脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法
【課題】脱りん処理における気体酸素と固体酸素源との供給量や供給タイミングを規定することによって、確実に所望の［Ｐ］を得られることができるようにする。
【解決手段】脱りん処理において、前記気体酸素の供給量が３０％となるまでに、転炉型精錬容器の上方から添加する脱りん剤の投入を完了し、第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔとする。第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔとする。第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔとする。転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源の球換算直径を１〜１０ｍｍとする。第１投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔとする。第２投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔとする。
【解決手段】脱りん処理において、前記気体酸素の供給量が３０％となるまでに、転炉型精錬容器の上方から添加する脱りん剤の投入を完了し、第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔとする。第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔとする。第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔとする。転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源の球換算直径を１〜１０ｍｍとする。第１投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔとする。第２投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高炉から出銑した溶銑を転炉型精錬容器に装入して、転炉型精錬容器内の溶銑に酸素を供給すると共に脱りん剤を投入することによって溶銑の脱りんが行われている。溶銑の脱りん処理を行う技術として、特許文献１〜特許文献３に示すものがある。
特許文献１では、ガスの上底吹き機能を備えた転炉に保持した溶銑に精錬剤を添加し、酸素ガスを上吹きしつつ炉底羽口から吹込むガスで該溶銑を撹拌して脱燐する溶銑の予備処理方法において、精錬剤の一部に粒度が２〜５ｍｍの焼結鉱を２０ｋｇ／ｔ以上用い、且つ該焼結鉱が溶銑中へ持ち込む酸素量が、３０％≦Ａ／（Ａ＋Ｂ）×１００≦６０％となるように精錬している。ただし、上記Ａは、焼結鉱原単位（ｋｇ／ｔ）×０．１７）であり、上記Ｂは酸素ガス原単位（ｍ3標準状態／ｔ）、焼結鉱酸素比率（％）＝Ａ／（Ａ＋Ｂ）×１００である。
【０００３】
特許文献２では、溶銑にＣａＯ源と酸素源を添加して脱りん処理を行うに際し、脱りん処理開始時の溶銑温度が１２８０℃以上とし、Ｓｉ量が０．０７ｗｔ％以下の溶銑に対して、脱りん処理を行うと共に、溶銑の脱珪処理として、取鍋内での脱珪処理では脱珪材として少なくとも気体酸素を供給し、且つ、気体酸素の供給を溶銑への吹き付け及び／又は溶銑内への吹き込みにより行っている。
【０００４】
特許文献３では、上底吹き機能を有する転炉形式の溶銑脱りん炉にて、底吹きガス撹拌を行いつつ酸素ガスを上吹きして溶銑脱燐を行うことにより低りん銑を溶製する方法において、受銑後、ふっ素レスで Ａｌ2Ｏ3含有量が５ｗｔ％未満の脱りんフラックスを添加し、吹錬初期から滓化が終了するまでの間、上吹きランスの高さを２．０ 〜３．０ｍの範囲内に維持し、吹錬初期から滓化が終了するまでの間の上吹き酸素ガス流量を０．５ 〜３Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに制御し、その後は、酸素ガス流量を０．５Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ以下に制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７０５１７０号公報
【特許文献２】特開２００４−１５６１４６号公報
【特許文献３】特開２００２−２７５５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜特許文献３では、脱りん処理の際に、固体酸素源や気体酸素を用いることが開示されている。特許文献１〜特許文献３では、固体酸素源の供給量や気体酸素の流量が開示されているが、吹錬開始から吹錬終了までの全体の期間において、固体酸素源や気体酸素の供給量と供給のタイミングとの両者を詳細に開示されていないのが実情であり、脱りん後の溶銑の［Ｐ］を所定値に安定的にすることが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、脱りん処理における気体酸素と固体酸素源との供給量や供給タイミングを規定することによって、確実に所望の［Ｐ］を得られることができる脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、転炉型精錬容器内の溶銑に、気体酸素及び固体酸素源を供給すると共に脱りん剤を投入して脱りんを行うに際し、前記転炉型精錬容器に供給する気体酸素供給量の全量を比率で１００％としたとき、前記気体酸素の供給量が３０％となるまでに、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記脱りん剤の投入を完了し、前記気体酸素に関して、第１吹き込み期間と第２吹き込み期間と第３吹き込み期間との順に全量を吹き込むものとし、前記吹錬開始から前記気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が５０％〜６０％から吹錬終了までの第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記固体酸素源に関して、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記固体酸素源の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となる第１投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲としている点にある。
【０００９】
本発明における課題解決のための技術的手段は、転炉型精錬容器内の溶銑に、気体酸素及び固体酸素源を供給すると共に脱りん剤を投入して脱りんを行うに際し、前記転炉型精錬容器に供給する気体酸素供給量の全量を比率で１００％としたとき、前記気体酸素の供給量が３０％となるまでに、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記脱りん剤の投入を完了し、前記気体酸素に関して、第１吹き込み期間と第２吹き込み期間と第３吹き込み期間との順に全量を吹き込むものとし、前記吹錬開始から前記気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が５０％〜６０％から吹錬終了までの第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記固体酸素源に関して、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記固体酸素源の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となる第１投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲としている点にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、脱りん処理における気体酸素と固体酸素源との供給量や供給タイミングを規定することによって、確実に所望の［Ｐ］を得られることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】転炉型精錬容器の全体側面図である。
【図２】気体酸素の供給量を基準とした脱りん剤の投入時期を示した図である。
【図３】気体酸素の供給量を基準とした時期における気体酸素の供給速度を示した図である。
【図４】気体酸素の供給量を基準とした時期における固体酸素源の供給速度を示した図である。
【図５】他の実施形態において気体酸素の供給量を基準とした時期における固体酸素源の平均供給速度を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明の溶銑の脱りん方法を行う転炉型精錬容器の全体側面図を示している。
図１に示すように、転炉型精錬容器１は、上吹き機能を有するものであり、脱りん処理を行うことができるものである。転炉型精錬容器１は、上方に向かって開口する炉口２を備えている。転炉型精錬容器１には、当該転炉型精錬容器１に装入された溶銑３に対して酸素を吹き込む上吹ランス４が炉口２から挿入自在に設けられている。
【００１３】
また、転炉型精錬容器１には、当該転炉型精錬容器１内の溶銑３を攪拌するためのガス（例えば、窒素ガス）を吹き込むための吹き込みランス（耐火物ランス）７が炉口２から挿入自在に設けられている。転炉型精錬容器１には、脱りん剤などの副原料等を投入するシュート５が配備されている。転炉型精錬容器１の炉壁には炉体の傾動により溶銑３を出湯できるように出湯口６が形成されている。
【００１４】
転炉型精錬容器１を用いて脱りん処理を行うには、高炉から出銑した溶銑３を転炉型精錬容器１に装入し、ＣａＯ源である生石灰などの脱りん剤をシュート５を介して溶銑に投入すると共に、酸素を供給する。溶銑３への酸素の供給は、上吹きランス４による気体酸素の吹き込みと、固体酸素源として投入する酸化鉄により行う。また、脱りん処理では、耐火物ランス７から窒素を吹き込んで溶銑３を攪拌しながら処理を行う。
【００１５】
なお、溶銑の攪拌方法については、炉底の羽口からアルゴン、窒素、一酸化炭素等のガスを吹き込んで溶銑３を攪拌しながら処理を行う方法もある。
以下、本発明の脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法について詳しく説明する。
[脱りん剤の投入時期について]
本発明では、転炉型精錬容器１の溶銑３に対して、シュート５等を用いて上方からＣａＯを主成分とする脱りん剤Ｍ１を投入しているが、図２（ａ）に示すように、上吹きランス４から供給している気体酸素の供給量の全量を１００％としたとき、その３０％になるまでに、脱りん剤Ｍ１の投入を完了することにしている。
【００１６】
つまり、脱りん処理においては、吹錬開始から気体酸素を吹き込むことになるが、式（１）にて示される値（百分率）が３０％に到達するまでに、上方から添加する脱りん剤Ｍ１の投入を完了する。
気体酸素の供給量（％）＝［（吹錬開始から供給している気体酸素の積算量）／（脱りん処理に使用する気体酸素の全量）］×１００ ・・・（１）
気体酸素の供給量が３０％に達するまでの期間は、溶銑の脱珪反応が進行して、スラグ中にＳｉＯ2が生成され、投入した脱りん剤Ｍ１中のＣａＯと反応しながら脱りん反応に必要な塩基度を有するスラグを形成していくため、この期間に脱りん剤Ｍ１の投入を完了することが必要である。
【００１７】
一方、脱りん剤Ｍ１の投入を気体酸素の供給量が３０％に達するまでの期間に完了せず、 気体酸素の供給量が３０％を超える期間でも脱りん剤Ｍ１の投入を行ってしまうと、脱りん反応に必要な塩基度を有するスラグの形成が遅れてしまうことになり、所望も［Ｐ］を達成することができない。
このように、脱りん剤Ｍ１の投入は、処理の前半に完了する必要があり、上述したように、本発明では、気体酸素の供給量が３０％に達するまでに、脱りん剤Ｍ１の投入を完了している。
［気体酸素について］
上吹ランス４にて気体酸素を吹き付けることにより、脱りん処理を行うが、本発明においては、図３に示すように、この気体酸素の吹きつけを３つの期間に分けて、第１吹き込み期間、第２吹き込み期間、第３吹き込み期間の順に気体酸素を吹き込んでいる。
【００１８】
具体的には、吹錬開始から気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている。つまり、脱りん処理を開始して上吹きランス４から供給する気体酸素量が、脱りん処理に使用する気体酸素の全量に対して３０％〜４０％（３０％以上６０％以下）となる第１吹き込み期間では、上吹きランス４の気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔにしている（ハードブローということがある）。
【００１９】
そして、気体酸素の供給量が３０％〜６０％（３０％以上６０％以下）となる第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている。つまり、第１吹き込み期間（ハードブローしている期間）が終了してから気体酸素の供給量が６０％になるまでの期間では、上吹きランス４の気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔにしている（ソフトブローということがある）。
【００２０】
なお、本発明の第１吹き込み期間は、吹錬開始から気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる間のことであり、第２吹き込み期間は、気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる間のことであり、期間に幅がある。ここで、第１吹き込み期間と第２吹き込み期間とがオーバラップしている部分が存在するが、脱りん処理を行うにあたっては、第１吹き込み期間後に第２吹き込み期間が続くことになる。即ち、第１吹き込み期間終了後に第２吹き込み期間に移行することとしている。例えば、第１吹き込み期間を気体酸素の供給量が０％〜３５％の間としてハードブローを行った場合は、第２吹き込み期間の開始は、３５％から始まることになる。さらに補足するならば、第２吹き込み期間とは、第１吹き込み期間終了後であり且つ気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる間のことである。
【００２１】
気体酸素の供給量が５０％〜６０％（５０％以上６０％以下）から吹錬終了までの第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲にしている（ハードブローということがある。つまり、第３吹き込み期間は、第２吹き込み期間によるソフトブローを終了後から気体酸素の供給量が１００％になるまで（吹錬終了まで）のことで、この第３吹き込み期間では、気体酸素をハードブローに切り替えている。例えば、気体酸素の供給量が５０％となったときに、第２吹き込み期間を終了した場合は、第３吹き込み期間の開始は、５０％から始まることになる。また、気体酸素の供給量が６０％となったときに、第２吹き込み期間を終了した場合は、第３吹き込み期間の開始は、６０％から始まることになる。
【００２２】
以上のように、脱りん処理を行うにあたって、気体酸素を供給する期間を、第１吹き込み期間と、第２吹き込み期間と、第３吹き込み期間との３つの期間とし、それぞれの期間における気体酸素の供給量を制御することによって、効率良く脱りん処理を行うようにしている。
吹錬開始から気体酸素の供給量が３０％〜４０％に達する期間（第１吹き込み期間）は、主に、気体酸素や固体酸素によって進行した脱珪反応が進行して溶銑の［Ｓｉ］が０．１０質量％以下になる時期である。そのため、脱珪反応を促進させるために、気体酸素の速度を高めの０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としたハードブローによる吹錬を行っている。
【００２３】
ここで、吹錬を行うにあたっては、固体酸素も供給することになるが、この固体酸素によってスラグの温度が低下し、スラグの温度が低すぎるとＣａＯの滓化が阻害される可能性がある。そこで、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔとしたハードブローとすることによって、脱珪反応を促進させるだけでなく、気体酸素よるスラグへの熱供給をも行ってＣａＯの滓化促進をしている。ただし、気体酸素の供給速度を１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔよりも大きくしてしまうと、脱珪反応を促進できるものの、急激な脱炭反応が進んでしまうことから、気体酸素の供給速度を１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ以下にしている。なお、気体酸素の供給速度が０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であれば、ハードブローを行う効果が低下し、脱珪反応が進まず、スラグの滓化性も良くない。
