JP2556052B2

JP2556052B2 - 溶融還元によるステンレス溶鋼の製造法

Info

Publication number: JP2556052B2
Application number: JP62225255A
Authority: JP
Inventors: 治良田辺; 正弘川上; 謙治高橋; 克博岩崎; 茂井上
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1996-11-20
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JPS6468415A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、溶融還元によるステンレス溶鋼の製造法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、ステンレス鋼等の高Cr鋼は、Cr鉱石から製造さ
れたフエロクロムを原料として溶製されてきた。このよ
うな従来の方法に対し、最近、省エネルギー、低製造コ
ストの観点から、Cr鉱石等のCr原料（以下、Cr鉱石を例
に説明する）から直接高Cr溶銃を得る、所謂溶融還元法
から注目を集めている。この溶融還元法は、還元炉にCr
鉱石、炭材等を投入し、Crを還元して直接高Cr溶銃を得
るものである。

この溶融還元法として従来いくつかの方式が提案され
ているか、そのうちの１つとして、ランスからのO₂上吹
きとともに、底吹き羽口からO₂、横吹き羽口からN₂をそ
れぞれ吹き込む方法、或いはランスからのO₂上吹きとと
もに、底吹き羽口からO₂、横吹き羽口からO₂およびN₂を
それぞれ吹込む方法が知られている。例えば、後者の例
としては特開昭61−279608号をあげることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これら従来の方法はいずれもCrの還元速度が
小さく、処理に時間がかかるという大きな問題がある。
この背景には以下のような点をあげることができる。

従来、炉内におけるCr鉱石の還元はスラグ中でCr鉱
石が溶解した後、炭材のＣが作用することにより進行す
るものであつて、Cr鉱石の溶融がCr還元の律則であると
考えられ、このため処理時間を短縮するための主要な技
術的関心は、スラグ組成の特定等の点に向けられてい
た。しかし、Cr鉱石は基本的に難溶融性であり、Cr鉱石
の溶融を促進して還元速度を高めることは限界がある。

Cr鉱石のスラグ中での溶解速度を上げCr鉱石の還元
処理速度を向上させるため、炉内のCOガスを二次燃焼さ
せ、その熱を利用するという方法が考えられ、従来でも
炉上部壁から二次燃焼用O₂を吹き込む方法が採られてい
る。しかし従来では、二次燃焼比を上げると排ガス温度
は上昇するものの、排ガス顕熱を効率よく溶湯へ伝達さ
せる技術がなく、この結果、着熱効率が低下し、高温排
ガスを排出せざるを得ない。そして、このような高温排
ガスは炉内壁耐火物や排ガスフードの耐火物を激しく損
耗させるという大きな問題があり、このため二次燃焼比
はあまり上げられないというのが一般的な考え方であつ
た。

また、Cr鉱石を原料として最終的にステンレス溶鋼を
効率的且つ経済的に得るためには、溶融還元とその後の
脱炭吹錬とを同一炉において連続的に実施することが好
ましいことは言うまでもない。しかし、従来では溶融還
元後の脱炭処理を同一炉で行うというような方法の検討
は事実上ほとんどなされていない。これは次のような理
由によるものである。

（１）転炉型の容器で脱炭処理を行うとCr酸化ロスが著
しいという問題があり、このため実際上は転炉型容器で
溶融還元を実施しても、脱炭処理はRH−CB方式のような
Cr酸化ロスが少ない真空方式を採らざるを得ない。

（２）脱炭処理では多量の撹拌ガスが必要とされるのに
対し、従来考えられている溶融還元方法は撹拌ガスをそ
れ程多量に供給するものではない。このため仮に同じ転
炉型容器を用いるとしても、溶融還元用の炉は脱炭処理
用とは異なつた構造とする必要があると考えられてい
た。

（３）同一の容器により溶融還元から脱炭処理まで行う
ためには、溶融還元により多量に生じたスラグの排滓を
行う必要があるが、通常用いられる電気炉ではこの排滓
ができない。

（４）従来の溶融還元法および脱炭法はそれぞれ処理時
間が長く、したがつてこれを同一炉で行うこととする
と、全体の処理時間が非常に長くなり、生産性が低減す
るとともに、炉の耐火物が著しく損耗してしまい、実質
的な操業が非常に困難となる。

