JP3996536B2

JP3996536B2 - 転炉におけるＭｎ添加方法

Info

Publication number: JP3996536B2
Application number: JP2003082977A
Authority: JP
Inventors: 公則羽鹿; 康二粕谷
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP2004292836A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉におけるＭｎ添加方法に関するものであり、高Ｍｎ鋼を製造する場合でも、少量スラグ下で行う精錬操業に支障をきたすことなく、高いＭｎ歩留りで溶鋼中のＭｎ量を確保することのできる、有用なＭｎ添加方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転炉操業工程で溶銑にＭｎを添加する方法として、精錬後にＦｅ−Ｍｎ系合金を添加する方法が挙げられる。しかし該Ｆｅ−Ｍｎ系合金は高価であり、かつＦｅ−Ｍｎ系合金の一部は、吹錬時に酸化されてスラグ中のＭｎＯとなるためＭｎ歩留りが悪く経済的でない。
【０００３】
そこで、該Ｆｅ−Ｍｎ系合金の代わりに酸化マンガンを主成分とする安価なＭｎ鉱石を用いることが提案されている。特許文献１には、酸化Ｍｎ（実施例ではＭｎ鉱石）を投入した場合のＭｎ歩留りを高め、且つ高価なＭｎ系合金鉄の使用を抑えること等を目的として、微粉状の酸化Ｍｎを吹き込み、目標Ｍｎ値に対して、溶銑中のＭｎ量を−０．５０〜＋０．２５％の範囲内に調整することが示されている。
【０００４】
また特許文献２には、精錬時に安価なＭｎ鉱石を添加する際に、高融点であるＭｎ鉱石の還元反応を促進させるべく、生石灰、石灰石、ホタル石の１種または２種以上を混合させた粉体を添加し、Ｍｎ鉱石の融点を低下させることが提案されている。更に特許文献３には、Ｍｎ鉱石を精錬時に添加する際に、転炉での脱燐および脱炭精錬を支障なく行いつつ高いＭｎ歩留りを達成するため、コークスを所定量吹き込み、酸素ポテンシャルの高いスラグ−メタル界面近傍をコークス粉で還元することにより、Ｍｎ鉱石の還元を促進する技術が示されている。
【０００５】
上記技術では、Ｍｎ鉱石の還元により溶銑中のＭｎ量を確保する方法や、該Ｍｎ鉱石の還元反応の際に生じる問題の解決を図っている。しかしこの様にＭｎ鉱石のみ使用して溶銑中のＭｎ量を調整する場合、該Ｍｎ量を高めるべくＭｎ鉱石の添加量を増加させると、スラグ量が増加してＭｎ歩留りが低下する他、該スラグの増加によりフォーミング等が生じて精錬操業に支障をきたすため、高いＭｎ歩留りで溶鋼中のＭｎ量を効率よく高めるには更なる改善が求められる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６１−１９００１１号公報
【特許文献２】
特開平１０−１３０７１１号公報
【特許文献３】
