JP3273395B2 - 含クロム溶鋼の精錬法 - Google Patents
含クロム溶鋼の精錬法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は含クロム溶鋼の脱炭精錬
において、溶鋼中の〔Ｃｒ〕の酸化を抑え、効率よく脱
炭を行い、かつ真空精錬法で問題となるＣＯガス爆発、
ボイリングおよびスプラッシュ等を抑え、安定した精錬
を図る含クロム溶鋼の精錬法に関する。
において、溶鋼中の〔Ｃｒ〕の酸化を抑え、効率よく脱
炭を行い、かつ真空精錬法で問題となるＣＯガス爆発、
ボイリングおよびスプラッシュ等を抑え、安定した精錬
を図る含クロム溶鋼の精錬法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ステンレス鋼の如き１１ｍａｓｓ
％以上のクロムを含むような含クロム溶鋼の脱炭法とし
ては、浴面下より酸素ガスまたは酸素ガス（以下、単に
酸素という）と不活性ガスの混合ガスを吹込むＡＯＤ法
が広く用いられている。ＡＯＤ法は脱炭が進行し、溶鋼
中の〔Ｃ〕濃度が低下してくると〔Ｃｒ〕が酸化されや
すくなることから、〔Ｃ〕濃度の低下に伴い吹込みガス
中のＡｒやＮ2 ガスのような不活性ガスの比率を高く
し、酸素の比率を低くして、〔Ｃｒ〕の酸化を抑える方
法が採られている。しかし、低〔Ｃ〕濃度域では脱炭速
度が低下するために所望の〔Ｃ〕濃度に到達するのに長
時間を要し、かつ吹込みガス中の不活性ガスの比率を高
くするために、不活性ガスの消費量が大幅に増大するこ
とから経済的にも不利になる。
％以上のクロムを含むような含クロム溶鋼の脱炭法とし
ては、浴面下より酸素ガスまたは酸素ガス（以下、単に
酸素という）と不活性ガスの混合ガスを吹込むＡＯＤ法
が広く用いられている。ＡＯＤ法は脱炭が進行し、溶鋼
中の〔Ｃ〕濃度が低下してくると〔Ｃｒ〕が酸化されや
すくなることから、〔Ｃ〕濃度の低下に伴い吹込みガス
中のＡｒやＮ2 ガスのような不活性ガスの比率を高く
し、酸素の比率を低くして、〔Ｃｒ〕の酸化を抑える方
法が採られている。しかし、低〔Ｃ〕濃度域では脱炭速
度が低下するために所望の〔Ｃ〕濃度に到達するのに長
時間を要し、かつ吹込みガス中の不活性ガスの比率を高
くするために、不活性ガスの消費量が大幅に増大するこ
とから経済的にも不利になる。
【０００３】このような低〔Ｃ〕濃度域における脱炭を
促進する方法として、真空精錬法の利用が挙げられる。
例えば、特公昭６０−１００８７号公報には、高クロム
・ステンレス鋼を０．０３ｍａｓｓ％以下の低〔Ｃ〕濃
度まで脱炭するために、大気圧下での酸素による脱炭を
〔Ｃ〕＝０．２〜０．４ｍａｓｓ％まで行い、その後は
非酸化性ガスによる攪拌は続けるが酸素吹込みは停止
し、鋼浴上の圧力を約１０Ｔｏｒｒまで連続的に低下さ
せてボイリングを起こさせることによって所望の脱炭を
行う方法が記載されている。
促進する方法として、真空精錬法の利用が挙げられる。
例えば、特公昭６０−１００８７号公報には、高クロム
・ステンレス鋼を０．０３ｍａｓｓ％以下の低〔Ｃ〕濃
度まで脱炭するために、大気圧下での酸素による脱炭を
〔Ｃ〕＝０．２〜０．４ｍａｓｓ％まで行い、その後は
非酸化性ガスによる攪拌は続けるが酸素吹込みは停止
し、鋼浴上の圧力を約１０Ｔｏｒｒまで連続的に低下さ
せてボイリングを起こさせることによって所望の脱炭を
行う方法が記載されている。
【０００４】該方法は、比較的高〔Ｃ〕濃度より酸素の
供給を止めるために、〔Ｃｒ〕の酸化による損失は少な
くなるが、急激な真空精錬の適用により、ＣＯガスを大
量に発生し、爆発の危険を招く。この対策として真空吸
引をゆるやかにすれば危険はなくなるが、経過時間が長
くなって溶鋼温度が低下し、かつ反応が遅くなる。ま
た、圧力を１０Ｔｏｒｒ以下の高真空にすれば、溶鋼の
スプラッシュが激しくなり、合金材料投入用ホッパーの
閉塞などの問題が生じる。
供給を止めるために、〔Ｃｒ〕の酸化による損失は少な
くなるが、急激な真空精錬の適用により、ＣＯガスを大
量に発生し、爆発の危険を招く。この対策として真空吸
引をゆるやかにすれば危険はなくなるが、経過時間が長
くなって溶鋼温度が低下し、かつ反応が遅くなる。ま
た、圧力を１０Ｔｏｒｒ以下の高真空にすれば、溶鋼の
スプラッシュが激しくなり、合金材料投入用ホッパーの
閉塞などの問題が生じる。
【０００５】これらの問題点を解決する方法として、特
