JPH10102135A - 溶鋼の脱硫方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶鋼脱硫をＣａＯ主体剤でトランジトリー反
応のみで行なう方法。 【解決手段】 出鋼中にＡｌで十分脱酸し〔sol.Ａｌ〕
を高め、次いで更に出鋼流に石灰を添加して脱硫すると
共にＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯを２．０wt.%未満に抑制し、次い
でＲＨ等の真空脱ガス装置で酸素含有ガスでsol.Ａｌを
所定含有率まで下げる。この際、処理前〔Ｍｎ〕に応じ
て真空槽内流入sol.Ａｌ量（ｗ_Al）と真空槽内での溶鋼
酸化のための有効酸素量（Ｆ_O2,val）との比を制御する
ことによりＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯを３．０wt.%未満にする。
更に望ましくは、出鋼後の〔sol.Ａｌ〕を０．０５０w
t.%以上し、石灰のみの脱硫剤を添加し、ＲＨでsol.Ａ
ｌ低減を下記式を満たす条件で行なう。ｈ（上吹きラン
ス高さ）≦１．５ｍの時、ｗ_Al／Ｆ_O2＞０．６２５〔Ｍ
ｎ〕＋０．６２５、ｈ＞１．５ｍの時、ｗ_Al／Ｆ_O2＞
（０．６２５〔Ｍｎ〕＋０．６２５）×（−０．１２ｈ
＋１．１８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、溶鋼の脱硫精錬
方法に関し、特に転炉等製鋼炉からの出鋼工程と真空脱
ガス精錬工程とを組み合わせた工程において溶鋼を脱硫
する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】転炉等の製鋼炉プロセスにおいて低硫鋼
を溶製する場合、予め溶銑を脱硫し、脱硫された溶銑を
転炉等の製鋼炉に装入し、次いで精錬して低硫鋼を溶製
する方法が一般的である。しかしながら、溶銑段階でど
んなに低い値まで脱硫をしても、転炉吹錬中に石灰等他
の装入原料および炉体内壁からＳをピックアップして溶
鋼のＳ含有率は上昇する。従って、素鋼または成品での
Ｓ含有率の規格値が例えば、２０ｐｐｍ以下といった低
硫鋼を製造するためには、溶銑段階での脱硫に加えて溶
鋼段階での脱硫（溶鋼脱硫）処理をする。

【０００３】溶鋼脱硫方法としては例えば、溶鋼表面に
脱硫剤を吹き付ける投射法や溶鋼に脱硫剤を吹き込む所
謂フラックスインジェクション法が知られている。これ
らの脱硫処理は、インジェクションステーションや投射
装置を設けて単独の工程として行なっていたが、近年で
は精錬プロセスを簡略化するために、脱硫処理も例えば
真空脱ガス精錬等の他の二次精錬プロセスへと集約され
て行なわれることが一般的である。

【０００４】上記フラックスインジェクション法や投射
法が集約される真空脱ガスプロセスとして最も一般的な
ものはＲＨ脱ガスプロセスである。ところが、ＲＨ脱ガ
ス装置を用いたフラックスインジェクション法や投射法
による脱硫処理においては、脱硫剤が真空槽内で溶鋼中
を浮上しつつある間や溶鋼に吹き付けられて接触してい
る間における反応、所謂トランジトリー反応のみが脱硫
反応に寄与し、脱硫剤が溶鋼から浮上分離して取鍋内ス
ラグに吸収された後における反応、所謂パーマネント反
応による脱硫反応は殆ど期待できない。そこで、トラン
ジトリー反応のみで高脱硫率を得るために脱硫剤として
低融点フラックスを用い反応性を高める事が必要であ
る。このような低融点フラックスとしてＣａＯ−ＣａＦ
₂ を主体とするフラックスが使用されるのが一般的であ
る。

【０００５】しかしながら、このＣａＯ−ＣａＦ₂ 系フ
ラックスはＲＨ脱ガス真空槽内張り耐火物の溶損を助長
し、耐火物寿命を低下させるのでコスト高となる。これ
に対して、例えば、特公平１−４９７７２号公報は、Ｒ
Ｈ脱ガス装置等における脱硫処理において脱硫率が高
く、且つ真空槽耐火物の寿命低下を防止することを目的
として、ＣａＯ−ＣａＦ₂ 系フラックスにＭｇＯを所定
量添加した脱硫フラックス（以下、「先行技術」とい
う）を開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】先行技術によればＲＨ
脱ガス装置等を用いて溶鋼脱硫をするに当たり、高脱硫
率の達成および真空槽耐火物の寿命低下防止が可能とな
る。しかしながら、先行技術に開示されたＣａＯ−Ｃａ
Ｆ₂ −ＭｇＯ系フラックスは依然として高価なものであ
り、安価に溶鋼を脱硫するためには必ずしも十分とはい
えない。