特開平１０−１５８７１３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、高Ｍｎ鋼を製造する場合においても、転炉での少量スラグ下で行う精錬操業に支障をきたすことなく、高いＭｎ歩留りで溶鋼中のＭｎ量を調整することのできる、有用なＭｎ添加方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る転炉におけるＭｎ添加方法とは、吹錬開始後にＭｎ酸化物を添加し、且つ該Ｍｎ酸化物の添加後にＭｎ含有合金鉄を投入するところに特徴を有するものであり、特に、
（ａ）前記Ｍｎ酸化物を投入した後、酸素を８Ｎｍ³／ｔ（ｔは溶鋼１トンあたりを意味する。以下同じ）供給するまでの間に前記Ｍｎ含有合金鉄を投入し、かつ
（ｂ）Ｍｎ含有合金鉄の投入後に酸素を２〜１０Ｎｍ³／ｔ供給して吹錬を終了するのがよい。
【０００９】
また、前記Ｍｎ酸化物の投入量は、Ｍｎ純分換算で、下記式（１）を満たすようにするのがよい。
【００１０】
Ｍｎ酸化物の投入量（kg／ｔ)＝炉内スラグ量（kg／ｔ)×1.29×Ｂ_MnO …(1)
（但し、Ｂ_MnOはスラグ中のＭｎＯ濃度の最適必要増加分（質量％）を示し、２〜１５質量％の範囲内とする）
前記Ｍｎ酸化物としては、入手し易く安価であるＭｎ鉱石を使用してもよく、また前記Ｍｎ含有合金鉄として、安価である低級品を用いてもよい。
【００１１】
尚、前記「Ｍｎ歩留り」とは、吹錬において転炉に装入されるＭｎ分のうち、吹止時の溶鋼中に歩留るＭｎ分、即ち［溶鋼中のＭｎ（kg／チャージ）］／［（添加Ｍｎ合金鉄＋添加Ｍｎ含有合金鉄＋溶銑＋スクラップ）に含まれるＭｎ（kg／チャージ）］×１００（％）をいうものとする（以下、同じ）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、少量スラグ下で行う転炉精錬で、Ｍｎ含有物を添加して溶鋼中のＭｎ量を調整するに際し、比較的Ｍｎ濃度の高い鋼を製造する場合でも該操業に支障をきたすことなく、高Ｍｎ歩留りで溶鋼中のＭｎ量を調整することのできる方法を確立すべく様々な角度から検討を行った。
【００１３】
その結果、特に、
▲１▼従来のようにＭｎ酸化物のみまたはＭｎ含有合金鉄のみを使用するのではなく、酸素吹き込み開始後に（好ましくは吹錬中期以降に）Ｍｎ酸化物を予め投入してスラグ中のＭｎＯ量を確保した上で、Ｍｎ含有合金鉄を投入することが重要であること、
▲２▼Ｍｎ歩留りを飛躍的に高めるには、これらＭｎ酸化物とＭｎ含有合金鉄の投入時期としてそれぞれ最適なタイミングが存在すること、具体的には、目標とするＭｎ濃度に応じてスラグ中のＭｎＯ濃度を適正範囲まで高めた時点で、Ｍｎ含有合金鉄を投入するのがよいこと、
▲３▼Ｍｎ酸化物は、所定量を投入するのがよいこと、および
▲４▼Ｍｎ酸化物としてＭｎ鉱石を用いる場合には、粉末状のＭｎ鉱石を用いるのが好ましいこと
を見出し上記本発明に想到した。以下、本発明で上記要件を規定した理由について詳述する。
【００１４】
本発明者らは、上述の通り、Ｍｎ酸化物とＭｎ含有合金鉄を併用し、吹錬開始後に（好ましくは吹錬中期以降に）Ｍｎ酸化物を予め投入して、溶鋼の目標Ｍｎ量と熱平衡状態にあるスラグ中のＭｎＯ量を確保した上でＭｎ含有合金鉄を投入すれば、精錬操業に支障をきたすことなく高Ｍｎ鋼を高Ｍｎ歩留りで製造できるとの知見を得た。
