低磷铁水的制造方法

专利名称：低磷铁水的制造方法
技术领域：
本发明涉及利用进行铁水预处理的脱磷处理，有效地制造低磷铁水的方法。
背景技术：
以往代替转炉法广泛使用在炼铁阶段进行脱磷处理的铁水预处理法。这是因为脱磷反应的精炼温度越低，热力学上越容易进行，可以用更少的精炼剂进行脱磷处理。
一般在铁水预处理中，首先在铁水中添加氧化铁等固体氧源进行脱硅处理，在把此脱硅处理中产生的炉渣去除后，添加精炼剂进行脱磷处理。一般作为脱磷处理的精炼剂使用石灰等的CaO系精炼剂，作为氧源使用固体氧源(氧化铁等)和气体氧。此外作为处理容器，使用混铁炉式铁水罐车、铁水包(装料包)、转炉型容器等。此外广泛使用促进CaO系精炼剂渣化的CaF2(萤石)。
作为现有技术的脱磷处理条件，例如特开平7-70626号发表了炉渣的碱度在0.6以上2.5以下、处理结束温度在1250℃以上1400℃以下、底吹搅拌动力1.0kg/吨铁水以上、给氧速度2.5Nm3/吨铁水以上的条件。在此技术中，关于炉渣碱度定在2.5以下的原因，是因为在此之上的碱度使炉渣的流动性恶化，所以必须在不利于脱磷的高温下进行处理。此外在2.5以下的话，炉渣碱度越高越容易进行脱磷。
此外在特开平8-311523号中发表了通过顶吹枪对转炉型容器内的铁水喷吹CaO粉和0.7～2.0Nm3/min/吨铁水的氧，同时从转炉型容器的炉底或侧壁喷吹0.05～0.30Nm3/min/吨铁水的搅拌用气体的方法，采用此方法的话，利用控制适当的顶吹底吹的供氧量，实现使炉渣迅速生成(CaO渣化)和控制炉渣中FeO的浓度适当，可以有效的进行脱磷处理。
以上述特开平7-70626号和特开平8-311523号为主的现有铁水脱磷精炼技术是以按照用脱磷平衡方程式分析判断，处理后的炉渣均匀熔融，炉渣—金属接近平衡为前题。因此炉渣的脱磷能力(磷分配Lp＝质量％(P)/质量％[P]，质量％(P)炉渣中的P浓度，质量％[P]金属中的P浓度)和炉渣量也由这样的前题决定后进行操作。
炉渣的磷分配Lp与炉渣的碱度有关，炉渣碱度越高磷分配Lp越高。但是要考虑到以往炉渣碱度高的话，炉渣的流动性恶化，成为不利于脱磷的条件。另一方面由于炉渣碱度低的话磷分配Lp变低，必须多添加石灰(根据需要也添加SiO2源)，使炉渣量增加。
从上述可以看出，在现有技术中为了确保规定的磷分配Lp，要设定必要的碱度，在此炉渣碱度下确定要达到目标的P含量需要的碱度，并添加精炼剂，但是从与炉渣流动性的关系看不能使炉渣碱度提得那么高，所以对含Si量在0.2质量％左右的铁水在一般脱磷处理中按40～50kg/吨铁水左右的炉渣量(处理后的炉渣量)进行操作。例如在上述特开平8-311523号中CaO(精炼剂)的装入量根据进行脱磷处理的铁水中的P含量确定，处理前P含量在一般水平的0.10质量％左右的情况下，大体装入20kg/吨铁水的CaO，而脱磷精炼中在精炼容器中的炉渣是由上述装入CaO生成的炉渣部分，再加上铁水脱硅反应生成的SiO2部分、脱磷反应生成的P2O5部分、从其他的铁水成分产生的炉渣部分(FeO、MnO等)、从上工序带来的炉渣部分、炉体熔融损失产生的炉渣部分(Al2O3、MgO等)、原来附着在炉体上的炉渣部分、装入废料带入的炉渣部分、从添加矿石等产生的炉渣部分等构成，一般它的总量(处理后的炉渣量)是装入CaO量的2～2.5倍左右，所以在上述装入20kg/吨铁水左右的CaO的情况下，处理后的炉渣量必然达到40～50kg/吨铁水左右。
近年来从环境保护等观点考虑，在以脱磷工序为主的精炼工序中，要求尽量减少生成的炉渣量，但是用上述现有技术减少炉渣量是有限度的，因此不能充分应对减少炉渣生成量的要求。
此外对于为促进精炼剂渣化而添加的CaF2，近年来考虑到F对环境的影响，即使在钢的精炼中也要求尽量减少CaF2的使用量，因此试图用添加CaF2来提高脱磷效率也受到了限制。

发明内容
本发明的目的是提供不大量添加CaF2，而且用少量的精炼剂添加量就可以有效进行脱磷处理，由此可以尽量减少炉渣生成量的低磷铁水的制造方法。
在铁水脱磷精炼中，对铁水添加氧源和作为CaO源的精炼剂，作为氧源的供给方法，从抑制温度降低而且可以有效促进FeO生成方面看，适合使用从顶吹枪向铁水液面喷吹氧气的方法。采用这样的供氧的方法，在精炼容器内利用氧气的能量挤压炉渣，分成了露出液面(铁水液面)部分和除此之外由炉渣覆盖的液面部分，在精炼容器内的炉渣存在状态不是均匀的。因此本发明人不按照在精炼容器内使炉渣保持均匀熔融状态的现有的考虑问题的方法，对在少量精炼剂添加量的状态下可以稳定在高的脱磷效率的脱磷方法进行了研究，其结果发现在使处理后的炉渣量比现有技术低得多的条件下，进而优选使处理前的铁水中Si含量在规定水平以下的条件下，通过使氧气和精炼剂以特定的方式提供给铁水液面，与现有使炉渣均匀熔融的考虑方法相反，利用炉渣不均匀的熔融的状态，可以非常有效地进行脱磷精炼。
本发明的低磷铁水的制造方法，就是以这样的认识为基础的，在装有铁水的容器内添加氧源和作为CaO源的精炼剂，通过进行作为铁水预处理的脱磷处理制造低磷铁水的方法中，其特征是通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气和至少一部分精炼剂而进行脱磷处理，同时使处理后炉渣量在30kg/吨铁水以下。此外更希望使处理后炉渣量在20kg/吨铁水以下，最好在10kg/吨铁水以下。采用此发明的方法，利用在喷吹氧气的铁水液面区域的直接脱磷反应和在它的外侧区域的固定以固相为主的炉渣的P固定的机理，不添加大量的CaF2而且添加少量的精炼剂，就可以有效地进行脱磷处理。
要使本发明的效果更有成效，希望对低Si铁水进行脱磷处理。也就是希望对Si含量在0.15质量％以下，希望在0.07质量％以下、最好在0.03质量％以下的铁水进行脱磷处理，这样给予使利用上述机理稳定产生脱磷反应的最合适的条件。
作为从顶吹枪向铁水液面添加精炼剂的方式，希望是从顶吹枪提供的精炼剂中的至少一部分，喷吹到喷吹氧气的铁水液面，更希望从顶吹枪提供的精炼剂中的至少一部分，喷吹到喷吹氧气而在铁水液面生成的火点上。此外，最好使精炼剂中的至少一部分，把氧气作为载体气体喷吹到铁水液面。这样，由于提供氧气在生成大量FeO的铁水液面区域使精炼剂有效渣化，能有效促进脱磷反应。
本发明中在使CaF2的添加量在2kg/吨铁水以下或实质上不添加CaF2的条件下，能有效地进行脱磷处理。
本发明中希望把P含量在0.10质量％以上的铁水脱磷精炼到粗钢要求的P含量(钢的成分标准值)以下，更希望脱磷处理后的铁水中P含量在0.01质量％以下。这样，可以在继续进行的转炉吹炼中实质上不用造渣材料，实质上仅进行脱碳精炼。
在本发明中在以上基本条件下，可以采用下述各种理想的实施方式。
在第1实施方式中，进行脱磷处理，要使向铁水液面喷吹的精炼剂的CaO换算的供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹的氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)满足下述(1)式，希望是满足下述(2)式。这样，由于供给氧气造成的FeO生成量和供给的CaO量得到适当的平衡，可以得到更高的脱磷效率。
0.3≤A/B≤7……(1)1.2≤A/B≤2.5……(2)在第2实施方式中，作为装入铁水的容器使用铁水包型或混铁炉式铁水罐车型的容器，通过顶吹枪把氧气和至少一部分精炼剂喷吹到铁水液面，同时通过浸入枪和/或喷吹喷嘴把含粉末的气体喷吹到铁水中进行脱磷处理。这样，在使用铁水包型或混铁炉式铁水罐车型的容器的脱磷处理中，铁水可以得到适当的搅拌，可以得到更高的脱磷效率。
在此第2实施方式中，通过浸入枪和/或喷吹喷嘴向铁水中喷吹的粉末希望是精炼剂的一部分，此外，通过顶吹枪向铁水液面喷吹的氧气量希望在0.7Nm3/min/吨铁水以下。再有希望使在脱磷处理中添加的精炼剂量的80质量％以上通过顶吹枪喷吹到铁水液面进行有效的处理。此外，在把实质上精炼剂总量通过顶吹枪喷吹到铁水液面和通过浸入枪和/或喷吹喷嘴向铁水中喷吹进行添加的情况下，希望通过顶吹枪的精炼剂添加量占精炼剂总添加量的20～80质量％，这样可以使向铁水液面喷吹精炼剂的效果和通过向铁水中喷吹造成铁水搅拌的效果得到很好的平衡。
在第3实施方式中，向铁水液面喷吹的精炼剂供给速度和供给氧气的速度按满足下述(3)式和(4)式的条件进行脱磷处理。这样在脱磷处理后期不添加不必要量的精炼剂，可以进行添加最小需要量的精炼剂的处理，所以可以以少量的精炼剂添加量进行有效的脱磷处理。
(C1/D1)＞(C2/D2)……(3)C1＞C2……(4)其中C1脱磷处理前期的CaO换算的精炼剂供给速度的平均值(kg/min/吨铁水)C2脱磷处理后期的CaO换算的精炼剂供给速度的平均值(kg/min/吨铁水)D1脱磷处理前期的氧气供给速度的平均值(Nm3/min/吨铁水)D2脱磷处理后期的氧气供给速度的平均值(Nm3/min/吨铁水)在此第3实施方式中，在脱磷处理期间，可以使CaO换算的精炼剂供给速度和氧气供给速度连续性和/或阶段性改变。
在第4实施方式中，对Si含量在0.15质量％以下的铁水，通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气和至少一部分精炼剂进行脱磷处理，同时在此脱磷处理中作为精炼剂添加用下述(5)式求出的石灰量Wcao-P(kg/吨铁水)和用下述(6)式求出的石灰量Wcao-Si(kg/吨铁水)的累加量的石灰。这样可以以最低需要限度的精炼剂添加量进行有效的脱磷处理。
Wcao-P＝(铁水[P]-目标[P])×(10/62)×56×3/ηcao…(5)其中，铁水[P]脱磷处理前的铁水中的P浓度(质量％)目标[P]作为目标的脱磷处理后的铁水中的P浓度(质量％)ηcao(石灰效率)＝0.5～1Wcao-Si＝铁水[Si]×(10/28)×56×2…(6)其中，铁水[Si]脱磷处理前的铁水中的Si浓度(质量％)在第4实施方式中，希望石灰量Wcao-P(其中，用ηcao＝1求出的Wcao-P)的80质量％以上的石灰通过顶吹枪喷吹到铁水液面，进行有效的处理。此外，作为相当于石灰量Wcao-Si的精炼剂，可以从含有石灰粉、块状生石灰、块状石灰石、未反应CaO的炼铁炉渣中选择1种以上使用。
在第5实施方式中，控制由下述(7)式定义的利用喷吹氧气或喷吹以氧气作为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生凹陷深度L为200～500mm。这样使向反应区的火点提供氧气的形态适宜，可以添加少量精炼剂进行更有效的脱磷处理。
L＝L0×exp{(-0.78×LH)/L0}……(7)L0＝63×{(F02/n)/dt}2/3其中LH顶吹枪的枪的高度(mm)F02通过顶吹枪提供氧气的速度(Nm3/hr)n顶吹枪的喷嘴孔数dt顶吹枪的喷嘴孔径(mm)(其中多个喷嘴孔的喷嘴孔径不同的情况下为全部喷嘴孔的平均孔径)在第6实施方式中，对Si含量在0.15质量％以下的铁水，在使CaF2的添加量在1kg/吨铁水以下或实质上不添加CaF2的条件下，通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气和至少一部分精炼剂进行脱磷处理，同时使脱磷处理结束时的铁水温度为1360℃～1450℃。这样，即使在高温处理中也能有效地进行脱磷处理，可以充分保证后工序的余热。
在第7实施方式中，向提供氧气的铁水液面区域提供因化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质。这样，可以不妨碍精炼剂的渣化，可以抑制提供氧气的铁水液面区域的温度升高，因此可以得到更高的脱磷效率。
在此第7实施方式中，希望把至少有一部分因化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质，提供给因通过喷吹氧气在铁水液面上产生的火点。作为因化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质，希望从二氧化碳、水蒸气、氮氧化物、金属碳酸盐、金属氢氧化物中选择1种以上，特别希望从因热分解产生CO2或H2O的金属碳酸盐、因热分解产生CO2或H2O的金属氢氧化物中选择1种以上。另外，其中特别优选从CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2中选择的1种以上。
此外，在此第7实施方式中，代替作为CaO源的精炼剂的一部分或全部，可以从作为精炼剂生成物而且因化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量物质的CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2中选择1种以上，提供给被提供氧气的铁水液面区域。在此实施方式中，希望从CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2中选择的1种以上的物质中至少有一部分通过喷吹氧气提供给铁水液面上产生的火点。