【０００７】かかる脱硫フラックスが高価である理由
は、その成分にＣａＦ₂ およびＭｇＯを含有させること
にある。ＣａＦ₂ はフラックスの融点を下げて脱硫反応
性を高めるために、またＭｇＯはＣａＦ₂ による耐火物
の溶損助長を抑制するために添加するものである。従っ
て、ＣａＦ₂ を殆ど添加しないＣａＯ主体の脱硫剤を効
果的に使用する溶鋼脱硫方法を確立し、且つ脱硫に要す
る総合コストをより安価にすることが望まれる。

【０００８】従って、この発明の目的は、上記問題を解
決し、脱硫処理に要する総合コストを従来よりも一層安
価にし、且つ所望のＳ含有率まで安定して低下させるた
めの溶鋼の脱硫方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明者等は鋭意研究を重ね、次の知見を得た。 先ず、安価な脱硫剤としてＣａＯ主体の脱硫剤を効果
的に用いるためには、ＲＨ脱ガス装置内におけるインジ
ェクション法や投射法では、上述したようにトランジト
リー反応のみに頼らざるを得ないので不可である。トラ
ンジトリー反応のみによりＣａＯ主体の脱硫剤で十分な
脱硫率を得るためには、ＲＨ脱ガス精錬における溶鋼環
流による脱硫剤と溶鋼との撹拌よりもはるかに強力な撹
拌作用が得られる方法を必要とする。その方法として、
製鋼炉からの出鋼流による強力な撹拌力を利用し、出鋼
流にＣａＯを添加すればよい。

【００１０】ＣａＯによる脱硫反応を進行させるため
には、上記ＣａＯ主体の脱硫剤添加は溶鋼の酸素ポテン
シャルが十分に低下した状態において行なわれなければ
ならない。そのためには、出鋼中の前半において出鋼流
を脱酸する。この場合、全量出鋼後においても溶鋼の十
分な脱酸状態を持続させ得ることを考慮して脱酸剤添加
量を決定する。そして、出鋼の後半において所定量のＣ
ａＯを出鋼流に添加することにより、速やかに溶鋼脱硫
を行なうことができ、しかも出鋼後の取鍋内スラグの酸
素ポテンシャルが低くなるようにスラグは改質される。

【００１１】上記脱酸を十分行なうために、出鋼後取
鍋内溶鋼の脱酸剤元素の含有率を、成品での含有率より
も高くしなければならない場合がある。この場合には溶
鋼およびスラグの再酸化を防止しつつ上記脱酸剤元素の
含有率を所定値まで低下させなければならない。真空脱
ガス装置を用い、適正な条件を満たして行なえばこれは
可能であり、従って、この間におけるスラグから溶鋼へ
の復硫を十分に抑制することができる。

【００１２】この発明の溶鋼の脱硫方法は上記知見に基
づきなされたものであり、その構成は、下記の通りであ
る。請求項１に記載した発明は、製鋼炉から取鍋に出鋼
中の溶鋼にアルミニウムを含む脱酸剤を添加することに
より、出鋼終了後の取鍋内溶鋼のsol.Ａｌ含有率を素鋼
における目標値よりも高い値になるように調整する。し
かも、上記脱酸剤添加終了後であってなおも出鋼中の間
に、出鋼流を目がけてＣａＯ系脱硫剤を添加することに
より、溶鋼を脱硫すると共に取鍋内の出鋼終了後におけ
るスラグのＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯの含有率を２．０wt.%未満
に抑制する。

【００１３】次いで、真空脱ガス精錬装置を用い、真空
槽内に溶鋼を導入し、真空槽内に導入された溶鋼に酸素
ガス含有ガスを供給し、溶鋼のsol.Ａｌ含有率を所定の
範囲内まで減少させる。上記sol.Ａｌ含有率の低減処理
条件を次の通りとする。sol.Ａｌ低減処理前における溶
鋼のＭｎ含有率に応じて、真空槽内に流入する溶鋼中の
sol.Ａｌ環流量（ｗ_Al）と真空槽内の溶鋼表面において
溶鋼の酸化に有効に消費される酸素含有ガス中の酸素量
（Ｆ_O2,val）との比（ｗ_Al／Ｆ_O2,val）を制御すること
により、sol.Ａｌ含有率の低減処理終了時の取鍋内スラ
グのＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯの含有率を３．０wt.%未満に抑制
することに特徴を有するものである。