【００２４】
気体酸素の供給量が３０％〜６０％に達する期間（第２吹き込み期間）は、主に、気体酸素や固体酸素によって進行した脱珪反応が進行して溶銑の［Ｓｉ］が０．１０質量％以下になり、脱りん処理を行うためのスラグの滓化が進む。［Ｓｉ］が０．１質量％以下となってから継続的に気体酸素の供給速度をハードブローにしてしまうと、溶銑中の炭素の脱炭に寄与する気体酸素の比率が増加し、脱炭反応が進みスラグの滓化が阻害されるため、気体酸素の供給速度をソフトブローにする必要がある。そのため、第２吹き込み期間では、気体酸素の速度を低めの０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としたソフトブローによる吹錬を行っている。
【００２５】
ここで、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲にすることによってソフトブローとしているが、このソフトブローでは、スラグ中のＦｅと酸素とを反応させることによって、ハードブローとは異なる方法により、スラグにも熱供給を行っている。気体酸素の供給速度を０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔよりも大きくしてしまうと、スラグへの熱供給を促進できるものの、脱炭に寄与する酸素を増加して、スラグと溶銑との界面付近での酸化鉄濃度が低下してしまい（気体酸素がスラグに比べて溶銑に多く供給されてしまう）、スラグの滓化が阻害される。なお、気体酸素の供給速度を０．５Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であれば、溶銑への衝突圧力が低下し、気体酸素による昇温効果が低下し、ソフトブローをしていることにはならず、スラグへの熱供給（気体酸素の供給）が十分に行えない。
【００２６】
第２吹き込み期間を経過してから吹錬終了する期間（第３吹き込み期間）は、主に、滓化が完了したスラグと気体酸素とにより、脱りん反応が進むことになる。そのため、脱りん反応を促進させるために、気体酸素の速度を高めの０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としたハードブローによる吹錬を行っている。
この第３吹き込み期間では、後述するように、固体酸素源Ｍ２の供給量を少なくしている状況下にあり、この固体酸素源Ｍ２との関係も考慮して、脱りん反応を促進させるためには、０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔにする必要がある。つまり、固体酸素源Ｍ２の供給量を少なくしている状況下で、スラグと溶銑との界面の酸化鉄の濃度を１０〜２０質量％に維持するために,気体酸素の供給範囲を上述した範囲にする必要がある。ただし、気体酸素の供給速度を１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔよりも大きくしてしまうと、脱りん反応を促進できるものの、急激な脱炭反応が進んでしまうことから、気体酸素の供給速度を１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ以下にしている。なお、気体酸素の供給速度を０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であれば、ハードブローをしていることにはならず、脱りん反応が進まない。
［固体酸素源について］
脱りん処理において、酸化鉄などの固体酸素源Ｍ２を転炉型精錬容器の上方から添加しているが、この固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１〜１０ｍｍとしている。ここで、球換算直径とは、固体酸素源Ｍ２（酸化鉄）を篩にかけることによって設定されるものである。なお、説明の便宜上、固体酸素源Ｍ２のことを酸化鉄として説明することがある。
【００２７】
上方からシュート等により添加した固体酸素源Ｍ２は、溶銑の表面又は表面近傍に達すると、溶融して溶銑表面近傍に酸化鉄の濃度が非常に高い溶融相を形成する。そして、酸化鉄の濃度が高い酸化鉄溶融相に上方から添加されたＣａＯとの反応により、低融点のＣａＯ・Ｆｅ2Ｏ3が生成する。また、脱珪反応により生成したＳｉＯ2と反応して、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ｆｅ2Ｏ3系のスラグ（脱りんスラグ）を形成する。なお、酸化鉄を添加することによって、２ＣａＯ・ＳｉＯ2被膜の抑制して脱りんスラグを生成し易くする。なお、脱りんスラグのことを単にスラグということがある。
【００２８】
固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍより大きいと、酸化鉄の溶融反応が進行するまでに時間がかかり、酸化鉄溶融相の生成が遅れて少なくなることから、上方から添加された脱りん剤Ｍ１との反応が進まず、脱りんスラグの生成に時間が非常にかかり、スラグの滓化性が低下する。
一方で、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍ以下であると、酸化鉄の溶融反応が速やかに進行し、酸化鉄溶融相の生成が進んで多くなることから、上方から添加された脱りん剤Ｍ１との反応が進み、スラグの滓化が促進する。
【００２９】
そのため、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍ以下であることが必要である。ここで、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１ｍｍ未満であって微粉であると、固体酸素源Ｍ２を添加した際に、転炉型精錬容器１（炉内）からの上昇気流により飛散する。その結果、溶銑表面に到達する比率は、極端に低減し、脱りんスラグの生成に寄与する酸化鉄が非常に少なくなる（脱りんスラグの生成が極端に低下する）。そこで、固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１ｍｍ以上であって、多少大きいものにする必要がある。
【００３０】
したがって、効率よく脱りんスラグを生成させるためには、固体酸素源Ｍ２の球換算直径を１ｍｍ以上１０ｍｍ未満にする必要がある。
図４に示すように、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０〜６０％となる第１投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、比較的多くの固体酸素源Ｍ２を供給している。即ち、気体酸素の供給量を基準として、気体酸素の供給量が５０％〜６０％に到達するまでの第１投入期間においては、上方から供給する固体酸素の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲にしている。
【００３１】
ここで、平均供給速度とは、気体酸素の供給量が５０％〜６０％に到達するまでの時間、即ち、第１投入期間の時間をＴ（１）とすると、このＴ（１）中に供給した固体酸素源Ｍ２の量を第１投入期間の時間Ｔ（１）にて割った値である。つまり、第１投入期間での平均供給速度は、式（２）により表される。
第１投入期間での平均供給速度＝Ｔ（１）時間中に供給した固体酸素源Ｍ２の量（ｋｇ／ｔ）÷Ｔ（１） ・・・（２）
例えば、吹錬開始から気体酸素の供給量が５５％となる期間を第１投入期間として設定した場合は、吹錬開始から気体酸素の供給量が５５％となるまでの時間がＴ（１）となる。
【００３２】
第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、比較的少ない固体酸素源Ｍ２を供給している。即ち、第１投入期間が終了してから吹錬が終了するまでの期間での固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔにしている。第２投入期間での平均供給速度とは、第２投入期間の時間をＴ（２）とすると、このＴ（２）中に供給した固体酸素源Ｍ２の量を、第２投入期間の時間Ｔ（２）にて割った値である。つまり、第２投入期間での平均供給速度は、式（３）により表される。
【００３３】
第２投入期間での平均供給速度＝Ｔ（２）時間中に供給した固体酸素源Ｍ２の量（ｋｇ／ｔ）÷Ｔ（２） ・・・（３）
なお、固体酸素源Ｍ２の投入方法は、平均供給速度を満たしていれば、一括して投入してもよいし（１回のみ）、連続的に投入してもよいし、複数回に分割して所定時間毎に投入してもよい。
【００３４】
吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％になるまでの期間（第１投入期間）は、主に、脱珪反応により生成したＳｉＯ2と、２ＣａＯ・ＳｉＯ2被膜の抑制しつつ、ＳｉＯ2と固体酸素源Ｍ２との反応を促進して、脱りんスラグを形成させる必要がある。
第１投入期間では、脱りんスラグの形成を促進させる、即ち、ＣａＯの溶解を促進するためには、スラグ中のＦｅＯ濃度を２０％以上にする必要があり、これを達成するためには、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を高めの５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔにする必要がある。 固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔを超える場合、固体酸素源Ｍ２の供給速度が大きすぎてしまい、スラグと溶銑との界面付近の温度を低下させ過ぎてしまう。その結果、スラグ（脱りんスラグ）が固化し、スラグの脱りん能が低下する。
【００３５】
あまりにも、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が大きいと、精錬中にスラグが完全に固化し、溶銑表面に固化層が形成され、上部から供給された気体酸素が溶銑へ到達しない状態となり、脱りん処理が出来なくなる。
一方、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔ未満である場合、固体酸素源Ｍ２の供給速度が小さすぎてしまう。固体酸素源Ｍ２の供給速度が小さい場合には、酸化鉄の溶融反応で生成したＦｅＯが溶銑中のＳｉ，Ｃにより直ちに消費され、上部から脱りん用に添加されたＣａＯを溶解するためのＦｅＯ濃度が確保できないため、スラグが形成できない。
【００３６】
第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、脱りん反応と同時に進行する脱炭反応によって、スラグがフォーミングする傾向にある。スラグがフォーミング中に固体酸素源Ｍ２を投入しても、スラグと溶銑との界面にまで固体酸素源Ｍ２が到達し難くなる。そのため、本発明では、固体酸素源Ｍ２の供給により、界面付近での酸化鉄濃度を維持するよりも、気体酸素による酸素供給によって界面付近の酸化鉄の濃度を一定のレベルに維持することとしている。
【００３７】
また、第２投入期間において、溶銑中のＦｅによる酸化反応を促進させた場合、酸化反応熱によりスラグの温度が上昇し過ぎると、逆に、スラグの脱りん能が低下する。そのため、スラグを冷却する目的のために、第２投入期間において、少量の固体酸素源Ｍ２を供給することが好ましい。固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔを超えてしまうと、スラグの温度が低下し過ぎるために液相率が低下し、脱りん反応に寄与するスラグが減少するため、脱りん反応が阻害されることになる。
【００３８】
そのため、第２投入期間での固体酸素源Ｍ２の平均供給速度は、低めの０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔにしている。
表１は、溶銑の脱りん処理を行った実施条件を示している。表２〜表５は、表１の実施条件に基づき、本発明の脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源Ｍ２の供給方法によって処理を行った実施例をまとめたものである。また、表６〜表９は、表１の実施条件に基づき、本発明の溶銑の脱りん方法とは異なる方法で処理を行った比較例をまとめたものである。
【００３９】
【表１】
【００４０】
実施条件について詳しく説明する。
表１に示すように、脱りん処理は、９０ｔｏｎクラスの転炉型脱りん炉にて行った。上吹きにおいては、孔数が３個である上吹きランスを用いた。転炉型脱りん炉に装入した溶銑３において、[Ｃ]＝４．５〜４．８質量％、[Ｐ]＝０．１０〜０．１２質量％、[Ｓｉ]＝０．２〜０．６質量％とした。溶製鋼種において、［Ｃ］の規格上限は、０．４５質量％、［Ｐ］の規格上限値は、０．０２０質量％とした。
【００４１】
脱りん処理において、ＣａＯ等の副原料の制御は、当業者常法通りの方法にて行った。
上方から供給する固体酸素源Ｍ２は、酸化鉄を粉砕したり、篩い分け等を行うことによって整粒して所定の球換算直径に分けたものとした。また、脱りん処理において、上吹きランス以外に、耐火物ランス７を用いて粉体を吹き込むことにより溶銑を攪拌した。溶銑３を攪拌するためにガスのみを行った場合、吹き込みガスの圧力・流量変動によりガス吹き込み孔へ溶銑３が差込、閉塞する可能性があるため、酸化鉄を主体とし、若干ＣａＯを含む粉体を吹き込んでいる。なお、この場合、上吹きランス４から溶銑３を攪拌するためのガスと共に、ＣａＯの粉体を添加しない場合と比較しても処理後[Ｐ]に影響が無いことを確認しており、ノズル閉塞防止目的で吹込んでいるＣａＯは本発明の脱りん用に用いるＣａＯ（脱りん剤Ｍ１）からは除外している。
【００４２】
その他、転炉型脱りん炉１の吹錬制御（転炉吹錬）、転炉型脱りん炉１の出鋼後の溶鋼処理（精錬処理）、連続鋳造についても、当業者常法通りに行った。
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【００４８】
【表７】
【００４９】
【表８】
【００５０】
【表９】
【００５１】
実施例１〜実施例１００について説明する。
この実施例では、気体酸素の供給量が３０％となるまでに、転炉型精錬容器の上方から添加する脱りん剤Ｍ１の投入を完了し（脱りん剤Ｍ１投入完了時期の欄）している。また、第１吹き込み期間を吹錬開始から気体酸素の供給量が３０％〜４０％となるものとし（第１吹き込み時期の時期の欄）、第１吹き込み時期の気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第１吹き込み時期の供給速度の欄）。そして、第２吹き込み期間を気体酸素の供給量が３０％〜６０％となるものとし（第２吹き込み時期の時期の欄）、第２吹き込み時期の気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第２吹き込み時期の供給速度の欄）。さらに、第２吹き込み期間を経過してから吹錬が終了する第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第３吹き込み時期の供給速度の欄）。
【００５２】
また、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし（酸化鉄球換算直径の欄）、第１投入期間を吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となるものとしている（第１投入時期の時期の欄）。また、第１投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし（第１投入時期の供給速度の欄）、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第２投入時期の供給速度の欄）。
【００５３】
上述した条件を満たした実施例では、脱りん処理後の溶銑の［Ｐ］において、規格上限値よりも低い値にすることができた（評価「○」）。即ち、実施例では、確実に所望の［Ｐ］を得られることができた。
比較例１〜比較例５０について説明する。
比較例１〜比較例６では、気体酸素の供給量が３０％となった後に、上方から添加する脱りん剤Ｍ１の投入が完了しており、脱りん剤Ｍ１の投入完了が遅かった。そのため、脱りん処理においてスラグの滓化が遅くなり、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００５４】
比較例７〜比較例１１では、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１ｍｍ未満であり非常に小さいため、固体酸素源Ｍ２を添加した際に、転炉型精錬容器１（炉内）からの上昇気流により飛散するものとなった。その結果、スラグの生成に寄与する酸化鉄が非常に少ないために、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００５５】