以上所述的本发明方法的第1～第7实施方式可以分别单独实施，也可以把2个以上实施方式的条件任意组合进行实施，组合的条件越多，本发明方法的效果越好。


图1为表示脱磷处理后的炉渣量和铁水中P含量关系的图。
图2为表示脱磷处理前的铁水中Si含量和脱磷处理后的炉渣量关系的图。
图3为表示使用转炉型容器的本发明方法的一个实施情况的说明图。
图4为表示在本发明方法的第2实施方式中，通过顶吹枪的添加精炼剂量相对于添加精炼剂总量的比例和需要的石灰量关系的图。
图5为表示在本发明方法的第2实施方式中，在把全部精炼剂通过顶吹枪向铁水液面喷吹和通过浸入枪和/或喷吹喷嘴向铁水中喷吹添加的情况下，通过顶吹枪的精炼剂添加量相对于精炼剂总添加量的比例和脱磷率关系的图。
图6为表示本发明方法的第2实施方式的实施情况的一个示例的说明图。
图7为表示对于本发明方法的第3实施方式和现有方法，为了使脱磷处理后的铁水中P含量为0.012质量％，需要的CaO单耗和脱磷效率关系的图。
图8为表示对于本发明方法的第4实施方式和现有方法，铁水中Si含量和需要石灰量关系的图。
图9为表示对于本发明方法的第4实施方式和现有方法，脱磷用需要的石灰量和石灰效率ηcao与脱磷处理后铁水中P含量关系的图。
图10为表示在本发明方法的第4实施方式中，从顶吹枪向铁水液面喷吹的石灰量X和脱磷用的石灰量Wcao-P之比X/Wcao-P与脱磷处理后铁水中P含量关系的图。
图11为表示在本发明方法的第5实施方式中，利用喷吹氧气或喷吹以氧气作为载体气体的精炼剂而在铁水液面产生的凹陷深度L和脱磷效率以及脱磷处理后的铁水中P含量关系的图。
图12为表示在本发明方法的第6实施方式中，不添加的CaF2的脱磷处理中的铁水中Si含量以及脱磷处理后的铁水温度和脱磷石灰效率关系的图。
图13为表示在本发明方法的第6实施方式中，脱磷处理后的铁水温度为1360～1450℃的脱磷处理的CaF2添加量与脱磷石灰效率关系的图。
图14为表示在本发明方法的第7实施方式中，用顶吹枪把氧气、精炼剂和吸热物质向铁水液面的提供方式示例的说明图。
图15为示意表示在用转炉型容器的现有方法和本发明方法中，出铁开始时的炉渣/金属状态的说明图。
图16为示意表示在用转炉型容器的现有方法和本发明方法中，出铁末期的出铁口附近的炉渣/金属状态的说明图。
图17为表示本发明方法的第1实施方式的实施例中的氧气供给速度A和CaO系精炼剂的供给速度B之比A/B与脱磷处理后铁水中P含量关系的图。
具体实施例方式
以往认识的的铁水脱磷机理是，添加在精炼容器内的CaO与因提供氧而生成的SiO2、FeO反应后成为熔融体，生成CaO-SiO2-FeO系均匀且具有高脱磷能力的炉渣，通过此炉渣与铁水中P的反应进行铁水脱磷。以这样的脱磷机理作为前题，考虑上述那样的炉渣的流动性和脱磷能力来确定炉渣的碱度，同时确定在此炉渣碱度下要达到目标P所需要的炉渣量。与此相反，本发明人发现，在与现有技术相比，使处理后的炉渣量有相当程度降低的条件下，进而希望使处理前的铁水中Si含量在规定水平以下的条件下，利用使氧气和精炼剂通过顶吹枪喷吹到铁水液面的处理方法，根据与现有技术完全不同的机理，可以进行非常有效的脱磷精炼。
下面，对以这样的认识为基础的本发明的详细内容和优选的实施方式进行说明。
在本发明方法中，利用向装入铁水的容器(精炼容器)内添加氧源和作为CaO源的精炼剂，进行作为铁水预处理的脱磷处理，来制造低磷铁水时，通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气和至少一部分精炼剂，进行脱磷处理。通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气后，由于与液面冲击的氧气生成大量FeO，成为非常有利于促进精炼剂渣化的条件，利用通过顶吹枪直接把精炼剂提供到大量生成FeO的区域，可以有效促进精炼剂(CaO)的渣化。
此外，用顶吹枪向铁水液面喷吹氧气和精炼剂，也可以使用氧气以外的载体气体(例如N2、Ar等惰性气体)向铁水液面喷吹精炼剂，即使在这种情况下也希望把精炼剂的一部分或全部喷吹到被提供(喷吹)氧气的的铁水液面区域。这是因为被提供氧气的铁水液面区域是由于供给的氧而生成FeO的部位，通过向这样的液面区域直接添加CaO，可以有效促进CaO的渣化，同时CaO和FeO的接触效率也变高。此外，在提供氧气的铁水液面区域中，最好使精炼剂提供到由于顶吹氧气而产生的称为“火点”的区域。此火点是氧气的气体喷流冲击形成的最高温度的铁水液面区域，由于是氧气造成的氧化反应集中而且氧气的气体喷流造成搅拌的区域，所以可以说是能得到提供CaO的效果最显著的区域。此外，在这个意义上说，用于把精炼剂喷吹到铁水液面上的载体气体希望使用氧气，在这种情况下，通过把氧气和精炼剂一起喷吹到铁水液面，使精炼剂直接供给到火点，其结果，在铁水液面的CaO和FeO接触的效率大幅度提高。
在本发明方法中，这样的添加氧气和精炼剂的方式中，是利用以下的基本原理使脱磷反应有效进行为目标。
即，对于以最佳状态提供有氧气的铁水液面区域(希望是火点)，通过顶吹枪喷吹精炼剂(CaO)时，该CaO迅速与在火点生成的FeO反应而熔融(渣化)，形成CaO-FeO系的熔融体。形成的CaO-FeO系的熔融体，由于氧气的动能从以火点为中心的供给有氧气的铁水液面区域被挤向其四周氧势能低的区域，首先与铁水中的Si反应，FeO被还原，对应于处理前的铁水中Si含量，形成2CaO·SiO2等稳定的固相。此外由于上述的反应使铁水中的Si含量有一定程度的降低后，CaO-FeO系的熔融体开始与磷反应，形成称为3CaO·P2O5的同样稳定的固相。其结果随脱磷处理的进行生成、从以火点为中心的被供给氧气的铁水液面区域被顺序挤向其外侧区域的炉渣的相当量(或是大部分)成为2CaO·SiO2、3CaO·P2O5的稳定的固相存在。由于这样生成的固相炉渣非常稳定，即使炉渣碱度低也不会再熔融。利用这样在以火点为中心的区域中直接进行脱磷反应和被挤向其外侧的炉渣以固相为主的状态存在，添加少量的精炼剂就可以进行有效的脱磷。
这样在本发明的方法中，着眼于利用在以火点为中心的铁水液面区域中直接的脱磷反应和在其外侧区域用以固相为主的炉渣的P固定的机理，有效进行脱磷反应，仅单独用向铁水液面喷吹氧气和精炼剂，不能稳定实现利用上述机理的脱磷反应。也就是为了稳定实现利用上述机理的脱磷反应，要采用上述的氧气和精炼剂特定的供给方式的基础上，要在足够少的炉渣量的情况下进行处理，具体说要使处理后的炉渣量在30kg/吨铁水以下，希望在20kg/吨铁水以下，最好在10kg/吨铁水以下。此外从相同的观点考虑，脱磷处理对象的铁水希望是低Si铁水，具体说希望是Si含量在0.15质量％以下的铁水，更希望在0.07质量％以下的铁水，最好是0.03质量％以下的铁水。
在本发明中在少量炉渣的情况下进行处理的原因如下。为了有效地使上述特定机理的脱磷反应发生，通过顶吹枪的氧气必须以所谓的软吹炼(低动压)向铁水液面提供。也就是用上述机理的脱磷反应中，以火点为中心的供给有氧气的铁水液面区域成为FeO的主要生成部位，向此区域提供并渣化的CaO与FeO反应，生成CaO-FeO系熔融体，通过此CaO-FeO系熔融体直接与铁水中的P反应，形成了3CaO·P2O5的稳定的固相。而像现有技术那样生成炉渣量多、炉渣层厚的状态下，假设以软吹炼提供氧气的情况下，由于氧气喷流不能贯通炉渣层，不能把氧气适当地提供给铁水液面，在铁水液面上生成的FeO不够，因此CaO-FeO系熔融体的生成量变少。另一方面以硬吹炼(高动压)提供氧气，使氧气喷流可以贯通生成的厚的炉渣层的话，由于此提供区域变成强搅拌状态，即使生成FeO也被铁水中的C还原，这种情况下也不能确保需要的FeO量，因此CaO-FeO系熔融体的生成量也变少。这样炉渣量多的话，无论用软吹炼或硬吹炼都不能稳定地确保FeO和CaO-FeO系熔融体的生成量，也难以使利用上述机理的脱磷反应稳定产生。因此为了以软吹炼适当地向铁水液面提供氧气，有效地进行上述机理的脱磷反应，限制炉渣量，使炉渣层厚度足够薄成为不可缺少的条件。所以在本发明中，以处理后炉渣量在30kg/吨铁水以下为条件。此外由于上述原因，希望处理后炉渣量尽可能少，特别希望在20kg/吨铁水以下，更希望在10kg/吨铁水以下。
此外在本发明中希望对低Si铁水进行脱磷处理的原因如下。如上所述，在上述特定的脱磷机理中，向以火点为中心的被提供氧气的铁水液面区域(＝FeO的主要生成区域)提供并渣化的CaO与FeO反应，生成CaO-FeO系熔融体，通过此CaO-FeO系熔融体直接与铁水中的P反应而进行脱磷，但是铁水中的Si含量高的话，生成的CaO-FeO系熔融体在与Si的反应中被消耗，不能充分地有利于上述的直接脱磷反应。因此要稳定进行上述机理的脱磷反应，最合适的条件是满足上述处理后炉渣量的条件，而且被脱磷处理的铁水中的Si含量要足够低。此外铁水中的Si含量少的话，由于SiO2的生成量也少，有利于减少处理后炉渣量。因此在本发明中希望对Si含量在0.15质量％以下、更希望在0.07质量％以下、最好在0.03质量％以下的铁水进行脱磷处理。
本发明中所谓的处理后炉渣量是指脱磷处理结束时在精炼容器(装入铁水的容器)内的炉渣量。再有此处理后炉渣量可以用从添加石灰量和炉渣中的CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算的方法、向炉渣中添加氧化钇和氧化锶等的同位素指示剂，分析处理后的炉渣中的同位素指示剂浓度的方法、直接测定炉渣厚度的方法等来求出。
图1为根据本发明人进行的试验结果，表示脱磷处理后的炉渣量和铁水中的P含量关系的图，表示了处理后铁水中P含量的平均值和偏差的幅度。图1是在5kg/吨铁水～10kg/吨铁水、超过10kg/吨铁水～20kg/吨铁水、超过20kg/吨铁水～30kg/吨铁水、超过30kg/吨铁水～40kg/吨铁水、超过40kg/吨铁水～50kg/吨铁水的各种处理后炉渣量范围，累积6～72ch的脱磷处理后的铁水中P含量的图。
在此试验中，把在高炉出铁的铁水在高炉的出铁场或根据需要在铁水包内进行脱硅处理，然后用机械搅拌在铁水包内进行脱硫处理，此后在转炉型容器(300吨)内进行脱磷处理。脱磷处理前的铁水成分为C4.5～4.7质量％、Si0.01～0.28质量％、Mn0.15～0.25质量％、P0.10～0.11质量％、S0.001～0.003质量％。脱磷用的精炼剂使用粒径1mm以下的石灰粉，把它通过氧枪以氧气为载体气体喷吹到铁水液面。在精炼剂中不添加CaF2。吹炼时间固定在10分钟，为了搅拌铁水，从炉底提供0.05～0.15Nm3/min/吨铁水的氮气。石灰和氧的单耗根据铁水中Si含量而改变，除去石灰、氧一起的脱硅部分(2钙硅酸盐形成2CaO·SiO2的化学计算部分)的值分别定为固定的3.5kg/吨铁水、9Nm3/吨铁水。脱磷处理前后的铁水温度定为1250～1350℃。从添加的石灰量和炉渣中的CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算了处理后炉渣量。
根据图1处理后炉渣量越多脱磷处理后的P含量也越高，上限一侧的偏差也越大。与此相反，处理后炉渣量在30kg/吨铁水以下的情况下，P含量的上限一侧偏差大幅度减小，P含量最大为0.020质量％。处理后炉渣量在20kg/吨铁水以下的情况下，脱磷处理后铁水中的P含量最大为0.015质量％，处理后炉渣量在10kg/吨铁水以下的情况下，脱磷处理后铁水中的P含量最大为0.010质量％。根据上述原因本发明希望处理后炉渣量在30kg/吨铁水以下，更希望在20kg/吨铁水以下，最好在10kg/吨铁水以下。
图2为表示进行图1试验时的脱磷处理前的铁水中Si含量与处理后炉渣量关系的图。根据此图在处理前铁水中Si含量高的情况下，添加的石灰量变多，炉渣量也增加，所以炉渣量和处理前的铁水中Si含量密切相关。因此判定为了要使处理后炉渣量在30kg/吨铁水以下，必须使脱磷处理前的铁水中Si含量在0.15质量％以下。同样可以判定为了要使处理后炉渣量在20kg/吨铁水以下，必须使脱磷处理前的铁水中Si含量在0.07质量％以下，进而为了要使处理后炉渣量在10kg/吨铁水以下，必须使脱磷处理前的铁水中Si含量在0.03质量％以下。根据以上原因，在本发明中要对Si含量在0.15质量％以下的铁水进行脱磷处理，希望对Si含量在0.07质量％以下的铁水进行脱磷处理，最好对Si含量在0.03质量％以下的铁水进行脱磷处理。
再有如前所述，铁水中Si含量低的话，生成的CaO-FeO系熔融体与Si反应消耗的比例变少，可以得到促进直接用CaO-FeO系熔融体的脱磷反应的效果，可以认为图1的结果也是反映了这样的效果。
脱磷处理前的铁水中Si含量可以进行如下的调整。
铁水由高炉等制造铁水的设备提供，作为降低制造的铁水Si含量的方法，对制造铁水用的原料进行预处理等来减少硅酸部分的总装入量，或为了抑制在高炉等炉内的硅酸还原反应而进行低温操作和焦碳的偏置装入等方法。因此用高炉等制造的铁水Si含量在0.15质量％以下的情况下，对这样的铁水可以不进行脱硅处理，而进行脱磷处理。
另一方面在用高炉等制造的铁水的Si含量超过0.15质量％的情况下，在脱磷处理前要先在高炉的出铁场和铁水包等中进行脱硅处理，在使脱磷处理前的铁水中Si含量达到0.15质量％以下的情况下进行脱磷处理。