〔問題を解決するための手段〕

このような従来の問題に対し、本発明者等は溶解還元
および脱炭のメカニズムとこれに対応した具体的な手段
について検討を重ねたものであり、この結果、次のよう
な事実を見い出した。

上述したように、従来ではCr鉱石はスラグ中に溶解
した後、スラグ中の炭材により還元されるものと考えら
れているか、実際の還元反応のほとんどは、実は溶湯中
のＣが還元物質として作用していることが判明した。し
たがつて、Cr鉱石のスラグ中への溶解ではなく、高温に
加熱されたCr鉱石への溶湯の接触が還元速度の律速であ
り、溶湯を鉱石に積極的に接触させることにより還元速
度を効果的に高めることができる。

上述したように、従来では着熱効率向上に対する技
術的限界や耐火物の損耗の面で二次燃焼比を大きく上げ
られないというのが基本的な考え方であるが、二次燃焼
を主としてスラグ中で生じさせるようO₂を吹き込み、且
つスラグを強撹拌することにより、高二次燃焼比を確保
つつ着熱効率を効果的に高めることができる。

このような高二次燃焼、高着熱効率により、スラグお
よびスラグ中のCr鉱石の温度が高くなり、 Cr₂O₃＋Ｃ＝Cr＋CO で表わされるＣ（溶湯中Ｃ）によるCr鉱石の還元速度を
効果的に高めることができる。

従来法では、還元処理の一時期または全期間、O₂の
底吹きを行つている例があるが、このようなO₂底吹き
は、二次燃焼に有害である。すなわち、O₂を底吹きする
と溶湯中で大量のCOガスを生じさせて溶湯を強撹拌し、
この結果、溶湯スプラツシユが二次燃焼域に達し、溶湯
中ＣがO₂と反応することにより二次燃焼が阻害される。
したがつて還元期間の一部または全部を問わず、O₂を底
吹きするのは絶対に避ける必要がある。

上記、の事実から、溶融還元を効率的に行うた
めにはある程度の強撹拌が必要であり、このため脱炭処
理用と同じ構造の容器（炉）が使用できる。

脱炭処理を、所定条件での上吹き吹錬と底吹き撹拌
との組み合せで行うことにより、Cr酸化ロスが抑えられ
た脱炭処理を短時間で効率的に行うことができる。

本発明は、このような知見に基づき次のような条件を
規定し、これにより高い処理速度での溶融還元処理と同
一炉を用いた溶融還元−脱炭処理とを可能ならしめたも
のである。

（イ）溶融還元においては、撹拌ガスの底吹きと横吹き
の組み合せにより、溶湯をスラグ中のCr鉱石が存在する
領域に積極的に拡散させ、溶湯中ＣによるCr鉱石の還元
作用を促進させる。

（ロ）溶融還元において所定レベル以上の二次燃焼比が
得られるよう、脱炭用O₂とは別に二次燃焼用O₂の吹き込
みを行う。そして、この二次燃焼用O₂を上吹きランスか
らスラグ中に吹き込んで二次燃焼領域をスラグ中に形成
させ、且つ横吹きガスによりスラグを強撹拌し、二次燃
焼により生じた熱をCr鉱石に着熱させる。

（ハ）溶融還元において溶湯中Ｃによる還元作用および
上吹きO₁による二次燃焼が阻害されないようにするた
め、横吹きガスおよび底吹きガスはCOまたは不活性ガス
とし、O₂は使わない。

（ニ）脱炭処理ではO₂底吹きはCr酸化ロスを増大させる
ため行わず、O₂の供給は専ら上吹きランスから行うが、
単なるO₂上吹きではなく、火点のCO分圧を下げて脱炭反
応を促進させるためO₂を不活性ガスで稀釈し、これを上
吹きする。これとともに底吹き羽口から不活性ガスを供
給して強撹拌し、脱炭の促進とCr酸化ロスの抑制を図
る。

