JPH01215917A - ステンレス鋼の溶製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステンレス鋼の溶製に関するものであり、効率
的にステンレス鋼を溶製するプロセスを開示せんとする
ものである。

［従来の技術］ ステンレス鋼の溶製方法として最も典型的なプロセスは
、スクラップやＦｅＣｒ、ＦｅＮｉ等の合金鉄を主原料
として電気炉で溶解し、その後ＡＯＤやＶＯＤ等で脱炭
と還元精錬を行い、出鋼後溶鋼を清浄化しかつ温度コン
トロールすることを目的とじて受鋼鍋でＡｒ吹込みを行
い、しかる後連続鋳造機にかけるものである。すなわち
、電気炉−ＡＯＤ　（ＶＯＤ）−Ａｒバブリング一連続
鋳造プロセスである。

しかし、この方法は原料ソースが全て固体で、溶銑の使
用を不可としているため、柔軟性のあるプロセスとは言
えない欠点があった。

原料ソースに柔軟性を持たせたステンレス鋼の溶製プロ
セスには、文献（鉄と鋼（１９８５）、ｖｏｌ、７］、
５１８０）にあるように、電気炉を用いずに上底吹き転
炉内に溶銑を装入し、ステンレス鋼の成分となるように
脱炭吹錬中または吹錬前に、スクラップや合金鉄（Ｆｅ
ＣｒやＦｅＮ１）を添加して所定の成分とし、脱炭工程
終了後ＦｅＳ　ｉ等の合金鉄を投入して還元工程に移行
し、しかる後出鋼して連続鋳造するプロセスがある。

しかし、この方法でもスクラップや合金鉄を大量に投入
しなければならず、安価な原料による効率的なステンレ
ス鋼溶製という点て不十分といえる。

ステンレス鋼の溶製プロセスの一部に、Ｃｒ鉱石を用い
たプロセスが存在する。例えば文献（鉄と鋼（１９８５
）、ｖｏｌ、７１．５１０７２）では、ＡＯＤに溶銑を
装入し、しかる後Ｃｒ鉱石とコークスを投入して、いわ
ゆる溶融還元を行い、その後スラグを除去して通常の脱
炭精錬を行うものである。しかし、このプロセスではＡ
ＯＤ精錬のみにしか触れてなく、出鋼後の工程は示され
ていない。

特開昭６１〜２９１９１１には同一炉で鉱石の溶融還元
を行った後、スラグを除去し、その後脱炭精錬に移行す
る内容の技術が開示されている。

これらの方法では同一炉内で溶融還元と酸化精錬を行う
ために、途中でスラグ除去するとしても十分な除去が行
われるとは限らず、不純物の硫黄が脱炭精錬後も大量に
残るという問題がある。また、炉内の耐火物の溶Ｔｉが
著しいという欠点があった。

また、特開昭６０−９８１５、特開昭６０−９８１４に
はＣｒ鉱石を溶融還元してクロム含有合金を製造する方
法が開示されているが、これらもまたステンレス鋼溶製
の全プロセスについて言及したものではない。すなわち
脱炭精錬に関する開示がない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこれら従来技術に対して抜本的な解決を見出し
、ステンレス鋼溶製に対する効率的で高品質を保証する
プロセスを提供するものである。

すなわち、原料ソースに関しては溶銑、Ｃｒ鉱石を生体
として一部にスクラップと合金鉄を使用し、不純物成分
である燐、硫黄に対しても十分に制御でき、しかも炉の
耐火物溶損が少なく、清浄度が向上し、不純物としての
ガス成分濃度が著しく低いステンレス鋼の溶製を可能と
するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明による方法は混銑車（トビードカー）で溶銑を脱
Ｓ１と脱Ｐして処理後のｓｌ、ｐｓ度をそれぞれ０．０
２重量％以下、０．０１５重量％以下とし、しかる後溶
銑を１１８０〜１２７０°Ｃて第１の上底吹き転炉に装
入して上吹きランスと底吹き羽口から送酸しつつ、Ｃｒ
鉱石とコークスを添加することによってＣｒ鉱石の溶融
還元を図り、所定の成分濃度で出湯、スラグ除去を行い
、しかる後筒２の別の上底吹き転炉に装入して送酸する
ことによって脱炭精錬を行う。脱炭精錬時、成分調整の
ためにスクラップや合金鉄を炉内に投入する。また、還
元剤を投入してスラグ中の酸化クロムを還元する。上記
第１、第２の２基の上底吹き転炉は前者は溶融還元炉と
し、後者は脱炭ならびにＦｅＳｉによるクロム酸化物の
還元炉（以下、便宜的に脱炭炉と呼ぶ）として専用炉化
する。脱炭炉を出鋼した溶鋼は、ＲＨ脱ガス装置で溶鋼
の脱ガスを図ると共に鋼の清浄化を達成する。