【００１５】
特にＭｎ歩留りを飛躍的に高めるには、これらＭｎ酸化物とＭｎ含有合金鉄の投入時期としてそれぞれ最適なタイミングが存在し、Ｍｎ酸化物およびＭｎ含有合金鉄は、下記の条件を満たす時期に投入するのがよいことがわかった。
【００１６】
（１）Ｍｎ含有合金鉄は、前記Ｍｎ酸化物を投入した後、酸素を８Ｎｍ³／ｔ供給するまでの間に投入するのがよい。
【００１７】
Ｍｎ酸化物を投入した後酸素を８Ｎｍ³／ｔ供給するまでの間にＭｎ含有合金鉄を投入するのは、該Ｍｎ酸化物を投入してスラグ中のＭｎＯ濃度を予め高めることで、その後にＭｎ含有合金鉄を投入したときに該Ｍｎ含有合金鉄中のＭｎが酸化物になるのを抑制するためである。
【００１８】
Ｍｎ酸化物として微粉末状（粒径約１５ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下）のものを使用する場合には、Ｍｎ酸化物の投入直後にＭｎ含有合金鉄を投入しても差し支えない。該微粉末状のＭｎ酸化物であれば、すぐに溶解してスラグ中のＭｎＯ濃度を高めることができるからである。しかし粒径約１５ｍｍを超えるＭｎ酸化物を投入する場合には、Ｍｎ酸化物の投入後に酸素を２Ｎｍ³／ｔ以上吹き込み、該Ｍｎ酸化物を十分に溶融させてからＭｎ含有合金鉄を投入するのがよい。
【００１９】
一方、Ｍｎ酸化物の投入後、過度に長時間を経てからＭｎ含有合金鉄を投入すると、Ｍｎ酸化物の投入に伴いスラグ中の酸素ポテンシャルが上昇し、それに応じて図１に示す様にスラグ中のT.Fe濃度（スラグ中のＦｅＯおよびＦｅ₂Ｏ₃等鉄酸化物の合計のＦｅ純分換算濃度）も上昇し、その結果Ｍｎ歩留りが低下するといった問題が生じる。この様な問題が生じないようにするには、Ｍｎ酸化物の投入後酸素を８Ｎｍ³／ｔ供給するまでの間に、Ｍｎ含有合金鉄を投入すればよいことが分かった。より好ましくは、Ｍｎ酸化物の投入後酸素を７Ｎｍ³／ｔ供給するまでの間にＭｎ含有合金鉄を投入する。
【００２０】
（２）またＭｎ含有合金鉄を投入した後、吹錬終了までの酸素供給量は２〜１０Ｎｍ³／ｔの範囲とするのがよい。
【００２１】
転炉精錬では、酸素を吹き込むことで脱炭処理が行われるが、Ｍｎ含有合金鉄を投入した後に、多量の酸素を供給すると、添加したＭｎ含有合金鉄中のＭｎが酸化されてＭｎＯとなりＭｎ歩留りが低下するので好ましくない。
【００２２】
従って、Ｍｎ歩留りの向上という観点からは、Ｍｎ含有合金鉄投入後の酸素供給時間を短くするのがよく、吹錬末期に投入するのがよい。また、スラグ中のＭｎＯからＭｎへの還元反応は吸熱反応であるため、溶鋼温度が高温となる吹錬末期に該還元反応は優位となる。従って、この吹錬末期にＭｎ含有合金鉄を投入すれば、Ｍｎの酸化ロスも抑えられるので、この様な観点からも、Ｍｎ含有合金鉄を吹錬末期に投入するのが好ましい。いずれにしても本発明では、Ｍｎ含有合金鉄を溶鋼に投入後、吹錬終了までの酸素供給量を１０Ｎｍ³／ｔ以下とするのがよい。Ｍｎ含有合金鉄の酸化を抑制して更にＭｎ歩留りを高めるには、Ｍｎ含有合金鉄投入後、吹錬終了までの酸素供給量を８Ｎｍ³／ｔ以下とするのがより好ましい。
