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公開番号2024124945
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023032944
出願日2023-03-03
発明の名称低P鋼の溶製方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類C21C 5/28 20060101AFI20240906BHJP(鉄冶金)
要約【課題】同一の転炉型容器を用いて溶銑予備処理と脱C処理を行う低P鋼の溶製方法であって、高効率の脱P吹錬手法を具備した低P鋼の溶製方法を提供する。
【解決手段】溶銑の第1脱P処理を行う第1脱P工程、転炉型容器内のスラグの一部を排出する第1中間排滓工程、溶銑の第2脱P処理を行う第2脱P工程、転炉型容器内のスラグの一部を排出する第2中間排滓工程、溶銑の脱C処理を行う脱C工程、を連続して実施するにあたり、前記第2脱P工程において、当該第2脱P工程の初期に酸化鉄源を添加した上で、底吹きのみで溶銑を撹拌する吹錬前リンス工程を1分以上確保した後に上吹き送酸を開始する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
同一の転炉型容器を用いて溶銑予備処理と脱Ｃ処理を行う低Ｐ鋼の溶製方法であって、
溶銑の第１脱Ｐ処理を行う第１脱Ｐ工程、転炉型容器内のスラグの一部を排出する第１中間排滓工程、溶銑の第２脱Ｐ処理を行う第２脱Ｐ工程、転炉型容器内のスラグの一部を排出する第２中間排滓工程、溶銑の脱Ｃ処理を行う脱Ｃ工程、を連続して実施するにあたり、
前記第２脱Ｐ工程において、当該第２脱Ｐ工程の初期に酸化鉄源を添加した上で、底吹きのみで溶銑を撹拌する吹錬前リンス工程を１分以上確保した後に上吹き送酸を開始することを特徴とする、低Ｐ鋼の溶製方法。
続きを表示（約 110 文字）【請求項２】
前記吹錬前リンス工程末期のスラグ中ＦｅＯ濃度が１０％以上で、底吹き有効ガス流量が８．５Ｎｍ
３
／（ｔｏｎ・ｈｒ）以上であることを特徴とする、請求項１に記載の低Ｐ鋼の溶製方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、上底吹き転炉を用いて鋼を精錬する低Ｐ鋼の溶製方法に関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
鋼中Ｐ（リン）は鋼材特性を悪化させる要因になる場合があることから、精錬段階で溶銑予備処理として、転炉炉外の混銑車（ＴＰＣ、トーピードカー）もしくは一次精錬と呼ばれる転炉での酸化精錬によって除去されることが多い。Ｐは鉄鉱石に含まれており、近年は高品位鉄鉱石が枯渇してきており、劣質鉄鉱石の割合が増加していることから、高炉から出銑される溶銑中のＰ濃度は増加傾向である。また、Ｓｉ（シリコン）は高炉から出銑される溶銑中に不可避的に含まれており、Ｐ同様に溶銑予備処理として転炉炉外または転炉（一次精錬）で除去された後、必要に応じて二次精錬で添加されることが多い。一次精錬では、溶銑中のＣ（炭素）が酸化除去されると同時に酸化に伴って温度が上昇し、転炉の吹錬終了後には、低Ｓｉ、低Ｐ、低Ｃの溶銑が得られる。
【０００３】
溶銑予備処理および一次精錬で溶銑からＰを除去するには、溶銑中のＰを２ＣａＯ・ＳｉＯ
２
－３Ｐ
２
Ｏ
５
・ＦｅＯとしてスラグに酸化除去する。このため、スラグにはＣａＯとＳｉＯ
２
が含まれ、酸化精錬を行うため、スラグはＣａＯ－ＳｉＯ
２
－ＦｅＯ系が基本となる。この時、ＣａＯとＳｉＯ
２
の質量比（以後、Ｃ／Ｓと称す）が高いほど、スラグの脱Ｐ能は高く、ＦｅＯ濃度が低いと３Ｐ
２
Ｏ
５
・ＦｅＯが生成しないため、脱Ｐが停滞する。また、溶銑温度は低いほど脱Ｐには有利である。Ｃ／Ｓを高めるために生石灰等のＣａＯ源を添加するが、溶銑中Ｓｉ濃度が高いとＳｉＯ