開平３−６８７１３号公報および特開平４−２５４５０
９号公報記載の方法が提案されている。これらに記載さ
れている含クロム溶鋼の精錬方法は、同一精錬容器を用
いて、〔Ｃ〕濃度０．２〜０．０５ｍａｓｓ％までは吹
込みガスとして非酸化性ガスと酸素の混合ガスを使用
し、〔Ｃ〕濃度がこの範囲内に低下した後は、２００〜
１５ｔｏｒｒに減圧し、かつ吹込みガスとして非酸化性
ガスのみを使用するものである。これらの方法ではスプ
ラッシュやボイリングが抑えられ、安定した脱炭精錬が
行われることが記載されているが、これらの方法でも、
例えば大気圧の７６０Ｔｏｒｒの状態から１分間で２０
０Ｔｏｒｒの真空度にした場合には、急激なＣＯガス発
生によるボイリングやスプラッシュによる操業の中断や
歩留の低下を招き、効率的な精錬法とは言えない。ま
た、真空度についても２００〜１５Ｔｏｒｒとしてある
が、例えば１５Ｔｏｒｒで精錬を行った場合には、〔Ｃ
ｒ〕濃度が１７〜１９ｍａｓｓ％の溶鋼では到達の
〔Ｃ〕濃度は０．０２ｍａｓｓ％となるものと考えら
れ、目標〔Ｃ〕濃度が０．０５ｍａｓｓ％の溶鋼では無
駄な脱炭処理を行ったことになり、非効率的な精錬法と
なる。
開平３−６８７１３号公報および特開平４−２５４５０
９号公報記載の方法が提案されている。これらに記載さ
れている含クロム溶鋼の精錬方法は、同一精錬容器を用
いて、〔Ｃ〕濃度０．２〜０．０５ｍａｓｓ％までは吹
込みガスとして非酸化性ガスと酸素の混合ガスを使用
し、〔Ｃ〕濃度がこの範囲内に低下した後は、２００〜
１５ｔｏｒｒに減圧し、かつ吹込みガスとして非酸化性
ガスのみを使用するものである。これらの方法ではスプ
ラッシュやボイリングが抑えられ、安定した脱炭精錬が
行われることが記載されているが、これらの方法でも、
例えば大気圧の７６０Ｔｏｒｒの状態から１分間で２０
０Ｔｏｒｒの真空度にした場合には、急激なＣＯガス発
生によるボイリングやスプラッシュによる操業の中断や
歩留の低下を招き、効率的な精錬法とは言えない。ま
た、真空度についても２００〜１５Ｔｏｒｒとしてある
が、例えば１５Ｔｏｒｒで精錬を行った場合には、〔Ｃ
ｒ〕濃度が１７〜１９ｍａｓｓ％の溶鋼では到達の
〔Ｃ〕濃度は０．０２ｍａｓｓ％となるものと考えら
れ、目標〔Ｃ〕濃度が０．０５ｍａｓｓ％の溶鋼では無
駄な脱炭処理を行ったことになり、非効率的な精錬法と
なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、同一精錬容
器を用いて大気圧精錬後、真空精錬を用いる含クロム溶
鋼の脱炭精錬において、真空精錬を開始する際の真空引
きの条件および真空精錬時の到達真空度を目標〔Ｃ〕お
よび〔Ｃｒ〕濃度に合わせて決定することにより、溶鋼
中の〔Ｃｒ〕の酸化を抑え、効率よく脱炭を行い、かつ
スプラッシュやボイリングを抑え、安定した真空精錬法
とすることにより、歩留やガス等のロスを極力抑えるこ
とのできる含クロム溶鋼の精錬法を提供することを目的
とする。
器を用いて大気圧精錬後、真空精錬を用いる含クロム溶
鋼の脱炭精錬において、真空精錬を開始する際の真空引
きの条件および真空精錬時の到達真空度を目標〔Ｃ〕お
よび〔Ｃｒ〕濃度に合わせて決定することにより、溶鋼
中の〔Ｃｒ〕の酸化を抑え、効率よく脱炭を行い、かつ
スプラッシュやボイリングを抑え、安定した真空精錬法
とすることにより、歩留やガス等のロスを極力抑えるこ
とのできる含クロム溶鋼の精錬法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を有
利に解決したものであり、その要旨とするところは下記
のとおりである。 （１）同一の精錬容器を用いて大気圧精錬後、含クロム
溶鋼中に底吹き羽口を通して精錬ガスを吹込んで真空精
錬を行う精錬法において、大気圧状態から真空引きを開
始するに際し、真空処理開始から真空度３００Ｔｏｒｒ
を達成するまでは、５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎ以上、２５０
Ｔｏｒｒ／ｍｉｎ以下の平均減圧速度の下で真空引きを
行うことを特徴とする含クロム溶鋼の精錬法。
利に解決したものであり、その要旨とするところは下記
のとおりである。 （１）同一の精錬容器を用いて大気圧精錬後、含クロム
溶鋼中に底吹き羽口を通して精錬ガスを吹込んで真空精
錬を行う精錬法において、大気圧状態から真空引きを開
