JP7447878B2 - Cr溶湯の脱炭方法およびCr含有鋼の製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示の技術については、出鋼前温度を1700~1760℃に制御するのみであり、脱炭中の温度条件を規定したものではない。出鋼温度の確保によって脱炭中の優先脱炭温度が保証されたものではない。また、比較的高C低Cr条件下で脱炭する場合は不必要に温度を確保することになり、昇熱コストはもとより、高温処理をすることでいたずらに耐火物へ悪影響を与えることが問題となる。
Tc=2.5×[%Cr]+1365 (1)
(a)前記Cr含有溶湯の脱炭開始温度Tsの制御は、[I]金属元素の酸化発熱反応を用いた昇温、[II]Cr含有溶湯への通電による昇温、または、[III]所定の温度を有する溶銑または溶鋼を利用することから選ばれる1または2以上を組み合わせて行うこと、
(b)溶湯温度Tr(℃)を下記(2)式で求められる脱炭平衡温度Th(℃)以上となるように冷却材を投入しながら、前記Cr含有溶湯の脱炭処理を行うこと、(2)式中、[%Cr]:質量基準の溶湯中Cr濃度(質量%)、[%C]:質量基準の溶湯中C濃度(質量%)、Th:Hiltyの実験式に基づくCr含有溶湯の脱炭平衡温度(℃)を表す、
(c)前記Cr含有溶湯の脱炭処理にあたり、酸素源として、Cr系ステンレス鋼の1次精錬または2次精錬で発生し回収されるCr2O3含有スラグまたはCr2O3含有ダストを用いること、
(d)前記Cr含有溶湯の脱炭中にCr含有原料およびCr含有スクラップから選ばれる一または二を冷却材として投入すること、
などがより好ましい解決手段になり得るものと考えられる。
log{[%Cr]/[%C]}=8.76-13800/(Th+273)(2)
log{[%Cr]/[%C]}=8.76-13800/(Th+273)(2)
ここで、[%Cr]:質量基準の溶湯中Cr濃度(質量%)、
[%C]:質量基準の溶湯中C濃度(質量%)、
Th:Hiltyの実験式に基づくCr含有溶湯の脱炭平衡温度(℃)
を表す。
Tc=2.5×[%Cr]+1365 (1)
(実施例1)
発明例である処理No.1~5は、50t規模の電気炉を用い、高炭素フェロクロム(Cr濃度:68~70質量%、C濃度:7.8~8.5質量%)を原料として装入し、アーク溶解した。Crリサイクルの観点からステンレス鋼製造時に発生したCr2O3含有ダストをCr2O3含有原料として脱炭処理前に投入した。さらに、媒溶剤を投入して、脱炭処理時のスラグ塩基度が質量基準で(CaO)/(SiO2):3.5程度となるように調整した。溶解してCr含有溶湯を得た後は、酸素を吹き付けてC濃度が1.8質量%以下になるまで脱炭処理した。その際、非接触式温度計で溶湯温度を測定し、送酸開始時の溶湯温度が1535℃以上となるように調整した(処理No.1~5)。また、送酸脱炭処理時は、過昇熱となるため、13%Crステンレス鋼ビレットおよび高炭素フェロクロムを冷却材として投入した。目標のC濃度に到達後、スラグ中のCr2O3を還元材で還元回収した。なお、電力原単位は、溶解期および送酸脱炭期に装入・投入する高炭素フェロクロムおよびステンレスビレットの合計重量に対して従来技術である処理No.12と同一条件とした。
発明例である処理No.6~11は、50t規模の電気炉を用い、高炭素フェロクロム(Cr濃度:68~70質量%、C濃度:7.8~8.2質量%)および13%Crステンレス鋼ビレットを原料として装入し、アーク溶解した。Crリサイクルの観点からステンレス鋼製造時に発生したCr2O3含有ダストをCr2O3含有原料として脱炭処理前に投入した。さらに、媒溶剤を投入して、脱炭処理時のスラグ塩基度が質量基準で(CaO)/(SiO2):3.5程度となるように調整した。溶解してCr含有溶湯を得た後は、酸素を吹き付けてC濃度が0.5~1.3質量%になるまで脱炭処理した。その際、非接触式温度計で溶湯温度を測定し、送酸開始時の溶湯温度が(1)式の優先脱炭温度Tc以上となるように調整した(処理No.6~11)。また、処理No.6~8については、送酸脱炭処理時に、過昇熱となるため、13%Crステンレス鋼ビレットおよび高炭素フェロクロムを冷却材として投入した。その際、高炭素フェロクロムの投入時には、溶湯温度が1535℃以上であることを確認した。目標のC濃度に到達後、スラグ中のCr2O3を還元材で還元回収した。