すなわち本発明は、底抜き羽口、横吹き羽口および上
吹きランスを備えた溶融還元炉において、Cr鉱石等のCr
原料を炭材のＣ源により還元して高Cr溶銃を得た後該高
Cr溶銃を同一炉において脱炭吹錬するに当たり、溶融還
元期間中、下記（イ）〜（ハ）のガス吹き込みを行い、（イ）底吹き羽口からCOまたは／および不活性ガスを吹
き込む、（ロ）ガス流の少なくとも一部が、底吹きガスによる溶
湯隆起部に当たるよう、横吹き羽口からCOまたは／およ
び不活性ガスを吹き込む、（ハ）上吹きランスから、溶湯中へ脱炭用O₂を吹き込む
とともに、スラグ中へ二次燃焼用O₂を吹き込む、且つ、二次燃焼比を0.3以上に保持することによりCr原
料を還元処理し、還元処理終了後排滓し、次いで、高Cr
溶銃に対し、上吹きランスから、不活性ガスで稀釈した
脱炭用O₂を上吹きするとともに、底吹き羽口から吹活性
ガスを吹き込んで溶銃を強撹拌することにより脱炭吹錬
することをその基本的特徴とする。

以下、本発明の詳細を説明する。

第１図は本発明法を模式的に示したものである。

本発明では、主に転炉型の溶融還元炉を使用して溶融
還元および脱炭処理を行うもので、具体的には、底吹き
羽口（１）、横吹き羽口（２）および上吹きランス
（３）を備えた炉を用いる。

本発明法によれば、まず上記溶融還元炉中の金属浴に
Cr鉱石やCr鉱ペレツト等のCr原料（以下、Cr鉱石を例に
説明する）、炭材およびフラツクスが装入され、次のよ
うな条件で還元処理が行われる。

まず、還元処理中は、その初期から終期に至るまで底
吹き羽口（１）、横吹き羽口（２）および上吹きランス
（３）からのガス吹き込みが行われる。

底吹き羽口（１）および横吹き羽口（２）からのガス
吹き込みは、両者の協働作用により溶湯をスラグ中に拡
散させ、還元速度を飛躍的に高める効果をもたらす。

前述したように、本発明者等はスラグ中のCr鉱石の還
元は、大部分溶湯中のＣを還元物質として進行するとい
う事実を解明し、これに基づき溶湯を強撹拌してスラグ
（Cr鉱石が浮遊する領域）中に積極的に拡散させて還元
速度を高めるようにするものである。このため本発明
は、底吹き羽口（１）から撹拌ガスを供給して溶湯面に
隆起部（Ａ）を形成し、同時に、横吹き羽口（２）から
ガス流の少なくとも一部が上記溶湯隆起部（Ａ）に当た
るようにして撹拌ガスを供給するものであり、この横吹
きガスにより溶湯隆起部（ａ）の溶湯がスラグ中に飛散
することになる。このスラグの見掛比重は通常0.3〜0.5
であり、一方、Cr鉱石の嵩比重は3.0前後であり、した
がつてスラグ中のCr鉱石は、第２図に示すようにほとん
どスラグ下部領域に集中して浮遊している。上記のよう
に溶湯隆起部を横吹きガスで飛散させると、この飛散溶
湯は、第２図からも判るようにCr鉱石が存在するスラグ
下部領域に拡散し、この拡散溶湯中のＣがCr₂O₃を還元
し、高い還元速度が得られる。このような効果を得るた
めには底吹きおよび横吹きとも比較的大量のガスを吹き
込み、強撹拌を行う必要があることは言うまでもない
が、その吹込みガス量は溶湯量、溶湯深さ等に応じて決
定される。第８図は底吹きガス量（底吹き羽口１本当た
り・溶湯1Ton当たりのNm³/min）と溶湯中のCr上昇速度
との関係を概略的に示したもので、底吹きガス量の増加
に伴いCr上昇速度、すなわちCr還元速度が上昇し、効率
的な還元反応が生じていることが判る。

このような作用を得るためには、横吹きガスが炉の上
下方向および水平方向においてなるべく正確に上記溶湯
隆起部（Ａ）に当たるようにすることが好ましく、例え
ば、水平方向においては第３図（ａ）および（ｂ）に示
すような位置関係で底吹き羽口（１）および横吹き羽口
（２）を設けることが好ましい。

