JPH0328345A - 低燐クロム合金の製造方法 - 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］ この発明は転炉を用いてクロム含有鋼を溶製する方法に
関するものである。

［従来の技術」 ステンレス鋼を初めとするクロム含有合金鋼は、高炭素
フェロクロムを副原料として転炉で酸素吹精により精錬
されている。最近では高炭素フエロクロムに変えてクロ
ム生鉱石や半還元クロム鉱石を使用する方法も提案され
ている（特公昭５９−１５３８６３参照）。

クロム含有合金鋼において燐（Ｐ）は粒界腐食割れや熱
間割れなどの原因となるためできるだけ低いことが望ま
しい。特に油井管や厚板などに使用されるクロム合金鋼
やステンレス鋼についてはその要求が強まり、溶鋼の脱
燐については炉外精錬等の技術が発達し各種の方法が提
案されている。

クロムを含む鋼においてはクロム源となる合金鉄からの
燐の流入を最小限に抑えなければならない。

フエロクロム中の燐は主として製錬過程で使用する還元
材であるコークスまたはフラックスとして使用する副原
料から入るものである。このため低燐のフエロクロムを
得るには先ず燐の低い原料を使用しなければならない。

しかし低燐原料は人手が困難である。そこでフエロクロ
ムの脱燐が考えられる。クロム合金鉄の脱燐はクロム元
素と燐との親和力が強いため技術的にも困難である。

フェロクロムの脱燐方法は強塩基性のスラブで洗う方法
が最も効果的な方法であるが、コストもかさむため満足
のいく方法が確立されていないのが実情である。したが
って製鋼工程での脱燐精錬に負わざるをえないのが現状
である。

［発明が解決すべき課題］ 製鋼工程での脱燐精諌においては、転炉を使用して酸化
精錬により燐を酸化し、スラグ中に除去する方法がおこ
なわれている。この場合燐含有量が多いと精錬時間が長
くなり、以後の連続鋳造工程との組合わせにおいて生産
性向上のネックとなる。また塩基性のフラックス成分も
多くなることから熱源としての炭素や珪素を多く必要と
するほか、クロムが酸化される割合も高くなり好ましい
ことではない。またクロム生鉱石を使用する場合は同時
に熱源となる炭素を追装せねばないうえ、クロムの還元
に長時間を要し、クロムの酸化損失も多くなるという欠
点を有する。

本発明は燐含有量が少なく、発熱源となる適量の炭素を
含有する高還元クロム鉱石粉末を使用して、低燐のクロ
ム含有合金鋼を短時間で生産性良く製造する方法を提供
せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明ではクロム合金を上下吹き転炉で溶製するにあた
り、クロム含有率２２〜４８％．鉄含有率１１〜２４％
、炭素含有率３〜１０％、燐含有率０．００８％以下で
あってクロム還元率８０％以上の高還元クロム鉱石粉を
不活性ガスと共に転炉底部より吹込むとともに、溶鋼上
部より酸素を吹込むことを特徴とする。

本発明者らは先に間接加熱式回転炉を使用して高還元ク
ロム鉱石粉末を得る方法を提案した（特願昭６３−５９
８８０参照）。この方法によれば、最少限の還元用炭材
を使用して含有クロムのうち８０％以上がクロムカーバ
イドに還元され、燐含有量の低いクロム鉱石の粉末を得
ることができる。この高還元クロム鉱石粉末を使用すれ
ばクロムの還元に要するエネルギーと精錬時間は大幅に
短縮できるばかりでなく、低燐クロム含有合金の製造が
極めて容易となる。

