JP6551626B2 - Method of melting high manganese steel - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、高マンガン鋼の溶製方法に関する。  The present invention relates to a method of melting high manganese steel.

マンガンは、鋼中に添加することにより、鋼材料の強度を向上させる利点がある。また、マンガンは、不可避的不純物として鋼中に残留する硫黄と反応してＭｎＳを形成し、有害なＦｅＳの生成を防止して鋼材料における硫黄の影響を抑制するなどの利点がある。このことから、鋼材料の大半は、マンガンを含有している。近年では、構造物の軽量化を目的として、高い引張強さと高い加工性とを両立させた、炭素含有量が低く、マンガン含有量が高い、低炭素・高マンガン鋼が開発され、ラインパイプ用鋼板や自動車用鋼板などとして広く使用されている。  Manganese has the advantage of improving the strength of the steel material by adding it to the steel. Also, manganese reacts with sulfur remaining in the steel as an unavoidable impurity to form MnS, and has the advantage of preventing the formation of harmful FeS and suppressing the influence of sulfur in the steel material. From this, most steel materials contain manganese. In recent years, low carbon and high manganese steels with low carbon content and high manganese content have been developed for the purpose of reducing the weight of structures, combining high tensile strength and high workability. It is widely used as a steel plate or a steel plate for automobiles.

製鋼工程において、溶鋼中のマンガン濃度を調整するために用いるマンガン源としては、マンガン鉱石や高炭素フェロマンガン（炭素含有量：７．５質量％以下）、中炭素フェロマンガン（炭素含有量：２．０質量％以下）、低炭素フェロマンガン（炭素含有量：１．０質量％以下）、シリコマンガン（炭素含有量：２．０質量％以下）、金属マンガン（炭素含有量：０．０１質量％以下）などが一般的に用いられる。また、これらのマンガン源では、マンガン鉱石を除いて、炭素含有量が低くなるほどに高価となる。従って、製造コストの低減を目的として、安価なマンガン源である、マンガン鉱石や高炭素フェロマンガンを使用してマンガン含有鋼を溶製する方法が提案されている。  Manganese ore, high carbon ferromanganese (carbon content: 7.5% by mass or less), medium carbon ferromanganese (carbon content: 2) as a manganese source used to adjust the manganese concentration in the molten steel in the steelmaking process 0.0 mass%), low carbon ferromanganese (carbon content: 1.0 mass% or less), silicomanganese (carbon content: 2.0 mass% or less), metal manganese (carbon content: 0.01 mass%) % Or less) is generally used. Moreover, these manganese sources become expensive as the carbon content decreases, except for manganese ore. Therefore, for the purpose of reducing the manufacturing cost, a method of melting a manganese-containing steel using manganese ore and high carbon ferromanganese, which are inexpensive manganese sources, has been proposed.

例えば、特許文献１には、高マンガン鋼を溶製する方法として、転炉の吹錬終了後、底吹きガスによるリンシング処理を行ってから取鍋へ出鋼する際に、炭素濃度が１．０質量％以上の高炭素フェロマンガンを投入した後にアルミニウムを投入して脱酸処理し、その後、ＲＨガス脱ガス処理を施す方法が提案されている。
また、特許文献２には、高マンガン鋼を溶製する方法として、マンガン鉱石を使用して、マンガン鉱石を還元しながら溶銑の脱炭精錬を行ない、脱炭終了後はアルミニウムによる溶鋼の脱酸処理を施さないまま溶鋼を真空脱ガス設備に搬送し、酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスを吹き付けて脱炭処理を施す溶製方法が提案されている。
さらに、特許文献３には、高マンガン鋼を溶製する方法として、マンガン濃度が８質量％以上の高Ｍｎ溶銑を、０．１質量％以下の炭素濃度になるまで減圧下で脱炭精錬する際に、精錬気体を搬送ガスとして、Ｍｎ酸化物を含有する粉体状の脱炭精錬用添加剤を溶銑に吹き付ける方法が提案されている。For example, in Patent Document 1, as a method of melting high manganese steel, the carbon concentration is 1. when the steel is discharged to a ladle after rinsing with a bottom blowing gas after the completion of the converter blowing. A method has been proposed in which 0% by mass or more of high carbon ferromanganese is added, then aluminum is added to perform deoxidation treatment, and then RH gas degassing treatment is performed.
Further, inPatent Document 2, as a method for melting high manganese steel, manganese ore is used to decarburize and refine hot metal while reducing manganese ore, and after decarburization is finished, deoxidation of molten steel with aluminum is performed. There has been proposed a melting method in which a molten steel is transported to a vacuum degassing facility without being treated, and a mixed gas of an oxygen gas and an inert gas is sprayed to carry out a decarburization treatment.
Furthermore, inPatent Document 3, as a method for melting high manganese steel, high Mn hot metal having a manganese concentration of 8% by mass or more is decarburized and refined under reduced pressure until the carbon concentration becomes 0.1% by mass or less. At the time, there has been proposed a method in which a powdery decarburizing and refining additive containing Mn oxide is sprayed to molten iron using a refining gas as a carrier gas.

特開２０１３−１１２８５５号公報JP, 2013-112855, A特許第４５３４７３４号公報Japanese Patent No. 4534734特開平５−１２５４２８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-125428

ところで、特許文献１〜３の高マンガン鋼の溶製方法では、転炉での溶銑の脱炭吹錬時に転炉内に投入したマンガン鉱石を還元したり、転炉からの出鋼時や取鍋精錬時、真空脱ガス精錬時にマンガン源を溶鋼に添加したりすることによって溶鋼のマンガン濃度を上げている。
しかしながら、このような溶製方法において、脱炭吹錬時あるいは出鋼時にマンガン源を添加した場合、添加されたマンガン源の歩留りが低いため、多量のマンガン源を添加する必要があり、処理時間の増加とマンガンコストの増加が問題となる。また、出鋼時や取鍋精錬時、真空脱ガス精錬時にマンガン源を添加する場合、マンガン源の溶解による熱ロスが発生するため、転炉以降のプロセスにて溶鋼を昇熱させる必要が出てくる。しかし、取鍋精錬装置や真空脱ガス装置による溶鋼の昇熱処理は、転炉での昇熱処理に比べて効率が悪く処理に掛かるコストの増加が問題となる。特に、マンガン濃度が５質量％以上の高マンガン鋼では、これらの問題が顕著となる。By the way, in the method of melting high manganese steel disclosed in Patent Documents 1 to 3, manganese ore charged into the converter during the decarburization blowing of hot metal in the converter is reduced, or when the steel is removed from the converter or removed. At the time of pot smelting, the manganese concentration of the molten steel is raised by adding a manganese source to the molten steel at the time of vacuum degassing.
However, in such a smelting method, when a manganese source is added at the time of decarburization blowing or steeling, since the yield of the added manganese source is low, it is necessary to add a large amount of manganese source, and the processing time Increases in manganese and cost of manganese are problems. In addition, when a manganese source is added during steelmaking, ladle refining, or vacuum degassing refining, heat loss occurs due to dissolution of the manganese source, so it is necessary to raise the temperature of the molten steel in the process after the converter. Come. However, the heat treatment of molten steel by the ladle refining device or the vacuum degassing device is less efficient than the heat treatment at the converter, and the cost for the treatment is increased. In particular, in the case of high manganese steel having a manganese concentration of 5% by mass or more, these problems become significant.

そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、マンガンを５質量％以上含む高マンガン鋼を溶製するに際に、高いマンガン歩留りを得ることができ、高効率で溶製をすることができる、高マンガン鋼の溶製方法を提供することを目的としている。  Therefore, the present invention has been made focusing on the above-mentioned problems, and when melting a high manganese steel containing 5% by mass or more of manganese, a high manganese yield can be obtained, and the solution can be efficiently dissolved. The purpose is to provide a method of melting high manganese steel that can be manufactured.

本発明の一態様によれば、マンガンを５質量％以上含有する鋼を溶製する際に、転炉にて、溶銑に脱炭処理を施すことで、上記溶銑を炭素濃度の低い溶鋼とする脱炭工程と、この脱炭工程の後、上記転炉に収容された前記溶鋼に、マンガン源及びシリコン源を添加することで、上記溶鋼を還元処理する還元工程と、上記還元工程の後、真空脱ガス装置にて、上記溶鋼に真空脱ガス処理を行う脱ガス工程と、を備え、上記還元工程では、上記マンガン源の添加量に応じて、（１）式を満たすように上記シリコン源を添加することを特徴とする高マンガン鋼の溶製方法が提供される。  According to one aspect of the present invention, when a steel containing 5% by mass or more of manganese is melted, the molten metal is decarburized in a converter to make the molten metal have a low carbon concentration. After the decarburizing step and the decarburizing step, a manganese source and a silicon source are added to the molten steel accommodated in the converter to reduce the molten steel, and after the reduction step A degassing step of vacuum degassing the molten steel with a vacuum degassing device, and in the reduction step, the silicon source so as to satisfy the formula (1) according to the amount of the manganese source added. There is provided a method of producing a high manganese steel comprising the addition of

ｘ_Ｍｎ：マンガン源中のマンガン濃度（質量％）
ｘ_Ｓｉ：シリコン源中のシリコン濃度（質量％）
Ｗ_Ｍｎ：マンガン源の添加量（ｋｇ／ｔ）
Ｗ_Ｓｉ：シリコン源の添加量（ｋｇ／ｔ）

x_Mn : Manganese concentration in the manganese source (mass%)
_xSi : silicon concentration (mass%) in the silicon source
W_Mn : Amount of manganese source added (kg / t)
W_Si : Addition amount of silicon source (kg / t)

本発明の一態様によれば、マンガンを５質量％以上含む高マンガン鋼を溶製するに際に、高いマンガン歩留りを得ることができ、高効率で溶製をすることができる、高マンガン鋼の溶製方法が提供される。  According to one aspect of the present invention, when producing a high manganese steel containing 5% by mass or more of manganese, a high manganese yield can be obtained, and the high manganese steel can be produced with high efficiency. A melting method is provided.

