溶鋼中炭素濃度の調整方法
【課題】ＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法であって、そのＲＨ処理後のＣ濃度を目標値±０．００１％以内に制御する方法を提供することである。
【解決手段】ＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理中溶鋼のＣ濃度を０．００５〜０．０１０％高める加炭処理を行うことによって、その加炭処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０％の範囲とする。その加炭処理開始前にその溶鋼中のＡｌ濃度を０．０１％〜０．１０％とし、かつ、そのＲＨ真空槽内雰囲気圧力を６７〜１３３０Ｐａとしてから、炭剤粉末とＣａＯ粉末とを混合した加炭剤粉末を、そのＲＨ真空槽内に設置した上吹きランスを通じて、Ｃ質量換算速度を加炭対象溶鋼のトン当たり０．０２４〜０．０５８ｋｇ／ｍｉｎとして、その溶鋼へ上吹き添加する。
【解決手段】ＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理中溶鋼のＣ濃度を０．００５〜０．０１０％高める加炭処理を行うことによって、その加炭処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０％の範囲とする。その加炭処理開始前にその溶鋼中のＡｌ濃度を０．０１％〜０．１０％とし、かつ、そのＲＨ真空槽内雰囲気圧力を６７〜１３３０Ｐａとしてから、炭剤粉末とＣａＯ粉末とを混合した加炭剤粉末を、そのＲＨ真空槽内に設置した上吹きランスを通じて、Ｃ質量換算速度を加炭対象溶鋼のトン当たり０．０２４〜０．０５８ｋｇ／ｍｉｎとして、その溶鋼へ上吹き添加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼工程におけるＲＨ式真空脱ガス処理装置を用いた処理において、溶鋼中に加炭剤を添加することによる高精度な炭素濃度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼中の炭素（以下、「Ｃ」ともいう）は、鋼の強さや硬さを制御する元素であり、近年の鋼材の高品質化に伴い鋼中のＣ濃度の狭い範囲での制御に対する要求が高くなっている。そのため、溶鋼段階における高い精度でのＣ濃度の調整方法が求められている。
【０００３】
溶鋼中のＣ濃度を高精度で調整する方法としては、真空脱ガス処理中においてＣ濃度を目標とするＣ濃度より一旦低下させ、その後に加炭剤を添加して目標とするＣ濃度に調整する方法が近年行われている。その一例として、特許文献１には、Ｃ濃度が０．００３〜０．０３％（本明細書において特に断りがない限り濃度または化学組成に関する「％」は「質量％」を意味する）の炭素鋼を、真空脱ガス設備を用いて溶製するに際し、溶鋼中Ｃ濃度を０．００３％未満まで一旦脱炭した後、炭素含有物質を添加してＣ濃度を調整する方法が記載されている。その実施例の説明では、目標Ｃ濃度０．００７％に対して、比較例としての排ガス中成分および排ガス流量に基づくＣ濃度推定方法の精度が±０．００３％である一方、その発明の実施例の精度は±０．００１％であったと記載されている。
【０００４】
しかし、その方法ではＣ濃度の調整精度を高めるために、真空脱炭処理中にＣ濃度を一旦０．００３％未満に低下させる必要がある。したがって、その実施例として説明されているＣ濃度が０．００４〜０．０１０％の溶鋼を製造するには適していても、Ｃ濃度が０．０１０％以上の溶鋼を製造するためには加炭量が多くなってしまうので、操業効率や加炭精度向上等に改善の余地があるものと考えられる。
【０００５】
また、特許文献２には、Ｃ濃度が０．０７％以上である鋼種を真空脱ガス処理装置を用いて精錬する際に、脱ガス処理中に溶鋼に添加する炭素含有副原料の添加歩留まりを過去の操業実績に基づいて関数化し、その添加量を決定して脱ガス処理後の溶鋼中Ｃ濃度を制御する方法が記載されている。しかし、その方法は真空脱炭処理を行わないことを前提としているので、Ｃ濃度が０．００５％以下の鋼種の溶製には適さないし、その方法によるＣ濃度の調整精度は目標値±５％とされているので、目標Ｃ濃度を０．０５０％に拡張して考えてもその精度は±０．００２５％にとどまる。
【０００６】
さらに、特許文献１に記載された方法も特許文献２に記載された方法も、その加炭方法には加炭剤を原料投入孔から溶鋼中に投入する方法を用いていて、その加炭剤は合金鉄や炭材（コークス）であり、特許文献１には、炭材の使用は安価という利点はあるものの、歩留まりが安定しないので好ましくないと記載されている。
【０００７】
この加炭時の加炭剤添加歩留まりを安定化させる手段としては、特許文献３に炭素材と生石灰とを混合した加炭剤の使用が記載されている。しかし、その加炭剤の使用目的は電気炉でのスクラップ溶解時に酸化雰囲気でも安定して加炭を行うことであり、ＲＨ処理でのＣ濃度が０．０１０〜０．０５０％の範囲における高精度Ｃ濃度制御を目的とした使い方は、全く想定されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２７１２８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７４３２０号公報
【特許文献３】特開２００３−１７１７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、製鋼工程におけるＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法であって、そのＲＨ処理後のＣ濃度を目標値±０．００１％以内に制御する方法を提供することである。
【００１０】
