JP5896153B2 - 溶鋼の脱硫方法および製造方法 - Google Patents
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Description
CaO+S → CaS+O
また、発光分光分析法は、赤外線吸収法と比較して分析精度の点で劣る傾向にある。特に、低硫鋼や極低硫鋼など、S濃度を正確に分析する必要がある場合には、赤外線吸収法が用いられることが多い。しかし、赤外線吸収法であっても、例えば、JIS G1215−4の表7では、S濃度が5〜10massppmレベルの極低硫鋼で±2massppm、20〜30massppmレベルの低硫鋼で±5massppm以上の誤差を許容しているように、極低硫鋼や低硫鋼を対象とした場合には、決して十分な分析精度を有するものではない。
以下、本発明における紫外蛍光法を用いたS濃度の分析方法について説明する。
まず、試料5および助燃剤をセラミックスるつぼ31に投入する。次に、純酸素供給手段2から高周波誘導加熱炉3に純酸素を連続的に供給すると共に、コイル32に交流電流を印加して、純酸素雰囲気下で試料5を燃焼(酸化)させる。そして、試料5の燃焼により生成したSO2含有ガス中に含まれるダストを、ダストフィルタ4で除去した後、紫外蛍光分析器6でSO2含有ガス中のSO2量を測定することにより、試料5中に含まれているS濃度を定量する。
なお、溶鋼からS濃度分析のための試料を採取する方法については、例えば、JIS G1215−3(2010)に記載された方法などを用いることができるが、いかなる方法でもよい。
本発明の紫外蛍光法を用いたS濃度分析方法を、図2に示したように、転炉出鋼後、RH真空脱ガス装置で二次精錬して、Sの目標濃度が0.002mass%以下(合否判定基準:25massppm未満が合格)の低炭素アルミキルド鋼(低硫鋼)を溶製するプロセスに適用し、20チャージの溶鋼を製造した。
先ず、予め溶銑予備処理でS濃度を10〜20massppm(測定方法:蛍光X線法)に脱硫した溶銑を、転炉で脱炭精錬して約250トンの溶鋼とし、取鍋に出鋼した。この際、ピンサンプラーを用いて取鍋内の溶鋼から棒状の炉裏サンプルを採取し、ボルトクリッパを用いて上記棒状のサンプルを約5mmの長さに切断した。次いで、切断した試料を秤量した後、図1に示した本発明の紫外蛍光法を用いる分析装置で、S濃度を分析した。なお、助燃剤は、タングステンおよび錫を、分析用の純酸素は、酸素濃度が99.99vol%のものを用い、純酸素の流量は4L/分とし、分析回数は1回とした。
次いで、上記取鍋内に、アルミ灰(金属Al分:30mass%)を添加してスラグを還元処理し、スラグ中のFeOとMnOの合計含有量を2.8mass%に調整した後、その取鍋をRH真空脱ガス装置に搬送し、上記炉裏サンプルのS分析値が25massppm未満の場合には脱硫処理を施すことなく、一方、25massppm以上の場合には以下に示すような脱硫処理を施す、真空脱ガス処理を行った。
なお、上記真空脱ガス処理では、溶鋼の環流を開始後、真空脱ガス槽内の溶鋼にAlを投入して脱酸した後、真空脱ガス槽内の圧力を2.6〜3.9kPa(20〜30torr)として、10分間溶鋼を還流させた。また、脱硫処理を行う場合には、CaO:57mass%、Al2O3:42mass%、SiO2:1mass%の脱硫用プリメルトフラックス(粒径10〜150μm)を、Arガスをキャリアガスとして、真空脱ガス槽の上方から挿入した上吹きランスを用いて、真空脱ガス槽内の溶鋼浴面に向けて投射した。なお、脱硫処理のために投射した脱硫用プリメルトフラックスの溶鋼1t当たりの量は、炉裏S分析結果と(目標S濃度上限値−1massppm)(=24massppm)との差に0.18を乗じた重量(kg)とした。
RH真空脱ガス装置で二次精錬(脱硫精錬)を完了した溶鋼は、その後、脱硫処理の有無にかかわらず、処理完了時に溶鋼中から試料を採取し、高い分析精度を有するJIS G1215−3に規定された吸光光度法でS濃度を分析した。
