JP3198250B2 - 含クロム溶鋼の真空精錬方法 - Google Patents
含クロム溶鋼の真空精錬方法Info
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、脱酸剤としてSi源
を用い、スラグ−メタル反応を利用することにより効率
的な脱酸と脱硫を行う含クロム溶鋼の真空精錬方法に関
するものである。
を用い、スラグ−メタル反応を利用することにより効率
的な脱酸と脱硫を行う含クロム溶鋼の真空精錬方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼酔う含クロム溶鋼の低酸素
化，低硫化を目的とした精錬方法としては、 特開平４−２２１０１１号公報に開示されているよ
うな、溶鋼中にCaO −SiO2系フラックスやCaO −CaF2系
フラックスなどを吹き込む方法、 特開平４−８８１１２号公報，特公昭６２−３４８
０１号公報などに開示されているような、スラグ成分や
スラグ塩基度を調整してスラグ−メタル反応を促進させ
る方法、 特開平４−３１８１１８号公報に開示されているよ
うな、プラズマによってスラグを加熱して滓化させ、溶
鋼の低酸素化，低硫化を実現する方法、 などの提案がある。
化，低硫化を目的とした精錬方法としては、 特開平４−２２１０１１号公報に開示されているよ
うな、溶鋼中にCaO −SiO2系フラックスやCaO −CaF2系
フラックスなどを吹き込む方法、 特開平４−８８１１２号公報，特公昭６２−３４８
０１号公報などに開示されているような、スラグ成分や
スラグ塩基度を調整してスラグ−メタル反応を促進させ
る方法、 特開平４−３１８１１８号公報に開示されているよ
うな、プラズマによってスラグを加熱して滓化させ、溶
鋼の低酸素化，低硫化を実現する方法、 などの提案がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した各従来技術
は、次のような問題点があった。 CaO −SiO2，CaO −CaF2系のフラツクスを吹き込む
上記従来方法では、これらのフラツクスを吹き込むため
の装置や混合装置が必要となる上、CaF2を用いるために
精錬鍋の耐火物寿命が著しく低下し、特に真空脱酸精錬
の場合にこの傾向が顕著である。 スラグ成分やスラグ塩基度を調整する上記従来方
法、例えば、特開平４−８８１１２号公報に開示の方法
の場合、CaO ／SiO2を 1.6〜5.0 とし、CaF2を20〜40％
添加する方法を提案するものであるが、CaO ／SiO2を2.
6 以上にすると、スラグ中SiO2の活量が著しく低下し、
そのために脱酸剤として添加したフェロシリコンから生
成したAl2O3 が還元されてAlとなり、これが鋳造時にノ
ズル耐火物中のＯと反応して再びAl2O3 を生成し、介在
物として残留するという問題点があった。しかも、塩基
度：2.6 以上では、スラグの高融点化を招いてスラグ−
メタル反応を阻害し、脱Ｏ率、脱Ｓ率の低下を招くとい
う問題もあった。この対策として、CaF2を20〜40％添加
することとしているが、CaF2の添加は鍋の耐火物寿命を
著しく低下させてしまう。また、特公昭６２−３４８０
１号公報に開示の方法では、スラグの塩基度CaO／SiO2
を1.5 以下にする方法を提案しているが、この方法では
スラグのＳ分配比が小さくなつてしまい、脱硫反応がほ
とんど起こらないという課題が残った。 スラグ加熱装置を用いる上記従来方法においては、
スラグを局部的に加熱するためには設備の改造が必要な
上に、多額の設備費が必要となる。
は、次のような問題点があった。 CaO −SiO2，CaO −CaF2系のフラツクスを吹き込む
上記従来方法では、これらのフラツクスを吹き込むため
の装置や混合装置が必要となる上、CaF2を用いるために
精錬鍋の耐火物寿命が著しく低下し、特に真空脱酸精錬
の場合にこの傾向が顕著である。 スラグ成分やスラグ塩基度を調整する上記従来方
法、例えば、特開平４−８８１１２号公報に開示の方法
の場合、CaO ／SiO2を 1.6〜5.0 とし、CaF2を20〜40％
添加する方法を提案するものであるが、CaO ／SiO2を2.