本発明の一態様に係る高マンガン鋼の溶製方法を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a melting method of high manganese steel concerning one mode of the present invention.転炉を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a converter.真空脱ガス装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a vacuum degassing apparatus.

以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するように、本発明の実施形態を例示して多くの特定の細部について説明する。しかしながら、かかる特定の細部の説明がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。また、図面は、簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
＜高マンガン鋼の溶製方法＞
図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態に係る高マンガン鋼の溶製方法について説明する。本実施形態では、高炉から出銑された溶銑に対して、後述する精錬処理を施すことで、マンガンを５質量％以上含有する溶鋼である高マンガン鋼を溶製する。In the following detailed description, numerous specific details are set forth by way of illustrating embodiments of the present invention in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent that one or more embodiments may be practiced without such specific details. Also, in the drawings, well-known structures and devices are schematically illustrated for the sake of simplicity.
Method of melting high manganese steel
With reference to FIGS. 1-3, the manufacturing method of the high manganese steel which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. In this embodiment, the high manganese steel which is a molten steel which contains 5 mass% or more of manganese is melted by performing the refining process mentioned later with respect to the hot metal extracted from the blast furnace.

まず、図１及び図２に示すように、転炉１に収容された溶銑である溶湯２（「溶鉄」ともいう。）に脱炭処理を施す脱炭工程を行う（Ｓ１００）。
溶湯２は、高炉から出銑された溶銑であり、高炉から出銑された後に溶銑鍋やトーピードカー等の溶銑を収容可能な搬送容器で次工程となる製鋼工場へと搬送される。なお、転炉１で使用される石灰源等の媒溶剤を少なくするためには、溶銑を転炉１に装入する前に、溶銑の燐濃度を低減させる脱燐処理が施されることが好ましい。脱燐処理では、溶銑搬送容器に収容された溶銑に対して、酸化鉄等の固体酸素や気体酸素といった酸素源と、石灰を含む媒溶剤とが添加され、溶銑が気体酸素や攪拌用の気体によって攪拌されることで脱燐反応が進む。なお、脱燐処理では、転炉１で使用される媒溶剤を最大限少なくするためには、溶銑の燐濃度を高マンガン鋼の最終的な成分規格の上限濃度よりも低くすることが好ましい。さらに、後工程において添加されるマンガン源からの溶銑への燐ピックアップや、スラグからの復燐による燐濃度の上昇が懸念されるため、溶銑の燐濃度が成分規格の上限値よりも０．０５ｍａｓｓ％程度低くなるまで脱燐処理を行い、その後、処理により生じたスラグを取り除く（「除滓する」ともいう。）ことがより好ましい。さらに、溶銑の燐濃度を成分規格の上限値よりも低くするためには、脱燐処理の前に脱珪処理が施され、効率的な脱燐反応を阻害する珪素を予め除去しておくことが好ましい。First, as shown in FIG.1 and FIG.2, the decarburization process which decarburizes the molten metal 2 (it is also called "molten iron") which is the molten metal accommodated in the converter 1 is performed (S100).
Themolten metal 2 is molten iron discharged from the blast furnace, and after being discharged from the blast furnace, it is transferred to a steelmaking factory as a next process in a transfer container that can store molten iron such as a hot metal ladle or a torpedo car. In order to reduce the medium solvent such as lime source used in the converter 1, a dephosphorization process for reducing the phosphorus concentration of the hot metal is performed before charging the hot metal into the converter 1. preferable. In the dephosphorization process, an oxygen source such as solid oxygen such as iron oxide or gaseous oxygen and a medium solvent containing lime are added to the hot metal contained in the hot metal transfer container, and the hot metal becomes gaseous oxygen or a gas for stirring. The dephosphorization reaction proceeds by being stirred by the In the dephosphorization treatment, in order to minimize the medium solvent used in the converter 1, it is preferable that the phosphorus concentration of the hot metal is lower than the upper limit concentration of the final component standard of the high manganese steel. Furthermore, since there is a concern about the increase in phosphorus concentration due to phosphorus pickup from the manganese source added in the post-process to the hot metal and recovery from the slag, the phosphorus concentration in the hot metal is 0.05 mass above the upper limit of the component standard. It is more preferable to carry out the dephosphorization treatment to a low level of about 1% and then remove the slag generated by the treatment (also referred to as "removal"). Furthermore, in order to lower the phosphorus concentration of the hot metal below the upper limit of the component standard, desiliconization is performed before dephosphorization, and silicon that inhibits efficient dephosphorization reaction is removed in advance. Is preferred.

脱炭工程では、脱炭処理を行う前に、搬送容器で搬送された溶銑である溶湯２を、溶銑鍋に移注した後に、一次精錬炉である転炉１に装入する。なお、溶湯２を装入する前に、鉄源となるスクラップが炉体１０に装入されてもよい。
転炉１は、慣用的な転炉設備であり、図２に示すように、炉体１０と、上吹きランス１１と、複数の底吹きノズル１２と、シュート１３とを備える。炉体１０は、上部に開口部である炉口を有する樽型または西洋梨型の精錬炉であり、内部に耐火物が設けられる。上吹きランス１１は、炉体１０の上方に配され、鉛直方向（図２の上下方向）に昇降可能に構成される。上吹きランス１１は、下端に複数のノズル孔が形成され、この複数のノズル孔から、不図示の供給設備から供給される少なくとも酸素を含む酸化性ガスを、炉体１０に収容された溶湯２に噴射する。複数の底吹きノズル１２は、炉体１０の底部に設けられ、不図示の供給装置から供給されるアルゴンや窒素等の不活性ガスである攪拌ガスを炉体１０に収容された溶湯２に吹き込むことで、溶湯２を攪拌させる。シュート１３は、炉体１０の上方に配され、石灰を含む媒溶剤や合金鉄等の各種副原料を貯蔵する不図示の複数の炉上ホッパーに接続され、各炉上ホッパーから切り出される副原料を炉体１０内部へと添加する。In the decarburization process, before performing the decarburization process, themolten metal 2 that is the molten iron conveyed in the conveying container is transferred to the molten iron ladle and then charged into the converter 1 that is the primary refining furnace. In addition, before charging themolten metal 2, scrap serving as an iron source may be charged into thefurnace body 10.
The converter 1 is a conventional converter facility, and includes afurnace body 10, an upper blowinglance 11, a plurality ofbottom blowing nozzles 12, and achute 13, as shown in FIG. Thefurnace body 10 is a barrel- or pear-shaped smelting furnace having a furnace opening which is an opening at the top, and a refractory is provided inside. The upper blowinglance 11 is disposed above thefurnace body 10, and is configured to be vertically movable (vertically in FIG. 2). A plurality of nozzle holes are formed at the lower end of the upper blowinglance 11, and themolten metal 2 in which the oxidizing gas containing at least oxygen supplied from a supply facility (not shown) is accommodated in thefurnace body 10 from the plurality of nozzle holes. To spray. The plurality ofbottom blowing nozzles 12 are provided at the bottom of thefurnace body 10, and agitation gas that is an inert gas such as argon or nitrogen supplied from a supply device (not shown) is blown into themolten metal 2 accommodated in thefurnace body 10. Thus, themolten metal 2 is stirred. Thechute 13 is arranged above thefurnace body 10, connected to a plurality of unillustrated furnace hoppers for storing various auxiliary materials such as lime-containing medium solvent and alloyed iron, and auxiliary materials cut out from each furnace hopper. Is added to the inside of thefurnace body 10.

