JPH0142323B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 酸化期間中酸素気体の吹込によるそして還元
及び溶湯仕様調整期間中一種乃至複数種の非酸化
性気体の吹込による金属浴を精錬するプロセス中
耐火材内張り転炉容器内の金属浴のスラグ組成を
制御し、精錬プロセスの終了時におけるスラグが
Ａ％アルミナ（Al₂O₃）、Ｂ％シリカ（SiO₂）、Ｃ
％CaO及びＤ％MgOから実質成りそしてアルミ
ナ対シリカの比率「Ｘ」が予備選択値Ｋ／Ｂに等
しい予備選択組成を有するようになすスラグ組成
制御方法であつて、 (1) 酸化期間の開始時におけるスラグ及び金属の
組成を考慮して、酸化期間の終了に際して浴中
に所望の温度上昇を与えるような０％〜100％
アルミニウム及び残部ケイ素の組合せ比率にお
いて且つ酸化期間の終了時にアルミナ対シリカ
の所望の比率Ｘを実現する相対比率において燃
料として溶湯に添加されるべきアルミニウム及
びケイ素の量を計算する段階と、 (2) 段階(1)において計算されたアルミニウム及び
ケイ素の燃料成分を酸化期間中の任意の時点に
おいて浴に添加しそして該燃料成分を酸化する
段階と、 (3) 段階(2)の完了時にスラグ中に存在するアルミ
ナ及びシリカの重量を計算する段階と、 (4) 段階(2)の完了時におけるスラグの組成を考慮
して、溶湯の実質上完全な還元をもたらす為の
０％〜100％アルミナ及び残部ケイ素の組合せ
比率で且つ環元期間の完了時におけるアルミナ
対シリカの所望の比率Ｘを実現する為の相対比
率において還元体として溶湯に添加されるべき
アルミニウム及びケイ素の量を計算する段階
と、 (5) 段階(4)において呈示された還元体の計算量を
脱炭完了後の任意の時点において浴に添加する
段階と、 (6) 浴の還元完了時においてスラグ中に存在する
アルミナ及びシリカの予想重量を計算する段階
と、 (7) 精錬プロセスの完了時における所望の溶湯仕
様に合うよう添加されるべき仕様ケイ素量を計
算する段階と、 (8) アルミナ対シリカの予想比率が還元完了時の
予備選択値Ｘに等しい場合には、段階(7)におい
て計算されたケイ素量を段階(5)と同時に或いは
段階(5)に続いて溶湯に添加する段階と、 (9) 段階(6)において計算されたアルミナ対シリカ
比率が予備選択値Ｘ未満である場合には、ケイ
素仕様に合い同時にＸの予備選択比を実現する
に必要とされる０〜100％アルミニウム及び残
部ケイ素の比率を 4Al＋3SiO₂→2Al₂O₃＋3Si の式に従つて計算する段階と、 (10) 段階(9)において計算したアルミニウム及びケ
イ素を段階(5)と同時に或いは段階(5)に続いて添
加する段階と、 (11) 段階(8)或いは(10)の使用後スラグ中に存在する
アルミナ及びシリカの予想重量を計算する段階
と、 (12) 段階(11)後に存在するアルミナ及びシリカの計
算重量並びにスラグ中に既に存在するCaO及び
MgO成分の量に基いて、予備選択されたスラ
グ化学組成を実現するようスラグに添加される
べきCaO及びMgOの量を計算する段階と、 (13) 段階(12)において計算されたCaO及びMgOを
精錬プロセス全体を通しての任意の時点におい
て溶湯に添加する段階と を包含するスラグ組成制御方法。 ２ 金属が、炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼、
工具鋼並びにニツケル及びコバルト基合金から成
る群から選択される請求の範囲第１項記載の方
法。 ３ アルミナ対シリカの比率Ｘが約0.1〜10.0の
間の範囲から選択される請求の範囲第２項記載の
方法。 ４ 段階(1)におけるアルミニウム及びケイ素の量
が次の２つの式、即ち (i) AF＝Ｘ・（Ｈ／K₁＋SP₁）−AP₁／１＋K₂／K₁・
Ｘ (ii) AF＝Ｈ／K₂ ここで、AFは、アルミニウム燃料添加により
発生するアルミナの重量である； AP₁は燃料添付操作の開始時においてスラグ中
に存在するアルミナの重量である； SP₁は燃料添加の開始時においてスラグ中に存
在するシリカの重量である； Ｈは所望水準への溶湯温度上昇×熱バランスに
関与する溶湯及び耐火材の有効重量を与える為の
燃料要求量である； K₁は、次の反応において発生する、熱バラン
スに関与する系の１トンに対して発生するシリカ
単位ポンド当りの〓単位で与えられる熱を表す計
算された定数である： Si（固体、70〓）＋O₂（気体、70〓）＝SiO₂（固
体、浴温）； K₂は、次の反応によつて発生する、熱バラン
スに関与する系の１トンに対して発生するアルミ
ナの単位ポンド当りの〓で与えられる熱を表す計
算された定数である： 2Al（固体、70〓）＋3/2O₂（気体、70〓）＝Al₂O₃
（スラグ、浴温）； の小さい方の値に従つて段階(2)からアルミニウム
燃料の添加により発生されるべきアルミナの所望
重量を計算し； AFに対する計算値からアルミニウム燃料所要
量を計算し； 同様に次の式即ち SF＝Ｈ−K₂・AF／K₁ ここでSFはケイ素燃料添加により生成するシ
リカのポンド単位での重量である に従つてケイ素燃料の添加により発生するシリカ
の所望重量を計算し；そしてSFの計算値からケ
イ素燃料所要量を計算することにより決定される
請求の範囲第３項記載の方法。 ５ 〓単位での所要浴温上昇度とトン単位での熱
的系質量との積であるＨに対して、他のすべての
重量がポンド単位で測定される時K₁が14.0であり
そしてK₂が15.9である請求の範囲第４項記載の方
法。 ６ 段階(5)において還元体として添加されるべき
アルミニウム及びケイ素の相対比率が、次式、即
ち (a) AR＝Ｘ・（Ｒ／K₃＋SP₂）−AP₂／１＋K₄／K₃Ｘ (b) AR＝Ｒ／K₄ (c) SR＝Ｒ−K₄・AR／K₃ ここでARは還元中生成されるアルミナの重量
でありそして(a)及び(b)のうちの少ない方としてと
られる； AP₂は還元期間の開始時におけるスラグ中のア
ルミナの重量である； SP₂は還元期間の開始時におけるスラグ中のシ
リカの重量である； Ｒはアルミニウム及び／或いはケイ素の添加に
より減少されるべき、還元期間の開始時における
溶湯中の酸素の重量である； K₃は１単位重量のシリカがスラグ中に形成さ
れる時減少される酸素の重量である； K₄は１単位重量のアルミナが形成される時減
少される酸素の重量である； SRは還元中生成されるシリカの重量である に従つてアルミナ及びシリカのそれぞれの重量を
計算し；ARから環元体として使用されるべきア
ルミニウムの重量を計算し；そしてARから環元
体として使用されるべきケイ素の重量を計算する
ことにより決定される請求の範囲第４項記載の方
法。 ７ すべての重量を同じ単位で測定してK₃が
0.533でありそしてK₄が0.47である請求の範囲第
６項記載の方法。 ８ 仕様ケイ素を与える為スラグ中に発生される