6 以上にすると、スラグ中SiO2の活量が著しく低下し、
そのために脱酸剤として添加したフェロシリコンから生
成したAl2O3 が還元されてAlとなり、これが鋳造時にノ
ズル耐火物中のＯと反応して再びAl2O3 を生成し、介在
物として残留するという問題点があった。しかも、塩基
度：2.6 以上では、スラグの高融点化を招いてスラグ−
メタル反応を阻害し、脱Ｏ率、脱Ｓ率の低下を招くとい
う問題もあった。この対策として、CaF2を20〜40％添加
することとしているが、CaF2の添加は鍋の耐火物寿命を
著しく低下させてしまう。また、特公昭６２−３４８０
１号公報に開示の方法では、スラグの塩基度CaO／SiO2
を1.5 以下にする方法を提案しているが、この方法では
スラグのＳ分配比が小さくなつてしまい、脱硫反応がほ
とんど起こらないという課題が残った。 スラグ加熱装置を用いる上記従来方法においては、
スラグを局部的に加熱するためには設備の改造が必要な
上に、多額の設備費が必要となる。
【０００４】本発明は、従来技術が抱えている上述した
問題点を解決できる、Si源を脱酸剤として用いる含クロ
ム溶鋼についての脱酸，脱硫の精錬技術を提供すること
を目的とする。特に本発明は、上記の脱酸，脱硫を、ス
ラグ−メタル反応を促して効率よく行うための方法を提
供することを目的とする。
問題点を解決できる、Si源を脱酸剤として用いる含クロ
ム溶鋼についての脱酸，脱硫の精錬技術を提供すること
を目的とする。特に本発明は、上記の脱酸，脱硫を、ス
ラグ−メタル反応を促して効率よく行うための方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題解決のために本
発明は、含クロム溶鋼を、Si源を脱酸剤として用いて真
空中で脱酸精錬する際に、生成スラグの塩基度 (CaO ／
SiO2) を 1.5〜2.5 に調整するとともに、Al2O3 の添加
によってスラグ中Al2O3 濃度を８〜12wt％に調整し、か
つこのスラグの (CaO ／Al2O3 ) を4.0 〜8.0 に調整す
ることを特徴とする含クロム溶鋼の真空精錬方法を提案
する。なお、生成スラグ中には、さらに10wt％以下の範
囲でMgＯを添加してもよい。
発明は、含クロム溶鋼を、Si源を脱酸剤として用いて真
空中で脱酸精錬する際に、生成スラグの塩基度 (CaO ／
SiO2) を 1.5〜2.5 に調整するとともに、Al2O3 の添加
によってスラグ中Al2O3 濃度を８〜12wt％に調整し、か
つこのスラグの (CaO ／Al2O3 ) を4.0 〜8.0 に調整す
ることを特徴とする含クロム溶鋼の真空精錬方法を提案
する。なお、生成スラグ中には、さらに10wt％以下の範
囲でMgＯを添加してもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】さて、本発明の特徴は、真空中で
の脱酸処理時におけるスラグ成分につき、スラグ塩基
度を 1.5〜2.5 に調整する、スラグ中のAl2O3 濃度を
調整する、スラグのCaO ／Al2O3 比を調整する、よう
にした点の構成にある。このような調整を行うと、スラ
グ−メタル反応を促して溶鋼の脱酸ならびに脱硫が効率
よく進行するのである。そこで、本発明方法におけるこ
れらの特徴要件〜について、以下に詳しく説明す
る。
の脱酸処理時におけるスラグ成分につき、スラグ塩基
度を 1.5〜2.5 に調整する、スラグ中のAl2O3 濃度を
調整する、スラグのCaO ／Al2O3 比を調整する、よう
にした点の構成にある。このような調整を行うと、スラ
グ−メタル反応を促して溶鋼の脱酸ならびに脱硫が効率
よく進行するのである。そこで、本発明方法におけるこ
れらの特徴要件〜について、以下に詳しく説明す
る。
【０００７】まず、スラグの塩基度 (CaO ／SiO2) につ
いては、発明者らが知見した図１に示す結果に基づいて
決定した。即ち、この図は、スラグ塩基度と脱酸処理後
の鋼中［O2］濃度の関係を示すものであるが、スラグ塩
基度は (CaO ／SiO2) ＝1.5以上にすることが必要であ
ることがわかる。また、脱硫反応についても図２に示す
ように、塩基度 1.5以上が必要なことがわかった。この