横吹きガスは、上述したような溶湯の拡散作用に加
え、二次燃焼領域が形成されるスラグの撹拌作用をも行
うものであり、これについては後述する。

本発明で使用される横吹きガスおよび底吹きガスはCO
および不活性ガス（N₂,Ar等）に限定され、O₂は使用し
ない。これは次のような理由による。

まず、横吹きガスにO₂を用いると、Cr鉱石還元のため
に飛散させた溶湯中とＣとこのO₂とが反応し、溶湯中Ｃ
による還元作用を阻害してしまうという基本的問題があ
る。加えて、O₂を使用した場合、耐火物の温度が上昇
し、耐火物の損耗という問題を生じる。

また、底吹きガスにO₂を用いると、上述したように溶
湯中で大量のCOガスを生じさせて溶湯を強撹拌し過ぎ、
この結果、溶湯のスプラツシユが二次燃焼領域（第２図
参照）に達し、溶湯中Ｃが後述する二次燃焼用O₂と反応
して二次燃焼が阻害されてしまう。加えて、O₂を使用す
ると底吹き羽口など耐火物の温度が上がり過ぎるため冷
却ガス（C₃H₅等）を添加する必要があり、これも底吹き
ガス量を増大させ、強撹拌→溶湯スプラツシユの発生を
助長することになる。第４図は、N₂底吹きを行う本発明
と、N₂に代えO₂底吹きと行つた比較例について、設定二
次燃焼比〔PcO₂/（DcO₂＋鉱石中O₂）〕に対する実際の
二次燃焼比（実測）を調べた結果を示すもので、O₂底吹
きにより二次燃焼が阻害されることが示されている。

なお、撹拌ガスたるCOやN₂,Ar等の不活性ガスは、単
独または混合して使用することができる。

次に、上吹きランス（３）からは溶湯中に脱炭用O₂の
吹き込みが行われるとともに、スラグ中に二次燃焼用O₂
の吹き込みが行われる。上吹きランス（３）は、脱炭溶
O₂のノズル孔と二次燃焼用O₂のノズル孔とを備えてお
り、二次燃焼用O₂は、その供給用ノズル孔から脱炭用O₂
よりも外側の斜め下方に供給される。

本発明では、二次燃焼領域を主としてスラグ内に形成
させつつ高二次燃焼を実現させるものであり、このよう
に二次燃焼領域をスラグ内に形成し、且つ横吹きガスに
よつてスラグを強撹拌することにより、高二次燃焼を確
保しつつ高い着熱効率を得ることができる。したがつ
て、上記二次燃焼用O₂は、主としてスラグ内に二次燃焼
領域が形成されるようスラグ中に吹き込まれることが必
要である。

具体的には、上吹きランスの高さがスラグや溶湯レベ
ルに対し適度なレベルに設定されることが必要である。
すなわち、上吹きランス（３）はそのノズル孔高さをス
ラグ面上方或いはスラグ面下とすることができるが、そ
の高さが高過ぎると二次燃焼領域がスラグ内に形成され
なくなり、着熱効率が低下するという問題があり、ま
た、ランス高さが低過ぎると二次燃焼領域が適正に形成
されなくなる。

第５図はランス先端のスラグ面（フオーミングレベ
ル）からの高さと着熱効率との関係を示すもので、ラン
ス高さがスラグ面に対して高過ぎると良好な着熱効率が
得られなくなることが示されている。また、第６図は横
吹きガス量と着熱効率との関係を示すもので、横吹きガ
スを大量に吹き込みスラグ層を強撹拌することにより良
好な着熱効率が得られることが判る。

上記二次燃焼比は、排ガス中のガス成分の（CO₂＋H
₂O）／（CO＋CO₂＋H₂＋H₂O）で定義されるが、本発明で
はこの二次燃焼比を0.3以上として上述の還元処理を行
う。本発明では、高着熱効率が得られるため、二次燃焼
比を上記のように高くすることにより、高い還元処理性
（還元速度）が得られるが、これに加え、二次燃焼比を
上げることにより炭材（主としてコークス）の添加量を
低く抑えることができ、この結果、炭材原単位の低減を
図ることができるとともに、溶湯中のＰ成分のほとんど
が炭材により持ち込まれることから、溶湯中Ｐが低減を
図ることができる。また、二次燃焼比が高くなると、気
化脱硫現象が活発になり、溶湯中のＳも低下する。この
ような観点からも本発明では二次燃焼比を0.3以上とす
る。第７図は、本発明方式の溶融還元における炉内二次
燃焼比とコークス原単位、溶湯中Ｐ成分およびＳ成分と
の関係を示すもので、二次燃焼比を0.3以上とすること
により、コークス原単位が抑えられ、且つ溶湯中のP,S
も適切に低減している。

