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公開番号2025043289
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2024147677
出願日2024-08-29
発明の名称溶鉄の精錬方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22B 7/00 20060101AFI20250321BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】溶鉄中のトランプエレメントを低減可能な新たな方法を開示する。
【解決手段】本開示の方法は、溶鉄の精錬方法であって、窒素を含む雰囲気下において、式(1):1+161×[%O]+63.4×[%S]≧2.1([%O]:溶鉄中の酸素濃度(質量%)、[%S]:溶鉄中の硫黄濃度(質量%))を満たす溶鉄に対して、アークを照射することで、前記溶鉄中のトランプエレメントを低減すること、を含むことを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
窒素を含む雰囲気において、下記式（１）を満たす溶鉄に対して、アークを照射することで、前記溶鉄中のトランプエレメントを低減すること、を含む
溶鉄の精錬方法。
１＋１６１×［％Ｏ］＋６３．４×［％Ｓ］≧２．１・・・（１）
［％Ｏ］：前記溶鉄中の酸素濃度（質量％）
［％Ｓ］：前記溶鉄中の硫黄濃度（質量％）
続きを表示（約 130 文字）【請求項２】
前記雰囲気が、２０体積％以上の窒素を含む、
請求項１に記載の溶鉄の精錬方法。
【請求項３】
前記溶鉄が、前記トランプエレメントとしての銅及び錫のうちの１種又は２種を含む、
請求項１又は２に記載の溶鉄の精錬方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は溶鉄の精錬方法を開示する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
世界的なカーボンニュートラルへの関心の高まりから、今後、鉄鋼製造プロセスにおいて、鉄源としてスクラップを大量に使用した製鋼プロセスが主流となりうる。ここで、スクラップ中には、Ｃｕ、Ｓｎ等のトランプエレメントと呼ばれる、通常の酸化精錬では除去が困難な元素が比較的多く含まれることから、その濃縮による影響が懸念されている。特に銅は、鋼の赤熱脆化に影響を及ぼすことが知られており、連続鋳造工程や圧延工程において割れの原因となるため、除去が必要である。
【０００３】
特許文献１には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の硫化物又は硫酸塩を、溶融鉄中にノズルで吹き込むことによる、トランプエレメントの除去方法が開示されている。特許文献２には、溶融銀と溶融鉄とを接触させることで、溶融銀側にトランプエレメントの酸化物を移行させる、トランプエレメントの除去方法が開示されている。特許文献３には、溶融鉄をアノード電極とした電気化学的手法による、トランプエレメントの除去方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平５－３０６４０８号公報
特開２０１３－１１９６６６号公報
特開２０２２－１２９５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
溶鉄中のトランプエレメントを低減可能な新たな方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願は、上記課題を解決するための手段の一つとして、以下の複数の態様を開示する。
＜態様１＞
窒素を含む雰囲気において、下記式（１）を満たす溶鉄に対して、アークを照射することで、前記溶鉄中のトランプエレメントを低減すること、を含む
溶鉄の精錬方法。
１＋１６１×［％Ｏ］＋６３．４×［％Ｓ］≧２．１・・・（１）
［％Ｏ］：前記溶鉄中の酸素濃度（質量％）
［％Ｓ］：前記溶鉄中の硫黄濃度（質量％）
＜態様２＞
前記雰囲気が、２０体積％以上の窒素を含む、
態様１の溶鉄の精錬方法。
＜態様３＞
前記溶鉄が、前記トランプエレメントとしての銅及び錫のうちの１種又は２種を含む、
態様１又は２の溶鉄の精錬方法。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の溶鉄の精錬方法によれば、溶鉄中のトランプエレメントを低減可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
溶鉄のα値（＝１＋１６１×［％Ｏ］＋６３．４×［％Ｓ］）と銅濃度比（アーク照射後の銅濃度／アーク照射前の銅濃度）及び錫濃度比（アーク照射後の錫濃度／アーク照射前の錫濃度）との関係を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の溶鉄の精錬方法の一実施形態について説明する。ただし、本開示の溶鉄の精錬方法は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
「鉄と鋼、Ｖｏｌ．８２（１９９６）、Ｎｏ．２、ｐ１３５」や「鉄と鋼、Ｖｏｌ．１０２（２０１６）、Ｎｏ．１、ｐ１７」によれば、アンモニアガス吹き付けによる溶鉄中からの脱銅や脱錫においては、活性度の高い窒素が脱銅や脱錫に関与しているものと考えられる。しかしながら、アンモニアガスは、可燃性の有毒ガスであり、取り扱いは容易でない。そこで、本発明者らは、別の手段で溶鉄と活性度の高い窒素とを反応させることを検討した。その結果、窒素を含む雰囲気下においてアークを発生させて、アークによって生成した窒素プラズマと溶鉄とを反応させることを着想した。
（【００１１】以降は省略されています）

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