従来技術である処理No.12は、高炭素フェロクロム(Cr濃度:68質量%、C濃度:8.2質量%)を原料として装入し、アーク溶解した。Crリサイクルの観点からステンレス鋼製造時に発生したCr2O3含有ダストをCr2O3含有原料として脱炭処理前に投入した。さらに、媒溶剤を投入して、脱炭処理時のスラグ塩基度が質量基準で(CaO)/(SiO2):3.5程度となるように調整した。溶解してCr含有溶湯を得た後は、酸素を吹き付けてC濃度が1.8質量%以下になるまで脱炭処理した。その際、目視でフェロクロムの溶解を確認してから送酸を開始した。非接触式温度計による測温では1470℃であった。また、処理No.12では、全フェロクロムを溶解期に装入・投入し、送酸脱炭期に投入する冷却材は13%Crステンレス鋼ビレットのみとした。目標のC濃度に到達後、スラグ中のCr2O3を還元材で還元回収した。
2 電気炉
3 転炉
5 連続鋳造(鋳造工程)
10 一次精錬工程
20 二次精錬工程
Claims (6)
- 電気炉を用いてCr含有溶湯を脱炭するにあたり、質量基準で、溶湯中Cr濃度[%Cr]=5~70および溶湯中C濃度[%C]=1~10の範囲における優先脱炭温度Tc(℃)を下記(1)式で計算し、前記Cr含有溶湯の脱炭開始温度Ts(℃)を前記優先脱炭温度Tc以上に制御して脱炭処理を開始することを特徴とするCr溶湯の脱炭方法。
Tc=2.5×[%Cr]+1365 (1) - 前記Cr含有溶湯の脱炭開始温度Tsの制御は、[I]Cまたは金属元素の酸化発熱反応を用いた昇温、[II]Cr含有溶湯への通電による昇温、または、[III]所定の温度を有する溶銑または溶鋼を利用することから選ばれる1または2以上を組み合わせて行うことを特徴とする請求項1に記載のCr溶湯の脱炭方法。
- 溶湯温度Tr(℃)を下記(2)式で求められる脱炭平衡温度Th(℃)以上となるように冷却材を投入しながら、前記Cr含有溶湯の脱炭処理を行うことを特徴とする請求項1または2に記載のCr溶湯の脱炭方法。
log{[%Cr]/[%C]}=8.76-13800/(Th+273)(2)
ここで、[%Cr]:質量基準の溶湯中Cr濃度(質量%)、
[%C]:質量基準の溶湯中C濃度(質量%)、
Th:Hiltyの実験式に基づくCr含有溶湯の脱炭平衡温度(℃)
を表す。 - 前記Cr含有溶湯の脱炭処理にあたり、酸素源として、ステンレス鋼の1次精錬または2次精錬で発生し回収されるCr2O3含有スラグまたはCr2O3含有ダストを用い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Cr溶湯の脱炭方法。
- 前記Cr含有溶湯の脱炭中にCr含有原料およびCr含有スクラップから選ばれる一または二を冷却材として投入することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のCr溶湯の脱炭方法。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載のCr溶湯の脱炭方法を用いて脱炭された相対的にCr含有量の多いCr含有溶湯を、別途脱炭して用意した相対的にCr含有量の少ない、または、Crを含有しない溶鉄で希釈し、または、希釈せずに、仕上げ脱炭し、同時に成分調整したのち、鋳造することを特徴とするCr含有鋼の製造方法。
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