JP3169275B2 - クロム含有鋼の脱りん方法 - Google Patents
クロム含有鋼の脱りん方法Info
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- JP3169275B2 JP3169275B2 JP24315692A JP24315692A JP3169275B2 JP 3169275 B2 JP3169275 B2 JP 3169275B2 JP 24315692 A JP24315692 A JP 24315692A JP 24315692 A JP24315692 A JP 24315692A JP 3169275 B2 JP3169275 B2 JP 3169275B2
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- steel
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クロム含有鋼、とくに
Crの含有量が3.0 wt％以上になる各種低合金鋼、耐熱
鋼、ステンレス鋼等を精錬する過程で、かかる鋼の品質
に有害なりん（Ｐ) を簡便かつ高い効率をもって除去す
るのに有効な脱りん方法に関するものである。
Crの含有量が3.0 wt％以上になる各種低合金鋼、耐熱
鋼、ステンレス鋼等を精錬する過程で、かかる鋼の品質
に有害なりん（Ｐ) を簡便かつ高い効率をもって除去す
るのに有効な脱りん方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼中のりん（以下，単に「Ｐ」で記す）
は、一般に、鋼の品質にとって有害な元素であって、と
くに、オーステナイト系ステンレス鋼では応力腐食割れ
や高温割れ等の感受性を高めるので、かかる元素の含有
量は極力低減することが望まれる。
は、一般に、鋼の品質にとって有害な元素であって、と
くに、オーステナイト系ステンレス鋼では応力腐食割れ
や高温割れ等の感受性を高めるので、かかる元素の含有
量は極力低減することが望まれる。
【０００３】鋼の精錬過程での、Ｐの除去は、酸化精錬
期にＰをP2O5に酸化し、これを4CaO・P2O5としてスラグ
中に固定する酸化脱りん法を適用するのが一般的であ
る。ところで、とくにCrを3.0 ％以上含有する鋼では、
酸化脱りん法を適用した場合にCrの優先酸化が起こるた
め、鋼中のＰの含有量を所望のレベルまで低減すること
は非常に難しく、従来この対策として、Ｐ含有量の低い
原料を厳選する一方、鋼の溶解・精錬に使用する炉とし
て、その炉壁ライニングに低Ｐの耐火物を備えたものを
用いる等の対策がとられていた。
期にＰをP2O5に酸化し、これを4CaO・P2O5としてスラグ
中に固定する酸化脱りん法を適用するのが一般的であ
る。ところで、とくにCrを3.0 ％以上含有する鋼では、
酸化脱りん法を適用した場合にCrの優先酸化が起こるた
め、鋼中のＰの含有量を所望のレベルまで低減すること
は非常に難しく、従来この対策として、Ｐ含有量の低い
原料を厳選する一方、鋼の溶解・精錬に使用する炉とし
て、その炉壁ライニングに低Ｐの耐火物を備えたものを
用いる等の対策がとられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、クロムの原
材料としては、これまでＰ含有量の低いものを厳選して
使用してきたが、資源的な制約があること、さらには回
転材として反復使用していること等の理由から、Ｐ含有
レベルの低い原材料の調達は極めて困難になっている。
材料としては、これまでＰ含有量の低いものを厳選して
使用してきたが、資源的な制約があること、さらには回
転材として反復使用していること等の理由から、Ｐ含有
レベルの低い原材料の調達は極めて困難になっている。
【０００５】このため、最近では、上記の酸化脱りん方
式に代えて、３Ca2+＋２P3- → Ca3P2で示される反応を
利用した還元脱りんについての研究が進められつつあ
り、金属CaやCaC2-CaF2 等を配合したフラックスを脱り
ん剤として使用する技術が提案されている (特公昭59-5
2926号公報, 特公昭60-15683号公報参照) 。
式に代えて、３Ca2+＋２P3- → Ca3P2で示される反応を
利用した還元脱りんについての研究が進められつつあ
り、金属CaやCaC2-CaF2 等を配合したフラックスを脱り
ん剤として使用する技術が提案されている (特公昭59-5
2926号公報, 特公昭60-15683号公報参照) 。
【０００６】しかしながら、この還元脱りん方式は、金
属Caを使用するものについては、その沸点が低いために
