JPH10195518A

JPH10195518A - ステンレス溶鋼の脱炭方法

Info

Publication number: JPH10195518A
Application number: JP1334797A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Kitamura; 寿宏北村; Katsuhiko Kato; 勝彦加藤; Toshitaka Yuki; 敏隆湯木; Kenichiro Naito; 憲一郎内藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-01-08
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】転炉精錬時におけるダスト発生とクロムロス
とを効果的に抑制して、高生産性の精錬を行うことので
きるステンレス溶鋼の脱炭方法を提供する。【解決手段】酸素ガスの吐出方向に縮径するスロート
部１９と、スロート部１９に続いて拡径するガス吐出部
２０からなるノズル構造を有する上吹きランス１２を用
いて、転炉１１内に保持される溶鋼１３に酸素ガスを吹
き付けて溶鋼１３の炭素濃度を低減するステンレス溶鋼
の脱炭方法において、スロート部１９に供給する酸素ガ
スの操作圧力Ｐをノズル構造のガス噴流特性に基づいて
調整して、転炉１１内の溶鋼面１４上における酸素ガス
の流速Ｖと酸素ガスの流量Ｑとの比であるガス噴流比Ｖ
／Ｑを炭素濃度の高炭素濃度領域よりも低炭素濃度領域
で大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼に酸素ガスを
吹き込んで脱炭精錬を行う転炉等でのステンレス溶鋼の
脱炭方法に関し、更に詳しくは操業中におけるダストの
発生とクロムロスを抑制する脱炭方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、製鋼用転炉を用いた脱炭精錬にお
いては、転炉内の溶鋼表面に吹き込む酸素ガスにより溶
鋼面が激しく攪拌され、溶鋼やスラグを含むスプラッシ
ュの発生により多量のダストが発生し、生産歩留を低下
させることが知られている。また、溶鋼中に含まれるク
ロム成分が酸素ガスにより酸化されるために、この生成
した酸化クロムが溶鋼中から溶鋼面上のスラグ中に取り
込まれて、クロムロスを増加させる要因となっている。
このような転炉の脱炭精錬におけるダスト発生、又はク
ロムロスの防止を図る方法として、例えば以下の〜
のようなものがある。特公昭５６−５２９６５号公報には、転炉から発生す
るダストを予めペレット化し、このペレットを転炉吹錬
の初期に投入して、クロム等の有価成分を回収利用する
方法が示されている。特開平６−５７３２０号公報には、普通鋼の精錬にお
いて上吹きランスを多孔化して用いることにより、酸素
ガスの流れを均一化するソフトブローを行って精錬中の
ダストの発生を抑制する方法が記載されている。特公昭６０−３９７２８号公報には、溶鋼を攪拌する
ガスにアルゴンガス等の不活性ガスを用いて吹錬末期の
ＣＯ分圧を低下させることにより、クロム酸化を抑制し
て優先脱炭を行い、最後にフェロシリコン等を溶鋼中に
投入して、精錬中に生成した酸化クロムを還元する方法
が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
〜の方法ではそれぞれ以下に示すような問題点があっ
た。特公昭５６−５２９６５号公報に記載の転炉ダストを
回収利用する方法では、回収したダストをペレット化す
るために費用がかかる上に、溶鋼中のクロムの酸化を抑
制する手段を有していない。特開平６−５７３２０号公報の多孔式の上吹きランス
を用いる方法では、酸素ガスの流量を絞った吹錬末期に
おけるガスの吐出流速が必要以上に遅くなるために、ス
テンレス鋼中のクロムの酸化量が多くなる欠点がある。特公昭６０−３９７２８号公報のアルゴンガス等の不
活性ガスによるクロム酸化の抑制、及びフェロシリコン
等の還元剤を用いて酸化クロムを還元する方法では、こ
れらの原料コストがかかりダストの発生を抑制する手段
が示されていない。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、転炉精錬時におけるダスト発生とクロムロスと
を効果的に抑制して、高生産性の精錬を行うことのでき
る転炉でのステンレス溶鋼の脱炭方法を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のステンレス溶鋼の脱炭方法は、酸素ガスの吐出方
向に縮径するスロート部と、該スロート部に続いて拡径
するガス吐出部からなるノズル構造を有する上吹きラン
スを用いて、転炉内に保持される溶鋼に前記酸素ガスを
吹き付けて該溶鋼の炭素濃度を低減するステンレス溶鋼
の脱炭方法において、前記スロート部に供給する前記酸
素ガスの操作圧力Ｐを前記ノズル構造のガス噴流特性に
基づいて調整して、前記転炉内の溶鋼面上における前記
酸素ガスの流速Ｖと該酸素ガスの流量Ｑとの比であるガ
ス噴流比Ｖ／Ｑを前記炭素濃度の高炭素濃度領域よりも
低炭素濃度領域で大きくする。ガス噴流特性とは、操作
圧力Ｐを変動させることによって、変化する酸素ガスの
流量Ｑ、及び酸素ガスの溶鋼面近傍ににおける流速Ｖと
の関係をいい、一般に上吹きランス下端から溶鋼面まで
の吹付け距離Ｌ、スロート部における最小径であるスロ
ート径Ｄ_s、及びガス吐出部先端の出口径Ｄ_t等により
規定される。脱炭反応に実際に寄与する酸素ガス量と転
炉に供給する全酸素ガス量との比である脱炭酸素効率
は、溶鋼中の炭素濃度の減少に伴って炭素濃度の境界領
域で急激に低下する。そして、このような境界領域より
高濃度側を高炭素濃度領域、低炭素濃度側を低炭素濃度
領域として定義することができる。前記境界領域は、転
炉の形状、攪拌力、転炉の操業条件によって変動する
が、一般に炭素濃度が０．６〜０．８ｗｔ％となる範囲
である。ガス噴流比とは、酸素ガスの吐出状態を規定す
る指標である。ガス噴流比が高い場合には、転炉内にお
けるガスの攪拌力が強くなって、ダスト発生量が多くな
り、逆にガス噴流比が低い場合にはクロムロスが増え
る。