以上のような溶融還元処理後、排滓がなされ、引き続
き同一炉で脱炭吹錬が行われる。この脱炭吹錬は大気圧
下において次のような条件で行う。

O₂の供給は専ら上吹きランス（３）から行い、O₂底
吹きは行わない。

上吹きランス（３）からは、純O₂ではなく不活性ガ
スで稀釈したO₂を供給する。

底吹き羽口（１）からは不活性ガスを吹き込んで強
撹拌する。

従来知られているAOD法では、O₂を炉底側の羽口から
吹き込む方法が採られているが、本発明者等の検討によ
れば、底吹きO₂がCr酸化ロスを増大させる大きな原因で
あることが判つた。すなわち、O₂底吹きでは溶鋼静圧が
加わるためCO分圧が高くなり、この結果、脱炭反応が阻
害され、脱炭用O₂がCrを酸化させてしまう。このため本
発明ではO₂底吹きは行わず、上吹きランス（３）から送
酸を行う。

しかし、この上吹きを単に純O₂で行うだけではCr酸化
ロスを適切に防止し得ないことが判つた。これは、脱炭
反応はランス送酸による火点において最も激しく生じる
が、O₂だけの送酸ではこの部分のCO分圧が非常に高くな
り、この結果、脱炭反応が阻害され、O₂がCrを酸化させ
てしまうことによるものである。このため、本発明では
不活性ガス（N₂,Ar等）で稀釈したO₂を上吹きするよう
にし、これによつて火点におけるCO分圧を下げ脱炭反応
を促進させるようにしたものである。なお、上吹きラン
スからは処理時間を短くするため大量送酸することが好
ましい。

さらに本発明では、溶湯と上吹きO₂との混合を促進さ
せるため、底吹き羽口（１）から不活性ガス（N₂,Ar
等）を吹き込み、溶湯を強撹拌するものであり、この底
吹き不活性ガスによる強撹拌と、上記ランスによる不活
性ガス稀釈O₂の上吹きとの組み合せによりCr酸化ロスを
抑えた効率的な脱炭処理が可能である。

溶湯を強撹拌するためには大量の不活性ガスを吹き込
む必要がある。具体的には、Cr酸化ロスを１％以下とす
るためには0.5Nm³/Ton・分（Ton・分：溶湯1Ton当たり
毎分）以上、またCr酸化ロスを0.5％以下とするために
は1Nm³/Ton・分以上の量のガスを底吹きする必要があ
る。但し、ガス量が多過ぎると溶湯が飛散して問題を生
じるおそれがあり、このため本発明では0.5〜5Nm³/Ton
・分、好ましくは１〜3Nm³/Ton・分程度の量のガスが吹
き込まれる。第９図は本発明法における底吹きガス量と
Cr酸化ロスとの関係を示すもので、大量のガスを底吹き
することによりO₂が効率的に脱炭反応に使われ、Cr酸化
ロスが適切に抑えられている。なお、比較のため従来の
脱炭法における底吹きガス量とCr酸化ロスとの関係を示
すが、例えばAOD法等では底吹きガス量に対するCr酸化
ロスの割合が非常に大きい。

以上のような脱炭吹錬において、Cr酸化ロスをより適
切に防止するためには、Ｃレベルの低減にしたがつて送
酸量を絞つていくことが有効である。しかし、一般に上
吹きランスによる送酸において、同一ノズルで送酸量を
絞るということは、吹込圧力の低下という面から限界が
あり、最大でも1/2程度までしか送酸量の絞り込みがで
きない。

このような問題に対して、上吹きガス中の稀釈用不活
性ガスの割合を、脱炭の進行にしたがつて吹錬途中から
順次高め、これに伴い送酸量を絞るようにすることが好
ましく、これによつて吹込圧力を過度に低下させること
なく送酸量を絞り込むことができる。