【００２３】
しかし、Ｍｎ含有合金鉄投入後の吹錬時間が極端に短い（即ち、吹錬終了までの酸素供給量が少ない）と、次の様な問題が生じる。
【００２４】
（i）吹錬終了間際には、転炉ダイナミックコントロール、即ち、吹錬中にサブランスでＣ濃度と溶鋼温度（Ｔ）を直接測定し、数秒毎にＣ濃度と溶鋼温度（Ｔ）を逐次計算表示して吹錬終了の判断が行われるが、この際、吹錬終了直前にＭｎ含有合金鉄を添加すると、吹錬終了の判断基準であるＣ濃度と溶鋼温度（Ｔ）が目標設定値から外れ易くなる。
【００２５】
（ii）Ｍｎ含有合金鉄を投入した後に吹錬を十分行うことによって、不純物であるＣが脱炭処理され、水分が蒸発し、またＴｉ等の不純物がスラグに捕捉されて除去される。
【００２６】
しかし、吹錬終了直前にＭｎ含有合金鉄を添加すると、Ｍｎ含有合金鉄中に含まれるこれらの不純物（Ｃ、Ｈ₂Ｏ、Ｔｉ等）が十分除去されず、溶鋼中に残存したままとなり、上述した様に吹錬終了時のＣ濃度が目標値から外れるといった不具合が生じる他、該不純物の除去処理を別途行う必要が生じてくる。例えば吹錬終了後に脱ガス工程等を設ける等の必要が生じ、連々鋳を実施する場合等に効率よく作業を進めることができない。
【００２７】
（iii）Ｍｎ含有合金鉄が十分に攪拌・混合されない状態で吹錬を終了すると、添加したＭｎ含有合金鉄の分散が不均一となって、成分バラツキ等が生じるおそれがある。
【００２８】
従って、Ｍｎ含有合金鉄を投入した後は、少なくとも２Ｎｍ³／ｔの酸素を供給して吹錬を行い、Ｍｎ含有合金鉄中の不純物の除去や攪拌等を行うのがよい。該不純物の除去等や攪拌を十分に行うには、Ｍｎ含有合金鉄を投入したのち３Ｎｍ³／ｔ以上の酸素を供給して吹錬を行うことがより好ましい。
【００２９】
本発明では、この様な適正時期にＭｎ酸化物およびＭｎ含有合金鉄を投入することで、脱燐や脱炭等といった精錬操業に支障をきたすことなく高Ｍｎ歩留りで溶鋼中のＭｎ量を確保することができる。
【００３０】
図２は、Ｍｎ酸化物およびＭｎ含有合金鉄のどちらも本発明で規定する時期に投入した場合（Ｍｎ酸化物の投入時期：精錬開始後，Ｍｎ含有合金鉄の投入時期：精錬中期以降）と、Ｍｎ含有合金鉄のみを規定の時期に投入し、Ｍｎ酸化物は精錬開始前に投入した場合（Ｍｎ酸化物の投入時期：精錬開始前，Ｍｎ含有合金鉄の投入時期：精錬中期以降）について、Ｍｎ含有合金鉄投入時のスラグ中のＭｎＯ濃度とＭｎ歩留りとの関係を示している。この図２から、本発明で規定する時期にＭｎ酸化物およびＭｎ含有合金鉄を投入することで、高いＭｎ歩留りを達成できることがわかる。
【００３１】
Ｍｎ酸化物は、上記適正時期に投入することに加えて、Ｍｎ純分換算で下記式（１）を満たす量を投入するのがよい。
【００３２】
Ｍｎ酸化物の投入量(kg／t)＝炉内スラグ量(kg／t)×1.29×Ｂ_MnO …（１）
（但し、Ｂ_MnOはスラグ中のＭｎＯ濃度の最適必要増加分（質量％）を示し、２〜１５質量％の範囲内とする）
