JP2882236B2 - ステンレス製造法 - Google Patents

ステンレス製造法

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JP2882236B2 JP5106340A JP10634093A JP2882236B2 JP 2882236 B2 JP2882236 B2 JP 2882236B2 JP 5106340 A JP5106340 A JP 5106340A JP 10634093 A JP10634093 A JP 10634093A JP 2882236 B2 JP2882236 B2 JP 2882236B2
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はステンレス鋼に代表さ
れるクロムを含有する溶銑を脱炭吹錬する際のスラグの
設定にかかるステンレス製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ステンレス鋼に代表されるクロム
含有溶銑の脱炭吹錬においては、脱炭終了後、Fe−S
i等により溶鋼を還元し、スラグ量・塩基度を確保して
脱硫を行う必要があった。例えば特開平3−26731
2号公報には、ステンレス鋼の精錬工程において、出鋼
前のスラグ塩基度(T.CaO/SiO2 )を1.5〜
2.5、スラグ中の(Al2 3 )を5%以下、(Mn
O)+(Cr2 3 )+(T.Fe)を4%以下、溶鋼
中の[Al]を40ppm以下とするステンレス鋼の精
錬方法が開示されている。
【0003】上記プロセスによると、このスラグ組成と
するためには大量の石灰投入が必要となり、脱炭吹錬中
に石灰を投入すれば局所的な冷却による温度低下により
溶鋼中のCrロスを引起こし、吹錬後に添加すれば過大
な温度低下を引起こすため吹止時の温度を高めざるを得
ず炉体の損耗を早めるという欠点があった。また、本発
明者らの調査によれば、後述する図3に示す如く、塩基
度1.5以上の領域では排出されたスラグ中にCr6+
検出される場合があり、スラグを投棄出来ないという問
題が見出された。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑みてなされたもので、スラグ組成を調整し、非金属
介在物の低減化を図り、炉体の損耗も少なくかつCr6+
の生成を防止し得るステンレス製造法を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、脱炭吹錬
前にクロム鉱石溶融還元などで、例えばSUS304系
のステンレス鋼の場合、規格内の[S]≦0.010%
の溶銑を得、脱炭吹錬前に出湯するか若しくは徹底除滓
をすることによってスラグを分離し系外に排出すれば、
それに引き続く脱炭吹錬では復硫が抑えられ出鋼後
[S]≦0.010%を確保出来る知見を得て本発明を
完成したものである。即ち、本発明は、含Ni溶銑を上
吹酸素ランス、底吹及び/又は横吹羽口を備えた転炉型
製錬炉に装入し、前記製錬炉にCr鉱石、半還元クロム
ペレットと炭材を共に装入して、前記上吹酸素ランスか
ら酸素を吹込むと同時に前記底吹及び/又は横吹羽口か
ら製錬炉にN2 又はCOなどの攪拌ガスを吹込み攪拌
し、次いでスラグを徹底的に除滓して出湯後、含Ni・
Cr溶銑を得る溶融還元工程と得られた含Ni・Cr溶
銑を前記製錬炉にて排滓後そのまま脱炭吹錬するか又は
別の脱炭吹錬可能な転炉に装入して脱炭吹錬する工程と
から成り、前記Crの溶融還元工程において (T.Cr)≦1.0重量% となるように還元を進め、かつ前記脱炭吹錬工程におい
て吹錬中及び出鋼前のスラグ塩基度を1.5以下にする
ことを特徴とするステンレス製造法であり、また残留ス
ラグ量20kg/t溶銑以下にスラグを除滓することを
特徴とするステンレス製造法である。
【0006】
【作用】本発明は、前記の如く、含Ni溶銑を上吹酸素
ランス、底吹及び/又は横吹羽口を備えた転炉型製錬炉
において、Cr鉱石、半還元クロムペレットと炭材を共
に装入して溶融還元して得られた含Ni・Cr溶銑を前
記製錬炉にて、排滓後そのまま脱炭吹錬するか又は別の
脱炭吹錬可能な転炉に装入して脱炭吹錬するに際して、
(T.Cr)≦1.0重量%となるようにCrの溶融還
元を進め、かつ脱炭吹錬工程において吹錬中及び出鋼前
のスラグ塩基度を1.5以下にするようにしたので、脱
炭吹錬では復硫が抑えられ出鋼後[S]≦0.010%
を確保出来、スラグ塩基度を1.5以下としても製品の
品質に悪影響を与えること無く発明の目的を達成できる