【０００６】請求項２記載のステンレス溶鋼の脱炭方法
は、請求項１記載のステンレス溶鋼の脱炭方法におい
て、前記高炭素濃度領域及び前記低炭素濃度領域におけ
る前記酸素ガスの流量Ｑを処理溶鋼１トン当たりそれぞ
れ２〜７Ｎｍ³／ｍｉｎ、０．５〜２Ｎｍ³／ｍｉｎに
制御する。高炭素濃度領域における酸素ガス流量Ｑが、
処理溶鋼１トン当たり２Ｎｍ³／ｍｉｎ（以下、Ｎｍ³
／ｍｉｎと表記する）より低いと、脱炭酸素効率は向上
するが、生産性が低下する。また、酸素ガス流量Ｑが７
Ｎｍ³／ｍｉｎを越えると、ダスト発生量が飛躍的に増
えるので好ましくない。低炭素濃度領域における酸素ガ
ス流量Ｑが０．５Ｎｍ³／ｍｉｎより低いと、脱炭酸素
効率は向上するが、生産性が低下し、また、酸素ガス流
量Ｑが２Ｎｍ³／ｍｉｎ以上になると、脱炭酸素効率は
低下し、クロムロスが著しく増大する。

【０００７】請求項３記載のステンレス溶鋼の脱炭方法
は、請求項１又は２記載のステンレス溶鋼の脱炭方法に
おいて、前記高炭素濃度領域及び前記低炭素濃度領域に
おける前記操作圧力Ｐと設計圧力Ｐ₀との圧力比Ｐ／Ｐ
₀をそれぞれ１．１以上、１．１未満に制御する。設計
圧力Ｐ₀とは、ノズル構造の寸法、及び幾何学的配置等
により規定される所定量の酸素ガスを吐出する際に適正
な吐出状態を得ることのできる圧力であり、一般的には
３〜７ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲に設定される。高炭素濃度
領域における圧力比Ｐ／Ｐ₀が１．１より低い場合に
は、脱炭酸素効率が低下するので好ましくない。また、
低炭素濃度領域における圧力比Ｐ／Ｐ₀が１．１以上で
あると、クロムロスを必要以上に増大させると共に、ダ
スト発生量が増える要因となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに図１は本発明の一実施の形態
に係るステンレス溶鋼の脱炭方法を適用する転炉設備の
側断面図、図２は高炭素濃度領域における酸素ガス吹付
け状態を示す概念図、図３は低炭素濃度領域における酸
素ガス吹付け状態を示す概念図、図４は酸素ガス流量Ｑ
とガス流速Ｖとの関係を示す図、図５（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ精錬中における炭素濃度、ガス流量、
及び圧力比の時間変化を示す模式図、図６はジェットコ
ア長さの比Ｈ_c／Ｈ_cpと圧力比Ｐ／Ｐ₀との関係を示す
図である。

