JP2855334B2 - 溶鋼スラグの改質方法 - Google Patents

溶鋼スラグの改質方法

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JP2855334B2 JP1013448A JP1344889A JP2855334B2 JP 2855334 B2 JP2855334 B2 JP 2855334B2 JP 1013448 A JP1013448 A JP 1013448A JP 1344889 A JP1344889 A JP 1344889A JP 2855334 B2 JP2855334 B2 JP 2855334B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶鋼スラグの改質方法に係り、特に転炉等の
精錬炉で溶製した溶鋼を取鍋に出鋼し、取鍋内でスラグ
改質した後、真空脱ガス処理により2次精錬する高清浄
度鋼の溶製工程におけるスラグ改質方法に関し、酸素等
の含有ガスおよび非金属介在物のきわめて少ない高清浄
度鋼溶製分野で利用される。
〔従来の技術〕
近年、高清浄度鋼に対する要求が益々高まりつつある
が、高清浄度鋼は一般に溶鋼のRH、DH等の真空処理によ
る2次精錬で製造されている。
このRH、DH等の真空処理は脱ガス及び介在物浮上促進
に極めて効果的であるが、スラグ中に多量に存在してい
るFeO、MnO等の酸化物が、RH、DH等の真空処理後に、溶
鋼中のAl等と反応して微小介在物を生成し鋼中に存在す
るる問題がある。すなわち、転炉出鋼中に取鍋へ流出す
るスラグはFeO、MnO濃度の高い酸化性スラグであり、こ
れが鋳造までの間に鋼中のAlと反応してAl2O3を生成す
る。このAl2O3が非金属介在物として鋼中に残存し製品
の品質に悪影響を及ぼすものである。
従つて、高清浄度鋼の溶製には、出鋼中に取鍋に流出
するスラグ(以下取鍋スラグと称する)を無害化するス
ラグ改質が必要である。
取鍋スラグの改質方法として、従来多くの研究が開示
されているが、特開昭59−70710では、製鋼炉からの出
鋼時に製品としてほぼ必要量脱酸剤を添加すると共に、
脱酸生成物の合体浮上促進のためフラツクスを添加する
方法、もしくは更に酸化性スラグを改質するためのスラ
グ還元剤を併用添加する方法である。また、特開昭60−
152611では、スラグ還元剤と共に、ガス発生物質を併用
添加してスラグを撹拌する方法が提示されている。
しかし、これらの方法で、取鍋スラグを還元すると、
FeO、MnOのみならず、スラグ中に含まれているP2O5、Si
O2までも還元され、鋼中に有害元素であるP、Si濃度が
上昇するという問題が生ずる。更に転炉スラグ流出量が
多い場合、もしくは吹止めスラグのFeO濃度が高い場合
には、高価なAl使用量が多くなりコスト的に不利とな
る。従つてAl使用量を一定にする場合にはスラグの還元
度が転炉スラグ流出量とFeO濃度によつてばらつくた
め、安定したスラグ還元効果が得られなくなるという問
題がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、上記取鍋スラグの改質に係る従来技
術の欠点を解消し、P、Si等の有害元素のピックアップ
を抑制しながらスラグのFeO、MnO等を少いAl量で、しか
も少いばらつきをもつて効果的に低減することができ、
その結果、鋼品質に悪影響を及ぼす非金属介在物量を低
減し得る溶鋼スラグの改質方法を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段および作用〕
本発明の要旨とするところは次の如くである。すなわ
ち、転炉にて吹錬し取鍋内に出鋼した溶鋼上に浮遊する
酸化性スラグを改質する溶鋼スラグの改質方法におい
て、前記転炉吹錬に際しP濃度0.030重量%以下の溶銑