ものである。次に実施例について述べる。
【0007】
【実施例】上底吹転炉型製錬炉を用いてSUS304系
のステンレス鋼の製造を実施した例について述べる。図
1は本発明のフロ−シ−トであり、図2は本発明を実施
するための態様例である転炉型製錬炉の説明図である。
図2において、10はマグネシア系レンガから成る転炉
型製錬炉炉体、11はメタル層、12はスラグ浴、21
は上吹酸素ランス、24は底吹羽口、25は原料である
Cr鉱石、炭材または造滓材を製錬炉に投入するための
ホッパー、26は攪拌ガスである。なお本実施例におい
て用いられた製錬炉体10の容量は120ton で送酸量
は最大35,000Nm3 /Hrである。
【0008】この様な製錬炉体10を用いて、ステンレ
ス溶湯の溶製を行った。その溶製の手順について図1に
基づいて述べる。 (1)クロム鉱石の溶融還元 まず、上底吹転炉型製錬炉炉体10内に他工程にて溶製
して得られた含Ni溶銑を装入して、次いで、Cr鉱
石,炭材並びに造滓剤を投入して上部からの酸素ランス
21よりの酸素及び底部羽口24からのN2 、Ar又は
CO等の攪拌ガスにより攪拌し含Ni・Cr熔銑を得
る。このプロセスにおいては、Cr酸化物は難還元性で
あるため、還元遅れが生じるので、炭材若しくはFe−
Siを投入することによりいわゆる仕上還元を行う。こ
のときに還元遅れの鉱石が還元されるのと同時にスラグ
中の酸素ポテンシャルが低下し、脱硫反応が進行する。
この時、 (T・Cr)≦1.0重量% となるように還元を進行させれば [S]≦0.005重量% が達成できる。
【0009】(2)除滓 上記溶融還元工程に次いでスラグを残留スラグ量10k
g/t溶銑以下を目標として、徹底的に除滓して含Ni
・Cr溶銑を得る工程である。ただし脱炭可能な別の転
炉にて脱炭する場合は、スラグを軽く排滓後、含Ni・
Cr溶銑を出湯することによりスラグを分離できる。こ
のようにすることにより、脱炭後の復硫を抑えることが
可能である。 (3)脱炭吹錬 前記転炉型製錬炉をそのまま使用する場合も又別の脱炭
可能な別の転炉を使用する場合も脱炭吹錬は[C]飽和
である6〜7%から開始するが、スラグは前プロセスか
ら不可避的に混入する僅かの量と炉体保護用のMgO系
を除けば スラグ塩基度=CaO/SiO2 =1.5 となるように石灰を5〜10kg/t溶銑以下の量を投
入して調節する。
【0010】(4)Fe−Si還元 脱炭吹錬後、前記工程における送酸により酸化したクロ
ムを還元するためにFe−Siを投入して還元する。な
お、このFe−Siの投入によって生成するSiO2
によりスラグ塩基度が変化するので、ΔCrから推定の
上、石灰を少量添加して前記脱炭吹錬工程と同様にスラ
グ塩基度を1.5となるように調節する。 (5)出湯・排滓 上記Fe−Si還元工程に次いで、除滓して出湯後、ス
テンレス溶湯を得る。
【0011】次に、具体的な実施例について述べる。ま
ず、最初に製錬炉体10に含Ni溶銑(Ni:9.7重
量%,Fe:86重量%)を約60ton 装入し、上吹酸
素ランス21から酸素を吹き込むことにより、溶湯が1
600℃程度に昇温した後、次いで、表1に示す組成の
Cr鉱石平均1200kg/min.、炭材としてコ−クス
(F.C:87重量%)平均650kg/min.の投入速
度で投入開始し上吹酸素ランスから送酸(量:25,0
00Nm3 /H)、底吹羽口24からのN2 又はAr,
COなどの攪拌ガス26を吹き込み、必要に応じてその
吹き込み量を増大して溶融還元反応を起こせしめる。一
部スクラップを溶解することにより、約85ton の表1
に示すようなNi・Cr溶銑が得られた。
【0012】
【表1】
【0013】次に溶融還元後は、図2に示すように炉体
内にメタル層11とスラグ浴12が生成しているので残
留スラグ量を目標20kg/t溶銑以下になるように徹
底的に除滓を実施する。次に上記の如くして除滓して得
られた含Ni・Cr溶銑の脱炭を行う。Cr溶融還元と
同じ炉を用いて脱炭を行う場合は前述のように除滓を徹
底して行う必要がある。なお、脱炭可能な転炉にて別に
脱炭処理する場合は、前記のスラグ除滓は通常処理程度
で良い。脱炭吹錬は、上吹酸素ランスを用いて酸素を送
り脱炭を行う。送酸量は15000Nm3 /Hから開始
し、[C]の低下とともに段階的に低下させることは従
来の知見と同様である。脱炭吹錬は[C]飽和である6
〜7%から開始して、スラグ塩基度を1.5以下になる
ように石灰を10kg/t溶銑以下の量を投入して調節
する。溶銑中の[C]濃度0.03%程度となった時点
で約1.2時間後に吹き止める。