べきアルミナの重量が次の２つの式、即ち (i) AS＝Ｘ・SP₃−AP₃／１＋K₆／K₅・Ｘ (ii) AS＝Ｓ／K₆ ここで、ASは仕様ケイ素を間接的に提供する
為アルミニウムの添加の結果としてのスラグ中の
アルミナの重量である； AP₃及びSP₃は仕様ケイ素の添加前のスラグ中
に存在するアルミナ及びシリカのそれぞれの重量
でありそして次のようにして別々に計算する： AP₃＝AP₂＋AR SP₃＝SP₂＋SR； Ｓは溶湯中の仕様ケイ素含量を満足するに必要
とされるケイ素の総重量である； K₅はスラグからシリカ単位重量の還元によつ
て金属中に発生するケイ素の重量である；そして
K₆は下式に従つて間接ケイ素添加から生成する
アルミナ単位重量当りの金属中に生成するケイ素
の重量である 4Al＋3SiO₂→2Al₂O₃＋3Si の小さい方からアルミナのポンド数を計算し； そしてASから仕様ケイ素添加において使用さ
れるべきアルミニウム重量を計算し；同じく、次
の式即ち SS＝−K₆・AS／K₅ に従つて仕様ケイ素添加から発生されるべきシリ
カ所望重量SSを計算し；そしてSS及びＳから仕
様ケイ素添加に対して使用されるべきケイ素の重
量を計算する請求の範囲第７項記載の方法。 ９ すべての重量を同じ単位で測定して、K₅が
0.46に等しくそしてK₆が0.41に等しい請求の範囲
第８項記載の方法。 １０ 酸素気体及び非酸化性気体がAODの実施
に従つて浴面下から吹込まれる請求の範囲第３項
或いは第９項記載の方法。 １１ 耐火容器内の耐火ライニングがマグネサイ
ト−クロマイトから成る請求の範囲第１０項記載
の方法。 １２ 酸化期間中酸素気体の吹込によるそして還
元及び溶湯仕様調整期間中一種乃至複数種に非酸
化性気体の吹込による金属浴を精錬するプロセス
中耐火材内張り転炉容器内の金属浴のスラグ組成
を制御し、精錬プロセスの終了時におけるスラグ
がＡ％アルミナ（Al₂O₃）、Ｂ％シリカ（SiO₂）、
Ｃ％CaO及びＤ％MgOから実質成りそしてアル
ミナ対シリカの比率「Ｘ」が予備選択値Ａ／Ｂに
等しい予備選択組成を有するようになすスラグ組
成制御方法であつて、 (1) 溶湯の完全な還元に際してスラグ中に存在す
るアルミナ及びシリカの予想重量AP₃及びSP₃
を計算する段階と； (2) 精錬プロセスの完了時における所望の溶湯仕
様に合うよう添加されるべき仕様ケイ素量を計
算する段階と； (3) ケイ素仕様に合い同時にＸの予備選択比を実
現するに必要とされる０〜100％アルミニウム
及び残部ケイ素の比率を 4Al＋3SiO₂→2Al₂O₃＋3Si の式に従つて計算する段階と； (4) 段階(3)において計算したアルミニウム及びケ
イ素を脱炭完了後の任意の時点で添加する段階
と； (5) 段階(4)の完了後スラグ中のアルミナ及びシリ
カの予想重量を計算する段階と； (6) 段階(5)後に存在するアルミナ及びシリカの計
算重量並びにスラグ中に既に存在するCaO及び
MgO成分の量に基いて予備選択されたスラグ
化学組成を実現するようスラグに添加されるべ
きCaO及びMgOの量を計算する段階と； (7) 段階(6)において計算されたCaO及びMgOを
精錬プロセス全体を通しての任意の時点におい
て溶湯に添加する段階と を包含するスラグ組成制御方法。 １３ 仕様ケイ素を与える為スラグ中に発生され
るべきアルミナの重量が次の２つの式、即ち (i) AS＝Ｘ・SP₃−AP₃／１＋K₆／K₅・Ｘ (ii) AS＝Ｓ／K₆ ここで、ASは、アルミニウムの添加の結果と
してのスラグ中のアルミナの重量である； AP₃及びSP₃は還元完了後スラグ中に存在する
アルミナ及びシリカのそれぞれの計算重量であ
る； Ｓは溶湯中の仕様ケイ素含量を満足するに必要
なケイ素の総重量である； K₅はスラグから環元されたケイ素の単位重量
当り溶湯中に発生するケイ素の重量である； K₆は反応式 4Al＋3SiO₂→2Al₂O₃＋3Si に従つて間接ケイ素添加から生成するアルミナ単
位重量当りの金属中に生成するケイ素の重量であ
る のうちの小ない方から決定される請求の範囲第１
２項記載の方法。 １４ すべての重量を同じ単位で測定して、K₅
が0.46に等しくそしてK₆が0.41に等しい請求の範
囲第１３項記載の方法。 １５ 耐火容器内の耐火ライニングがマグネサイ
ト−クロマイトから成る請求の範囲第１４項記載
の方法。 １６ 金属が、炭素鋼、低合金鋼、ステンレス
鋼、工具鋼並びにニツケル及びコバルト基合金か
ら成る群から選択される請求の範囲第１５項記載
の方法。 １７ アルミナ対シリカの比率Ｘが約0.1〜10.0
の間の範囲から選択される請求の範囲第１６項記
載の方法。 １８ 酸素気体及び非酸化性気体がAODの実施
に従つて浴面下から吹込まれる請求の範囲第１７
項記載の方法。 １９ 酸化期間中酸素気体の吹込によるそして還
元及び溶湯仕様調整期間中一種乃至複数種の非酸
化性気体の吹込による金属浴を精錬するプロセス
中耐火材内張り転炉容器内の金属浴のスラグ組成
を制御し、精錬プロセスの終了時におけるスラグ
がＡ％アルミナ（Al₂O₃）、Ｂ％シリカ（SiO₂）、
Ｃ％CaO及びＤ％MgOから実質成りそしてアル
ミナ対シリカの比率「Ｘ」が予備選択値Ａ／Ｂに
等しい予備選択組成を有するようになすスラグ組
成制御方法であつて、 (1) 酸化期間の開始時におけるスラグ及び金属の
組成並びに還元及び仕様ケイ素の添加中スラグ
中に発生されるアルミナ及びシリカの見込み量
を考慮して、酸化期間終了に際して浴中に所望
の温度上昇を与える為０％〜100％アルミニウ
ム及び残部ケイ素の組合せ比率において且つ製
錬期間の終了時にアルミナ対シリカの所望の比
率Ｘを実現する相対比率において燃料として溶
湯に添加されるべきアルミニウム及びケイ素の
量を計算する段階と； (2) 段階(1)において計算されたアルミニウム及び
ケイ素の燃料成分を酸化期間中の任意の時点に
おいて浴に添加しそして該燃料成分を酸化する
段階と、 (3) 浴の完全な還元を実質上実現する為に脱炭完
了後の任意の時点で浴に環元体としてアルミニ
ウム及びケイ素の予想必要量を添加する段階
と、 (4) 段階(3)と同時か或いは段階(3)に続いて浴に予
想仕様ケイ素添加する段階と、 (5) 段階(4)の使用後スラグ中のアルミナ及びシリ
カの予想重量を計算する段階と、 (6) 段階(5)後に存在するアルミナ及びシリカの計
算重量並びにスラグ中に既に存在するCaO及び
MgO成分の量に基いて予備選択されたスラグ
化学組成を実現するようスラグに添加されるべ
きCaO及びMgOの量を計算する段階と、 (7) 段階(6)において計算されたCaO及びMgOを
精錬プロセス全体を通しての任意の時点におい
て溶湯に添加する段階と を包含するスラグ組成制御方法。 ２０ 金属が、炭素鋼、低合金鋼、ステンレス
鋼、工具鋼並びにニツケル及びコバルト基合金か
ら成る群から選択される請求の範囲第１９項記載
の方法。 ２１ アルミナ対シリカの比率Ｘが約0.1〜10.0