【０００９】本発明の一実施の形態に係るステンレス溶
鋼の脱炭方法を適用する転炉設備１０は図１に示すよう
に、溶鋼１３を保持する転炉１１と、溶鋼１３の溶鋼面
１４に酸素ガスを吹き付けるための上吹きランス１２と
を有する。溶鋼１３は、クロム成分を５〜２０ｗｔ％含
有するステンレス溶鋼であり、高炉から溶銑を抽出し
て、出銑された溶銑の硫黄分、燐分、シリコン分等を調
整した後に、クロム等の合金成分を添加したものであ
る。転炉１１は、マグネシア炭素質等からなる耐火れん
が１６で内張りされた鋼鉄製の炉殻１５を有する精錬容
器であり、その上部の炉口１８から溶鋼１３を供給し
て、上部の側面に設けられた出鋼孔１７から精錬後の溶
鋼１３が排出されるようになっている。上吹きランス１
２は、その先端から溶鋼面１４までの吹付け距離Ｌを必
要に応じて調整できるようになっており、ノズル構造は
図２の詳細図に示すように、酸素ガスの吐出方向に縮径
するスロート部１９と、スロート部１９に続いて拡径す
るガス吐出部２０をそれぞれ有する複数のノズルから構
成されている。そして、ノズル孔数ｎ、スロート部１９
のスロート径Ｄ_s、ガス吐出部２０の出口径Ｄ_t、及び
その他のノズル形状因子等を変更することによって基本
特性が決定される。この基本特性と供給される酸素の条
件によって、そのガス噴流特性を必要に応じて調整でき
るようになっている。

【００１０】ガス噴流特性は、上吹きランス１２に供給
する酸素ガスの流量（ガス流量）Ｑと、溶鋼面１４近傍
における酸素ガスの流速（ガス流速）Ｖとの関係をい
う。図４は、スロート径、出口径等のノズル形状因子が
異なる４種の上吹きランス１２における吹付け距離Ｌを
２６００ｍｍに固定した場合のガス噴流特性を示してい
る。ここで、縦軸は図２、図３における溶鋼面１４近傍
の酸素ガスの流速（最大流速）Ｖを示し、横軸は酸素ガ
ス流量Ｑを示している。図４に示されるように、流速Ｖ
は流量Ｑに対して一次式（Ｖ＝ａ・Ｑ＋ｂ）で表される
ような単純な関係にはなく、またガス噴流比Ｖ／Ｑはそ
れぞれのガス流量Ｑの範囲によって異なることが分か
り、このようなガス噴流特性はノズル構造におけるノズ
ル形状因子によって左右される。本発明は、操作圧力Ｐ
（操作２次圧ともいう）によって変動するガス噴流比Ｖ
／Ｑの特性を利用して、高炭素濃度領域、及び低炭素濃
度領域における酸素ガスの流れを以下に示すような最適
状態に維持しようとするものである。即ち、ガス噴流比
Ｖ／Ｑが高い場合には、図２に示すようにガス流量Ｑに
較べて相対的にガス流速Ｖが速くなるために、溶鋼面と
の接触面積が増えて脱炭酸素効率が高水準に維持される
と共に、従来のランスによる吹酸に対して、ダストの発
生を最少限度に抑制することができる。また、ガス噴流
比Ｖ／Ｑが相対的に低くなる場合には、図３に示すよう
に溶鋼面１４上における流速Ｖが抑制されて酸素ガスの
ソフトブローが容易となり、ダストの発生量を抑えて、
従来のランスによる吹酸に対して、溶鋼１３中のクロム
の酸化によるクロムロスを防止できる。このように高炭
素濃度領域においては、図２に示すように吹付け距離Ｌ
を長く設定することにより、ガス噴流比Ｖ／Ｑをできる
だけ低く維持する。逆に低炭素濃度領域においては、図
３に示すように吹付け距離Ｌを短くして、ガス噴流比Ｖ
／Ｑを高炭素濃度領域よりも大きく設定することが望ま
しい。