一般铁水的脱硅处理是通过把固体氧源和氧气添加到铁水中进行，例如采用通过把烧结粉和轧制氧化铁皮等固体氧源从上面装在铁水液面和向喷吹到铁水中而添加，或把氧气向铁水液面喷吹或向铁水中喷吹进行添加的方法。
此外铁水脱硅处理除了在高炉的出铁场和铁水包以外，例如也可以在从高炉的出铁场向铁水包等的输送容器流动的铁水流中添加氧源而进行。此外为了提高脱硅效率也可以向容器内的铁水中吹入搅拌气体，或添加生石灰等的CaO源来调整炉渣的碱度，尽量减少脱硅炉渣中的氧化铁，提高还原效率。
经过铁水脱硅处理后进行脱磷处理的情况下，事先对脱硅炉渣等的炉渣进行排渣，希望尽量抑制混入硅酸部分，有效地进行脱磷处理。因此脱磷处理前用机械排渣装置或手工操作把炉渣从铁水中分离，然后进行脱磷处理。
在本发明方法中，用顶吹枪把氧气和精炼剂喷吹到铁水液面的方法中没有特别的限制，例如也可以分别在顶吹枪的多个枪孔中，从一部分枪孔只向铁水液面提供氧气，从其他枪孔以氧气或氧气以外的气体(例如氮气和Ar等的惰性气体)为载体气体向铁水液面提供精炼剂。这样可以向提供氧气的铁水液面添加精炼剂。此外在这种情况下使用枪中央有主枪孔，它的四周有多个副枪孔的顶吹枪，希望分别从副枪孔把氧气提供给铁水液面，从主枪孔以氧气或氧气以外的气体为载体气体向铁水液面提供精炼剂。此外也可以对喷吹氧气和以氧气或氧气以外的气体为载体气体喷吹精炼剂使用不同的顶吹枪。但是所有情况下要使上述那样的精炼剂最有效地渣化，特别希望精炼剂的载体气体是氧气。
在本发明中使用的氧气可以是纯氧气，也可以是含氧的气体。作为向精炼容器内添加的氧源，除了氧气以外可以使用氧化铁(例如烧结粉、轧制氧化铁皮)等的固体氧源，可以采用从上面装入和注入到铁水中等任何方法。但是为了有效地进行利用向上述那样向铁水液面提供(喷吹)氧气的铁水脱磷，希望添加到精炼容器内的50％以上的氧源是通过顶吹枪提供给铁水液面的氧气，更希望添加到精炼容器内的70％以上的氧源是通过顶吹枪提供给铁水液面的氧气。
除了一部分氧气喷吹到铁水液面以外的方法，例如也可以是通过浸入枪、设置在装铁水容器侧壁和底部的吹入喷嘴注入到铁水中的方法等向铁水中提供氧气。
一般把石灰等的CaO系精炼剂(以CaO为主的精炼剂)作为精炼剂使用。此外通过顶吹枪向铁水液面喷吹的精炼剂使用粉末。
除了利用顶吹枪向铁水液面喷吹精炼剂以外，也可以利用把一部分精炼剂从上面装入和注入到铁水中来添加，在这种情况下希望用这些方法添加的精炼剂量在精炼剂总量的20质量％以下。用除了利用顶吹枪向铁水液面喷吹精炼剂以外的方法添加精炼剂的比例超过总量的20质量％的话，利用把精炼剂和氧气一起喷吹到铁水液面来促进脱磷反应的效果有降低的倾向。
要提高脱磷效率，希望对铁水进行气体搅拌。此气体搅拌例如可以采用通过浸入枪、设置在装铁水容器侧壁和底部的吹入喷嘴，把氮气或Ar等的惰性气体喷吹到铁水中的方法来进行。为了得到充分的铁水搅拌性能，希望这样的搅拌气体供给量在0.02Nm3/min/吨铁水以上，此外铁水搅拌过强的话，由于铁水中的C使生成的FeO还原的速度变得过大，所以希望在0.3Nm3/min/吨铁水以下。
用于脱磷处理的装铁水的容器(精炼容器)从可以充分确保自由空间的观点看，转炉型容器最好，例如可以使用铁水包和混铁炉式铁水罐车等任何容器。
图3表示用转炉型容器的本发明方法的一个实施情况，1为转炉型容器、2为顶吹枪、3为设置在炉底的底吹喷嘴，在此示例中，把氧气作为载体气体，从顶吹枪2把精炼剂喷吹到金属液面，同时从底吹喷嘴3向铁水内喷吹搅拌气体。
在现有脱磷处理中，为了促进CaO的渣化，事实上必须添加CaF2(萤石)，但是近年来考虑到F对环境的影响，即使在钢的精炼中也要求控制CaF2的使用量。在这一点上，本发明方法实质上不添加CaF2(也就是除了在精炼剂中含有作为不可避免的夹杂物以外，不添加CaF2)或只添加少量的CaF2的情况下，得到高的脱磷效率。因此为了促进CaO的渣化即使添加CaF2的情况下，此添加量也在2kg/吨铁水以下，希望在1kg/吨铁水以下。此外如后所述，在本发明中与现有方法相比，可以得到使处理后的炉渣流失量大幅度减少的效果，由于可以利用不添加CaF2或把它的添加量控制得非常少，可以使炉渣的流动性更低，可以进一步提高上述效果。
一般脱磷处理前铁水的P含量在0.10质量％以上，而在本发明中希望把它脱磷精炼到粗钢要求的P含量，也就是脱磷精炼到钢的成分标准值以下(一般在0.020质量％以下)，更希望在0.010质量％以下。这样在继续进行的转炉吹炼中，实质上不装入造渣材料，实质上只进行脱碳精炼，可以得到①可以使脱碳精炼极其简化，缩短精炼时间；②可以有效地降低脱碳精炼的炉渣生成量；③在脱碳精炼中由于实质上不使用造渣材料，所以作为锰源添加锰矿石的情况下，可以得到非常高的Mn回收率。
下面对本发明方法的几个理想的实施方式进行说明。在下面所述的实施方式中通过实施本发明方法，可以使脱磷反应效率进一步提高。
在本发明的第1实施方式中，是进行向铁水液面喷吹的精炼剂换算成CaO的供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹的氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)要满足下述(1)式的脱磷处理。
0.3≤A/B≤7……(1)此外为了得到更高的脱磷反应效率，希望进行向铁水液面喷吹的精炼剂换算成CaO的供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)要满足下述(2)式的脱磷处理。
1.2≤A/B≤2.5……(2)根据本发明人研究的结果认识到用把氧气和精炼剂喷吹到铁水液面的方法中，脱磷反应要根据氧气的供给速度和CaO(精炼剂)的供给速度而改变，具体说在被供给氧气的铁水液面区域生成FeO，而存在与此生成量相应的CaO的理想供给速度。其中在氧气和CaO的供给速度之比中氧气供给速度过小的话，由于在供给氧气的铁水液面区域不能生成与CaO供给量相应的FeO，不能进行CaO的渣化(生成CaO-FeO系熔融体)，以CaO没有渣化的状态存在，不能起到有效脱磷的作用。另一方面氧气供给速度过大的话，相对于氧供给量的脱磷需要的CaO不足，在这种情况下也不能生成足够的CaO-FeO系熔融体。因此在各种情况下都成为利用上述脱磷反应机理的脱磷中的不利条件，具有不能得到高的脱磷速度的倾向。此外氧气供给速度过大的话，除了脱磷需要的氧以外的无效氧量变多，由于它被脱碳等消耗，所以后面工序中热源不足，会导致在脱碳处理中的操作成本显著增加。
在上述A/B小于0.3的情况下，由于CaO的供给量相对于氧气供给量是过剩的，在供给氧气的铁水液面区域不能生成与CaO供给量相应的FeO。因此供给的CaO的渣化(生成CaO-FeO系熔融体)不能充分进行，以CaO没有渣化的状态存在，不能起到有效脱磷的作用，所以脱磷速度有降低的倾向。另一方面A/B超过7的话，相对于氧气供给量的脱磷所需要的CaO不足，由于在这种情况下也不能生成足够的CaO-FeO系熔融体，所以脱磷速度有降低的倾向。此外通过使上述A/B在1.2～2.5范围，供给氧气造成的FeO生成量和CaO的供给量的平衡更适宜，可以得到特别高的脱磷反应效率。
本发明的第2实施方式是用铁水包型或混铁炉式铁水罐车型容器进行的脱磷处理方法，在使用铁水包或混铁炉式铁水罐车型精炼容器进行的脱磷处理中，通过顶吹枪把氧气和至少一部分精炼剂喷吹到铁水液面，同时通过浸入枪和/或喷嘴把含粉末的气体喷吹到铁水中。
本发明人对更有效地进行用铁水包型或混铁炉式铁水罐车型精炼容器的铁水脱磷方法研究的结果表明，通过顶吹枪把氧气和精炼剂喷吹到铁水液面，同时通过浸入枪等把含粉末的气体喷吹到铁水中的方法是非常有效的。
在此第2实施方式中，希望从顶吹枪向铁水液面喷吹的氧气量(送氧量)在0.7Nm3/min/吨铁水以下。从顶吹枪提供的氧量过剩的话，有时可能产生由于熔渣起泡使炉渣从精炼容器吹出。通过使从顶吹枪提供的氧量在0.7Nm3/min/吨铁水以下，能抑制熔渣起泡，可以稳定地操作。
在此第2实施方式中，也是除了把精炼剂用顶吹枪喷吹到铁水液面以外，也可以把一部分精炼剂从上面装入或向铁水中注入而进行添加，在这种情况下也希望用顶吹枪向铁水液面喷吹的精炼剂量占精炼剂总量的80质量％以上。利用顶吹枪向铁水液面添加的精炼剂比例低于总量的80质量％的话，利用把精炼剂和氧气一起喷吹到铁水液面来促进脱磷反应的效果有降低的倾向。
图4是以本发明人进行的试验结果为基础，表示通过顶吹枪添加的精炼剂量相对于精炼剂总添加量的比例与需要的石灰量关系的图，在此试验中，对装入铁水包型容器(150吨)中的P含量0.10～0.11质量％、Si含量0.07质量％以下的铁水，把作为以氧气(4.5～5.0Nm3/吨铁水)为载体气体的精炼剂的、粒径1mm的石灰粉(0～6kg/吨铁水)，从顶吹枪喷吹到铁水液面，同时通过浸入枪吹入粉末而进行脱磷处理(处理时间15分钟)。通过浸入枪喷吹粉末的量固定在90kg/min。此粉末的一部分或全部使用需要的残余的石灰部分，不够的部分使用粉尘(Fe含量为40质量％)或焦碳粉。在此脱磷处理中精炼剂中不添加CaF2，处理后炉渣量为20kg/吨铁水以下。喷吹到铁水液面的石灰供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)之A/B比为2.0。石灰添加量在后述的(5)式和(6)式规定的Wcao-P(kg/吨铁水)和Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用后述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。使脱磷处理前后的铁水温度为1300～1320℃。处理后炉渣量由添加石灰量和炉渣中CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算。图4表示了使处理后铁水中P含量在0.02质量％以下时需要的石灰量。
根据图4，随通过顶吹枪供给的精炼剂相对于精炼剂总量的比例增加，需要的石灰量减少，特别是此比例在80质量％以上时需要的石灰量减少到最少。
对和气体一起喷吹到铁水中的粉末种类没有特别的限制，例如可以使用1种或2种以上的一部分石灰粉等的精炼剂的一部分、转炉粉尘等这样的炼铁厂产生的粉尘类、焦碳粉等以碳源为主的粉末、烧结矿粉和轧制氧化铁皮等的氧化铁、CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2等的粉末。
其中作为粉末使用石灰粉等的精炼剂的情况下，喷吹的精炼剂在铁水中上浮期间被加热，促进向浮到铁水液面上时的炉渣的熔融。
此外使用炼铁厂产生的粉尘类可以有效利用废物。也就是由于粉尘类是粉状，为了再重新利用它，以往从容易使用的观点需要要进行球团化等处理，在本实施方式中不需要球团化这样的精力和成本，可以直接对粉末进行再利用。此外以碳源为主的粉末向铁水中增碳，成为下工序中有效的热源。另外，CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2等的粉末在铁水中进行热分解，产生气体(CO2、H2O)，此气体有助于强化铁水搅拌，同时热分解生成的CaO具有精炼剂的功能。此外氧化铁粉末在铁水中成为氧源的一部分。
与粉末一起向铁水中喷吹的气体(载体气体)种类也没有特别的限制，可以使用氧气(纯氧气或含氧的气体)、N2或Ar等惰性气体等。其中用氧气喷吹精炼剂的情况下，可以期待利用在铁水中上浮时所谓的过渡反应来促进反应。可是由于从浸入枪或喷嘴供给氧气，在枪和喷嘴的前端会生成FeO，枪或喷嘴的寿命成为问题。与此相反，在使用N2或Ar等惰性气体的情况下，不能期望在反应方面的效果，但枪和喷嘴的寿命比使用氧气的情况要长。因此可以考虑包括枪和喷嘴寿命等的总成本选择使用气体的种类。
作为向铁水中喷吹精炼剂的装置，可以使用浸入枪或设置在精炼容器上的吹入喷嘴，或使用其两种。吹入喷嘴可以使用底吹喷嘴或横吹喷嘴等任何方式的喷嘴。
此外在此第2实施方式中，利用通过顶吹枪向铁水液面喷吹和通过浸入枪和/或喷嘴向铁水中喷吹而添加实质上全部精炼剂的情况下，通过顶吹枪添加的精炼剂量希望为精炼剂总量的20～80质量％。通过顶吹枪向铁水液面喷吹的精炼剂比例超过精炼剂总量的80质量％的话，由于向铁水中喷吹精炼剂造成的铁水搅拌效果小，所以难以得到脱磷反应需要的搅拌动力，另一方面少于20质量％的情况下，不能充分得到上述因向铁水液面喷吹精炼剂造成的促进渣化的效果。
图5是以本发明人进行的试验结果为基础，在通过顶吹枪向铁水液面喷吹和通过浸入枪和/或吹入喷嘴向铁水中喷吹而添加全部精炼剂的情况下，表示通过顶吹枪添加精炼剂量占精炼剂总量的比例与脱磷效率关系的图，在此试验中，对装入铁水包型容器(150吨)中的P含量0.10～0.11质量％、Si含量0.07质量％以下的铁水，把作为以氧气(4.5～5.0Nm3/吨铁水)为载体气体的精炼剂的、粒径1mm的石灰粉(0～6kg/吨铁水)，从顶吹枪喷吹到铁水液面，同时通过浸入枪吹入需要的剩余石灰部分(0～6kg/吨铁水)而进行脱磷处理(处理时间15分钟)。在此脱磷处理中，精炼剂中不添加CaF2，处理后炉渣量为20kg/吨铁水以下。喷吹到铁水液面的石灰供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)之比A/B为2.0。石灰添加量在后述的(5)式和(6)式规定的Wcao-P(kg/吨铁水)和Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用后述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。使脱磷处理前后的铁水温度为1300～1320℃。处理后炉渣量由添加石灰量和炉渣中CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算。
