JP4844679B2 - 溶銑の脱硫処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶銑に脱硫剤を添加して攪拌することにより、溶銑を脱硫処理する技術に関する。

従来、溶銑に脱硫剤を添加してインペラで攪拌することにより、溶銑を脱硫処理する方法として、例えば特許文献１に記載の技術がある。
特許文献１に記載から分かるように、脱硫剤を含むフラックスを複数回に分けて溶銑に添加する場合でも、脱硫剤の添加は、従来、添加した脱硫剤が溶銑内に分散できるような攪拌状態のときに、新たな脱硫剤の添加を実施している。

ここで、特許文献１には、インペラの回転数を一時的に低くする処理が開示されているが、脱硫剤の添加は、インペラの回転数を低下したとき実施しない。すなわち、特許文献１の技術でインペラの回転数を一時的に低くするのは、既に添加した脱硫剤の脱硫効率の向上を図るものである。

特開２００８−１０１２６２号公報

しかし、既に添加した脱硫剤を溶銑内に分散可能な攪拌力で攪拌した状態では、新たに添加する脱硫剤は溶銑表面に直接接触する可能性が高い。このとき、脱硫剤と溶銑とは濡れ性が悪い為、図８に示すように、新たに添加した脱硫剤８は、溶銑表面に接触したときに凝集してしまい、脱硫の反応効率の低下に繋がるおそれがある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、添加した脱硫剤の反応効率を向上可能な溶銑の脱硫処理方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、脱硫剤を添加した溶銑を攪拌することで、上記脱硫剤を分散して溶銑の脱硫処理を行う溶銑の脱硫処理方法において、
脱硫剤を複数回に分けて溶銑に添加し、２回目以降の脱硫剤の添加のうち、少なくとも一回の添加は、一時的に上記攪拌を停止若しくは攪拌力を弱めることで溶銑表面にスラグを浮上させ、その浮上したスラグ上に脱硫剤を添加して実施することを特徴とするものである。

次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記攪拌は、溶銑に浸漬したインペラを回転して実施し、上記インペラの回転数を一時的に落とすことで、脱硫剤の添加のためにスラグを浮上させることを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した構成に対して、上記スラグ上への脱硫剤の添加は、インペラの回転軸近傍に位置するスラグとすることを特徴とするものである。

次に、請求項４に記載した発明は、請求項２又は請求項３に記載した構成に対し、上記インペラの回転数を一時的に落とすことで浮上させたスラグを、上記インペラの回転数を増加することで溶銑内に取り込み、その浮上させたスラグを溶銑内に取り込む際に、上記インペラを下方に移動させることを特徴とするものである。
次に、請求項５に記載した発明は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載した構成に対し、上記インペラの回転数を一時的に落とすことでスラグを浮上させる際に、インペラの浸漬深さを浅くすることを特徴とするものである。

本発明によれば、スラグ上に新たな脱硫剤を添加することで、新たに添加した脱硫剤の凝集を防止する。その後に、脱硫剤を分散可能な攪拌力に戻すことによって、浮上したスラグ中の新規脱硫剤をスラグと共に溶銑内に導入する。この結果、脱硫の反応率の向上を図ることが出来る。
なお、脱硫反応は、反応界面積（脱硫剤と溶銑との接触面積）が大きいほど反応が促進される。

また、請求項２に係る発明によれば、インペラの回転数によって、スラグの浮上を制御可能となる。
また、請求項３に係る発明によれば、インペラの回転によって、溶銑の表面は、インペラの回転軸に向けて傾斜しており、浮上したスラグの層は、回転軸近傍に近づくにつれて厚くなる。

この浮上したスラグの層が厚い部分をターゲットとして脱硫剤を添加することで、より確実に新規に添加した脱硫剤の凝集を防止できる。また、インペラの回転を上昇させた際における、浮上したスラグの溶銑内への取り込みは、回転軸近傍のスラグ層から行われる。従って、回転軸近傍に脱硫剤を添加することで、新たに添加した脱硫剤の溶銑への取り込みを短くすることにも繋がる。