［作用］ 本発明はステンレス鋼を効率的に溶製するために、混銑
車（トビードカー）によって脱Ｓｉ、脱Ｐ処理した後、
溶融還元炉によってＣｒ鉱石を溶融還元し、次いで脱炭
炉によりステンレス母溶湯を脱炭し、さらにＲＨによる
溶鋼の清浄化と脱ガスを行う工程を組み合わせることに
よって構成されており、以下に詳述するようにそれらの
うちの何れの一つが欠けても本発明は成り立たない。

先ず溶銑は次工程以降のＣｒ鉱石、合金、スクラップの
使用によって所定のステンレス鋼が得られるようにＲＨ
脱ガス装置出鋼量の５０〜６５％を使用し、脱Ｐ処理後
のＰ濃度は次工程での投入原料からの燐上昇に対処でき
るように０．０１５重量％以下とする。

また、処理後の溶銑温度は脱リン効率を高く保つために
１１８０−１２７０°Ｃとする。上記溶銑を溶融還元炉
に装入し、炭材を出鋼量１を当り３００〜５００ｋｇと
し、Ｃｒ鉱石または一部還元を行ったＣ「鉱石を炉内に
投入して上吹きランスと底吹き羽口から酸素吹錬し、最
終的に次工程における熱供給量から鑑みて、溶銑の１５
〜２５％増の母溶湯を耐火物を溶損させずに酸化クロム
の還元速度も速い温度１５５０から１６２０°Ｃの範囲
で溶融還元し出湯する。

出湯時、スラグを完全に除滓する。また溶融還元終了時
、スラグ組成は、脱炭炉ての脱硫負荷軽減と脱燐、酸化
クロムの還元速度促進を図るのに必要な組成として、Ｃ
ａＯ／Ｓ　ｉ　０２　＝２．１〜３．５にする。

しかる後、母溶湯を脱炭炉に装入し、熱供給量のバラン
スと酸化クロムの還元速度を促進するのに最適な出鋼量
の３０〜４０％に当る量を合金鉄やスクラップとして逐
次炉内に添加する。脱炭炉では上吹きランスおよび底吹
き二重管羽目から０２と不活性ガスの混合ガスを吹精し
、同時に底吹き羽目から炭化水素系ガスを対底吹き酸素
比で３〜７％流すと同時に、所定の炭素濃度にまで脱炭
し、場合によってはその後炉内にＳｉを含む合金鉄を投
入してスラグ中の酸化クロムを還元し同時に脱硫も行う
。出鋼した溶湯は直ちにＲＨ脱ガス装置に移行し、真空
度を１０ｔｏｒｒ以下で２０〜３０分間処理を行う。本
条件でＲＨ処理を行う理由は前工程までに複数のプロセ
スを経ているので出湯時等の吸窒から鋼中窒素濃度が増
加することならびに鋼中水素低減、鋼中酸素低減による
鋼の清浄度向上という観点からである。

本発明を図で示したのが第１図である。トピードカーで
溶銑を脱ＳｉＬ、さらに脱Ｐ処理を行う。その後溶融還
元炉でＣｒ鉱石または半還元クロムペレット、コークス
石炭等の炭材、造滓剤としてのＣａＯを投入しつつ酸素
吹精または酸素と不活性ガスの混合ガス吹精を行いつつ
クロム酸化物の溶融還元を行う。所定のＣｒａ度を確保
した後、酸化性ガスと炭材ならびにＣａＯをさらに投入
していわゆる仕上げ還元を行い、スラグ中の酸化クロム
の還元回収を図る。その後溶湯を出銑し、スラグ除去後
脱炭炉に装入する。混合ガスを上吹きと底吹きから吹精
しつつ合金鉄やスクラップを投入して所定のＣ，Ｍｎ、
Ｐ、Ｓ、Ｃｒ。

Ｓｉ濃度とする。

その後直ちにＲＨ脱ガスプロセスへ移行し、溶鋼の清浄
度を上げると共に水素、窒素等の脱ガスを図る。場合に
よってはＲＨ槽内でＭｏ、Ｔｉ等の微量元素成分を効率
よく添加させることもある。しかる後通常、連続鋳造機
で鋳造する。