脱炭工程では、底吹きノズル１２から吹き込まれる攪拌ガスで炉体１０に収容された溶湯２を攪拌させながら、上吹きランス１１から溶湯２に酸化性ガスを噴射（「送酸」ともいう。）し、溶湯２に酸素を供給することで、大気圧下で脱炭処理（「脱炭吹錬」ともいう。）を行う。脱炭吹錬では、上吹きランス１１により溶湯２に吹き込まれる酸素と、溶湯２中の炭素とが反応することで、脱炭反応が進行する。なお、高マンガン鋼の成分規格にＣｒやＮｉが含まれる場合（添加が必須である場合）には、脱炭吹錬中に、ＣｒやＮｉを含有する合金鉄等の副原料を、シュート１３を介して溶湯２に添加する。脱炭工程では、溶湯２の炭素濃度が所定の範囲となるまで脱炭吹錬が行われ、溶湯２が炭素濃度の高い溶銑から炭素濃度の低い溶鋼となる。このときの、炭素濃度の所定の範囲は、０．０５質量％以上０．２質量％以下であることが好ましい。これは、脱炭工程後の溶湯２の炭素濃度が０．０５質量％未満となる場合、溶湯２の酸素ポテンシャルが高くなり、マンガン源の歩留が低下してしまうからである。一方、脱炭工程後の溶湯２の炭素濃度が０．２質量％より大きくなる場合、二次精錬工程での脱炭処理が必要となり、処理コストが増加する。そして、溶湯２の炭素濃度が所定の範囲となると、炉体１０内への酸化性ガスの供給を停止し、脱炭工程が終了する。  In the decarburizing step, the oxidizing gas is injected from theupper blowing lance 11 to themolten metal 2 while stirring themolten metal 2 stored in thefurnace body 10 by the stirring gas blown from the bottom blowing nozzle 12 (also referred to as “acid feeding”. Then, decarburization treatment (also referred to as “decarburization blowing”) is performed under atmospheric pressure by supplying oxygen to themolten metal 2. In the decarburization blowing, the decarburization reaction proceeds by the oxygen blown into themolten metal 2 by thetop blowing lance 11 and the carbon in themolten metal 2 reacting. In addition, when Cr and Ni are contained in the component specification of high manganese steel (when addition is essential), during decarburization blowing, secondary materials such as alloy iron containing Cr and Ni,chute 13 Is added to themolten metal 2. In the decarburization step, decarburization blowing is performed until the carbon concentration of themolten metal 2 falls within a predetermined range, and themolten metal 2 is changed from molten iron having a high carbon concentration to molten steel having a low carbon concentration. At this time, the predetermined range of the carbon concentration is preferably 0.05% by mass or more and 0.2% by mass or less. This is because when the carbon concentration of themolten metal 2 after the decarburization step is less than 0.05% by mass, the oxygen potential of themolten metal 2 is increased and the yield of the manganese source is decreased. On the other hand, when the carbon concentration of themolten metal 2 after the decarburization process is greater than 0.2% by mass, a decarburization process in the secondary refining process is necessary, and the processing cost increases. And if the carbon concentration of themolten metal 2 becomes a predetermined range, supply of the oxidizing gas into thefurnace body 10 will be stopped, and a decarburization process will be complete | finished.

脱炭工程の後、溶湯２が収容された炉体１０内に、マンガン源とシリコン源とを添加し、溶鋼である溶湯２を還元処理する還元工程を行う（Ｓ１０２）。マンガン源は、マンガンを含有する鉱石や合金、金属である。マンガン源には、例えば、マンガン鉱石や高炭素フェロマンガン、中炭素フェロマンガン、低炭素フェロマンガン、シリコマンガン、金属マンガン等を用いることができる。シリコン源は、シリコン（珪素）を含有する鉱石や合金、金属である。シリコン源には、例えば、フェロシリコンやシリコマンガン等を用いることができる。マンガン源及びシリコン源は、シュート１３を介して炉口から添加されてもよく、また、スクラップの装入に用いられるスクラップシュート（不図示）を用いて炉体１０の炉口から添加されてもよい。さらに、マンガン源とシリコン源とを添加する際には、複数の底吹きノズル１２から攪拌ガスを吹き込んで溶湯２を攪拌させながら添加させる。  After the decarburization process, a manganese source and a silicon source are added to thefurnace body 10 in which themolten metal 2 is accommodated, and a reduction process is performed to reduce themolten metal 2 that is molten steel (S102). The manganese source is a manganese-containing ore, alloy, or metal. As the manganese source, for example, manganese ore, high carbon ferromanganese, medium carbon ferromanganese, low carbon ferromanganese, silicomanganese, metallic manganese and the like can be used. The silicon source is ore, alloy, or metal containing silicon (silicon). For example, ferrosilicon or silicomanganese can be used as the silicon source. The manganese source and the silicon source may be added from the furnace opening through thechute 13 or may be added from the furnace opening of thefurnace body 10 using a scrap chute (not shown) used for charging scraps. Good. Further, when adding the manganese source and the silicon source, themolten metal 2 is added while being stirred by blowing a stirring gas from the plurality ofbottom blowing nozzles 12.

還元工程では、高マンガン鋼の成分規格である、目標とするマンガン濃度に応じた添加量でマンガン源を添加する。つまり、マンガン源の添加量は、目標とするマンガン濃度に応じて、マンガン源のマンガン含有量や溶湯２の炭素濃度等によって決定される。この際、マンガン源の歩留りの実績が考慮されてもよい。また、還元工程では、溶湯２のマンガン濃度を目標とする濃度にする必要はなく、後述する脱ガス工程にて調整可能なように、溶湯２のマンガン濃度を目標とする濃度よりも低い濃度にしてもよい。なお、熱効率の観点からは、脱ガス工程でのマンガン源の添加量に対して、還元工程でのマンガン源の添加量をできるだけ多くすることが好ましい。さらに、処理に掛かるコストを低減する観点からは、炭素等のマンガン以外の成分調整に影響がなければ、マンガン鉱石や炭素濃度の高い安価なマンガン源をできるだけ使用することが好ましい。  In the reduction step, the manganese source is added in an amount corresponding to the target manganese concentration, which is a component standard for high manganese steel. That is, the addition amount of the manganese source is determined by the manganese content of the manganese source, the carbon concentration of themolten metal 2 and the like according to the target manganese concentration. At this time, the record of the yield of the manganese source may be taken into consideration. Further, in the reduction step, it is not necessary to set the manganese concentration of themolten metal 2 to the target concentration, but to make the manganese concentration of themolten metal 2 lower than the target concentration so that it can be adjusted in the degassing step described later. May be. From the viewpoint of thermal efficiency, it is preferable to increase the addition amount of the manganese source in the reduction step as much as possible relative to the addition amount of the manganese source in the degassing step. Furthermore, from the viewpoint of reducing the cost of processing, it is preferable to use manganese ore or an inexpensive manganese source having a high carbon concentration as much as possible if adjustment of components other than manganese such as carbon is not affected.

シリコン源は、下記（１）式を満たす添加量で添加される。（１）式において、ｘ_Ｍｎはマンガン源中のマンガン濃度（質量％）、ｘ_Ｓｉはシリコン源中のシリコン濃度（質量％）、Ｗ_Ｍｎはマンガン源の添加量（ｋｇ／ｔ）、Ｗ_Ｓｉはシリコン源の添加量（ｋｇ／ｔ）をそれぞれ示す。つまり、シリコン源は、添加するマンガン源の添加量に応じた量だけ添加される。The silicon source is added in an amount to satisfy the following formula (1). In the formula (1), x_Mn is the manganese concentration (mass%) in the manganese source, x_Si is the silicon concentration (mass%) in the silicon source,_WMn is the added amount of the manganese source (kg / t), W_Si Indicates the added amount (kg / t) of the silicon source. That is, the silicon source is added in an amount corresponding to the addition amount of the manganese source to be added.

また、還元工程では、マンガン源及びシリコン源を添加した後、複数の底吹きノズル１２から攪拌ガスを吹き込んで、所定の時間、溶湯２を攪拌させる。
ここで、脱炭工程後の溶湯２は酸素ポテンシャルが高いため、この溶湯２にマンガン源を添加すると、マンガン源中のマンガンは溶湯２内に歩留らずに、酸化されて酸化マンガン（ＭｎＯ）となってスラグ３に含まれる。しかし、本実施形態では、マンガン源に加えてシリコン源を添加するため、マンガン源中のマンガンや脱炭工程によって生じたスラグ３中の酸化マンガンが、下記（２）式で示される反応によって還元されることで、溶湯２のマンガン濃度が高くなる。また、シリコン源中のシリコンが優先的に酸化されることで、溶湯２の酸素ポテンシャルが下がる。これにより、マンガン源中のマンガンが溶湯２に歩留り易くなり、溶湯２のマンガン濃度が高くなる。
２（ＭｎＯ）＋［Ｓｉ］＝（ＳｉＯ_２）＋２［Ｍｎ］ ・・・（２）In addition, in the reduction step, after the manganese source and the silicon source are added, the stirring gas is blown in from the plurality ofbottom blowing nozzles 12 to stir themolten metal 2 for a predetermined time.
Here, since themolten metal 2 after the decarburization step has a high oxygen potential, when a manganese source is added to themolten metal 2, manganese in the manganese source is oxidized and not oxidized in themolten metal 2, and manganese oxide (MnO ) And is included inslag 3. However, in this embodiment, since the silicon source is added in addition to the manganese source, manganese in the manganese source and manganese oxide in theslag 3 generated by the decarburization process are reduced by the reaction represented by the following formula (2). By doing so, the manganese concentration of themolten metal 2 becomes high. Moreover, the oxygen potential of themolten metal 2 falls because the silicon in a silicon source is oxidized preferentially. As a result, the manganese in the manganese source is easily retained in themolten metal 2 and the manganese concentration of themolten metal 2 is increased.
_{2 (MnO) + [Si]} = (SiO 2) +2 [Mn] ··· (2)