始するに際し、真空処理開始から真空度３００Ｔｏｒｒ
を達成するまでは、５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎ以上、２５０
Ｔｏｒｒ／ｍｉｎ以下の平均減圧速度の下で真空引きを
行うことを特徴とする含クロム溶鋼の精錬法。
【０００８】（２）真空精錬の到達真空度を最終の目標
〔Ｃ〕濃度および〔Ｃｒ〕濃度に合わせて、下記式を
満足する真空度で、少なくとも２分以上精錬を行うこと
を特徴とする前項（１）記載の含クロム溶鋼の精錬法。 ２．０×１０4 ×〔Ｃ〕ｆ／〔Ｃｒ〕ｆ≦Ｐ≦５．０×１０4 ×〔Ｃ〕ｆ／ 〔Ｃｒ〕ｆ … Ｐ ；最終の到達真空度（Ｔｏｒｒ） 〔Ｃ〕ｆ ；目標の〔Ｃ〕濃度（ｍａｓｓ％） 〔Ｃｒ〕ｆ；目標の〔Ｃｒ〕濃度（ｍａｓｓ％） （３）真空引きを開始する〔Ｃ〕濃度を０．０５ｍａｓ
ｓ％以上、０．２５ｍａｓｓ％以下とすることを特徴と
する前項（１）記載の含クロム溶鋼の精錬法。
〔Ｃ〕濃度および〔Ｃｒ〕濃度に合わせて、下記式を
満足する真空度で、少なくとも２分以上精錬を行うこと
を特徴とする前項（１）記載の含クロム溶鋼の精錬法。 ２．０×１０4 ×〔Ｃ〕ｆ／〔Ｃｒ〕ｆ≦Ｐ≦５．０×１０4 ×〔Ｃ〕ｆ／ 〔Ｃｒ〕ｆ … Ｐ ；最終の到達真空度（Ｔｏｒｒ） 〔Ｃ〕ｆ ；目標の〔Ｃ〕濃度（ｍａｓｓ％） 〔Ｃｒ〕ｆ；目標の〔Ｃｒ〕濃度（ｍａｓｓ％） （３）真空引きを開始する〔Ｃ〕濃度を０．０５ｍａｓ
ｓ％以上、０．２５ｍａｓｓ％以下とすることを特徴と
する前項（１）記載の含クロム溶鋼の精錬法。
【０００９】以下本発明について詳細に説明する。本発
明の含クロム溶鋼の精錬法は、図１に例示するような精
錬法である。精錬容器１内で含クロム溶鋼４中に底吹き
羽口２を通して、精錬ガス５を吹込む。また、精錬容器
１は脱着可能な排気フード３を有しており、３００Ｔｏ
ｒｒ以下の減圧が可能である。本発明の精錬は、精錬の
はじめは排気フード３のない状態で大気圧精錬を行い、
その後排気フード３を装着し、真空引きを開始して真空
精錬を行う方法である。
明の含クロム溶鋼の精錬法は、図１に例示するような精
錬法である。精錬容器１内で含クロム溶鋼４中に底吹き
羽口２を通して、精錬ガス５を吹込む。また、精錬容器
１は脱着可能な排気フード３を有しており、３００Ｔｏ
ｒｒ以下の減圧が可能である。本発明の精錬は、精錬の
はじめは排気フード３のない状態で大気圧精錬を行い、
その後排気フード３を装着し、真空引きを開始して真空
精錬を行う方法である。
【００１０】本発明は大気圧状態から真空引きを開始す
る際に、処理開始〔Ｃ〕濃度および減圧速度を好適な範
囲に維持することによって、脱炭反応の進行で発生する
ＣＯガスに起因する爆発、ボイリングあるいはスプラッ
シュ等の操業上の支障となる現象を皆無とし、かつ溶鋼
の歩留を上げることを可能とするものである。また、真
空精錬の到達真空度を目標とする〔Ｃ〕濃度および〔Ｃ
ｒ〕濃度に合わせて設定することにより、過度の真空度
の低下および精錬時間の延長を少なくすることを可能と
するものである。
る際に、処理開始〔Ｃ〕濃度および減圧速度を好適な範
囲に維持することによって、脱炭反応の進行で発生する
ＣＯガスに起因する爆発、ボイリングあるいはスプラッ
シュ等の操業上の支障となる現象を皆無とし、かつ溶鋼
の歩留を上げることを可能とするものである。また、真
空精錬の到達真空度を目標とする〔Ｃ〕濃度および〔Ｃ
ｒ〕濃度に合わせて設定することにより、過度の真空度
の低下および精錬時間の延長を少なくすることを可能と
するものである。
【００１１】図２にＳＵＳ３０４ステンレス鋼を〔Ｃ〕
濃度０．０５〜０．２５ｍａｓｓ％までは大気圧精錬を
行い、その後真空精錬を開始した際の、大気圧状態から
真空度３００Ｔｏｒｒを達成するまでの平均減圧速度と
脱炭速度指数の関係を示す。なお、脱炭速度指数は平均
減圧速度２５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎにおける平均脱炭速度
を１００として指数化したものである。また吹錬前の
〔Ｓｉ〕濃度は０．１ｍａｓｓ％以下であり、吹込みガ
スは不活性ガスまたは不活性ガスと酸素の混合ガスを用
い、流量は溶鋼トンあたり０．１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ以上で
の結果である。図２より、減圧速度の上昇に伴い脱炭速
度は大きくなる傾向にあるが、減圧速度２５０Ｔｏｒｒ