先ず、本発明で使用する高還元クロム鉱石粉末について
説明する。

本発明で使用する高還元クロム鉱石粉末は、燐含有量の
低いクロム鉱石を、燐含有量の低いほぼ理論量の炭素質
還元材とともに間接加熱式回転炉中で高温に加熱して得
られるものであって、その性状はクロム含有率２２〜４
８％，鉄含有率１１〜２４％、炭素含有率３〜１０％、
燐含有率０．００８％以下であって、クロム還元率８０
％以上の粒径０．５〜５ｍｍの粉末状のクロム鉱石であ
る。原料として使用するクロム鉱石や炭素質還元剤はな
るべく燐含有量の低いものが好ましいことは言うまでも
ない。従来の固相還元法ではクロム鉱石と炭素質還元剤
を一旦ベレット化して還元ぽい焼するので、その際、粉
化、割れの原因となるＶＭの高い炭素質還元剤は使用不
可能であった。

本発明で使用する間接加熱方法では低燐炭素質還元剤で
あるオイルコークス、ピッチコークス、石炭等の使用が
可能になった。この高還元クロム鉱石粉末は過剰の炭素
質還元材を使用しないので、炭素質還元材から入る燐分
が極めて少なく、燐含有量はせいぜいＱ．ＧＯ８％程度
であり、最も低いものは０．００２％も可能である。ま
た、クロムは全クロム分のうち８０％以上が還元されて
クロムカーバイド（　Ｃｒｙ　Ｃ３）の形になっている
。鉄はほぼ１００％鉄カーバイド（　ＦｅｙＣｓ　）に
還元されている。

クロム・鉄カーバイドの他は２０〜３０％の脈石成分か
ら成っている。この高還元クロム鉱石粉末を転炉で使用
すればクロムの還元は殆ど必要なく、単に脈石成分を溶
融分離すれば良２いので、精錬時間は短くてよい。また
、適量の炭素を含んでいるので精錬に必要な熱源を同時
に供給する結果となる。しかも燐持込量の極めて低い合
金が得られる。

次にこの高還元クロム鉱石粉末を使用した転炉精錬につ
いて説明する。

先ず、転炉にあらかじめ脱硫、脱燐した銑鉄とフラック
スとして生石灰及び珪石を溶ｗ４ｌトン当たり３０〜４
５ｋｇ投入し、炉底の羽口から溶鋼中に窒素ガスととも
に熱源となる石炭粉又はコークス粉を吹込む。石炭粉の
量は１００〜１５０ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌ程度であ
る。石炭はＰ　：　０．００６％以下の低燐石炭を使用
すべきである。同時に上吹きランスから酸素を吹付けて
溶鋼の温度を１，３００℃から１，６００℃に上げる。

この時送酸速度は４〜６Ｎ　ｍ　３７ｍｉｎ−ｔｏｎが
適する。

生石灰及び珪石は酸化精錬で生じたＳｉｎ２、ＭｎＯな
どと結合してスラグを形成すると同時に、後の工程で入
るクロム鉱石の脈石成分とも結合して低融点のスラグを
形成させるためのものである。最終的に溶鋼温度を１，
６００℃に調整しておく。また燐の高い銑鉄においては
あらかじめ脱燐処理を施し、燐を０．０２％以下まで下
げておくのが有利である。　次いで必要量のクロムを含
む高還元クロム鉱石粉末を不活性のキャリアガスを使用
して転炉底から溶鋼中に吹込む。クロム鉱石粉の吹込速
度は１　５　〜３　０　ｋｇ／　ｍｉｎ−ｔｏｎ程度が
よい。不活性ガスは窒素またはアルゴンガスを使用する
。特に低窒素鋼とする場合はアルゴンガスを使用する。

同時に上吹きランスから酸素と炭剤を吹付けて、溶鋼温
度を約１，６００℃に保持しながら酸化クロムの還元と
脱炭を行なう。この時の送酸速度も４〜７　Ｎ　ｍ　’
／ｍｉｎ−ｔｏｎ程度が適当である。還元後期には酸素
をアルゴンガスで希釈して吹込むとクロムの酸化防止に
有効である。高還元クロム鉱石粉中のクロムは殆ど還元
されているので未還元の酸化物クロムを還元するのに要
する時間は僅かである。