蒸発損失が大きく反応効率が著しく悪い欠点がある。ま
た、CaC2やCaC2−CaF2系のフラックスも反応効率があま
りよくないため、多量のフラックスを必要とし、そのた
めに脱りん中に 0.5〜1.0 ％程度のカーボンピックアッ
プを生じ、その後の脱炭処理の付加による操業時間の延
長が避けられないばかりか、脱炭中にＰのピックアップ
が生じる問題があり、今だ実生産ベースでの十分な成果
をみるには至っていないのが現状である。
属Caを使用するものについては、その沸点が低いために
蒸発損失が大きく反応効率が著しく悪い欠点がある。ま
た、CaC2やCaC2−CaF2系のフラックスも反応効率があま
りよくないため、多量のフラックスを必要とし、そのた
めに脱りん中に 0.5〜1.0 ％程度のカーボンピックアッ
プを生じ、その後の脱炭処理の付加による操業時間の延
長が避けられないばかりか、脱炭中にＰのピックアップ
が生じる問題があり、今だ実生産ベースでの十分な成果
をみるには至っていないのが現状である。
【０００７】この発明の目的は、とくにCrを3.0 wt％以
上含有する鋼を対象とし、この種の鋼の精錬に当たって
生じていた, 還元脱りん処理における従来の上述した問
題を解消し、簡便にしかも効率よく鋼中のＰを除去する
ための脱りん技術を提案するところにある。
上含有する鋼を対象とし、この種の鋼の精錬に当たって
生じていた, 還元脱りん処理における従来の上述した問
題を解消し、簡便にしかも効率よく鋼中のＰを除去する
ための脱りん技術を提案するところにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、Crを3.0 wt
％以上含有し、Ｏ濃度を100 ppm 以下に調整した溶鋼
に、非酸化性, 非窒化性雰囲気下で、該溶鋼に対する重
量割合にして0.5 〜5.0％のCaH2とCaH2に対する重量割
合にして10〜50％のCaF2からなるフラックスを添加して
還元脱りん処理することを特徴とするクロム含有鋼の脱
りん方法である。
％以上含有し、Ｏ濃度を100 ppm 以下に調整した溶鋼
に、非酸化性, 非窒化性雰囲気下で、該溶鋼に対する重
量割合にして0.5 〜5.0％のCaH2とCaH2に対する重量割
合にして10〜50％のCaF2からなるフラックスを添加して
還元脱りん処理することを特徴とするクロム含有鋼の脱
りん方法である。
【０００９】
【作用】還元脱りん用のフラックスを構成するCaH2は、
３CaH2＋２P → Ca3P2＋６H 、正確には３CaH2→３Ca＋
6H, ３Ca＋２P →Ca3P2 で示されるように、脱りん反応
に直接寄与するものであり、これによって十分な脱りん
反応を行わせるには、溶鋼に対する重量割合にして少な
くとも0.5 ％のCaH2を必要とする。一方、CaH2はCaC2よ
り分解速度が遅いため、5.0 ％を越えると、脱りん処理
で分解しきれず未反応のまま残存するおそれがあり、ま
た溶鋼の温度低下が大きくなり脱りん反応の円滑な進行
を妨げるとこにもなる。このためこの発明では、CaH2に
ついては、0.5 〜5.0 ％の範囲に限定した。
３CaH2＋２P → Ca3P2＋６H 、正確には３CaH2→３Ca＋
6H, ３Ca＋２P →Ca3P2 で示されるように、脱りん反応
に直接寄与するものであり、これによって十分な脱りん
反応を行わせるには、溶鋼に対する重量割合にして少な
くとも0.5 ％のCaH2を必要とする。一方、CaH2はCaC2よ
り分解速度が遅いため、5.0 ％を越えると、脱りん処理
で分解しきれず未反応のまま残存するおそれがあり、ま
た溶鋼の温度低下が大きくなり脱りん反応の円滑な進行
を妨げるとこにもなる。このためこの発明では、CaH2に
ついては、0.5 〜5.0 ％の範囲に限定した。
【００１０】上記の脱りん反応を促進させるに当たって
は、反応によって分解したCaの蒸発損失を極力抑え、反
応界面でCaとＰが接触する確率を高める観点からフラッ
クスは、流動性に富むスラグを成形するものである必要
がある。このためこの発明では、上記の要件を満足した
滓化促進剤としてCaF2を使用することとした。
は、反応によって分解したCaの蒸発損失を極力抑え、反
応界面でCaとＰが接触する確率を高める観点からフラッ
クスは、流動性に富むスラグを成形するものである必要
がある。このためこの発明では、上記の要件を満足した
滓化促進剤としてCaF2を使用することとした。
【００１１】流動性に富むスラグを形成するためには、
CaH2に対する重量割合にして少なくとも10％のCaF2が必
要になるが、50％を越えるとスラグの流動性が良すぎて
炉壁耐火物の浸食が著しくなり、耐火物の成分がスラグ
