JPH0135888B2 - - Google Patents

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JPH0135888B2
JPH0135888B2 JP56088865A JP8886581A JPH0135888B2 JP H0135888 B2 JPH0135888 B2 JP H0135888B2 JP 56088865 A JP56088865 A JP 56088865A JP 8886581 A JP8886581 A JP 8886581A JP H0135888 B2 JPH0135888 B2 JP H0135888B2
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JP
Japan
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cao
flux
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melt
calcium chloride
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JP56088865A
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Kyoshi Matsuda
Eiji Yamatoki
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Tokuyama Corp
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Tokuyama Corp
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、溶鋼処理用就中脱酸用として好適な
プリメルトフラツクス及びその製造方法に関す
る。即ち、脱酸工程で生ずる溶鋼中の酸化アルミ
ニウムは、鋼の靭性を弱めることから、これを除
去するために、プリメルトフラツクスが用いられ
る。しかし、従来のプリメルトフラツクスは、
CaO−CaF2系、CaO−Al2O3−CaF2系又はCaO
−Al2O3−SlO2−CaF2系が代表的なものであり、
成分的には生石灰の他に弗化カルシウムが含まれ
ていることが一つの特徴である。しかし、これら
のプリメルトフラツクスは、酸化アルミニウムの
吸収能力上必ずしも十分に満足されるものでな
い。即ち、高度の高級鋼を得るには、靭性を弱め
る原因となる酸化アルミニウムを可及的に除去す
ることが望まれ、酸化アルミニウム等の形態で溶
鋼中に含まれる総酸素量(以下Totaloxygenの略
記号として、T.O.とも略記する)を10ppm以下
とすることが課題として残されていた。 本発明は、かかる背景のもとに、総酸素量を
10ppm以下とすることが可能であるようなプリメ
ルトフラツクスを提供すると共に、更に、該プリ
メルトフラツクスの製造上においても、従来のプ
リメルトフラツクスの製造の際にみられたような
有毒ガスが発生することなく、且つ製造温度の点
においても有利な製造が行なえるプリメルトフラ
ツクス及びその製造方法を提供するものである。
即ち、 本発明は、生石灰のほかに、少なくとも塩化カ
ルシウムを成分として含むと共に第3成分として
二酸化珪素又は/及び酸化アルミニウムを含む溶
鋼処理用プリメルトフラツクスである。 本発明のプリメルトフラツクスは、塩化カルシ
ウムを成分として含んでいることが大きな特徴で
ある。塩化カルシウムを必須成分とすることによ
り、従来の弗化カルシウムを必須成分とするプリ
メルトフラツクスに比較して、酸化アルミニウム
の吸収能力が向上する。就中、本発明の最も好し
い態様は、第3成分として、二酸化珪素を含むも
の即ち、CaO−CaCl2−SiO2系のプリメルトフラ
ツクスである。次いで、酸化アルミニウムを含む
もの即ち、CaO−CaCl2−Al2O3系や更にCaO−
CaCl2−Al2O3−SiO2系のプリメルトフラツクス
も好ましい態様である。 これらの本発明のプリメルトフラツクスが、従
来のプリメルトフラツクスに比較して、相当に酸
化アルミニウムの吸収能力に優れ、従来課題とさ
れ乍ら未解決であつた総酸素量を10ppm以下にす
ることが可能となつた理由については明らかでは
ない。本発明者の推測するところによれば、塩化
カルシウムの作用と共に、これと二酸化珪素、二
酸化アルミニウムとが相互作用して、その結果と
しての相剰効果と思われる。また、本発明のプリ
メルトフラツクスは、従来のものに比較して、粘
度が低いことも、溶鋼との接触面積が大きくなり