／ｍｉｎを超えても脱炭速度の向上代は小さく、また減
圧速度が５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎより小さくなると急激に
脱炭速度は小さくなる。
濃度０．０５〜０．２５ｍａｓｓ％までは大気圧精錬を
行い、その後真空精錬を開始した際の、大気圧状態から
真空度３００Ｔｏｒｒを達成するまでの平均減圧速度と
脱炭速度指数の関係を示す。なお、脱炭速度指数は平均
減圧速度２５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎにおける平均脱炭速度
を１００として指数化したものである。また吹錬前の
〔Ｓｉ〕濃度は０．１ｍａｓｓ％以下であり、吹込みガ
スは不活性ガスまたは不活性ガスと酸素の混合ガスを用
い、流量は溶鋼トンあたり０．１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ以上で
の結果である。図２より、減圧速度の上昇に伴い脱炭速
度は大きくなる傾向にあるが、減圧速度２５０Ｔｏｒｒ
／ｍｉｎを超えても脱炭速度の向上代は小さく、また減
圧速度が５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎより小さくなると急激に
脱炭速度は小さくなる。
【００１２】図３にＳＵＳ３０４ステンレス鋼を〔Ｃ〕
濃度０．０５〜０．２５ｍａｓｓ％までは大気圧精錬を
行い、その後真空精錬を開始した際の、大気圧状態から
真空度３００Ｔｏｒｒを達成するまでの平均減圧速度と
溶鋼歩留指数の関係を示す。なお、溶鋼歩留指数は減圧
速度２５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎにおける平均の溶鋼歩留を
１００として指数化した値である。図３より、溶鋼歩留
は減圧速度の上昇に伴い低下する。これはＣＯ爆発、ボ
イリングおよびスプラッシュ等の発生頻度に対応する。
減圧速度が２５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎを超えると溶鋼歩留
が低下し、安定した精錬が行えない。
濃度０．０５〜０．２５ｍａｓｓ％までは大気圧精錬を
行い、その後真空精錬を開始した際の、大気圧状態から
真空度３００Ｔｏｒｒを達成するまでの平均減圧速度と
溶鋼歩留指数の関係を示す。なお、溶鋼歩留指数は減圧
速度２５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎにおける平均の溶鋼歩留を
１００として指数化した値である。図３より、溶鋼歩留
は減圧速度の上昇に伴い低下する。これはＣＯ爆発、ボ
イリングおよびスプラッシュ等の発生頻度に対応する。
減圧速度が２５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎを超えると溶鋼歩留
が低下し、安定した精錬が行えない。
【００１３】従って、真空精錬を開始する際の大気圧状
態から真空度３００Ｔｏｒｒを達成するまでの平均減圧
速度は５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎ以上、２５０Ｔｏｒｒ／ｍ
ｉｎ以下にする必要がある。図４にＳＵＳ３０４ステン
レス鋼を大気圧精錬後、真空精錬を行った場合の（〔Ｃ
ｒ〕ｆ／〔Ｃ〕ｆ）・Ｐと溶鋼歩留指数の関係を示す。
ここで、〔Ｃ〕ｆは目標の〔Ｃ〕濃度（ｍａｓｓ％）、
〔Ｃｒ〕ｆは目標の〔Ｃｒ〕濃度（ｍａｓｓ％）を示
し、Ｐは真空精錬の到達真空度（Ｔｏｒｒ）を示す。ま
た、溶鋼歩留指数は（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕ｆ）・Ｐ＝５
×１０4 における平均の溶鋼歩留を１００として指数化
した値である。なお、真空精錬の最後では到達真空度に
２分以上保持した結果である。図４より、溶鋼歩留は
（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕ｆ）・Ｐが大きくなるに従い大き
くなる傾向にあり、（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕ｆ）・Ｐが２
×１０4 より小さくなると急激に低下する。これは
