JP3002593B2 - 極低炭素鋼の溶製方法 - Google Patents
極低炭素鋼の溶製方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、極低炭素鋼の溶製方法
に関するものである。極低炭素鋼の溶製は、転炉におい
て脱炭および脱燐を行った後、ＲＨ真空脱ガス装置また
はＤＨ装置を用いて所定の極低炭素濃度まで脱炭および
脱酸を行うのが通例である。そして脱炭および脱酸を、
より低濃度域まで迅速に行うことが、鋼の材質特性やAl
2O3 系介在物による表面欠陥防止のために望ましい。
に関するものである。極低炭素鋼の溶製は、転炉におい
て脱炭および脱燐を行った後、ＲＨ真空脱ガス装置また
はＤＨ装置を用いて所定の極低炭素濃度まで脱炭および
脱酸を行うのが通例である。そして脱炭および脱酸を、
より低濃度域まで迅速に行うことが、鋼の材質特性やAl
2O3 系介在物による表面欠陥防止のために望ましい。
【０００２】
【従来の技術】脱酸の効率化に関し、鉄と鋼（1990）の
第1932〜1939頁には、取鍋浴上に存在するスラグを還元
してスラグ中の酸化鉄や酸化マンガンによる鋼浴の再酸
化を防止する手法が開示されている。しかしながら、こ
の手法の実施には、取鍋浴上のスラグの量および組成を
迅速に実測することが難しいため、還元が不安定にな
り、例えば、過剰に還元剤を投入した場合には、この還
元剤が鋼中の溶存酸素と反応して脱炭に必要な酸素の不
足を招き、また、スラグの還元によって脱燐した燐が再
び溶鋼中に戻る、いわゆる復燐が発生する等の問題が残
る。
第1932〜1939頁には、取鍋浴上に存在するスラグを還元
してスラグ中の酸化鉄や酸化マンガンによる鋼浴の再酸
化を防止する手法が開示されている。しかしながら、こ
の手法の実施には、取鍋浴上のスラグの量および組成を
迅速に実測することが難しいため、還元が不安定にな
り、例えば、過剰に還元剤を投入した場合には、この還
元剤が鋼中の溶存酸素と反応して脱炭に必要な酸素の不
足を招き、また、スラグの還元によって脱燐した燐が再
び溶鋼中に戻る、いわゆる復燐が発生する等の問題が残
る。
【０００３】また、極低炭素鋼の溶製に当たっては、例
えば材料とプロセス（1990）第168〜171 頁に報告され
ているように、極低炭素領域における脱炭の停滞現象
も、解決しなければならない課題である。
えば材料とプロセス（1990）第168〜171 頁に報告され
ているように、極低炭素領域における脱炭の停滞現象
も、解決しなければならない課題である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の諸
問題を解消し、高品質かつ安価な極低炭素鋼を量産し得
る方法について提案することを目的とする。
問題を解消し、高品質かつ安価な極低炭素鋼を量産し得
る方法について提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者らは、炭素、酸
素、燐および硫黄の不純物を除去する各手法の組み合わ
せを適正化することによって、上記の目的を成就できる
ことを見出し、この発明を完成した。
素、燐および硫黄の不純物を除去する各手法の組み合わ
せを適正化することによって、上記の目的を成就できる
ことを見出し、この発明を完成した。
【０００６】すなわちこの発明は、高炉からの溶銑に含
まれるＰおよびＳを、それぞれ0.035 〜0.05wt％，0.00
5 〜0.01wt％に抑制する予備処理工程、上記予備処理工
程を経た溶銑を転炉にてＣ：0.02〜0.1 wt％の範囲まで
脱炭する工程、脱炭終了後の溶鋼を収容した取鍋内浴面
上に、還元剤やフラックスを添加することにより、その
浴面上に形成させるスラグの組成を、FeO およびMnO の
合計濃度が1.3 〜５wt％になるように調整する工程、こ
の取鍋からＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内に導入する溶