また、吸収した物質の拡散が容易なため酸化アル
ミニウムの吸収能力に有利に作用するものと思わ
れる。 各成分の重量割合は、CaO−CaCl2系の場合
CaO:CaCl2=80〜65:20〜35、CaO−CaCl2
SiO2系の場合CaO:CaCl2:SiO2=55〜70:25〜
20:25〜20、CaO−CaCl2−Al2O3系の場合
CaO:CaCl2:Al2O3=55〜70:25〜20:25〜20
及びCaO−CaCl2−SiO2−Al2O3系の場合CaO:
CaCl2:SiO2:Al2O3=55〜75:25〜20:20〜
5:15〜5であるのが好ましい。即ち、いずれの
場合も、生石灰が55重量%以上、塩化カルシウム
が20重量%以上含まれる。 これら本発明のプリメルトフラツクスは、その
製造方法にも大きな特徴があり、かかる製造方法
を提供することも本願の一つの目的である。即
ち、 本発明は、生石灰、塩化カルシウム並びに二酸
化珪素又は/及び酸化アルミニウムからなるもの
を1400℃以上で加熱溶融した後に、15秒間に600
℃以上降温する条件下で急冷することを特徴とす
る溶鋼脱酸用プリメルトフラツクスの製造方法も
提供する。 本発明は、前記したように、第3成分として、
二酸化珪素、酸化アルミニウムのうち少くとも1
以上を加えたものを加熱溶融して急冷する方法で
あつて、就中生石灰、塩化カルシウム及び二酸化
珪素を混合したものを原料とする場合が最も酸化
アルミニウムの吸収能力の高い優れたプリメルト
フラツクスが得られる。 従来、プリメルトフラツクスを製造する場合
に、1400℃以上に加熱溶融することは通常実施さ
れていることである。本発明の最大の特徴は、こ
のように加熱溶融した後に、15秒間に600℃以上
降温する条件下で急冷することを必須要件とする
ことである。15秒間に600℃以上も降温するとい
う条件は、特有の条件であり、かかる条件下で急
冷する場合に初めて酸化アルミニウムの吸収能力
の高いプリメルトフラツクスが得られることは、
予想外であつて、本発明者の研究と実験の繰り返
しによつて初めて見出されたものである。しか
も、本発明は、かかる急冷の条件を満足させて
も、従来のような、弗化カルシウム等を原料とし
たものからは目的とする優れたプリメルトフラツ
クスは得られず、生石灰のほかに、少なくとも塩
化カルシウムを混合した原料を用いて初めて目的
が達成されるものである。 15秒間に600℃以上降温するという条件下の急
冷は、それを意図した特別の操作を行なわなけれ
ば通常得られない。かかる急冷を行なう実用的な
代表的態様を挙げれば1400℃以上に加熱した溶鋼
を予め冷却された金属板例えば鉄板上に薄く拡流
することである。金属板の冷却は冷水又は冷ガス
で冷却するのが好しい。また、急冷効果を更に上
げるには、金属板上に薄く拡流した溶鋼面に、適
当な冷却ガス例えば空気や不活性ガスを吹付ける
とよい。また場合によつては、必ずしも金属板上
に拡流することなく、高度に冷却されたガスを吹
付けてもよい。例えば、高度に冷却されたガス流
の中を溶鋼を落下させることによつても、適当な
装置設備を設けることによつて、本発明の急冷を
行うことができる。このような急冷を行うことに
よつて溶鋼中の酸化アルミニウムの吸収能力が向
上する理由は、原料としての各成分の結合態様が
急冷の有無によつて、根本的に異つているものと
考えられる。例えば、生石灰、塩化カルシウム及
び二酸化珪素を原料とする系では、急冷を行なわ
ない場合は、X線回折により、2CaO・SiO2など
の結晶の存在を示すX線回折ピークがみられる
が、急冷を行つたものには、かかるX線回折ピー
クは見られない。従つて、CaOは、イオン化され
活性を帯びた形で存在しているものと推定され
る。 更に、本発明は、加熱溶融する際にも、1000℃
から1400℃までの昇温を1時間以内で行うという
条件下で急加熱して行うことが、得られるプリメ
ルトフラツクスの酸化アルミニウムの吸収能力を
一層高める上で好ましい。 更に、本発明の製造方法は、得られるプリメル
トフラツクスの酸化アルミニウムの吸収能力が高
いばかりでなく、その製造過程においても、従来
の製造方法に比較して、次のような利点を有す
る。即ち、その第一は、弗化カルシウムを原料の
一つとして含ませる従来のものでは、空気中の水
分を吸収して、有毒な弗化水素が発生することで
ある。弗化水素は、人体に有毒であるばかりでな
く、工場のガラスを素材とする窓、器具等を損傷
する傾向がある。 一方、本発明では、弗化カルシウムを原料の一
つとすることは不要であつて、若干の塩化水素が
発生することはあつても、塩化水素は無害であつ
て、弗化水素のような有害なガスは発生しない。 その第二は、弗化カルシウムを原料の一つとし
て含ませる従来のものでは、プリメルトフラツク