【００１４】請求項２に記載した発明は、請求項１記載
の発明において、一層望ましい条件として、出鋼終了後
の取鍋内溶鋼のsol.Ａｌ含有率を０．０５０wt.%以上に
することに特徴を有するものである。

【００１５】請求項３に記載した発明は、請求項２記載
の発明において、一層望ましい条件として、出鋼流に向
けて添加するＣａＯ系脱硫剤としてＣａＯ以外の化学成
分を実質的に含まないものを用いることに特徴を有する
ものである。

【００１６】請求項４に記載した発明は、転炉から取鍋
に出鋼中の溶鋼にアルミニウムを含む脱酸剤を添加する
ことにより出鋼終了後の取鍋内溶鋼のsol.Ａｌ含有率を
０．０５０wt.%以上にし、しかも、上記脱酸剤添加終了
後であって出鋼中の間に出鋼流に向けて実質的にＣａＯ
のみからなる脱硫剤を添加することにより、溶鋼を脱硫
すると共に取鍋内の出鋼終了後におけるスラグを改質し
てスラグのＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯ含有率を２．０wt.%未満に
抑制し、次いで、ＲＨ真空脱ガス装置を用い、真空槽内
溶鋼に上吹きランスから酸素含有ガスを吹き付けること
により溶鋼のsol.Ａｌ含有率を所定範囲内まで減少させ
るsol.Ａｌ低減処理を、下記（１）または（２）式： ｈ≦１．５のとき、 （ｗ_Al／Ｆ_O2）＞０．６２５〔Ｍｎ〕₀ ＋０．６２５ --------（１） ｈ＞１．５のとき、 （ｗ_Al／Ｆ_O2）＞（０．６２５〔Ｍｎ〕₀ ＋０．６２５） ×（−０．１２ｈ＋１．１８） ------------（２） 但し、 ｈ：真空槽内静止溶鋼面からの上吹きランスノズルまで
の高さ（ｍ） ｗ_Al：真空槽内への溶鋼中sol.Ａｌの環流量（ｋｇ／ｍ
ｉｎ）＝｛溶鋼のsol.Ａｌ含有率（wt.%）×（１／１
０）｝×溶鋼環流量（Ｔ／ｍｉｎ） Ｆ_O2：上吹きランスからの送酸量（ｋｇ／ｍｉｎ） 〔Ｍｎ〕₀ ：sol.Ａｌ低減処理前における溶鋼のＭｎ含
有率（wt.%） が満たされる条件で行なうことにより上記sol.Ａｌ低減
処理が終了した後の取鍋内スラグのＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯの
含有率を３．０wt.%未満に抑制することに特徴を有する
ものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を、
図面を参照しながら説明する。図１、２および３は、こ
の発明の方法を実施するために適した設備概念図であ
り、製鋼炉として転炉を、真空脱ガス精錬装置としてＲ
Ｈ脱ガス装置を用いた場合である。

【００１８】図１に示すように、吹錬終了後の転炉１を
傾倒し、転炉１内の溶鋼２ａを取鍋３に出鋼する。出鋼
中の溶鋼流４が取鍋３内に落下する場所５を目がけて合
金鉄投入シュート６ａからＡｌを含む脱酸剤７を投入す
る。脱酸剤７の投入は出鋼中の前半側で完了させる。脱
酸剤７の内Ａｌの添加量は、転炉１での吹錬状況から出
鋼前における炉内溶鋼２ａの酸素含有率を推定し、この
推定値に基づき出鋼終了後における取鍋３内の溶鋼（２
ｂ）のsol.Ａｌ含有率〔Ａｌ〕_tap が所定範囲に入るよ
う予め算定し投入する。溶鋼のsol.Ａｌ含有率〔Ａｌ〕
_tap は、少なくとも溶鋼の酸素ポテンシャルを十分に低
下させ、脱硫反応が十分に進行するレベルまで低下させ
ることが必要である。そのために〔Ａｌ〕_tap の値は少
なくとも、〔Ａｌ〕_tap ≧０．０５０wt.%を満たすこと
とする。更に、当該溶鋼から製造しようとする成品のso
l.Ａｌ含有率（〔Ａｌ〕_GP ）の目標値が０．０５０w
t.%を超える場合は、〔Ａｌ〕_tap を当該規格値以上に
する。