〔実施例〕

本実施例は第１図の工程に従って溶製した例である。

第１工程（第１図（ａ））：溶銑脱珪脱燐工程トビ−ビ
カー１内の溶銑に粉体吹込みランス２を用いて脱珪剤、
脱燐剤を吹込み、溶銑の処理を行う。

溶銑処理量：２００を 処理面溶銑成分 Ｃ４，５重量％ Ｓｉ：０．１２重量％ Ｍｎ：０．１４重量％ Ｐ：０．１４重量％ Ｓ　　：０．０２５重量％ 処理前温度：１３７０°Ｃ 脱珪剤・焼結炉発生ダスト（Ｆｅ２０３・７０重量％） 原単位：２５ｋｇ／を 脱燐剤　：焼結炉発生ダスト（７５重量％）ＣａＯ（２
２重量％） ＣａＦ：ｚ　　（３重量％） 原単位６０ｋｇ／を 粉体吹込み速度　５００ｋｇ／ｍｉｎ 処理後成分 Ｃ・４．２重量％ Ｓｉ：０．０１重量％以下 Ｍｎ：０．１０重量％ Ｐ　　：０．０１５重量％ Ｓ　　：０．０２４重量％ 処理後温度：１２４０℃ 第２工程（第１図（ｂ）ｌ：溶融還元工程第１工程で処
理した溶銑の内６３．２ｔを溶融還元炉（第１の上底吹
転炉４）に装入し、Ｃｒ鉱石、炭材、石灰等を添加しな
から上吹ランス３および底吹羽口５から酸素を吹精して
ステンレス母溶湯を溶製した。

投入量　半還元クロムベレット （還元率６０％）３８．９ｔ コークス＝２９．８ｔ 焼石灰：６．７ｔ ドロマイト：２．７ｔ プロセスガス量および流量 上吹き０２　：　１８０１８ＮＭ （２５０Ｎ　ｒｒｆ’　／　ｍ　ｉ　ｎ　）底吹きＱ２
：　４２３２ＮｒｒＩ３ （５０Ｎｒｎ”／ｍ　ｉ　ｎ） 底吹きＮ２：２３７Ｎｒｎ’ （１０〜１５Ｎｎｉ″／ｍ１ｎ） 装入時の溶銑温度：１２１０℃ 溶融還元開始（クロム酸化物投入開始）温度：１５５０
　°Ｃ 溶融還元後温度：１５７３℃ 出湯量ニア３−５を 還元後スラグ中 Ｔ、Ｃｒ：０．３重量％ Ｔ、Ｆｅ：０．５重量％ ＣａＯ／Ｓ　ｉ０２　：２．４８重量％還元後溶湯成分 Ｃ５，８重量％ Ｓｉ：ｔｒ Ｍｎ：Ｏ，１８重量％ Ｐ　　：０．０２７重量％ Ｓ　　：０．００７重量％ Ｃｒ：１５．１５重量％ 第３工程（第１図（Ｃ））　脱炭吹錬工程第２工程で処
理したステンレス母溶湯７３．５ｔを脱炭炉（第２の上
底吹転炉６）に装入し、合金鉄とスクラップを投入しな
がらプロセスガスとして上吹ランス３から酸素を、底吹
羽口から酸素と不活性ガスの混合ガスをそれぞれ吹込ん
で脱炭した。

プロセスガス量および流量 上吹き０２：４６５７Ｎｒｎ’ （１７ＯＮｍ３／ｍ　ｉ　ｎ） 底吹き０２　：　２２２３ＮＭ 底吹きＮ２　（Ａｒ）：　２０４ＯＮｒｒ１′合計１１
００Ｎ’／ｍｉｎ 装入時の温度：１５００℃ 出鋼時の温度：１６８５℃ プロセスガスの０２と不活性ガス比を炭素濃度に応して
変化させ所定の炭素濃度まで脱炭した後、不活性ガスを
底吹きすると同時に還元剤のＦｅＳｉとＣａＯを投入し
て還元精錬を行った。