【0014】一方、脱炭吹錬にて送酸により酸化したC
rを還元するためにFe−Siを投入してCr回収を実
施する。この場合次の(1)式の反応により、生成した
SiO2 によりスラグ塩基度が低下するので、スラグ塩
基度を1.5以下に調節するために石灰を3kg/t溶
銑程度投入する。 2(Cr2 3 )+3Si=4Cr+3(SiO2 )……(1) 除滓後、表2に示すような組成のステンレス溶湯約12
0ton を得た。
【0015】
【表2】
【0016】次に本発明方法を用いた場合の効果につい
て述べる。前述の脱炭処理及びFe−Si投入による仕
上げ還元時のスラグ塩基度と排滓のスラグ中のCr6+
本発明方法と従来操業の場合とで比較した結果を図3に
示す。図3に示す通り、本発明方法の場合即ちスラグ塩
基度を1.5以下の場合は、スラグ中のCr6+が殆ど認
められない程度であり、スラグの廃棄を可能とする。
【0017】この方法によれば、ステンレス鋼の脱炭前
に脱硫が可能であり、除滓を行うことによって復硫も防
止できるのでスラグ塩基度1.5以下の操業が可能であ
る。また前述のようにスラグ中のCr6+問題が解決され
スラグの廃棄を可能とし、復硫の問題が全くないので、
安定して低硫黄濃度の含Ni・Cr溶銑のステンレスを
製造することが可能となる。
【0018】本実施例に於ける上底吹転炉型製錬炉は底
吹羽口により攪拌ガスを吹き込んで攪拌したが、横羽口
を設けた製錬炉の横羽口または底吹羽口と横羽口の両方
を設けた製錬炉の底吹羽口と横羽口の両羽口より攪拌ガ
スを吹き込んでよい。また、脱炭吹錬にて用いる転炉は
脱炭吹錬可能なものであればどんな転炉でもよい。
【0019】
【発明の効果】以上のように、脱炭吹錬前に脱硫された
溶銑を脱炭することにより、脱炭中及び出鋼前のスラグ
塩基度を低くして石灰の投入量を低減し、かつCr6+
成防止により出鋼後のスラグ処理が容易となった。この
方法により製錬炉からの排滓時間も短縮でき、また脱炭
時のCrロス、復硫の問題が解決される効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例において用いたフローシートで
ある。
【図2】本発明の実施例において用いた製錬炉の説明図
である。
【図3】実施例におけるスラグ塩基度とスラグ中のCr
6+の関係を示したグラフである。
【符号の説明】
10 転炉型製錬炉炉体 11 メタル層 12 スラグ浴 21 上吹酸素ランス 24 底吹羽口 25 原料ホッパー 26 攪拌ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 敦 東京都千代田区丸の内一丁目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一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−232312(JP,A) 特開 平3−249116(JP,A) 特開 平1−172505(JP,A) 特開 昭60−2619(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21C 5/28 C21C 7/068 C21C 7/076

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 含Ni溶銑を上吹酸素ランス、底吹及び
    /又は横吹羽口を備えた転炉型製錬炉に装入し、 前記製錬炉にCr鉱石、半還元クロムペレットとを炭材
    と共に装入して、前記上吹酸素ランスから酸素を吹込む
    と同時に前記底吹及び/又は横吹羽口から製錬炉にN2
    又はCOなどの攪拌ガスを吹込み攪拌し、次いでスラグ
    を徹底的に除滓して出湯後、含Ni・Cr溶銑を得る溶
    融還元工程と得られた含Ni・Cr溶銑を前記製錬炉に
    て排滓後そのまま脱炭吹錬するか又はスラグを排滓して
    出湯後、別の脱炭吹錬可能な転炉に装入して脱炭吹錬す
    る工程とから成り、 前記Crの溶融還元工程において (T.Cr)≦1.0重量% となるように還元を進め、かつ前記脱炭吹錬工程におい
    て吹錬中及び出鋼前のスラグ塩基度を1.5以下にする
    ことを特徴とするステンレス製造法。
  2. 【請求項2】 残留スラグ量20kg/t溶銑以下にス
    ラグを除滓することを特徴とする請求項1記載のステン
    レス製造法。
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