この課題を解決するには、特許文献１に記載された方法ではＣ濃度の調整精度を高めるために、脱炭処理中にＣ濃度を一旦０．００３％未満に低下させなければならないので、操業効率および加炭精度の点で不十分と考える。また、特許文献２に記載された方法は、Ｃ濃度が０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法としては、その加炭処理前に真空脱炭処理を大概必要とするので応用することができない。その上、その方法の目標Ｃ濃度を０．０５０％に拡張して考えても、その調整精度は±０．００２５％になるので本発明の目的を達することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）対象とする溶鋼成分
本発明は、製鋼工程におけるＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法である。このようなＣ濃度範囲にある鉄鋼製品の生産量は多いが、従来、そのＣ濃度を狭い範囲で制御する要求には十分に応えることができていない。
【００１２】
本発明では、ＲＨでの真空脱炭処理後にその溶鋼中Ｃ濃度を迅速に分析し、その分析値に基づいて加炭剤の添加量を調整する方法を基本として、その調整時に溶鋼中Ｃ濃度を０．００５〜０．０１０％増加させて、ＲＨ処理後のＣ濃度を目標値±０．００１％以内に制御することを目指す。
【００１３】
真空脱炭処理での溶鋼中Ｃ濃度の制御は、特許文献１に比較例として記載されている方法が一般的に用いられており、その制御精度は目標値±０．００３％程度である。このようなＣ濃度の誤差の存在を前提として、そのＣ濃度を分析後に加炭処理してＣ濃度の制御精度を目標値±０．００１％以内に高めるためには、０．００５％以上を安定して加炭できる技術でないと加炭処理時に加炭量が不足する場合があると考えられる。また、０．００５％未満の加炭量ではその加炭量が少ないために加炭処理時の加炭歩留まりのバラツキの影響が現れ難いので、新たな発明の必要性が低い。一方、ＲＨ処理後Ｃ濃度を目標値±０．００１％以内という高精度で制御するためには、０．０１０％を超えるような加炭量では制御困難度が増すと考えられるし、溶鋼中Ｃ濃度が０．０１０〜０．０５０％という溶鋼を対象としていることや、真空脱炭処理後のＣ濃度の予測制御精度が±０．００３％程度であることを考えると、加炭処理による加炭量は０．０１０％以下で実際十分と考えられる。
【００１４】
したがって、本発明では、加炭調整処理後のＣ濃度が０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整を目的として、その加炭処理前溶鋼中Ｃ濃度を０．００５〜０．０１０％増加させる操作を発明の実施内容とする。
【００１５】
また、前記した目的を達成するためには、ＲＨでの真空脱炭処理後に溶鋼を脱酸し、炭剤と酸素との反応を抑制する必要がある。そのため、脱酸元素であるＡｌ濃度を加炭処理前に０．０１％以上に高めておく。Ａｌ濃度が０．０１％未満では脱酸が不十分となり脱炭反応が生じる場合があるからである。一方、０．１０％を超えて高くなると脱酸の効果が飽和する。そこで、Ａｌ濃度は０．０１％以上０．１０％以下とする。
【００１６】
（２）使用する加炭剤とその供給方法
加炭処理により高精度で溶鋼中Ｃ濃度を制御するためには、加炭剤の添加歩留まりを高位安定化させることが重要である。Ｃを主体とする炭剤は、特許文献１にも記載されているように、加炭に関してはフェロマンガンやフェロクロムといった合金鉄に比べ安価という利点があるが、炭剤は合金鉄に比べ比重が小さいために、原料投入孔から溶鋼中に投入する方法では真空脱ガス槽内を減圧するための真空排気の排ガスとともに排出されやすく、加炭歩留まりは低位となる。また、この排ガスとともに排出される量は処理毎に異なり、ばらつきが大きいため、歩留まりを正確に予測することが困難である。
【００１７】
そこで、加炭処理を安価に、かつ安定した加炭歩留まりで行う手段として、炭剤粉末を真空槽内の溶鋼直上に設置した上吹きランスから上吹き添加する方法を用いることにする。ＲＨ式真空脱ガス処理装置には、溶鋼へ脱硫剤を上吹き添加する目的等で上吹きランスが設置されているので、そのランスから溶鋼へ炭剤粉末を吹き付けることに基本的な支障は無い。
【００１８】
但し、本発明は溶鋼中Ｃ濃度を０．００５〜０．０１０％増加させる時、加炭処理後のＣ濃度を目標値±０．００１％以内に制御する技術であるから、加炭処理時の加炭剤添加精度は、その対象溶鋼トン当たりの含有Ｃ質量に換算して０．００１ｋｇ程度の制御精度が必要となる。このような微量の添加を１００〜３００トンクラスの溶鋼を対象として、ＲＨ操業中に短い時間内に高精度で行うことは実際容易ではない。
【００１９】
そこで、炭剤粉末に炭剤よりも比重の大きい他の粉末を混合することで、集塵されることによる炭剤損失のバラツキをさらに軽減することを考えた。これは炭剤に他の粉末が混合されることで、加炭剤としての見かけの比重が大きくなるためである。また、炭剤に他の粉末を混合することで加炭剤としての総質量が多くなるため、混合率を適度に調整することによって加炭速度の調整を容易にする効果もあり、加炭剤添加精度を一層高めることができると考える。
【００２０】
この他の粉末として、ＣａＯが適当である。ＣａＯは比重が炭剤よりも大きいことと、精錬工程において脱硫剤として一般的に用いられており、ＲＨ式真空脱ガス処理中に使用が容易なためである。
【００２１】
但し、真空槽内の雰囲気圧力も調整する。雰囲気圧力が６７Ｐａ未満となると上吹き噴流により発生するスプラッシュが顕著となって、操業が不安定となる。一方、１３３０Ｐａを超えて大きい場合、噴流の減衰により加炭剤粉末の溶鋼への侵入が減少する。そこで、真空層内の雰囲気圧力は６７Ｐａ以上１３３０Ｐａ以下とする。
【００２２】
（３）加炭剤の供給速度
上記した加炭処理においては、加炭剤によるＣ添加質量を対象溶鋼トン当たり０．１０ｋｇ程度必要とする場合も想定されるところ、その添加時間が短すぎると加炭剤の添加歩留まりが安定しない。一方、その添加時間は必要以上に長くしても添加歩留まりの安定化効果が上がらないばかりか、ＲＨ処理時間が延長されて溶鋼温度の低下等の弊害を招いてしまう。