さらに、還元工程では、スラグ３中のＳｉＯ_２の濃度（質量％）に対するＣａＯの濃度（質量％）の比で定義される、スラグ３の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ_２）が、１．６以上２．４以上となるように、炉体１０内に石灰を添加することが好ましい。これにより、スラグ３の滓化及び下記（３）式で示される溶湯２の脱硫が促進される。
２［Ｓ］＋［Ｓｉ］＋２（ＣａＯ）＝２（ＣａＳ）＋（ＳｉＯ_２） ・・・（３）Furthermore, in the reduction step, the basicity (CaO / SiO₂ ) of theslag 3 defined by the ratio of the CaO concentration (mass%) to the SiO₂ concentration (mass%) in theslag 3 is 1.6 or more. It is preferable to add lime in thefurnace body 10 so that it may be 2.4 or more. Thereby, hatching of theslag 3 and desulfurization of themolten metal 2 shown by the following formula (3) are promoted.
2 [S] + [Si] +2 (CaO) = 2 (CaS) + (SiO₂ ) (3)

なお、シリコン源の添加量が（１）式の範囲よりも低くなる場合、つまりシリコン源の添加量が少ない場合、酸化マンガンの還元反応が進まなくなるため、溶湯２のマンガン濃度を高くすることができなくなる。一方、シリコン源の添加量が（１）式の範囲よりも高くなる場合、つまりシリコン源の添加量が多い場合、塩基度を調整するための石灰の添加量が多くなりすぎるため、精錬処理に掛かるコストが嵩む。また、シリコン源の添加量が多い場合、溶湯２のシリコン濃度が高くなり、成分規格値の上限を超える可能性がある。このような場合、次工程において溶湯２のシリコン濃度を低減させる脱シリコン処理を行う必要が生じるため、好ましくない。  When the addition amount of the silicon source is lower than the range of the formula (1), that is, when the addition amount of the silicon source is small, the reduction reaction of manganese oxide does not proceed, so the manganese concentration of themolten metal 2 can be increased. become unable. On the other hand, when the addition amount of the silicon source becomes higher than the range of the formula (1), that is, when the addition amount of the silicon source is large, the addition amount of lime for adjusting the basicity becomes too large. The cost is high. Moreover, when there is much addition amount of a silicon source, the silicon concentration of themolten metal 2 becomes high and may exceed the upper limit of a component specification value. In such a case, it is not preferable because it is necessary to carry out a desiliconization process to reduce the silicon concentration of themolten metal 2 in the next step.

さらに、還元工程では、還元処理が終了すると、炉体１０の溶湯２を取鍋に移注（「出鋼」ともいう。）する。この際、予め、溶湯１ｔ当たりに対する量で、５ｋｇ／ｔ以上１０ｋｇ／ｔ以下の石灰を取鍋内に前置きすることが好ましい。取鍋に石灰を前置きすることで、出鋼時の白煙の発生を防止するとともに、スラグ３からの復硫による溶湯２の硫黄濃度の上昇を抑えることができる。  Further, in the reduction process, when the reduction process is completed, themolten metal 2 of thefurnace body 10 is transferred to the ladle (also referred to as “tapping steel”). At this time, it is preferable that lime of 5 kg / t or more and 10 kg / t or less is previously placed in the pan in an amount per 1 t of the molten metal. By providing lime in advance in the ladle, it is possible to prevent the generation of white smoke at the time of tapping the steel and to suppress the increase in the sulfur concentration of themolten metal 2 due to the desulfurization from theslag 3.

還元工程の後、真空脱ガス装置５にて溶鋼である溶湯２に、真空脱ガス処理を施す脱ガス工程を行う（Ｓ１０４）。真空脱ガス装置５は、ＶＯＤ方式の脱ガス装置であり、取鍋４に収容された溶湯２を、減圧下で攪拌処理することで脱ガス処理を施す。真空脱ガス装置５は、真空槽５０と、排気管５１と、攪拌ガス供給経路５２と、上吹きランス５３と、供給口５４とを有する。真空槽５０は、取鍋４を内部に収容可能な容器であり、取鍋４を内部に出し入れ可能なように着脱式の上蓋５００を有する。排気管５１は、真空槽５０の側面に設けられ、不図示の排気装置に接続される。攪拌ガス供給経路５２は、真空槽５０の外部から内部に配され、真空槽５０の内部側の先端が取鍋４の吹き込み口４０に接続される。また、攪拌ガス供給経路５２は、真空槽５０の内部側の先端が不図示の攪拌ガス供給装置に接続され、攪拌ガス供給装置から供給されるアルゴンガスなどの攪拌ガスを取鍋４の吹き込み口４０に供給する。上吹きランス５３は、上蓋５００の中央に挿通して、鉛直方向（図３の上下方向）に昇降可能に構成される。また、上吹きランス５３は、下端にノズル孔が形成され、不図示の供給設備から供給される少なくとも酸素を含む酸化性ガスをノズル孔から、取鍋４に収容された溶湯２に酸化性ガスを噴射する。供給口５４は、上蓋５００に形成され、石灰を含む媒溶剤や合金鉄等の各種副原料を貯蔵する不図示の複数の炉上ホッパーに接続され、各炉上ホッパーから切り出される副原料を取鍋４に収容された溶湯２へと添加する投入口である。  After the reduction process, a degassing process is performed in which vacuum degassing is performed on themolten steel 2 that is molten steel in the vacuum degassing apparatus 5 (S104). Thevacuum degassing device 5 is a VOD type degassing device, and performs degassing processing by stirring themolten metal 2 accommodated in theladle 4 under reduced pressure. Thevacuum degassing apparatus 5 includes avacuum chamber 50, anexhaust pipe 51, a stirringgas supply path 52, anupper blowing lance 53, and asupply port 54. Thevacuum chamber 50 is a container that can accommodate theladle 4 therein, and has a detachableupper lid 500 so that theladle 4 can be taken in and out. Theexhaust pipe 51 is provided on the side surface of thevacuum chamber 50 and connected to an exhaust device (not shown). The stirringgas supply path 52 is arranged from the outside to the inside of thevacuum chamber 50, and the tip on the inner side of thevacuum chamber 50 is connected to the blowingport 40 of theladle 4. In the stirringgas supply path 52, the tip on the inner side of thevacuum chamber 50 is connected to a stirring gas supply device (not shown), and a stirring gas such as argon gas supplied from the stirring gas supply device is a blowout port of theladle 4. 40. Theupper blowing lance 53 is inserted into the center of theupper lid 500 and is configured to be able to move up and down in the vertical direction (vertical direction in FIG. 3). In theupper blowing lance 53, a nozzle hole is formed at the lower end, and an oxidizing gas containing at least oxygen supplied from a supply facility (not shown) is supplied to themolten metal 2 contained in theladle 4 from the nozzle hole. Inject. Thesupply port 54 is formed in theupper lid 500, is connected to a plurality of furnace upper hoppers (not shown) for storing various auxiliary materials such as lime-containing solvent and alloy iron, and removes the auxiliary materials cut out from each furnace upper hopper. It is an inlet to be added to themolten metal 2 contained in thepan 4.

脱ガス工程では、取鍋４を真空槽５０内に収容した後、吹き込み口４０から攪拌ガスを吹き込むことで溶湯２を攪拌させながら、排気装置を用いて排気管５１から排気を行い、真空槽５０内を減圧することで真空脱ガス処理を行う。このような真空脱ガス処理をすることで、溶湯２中のガス成分（窒素や水素等）の除去や、溶湯２の成分の均一化、溶湯２の介在物等の除去、溶湯２の温度の調整等を行う。また、脱ガス工程では、真空脱ガス処理を行う際に、真空脱ガス処理の処理前あるいは処理途中の溶湯２の成分に応じて、目標とする成分範囲になるように、成分調整用の副原料を、供給口５４を通じて溶湯２に添加する。この際、真空脱ガス処理前の溶湯２のマンガン濃度が目標濃度よりも低い場合には、金属マンガンや高炭素フェロマンガン、低炭素フェロマンガン等のマンガン源を、成分調整のために必要な量だけ溶湯２に添加する。また、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃａ、Ｂ等の成分調整が必要な場合には、各成分を含有する副原料を溶湯２に添加する。さらに、脱硫等を目的に、ＣａＯ含有物質やＭｇＯ含有物質、アルミニウム含有物質、Ａｌ_２Ｏ_３含有物質、ＳｉＯ_２含有物質等の、スラグ３の組成の調整や脱硫反応の促進に用いられる副原料を溶湯２に添加してもよい。In the degassing step, after theladle 4 is accommodated in thevacuum chamber 50, themolten gas 2 is stirred by blowing the stirring gas from the blowingport 40, and then theexhaust pipe 51 is evacuated using the exhaust device. Vacuum degassing treatment is performed by reducing the pressure in thechamber 50. By performing such vacuum degassing treatment, the removal of gas components (such as nitrogen and hydrogen) in themolten metal 2, the homogenization of the components of themolten metal 2, the removal of inclusions in themolten metal 2, the temperature of themolten metal 2 Make adjustments. Further, in the degassing step, when performing the vacuum degassing process, the auxiliary component for component adjustment is set so as to be within the target component range according to the components of themolten metal 2 before or during the vacuum degassing process. The raw material is added to themolten metal 2 through thesupply port 54. At this time, if the manganese concentration of themolten metal 2 before the vacuum degassing treatment is lower than the target concentration, the amount of manganese source such as metal manganese, high carbon ferromanganese, low carbon ferromanganese, etc. necessary for component adjustment Only add tomolten metal 2. Further, when it is necessary to adjust the components such as Al, Ni, Cr, Cu, Nb, Ti, V, Ca, B, etc., auxiliary materials containing the respective components are added to themolten metal 2. Further, for the purpose of desulfurization and the like, secondary materials used for adjusting the composition ofslag 3 and promoting desulfurization reaction, such as CaO-containing material, MgO-containing material, aluminum-containing material, Al₂ O₃ -containing material, SiO₂ -containing material May be added to themolten metal 2.

