JP3849571B2

JP3849571B2 - 転炉吹錬方法

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Publication number: JP3849571B2
Application number: JP2002138668A
Authority: JP
Inventors: 郁宏鷲見; 由枝中井; 良輝菊地; 涼川畑; 悟史小平; 宏清水
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2022-05-14
Also published as: JP2003328027A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラバールノズルを備えた上吹きランスを用いて溶銑に酸素を供給し、溶銑を酸化精錬する転炉吹錬方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶銑の転炉吹錬においては、上吹き酸素および必要に応じて底吹き酸素により、主として脱炭を目的とした酸化精錬が行われている。これらのうち、上吹き酸素は、上吹きランス先端に設置されたラバールノズルと呼ばれる末広がりのノズルから超音速または亜音速のジェットとして転炉内に吹き付けられる。
【０００３】
このような転炉吹錬において、近年、溶銑の脱燐や脱硫を目的とする溶銑予備処理プロセスの発達により、転炉における脱燐の必要性が少なくなっており、転炉で必要となる副原料が低減し、転炉での生成スラグ量が従来は溶鋼ｔｏｎあたり５０ｋｇ（５０ｋｇ／ｔ）を超えていたものが、急激に低減してきている。
【０００４】
大量のスラグ下での吹錬では、スラグ貫通のため高圧の酸素ジェットが必要であったが、スラグ量の低減にともなって必ずしもこのような高圧の酸素ジェットが必要ではなくなっている。また、このようにスラグ量の少ない吹錬下では、スピッティングやスプラッシュ等の激しい溶湯飛散をもたらし、炉口やフード、上吹きランス、さらには排ガス設備といった部位への地金付きを増加させ、操業に悪影響を与えるとともに、鉄歩留まりの低下による生産性の悪化をもたらす。また、飛散に伴う鉄ダストの発生も著しく増加し、ダスト発生の観点からも鉄歩留まりの低下をもたらす。
【０００５】
また、吹錬末期では、溶銑中炭素の低下にともなった脱炭速度の低下により送酸速度を低位に保持する。さらに、余剰酸素により酸化されたスラグ中の鉄分（Ｔ．Ｆｅ）を可能な限り低位にし、必要なＭｎの過剰な酸化を抑制することも重要である。しかし、上記ラバールノズルは、脱炭反応等の反応効率を低下させないようにするため、通常、送酸速度が比較的高い吹錬の初期から中期までの高炭素域（およそＣ＞０．６ｍａｓｓ％）における精錬条件に基づいてその形状が設計されているため、吹錬末期の低炭素域（およそＣ≦０．６ｍａｓｓ％）に相当する送酸速度が小さい場合には、酸素ジェットが不必要に減衰し、鉄浴の浴面への衝突圧力の低下によるスラグの反応効率の低下により、必然的にＴ．Ｆｅの上昇をもたらしてしまう。このため、従来は、底吹き攪拌などによりスラグの反応性を制御しＴ．Ｆｅを制御していた。
【０００６】
しかしながら、このような対策は大量のスラグが存在することが前提となっており、予備処理溶銑の吹錬のようにスラグが少ない場合には、底吹き等による効果は少なく、Ｔ．Ｆｅの制御が困難である。そのため、ランス高さを低下させ浴面衝突圧を高める方策も考えられるが、その場合には、火点面積の減少により反応領域が縮小される上、スラグが少ないため浴面からの熱輻射等の影響が特に大きく、ランスの耐用上の問題があり、操業の不安定化をもたらす。
【０００７】