根据图5通过顶吹枪向铁水液面喷吹的精炼剂比例在低于20质量％、超过80质量％的区域中脱磷效率大幅度降低。
图6为在高炉铁水包型脱磷设备中进行铁水脱磷处理时，适用于本实施方式的示例。根据从高炉出铁的铁水中Si含量，有必要的话在脱磷处理前进行在高炉的出铁场脱硅等的脱硅处理。脱磷处理是把铁水装入高炉铁水包4中，从浸入枪5注入石灰粉(精炼剂)，同时从顶吹枪2和氧气一起把石灰粉(精炼剂)喷吹到铁水液面。此时注入的石灰粉的供给速度可以充分对铁水进行搅拌。
在本发明的第3实施方式中，在向铁水液面喷吹的精炼剂供给速度和氧气的供给速度要满足下述(3)式和(4)式条件下进行脱磷处理。
(C1/D1)＞(C2/D2)……(3)C1＞C2……(4)其中，C1在脱磷处理前期的换算成CaO的精炼剂供给速度的平均值(kg/min/吨铁水)C2在脱磷处理前期的换算成CaO的精炼剂供给速度的平均值(kg/min/吨铁水)D1在脱磷处理前期的氧气供给速度的平均值(Nm3/min/吨铁水)D2在脱磷处理后期的氧气供给速度的平均值(Nm3/min/吨铁水)由于在脱磷处理前期铁水中的P含量高，精炼剂供给速度大的成为脱磷速度变大的炉渣中(P)的移动支配全反应速度的区域，与此相反在脱磷处理后期铁水中的P含量变低，金属中的[P]向反应区域的移动支配全反应速度，所以与脱磷处理前期相比，对脱磷作用有效的精炼剂的比例减小。因此在上述特定的方式下，在脱磷处理后期相对于脱磷处理前期通过减小向铁水液面供给的精炼剂和氧气的供给速度比(精炼剂供给速度/氧气供给速度)和精炼剂的供给速度，可以在添加更少量的精炼剂情况下有效地进行脱磷处理。
在本发明方法中，由于上述的原因，为了有效地提高精炼剂的反应性能，可以在脱磷处理后期添加必要的最小限度的精炼剂，有效地进行脱磷处理。
图7为在转炉型脱磷精炼炉(300吨)中，在下述①、②的条件下不添加CaF2进行脱磷处理，研究要使脱磷处理后铁水中的P含量为0.012质量％时需要的CaO单耗和脱磷效率关系的图。
①使向铁水液面喷吹的精炼剂换算成CaO的供给速度C(kg/min/吨铁水)在整个处理期间固定，而且使精炼剂的上述供给速度C和氧气供给速度D(Nm3/min/吨铁水)之比C/D在整个处理期间固定，来进行脱磷处理。
②在C1脱磷处理前期的换算成CaO的精炼剂供给速度的平均值(kg/min/吨铁水)、C2脱磷处理后期的换算成CaO的精炼剂供给速度的平均值(kg/min/吨铁水)、D1脱磷处理前期的氧气供给速度的平均值(Nm3/min/吨铁水)、D2脱磷处理后期的氧气供给速度的平均值(Nm3/min/吨铁水)的情况下，在(C1/D1)＞(C2/D2)的条件下进行脱磷处理。
再有认为脱硅成分为2CaO·SiO2，除去脱硅成分，脱磷效率ηCaO用下式定义。
ηCaO＝[{([％P]i-[％P]f)/(31×2)}×56×3×10]/[WCao-{([％Si]i-[％Si]f)/28}×56×2×10]其中，WCaoCaO的单耗(kg/吨铁水) i脱磷处理前铁水中的P含量(质量％)[％P]f脱磷处理后铁水中的P含量(质量％)[％Si]i脱磷处理前铁水中的Si含量(质量％)[％Si]f脱磷处理后铁水中的Si含量(质量％)在此试验中，根据需要在高炉出铁场和铁水包内使高炉铁水脱硅后，在铁水包中脱硫，把此铁水转移到转炉型容器内进行脱磷处理。脱磷处理前的铁水中P含量为0.10～0.11质量％、Si含量为0.07质量％以下。作为精炼剂只用不含CaF2的以CaO为主的生石灰。此外作为氧源主要使用氧气，利用把它从顶吹枪向铁水液面喷吹进行添加，对于一部分并用固体氧源(铁矿石)的添加。精炼机供给量为4.6～9.0kg/吨铁水，氧气供给量为8.6～13.6Nm3/吨铁水。此外，关于①的脱磷处理，使C/D为0.50～0.69kg/Nm3。关于②的脱磷处理，使C1为0.88～1.00kg/min/吨铁水、使C2为0.30～0.39kg/min/吨铁水、使C1/D1为0.60～0.83kg/Nm3、使C2/D2为0.38～0.48kg/Nm3、使(C1/D1)×56～72％＝(C2/D2)。使处理后的炉渣量在20kg/吨铁水以下。使石灰的添加量在用下述(5)式和(6)式规定的石灰量Wcao-P(kg/吨铁水)和石灰量Wcao-Si(kg/吨铁水)的累加的范围内。此外，利用以氧气作为载体气体喷吹精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用后述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。使脱磷处理前后的铁水温度为1300～1320℃。处理后炉渣量，由添加石灰量和炉渣中CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算。
根据图7，判断出在②的脱磷处理中，与①的情况相比CaO单耗少，脱磷效率高。这是由于在②的情况下，可以在精炼后期不添加多余的精炼剂进行充分的脱磷，所以得到高的脱磷效率。
在此第3实施方式中，利用使精炼剂供给速度和氧气供给速度为(C1/D1)＞(C2/D2)、C1＞C2，可以得到所希望的效果，特别希望使它在(C1/D1)×30～80％＝(C2/D2)、C1×30～80％＝C2的范围。在(C1/D1)×30％＞(C2/D2)、C1×30％＞C2的情况下，由于精炼剂供给量不够，脱磷效率有降低的倾向，另一方面在(C1/D1)×80％＜(C2/D2)、C1×80％＜C2的情况下，由于脱磷处理后期多余的精炼剂供给量增加，所以脱磷效率有降低的倾向。
在此第3实施方式中，在脱磷处理期间(脱磷处理的前期和后期)，只要按照上述条件供给精炼剂和氧气就可以，因此使精炼剂供给速度和氧气供给速度变化的方式是任意的，可以连续变化或分阶段变化，或用这两种方式变化。
在本发明的第4实施方式中，对Si含量为0.15质量％以下的铁水，通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气和至少一部分精炼剂，进行脱磷处理，同时在此脱磷处理中作为精炼剂要添加用下述(5)式求出的石灰量Wcao-P(kg/吨铁水)和用下述(6)式求出的石灰量Wcao-Si(kg/吨铁水)的累加量的石灰。
Wcao-P＝(铁水[P]-目标[P])×(10/62)×56×3/ηcao…(5)其中，铁水[P]脱磷处理前的铁水中P含量(质量％)目标[P]作为目标的脱磷处理后的铁水中P浓度(质量％)ηcao(石灰效率)＝0.5～1Wcao-Si＝铁水[Si]×(10/28)×56×2…(6)其中，铁水[Si]脱磷处理前的铁水中Si含量(质量％)如上所述，在现有的脱磷处理技术中，是以保持炉渣为均匀液相为前题，根据磷分配Lp预先确定炉渣量，因此实质上要固定P、Si需要必须的精炼量以上的量的精炼剂。与此相反，在本发明中是利用了在以火点为中心的铁水液面区域中直接的脱磷反应和在其外侧区域用以固相为主的炉渣进行P固定的机理，因此用上述需要的最低限度的精炼剂量，可以使脱磷反应有效进行。
实际上为了固定P和Si消耗的石灰量，可以用下式进行计算。在下式中，Wcao-Po为固定P消耗的石灰量(kg/吨铁水)，Wcao-Sio为固定Si消耗的石灰量(kg/吨铁水)。
Wcao-Po＝(铁水[P]-目标[P])×(10/62)×56×3其中，铁水[P]脱磷处理前的铁水中P含量(质量％)目标[P]作为目标的脱磷处理后的铁水中P含量(质量％)Wcao-Sio＝铁水[Si]×(10/28)×56×2其中，铁水[Si]脱磷处理前的铁水中Si含量(质量％)设添加石灰总量为Total CaO(kg/吨铁水)，有助于脱磷的石灰效率ηcao可以用下式计算。
ηcao＝Wcao-P/(总CaO-Wcao-Sio)在本实施方式中，首先规定此石灰效率ηcao为0.5～1。此ηcao的下限是从不添加无用的石灰，而且适宜地发生本发明着眼目标的脱磷反应的观点而规定的。也就是ηcao小于0.5的话，实质上添加了无用的石灰，不仅失去了用少量添加的精炼剂进行有效的脱磷处理的本发明的效果，而且相对于在规定氧气单耗下生成的FeO，石灰量添加过剩，大量存在不能渣化的CaO，这样的不能渣化的CaO会阻碍上述脱磷反应的进行。
因此在本实施方式下要添加用下述(5)式求出的石灰量Wcao-P(kg/吨铁水)和用下述(6)式求出的石灰量Wcao-Si(kg/吨铁水)的累加量的石灰。
Wcao-P＝(铁水[P]-目标[P])×(10/62)×56×3/ηcao…(5)其中，铁水[P]脱磷处理前的铁水中P含量(质量％)目标[P]作为目标的脱磷处理后的铁水中P含量(质量％)ηcao(石灰效率)＝0.5～1
Wcao-Si＝铁水[Si]×(10/28)×56×2…(6)其中，铁水[Si]脱磷处理前的铁水中Si含量(质量％)上述Wcao-P是在使ηcao为0.5～1的情况下使铁水中的P作为3CaO·P2O5固定所需要的石灰量，此外，上述Wcao-Si是使铁水中的Si作为2CaO·SiO2固定所需要的石灰量。
图8为表示作为一个示例，对于P含量为0.11质量％的铁水进行脱磷处理，使P含量达到0.015质量％的情况下，在本实施方式中添加的与铁水中Si含量相应的石灰量，与现有方法的脱磷处理中添加的石灰量对比的图，Wcao-Si为固定Si需要的石灰量，Wcao-P1为ηcao＝1情况下固定P(脱磷)需要的石灰量，Wcao-P0.5为ηcao＝0.5情况下固定P需要的石灰量，W为在现有方法中添加的石灰量。如此图所示，在现有方法中需要的石灰量，由磷分配Lp和与此相应的需要的炉渣量决定，所以与铁水中Si浓度无关，W的石灰量是必须的，与此相反，在本实施方式中添加的石灰量用[Wcao-Si+Wcao-P1]～[Wcao-Si+Wcao-P0.5]就足够，与现有的方法相比可以大幅度削减石灰的添加量。
图9为表示在本实施方式和现有方法中的脱磷需要的石灰量和石灰效率ηcao与脱磷处理后铁水中P含量之间关系的图，所谓现有方法中的脱磷用需要的石灰量是指图8的[W-Wcao-Si]。根据图9可以判定，本实施方式与现有方法比较，使用非常少的脱P用石灰可以以高的石灰效率进行脱磷处理。
在此第4的本实施方式中，希望石灰量Wcao-P(用ηcao＝1求得的Wcao-P，以下相同)的80质量％以上的石灰，通过顶吹枪喷吹到铁水液面。图10是以本发明人进行的试验结果为基础，表示从顶吹枪向铁水液面喷吹的石灰量X和石灰量Wcao-P之比X/Wcao-P与脱磷处理后的铁水中P含量之间关系的图，在此试验中，对装入转炉型容器(340吨)的P含量0.095～0.135质量％、Si含量0.02～0.10质量％的铁水，以氧气(10～15Nm3/吨铁水)为载体气体把粒径为1mm以下的石灰粉(4～10kg/吨铁水)通过顶吹枪喷吹到铁水液面，进行脱磷处理(处理时间10～14分钟)，然后把铁水装入脱碳用转炉后进行脱碳吹炼。在脱磷处理中，CaF2添加量在1kg/吨铁水以下，处理后炉渣量在30 kg/吨铁水以下。喷吹到铁水液面的石灰供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)之比A/B为1.7。利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用后述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。使脱磷处理前后的铁水温度为1300～1320℃。处理后炉渣量，由添加石灰量和炉渣中CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算。
根据图10，上述石灰量X占石灰量Wcao-P中的比例少于80质量％的话，脱磷效率有若干降低的倾向。这是因为相对较难得到利用在反应区的火点或其附近的氧气供给区域中直接投入精炼剂的上述那样的高反应效率。
由于Si与C和Fe相比容易燃烧，吹炼中在铁水中成为SiO2可以稳定存在，因此未必要使它在火点与石灰反应。因此，相当于固定生成SiO2的石灰量Wcao-Si的石灰源，并不限定是生石灰，是含有未反应的石灰(Free Lime)的物质就可以。因此相当于石灰量Wcao-Si的精炼剂，可以从石灰粉、块状生石灰、块状石灰石、含未反应CaO的炼铁炉渣中选择1种以上使用。作为炼铁炉渣也可以使用例如在脱碳工序生成的转炉炉渣(碱度3～4左右)和钢包炉渣等。