【００１９】脱酸剤７の投入を完了し、取鍋内溶鋼のフ
リー酸素含有率が目標値まで低下した後に、取鍋３に脱
硫剤８を投入する。脱硫剤８の投入は出鋼中に全量の投
入を完了するように、且つ出鋼流４の取鍋３内落下場所
５を目がけて投入シュート６ｂから行なう。脱硫剤８は
ＣａＯ主体のものとする。溶鋼２ｃに添加されたＣａＯ
と溶鋼中のＳとの反応は下記（３）式： ＣａＯ＋〔Ｓ〕＝ＣａＳ＋〔Ｏ〕 --------------------------（３） で表わされる。ここで、溶鋼２ｃ中酸素は既に十分低減
されており、その上で、脱硫剤８が添加される。従っ
て、出鋼流４により脱硫剤と溶鋼とは強力な撹拌作用を
受け、（３）式の反応は右方向に急速に且つ十分に進行
する。このように脱硫剤８と溶鋼２ｃとは強力に撹拌さ
れるので、トランジトリー反応のみで脱硫が進行する。
かくして、脱硫剤８としてはＣａＯ主体のものでよく、
特別に低融点のものである必要はない。更に、コストを
安価にし且つ取鍋３耐火物の溶損防止の観点からＣａＦ
₂ を含まず、ＣａＯ以外の成分を含まない脱硫剤で十分
である。

【００２０】出鋼終了時には、転炉１内スラグ９ａが取
鍋３内にいくらか流入する。脱酸および脱硫が十分に行
われた後の取鍋内溶鋼２ｃは、その表面に浮かぶスラグ
９ｂの酸素ポテンシャルが高い場合には、スラグ９ｂに
より酸化されると共に、（３）式に基づきスラグ９ｂか
ら溶鋼２ｃにＳが移行（復硫）する。従って、出鋼終了
後の取鍋内スラグ９ｂの酸化ポテンシャルが所定値より
も高い場合には、図２に示すように、スラグ改質剤１０
を添加してスラグの酸化度を低下させる必要がある。こ
こで、スラグの酸化度はスラグのＴ．Ｆｅ含有率とＭｎ
Ｏ含有率との和Ｔ．Ｆｅ＋ＭｎＯで表わすことができ
る。そして、スラグからの復硫を防止するためには、
Ｔ．Ｆｅ＋ＭｎＯ含有率が２．０wt.%未満であればよ
く、更に、融点が低く反応性が低いほど望ましい。

【００２１】出鋼終了後における取鍋３内の溶鋼（２
ｂ）のsol.Ａｌ含有率〔Ａｌ〕_tap が、成品のsol.Ａｌ
含有率（〔Ａｌ〕_GP）の目標値よりも所定値以上高い場
合には、真空脱ガス精錬終了後においても溶鋼のＡｌ含
有率が〔Ａｌ〕_GPの目標値を超える。そこで、成品のＡ
ｌ含有率（〔Ａｌ〕_GP）を目標範囲内に調整するため
に、ＲＨ脱ガス精錬において、sol.Ａｌ含有率を所定値
まで低下させる必要がある。この際、sol.Ａｌ含有率の
低下を制御する好適な方法として、真空脱ガス装置を用
いるものである。図３に、溶鋼中sol.Ａｌ低減処理を行
なうためのＲＨ真空脱ガス装置の概略縦断面図を示す。

【００２２】次いで、取鍋３をＲＨ脱ガス装置１１へ搬
送し、溶鋼中のsol.Ａｌを真空槽１２内で燃焼させてso
l.Ａｌ含有率を所定値まで低下させる。即ち、真空槽１
２の下部の浸漬管１３ａ，ｂを取鍋３内溶鋼２ｃに浸漬
し、一方の浸漬管１３ａから不活性ガス（例えば、Ａｒ
ガス）を吹き込んで溶鋼２ｃを真空槽１２内に上昇さ
せ、他方の浸漬管１３ｂから下降させることにより真空
槽１２内と取鍋３内との間に溶鋼の環流（溶鋼環流）１
４を形成させる。一方、昇降可能な上吹きランス１５を
真空槽１２の天蓋に設置し、このランスノズル１５ａか
ら真空槽１２内の溶鋼２ｄ表面に酸素含有ガス１６を吹
き付ける。酸素含有ガス１６は純酸素ガスであってもよ
い。溶鋼２ｄへの酸素含有ガス１６の吹付け条件につい
ては、酸素ガスが溶鋼２ｄ表面に到達し溶鋼中のＦｅお
よびその他成分元素を燃焼させるのに有効に使われる酸
素量（有効送酸量）に対する、環流溶鋼に含有されて真
空槽１２内に流入するsol.Ａｌの量（溶鋼中のsol.Ａｌ
環流量）が少なくなるほど、溶鋼中のＭｎの燃焼量が多
くなると共に、スラグ９ｃの酸化度が増大し、スラグか
ら溶鋼への復硫の発生原因となる。従って、この条件設
定は極めて重要である。