また、脱ガス工程では、下記（４）式で示される攪拌動力ε（Ｗ／ｔ）が、３００Ｗ／ｔ以上、１３００Ｗ／ｔ以下となる条件で溶湯２を攪拌することが好ましい。攪拌動力εが３００Ｗ／ｔ未満となる場合、攪拌力が小さくなるため、脱窒処理や脱水素処理に時間を要し、真空脱ガス処理の処理時間が延長するため好ましくない。また、攪拌動力εが１３００Ｗ／ｔよりも大きい場合、溶湯２へのスラグ３の巻き込み量が多くなり、スラグ系介在物に起因した不良率が増加するため好ましくない。なお、（４）式において、Ｑ_ｎは攪拌ガスの流量（Ｎｍ^３／ｍｉｎ）、Ｔ_ｌは溶湯２の温度（Ｋ）、Ｗ_ｍは溶湯２の重量（ｔ）、ρ_ｌは溶湯２の密度（ｋｇ／ｍ^３）、ｈは取鍋４内の溶湯２の深さである湯面高さ（ｍ）、Ｐ_１は雰囲気圧力（Ｔｏｒｒ）、ηはエネルギー伝達効率（−）、Ｔ_ｎは攪拌ガスの温度（Ｋ）をそれぞれ示す。また、１Ｔｏｒｒは（１０１３２５／７６０）Ｐａである。In the degassing step, it is preferable to stir themolten metal 2 under the condition that the stirring power ε (W / t) represented by the following formula (4) is 300 W / t or more and 1300 W / t or less. When the stirring power ε is less than 300 W / t, since the stirring power is reduced, denitrification treatment or dehydrogenation treatment takes time, and the treatment time of the vacuum degassing treatment is prolonged, which is not preferable. On the other hand, when the stirring power ε is larger than 1300 W / t, the amount ofslag 3 entrapped in themolten metal 2 increases, and the defect rate due to slag inclusions increases, which is not preferable. In the equation (4), Q_n is the flow rate of the stirring gas (Nm³ / min), T_l is the temperature (K) of themolten metal 2, W_m is the weight (t) of themolten metal 2, and ρ_l is themolten metal 2 Density (kg / m³ ), h is the height of the molten metal surface (m), which is the depth of themolten metal 2 in theladle 4, P₁ is the atmospheric pressure (Torr), η is the energy transfer efficiency (−), T_n Indicates the temperature (K) of the stirring gas, respectively. Also, 1 Torr is (101325/760) Pa.

さらに、脱ガス工程では、溶湯２の温度が脱ガス工程終了後の目標とする温度よりも低い場合には、真空脱ガス処理中に溶湯２の温度を上げる昇温処理を行ってもよい。昇温処理では、供給口５４から溶湯２にアルミニウムを添加した後、上吹きランス５３から酸素を含有した酸化性ガスを溶湯２に噴射する。これにより、溶湯２内のアルミニウムと、酸化性ガスの酸素とが反応することで、溶湯２の温度を上昇させることができる。なお、昇温処理では、（５）式及び（６）式から計算される、上吹きランス５３から噴射される酸化性ガスの噴流の動圧Ｐ（ｋＰａ）を、１０ｋＰａ以上、５０ｋＰａ以下となるように制御することが好ましい。動圧Ｐを上記範囲に制御することで、溶湯２からのマンガンの蒸発を最低限に抑えながらも、効率よく溶湯２を昇熱させることができる。なお、（５）式において、ρ_ｇは酸化性ガスの密度（ｋｇ／Ｎｍ^３）、Ｕは上吹きランス５３のノズルから噴出される酸化性ガスのノズル先端での流速（ｍ／ｓｅｃ）をそれぞれ示す。また、（６）式において、Ｆは酸化性ガスの流量（Ｎｍ^３／ｈ）、Ｓは上吹きランス５３のノズルの断面積（ｍ^２）を示す。Furthermore, in the degassing step, when the temperature of themolten metal 2 is lower than the target temperature after the degassing step, a temperature increasing process for raising the temperature of themolten metal 2 may be performed during the vacuum degassing process. In the temperature raising process, after aluminum is added to themolten metal 2 from thesupply port 54, an oxidizing gas containing oxygen is injected from theupper blowing lance 53 to themolten metal 2. Thereby, the temperature of themolten metal 2 can be raised because the aluminum in themolten metal 2 and oxygen of oxidizing gas react. In the temperature raising process, the dynamic pressure P (kPa) of the oxidizing gas jet injected from thetop blowing lance 53, calculated from the equations (5) and (6), is 10 kPa or more and 50 kPa or less. It is preferable to control as described above. By controlling the dynamic pressure P within the above range, themelt 2 can be efficiently heated while minimizing the evaporation of manganese from themelt 2. In equation (5), ρ_g is the density of the oxidizing gas (kg / Nm³ ), and U is the flow velocity (m / sec) of the oxidizing gas jetted from the nozzle of thetop blowing lance 53 at the nozzle tip. Each is shown. Further, in equation (6), F is the flow rate of the oxidizinggas^(Nm 3 / h), S denotes a sectional area of the nozzle of the top-blownlance 53^{(m 2).}

脱ガス工程を経ることで、目標とする所定の成分濃度の溶鋼が溶製される。なお、脱ガス工程の後は、溶製された溶鋼を連続鋳造することで、スラブ等の所定の形状の高マンガン鋼の鋳片が製造される。  Through the degassing process, molten steel having a target predetermined component concentration is melted. In addition, after the degassing step, a molten slab or the like is continuously cast to produce a high-manganese steel slab having a predetermined shape such as a slab.

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。<Modification>
Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, it is not intended that the present invention be limited by these descriptions. Other embodiments of the present invention, including various modifications, as well as the disclosed embodiments, will be apparent to those of ordinary skill in the art by reference to the description of the present invention. Therefore, it is to be understood that the embodiments of the invention described in the claims also encompass the embodiments including the variants described above alone or in combination.

例えば、上記実施形態では、真空脱ガス装置５がＶＯＤ方式の精錬装置としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、真空脱ガス装置５は、ＲＨ方式の脱ガス装置やＤＨ方式の脱ガス装置であってもよい。なお、真空脱ガス装置がＲＨ方式の脱ガス装置である場合、マンガンの蒸発を抑えるため、真空槽の槽内空間圧力が５０Ｔｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒとなる条件において、下記（７）式で示される溶鋼の還流量Ｑ（ｔ／ｍｉｎ）を１５０ｔ／ｍｉｎ以上、２００ｔ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい。なお、溶鋼の脱窒素や脱水素が必要な場合には、５０Ｔｏｒｒ未満の槽内空間圧力で処理を行ってもよいが、脱窒素及び脱水素後は５０Ｔｏｒｒ以上１００Ｔｏｒｒ以下の槽内空間圧力で処理を行うことが好ましい。（７）式において、Ｋは定数、Ｇは浸漬管から吹き込む環流用の吹込みガスの流量（ＮＬ／ｍｉｎ）、Ｄは浸漬管の内径（ｍ）、Ｐ_２は外部圧力（Ｔｏｒｒ）、Ｐ_３は真空槽の槽内空間圧力（Ｔｏｒｒ）をそれぞれ示す。For example, in the above embodiment, thevacuum degassing apparatus 5 is a VOD type refining apparatus, but the present invention is not limited to such an example. For example, thevacuum degassing apparatus 5 may be an RH type degassing apparatus or a DH type degassing apparatus. When the vacuum degassing apparatus is an RH type degassing apparatus, in order to suppress the evaporation of manganese, the molten steel represented by the following formula (7) is used under the condition that the space pressure in the tank is 50 Torr to 100 Torr. It is preferable to set the reflux amount Q (t / min) to 150 t / min or more and 200 t / min or less. If denitrification or dehydrogenation of the molten steel is required, the treatment may be performed at a tank internal pressure of less than 50 Torr, but after the denitrification and dehydrogenation, the treatment is performed at a tank internal pressure of 50 Torr or more and 100 Torr or less. It is preferable to carry out. In the equation (7), K is a constant, G is the flow rate (NL / min) of the recirculation gas blown from the dip tube, D is the inner diameter (m) of the dip tube, P₂ is the external pressure (Torr), P Reference numeral₃ represents the internal space pressure (Torr) of the vacuum chamber.

また、上記実施形態では、転炉１で製造された溶鋼である溶湯２のみを、真空脱ガス装置５で処理する溶湯２として用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、転炉１で製造された溶鋼に、別の精錬炉で溶製した溶鋼を合わせた合わせ湯を、真空脱ガス装置５で処理する溶湯２として用いてもよい。この場合、別の精錬炉で溶製した溶鋼のマンガン濃度を高くすることで、転炉１で製造される溶鋼のマンガン濃度を低くすることができる。  Moreover, in the said embodiment, although only themolten metal 2 which is the molten steel manufactured by the converter 1 was used as themolten metal 2 processed by thevacuum degassing apparatus 5, this invention is not limited to this example. For example, the molten steel manufactured in the converter 1 may be used as themolten metal 2 to be processed by thevacuum degassing device 5 by combining the molten steel melted in another refining furnace. In this case, the manganese concentration of the molten steel manufactured by the converter 1 can be lowered by increasing the manganese concentration of the molten steel melted in another refining furnace.