上記Ｍｎ酸化物の投入量は、次の様にして求めることができる。通常行う操業下での溶鋼中のＭｎ濃度［Ｍｎ］が０．５質量％、スラグ中のＦｅ濃度（Ｔ．Ｆｅ）が８質量％、スラグ中のＭｎＯ濃度（ＭｎＯ）が４質量％であり、目標値として溶鋼中のＭｎ目標濃度［Ｍｎ］’を１．０質量％、スラグ中のＦｅ目標濃度（Ｔ．Ｆｅ）’を１０質量％にしようとするとき、スラグ中のＭｎＯ目標濃度（ＭｎＯ）’は、平衡状態の関係から求まる下記式（２）より１０質量％となる。
【００３３】
（ＭｎＯ)'＝｛（T.Fe)'／(T.Fe）｝×｛［Ｍｎ]'／[Ｍｎ］｝×（ＭｎＯ）…(２)
従ってＢ_MnO（スラグ中のＭｎＯ濃度の最適必要増加分）は、
Ｂ_MnO＝（ＭｎＯ）’−（ＭｎＯ）＝６（質量％）となる。
【００３４】
よって、この場合のＭｎ酸化物の投入量は、[炉内スラグ量(kg／ｔ)×1.29×６] (kg／ｔ)とするのが最適であることがわかる。尚、スラグ中のＭｎＯ濃度の最適必要増加分（質量％）は、この様に操業条件に応じて適宜設定することができるが、Ｍｎ酸化物を過剰に添加するとスラグが酸化性になりやすいので、Ｍｎ歩留りの低下の抑制を考慮すると２〜１５質量％の範囲内とするのがよい。
【００３５】
この様にＭｎ酸化物を適正量投入して、スラグ中のＭｎＯ濃度を最適濃度にした状態でＭｎ含有合金鉄を投入することによって、より高いＭｎ歩留りを達成することができる。
【００３６】
尚、Ｍｎ酸化物の投入量が上記式（１）で規定した量を下回る場合には、スラグ中のＭｎＯ濃度を、平衡時のＭｎＯ濃度まで十分に高めることができず、Ｍｎ含有合金鉄を投入したときに、該Ｍｎ含有合金鉄中のＭｎの酸化反応が進行し易くＭｎ歩留りを高めることが難しい。好ましくは前記Ｍｎ酸化物を少なくとも２kg／ｔ以上投入するのがよい。
【００３７】
一方、Ｍｎ酸化物の投入量が上記式（１）で規定した量を上回る場合には、スラグ中のＭｎＯ量が過度に増加し、該ＭｎＯ濃度の増加に伴い前記図１に示すようにスラグ中のT.Fe濃度（スラグ中のＦｅ酸化物であるＦｅＯとＦｅ₂Ｏ₃の合計中の鉄純分濃度）も増大しスラグが高酸化性となる。一旦、高酸化性のスラグが形成されると、該スラグを低酸化性に迅速に戻すのは、酸素を供給しつつ精錬する酸化精錬では非常に困難である。従ってこの様な状態になると、Ｍｎ歩留りが低下するばかりか溶鋼中のＭｎ濃度を十分に高めることもできないので好ましくない。よって前記Ｍｎ酸化物の投入量は１５kg／ｔ以下とするのが好ましい。
【００３８】
前記Ｍｎ酸化物としては、ＭｎＯを主成分とするＭｎ鉱石を用いることができる他、Ｍｎ濃度の高い鋼種を溶製したときに生じるＭｎＯ濃度の高いスラグをリサイクルして使用することができる。
【００３９】
尚、Ｍｎ酸化物としてＭｎ鉱石を用いる場合には、粉砕された粉末状のＭｎ鉱石（粒径約０．５〜５．０ｍｍ）が安価であり、かつ下記の様な問題点も生じないので好ましい。
【００４０】