【００２３】この発明では、溶鋼中のsol.Ａｌのみが酸
素ガスにより所定量だけ酸化され、ＭｎやＦｅ等ができ
るだけ酸化されないようにすることにより復硫を抑制し
ている。そのために、酸素含有ガス吹付け前の溶鋼のＭ
ｎ含有率〔Ｍｎ〕₀ に応じて、真空槽内に流入する溶鋼
中のsol.Ａｌ環流量と上吹きランスからの有効酸素量と
の比を制御して、スラグ中のＭｎＯ含有率の上昇（Ｍｎ
Ｏピックアップ）を抑制する。ＲＨ脱ガス装置において
は、下記（４）式： ｗ_Al／Ｆ_O2,val＞０．６２５〔Ｍｎ〕₀ ＋０．６２５ ----------（４） 但し、 ｗ_Al：溶鋼中のsol.Ａｌ環流量＝｛溶鋼中sol.Ａｌ（ｋ
ｇ／Ｔ）×溶鋼環流量（Ｔ／ｍｉｎ）｝ Ｆ_O2,val：｛有効酸素量（Ｎｍ³ ／ｍｉｎ）／２２．４
（Ｎｌ／ｍｏｌ）｝×３２（ｇ／ｍｏｌ） の関係が満たされるようにする。このようにすれば、ス
ラグ中のＭｎＯピックアップをほぼ１．０wt.%未満に抑
制することができ、酸素含有ガス吹付け終了時の取鍋内
スラグのＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯの含有率を３．０wt.%未満に
制御することができる。かくして、復硫を実質的に０に
することができる。

【００２４】更に、本発明者等の研究によれば、ＲＨ脱
ガス装置で上吹きランスから送酸する場合、有効送酸量
Ｆ_O2,valと送酸量Ｆ_O2との比（Ｆ_O2,val／Ｆ_O2）（以
下、「送酸効率：η」という）と、上吹きランスノズル
の静止湯面からの高さｈとの間には、下記（５）および
（６）式の関係が認められた。

【００２５】ｈ≦１．５（ｍ）のとき、 η≡Ｆ_O2,val／Ｆ_O2＝１ --------------------------------（５） ｈ＞１．５（ｍ）のとき、 η≡Ｆ_O2,val／Ｆ_O2＝−０．１２ｈ＋１．１８ ------------（６） そこで、（５）および（６）式を（４）式に代入する
と、下記（１）および（２）式が得られる。

【００２６】ｈ≦１．５（ｍ）のとき、 （ｗ_Al／Ｆ_O2）＞０．６２５〔Ｍｎ〕₀ ＋０．６２５ ------（１） ｈ＞１．５（ｍ）のとき、 （ｗ_Al／Ｆ_O2）＞（０．６２５〔Ｍｎ〕₀ ＋０．６２５） ×（−０．１２ｈ＋１．１８） -----------（２） 従って、上記（１）および（２）式に基づきＲＨ脱ガス
装置にて溶鋼のsol.Ａｌ含有率を低減処理する。この
際、sol.Ａｌ含有率を所定値まで低減させるようにする
方法は、常法に従い、送酸時間を調節して行えばよい。

【００２７】

【実施例】次に、この発明の溶鋼の脱硫方法を、実施例
によって更に説明する。実施例においては転炉およびＲ
Ｈ脱ガス装置を用いた。従って、図１、２および３に示
した設備概念図を参照しながら説明する。転炉１から取
鍋３に２５０ｔｏｎの溶鋼２ｂを出鋼した。この溶鋼は
厚板工場向けの建材用鋼であり、製品のＡｌ含有率規格
は、０．０１５〜０．０３５wt.%である。転炉１での吹
錬終点における溶鋼中のフリー酸素含有率の測定値に基
づき、出鋼終了後の溶鋼のsol.Ａｌ含有率が０．０５０
wt.%以上となるようにＡｌ添加量を算定し出鋼流４の落
下場所５を目がけて出鋼中の前半で投入した。出鋼中の
後半で、出鋼流４の落下場所５を目がけて石灰を投入し
て脱硫した。出鋼が終了後、更に、常法によりスラグ改
質を行ない、スラグ９ｂ中のＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯ含有率≦
２．０wt.%に調整した。