（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕ｆ）・Ｐが小さくなると溶鋼から
のスプラッシュの発生が大きくなることに起因する。
態から真空度３００Ｔｏｒｒを達成するまでの平均減圧
速度は５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎ以上、２５０Ｔｏｒｒ／ｍ
ｉｎ以下にする必要がある。図４にＳＵＳ３０４ステン
レス鋼を大気圧精錬後、真空精錬を行った場合の（〔Ｃ
ｒ〕ｆ／〔Ｃ〕ｆ）・Ｐと溶鋼歩留指数の関係を示す。
ここで、〔Ｃ〕ｆは目標の〔Ｃ〕濃度（ｍａｓｓ％）、
〔Ｃｒ〕ｆは目標の〔Ｃｒ〕濃度（ｍａｓｓ％）を示
し、Ｐは真空精錬の到達真空度（Ｔｏｒｒ）を示す。ま
た、溶鋼歩留指数は（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕ｆ）・Ｐ＝５
×１０4 における平均の溶鋼歩留を１００として指数化
した値である。なお、真空精錬の最後では到達真空度に
２分以上保持した結果である。図４より、溶鋼歩留は
（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕ｆ）・Ｐが大きくなるに従い大き
くなる傾向にあり、（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕ｆ）・Ｐが２
×１０4 より小さくなると急激に低下する。これは
（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕ｆ）・Ｐが小さくなると溶鋼から
のスプラッシュの発生が大きくなることに起因する。
【００１４】図５にＳＵＳ３０４ステンレス鋼を大気圧
精錬後、真空精錬を行った場合の（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕
ｆ）・Ｐと到達〔Ｃ〕濃度／目標〔Ｃ〕濃度の関係を示
す。なお、真空精錬の最後では到達真空度に２分以上保
持した結果である。図５より、（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕
ｆ）・Ｐが大きくなるに従い到達〔Ｃ〕濃度／目標
〔Ｃ〕濃度の値は大きくなるが、（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕
ｆ）・Ｐが５×１０4 以下であれば到達〔Ｃ〕濃度／目
標〔Ｃ〕濃度が１以下を確実に達成できる。
精錬後、真空精錬を行った場合の（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕
ｆ）・Ｐと到達〔Ｃ〕濃度／目標〔Ｃ〕濃度の関係を示
す。なお、真空精錬の最後では到達真空度に２分以上保
持した結果である。図５より、（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕
ｆ）・Ｐが大きくなるに従い到達〔Ｃ〕濃度／目標
〔Ｃ〕濃度の値は大きくなるが、（〔Ｃｒ〕ｆ／〔Ｃ〕
ｆ）・Ｐが５×１０4 以下であれば到達〔Ｃ〕濃度／目
標〔Ｃ〕濃度が１以下を確実に達成できる。
【００１５】図６にＳＵＳ３０４ステンレス鋼を大気圧
精錬後、真空精錬を行った場合の到達真空度状態での処
理時間と到達〔Ｃ〕濃度／目標〔Ｃ〕濃度の関係を示
す。処理時間が２分以上であれば到達〔Ｃ〕濃度／目標
〔Ｃ〕濃度が１以下を確実に達成できる。従って、真空
精錬の到達真空度を最終の目標〔Ｃ〕濃度および〔Ｃ
ｒ〕濃度に合わせて、下記式を満足する真空度で少な
くとも２分以上精錬することが必要である。
精錬後、真空精錬を行った場合の到達真空度状態での処
理時間と到達〔Ｃ〕濃度／目標〔Ｃ〕濃度の関係を示
す。処理時間が２分以上であれば到達〔Ｃ〕濃度／目標
〔Ｃ〕濃度が１以下を確実に達成できる。従って、真空
精錬の到達真空度を最終の目標〔Ｃ〕濃度および〔Ｃ
ｒ〕濃度に合わせて、下記式を満足する真空度で少な
くとも２分以上精錬することが必要である。
【００１６】 ２．０×１０4 ×〔Ｃ〕ｆ／〔Ｃｒ〕ｆ≦Ｐ≦５．０×１０4 ×〔Ｃ〕ｆ／ 〔Ｃｒ〕ｆ … なお、真空精錬を開始する〔Ｃ〕濃度は、高すぎると真
空精錬の負荷が大きくなり、ボイリングやスプラッシュ
等による操業上の支障が出てくること、低すぎると大気
圧精錬の負荷が大きくなり、〔Ｃｒ〕酸化量の増大およ
びガス使用量の増大を招くことから、本発明では、０．