スを製造工程において、1800℃以上の高温に加熱
することが必要である。 これに対して、本発明では、高々1500乃至1600
℃位まで加熱すれば十分である。このために、従
来のプリメルトフラツクスの製造で、必要とされ
ていた電気炉を用いることなく、例えばロータリ
キルンやタークフアーネスなどを用いても製造す
ることができる。電気炉は、熱効率が通常50%以
下と不良であるばかりでなく、1800℃の高温雰囲
気で使用するために、窒化物系等の高級セラミツ
クスその他限られた耐火材料が必要である。 これに対して、ロータリキルンやタークフアー
ネスは熱効率も通常70%以上と良好であつて、耐
火材料も、本発明のように、高々1500〜1600℃で
実施する場合、通常の酸化物系耐火材料で十分に
使用に供せられる。また、本発明のプリメルトフ
ラツクスはこれを用いて溶鋼処理する際において
もCaF2を含むプリメルトフラツクスに比較して
炉内の耐火煉瓦等を損傷する程度が少ない。 以上のように、本発明のプリメルトフラツクス
及びその製造方法は、従来の課題を解決すると共
に、従来の製造方法における難点を解消するもの
であつて、工業上益する処大なるものである。ま
た、本発明のプリメルトフラツクスは脱酸用とし
て好適なものであるが、従来一般のプリメルトフ
ラツクスと同様に脱酸用のほかに脱硫用、脱燐用
としても用い得るものである。 次に、本発明の実施例及び比較例を挙げるが、
本発明は、これら、実施例に、限定されるもので
はない。 実施例1と比較例1 取鍋内の50トンの溶鋼に対し、アルゴンガスを
用いて、下記の6種類のプリメルトフラツクスを
1時間当り4Kgの割合で6分間夫々吹込んだ。そ
の結果、処理前の総酸素量(T.O.)は70ppmで
あつたが、処理後の総酸素量は第1表に示す数値
となつた。第1表中E、Fは比較例である。 A;CaO:CaCl2:SiO2=60:20:20 B;CaO:CaCl2=70:30 C;CaO:CaCl2:Al2O3=60:20:20 D;CaO:CaCl2:Al2O3:SiO2=60:20:10:
10 E;CaO:CaF2:Al2O3=62:18:20 F;CaO:CaF2:Al2O3:SiO2=70:10:10:
10 なお、上記のうちA、B、C及びDのプリメル
トフラツクスについては、製造方法として、各成
分を十分に混合した原料を1500℃まで加熱し、熔
融して液状としたものを、当初15秒間の降温幅を
800℃になるようにして急冷して得たものである。
The present invention relates to a pre-melt flux suitable for treating molten steel, particularly for deoxidizing, and a method for producing the same. That is, since aluminum oxide in molten steel produced in the deoxidation process weakens the toughness of the steel, pre-melt flux is used to remove it. However, conventional pre-melt flux
CaO−CaF 2 system, CaO−Al 2 O 3 −CaF 2 system or CaO
−Al 2 O 3 −SlO 2 −CaF 2 system is typical,
One of its characteristics is that it contains calcium fluoride in addition to quicklime. However, these pre-melt fluxes are not necessarily fully satisfactory in terms of their ability to absorb aluminum oxide. In other words, in order to obtain highly high-grade steel, it is desirable to remove as much as possible aluminum oxide, which causes weakening of toughness. The remaining issue was to reduce the amount (also abbreviated as TO) to 10 ppm or less. Based on this background, the present invention aims to reduce the total amount of oxygen.