また、請求項４に係る発明によれば、いったん落としたインペラの回転を上昇させて浮上させたスラグを巻き込む際に、インペラを下方に移動させることで、新たに添加した脱硫剤の巻き込みを促進すると共にインペラへのスラグの衝突を増大させる。これによって、脱硫の反応率を更に向上させることが出来る。
また、請求項５に係る発明によれば、インペラの浸漬深さを浅くすることで、浮上したスラグとインペラとが衝突して、新たな界面を増やすことで脱硫の反応率を向上させる。更に、請求項４でインペラを下方に移動させる際に、浮上させたスラグとインペラとの衝突回数を増加出来ると共に、予め上方に移動させることから、下方に移動させたインペラの高さを最適な高さにすることが出来る。又は上記インペラの下降量を稼ぐことが出来る。

本発明に基づく第１実施形態に係る脱硫処理の設備を示す概略図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る脱硫スケジュールを示す図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るスラグと脱硫剤との関係を示す図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るインペラの昇降スケジュール例を示す図である。 インペラを上昇させた状態を示す図である。 浮上したスラグに脱硫剤を添加する状態を示す図である。 インペラを下降させる状態を示す図である。 脱硫剤の凝集を示す図である。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下に開示された実施形態に限定されるものではない。
図１は、本実施形態における溶銑の脱硫処理設備を示す概念図である。また図３には、図１に示された脱硫処理設備の利用状態の一例が示されている。

（構成）
まず、設備構成について説明する。
図１中、符号１は溶銑鍋である。この溶銑鍋１内に溶銑２が収容されている。その溶銑２を収容した溶銑鍋１内に対し上側からインペラ３を挿入することで、当該インペラ３を溶銑２内に浸漬した状態とする。上記インペラ３は、例えば翼型のインペラ３から構成する。そのインペラ３の回転軸４は、軸を上下に向けて配置され、駆動モータ５によって回転可能となっている。駆動モータ５は、コントローラ７からの指令に応じて回転数の制御が実施される。そして、インペラ３を所定回転数で回転駆動することで、溶銑鍋１中の溶銑２が機械的に攪拌され、溶銑２に添加した脱硫剤８を溶銑２中に分散させることで脱硫が可能となっている。

また、符号６は、脱硫剤添加装置である。脱硫剤添加装置６は、コントローラ７からの指令に応じて所定量の脱硫剤８を溶銑２に向けて添加可能となっている。
コントローラ７には、インペラ３の回転パターンと、脱硫剤８の添加パターンのスケジュール情報を入力する。

本実施形態の回転パターン及び脱硫剤８の添加パターンのスケジュールの例を、図２に示す。図２において、縦軸はインペラの回転数、横軸は脱硫処理における経過時間を示し、矢印は脱硫剤の投入を表す。この図２に示すスケジュールでは、脱硫処理開始によってインペラ３の回転数を目的の脱硫処理用の回転数Ｎ１に回転させ、その回転数Ｎ１を目標として回転数制御を行う。但し、所定回数（本実施形態では２回）だけ、所定時間経過毎に、一時的に、インペラ３の回転数をスラグ浮上用回転数Ｎ２まで低下させる。

また、脱硫剤８の添加は、脱硫処理開始によってインペラ３の回転数を目的の脱硫処理用の回転数Ｎ１になった時点で、第１回目の添加処理として、所定量（本実施形態では全体の約１／２）の脱硫剤８を添加する。また、インペラ３の回転数をスラグ浮上用回転数Ｎ２まで低下させてスラグを浮上させ、所定量（本実施形態ではそれぞれ全体の約１／４）の脱硫剤８を添加する。