一方、吹錬初期から中期にかけての脱炭最盛期には脱炭反応は酸素供給律速であるため大きな送酸速度が必要となるが、前述のように、上吹き酸素ジェットによる鉄の飛散、ダストの生成が顕著になり、歩留まりの低下、操業の不安定化をもたらす。すなわち、従来は大量のスラグがカバーの役割を担っていたが、スラグを低減した場合には、溶銑が酸素ジェットの影響をダイレクトに受け、上記不都合が生じるのである。従来では、こうした操業状況の悪化を抑制するために、ラバールノズルの孔径や傾角等の上吹きランス形状のハード面を適正化しつつ、上吹きランスの先端と浴面との距離（ランス高さ）や送酸速度等の操業条件を制御した対策が多数提案されている。しかし、このような対策では、上吹きランスから噴出される酸素ジェットの軌跡および幾何学的形状が大きく変化し、ジェット中の酸素濃度の変化、火点配置の変化等により、不必要な２次燃焼の増加、脱炭反応効率の低下等をもたらす。
【０００８】
以上のように、予備処理溶銑の吹錬のように少ないスラグ下での吹錬においては種々の問題があり、これらの状況に対処可能な新たなノズル設計および吹錬条件の確立が急務となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、少ないスラグで吹錬が行われることとなる予備処理溶銑を安定的に吹錬することができる転炉吹錬方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために検討を重ねた結果、スラグ量の少ない予備処理溶銑の吹錬においては、従来のように脱炭最盛期の高い送酸速度に基づいてラバールノズルを設計するのではなく、極めて低い送酸条件、すなわち吹錬末期の低い送酸速度以下で設計することにより、吹錬末期の反応効率が向上し、操業も安定することを見出した。また、スラグ量の少ない予備処理溶銑の吹錬では、脱炭最盛期において、従来よりも低い送酸条件で浴面の酸素衝突圧力が弱くても十分に脱炭反応を進行させることが可能であり、それによって鉄飛散およびダスト低減が可能となることを見出した。
【００１１】
本発明はこのような知見に基づいて完成されたものであり、第１発明は、その先端にラバールノズルが設置された上吹きランスを用い、吹錬最盛期よりも吹錬末期において送酸速度を低下させて予備処理溶銑を吹錬する転炉吹錬方法であって、
前記ラバール１孔当たりの送酸速度Ｆｈ（Ｎｍ^３／ｈｒ）とラバールノズルのスロート径Ｄｔ（ｍｍ）とから以下の（１）式で表されるノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）を用い、
吹錬末期の炭素濃度０．６ｍａｓｓ％以下の低炭素域において、以下の（２）式に示すラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）と、前記ノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）および前記スロート径Ｄｔ（ｍｍ）との関係式において定数ＫｆがＫｆ≦０．２４を満足し、
吹錬最盛期の炭素濃度０．６ｍａｓｓ％超の高炭素域において、以下の（３）式に示すラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）と、前記ノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）および前記スロート径Ｄｔ（ｍｍ）との関係式においてＫｍ≦０．１８を満足するラバールノズルを用いることを特徴とする転炉吹錬方法を提供する。
【数３】

【００１４】
第２発明は、上記第１発明において、溶銑上のスラグが５０ｋｇ／ｔ以下であることを特徴とする転炉吹錬方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体的に説明する。
まず、本発明に至った検討結果について説明する。