０５ｍａｓｓ％以上、０．２５ｍａｓｓ％以下とする。
空精錬の負荷が大きくなり、ボイリングやスプラッシュ
等による操業上の支障が出てくること、低すぎると大気
圧精錬の負荷が大きくなり、〔Ｃｒ〕酸化量の増大およ
びガス使用量の増大を招くことから、本発明では、０．
０５ｍａｓｓ％以上、０．２５ｍａｓｓ％以下とする。
【００１７】以上より、本発明に従えば、同一精錬容器
を用いて大気圧精錬後真空精錬を行うにあたり、操業上
の支障がなく安定した真空精錬を可能にし、かつ効率的
に精錬を行うことができる。
を用いて大気圧精錬後真空精錬を行うにあたり、操業上
の支障がなく安定した真空精錬を可能にし、かつ効率的
に精錬を行うことができる。
【００１８】
【作用】含クロム溶鋼の脱炭精錬では、吹込んだ酸素
が、一旦、式で表される反応でクロム酸化物（Ｃｒ2
Ｏ3 ）を生成し、その後、式で示される脱炭反応が進
行すると考えられる。なお、式の反応平衡定数Ｋは、
式で表される。 ２Ｃｒ＋３／２Ｏ2 （ｇ）＝（Ｃｒ2 Ｏ3 ） … （Ｃｒ2 Ｏ3 ）＋３Ｃ＝２Ｃｒ＋３ＣＯ（ｇ） … Ｋ＝ａCr2O3 ・ａC 3 ／ａCr 2 ・ＰCO 3 … ここで、ａCr2O3 はスラグ中（Ｃｒ2 Ｏ3 ）の活量、ａ
C は溶鋼中〔Ｃ〕の活量、ａCrは溶鋼中〔Ｃｒ〕の活
量、ＰCOは雰囲気中のＣＯガス分圧を示す。
が、一旦、式で表される反応でクロム酸化物（Ｃｒ2
Ｏ3 ）を生成し、その後、式で示される脱炭反応が進
行すると考えられる。なお、式の反応平衡定数Ｋは、
式で表される。 ２Ｃｒ＋３／２Ｏ2 （ｇ）＝（Ｃｒ2 Ｏ3 ） … （Ｃｒ2 Ｏ3 ）＋３Ｃ＝２Ｃｒ＋３ＣＯ（ｇ） … Ｋ＝ａCr2O3 ・ａC 3 ／ａCr 2 ・ＰCO 3 … ここで、ａCr2O3 はスラグ中（Ｃｒ2 Ｏ3 ）の活量、ａ
C は溶鋼中〔Ｃ〕の活量、ａCrは溶鋼中〔Ｃｒ〕の活
量、ＰCOは雰囲気中のＣＯガス分圧を示す。
【００１９】Ｄ．Ｃ．Ｈｉｌｔｙらは、式の関係を実
験的に求め、式を提出している。 ｌｏｇ（〔Ｃｒ〕・ＰCO／〔Ｃ〕）＝−１３８００／Ｔ＋８．７６ … ここで、Ｔは溶鋼温度（Ｋ）を示す。真空精錬では、精
錬容器内の真空度Ｐは雰囲気中のＣＯガス分圧ＰCOと比
例関係にある。従って、真空度を下げることはＰCOを小
さくすることになり、式の脱炭反応を促進することに
なる。しかし、大気圧精錬状態から急激に真空度を下げ
ると、脱炭反応が急激に進行すると共に、真空度の低下
に伴うガスの体積膨張が起こるためにボイリングやスプ
ラッシュが大量に発生し、操業上の支障となる。一方、
大気圧精錬状態から徐々に真空度を下げた場合には操業
上の問題はないが、脱炭反応が非常に遅くなり、精錬時
間の延長等の問題を引き起こす。このようなことから、
本発明では大気圧状態から真空度３００Ｔｏｒｒを達成
するまでの減圧速度の好適な範囲を規定した。
験的に求め、式を提出している。 ｌｏｇ（〔Ｃｒ〕・ＰCO／〔Ｃ〕）＝−１３８００／Ｔ＋８．７６ … ここで、Ｔは溶鋼温度（Ｋ）を示す。真空精錬では、精
錬容器内の真空度Ｐは雰囲気中のＣＯガス分圧ＰCOと比
例関係にある。従って、真空度を下げることはＰCOを小
さくすることになり、式の脱炭反応を促進することに
なる。しかし、大気圧精錬状態から急激に真空度を下げ
ると、脱炭反応が急激に進行すると共に、真空度の低下
に伴うガスの体積膨張が起こるためにボイリングやスプ
ラッシュが大量に発生し、操業上の支障となる。一方、
大気圧精錬状態から徐々に真空度を下げた場合には操業
上の問題はないが、脱炭反応が非常に遅くなり、精錬時
間の延長等の問題を引き起こす。このようなことから、
本発明では大気圧状態から真空度３００Ｔｏｒｒを達成
するまでの減圧速度の好適な範囲を規定した。
【００２０】次に、到達真空度は式からわかるよう
に、低ければ低いほど脱炭反応が促進され、低〔Ｃ〕域
までの脱炭が可能となるが、真空度が低すぎるとボイリ
ングおよびスプラッシュ等による溶鋼歩留の低下を招
く。一方、真空度が高すぎると目標〔Ｃ〕濃度までの脱
炭が不可能となり、成分外れ等の問題を引き起こす。こ
のようなことから、本発明では到達真空度の範囲を、前
記式で規定される好適な範囲とした。
に、低ければ低いほど脱炭反応が促進され、低〔Ｃ〕域
までの脱炭が可能となるが、真空度が低すぎるとボイリ
ングおよびスプラッシュ等による溶鋼歩留の低下を招
く。一方、真空度が高すぎると目標〔Ｃ〕濃度までの脱