ここで、上記脱硫処理用の回転数Ｎ１は、比重の軽い脱硫剤８を溶銑２中に分散させることが可能な回転数である。なお、発明者らの調査によれば、インペラ３の回転数を８０ｒｐｍ以上に設定すれば、溶銑２に添加した脱硫剤８（あるいは脱硫剤８を含むフラックス）を分散させて脱硫できるはずである。但し、羽根部の摩耗等によって攪拌効率が落ちてくる。この攪拌効率の低下に応じて上記脱硫処理用の回転数Ｎ１を増加する必要がある。したがって、目的の攪拌状態を確保するように、インペラ３の使用状況に応じて適宜回転数を設定変更すれば良い。すなわち、上記脱硫処理用の回転数Ｎ１の範囲は、設備仕様、設備負荷等を考慮して事前に求めることができ、使用状況に応じて、当該脱硫処理用の回転数Ｎ１を適宜設定および変更すればよい。

また、スラグ浮上用回転数Ｎ２は、スラグ９を溶銑２の表面２ａ（図３参照）に浮上可能なだけ攪拌効率を落とした回転数である。通常は、インペラ３の回転数を上記脱硫処理用の回転数Ｎ１の６０％程度まで落とせば、スラグ９が溶銑２の表面２ａに浮上することが分かっている。従って、スラグ浮上用回転数Ｎ２は、例えば上記脱硫処理用の回転数Ｎ１から４０％以上低下させた回転数とすればよい。但し、脱硫処理の時間の低下を抑えることも考慮すると、スラグを浮上させるインペラ３の回転数は、上記脱硫処理用の回転数Ｎ１の５０〜６０％に設定することが好ましいと考えられる。回転数Ｎ２も上記スラグの浮上、所要時間などの状況に応じて適宜設定及び変更できることは言うまでもない。

（動作・作用）
次に、上記設備及び上記脱硫スケジュールを使用した溶銑２の脱硫処理方法の例について説明する。
コントローラ７は、脱硫処理開始と判定すると、モータ５に上記脱硫処理用の回転数Ｎ１とする回転数指令を出力する。すなわち、コントローラ７は、停止していたインペラ３を、脱硫処理用の回転数Ｎ１を目標値として所定の回転数増加率で上昇させる指令をモータ５に出力する。
これによって、インペラ３は、上記脱硫処理用の回転数Ｎ１に向けて所定の上昇率で回転数が上昇する。そして、脱硫処理用の回転数Ｎ１となったらその回転数を維持するように回転数制御が行われる。

また、コントローラ７は、上記インペラ３の回転上昇に同期をとって、第１回目の脱硫剤添加指令を脱硫剤添加装置６に出力する。脱硫剤８の添加時期は、インペラ３の回転数が脱硫処理用の回転数Ｎ１となった時点若しくはその近傍の時刻に設定する。第１回目の脱硫剤８の添加は、全体の脱硫剤８の１／２とする。
添加された脱硫剤８は、順次、インペラ３の回転によって溶銑２の中に取り込まれ、インペラ３の回転による攪拌によって当該溶銑２中に分散する。溶銑２中に分散した脱硫剤８は、溶銑２中の硫黄（Ｓ）と脱硫反応が起こる。

インペラ３の回転数が脱硫処理用の回転数Ｎ１となると、所定時間、インペラ３は脱硫処理用の回転数Ｎ１に回転数制御が行われる。この間に脱硫反応が進行する。所定時間とは、上記脱硫反応が所定以上、例えば脱硫反応が飽和すると推定される時間までとすればよい。所定時間が経過したら、コントローラ７は、モータ５に対し、スラグ浮上用回転数Ｎ２となる制御指令を出力する。これによって、インペラ３の回転数は、所定の回転減少率でスラグ浮上用回転数Ｎ２となるまで徐々に減少する。

インペラ３の回転数がスラグ浮上用回転数Ｎ２となったら、所定量以上のスラグが溶銑２の表面に浮上すると推定される時間だけ、インペラ３の回転数をスラグ浮上用回転数Ｎ２に保持する。所定量以上のスラグが溶銑２の表面に浮上しているかどうかは後述のように目視で確認できるので、上記推定時間が容易に見積もることが出来る。インペラ３の回転数をスラグ浮上用回転数Ｎ２に保持する時間は例えば３０秒とする。その後、インペラ３の回転数を、所定の回転増加率で、脱硫処理用の回転数Ｎ１に向けて上昇させて、当該脱硫処理用の回転数Ｎ１に復帰させる。