【００１１】なお、図２及び図３に示す長さＨ_cのジェ
ットコアの部分は、ノズル先端から吐出する酸素ガスの
流れにおいて、吐出後の流速が殆ど変化しない領域であ
り、の酸素ガスの流れがジェットコアの長さＨ_cを越え
ると酸素ガスが膨張して、ガス流速の急激な低下が始ま
るような領域である。ジェットコアの長さＨ_cはＨ_c＝
Ｈ_cp・ｆ（Ｐ／Ｐ₀）により与えられる。ここで、Ｈ_cp
は設計圧力Ｐ₀におけるジェットコアの長さであり、Ｈ
_cp＝Ｍ_op・（４．２＋１．１Ｍ_op ²）・Ｄ_tにより定め
られる。Ｍ_opは酸素ガス吐出時において最適状態となる
噴流速度に対応するマッハ数（音速との比）である。ｆ
（Ｐ／Ｐ₀）は例えば、図６に示されるような圧力比Ｐ
／Ｐ₀を変数とする実験によって定められるＨ_c／Ｈ_cp
の関数であり、ノズル構造に対応した固有の変化を示
す。また、溶鋼面１４における酸素ガスの最大流速であ
るガス流速Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）は、前記Ｈ_c、吹付け距離
Ｌ、及び音速（Ｖ_t＝３２０ｍ／ｓｅｃ）を用いて、Ｖ
＝Ｖ_t・Ｈ_c／Ｌにより求められる。従って、以上の関
係を用いてジェットコアの長さＨ_cを変化させて、即ち
圧力比Ｐ／Ｐ₀、吹付け距離Ｌ等の調整により、ガス流
速Ｖを制御できる。

【００１２】続いて、前記転炉設備１０に適用する本発
明の一実施の形態に係るステンレス溶鋼の脱炭方法につ
いて説明する。転炉１１において、安価にステンレス鋼
を製造するためには、Ｃｒ（クロム）等の有価金属の歩
留向上が必要である。クロム成分の歩留低下の主原因
は、クロム成分を含むスラグあるいは溶鋼１３がスピ
ッティング等によりダストとなって炉外に散逸するこ
と、及び溶鋼１３中のクロム成分が酸化し、スラグ中
へ移行することである。従って、歩留向上のためにはダ
スト発生量を低減して、クロム酸化を抑制することが必
要である。脱炭時におけるダストの発生は、上吹き吹酸
する酸素ガスの供給速度（ガス流量Ｑ）と溶鋼面１４で
の噴流速度（ガス流速Ｖ）に大きく影響され、ガス流量
Ｑが大きい程、またガス流速Ｖが速い程、増加すること
が知られている。一方、クロム酸化は溶鋼１３中の炭素
濃度、クロム濃度、ガス流量Ｑ、ガス流速Ｖに大きく影
響され、炭素濃度が低く、クロム濃度が高い程、またガ
ス流量Ｑが大きく、ガス流速Ｖが小さい程増加する傾向
にある。また、転炉１１での吹酸時間は、生産性や炉の
耐火物寿命の関係からできるだけ短い方が望ましく、こ
の観点から転炉１１に投入するガス流量Ｑを増やすこと
が望ましい。従って、本発明においては、吹酸時間を可
能な限り短くして、かつクロム歩留の低下を抑制するた
めに、吹錬中の酸素ガスのガス流量Ｑとガス流速Ｖを適
正な条件に設定する。即ち、定性的には高炭素濃度領域
でガス流量Ｑを大きく、ガス流速Ｖを小さくして、逆に
低炭素濃度領域ではガス流量Ｑを小さく、ガス流速Ｖを
大きくする条件に制御するものである。