【００２３】
そこで、この加炭剤添加歩留まりと加炭処理時間とを勘案して、加炭剤粉末の供給速度を決定する必要があるが、この供給速度が溶鋼量や処理装置によらない事が必要であるため、溶鋼量を１５ｋｇとしたるつぼ実験と、溶鋼量２５０ｔｏｎ規模のＲＨ処理とに変化させて調査検討を行った。
【００２４】
ｉ）溶鋼量１５ｋｇのるつぼ実験
るつぼ内に装入した１５ｋｇの原料鉄を、高周波誘導加熱により１８７３Ｋまで昇温した。鉄浴温度が安定した後、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌといった合金元素を添加し、溶鋼成分をＣ濃度が０．００５〜０．０４０％、Ａｌ濃度が０．０１〜０．１０％になるように調整した。その後、溶鋼サンプルを採取して迅速分析を行い、分析によりＣ濃度が判明したら、そのＣ濃度に対して０．００５〜０．０１０％高い濃度範囲内に加炭処理後の目標Ｃ濃度を定め、加炭剤中のＣ濃度から、その目標Ｃ濃度まで加炭するに必要な加炭剤質量を決定した。
【００２５】
加炭剤上吹き前に雰囲気圧力を４００Ｐａまで減圧し、その後直ちに上吹きランスを溶鋼直上まで降下させて、この上吹きランスから加炭剤を上吹き添加した。上吹き時には、加炭剤供給速度は対象溶鋼トン当たり０．３〜３．０ｋｇ／ｍｉｎ（以後、０．３〜３．０ｋｇ／（ｔ・ｍｉｎ）と記載。）とし、加炭剤中のＣ濃度を２〜５％、かつ、そのＣａＯ質量とＣ質量との比（ＣａＯ質量／Ｃ質量）を１８以上とした範囲で変化させることで、加炭剤供給速度と加炭剤中のＣ濃度の積で表されるＣ換算の供給速度を変化させた。この加炭剤中のＣａＯとＣは、それぞれ最大粒径が０．１ｍｍ以下の試薬を用いた。なお、それらを混合した際の加炭剤中のＣ濃度を２〜５％、およびＣａＯ質量とＣ質量との比を１８以上とした範囲は、加炭剤としてそれらのＣ粉とＣａＯ粉とを添加した際の加炭歩留まりの安定性と加炭剤全体としての添加質量の増加負担とを勘案して定めた。上吹きが終了したら、再度サンプル採取を行った。採取したサンプルは定量分析に供した。
【００２６】
ｉｉ）溶鋼量２５０トンのＲＨ試験
転炉で溶銑を脱りん脱炭精錬して２５０トンの溶鋼を製造し、さらにＲＨ型真空脱ガス処理装置を用いて真空脱炭精錬を行った後、合金元素を添加して溶鋼の成分調整を行って、Ｃ濃度：０．００５〜０．０４０％、Ａｌ濃度：０．０１〜０．１０％の範囲内の、本発明に係る脱炭処理前の目標値に調整した。サンプルを採取し迅速分析を行った結果、いずれも本発明に係る加炭処理後の目標Ｃ濃度に対して０．００５％〜０．０１０％低い濃度に、±０．００３％の精度で制御されていた。そのＣ濃度分析値が判明した後、その目標Ｃ濃度まで加炭するに必要な炭剤上吹き質量を加炭剤中Ｃ濃度から決定した。直ちに、真空槽内の溶鋼上部に設置した上吹きランスから加炭剤を上吹き添加した。上吹き添加に際し、真空槽内の雰囲気圧力は６７〜４００Ｐａとした。
【００２７】
また、加炭剤中のＣには最大粒径０．１ｍｍ以下のコークス粉を用い、ＣａＯには最大粒径０．１ｍｍ以下の生石灰粉を用いた。その加炭剤上吹き速度は０．３〜３．０ｋｇ／（ｔ・ｍｉｎ）とし、加炭剤中のＣ濃度を２〜５％の範囲で、かつ、そのＣａＯ／Ｃ質量比を１８以上の範囲で変化させることで、Ｃ換算の供給速度を変化させた。上吹き終了後、通常の溶鋼環流処理を行ってから溶鋼サンプルを採取し、そのサンプルを化学分析に供した。
【００２８】
加炭剤上吹き後の目標Ｃ濃度と実際のＣ濃度との差異と、加炭剤粉末の供給速度と加炭剤中のＣ濃度の積で示されるＣ換算での上吹き速度との関係を、図１にグラフで示す。図１に示すグラフより、Ｃ質量換算での加炭剤上吹き速度を０．０５８ｋｇ／（ｔ・ｍｉｎ）以下とすることによって、目標Ｃ濃度から加炭剤上吹き後のＣ濃度の差異を±０．００１％以下とすることができる。また、Ｃ質量換算での加炭剤上吹き速度が０．０２４ｋｇ／（ｔ・ｍｉｎ）未満になると、加炭剤上吹き後のＣ濃度と目標Ｃ濃度との差異はほとんど変わらなくなり効果が飽和した。
【００２９】
なお、これらの結果は、調査した加炭剤中のＣ濃度２〜５質量％の範囲では変わらなかったので、加炭処理能率を考えると、加炭剤中のＣ濃度は高めの３〜５質量％の方が好ましいと言える。
【００３０】
また、これらの結果は１５ｋｇ実験、ＲＨ試験ともに同様であった。そのため、溶鋼量や処理装置が大きく変わっても同様の結果が得られる事が分かった。その結果、本発明に係る技術的特徴は、次のように纏めて記載することができる。
（１）ＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理中溶鋼のＣ濃度を０．００５〜０．０１０％高める加炭処理を行うことによって、その加炭処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法であって、
その加炭処理開始前にその溶鋼中のＡｌ濃度を０．０１％〜０．１０％とし、かつ、そのＲＨ真空槽内雰囲気圧力を６７〜１３３０Ｐａとしてから、
炭剤粉末とＣａＯ粉末とを混合した加炭剤粉末を、そのＲＨ真空槽内に設置した上吹きランスを通じて、その加炭剤供給速度と加炭剤中Ｃ濃度から算出されるＣ質量換算速度を加炭対象溶鋼のトン当たり０．０２４〜０．０５８ｋｇ／ｍｉｎとして、その溶鋼へ上吹き添加することを特徴とする溶鋼中炭素濃度の調整方法。
【００３１】
（２）前記加炭剤粉末が、Ｃ質量濃度２〜５％、かつ、ＣａＯ質量とＣ質量との比（ＣａＯ質量／Ｃ質量）が１８以上に調整したものであることを特徴とする、（１）に記載した溶鋼中炭素濃度の調整方法。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によって、溶鋼中Ｃ濃度が０．０１０〜０．０５０％の範囲内にあって、かつ、そのＣ濃度が目標値±０．００１％以内に制御された溶鋼を、安定して溶製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、目標Ｃ濃度からの加炭処理後Ｃ濃度の差異と本発明に係る混合加炭剤のＣ質量供給速度との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