In addition to providing a pre-melt flux that can reduce the amount of flux to 10 ppm or less, the production of the pre-melt flux also eliminates the problems seen in the production of conventional pre-melt flux. The object of the present invention is to provide a pre-melt flux and a method for producing the same, which can be produced without generating poisonous gas and which is advantageous in terms of production temperature.
That is, the present invention is a pre-melt flux for treating molten steel that contains at least calcium chloride as a component in addition to quicklime, and also contains silicon dioxide and/or aluminum oxide as a third component. A major feature of the pre-melt flux of the present invention is that it contains calcium chloride as a component. By including calcium chloride as an essential component, the ability to absorb aluminum oxide is improved compared to the conventional pre-melt flux that includes calcium fluoride as an essential component. Among these, the most preferred embodiment of the present invention is a premelt flux containing silicon dioxide as the third component, that is, a CaO--CaCl 2 --SiO 2- based pre-melt flux. Next, those containing aluminum oxide, that is, CaO−CaCl 2 −Al 2 O 3 system and further CaO−
CaCl2 - Al2O3 - SiO2- based pre-melt flux is also a preferred embodiment. These pre-melt fluxes of the present invention have considerably superior ability to absorb aluminum oxide compared to conventional pre-melt fluxes, and can reduce the total amount of oxygen to 10 ppm or less, which was an unsolved problem in the past. It is not clear why this became possible. According to the present inventor's assumption, it is thought that, in addition to the action of calcium chloride, this interacts with silicon dioxide and aluminum dioxide, resulting in a mutual effect. In addition, the pre-melt flux of the present invention has a lower viscosity than conventional ones, has a larger contact area with molten steel, and has an easier diffusion of absorbed substances, which reduces its ability to absorb aluminum oxide. This seems to work in an advantageous manner. The weight ratio of each component is for CaO−CaCl 2 system.
CaO: CaCl2 =80~65:20~35, CaO− CaCl2−
In case of SiO2 system, CaO: CaCl2 : SiO2 =55~70:25~
20:25~20, for CaO− CaCl2Al2O3 system
CaO: CaCl2 : Al2O3 =55~ 70 :25~20:25~20
and CaO for the CaO−CaCl 2 −SiO 2 −Al 2 O 3 system:
CaCl2 : SiO2 : Al2O3 =55~ 75 :25~20:20~
5:15-5 is preferable. That is, in either case, quicklime is contained in an amount of 55% by weight or more, and calcium chloride is contained in an amount of 20% by weight or more. The pre-melt flux of the present invention has a major feature in its manufacturing method, and it is one of the objects of the present application to provide such a manufacturing method. That is, the present invention heats and melts quicklime, calcium chloride, silicon dioxide or/and aluminum oxide at 1400°C or higher, and then
The present invention also provides a method for producing pre-melt flux for deoxidizing molten steel, which is characterized by rapid cooling under conditions where the temperature is lowered by at least 0.degree. As described above, the present invention provides, as the third component,
At least one of silicon dioxide and aluminum oxide
This is a method of heating and melting a mixture of the above and rapidly cooling it, and when using a mixture of quicklime, calcium chloride and silicon dioxide as a raw material, an excellent pre-melt flux with the highest aluminum oxide absorption capacity is produced. is obtained. Conventionally, when manufacturing pre-melt flux, heating and melting at 1400° C. or higher has been commonly carried out. The most important feature of the present invention is that, after heating and melting in this manner, it is essential to rapidly cool the material under conditions where the temperature drops by 600° C. or more in 15 seconds. The condition of dropping the temperature by more than 600℃ in 15 seconds is a unique condition, and it is only when rapidly cooling under such conditions that pre-melt flux with high aluminum oxide absorption capacity can be obtained.