ＣａＯ投人量・５ｔ ＦｅＳｉ　　（Ｓｉ　ニア５重量％）：１．６６ｔＭｇ
Ｏ：　１　ｔ Ｎ２ガス量：１００ＮｒｒＴ’ 流量：　４０　Ｎｒｄ７ｍ　ｉ　ｎ Ａｒガス量二８ＯＮＭ 流量：　４０　ＮｒｒＩ’／ｍ　ｉ　ｎ（Ｎ２撹拌を２
．５分間行い、その後 Ａｒに切替えた） 出鋼量：１００．６を 出鋼成分 Ｃ：０．Ｑ５重量％ Ｓｉ：０．２５重量％ Ｍｎ：０．５７重量％ Ｐ　　：０．０３２重量％ Ｓ　　：０．００３重量％ Ｃｒ：１６．３重量％ Ｎ　　：Ｏ，Ｑ６重量％ ０　　　ニア０ｐｐｍ 出鋼時又ラグ組成 Ｔ、Ｃｒ：０．１重量％ Ｔ、Ｆｅ・０．３重量％ Ｃａｂ／　Ｓ　ｉ　０２　：　１．８２合金鉄投入量 ＦｅＣｒ：６．２ｔ （Ｃｒ：６２．６重量％） ＦｅＭｎ：０．４４ｔ （Ｍｎニア５重量％） スクラップ投入量：２８．９を −（１３％Ｃｒ鋼：１６ｔ、 普通鋼　１２．９ｔ） 第４工程（第１図（ｄ））：ＲＨ脱ガス、溶鋼清浄化工
程 第３工程で出鋼した溶鋼１００．６ｔを取鍋８中てＲＨ
脱ガス槽７を用いて処理した。

処理時間：２３分 真空度：　３ｔｏｒｒ 処理前温度・１６６０’Ｃ 処理面溶鋼組成 Ｃ：０．０６重量％ Ｓｉ：０．２５重量％ Ｍｎ：０４５７重量％ Ｐ　　：０．０３２重量％ ｊ：０．００３重量％ Ｃｒ’：１６．３重量％ Ｎ　　：０．０７４重量％ ０　　ニア５ｐｐｍ Ｈ：９ｐｐｍ 処理後温度：１５９０℃ 処理後組成 Ｃ：０．０６４重量％ Ｓｉ：０．２９重量％ Ｍｎ：０．５７重量％ Ｐ　　：０．０３３重量％ Ｓ　　：０．００３重量％ Ｃｒ：１６．２０重量％ Ｎ　　：０．０２５重量％ ０　　　：３５ｐｐｍ Ｈ・　２ｐｐｍ 環流ガス（Ａｒ）流量：　０．６　Ｎｒｎ’／ｍ　ｉ　
ｎ添加剤・ １６％Ｃｒスクラップ：　５００ｋｇ ＦｅＳｉ　：８０ｋｇ 鋼屑　　　５００ｋｇ 以上の工程（ａ）〜（ｂ）を通すことで清浄度の高いス
テンレス溶鋼を安価に製造することができた。

［発明の効果］ 本発明は４工程から成るプロセスを最適に組み合わせた
もので、同時に各単一プロセスでも各々最適化を図った
プロセスであり、ステンレス鋼を経済的に効率よく溶製
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のプロセスフロー図て、（ａ）
溶銑脱珪、脱燐工程、（ｂ）溶融還元工程、（ｃ）脱炭
吹錬工程、（ｄ）ＲＨ脱ガス、溶鋼の清浄化工程を示す
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ステンレス鋼を溶製するに際して、溶銑の事前脱Ｓ
   ｉと脱Ｐを少なくとも酸化鉄、 ＣａＯおよびＣａＦ＿２からなるフラックスを用いて容
   器内で行い、該溶銑のＰ濃度を ０．０１５重量％以下とし、しかる後、ステンレス鋼溶
   鋼重量の５０〜６５％相当量の該溶銑を１１８０〜１２
   ７０℃で第１の上底吹き転炉に装入し、昇温した後、１
   ５５０℃〜 １６２０℃の範囲内でＣｒ鉱石または一部還元済のＣｒ
   鉱石を炭材と共に炉内へ添加しながら、ＣａＯ／ＳｉＯ
   ＿２を２．１〜３．５に維持しつつ、酸化性ガスを吹精
   して溶融還元を施してステンレス鋼母溶湯を溶製し、前
   記溶銑重量の１５〜２５％増で出湯してスラグを分離し
   、しかる後、該ステンレス鋼母溶湯を第２の別の上底吹
   き転炉に装入し、合金鉄とスクラップを投入しつつ酸素
   と不活性ガスの混合ガスを吹込んで所定の炭素濃度まで
   脱炭して、その後、還元剤を投入して又ラグ中の酸化ク
   ロムを還元し、次いで出湯し、しかる後該ステンレス鋼
   母溶湯を減圧槽内の真空度を１０ｔｏｒｒ以下としてＲ
   Ｈ脱ガス設備にて２０〜３０分間処理することを特徴と
   するステンレス鋼の溶製方法。