ことから、本発明においてスラグ塩基度の下限は1.5 と
する。
いては、発明者らが知見した図１に示す結果に基づいて
決定した。即ち、この図は、スラグ塩基度と脱酸処理後
の鋼中［O2］濃度の関係を示すものであるが、スラグ塩
基度は (CaO ／SiO2) ＝1.5以上にすることが必要であ
ることがわかる。また、脱硫反応についても図２に示す
ように、塩基度 1.5以上が必要なことがわかった。この
ことから、本発明においてスラグ塩基度の下限は1.5 と
する。
【０００８】一方、このスラグ塩基度の上限は、SiO2の
活量を考慮して決定する。即ち、SiO2の活量ＡSiO2を抑
える塩基度にすることが必要である。というのは、一般
に、脱酸剤として添加したFe−Si (フェロシリコン) 等
の合金鉄からはAl2O3 が生成するが、このAl2O3 はまた
鋼中のSiにより、下記(1) 式のような反応によってAlを
生じる。 Al2O3 ＋ 3/2Si ＝ 3/2 SiO2＋２Al …(1) このときに発生したAlは、連鋳工程において、ノズル耐
火物等によって供給される酸素源により再びAl2O3 とな
り、ノズル詰まり等の原因となると同時に、鋳片中に混
入して介在物となり、製品欠陥となる。
活量を考慮して決定する。即ち、SiO2の活量ＡSiO2を抑
える塩基度にすることが必要である。というのは、一般
に、脱酸剤として添加したFe−Si (フェロシリコン) 等
の合金鉄からはAl2O3 が生成するが、このAl2O3 はまた
鋼中のSiにより、下記(1) 式のような反応によってAlを
生じる。 Al2O3 ＋ 3/2Si ＝ 3/2 SiO2＋２Al …(1) このときに発生したAlは、連鋳工程において、ノズル耐
火物等によって供給される酸素源により再びAl2O3 とな
り、ノズル詰まり等の原因となると同時に、鋳片中に混
入して介在物となり、製品欠陥となる。
【０００９】そこで、発明者らは、(1) 式の反応を抑制
できる塩基度について検討した。その結果、図３に示す
ように、鋼中のsol.Alは、塩基度2.5 を越えると急激に
増加することがわかった。このことから、本発明におい
てスラグ塩基度の上限については、2.5 以下にしなけれ
ばならない。
できる塩基度について検討した。その結果、図３に示す
ように、鋼中のsol.Alは、塩基度2.5 を越えると急激に
増加することがわかった。このことから、本発明におい
てスラグ塩基度の上限については、2.5 以下にしなけれ
ばならない。
【００１０】次に、本発明においては、スラグ中にAl2O
3 を添加してAl2O3 の濃度を制御することが必要であ
る。以下にその理由を述べる。一般に、スラグ−メタル
反応を利用して脱酸，脱硫を促進するためには、スラグ
は1550〜1650℃の温度で滓化していることが必要であ
る。しかし、スラグ塩基度が1.8 を超えると、上記温度
域ではCaF2を添加しないと滓化したスラグを得ることは
難しい。しかし一方で、このCaF2の添加は、鍋の耐火物
を著しく溶損させるため、好ましい方法ではない。
3 を添加してAl2O3 の濃度を制御することが必要であ
る。以下にその理由を述べる。一般に、スラグ−メタル
反応を利用して脱酸，脱硫を促進するためには、スラグ
は1550〜1650℃の温度で滓化していることが必要であ
る。しかし、スラグ塩基度が1.8 を超えると、上記温度
域ではCaF2を添加しないと滓化したスラグを得ることは
難しい。しかし一方で、このCaF2の添加は、鍋の耐火物
を著しく溶損させるため、好ましい方法ではない。
【００１１】そこで、発明者らは、そのCaF2に代わって
Al2O3 を添加することにした。というのは、このAl2O3
の添加はスラグを低融点化させるのに有効だからであ
る。図４は、添加Al2O3 量とスラグ液相率の関係を示す
ものである。この図に示すとおり、スラグの高い滓化の
ためには、Al2O3 を８wt％以上にすることが必要なこと
がわかった。ただし、このAl2O3 の添加量をあまり増や
すと、スラグ脱硫能の低下を招くため (図５参照) 、脱
Ｓの観点からAl2O3 添加量の上限は12wt％とした。
Al2O3 を添加することにした。というのは、このAl2O3
の添加はスラグを低融点化させるのに有効だからであ