在此第4实施方式中，根据上述的原因，为了在添加少量精炼剂的情况下可以得到高的脱磷效率，进行脱磷处理的铁水的Si含量要在0.15质量％以下，希望是在0.07质量％以下，最好在0.03质量％以下。铁水Si含量超过0.15质量％的话，利用本实施方式的减少精炼剂添加量的效果降低。
在本发明的第5实施方式中，控制由下述(7)式定义的利用喷吹氧气或喷吹以氧气作为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L为200～500mm。
L＝L0×exp{(-0.78×LH)/L0}……(7)L0＝63×{(F02/n)dt}2/3其中，LH顶吹枪的枪高度(mm)F02通过顶吹枪提供氧气的速度(Nm3/hr)n顶吹枪的喷嘴孔数dt顶吹枪的喷嘴孔径(mm)(其中，多个喷嘴孔的喷嘴孔径不同的情况下为全部喷嘴孔的平均孔径)利用本发明着眼目标的脱磷反应机理，要在少量精炼剂添加量的情况下得到高的脱磷效率，特别优选向作为反应区的火点提供氧气的方法适宜，具体说是通过喷吹氧气或喷吹氧气和精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度(从氧气供给速度和顶吹枪结构及使用条件计算的理论上的凹陷深度)控制在最佳范围。
此时，利用喷吹氧气或喷吹氧气和精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度过小的话，也就是氧气或氧气和精炼剂喷吹过弱的话，在火点外出现炉渣起泡，由于此起泡的炉渣妨碍氧气喷流的流动，氧气向火点的供给下降，成为不利于提高脱磷效率的条件。此外，由于向火点提供的氧气变得不稳定，不能稳定地提供脱磷需要的氧，脱磷效率的偏差变大，同时3CaO·P2O5分解出现返磷。
另一方面，利用喷吹氧气或喷吹氧气和精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度过大的话，也就是氧气或氧气和精炼剂喷吹过强的话，在火点内的氧密度过高，变得不能从金属充分提供与生成的FeO对应的P。其结果，由于多余的FeO进行脱碳，这种情况下也会成为对提高脱磷效率不利的条件。
利用喷吹氧气或喷吹以氧气作为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L，可以用下述(7)式定义。
L＝L0×exp{(-0.78×LH)/L0}……(7)L0＝63×{(F02/n)/dt}2/3其中，LH顶吹枪的枪高度(mm)F02通过顶吹枪提供氧气的速度(Nm3/hr)n顶吹枪的喷嘴孔数dt为顶吹枪的喷嘴孔径(mm)(其中，多个喷嘴孔的喷嘴孔径不同的情况下为全部喷嘴孔的平均孔径)在本实施方式中，控制铁水液面的上述凹陷深度为200～500mm，进行脱磷处理。图11为以本发明人进行的试验结果为基础，表示铁水液面的凹陷深度L与脱磷效率及脱磷处理后的铁水中P含量之间关系的图，在此试验中，对装入转炉型容器(340吨)的P含量0.095～0.135质量％、Si含量0.02～0.15质量％的铁水、以氧气(10～15Nm3/吨铁水)为载体气体的粒径为1mm以下的石灰粉(4～10kg/吨铁水)，通过顶吹枪喷吹到铁水液面，进行脱磷处理(处理时间10～14分钟)，然后把铁水装入脱碳用转炉后进行脱碳吹炼。在脱磷处理中，CaF2添加量在1kg/吨铁水以下，处理后炉渣量在30kg/吨铁水以下。喷吹到铁水液面的石灰供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)之比A/B为1.7。石灰添加量，在上述(5)式和(6)式规定的石灰量Wcao-P(kg/吨铁水)和石灰量Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。另外，使脱磷处理前后的铁水温度为1300～1320℃。处理后炉渣量，由添加石灰量和炉渣中CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算。
根据图11(a)、(b)，与凹陷深度L在200～500mm的范围相比，在小于200mm、大于500mm的范围中，由于上述的原因使脱磷效率降低，处理后的铁水中P含量有增高的倾向。
在本发明的第6实施方式中，对Si含量在0.15质量％以下、希望在0.07质量％以下、最好在0.03质量％以下的铁水，在使CaF2添加量在1kg/吨铁水以下或实质上不添加CaF2(也就是除了在精炼剂中不可避免含有的夹杂物以外，不再添加CaF2)的条件下，通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气和至少一部分精炼剂，进行脱磷处理，同时使脱磷处理结束时的铁水温度达到1360℃～1450℃。
脱磷反应由于是P的氧化反应，以往铁水温度在低温下有利是个常识，此外，以往用高的铁水温度进行处理时考虑到了发生从炉渣向金属返磷的问题。因此，以往认为在1360℃以上的高温区域进行脱磷，使铁水中P含量降到很低的程度是困难的。与此相反，本发明人证实在本发明方法中使脱磷处理的铁水中Si含量降得足够低，而且在添加CaF2的量很少或不添加CaF2的条件下进行脱磷处理，即使进行高温处理也几乎不产生从炉渣向金属返磷，可以得到高的脱磷反应效率。即使进行这样高温处理也可以使返磷速度很小的原因，认为是在本发明方法中在由于氧气产生大量FeO的铁水液面区域供给精炼剂，与把块状石灰从上面装入的方法相比，CaO(精炼剂)与FeO接触面积大幅度增加，因此FeO氧化的P2O5和CaO反应的效率和速度也变大，CaO-FeO熔融体熔融的时间可以缩短。也就是可以认为原因是脱磷反应瞬时完成，由于此后的炉渣熔融时间短，返磷速度可能变小。
图12为在转炉型容器(300吨)中在不添加CaF2的条件下进行铁水脱磷处理，研究的铁水温度(脱磷处理结束时的铁水温度)和脱磷处理前铁水中Si含量对脱磷效率(脱磷石灰效率)影响的图。图12所示的所谓的脱磷石灰效率是指相对于作为精炼剂添加的全部石灰(生石灰)对脱磷有用的石灰比例，是磷氧化物以3CaO·P2O5被固定为前题，从化学计量比导出的。
在此试验中，根据需要在高炉出铁场和铁水包内使高炉铁水脱硅后，在铁水包内脱硫，把此铁水转移到转炉型容器内进行了脱磷处理，此时，使被脱磷处理的铁水Si含量和处理后的铁水温度进行种种改变。脱磷处理前的铁水中P含量为0.10～0.11质量％、Si含量为0.15质量％以下，利用脱磷处理使铁水中P含量为0.02质量％以下。
作为精炼剂只使用不含CaF2的以CaO为主的生石灰。另外，作为氧源主要使用氧气，利用把它从顶吹枪喷吹到铁水液面进行添加，对于一部分并用固体氧源(铁矿石)的添加。除脱硅以外的氧量控制在10～11Nm3/吨铁水的范围。此外，脱磷处理的时间定为10～11分钟，调整脱磷处理前的铁水温度和废料添加量，控制脱磷处理后的铁水温度。处理后的炉渣量定为30kg/吨铁水以下。
在图12中，○为从上面装入石灰进行添加，同时使脱磷处理结束的铁水温度为1260～1350℃的试验例(a)；▲为以上述氧气为载体气体把石灰(粒径1mm以下的石灰粉)喷吹到铁水液面，同时使脱磷处理结束的铁水温度为1360～1450℃的试验例(b)。根据铁水中Si含量使石灰添加量在5～10kg/吨铁水范围变化。在试验例(b)中，喷吹到铁水液面的石灰供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)之比A/B为1.7。石灰添加量在上述的(5)式和(6)式规定的石灰量Wcao-P(kg/吨铁水)和石灰量Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外，利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用前述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。处理后炉渣量由添加石灰量和炉渣中CaO浓度的质量平衡计算。
根据图12，不管石灰的供给方法和脱磷处理结束时的铁水温度，铁水中Si含量越低，CaO消耗在2CaO·SiO2上的比例越少，所以脱磷石灰效率提高，但是与从上面装入石灰进行添加的方法中使脱磷处理结束时的铁水温度在1260～1350℃的情况(试验例(a))相比，用把石灰和氧气一起喷吹到铁水液面的方法，使脱磷处理结束时的铁水温度在1360～1450℃的情况(试验例(b))，使脱磷石灰效率提高。此外，铁水中Si含量越低，这样的效果越显著。脱磷反应从平均水平看低温是有利的，认为图12的结果其原因是在试验例(b)中由于炉渣的熔融性和脱磷生成物的固定化，使返磷速度变小。
图13是在把精炼剂和氧气一起喷吹到铁水液面的方法中，研究CaF2添加量对脱磷效率(脱磷石灰效率)影响的图，使用与图12的试验相同的转炉型容器，精炼剂和氧源的添加方式和添加量、处理时间等也与图12的试验例(b)相同。此外使脱磷处理结束时的铁水温度在1360～1450℃范围。在吹炼初期用从上面装入的方法添加全部的CaF2。处理后炉渣量定为30kg/吨铁水。
根据图13，CaF2添加量在1kg/吨铁水以下时脱磷石灰效率提高。CaF2具有促进CaO熔融的作用，利用添加CaF2使炉渣的液相比率增加。可是处理温度(铁水温度)在1360℃以上的情况下，添加CaF2使炉渣液相比率增加的话，认为会使从炉渣向金属的返磷速度变大，容易接近平衡值，所以脱磷石灰效率恶化。因此要使处理温度(铁水温度)在1360℃以上使脱磷效率提高，必须把CaF2添加量抑制在最少的限度(在1kg/吨铁水以下或实质上不添加)。
此外，脱磷处理结束时的铁水温度超过1450℃的话，与炉渣平衡的铁水中P浓度值增加的效果比使铁水在高温使CaO熔融的效果还要大。因此必须使脱磷处理结束时的铁水温度在1450℃以下。
从以上的结果可以看出，对Si含量在0.15质量％以下，希望在0.07质量％以下，最好在0.03质量％以下的铁水，在使CaF2添加量在1kg/吨铁水以下或实质上不添加的条件下进行脱磷处理，即使脱磷处理结束时的铁水温度在1360～1450℃的高温下，也能以高的脱磷效率进行脱磷处理。
在本实施方式中由于可以确保脱磷处理结束时高的铁水温度，可以充分确保在后步工序的余热。此外，由于处理后的铁水温度高，可以把炉渣中的T.Fe抑制在低水平，也可以提高脱磷铁的成品率。
一般脱磷处理前的铁水温度为1250～1350℃左右，调整脱磷处理结束时的铁水温度的方法，一般在使用进行溶解废料的转炉型脱磷精炼炉的脱磷处理的情况下，可以例举的有控制废料投入量的方法等。此外，在使用铁水包等铁水包型容器和混铁炉式铁水罐车型容器的脱磷处理的情况下，可以例举的有调整烧结粉等的固体氧源投入量的方法等。从而用这样的方法可以把处理结束时的铁水温度调整到1360～1450℃范围。
此外作为控制脱磷处理结束时铁水温度的具体方法，从脱磷处理产生的排放气体的气体成分分析值和从排放气体温度计算出脱磷处理中铁水温度，以此为基础进行控制的方法最容易。也就是在此方法中，对排放气体进行气体成分分析，求出CO、CO2浓度，同时从排放气体温度计算出气体的生成量。然后由此计算出炉内的发热量，以此为基础可以计算出铁水温度。
在本发明的第7实施方式中，向供给氧气的铁水液面区域提供因化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质。
喷吹氧气的铁水液面区域，由于冲击液面的氧气产生大量的氧化铁，成为促进精炼剂渣化的非常有利的条件。可是在另一方面在氧气冲击的液面区域(特别是火点)因氧化反应形成高温区域，形成这样的高温区域对于使石灰熔融来说是有利的，但是从脱磷平衡方面看起到不利的作用。
对于此问题，本发明人对使供给氧气的铁水液面区域可以成为对脱磷反应有利的温度条件的方法进行了研究，其结果发现，利用向供给氧气的铁水液面区域提供因化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质，可以不阻碍氧气造成的促进精炼剂渣化的作用，还可以适当抑制供给氧气的铁水液面区域的温度上升，可以得到更高的脱磷反应效率。
在铁水液面添加(供给)因化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质(以下称为“吸热物质”)，可以抑制向铁水液面供给氧气造成发热而使铁水温度过度升高，因此有必要向供给氧气的铁水液面区域提供吸热物质。此外希望向供给氧气的铁水液面区域中，特别是用顶吹枪喷吹氧气而在铁水中产生的称为“火点”的区域提供。此火点是由于氧气喷流冲击形成最高温度的铁水液面区域，由于是利用氧气的氧化反应(生成FeO的反应)集中而且通过氧气喷流造成的搅拌的区域，可以说是能得到添加吸热物质效果最显著的区域。
其中作为吸热物质只要是添加到铁水中时利用化学反应或热分解反应或同时利用两种反应能夺取(吸热)铁水热量的物质，没有特别的限制。因此此吸热物质可以是气体，也可以是固体。
