JP2007231372A - アルミキルド鋼の溶製方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】脱酸後に生成するスラグ成分を調整するだけで従来よりも低いAl原単位で操業することができるアルミキルドステンレス鋼の溶製方法を提供する。
【解決手段】クロムを含有する溶鋼を脱酸処理後、アルミ脱酸を行い、脱酸直後、CaO及びMgOを投入した。Alの投入はスラグ中のAl濃度が20wt%以上となるように調整し、またCaO及びMgOの投入は、スラグ中のCaOとAlの重量比、CaO/Alが0.5以上、1.7以下であり、かつMgO濃度が15wt%以上となるように調整する。
【選択図】なし

Description

本発明は、Al原単位を低減するアルミキルド鋼、とくにアルミキルドステンレス鋼の溶製方法に関する。
アルミキルド鋼の溶製方法に関して下記特許文献1には、取鍋に内張りされる耐火物にアルミナ煉瓦を使用し、かつ製鋼炉内溶鋼の溶存酸素濃度を測定して、その測定値に見合った量のAlを投入することで鋼中のAl濃度を安定させる技術が開示されている。すなわちこの技術は、溶鋼中のAlによる脱酸反応が下記数1式で表されることから、Al消費量は溶鋼中の酸素濃度と相関関係があることに着目し、その結果、溶鋼中の酸素濃度を測定することによりAl添加を適量にして余分なAl添加を低減しようとするものである。
Figure 2007231372
特公平7−116499号
上述の特許文献1に開示される方法において、Alの投入は鋼中の溶存酸素濃度に対応して行われるようになっているが、鋼中の酸素濃度を測定するために過酷な作業環境下での作業が必要であり、また測定時には酸素濃度測定のプローブが必要で、コストデメリットとなる。
本発明は、脱酸後に生成するスラグ成分を調整するだけで従来よりも低いAl原単位で操業することができるアルミキルド鋼の溶製方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、溶鋼中のAlや酸素がスラグのAlと平衡していることに着目した。この反応の平衡定数Kは、温度Tの関数で下記数2式で示される。
Figure 2007231372
数2式からスラグ中のAlの活量を上げれば、溶鋼中のAlの活量も上昇させることができる。活量はスラグ成分との相関があることからスラグ中の各成分割合を変化させれば、Al歩留まりを向上させることができることに着目した。
請求項1に係わる発明は、この観点からなされたもので、製鋼炉又は取鍋の溶鋼にAl又はAl合金を投入して脱酸処理を行うアルミキルド鋼の溶製方法において、脱酸後に生成するスラグがアルミナAlを20重量%以上含有し、かつ脱酸後のスラグに含まれる酸化カルシウムCaOとアルミナAlと酸化マグネシウムMgOが0.5≦wt%CaO/wt%Al≦1.7であり、かつ15wt%≦MgO≦35wt%であることを特徴とする。
スラグ成分を変化させるには、例えばスラグに精錬目的や脱硫目的で添加されるCaOの投入量を変化させることやMgOの投入量を変化させることによって可能となる。
請求項2に係わる発明は、請求項1に係わる発明において、製鋼炉又は取鍋に内張りされる耐火物に例えば高アルミナ煉瓦、ドロマイト煉瓦等の塩基性又は中性の耐火物が使用されることを特徴とする。
本発明によると、前述の特許文献に開示されるような溶鋼の酸素濃度測定といった苛酷な作業環境下での作業や酸素濃度測定用のプローブを必要とせず、脱酸後に生成するスラグ成分を調整することで鋼中のAl歩留まりを向上させ、Al又はAl合金の投入量を低減させることができる。ここでAl歩留まりは下記数3式で表される。
Figure 2007231372
また製鋼炉又は取鍋に内張りされる耐火物に塩基性又は中性の耐火物を使用することにより鋼中のAlが耐火物との酸化反応により低減することがなくなり、鋼中のAl濃度を安定させることができる。
Cr含有の溶鋼75トンをドロマイト煉瓦で内張りされた取鍋に入れ、真空脱ガス処理装置VODで酸素吹精脱炭を行った。このときの溶鋼成分は、C:0.001〜0.020wt%、Si:0.1〜2.0wt%、Cr:5.0〜15.0wt%、Mn:0.1〜1.0wt%、残部がFe及び不純物である。脱炭処理後、引続いて真空下でAl又はAl合金をAl原単位で溶鋼1トン当り3〜6kg投入して脱酸処理を行った。図1は、脱酸後に生成されるスラグ中のAl濃度(wt%)とAl歩留まりの関係を示すもので、図1からAl濃度が20wt%以上でAl歩留まりが向上する傾向が見られる。
Figure 2007231372
Alによる脱酸直後、CaO及びMgOを溶鋼1トン当り、CaOは1〜8kg、MgOは0〜8kgを投入し、その投入量はスラグ中のAl濃度をばらつかせるため、種々に変化させた。その後、耐食性向上のため、Ti又はTi合金をTi原単位で溶鋼1トン当り2〜4kg投入し、チタン含有アルミキルドステンレス鋼を得た。
図2は、スラグ中のCaO/Alの重量比と、MgO濃度との関係を示す図で、図2からスラグ中のCaO/Alの重量比が0.5以上、1.7以下であり、かつスラグ中のMgO濃度が15〜35wt%でスラグの未滓化となることなく、溶鋼中のAl歩留まりが10%以上となった。ここでスラグの未滓化とは、スラグが固体又は反溶融状態であるものをいう。スラグが固体又は半溶融状態であると、粘性が大きく、投入した合金がスラグ上に乗るか、スラグとのみ混ざり、溶鋼に溶解しなくなる。
表1は、本実施例と比較例のスラグの代表的なスラグ成分とAl歩留まりを示すものである。
Figure 2007231372
スラグ中のAl濃度とAl歩留まりの関係を示す図。 スラグ中のCaO/AlとMgOの関係を示す図。

Claims (2)

  1. 製鋼炉又は取鍋の溶鋼にAl又はAl合金を投入して脱酸処理を行うアルミキルド鋼の溶製方法において、脱酸後に精製するスラグがアルミナAlを20重量%以上含有し、かつ脱酸後のスラグに含まれる酸化カルシウムCaOとアルミナAlと酸化マグネシウムMgOが0.5≦wt%CaO/wt%Al≦1.7であり、かつ15wt%≦MgO≦35wt%であることを特徴とするアルミキルド鋼の溶製方法。
  2. 製鋼炉又は取鍋に内張りされる耐火物が塩基性又は中性の耐火物であることを特徴とする請求項1記載のアルミキルド鋼の溶製方法。
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