【００２８】次いで、ＲＨ真空脱ガス処理を行なった。
上吹きランス１５から酸素ガスを溶鋼２ｄ表面に吹き付
け、溶鋼中のsol.Ａｌを燃焼させ所定のsol.Ａｌ含有率
に低減させた。所定のsol.Ａｌ含有率としては、sol.Ａ
ｌ低減処理後から製品に至るまでのＡｌの減少量を考慮
して、０．０２８〜０．０３５wt.%にした。一方、Ａｌ
等の酸化反応熱により溶鋼の熱補償も可能であった。

【００２９】浸漬管１３ａから吹き込むＡｒガス量の調
整により溶鋼環流量Ｑを調整し、この調整により溶鋼中
のsol.Ａｌの環流量ｗ_Alを調整した。また、上吹きラン
ス１５からの送酸量Ｆ_O2およびランスノズルの静止溶鋼
面からの高さｈを変化させて、有効送酸量Ｆ_O2,valを所
定値に調整した。また、送酸による溶鋼中sol.Ａｌ含有
率の低下を予測してｗ_Al／Ｆ_O2,valが一定となるように
Ｆ_O2,valを調整した。但し、ｗ_Al／Ｆ_O2,valは上記
（４）式を満たせばよく、操業状況に応じてｗ_Al／Ｆ
_O2,valは適宜修正することができる。

【００３０】なお、実施例と共に比較例として、溶鋼の
脱硫条件が本発明方法の範囲外のものも試験した。表１
および２にそれぞれ、本発明方法の範囲内の実施例Ｎo.
１〜１７、および、その範囲外の比較例Ｎo.１〜２３に
ついての各試験条件を示す。表１および２には、送酸効
率（η≡Ｆ_O2,val／Ｆ_O2）、sol.Ａｌの環流量と有効送
酸量との比（ｗ_Al／Ｆ_O2,val）、並びに、sol.Ａｌの環
流量と送酸量との比（ｗ_Al／Ｆ_O2）を併記すると共に、
（１）または（２）式を満たすか否かを○、×で示し
た。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】表３および４に、上記試験結果を示す。表
３および４には、出鋼時の脱硫率（γ_tap ）、トータル
脱硫率（γ_tot ）、およびスラグのＭｎＯピックアップ
量（Δ（ＭｎＯ））を併記した。但し、 出鋼時の脱硫率γ_tap ＝｛（出鋼前〔Ｓ〕−出鋼脱硫後〔Ｓ〕）／出鋼前〔Ｓ〕｝ ×１００（％） トータル脱硫率γ_tot ＝｛（出鋼前〔Ｓ〕−ＲＨ処理後〔Ｓ〕）／出鋼前〔Ｓ〕｝ ×１００（％） スラグのＭｎＯピックアップ量Δ（ＭｎＯ） ＝ＲＨ処理後（ＭｎＯ）−出鋼後（ＭｎＯ）

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】図４に、実施例および比較例のすべての試
験結果に基づき、出鋼後の溶鋼のsol.Ａｌ含有率と出鋼
時の脱硫率との関係を示す。sol.Ａｌ含有率を０．０５
０wt.%以上にすれば、出鋼時の脱硫率は３０％以上にな
ることがわかる。

【００３７】図５に、出鋼後の溶鋼のsol.Ａｌ含有率
〔Ａｌ〕_tap が０．０５０wt.%以上の場合（実施例Ｎo.
１〜１７および比較例Ｎo.１〜１８）の、ＲＨ処理後の
スラグ中のＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯ含有率とトータル脱硫率と
の関係を示す。ＲＨ処理後のスラグ中のＴ．Ｆｅ＋Ｍｎ
Ｏ含有率を３．０wt.%未満にすれば、トータル脱硫率は
３０％を超える（全ての実施例Ｎo.参照）が、それを
３．０wt.%以上にすると、出鋼時の脱硫率は３０％を超
えていたにもかかわらず、ＲＨ処理中に復硫してトータ
ル脱硫率はそれより低下している（比較例Ｎo.１〜１８
参照）ことがわかる。