中に混入して脱りん効率を急激に低下させることにもな
る。このためこの発明では、CaF2については、CaH2に対
する重量割合にして10〜50％の範囲に限定した。
CaH2に対する重量割合にして少なくとも10％のCaF2が必
要になるが、50％を越えるとスラグの流動性が良すぎて
炉壁耐火物の浸食が著しくなり、耐火物の成分がスラグ
中に混入して脱りん効率を急激に低下させることにもな
る。このためこの発明では、CaF2については、CaH2に対
する重量割合にして10〜50％の範囲に限定した。
【００１２】上述した構成になるフラックスを使用する
脱りん処理では、とくに、非酸化性、非窒化性雰囲気に
保持する必要がある。というのは、上記の式で示された
分解反応で生成したCaはＰと結びつくよりも酸素や窒素
と結びつきやすく脱りん効率が低下するおそれがあるか
らである。
脱りん処理では、とくに、非酸化性、非窒化性雰囲気に
保持する必要がある。というのは、上記の式で示された
分解反応で生成したCaはＰと結びつくよりも酸素や窒素
と結びつきやすく脱りん効率が低下するおそれがあるか
らである。
【００１３】最も高い脱りん率を得るためには、溶鋼に
対する重量割合にして1.5 〜3.0 ％のCaH2とCaH2に対す
る重量割合にして20〜30％のCaF2からなるフラックスの
使用がとくに有効である。
対する重量割合にして1.5 〜3.0 ％のCaH2とCaH2に対す
る重量割合にして20〜30％のCaF2からなるフラックスの
使用がとくに有効である。
【００１４】溶鋼中の酸素濃度については、この発明で
は100ppm以下に限定したが、その理由も、Caが溶鋼中の
酸素と反応して脱りん反応の効率が低下するのを回避す
るためである。
は100ppm以下に限定したが、その理由も、Caが溶鋼中の
酸素と反応して脱りん反応の効率が低下するのを回避す
るためである。
【００１５】この発明で使用するCaH2は、CaC2と同様、
溶鋼の温度で容易に分解してCaを生成するものである
が、CaC2よりも結合が強いため分解速度が遅くCaの蒸発
損失が少ないためCaC2よりも脱りん反応の効率が高い。
また、この発明で使用するCaH2は、CaC2のように溶鋼の
炭素濃度に影響されることがなく、高炭素域から低炭素
域まで広範囲にわたって脱りん処理が可能であるという
利点がある。
溶鋼の温度で容易に分解してCaを生成するものである
が、CaC2よりも結合が強いため分解速度が遅くCaの蒸発
損失が少ないためCaC2よりも脱りん反応の効率が高い。
また、この発明で使用するCaH2は、CaC2のように溶鋼の
炭素濃度に影響されることがなく、高炭素域から低炭素
域まで広範囲にわたって脱りん処理が可能であるという
利点がある。
【００１６】ちなみに、CaH2は溶鋼中の水素濃度を上昇
させるが、脱りん処理の後に、たとえば取鍋内でのArガ
スによる攪拌、AOD 炉もしくは上底吹転炉等でのArガス
による攪拌、VOD,RH等の真空脱ガス処理等によって容易
に実用レベルまで低減できるので、とくに問題となるよ
うなことはない。
させるが、脱りん処理の後に、たとえば取鍋内でのArガ
スによる攪拌、AOD 炉もしくは上底吹転炉等でのArガス
による攪拌、VOD,RH等の真空脱ガス処理等によって容易
に実用レベルまで低減できるので、とくに問題となるよ
うなことはない。
【００１７】
【実施例】18−８系ステンレス鋼を対象とする溶鋼の精
錬過程において、使用するフラックスの組成および溶鋼
中の酸素濃度を種々変更（表１参照）した他は全て同一
の条件（溶鋼量：60ｔ／チャージ, 溶鋼温度：1,500
℃, 処理時間：15分, Arガスの流量：500Nl/min ）にし
て、鋼の脱りん処理（LF炉による）を行い、その際の脱
りん率について調査した。その結果を表１に示す。
錬過程において、使用するフラックスの組成および溶鋼
中の酸素濃度を種々変更（表１参照）した他は全て同一
の条件（溶鋼量：60ｔ／チャージ, 溶鋼温度：1,500
℃, 処理時間：15分, Arガスの流量：500Nl/min ）にし
て、鋼の脱りん処理（LF炉による）を行い、その際の脱
りん率について調査した。その結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１より明らかな如く、この発明に従い還
元脱りん処理した場合には脱りん率が70％以上と高い値
を示したのに対して、比較例においては脱りん率はよく
ても60％程度にとどまっていることが確かめられた。
元脱りん処理した場合には脱りん率が70％以上と高い値
を示したのに対して、比較例においては脱りん率はよく