さらに、上記実施形態では、還元工程には、マンガン源及びシリコン源を添加した後、複数の底吹きノズル１２から攪拌ガスを吹き込んで、所定の時間、溶湯２を攪拌させるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。還元工程では、撹拌ガスの吹き込みに加えて、上吹きランス１１からの酸化性ガスを噴射してもよい。特に、溶湯２の温度を上昇させる必要がある場合には、酸化性ガスによる酸化反応によって昇熱処理を行ってもよい。  Furthermore, in the above embodiment, after the manganese source and the silicon source are added in the reduction step, the stirring gas is blown in from the plurality ofbottom blowing nozzles 12 to stir themolten metal 2 for a predetermined time. Is not limited to such an example. In the reduction step, oxidizing gas from thetop blowing lance 11 may be injected in addition to blowing the stirring gas. In particular, when it is necessary to raise the temperature of themolten metal 2, the heat treatment may be performed by an oxidation reaction with an oxidizing gas.

さらに、上記実施形態では、脱炭処理の前に溶銑に脱燐処理を施すとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、脱炭処理の前に、脱燐処理に加えて、溶銑中の硫黄濃度を低減する脱硫処理が行われてもよい。脱硫処理は、設備構成に応じて、脱燐処理の前あるいは脱燐処理の後に行われてもよい。
さらに、上記実施形態では、溶銑搬送容器に収容された溶銑に対して脱燐処理を施すとしたが、本発明はかかる例に限定されない。脱燐処理は、例えば、転炉型精錬炉に収容された溶銑に対して、上吹きランスから酸化性ガスを噴射することで処理を行う方法であってもよい。Furthermore, in the above-described embodiment, the hot metal is subjected to the dephosphorization treatment before the decarburization treatment, but the present invention is not limited to this example. For example, before the decarburization treatment, in addition to the dephosphorization treatment, a desulfurization treatment for reducing the sulfur concentration in the hot metal may be performed. The desulfurization process may be performed before the dephosphorization process or after the dephosphorization process depending on the equipment configuration.
Furthermore, in the above-described embodiment, the molten metal contained in the molten metal conveyance container is subjected to the dephosphorizing treatment, but the present invention is not limited to this example. The dephosphorization treatment may be carried out, for example, by injecting an oxidizing gas from a top blowing lance into the hot metal stored in the converter-type smelting furnace.

＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係る高マンガン鋼の溶製方法は、マンガンを５質量％以上含有する鋼を溶製する際に、転炉１にて、溶銑（溶湯２）に脱炭処理を施すことで、溶銑を炭素濃度の低い溶鋼（溶湯２）とする脱炭工程（ステップＳ１００）と、脱炭工程の後、転炉１に収容された溶鋼に、マンガン源及びシリコン源を添加することで、溶鋼を還元処理する還元工程（ステップＳ１０２）と、還元工程の後、真空脱ガス装置５にて、溶鋼に真空脱ガス処理を行う脱ガス工程（ステップＳ１０４）と、を備え、還元工程では、目標とする鋼のマンガン濃度に応じてマンガン源を添加し、（１）式を満たすようにシリコン源を添加する。<Effect of the embodiment>
(1) The method for melting high manganese steel according to one aspect of the present invention is to decarburize hot metal (molten metal 2) in converter 1 when melting steel containing 5 mass% or more of manganese. By adding a manganese source and a silicon source to the molten steel housed in the converter 1 after the decarburization step (step S100) in which the molten iron has a low carbon concentration (molten metal 2) and the decarburization step Thus, a reduction process (Step S102) for reducing the molten steel, and a degassing process (Step S104) for performing a vacuum degassing process on the molten steel in thevacuum degassing apparatus 5 after the reduction process, In the reduction step, a manganese source is added according to the target manganese concentration of steel, and a silicon source is added to satisfy the equation (1).

上記（１）の構成によれば、（２）式の還元反応を促進させることができるため、添加されたマンガン源中のマンガンが溶湯２中に歩留り易くなる。また、マンガン源の添加を転炉１内で行うため、マンガン源の添加による熱ロス（溶湯２の温度の低下）を抑えることができる。さらに、マンガン源の添加後に、転炉１内で溶湯２を昇熱処理することができるため、効率よく昇熱処理を行うことができる。さらに、還元反応の促進に十分な量以上の過剰なシリコン源の添加を抑えることができ、脱ガス工程において脱シリコン処理をする必要がなくなるため、短い処理時間で効率よく脱ガス処理を行うことができる。脱ガス処理時間が長くなると、処理に係るコストが増大することに加え、生産能率の低下することとなる。つまり、上記（１）の構成によれば、マンガンを５質量％以上含む高マンガン鋼を溶製するに際に、高いマンガン歩留りを得ることができ、高効率で高マンガン鋼を溶製することができる。  According to the configuration of the above (1), the reduction reaction of the formula (2) can be promoted, so that the manganese in the added manganese source is easily retained in themolten metal 2. Further, since the manganese source is added in the converter 1, heat loss (decrease in the temperature of the molten metal 2) due to the addition of the manganese source can be suppressed. Furthermore, since themolten metal 2 can be subjected to a heat treatment in the converter 1 after the addition of the manganese source, the heat treatment can be efficiently performed. Furthermore, it is possible to suppress the addition of an excessive silicon source more than an amount sufficient for promoting the reduction reaction, and it is not necessary to perform the desiliconization process in the degassing process, so that the degassing process can be performed efficiently in a short processing time. Can do. As the degassing treatment time becomes longer, in addition to the increase of the cost for the treatment, the production efficiency is lowered. That is, according to the configuration of the above (1), when melting a high manganese steel containing 5 mass% or more of manganese, a high manganese yield can be obtained, and the high manganese steel can be melted with high efficiency. Can do.

（２）上記（１）の構成において、真空脱ガス装置５として、溶鋼を収容する取鍋の底から攪拌ガスを吹き込むことで溶鋼を攪拌する装置を用い、脱ガス工程では、（４）式で示される攪拌動力εが、３００Ｗ／ｔ以上、１３００Ｗ／ｔ以下となる条件で、溶鋼を攪拌しながら真空脱ガス処理を行う。
上記（２）の構成によれば、脱窒処理や脱水素処理に要する時間を短くすることができ、さらに溶湯２へのスラグ３の巻き込みを抑えることができる。このため、真空脱ガス処理の処理時間を短くするができる。(2) In the configuration of the above (1), as thevacuum degassing device 5, a device for stirring the molten steel by blowing a stirring gas from the bottom of the ladle containing the molten steel is used. The vacuum degassing treatment is performed while stirring the molten steel under the condition that the stirring power ε shown in the above becomes 300 W / t or more and 1300 W / t or less.
According to the configuration of (2), the time required for the denitrification treatment and the dehydrogenation treatment can be shortened, and further, the inclusion of theslag 3 in themolten metal 2 can be suppressed. For this reason, the processing time of a vacuum degassing process can be shortened.

次に、本発明者らが行った実施例１について説明する。実施例１では、高炉から出銑された溶銑に対して、脱珪処理及び脱燐処理の溶銑予備処理を施し、燐濃度を０．０１０質量％とした。この溶銑に対して、上記実施形態と同様に、脱炭工程、還元工程及び脱ガス工程を行うことで、マンガン濃度が５質量％以上の高マンガン鋼を溶製した。なお、溶製された高マンガン鋼の成分は、炭素濃度：０．１４５質量％以上０．１５５質量％以下、マンガン濃度：２４質量％以上２５質量％以下、シリコン濃度：０．１質量％以上０．２質量％以下、硫黄濃度：０．００２質量％以下、窒素濃度：１００ｐｐｍ以下、水素濃度：５ｐｐｍ以下であった。  Next, Example 1 performed by the present inventors will be described. In Example 1, the hot metal discharged from the blast furnace was subjected to hot metal pretreatment of desiliconization treatment and dephosphorization treatment, so that the phosphorus concentration was 0.010% by mass. Similar to the above embodiment, a high manganese steel having a manganese concentration of 5% by mass or more was melted by performing a decarburization process, a reduction process, and a degassing process on the hot metal. The components of the molten high manganese steel are as follows: carbon concentration: 0.145 mass% to 0.155 mass%, manganese concentration: 24 mass% to 25 mass%, silicon concentration: 0.1 mass% or more It was 0.2 mass% or less, sulfur concentration: 0.002 mass% or less, nitrogen concentration: 100 ppm or less, and hydrogen concentration: 5 ppm or less.