可以作为吸热物质使用的气体，可以例举的有二氧化碳、水蒸气、氮氧化物(NOX)等，可以使用它们中的1种以上。这些气体吸热物质供给到铁水液面主要与Fe反应(例如、)，此时进行铁水吸热。其结果与因氧气使Fe氧化()造成的发热相反，变成总体上吸热或发热量大幅度减少。此外在上述气体吸热物质中，在钢厂内大量产生的二氧化碳和水蒸气容易得到，由于热的效果也大，特别适合使用。此外这些气体中即使混入氮气，或多或少使纯度降低，但由于脱磷处理不是在炼钢的最终阶段，所以没有什么特殊的问题。此外供给的二氧化碳和水蒸气还原生成的CO和H2作为脱磷处理时的排放气体的一部分进行回收，也具有提高排放气体热量的效果。
可以作为吸热物质使用的固体可以例举的有金属碳酸盐、金属氢氧化物，特别希望是碱金属、碱土类金属的碳酸盐、氢氧化物，可以从其中选择1种以上使用。这些固体吸热物质提供到铁水液面主要发生热分解反应，此时进行铁水的吸热，同时由于热分解生成CO2或H2O，此CO2或H2O还具有作为上述吸热物质的功能，所以可以得到特别高的吸热效果。这种金属的碳酸盐，可以例举的有CaCO3、CaMg(CO3)2、MgCO3、Na2CO3、FeCO3、MnCO3、NaHCO3(碳酸氢钠)等，此外作为金属氢氧化物可以例举的有Ca(OH)2、Mg(OH)2、Ba(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)2、Mn(OH)n、Ni(OH)n等，可以从其中选择1种以上使用。
此外这些固体吸热物质中CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2不仅容易得到，而且上述热分解生成CaO，由于此CaO具有作为精炼剂的功能的优点，所以特别希望使用。一般这些固体吸热物质以未烧制或半烧制的石灰石、白云石的方式添加。
此外固体吸热物质的粒度过大的话热分解不能迅速进行，所以希望是平均粒径在5mm以下的粉粒状物。
也可以同时使用上述的气体吸热物质和固体吸热物质，也可以作为把固体吸热物质向铁水液面提供时的载体气体的一部分或全部使用气体吸热物质。
吸热物质(气体和/或固体)的添加方法没有特别的限制，可以用顶吹枪或其他枪向铁水液面喷吹、从上面装入(利用固体吸热物质的情况的卸料器等装入)等方法添加，但是为了可靠地把吸热物质提供到供给氧气的铁水液面区域(特别希望是“火点”)，得到前面所述的效果，希望用枪提供给铁水液面，特别希望用顶吹枪提供给铁水液面。
在把吸热物质用顶吹枪提供给铁水液面的情况下，采用①把吸热物质与氧气混合(固体吸热物质的情况下，以氧气为载体气体)，从同一枪孔向铁水液面提供的方法、②使吸热物质和氧气通过不同的气体供给路线，提供到枪内，从分别的枪孔提供给铁水液面的方法(固体吸热物质的情况下，吸热物质的供给可以使用氧气以外的载体气体)都可以。
从为了可靠地把吸热物质提供到供给氧气的铁水液面区域的观点，更希望采用上述①的方法，但是也可以在上述②的方法中，把通过规定的枪孔提供的吸热物质提供给通过其他枪孔供给氧气的铁水液面区域。具体说例如从顶吹枪前端中心枪孔提供气体吸热物质或以氧气以外的气体为载体气体提供吸热物质，从此中心枪孔周围的其他枪孔提供氧气等的方式。作为载体气体适合使用N2或Ar等的惰性气体，此外如后面说明的那样，也可以把气体吸热物质(例如CO2)作为载体气体使用。
此外在上述①的方法中也可以在多个枪孔中，从一部分枪孔只是氧气，从其他枪孔把与吸热物质(根据情况还可以加上精炼剂)混合的氧气分别提供给铁水液面。
进而，在上述①、②的任何方法中，也可以把氧气或氧气以外的载体气体、或在气体吸热物质中单独把精炼剂混合或与吸热物质(气体和/或固体)一起混合后向铁水液面提供。
要把吸热物质(气体和/或固体)或把吸热物质和精炼剂与氧气混合的状态下通过顶吹枪向铁水液面提供，例如可以向顶吹枪的供氧线路(集管、配管、枪内的氧气通路等)的一部分或全部提供吸热物质，与氧气混合。
也可以使用顶吹枪以外的其他供给装置(例如其他的枪)向铁水液面提供吸热物质(气体和/或固体)或吸热物质和精炼剂。作为顶吹枪以外的枪可以是与顶吹枪相同在炉内固定位置可以提供粉粒物质的枪，一般取样和测温等用的取样枪等只要炉内的冷却能力不是问题的话也可以使用。此外卸料器和流入装置等的从上面投入的装置在高温下的耐用性能和投入位置的精度等不是问题的话也可以使用。
利用在上述供给氧气的铁水液面区域(特别希望是上述的“火点”区域)用氧气或其他载体气体喷吹(投入)，而且在此区域直接供给吸热物质，可以最有效地促进脱磷反应。这种情况下，可以采用以把从顶吹枪出来的氧气、精炼剂和吸热物质(气体和/或固体)混合的状态向铁水液面喷吹的方法，除此以外例如也可以分别在顶吹枪多个枪孔中从一部分枪孔只向铁水液面提供氧气，根据需要从其他枪孔以氧气或氧气以外的气体(例如氮气和Ar等的惰性气体)为载体气体向铁水液面提供精炼剂和吸热物质(气体和/或固体)。此外在这种情况下，特别希望使用在枪的中心有主枪孔，在它的周围有多个副枪孔的顶吹枪，分别从副枪孔向铁水液面提供氧气，从主枪孔提供根据需要以氧气或上述氧气以外的气体为载体气体，向铁水液面提供精炼剂和吸热物质(气体和/或固体)。此外也可以使喷吹氧气和喷吹精炼剂和吸热物质使用不同的顶吹枪。但是在各种情况下要使上述的精炼剂最有效地渣化，特别希望把精炼剂和吸热物质(气体和/或固体)与氧气一起喷吹到铁水液面。
图14(a)～(e)是表示使用顶吹枪向铁水液面提供氧气、精炼剂和吸热物质方式的几个示例。其中图14(a)是把氧气、精炼剂和吸热物质(气体和/或固体)混合后从枪孔提供(喷吹到铁水液面)的方式；图14(b)是从一部分枪孔提供氧气和精炼剂，从其他枪孔提供氧气和吸热物质(气体和/或固体)分别提供(喷吹到铁水液面)的方式；图14(c)是从一部分枪孔提供除氧气以外的载体气体和精炼剂，从其他枪孔提供氧气和吸热物质(气体和/或固体)分别提供(喷吹到铁水液面)的方式；图14(d)是从一部分枪孔提供气体吸热物质和精炼剂，从其他枪孔提供氧气和吸热物质(气体和/或固体)分别提供(喷吹到铁水液面)的方式；图14(e)是从一部分枪孔提供氧气和精炼剂，从其他枪孔提供气体吸热物质或气体吸热物质和固体吸热物质分别提供(喷吹到铁水液面)的方式。但是向铁水液面提供氧气、精炼剂和吸热物质的方式并不限于此。
上述固体吸热物质中CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2由于热分解生成CaO，此CaO具有作为精炼剂的功能，因此在本实施方式中提供上述固体吸热物质部分或全部代替CaO系精炼剂(以生石灰为主)，把从此物质生成的CaO实质上作为精炼剂也可以进行脱磷处理。也就是这种情况下是代替部分或全部的CaO系精炼剂，以精炼剂生成物质而且作为因化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的吸热物质，从CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2中选择1种以上(以下称为“精炼剂生成·吸热物质”)，提供给供给氧气的铁水液面区域。
采用此方法通过提供给铁水液面的上述精炼剂生成·吸热物质热分解而吸收铁水热量，同时通过热分解生成成为精炼剂的CaO和成为吸热物质的CO2或H2O，此CO2或H2O与Fe反应后不用说可以得到吸收铁水热量的优点，同时可以得到与向供给氧气的铁水液面区域同时提供CaO系精炼剂和吸热物质相同的效果，其结果可以得到高的脱磷反应效率。
这种情况也由于与前面所述相同的原因，上述精炼剂生成·吸热物质在供给有氧气的铁水液面区域中，特别希望提供给用顶吹枪供氧生成的称为“火点”的区域。
上述精炼剂生成·吸热物质一般以未烧制或半烧制的石灰石、白云石的方式添加。精炼剂生成·吸热物质的粒度过大的话，热分解等不能迅速进行，所以希望是平均粒径5mm以下的粉粒状物。
上述精炼剂生成·吸热物质也可以与前面所述的气体吸热物质同时使用，此外把精炼剂生成·吸热物质提供给铁水液面时的载体气体的一部分或全部也可以使用气体吸热物质。
精炼剂生成·吸热物质的添加方法没有特别的限制，可以用顶吹枪和其他枪向铁水液面喷吹、用从上面装入(利用卸料器等装入)等进行添加，为了把精炼剂生成·吸热物质提供给供给氧气的铁水液面区域(特别希望是“火点”)后得到上述的效果，希望用枪向铁水液面提供，特别是用顶吹枪向铁水液面提供。
在用顶吹枪向铁水液面提供精炼剂生成·吸热物质的情况下，使用①把精炼剂生成·吸热物质与氧气混合(以氧气为载体气体)，从相同的枪孔提供给铁水液面的方法、②使精炼剂生成·吸热物质和氧气分别通过各自的气体供给线路供给到枪内，从各自的枪孔向铁水液面提供的方法(供给精炼剂生成·吸热物质使用氧气以外的载体气体)都可以。
从要确实把精炼剂生成·吸热物质提供给供给氧气的铁水液面区域的观点考虑，希望采用上述①的方法，但也可以在上述②的方法中，使通过规定枪孔提供的精炼剂生成·吸热物质，通过其他枪孔提供给供给氧气的铁水液面区域。具体说，例如希望是从顶吹枪前端中心枪孔提供以除了氧气以外的气体为载体气体提供精炼剂生成·吸热物质，从此中心枪孔周围的其他枪孔提供氧气等的方式。作为载体气体适合使用N2或Ar等的惰性气体，此外如后面说明的那样，也可以把气体吸热物质(例如CO2)作为载体气体使用。
此外在上述①的方法中，也可以分别在顶吹枪多个枪孔中从一部分枪孔只向铁水液面提供氧气，或从其他枪孔向铁水液面提供混合有精炼剂生成·吸热物质的氧气。
要以使精炼剂生成·吸热物质与氧气混合后的状态通过顶吹枪提供给铁水液面，例如可以向顶吹枪的供氧线路(集管、配管、枪内的氧气通路等)的一部分或全部提供精炼剂生成·吸热物质，与氧气混合。
此外也可以使用顶吹枪以外的其他供给方法(例如其他的枪)向铁水液面提供精炼剂生成·吸热物质。顶吹枪以外的枪可以是与顶吹枪相同在炉内固定位置可以提供粉粒物质的枪，一般取样和测温等用的取样枪等只要炉内的冷却能力不是问题的话也可以使用。此外卸料器和流入装置等的从上面投入的装置在高温下的耐用性能和投入位置的精度等不是问题的话也可以使用。
供给精炼剂生成·吸热物质使用的氧气可以是纯氧或含氧的气体。
上述本发明方法的第1～第7实施方式可以分别单独使用，也可以把2个以上的实施条件(但是第2实施方式作为精炼容器限于使用铁水包型或混铁炉式铁水罐车型容器的情况)组合进行实施，不用说组合的条件越多，本发明方法的效果越好。
如上所述，采用本发明方法可以在最少限度的精炼剂添加量的条件下有效地进行脱磷处理，不用说作为效果，由于生成炉渣的性质和状态是以固相为主，所以具有可以适当防止在处理后出铁时炉渣流失的优点。
脱磷处理后要提高脱磷反应效率的话，由于炉渣中的磷浓度提高，脱磷处理后出铁时(特别是从具有转炉型容器那样的出铁口的精炼容器出铁时)不要使炉渣与金属一起流出是非常重要的。也就是进行磷分配Lp＝200左右的脱磷处理后，处理后的铁水中P含量在0.015质量％(规定值0.020质量％)的情况下，流出5kg/吨铁水左右的炉渣的话，高达0.015质量％的磷也被带到脱碳吹炼用转炉，所以在脱碳吹炼用转炉内也必须有用于脱磷的石灰。可是这就没有达到铁水预处理本来的目的。因此防止炉渣流出把脱磷炉渣带到下面工序是重要的。
现在用转炉型容器进行脱磷处理后，作为用于尽量减少炉渣流出进入下面工序的方法，有(1)从转炉型容器出铁中的炉渣截断技术、(2)通过控制处理后炉渣成分使炉渣流动性降低的方法、(3)从出铁后的铁水包除去炉渣(除渣)的方法等。
可是这些现有的方法存在有不能稳定地防止炉渣的流失、使用消耗品的成本提高、用于操作的时间使铁水温度降低、随除去炉渣使铁的收得率降低等问题。
与此相反，采用本发明方法的话如上所述，形成火点为中心的铁水也面区域，被顺序挤向其外侧区域的形成以固相为主的形态，因此脱磷处理结束时的炉渣与现有脱磷处理方法生成的炉渣相比，流动性非常小，其结果可以有效地防止脱磷处理结束后出铁时(特别是从具有转炉型容器那样的出铁口的精炼容器出铁时)炉渣流出。此外如上所述，在不添加CaF2或使CaF2的添加量在1kg/吨铁水以下，抑制炉渣流动性的增加，更能提高它的效果。
下面通过与现有方法生成的炉渣进行对比，对采用本发明方法生成的炉渣出铁时防止炉渣流出的机理进行说明。图15表示在转炉型容器中出铁开始时的炉渣/金属的状态。图15(a)所示的现有方法的情况下，由于利用降低炉渣碱度或添加大量CaF2使炉渣充分熔融，炉渣起泡，炉渣厚度增加。因此出铁时使炉倾动后，开始时炉渣通过出铁口，不可避免会出现炉渣流出。与此相反，在图15(b)所示的本发明方法的情况下，由于炉渣是以固相为主的状态存在，炉渣厚度非常薄，出铁开始时发生的炉渣流出是可以忽略的水平。
图16表示出铁末期出铁口附近的炉渣/金属状态。在出铁终了前金属深度变浅，金属产生涡流，在图16(a)所示的现有方法中，金属上的熔融炉渣被卷入此涡流而流出。与此相反，在图16(b)所示的本发明方法的情况下，由于炉渣是以固相为主的，在金属的涡流上炉渣之间的干扰和连成一体，因此炉渣几乎不卷入金属的涡流中。