ても60％程度にとどまっていることが確かめられた。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
原材料のＰの含有量にかかわらずＰ含有量の低いクロム
含有鋼を溶製することができる。また、この発明によれ
ば、脱りん処理の反応効率が高いので、高品質が要求さ
れる用途、たとえば原子炉関連に用いられる部材の材質
のより一層の向上を図ることができるし、脱りん処理後
に脱炭処理を行う余計な工程を付加する必要がないの
で、操業時間の短縮化も図ることができる。
原材料のＰの含有量にかかわらずＰ含有量の低いクロム
含有鋼を溶製することができる。また、この発明によれ
ば、脱りん処理の反応効率が高いので、高品質が要求さ
れる用途、たとえば原子炉関連に用いられる部材の材質
のより一層の向上を図ることができるし、脱りん処理後
に脱炭処理を行う余計な工程を付加する必要がないの
で、操業時間の短縮化も図ることができる。
フロントページの続き (72)発明者 清水 善之 神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号 日本冶金工業株式会社 研究開発本部 技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭53−2323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−199713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−104131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−174316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−59823（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−15683（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21C 1/02,7/04,7/064 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 Crを 3.0wt％以上含有し、Ｏ濃度を100
ppm 以下に調整した溶鋼に、非酸化性, 非窒化性雰囲気
下で、該溶鋼に対する重量割合にして0.5 〜5.0 ％のCa
H2とCaH2に対する重量割合にして10〜50％のCaF2からな
るフラックスを添加して還元脱りん処理することを特徴
とするクロム含有鋼の脱りん方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24315692A JP3169275B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | クロム含有鋼の脱りん方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24315692A JP3169275B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | クロム含有鋼の脱りん方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0693326A JPH0693326A (ja) | 1994-04-05 |
| JP3169275B2 true JP3169275B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=17099642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24315692A Expired - Fee Related JP3169275B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | クロム含有鋼の脱りん方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169275B2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP24315692A patent/JP3169275B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0693326A (ja) | 1994-04-05 |
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