脱炭工程では、上記実施形態と同様に、溶銑予備処理を施した溶銑である溶湯２に脱炭処理を施し、炭素濃度が０．０５質量％になるまで脱炭吹錬を施し溶鋼とした。
還元工程では、脱炭処理を施した溶鋼である溶湯２に、高炭素フェロマンガンと金属マンガンとをマンガン源として添加し、フェロシリコンをシリコン源として添加した。そして、攪拌ガスで溶湯２を攪拌させながら、さらに上吹きランス１１からの送酸を継続して行い還元処理を施すことで、マンガン源を溶解させ、溶湯２のマンガン濃度を上昇させた。シリコン源の添加量は、（１）式を満たすものとした。また、還元工程では、マンガン源と共に、石灰を添加した。還元処理終了時の溶湯２のマンガン濃度は、およそ２４質量％であった。さらに、還元工程では、転炉１から取鍋４へ溶湯２を移注（出鋼）する際、出鋼される溶湯２に対して、金属アルミニウムを溶鋼１トン当たりに約０．８ｋｇ添加した。In the decarburization step, as in the above-described embodiment, themolten metal 2 that has been subjected to the hot metal pretreatment is decarburized, and decarburized and blown until the carbon concentration reaches 0.05% by mass to obtain molten steel. .
In the reduction step, high-carbon ferromanganese and metal manganese were added as a manganese source tomolten metal 2 that was a decarburized molten steel, and ferrosilicon was added as a silicon source. Then, while stirring themolten metal 2 with the stirring gas, the acid supply from thetop blowing lance 11 was continued and the reduction treatment was performed to dissolve the manganese source and increase the manganese concentration of themolten metal 2. The addition amount of the silicon source satisfied the formula (1). In addition, in the reduction step, lime was added together with the manganese source. The manganese concentration of themolten metal 2 at the end of the reduction treatment was about 24 mass%. Furthermore, in the reduction process, when transferring themolten metal 2 from the converter 1 to the ladle 4 (tapping steel), about 0.8 kg of metal aluminum was added per ton of molten steel to themolten metal 2 to be tapped. .

脱ガス工程では、還元工程を経た１５０トンの溶鋼である溶湯２に対して、上記実施形態と同様に、ＶＯＤ方式の真空脱ガス装置５を用いて脱ガス処理を行った。脱ガス工程では、取鍋４の吹き込み口４０から、２０００Ｎｌ／ｍｉｎの流量のＡｒガスを溶湯２に吹き込み攪拌させながら、真空槽５０の槽内空間圧力を２Ｔｏｒｒにして脱ガス処理を行った。また、脱ガス工程では、脱ガス処理中に、溶湯２に金属マンガン及び高炭素フェロマンガンを添加し成分調整を行った。  In the degassing step, the degassing process was performed on themolten metal 2 that was 150 tons of molten steel that had undergone the reduction step, using the VOD-typevacuum degassing device 5 in the same manner as in the above embodiment. In the degassing step, the gas pressure in thevacuum tank 50 was set to 2 Torr and the degassing treatment was performed while Ar gas at a flow rate of 2000 Nl / min was blown into themolten metal 2 and stirred from the blowingport 40 of theladle 4. In the degassing step, metal manganese and high carbon ferromanganese were added to themolten metal 2 during the degassing process to adjust the components.

また、実施例１では、比較として、還元工程においてシリコン源の添加量が（１）式を満たさない条件でも高マンガン鋼の溶製を行った（比較例１）。なお、比較例１では、還元工程におけるシリコン源の添加量以外の条件については、実施例１と同様とした。
表１に実施例１の結果として、還元工程におけるシリコン源の添加量、Ｍｎ歩留り、出鋼時の溶湯２のシリコン濃度及び脱ガス工程における脱ガス処理に要した時間を示す。なお、表１において、０．０１３×Ｗ_Ｍｎ×ｘ_Ｍｎ／ｘ_Ｓｉは（１）式に示す範囲の下限値、０．１５０×Ｗ_Ｍｎ×ｘ_Ｍｎ／ｘ_Ｓｉは（１）式に示す範囲の上限値をそれぞれ示す。表１に示すように、実施例１では、シリコン源の添加量Ｗ_Ｓｉが（１）式の範囲内となる実施例１−１〜１−６の６条件、及びシリコン源の添加量Ｗ_Ｓｉが（１）式の範囲外となる比較例１−１〜１−４の４条件の計１０条件で高マンガン鋼を溶製した。また、表１におけるＭｎ歩留りは、還元工程において用いられたマンガン源に含まれるマンガンが溶湯２にどれだけ添加されたか、つまり、マンガン源に含まれるマンガン分が、還元工程前後での溶湯２のマンガン濃度の増加にどれだけ寄与したかを示すものである。Further, in Example 1, as a comparison, the high manganese steel was melted even under the condition that the addition amount of the silicon source did not satisfy the expression (1) in the reduction step (Comparative Example 1). In Comparative Example 1, the conditions other than the addition amount of the silicon source in the reduction step were the same as those in Example 1.
Table 1 shows the amount of silicon source added in the reduction step, the Mn yield, the silicon concentration of themolten metal 2 during steel output, and the time required for the degassing process in the degassing step as the results of Example 1. In Table 1, 0.013 × W_Mn × x_Mn / x_Si is the lower limit value of the range shown in Formula (1), and 0.150 × W_Mn × x_Mn / x_Si is the range shown in Formula (1). The upper limit value of each is shown. As shown in Table 1, in Example 1, 6 conditions of Example 1-1 to 1-6 in which the addition amount_{W Si} of the silicon source is (1) within the range type, and the amount_{W Si} of the silicon source However, high manganese steel was melted under a total of 10 conditions including 4 conditions of Comparative Examples 1-1 to 1-4, which were outside the range of the formula (1). Further, the Mn yield in Table 1 indicates how much manganese contained in the manganese source used in the reduction process was added to themolten metal 2, that is, the manganese content in the manganese source was that of themolten metal 2 before and after the reduction process. It shows how much it contributed to the increase in manganese concentration.

表１に示すように、比較例１−１，１−２の条件では、他の条件に比べてマンガン歩留りが４６％以下と低位となった。これは、シリコン源の添加量が少なかったために、（２）式で示されるスラグ３の還元反応が十分に進行しなかったことが原因であると考えられる。比較例１−１，１−２では、Ｍｎ歩留りが低かったため、脱ガス工程においてシリコン源を添加して還元処理を行い、その後成分及び温度の調整を行う必要があり、脱ガス工程に要した時間が実施例１−１〜１−６に比べ長くなった。  As shown in Table 1, under the conditions of Comparative Examples 1-1 and 1-2, the manganese yield was as low as 46% or less as compared with other conditions. This is considered to be caused by the fact that the reduction reaction of theslag 3 represented by the formula (2) did not proceed sufficiently because the addition amount of the silicon source was small. In Comparative Examples 1-1 and 1-2, since the Mn yield was low, it was necessary to perform a reduction treatment by adding a silicon source in the degassing step, and then to adjust components and temperature, which was necessary for the degassing step. The time was longer than in Examples 1-1 to 1-6.

また、比較例１−３，１−４の条件では、マンガン歩留りは高くなったものの、出鋼時のシリコン濃度が規格上限値である０．２０質量％を超えてしまった。これは、（２）式で示されるスラグ３の還元反応や（３）式で示される脱硫反応で消費される量以上のシリコンが溶湯２に供給されたためであると考えられる。比較例１−３，１−４では、出鋼時のシリコン濃度が高かったため、脱ガス処理工程において脱シリコン処理を行う必要があり、脱ガス工程に要した時間が実施例１−１〜１−６に比べ長くなった。なお、脱シリコン処理では、上吹きランス５３から酸化性ガスを溶湯２に噴射することで、溶湯２に含まれるシリコンが酸化除去される。
一方、実施例１−１〜１−６の条件では、還元工程において高いマンガン歩留りを得られ、さらに必要以上にシリコン源が添加されなかったことで出鋼時のシリコン濃度を低くすることができた。このため、脱ガス工程に要する時間を短くすることができた。Further, under the conditions of Comparative Examples 1-3 and 1-4, the manganese yield was high, but the silicon concentration at the time of steel output exceeded the standard upper limit of 0.20% by mass. This is considered to be because more silicon than the amount consumed by the reduction reaction of theslag 3 represented by the formula (2) and the desulfurization reaction represented by the formula (3) was supplied to themolten metal 2. In Comparative Examples 1-3 and 1-4, since the silicon concentration at the time of tapping was high, it is necessary to carry out the desiliconization process in the degassing process, and the time required for the degassing process is Examples 1-1 to 1 Longer than -6. In the desiliconization process, silicon contained in themolten metal 2 is oxidized and removed by injecting an oxidizing gas from theupper blowing lance 53 to themolten metal 2.
On the other hand, under the conditions of Examples 1-1 to 1-6, a high manganese yield can be obtained in the reduction process, and the silicon concentration at the time of steel output can be lowered by not adding a silicon source more than necessary. It was. Therefore, the time required for the degassing step could be shortened.

次に、本発明者らが行った実施例２について説明する。実施例２では、実施例１−４と同様な溶製方法で、脱ガス工程での攪拌動力εを変更した複数の条件で高マンガン鋼の溶製を行った。なお、溶製された高マンガン鋼の成分は、炭素濃度：０．１４５質量％以上０．１５５質量％以下、マンガン濃度：２４質量％以上２５質量％以下、シリコン濃度：０．１質量％以上０．２質量％以下、硫黄濃度：０．００２質量％以下、窒素濃度：１００ｐｐｍ以下、水素濃度：５ｐｐｍ以下であった。  Next, Example 2 performed by the present inventors will be described. In Example 2, high manganese steel was melted under a plurality of conditions in which the stirring power ε in the degassing step was changed by the same melting method as in Example 1-4. The components of the molten high manganese steel are as follows: carbon concentration: 0.145 mass% to 0.155 mass%, manganese concentration: 24 mass% to 25 mass%, silicon concentration: 0.1 mass% or more It was 0.2 mass% or less, sulfur concentration: 0.002 mass% or less, nitrogen concentration: 100 ppm or less, and hydrogen concentration: 5 ppm or less.