【００１３】まず、初期炭素濃度Ｃ₀が４．０ｗｔ％で
ある溶銑を転炉１１に供給して、吹錬開始後にＦｅ−Ｃ
ｒ等の合金類を添加する。そして、ノズル孔数ｎ、スロ
ート部１９のスロート径Ｄ_s、ガス吐出部２０の出口径
Ｄ_tのノズル構造を有して、設計圧力Ｐ₀、設計ガス流
量Ｑ₀である上吹きランス１２を炉口１８より挿入し
て、上吹きランス１２の先端位置を吹付け距離Ｌに設定
して、酸素ガスの吹込みを開始する。ここで、大気圧Ｐ
_a（１気圧＝１．０３３ｋｇｆ／ｃｍ²）との差圧であ
る操作圧力Ｐ（ｋｇｆ／ｃｍ²）を上吹きランス１２の
スロート部１９の上流側の酸素ガスに付与して大気圧中
に吐出したときのガス流量Ｑ（Ｎｍ³／ｈｒ）は、Ｑ＝
ｋ・ｎ・Ｓ・（Ｐ＋Ｐ_a）式等により表されるので、操
作圧力Ｐを変化させることによりガス流量Ｑを制御する
ことができる。なお、ｋ、ｎ、Ｓはそれぞれ定数（ｋ＝
５８．１Ｎｍ³／（ｈｒ・ｋｇｆ））、ノズル孔数、ノ
ズル先端の断面積（Ｓ＝（π／４）・Ｄ_t ²（単位ｃｍ
²））である。従って、設計圧力Ｐ₀を前記の式に代入
することにより、設計圧力Ｐ₀に対応する設計ガス流量
（設計送酸速度）Ｑ₀は、Ｑ₀＝ｋ・ｎ・Ｓ・（Ｐ₀＋
Ｐ_a）で表され、Ｑ₀、ｋ、Ｓ、Ｐ₀の単位はそれぞれ
Ｎｍ³／ｈｒ、Ｎｍ³／（ｈｒ・ｋｇｆ）、ｃｍ²、ｋ
ｇｆ／ｃｍ²である。

【００１４】炭素濃度Ｃは図５（ａ）に示すように、吹
き込まれる酸素ガス量の増大と共に次第に低下するが、
この炭素濃度が０．８ｗｔ％以上となる範囲を高炭素濃
度領域とし、０．６ｗｔ％以下となる範囲を低炭素濃度
領域として、以下の操作を行う。即ち、図５（ｂ）、
（ｃ）に示すように高炭素濃度領域では、圧力比Ｐ／Ｐ
₀を１．１以上、更に好ましくは１．２〜２の範囲とし
て、酸素ガス流量Ｑを２Ｎｍ³／ｍｉｎ以上、更に好ま
しくは２．１〜７．０Ｎｍ³／ｍｉｎとなるようにし
て、ガス噴流比Ｖ／Ｑができるだけ低くなるようにす
る。

【００１５】また、低炭素濃度領域においては、図４に
示すようなノズル構造のガス噴流特性に基づいて操作圧
力Ｐを調整して、ガス噴流比Ｖ／Ｑを前記高炭素濃度領
域におけるガス噴流比Ｖ／Ｑより高くなるように設定す
ることができる。ここで、低炭素濃度領域における圧力
比Ｐ／Ｐ₀を１．１未満、好ましくは１．０〜０．７の
範囲に設定し、酸素ガス流量Ｑを０．５〜２Ｎｍ³／ｍ
ｉｎの範囲、好ましくは０．６〜１．６Ｎｍ³／ｍｉｎ
の範囲に設定することがダストの発生、及びクロムロス
を低減する観点からはさらに望ましい。