酸素吹錬中の転炉内挙動は、その反応挙動の違いから高炭素域（Ｃ＞０．６ｍａｓｓ％）と低炭素域（Ｃ≦０．６ｍａｓｓ％）とに大別される。従来から、高炭素域では、供給される酸素はほぼ全量脱炭に費やされ、反応は酸素の供給律速であり、高い送酸速度で吹錬が行われる。一方、低炭素域では、酸素の供給律速から炭素の移動律速に変わり、酸素の一部が鉄の酸化にも費やされるので、鉄の酸化を抑制して脱炭酸素効率を高めるために送酸速度を低減させている。
【００１６】
吹錬におけるラバールノズルの設計は送酸速度に基づいて行われ、従来から吹錬の際の送酸速度から求められるラバールノズル１孔当たりの送酸速度Ｆｈ（Ｎｍ^３／ｈｒ）とスロート径Ｄｔ（ｍｍ）を用いて以下の（１）式によりノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）を定め、定めたノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）と雰囲気圧Ｐｅ（ｋＰａ）とスロート径Ｄｔ（ｍｍ）とラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）との間の周知の関係式からラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）を定めることによってなされている。この周知の関係式を、以下の（２）および（３）式に示す。これらは同じ内容の式であるが、（２）式では吹錬末期を想定したものであり、（３）式は吹錬最盛期を想定したものである。これらの式にそれぞれ示す定数ＫｆおよびＫｍはそれぞれの吹錬時期に適した値が採用される。そして、吹錬末期を想定する（２）式を用いる場合には、（１）式の送酸速度は当然に吹錬末期の送酸速度であり、吹錬最盛期を想定する（３）式を用いる場合には、（１）式の送酸速度は当然に吹錬最盛期の送酸速度である。これら送酸速度は、操業的に平均値もしくは代表値が用いられる。
【数５】

【００１７】
そこで、まず、本発明が対象とするスラグの少ない予備処理溶銑の転炉吹錬における吹錬末期の（２）式の定数Ｋｆについて調査した。ここでは、吹錬前の燐が０．０１０〜０．０１８ｍａｓｓ％でスラグ量が２０ｋｇ／ｔ以下の極小スラグ下における吹錬を行った。スラグ量は、吹錬終了後のスラグ分析値と投入された媒溶材からＣａＯのマスバランスを計算して求めた。また、スラグの塩基度ＣａＯ／ＳｉＯ_２は２．５〜３．５であった。その結果の一例を図１に示す。最適なジェットとなるようにラバールノズルを設計する場合には、理論的にはＫｆ＝０．２６であるが、図１に示すように、（２）式のＫｆの値がＫｆ≦０．２９を満たす出口径Ｄｅにおいて、スラグ中のＴ．Ｆｅの大幅な低減が得られた。従来のように脱炭最盛期近傍でラバールノズルの設計を行う場合には、Ｋｆは通常０．３０以上であるが、Ｋｆ≦０．２９とすることにより、吹錬末期の酸素ジェットが適正化する方向に向かうためと考えられる。つまり、吹錬末期において酸素ジェットが最適となるＫｆ＝０．２６近傍に達すると、酸素ジェットの衝突圧力が増加し、スラグ中の反応向上がもたらされるためと考えられる。
【００１８】
Ｋｆを理論値０．２６より低い値に低下させていくと、酸素ジェットが再び最適条件から外れていく。このため、スラグが多い場合にはジェットの衝突が阻害されてＴ．Ｆｅが上昇傾向にあったが、この例のようにスラグ量が２０ｋｇ／Ｔ以下では酸素ジェットの衝突を阻害するスラグがほとんどないことから、図１に示すようにＴ．Ｆｅの上昇が少ない。このような効果はスラグが少なくなるほど大きくなり、スラグ量が１０ｋｇ／ｔ以下ではＴ．Ｆｅの上昇がほとんど見られなくなる。
【００１９】
スラグ量が多くなっても、５０ｋｇ／ｔ以下であればジェット衝突の阻害が少なくＴ．Ｆｅの上昇は許容範囲である。また、スラグ量３０ｋｇ／ｔ以下であればよりＴ．Ｆｅの上昇が小さくなるためより好ましい。
【００２０】