【００３８】図６に、出鋼後の溶鋼のsol.Ａｌ含有率
〔Ａｌ〕_tap が０．０５０wt.%以上の場合（実施例Ｎo.
１〜１７および比較例Ｎo.１〜１８）の、sol.Ａｌの環
流量と有効送酸量との比（ｗ_Al／Ｆ_O2,val）と、スラグ
のＭｎＯピックアップ量（Δ（ＭｎＯ））との関係を、
ＲＨ処理前における溶鋼のＭｎ含有率〔Ｍｎ〕₀ の水準
毎に示す。同図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞ
れ、〔Ｍｎ〕₀ の水準が０．５wt.%、１．０wt.%および
１．５wt.%の場合である。〔Ｍｎ〕₀ がいずれの水準の
場合でも、ｗ_Al／Ｆ_O2,valの増加につれてΔ（ＭｎＯ）
が減少し、ｗ_Al／Ｆ _O2,valが一定値以上においてはΔ
（ＭｎＯ）が１．０wt.%未満に低く抑制されている。Δ
（ＭｎＯ）が低く抑制されれば、出鋼後からＲＨ処理後
までの間における溶鋼への復硫が抑制される。従って、
〔Ｍｎ〕₀ の値に応じてｗ_Al／Ｆ_O2,valを当該一定値以
上になるようにすれば、この復硫は低値に抑制され、そ
の結果トータル脱硫率は出鋼時の脱硫率をほぼ維持し、
望ましい値が得られる。

【００３９】図７に、実施例Ｎo.１〜１７（トータル脱
硫率が３０％以上）の場合と、比較例Ｎo.１〜２３（ト
ータル脱硫率が３０％以下）の場合とに区別して、〔Ｍ
ｎ〕 ₀ に対するｗ_Al／Ｆ_O2,valをプロットした図を示
す。同図において、実施例と比較例とはそれぞれ、直
線：ｗ_Al／Ｆ_O2,val＝０．６２５〔Ｍｎ〕₀ ＋０．６２
５の上側領域と下側領域とに分けられていることがわか
る。

【００４０】一方、ＲＨ処理の送酸時におけるランスノ
ズルの静止溶鋼面からの高さｈと、送酸効率ηとの間に
は図８に示す関係、即ち、（５）および（６）式に示し
た関係：ｈ≦１．５（ｍ）のときはη≡Ｆ_O2,val／Ｆ_O2
＝１、ｈ＞１．５（ｍ）のときはη≡Ｆ_O2,val／Ｆ_O2＝
−０．１２ｈ＋１．１８があることがわかる。従って、
図７および８から、実施例Ｎo.１〜１７はすべて上記
（１）および（２）式に示した関係を満たすことがわか
る。

【００４１】上述したように、実施例によれば安価な石
灰による出鋼時の脱硫で所望の溶鋼脱硫を行ない、これ
以降における工程での復硫が抑制され、良好なトータル
脱硫率を得ることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
出鋼時の強力な撹拌作用を利用すると共に溶鋼の酸素ポ
テンシャルを十分低下せしめることにより、安価な石灰
主体の脱硫剤で十分な溶鋼脱硫を行なうことができ、取
鍋内スラグの酸素ポテンシャル低下の改質が行なわれ、
その後溶鋼のsol.Ａｌのみを酸化して目標値まで低減処
理することができる。従って、脱ガス装置の真空槽の耐
火物コストも低減され、低コストで行ない得る溶鋼の脱
硫方法を提供することができ、工業上有用な効果がもた
らされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一部分の実施方法（出鋼時における
脱酸方法）を説明する図である。

【図２】この発明の一部分の実施方法（出鋼後における
取鍋内スラグの改質方法）を説明する図である。

【図３】この発明の一部分の実施方法（ＲＨ真空脱ガス
装置における溶鋼中sol.Ａｌ低減処理方法）を説明する
図である。

【図４】出鋼後の溶鋼のsol.Ａｌ含有率と出鋼時の脱硫
率との関係を示すグラフである。

【図５】ＲＨ処理後のスラグ中のＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯ含有
率とトータル脱硫率との関係を示すグラフである。

【図６】sol.Ａｌの環流量と有効送酸量との比と、スラ
グのＭｎＯピックアップ量との関係を示すグラフであ
る。

【図７】溶鋼のＭｎ含有率に対して、sol.Ａｌの環流量
と有効送酸量との比がプロットされた領域が、当該Ｍｎ
含有率と当該比との間の一定の関係により実施例と比較
例とに区分されることを示すグラフである。