即ち、塊状のＭｎ鉱石を使用すると、転炉上部から添加した時に大部分がスラグ層を突き破って溶鋼内に直接入り、下記化学式（３）に示す反応が溶鋼中で生じ、必要以上の脱炭が生じたり、スラグ中のＭｎＯ濃度を目標とするレベルまで上昇できず、引き続いて投入するＭｎ含有合金鉄のＭｎ歩留りを低下させることとなる。
【００４１】
［Ｃ］＋（ＭｎＯ）⇔［Ｍｎ］＋ＣＯ …（３）
｛上記化学式（３）中、［Ｃ］は溶鋼中の炭素を示し、（ＭｎＯ）はスラグ中のＭｎＯを示し、［Ｍｎ］は溶鋼中のＭｎを示し、⇔は反応が平衡状態にあることを示す｝
これに対し、粉末状のＭｎ鉱石を転炉上部から添加すると、溶鋼まで到達せずスラグ中に留まるので、塊鉱石の場合より効率的にスラグ中のＭｎＯ濃度を高めることができる。
【００４２】
Ｍｎ含有合金鉄については、特にその投入量を限定するものでなく、目標Ｍｎ値に併せて適量添加することができる。またＭｎ含有合金鉄としては、Ｆｅ−Ｍｎ系合金を用いる他、鋼種に応じてＭｎ−Ｎ等を用いることができ、本発明では、投入するＭｎ含有合金鉄中の不純物も精錬時に十分除去できるので、該Ｍｎ含有合金鉄として、比較的不純物を多く含むＦｅ−Ｍｎ系合金の低級品を使用しても差し支えない。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４４】
＜実施例１＞
まず、本発明で定める如くＭｎ酸化物とＭｎ含有合金鉄を併用し、Ｍｎ酸化物を予め投入してスラグ中のＭｎＯ量を確保した上でＭｎ含有合金鉄を投入する方法として、Ｍｎ酸化物としてＭｎ鉱石を酸素供給積算量が３１．３Ｎｍ³／ｔの時期に投入後、２．４Ｎｍ³／ｔの酸素を供給してから、Ｍｎ含有合金鉄としてＦｅ−Ｍｎ系合金を投入し、該Ｆｅ−Ｍｎ系合金の投入後に５．６Ｎｍ³／ｔの酸素を供給して吹錬を終了した。
【００４５】
またＭｎ酸化物としてＭｎ鉱石のみ用いて溶鋼中のＭｎ量を調整する従来法として、Ｍｎ鉱石を酸素供給積算量が５．３Ｎｍ³／ｔの時期に投入後、３４．０Ｎｍ³／tの酸素を供給して吹錬を終了した。それぞれの方法について、投入するＭｎ鉱石またはＦｅ−Ｍｎ系合金量を変化させて、溶鋼中のＭｎ濃度を調整したときのＭｎ歩留りを求めた。いずれの方法もその他の操業条件は下記の通りとした。

この様に夫々の方法でＭｎ量を調整したときの、Ｍｎ投入量（投入したＭｎ鉱石またはＦｅ−Ｍｎ系合金量のＭｎ純分換算量）とＭｎ歩留りとの関係を図３に示す。
【００４６】
この図３から、Ｍｎ酸化物のみ用いて溶鋼中Ｍｎ量を調整する場合には、Ｍｎ投入量を増加させるにつれてＭｎ歩留りが低下するのに対し、本発明の方法によれば、Ｍｎ投入量に関係なく高いＭｎ歩留りを達成できることがわかる。
【００４７】
＜実施例２＞
本発明で規定する時期にＭｎ含有合金鉄を投入した場合（本発明例）と、規定を外れる時期にＭｎ含有合金鉄を投入した場合（比較例）でＭｎ歩留りに相違が生じることを確認する実験を行った。実験では、Ｍｎ酸化物とＭｎ含有合金鉄の投入を表１に示す時期に行った以外は、いずれの場合も前記実施例１と同様の操業条件で行い、それぞれ複数回操業を行った。そのときの各操業におけるＭｎ歩留りの結果を図４に示す。
【００４８】
【表１】

【００４９】
前記図４から、転炉において本発明で規定する時期にＭｎを添加した場合には、Ｍｎ歩留りが相対的に高くなっていることがわかる。