このインペラ３の回転数の上昇に同期をとって、スラグが浮上しているうちに、第２回目の脱硫剤添加指令を脱硫剤添加装置６に出力する。添加位置は、インペラ３の回転軸４の近傍が好ましい。回転軸４の近傍とは、例えば、回転軸４と溶銑鍋１内壁との間の距離における、回転軸４側１／３以内の範囲とする。

回転軸近傍に添加する理由については、図１の設備にて回転数Ｎ２近傍にて操業中の、スラグと脱硫剤との関係を示す図３にて説明する。溶銑２の表面２ａは、図３に示す模式図のように、インペラ３の回転軸４に向けて傾斜しており、インペラ３の回転によって、浮上したスラグ９は当該インペラ３の回転軸４側に引き寄せられる。このため、浮上したスラグ９の層は、インペラ３の回転軸４側で厚くなっている。

このスラグ層が厚くなっているスラグ９の部分に向けて脱硫剤８を添加することで、確実に脱硫剤８をスラグ９内に投入することが出来る。なお、浮上したスラグ９は、インペラ３の回転軸４近傍以外にも存在させることは出来るので、インペラ３の回転軸４近傍以外のスラグ上に向けて脱硫剤８を投入しても良い。但し、添加位置をインペラ３の回転軸４側にすることで、浮上するスラグが溶銑２の表面全面を覆う前に、インペラ３の回転数を脱硫処理用の回転数Ｎ１に向けて上昇開始させることが出来る。このことは、インペラ３の回転数の一時的な減少期間の短縮に繋がる。

また、インペラ３の回転数を上昇させると、浮上しているスラグ９は、回転軸４近傍位置するものから溶銑２内に取り込まれる。従って、脱硫剤８の添加位置を回転軸４近傍とすることは、上記添加のための一時的な回転数の減少時間の短縮に繋がる。
以上のように、浮上していたスラグ９と共に新たな脱硫剤８が溶銑２内に取り込まれて分散することで、脱硫剤８の凝集を抑えつつ、脱硫剤８を溶銑２内に分散させることが可能となる。この結果、脱硫剤８と溶銑２との接触面積を稼ぐことが出来て、脱硫反応を促進することが可能となる。

続いて、インペラ３の回転数が脱硫処理用の回転数Ｎ１に戻ると、所定時間、インペラ３は脱硫処理用の回転数Ｎ１に回転数制御が行われる。そして、この間に脱硫反応が進行する。所定時間とは、上記脱硫反応が所定以上、例えば脱硫反応が飽和すると推定される時間までとする。所定時間が経過したら、コントローラ７は、モータ５に対し、第２回目のスラグ浮上用回転数Ｎ２まで回転数を落とす制御指令を出力する。これによって、インペラ３の回転数は、所定の回転減少率によってスラグ浮上用回転数Ｎ２となるまで減少する。

インペラ３の回転数がスラグ浮上用回転数Ｎ２となったら、所定量以上のスラグ９が溶銑２表面に浮上すると推定される時間だけ、インペラ３の回転数をスラグ浮上用回転数Ｎ２に保持する。その後、インペラ３の回転数を、所定の回転数増加率で、脱硫処理用の回転数Ｎ１に向けて上昇させて、当該脱硫処理用の回転数Ｎ１に復帰させる。
このインペラ３の回転数の上昇に同期をとって、第３回目の脱硫剤添加指令を脱硫剤添加装置６に出力する。添加位置は、インペラ３の回転軸４近傍が好ましい。

続いて、インペラ３の回転数が脱硫処理用の回転数Ｎ１となると、所定時間、インペラ３は脱硫処理用の回転数Ｎ１に回転数制御を実施し、その後、インペラ３の回転数を減少して、脱硫処理を終了する。