实施例[实施例1]把在高炉出铁的铁水在出铁场或根据需要在铁水包内进行脱硅处理，然后用机械搅拌在铁水包内进行脱硫处理，此后在转炉型容器(300吨)内进行脱磷处理。脱磷处理前的铁水成分为C4.5～4.7质量％、Si0.01～0.28质量％、Mn0.15～0.25质量％、P0.10～0.11质量％、S0.001～0.003质量％。作为脱磷用的精炼剂使用粒径1mm以下的石灰粉，把它通过枪以氧气为载体气体喷吹到铁水液面。在精炼剂中不添加CaF2。吹炼时间固定在10分钟，为了搅拌铁水，从炉底提供0.05～0.15Nm3/min/吨铁水的氮气。石灰和氧的单耗根据铁水中Si含量而改变，除去石灰、氧一起的脱硅部分(2钙硅酸盐形成2CaO·SiO2的化学计量部分)的值，分别定为固定的3.5kg/吨铁水、9Nm3/吨铁水。喷吹到铁水液面的石灰供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)之比A/B为1.7。石灰添加量在上述的(5)式和(6)式规定的Wcao-P(kg/吨铁水)和Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用前述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。脱磷处理前后的铁水温度定为1250～1350℃。从添加的石灰量和炉渣中的CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算了处理后炉渣量。
表1中表示各实施例的结果和脱磷处理条件。表1中所示的各平均值是把5kg/吨铁水～10kg/吨铁水、超过10kg/吨铁水～20kg/吨铁水、超过20kg/吨铁水～30kg/吨铁水、超过30kg/吨铁水～40kg/吨铁水、超过40kg/吨铁水～50kg/吨铁水的各种处理后炉渣量的范围内各进行6～72ch脱磷处理的值平均后的值。
表1
把在高炉出铁的铁水在出铁场或根据需要在铁水包内进行脱硅处理，然后用机械搅拌在铁水包内进行脱硫处理，此后在转炉型容器(300吨)内进行脱磷处理。脱磷处理前的P含量为0.10～0.11质量％、Si含量在0.15质量％以下。使脱磷处理前后的铁水温度为1250～1350℃，作为脱磷用精炼剂是以CaO为主的生石灰，使用以200目以下过筛的粉，CaO的单耗根据铁水中Si含量定为5～15kg/吨铁水。
在此脱磷处理中，以氧气为载体气体通过顶吹枪把精炼剂喷吹到液面，提供精炼剂和氧源(吹炼时间10分钟)，此时以氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)和精炼剂的供给速度B(kg/min/吨铁水)之比A/B各不同的条件下进行操作。为了搅拌铁水，从炉底部的底吹喷嘴提供0.05～0.15Nm3/min/吨铁水流量的氮气向铁水中喷吹。在精炼剂中不添加CaF2，使处理后炉渣量为30kg/吨铁水以下。石灰添加量在上述的(5)式和(6)式规定的Wcao-P(kg/吨铁水)和Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用前述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。从添加的石灰量和炉渣中的CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算了处理后炉渣量。
图17表示氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)和精炼剂的供给速度B(kg/min/吨铁水)之比A/B与脱磷处理后P含量关系。根据此图可以看出，本发明例的A/B在0.3～7的区域的示例在脱磷处理后的铁水中P含量为作为目标[P]浓度的0.015质量％以下，特别是脱磷处理前铁水中Si含量在0.10质量％以下的情况下，可以稳定地达到低P标准的[P]≤0.010质量％。此外A/B在1.2～2.5区域的示例可以得到特别低的[P]，在此区域可以得到最高的脱磷反应效率。
与此相反，A/B在小于0.3和超过7区域的示例在脱磷处理后的铁水中P含量都达不到作为目标[P]浓度的0.015质量％以下。
把在高炉出铁的铁水在出铁场进行脱硅处理，然后把它装入铁水包后在此铁水包内进行脱硅处理，排渣后把此铁水包移到脱磷场所，进行脱磷处理。
在脱磷处理中，以氧气为载体气体通过顶吹枪把石灰粉(精炼剂)喷吹到铁水液面，同时通过浸入枪把石灰粉吹入铁水中。此外在比较例中不用顶吹枪喷吹石灰粉，通过浸入枪把石灰粉吹入铁水中。处理时间都定为20分钟。处理后炉渣量定为20kg/吨铁水以下。对于本发明例，石灰添加量在上述的(5)式和(6)式规定的Wcao-P(kg/吨铁水)和Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用前述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。脱磷处理前后的铁水温度定为1300～1320℃。从添加的石灰量和炉渣中的CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算了处理后炉渣量。
表2表示各实施例的结果和脱磷处理条件。
表2

*1顶吹枪向铁水液面喷吹浸入枪向铁水中吹入 把在高炉出铁的铁水在出铁场或根据需要在铁水包内进行脱硅处理，然后用机械搅拌在铁水包内进行脱硫处理，此后在转炉型容器(300吨)内进行脱磷处理。在该脱磷处理中，处理前后的铁水温度定为1250～1350℃。通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气的同时，用①上述把氧气作为载体气体向铁水液面喷吹粒径1mm以下的石灰粉(精炼剂)、②把粒径1～3mm的石灰(精炼剂)从上面装入的某个方法添加精炼剂。从转炉型容器的炉底向铁水中喷吹0.05～0.15Nm3/min/吨铁水的氮气进行搅拌，进行9分钟的脱磷处理。使处理后炉渣量为30kg/吨铁水以下。对于本发明的示例，石灰添加量在上述的(5)式和(6)式规定的Wcao-P(kg/吨铁水)和Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用前述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。从添加的石灰量和炉渣中的CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算了处理后炉渣量。
表3表示各实施例的结果和脱磷处理条件。
表3

*1 C1脱磷处理前期石灰供给速度的平均值(kg/min/T)*2 喷吹用顶吹枪向铁水液面喷吹石灰粉(精炼剂)C2脱磷处理后期石灰供给速度的平均值(kg/min/T) 上装从上面装入石灰(精炼剂)D1脱磷处理前期氧气供给速度的平均值(Nm3/min/T)※其中，(C1/D1)≤(C2/D2)D2脱磷处理后期氧气供给速度的平均值(Nm3/min/T) 把在高炉出铁的铁水在出铁场进行脱硅处理，然后把它装入铁水包后在此铁水包内进行脱硅处理，排渣后装入转炉型容器(300吨)。
在脱磷处理中，以氧气为载体气体通过顶吹枪把石灰粉(精炼剂)喷吹到铁水液面，同时在一部分的实施例中同时使用把块状石灰从上面装入。此外，在比较例中，不进行通过顶吹枪喷吹石灰粉，把块状石灰从上面装入而添加。各实施例都从转炉型容器的炉底喷吹0.07～0.12Nm3/min/吨铁水的氮气，进行8～14分钟的脱磷处理。在此脱磷处理中，使处理前后的铁水温度定为1250～1350℃，处理后炉渣量定为30kg/吨铁水以下。在本发明例中，喷吹到铁水液面的石灰供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)之比A/B为1.7。使脱磷处理前后的铁水温度定为1250～1350℃。从添加的石灰量和炉渣中的CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算了处理后炉渣量。
表4～表7表示各实施例的结果和脱磷处理条件。
表4

*1 Wcao-Si(1)式的计算值*2 喷吹用顶吹枪向铁水液面喷吹石灰粉(精炼剂)Wcao-P(2)式的计算值上装把块状石灰(精炼剂)从上面装入合计Wcao-Si+Wcao-P*3 从上面装入*4 炼铁炉渣中的游离石灰量表5

*1 Wcao-P是用ηcao＝1计算的石灰量表6

*1 炉渣碱度3，Lp从240计算的需要的石灰量*2 喷吹从顶吹枪向铁水液面喷吹石灰粉(精炼剂)上装把块状石灰(精炼剂)从上面装入表7
把在高炉出铁的铁水在出铁场进行脱硅处理，然后把它装入铁水包后在此铁水包内进行脱硅处理，排渣后装入转炉型容器(300吨)进行脱磷处理。在此脱磷处理中，通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气的同时，用①上述把氧气作为载体气体向铁水液面喷吹粒径3mm以下的石灰粉(精炼剂)、②把块状石灰(精炼剂)从上面装入的某个方法添加精炼剂。从转炉型容器的炉底向铁水中喷吹0.1Nm3/min/吨铁水供给量的氮气进行搅拌，同时进行10～11分钟的脱磷处理。调整脱磷处理前的铁水温度和废料的添加量，控制脱磷处理结束时的铁水温度。使处理后炉渣量为30kg/吨铁水以下。对于本发明的示例，石灰添加量在上述的(5)式和(6)式规定的Wcao-P(kg/吨铁水)和Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用前述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。从添加的石灰量和炉渣中的CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算了处理后炉渣量。
表8表示各实施例的结果和脱磷处理条件。
表8

*1 喷吹用顶吹枪向铁水液面喷吹石灰粉(精炼剂)上装把块状石灰(精炼剂)从上面装入 把在高炉出铁的铁水在出铁场进行脱硅处理，然后把它装入铁水包后在此铁水包内进行脱硅处理，排渣后装入转炉型容器(300吨)进行脱磷处理。在此脱磷处理中，通过顶吹枪以氧气作为载体气体向铁水液面喷吹粒径1mm以下的石灰粉(精炼剂)和吸热物质。吸热物质使用CaCO3或Ca(OH)2(粒径都在1mm以下)，预先与石灰粉按规定比例混合。从转炉型容器的炉底向铁水中喷吹0.1Nm3/min/吨铁水供给量的氮气进行搅拌，同时进行10～11分钟的脱磷处理。调整脱磷处理前的铁水温度和废料的添加量，控制脱磷处理结束时的铁水温度。使处理后炉渣量为30kg/吨铁水以下。对于本发明的示例，石灰添加量在上述的(5)式和(6)式规定的Wcao-P(kg/吨铁水)和Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用前述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。从添加的石灰量和炉渣中的CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算了处理后炉渣量。
表9表示各实施例的结果和脱磷处理条件。
表9

*1 喷吹用顶吹枪向铁水液面喷吹石灰粉(精炼剂) 把在高炉出铁的铁水在铁水包内进行脱硅处理，排渣后把铁水装入转炉型容器(300吨)进行脱磷处理。在此脱磷处理中，从转炉型容器的炉底喷吹约0.1Nm3/min/吨铁水的搅拌气体(氮气)对铁水进行搅拌，同时通过顶吹枪从液面上方向铁水液面提供氧气、石灰粉(CaO系精炼剂)和气体吸热物质。精炼剂中不添加CaF2。使处理后炉渣量在30kg/吨铁水以下。喷吹到铁水液面的石灰供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)之比A/B为1.7。石灰添加量在上述的(5)式和(6)式规定的Wcao-P(kg/吨铁水)和Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用前述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。使脱磷处理前后的铁水温度为1250～1350℃。处理后炉渣量由添加石灰量和炉渣中CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算。
顶吹氧枪使用作为枪孔具有1个中心孔和3个外围孔的枪。
石灰粉使用粒径3mm以下的石灰粉，从送出装置把它以氧气为载体气体送出，在配管内输送提供给顶吹枪，从中心孔与氧气一起提供给铁水液面。另一方面通过其他的配管线把氧气提供给顶吹枪，从外围孔向铁水液面提供。总送氧量为1.5Nm3/min/吨铁水。
在上述两个氧气线路分别添加规定浓度的气体吸热物质。作为此吸热物质使用二氧化碳和水蒸气，使相对于氧气的混合比为10～40体积％(相对于以氧气为100的数)在比较例中从顶吹枪把氧气提供给铁水液面，同时把块状石灰(CaO系精炼剂)从上面装入。
表10表示各实施例的结果和脱磷处理条件。
表10