【００１６】

【実施例】前記実施の形態に係るステンレス溶鋼の脱炭
方法の実施例について説明する。表１、表２に示す実施
例１〜３はノズル孔数ｎ、形状因子等のそれぞれ異なる
上吹きランス１２を用いて、高炭素濃度領域、及び低炭
素濃度領域における所定の精錬を行った時のダスト発生
量、酸化クロム量、及びクロムロス合計の結果を示して
いる。なお、高炭素濃度領域、及び低炭素濃度領域の欄
における各数値は各領域におけるそれぞれの平均値を示
しており、結果は全精錬期間中における平均を示すもの
とする。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】例えば実施例１は、スロート径Ｄ_sが３．
７ｃｍ、出口径Ｄ_tが４．４２ｃｍあるノズル孔数ｎが
４であるラバールノズルを用いた場合であり、そのガス
噴流特性は図４に示されている。なお、ここでは設計圧
力Ｐ₀、設計ガス流量Ｑ₀それぞれ５ｋｇｆ／ｃｍ²、
１５０００Ｎｍ³／ｈｒとした。そして、ステンレス溶
鋼１２０トンを脱炭処理する高炭素濃度領域では、表１
に示すように操作圧力Ｐを９．９ｋｇｆ／ｃｍ²、酸素
ガス流量Ｑを２８０００Ｎｍ³／ｈｒ（３．８９Ｎｍ³
／ｍｉｎ）、ガス流速Ｖを１１３ｍ／ｓｅｃ、吹距離Ｌ
を２６００ｍｍとしている。従って、ガス噴流比Ｖ／
Ｑ、及び圧力比Ｐ／Ｐ₀はそれぞれ４．０４×１０
^-3（ｍ／ｓｅｃ）／（Ｎｍ³／ｈｒ）、２．０である。
なお、高炭素濃度領域においては、溶鋼１３中にクロム
を加えるためにフェロクロム合金（Ｆｅ−Ｃｒ）を４０
ｔ投入した。一方、高炭素濃度領域に続く低炭素濃度領
域では、表１に示すように操作圧力Ｐを３．８ｋｇｆ／
ｃｍ²、酸素ガス流量Ｑを１２０００Ｎｍ³／ｈｒ
（１．６７Ｎｍ³／ｍｉｎ）、ガス流速Ｖを１０９ｍ／
ｓｅｃ、吹付け距離Ｌを１６００としている。従って、
ガス噴流比Ｖ／Ｑ、及び圧力比Ｐ／Ｐ₀はそれぞれ９．
０８×１０^-3（ｍ／ｓｅｃ）／（Ｎｍ³／ｈｒ）、０．
７６である。このようにガス噴流比Ｖ／Ｑを低炭素濃度
領域で高炭素濃度領域の値よりも大きくしているので、
精錬中のダスト発生量、及びクロムロスを最少限度に抑
制することができ、この結果、精錬処理中のダスト発生
量は溶鋼１トン当たり２０ｋｇであったが、吹き止め時
における酸化クロム量、及び最終的なクロムロス合計は
処理溶鋼１トン当たりそれぞれ１６ｋｇ、１９．２ｋｇ
となる良好な結果が得られた。また、実施例２、及び実
施例３においても表１、表２の結果に示されるように、
いずれも後述する比較例よりも良好な結果を示している
ことが分かる。

【００２０】以下、表２に示す比較例について説明す
る。比較例における溶鋼処理量は１１７トンであって、
スロート径Ｄ_sが４．５ｃｍ、出口径Ｄ_tが５．４ｃｍ
であるノズル孔数が４であるラバールノズルを用いその
ガス噴流特性が図４の実線で示されている。なお、ここ
では設計圧力Ｐ₀、設計ガス流量Ｑ₀をそれぞれ５ｋｇ
ｆ／ｃｍ²、２２０００Ｎｍ³／ｈｒとした。そして、
高炭素濃度領域では表２に示すように操作圧力Ｐを６．
５ｋｇｆ／ｃｍ²、酸素ガス流量Ｑを２８０００Ｎｍ³
／ｈｒ（３．９９Ｎｍ³／ｍｉｎ）、ガス流速Ｖを１０
９ｍ／ｓｅｃ、吹付け距離Ｌを２６００ｍｍとしてい
る。ここで、ガス噴流比Ｖ／Ｑ、及び圧力比Ｐ／Ｐ₀は
それぞれ３．９×１０^-3（ｍ／ｓｅｃ）／（Ｎｍ³／ｈ
ｒ）、１．３となる。なお、高炭素濃度領域におけるフ
ェロクロム合金（Ｆｅ−Ｃｒ）の投入量は３８ｔであ
る。一方、高炭素濃度領域に続く低炭素濃度領域では、
表２に示すように操作圧力Ｐを３．０ｋｇｆ／ｃｍ²、
酸素ガス流量Ｑを１２０００Ｎｍ³／ｈｒ（１．７１Ｎ
ｍ³／ｍｉｎ）、ガス流速Ｖを４７ｍ／ｓｅｃ、吹付け
距離Ｌを１５００ｍｍとしており、ガス噴流比Ｖ／Ｑ、
及び圧力比Ｐ／Ｐ₀はそれぞれ３．９×１０^-3（ｍ／ｓ
ｅｃ）／（Ｎｍ³／ｈｒ）、０．６である。このよう
に、比較例においては、高炭素濃度領域及び低炭素濃度
領域におけるガス噴流比Ｖ／Ｑをそれぞれ３．９×１０
^-3、３．９×１０^-3（ｍ／ｓｅｃ）／（Ｎｍ³／ｈｒ）
としているので、精錬処理中のダスト発生量、吹き止め
時における酸化クロム量、及び最終的なクロムロス合計
は処理溶鋼１トン当たりそれぞれ２０ｋｇ、２５ｋｇ、
２８．２ｋｇとなり、実施例に較べて劣る結果となるこ
とが分かる。