【図８】ＲＨ処理の送酸時におけるランスノズルの静止
溶鋼面からの高さｈと、送酸効率ηとの間の関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１ 転炉 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 溶鋼 ３ 取鍋 ４ 出鋼流 ５ 出鋼流の落下場所 ６ａ，６ｂ 投入シュート ７ 脱酸剤 ８ 脱硫剤 ９ｂ，９ｃ スラグ １０ スラグ改質材 １１ ＲＨ脱ガス装置 １２ 真空槽 １３ａ，１３ｂ 浸漬管 １４ 溶鋼環流 １５ 上吹きランス １５ａ ランスノズル １６ 酸素含有ガス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 石川 博章 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 日出 寛治 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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製鋼炉プロセスと真空脱ガス精錬プロセ
   スとを組み合わせたプロセスで行なう溶鋼の脱硫方法に
   おいて、製鋼炉から取鍋に出鋼中の溶鋼にアルミニウム
   を含む脱酸剤を添加することにより出鋼終了後の前記取
   鍋内溶鋼のsol.Ａｌ含有率を素鋼における目標値よりも
   高い値にし、且つ、前記脱酸剤添加終了後であって前記
   出鋼中に出鋼流に向けて石灰系脱硫剤を添加することに
   より、前記溶鋼を脱硫すると共に前記取鍋内の出鋼終了
   後における前記取鍋内スラグのＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯの含有
   率を２．０wt.%未満に抑制し、次いで、真空脱ガス精錬
   装置を用い、真空槽内溶鋼に酸素含有ガスを供給し、溶
   鋼のsol.Ａｌ含有率を所定範囲内まで減少させるsol.Ａ
   ｌ低減処理を行なうに際して、前記sol.Ａｌ低減処理前
   における溶鋼のＭｎ含有率に応じて、前記真空槽内に流
   入する溶鋼中のsol.Ａｌ環流量（ｗ_Al）と真空槽内の溶
   鋼表面において溶鋼の酸化に有効に消費される前記酸素
   含有ガス中の酸素量（Ｆ_O2,val）との比（ｗ_Al／Ｆ
   _O2,val）を制御することにより、前記sol.Ａｌ低減処理
   終了後の前記取鍋内スラグのＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯの含有率
   を３．０wt.%未満にすることを特徴とする溶鋼の脱硫方
   法。
2. 【請求項２】 出鋼終了後の前記取鍋内溶鋼のsol.Ａｌ
   含有率を０．０５０wt.%以上にする請求項１記載の溶鋼
   の脱硫方法。
3. 【請求項３】 前記出鋼流に向けて添加する前記石灰系
   脱硫剤として実質的に石灰のみからなる脱硫剤を用いる
   請求項２記載の溶鋼の脱硫方法。
4. 【請求項４】 転炉プロセスとＲＨ真空脱ガスプロセス
   とを組み合わせたプロセスで溶鋼を脱硫する方法におい
   て、転炉から取鍋に出鋼中の溶鋼にアルミニウムを含む
   脱酸剤を添加することにより出鋼終了後の前記取鍋内溶
   鋼のsol.Ａｌ含有率を０．０５０wt.%以上にし、且つ、
   前記脱酸剤添加終了後であって前記出鋼中に出鋼流に向
   けて実質的に石灰のみからなる脱硫剤を添加することに
   より、前記溶鋼を脱硫すると共に前記取鍋内の出鋼終了
   後におけるスラグを改質して前記取鍋内スラグのＴ．Ｆ
   ｅ＋ＭｎＯ含有率を２．０wt.%未満に抑制し、次いで、
   ＲＨ真空脱ガス装置を用い、真空槽内溶鋼に上吹きラン
   スから酸素含有ガスを吹き付けることにより溶鋼のsol.
   Ａｌ含有率を所定範囲内まで減少させるsol.Ａｌ低減処
   理を、下記（１）または（２）式： ｈ≦１．５のとき、 （ｗ_Al／Ｆ_O2）＞０．６２５〔Ｍｎ〕₀ ＋０．６２５ --------（１） ｈ＞１．５のとき、 （ｗ_Al／Ｆ_O2）＞（０．６２５〔Ｍｎ〕₀ ＋０．６２５） ×（−０．１２ｈ＋１．１８） ------------（２） 但し、ｈ：真空槽内静止溶鋼面からの上吹きランスノズ
   ルまでの高さ（ｍ） ｗ_Al：真空槽内への溶鋼中sol.Ａｌの環流量（ｋｇ／ｍ
   ｉｎ）＝｛溶鋼のsol.Ａｌ含有率（wt.%）×（１／１
   ０）｝×溶鋼環流量（Ｔ／ｍｉｎ） Ｆ_O2：上吹きランスからの送酸量（ｋｇ／ｍｉｎ） 〔Ｍｎ〕₀ ：sol.Ａｌ低減処理前における溶鋼のＭｎ含
   有率（wt.%） が満たされる条件で行なうことにより前記sol.Ａｌ低減
   処理終了後の前記取鍋内スラグのＴ．Ｆｅ＋ＭｎＯの含
   有率を３．０wt.%未満にすることを特徴とする溶鋼の脱
   硫方法。