鋼浴面上に酸化性ガスを吹きつけることにより、該溶鋼
の酸素濃度および温度を調整した後、含水素粉体を吹き
つけて溶鋼のＣ濃度を５〜７ppm に調整し、その後真空
槽内に脱酸剤を添加して溶鋼の脱酸を行って成分調整す
る工程、を経ることを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法
である。
まれるＰおよびＳを、それぞれ0.035 〜0.05wt％，0.00
5 〜0.01wt％に抑制する予備処理工程、上記予備処理工
程を経た溶銑を転炉にてＣ：0.02〜0.1 wt％の範囲まで
脱炭する工程、脱炭終了後の溶鋼を収容した取鍋内浴面
上に、還元剤やフラックスを添加することにより、その
浴面上に形成させるスラグの組成を、FeO およびMnO の
合計濃度が1.3 〜５wt％になるように調整する工程、こ
の取鍋からＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内に導入する溶
鋼浴面上に酸化性ガスを吹きつけることにより、該溶鋼
の酸素濃度および温度を調整した後、含水素粉体を吹き
つけて溶鋼のＣ濃度を５〜７ppm に調整し、その後真空
槽内に脱酸剤を添加して溶鋼の脱酸を行って成分調整す
る工程、を経ることを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法
である。
【０００７】
【作用】以下、図１に示す工程図に基づいて、本発明方
法の詳細について説明する。 (1) 溶銑予備処理工程 まず、予備処理工程として、高炉からの溶銑に脱燐およ
び脱硫を施すことが不可欠である。すなわち、この予備
処理工程によって、CaO などの副原料の原単位を鋼の溶
製プロセス全体で減少し得るばかりか、転炉吹錬で生じ
たスラグ中のP2O5が少なくなるため、スラグ改質やＲＨ
真空脱ガス処理などの２次精錬においてP2O5の還元によ
る溶鋼への復燐の懸念が解消するからである。
法の詳細について説明する。 (1) 溶銑予備処理工程 まず、予備処理工程として、高炉からの溶銑に脱燐およ
び脱硫を施すことが不可欠である。すなわち、この予備
処理工程によって、CaO などの副原料の原単位を鋼の溶
製プロセス全体で減少し得るばかりか、転炉吹錬で生じ
たスラグ中のP2O5が少なくなるため、スラグ改質やＲＨ
真空脱ガス処理などの２次精錬においてP2O5の還元によ
る溶鋼への復燐の懸念が解消するからである。
【０００８】(2) 転炉工程 次に転炉では主に脱炭を行う。ここで転炉における吹止
めＣ濃度を0.02〜0.1％としたのは、0.02％未満ではス
ラグ中の酸化鉄濃度が高くなり過ぎて転炉耐火物に悪影
響を及ぼすこと、スラグ改質が不安定になること、そし
て、次工程のＲＨ真空脱ガス処理時にCaO 等を上吹きラ
ンスから吹付けても、CaO とFeO 等のスラグ成分との滓
化がすみやかに進行してスラグによる再酸化が生じ、脱
酸が効率よく進まなくなること、などの理由による。一
方、Ｃ濃度が0.1 ％をこえると、次工程のＲＨ真空脱ガ
ス処理における脱炭での酸素濃度が低くなり過ぎて迅速
な脱炭が達成できない。なお、この低炭素域まで脱炭す
る際は、副次的にわずかの脱燐も生じる。
めＣ濃度を0.02〜0.1％としたのは、0.02％未満ではス
ラグ中の酸化鉄濃度が高くなり過ぎて転炉耐火物に悪影
響を及ぼすこと、スラグ改質が不安定になること、そし
て、次工程のＲＨ真空脱ガス処理時にCaO 等を上吹きラ
ンスから吹付けても、CaO とFeO 等のスラグ成分との滓
化がすみやかに進行してスラグによる再酸化が生じ、脱
酸が効率よく進まなくなること、などの理由による。一
方、Ｃ濃度が0.1 ％をこえると、次工程のＲＨ真空脱ガ
ス処理における脱炭での酸素濃度が低くなり過ぎて迅速
な脱炭が達成できない。なお、この低炭素域まで脱炭す
る際は、副次的にわずかの脱燐も生じる。
【０００９】(3) スラグ改質工程 続いて脱炭後の溶鋼を出湯した取鍋においてスラグの改