This was unexpected and was discovered for the first time through repeated research and experiments by the inventor. Moreover, even if the present invention satisfies such rapid cooling conditions, it is not possible to obtain the desired excellent premelt flux from the conventional raw materials such as calcium fluoride; This objective can only be achieved by using raw materials mixed with at least calcium chloride. Rapid cooling, where the temperature drops by 600°C or more in 15 seconds, cannot normally be achieved without special operations designed for this purpose. A typical practical embodiment of such rapid cooling is to thinly spread molten steel heated to 1400° C. or higher onto a pre-cooled metal plate, such as an iron plate. The metal plate is preferably cooled with cold water or cold gas. Further, in order to further increase the quenching effect, it is preferable to spray an appropriate cooling gas such as air or an inert gas onto the surface of the molten steel spread thinly on the metal plate. In some cases, highly cooled gas may be sprayed without necessarily spreading onto the metal plate. For example, the quenching of the present invention can also be carried out by dropping the molten steel through a highly cooled gas stream, provided that suitable equipment is provided. The reason why the ability to absorb aluminum oxide in molten steel is improved by performing such quenching is thought to be that the bonding mode of each ingredient as a raw material is fundamentally different depending on whether quenching is performed or not. . For example, in a system using quicklime, calcium chloride, and silicon dioxide as raw materials, if quenching is not performed, X-ray diffraction peaks indicating the presence of crystals such as 2CaO and SiO 2 will be observed, but if quenching is not performed, No such X-ray diffraction peaks were observed in the results obtained. Therefore, it is presumed that CaO exists in an ionized and active form. Furthermore, in the present invention, even when heating and melting, the temperature is 1000°C.
It is preferable to perform rapid heating under the condition that the temperature is raised from 1,400° C. to 1,400° C. within one hour, in order to further increase the aluminum oxide absorption ability of the obtained pre-melt flux. Furthermore, the manufacturing method of the present invention not only has a high aluminum oxide absorption capacity of the obtained pre-melt flux, but also has the following advantages in the manufacturing process compared to conventional manufacturing methods. The first problem is that conventional products containing calcium fluoride as one of the raw materials absorb moisture from the air and generate toxic hydrogen fluoride. Hydrogen fluoride is not only toxic to humans, but also tends to damage glass-based windows, fixtures, etc. in factories. On the other hand, in the present invention, it is not necessary to use calcium fluoride as one of the raw materials, and even though some hydrogen chloride may be generated, hydrogen chloride is harmless, and harmful substances such as hydrogen fluoride are No gas is generated. Second, with conventional products that contain calcium fluoride as one of the raw materials, it is necessary to heat the pre-melt flux to a high temperature of 1800° C. or higher during the manufacturing process. In contrast, in the present invention, at most 1500 to 1600
It is sufficient to heat it to about ℃. For this reason, the pre-melt flux can be produced using, for example, a rotary kiln or a turk furnace, without using an electric furnace, which is required in the conventional production of pre-melt flux. Electric furnaces not only have poor thermal efficiency, usually less than 50%, but also require high-grade ceramics such as nitrides and other limited refractory materials because they are used in high-temperature environments of 1800°C. On the other hand, the thermal efficiency of rotary kilns and turk furnaces is good, usually over 70%, and the refractory materials used are ordinary oxide-based refractory materials when the temperature is at most 1500 to 1600℃, as in the present invention. fully usable. Further, even when the pre-melt flux of the present invention is used to treat molten steel, it damages refractory bricks and the like in the furnace to a lesser extent than pre-melt flux containing CaF 2 . As described above, the pre-melt flux and the manufacturing method thereof of the present invention solve the conventional problems and the difficulties in the conventional manufacturing method, and have great industrial benefits. . Furthermore, although the pre-melt flux of the present invention is suitable for deoxidizing, it can also be used for desulfurization and dephosphorization in addition to deoxidizing, like conventional pre-melt fluxes. . Next, Examples and Comparative Examples of the present invention will be listed.