比較例１２〜比較例１８では、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍよりも大きいために、酸化鉄の溶融反応が進行するまでに時間がかかり、スラグの滓化性の時期が遅れるものとなった。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例１９〜比較例２４では、固体酸素源Ｍ２を多く入れる時期、即ち、第１投入時期が短く、第２投入時期が長い。そのため、処理前半に供給された酸化鉄（溶融した酸化鉄）が溶銑中のＳｉやＣの還元反応で消費され、処理後半でスラグの酸化鉄濃度が低下し、スラグの脱りん能が低下した。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００５６】
比較例２５〜比較例３１では、第１投入時期が長く、第２投入時期が短い。そのため、処理の前半にて大量の酸化源が供給されることになり、生成したスラグが半凝固し、スラグの脱りん能が低下し、脱りん反応速度が低下する。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。なお、比較例３２〜比較例３５では、第１投入時期が短く、第２投入時期が長い、さらに、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が、２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔより非常に大きいものとなっている。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００５７】
比較例３６〜比較例３９では、第１投入時期における固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔ未満であり非常に小さい。そのため、処理前半に供給された酸化鉄（溶融した酸化鉄）が溶銑中のＳｉやＣの還元反応で消費され、処理後半でスラグの酸化鉄濃度が低下し、スラグの脱りん能が低下した。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００５８】
比較例４０〜比較例４３では、第１投入時期における固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔよりも大きい。そのため、処理の前半にて大量の酸化源が供給されることになり、生成したスラグが半凝固し、脱りん能が低下し、脱りん反応速度が低下する。また、酸化鉄を過剰に供給してしまうと、この酸化鉄から供給された酸素は、溶銑中のＣの酸化反応を促進し、スラグをフォーミングさせ、所定の脱りん反応を進行させるためのスラグが不足することになる恐れがある。さらに、酸化鉄を過剰に供給したことにより脱炭反応を進行させてしまうと、溶銑内の［Ｃ］が低下し、溶銑が凝固する可能性が上がり、処理後温度を上昇させる必要が出てきて、その結果、脱りん能が低下することになる。
【００５９】
このように、酸化鉄を第１投入時期にて過剰に供給した場合は、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例４４〜比較例４９では、気体酸素を強く吹く（ハードブロー期間）、即ち、第１吹き込み時期が短い。そのため、気体酸素よるスラグへの熱供給が不足すると共に、スラグ中の酸化鉄濃度が不足し、スラグの形成時期がおくれ、脱りん反応速度が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６０】
比較例５０〜比較例５３では、第１吹き込み時期における気体酸素の供給速度が１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔよりも大きい。そのため、急激に脱炭反応が進んでしまったり、スラグと溶銑との界面付近の温度が上昇し過ぎて、スラグの脱りん能が低下する。また、溶銑への衝突圧力が大きくなり、溶銑中Ｃの酸化反応に寄与する酸素量が増加し、スラグをフォーミングさせ、スラグを噴出させ、所定の脱りん反応を進行させるための脱りんスラグが不足する場合もある。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６１】
比較例５４〜比較例５７では、第１吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、溶銑への衝突圧力が小さくなり、溶銑中ＳｉやＣの酸化反応に寄与する酸素量が低下し、酸化反応熱による熱供給が不足し、溶融したスラグを形成する時期がおくれ、脱りん反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６２】
比較例５８及び比較例５９では、第２吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．５Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、スラグへの熱供給が小さすぎることになり、脱りん反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例６０及び比較例６１では、第２吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔを超えており、非常に大きい。そのため、急激に脱炭反応が進んでしまい、スラグの滓化が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６３】
比較例６２〜比較例６４では、気体酸素を弱く吹く（ソフトブロー期間）、即ち、第２吹き込み時期が長い。そのため、気体酸素のソフトブロー化によるスラグ中の酸化鉄濃度が上昇し過ぎて、スラグ中のＣａＯ濃度が結果として希釈され、スラグの脱りん能が低下し、脱Ｐ反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６４】
比較例６５〜比較例６８では、固体酸素源Ｍ２における第２投入時期での平均供給速度が０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔを超えて、非常に大きい。つまり、脱りん処理末期において、固体酸素を大量に供給してしまうと、スラグ中の酸化鉄の濃度が上昇して、ＣａＯが希釈されることになると共に、温度降下により、スラグの固相率が増加し、脱りん反応が阻害されることになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６５】
比較例６９〜比較例７２では、ソフトブロー期間後にハードブローを行う際、即ち、第３吹き込み時期において、気体酸素の供給速度が１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔを超えており、非常に大きい。そのため、脱りん処理末期での脱炭反応に寄与する気体酸素の比率が増加することになり、スラグや溶銑温度が上昇し、脱りん能が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６６】
比較例６９〜比較例７２では、第３吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、脱りん処理末期でスラグの酸化鉄の濃度を維持するための気体酸素が不足し、スラグの脱りん能が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６７】
以上のように、転炉型精錬容器において脱りん処理を行う際は、本発明の条件を全て満たすように、脱りん剤Ｍ１、気体酸素及び固体酸素源Ｍ２を制御する必要があり、これにより、脱りん処理後の溶銑中の［Ｐ］を確実に規格上限値以内に納めることができる。
次に、上述した実施形態とは異なる他の実施形態について説明する。この他の実施形態では、主に固体酸素源について変更を加えたものである。他の構成については、上述した実施形態と同じである。
［固体酸素源について］
脱りん処理において、酸化鉄などの固体酸素源Ｍ２を転炉型精錬容器の上方から添加しているが、この固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１〜１０ｍｍとしている。ここで、球換算直径とは、固体酸素源Ｍ２（酸化鉄）を篩にかけることによって設定されるものである。なお、上述した実施形態と同様に、固体酸素源Ｍ２のことを酸化鉄として説明することがある。
【００６８】
上方からシュート等により添加した固体酸素源Ｍ２は、溶銑の表面又は表面近傍に達すると、溶融して溶銑表面近傍に酸化鉄の濃度が非常に高い溶融相を形成する。そして、酸化鉄の濃度が高い酸化鉄溶融相に上方から添加されたＣａＯとの反応により、低融点のＣａＯ・Ｆｅ2Ｏ3が生成する。また、脱珪反応により生成したＳｉＯ2と反応して、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ｆｅ2Ｏ3系のスラグ（脱りんスラグ）を形成する。なお、酸化鉄を添加することによって、２ＣａＯ・ＳｉＯ2被膜の抑制して脱りんスラグを生成し易くする。なお、脱りんスラグのことを単にスラグということがある。
【００６９】
固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍより大きいと、酸化鉄の溶融反応が進行するまでに時間がかかり、酸化鉄溶融相の生成が遅れて少なくなることから、上方から添加された脱りん剤Ｍ１との反応が進まず、脱りんスラグの生成に時間が非常にかかり、スラグの滓化性が低下する。
一方で、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍ以下であると、酸化鉄の溶融反応が速やかに進行し、酸化鉄溶融相の生成が進んで多くなることから、上方から添加された脱りん剤Ｍ１との反応が進み、スラグの滓化が促進する。
【００７０】
そのため、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍ以下であることが必要である。ここで、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１ｍｍ未満であって微粉であると、固体酸素源Ｍ２を添加した際に、転炉型精錬容器１（炉内）からの上昇気流により飛散する。その結果、溶銑表面に到達する比率は、極端に低減し、脱りんスラグの生成に寄与する酸化鉄が非常に少なくなる（脱りんスラグの生成が極端に低下する）。そこで、固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１ｍｍ以上であって、多少大きいものにする必要がある。
【００７１】
したがって、効率よく脱りんスラグを生成させるためには、固体酸素源Ｍ２の球換算直径を１ｍｍ以上１０ｍｍ未満にする必要がある。
図５に示すように、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０〜６０％となる第１投入期間（第１投入時期）では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、比較的多くの固体酸素源Ｍ２を供給している。即ち、気体酸素の供給量を基準として、気体酸素の供給量が５０％〜６０％に到達するまでの第１投入期間においては、上方から供給する固体酸素の平均供給速度を１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲にしている。
【００７２】
ここで、固体酸素源の供給速度とは、当該固体酸素源を投入したときにおいて、固体酸素源に含まれる酸素における供給速度を基準としたものであり、単位時間当たりに換算した固体酸素源から供給される酸素の質量供給速度のことである。
また、平均供給速度とは、気体酸素の供給量が５０％〜６０％に到達するまでの時間に供給した固体酸素源の量（酸素換算）を当該時間で割ることにより求めた値であって、第１投入期間の時間（単位、ｍｉｎ）をＴ（１）とすると、このＴ（１）中に供給した固体酸素源の量（酸素換算）を第１投入期間の時間Ｔ（１）にて割った値である。平均供給速度は、例えば、式（４）により表される。
【００７３】
第１投入期間での平均供給速度（ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔ）＝Ｔ（１）時間中に供給された溶銑１トン当たりの固体酸素源質量(ｋｇ／ｔ)×（固体酸素源中の酸素質量％）÷Ｔ（１） ・・・（４）
言い換えるならば、第１投入期間での平均供給速度（ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔ）＝Ｔ（１）時間中に供給された溶銑１トン当たりの酸化鉄の量(ｋｇ／ｔ)×（酸化鉄中の酸素質量％）÷Ｔ（１） ・・・（５）
例えば、吹錬開始から気体酸素の供給量が５５％となる期間を第１投入期間として設定した場合は、吹錬開始から気体酸素の供給量が５５％となるまでの時間がＴ（１）となる。
【００７４】
第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間（第２投入時期）では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、比較的少ない固体酸素源Ｍ２を供給している。即ち、第１投入期間が終了してから吹錬が終了するまでの期間での固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔにしている。
また、第２投入期間での平均供給速度とは、第２投入期間の時間（単位、ｍｉｎ）をＴ（２）とすると、このＴ（２）中に供給した固体酸素源の量（酸素換算）を第２投入期間の時間Ｔ（２）にて割った値である。平均供給速度は、例えば、式（５）により表される。
【００７５】
第２投入期間での平均供給速度（ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔ）＝Ｔ（２）時間中に供給された溶銑１トン当たりの固体酸素源質量(ｋｇ／ｔ)×（固体酸素源中の酸素質量％）÷Ｔ（２） ・・・（６）
なお、固体酸素源Ｍ２の投入方法は、平均供給速度を満たしていれば、一括して投入してもよいし（１回のみ）、連続的に投入してもよいし、複数回に分割して所定時間毎に投入してもよい。
【００７６】
吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％になるまでの期間（第１投入期間）は、主に、脱珪反応により生成したＳｉＯ2と、２ＣａＯ・ＳｉＯ2被膜の抑制しつつ、ＳｉＯ2と固体酸素源Ｍ２との反応を促進して、脱りんスラグを形成させる必要がある。
第１投入期間では、脱りんスラグの形成を促進させる、即ち、ＣａＯの溶解を促進するためには、スラグ中のＦｅＯ濃度を２０％以上にする必要があり、これを達成するためには、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を高めの１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔにする必要がある。固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔを超える場合、固体酸素源Ｍ２の供給速度が大きすぎてしまい、スラグと溶銑との界面付近の温度を低下させ過ぎてしまう。その結果、スラグ（脱りんスラグ）が固化し、スラグの脱りん能が低下する。
【００７７】
あまりにも、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が大きいと、精錬中にスラグが完全に固化し、溶銑表面に固化層が形成され、上部から供給された気体酸素が溶銑へ到達しない状態となり、脱りん処理が出来なくなる。
一方、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が１．１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔ未満である場合、固体酸素源Ｍ２の供給速度が小さすぎてしまう。固体酸素源Ｍ２の供給速度が小さい場合には、酸化鉄の溶融反応で生成したＦｅＯが溶銑中のＳｉ，Ｃにより直ちに消費され、上部から脱りん用に添加されたＣａＯを溶解するためのＦｅＯ濃度が確保できないため、スラグが形成できない。
【００７８】
第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、脱りん反応と同時に進行する脱炭反応によって、スラグがフォーミングする傾向にある。スラグがフォーミング中に固体酸素源Ｍ２を投入しても、スラグと溶銑との界面にまで固体酸素源Ｍ２が到達し難くなる。そのため、本発明では、固体酸素源Ｍ２の供給により、界面付近での酸化鉄濃度を維持するよりも、気体酸素による酸素供給によって界面付近の酸化鉄の濃度を一定のレベルに維持することとしている。