（本実施形態の効果）
図８に従来技術における脱硫剤の添加方法（上段）、すなわち溶銑上への添加の模式図と、その際の溶銑上での脱硫剤の凝集挙動（下段）を示す。
脱硫剤８、特にＣａＯ系の脱硫剤８は、溶銑２上で凝集しやすいために一度に投入すると脱硫剤８が図８下段に示すように凝集して大きな塊となり未反応のＣａＯが多くなるが、分割して添加することで凝集を低減できる。更に、本実施形態では、第２回目以降の脱硫剤８の添加を、浮上したスラグ９に向けて行うことで、更に、溶銑２上での脱硫剤８の凝集を抑制する結果、脱硫反応の効率を更に促進することが出来る。

なお、浮上したスラグ９（脱硫剤）は、インペラ３の回転数の再度の上昇で、インペラ３側に取り込まれる。このため、その浮上した脱硫反応が飽和状態のスラグ９（脱硫剤）が、インペラ３と衝突することで亀裂が生じたりあるいは割れたりする。このため、スラグ９を構成した脱硫剤は、その亀裂や割れなどによって新たな反応界面が出現し、その反応界面によって新たな脱硫反応が進行する。これによって、新たに添加した脱硫剤８と共に、スラグ９を構成する脱硫剤も、溶銑２中の硫黄と脱硫反応を起こす。

また、第２回目以降の脱硫剤８の添加をインペラ３の回転軸４近傍とすることで、溶銑２の表面（湯面）全体にスラグ９が浮上しなくても、第２回目以降の脱硫剤８の添加が可能となる。また、浮上したスラグ９は、インペラ３の回転によってインペラ３の回転軸４側に寄ってくるので、インペラ３の回転軸４近傍で浮上したスラグ９の層が一番厚くなる。このスラグ９の層が厚い部分に脱硫剤８を添加することで、確実に脱硫剤８をスラグ９の層内に添加することが出来る。更に、インペラ３の回転を上昇させた際に、回転軸４側に位置するスラグ９から溶銑２中に取り込まれるので、早期に脱硫反応に寄与させることも出来る。

ここで、浮上したスラグ９（脱硫剤）は、溶銑２表面が黒くなり目視若しくはモニタで確認することができる。このため、自動的に新たな脱硫剤８を添加するように自動制御する代わりに、浮上するスラグ９の状況を確認しつつ、第２回目以降の脱硫剤８の添加タイミングを調整しても良い。
また、上記実施形態では、一時的にインペラ３の回転数を低下して脱硫剤８を添加する場合を例示しているが、一時的にインペラ３を停止して脱硫剤８を添加しても良い。但し、インペラ３を停止する場合には、その分、脱硫処理時間が長くなる。

また、上記実施形態では、一時的にインペラ３の回転数を低下してスラグ９を浮上させ、さらにインペラ３の回転数を上昇しながら脱硫剤８を添加する場合を例示している。これに代えて、インペラ３の回転数をスラグ浮上用回転数Ｎ２に保持しているときに脱硫剤８の添加を実施しても良い。
但し、インペラ３の回転数を上昇しながら脱硫剤８を添加する方が、脱硫処理時間の短縮となる。その理由は、次の通りである。

インペラ３の回転数の変化に対しスラグ９の浮上には遅れがある。このため、インペラ３の回転数をスラグ浮上用回転数Ｎ２から上昇し始めの初期状態では、スラグ９の浮上はまだ発生している。続く、インペラ３の回転数の上昇に伴い、浮上していたスラグ９は、インペラ３の回転軸４側に引き寄せられ、順次、溶銑２内に取り込まれる。このスラグ９の取り込みに同期を取って脱硫剤８を添加することで、添加した脱硫剤８の溶銑２への取り込みを早くすることが出来る。

以上のように、インペラ３の回転数を上昇しながら脱硫剤８を添加する場合には、インペラ３の回転数をスラグ浮上用回転数Ｎ２を保持している時間を短縮しつつ、脱硫剤８の添加から溶銑２内への取り込みまでの時間も短縮することが出来る。
また、溶銑２の攪拌は、インペラ３でなくても良い。他の手段によって溶銑２の攪拌を行う脱硫処理設備にも適用可能である。