ＲＨ式真空脱ガス装置を用いて本発明に係る溶鋼中炭素濃度の調整方法を実施する際の、本発明の実施方法を説明する。
【００３５】
１）成分調整
転炉で脱炭脱りん精錬を行った後、ＲＨで必要に応じて脱炭処理を行い、さらにＭｎやＡｌ等の成分調整と溶鋼の温度調整を済ませる。この成分調整と温度調整を行った後の溶鋼中Ｃ濃度は、０．０１〜０．０５％の範囲の製品目標Ｃ濃度以下であって、かつその製品目標Ｃ濃度から０．００５〜０．０１０％下の範囲の濃度になるように、転炉およびＲＨで脱炭制御を行う。ただし、ＲＨによる脱炭制御の精度はＣ濃度＝０．０１０〜０．０５０％の領域でも目標値±０．００３％程度なので、成分調整と温度調整を行った後に溶鋼サンプルを採取し、そのＣ濃度を分析するなどして確認する。この時、Ａｌ濃度を０．０１〜０．１０％の範囲とする。
【００３６】
２）加炭剤上吹き
成分調整が終了し、溶鋼中のＣ濃度を確認した後、真空槽内の溶鋼直上に上吹き用ランスを下降させて設置する。この時、上吹き用ランスノズルの形状としてはストレート、スパイク、ラバールなどいかなる形状でもよいが、粉末の溶鋼への侵入を促進する観点から超音速噴流が得られるスパイクまたはラバールが好ましい。また上吹きランスと溶鋼との間の距離は１〜４ｍが好ましい。１ｍ未満ではスプラッシュの発生が顕著で操業が不安定となり、４ｍを超えて大きいと噴流の減衰により粉末の溶鋼への着地が減少するためである。上吹きランスから粉末のキャリヤーガスとしてＡｒガスを０．００８〜０．０４Ｎｍ３／（ｔ・ｍｉｎ）で吹き付ける。０．００８Ｎｍ３／（ｔ・ｍｉｎ）未満では粉末の搬送が不安定となり、０．０４Ｎｍ３／（ｔ・ｍｉｎ）を超えて大きいとスプラッシュの発生が顕著となる場合がある。
【００３７】
加炭剤は、炭剤粉とＣａＯ粉とを混合したものを用いる。炭剤には炭素粉末やコークス粉等があり、さらにはＣａＣ２のように炭化物を用いても良く、それぞれ最大粒径を０．１ｍｍ以下の粉末とすることで、Ｃ成分を等価で置き換えることができる。ＣａＯには生石灰を用いることが好適であるが、ＣａＯ源としての含有ＣａＯ濃度を８０％以上とすれば、石灰石などのＣａＯ含有物質を用いてもよい。但し、いずれも最大粒径を０．１ｍｍ以下の粉末として用いる必要がある。
【００３８】
加炭剤供給量は、上吹きしようとしている加炭剤を本発明に係る加炭調整条件で使用した場合の加炭歩留まりを予め求めておいて、真空脱炭処理後に採取した溶鋼サンプルのＣ濃度と処理後の目標Ｃ濃度との差に対する加炭剤必要量を計算して求めても良いが、本発明に係る加炭調整方法での加炭歩留まりのバラツキは小さいので、加炭歩留まり９５％を予定しておいても良い。
【００３９】
但し、加炭剤供給速度と加炭剤中Ｃ濃度とから算出されるＣ質量換算の供給速度は、対象溶鋼トン当たりで０．０２４ｋｇ／ｍｉｎ以上０．０５８ｋｇ／ｍｉｎ以下である事が必要である。また、加炭剤中Ｃ濃度は２〜５％であって、そのＣａＯ／Ｃ質量比は１８以上が好ましい。加炭剤中Ｃ濃度は、３〜５％であることが一層好ましい。
３）加炭剤添加処理後の処理
加炭剤の上吹き添加終了後においてＡｌ濃度が成分規格の範囲を超えて高い場合、規格内まで低減するために上吹きランスから酸素ガスを吹き付けてもよい。
【実施例】
【００４０】
２５０ｔ転炉で脱りん脱炭精錬した後、ＲＨで脱炭処理を行い、さらにＭｎ濃度やＡｌ濃度などの成分調整と溶鋼の温度調整を行った。この時、ＲＨ処理終了時（本発明に係る加炭処理終了時）の目標Ｃ濃度が０．０１６％であったため、ＲＨでの脱炭処理後のＭｎ濃度やＡｌ濃度などの成分調整と溶鋼の温度調整を行った後のＣ濃度は０．００９％を目標とした。その後、溶鋼サンプルを採取し、Ｃ濃度を分析して確認した結果、この脱炭処理後の成分調整と温度調整を行った後の溶鋼中のＣ濃度は、０．００６％以上０．０１１％以下の範囲内であった。なお、Ａｌ濃度は０．０１〜０．１０％の範囲内にあった。
【００４１】
Ｃ以外の成分調整が終了した後、真空槽内の溶鋼直上に上吹きランスを下降させて設置した。Ａｒガスをキャリアーガスとして０．０１６Ｎｍ３／（ｔ・ｍｉｎ）で導入し、Ａｒガスとともに炭剤とＣａＯとを混合した加炭剤粉末を１．０ｋｇ／（ｔ・ｍｉｎ）で吹き付けた。加炭剤の吹き付け質量は、分析により判明したＣ濃度から目標のＣ濃度である０．０１６０％まで加炭するために必要な加炭剤質量を加炭剤中のＣ濃度から算出した。加炭剤中のＣには最大粒径０．１ｍｍ以下のコークス粉を用い、ＣａＯには最大粒径０．１ｍｍ以下の生石灰粉を用いた。
【００４２】
吹き付け後に再度サンプルを採取し、化学分析によりＣ濃度の変化を測定した。
結果を表１に示す。表１より、加炭剤（粒径４ｍｍ以下のコークス粉）を合金鉄投入口から添加した比較例（Ｎｏ１、２）においては、目標Ｃ濃度からのＣ濃度の差異は０．００２０および０．００１１％であった。一方、本発明の実施例である混合加炭剤を上吹きランスから上吹き添加した実施例（Ｎｏ３〜５）では、目標Ｃ濃度からのＣ濃度の差異は０．０００２〜０．０００７％であった。
【００４３】
このように、本発明のＣ濃度調整方法を用いることで、従来の加炭剤添加方法を用いた比較例と比べて加炭処理時のＣ濃度調整を高精度に行うことができ、溶鋼中Ｃ濃度０．０１０〜０．０５０％の範囲にある溶鋼のＣ濃度を、目標Ｃ濃度±０．００１％の範囲に制御することができる。
【００４４】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼工程におけるＲＨ式真空脱ガス処理装置を用いた処理において、溶鋼中に加炭剤を添加することによる高精度な炭素濃度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼中の炭素（以下、「Ｃ」ともいう）は、鋼の強さや硬さを制御する元素であり、近年の鋼材の高品質化に伴い鋼中のＣ濃度の狭い範囲での制御に対する要求が高くなっている。そのため、溶鋼段階における高い精度でのＣ濃度の調整方法が求められている。