る。図４は、添加Al2O3 量とスラグ液相率の関係を示す
ものである。この図に示すとおり、スラグの高い滓化の
ためには、Al2O3 を８wt％以上にすることが必要なこと
がわかった。ただし、このAl2O3 の添加量をあまり増や
すと、スラグ脱硫能の低下を招くため (図５参照) 、脱
Ｓの観点からAl2O3 添加量の上限は12wt％とした。
【００１２】また、本発明においては、脱硫能の面から
CaO ／Al2O3 を4.0 以上，好ましくは4.0 〜8.0 、より
好ましくは 4.0〜6.0 の範囲に制御する。その理由は、
図６に示すように、脱硫能 (Ｓ）／［Ｓ］＝1.0 以上を
維持するには、CaO ／Al2O3比が 4.0未満ではこの脱硫
率を維持するのは困難だからであり、所期した脱Ｓ反応
を期待することができない。一方、8.0 を越えると(1)
式の反応が右に進みやすくなり、結果的にAl2O3 の析出
を促進するからである。なお、このCaO ／Al2O3 の調整
は、塩基度既知の転炉スラグの重量を測定することによ
って求め、かつ脱硫処理中Siロスをテータベースから推
定することによって行う。
CaO ／Al2O3 を4.0 以上，好ましくは4.0 〜8.0 、より
好ましくは 4.0〜6.0 の範囲に制御する。その理由は、
図６に示すように、脱硫能 (Ｓ）／［Ｓ］＝1.0 以上を
維持するには、CaO ／Al2O3比が 4.0未満ではこの脱硫
率を維持するのは困難だからであり、所期した脱Ｓ反応
を期待することができない。一方、8.0 を越えると(1)
式の反応が右に進みやすくなり、結果的にAl2O3 の析出
を促進するからである。なお、このCaO ／Al2O3 の調整
は、塩基度既知の転炉スラグの重量を測定することによ
って求め、かつ脱硫処理中Siロスをテータベースから推
定することによって行う。
【００１３】なお、本発明において、スラグ中にはMgO
を添加してもよい。ただし、このMgO は、耐火物の溶損
を抑制すること、およびスラグの低融点化を目的として
10wt％以下の範囲内で添加する。それは、MgO が10％を
超えた場合には、逆にスラグの液相率が低下するため、
脱酸率，脱硫率の低下を招くためである。
を添加してもよい。ただし、このMgO は、耐火物の溶損
を抑制すること、およびスラグの低融点化を目的として
10wt％以下の範囲内で添加する。それは、MgO が10％を
超えた場合には、逆にスラグの液相率が低下するため、
脱酸率，脱硫率の低下を招くためである。
【００１４】
【実施例】この実施例は、表１に示す成分組成のステン
レス鋼160tを、ＶＯＤ法によって精錬を行ったときの結
果を報告するものである。表１に示す成分組成の溶鋼に
ついて、比較例では、Al2O3 を添加せずに焼石灰のみで
生成SiO2に対してのスラグコントロールを行った。これ
に対し本発明例では、スラグの低融点化を目的としてス
ラグ中Al2O3 濃度が８〜12wt％となるようにAl2O3 を添
加し、 CaO／Al2O3 ≧４のコントロールのためにのみ焼
石灰を投入した。 (焼石灰，Al2O3 はキルド処理前まで
に投入完了させた。) このようなスラグコントロール以外の処理については、
比較例，本発明例とも同じ処理、即ち、真空送酸脱炭→
真空リムド処理→Fe，Si添加→真空チルド処理→大気処
理を行った。その結果を表２に示す。
レス鋼160tを、ＶＯＤ法によって精錬を行ったときの結
果を報告するものである。表１に示す成分組成の溶鋼に
ついて、比較例では、Al2O3 を添加せずに焼石灰のみで
生成SiO2に対してのスラグコントロールを行った。これ
に対し本発明例では、スラグの低融点化を目的としてス
ラグ中Al2O3 濃度が８〜12wt％となるようにAl2O3 を添
加し、 CaO／Al2O3 ≧４のコントロールのためにのみ焼
石灰を投入した。 (焼石灰，Al2O3 はキルド処理前まで
に投入完了させた。) このようなスラグコントロール以外の処理については、
比較例，本発明例とも同じ処理、即ち、真空送酸脱炭→
真空リムド処理→Fe，Si添加→真空チルド処理→大気処
理を行った。その結果を表２に示す。
【００１５】表２に示すとおり、発明例では［Ｏ2 ］≦
0.004 wt％を示したのに対し、比較例では［Ｏ2 ］≧0.