【００２１】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、本実施の形態においてはノズル孔
数が４、及び５の場合について説明したが、ノズル孔数
は必要に応じて増減が可能であり、最小１から最大２０
とすることもできる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１〜３記載のステンレス溶鋼の脱
炭方法においては、酸素ガスの操作圧力Ｐをノズル構造
のガス噴流特性に基づいて調整して、ガス噴流比Ｖ／Ｑ
を炭素濃度の高炭素濃度領域よりも低炭素濃度領域で大
きくするので、精錬における脱炭酸素効率を高水準に維
持すると共に、高炭素濃度領域、及び低炭素濃度領域に
おけるダスト発生量、クロムロスの両者を適正に抑制す
ることができる。

【００２３】特に、請求項２記載のステンレス溶鋼の脱
炭方法においては、高炭素濃度領域及び低炭素濃度領域
における酸素ガスの流量Ｑをそれぞれ特定の範囲に制御
するので、脱炭酸素効率の維持とダスト及びクロムロス
の発生という相反する要求をバランスさせて、さらに効
率的な生産を行うことができる。

【００２４】請求項３記載のステンレス溶鋼の脱炭方法
においては、高炭素濃度領域及び低炭素濃度領域におけ
る操作圧力Ｐと設計圧力Ｐ₀との圧力比Ｐ／Ｐ₀をそれ
ぞれ特定の範囲に制御するので、設計圧力を基準とする
操作圧力を変化させて酸素ガスの吐出流を形成して、よ
り精密で汎用性の高いガス噴流特性の制御が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るステンレス溶鋼の
脱炭方法を適用する転炉設備の側断面図である。

【図２】高炭素濃度領域における酸素ガス吹付け状態を
示す概念図である。

【図３】低炭素濃度領域における酸素ガス吹付け状態を
示す概念図である。

【図４】酸素ガス流量Ｑとガス流速Ｖとの関係を示す図
である。

【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ精錬中にお
ける炭素濃度、ガス流量、及び圧力比の時間変化を示す
模式図である。

【図６】ジェットコア長さを表す操業２次圧でのコア長
さＨ_cと設計圧力Ｐ₀でのコア長さＨ_cpとの関係、及び
圧力比Ｐ／Ｐ₀の関係を示す図である。

【符号の説明】

１０転炉設備１１転炉１２上吹きランス１３溶鋼１４溶鋼面１５炉殻１６耐火れんが１７出鋼孔１８炉口１９スロート
部２０ガス吐出部

フロントページの続き (72)発明者内藤憲一郎千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸素ガスの吐出方向に縮径するスロート
部と、該スロート部に続いて拡径するガス吐出部からな
るノズル構造を有する上吹きランスを用いて、転炉内に
保持される溶鋼に前記酸素ガスを吹き付けて該溶鋼の炭
素濃度を低減するステンレス溶鋼の脱炭方法において、前記スロート部に供給する前記酸素ガスの操作圧力Ｐを
前記ノズル構造のガス噴流特性に基づいて調整して、前
記転炉内の溶鋼面上における前記酸素ガスの流速Ｖと該
酸素ガスの流量Ｑとの比であるガス噴流比Ｖ／Ｑを前記
炭素濃度の高炭素濃度領域よりも低炭素濃度領域で大き
くすることを特徴とするステンレス溶鋼の脱炭方法。
【請求項２】前記高炭素濃度領域及び前記低炭素濃度
領域における前記酸素ガスの流量Ｑを処理溶鋼１トン当
たりそれぞれ２〜７Ｎｍ³／ｍｉｎ、０．５〜２Ｎｍ³
／ｍｉｎに制御することを特徴とする請求項１記載のス
テンレス溶鋼の脱炭方法。
【請求項３】前記高炭素濃度領域及び前記低炭素濃度
領域における前記操作圧力Ｐと設計圧力Ｐ₀との圧力比
Ｐ／Ｐ₀をそれぞれ１．１以上、１．１未満に制御する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のステンレス溶鋼
の脱炭方法。