The present invention is not limited to these Examples. Example 1 and Comparative Example 1 Using argon gas, the following six types of pre-melt flux were blown into 50 tons of molten steel in a ladle at a rate of 4 kg per hour for 6 minutes. As a result, the total oxygen amount (TO) before treatment was 70 ppm, but the total oxygen amount after treatment was as shown in Table 1. E and F in Table 1 are comparative examples. A; CaO:CaCl 2 :SiO 2 = 60:20:20 B; CaO: CaCl 2 = 70:30 C; CaO: CaCl 2 : Al 2 O 3 = 60:20:20 D; CaO: CaCl 2 : Al 2O3 : SiO2 =60:20 : 10:
10 E; CaO: CaF 2 : Al 2 O 3 = 62:18:20 F; CaO: CaF 2 : Al 2 O 3 : SiO 2 = 70:10:10:
10 Of the above, pre-melt fluxes A, B, C, and D are manufactured by heating the raw materials thoroughly mixed with each component to 1500℃ and melting them into a liquid state. Temperature drop width for 15 seconds
It was obtained by rapidly cooling it to 800℃.

【表】 実施例2と比較例2 実施例1と同じ溶鋼にアルゴンガスを用いて、
CaO−CaCl2−SiO2の3成分系のプリメルトフラ
ツクスで、その成分割合を種々変えたものを1時
間当り4Kgの割合で6分間吹込んで、成分割合の
変化による影響を調べた。処理後の総酸素量を第
2表に示す。
[Table] Example 2 and Comparative Example 2 Using the same molten steel as Example 1 and using argon gas,
A three-component premelt flux of CaO-CaCl 2 -SiO 2 with various component ratios was injected for 6 minutes at a rate of 4 kg per hour to examine the effect of changing the component ratio. The total amount of oxygen after treatment is shown in Table 2.

【表】 実施例3と比較例3 プリメルトフラツクスを製造する工程におい
て、1500℃まで加熱し熔融して液状としたものを
急冷するが、その急冷する際に、当初15秒間の降
温幅を種々変えて、 CaO:CaCl2:SiO2=60:20:20 の成分割合のプリメルトフラツクスを製造した。
得られた夫々のプリメルトフラツクスを実施例1
と同じ溶鋼にアルゴンガスを用いて1時間当り4
Kgの割合で6分間吹込んだ。処理後の総酸素量を
第3表に示す。
[Table] Example 3 and Comparative Example 3 In the process of manufacturing pre-melt flux, the material is heated to 1500℃ and melted into a liquid state, which is then rapidly cooled. Various pre-melt fluxes were produced with a component ratio of CaO:CaCl 2 :SiO 2 =60:20:20.
The obtained pre-melt fluxes were prepared in Example 1.
4 per hour using argon gas on the same molten steel as
Kg for 6 minutes. The total amount of oxygen after treatment is shown in Table 3.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 生石灰、塩化カルシウム並びに二酸化珪素又
は/及び酸化アルミニウムからなり、生石灰が55
重量%以上、塩化カルシウムが20重量%以上含有
されてなることを特徴とする溶鋼脱酸用プリメル
トフラツクス。 2 生石灰、塩化カルシウム並びに二酸化珪素又
は/及び酸化アルミニウムからなり、生石灰が55
重量%以上、塩化カルシウムが20重量%以上含有
されてなるものを1400℃以上に加熱溶融した後
に、15秒間に600℃以上降温する条件下で急冷す
ることを特徴とする溶鋼脱酸用プリメルトフラツ
クスの製造方法。 3 加熱溶融する際に、1000℃から1400℃までの
昇温を1時間以内で行うという条件下で急加熱し
て行う特許請求の範囲第2項記載の製造方法。
[Claims] 1. Consists of quicklime, calcium chloride, and silicon dioxide or/and aluminum oxide, with quicklime containing 55%
A pre-melt flux for deoxidizing molten steel characterized by containing calcium chloride in an amount of at least 20% by weight. 2 Consists of quicklime, calcium chloride, and silicon dioxide or/and aluminum oxide, with quicklime containing 55%
A premelt for deoxidizing molten steel, which is characterized by heating and melting a premelt containing 20% by weight or more of calcium chloride at 1400°C or higher and then rapidly cooling it under conditions where the temperature drops by 600°C or more in 15 seconds. Flux manufacturing method. 3. The manufacturing method according to claim 2, wherein the melting process is carried out by rapid heating under the condition that the temperature is raised from 1000°C to 1400°C within 1 hour.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02138150U (en) * 1989-04-25 1990-11-19

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JPH02138150U (en) * 1989-04-25 1990-11-19

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