なお、初回の脱硫剤添加に関しては、従来技術と同様の添加方法を用いてもよいし、上記実施形態で説明した２回目以降の添加に準じた方法を用いてもよい。例えば攪拌力が高いまま脱硫剤を添加してもよいし、スラグが充分存在する場合にスラグの浮上を確保できる攪拌力のもとで脱硫剤を添加しても良い。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な装置等については同一の符号を付して説明する。また以下の例に限定されないことも同様である。

本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。ただし、脱硫処理中のインペラ３の昇降制御において異なる。第１実施形態では説明していないが、図１の脱硫処理設備はインペラ３を昇降するインペラ昇降装置（不図示）を備える。
通常のインペラ３の昇降制御は、脱硫処理前にインペラ３を溶銑鍋１内に下降してインペラ３の溶銑２への浸漬を行い、続けて脱硫処理中はインペラ３の高さを一定に保持しつつ回転させて攪拌を行い、更に、脱硫処理が終了したら、インペラ３を上昇させて当該インペラ３を溶銑鍋１から取り出す。

これに対し、本実施形態では、脱硫処理中にインペラ３の昇降を適宜、実施する点が異なる。
ここで、本実施形態におけるインペラ３の回転パターン及び脱硫剤８の添加パターンのスケジュールは、上記第１実施形態と同様とする。
以下の説明では、インペラ３の回転パターン及び脱硫剤８の添加パターンとして、図２のスケジュールを採用した場合を例示する。但し、インペラ３の回転パターン及び脱硫剤８の添加パターンは、これに限定されるものでは無い。

すなわち、図２に示すスケジュールのように、脱硫処理開始によってインペラ３の回転数を目的の脱硫処理用の回転数Ｎ１に回転させ、その回転数Ｎ１を目標として回転数制御を行う。但し、脱硫処理中における２回だけ、所定時間経過毎に、一時的に、インペラ３の回転数をスラグ浮上用回転数Ｎ２まで低下させる。
また、脱硫剤８の添加は、脱硫処理開始によってインペラ３の回転数を目的の脱硫処理用の回転数Ｎ１になった時点で、第１回目の添加処理として、例えば全体の１／２の脱硫剤８を添加する。また、インペラ３の回転数をスラグ浮上用回転数Ｎ２まで低下させたときに、それぞれ１／４の脱硫剤８を添加する。

更に、本実施形態では、上述のように、脱硫処理中にインペラ３の昇降を適宜実施する。本実施形態では、コントローラは、インペラ３の回転速度の変化に同期してインペラ３を昇降、つまりインペラ３の溶銑２に対する浸漬深さを変更する指令を上記インペラ昇降装置に出力する（図示せず）。

そのインペラ３の回転速度に同期した浸漬深さ（インペラ３の高さ位置）の変更パターンのスケジュール例を、図４に示す。図４（ａ）は図２と同様、脱硫処理の時間経過（横軸）に伴うインペラ回転数（縦軸）の変化を示す図で、図４（ｂ）は脱硫処理の時間経過（横軸）に伴うインペラ３の浸漬深さ（インペラの高さ位置で表示：縦軸）の変化を示す図である。この図４（ｂ）における破線は、インペラ３の回転数の変更パターンのスケジュールを示している。また、図４（ｂ）の縦軸は、インペラ３の高さ位置を示している。インペラ３の高さ位置は、例えばインペラ３の重心位置とする。また、縦軸に示すＤ₀は、非攪拌状態における溶銑２の表面２ａ（湯面）の高さとする。

上記インペラ３の回転速度に同期した浸漬深さの変更パターンは、上記インペラ３の回転数を一時的に落としてスラグ９を浮上させる際に、インペラ３の浸漬深さを一時的に浅くする。例えばインペラ３の一部が溶銑２から出ている状態まで上昇させる。更に、上記インペラ３の回転数を一時的に落とすことで浮上させたスラグ９を、上記インペラ３の回転数を増加することで溶銑２内に取り込む際に、上記インペラ３を下方に移動させる。