炭が不可能となり、成分外れ等の問題を引き起こす。こ
のようなことから、本発明では到達真空度の範囲を、前
記式で規定される好適な範囲とした。
【００２１】
【実施例】ＳＵＳ３０４ステンレス鋼（８ｍａｓｓ％Ｎ
ｉ−１８ｍａｓｓ％Ｃｒ）で、目標〔Ｃ〕濃度０．０５
ｍａｓｓ％以下を要求される鋼６０ｔｏｎの処理を、図
１に示す実施態様で実施した。脱炭開始時の〔Ｃ〕濃度
は全て１．５ｍａｓｓ％とし、真空精錬を開始するまで
は酸素または酸素と不活性ガスの混合ガスを用いて精錬
を行った。真空精錬では大気圧状態から真空度３００Ｔ
ｏｒｒを達成するまでの平均減圧速度を種々変化させ、
その後到達真空度までの真空引きを行うと共に、大気圧
精錬で酸化した〔Ｃｒ〕を還元するために還元剤として
Ｆｅ−Ｓｉを添加して、脱炭および還元を実施した。そ
の後、大気圧状態に戻し、取鍋に出鋼した。なお、脱炭
時の全ガス供給量は溶鋼トン当り０．１〜０．３Ｎｍ3
／ｍｉｎとし、真空精錬の開始〔Ｃ〕濃度等により、供
給するガス種を変更させた。
ｉ−１８ｍａｓｓ％Ｃｒ）で、目標〔Ｃ〕濃度０．０５
ｍａｓｓ％以下を要求される鋼６０ｔｏｎの処理を、図
１に示す実施態様で実施した。脱炭開始時の〔Ｃ〕濃度
は全て１．５ｍａｓｓ％とし、真空精錬を開始するまで
は酸素または酸素と不活性ガスの混合ガスを用いて精錬
を行った。真空精錬では大気圧状態から真空度３００Ｔ
ｏｒｒを達成するまでの平均減圧速度を種々変化させ、
その後到達真空度までの真空引きを行うと共に、大気圧
精錬で酸化した〔Ｃｒ〕を還元するために還元剤として
Ｆｅ−Ｓｉを添加して、脱炭および還元を実施した。そ
の後、大気圧状態に戻し、取鍋に出鋼した。なお、脱炭
時の全ガス供給量は溶鋼トン当り０．１〜０．３Ｎｍ3
／ｍｉｎとし、真空精錬の開始〔Ｃ〕濃度等により、供
給するガス種を変更させた。
【００２２】表１に真空精錬の開始〔Ｃ〕濃度および真
空精錬の精錬条件の実施例を示す。本発明の実施例は先
に示した条件を満足するようにして実施した。比較例の
Ｎｏ．７は真空精錬の開始〔Ｃ〕濃度が本発明の条件外
の例、Ｎｏ．８およびＮｏ．９は平均減圧速度が本発明
の条件外の例、Ｎｏ．１０およびＮｏ．１１は到達真空
度が本発明の条件外の例、Ｎｏ．１２は到達真空度下で
の精錬時間が本発明の条件外の例である。
空精錬の精錬条件の実施例を示す。本発明の実施例は先
に示した条件を満足するようにして実施した。比較例の
Ｎｏ．７は真空精錬の開始〔Ｃ〕濃度が本発明の条件外
の例、Ｎｏ．８およびＮｏ．９は平均減圧速度が本発明
の条件外の例、Ｎｏ．１０およびＮｏ．１１は到達真空
度が本発明の条件外の例、Ｎｏ．１２は到達真空度下で
の精錬時間が本発明の条件外の例である。
【００２３】実施結果を表２に示す。表中の到達〔Ｃ〕
濃度以外の値は本発明例のＮｏ．１の結果を１００とし
て、比例換算した値である。
濃度以外の値は本発明例のＮｏ．１の結果を１００とし
て、比例換算した値である。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】表２から明らかなように、本発明例では、
到達〔Ｃ〕濃度が目標〔Ｃ〕濃度の０．０５ｍａｓｓ％
以下を達成し、ボイリングやスプラッシュ等による操業
上の支障がないために安定した精錬が可能となってお
り、精錬コストも比較例に比べ安く、安定した値となっ
ている。
到達〔Ｃ〕濃度が目標〔Ｃ〕濃度の０．０５ｍａｓｓ％
以下を達成し、ボイリングやスプラッシュ等による操業
上の支障がないために安定した精錬が可能となってお
り、精錬コストも比較例に比べ安く、安定した値となっ
ている。
【００２７】
【発明の効果】本発明によると含クロム溶鋼の同一精錬
容器を用いた大気圧精錬後の真空精錬において、ＣＯガ
ス大量発生による爆発、ボイリングおよびスプラッシュ
の発生等による操業の支障がなく、安定した精錬が行え
る。また、真空精錬時の効率的な精錬が図られ、〔Ｃ〕
濃度の成分外れを防止し、大気圧精錬と真空精錬を含め
たトータルの精錬コストの大幅な低減が可能になる。
容器を用いた大気圧精錬後の真空精錬において、ＣＯガ
ス大量発生による爆発、ボイリングおよびスプラッシュ
の発生等による操業の支障がなく、安定した精錬が行え
る。また、真空精錬時の効率的な精錬が図られ、〔Ｃ〕
濃度の成分外れを防止し、大気圧精錬と真空精錬を含め
たトータルの精錬コストの大幅な低減が可能になる。