の間の範囲から選択される請求の範囲第２０項記
載の方法。 ２２ 酸素気体及び非酸化性気体がAODの実施
に従つて浴面下から吹込まれる請求の範囲第２１
項記載の方法。 ２３ 段階(1)におけるアルミニウム及びケイ素の
量が次の２つの式、即ち (i) AF＝Ｘ・（Ｈ／K₁＋SP₁）−AP₁／１＋K₂／K₁・
Ｘ (ii) AF＝Ｈ／K₂ ここで、AFは、段階(2)におけるアルミニウム
燃料添加により発生するアルミナの重量である； AP₁は燃料添加操作の開始時においてスラグ中
に存在するアルミナの重量である； SP₁は燃料添加の開始時においてスラグ中に存
在するシリカの重量である； Ｈは所望水準への溶湯温度上昇×熱バランスに
関与する溶湯及び耐火材の有効重量を与える為の
燃料要求量である； K₁は、次の反応において発生する、熱バラン
スに関与する系の１トンに対して発生するシリカ
単位ポンド当りの〓単位で与えられる熱を表す計
算された定数である： Si（固体、70〓）＋O₂（気体、70〓）＝SiO₂（固
体、浴温） K₂は、次の反応によつて発生する、熱バラン
スに関与する系の１トンに対して発生するアルミ
ナの単位ポンド当りの〓で与えられる熱を表す計
算された定数である： 2Al（固体、70〓）＋3/2O₂（気体、70〓）＝Al₂O₃
（スラグ、浴温） の小さい方の値に従つてアルミニウム燃料の添加
により発生されるべきアルミナの所望重量を計算
し； AFに対する計算値からアルミニウム燃料所要
量を計算し； 次の式即ち SF＝Ｈ−K₂・AF／K₁ ここでSFはケイ素燃料添加により生成するシ
リカのポンド単位での重量である； に従つてケイ素燃料の添加により発生するシリカ
の所望重量を計算し；そしてSFの計算値からケ
イ素燃料所要量を計算することにより決定される
請求の範囲第２２項記載の方法。 ２４ 〓単位での所要浴温上昇度とトン単位での
熱的系質量との積であるＨに対して、他のすべて
の重量がポンド単位で測定される時K₁が14.0であ
りそしてK₂が15.9である請求の範囲第２３項記載
の方法。 ２５ 酸化期間中酸素気体の吹込によるそして還
元及び溶湯仕様調整期間中一種乃至複数種の非酸
化性気体の吹込による金属浴を精錬するプロセス
中耐火材内張り転炉容器内の金属浴のスラグ組成
を制御し、精錬プロセスの終了時におけるスラグ
がＡ％アルミナ（Al₂O₃）、Ｂ％シリカ（SiO₂）、
Ｃ％CaO及びＤ％MgOから実質成りそしてアル
ミナ対シリカの比率「Ｘ」が予備選択値Ａ／Ｂに
等しい予備選択組成を有するようになすスラグ組
成制御方法であつて、 (1) 酸化期間の完了時におけるスラグの組成並び
に仕様ケイ素の添加によりスラグ中に発生され
るアルミナ及びシリカの見込量を考慮して、溶
湯の実質上完全な環元をもたらす為の０％〜
100％アルミニウム及び残部ケイ素の組合せ比
率において且つ精錬期間の終了時にアルミナ対
シリカの所望の比率Ｘを実現する相対比率にお
いて燃料として溶湯に添加されるべきアルミニ
ウム及びケイ素の量を計算する段階と、 (2) 脱炭の完了後の任意の時点において段階(1)に
呈示した還元体の計算量を浴に添加する段階
と、 (3) 浴の還元完了時におけるスラグ中に存在する
アルミナ及びシリカの予想重量を計算する段階
と、 (4) 段階(2)と同時に或いは段階(2)に続いて仕様ケ
イ素を添加する段階と、 (5) 段階(4)後に存在するアルミナ及びシリカの計
算重量並びにスラグ中に既に存在するCaO及び
MgO成分の量に基いて、予備選択されたスラ
グ化学組成を実現するようスラグに添加される
べきCaO及びMgOの量を計算する段階と、 (6) 段階(5)において計算されたCaO及びMgOを
精錬プロセス全体を通して任意の時点において
溶湯に添加する段階と を包含するスラグ組成制御方法。 ２６ 金属が、炭素鋼、低合金鋼、ステンレス
鋼、工具鋼並びにニツケル及びコバルト基合金か
ら成る群から選択される請求の範囲第２５項記載
の方法。 ２７ アルミナ対シリカの比率Ｘが約0.1〜10.0
の間の範囲から選択される請求の範囲第２６項記
載の方法。 ２８ 酸素気体及び非酸化性気体がAODの実施
に従つて浴面下から吹込まれる請求の範囲第２６
項記載の方法。 ２９ 段階(2)において環元体として添加されるべ
きアルミニウム及びケイ素の相対比率が、次式、
即ち (a) AR＝Ｘ・（Ｐ／K₃＋SP₂）−AP₂／１＋K₄／K₃・
Ｘ (b) AR＝Ｒ／K₄ (c) SR＝Ｒ−K₄・AR／K₃ ここでARは還元中生成されるアルミナの重量
でありそして(a)及び(b)のうちの少ない方としてと
られる；AP₂は還元期間の開始時におけるスラグ
中のアルミナの重量である； SP₂は還元期間の開始時におけるスラグ中のシ
リカの重量である； Ｒはアルミニウム及びケイ素の添加により減小
されるべき、環元期間の開始時における溶湯中の
酸素の重量である； K₃は１単位重量のシリカがスラグ中に形成さ
れる時減少される酸素の重量である； K₄は１単位重量のアルミナが形成される時減
少される酸素の重量である； SRは還元中生成されるシリカの重量である に従つて還元中に発生するアルミナ及びシリカの
それぞれの重量を計算し；AR及びSRそれぞれの
計算重量からアルミニウム及びケイ素の重量を計
算することにより決定される請求の範囲第２８項
記載の方法。 ３０ すべての重量を同じ単位で測定してK₃が3
２／６０でありそしてK₄が48/102である請求の範囲
第２９項記載の方法。 ３１ 耐火容器の内張りがマグネサイト−クロマ
イトから成る請求の範囲第３０項記載の方法。 明細書 本発明は、精錬容器における金属の精錬に関す
るものであり、特には精錬作業中精錬用転炉容器
内で溶体金属浴のスラグ化学組成を制御する方法
に関する。 溶融金属は精錬用容器に移行されうる。溶融金
属は、炭素鋼、低合金鋼、工具鋼及びステンレス
鋼のような任意の鋼或いはニツケル基乃至コバル
ト基合金のような他の金属から成立ちうる。精錬
作業は通常、浴即ち溶湯の脱炭と係りそして浴加
熱、脱ガス、脱硫及び混入元素の除去をも含みう
る。 本発明に従えば、脱炭及び浴加熱が、好ましく
は浴面下で、酸素ガスを単独で或いはアルゴン、
窒素、アンモニア、スチーム、二酸化炭素、水
素、メタン或いは高級炭化水素ガスから成る群か
ら選択される一種以上の気体と組合せて注入する
ことにより実現される。気体は、製造される鋼の
等級及び酸素と組合せて使用される特性気体の種
類に依存して様々の従来からの吹錬方式に従つて
導入されうる。 還元段階もまた行われそして還元期間の少くと
も一部中非酸化気体がスラグと金属との間の反応
の平衝を促進する為浴中に吹込まれる。 金属を精錬する為鋼業界で広く受入れられた一
つの方法は、「AOD」プロセスとも呼ばれる、ア
ルゴン−酸素脱炭プロセスである。AOD法は、
米国特許第3252790、3046107、4187102及び
4278464号に開示され、これらの開示は引用する