このような不活性ガスの増大と送酸量の絞り込みは、
連続的或いは段階的に行うことができる。このガス吹き
込みの具体的な態様としては、例えば、上吹きランスか
らの吹き込みガス量（O₂＋N₂ or Ar）を常時3Nm³/Ton・
分とし、且つＣレベルに応じ送酸量を次のように絞り込
む等の方法を採ることができる。

C:3％以上 ……３〜4Nm³/Ton・分 C:3％未満〜２％ ……２〜３〃 C:2％未満〜0.5％ ……１〜２〃 C:0.5％未満 ……１〃なお、吹錬中の溶湯〔Ｃ〕は、積算酸素量による推定
や、吹錬中サンプリング溶湯の凝固温度測定法等によつ
て知ることができる。

以上が本発明の詳細な内容であるが、本発明を実際に
実施する場合、通常次のような工程となる。

装入−増滓・昇熱−Cr鉱石溶融還元−排滓−脱炭−出湯ここで装入工程とは溶銃等のFe源を装入し、炉内に金
属浴を形成することを意味する。造滓・昇熱工程では浴
中への送酸と炭材、フラツクス等の装入を行い、Cr鉱石
の還元領域となるスラグを形成するとともに、浴温度を
還元に必要な温度まで高める。Cr鉱石溶融還元工程で
は、浴中にCr鉱石、炭材、フラツクスが順次投入され
る。この工程末期においてはCr鉱石の投入を行うことな
く仕上還元がなされ、溶湯中のCr濃度が目標値となつた
時点で還元処理を完了させる。

〔実施例〕

転炉型溶融還元炉を用い、3.7tの溶銃を装入した後、
Cr鉱石、コークスおよびフラツクスを装入して溶融還元
を行い、5.5tの18％Cr溶銃を得た。次いで、排滓後脱炭
吹錬を行い、ステンレス溶鋼を製造した。第10図はその
際の溶銃中のCr、Ｃ濃度、浴温度、二次燃焼比CD等の変
化、およびランスによる送酸量、原料装入量を示したも
のである。

第11図は本実施例における溶融還元の処理時間（還元
開始から終了までの時間）を、第12図（ａ）および
（ｂ）に示す従来方式による処理時間と比較して示した
ものである。なお、従来法（１）は上吹きランスから微
粉炭およびO₂を上吹きし、底吹き羽口から撹拌ガスを吹
き込む方法、従来法（２）は上吹きランスからスラグ上
にO₂を吹き込むとともに、底吹き羽口からN₂、横吹き羽
口からN₂、O₂をそれぞれ吹き込む方法であり、具体的な
操業条件は以下の通りである。

従来法（１）上吹きO₂ 1700 Nm³/Hr（仕上還元期）底吹きN₂ 350 Nm₃/Hr（〃）溶銃 10 Ton Cr 鉱 4600 Kg（ランスよりインジエクシヨン）炭材 6700 Kg（〃）従来法（２）上吹きO₂ 1000 Nm³/Hr（仕上還元期）底吹きN₂ 120 Nm³/Hr（〃）横吹きN₂ 350 Nm³/Hr（〃）溶銃 5 Ton Cr鉱（粉鉱石） 5000Kg（上置き）炭材 3200kg（〃）同図によれば、従来法（２）はCr濃度が６〜７％程度
にしかならず、また従来法（１）ではCr濃度は目標の18
％にはなるものの、処理に120分も要している。これに
対し、本発明によれば従来法（１）の約半分の60分の処
理時間で18％Crに達しており、本発明の極めて優れた処
理性能が示されている。

なお、第13図は本発明におけるCr純分投入速度（純Cr
量に換算したCr鉱石の投入速度）に対するCr上昇速度を
調べたもので、従来法（１）、（２）に較べ高いCr上昇
速度が得られていることが判る。

また脱炭に関しては、本実施例で約40分間でＣを6.7
％から0.038％まで脱炭処理したが、このように低炭域
まで脱炭したにもかかわらず、Crの酸化ロスは0.5％程
度と非常に低い値となつている。