（動作・作用）
インペラ３の昇降動作を中心に、本実施形態における動作等を図５〜図７に模式的に示す。 図５はインペラを上昇させた状態、図６は浮上したスラグに脱硫剤を添加する状態、図７はインペラを下降させる状態をそれぞれ示す。

図４に示す例では、一旦回転数を落としてスラグ９を浮上させるのに合わせてインペラ３を上方に移動させる（図５参照）。続いて、インペラ３の回転上昇に伴い遅れをもって浮上したスラグ９に対し、脱硫剤８を添加する（図６参照）。さらに、浮上したスラグ９が、添加した脱硫剤８と共に再度溶銑２内に巻き込まれる際に、上昇させたインペラ３を下方に移動させて、元の位置に戻す（図７参照）。

すなわち、スラグ９を浮上させる際に、図５に白抜き矢印で示すようにインペラ３を上昇させて、インペラ３の溶銑２に対する浸漬深さを浅くする。このとき、回転するインペラ３が浮上したスラグ９と衝突する状態となっている。
ここで、回転数の減少と共にインペラ３の浸漬深さを浅くしていないのは、この時期はまた十分にスラグが浮上していないためである。そして、スラグ９が浮上すると推定される時期に合わせてインペラ３の上昇をさせている。

この状態で、図６のように、浮上させたスラグ９上に脱硫剤８を投入する。
脱硫剤８の添加が終了したら、図７に白抜き矢印で示すようにインペラ３を下方に移動させる。インペラ３の下方への移動によって、浮上させたスラグ９を溶銑２内に巻き込みつつ（図７にて模式的に矢印で示す。）、インペラ３との衝突を増加させることで、脱硫反応の促進を図る。このとき、予めインペラ３を上昇に移動させているので、インペラ３の下降量を稼ぐことが出来て、その分、浮上させたスラグ９との衝突量を稼げる可能性がある。

なお、本実施形態では、浮上したスラグの巻き込み開始時に合わせて脱硫剤８を投入する場合の例である。上述よりも早めに脱硫剤８を投入する場合であっても、浮上するスラグとの接触が多くなる時期にインペラ３を下降することが望ましい。
ここで、脱硫処理時におけるインペラ３の昇降を行うことで、スラグの平均粒径が小さくなったことを確認している。

ここで、浮上させたスラグ９を巻き込む際に、インペラ３を複数回昇降させるようにしても良い。 また、本実施形態は、浮上したスラグの巻き込み開始時に合わせて脱硫剤８を投入する場合の例であるが、上述よりも早めに脱硫剤８を投入する場合であっても、浮上するスラグとの接触が多くなる時期にインペラ３を下降することが望ましい。また、図５に示されるインペラ上昇と図７に示されるインペラ下降のどちらか一方のみを行うこととしても良いが、昇降を組合せるほうが脱硫効率の改善効果がより大きい。

さらに、溶銑浴内の流れを定常状態から非定常状態に急変させ、溶銑中のＳとフラックスとの接触機会を増加させるために脱硫剤の添加をすることなく、インペラの回転数を一時的に低減してスラグを上昇させつつインペラを上昇させ、インペラの回転数を増加しつつインペラを下降させるようなインペラの昇降制御を適宜、追加しても良い。
なお、初回の脱硫剤添加に際しても、以上に述べた目的等に応じて適宜インペラの昇降制御を行ってよい。

（本実施形態の効果）
上記インペラ３の回転数を一時的に落とすことでスラグ９を浮上させる際に、インペラ３の浸漬深さを浅くする。インペラ３の浸漬深さを浅くすることで、浮上したスラグ９とインペラ３とが衝突して、新たな界面を増やすことで脱硫の反応率を向上させる。