を用いて吹止めスラグの塩基度を5.5以上とし、かつ該
スラグ中のMgO濃度を9.5%以上とする吹錬を行う工程
と、前記転炉からの出鋼後取鍋内に流出したスラグ上に
金属Alもしくは金属Alを含む還元剤を添加する工程と、
を有して成ることを特徴とする溶鋼スラグの改質方法で
ある。
本発明の詳細を添付図面を参照して説明する。取鍋ス
ラグの改質に当り、転炉装入前の溶銑中のP濃度を低く
すると、吹錬中に必要な脱P量が減少するため、スラグ
中に移行するP量も減少するので脱P以外の観点から、
吹錬中のスラグの性状を決定することができると考えら
れる。そこで本発明者らは取鍋スラグを還元するのに適
合した吹止めスラグの性状を見出すために、種々の実験
を行つた結果、下記の如き事実が明らかとなつた。
先ず、吹錬中に使用するSiO2量を減少するか、もしく
は石灰量を増すことにより吹止めスラグの塩基度CaO/Si
O2を高くすると、第1図に示すように出鋼時に転炉から
取鍋へ流出するスラグ量が減少することを見出した。特
に塩基度を5.5以上とすると、スラグ流出量が3kg/溶鋼
t以下となり、更にスラグ流出量のばらつきも小さくな
ることが判明した。これはスラグの塩基度が高くなると
溶融温度が上昇し、スラグが一部固化するために流出し
にくくなるためである。
そこで、本発明者らは、吹止めスラグの塩基度と、ス
ラグ改質後のT.Fe濃度との関係を調査した結果、第2図
に示す如き関係があることが判明した。第2図は取鍋内
の溶鋼に対し、スラグ還元剤として0.5kg/溶鋼tの金属
Alを使用した時のデータをプロツトしたものである。第
2図から明らかな如く、吹止めスラグの塩基度を5.5以
上にすると、改質後のスラグのT.Fe濃度が5以下とな
り、T.Feの濃度のばらつきも小さくなることが判明し
た。
次に吹止めスラグ中のMgOの効果を試験するために、
吹止めスラグ中のMgO濃度を変化させて、吹止めスラグ
中のT.Fe濃度に及ぼす影響を調査したところ、第3図に
示すような結果を得た。第3図から明らかな如く、吹止
めスラグ中のMgO濃度が増加すると共に、吹止めスラグ
中のT.Fe濃度が減少し、MgO濃度が9.5%以上になると、
吹止めスラグ中のT.Fe(T.Fe)が16%以下となることを
見出した。
そこで本発明者らは、吹止めスラグ中のMgO濃度が9.5
%以上で、(T.Fe)≦16%の場合と、吹止めスラグ中の
MgO濃度が9.5%未満で、(T.Fe)>16%の場合につい
て、Al量/流出スラグ量と、Al還元による改質後の取鍋
スラグ中の(T.Fe)%との関係を調査したところ、第4
図に示す如き結果を得た。第4図から明らかな如く、吹
止めスラグの(MgO)≧9.5%、(T.Fe)≦16%の場合
は、(MgO)<9.5%、(T.Fe)>16%の場合に比し、ス
ラグ改質後の取鍋スラグ中の(T.Fe)%が約2%低くな
ることが判明した。
従つて吹止めスラグ中のMgO濃度を9.5%以上とする吹
錬を行うことにより、吹止めスラグ中のT.Fe濃度を16%
以下に制御することができ、その結果、MgO濃度が9.5%
未満で、(T.Fe)が16%以上の場合に比し、スラグ改質
に際し、少いAl量で効果的に取鍋スラグの(T.Fe)%を
低減できることが明らかとなつた。このスラグ改質を施
した後、真空脱ガス処理に供することにより優れた高清
浄度鋼を得ることができる。
上記の如く、吹止めスラグの塩基度を5.5以上とし、
かつ該スラグ中のMgO濃度を9.5%以上とすることによ
り、少いAl量で効果的に取鍋スラグの改質ができるが、
これだけでは十分でない。上記吹止めスラグは吹錬中の
脱P能が高くなく脱P量が限られているので、吹止めP
濃度を目標まで低減するためには、転炉に装入する溶銑
はP濃度の低い溶銑を用いて吹錬することが必要であ
る。
本発明者らは、上記の如く吹止めスラグの塩基度を5.