本発明を溶湯の脱炭レベルを変えて実施（条件は第10
図とほぼ同様）し、その脱炭レベルとCr酸化ロスとの関
係を調べた。第14図はその結果を従来法（AOD法、LD−O
B法）と比較して示すもので、本発明例では低炭域にお
いてもCr酸化ロスが十分低く抑えられていることが判
る。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、Cr原料の溶融還元と、こ
れにより得られた高Cr溶銃の脱炭吹錬とを同一容器にお
いて連続的に行い、しかもCr原料の還元速度を従来レベ
ルに較べ大幅に上昇させて溶融還元処理を短時間で効率
的に行うことができるとともに、脱炭吹錬もCr酸化ロス
を抑えつつ短時間で効率的に行うことができるので、Cr
鉱石等を原料としたステンレス溶鋼の製造を簡単な設備
と短い処理時間より、高生産性、低コストで行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程および原理を模式的に示す説明図
である。第２図は本発明における溶融還元の原理を示す
説明図である。第３図（ａ）および（ｂ）は底吹き羽口
に対する好ましい横吹きガス噴霧方向を示す説明図であ
る。第４図は本発明法とO₂底吹きを行う比較法につい
て、設定二次燃焼比に対する実測二次燃焼比を示すもの
である。第５図は上吹きランス高さと着熱効率との関係を示すも
のである。第６図は横吹きガス量と着熱効率との関係を
示すものである。第７図は炉内二次燃焼比と溶湯〔Ｓ〕
％、〔Ｐ〕％およびコークス原単位との関係を示すもの
である。第８図は本発明における底吹きガス量に対する
Cr上昇速度の関係を概略的に示すものである。第９図は
本発明法の脱炭吹錬および従来法における底吹きガス量
とCr酸化ロスとの関係を示すものである。第10図は実施
例における溶湯中C,Cr濃度、浴濃度、二次燃焼比、ラン
ス送酸量、底吹きガス量、横吹きガス量、原料供給量等
の経時変化を示すものである。第11図は本発明実施例の
還元処理時間を従来法と比較して示すものである。第12
図（ａ）および（ｂ）は第11図において示した従来法
（１）、（２）の処理方法を示す説明図である。第13図
は本発明例におけるCr純分投入速度とCr上昇速度との関
係を、従来法と比較して示したものである。第14図は本
発明法における脱炭レベルとCr酸化ロスとの関係を示す
ものである。図において、（１）は底吹き羽口、（２）横吹き羽口、
（３）は上吹きランス、（Ａ）は溶湯隆起部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩崎克博東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者井上茂東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開昭59−140319（ＪＰ，Ａ) 特開平１−96313（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−83606（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−279608（ＪＰ，Ａ) 特公平４−21729（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】底吹き羽口、横吹き羽口および上吹きラン
スを備えた溶融還元炉において、Cr鉱石等のCr原料を炭
材のＣ源により還元して高Cr溶銃を得た後、該高Cr溶銃
を同一炉において脱炭吹錬するに当たり、溶融還元期間
中、下記（イ）〜（ハ）のガス吹き込みを行い、（イ）底吹き羽口からCOまたは／および不活性ガスを吹
き込む、（ロ）ガス流の少なくとも一部が、底吹きガスによる溶
湯隆起部に当たるよう、横吹き羽口からCOまたは／およ
び不活性ガスを吹き込む、（ハ）上吹きランスから、溶湯中へ脱炭用O₂を吹き込む
とともに、スラグ中へ二次燃焼用O₂を吹き込む、且つ、二次燃焼比を0.3以上に保持しつつCr原料を還元
処理し、還元処理終了後排滓し、次いで、高Cr溶銃に対
し、上吹きランスから、不活性ガスで稀釈した脱炭用O₂
を上吹きするとともに、底吹き羽口から不活性ガスを吹
き込んで溶銃を強撹拌することにより脱炭吹錬すること
を特徴とする溶融還元によるステンレス溶鋼の製造法。
【請求項２】溶融還元期間中、先端が操業中のスラグ面
近くまたはスラグ面下に位置したランスにより、脱炭用
O₂および二次燃焼用O₂を吹き込むことを特徴とする特許
請求の範囲（１）記載の溶融還元によるステンレス溶鋼
の製造法。