【０００３】
溶鋼中のＣ濃度を高精度で調整する方法としては、真空脱ガス処理中においてＣ濃度を目標とするＣ濃度より一旦低下させ、その後に加炭剤を添加して目標とするＣ濃度に調整する方法が近年行われている。その一例として、特許文献１には、Ｃ濃度が０．００３〜０．０３％（本明細書において特に断りがない限り濃度または化学組成に関する「％」は「質量％」を意味する）の炭素鋼を、真空脱ガス設備を用いて溶製するに際し、溶鋼中Ｃ濃度を０．００３％未満まで一旦脱炭した後、炭素含有物質を添加してＣ濃度を調整する方法が記載されている。その実施例の説明では、目標Ｃ濃度０．００７％に対して、比較例としての排ガス中成分および排ガス流量に基づくＣ濃度推定方法の精度が±０．００３％である一方、その発明の実施例の精度は±０．００１％であったと記載されている。
【０００４】
しかし、その方法ではＣ濃度の調整精度を高めるために、真空脱炭処理中にＣ濃度を一旦０．００３％未満に低下させる必要がある。したがって、その実施例として説明されているＣ濃度が０．００４〜０．０１０％の溶鋼を製造するには適していても、Ｃ濃度が０．０１０％以上の溶鋼を製造するためには加炭量が多くなってしまうので、操業効率や加炭精度向上等に改善の余地があるものと考えられる。
【０００５】
また、特許文献２には、Ｃ濃度が０．０７％以上である鋼種を真空脱ガス処理装置を用いて精錬する際に、脱ガス処理中に溶鋼に添加する炭素含有副原料の添加歩留まりを過去の操業実績に基づいて関数化し、その添加量を決定して脱ガス処理後の溶鋼中Ｃ濃度を制御する方法が記載されている。しかし、その方法は真空脱炭処理を行わないことを前提としているので、Ｃ濃度が０．００５％以下の鋼種の溶製には適さないし、その方法によるＣ濃度の調整精度は目標値±５％とされているので、目標Ｃ濃度を０．０５０％に拡張して考えてもその精度は±０．００２５％にとどまる。
【０００６】
さらに、特許文献１に記載された方法も特許文献２に記載された方法も、その加炭方法には加炭剤を原料投入孔から溶鋼中に投入する方法を用いていて、その加炭剤は合金鉄や炭材（コークス）であり、特許文献１には、炭材の使用は安価という利点はあるものの、歩留まりが安定しないので好ましくないと記載されている。
【０００７】
この加炭時の加炭剤添加歩留まりを安定化させる手段としては、特許文献３に炭素材と生石灰とを混合した加炭剤の使用が記載されている。しかし、その加炭剤の使用目的は電気炉でのスクラップ溶解時に酸化雰囲気でも安定して加炭を行うことであり、ＲＨ処理でのＣ濃度が０．０１０〜０．０５０％の範囲における高精度Ｃ濃度制御を目的とした使い方は、全く想定されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２７１２８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７４３２０号公報
【特許文献３】特開２００３−１７１７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、製鋼工程におけるＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法であって、そのＲＨ処理後のＣ濃度を目標値±０．００１％以内に制御する方法を提供することである。
【００１０】
この課題を解決するには、特許文献１に記載された方法ではＣ濃度の調整精度を高めるために、脱炭処理中にＣ濃度を一旦０．００３％未満に低下させなければならないので、操業効率および加炭精度の点で不十分と考える。また、特許文献２に記載された方法は、Ｃ濃度が０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法としては、その加炭処理前に真空脱炭処理を大概必要とするので応用することができない。その上、その方法の目標Ｃ濃度を０．０５０％に拡張して考えても、その調整精度は±０．００２５％になるので本発明の目的を達することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）対象とする溶鋼成分
本発明は、製鋼工程におけるＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法である。このようなＣ濃度範囲にある鉄鋼製品の生産量は多いが、従来、そのＣ濃度を狭い範囲で制御する要求には十分に応えることができていない。
【００１２】
本発明では、ＲＨでの真空脱炭処理後にその溶鋼中Ｃ濃度を迅速に分析し、その分析値に基づいて加炭剤の添加量を調整する方法を基本として、その調整時に溶鋼中Ｃ濃度を０．００５〜０．０１０％増加させて、ＲＨ処理後のＣ濃度を目標値±０．００１％以内に制御することを目指す。
【００１３】
真空脱炭処理での溶鋼中Ｃ濃度の制御は、特許文献１に比較例として記載されている方法が一般的に用いられており、その制御精度は目標値±０．００３％程度である。このようなＣ濃度の誤差の存在を前提として、そのＣ濃度を分析後に加炭処理してＣ濃度の制御精度を目標値±０．００１％以内に高めるためには、０．００５％以上を安定して加炭できる技術でないと加炭処理時に加炭量が不足する場合があると考えられる。また、０．００５％未満の加炭量ではその加炭量が少ないために加炭処理時の加炭歩留まりのバラツキの影響が現れ難いので、新たな発明の必要性が低い。一方、ＲＨ処理後Ｃ濃度を目標値±０．００１％以内という高精度で制御するためには、０．０１０％を超えるような加炭量では制御困難度が増すと考えられるし、溶鋼中Ｃ濃度が０．０１０〜０．０５０％という溶鋼を対象としていることや、真空脱炭処理後のＣ濃度の予測制御精度が±０．００３％程度であることを考えると、加炭処理による加炭量は０．０１０％以下で実際十分と考えられる。
【００１４】