ことにより本明細書の一部とする。本発明は
AODプロセスに特に適合するが、本発明はまた
「KVOD」、「VODC」、「VOD」及び「CLU」の
ような他の従来からの転炉操業に応用でき、そし
て「BOF」或いは「Ｑ−BOP」操業にも還元段
階が容器内で行われそして還元中平衝化の為に浴
表面下気吹込みが使用されるなら応用しえよう。
一般に、本発明は、スラグ中に発生する各酸化物
が物質バランス及び／或いは統計的計算により予
知しえそしてスラグの還元が精錬容器内で実施さ
れるようなすべての金属精錬作業に応用しうる。 本発明の精錬方法は、脱炭と任意の浴加熱が行
われる酸化期間及び酸化された合金元素及び／或
いは鉄を塩基性スラグから還元する為の還元期間
を含む。精錬プロセスは、溶湯仕様にあうよう浴
組成の最終仕上調整でもつて完了する。還元期間
及び最終調整は一般に、酸化に続く精錬プロセス
の仕上げ段階と斯界では呼ばれている。 浴は精錬プロセスの酸化期間中起る発熱性酸化
反応により加熱される即ち燃料燃焼され、そして
浴は一般に還元及び調整期間中冷える。燃料が必
要なら、アルミニウム及び／或いはケイ素が、仕
上げ段階が実施されうるよう環元期間の始めに充
分の高温が存在するように浴に対して温度上昇を
与えるよう燃料添加剤として好都合に使用され
る。 精錬容器内への移行に際して、初期スラグは、
僅かの移行スラグ、及び／或いは予備装入塩基性
フラツクスを含みそして酸性酸化物成分SiO₂（シ
リカ）及びAl₂O₃（アルミナ）と塩基性成分CaO
及びMgO並びに他の少量成分から構成される。
精錬プロセス中、アルミニウム或いはケイ素或い
は炭化珪素のようなそれらの化合物が酸化される
時追加的な酸性酸化物成分が形成されそしてスラ
グの一部となる。或る金属溶解バツチを処理する
早期の即ち酸化期間において、酸性成分は移行金
属中に含まれる僅かのケイ素の酸化によりそして
浴に燃料として添加されるアルミニウム或いはケ
イ素或いはその組合せいずれかの酸化により発生
する。還元期間中、酸性酸化物成分は、アルミニ
ウム或いはケイ素がスラグから他の酸化物を還元
する為浴に添加される時発生する。 塩基性成分、即ちCaO及びMgOは、都合良く
は、存在するスラグの推定Al₂O₃及びSiO₂含有量
に対して一定の比率に従い石灰、マグネサイト或
いはドロマイトの形で浴に添加される。これら添
加剤は幾つかの部分に分割しえ、その一部乃至全
部が精錬プロセスの始めにおいて浴に添加されえ
る。例えば、3.8ポンドのドロマイトが、移行金
属中に含まれる或いは燃料乃至還元剤として使用
されるべきケイ素の単位ポンド当り添加されよ
う。現在の所、これがスラグ化学組成調整の為添
加されるベき塩基性添加剤の量を決定するべく作
業者にとつて使用しうる唯一の手段である。塩基
性酸化物はまたカルシウムのような化合物が添加
されそして酸化される時にも形成されうる。 従来からの操業様式において、スラグに供給さ
れる酸性成分は、移行金属及びスラグ化学組成に
ついての考慮とは別に、移行金属のケイ素含量及
び浴の熱所要量及び還元体所要量に主に基いてい
る。還元期間と並行して或いはその完了に際し
て、還元時のスラグ化学組成とは無関係にケイ素
に対する溶湯仕様に合うよう溶湯にケイ素を純金
属乃至合金形態で添加するのが最終仕上げ調整の
一部として一般的やり方である。従つて、最終ス
ラグ化学組成は溶湯バツチ毎に一般に変動する。 スラグ化学組成の非制御下での変動は、精錬プ
ロセス、生成物及び容器に次の有害な影響を持
つ： １ スラグ化学組成は、金属から硫黄を除去する
スラグのの能力に大きな影響を有する。従つ
て、スラグ化学組成が一貫しないと金属中に所
定の最終硫黄含量を実現する予知力が減じる。
これは、指定された硫黄含量の実現の信頼性の
低下を甘受するか或いは脱硫能力がきわめて強
いスラグの使用を必要としてその結果としてプ
ロセスに不要にコスト高或いは負担を負わせる
結果を招く。 ２ 容器耐火材ライニング、特にマグネサイト−
クロマイト耐火材の摩耗速度はスラグ化学組成
に敏感であるから、スラグ中のAl₂O₃対SiO₂比
の変化は耐火材の化学的侵食速度従つて全体的
処理コストに影響を与える。すべてのスラグ成
分のバランスを管理することによつてのみ耐火
材コストは最適化されうる。 ３ 耐火材摩耗速度が予知しえない以上、生成さ
れる鋼の化学組成もまた予知しえない態様で変
動する。マグネサイト−クロマイト耐火材が溶
解する時、それらは酸化鉄及び酸化クロムをス
ラグに付与する。耐火材摩耗から生ずるこれら
酸化物はその後還元期間において浴と反応し
て、金属相からケイ素を還元しつつ金属相中に
金属鉄及びクロムを形成する。従つて、耐火材
摩耗が予知しえない程度に応じて、鉄からのの
ケイ素損失及び金属による鉄及びクロム取込量
もまた予知しえない。 ４ スラグの粘度はその化学組成及び温度の関数
である。従つて、スラグ化学組成の非制御下で
の変動は、スラグ取扱いの容易性、スラグ−金
属混合を経ての精錬の効率及び合金回収が予知
しうる平衝水準に達する程度に悪影響を与え
る。 発明の概要 本発明に従えば、精錬プロセスの完了に際して
の浴のスラグ組成は、Ａ％アルミナ（Al₂O₃）、
Ｂ％シリカ（SiO₂）、Ｃ％CaO及びＤ％MgOから
実質成りそしてアルミナ対シリカの比率Ｘが約
0.1〜10.0の間の或る範囲内の予備選択された値
に等しいような予備選択された組成に等しくな
る。精錬完了時における予備選択されたスラグ化
学組成は、スラグ中のアルミナ対シリカの予備選
択された比率をなるたけ完全に実現し、同時に酸
化期間、還元期間及び最終調整期間の終りに対応
する所定の間隔で浴の燃料、還元及び仕様ケイ素
要件を満足するようなアルミニウム及びケイ素の
組合せを使用することにより実現される。指定添
加量は先立つて計算できそしてその添加は酸化期
間及び／或いは還元期間及び／或いは最終調整操
業に限定され、そして最適結果は、精錬プロセス
の完了時の溶湯が予備選択された組成を実現する
よう酸化期間の終り、還元期間の終り及び調整期
間の終りにおいて予備選択されたアルミナ対シリ
カ比を実現するよう各期間に対してのアルミニウ
ム及びケイ素添加量を計算することにより実現さ
れる。 或る種の極端な状況の下では、初期スラグ及び
金属組成、燃料、還元及び仕様ケイ素要件並びに
予備選択される特定のスラグ化学組成の組合せ
は、燃料、還元及び仕様ケイ素に対して選択され
たアルミニウム及びケイ素の組合せにもかかわら
ず、所望の予備選択されたスラグ化学組成を完全
に達成することを不可能としよう。例えば、精錬
容器内に移された金属が非常に多量のケイ素を含
みそして浴が追加的な燃料或いは還元添加剤をほ
とんど必要とせずそしてアルミナ対シリカの予備
選択比が非常に高い場合には、燃料としてアルミ
ニウムのみを使用しての実施でさえ、仕様ケイ素
に対する還元及び間接添加は所望の予備選択スラ
グ化学成分を達成しない。こうした極端で異常な
場合において、本発明の使用は、アルミニウム及