【００５０】
＜実施例３＞
Ｍｎ酸化物とＭｎ含有合金鉄の投入時期の関係がＭｎ歩留りに及ぼす影響について調べた。
【００５１】
操業条件は、Ｍｎ酸化物（Ｍｎ鉱石）の投入時からＭｎ含有合金鉄（Ｆｅ−Ｍｎ系合金）の投入までの酸素供給量を１〜１２Ｎｍ³／ｔの範囲内で変化させ、Ｍｎ含有合金鉄投入後は酸素を６Ｎｍ³／ｔ供給して吹錬を終了した以外は、上記実施例１と同様の条件で操業を行った。この様にして操業したときの、Ｍｎ酸化物の投入時からＭｎ含有合金鉄の投入までの酸素供給量とＭｎ歩留りとの関係を図５に示す。
【００５２】
前記図５から、Ｍｎ酸化物投入後の酸素供給量が８Ｎｍ³／ｔを超えた時点でＭｎ含有合金鉄を投入した場合には、Ｍｎ歩留りが低下しており、Ｍｎ含有合金鉄の投入は、前記Ｍｎ酸化物の投入後酸素を８Ｎｍ³／ｔ供給するまでの間に行うのがよいことがわかる。
【００５３】
＜実施例４＞
Ｍｎ含有合金鉄を投入後の酸素供給量を変化させて、Ｍｎ歩留りおよび残存不純物量に与える影響を調べた。
【００５４】
操業条件は、Ｍｎ含有合金鉄（Ｆｅ−Ｍｎ系合金）投入後の酸素供給量（Ｆｅ−Ｍｎ系合金投入後吹錬終了までの酸素供給量）を０〜１２Ｎｍ³／ｔの範囲で変化させ、Ｍｎ酸化物（Ｍｎ鉱石）の投入した後Ｍｎ含有合金鉄を投入するまでの酸素供給量を２〜６Ｎｍ³／ｔとする以外は、上記実施例１と同様の条件で操業した。この様にして操業したときの、Ｍｎ含有合金鉄投入後吹錬終了までの酸素供給量とＭｎ歩留りの関係を図６に示す。また、Ｍｎ含有合金鉄投入後吹錬終了までの酸素供給量と溶鋼中の残存不純物量との関係として、図７にＭｎ含有合金鉄投入後吹錬終了までの酸素供給量と吹錬終了時の溶鋼中のＨ（水素）濃度との関係を示し、図８にＭｎ含有合金鉄投入後吹錬終了までの酸素供給量と吹錬終了時の溶鋼中のＣ（炭素）濃度との関係を示す。
【００５５】
図６から、Ｍｎ含有合金鉄を投入後に多量の酸素を供給すると、Ｍｎ歩留りが低下することが分かる。Ｍｎ歩留りを少なくとも７５％確保するには、Ｍｎ含有合金鉄を投入後の酸素供給量を１０Ｎｍ³／ｔ以下に抑える、換言すれば、酸素供給量が１０Ｎｍ³／ｔを超えないうちに吹錬操業を終了するのがよいことがわかる。また図７から、特に安価なＭｎ含有合金鉄に多く含まれている水分を十分除去して溶鋼中のＨ濃度を低減するには、Ｍｎ含有合金鉄を投入後、吹錬終了までに少なくとも２Ｎｍ³／ｔ以上の酸素を供給して吹錬処理を行うのがよいことがわかる。
【００５６】
また低Ｃ濃度の鋼種を製造する場合に、吹錬終了直前に投入するＭｎ含有合金鉄に含まれるＣ量が多いと、吹錬終了時のＣ濃度が目標値より高くなるといった不具合が生じる。
【００５７】
従って、図８に示す様に溶鋼中のＣ量を低減すべく、酸素を供給して吹錬処理を行うのがよいことがわかる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されており、本発明の方法で転炉にＭｎを添加すれば、高Ｍｎ鋼を製造する場合であっても脱炭や脱燐等といった精錬操業に支障をきたすことなく高Ｍｎ歩留りで溶鋼中のＭｎ量を調整することができる。