【００７９】
また、第２投入期間において、溶銑中のＦｅによる酸化反応を促進させた場合、酸化反応熱によりスラグの温度が上昇し過ぎると、逆に、スラグの脱りん能が低下する。そのため、スラグを冷却する目的のために、第２投入期間において、少量の固体酸素源Ｍ２を供給することが好ましい。固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔを超えてしまうと、スラグの温度が低下し過ぎるために液相率が低下し、脱りん反応に寄与するスラグが減少するため、脱りん反応が阻害されることになる。
【００８０】
そのため、第２投入期間での固体酸素源Ｍ２の平均供給速度は、低めの０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔにしている。
表１０は、他の実施形態における溶銑の脱りん処理を行った実施条件を示している。表１１〜表１４は、表１０の実施条件に基づき、本発明の脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源Ｍ２の供給方法によって処理を行った実施例をまとめたものである。また、表１５〜表１８は、表１０の実施条件に基づき、本発明の溶銑の脱りん方法とは異なる方法で処理を行った比較例をまとめたものである。
【００８１】
【表１０】
【００８２】
実施条件について詳しく説明する。
表１０に示すように、脱りん処理は、９０ｔｏｎクラスの転炉型脱りん炉にて行った。上吹きにおいては、孔数が３個である上吹きランスを用いた。転炉型脱りん炉に装入した溶銑３において、[Ｃ]＝４．５〜４．８質量％、[Ｐ]＝０．１０〜０．１２質量％、[Ｓｉ]＝０．２〜０．６質量％とした。溶製鋼種において、［Ｃ］の規格上限は、０．４５質量％、［Ｐ］の規格上限値は、０．０２０質量％とした。
【００８３】
脱りん処理において、ＣａＯ等の副原料の制御は、当業者常法通りの方法にて行った。
上方から供給する固体酸素源Ｍ２は、酸化鉄を粉砕したり、篩い分け等を行うことによって整粒して所定の球換算直径に分けたものとした。酸化鉄としては、酸素成分（固体酸素源中の鉄と結合している酸素の質量％）が２２質量％を含むミルスケールを用いた。
また、脱りん処理において、上吹きランス以外に、耐火物ランス７を用いて粉体を吹き込むことにより溶銑を攪拌した。溶銑３を攪拌するためにガスのみを行った場合、吹き込みガスの圧力・流量変動によりガス吹き込み孔へ溶銑３が差込、閉塞する可能性があるため、酸化鉄を主体とし、若干ＣａＯを含む粉体を吹き込んでいる。なお、この場合、上吹きランス４から溶銑３を攪拌するためのガスと共に、ＣａＯの粉体を添加しない場合と比較しても処理後[Ｐ]に影響が無いことを確認しており、ノズル閉塞防止目的で吹込んでいるＣａＯは本発明の脱りん用に用いるＣａＯ（脱りん剤Ｍ１）からは除外している。
【００８４】
その他、転炉型脱りん炉１の吹錬制御（転炉吹錬）、転炉型脱りん炉１の出鋼後の溶鋼処理（精錬処理）、連続鋳造についても、当業者常法通りに行った。
【００８５】
【表１１】
【００８６】
【表１２】
【００８７】
【表１３】
【００８８】
【表１４】
【００８９】
【表１５】
【００９０】
【表１６】
【００９１】
【表１７】
【００９２】
【表１８】
【００９３】
表１１〜表１４に示す実施例１〜実施例１００について説明する。
この実施例では、気体酸素の供給量が３０％となるまでに、転炉型精錬容器の上方から添加する脱りん剤Ｍ１の投入を完了し（脱りん剤投入完了時期の欄）している。また、第１吹き込み期間を吹錬開始から気体酸素の供給量が３０％〜４０％となるものとし（第１吹き込み時期の時期の欄）、第１吹き込み時期の気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第１吹き込み時期の供給速度の欄）。そして、第２吹き込み期間を気体酸素の供給量が３０％〜６０％となるものとし（第２吹き込み時期の時期の欄）、第２吹き込み時期の気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第２吹き込み時期の供給速度の欄）。さらに、第２吹き込み期間を経過してから吹錬が終了する第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第３吹き込み時期の供給速度の欄）。
【００９４】
また、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし（酸化鉄球換算直径の欄）、第１投入期間を吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となるものとしている（第１投入時期の時期の欄）。また、第１投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし（第１投入時期の供給速度の欄）、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第２投入時期の供給速度の欄）。
【００９５】
上述した条件を満たした実施例では、脱りん処理後の溶銑の［Ｐ］において、規格上限値よりも低い値にすることができた（評価「○」）。即ち、実施例では、確実に所望の［Ｐ］を得られることができた。
表１５〜表１８に示す比較例１〜比較例５０について説明する。
比較例１〜比較例６では、気体酸素の供給量が３０％となった後に、上方から添加する脱りん剤Ｍ１の投入が完了しており、脱りん剤Ｍ１の投入完了が遅かった。そのため、脱りん処理においてスラグの滓化が遅くなり、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００９６】
比較例７〜比較例１１では、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１ｍｍ未満であり非常に小さいため、固体酸素源Ｍ２を添加した際に、転炉型精錬容器１（炉内）からの上昇気流により飛散するものとなった。その結果、スラグの生成に寄与する酸化鉄が非常に少ないために、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００９７】
比較例１２〜比較例１８では、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍよりも大きいために、酸化鉄の溶融反応が進行するまでに時間がかかり、スラグの滓化性の時期が遅れるものとなった。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例１９〜比較例２４では、固体酸素源Ｍ２を多く入れる時期、即ち、第１投入時期が短く、第２投入時期が長い。そのため、処理前半に供給された酸化鉄（溶融した酸化鉄）が溶銑中のＳｉやＣの還元反応で消費され、処理後半でスラグの酸化鉄濃度が低下し、スラグの脱りん能が低下した。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００９８】
比較例２５〜比較例３１では、第１投入時期が長く、第２投入時期が短い。そのため、処理の前半にて大量の酸化源が供給されることになり、生成したスラグが半凝固し、スラグの脱りん能が低下し、脱りん反応速度が低下する。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。なお、比較例３２〜比較例３５では、第１投入時期が短く、第２投入時期が長い、さらに、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が、４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔより非常に大きいものとなっている。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００９９】
比較例３６〜比較例３９では、第１投入時期における固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が１．１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔ未満であり非常に小さい。そのため、処理前半に供給された酸化鉄（溶融した酸化鉄）が溶銑中のＳｉやＣの還元反応で消費され、処理後半でスラグの酸化鉄濃度が低下し、スラグの脱りん能が低下した。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１００】
比較例４０〜比較例４３では、第１投入時期における固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔよりも大きい。そのため、処理の前半にて大量の酸化源が供給されることになり、生成したスラグが半凝固し、脱りん能が低下し、脱りん反応速度が低下する。また、酸化鉄を過剰に供給してしまうと、この酸化鉄から供給された酸素は、溶銑中のＣの酸化反応を促進し、スラグをフォーミングさせ、所定の脱りん反応を進行させるためのスラグが不足することになる恐れがある。さらに、酸化鉄を過剰に供給したことにより脱炭反応を進行させてしまうと、溶銑内の［Ｃ］が低下し、溶銑が凝固する可能性が上がり、処理後温度を上昇させる必要が出てきて、その結果、脱りん能が低下することになる。
【０１０１】
このように、酸化鉄を第１投入時期にて過剰に供給した場合は、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例４４〜比較例４９では、気体酸素を強く吹く（ハードブロー期間）、即ち、第１吹き込み時期が短い。そのため、気体酸素よるスラグへの熱供給が不足すると共に、スラグ中の酸化鉄濃度が不足し、スラグの形成時期がおくれ、脱りん反応速度が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０２】
比較例５０〜比較例５３では、第１吹き込み時期における気体酸素の供給速度が１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔよりも大きい。そのため、急激に脱炭反応が進んでしまったり、スラグと溶銑との界面付近の温度が上昇し過ぎて、スラグの脱りん能が低下する。また、溶銑への衝突圧力が大きくなり、溶銑中Ｃの酸化反応に寄与する酸素量が増加し、スラグをフォーミングさせ、スラグを噴出させ、所定の脱りん反応を進行させるための脱りんスラグが不足する場合もある。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０３】
比較例５４〜比較例５７では、第１吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、溶銑への衝突圧力が小さくなり、溶銑中ＳｉやＣの酸化反応に寄与する酸素量が低下し、酸化反応熱による熱供給が不足し、溶融したスラグを形成する時期がおくれ、脱りん反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０４】
比較例５８及び比較例５９では、第２吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．５Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、スラグへの熱供給が小さすぎることになり、脱りん反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例６０及び比較例６１では、第２吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔを超えており、非常に大きい。そのため、急激に脱炭反応が進んでしまい、スラグの滓化が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０５】
比較例６２〜比較例６４では、気体酸素を弱く吹く（ソフトブロー期間）、即ち、第２吹き込み時期が長い。そのため、気体酸素のソフトブロー化によるスラグ中の酸化鉄濃度が上昇し過ぎて、スラグ中のＣａＯ濃度が結果として希釈され、スラグの脱りん能が低下し、脱Ｐ反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０６】
比較例６５〜比較例６８では、固体酸素源Ｍ２における第２投入時期での平均供給速度が０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔを超えて、非常に大きい。つまり、脱りん処理末期において、固体酸素を大量に供給してしまうと、スラグ中の酸化鉄の濃度が上昇して、ＣａＯが希釈されることになると共に、温度降下により、スラグの固相率が増加し、脱りん反応が阻害されることになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０７】
比較例６９〜比較例７２では、ソフトブロー期間後にハードブローを行う際、即ち、第３吹き込み時期において、気体酸素の供給速度が１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔを超えており、非常に大きい。そのため、脱りん処理末期での脱炭反応に寄与する気体酸素の比率が増加することになり、スラグや溶銑温度が上昇し、脱りん能が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０８】
比較例７３〜比較例７６では、第３吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、脱りん処理末期でスラグの酸化鉄の濃度を維持するための気体酸素が不足し、スラグの脱りん能が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０９】
以上のように、転炉型精錬容器において脱りん処理を行う際は、本発明の条件を全て満たすように、脱りん剤Ｍ１、気体酸素及び固体酸素源Ｍ２を制御する必要があり、これにより、脱りん処理後の溶銑中の［Ｐ］を確実に規格上限値以内に納めることができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 転炉型精錬容器
２ 炉口
３ 溶銑
４ 上吹ランス
５ シュート
６ 出湯口
７ 耐火物ランス
Ｍ１ 脱りん剤
Ｍ２ 固体酸素源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高炉から出銑した溶銑を転炉型精錬容器に装入して、転炉型精錬容器内の溶銑に酸素を供給すると共に脱りん剤を投入することによって溶銑の脱りんが行われている。溶銑の脱りん処理を行う技術として、特許文献１〜特許文献３に示すものがある。
特許文献１では、ガスの上底吹き機能を備えた転炉に保持した溶銑に精錬剤を添加し、酸素ガスを上吹きしつつ炉底羽口から吹込むガスで該溶銑を撹拌して脱燐する溶銑の予備処理方法において、精錬剤の一部に粒度が２〜５ｍｍの焼結鉱を２０ｋｇ／ｔ以上用い、且つ該焼結鉱が溶銑中へ持ち込む酸素量が、３０％≦Ａ／（Ａ＋Ｂ）×１００≦６０％となるように精錬している。ただし、上記Ａは、焼結鉱原単位（ｋｇ／ｔ）×０．１７）であり、上記Ｂは酸素ガス原単位（ｍ3標準状態／ｔ）、焼結鉱酸素比率（％）＝Ａ／（Ａ＋Ｂ）×１００である。
【０００３】
特許文献２では、溶銑にＣａＯ源と酸素源を添加して脱りん処理を行うに際し、脱りん処理開始時の溶銑温度が１２８０℃以上とし、Ｓｉ量が０．０７ｗｔ％以下の溶銑に対して、脱りん処理を行うと共に、溶銑の脱珪処理として、取鍋内での脱珪処理では脱珪材として少なくとも気体酸素を供給し、且つ、気体酸素の供給を溶銑への吹き付け及び／又は溶銑内への吹き込みにより行っている。
【０００４】
特許文献３では、上底吹き機能を有する転炉形式の溶銑脱りん炉にて、底吹きガス撹拌を行いつつ酸素ガスを上吹きして溶銑脱燐を行うことにより低りん銑を溶製する方法において、受銑後、ふっ素レスで Ａｌ2Ｏ3含有量が５ｗｔ％未満の脱りんフラックスを添加し、吹錬初期から滓化が終了するまでの間、上吹きランスの高さを２．０ 〜３．０ｍの範囲内に維持し、吹錬初期から滓化が終了するまでの間の上吹き酸素ガス流量を０．５ 〜３Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔに制御し、その後は、酸素ガス流量を０．５Ｎｍ3／ｍｉｎ・ｔ以下に制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７０５１７０号公報
【特許文献２】特開２００４−１５６１４６号公報