5以上、MgO濃度を9.5%とした場合の、溶銑中のP濃度
と吹止め溶鋼中のP濃度〔%P〕との関係を調査したと
ころ、第5図に示す如き結果を得た。製品鋼材での介在
物性欠陥が問題となる鋼種の中で、吹止めP濃度が最も
厳しいものは0.012%以下というものがある。一方、ス
ラグ改質中の復りん量は0.002%であるので、これを考
慮すると吹止め溶鋼中のP量〔%P〕は0.010%以下で
あることを要する。
従って第5図から〔%P〕≦0.10%のためには転炉使
用溶銑のP濃度を0.030%以下にする必要がある。その
ため本発明では転炉吹錬に使用する溶銑のP濃度を0.03
0重量%以下に限定した。
なお、改質時の取鍋スラグ還元剤は、効果的な金属Al
もしくはAl滓の如き金属Alを含む還元剤が最も好まし
い。
〔実施例〕
実施例1 実機による溶鋼スラグ改質操業において、本発明の要
件を満足する方法と、本発明の必須要件中の少くとも一
要件を満足しない比較例について、改質後の復りん量
(Δ〔%P〕)、Siのピツクアツプ量(Δ〔%Si〕およ
びT.Feについて比較試験した。
この比較試験は、いずれもスラグ還元剤として金属Al
を0.5kg/溶鋼t添加したものである。試験条件ならびに
結果は第1表のとおりである。
第1表から明らかな如く、本発明例はP=0.025%の
低Pの予備処理溶銑を使用し、かつ吹止め塩基度を6.5
としたので流出スラグ量も少く、そのためスラグ改質時
の復りん量が0.001%と少く、またSiのピツクアツプ量
も0.01%以下と少い。また、吹止めスラグに11.0%のMg
Oを添加したので、還元後のT.Feも3.0%と少い。
これに反して比較例は、0.100%Pの溶銑を使用し、
かつ吹止めスラグの塩基度を5.5以下の4.5とし、MgOの
含有量も9.5%より少い7.0%であつたのでΔ〔%P〕=
0.005%、Δ〔%Si〕=0.03%と多く、かつ還元後のT.F
e=7.5%と高い。
実施例2 実施例1と同様に、本発明の要件を満足する数例と、
本発明の必須要件中の少くとも一要件を満足しない比較
例数例を実施し、還元後の(%T.Fe)平均値ならびにば
らつきσを調査する比較試験を実施した。この比較試験
についても、スラグの改質は金属Alを0.5kg/溶鋼t添加
して還元した。試験条件ならびに結果は第2表のとおり
である。
第2表より明らかなとおり、本発明の数例のスラグの
還元後の(%T.Fe)の平均値は2.5%、ばらつきσ=0.5
とT.Feが低い、かつばらつきも少い。一方比較例数例の
平均は、還元後の(%T.Fe)の平均値は7.8%、ばらつ
きσ=2.5%と高かった。この対比により本発明の効果
が明確となつた。
〔発明の効果〕
本発明は、転炉で吹錬し、取鍋に出鋼した溶鋼上の酸
化性スラグの改質に際し、P濃度0.030%以下の溶銑を
使用し、かつ吹止めスラグの塩基度を5.5以上、該スラ
グ中のMgO濃度を9.5%以上とする吹錬を行い、出鋼後の
取鍋スラグを金属Alもしくは金属Alを含むAl滓等を還元
最として改質することにより、次の如き効果を挙げるこ
とができた。
(イ)取鍋スラグの改質時のP、Si等の有害元素のピツ
クアツプ量を最少限に抑えることができる。
(ロ)還元後の取鍋スラグのT.Feが極めて少く、かつ多
数操業間にもばらつきが少く安定して改質できるので、
鋼品質の悪化をもたらすAl2O3質非金属介在物を著しく
低減することができる。特にMgOを吹止めスラグ中に含
有させることにより、吹止めスラグ中の(T.Fe)%を低
減し、ひいては取鍋スラグ中の(T.Fe)%を低減する効
果が大であり、従つて少いAl量で改質できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を得る実験における転炉吹錬時の吹止
めスラグの塩基度CaO/SiO2と流出スラグ量(kg/t)の関
係を示す線図、第2図は吹止めスラグの塩基度と取鍋ス
ラグ改質後の(%T.Fe)との関係を示す線図、第3図は
吹止めスラグ中の(%MgO)と吹止めスラグ中の(%T.F
e)との関係を示す線図、第4図は吹止めスラグ中の
(%T.Fe)が16%以下の場合と、16%未満の場合におけ
るAl量/流出スラグ量と、取鍋スラグ改質後の(%T.F
e)との関係を比較する線図、第5図は転炉吹止めスラ
グの塩基度CaO/SiO2≧5.5、(MgO)≧9.5%の場合にお
ける使用溶銑中の〔%P〕と吹止め溶鋼中の〔%P〕と
の関係を示す線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−169320(JP,A) 特開 昭50−85513(JP,A) 特開 昭51−12321(JP,A) 特開 昭55−76013(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21C 7/00 F27D 15/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】転炉にて吹錬し取鍋内に出鋼した溶鋼上に
    浮遊する酸化性スラグを改質する溶鋼スラグの改質方法
    において、前記転炉吹錬に際しP濃度0.030重量%以下
    の溶銑を用いて吹止めスラグの塩基度を5.5以上とし、
    かつ該スラグ中のMgO濃度を9.5%以上とする吹錬を行う
    工程と、前記転炉からの出鋼後取鍋内に流出したスラグ
    上に金属Alもしくは金属Alを含む還元剤を添加する工程
    と、を有して成ることを特徴とする溶鋼スラグの改質方
    法。
JP1013448A 1989-01-23 1989-01-23 溶鋼スラグの改質方法 Expired - Lifetime JP2855334B2 (ja)

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