ここで、ランスのハード面から調査した結果、２０ｋｇ／Ｔ以下の極小スラグの場合、理論最適値であるＫｆ＝０．２６では、ランスノズル先端の損耗が若干大きい傾向にあることがわかった。これは、酸素ジェット最適化による火点温度の上昇などにより熱輻射が増大する等の要因であり、スラグが少なくなることにより、このような影響を受けやすくなるためと考えられる。したがって、Ｔ．Ｆｅの上昇を許容範囲内にしつつこのようなランスノズル先端の摩耗を少なくして安定な操業を行う観点から、Ｋｆ≦０．２４が好ましい。
【００２１】
このように脱炭末期に酸素ジェットを最適化すると、脱炭最盛期の高送酸速度域では酸素ジェットは必然的に適正な条件からはずれてくるため、ラバールノズル出口近傍でのジェットエネルギーロスが大きくなり、そのため、浴面衝突圧は低下する。本発明が対象とするスラグの少ない予備処理溶銑の転炉吹錬においては、このように浴面衝突圧が低くても脱炭反応を有効に進行させることができ、かつ低い衝突圧によって鉄飛散およびダストの低減を図ることができる。
【００２２】
図２はこのことを示す一例である。ここでは、上記の場合と同様の吹錬条件で、スラグ量が２０ｋｇ／ｔ以下の極小スラグ下における吹錬を行い、その際の上記（３）式におけるＫｍ値とダスト発生速度指数との関係を示す。この図２に示すように、（３）式のＫｍの値がＫｍ≦０．２３を満たす出口径Ｄｅにおいて、ダスト低減効果が大きくなることが確認された。さらにＫｍを低下させていくと、エネルギーロスの増大によりダスト低減効果は大きくなり、Ｋｍ≦０．１８でその効果はより大きくなる。このような効果は、図２に示すスラグ量が２０ｋｇ／Ｔ以下の極小スラグ下で特に大きい。
【００２３】
スラグ量が５０ｋｇ／ｔを超える場合には、Ｋｍが適正値から過剰に低下すると、スラグの存在により浴面への酸素供給圧が弱まり、これにより、酸素ジェットが溶銑に効率良く到達せず、脱炭反応の酸素効率が低下して、鉄酸化、ダスト生成が進むなどの悪影響が生じる場合があったが、５０ｋｇ／ｔ程度までではこのような問題は生じ難く、３０ｋｇ／ｔ以下の場合にこのような問題がより生じ難くなる。特に、上述したようなスラグ量が２０ｋｇ／ｔ以下の極小スラグ条件において、脱炭酸素効率を低下させることなくＫｍ値を大きく低下させて、鉄飛散およびダスト発生を一層有効に低減可能であることが確認された。すなわち、従来はＫｍには自ずと下限が存在していたが、本発明のような少ないスラグ下の吹錬では従来のような意味合いでのＫｍの下限は存在しない。
【００２４】
ここで、吹錬末期における送酸速度を大きく低減させて脱炭酸素効率向上の極限化を図る場合や、脱炭最盛期の高効率化の目的で送酸速度を極限まで高めて高速化を図る場合などは、必然的に末期と最盛期の送酸速度比は大きくなっていく。そのため、吹錬末期の送酸条件にてＫｆ値を０．２９以下にして適正化させていくと吹錬最盛期のＫｍ値は極めて小さくなってくる。したがって、本発明のように少ないスラグ下の吹錬において上述のようにＫｍに本質的な下限が存在しないことは極めて大きな意義を有する。
【００２５】
以上の検討結果は、吹錬末期におけるＫｆまたは吹錬最盛期におけるＫｍを最適化する条件で吹錬することが重要であることを示すものであるが、ＫｆおよびＫｍの双方を最適化するような送酸条件およびラバールノズル設計により、吹錬末期および最盛期の両方において最適な吹錬を行うことができることはいうまでもない。
【００２６】
なお、以上の検討結果が示すように、ＫｆおよびＫｍについては、本発明が対象とする予備処理溶銑の転炉吹錬のように少ないスラグ下では明確な下限は存在しないが、実際には、Ｋｆ，Ｋｍ値の低下にともない出口径Ｄｅは小径になるため、スロート径Ｄｔと同径になったところで先細ノズルとなり、工業的には末広がりでないストレートノズル（Ｄｔ＝Ｄｅ）となる。そのため、このストレートノズルになったところが必然的に下限となる。
【００２７】