【特許文献３】特開２００２−２７５５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜特許文献３では、脱りん処理の際に、固体酸素源や気体酸素を用いることが開示されている。特許文献１〜特許文献３では、固体酸素源の供給量や気体酸素の流量が開示されているが、吹錬開始から吹錬終了までの全体の期間において、固体酸素源や気体酸素の供給量と供給のタイミングとの両者を詳細に開示されていないのが実情であり、脱りん後の溶銑の［Ｐ］を所定値に安定的にすることが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、脱りん処理における気体酸素と固体酸素源との供給量や供給タイミングを規定することによって、確実に所望の［Ｐ］を得られることができる脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、転炉型精錬容器内の溶銑に、気体酸素及び固体酸素源を供給すると共に脱りん剤を投入して脱りんを行うに際し、前記転炉型精錬容器に供給する気体酸素供給量の全量を比率で１００％としたとき、前記気体酸素の供給量が３０％となるまでに、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記脱りん剤の投入を完了し、前記気体酸素に関して、第１吹き込み期間と第２吹き込み期間と第３吹き込み期間との順に全量を吹き込むものとし、前記吹錬開始から前記気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が５０％〜６０％から吹錬終了までの第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記固体酸素源に関して、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記固体酸素源の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となる第１投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲としている点にある。
【０００９】
本発明における課題解決のための技術的手段は、転炉型精錬容器内の溶銑に、気体酸素及び固体酸素源を供給すると共に脱りん剤を投入して脱りんを行うに際し、前記転炉型精錬容器に供給する気体酸素供給量の全量を比率で１００％としたとき、前記気体酸素の供給量が３０％となるまでに、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記脱りん剤の投入を完了し、前記気体酸素に関して、第１吹き込み期間と第２吹き込み期間と第３吹き込み期間との順に全量を吹き込むものとし、前記吹錬開始から前記気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が５０％〜６０％から吹錬終了までの第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記固体酸素源に関して、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記固体酸素源の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となる第１投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲としている点にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、脱りん処理における気体酸素と固体酸素源との供給量や供給タイミングを規定することによって、確実に所望の［Ｐ］を得られることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】転炉型精錬容器の全体側面図である。
【図２】気体酸素の供給量を基準とした脱りん剤の投入時期を示した図である。
【図３】気体酸素の供給量を基準とした時期における気体酸素の供給速度を示した図である。
【図４】気体酸素の供給量を基準とした時期における固体酸素源の供給速度を示した図である。
【図５】他の実施形態において気体酸素の供給量を基準とした時期における固体酸素源の平均供給速度を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明の溶銑の脱りん方法を行う転炉型精錬容器の全体側面図を示している。
図１に示すように、転炉型精錬容器１は、上吹き機能を有するものであり、脱りん処理を行うことができるものである。転炉型精錬容器１は、上方に向かって開口する炉口２を備えている。転炉型精錬容器１には、当該転炉型精錬容器１に装入された溶銑３に対して酸素を吹き込む上吹ランス４が炉口２から挿入自在に設けられている。
【００１３】
また、転炉型精錬容器１には、当該転炉型精錬容器１内の溶銑３を攪拌するためのガス（例えば、窒素ガス）を吹き込むための吹き込みランス（耐火物ランス）７が炉口２から挿入自在に設けられている。転炉型精錬容器１には、脱りん剤などの副原料等を投入するシュート５が配備されている。転炉型精錬容器１の炉壁には炉体の傾動により溶銑３を出湯できるように出湯口６が形成されている。
【００１４】
転炉型精錬容器１を用いて脱りん処理を行うには、高炉から出銑した溶銑３を転炉型精錬容器１に装入し、ＣａＯ源である生石灰などの脱りん剤をシュート５を介して溶銑に投入すると共に、酸素を供給する。溶銑３への酸素の供給は、上吹きランス４による気体酸素の吹き込みと、固体酸素源として投入する酸化鉄により行う。また、脱りん処理では、耐火物ランス７から窒素を吹き込んで溶銑３を攪拌しながら処理を行う。
【００１５】
なお、溶銑の攪拌方法については、炉底の羽口からアルゴン、窒素、一酸化炭素等のガスを吹き込んで溶銑３を攪拌しながら処理を行う方法もある。
以下、本発明の脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法について詳しく説明する。
[脱りん剤の投入時期について]
本発明では、転炉型精錬容器１の溶銑３に対して、シュート５等を用いて上方からＣａＯを主成分とする脱りん剤Ｍ１を投入しているが、図２（ａ）に示すように、上吹きランス４から供給している気体酸素の供給量の全量を１００％としたとき、その３０％になるまでに、脱りん剤Ｍ１の投入を完了することにしている。
【００１６】
つまり、脱りん処理においては、吹錬開始から気体酸素を吹き込むことになるが、式（１）にて示される値（百分率）が３０％に到達するまでに、上方から添加する脱りん剤Ｍ１の投入を完了する。
気体酸素の供給量（％）＝［（吹錬開始から供給している気体酸素の積算量）／（脱りん処理に使用する気体酸素の全量）］×１００ ・・・（１）
気体酸素の供給量が３０％に達するまでの期間は、溶銑の脱珪反応が進行して、スラグ中にＳｉＯ2が生成され、投入した脱りん剤Ｍ１中のＣａＯと反応しながら脱りん反応に必要な塩基度を有するスラグを形成していくため、この期間に脱りん剤Ｍ１の投入を完了することが必要である。
【００１７】
一方、脱りん剤Ｍ１の投入を気体酸素の供給量が３０％に達するまでの期間に完了せず、 気体酸素の供給量が３０％を超える期間でも脱りん剤Ｍ１の投入を行ってしまうと、脱りん反応に必要な塩基度を有するスラグの形成が遅れてしまうことになり、所望も［Ｐ］を達成することができない。
このように、脱りん剤Ｍ１の投入は、処理の前半に完了する必要があり、上述したように、本発明では、気体酸素の供給量が３０％に達するまでに、脱りん剤Ｍ１の投入を完了している。
［気体酸素について］
上吹ランス４にて気体酸素を吹き付けることにより、脱りん処理を行うが、本発明においては、図３に示すように、この気体酸素の吹きつけを３つの期間に分けて、第１吹き込み期間、第２吹き込み期間、第３吹き込み期間の順に気体酸素を吹き込んでいる。
【００１８】
具体的には、吹錬開始から気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている。つまり、脱りん処理を開始して上吹きランス４から供給する気体酸素量が、脱りん処理に使用する気体酸素の全量に対して３０％〜４０％（３０％以上６０％以下）となる第１吹き込み期間では、上吹きランス４の気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔにしている（ハードブローということがある）。
【００１９】
そして、気体酸素の供給量が３０％〜６０％（３０％以上６０％以下）となる第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている。つまり、第１吹き込み期間（ハードブローしている期間）が終了してから気体酸素の供給量が６０％になるまでの期間では、上吹きランス４の気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔにしている（ソフトブローということがある）。
【００２０】
なお、本発明の第１吹き込み期間は、吹錬開始から気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる間のことであり、第２吹き込み期間は、気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる間のことであり、期間に幅がある。ここで、第１吹き込み期間と第２吹き込み期間とがオーバラップしている部分が存在するが、脱りん処理を行うにあたっては、第１吹き込み期間後に第２吹き込み期間が続くことになる。即ち、第１吹き込み期間終了後に第２吹き込み期間に移行することとしている。例えば、第１吹き込み期間を気体酸素の供給量が０％〜３５％の間としてハードブローを行った場合は、第２吹き込み期間の開始は、３５％から始まることになる。さらに補足するならば、第２吹き込み期間とは、第１吹き込み期間終了後であり且つ気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる間のことである。
【００２１】
気体酸素の供給量が５０％〜６０％（５０％以上６０％以下）から吹錬終了までの第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲にしている（ハードブローということがある。つまり、第３吹き込み期間は、第２吹き込み期間によるソフトブローを終了後から気体酸素の供給量が１００％になるまで（吹錬終了まで）のことで、この第３吹き込み期間では、気体酸素をハードブローに切り替えている。例えば、気体酸素の供給量が５０％となったときに、第２吹き込み期間を終了した場合は、第３吹き込み期間の開始は、５０％から始まることになる。また、気体酸素の供給量が６０％となったときに、第２吹き込み期間を終了した場合は、第３吹き込み期間の開始は、６０％から始まることになる。
【００２２】
以上のように、脱りん処理を行うにあたって、気体酸素を供給する期間を、第１吹き込み期間と、第２吹き込み期間と、第３吹き込み期間との３つの期間とし、それぞれの期間における気体酸素の供給量を制御することによって、効率良く脱りん処理を行うようにしている。
吹錬開始から気体酸素の供給量が３０％〜４０％に達する期間（第１吹き込み期間）は、主に、気体酸素や固体酸素によって進行した脱珪反応が進行して溶銑の［Ｓｉ］が０．１０質量％以下になる時期である。そのため、脱珪反応を促進させるために、気体酸素の速度を高めの０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としたハードブローによる吹錬を行っている。
【００２３】
ここで、吹錬を行うにあたっては、固体酸素も供給することになるが、この固体酸素によってスラグの温度が低下し、スラグの温度が低すぎるとＣａＯの滓化が阻害される可能性がある。そこで、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔとしたハードブローとすることによって、脱珪反応を促進させるだけでなく、気体酸素よるスラグへの熱供給をも行ってＣａＯの滓化促進をしている。ただし、気体酸素の供給速度を１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔよりも大きくしてしまうと、脱珪反応を促進できるものの、急激な脱炭反応が進んでしまうことから、気体酸素の供給速度を１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ以下にしている。なお、気体酸素の供給速度が０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であれば、ハードブローを行う効果が低下し、脱珪反応が進まず、スラグの滓化性も良くない。
【００２４】
気体酸素の供給量が３０％〜６０％に達する期間（第２吹き込み期間）は、主に、気体酸素や固体酸素によって進行した脱珪反応が進行して溶銑の［Ｓｉ］が０．１０質量％以下になり、脱りん処理を行うためのスラグの滓化が進む。［Ｓｉ］が０．１質量％以下となってから継続的に気体酸素の供給速度をハードブローにしてしまうと、溶銑中の炭素の脱炭に寄与する気体酸素の比率が増加し、脱炭反応が進みスラグの滓化が阻害されるため、気体酸素の供給速度をソフトブローにする必要がある。そのため、第２吹き込み期間では、気体酸素の速度を低めの０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としたソフトブローによる吹錬を行っている。
【００２５】
ここで、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲にすることによってソフトブローとしているが、このソフトブローでは、スラグ中のＦｅと酸素とを反応させることによって、ハードブローとは異なる方法により、スラグにも熱供給を行っている。気体酸素の供給速度を０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔよりも大きくしてしまうと、スラグへの熱供給を促進できるものの、脱炭に寄与する酸素を増加して、スラグと溶銑との界面付近での酸化鉄濃度が低下してしまい（気体酸素がスラグに比べて溶銑に多く供給されてしまう）、スラグの滓化が阻害される。なお、気体酸素の供給速度を０．５Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であれば、溶銑への衝突圧力が低下し、気体酸素による昇温効果が低下し、ソフトブローをしていることにはならず、スラグへの熱供給（気体酸素の供給）が十分に行えない。
【００２６】
第２吹き込み期間を経過してから吹錬終了する期間（第３吹き込み期間）は、主に、滓化が完了したスラグと気体酸素とにより、脱りん反応が進むことになる。そのため、脱りん反応を促進させるために、気体酸素の速度を高めの０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としたハードブローによる吹錬を行っている。
この第３吹き込み期間では、後述するように、固体酸素源Ｍ２の供給量を少なくしている状況下にあり、この固体酸素源Ｍ２との関係も考慮して、脱りん反応を促進させるためには、０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔにする必要がある。つまり、固体酸素源Ｍ２の供給量を少なくしている状況下で、スラグと溶銑との界面の酸化鉄の濃度を１０〜２０質量％に維持するために,気体酸素の供給範囲を上述した範囲にする必要がある。ただし、気体酸素の供給速度を１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔよりも大きくしてしまうと、脱りん反応を促進できるものの、急激な脱炭反応が進んでしまうことから、気体酸素の供給速度を１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ以下にしている。なお、気体酸素の供給速度を０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であれば、ハードブローをしていることにはならず、脱りん反応が進まない。
［固体酸素源について］
脱りん処理において、酸化鉄などの固体酸素源Ｍ２を転炉型精錬容器の上方から添加しているが、この固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１〜１０ｍｍとしている。ここで、球換算直径とは、固体酸素源Ｍ２（酸化鉄）を篩にかけることによって設定されるものである。なお、説明の便宜上、固体酸素源Ｍ２のことを酸化鉄として説明することがある。
【００２７】
上方からシュート等により添加した固体酸素源Ｍ２は、溶銑の表面又は表面近傍に達すると、溶融して溶銑表面近傍に酸化鉄の濃度が非常に高い溶融相を形成する。そして、酸化鉄の濃度が高い酸化鉄溶融相に上方から添加されたＣａＯとの反応により、低融点のＣａＯ・Ｆｅ2Ｏ3が生成する。また、脱珪反応により生成したＳｉＯ2と反応して、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ｆｅ2Ｏ3系のスラグ（脱りんスラグ）を形成する。なお、酸化鉄を添加することによって、２ＣａＯ・ＳｉＯ2被膜の抑制して脱りんスラグを生成し易くする。なお、脱りんスラグのことを単にスラグということがある。