したがって、本発明では、加炭調整処理後のＣ濃度が０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整を目的として、その加炭処理前溶鋼中Ｃ濃度を０．００５〜０．０１０％増加させる操作を発明の実施内容とする。
【００１５】
また、前記した目的を達成するためには、ＲＨでの真空脱炭処理後に溶鋼を脱酸し、炭剤と酸素との反応を抑制する必要がある。そのため、脱酸元素であるＡｌ濃度を加炭処理前に０．０１％以上に高めておく。Ａｌ濃度が０．０１％未満では脱酸が不十分となり脱炭反応が生じる場合があるからである。一方、０．１０％を超えて高くなると脱酸の効果が飽和する。そこで、Ａｌ濃度は０．０１％以上０．１０％以下とする。
【００１６】
（２）使用する加炭剤とその供給方法
加炭処理により高精度で溶鋼中Ｃ濃度を制御するためには、加炭剤の添加歩留まりを高位安定化させることが重要である。Ｃを主体とする炭剤は、特許文献１にも記載されているように、加炭に関してはフェロマンガンやフェロクロムといった合金鉄に比べ安価という利点があるが、炭剤は合金鉄に比べ比重が小さいために、原料投入孔から溶鋼中に投入する方法では真空脱ガス槽内を減圧するための真空排気の排ガスとともに排出されやすく、加炭歩留まりは低位となる。また、この排ガスとともに排出される量は処理毎に異なり、ばらつきが大きいため、歩留まりを正確に予測することが困難である。
【００１７】
そこで、加炭処理を安価に、かつ安定した加炭歩留まりで行う手段として、炭剤粉末を真空槽内の溶鋼直上に設置した上吹きランスから上吹き添加する方法を用いることにする。ＲＨ式真空脱ガス処理装置には、溶鋼へ脱硫剤を上吹き添加する目的等で上吹きランスが設置されているので、そのランスから溶鋼へ炭剤粉末を吹き付けることに基本的な支障は無い。
【００１８】
但し、本発明は溶鋼中Ｃ濃度を０．００５〜０．０１０％増加させる時、加炭処理後のＣ濃度を目標値±０．００１％以内に制御する技術であるから、加炭処理時の加炭剤添加精度は、その対象溶鋼トン当たりの含有Ｃ質量に換算して０．００１ｋｇ程度の制御精度が必要となる。このような微量の添加を１００〜３００トンクラスの溶鋼を対象として、ＲＨ操業中に短い時間内に高精度で行うことは実際容易ではない。
【００１９】
そこで、炭剤粉末に炭剤よりも比重の大きい他の粉末を混合することで、集塵されることによる炭剤損失のバラツキをさらに軽減することを考えた。これは炭剤に他の粉末が混合されることで、加炭剤としての見かけの比重が大きくなるためである。また、炭剤に他の粉末を混合することで加炭剤としての総質量が多くなるため、混合率を適度に調整することによって加炭速度の調整を容易にする効果もあり、加炭剤添加精度を一層高めることができると考える。
【００２０】
この他の粉末として、ＣａＯが適当である。ＣａＯは比重が炭剤よりも大きいことと、精錬工程において脱硫剤として一般的に用いられており、ＲＨ式真空脱ガス処理中に使用が容易なためである。
【００２１】
但し、真空槽内の雰囲気圧力も調整する。雰囲気圧力が６７Ｐａ未満となると上吹き噴流により発生するスプラッシュが顕著となって、操業が不安定となる。一方、１３３０Ｐａを超えて大きい場合、噴流の減衰により加炭剤粉末の溶鋼への侵入が減少する。そこで、真空層内の雰囲気圧力は６７Ｐａ以上１３３０Ｐａ以下とする。
【００２２】
（３）加炭剤の供給速度
上記した加炭処理においては、加炭剤によるＣ添加質量を対象溶鋼トン当たり０．１０ｋｇ程度必要とする場合も想定されるところ、その添加時間が短すぎると加炭剤の添加歩留まりが安定しない。一方、その添加時間は必要以上に長くしても添加歩留まりの安定化効果が上がらないばかりか、ＲＨ処理時間が延長されて溶鋼温度の低下等の弊害を招いてしまう。
【００２３】
そこで、この加炭剤添加歩留まりと加炭処理時間とを勘案して、加炭剤粉末の供給速度を決定する必要があるが、この供給速度が溶鋼量や処理装置によらない事が必要であるため、溶鋼量を１５ｋｇとしたるつぼ実験と、溶鋼量２５０ｔｏｎ規模のＲＨ処理とに変化させて調査検討を行った。
【００２４】
ｉ）溶鋼量１５ｋｇのるつぼ実験
るつぼ内に装入した１５ｋｇの原料鉄を、高周波誘導加熱により１８７３Ｋまで昇温した。鉄浴温度が安定した後、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌといった合金元素を添加し、溶鋼成分をＣ濃度が０．００５〜０．０４０％、Ａｌ濃度が０．０１〜０．１０％になるように調整した。その後、溶鋼サンプルを採取して迅速分析を行い、分析によりＣ濃度が判明したら、そのＣ濃度に対して０．００５〜０．０１０％高い濃度範囲内に加炭処理後の目標Ｃ濃度を定め、加炭剤中のＣ濃度から、その目標Ｃ濃度まで加炭するに必要な加炭剤質量を決定した。
【００２５】
加炭剤上吹き前に雰囲気圧力を４００Ｐａまで減圧し、その後直ちに上吹きランスを溶鋼直上まで降下させて、この上吹きランスから加炭剤を上吹き添加した。上吹き時には、加炭剤供給速度は対象溶鋼トン当たり０．３〜３．０ｋｇ／ｍｉｎ（以後、０．３〜３．０ｋｇ／（ｔ・ｍｉｎ）と記載。）とし、加炭剤中のＣ濃度を２〜５％、かつ、そのＣａＯ質量とＣ質量との比（ＣａＯ質量／Ｃ質量）を１８以上とした範囲で変化させることで、加炭剤供給速度と加炭剤中のＣ濃度の積で表されるＣ換算の供給速度を変化させた。この加炭剤中のＣａＯとＣは、それぞれ最大粒径が０．１ｍｍ以下の試薬を用いた。なお、それらを混合した際の加炭剤中のＣ濃度を２〜５％、およびＣａＯ質量とＣ質量との比を１８以上とした範囲は、加炭剤としてそれらのＣ粉とＣａＯ粉とを添加した際の加炭歩留まりの安定性と加炭剤全体としての添加質量の増加負担とを勘案して定めた。上吹きが終了したら、再度サンプル採取を行った。採取したサンプルは定量分析に供した。
【００２６】
ｉｉ）溶鋼量２５０トンのＲＨ試験