びケイ素使用のすべての考慮しうる組合せのうち
の予備選択された化学組成にほぼ見合うスラグ組
成を与える実施法を指定する。同じく、特に本発
明が燃料及び／或いは還元期間だけにのみ適用さ
れる時本発明の好ましさの程度の少ない具体例の
使用により予備選択されたスラグ化学組成が完全
に実現しえないこともまた起りうるわけであり、
事実起りやすい。従つて、本発明の目的に対し
て、「予備選択されたスラグ化学組成を実現する
こと」とは、所謂２スラグプロセスと関連しての
コストを招くことなく所望の予備選択されたスラ
グ化学組成になるたけ有効にスラグ化学組成を合
わせることを意味する。「２スラグプロセス」と
は、精錬容器においてそこからスラグを全て或い
は部分的に除去しそして後他の造スラグ剤を添加
することによるスラグの置換えを意味する。 広い概念において、本発明の好ましい具体例
は、酸化期間中酸素気体の吹込によるそして還元
期間中一種乃至複数種の非酸化性気体の吹込によ
る金属浴を精錬するプロセス中耐火材内張り転炉
容器内の金属浴のスラグ組成を制御し、精錬プロ
セスの終了時におけるスラグがＡ％アルミナ
（Al₂O₃）、Ｂ％シリカ（SiO₂）、Ｃ％CaO及びＤ
％MgOから実質成りそしてアルミナ対シリカの
比率「Ｘ」が予備選択値に等しい予備選択組成を
有するようになすスラグ組成制御方法であつて、 (1) 酸化期間の開始時におけるスラグ及び金属の
組成を考慮して、酸化期間の終了に際して浴中
に所望の温度上昇を与える為０％〜100％アル
ミニウム及び残部ケイ素の組合せ比率において
且つ酸化期間の終了時にアルミナ対シリカの所
望の比率Ｘを実現する相対比率において燃料と
して溶湯に添加されるべきアルミニウム及びケ
イ素の量を計算する段階と、 (2) 段階(1)において計算されたアルミニウム及び
ケイ素の燃料成分を酸化期間中の任意の時点に
おいて浴に添加しそして該燃料成分を酸化する
段階と、 (3) 段階(2)の完了時にスラグ中に存在するアルミ
ナ及びシリカの重量を計算する段階と、 (4) 段階(2)の完了時におけるスラグの組成を考慮
して、溶の実質上完全な還元をもたらす為の０
％〜100％アルミナ及び残部ケイ素の組合せ比
率で且つ還元期間の完了時におけるアルミナ対
シリカの所望の比率Ｘを実現する為の相対比率
において還元体として溶湯に添加されるべきア
ルミニウム及びケイ素の量を計算する段階と、 (5) 段階(4)において呈示された還元体の計算量を
脱炭完了後の任意の時点において浴に添加する
段階と、 (6) 浴の還元完了時においてスラグ中に存在する
アルミナ及びシリカの予想重量を計算する段階
と、 (7) 精錬プロセスの完了時における所望の溶湯仕
様に合うよう添加されるべき仕様ケイ素量を計
算する段階と、 (8) アルミナ対シリカの予想比率が還元完了時の
予備選択値Ｘに等しい場合には、段階(7)におい
て計算されたケイ素量を段階(5)と同時に或いは
段階(5)に続いて溶湯に添加する段階と、 (9) 段階(6)において計算されたアルミナ対シリカ
比率が予備選択値Ｘ未満である場合には、ケイ
素仕様に合い同時にＸの予備選択比を実現する
に必要とされる０〜100％アルミニウム及び残
部ケイ素の比率を 4Al＋3SiO₂→2Al₂O₃＋3Si の式に従つて計算する段階と、 (10) 段階(9)において計算したアルミニウム及びケ
イ素を段階(5)と同時に或いは段階(5)に続いて添
加する段階と、 (11) 段階(8)或いは(10)の使用後スラグ中に存在する
アルミナ及びシリカの予想重量を計算する段階
と、 (12) 段階(11)後に存在するアルミナ及びシリカの計
算重量並びにスラグ中に既に存在するCaO及び
MgO成分の量に基いて、予備選択されたスラ
グ化学組成を実現するようスラグに添加される
べきCaO及びMgOの量を計算する段階と、 (13) 段階(12)において計算されたCaO及びMgOを
精錬プロセス全体を通しての任意の時点におい
て溶湯に添加する段階と を包含するスラグ組成制御方法を提供する。 しばしば、与えられた溶解バツチに対する予想
CaO及び／或いはMgO所要量の一部は、金属が
精錬容器内に移される前に該容器内に予備充填さ
れる。そのような場合、本発明において計算され
たものとしてのこれら成分の総所要量は、既に装
入ずみの量分だけ差引いてCaO及びMgOの〓後
添加量を計算する。 目 的 本発明の主たる目的は、耐火材内張り転炉容器
内の浴のスラグ組成を制御する為の方法を提供す
ることである。 本発明の別の目的は、精錬プロセスの完了時に
おけるスラグが予備選択された組成を有するよう
酸素気体の好ましくは浴表面下での吹込みを利用
する精錬容器における浴のスラグ組成を制御する
為の方法を提供することである。 本発明の他の目的及び利点は以下の本発明につ
いての詳細な記載から明らかとなろう。 発明の詳細な記載 酸素気体の表面下吹込みによる精錬容器内での
溶融金属を精錬する為の従来実施法と本発明実施
法との間の比較が次の表及びに例示される：

【表】

【表】 表及びに与えられた例において、移行金属
組成は、２組の例においてケースＡ−Ｂ及びＣ−
Ｄ間で移行ケイ素含量が同程度変動すること以外
実質同等である。すべての場合に、10000ポンド
の金属が精錬されており、そして溶湯は最初
Al₂O₃、SiO₂、CaO三及びMgOを含んでいない。
還元段階で金属形態にまで還元されねばならない
酸化鉄、酸化マグネシウム或いは酸化クロムとし
て存在する他の酸化物は、15ポンドの酸素を含ん
でいる。ケイ素含有量は精錬の終りにおいて0.40
％に等しいものとして指定される。また、すべて
の場合に、浴温を400〓高めることが所望されそ
して燃料推定目的に対しては6500ポンドの耐火材
が熱反応に関与しそして実者上スラグは関与しな
いと考えられる。 表の従来実施法は、特に炭素鋼及び低合金等
級の鋼の精錬に対して、浴の酸素吹込み精錬にお
いて遭遇するスラグ化学組成についての代表的制
御不足を例示する。表におけるケースＡ−Ｄの
各々において、スラグに付加すべきCaO及び
MgOの量を計算する為の基準は、移行金属、燃
料或いは還元体におけるケイ素単位ポンド当り
3.8ポンドのドロマイトライム及び燃料或いは還
元体として添加されるアルミニウムの単位ポンド
当り2.2ポンドのドロマイトライムを添加すると
いう容認された実施法に基いている。ドロマイト
ライムは60％CaOと40％MgOとから成る。４つ
のケースＡ−Ｄのすべてにおいて、浴の熱要求を
満足させるのに同程度の温度上昇が必要とされそ
して最初のケイ素含量への補充として付加燃料要
求を満足させるのにアルミニウムが使用される。
ケースＢ及びＤにおいて、より高い移行ケイ素水
準は一層大きな燃料価を与え従つてケースＡ及び
Ｃよりアルミニウム燃料が少くてすむ。ケースＡ
及びＢはケイ素を還元の為使用する一実施例のも
のである。ケースＡ及びＢにおける移行ケイ素含