質を行なうが、ここではスラグ成分を（FeO ）＋（MnO
）≦５％に調整することが、スラグからの再酸化を防
止する上で肝要である。
質を行なうが、ここではスラグ成分を（FeO ）＋（MnO
）≦５％に調整することが、スラグからの再酸化を防
止する上で肝要である。
【００１０】(4) ＲＨ真空脱ガス処理工程 次いで、上記溶鋼をＲＨ真空脱ガス処理にて、所定の炭
素濃度および酸素濃度とする。すなわち、上記までの工
程で得られた炭素濃度および溶存酸素濃度、さらには、
溶鋼温度に応じて、ＲＨ真空脱ガス装置の真空槽に配置
した上吹きランスから、真空槽内の鋼浴面に酸素または
酸素を含む酸化性ガスを吹付ける。ここで溶存酸素濃度
が不足している場合は、吹付けた酸素は鋼中酸素源とな
って脱炭速度の上昇に寄与し、また、一部の酸素は脱炭
で生じたCOガスを燃やしてCO2 となり、その際の燃焼熱
を溶鋼に伝える。この酸化性ガスの吹付けによって、Ｒ
Ｈ真空脱ガス処理に供する溶鋼の酸素濃度および処理温
度を制御することができるため、前工程の転炉およびス
ラグ改質工程での成分および温度の厳密な管理は不要と
なる。
素濃度および酸素濃度とする。すなわち、上記までの工
程で得られた炭素濃度および溶存酸素濃度、さらには、
溶鋼温度に応じて、ＲＨ真空脱ガス装置の真空槽に配置
した上吹きランスから、真空槽内の鋼浴面に酸素または
酸素を含む酸化性ガスを吹付ける。ここで溶存酸素濃度
が不足している場合は、吹付けた酸素は鋼中酸素源とな
って脱炭速度の上昇に寄与し、また、一部の酸素は脱炭
で生じたCOガスを燃やしてCO2 となり、その際の燃焼熱
を溶鋼に伝える。この酸化性ガスの吹付けによって、Ｒ
Ｈ真空脱ガス処理に供する溶鋼の酸素濃度および処理温
度を制御することができるため、前工程の転炉およびス
ラグ改質工程での成分および温度の厳密な管理は不要と
なる。
【００１１】さらに、極低炭素領域までの脱炭には、上
記の上吹きランスから、Ca(OH)2,Mg(OH)2, ミョウバン
などの水素を含む粉体を真空槽内の鋼浴面に吹付ける。
すると、例えばCa(OH)2 を吹きつけた場合は、Ca(OH)2
→CaO ＋２Ｈ＋Ｏ の反応によって生じた鋼中水素Ｈ
が、２Ｈ→Ｈ2 となって鋼浴面近傍に発生する際に、反
応界面積の増加を伴うため、Ｃ＋Ｏ→ＣＯの脱炭反応が
促進される。従って、従来は、極低炭素領域で発生して
いた脱炭の停滞を打破することができ、よって、精錬限
界炭素濃度までの低下を迅速に実施できる。
記の上吹きランスから、Ca(OH)2,Mg(OH)2, ミョウバン
などの水素を含む粉体を真空槽内の鋼浴面に吹付ける。
すると、例えばCa(OH)2 を吹きつけた場合は、Ca(OH)2
→CaO ＋２Ｈ＋Ｏ の反応によって生じた鋼中水素Ｈ
が、２Ｈ→Ｈ2 となって鋼浴面近傍に発生する際に、反
応界面積の増加を伴うため、Ｃ＋Ｏ→ＣＯの脱炭反応が
促進される。従って、従来は、極低炭素領域で発生して
いた脱炭の停滞を打破することができ、よって、精錬限
界炭素濃度までの低下を迅速に実施できる。
【００１２】そして、所定の極低炭素濃度に調整したの
ちは、引き続いて真空槽内にAlなどの還元剤を添加して
溶鋼の脱酸をはかり、さらに、成分調整等も行なって所
望の成分の極低炭素鋼とする。
ちは、引き続いて真空槽内にAlなどの還元剤を添加して
溶鋼の脱酸をはかり、さらに、成分調整等も行なって所
望の成分の極低炭素鋼とする。
【００１３】
(1) 溶銑予備処理工程 高炉からトピードカー内に出銑した溶銑300 ｔに、浸漬
ランスからフラックスを吹き込んで脱燐および脱硫をそ
の間に脱燐スラグの除滓を挟んで行った。ここで脱燐フ
ラックスには酸化鉄：25〜35kg／ｔ，生石灰：８〜15kg
／ｔおよびCaF2：１〜２kg／ｔを、また、脱硫フラック
スには（30％CaO ＋70％CaCO3 ）：６〜８kg／ｔを、そ
れぞれ用いた。この溶銑予備処理工程によって、Ｐ：0.
11〜0.12％およびＳ：0.02〜0.03％からＰ：0.035 〜0.