２
生成量も多くなるため、Ｃ／Ｓを調整するのに必要なＣａＯ量が増加することに加え、精錬後のスラグ量も増加することになるため、予めＴＰＣで脱Ｓｉ処理をした後に転炉で脱Ｐ吹錬することが多い。
【０００４】
転炉を使った処理として、特許文献１では同一転炉で脱Ｐ、脱Ｃを行う際の脱Ｐ工程において、スラグのＣ／Ｓを１．０～２．０とし、処理温度を１３５０℃以下とする転炉製鋼法が開示されている。また、特許文献２では、同一転炉で脱Ｐ、脱Ｃを行う際の脱Ｐ工程において、スラグのＣ／Ｓを０．８以上１．２以下とし、処理終点温度が１３００℃以下であることを特徴とする溶銑の脱Ｐ方法が開示されている。同一転炉を使った脱Ｐ方法の特徴としては、脱Ｐ工程終了後に溶銑を転炉内に残したまま中間排滓を行い、その後、同一転炉で脱Ｃ工程を行うことである。脱Ｐ工程後のスラグのＣ／Ｓを適切に調節した上でスラグをフォーミングさせ、Ｐ
２
Ｏ
５
を多く含むスラグを系外排出（中間排滓）する。このことで、脱Ｃ工程でのＣ／Ｓの調整に必要な石灰源を最小化でき、スラグ発生量を抑制できる。
【０００５】
しかしながら、中間排滓を行うことで脱Ｐと脱Ｃを同一の転炉を使って処理する場合、スラグを完全に排滓することは困難であるため、脱Ｐ専用炉から脱Ｃ専用炉に溶銑を移し替えて溶製する手法と比較すると、低Ｐ鋼溶製には不利である課題がある。この課題に対応するため、特許文献３には、同一の転炉で脱Ｐ吹錬と中間排滓を２回繰り返すことで、脱Ｃ吹錬時の持ち越しＰ量を低減する転炉精錬方法が開示されている。
【０００６】
スラグの脱Ｐ能にはＣ／Ｓや処理温度が影響することは良く知られているが、スラグ中のＴ．Ｆｅの影響も少なくない。特許文献４では、処理後のスラグ中Ｔ．Ｆｅを１０％以上３０％以下に調整して脱Ｐ精錬を行うことを特徴とする転炉製鋼方法が開示されている。これは、特許文献２によると、スラグ中Ｔ．Ｆｅ濃度が１０％未満になると酸素ポテンシャル不足によりＰ分配比（スラグ中％Ｐ／メタル中Ｐ％）が低下するためであり、３０％超になるとスラグ中塩基性成分が希釈され、Ｐ分配比が低下するためである。Ｃ濃度が高い溶銑を転炉内で保持しているとスラグ中のＦｅＯは溶銑中Ｃで還元され、Ｔ．Ｆｅは低減して脱Ｐ能が低下してしまうことから、一般的には固酸として鉄鉱石、スケール、焼結鉱といった酸化鉄源を添加する、もしくは、ランスから酸素を吹付け、吹錬することでＦｅＯを生成させ、Ｔ．Ｆｅを高位に維持することが行われる。
【０００７】
ここで上底吹き転炉を用いる場合、スラグの脱Ｐ能が確保できていれば、上吹き吹錬しなくても底吹き攪拌のみで脱Ｐ反応は進むことも明らかになっており、特許文献５には、高Ｃ／Ｓの条件で吹錬終了後も底吹きを継続する（以後、リンシングと呼ぶ）ことで脱Ｐを促進させる溶製方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開平０５－１４０６２７号公報
特開平０５－２４７５１２号公報
特開２０１１－１４４４１５号公報
特開平０７－０７０６２６号公報
特開昭５８－１６７７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年の鉄鉱石原料の劣質化に伴い、溶銑中のＰ濃度は年々増加傾向であり、転炉吹錬初期の溶銑中Ｐ濃度が増加したことで、従来、上記手法で溶製できていた低Ｐ鋼を同じ手法で溶製することは困難になってきている。
【００１０】
本発明の対象は、同一の転炉型容器を用いて溶銑予備処理と脱Ｃ処理を行う、低Ｐ鋼の溶製方法である。溶銑予備処理は溶銑の脱Ｓｉ処理と脱Ｐ処理を含む。溶銑の脱Ｓｉ処理は、転炉のみによって行っても良く、あるいは転炉装入前の溶銑についてＴＰＣや溶銑鍋等を用いて溶銑中のＳｉの一部を除去する処理であっても良い。脱Ｐ処理は転炉内にて行う。
（【００１１】以降は省略されています）

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