また、高還元クロム鉱石粉から入る燐は僅かである。こ
れと同時に脱炭精錬して炭素レベルを０．１０％以下迄
下げる仕上げ精錬をする。

以上詳述した方法により燐含有量の低いクロム合金鋼を
短時間の転炉精錬により効率良く得ることができる。

［作用」 本発明は間接式加熱炉で必要最少限の炭素質還元材を使
用して還元した、燐含有量が低く高度に還元されたクロ
ム鉱石粉を使用するので、クロム含有鋼の燐分を低く抑
えることができる。また、クロムの精錬は間接式加熱炉
で殆どを行なうのでクロム含有鋼の精錬時間を大幅に短
縮する。

［実施例１ 表ｌに示すような組成を有するサイズ１〜３ｍｍのクロ
ム鉱石１００部に対して表２に示すコークス粉末を２３
部の割合で配合した。この配合割合は炭素量が次式に従
ってクロム鉱石を１００％還元するために必要とする量
である。

７Ｃｒ２０３　＋　２７Ｃ　−　２Ｃｒ７Ｃ３　＋　２
１ＣＯＴ・・・・・−（３）７ＦｅＯ　＋　ＩＯＣ　−
　Ｆｅ７Ｃ３　＋　　７ＣＯ↑−−−−−−　（４）表
ｌ 表３ ここで　　ＲＣｒ＝　（Ｓｏｌ．Ｃｒ）　／　（全Ｃｒ
）ＲＦｅ＝　（Ｓｏｌ．Ｆｅ）　／　（全Ｆｅ）（Ｓｏ
ｌ．Ｃｒ）　／３４．６７　＋　（ＳｏｌＦｅ）　／５
５．８５表２ このように混合した原料を間接加熱式回転炉で最高１，
４８０　℃まで加熱し、表３に示すような高還元クロム
鉱石粉末を得た。

次に．表４に示す銑鉄２トンを十分予熱した試験用転炉
に装入し生石灰７０ｋｇと珪石７０ｋｇとを投入した後
、炉底羽口から表２と同じコークス粉４９０ｋｇと酸素
を送り込み、溶鋼温度を１．３００℃から１，６００℃
まで上昇させた。酸素は１２Ｎｍ３７　ｍｉｎの割合で
約ＩＯ分間吹込んだ。

石炭は酸素ＩＮ一にたいして３０ｋｇの割合で混合して
合計２７．５ｋｇ吹込んだ。

表４ ［効果］ 本発明によれば予め還元されたクロム鉱石を使用するの
で、精錬時間が大幅に短縮でき、また、クロム源として
リンの少ない高還元クロム鉱石を使用するのでリン含有
量の少ないクロム含有鋼を容易に得ることができる。

次いで、底吹きランスから前記高還元クロム鉱石粉末を
アルゴンガスを用いて吹込み、同時に上吹きランスから
酸素を吹込んだ。高還元クロム鉱石粉末の吹込み速度は
　１００ｋｇ／ＩＩＩｉｎ、吹込み量は１，４３０　ｋ
ｇ、酸素ガスス吹込み速度は１２　Ｎｎ＋３／ｌ！ｌｉ
ｎ前後とし、溶鋼温度を１，６５０　　±５０℃の範囲
に保持した高還元クロム鉱石粉末吹込み終了後上吹きラ
ンスから吹込むガスをアルゴン：酸素＝１：１とし、混
合ガスを５　Ｎｍ”／ｆｆｉｉｎ　の割合で３分間吹込
み、この間炉底羽口からアルゴンガスを２Ｎｍ３７ｗｉ
ｎ　の割合で吹込み、炭素量を０．０５％に調整した。

これにより表４に示す低燐ステンレス鋼が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クロム合金を上下吹き転炉で溶製するにあたり、クロム
   含有率２２〜４８％、鉄含有率１１〜２４％、炭素含有
   率３〜１０％、燐含有率０．００８％以下であって、ク
   ロム還元率８０％以上の高還元クロム鉱石粉を不活性ガ
   スと共に転炉底部より吹込むとともに、溶鋼上部より酸
   素をクロム鉱石粉１トン当たり４〜７Ｎｍ＾３吹込むこ
   とを特徴とする低燐クロム合金の製造方法。