具体的には、脱炭工程として、実施例１−４と同様に、転炉１にて溶銑予備処理を施した溶銑である溶湯２に脱炭処理を施し、炭素濃度が０．０５質量％になるまで脱炭吹錬を施し溶鋼とした。次いで、還元工程として、実施例１−４と同様に、３５ｋｇ／ｔのシリコン源を添加して溶湯２に還元処理を施した。還元処理終了時の溶湯２のマンガン濃度は、およそ２４質量％であった。さらに、脱ガス工程として、実施例１−４と同様に、真空脱ガス装置５にて溶湯２に脱ガス処理を施した。脱ガス工程では、取鍋４の吹き込み口４０から吹き込むＡｒガスの流量を調整することで、攪拌動力εを任意に変更した複数の条件で脱ガス処理を行った。  Specifically, as in the decarburization step, as in Example 1-4, the decarburization treatment was performed on themolten metal 2 that was the hot metal that had been subjected to the hot metal preliminary treatment in the converter 1, and the carbon concentration was 0.05% by mass. Decarburization blow was done until it became and it was set as molten steel. Next, as a reduction process, a 35 kg / t silicon source was added and themolten metal 2 was subjected to a reduction treatment in the same manner as in Example 1-4. The manganese concentration of themolten metal 2 at the end of the reduction treatment was about 24 mass%. Further, as a degassing step, themolten metal 2 was degassed by thevacuum degassing device 5 as in Example 1-4. In the degassing step, the degassing process was performed under a plurality of conditions in which the stirring power ε was arbitrarily changed by adjusting the flow rate of Ar gas blown from the blowingport 40 of theladle 4.

表２に実施例２の結果として、還元工程におけるシリコン源の添加量、Ｍｎ歩留り、出鋼時の溶湯２のシリコン濃度、脱ガス工程における攪拌動力及び脱ガス工程における脱ガス処理に要した時間を示す。表２に示すように、実施例２では、脱ガス工程における攪拌動力が異なる実施例２−１〜２−１０の１０条件で高マンガン鋼を溶製した。なお、実施例１−４における脱ガス工程での攪拌動力εは、実施例２−１に相当する。また、実施例２−１〜２−１０において、上記以外の溶製条件については、実施例１−４と同じとした。  Table 2 shows the results of Example 2, adding amount of silicon source in reduction process, Mn yield, silicon concentration ofmolten metal 2 at tapping, stirring power in degassing process, and time taken for degassing process in degassing process Indicates. As shown in Table 2, in Example 2, high manganese steel was melted under 10 conditions of Examples 2-1 to 2-10 with different stirring powers in the degassing step. The stirring power ε in the degassing step in Example 1-4 corresponds to that in Example 2-1. In Examples 2-1 to 2-10, the melting conditions other than the above were the same as in Example 1-4.

表２に示すように、攪拌動力εが３００Ｗ／ｔ以上、１３００Ｗ／ｔ以下となる実施例２−３〜２−８の条件では、攪拌動力εが３００Ｗ／ｔ未満となる実施例２−１，２−２や攪拌動力εが１３００Ｗ／ｔ超となる実施例２−９，２−１０に比べ、脱ガス処理に要する時間が短くなることが確認できた。これは、溶湯２に適切な攪拌動力を与えて攪拌を行うことで、真空脱ガス処理での脱水素、脱窒素及び介在物の浮上が促進されたためであると考えられる。  As shown in Table 2, under the conditions of Examples 2-3 to 2-8 in which the stirring power ε is 300 W / t or more and 1300 W / t or less, Example 2-1 in which the stirring power ε is less than 300 W / t. , 2-2 and stirring power ε exceeding 1300 W / t, it was confirmed that the time required for the degassing treatment was shortened compared to Examples 2-9 and 2-10. It is considered that this is because dehydrogenation in the vacuum degassing process, denitrification, and floating of inclusions are promoted by giving a suitable stirring power to themolten metal 2 and performing stirring.

これに対して、攪拌動力εが３００Ｗ／ｔ未満となる実施例２−１，２−２の条件では、攪拌が弱かったため、脱水素や脱窒素に時間を要したため、脱ガス処理に要する時間が長くなる結果となった。また、攪拌動力εが１３００Ｗ／ｔ超となる実施例２−９，２−１０の条件では、攪拌が強過ぎたため、溶湯２へのスラグ３の巻き込み量が多くなり、溶湯２中のスラグ系介在物を浮上させるのに時間を要したため、脱ガス処理に要する時間が長くなる結果となった。  On the other hand, under the conditions of Examples 2-1 and 2-2 in which the stirring power ε is less than 300 W / t, since the stirring was weak, it took time for dehydrogenation and denitrification, so the time required for the degassing treatment The result became longer. Further, under the conditions of Examples 2-9 and 2-10 in which the stirring power ε is more than 1300 W / t, since the stirring is too strong, the amount of theslag 3 caught in themolten metal 2 increases and the slag system in themolten metal 2 Since it took time to raise the inclusions, the time required for the degassing treatment was increased.

１ 転炉
１０ 炉体
１１ 上吹きランス
１２ 底吹きノズル
１３ シュート
２ 溶湯
３ スラグ
４ 取鍋
４０ 吹き込み口
５ 真空脱ガス装置
５０ 真空槽
５１ 排気管
５２ 攪拌ガス供給経路
５３ 上吹きランス
５４ 供給口DESCRIPTION OF SYMBOLS 1Converter 10Furnace 11Top blowing lance 12Bottom blowing nozzle 13Chute 2Molten metal 3Slag 4Ladle 40Blowing port 5Vacuum degassing apparatus 50Vacuum tank 51Exhaust pipe 52 Stirringgas supply path 53Top blowing lance 54 Supply port

Claims (2)

Translated fromJapanese

マンガンを５質量％以上含有する鋼を溶製する際に、
転炉にて、溶銑に脱炭処理を施すことで、前記溶銑を炭素濃度の低い溶鋼とする脱炭工程と、
該脱炭工程の後、前記転炉に収容された前記溶鋼に、マンガン源及びシリコン源を添加することで、前記溶鋼を還元処理する還元工程と、
前記還元工程の後、真空脱ガス装置にて、前記溶鋼に真空脱ガス処理を行う脱ガス工程と、
を備え、
前記還元工程では、前記マンガン源の添加量に応じて、（１）式を満たすように前記シリコン源を添加することを特徴とする高マンガン鋼の溶製方法。

ｘ_Ｍｎ：マンガン源中のマンガン濃度（質量％）
ｘ_Ｓｉ：シリコン源中のシリコン濃度（質量％）
Ｗ_Ｍｎ：マンガン源の添加量（ｋｇ／ｔ）
Ｗ_Ｓｉ：シリコン源の添加量（ｋｇ／ｔ）When melting steel containing 5 mass% or more of manganese,
In the converter, by decarburizing the hot metal, the decarburization step to make the hot metal a molten steel with a low carbon concentration,
A reduction step of reducing the molten steel by adding a manganese source and a silicon source to the molten steel accommodated in the converter after the decarburizing step;
A degassing step of subjecting the molten steel to a vacuum degassing treatment with a vacuum degassing apparatus after the reduction step;
Equipped with
In the reduction step, the silicon source is added to satisfy the formula (1) in accordance with the amount of addition of the manganese source, and the method for producing high manganese steel according to the present invention.

x_Mn : Manganese concentration in the manganese source (mass%)
x_Si : Silicon concentration in silicon source (mass%)
W_Mn : Amount of manganese source added (kg / t)
W_Si : Addition amount of silicon source (kg / t) 前記真空脱ガス装置として、前記溶鋼を収容する取鍋の底から攪拌ガスを吹き込むことで前記溶鋼を攪拌する装置を用い、
前記脱ガス工程では、（４）式で示される攪拌動力εが、３００Ｗ／ｔ以上、１３００Ｗ／ｔ以下となる条件で、前記溶鋼を攪拌しながら真空脱ガス処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の高マンガン鋼の溶製方法。

Ｑ：攪拌ガスの流量（Ｎｍ^３／ｍｉｎ）
Ｔ_ｌ：溶鋼の温度（Ｋ）
Ｗ_ｍ：溶鋼の重量（ｔ）
ρ_ｌ：溶鋼の密度（ｋｇ／ｍ^３）
ｈ：湯面高さ（ｍ）
Ｐ_２：雰囲気圧力（Ｔｏｒｒ）
η：エネルギー伝達効率（−）
Ｔ_ｎ：攪拌ガスの温度（Ｋ）As the vacuum degassing apparatus, an apparatus for stirring the molten steel by blowing a stirring gas from the bottom of a ladle containing the molten steel is used.
In the degassing step, a vacuum degassing process is performed while stirring the molten steel under a condition that the stirring power ε represented by the formula (4) is 300 W / t or more and 1300 W / t or less. Item 2. A method for melting high manganese steel according to Item 1.

Q: Flow rate of stirring gas (Nm³ / min)
T_l : Temperature of molten steel (K)
W_m : Weight of molten steel (t)
ρ_l : Density of molten steel (kg / m³ )
h: Hot water surface height (m)
P₂ : Atmospheric pressure (Torr)
η: Energy transfer efficiency (−)
T_n : Temperature of stirring gas (K)

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