量の予想外の変動は、スラグのアルミナ含有量を
16％変動せしめ、シリカを13％、CaOを２％そし
てMgOを１％変動せしめた。スラグ化学組成に
おける同様の変動は、還元がケイ素によつてでな
くアルミニウムの添加であつて達成されるケース
Ｃ及びＤにおいても生じていることが判る。 これとは対照的に、本発明を例示する表にお
いて、スラグ化学組成が予備選択され、そして燃
料、還元体及び仕様ケイ素添加が、溶湯の還元、
発熱及び仕様ケイ素要求を満足しつつ前記予備選
択スラグ化学組成を実現するよう確立される。プ
ロセスに対する総合熱要求及び還元要素、即ち必
要とされる〓及び系の熱容量及び還元されるべき
酸素量を推定する方法は当業者に周完でありそし
て本発明の範囲外である。しかし、本発明の実施
法は浴の熱要求についての正確な推定に依存しな
い。熱要求が不正確に推定されても本発明方法が
適正に実施されるなら、生成スラグは予備選択目
標組成はまだ尚合い、そして生成ケイ素含量はケ
イ素仕様に合うが、還元時の浴は溶湯出鋼の為の
所望されざる温度にあることになろう。本発明に
従うか或いは別法によるかいずれかによつて浴温
を調節する為の修正対策が講じられねばならな
い。 表におけるケースＡ及びＢは、移行ケイ素含
量における意外な変動と無関係に、本発明が比較
的低い脱硫容量とマグネサイト−クロマイト耐火
材に対する低腐食性のスラグをいかにして実現す
るかを例示する。ケースＣ及びＤはマグネサイト
−クロマイト耐火材に対してやはり低腐食性の比
較的高い脱硫能力のあるスラグが同じケイ素変動
にもかかわらずいかにして実現されるかを例示す
る。ケースＤにおいて、最終仕上げ調整中のケイ
素仕様はケイ素及びアルミニウムの添加により適
合される。 本発明の方法において、０〜100％アルミニウ
ム及び残部ケイ素の組合せが、Ａ％Al₂O₃、Ｂ％
SiO₂、Ｃ％CaO及びＤ％MgOの予備選択された
スラグ化学組成と0.1〜10.0の間の範囲における
指定されたアルミナ対シリカ比を実現する為浴の
燃料添加及び還元両目的に使用される。精錬プロ
セスの終りにおける予備選択スラグ組成に対する
スラグ成分の各々についての最適％の選択は本発
明の範囲外である。 最終スラグ化学成分は実質上成分Al₂O₃、
SiO₂、CaO及びMgOから実質成り、そして他の
成分はすべてごく僅かの重量性しか有していな
い。従つて、上記４成分がスラグ100％に等しい
ことが本発明を例示する目的で仮定される。これ
ら４成分は、もちろん、本発明の実施から逸脱す
ることなく100％未満の総計値をもつものと仮定
されうる。 本発明のここでの記述目的に対しては精錬の燃
料添加段階が先ず行われ、続いて還元段階が行わ
れ、最後に仕上げ段階が行われるけれども、或る
金属溶解バツチを精錬する過程においてこれら３
つの段階のいずれかが一回以上行われる場合のよ
うに、これら３段階は別の順序においても起りう
る。例えば、溶解バツチは、燃料添加されそして
後還元されそして後燃料添加されそして再度還元
された後最終仕上げされうる。これら３段階の順
序変化は本発明の適用を制限せず、ここでの説明
は本発明の好ましい順序での使途に限つて行う。
従つて、本方法の第１段階は、酸化期間の開始時
における金属及びスラグの組成を考慮して酸化期
間中実施されそして酸化期間の完了に際しての浴
中の所望の温度上昇を発生する為燃料として必要
とされ且つ酸化期間の完了時においてアルミナ対
シリカ比率Ｘを実現する為の相対比率においてア
ルミニウム及びケイ素の量を計算することから成
る。本開示目的に対して、この段階を遂行するこ
とにより酸化期間の完了時におけるアルミナ対シ
リカ比率は予備選択化学組成に近づくが必ずしも
それに正確に達するとは限らないことを理解すべ
きである。これはまた還元期間に対しても云える
ことであり、従つて本発明方法は最終結果を最終
仕上げ調整の実現能力に委ねている。最終仕上げ
調整は、所望のアルミナ対シリカ比の実現を完全
とする為所定の態様で実施されねばならない。し
かし、本発明方法は、酸化期間中の燃料添加量を
計算するのに従来からの実施法の使用を許容し、
それによりスラグ化学組成の制御を還元期間と最
終仕上げ調整にのみ委ねうることを許容すること
を銘記されたい。本発明のこの改変実施例におい
て、燃料添加量は溶湯の熱的要件に見合うよう０
〜100％アルミニウム及び残部ケイ素の一定比率
の量として計算され、そして後後に述べるように
還元及び仕様ケイ素添加の為アルミニウムとケイ
素の計算された添加組合せによりスラグ化学組成
を調整する。本発明のこの改変実施例において燃
料として使用されるアルミニウム及びケイ素の比
率は、溶湯の移行ケイ素含有量或いは燃料添加必
要量とは無関係に溶湯毎に同一であり、そして燃
料段階の終りに形成されるスラグが目標化学組成
に調整されるようなものである。 本発明の範囲外の目的に対して、所望のアルミ
ナ対シリカ比とは別の値Ｘが３つの既述の処理段
階の各々に対して選択されうる。例えば、脱炭が
行われる前に燃料が添加されそして酸化される実
施法においては、スロツピング（吹出し）を回避
する為に燃料段階に対して低目のアルミナ対シリ
カ比が選択しえ、そしてより大きな脱硫を与える
為の爾後処理に対しては高目のアルミナ対シリカ
比が選択されうる。 同様に、従来の実施法は還元期間にも適用され
て、本発明方法を最終仕上げ調整単独に或いはそ
れと酸化期間との組合せに限定する。別様に述べ
るなら、本発明方法は最終仕上げ調整単動にのみ
適用すればよくまた酸化期間或いは還元期間或い
はそれらの任意の順列組合せに適用してもよい。
しかし、スラグ化学組成の制御は最終仕上げ調整
に加えて酸化期間及び還元期間中も行われること
が好ましい。 以下は、例示目的の為英単位尺度を用いて本発
明の好ましい実施態様を記載するものである： 1.1 目標化学組成はＡ％Al₂O₃、Ｂ％SiO₂、Ｃ％
CaO及びＤ％MgOであり、この場合Ａ＋Ｂ＋
Ｃ＋Ｄ＝100％そしてＢ／Ａ＝Ｘ＝0.1〜10.0の
範囲の値である。 1.2 酸化期間中の溶湯の熱要件を満すに必要な
アルミニウムを燃料及びケイ素燃料の重量を計
算しそして次のようにしてAl₂O₃対SiO₂の比Ｘ
を実現する： (a) 溶湯の燃料添加により発生されるべきアル
ミナの所望ポンド数は次の２つの式の少ない
方により与えられる： (i) AF＝Ｘ・（Ｈ／K₁＋SP₁）−AP₁／１＋K₂／K
₁・Ｘ (ii) AF＝Ｈ／K₂ ここで、AFは、アルミニウム燃料添加に
より発生するアルミナポンド単位での重量で
ある； SP₁は、燃料添加前の酸化期間においてス
ラグ中に存在するSiO₂の重量である。これ
は、（移行された金属中で精錬容器に導入さ
れたケイ素の重量＋添加合金から導入される
ケイ素の重量）×60/28＋容器内に移行される
僅かのスラグを経て容器に導入されるシリカ
の重量に等しい； AP₁は、燃料添加前の酸化期間においてス
ラグ中に存在するAl₂O₃の重量である。これ