【００２８】
固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍより大きいと、酸化鉄の溶融反応が進行するまでに時間がかかり、酸化鉄溶融相の生成が遅れて少なくなることから、上方から添加された脱りん剤Ｍ１との反応が進まず、脱りんスラグの生成に時間が非常にかかり、スラグの滓化性が低下する。
一方で、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍ以下であると、酸化鉄の溶融反応が速やかに進行し、酸化鉄溶融相の生成が進んで多くなることから、上方から添加された脱りん剤Ｍ１との反応が進み、スラグの滓化が促進する。
【００２９】
そのため、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍ以下であることが必要である。ここで、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１ｍｍ未満であって微粉であると、固体酸素源Ｍ２を添加した際に、転炉型精錬容器１（炉内）からの上昇気流により飛散する。その結果、溶銑表面に到達する比率は、極端に低減し、脱りんスラグの生成に寄与する酸化鉄が非常に少なくなる（脱りんスラグの生成が極端に低下する）。そこで、固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１ｍｍ以上であって、多少大きいものにする必要がある。
【００３０】
したがって、効率よく脱りんスラグを生成させるためには、固体酸素源Ｍ２の球換算直径を１ｍｍ以上１０ｍｍ未満にする必要がある。
図４に示すように、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０〜６０％となる第１投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、比較的多くの固体酸素源Ｍ２を供給している。即ち、気体酸素の供給量を基準として、気体酸素の供給量が５０％〜６０％に到達するまでの第１投入期間においては、上方から供給する固体酸素の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲にしている。
【００３１】
ここで、平均供給速度とは、気体酸素の供給量が５０％〜６０％に到達するまでの時間、即ち、第１投入期間の時間をＴ（１）とすると、このＴ（１）中に供給した固体酸素源Ｍ２の量を第１投入期間の時間Ｔ（１）にて割った値である。つまり、第１投入期間での平均供給速度は、式（２）により表される。
第１投入期間での平均供給速度＝Ｔ（１）時間中に供給した固体酸素源Ｍ２の量（ｋｇ／ｔ）÷Ｔ（１） ・・・（２）
例えば、吹錬開始から気体酸素の供給量が５５％となる期間を第１投入期間として設定した場合は、吹錬開始から気体酸素の供給量が５５％となるまでの時間がＴ（１）となる。
【００３２】
第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、比較的少ない固体酸素源Ｍ２を供給している。即ち、第１投入期間が終了してから吹錬が終了するまでの期間での固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔにしている。第２投入期間での平均供給速度とは、第２投入期間の時間をＴ（２）とすると、このＴ（２）中に供給した固体酸素源Ｍ２の量を、第２投入期間の時間Ｔ（２）にて割った値である。つまり、第２投入期間での平均供給速度は、式（３）により表される。
【００３３】
第２投入期間での平均供給速度＝Ｔ（２）時間中に供給した固体酸素源Ｍ２の量（ｋｇ／ｔ）÷Ｔ（２） ・・・（３）
なお、固体酸素源Ｍ２の投入方法は、平均供給速度を満たしていれば、一括して投入してもよいし（１回のみ）、連続的に投入してもよいし、複数回に分割して所定時間毎に投入してもよい。
【００３４】
吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％になるまでの期間（第１投入期間）は、主に、脱珪反応により生成したＳｉＯ2と、２ＣａＯ・ＳｉＯ2被膜の抑制しつつ、ＳｉＯ2と固体酸素源Ｍ２との反応を促進して、脱りんスラグを形成させる必要がある。
第１投入期間では、脱りんスラグの形成を促進させる、即ち、ＣａＯの溶解を促進するためには、スラグ中のＦｅＯ濃度を２０％以上にする必要があり、これを達成するためには、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を高めの５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔにする必要がある。 固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔを超える場合、固体酸素源Ｍ２の供給速度が大きすぎてしまい、スラグと溶銑との界面付近の温度を低下させ過ぎてしまう。その結果、スラグ（脱りんスラグ）が固化し、スラグの脱りん能が低下する。
【００３５】
あまりにも、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が大きいと、精錬中にスラグが完全に固化し、溶銑表面に固化層が形成され、上部から供給された気体酸素が溶銑へ到達しない状態となり、脱りん処理が出来なくなる。
一方、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔ未満である場合、固体酸素源Ｍ２の供給速度が小さすぎてしまう。固体酸素源Ｍ２の供給速度が小さい場合には、酸化鉄の溶融反応で生成したＦｅＯが溶銑中のＳｉ，Ｃにより直ちに消費され、上部から脱りん用に添加されたＣａＯを溶解するためのＦｅＯ濃度が確保できないため、スラグが形成できない。
【００３６】
第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、脱りん反応と同時に進行する脱炭反応によって、スラグがフォーミングする傾向にある。スラグがフォーミング中に固体酸素源Ｍ２を投入しても、スラグと溶銑との界面にまで固体酸素源Ｍ２が到達し難くなる。そのため、本発明では、固体酸素源Ｍ２の供給により、界面付近での酸化鉄濃度を維持するよりも、気体酸素による酸素供給によって界面付近の酸化鉄の濃度を一定のレベルに維持することとしている。
【００３７】
また、第２投入期間において、溶銑中のＦｅによる酸化反応を促進させた場合、酸化反応熱によりスラグの温度が上昇し過ぎると、逆に、スラグの脱りん能が低下する。そのため、スラグを冷却する目的のために、第２投入期間において、少量の固体酸素源Ｍ２を供給することが好ましい。固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔを超えてしまうと、スラグの温度が低下し過ぎるために液相率が低下し、脱りん反応に寄与するスラグが減少するため、脱りん反応が阻害されることになる。
【００３８】
そのため、第２投入期間での固体酸素源Ｍ２の平均供給速度は、低めの０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔにしている。
表１は、溶銑の脱りん処理を行った実施条件を示している。表２〜表５は、表１の実施条件に基づき、本発明の脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源Ｍ２の供給方法によって処理を行った実施例をまとめたものである。また、表６〜表９は、表１の実施条件に基づき、本発明の溶銑の脱りん方法とは異なる方法で処理を行った比較例をまとめたものである。
【００３９】
【表１】
【００４０】
実施条件について詳しく説明する。
表１に示すように、脱りん処理は、９０ｔｏｎクラスの転炉型脱りん炉にて行った。上吹きにおいては、孔数が３個である上吹きランスを用いた。転炉型脱りん炉に装入した溶銑３において、[Ｃ]＝４．５〜４．８質量％、[Ｐ]＝０．１０〜０．１２質量％、[Ｓｉ]＝０．２〜０．６質量％とした。溶製鋼種において、［Ｃ］の規格上限は、０．４５質量％、［Ｐ］の規格上限値は、０．０２０質量％とした。
【００４１】
脱りん処理において、ＣａＯ等の副原料の制御は、当業者常法通りの方法にて行った。
上方から供給する固体酸素源Ｍ２は、酸化鉄を粉砕したり、篩い分け等を行うことによって整粒して所定の球換算直径に分けたものとした。また、脱りん処理において、上吹きランス以外に、耐火物ランス７を用いて粉体を吹き込むことにより溶銑を攪拌した。溶銑３を攪拌するためにガスのみを行った場合、吹き込みガスの圧力・流量変動によりガス吹き込み孔へ溶銑３が差込、閉塞する可能性があるため、酸化鉄を主体とし、若干ＣａＯを含む粉体を吹き込んでいる。なお、この場合、上吹きランス４から溶銑３を攪拌するためのガスと共に、ＣａＯの粉体を添加しない場合と比較しても処理後[Ｐ]に影響が無いことを確認しており、ノズル閉塞防止目的で吹込んでいるＣａＯは本発明の脱りん用に用いるＣａＯ（脱りん剤Ｍ１）からは除外している。
【００４２】
その他、転炉型脱りん炉１の吹錬制御（転炉吹錬）、転炉型脱りん炉１の出鋼後の溶鋼処理（精錬処理）、連続鋳造についても、当業者常法通りに行った。
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【００４８】
【表７】
【００４９】
【表８】
【００５０】
【表９】
【００５１】
実施例１〜実施例１００について説明する。
この実施例では、気体酸素の供給量が３０％となるまでに、転炉型精錬容器の上方から添加する脱りん剤Ｍ１の投入を完了し（脱りん剤Ｍ１投入完了時期の欄）している。また、第１吹き込み期間を吹錬開始から気体酸素の供給量が３０％〜４０％となるものとし（第１吹き込み時期の時期の欄）、第１吹き込み時期の気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第１吹き込み時期の供給速度の欄）。そして、第２吹き込み期間を気体酸素の供給量が３０％〜６０％となるものとし（第２吹き込み時期の時期の欄）、第２吹き込み時期の気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第２吹き込み時期の供給速度の欄）。さらに、第２吹き込み期間を経過してから吹錬が終了する第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第３吹き込み時期の供給速度の欄）。
【００５２】
また、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし（酸化鉄球換算直径の欄）、第１投入期間を吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となるものとしている（第１投入時期の時期の欄）。また、第１投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし（第１投入時期の供給速度の欄）、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第２投入時期の供給速度の欄）。
【００５３】
上述した条件を満たした実施例では、脱りん処理後の溶銑の［Ｐ］において、規格上限値よりも低い値にすることができた（評価「○」）。即ち、実施例では、確実に所望の［Ｐ］を得られることができた。
比較例１〜比較例５０について説明する。
比較例１〜比較例６では、気体酸素の供給量が３０％となった後に、上方から添加する脱りん剤Ｍ１の投入が完了しており、脱りん剤Ｍ１の投入完了が遅かった。そのため、脱りん処理においてスラグの滓化が遅くなり、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００５４】
比較例７〜比較例１１では、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１ｍｍ未満であり非常に小さいため、固体酸素源Ｍ２を添加した際に、転炉型精錬容器１（炉内）からの上昇気流により飛散するものとなった。その結果、スラグの生成に寄与する酸化鉄が非常に少ないために、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００５５】
比較例１２〜比較例１８では、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍよりも大きいために、酸化鉄の溶融反応が進行するまでに時間がかかり、スラグの滓化性の時期が遅れるものとなった。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例１９〜比較例２４では、固体酸素源Ｍ２を多く入れる時期、即ち、第１投入時期が短く、第２投入時期が長い。そのため、処理前半に供給された酸化鉄（溶融した酸化鉄）が溶銑中のＳｉやＣの還元反応で消費され、処理後半でスラグの酸化鉄濃度が低下し、スラグの脱りん能が低下した。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００５６】
比較例２５〜比較例３１では、第１投入時期が長く、第２投入時期が短い。そのため、処理の前半にて大量の酸化源が供給されることになり、生成したスラグが半凝固し、スラグの脱りん能が低下し、脱りん反応速度が低下する。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。なお、比較例３２〜比較例３５では、第１投入時期が短く、第２投入時期が長い、さらに、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が、２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔより非常に大きいものとなっている。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００５７】
比較例３６〜比較例３９では、第１投入時期における固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔ未満であり非常に小さい。そのため、処理前半に供給された酸化鉄（溶融した酸化鉄）が溶銑中のＳｉやＣの還元反応で消費され、処理後半でスラグの酸化鉄濃度が低下し、スラグの脱りん能が低下した。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００５８】
比較例４０〜比較例４３では、第１投入時期における固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔよりも大きい。そのため、処理の前半にて大量の酸化源が供給されることになり、生成したスラグが半凝固し、脱りん能が低下し、脱りん反応速度が低下する。また、酸化鉄を過剰に供給してしまうと、この酸化鉄から供給された酸素は、溶銑中のＣの酸化反応を促進し、スラグをフォーミングさせ、所定の脱りん反応を進行させるためのスラグが不足することになる恐れがある。さらに、酸化鉄を過剰に供給したことにより脱炭反応を進行させてしまうと、溶銑内の［Ｃ］が低下し、溶銑が凝固する可能性が上がり、処理後温度を上昇させる必要が出てきて、その結果、脱りん能が低下することになる。
【００５９】
このように、酸化鉄を第１投入時期にて過剰に供給した場合は、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例４４〜比較例４９では、気体酸素を強く吹く（ハードブロー期間）、即ち、第１吹き込み時期が短い。そのため、気体酸素よるスラグへの熱供給が不足すると共に、スラグ中の酸化鉄濃度が不足し、スラグの形成時期がおくれ、脱りん反応速度が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６０】
比較例５０〜比較例５３では、第１吹き込み時期における気体酸素の供給速度が１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔよりも大きい。そのため、急激に脱炭反応が進んでしまったり、スラグと溶銑との界面付近の温度が上昇し過ぎて、スラグの脱りん能が低下する。また、溶銑への衝突圧力が大きくなり、溶銑中Ｃの酸化反応に寄与する酸素量が増加し、スラグをフォーミングさせ、スラグを噴出させ、所定の脱りん反応を進行させるための脱りんスラグが不足する場合もある。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６１】
比較例５４〜比較例５７では、第１吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、溶銑への衝突圧力が小さくなり、溶銑中ＳｉやＣの酸化反応に寄与する酸素量が低下し、酸化反応熱による熱供給が不足し、溶融したスラグを形成する時期がおくれ、脱りん反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６２】