転炉で溶銑を脱りん脱炭精錬して２５０トンの溶鋼を製造し、さらにＲＨ型真空脱ガス処理装置を用いて真空脱炭精錬を行った後、合金元素を添加して溶鋼の成分調整を行って、Ｃ濃度：０．００５〜０．０４０％、Ａｌ濃度：０．０１〜０．１０％の範囲内の、本発明に係る脱炭処理前の目標値に調整した。サンプルを採取し迅速分析を行った結果、いずれも本発明に係る加炭処理後の目標Ｃ濃度に対して０．００５％〜０．０１０％低い濃度に、±０．００３％の精度で制御されていた。そのＣ濃度分析値が判明した後、その目標Ｃ濃度まで加炭するに必要な炭剤上吹き質量を加炭剤中Ｃ濃度から決定した。直ちに、真空槽内の溶鋼上部に設置した上吹きランスから加炭剤を上吹き添加した。上吹き添加に際し、真空槽内の雰囲気圧力は６７〜４００Ｐａとした。
【００２７】
また、加炭剤中のＣには最大粒径０．１ｍｍ以下のコークス粉を用い、ＣａＯには最大粒径０．１ｍｍ以下の生石灰粉を用いた。その加炭剤上吹き速度は０．３〜３．０ｋｇ／（ｔ・ｍｉｎ）とし、加炭剤中のＣ濃度を２〜５％の範囲で、かつ、そのＣａＯ／Ｃ質量比を１８以上の範囲で変化させることで、Ｃ換算の供給速度を変化させた。上吹き終了後、通常の溶鋼環流処理を行ってから溶鋼サンプルを採取し、そのサンプルを化学分析に供した。
【００２８】
加炭剤上吹き後の目標Ｃ濃度と実際のＣ濃度との差異と、加炭剤粉末の供給速度と加炭剤中のＣ濃度の積で示されるＣ換算での上吹き速度との関係を、図１にグラフで示す。図１に示すグラフより、Ｃ質量換算での加炭剤上吹き速度を０．０５８ｋｇ／（ｔ・ｍｉｎ）以下とすることによって、目標Ｃ濃度から加炭剤上吹き後のＣ濃度の差異を±０．００１％以下とすることができる。また、Ｃ質量換算での加炭剤上吹き速度が０．０２４ｋｇ／（ｔ・ｍｉｎ）未満になると、加炭剤上吹き後のＣ濃度と目標Ｃ濃度との差異はほとんど変わらなくなり効果が飽和した。
【００２９】
なお、これらの結果は、調査した加炭剤中のＣ濃度２〜５質量％の範囲では変わらなかったので、加炭処理能率を考えると、加炭剤中のＣ濃度は高めの３〜５質量％の方が好ましいと言える。
【００３０】
また、これらの結果は１５ｋｇ実験、ＲＨ試験ともに同様であった。そのため、溶鋼量や処理装置が大きく変わっても同様の結果が得られる事が分かった。その結果、本発明に係る技術的特徴は、次のように纏めて記載することができる。
（１）ＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理中溶鋼のＣ濃度を０．００５〜０．０１０％高める加炭処理を行うことによって、その加炭処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法であって、
その加炭処理開始前にその溶鋼中のＡｌ濃度を０．０１％〜０．１０％とし、かつ、そのＲＨ真空槽内雰囲気圧力を６７〜１３３０Ｐａとしてから、
炭剤粉末とＣａＯ粉末とを混合した加炭剤粉末を、そのＲＨ真空槽内に設置した上吹きランスを通じて、その加炭剤供給速度と加炭剤中Ｃ濃度から算出されるＣ質量換算速度を加炭対象溶鋼のトン当たり０．０２４〜０．０５８ｋｇ／ｍｉｎとして、その溶鋼へ上吹き添加することを特徴とする溶鋼中炭素濃度の調整方法。
【００３１】
（２）前記加炭剤粉末が、Ｃ質量濃度２〜５％、かつ、ＣａＯ質量とＣ質量との比（ＣａＯ質量／Ｃ質量）が１８以上に調整したものであることを特徴とする、（１）に記載した溶鋼中炭素濃度の調整方法。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によって、溶鋼中Ｃ濃度が０．０１０〜０．０５０％の範囲内にあって、かつ、そのＣ濃度が目標値±０．００１％以内に制御された溶鋼を、安定して溶製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、目標Ｃ濃度からの加炭処理後Ｃ濃度の差異と本発明に係る混合加炭剤のＣ質量供給速度との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
ＲＨ式真空脱ガス装置を用いて本発明に係る溶鋼中炭素濃度の調整方法を実施する際の、本発明の実施方法を説明する。
【００３５】
１）成分調整
転炉で脱炭脱りん精錬を行った後、ＲＨで必要に応じて脱炭処理を行い、さらにＭｎやＡｌ等の成分調整と溶鋼の温度調整を済ませる。この成分調整と温度調整を行った後の溶鋼中Ｃ濃度は、０．０１〜０．０５％の範囲の製品目標Ｃ濃度以下であって、かつその製品目標Ｃ濃度から０．００５〜０．０１０％下の範囲の濃度になるように、転炉およびＲＨで脱炭制御を行う。ただし、ＲＨによる脱炭制御の精度はＣ濃度＝０．０１０〜０．０５０％の領域でも目標値±０．００３％程度なので、成分調整と温度調整を行った後に溶鋼サンプルを採取し、そのＣ濃度を分析するなどして確認する。この時、Ａｌ濃度を０．０１〜０．１０％の範囲とする。
【００３６】
２）加炭剤上吹き
成分調整が終了し、溶鋼中のＣ濃度を確認した後、真空槽内の溶鋼直上に上吹き用ランスを下降させて設置する。この時、上吹き用ランスノズルの形状としてはストレート、スパイク、ラバールなどいかなる形状でもよいが、粉末の溶鋼への侵入を促進する観点から超音速噴流が得られるスパイクまたはラバールが好ましい。また上吹きランスと溶鋼との間の距離は１〜４ｍが好ましい。１ｍ未満ではスプラッシュの発生が顕著で操業が不安定となり、４ｍを超えて大きいと噴流の減衰により粉末の溶鋼への着地が減少するためである。上吹きランスから粉末のキャリヤーガスとしてＡｒガスを０．００８〜０．０４Ｎｍ３／（ｔ・ｍｉｎ）で吹き付ける。０．００８Ｎｍ３／（ｔ・ｍｉｎ）未満では粉末の搬送が不安定となり、０．０４Ｎｍ３／（ｔ・ｍｉｎ）を超えて大きいとスプラッシュの発生が顕著となる場合がある。
【００３７】
加炭剤は、炭剤粉とＣａＯ粉とを混合したものを用いる。炭剤には炭素粉末やコークス粉等があり、さらにはＣａＣ２のように炭化物を用いても良く、それぞれ最大粒径を０．１ｍｍ以下の粉末とすることで、Ｃ成分を等価で置き換えることができる。ＣａＯには生石灰を用いることが好適であるが、ＣａＯ源としての含有ＣａＯ濃度を８０％以上とすれば、石灰石などのＣａＯ含有物質を用いてもよい。但し、いずれも最大粒径を０．１ｍｍ以下の粉末として用いる必要がある。