は、装入金属或いは添加剤のいずれか一部と
して容器に導入されたアルミニウムの重量×
１０２／５４＋移行スラグを経由して容器内に装入
されるアルミナの重量に等しい； Ｈは、〓単位で必要とされる温度上昇×熱
バランスに関与する金属、スラグ及び耐火材
のトン単位有効重量に等しい。所要温度の計
算は、目標出鋼温度を実現する為容器内で精
錬の始めから終了まで溶湯が加熱されねばな
らない〓、この期間中見込まれる〓単位での
熱損失及び合金添加材であれクラツクス添加
物であれ容器内で為される添加物すべてから
の〓単位での溶湯への冷却効果を考慮する； K₁は、次の反応において発生する、 熱バランスに関与する系の１トンに対して
発生するシリカ単位ポンド当りの〓単位で与
えられる熱である： Si（固体、70〓）＋O₂（気体、70〓）＝
SiO₂（固体、浴温）； K₂は次の反応によつて発生する、熱バラ
ンスに関与する系の１トンに対して発生する
アルミナの単位ポンド当りの〓で与えられる
熱である： 2Al（固体、70〓）＋3/2O₂（気体、70〓）＝
Al₂O₃（スラグ、浴温）； K₁及びK₂は定数であり、好ましい値はそ
れぞれ14及び15.9である； (b) ひとたびAPが計算されると、添加される
べきアルミニウム燃料のポンド数はAF×54/
１０２−金属中に既に存在するアルミニウムの
ポンド数に等しい； (c) 溶湯に燃料添加することにより発生される
べきポンド単位でのシリカの量は次式により
与えられる： SF＝Ｈ−K₂・AF／K₁ ここでSFはケイ素燃料添加により生成するシ
リカのポンド単位での重量である； (d) ひとたびＦが計算されると、添加されるべ
きケイ素燃料のポンド数はSF×28/60−金属
中に既に存在するケイ素ポンド数に等しい。 1.3 アルミニウム及びケイ素の計算された添加
量が燃料成分を酸化する為の酸化期間中の任意
の時点で燃料成分として溶湯に添加される。 2.0 本プロセスの第２段階は、酸化期間の完了
時におけるスラグの組成を考慮して、完全な還
元を実質上達成しそして還元後のスラグ中のア
ルミナ対シリカの所望比Ｘを達成する為浴の還
元により発生されるアルミナ及びシリカの量を
計算することと関与する。本開示の目的の為
に、Fe、Mn及びCrの酸化物がこれらの元素の
金属形態を与えるよう実質上還元される時に還
元は実質上完了する。これは好ましくは次のよ
うにして計算される： 2.1 酸化期間が AP₂＝AP₁＋AF SP₂＝SP₁＋SF に基いて完了した後スラグ中に存在するアルミ
ナポンド数AP₂とシリカポンド数SP₂を計算す
る。 2.2 浴を還元しそしてＸのAl₂O₃対SiO₂比を実現
するに必要とされるアルミニウム及びケイ素の
重量を計算する。還元中発生されるべきアルミ
ナの所望ポンド数は次の２つの式の少ない方に
より与えられる： (i) AR＝Ｘ・（Ｐ／K₃＋SP₂）−AP₂／１＋K₄／K
₃・Ｘ (ii) AF＝Ｒ／K₄ ここで、Ｒは、アルミニウム及びケイ素の
組合せにより減少されることになるスラグ中
の酸素のポンド数に等しい。これは、処理中
溶湯に添加された酸素総ポンド数からアルミ
ニウム、ケイ素或いは炭素を酸化する酸素の
ポンド数を推定することにより計算される。 K₃はスラグ中に１ポンドのシリカが形成
される時減少する酸素ポンド数である。K₃
の好ましい値は32/60である。 K₄は１ポンドのアルミナが形成される時
減少する酸素のポンド数である。K₄の好ま
しい値は48/102である。 2.3 還元体として使用されるべきアルミニウム
のポンド数はSRはAR×54/102に等しい。 2.4 還元中発生するシリカのポンド数SRは次式
により与えられる： SR＝Ｒ−K₄・AR／K₃ 2.5 還元体として使用されるべきケイ素のポン
ド数はSR×28×60に等しい。 2.6 脱炭後の時点において溶湯の実質上完全な
還元を確立する為還元体として使用の為のアル
ミニウム及びケイ素の計算量を添加する。 3.0 本方法の第３段階は、仕様ケイ素添加に先
立つてスラグ中に存在するアルミナ及びシリカ
の量を考慮して、金属中の指定ケイ素含量を与
えそして仕様ケイ素の添加後スラグ中のアルミ
ナ対シリカの所望比を実現する為仕様シリカ添
加の形によつてスラグから還元されるべきシリ
カ及び発生されるべきアルミナの量を計算する
ことと関与する。この段階が最終仕上げ調整で
あり、これは本発明に従えば２つの別々の考慮
を必要とする。仕様ケイ素が添加される前にア
ルミナ対シリカの比率が所望の比Ｘに等しい場
合には、溶湯へのケイ素の添加によつてだけ仕
様ケイ素に合せられうる。しかし、もしアルミ
ナ対シリカの比率が予備選択値Ｘ未満である場
合には、プロセスの完了時における仕様ケイ素
含量は従来実施法におけるような溶湯へのケイ
素の添加によつては満されず、ケイ素とアルミ
ニウムの組合せによつて満される。シリカの含
有スラグと混合される時アルミニウム添加物は
次の反応に従つて反応しよう： 4Al（％、金属）＋3SiO₂（スラグ）→ 3Si（％、金属）＋2Al₂O₃（スラグ） 上記反応は、添加アルミニウムをしてスラグ中
にAl₂O₃を形成せしめ同時に金属に対して指定ケ
イ素含量を提供しそしてスラグのSiO₂含有量を
低減し、差引きの効果としてアルミナ対シリカの
比率が増大する。 ケイ素として直接そしてアルミナとして間接的
に添加されるべき仕様ケイ素の量を計算する好ま
しい方法は次の通りである： 3.1 還元段階スラグ中に存在するアルミナとシ
リカのポンド数AP₃及びSP₃を次のようにして
計算する： AP₃＝AP₂＋AR SP₃＝SP₂＋SR； 3.2 金属に仕様ケイ素を与える為スラグ中に発
生されるべきアルミナのポンド数を次の２つの
式の小さい方を選択することにより計算する： (i) AS＝Ｘ・SP₃−AP₃／１＋K₆／K₅・Ｘ (ii) AS＝Ｓ／K₆ ここで、ASは仕様ケイ素を間接的に提供
する為アルミニウムの添加の結果としてスラ
グ中のアルミナのポンド単位での重量であ
る； Ｓは従来実施法に従つて計算される金属中
の仕様ケイ素含有量を満すに必要とされるケ
イ素の総ポンド数である； K₅はスラグからシリカ１ポンドの還元に
よつて金属中に発生するケイ素のポンド数で
ある。 K₅は好ましくは28/60に等しい； K₆は間接ケイ素添加から生成するアルミ
ナ単位ポンド当りの金属中に生成するケイ素
のポンド数である 4Al＋3SiO₂→2Al₂O₃＋3Si K₆は好ましくは7/17に等しい。 3.3 仕様ケイ素に対する間接添加において使用
されるべきアルミニウムのポンド数はAS×
54／102に等しい。 3.4 仕様ケイ素添加により生成するシリカポン
ド数SSは次式により与えられる： SS＝−K₆／K₅・AS （SSはシリカが還元されていることを示す負
の量であることを銘記されたい） 3.5 仕様ケイ素に対する直接添加物として使用
されるべきケイ素のポンド数は次の式により与