転炉出鋼時に採取した炉裏サンプルのS濃度を、JIS G1215−4の赤外線吸収法(通常法)で分析したこと以外は、前述した発明例と同様にして、転炉から出鋼した鋼20チャージを、RH真空脱ガス処理し、処理後の溶鋼中のS濃度を、発明例と同じく、吸光光度法で分析した。
予め溶銑予備処理でS濃度を10〜20massppm(測定方法:蛍光X線法)に低減した溶銑を、転炉で脱炭精錬して約250トンの溶鋼とし、取鍋に出鋼した。この際、ピンサンプラーを用いて取鍋内の溶鋼から棒状の炉裏サンプルを採取し、ボルトクリッパを用いて上記棒状のサンプルを約5mmの長さに切断し、秤量した後、図1に示した本発明の紫外蛍光法を用いる分析装置でS濃度を分析した。なお、上記分析においては、助燃剤にはタングステンおよび錫を、また、分析用の純酸素には酸素濃度が99.99vol%のものを用い、純酸素の流量は4L/分とし、分析回数は1回とした。
次いで、上記炉裏サンプルのS分析値が25massppm以上であった溶鋼20チャージに対して、以下に示すような脱硫処理を施す真空脱ガス処理を行った。上記溶鋼を収納した取鍋内に、アルミ灰(aluminum dross、金属Al分:30mass%)を添加し、スラグを還元処理してスラグ中のFeOとMnOの合計含有量を2.8mass%に調整した後、その取鍋をRH真空脱ガス装置に搬送し、下記の脱硫処理を施した。
RH真空脱ガス装置で二次精錬(脱硫処理)を完了した溶鋼は、その後、処理完了時に溶鋼中から試料を採取し、高い分析精度を有するJIS G1215−3に規定された吸光光度法でS濃度を分析した。
RH真空脱ガス処理中に、脱硫処理のために投射する脱硫用プリメルトフラックスの溶鋼1t当たりの量を、炉裏S分析結果と(目標S濃度上限値−1massppm=24massppm)との差に0.18を乗じた重量(kg)とし、RH真空脱ガス処理中に溶鋼中のS濃度を測定せず、かつ、その結果に基づいて二次精錬途中で脱硫剤の追加投入を行わなかったこと以外は、前述した発明例1と同様にして、転炉から出鋼した溶鋼をRH真空脱ガス処理し、二次精錬後の溶鋼中のS濃度を、発明例1と同じく、吸光光度法で分析した。
2:純酸素供給手段
21:純酸素供給ライン
22:流量調整器
3:高周波誘導加熱炉
31:セラミックスるつぼ
32:コイル
4:ダストフィルタ
5:試料
6:紫外蛍光分析器
Claims (5)
- 転炉出鋼後の溶鋼から試料を採取してS濃度を分析し、その分析値に基づいて、Sの合否判定および/またはその後の脱硫処理条件を決定する溶鋼の脱硫方法において、
上記S濃度を、試料を純酸素雰囲気下で高周波誘導加熱により燃焼、酸化させて、溶鋼中のSをSO 2 とする高周波誘導加熱工程と、
上記高周波誘導加熱工程で生成したSO 2 含有ガスを、紫外蛍光法で分析して試料中のS濃度を定量する分析工程を含む紫外蛍光法で分析することを特徴とするよう溶鋼の脱硫方法。 - 上記脱硫処理は、Sの目標濃度が0.003mass%以下であることを特徴とする請求項1に記載の溶鋼の脱硫方法。
- 上記脱硫処理条件は、脱硫処理における脱硫剤投入量および処理時間のいずれか1以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の溶鋼の脱硫方法。
- 転炉出鋼後の溶鋼を引き続き二次精錬するにあたり、二次精錬中の溶鋼から採取した試料のS濃度に基づいてその後の脱硫処理条件を決定する際、上記S濃度を、上記紫外蛍光法を用いた方法で分析することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶鋼の脱硫方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の脱硫方法を用いることを特徴とする溶鋼の製造方法。
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