【００５９】
この様な方法を実施することで、Ｆｅ−Ｍｎ系合金等の高価なＭｎ含有合金鉄を使用する場合であっても高いＭｎ歩留りを達成することができる。また該Ｍｎ含有合金鉄として、Ｃ、Ｈ₂Ｏ等の不純物量の多いＦｅ−Ｍｎ系合金等の低級品を使用した場合でも、脱ガス等の工程をあらためて設ける必要なく効率良くＭｎ量を調整することができる。更に、Ｍｎ酸化物として安価なＭｎ鉱石等を使用できるので経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】スラグ中のＭｎＯ濃度とスラグ中のT.Fe濃度の関係を示したグラフである。
【図２】Ｍｎ含有合金鉄投入時のスラグ中のＭｎＯ濃度とＭｎ歩留りとの関係を、Ｍｎ酸化物の投入時期別に示したグラフである。
【図３】本発明法または従来法で溶鋼中Ｍｎ量を調整した場合の、Ｍｎ投入量とＭｎ歩留りの関係を示したグラフである。
【図４】実施例２における各条件で操業した場合のＭｎ歩留りを示すグラフである。
【図５】Ｍｎ酸化物（Ｍｎ鉱石）投入後からＭｎ含有合金鉄（Ｆｅ−Ｍｎ系合金）投入までの酸素供給量とＭｎ歩留りとの関係を示したグラフである。
【図６】Ｍｎ含有合金鉄（Ｆｅ−Ｍｎ系合金）投入後吹錬終了までの酸素供給量とＭｎ歩留りとの関係を示したグラフである。
【図７】Ｍｎ含有合金鉄（Ｆｅ−Ｍｎ系合金）投入後吹錬終了までの酸素供給量と吹錬終了時の溶鋼中のＨ（水素）濃度との関係を示したグラフである。
【図８】Ｍｎ含有合金鉄（Ｆｅ−Ｍｎ系合金）投入後吹錬終了までの酸素供給量と吹錬終了時の溶鋼中のＣ（炭素）濃度との関係を示したグラフである。

Claims

転炉で精錬を行うに際し、吹錬開始後にＭｎ酸化物を添加し、且つ該Ｍｎ酸化物の添加後にＭｎ含有合金鉄を投入するＭｎ添加方法であって、
前記Ｍｎ酸化物を投入した後、酸素を８Ｎｍ ^３／ｔ（ｔは溶鋼１トンあたりを意味する。以下同じ）供給するまでの間に前記Ｍｎ含有合金鉄を投入し、かつ、該Ｍｎ含有合金鉄の投入後に酸素を２〜１０Ｎｍ ^３／ｔ供給して吹錬を終了することを特徴とする転炉におけるＭｎ添加方法。
前記Ｍｎ酸化物の投入量を、Ｍｎ純分換算で下記式（１）を満たすようにする請求項１に記載の転炉におけるＭｎ添加方法。
Ｍｎ酸化物の投入量(kg／t)＝炉内スラグ量(kg／t)×1.29×Ｂ_MnO …（１）
（但し、Ｂ_MnOは下記式（Ａ）より求められるスラグ中のＭｎＯ濃度の最適必要増加分（質量％）を示し、２〜１５質量％の範囲内とする）
Ｂ _MnO ＝［｛ (T.Fe)' ／ (T.Fe) ｝×｛ [ Ｍｎ ]' ／ [ Ｍｎ ]} −１］×（ＭｎＯ ) …（Ａ )
［式（Ａ）において、Ｂ _MnO はスラグ中のＭｎＯ濃度の最適必要増加分（質量％）、（ T.Fe)' はスラグ中のＦｅ目標濃度、（ T.Fe ）はスラグ中のＦｅ濃度、［Ｍｎ ]' は溶鋼中のＭｎ目標濃度、［Ｍｎ］は溶鋼中のＭｎ濃度、（ＭｎＯ）はスラグ中のＭｎＯ濃度を示す］
前記Ｍｎ酸化物として、Ｍｎ鉱石を使用する請求項１または２に記載の転炉におけるＭｎ添加方法。