*1相对于以氧气为100％的数[实施例9]把在高炉出铁的铁水在铁水包内进行脱硅处理，排渣后继续在此铁水包内进行脱磷处理。在此脱磷处理中，从1根浸入枪向铁水中喷吹每分钟3Nm3的氮气对铁水进行搅拌，同时用顶吹枪从液面上方用下述①～④的某个方式提供氧气、石灰粉(CaO系精炼剂)、吸热物质。再有在精炼剂中不添加CaF2。使处理后炉渣量在30kg/吨铁水以下。喷吹到铁水液面的石灰供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)之比A/B为1.7。石灰添加量在上述的(5)式和(6)式规定的Wcao-P(kg/吨铁水)和Wcao-Si(kg/吨铁水)合计的范围内。此外利用喷吹以氧气为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L(用前述(7)式定义的L值)控制在200～500mm的范围内。使脱磷处理前后的铁水温度为1250～1350℃。处理后炉渣量由添加石灰量和炉渣中CaO浓度(炉渣分析值)的质量平衡计算。
①本发明例用顶吹枪提供氧气、石灰粉、CO2。
②本发明例用顶吹枪提供氧气、石灰粉、CaCO3(石灰石)或Ca(OH)2(熟石灰)。
③本发明例用顶吹枪提供氧气、石灰粉、CO2、CaCO3(石灰石)。
④本发明例用顶吹枪提供氧气、CaCO3(石灰石)或Ca(OH)2(熟石灰)。
石灰粉、CaCO3(石灰石)或Ca(OH)2使用粒径1mm以下的粉末，把它们从送出装置以氧气为载体气体送出后在配管内输送，同时与在顶吹枪入口通过其他配管提供的氧气合流，从顶吹枪前端的3个枪孔与氧气喷流一起提供给液面。使总送氧量为每小时6000Nm3。
关于CO2，使相对于氧气的混合比为25体积％(相对于以氧气为100的数)。石灰粉、CaCO3(石灰石)或Ca(OH)2换算为CaO的量为每分钟添加70～80kg。
在比较例中通过顶吹枪向铁水液面提供氧气，同时通过浸入枪向铁水中喷入石灰粉。
表11表示各实施例的结果和脱磷处理条件。
表11

产业上利用的可能性本发明用于在炼钢中间工序制造磷含量低的铁水。
权利要求
1.一种低磷铁水的制造方法，在装入铁水的容器内添加氧源和CaO源的精炼剂，利用铁水预处理的脱磷处理制造低磷铁水，其特征在于，通过顶吹枪把氧气和至少一部分精炼剂向铁水液面喷吹而进行脱磷处理，同时使处理后炉渣量在30kg/吨铁水以下。
2.如权利要求1所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，从顶吹枪供给的精炼剂中至少有一部分被喷吹到喷吹氧气的铁水液面区域。
3.如权利要求2所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，从顶吹枪供给的精炼剂中至少有一部分被喷吹到利用喷吹氧气在铁水液面上生成的火点上。
4.如权利要求2或3所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，把精炼剂中至少一部分以氧气为载体气体喷吹到铁水液面上。
5.如权利要求1、2、3或4所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，对Si含量在0.15质量％以下的铁水进行脱磷处理。
6.如权利要求1、2、3或4所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，对Si含量在0.07质量％以下的铁水进行脱磷处理。
7.如权利要求1、2、3或4所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，对Si含量在0.03质量％以下的铁水进行脱磷处理。
8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，使处理后炉渣量在20kg/吨铁水以下。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，使处理后炉渣量在10kg/吨铁水以下。
10.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，要使向铁水液面喷吹的精炼剂的CaO换算的供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹的氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)满足下述(1)式，0.3≤A/B≤7……(1)。
11.如权利要求10所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，要使向铁水液面喷吹的精炼剂的CaO换算的供给速度B(kg/min/吨铁水)和向铁水液面喷吹的氧气的供给速度A(Nm3/min/吨铁水)满足下述(2)式，1.2≤A/B≤2.5……(2)。
12.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，作为装入铁水的容器使用铁水包型或混铁炉式铁水罐车型的容器，通过顶吹枪把氧气和至少一部分精炼剂喷吹到铁水液面，同时通过浸入枪和/或喷吹喷嘴把含粉末的气体喷吹到铁水中。
13.如权利要求12所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，通过浸入枪和/或喷吹喷嘴向铁水中喷吹的粉末是精炼剂的一部分。
14.如权利要求12或13所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，通过顶吹枪向铁水液面喷吹的氧气量在0.7Nm3/min/吨铁水以下。
15.如权利要求12、13或14所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，使在脱磷处理中添加的精炼剂量的80质量％以上通过顶吹枪喷吹到铁水液面。
16.如权利要求12、13、14或15所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，实质上把精炼剂总量通过顶吹枪喷吹到铁水液面和通过浸入枪和/或喷吹喷嘴向铁水中喷吹而添加的同时，使通过顶吹枪的精炼剂添加量占精炼剂总添加量的20～80质量％。
17.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，在向铁水液面喷吹的精炼剂供给速度和供给氧气的速度满足下述(3)式和(4)式的条件下，进行脱磷处理，(C1/D1)＞(C2/D2)……(3)C1＞C2……(4)其中，C1脱磷处理前期的CaO换算的精炼剂供给速度的平均值(kg/min/吨铁水)C2脱磷处理后期的CaO换算的精炼剂供给速度的平均值(kg/min/吨铁水)D1脱磷处理前期的氧气供给速度的平均值(Nm3/min/吨铁水)D2脱磷处理后期的氧气供给速度的平均值(Nm3/min/吨铁水)。
18.如权利要求17所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，在脱磷处理期间，可以使CaO换算的精炼剂供给速度和氧气供给速度连续性和/或阶段性改变。
19.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，对Si含量在0.15质量％以下的铁水，通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气和至少一部分精炼剂而进行脱磷处理，同时在此脱磷处理中作为精炼剂添加用下述(5)式求出的石灰量Wcao-P(kg/吨铁水)和用下述(6)式求出的石灰量Wcao-Si(kg/吨铁水)的累加量的石灰，Wcao-P＝(铁水[P]-目标[P])×(10/62)×56×3/ηcao…(5)其中，铁水[P]脱磷处理前的铁水中的P浓度(质量％)，目标[P]作为目标的脱磷处理后的铁水中的P浓度(质量％)，ηcao(石灰效率)＝0.5～1，Wcao-Si＝铁水[Si]×(10/28)×56×2…(6)其中，铁水[Si]脱磷处理前的铁水中的Si浓度(质量％)。
20.如权利要求19所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，石灰量Wcao-P(其中，用ηcao＝1求出的Wcao-P)的80质量％以上的石灰通过顶吹枪喷吹到铁水液面。
21.如权利要求19或20所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，作为相当于石灰量Wcao-Si的精炼剂，可以从含有石灰粉、块状生石灰、块状石灰石、未反应CaO的炼铁炉渣中选择1种以上使用。
22.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或21所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，由下述(7)式定义的利用喷吹氧气或喷吹以氧气作为载体气体的精炼剂，在铁水液面产生的凹陷深度L控制在200～500mm，L＝L0×exp{(-0.78×LH)/L0}……(7)L0＝63×{(F02/n)/dt}2/3其中，LH顶吹枪的枪高度(mm)F02通过顶吹枪提供氧气的速度(Nm3/hr)n顶吹枪的喷嘴孔数dt顶吹枪的喷嘴孔径(mm)(其中，多个喷嘴孔的喷嘴孔径不同的情况下为全部喷嘴孔的平均孔径)。
23.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，在使CaF2的添加量在2kg/吨铁水以下或实质上不添加CaF2的条件下进行脱磷处理。
24.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，对Si含量在0.15质量％以下的铁水，在使CaF2的添加量在1kg/吨铁水以下或实质上不添加CaF2的条件下，通过顶吹枪向铁水液面喷吹氧气和至少一部分精炼剂而进行脱磷处理，同时使脱磷处理结束时的铁水温度为1360℃～1450℃。
25.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，向提供氧气的铁水液面区域提供通过化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质。
26.如权利要求25所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，至少有一部分通过化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质，提供给因通过喷吹氧气在铁水液面上产生的火点上。
27.如权利要求25或26所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，通过化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质，是从二氧化碳、水蒸气、氮氧化物、金属碳酸盐、金属氢氧化物中选择的1种以上。
28.如权利要求27所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，通过化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质，是从通过热分解生成CO2或H2O的金属碳酸盐、通过热分解产生CO2或H2O的金属氢氧化物中选择的1种以上。
29.如权利要求28所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，通过化学反应和/或热分解反应而吸收铁水热量的物质，是从CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2中选择的1种以上。
30.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，代替作为CaO源的精炼剂的一部分或全部，作为精炼剂生成物且通过化学反应和/或热分解反应吸收铁水热量的物质，从CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2中选择1种以上，提供给被提供氧气的铁水液面区域。
31.如权利要求30所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，从CaCO3、Ca(OH)2、CaMg(CO3)2中选择的1种以上的至少有一部分，通过喷吹氧气提供给铁水液面上产生的火点。
32.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30或31所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，把P含量在0.10质量％以上的铁水，脱磷精炼到粗钢要求的P含量(钢的成分标准值)以下。
33.如权利要求32所述的低磷铁水的制造方法，其特征在于，脱磷处理后铁水中的P含量在0.010质量％以下。
全文摘要
本发明的目的在于不大量添加CaF
文档编号C21C5/30GK1596316SQ02823559
公开日2005年3月16日 申请日期2002年8月27日 优先权日2000年12月21日
发明者松野英寿, 村井刚, 菊地良辉, 樱井荣司, 竹滨良平, 川畑凉, 小平悟史, 菊地一郎, 田野学, 清水宏 申请人:杰富意钢铁株式会社