱燐処理中、上吹きランス内部に設置し
た、２色温度計に接続された光ファイバーを介して、ラ
ンスのノズル孔から火点の放射光を受光して火点の温度
を１００回／秒の測定頻度で測定した。又、処理中の転
炉型精錬炉内を炉内観察用高温用スコープにて観察し、
スラグの溶融状況を把握した。そして、それぞれの試験
において送酸開始から６分経過後、３秒間測定した火点
の測定温度の平均値に基づき、本発明を用いて５つの領
域に分別した。そして、この結果を炉内観察用高温スコ
ープによる観察結果と対比した。その結果を表５に示
す。尚、表５には火点温度の測定値、溶銑の処理終了時
（終点）の燐濃度、及び処理中の脱炭量等を合わせて示
す。

【００４９】

【表５】

【００５０】表５から明らかなように、スラグ組成及び
メタル組成から得られる、スラグ及びメタルの固相線温
度及び液相線温度と火点温度との対比から判別される火
点内のスラグの溶融状態は、炉内観察用高温スコープに
より観察された結果と完全に一致した。更に、火点温度
を１３００〜１６００℃の範囲に制御した試験No. ３８
〜４６では終点の燐濃度は０．０２０mass％以下で、且
つ処理中の脱炭量は１．２０mass％以下に抑えられてお
り、良好な脱燐処理が実施できた。火点温度がこの範囲
を外れた試験No. ４７〜５８では終点の燐濃度又は脱炭
量の何れかが目的値を満足しなかった。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスラグ判
定方法によれば火点内におけるスラグの有無及びスラグ
の溶融状態を適正に且つ迅速に判定することができる。
更に、火点の温度を１３００〜１６００℃に制御した本
発明の溶銑の脱燐方法では、脱炭を抑制しつつ効率的な
脱燐を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】火点温度の変化により、火点でのスラグの有無
及びスラグの溶融状態がどのように変化するかを調査し
た結果を示す図である。

【図２】本発明により分類した領域１〜領域４における
火点でのスラグ状態を模式的に示す図である。

【図３】本発明により分類した領域３〜領域５における
火点温度の測定値と火点の縦断面状態を模式的に示す図
である。

【図４】火点温度と火点における液相スラグ占有率との
関係の調査結果を示す図である。

【図５】火点温度と処理終了時の溶銑燐濃度との関係の
調査結果を示す図である。

【図６】火点温度と処理中の脱炭量との関係の調査結果
を示す図である。

【図７】本発明に係るスラグの判定方法及びそれに基づ
く溶銑の脱燐方法を実施した取鍋型の保持容器での脱燐
処理を示す概略縦断面図である。

【図８】本発明に係るスラグの判定方法及びそれに基づ
く溶銑の脱燐方法を実施した転炉型精錬炉での脱燐処理
を示す概略縦断面図である。

【符号の説明】

１ 取鍋型保持容器 ２ 転炉型精錬炉 ３ 上吹きランス ４ 光ファイバー型放射温度計 ５ インジェクションランス ６ ホッパー ９ 底吹き羽口 １０ 溶銑 １１ スラグ １２ 媒溶剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高岡 利夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 菊地 良輝 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 村井 剛 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中井 由枝 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 松野 英寿 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大重 貴彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K014 AA03 AB12 AD17 AD27 4K070 AB06 AC02 AC20 BA05 BE00 BE03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸素又は酸素を含む混合ガスを溶銑表面
   又は溶鋼表面に向けて吹き付けた時に、その衝突点に形
   成される火点の温度を測定し、測定した火点温度の平均
   値、又は、測定した火点温度の標準偏差から、前記火点
   におけるスラグの有無を判定することを特徴とする火点
   におけるスラグの判定方法。
2. 【請求項２】 酸素又は酸素を含む混合ガスを溶銑表面
   又は溶鋼表面に向けて吹き付けた時に、その衝突点に形
   成される火点の温度を測定し、測定した火点温度と、前
   記溶銑表面上又は溶鋼表面上に浮遊するスラグの固相線
   温度及び液相線温度、及び、前記溶銑又は溶鋼の固相線
   温度及び液相線温度とを比較して、前記火点におけるス
   ラグの有無を判定することを特徴とする火点におけるス
   ラグの判定方法。
3. 【請求項３】 酸素又は酸素を含む混合ガスを溶銑表面
   又は溶鋼表面に向けて吹き付けた時に、その衝突点に形
   成される火点の温度を測定し、測定した火点温度と、前
   記溶銑表面上又は溶鋼表面上に浮遊するスラグの固相線
   温度及び液相線温度、及び、前記溶銑又は溶鋼の固相線
   温度及び液相線温度とを比較して、前記火点におけるス
   ラグの溶融状態を判定することを特徴とする火点におけ
   るスラグの判定方法。
4. 【請求項４】 石灰又は石灰を主体とする媒溶剤を溶銑
   に添加し、上吹きランスから酸素又は酸素を含む混合ガ
   スを溶銑表面に吹き付けて行う溶銑の脱燐方法におい
   て、酸素又は酸素を含む混合ガスと溶銑表面との衝突点
   に形成される火点の温度を測定し、前記上吹きランスの
   高さ位置又は上吹きランスからの送酸量を制御して、測
   定される火点温度を１３００℃〜１６００℃の範囲とす
   ることを特徴とする溶銑の脱燐方法。