以上のような結果に基づき、本発明では、その先端にラバールノズルが設置された上吹きランスを用い、吹錬最盛期よりも吹錬末期において送酸速度を低下させて予備処理溶銑を吹錬するに際し、前記ラバール１孔当たりの送酸速度Ｆｈ（Ｎｍ^３／ｈｒ）とラバールノズルのスロート径Ｄｔ（ｍｍ）とから上記（１）式で表されるノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）を用い、
吹錬末期の炭素濃度０．６ｍａｓｓ％以下の低炭素域において、上記（２）式に示すラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）と、前記ノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）および前記スロート径Ｄｔ（ｍｍ）との関係式においてＫｆ≦０．２４を満足し、
吹錬最盛期の炭素濃度０．６ｍａｓｓ％超の高炭素域において、上記（３）式に示すラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）と、前記ノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）および前記スロート径Ｄｔ（ｍｍ）との関係式においてＫｍ≦０．１８を満足するラバールノズルを用いることとした。
【００２８】
本発明で対象とする予備処理溶銑とは、転炉吹錬に先だって脱燐、脱硫等の溶銑予備処理を行って、転炉吹錬でのスラグ量の低減を可能にした溶銑をいい、転炉吹錬とは、主として脱炭を目的とした酸化精錬工程のことを示す。このように本発明で対象とする予備処理溶銑は転炉吹錬においてスラグ量が少なくてよく、通常は５０ｋｇ／ｔ以下であるが、３０ｋｇ／ｔ以下がより好ましく、２０ｋｇ／ｔ以下の極小スラグがさらに好ましい。例えば、０．１０％程度の燐を含有する溶銑を溶銑予備処理の脱燐工程にて燐レベルを０．０２％以下とし、実質的に製品の燐レベルまで低減した予備処理溶銑の場合、転炉吹錬におけるスラグ量は添加されるＭｎ鉱石などの副原料にも依存するが、概ね２５ｋｇ／ｔ以下に低減することができる。
【００２９】
ラバールノズルは理想的にはその末広がり部が曲線をなしているが、本発明におけるラバールノズルには、加工が容易であるため多用されている末広がり部が広がり角２〜８°程度の円錐形状のものを含む。また、スロート部、出口部に多少のストレート部を持つものも含む。
【００３０】
さらに、ノズル背圧とは、理想的にはノズルのすぐ上流のランス内部の畜気部圧力を示すが、工業的には、ランス上部管など圧損が著しく大きくならない部分で測定される圧力に相当し、本発明ではこれらのいずれも含む。
【００３１】
次に、本発明の実施に用いられる転炉吹錬用上吹きランスの一例について説明する。図３は本発明の実施に用いられる転炉吹錬用上吹きランスの一例を示す概略断面図、図４は図３に示す転炉吹錬用上吹きランスに装着されたラバールノズルの概略拡大断面図である。
【００３２】
図３に示すように、上吹きランス１は、円筒状のランス本体２と、このランス本体２の下端に溶接等により接続されたランスノズル３とで構成されており、そして、ランス本体２は、外管８、中管９、内管１０の同心円状の３種の鋼管、すなわち三重管で構成され、銅製のランスノズル３には、鉛直下向き方向または鉛直斜め下向き方向にラバールノズル４が設置されている。
【００３３】
外管８と中管９との間隙、および、中管９と内管１０との間隙は、上吹きランス１を冷却するための冷却水の流路となっており、上吹きランス１の上部に設けられた給水継手（図示せず）から供給された冷却水は中管９と内管１０との間隙を通ってランスノズル３の部位まで至り、ランスノズル３の部位で反転して外管８と中管９との間隙を通って上吹きランス１の上部に設けられた排水継手（図示せず）から排出される。この場合に給排水の経路を逆としても良い。また、内管１０の内部はラバールノズル４への酸素の供給流路となっており、上吹きランス１の上端部から内管１０内に供給された酸素は、内管１０を通り、ラバールノズル４から転炉（図示せず）内に噴出される。