05％およびＳ：0.005 〜0.009 ％とした。
ランスからフラックスを吹き込んで脱燐および脱硫をそ
の間に脱燐スラグの除滓を挟んで行った。ここで脱燐フ
ラックスには酸化鉄：25〜35kg／ｔ，生石灰：８〜15kg
／ｔおよびCaF2：１〜２kg／ｔを、また、脱硫フラック
スには（30％CaO ＋70％CaCO3 ）：６〜８kg／ｔを、そ
れぞれ用いた。この溶銑予備処理工程によって、Ｐ：0.
11〜0.12％およびＳ：0.02〜0.03％からＰ：0.035 〜0.
05％およびＳ：0.005 〜0.009 ％とした。
【００１４】(2) 転炉工程 次いで、 300ｔの溶銑を、上底吹き転炉で吹錬し、吹止
め時のＣ含有量を0.02〜0.10％、および溶鋼温度を1610
〜1630℃とした。なお、上吹きＯ2 流量は700Nm3/min
および底吹き不活性ガス流量は20〜30Nm3/min で操業し
た。
め時のＣ含有量を0.02〜0.10％、および溶鋼温度を1610
〜1630℃とした。なお、上吹きＯ2 流量は700Nm3/min
および底吹き不活性ガス流量は20〜30Nm3/min で操業し
た。
【００１５】(3) スラグ改質工程 上記転炉から取鍋に出鋼中に金属Alを40％含みCaO を主
成分とするフラックスを、溶鋼１ｔ当たり1.3 〜1.5kg
添加し、取鍋内鋼浴上のスラグ中のFeO とMnOとの合計
濃度を1.3 〜5.0 ％に調整した。このとき鋼中のＯ濃度
は100 〜550ppmおよび溶鋼温度は1590〜1610℃であっ
た。
成分とするフラックスを、溶鋼１ｔ当たり1.3 〜1.5kg
添加し、取鍋内鋼浴上のスラグ中のFeO とMnOとの合計
濃度を1.3 〜5.0 ％に調整した。このとき鋼中のＯ濃度
は100 〜550ppmおよび溶鋼温度は1590〜1610℃であっ
た。
【００１６】(4) ＲＨ真空脱ガス処理工程 次に、ＲＨ真空脱ガス処理開始２分後に、真空槽の上か
ら下へ垂直に挿入した水冷ランスをその先端が浴面から
1.5 〜2.0 ｍの位置で固定し、このランスからＯ2 ガス
を30〜50Nm3/min の流量で吹きつけ、吹きつけ後のＯ濃
度を500 〜600ppmおよび溶鋼温度を1595〜1610℃とし
た。
ら下へ垂直に挿入した水冷ランスをその先端が浴面から
1.5 〜2.0 ｍの位置で固定し、このランスからＯ2 ガス
を30〜50Nm3/min の流量で吹きつけ、吹きつけ後のＯ濃
度を500 〜600ppmおよび溶鋼温度を1595〜1610℃とし
た。
【００１７】その後、浴面から1.5 〜1.8 ｍの位置の上
記ランスから、Arガス（２〜３Nm3/min ）をキャリアガ
スとして、Ca(OH)2 粉を30〜60kg/minの吹きつけ速度で
供給し、Ｃ：５〜７ppm およびＯ：450 〜550 ppm とし
た。さらに、還元剤としてAlを1.2 〜1.4kg/t 添加し、
引き続き、溶鋼の脱ガス処理を８〜10分間行ってＲＨ脱
ガス処理を終了した。上記の処理を経た溶鋼の成分組成
は、Ｃ：５〜７ppm ，Al：0.03〜0.04％，Ｐ：0.024 〜
0.030 ％，Ｓ：0.004 〜0.008 ％および溶鋼温度：1570
〜1580℃であった。
記ランスから、Arガス（２〜３Nm3/min ）をキャリアガ
スとして、Ca(OH)2 粉を30〜60kg/minの吹きつけ速度で
供給し、Ｃ：５〜７ppm およびＯ：450 〜550 ppm とし
た。さらに、還元剤としてAlを1.2 〜1.4kg/t 添加し、
引き続き、溶鋼の脱ガス処理を８〜10分間行ってＲＨ脱
ガス処理を終了した。上記の処理を経た溶鋼の成分組成
は、Ｃ：５〜７ppm ，Al：0.03〜0.04％，Ｐ：0.024 〜
0.030 ％，Ｓ：0.004 〜0.008 ％および溶鋼温度：1570
〜1580℃であった。
【００１８】また、比較例として、上記した一連の工程
の一部を省略するか、または発明範囲外の条件で工程を
経た処理によって得られた溶鋼の成分組成についても調
査し、その結果を上記の実施例に併せて表１に示した。
の一部を省略するか、または発明範囲外の条件で工程を
経た処理によって得られた溶鋼の成分組成についても調
査し、その結果を上記の実施例に併せて表１に示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】この発明によれば、高純度で清浄度の高
い極低炭素鋼を、迅速に、しかも経済的に大量生産する
ことができる。
い極低炭素鋼を、迅速に、しかも経済的に大量生産する
ことができる。
【図１】この発明の方法を示す工程図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２１Ｃ 7/068 Ｃ２１Ｃ 7/068 (72)発明者 大宮 茂 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 平２−277711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−75621（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−92120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−194206（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21C 7/00 C21C 1/02 C21C 5/36 C21C 7/06 C21C 7/068
Claims (1)
- 【請求項１】 (1) 高炉からの溶銑に含まれるＰおよび
Ｓを、それぞれ0.035 〜0.05wt％，0.005 〜0.009 wt％