【図１】本発明の実施態様例の精錬容器を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明における平均減圧速度の下限の限定理由
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明における平均減圧速度の上限の限定理由
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明における到達真空度の下限の限定理由を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明における到達真空度の上限の限定理由を
示す図である。
示す図である。
【図６】本発明における到達真空度下での精錬時間の限
定理由を示す図である。
定理由を示す図である。
１ 精錬容器 ２ 底吹き羽口 ３ 排気フード ４ 溶鋼 ５ ガス
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−89417（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21C 7/00 C21C 7/068
Claims (3)
- 【請求項１】 同一の精錬容器を用いて大気圧精錬後、
含クロム溶鋼中に底吹き羽口を通して精錬ガスを吹込ん
で真空精錬を行う精錬法において、大気圧状態から真空
引きを開始するに際し、真空処理開始から真空度３００
Ｔｏｒｒを達成するまでは、５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎ以
上、２５０Ｔｏｒｒ／ｍｉｎ以下の平均減圧速度の下で
真空引きを行うことを特徴とする含クロム溶鋼の精錬
法。 - 【請求項２】 真空精錬の到達真空度を最終の目標
〔Ｃ〕濃度および〔Ｃｒ〕濃度に合わせて、下記式を
満足する真空度で、少なくとも２分以上精錬を行うこと
を特徴とする請求項１記載の含クロム溶鋼の精錬法。 ２．０×１０4 ×〔Ｃ〕ｆ／〔Ｃｒ〕ｆ≦Ｐ≦５．０×１０4 ×〔Ｃ〕ｆ／ 〔Ｃｒ〕ｆ … Ｐ ；最終の到達真空度（Ｔｏｒｒ） 〔Ｃ〕ｆ ；目標の〔Ｃ〕濃度（ｍａｓｓ％） 〔Ｃｒ〕ｆ；目標の〔Ｃｒ〕濃度（ｍａｓｓ％） - 【請求項３】 真空引きを開始する〔Ｃ〕濃度を０．０
５ｍａｓｓ％以上、０．２５ｍａｓｓ％以下とすること
を特徴とする請求項１記載の含クロム溶鋼の精錬法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33800993A JP3273395B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 含クロム溶鋼の精錬法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33800993A JP3273395B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 含クロム溶鋼の精錬法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07188727A JPH07188727A (ja) | 1995-07-25 |
| JP3273395B2 true JP3273395B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=18314096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33800993A Expired - Lifetime JP3273395B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 含クロム溶鋼の精錬法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3273395B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33800993A patent/JP3273395B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07188727A (ja) | 1995-07-25 |
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