【００３４】
ラバールノズル４は、図４に示すように、その断面が縮小する部分と拡大する部分の２つの円錐体で構成され、縮小部分を絞り部５、拡大部分をスカート部（末広がり部）７、絞り部５からスカート部７に遷移する部位である、最も狭くなった部位をスロート６と呼び、１個ないし複数個のラバールノズル４がランスノズル３に設けられている。ランス本体２の内部を通ってきた酸素は、絞り部５、スロート６、スカート部７を順に通って、超音速または亜音速のジェットとして転炉内に供給される。図４中のＤｔはスロート径、Ｄｅは出口径であり、スカート部７の広がり角度θは通常１０度以下である。
【００３５】
なお、絞り部５およびスカート部７は円錐体である必要はなく、内径が曲線的に変化する曲面で構成してもよく、また、絞り部５はスロート６と同一の内径であるストレート状の円筒形であってもよい。絞り部５およびスカート部７を、内径が曲線的に変化する曲面で構成する場合には、ラバールノズルとして理想的な流速分布が得られるが、ラバールノズルの加工が極めて困難であり、一方、絞り部５をストレート状の円筒形とした場合には、理想的な流速分布とは若干乖離するが、転炉吹錬で使用には全く問題とならず、かつ、ラバールノズルの加工が極めて容易となる。
【００３６】
本発明においては、以上のように例示されるラバールノズル４について、吹錬末期の送酸速度から求められるラバールノズル１孔当たりの送酸速度Ｆｈ（Ｎｍ^３／ｈｒ）とスロート径Ｄｔ（ｍｍ）を用いて上記（１）式によりノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）を定め、吹錬末期の炭素濃度０．６ｍａｓｓ％以下の低炭素域において、定めたノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）と雰囲気圧Ｐｅ（ｋＰａ）とスロート径Ｄｔ（ｍｍ）とラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）との間の関係式である上記（２）式のＫｆがＫｆ≦０．２４となるように、また、吹錬最盛期の炭素濃度０．６ｍａｓｓ％超の高炭素域において、定めたノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）と雰囲気圧Ｐｅ（ｋＰａ）とスロート径Ｄｔ（ｍｍ）とラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）との間の関係式である上記（３）式のＫｍがＫｍ≦０．１８となるように、ラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）を定める。
【００３９】
このような形状のラバールノズル４を有するランスノズル３を用いて転炉吹錬を行うのであるが、ランスノズル３が複数個のラバールノズル４を有している場合には、その一部のみを上記のような形状としてもよい。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例とともに示す。
容量が２６０ｔで、酸素ガスを上吹きし、攪拌用ガスを底吹きする上底吹き複合吹錬用転炉内に約２６０トンの溶銑を装入し、主として脱炭吹錬を行った。用いた溶銑は転炉前工程である溶銑予備処理設備にて脱硫および脱燐処理が施された同一鋼種向けの溶銑であり、［Ｐ］は０．０１０〜０．０１５ｍａｓｓ％であった。転炉内には石灰系フラックスを添加し、表１に示す種々の量のスラグを生成させた。スラグ分析値から求められたスラグの塩基度すなわちＣａＯ／ＳｉＯ_２は約３〜４であり、スラグ量はＣａＯのマスバランスにより求めた。すなわち、以下の式により求めた。
【数６】

【００４１】