えられる。 PS＝添加されるべきケイ素のポンド数 ＝Ｓ＋28／60・SS （SSは負の数であるから添加されるべきケイ
素のポンド数「PS」は必要とされる総ポンド
数Ｓより小さいことを銘記されたい） 3.6 脱炭が完了した後の任意の時点で3.3及び3.5
に計算したようにしてアルミナを発生しそして
シリカを還元する為に溶湯にアルミニウムとケ
イ素の組合せを添加する。 3.7 プロセスの段階3.6の完了に際してスラグ中
のアルミナの総ポンド数AP₄及びシリカの総ポ
ンンド数SP₄を次のようにして計算する： AP₄＝AP₃＋AS SP₄＋SP₃＋SS 4.0 ケイ素仕様調整に続いてアルミナ及びシリ
カの計算された重量に基いてＡ％アルミナ、Ｂ
％シリカ、Ｃ％CaO及びＤ％MgOの予備選択
されたスラグ組成を実現する為にスラグに添加
されるべきCaO及びMgOの量を計算する。所
望のスラグ化学組成を実現する為スラグに添加
されるべきCaO及びMgOのポンド数に対する
好ましい計算は次の通りである： ポンド数 CaO＝Ｃ／Ａ＋Ｂ×（AP₄＋SP₄）−CP ポンド数 MgO＝Ｄ／Ａ＋Ｂ×（AP₄＋SP₄）− MP ここでＡ、Ｂ、Ｃ及びＤは、予備選択された
％でありそしてCP及びMPはスラグ中に既に
存在するCaO及びMgOそれぞれのポンド数で
ある。スラグ中のCaO及びMgOの所要量を与
える為に添加されるべき石灰、ドロマイト及び
マグネサイトの計算は従来通りであり従つて本
発明の範囲外である。 4.1 段階４におけるCaO及びMgOの計算ポンド
量が精錬プロセスにおける任意の時点で溶湯に
添加しえそして複数回にわけての添加をも含み
うる。 本方法の上記段階１−４は既知の移行溶湯に対
する精錬操作に先立つて計算されうるしまた計算
がコンピユータを利用して行いうることも当業者
には理解されるはずである。作業者はプロセスの
段階１−４に呈示されるような適宜の時点におい
てアルミニウム及びケイ素の予備計算添加量を溶
湯に添加しさえすればよい。 予備選択された化学組成のスラグを形成し同時
に溶湯の熱、還元及び仕様ケイ素添加要件を満足
させるという原理は、燃料添加、還元及び仕様ケ
イ素添加の３つの個別の段階において使用され、
ここではアルミニウム及びケイ素の添加が溶湯に
対して相互交換的に為されて、スラグ中に発生し
つつある或いはスラグから還元されつつあるアル
ミナ及び／或いはシリカの計算された組合せをも
たらす。添加剤としてアルミニウム及びケイ素を
組合せる為のこれら段階のうちの３つの各々が本
発明の新規な部分である。本発明の好ましい具体
例は、３つの段階の各々において計算された組合
せでアルミニウム及びケイ素を添加することであ
る。しかし、アルミニウム及びケイ素の計算され
た添加を為すのに３つの段階のうちの１つ乃至２
つを使用し、同時にそれらの添加の残りの段階に
おいてアルミニウム及びケイ素の組合せを計算す
るのに本発明に含まれない従来からの或いは他の
方法を使用することにより本発明の利益を全面的
に或いは実質的に得ることが出来る。 例えば、予備選択された化学組成のスラグを得
る為に、最初のスラグ及び金属化学組成或いは総
燃料要件とは無関係に燃料として一定比率のアル
ミニウム及びケイ素を添加して、燃料要件に甲格
するが予備選択されたスラグ化学組成或いは所望
のアルミナ対シリカ比を必ずしも実現しないよう
になすことも可能であろう。燃料添加の終りにお
ける生成スラグはその後、還元及び仕様ケイ素添
加において添加されるアルミニウム及びケイ素の
組合せを計算する為の本発明において記載した方
法を使用することにより、爾後精錬中予備選択さ
れたスラグ化学組成を実現するよう調整されう
る。 同様に、ある与えられた溶湯の還元要件は、あ
らかじめ計算できそしてアルミニウム及びケイ素
の一定比の組合せにより満足され、この場合一定
比の値は本発明により計算されない。その後、ス
ラグ化学組成への還元添加物の化学的作用を見込
んで、本発明に従つてスラグを予備選択化学組成
に調整するようにアルミニウム及びケイ素の燃料
及び仕様ケイ素組合せが為される。出発条件、予
備選択スラグ化学組成並びに還元及び熱要件の多
くの場合において、燃料添加及び還元期間への本
発明の応用は間接的アルミニウム添加物の使用な
く仕様ケイ素を与える為従来からのケイ素添加を
許容することが期待される。或る種の場合に燃料
添加、還元或いは仕様ケイ素に対する添加すべき
アルミニウム及びケイ素の組合せを計算するのに
本発明の一段階のみの使用は予備選択スラグ化学
組成にスラグを調整しそして３つの段階の他の２
つにおいて使用されるアルミニウム及びケイ素の
組合せに対して本発明に含まれない方法の使用に
対処するに充分である可能性もある。 一例として、与えられた10トンの金属溶解バツ
チが、30％SiO₂、10％Al₂O₃、50％CaO及び10％
MgOから成らスラグ100ポンドと共に転炉容器に
移行された。金属中には10ポンドのケイ素が含ま
れた。この実施において、還元は等量のアルミニ
ウム及びケイ素により達成された。この溶解バツ
チにおいて、還元を達成するのに５ポンドのアル
ミニウムと５ポンドのケイ素の添加物が添加され
るよう浴から10ポンドの酸素が還元されねばなら
ないものと見込まれる。この実施例において、仕
様ケイ素は常にフエロシリコン合金の形で添加さ
れ、これはスラグ化学組成に影響を与えない。こ
の例において、化学量論関係を使用して、スラグ
が63ポンドのSiO₂（移行スラグからの30ポンド、
移行ケイ素の酸化からの21ポンド、及び還元ケイ
素添加物からの11ポンド）、19ポンドのAl₂O₃（移
行スラグから10ポンドと還元Al添加物からの９
ポンド）、50ポンドのCaO及び10ポンドのMgO
（両方とも移行スラグから）を含むものと推定し
うる。この溶解バツチにおいて、10トンの金属、
0.05トンのスラグ及び推定3.95トンの耐火材が燃
料により200〓加熱されねばならずそして24％
Al₂O₃、16％SiO₂、40％CaO及び20％MgOの予
備選択スラグ化学組成が所望されそして1.5に等
しいAl₂O₃対SiO₂の所望比率を与える。本発明を
使用して、燃料として添加されるべきアルミニウ
ム及びケイ素の組合せは熱必要量を満すと同時に
予備選択スラグ化学組成を実現する為に計算しう
る。本記載に従えば、総計熱所要量Ｈは200〓×
14トン即ち2800に等しい。移行金属及びスラグ並
びに還元反応から発生する、AP₁及びSP₁の値と
してのアルミナ及びシリカの見込みポンド数を使
用して、修正燃料添加物は74ポンドのアルミニウ
ムと20ポンドのケイ素であり、これはスラグ中に
139ポンドのアルミナと42ポンドのシリカを発生
する。すべての処理の結果としてのスラグの総計
アルミナ及びシリカ含量はそれぞれ158ポンド及
び105ポンドであり、従つて1.5の所望のアルミナ
対シリカ比を実現する。CaO及びMgO添加は213
ポンドCaO及び111ポンドMgOであり、予備選択
化学組成のスラグ657ポンドを与える。