比較例５８及び比較例５９では、第２吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．５Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、スラグへの熱供給が小さすぎることになり、脱りん反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例６０及び比較例６１では、第２吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔを超えており、非常に大きい。そのため、急激に脱炭反応が進んでしまい、スラグの滓化が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６３】
比較例６２〜比較例６４では、気体酸素を弱く吹く（ソフトブロー期間）、即ち、第２吹き込み時期が長い。そのため、気体酸素のソフトブロー化によるスラグ中の酸化鉄濃度が上昇し過ぎて、スラグ中のＣａＯ濃度が結果として希釈され、スラグの脱りん能が低下し、脱Ｐ反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６４】
比較例６５〜比較例６８では、固体酸素源Ｍ２における第２投入時期での平均供給速度が０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔを超えて、非常に大きい。つまり、脱りん処理末期において、固体酸素を大量に供給してしまうと、スラグ中の酸化鉄の濃度が上昇して、ＣａＯが希釈されることになると共に、温度降下により、スラグの固相率が増加し、脱りん反応が阻害されることになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６５】
比較例６９〜比較例７２では、ソフトブロー期間後にハードブローを行う際、即ち、第３吹き込み時期において、気体酸素の供給速度が１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔを超えており、非常に大きい。そのため、脱りん処理末期での脱炭反応に寄与する気体酸素の比率が増加することになり、スラグや溶銑温度が上昇し、脱りん能が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６６】
比較例６９〜比較例７２では、第３吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、脱りん処理末期でスラグの酸化鉄の濃度を維持するための気体酸素が不足し、スラグの脱りん能が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００６７】
以上のように、転炉型精錬容器において脱りん処理を行う際は、本発明の条件を全て満たすように、脱りん剤Ｍ１、気体酸素及び固体酸素源Ｍ２を制御する必要があり、これにより、脱りん処理後の溶銑中の［Ｐ］を確実に規格上限値以内に納めることができる。
次に、上述した実施形態とは異なる他の実施形態について説明する。この他の実施形態では、主に固体酸素源について変更を加えたものである。他の構成については、上述した実施形態と同じである。
［固体酸素源について］
脱りん処理において、酸化鉄などの固体酸素源Ｍ２を転炉型精錬容器の上方から添加しているが、この固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１〜１０ｍｍとしている。ここで、球換算直径とは、固体酸素源Ｍ２（酸化鉄）を篩にかけることによって設定されるものである。なお、上述した実施形態と同様に、固体酸素源Ｍ２のことを酸化鉄として説明することがある。
【００６８】
上方からシュート等により添加した固体酸素源Ｍ２は、溶銑の表面又は表面近傍に達すると、溶融して溶銑表面近傍に酸化鉄の濃度が非常に高い溶融相を形成する。そして、酸化鉄の濃度が高い酸化鉄溶融相に上方から添加されたＣａＯとの反応により、低融点のＣａＯ・Ｆｅ2Ｏ3が生成する。また、脱珪反応により生成したＳｉＯ2と反応して、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ｆｅ2Ｏ3系のスラグ（脱りんスラグ）を形成する。なお、酸化鉄を添加することによって、２ＣａＯ・ＳｉＯ2被膜の抑制して脱りんスラグを生成し易くする。なお、脱りんスラグのことを単にスラグということがある。
【００６９】
固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍより大きいと、酸化鉄の溶融反応が進行するまでに時間がかかり、酸化鉄溶融相の生成が遅れて少なくなることから、上方から添加された脱りん剤Ｍ１との反応が進まず、脱りんスラグの生成に時間が非常にかかり、スラグの滓化性が低下する。
一方で、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍ以下であると、酸化鉄の溶融反応が速やかに進行し、酸化鉄溶融相の生成が進んで多くなることから、上方から添加された脱りん剤Ｍ１との反応が進み、スラグの滓化が促進する。
【００７０】
そのため、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍ以下であることが必要である。ここで、固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１ｍｍ未満であって微粉であると、固体酸素源Ｍ２を添加した際に、転炉型精錬容器１（炉内）からの上昇気流により飛散する。その結果、溶銑表面に到達する比率は、極端に低減し、脱りんスラグの生成に寄与する酸化鉄が非常に少なくなる（脱りんスラグの生成が極端に低下する）。そこで、固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１ｍｍ以上であって、多少大きいものにする必要がある。
【００７１】
したがって、効率よく脱りんスラグを生成させるためには、固体酸素源Ｍ２の球換算直径を１ｍｍ以上１０ｍｍ未満にする必要がある。
図５に示すように、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０〜６０％となる第１投入期間（第１投入時期）では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、比較的多くの固体酸素源Ｍ２を供給している。即ち、気体酸素の供給量を基準として、気体酸素の供給量が５０％〜６０％に到達するまでの第１投入期間においては、上方から供給する固体酸素の平均供給速度を１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲にしている。
【００７２】
ここで、固体酸素源の供給速度とは、当該固体酸素源を投入したときにおいて、固体酸素源に含まれる酸素における供給速度を基準としたものであり、単位時間当たりに換算した固体酸素源から供給される酸素の質量供給速度のことである。
また、平均供給速度とは、気体酸素の供給量が５０％〜６０％に到達するまでの時間に供給した固体酸素源の量（酸素換算）を当該時間で割ることにより求めた値であって、第１投入期間の時間（単位、ｍｉｎ）をＴ（１）とすると、このＴ（１）中に供給した固体酸素源の量（酸素換算）を第１投入期間の時間Ｔ（１）にて割った値である。平均供給速度は、例えば、式（４）により表される。
【００７３】
第１投入期間での平均供給速度（ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔ）＝Ｔ（１）時間中に供給された溶銑１トン当たりの固体酸素源質量(ｋｇ／ｔ)×（固体酸素源中の酸素質量％）÷Ｔ（１） ・・・（４）
言い換えるならば、第１投入期間での平均供給速度（ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔ）＝Ｔ（１）時間中に供給された溶銑１トン当たりの酸化鉄の量(ｋｇ／ｔ)×（酸化鉄中の酸素質量％）÷Ｔ（１） ・・・（５）
例えば、吹錬開始から気体酸素の供給量が５５％となる期間を第１投入期間として設定した場合は、吹錬開始から気体酸素の供給量が５５％となるまでの時間がＴ（１）となる。
【００７４】
第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間（第２投入時期）では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、比較的少ない固体酸素源Ｍ２を供給している。即ち、第１投入期間が終了してから吹錬が終了するまでの期間での固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔにしている。
また、第２投入期間での平均供給速度とは、第２投入期間の時間（単位、ｍｉｎ）をＴ（２）とすると、このＴ（２）中に供給した固体酸素源の量（酸素換算）を第２投入期間の時間Ｔ（２）にて割った値である。平均供給速度は、例えば、式（５）により表される。
【００７５】
第２投入期間での平均供給速度（ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔ）＝Ｔ（２）時間中に供給された溶銑１トン当たりの固体酸素源質量(ｋｇ／ｔ)×（固体酸素源中の酸素質量％）÷Ｔ（２） ・・・（６）
なお、固体酸素源Ｍ２の投入方法は、平均供給速度を満たしていれば、一括して投入してもよいし（１回のみ）、連続的に投入してもよいし、複数回に分割して所定時間毎に投入してもよい。
【００７６】
吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％になるまでの期間（第１投入期間）は、主に、脱珪反応により生成したＳｉＯ2と、２ＣａＯ・ＳｉＯ2被膜の抑制しつつ、ＳｉＯ2と固体酸素源Ｍ２との反応を促進して、脱りんスラグを形成させる必要がある。
第１投入期間では、脱りんスラグの形成を促進させる、即ち、ＣａＯの溶解を促進するためには、スラグ中のＦｅＯ濃度を２０％以上にする必要があり、これを達成するためには、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を高めの１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔにする必要がある。固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔを超える場合、固体酸素源Ｍ２の供給速度が大きすぎてしまい、スラグと溶銑との界面付近の温度を低下させ過ぎてしまう。その結果、スラグ（脱りんスラグ）が固化し、スラグの脱りん能が低下する。
【００７７】
あまりにも、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が大きいと、精錬中にスラグが完全に固化し、溶銑表面に固化層が形成され、上部から供給された気体酸素が溶銑へ到達しない状態となり、脱りん処理が出来なくなる。
一方、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が１．１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔ未満である場合、固体酸素源Ｍ２の供給速度が小さすぎてしまう。固体酸素源Ｍ２の供給速度が小さい場合には、酸化鉄の溶融反応で生成したＦｅＯが溶銑中のＳｉ，Ｃにより直ちに消費され、上部から脱りん用に添加されたＣａＯを溶解するためのＦｅＯ濃度が確保できないため、スラグが形成できない。
【００７８】
第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、脱りん反応と同時に進行する脱炭反応によって、スラグがフォーミングする傾向にある。スラグがフォーミング中に固体酸素源Ｍ２を投入しても、スラグと溶銑との界面にまで固体酸素源Ｍ２が到達し難くなる。そのため、本発明では、固体酸素源Ｍ２の供給により、界面付近での酸化鉄濃度を維持するよりも、気体酸素による酸素供給によって界面付近の酸化鉄の濃度を一定のレベルに維持することとしている。
【００７９】
また、第２投入期間において、溶銑中のＦｅによる酸化反応を促進させた場合、酸化反応熱によりスラグの温度が上昇し過ぎると、逆に、スラグの脱りん能が低下する。そのため、スラグを冷却する目的のために、第２投入期間において、少量の固体酸素源Ｍ２を供給することが好ましい。固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔを超えてしまうと、スラグの温度が低下し過ぎるために液相率が低下し、脱りん反応に寄与するスラグが減少するため、脱りん反応が阻害されることになる。
【００８０】
そのため、第２投入期間での固体酸素源Ｍ２の平均供給速度は、低めの０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔにしている。
表１０は、他の実施形態における溶銑の脱りん処理を行った実施条件を示している。表１１〜表１４は、表１０の実施条件に基づき、本発明の脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源Ｍ２の供給方法によって処理を行った実施例をまとめたものである。また、表１５〜表１８は、表１０の実施条件に基づき、本発明の溶銑の脱りん方法とは異なる方法で処理を行った比較例をまとめたものである。
【００８１】
【表１０】
【００８２】
実施条件について詳しく説明する。
表１０に示すように、脱りん処理は、９０ｔｏｎクラスの転炉型脱りん炉にて行った。上吹きにおいては、孔数が３個である上吹きランスを用いた。転炉型脱りん炉に装入した溶銑３において、[Ｃ]＝４．５〜４．８質量％、[Ｐ]＝０．１０〜０．１２質量％、[Ｓｉ]＝０．２〜０．６質量％とした。溶製鋼種において、［Ｃ］の規格上限は、０．４５質量％、［Ｐ］の規格上限値は、０．０２０質量％とした。
【００８３】
脱りん処理において、ＣａＯ等の副原料の制御は、当業者常法通りの方法にて行った。
上方から供給する固体酸素源Ｍ２は、酸化鉄を粉砕したり、篩い分け等を行うことによって整粒して所定の球換算直径に分けたものとした。酸化鉄としては、酸素成分（固体酸素源中の鉄と結合している酸素の質量％）が２２質量％を含むミルスケールを用いた。
また、脱りん処理において、上吹きランス以外に、耐火物ランス７を用いて粉体を吹き込むことにより溶銑を攪拌した。溶銑３を攪拌するためにガスのみを行った場合、吹き込みガスの圧力・流量変動によりガス吹き込み孔へ溶銑３が差込、閉塞する可能性があるため、酸化鉄を主体とし、若干ＣａＯを含む粉体を吹き込んでいる。なお、この場合、上吹きランス４から溶銑３を攪拌するためのガスと共に、ＣａＯの粉体を添加しない場合と比較しても処理後[Ｐ]に影響が無いことを確認しており、ノズル閉塞防止目的で吹込んでいるＣａＯは本発明の脱りん用に用いるＣａＯ（脱りん剤Ｍ１）からは除外している。
【００８４】
その他、転炉型脱りん炉１の吹錬制御（転炉吹錬）、転炉型脱りん炉１の出鋼後の溶鋼処理（精錬処理）、連続鋳造についても、当業者常法通りに行った。
【００８５】
【表１１】
【００８６】
【表１２】
【００８７】
【表１３】
【００８８】
【表１４】
【００８９】
【表１５】
【００９０】
【表１６】
【００９１】
【表１７】
【００９２】
【表１８】
【００９３】
表１１〜表１４に示す実施例１〜実施例１００について説明する。
この実施例では、気体酸素の供給量が３０％となるまでに、転炉型精錬容器の上方から添加する脱りん剤Ｍ１の投入を完了し（脱りん剤投入完了時期の欄）している。また、第１吹き込み期間を吹錬開始から気体酸素の供給量が３０％〜４０％となるものとし（第１吹き込み時期の時期の欄）、第１吹き込み時期の気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第１吹き込み時期の供給速度の欄）。そして、第２吹き込み期間を気体酸素の供給量が３０％〜６０％となるものとし（第２吹き込み時期の時期の欄）、第２吹き込み時期の気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第２吹き込み時期の供給速度の欄）。さらに、第２吹き込み期間を経過してから吹錬が終了する第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第３吹き込み時期の供給速度の欄）。
【００９４】