転炉炉底に設置した羽口からは、溶湯攪拌を目的としてアルゴンまたは窒素を毎分１０〜２５Ｎｍ^３程度吹き込んだ。用いた上吹きランスは、ラバールノズルが５個円周上に設置された５孔ノズルタイプで、脱炭初期から最盛期にかけての送酸量を６００００Ｎｍ^３／ｈｒ、吹錬末期では３５０００Ｎｍ^３／ｈｒとし、ランス高さなどの吹錬パターンはいずれも極力同一とした。このような吹錬条件において、種々のノズルを用いて吹錬した。吹錬により［Ｃ］は０．０５〜０．０９ｍａｓｓ％まで低下し、到達温度は１６３０〜１６７０℃であった。吹錬中は湿式のダスト測定装置を用いて１吹錬あたりの発生ダスト量を求め、また、吹錬終了時には転炉内スラグを採取してスラグ中のＴ．Ｆｅを調査した。また、ランスの損耗状態も把握した。これらの結果を表１に示す。表１中、ランスの損耗状況の評価基準は◎が従来なみ、○がチップが損耗傾向、△が寿命大幅減である。
【００４２】
表１から明らかなように、Ｋｆが高い比較例１，２は、ダスト量が多く、Ｔ．Ｆｅの値が高かった。これに対して本発明の範囲内である実施例１〜５は比較例よりもダスト量が少なく、Ｔ．Ｆｅの値も低かった。また、スラグ量が１８ｋｇ／ｔと低く、Ｋｆが０．２６付近の参考例２はランスの損耗状況が△であったが、Ｋｆが低い値となれば実施例５に示すように、スラグ量が９ｋｇ／ｔと極めて低い場合でもランスの損耗状況が◎であった。
【００４３】
【表１】

【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スラグ量の少ない予備処理溶銑の吹錬において、従来のように高送酸速度に基づいてラバールノズルを設計するのではなく、極めて低い送酸条件、すなわち吹錬末期の低い送酸速度以下で設計するので、吹錬末期の反応効率が向上し、操業も安定する。また、本発明によれば、スラグ量の少ない予備処理溶銑の吹錬において、脱炭最盛期に従来よりも低い送酸条件で吹錬を行うことにより、十分に脱炭反応を進行させつつ、鉄飛散およびダスト低減が可能となる。その結果、吹錬全体での鉄歩留まりを大幅に向上することができかつ操業の安定化が達成され、工業上極めて有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吹錬末期の関係式である（２）式の定数Ｋｆと吹錬終了時のＴ．Ｆｅの指数値との関係を示す図。
【図２】吹錬最盛期の関係式である（３）式の定数Ｋｍとダスト発生速度指数との関係を示す図。
【図３】本発明に用いられる転炉吹錬用上吹きランスを示す概略断面図。
【図４】本発明に用いられる転炉吹錬用上吹きランスのラバールノズルの一例を示す概略拡大断面図。
【符号の説明】
１上吹きランス
２ランス本体
３ランスノズル
４ラバールノズル
５絞り部
６スロート
７スカート部（末広がり部）

Claims

その先端にラバールノズルが設置された上吹きランスを用い、吹錬最盛期よりも吹錬末期において送酸速度を低下させて予備処理溶銑を吹錬する転炉吹錬方法であって、
前記ラバール１孔当たりの送酸速度Ｆｈ（Ｎｍ^３／ｈｒ）とラバールノズルのスロート径Ｄｔ（ｍｍ）とから以下の（１）式で表されるノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）を用い、
吹錬末期の炭素濃度０．６ｍａｓｓ％以下の低炭素域において、以下の（２）式に示すラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）と、前記ノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）および前記スロート径Ｄｔ（ｍｍ）との関係式においてＫｆ≦０．２４を満足し、
吹錬最盛期の炭素濃度０．６ｍａｓｓ％超の高炭素域において、以下の（３）式に示すラバールノズルの出口径Ｄｅ（ｍｍ）と、前記ノズル背圧Ｐｏ（ｋＰａ）および前記スロート径Ｄｔ（ｍｍ）との関係式においてＫｍ≦０．１８を満足するラバールノズルを用いることを特徴とする転炉吹錬方法。
溶銑上のスラグが５０ｋｇ／ｔ以下であることを特徴とする請求項１に記載の転炉吹錬方法。