【００３８】
加炭剤供給量は、上吹きしようとしている加炭剤を本発明に係る加炭調整条件で使用した場合の加炭歩留まりを予め求めておいて、真空脱炭処理後に採取した溶鋼サンプルのＣ濃度と処理後の目標Ｃ濃度との差に対する加炭剤必要量を計算して求めても良いが、本発明に係る加炭調整方法での加炭歩留まりのバラツキは小さいので、加炭歩留まり９５％を予定しておいても良い。
【００３９】
但し、加炭剤供給速度と加炭剤中Ｃ濃度とから算出されるＣ質量換算の供給速度は、対象溶鋼トン当たりで０．０２４ｋｇ／ｍｉｎ以上０．０５８ｋｇ／ｍｉｎ以下である事が必要である。また、加炭剤中Ｃ濃度は２〜５％であって、そのＣａＯ／Ｃ質量比は１８以上が好ましい。加炭剤中Ｃ濃度は、３〜５％であることが一層好ましい。
３）加炭剤添加処理後の処理
加炭剤の上吹き添加終了後においてＡｌ濃度が成分規格の範囲を超えて高い場合、規格内まで低減するために上吹きランスから酸素ガスを吹き付けてもよい。
【実施例】
【００４０】
２５０ｔ転炉で脱りん脱炭精錬した後、ＲＨで脱炭処理を行い、さらにＭｎ濃度やＡｌ濃度などの成分調整と溶鋼の温度調整を行った。この時、ＲＨ処理終了時（本発明に係る加炭処理終了時）の目標Ｃ濃度が０．０１６％であったため、ＲＨでの脱炭処理後のＭｎ濃度やＡｌ濃度などの成分調整と溶鋼の温度調整を行った後のＣ濃度は０．００９％を目標とした。その後、溶鋼サンプルを採取し、Ｃ濃度を分析して確認した結果、この脱炭処理後の成分調整と温度調整を行った後の溶鋼中のＣ濃度は、０．００６％以上０．０１１％以下の範囲内であった。なお、Ａｌ濃度は０．０１〜０．１０％の範囲内にあった。
【００４１】
Ｃ以外の成分調整が終了した後、真空槽内の溶鋼直上に上吹きランスを下降させて設置した。Ａｒガスをキャリアーガスとして０．０１６Ｎｍ３／（ｔ・ｍｉｎ）で導入し、Ａｒガスとともに炭剤とＣａＯとを混合した加炭剤粉末を１．０ｋｇ／（ｔ・ｍｉｎ）で吹き付けた。加炭剤の吹き付け質量は、分析により判明したＣ濃度から目標のＣ濃度である０．０１６０％まで加炭するために必要な加炭剤質量を加炭剤中のＣ濃度から算出した。加炭剤中のＣには最大粒径０．１ｍｍ以下のコークス粉を用い、ＣａＯには最大粒径０．１ｍｍ以下の生石灰粉を用いた。
【００４２】
吹き付け後に再度サンプルを採取し、化学分析によりＣ濃度の変化を測定した。
結果を表１に示す。表１より、加炭剤（粒径４ｍｍ以下のコークス粉）を合金鉄投入口から添加した比較例（Ｎｏ１、２）においては、目標Ｃ濃度からのＣ濃度の差異は０．００２０および０．００１１％であった。一方、本発明の実施例である混合加炭剤を上吹きランスから上吹き添加した実施例（Ｎｏ３〜５）では、目標Ｃ濃度からのＣ濃度の差異は０．０００２〜０．０００７％であった。
【００４３】
このように、本発明のＣ濃度調整方法を用いることで、従来の加炭剤添加方法を用いた比較例と比べて加炭処理時のＣ濃度調整を高精度に行うことができ、溶鋼中Ｃ濃度０．０１０〜０．０５０％の範囲にある溶鋼のＣ濃度を、目標Ｃ濃度±０．００１％の範囲に制御することができる。
【００４４】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理中溶鋼のＣ濃度を０．００５〜０．０１０質量％高める加炭処理を行うことによって、その加炭処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０質量％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法であって、
その加炭処理開始前にその溶鋼中のＡｌ濃度を０．０１％〜０．１０質量％とし、かつ、そのＲＨ真空槽内雰囲気圧力を６７〜１３３０Ｐａとしてから、
炭剤粉末とＣａＯ粉末とを混合した加炭剤粉末を、そのＲＨ真空槽内に設置した上吹きランスを通じて、その加炭剤供給速度と加炭剤中Ｃ濃度から算出されるＣ質量換算速度を加炭対象溶鋼のトン当たり０．０２４〜０．０５８ｋｇ／ｍｉｎとして、その溶鋼へ上吹き添加することを特徴とする溶鋼中炭素濃度の調整方法。
【請求項２】
前記加炭剤粉末が、Ｃ質量濃度２〜５％、かつ、ＣａＯ質量とＣ質量との比（ＣａＯ質量／Ｃ質量）が１８以上に調整したものであることを特徴とする、請求項１に記載した溶鋼中炭素濃度の調整方法。
【請求項１】
ＲＨ式真空脱ガス処理中に、その処理中溶鋼のＣ濃度を０．００５〜０．０１０質量％高める加炭処理を行うことによって、その加炭処理後の溶鋼中Ｃ濃度を０．０１０〜０．０５０質量％の範囲とする溶鋼のＣ濃度調整方法であって、
その加炭処理開始前にその溶鋼中のＡｌ濃度を０．０１％〜０．１０質量％とし、かつ、そのＲＨ真空槽内雰囲気圧力を６７〜１３３０Ｐａとしてから、
炭剤粉末とＣａＯ粉末とを混合した加炭剤粉末を、そのＲＨ真空槽内に設置した上吹きランスを通じて、その加炭剤供給速度と加炭剤中Ｃ濃度から算出されるＣ質量換算速度を加炭対象溶鋼のトン当たり０．０２４〜０．０５８ｋｇ／ｍｉｎとして、その溶鋼へ上吹き添加することを特徴とする溶鋼中炭素濃度の調整方法。
【請求項２】
前記加炭剤粉末が、Ｃ質量濃度２〜５％、かつ、ＣａＯ質量とＣ質量との比（ＣａＯ質量／Ｃ質量）が１８以上に調整したものであることを特徴とする、請求項１に記載した溶鋼中炭素濃度の調整方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−３６０５６（Ｐ２０１３−３６０５６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０３１５（Ｐ２０１１−１７０３１５）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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