005 wt％を示した。また、［Ｓ］も、本発明例では0.00
3 wt％以下であるが、比較例では0.010 wt％を越えてお
り、発明例の方が脱酸，脱硫に効果的であることがわか
った。
0.004 wt％を示したのに対し、比較例では［Ｏ2 ］≧0.
005 wt％を示した。また、［Ｓ］も、本発明例では0.00
3 wt％以下であるが、比較例では0.010 wt％を越えてお
り、発明例の方が脱酸，脱硫に効果的であることがわか
った。
【００１６】また、鋳造欠陥となるAl2O3 介在物発生の
源となる、鋼中のsol.Al濃度についても、本発明ではス
ラグの低融点化を目的としてAl2O3 を添加しているにも
かかわらず15ppm 以下であるが、比較例では30ppm を越
えていることがわかる。
源となる、鋼中のsol.Al濃度についても、本発明ではス
ラグの低融点化を目的としてAl2O3 を添加しているにも
かかわらず15ppm 以下であるが、比較例では30ppm を越
えていることがわかる。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、脱酸
剤としてSi源を用いる含クロム溶鋼の真空中脱酸精錬工
程において、溶鋼の脱酸ならびに脱硫をスラグ−メタル
反応により効率よく行うことができるようになった。ま
た、本発明によれば、従来問題となっていたAl2O3 介在
物による製品欠陥あるいは連鋳工程でのノズル詰まり等
のトラブルも低減できる。
剤としてSi源を用いる含クロム溶鋼の真空中脱酸精錬工
程において、溶鋼の脱酸ならびに脱硫をスラグ−メタル
反応により効率よく行うことができるようになった。ま
た、本発明によれば、従来問題となっていたAl2O3 介在
物による製品欠陥あるいは連鋳工程でのノズル詰まり等
のトラブルも低減できる。
【図１】スラグ塩基度と処理後鋼中［Ｏ］の関係を示す
グラフ。
グラフ。
【図２】スラグ塩基度と処理後鋼中［Ｓ］の関係を示す
グラフ。
グラフ。
【図３】スラグ塩基度と処理後鋼中sol.Alの関係を示す
グラフ。
グラフ。
【図４】Al2O3 添加量とスラグ液相率の関係を示すグラ
フ。
フ。
【図５】スラグ中Al2O3 濃度と (Ｓ) ／［Ｓ］との関係
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図６】CaO ／Al2O3 と (Ｓ) ／［Ｓ］との関係を示す
グラフ。
グラフ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−173515（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21C 7/10 C21C 7/04 C21C 7/06
Claims (2)
- 【請求項１】 含クロム溶鋼を、Si源を脱酸剤として用
いて真空中で脱酸精錬する際に、生成スラグの塩基度
(CaO ／SiO2) を 1.5〜2.5 に調整するとともに、Al2O
3 の添加によってスラグ中Al2O3 濃度を８〜12wt％に調
整し、かつこのスラグの (CaO ／Al2O3 ) を4.0 〜8.0
に調整することを特徴とする含クロム溶鋼の真空精錬方
法。 - 【請求項２】 スラグ中にさらに10wt％以下のMgＯを添
加することを特徴とする請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07655396A JP3198250B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 含クロム溶鋼の真空精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07655396A JP3198250B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 含クロム溶鋼の真空精錬方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263824A JPH09263824A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3198250B2 true JP3198250B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=13608459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07655396A Expired - Fee Related JP3198250B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 含クロム溶鋼の真空精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198250B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4648820B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2011-03-09 | 新日本製鐵株式会社 | 極低硫含クロム溶鋼の製造方法 |
| JP5338056B2 (ja) * | 2007-09-18 | 2013-11-13 | 新日鐵住金株式会社 | ステンレス鋼の精錬方法 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07655396A patent/JP3198250B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09263824A (ja) | 1997-10-07 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| S533 | Written request for registration of change of name |
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