また、上記インペラ３の回転数を一時的に落とすことで浮上させたスラグ９を、上記インペラ３の回転数を増加することで溶銑２内に取り込む際に、上記インペラ３を下方に移動させる。この結果、浮上させたスラグ９を添加した脱硫剤８と共に巻き込む際に、インペラ３の浸漬を深くすることで、新たに添加した脱硫剤８の巻き込みを促進すると共にインペラ３へのスラグ９の衝突を増大させる。これによって、脱硫の反応率を更に向上させることが出来る。

このとき予めインペラ３の浸漬深さを浅くしているので、下方に移動させたインペラ３の高さを最適な高さ、例えば元の高さに復帰させることが出来る。
なお、浮上させたスラグ９を巻き込む際に、インペラ３を複数回昇降させるようにしても良い。

下記条件により、第１実施形態（図２）、第２実施形態（図４）で説明した方法に基づいて溶銑の脱硫処理を行った。また比較のため、比較例（図２のパターンで脱硫剤投入、インペラ回転数はＮ１に固定）にても溶銑の脱硫処理を行った。
なお通常の攪拌におけるインペラ上端面高さは静止湯面より１００ｃｍ下とした。
「溶銑について」
処理前組成：Ｃ：４．３mass％、Ｓ：０．０２３mass％（Ｓ₀）
処理量：３００トン
「脱硫剤について」
種類：石灰
使用量：１５００ｋｇ

「処理時間について」
回転数Ｎ１での処理１回あたり：約８分
回転数Ｎ２での処理１回あたり：約２分
「処理結果」
上記処理によって得られた結果は下記の通りである。なお、Ｓ_fは脱硫処理後の溶銑のＳ濃度である。
・第１実施形態：脱Ｓ率 ｌｎ（Ｓ₀／Ｓ_f）＝２．１
・第２実施形態：脱Ｓ率 ｌｎ（Ｓ₀／Ｓ_f）＝３．０
・比 較 例 ：脱Ｓ率 ｌｎ（Ｓ₀／Ｓ_f）＝１．８
この結果から分かるように、本発明に基づき脱硫処理を行うことで脱硫効率が向上する。

本発明者によれば、特別な設備負担を要さずに、添加した脱硫剤の凝集による反応効率の低下を防止し、優れた脱硫効率にて溶銑の脱硫処理を行うことができる。

１ 溶銑鍋
２ 溶銑
２ａ 表面
３ インペラ
４ 回転軸
５ モータ
６ 脱硫剤添加装置
７ コントローラ
８ 脱硫剤
９ スラグ
Ｎ１ 脱硫処理用の回転数
Ｎ２ スラグ浮上用回転数

Claims (5)

1. 脱硫剤を添加した溶銑を攪拌することで、上記脱硫剤を分散して溶銑の脱硫処理を行う溶銑の脱硫処理方法において、
   脱硫剤を複数回に分けて溶銑に添加し、２回目以降の脱硫剤の添加のうち、少なくとも一回の添加は、一時的に上記攪拌を停止若しくは攪拌力を弱めることで溶銑表面にスラグを浮上させ、その浮上したスラグ上に脱硫剤を添加して実施することを特徴とする溶銑の脱硫処理方法。
2. 上記攪拌は、溶銑に浸漬したインペラを回転して実施し、
   上記インペラの回転数を一時的に落とすことで、脱硫剤の添加のためにスラグを浮上させることを特徴とする請求項１に記載した溶銑の脱硫処理方法。
3. 上記スラグ上への脱硫剤の添加は、インペラの回転軸近傍に位置するスラグとすることを特徴とする請求項２に記載した溶銑の脱硫処理方法。
4. 上記インペラの回転数を一時的に落とすことで浮上させたスラグを、上記インペラの回転数を増加することで溶銑内に取り込み、その浮上させたスラグを溶銑内に取り込む際に、上記インペラを下方に移動させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載した溶銑の脱硫処理方法。
5. 上記インペラの回転数を一時的に落とすことでスラグを浮上させる際に、インペラの浸漬深さを浅くすることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載した溶銑の脱硫処理方法。
   

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