また、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし（酸化鉄球換算直径の欄）、第１投入期間を吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となるものとしている（第１投入時期の時期の欄）。また、第１投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし（第１投入時期の供給速度の欄）、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度を０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲としている（第２投入時期の供給速度の欄）。
【００９５】
上述した条件を満たした実施例では、脱りん処理後の溶銑の［Ｐ］において、規格上限値よりも低い値にすることができた（評価「○」）。即ち、実施例では、確実に所望の［Ｐ］を得られることができた。
表１５〜表１８に示す比較例１〜比較例５０について説明する。
比較例１〜比較例６では、気体酸素の供給量が３０％となった後に、上方から添加する脱りん剤Ｍ１の投入が完了しており、脱りん剤Ｍ１の投入完了が遅かった。そのため、脱りん処理においてスラグの滓化が遅くなり、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００９６】
比較例７〜比較例１１では、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１ｍｍ未満であり非常に小さいため、固体酸素源Ｍ２を添加した際に、転炉型精錬容器１（炉内）からの上昇気流により飛散するものとなった。その結果、スラグの生成に寄与する酸化鉄が非常に少ないために、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００９７】
比較例１２〜比較例１８では、転炉型精錬容器の上方から添加する固体酸素源Ｍ２の球換算直径が１０ｍｍよりも大きいために、酸化鉄の溶融反応が進行するまでに時間がかかり、スラグの滓化性の時期が遅れるものとなった。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例１９〜比較例２４では、固体酸素源Ｍ２を多く入れる時期、即ち、第１投入時期が短く、第２投入時期が長い。そのため、処理前半に供給された酸化鉄（溶融した酸化鉄）が溶銑中のＳｉやＣの還元反応で消費され、処理後半でスラグの酸化鉄濃度が低下し、スラグの脱りん能が低下した。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００９８】
比較例２５〜比較例３１では、第１投入時期が長く、第２投入時期が短い。そのため、処理の前半にて大量の酸化源が供給されることになり、生成したスラグが半凝固し、スラグの脱りん能が低下し、脱りん反応速度が低下する。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。なお、比較例３２〜比較例３５では、第１投入時期が短く、第２投入時期が長い、さらに、固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が、４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔより非常に大きいものとなっている。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【００９９】
比較例３６〜比較例３９では、第１投入時期における固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が１．１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔ未満であり非常に小さい。そのため、処理前半に供給された酸化鉄（溶融した酸化鉄）が溶銑中のＳｉやＣの還元反応で消費され、処理後半でスラグの酸化鉄濃度が低下し、スラグの脱りん能が低下した。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１００】
比較例４０〜比較例４３では、第１投入時期における固体酸素源Ｍ２の平均供給速度が４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔよりも大きい。そのため、処理の前半にて大量の酸化源が供給されることになり、生成したスラグが半凝固し、脱りん能が低下し、脱りん反応速度が低下する。また、酸化鉄を過剰に供給してしまうと、この酸化鉄から供給された酸素は、溶銑中のＣの酸化反応を促進し、スラグをフォーミングさせ、所定の脱りん反応を進行させるためのスラグが不足することになる恐れがある。さらに、酸化鉄を過剰に供給したことにより脱炭反応を進行させてしまうと、溶銑内の［Ｃ］が低下し、溶銑が凝固する可能性が上がり、処理後温度を上昇させる必要が出てきて、その結果、脱りん能が低下することになる。
【０１０１】
このように、酸化鉄を第１投入時期にて過剰に供給した場合は、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例４４〜比較例４９では、気体酸素を強く吹く（ハードブロー期間）、即ち、第１吹き込み時期が短い。そのため、気体酸素よるスラグへの熱供給が不足すると共に、スラグ中の酸化鉄濃度が不足し、スラグの形成時期がおくれ、脱りん反応速度が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０２】
比較例５０〜比較例５３では、第１吹き込み時期における気体酸素の供給速度が１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔよりも大きい。そのため、急激に脱炭反応が進んでしまったり、スラグと溶銑との界面付近の温度が上昇し過ぎて、スラグの脱りん能が低下する。また、溶銑への衝突圧力が大きくなり、溶銑中Ｃの酸化反応に寄与する酸素量が増加し、スラグをフォーミングさせ、スラグを噴出させ、所定の脱りん反応を進行させるための脱りんスラグが不足する場合もある。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０３】
比較例５４〜比較例５７では、第１吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、溶銑への衝突圧力が小さくなり、溶銑中ＳｉやＣの酸化反応に寄与する酸素量が低下し、酸化反応熱による熱供給が不足し、溶融したスラグを形成する時期がおくれ、脱りん反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０４】
比較例５８及び比較例５９では、第２吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．５Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、スラグへの熱供給が小さすぎることになり、脱りん反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
比較例６０及び比較例６１では、第２吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔを超えており、非常に大きい。そのため、急激に脱炭反応が進んでしまい、スラグの滓化が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０５】
比較例６２〜比較例６４では、気体酸素を弱く吹く（ソフトブロー期間）、即ち、第２吹き込み時期が長い。そのため、気体酸素のソフトブロー化によるスラグ中の酸化鉄濃度が上昇し過ぎて、スラグ中のＣａＯ濃度が結果として希釈され、スラグの脱りん能が低下し、脱Ｐ反応が阻害される。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０６】
比較例６５〜比較例６８では、固体酸素源Ｍ２における第２投入時期での平均供給速度が０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔを超えて、非常に大きい。つまり、脱りん処理末期において、固体酸素を大量に供給してしまうと、スラグ中の酸化鉄の濃度が上昇して、ＣａＯが希釈されることになると共に、温度降下により、スラグの固相率が増加し、脱りん反応が阻害されることになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０７】
比較例６９〜比較例７２では、ソフトブロー期間後にハードブローを行う際、即ち、第３吹き込み時期において、気体酸素の供給速度が１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔを超えており、非常に大きい。そのため、脱りん処理末期での脱炭反応に寄与する気体酸素の比率が増加することになり、スラグや溶銑温度が上昇し、脱りん能が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０８】
比較例７３〜比較例７６では、第３吹き込み時期における気体酸素の供給速度が０．９Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔ未満であり、非常に小さい。そのため、脱りん処理末期でスラグの酸化鉄の濃度を維持するための気体酸素が不足し、スラグの脱りん能が低下することになる。その結果、脱りん処理後の［Ｐ］が規格上限値を超えてしまう結果となった（評価、「×」）。
【０１０９】
以上のように、転炉型精錬容器において脱りん処理を行う際は、本発明の条件を全て満たすように、脱りん剤Ｍ１、気体酸素及び固体酸素源Ｍ２を制御する必要があり、これにより、脱りん処理後の溶銑中の［Ｐ］を確実に規格上限値以内に納めることができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 転炉型精錬容器
２ 炉口
３ 溶銑
４ 上吹ランス
５ シュート
６ 出湯口
７ 耐火物ランス
Ｍ１ 脱りん剤
Ｍ２ 固体酸素源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉型精錬容器内の溶銑に、気体酸素及び固体酸素源を供給すると共に脱りん剤を投入して脱りんを行うに際し、
前記転炉型精錬容器に供給する気体酸素供給量の全量を比率で１００％としたとき、 前記気体酸素の供給量が３０％となるまでに、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記脱りん剤の投入を完了し、
前記気体酸素に関して、第１吹き込み期間と第２吹き込み期間と第３吹き込み期間との順に全量を吹き込むものとし、前記吹錬開始から前記気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が５０％〜６０％から吹錬終了までの第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、
前記固体酸素源に関して、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記固体酸素源の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となる第１投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲としていることを特徴とする脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法。
【請求項２】
転炉型精錬容器内の溶銑に、気体酸素及び固体酸素源を供給すると共に脱りん剤を投入して脱りんを行うに際し、
前記転炉型精錬容器に供給する気体酸素供給量の全量を比率で１００％としたとき、 前記気体酸素の供給量が３０％となるまでに、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記脱りん剤の投入を完了し、
前記気体酸素に関して、第１吹き込み期間と第２吹き込み期間と第３吹き込み期間との順に全量を吹き込むものとし、前記吹錬開始から前記気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が５０％〜６０％から吹錬終了までの第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、
前記固体酸素源に関して、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記固体酸素源の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となる第１投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲としていることを特徴とする脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法。
【請求項１】
転炉型精錬容器内の溶銑に、気体酸素及び固体酸素源を供給すると共に脱りん剤を投入して脱りんを行うに際し、
前記転炉型精錬容器に供給する気体酸素供給量の全量を比率で１００％としたとき、 前記気体酸素の供給量が３０％となるまでに、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記脱りん剤の投入を完了し、
前記気体酸素に関して、第１吹き込み期間と第２吹き込み期間と第３吹き込み期間との順に全量を吹き込むものとし、前記吹錬開始から前記気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が５０％〜６０％から吹錬終了までの第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、
前記固体酸素源に関して、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記固体酸素源の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となる第１投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を５〜２０ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を０〜０．５ｋｇ／ｍｉｎ／ｔの範囲としていることを特徴とする脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法。
【請求項２】
転炉型精錬容器内の溶銑に、気体酸素及び固体酸素源を供給すると共に脱りん剤を投入して脱りんを行うに際し、
前記転炉型精錬容器に供給する気体酸素供給量の全量を比率で１００％としたとき、 前記気体酸素の供給量が３０％となるまでに、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記脱りん剤の投入を完了し、
前記気体酸素に関して、第１吹き込み期間と第２吹き込み期間と第３吹き込み期間との順に全量を吹き込むものとし、前記吹錬開始から前記気体酸素の供給量が３０％〜４０％となる第１吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が３０％〜６０％となる第２吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．５〜０．８Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、前記気体酸素の供給量が５０％〜６０％から吹錬終了までの第３吹き込み期間では、気体酸素の供給速度を０．９〜１．２Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、
前記固体酸素源に関して、前記転炉型精錬容器の上方から添加する前記固体酸素源の球換算直径は、１〜１０ｍｍとし、吹錬開始から気体酸素の供給量が５０％〜６０％となる第１投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を１．１〜４．５ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲とし、第１投入期間を経過してから吹錬が終了する第２投入期間では、固体酸素源の平均供給速度を０〜０．１１ｋｇ−Ｏ／ｍｉｎ／ｔの範囲としていることを特徴とする脱りん処理における気体酸素及び固体酸素源の供給方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−６７７４（Ｐ２０１１−６７７４Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７８６１６（Ｐ２００９−２７８６１６）
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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