に抑制する予備処理工程、 (2) 上記予備処理工程を経た溶銑を転炉にてＣ：0.02〜
0.1 wt％の範囲まで脱炭する工程、 (3) 脱炭終了後の溶鋼を収容した取鍋内浴面上に、還元
剤やフラックスを添加することにより、その浴面上に形
成させるスラグの組成を、FeO およびMnO の合計濃度が
1.3〜５wt％になるように調整する工程、 (4) この取鍋からＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内に導入
する溶鋼浴面上に酸化性ガスを吹きつけることにより、
該溶鋼の酸素濃度および温度を調整した後、含水素粉体
を吹きつけて溶鋼のＣ濃度を５〜７ppm に調整し、その
後真空槽内に脱酸剤を添加して溶鋼の脱酸を行って成分
調整する工程、 を経ることを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031863A JP3002593B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
| US07/993,388 US5304231A (en) | 1991-12-24 | 1992-12-18 | Method of refining of high purity steel |
| EP92121682A EP0548868B1 (en) | 1991-12-24 | 1992-12-21 | Method of refining of high purity steel |
| DE69227014T DE69227014T2 (de) | 1991-12-24 | 1992-12-21 | Verfahren zum Raffinieren von sehr reinem Stahl |
| KR1019920025275A KR960009168B1 (ko) | 1991-12-24 | 1992-12-23 | 고순도 강의 용제방법(溶劑方法) |
| CA002086193A CA2086193C (en) | 1991-12-24 | 1992-12-23 | Method of refining of high purity steel |
| BR9205155A BR9205155A (pt) | 1991-12-24 | 1992-12-23 | Metodo de refino de um aco de alta pureza |
| CN92115273A CN1061381C (zh) | 1991-12-24 | 1992-12-24 | 精炼高纯度钢的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031863A JP3002593B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05230516A JPH05230516A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3002593B2 true JP3002593B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=12342892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4031863A Expired - Fee Related JP3002593B2 (ja) | 1991-12-24 | 1992-02-19 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3002593B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA104595C2 (uk) | 2008-08-04 | 2014-02-25 | Ньюкор Корпорейшн | Спосіб виробництва низьковуглецевої низькосірчистої низькоазотистої сталі з використанням звичайного сталеплавильного обладнання |
| US8523977B2 (en) | 2011-01-14 | 2013-09-03 | Nucor Corporation | Method of desulfurizing steel |
| JP5958152B2 (ja) * | 2012-07-27 | 2016-07-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高清浄度鋼の製造方法 |
| CN105483501A (zh) * | 2014-09-19 | 2016-04-13 | 鞍钢股份有限公司 | 一种含磷超低碳钢的冶炼方法 |
| WO2019040704A1 (en) | 2017-08-24 | 2019-02-28 | Nucor Corporation | IMPROVED MANUFACTURE OF LOW CARBON STEEL |
| CN111518988B (zh) * | 2020-05-11 | 2021-10-26 | 首钢集团有限公司 | 一种超低碳钢精炼炉渣改质的方法 |
-
1992
- 1992-02-19 JP JP4031863A patent/JP3002593B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05230516A (ja) | 1993-09-07 |
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