JPH04103711A - 溶鋼の脱クロム方法 - 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、意に反して溶鋼中に混入したＣｒ分を除去
する方法、特に、ＡＯＤ炉を使用して効率的に溶鋼の脱
クロムを行う方法に関するものである。 （従来の技術） 一般に、鋼中のＣｒ含有量が多くなれば冷間加工性およ
び深絞り性などの加工特性の悪化を招くことが知られて
おり、そのため、自動車用冷延鋼板等のような良加工性
の炭素鋼を溶製する場合には、溶鋼中のＣｒ含有量を例
えば０．０５％以下というように低く抑えることが厳し
く要求されている。 しかし、最近、転炉による炭素鋼溶製作業において、突
発的なＣｒ含有量の上昇が起きるのを完全に防止するの
が次第に困難な状況となりつつあった。なぜなら、転炉
による炭素鋼の溶製作業においては、通常、溶銑中への
スクラップの配合が行われているが、近年、ステンレス
鋼需要の伸びを反映して転炉配合原料たるスクラップ中
にステン％である。 レス鋼屑が混入する機会が増えつつあるからである。勿
論、スクラップの管理は一段と強化されてはいるものの
、実際の作業においては、転炉吹錬後の溶鋼中における
Ｃｒ含有量の規格外れの発生を皆無にするのは難しい。 上述のようなＣｒ含有量の規格外れが発生した場合の対
策として、転炉において炭素を吹き下げ、吹錬を更に延
長して脱Ｃｒを行うという対策を講じることも行われて
いる。しかし、この場合には、溶銑中に溶は込んでいた
Ｃｒの一部が脱炭精錬の際に既に酸化されＣｒ酸化物と
してスラグ中に移動していることから、低Ｃｒ化に限界
があり、また、この処理中は転炉耐火物のｉｔＭも激し
くなるという問題もある。 従って、Ｃｒ含有量規格外れの度合いの大きな溶鋼は、
当初の製造予定の鋼種以外の製品に振り替える“鋼種変
更”を余儀無くさせられているのが現状である。 近年、スクラップの多量発生に伴い、スクラップ使用量
はより増加する傾向にあり、今後、炭素ｍ溶製に際して
溶銑比を下げスクラップ比を上げる操業が多くなること
は明らかである。このような状況になると、ステンレス
鋼屑混入による鋼材のＣｒ含有量規格外れの確率は益々
高くなり、しかも規格外れ幅も一層大きくなると考えら
れ、゛鋼種変更°゛のみでは対処できなくなる。 上述した転炉溶製鋼のＣｒ含有量規格外れの問題は、ス
クラップを多量配合する電気炉溶製鋼でも同様に発生す
る。 上記のような溶鋼のＣｒ含有量規格外れの問題を解消す
べく本出願人は「未脱酸、未真空処理溶鋼にＣａＯｌＳ
ｉｎｇ、ＦｅｚＯ３を主成分とする酸化性の低塩基度フ
ラックスを接触させる」ことを特徴とする「溶鋼の脱ク
ロム方法」を開発し、下記の特許出願を行った。 ■特願昭６３−５２０９９号（特開平１−２２５７１７
号公報）■特願昭６３−８３５９８号（特開平１−２５
５６１６号公報）、■特願昭６３−３１９８７７号 ■特願昭６３−３１９８７８号 上記■および■では、脱Ｃｒ率とフラックスの配合塩基
度およびスラグの酸化力の指標であるスラグ中の全鉄分
含有量（Ｔ、Ｆｅ）との関係に基づいて、脱Ｃｒフラッ
クスの組成を決定する手段を提案した。 例えば、脱Ｃｒ率２０％以上を達成するには、フラック
スの配合塩基度が０〜１．１〜２．２〜３および３以上
の時、（Ｔ、Ｆｅ）がそれぞれ７．５％以上、５％以上
、１０％以上および１５％以上となるよう、フラックス
中にＰａ酸化物を配合すればよい、また、脱Ｃｒ率５０
％以上を達成するには、（Ｔ、Ｆｅ）がそれぞれ１１％
以上、１５％以上、２２％以上および２２％以上となる
よう、フラックス中にＦｅ酸化物を配合すればよい。 なお、本明細書では特に断らない限り、％は重量％を示
し、（）内に示す成分はそれぞれスラグまたはフラック
ス中の成分、〔）内に示すのは溶鋼中の成分である。 また、■においては、有益成分であるＭｎの酸化損失を
防ぐ必要がある場合には、フラックス中にＭｎ酸化物を
予め配合しておくことを提案し、さらに■ではＭｎの歩
留りを向上させるために、脱Ｃｒ処理後にスラグ中に炭
材を添加することを提案した。 ■では合計１０％以上のＭｇＯおよび／またはＺｒ０ｚ
を配合することも提案し、脱Ｃｒ率の向上、耐火物の溶
損防止の効果を得ている。 本出願人が提案した上記溶鋼の脱クロム方法を実操業に
適用すれば、溶鋼中に混入した不純Ｃｒ成分を除去でき
る。しかしながら、さらに低クロム化を図ろうとすると
処理時間が長くなり、生産性の低下につながるという問
題があり、また処理中の溶鋼温度の低下を補償するため
、出鋼温度を高くしなければならないという難点がある
。 （発明が解決しようとする１題） 本発明は、前記■〜■の発明を基礎とし、その実操業に
おける問題点を解決することを課題としてなされたもの
である。本発明の目的は、溶鋼の攪拌を強化し、処理時
間を短縮して溶鋼温度の低下を抑えながら、転炉あるい
は電気炉で溶製した鋼の不純物Ｃｒを迅速かつ効果的に
除去する方法を提供することにある。 （課題を解決するための手段） 本発明者らは、上述したＣａＯ５５４０，、ＦｅｚＯ５
を主成分とする酸化性の低塩基度フラックス（以下「脱
Ｃｒフラックス」と記す）による溶鋼の脱Ｃｒ処理の操
業を調査し、その処理法がもつ前記問題点の解決策を検
討し、新たに次のような知見を得た。 （１）取鍋に受綱した未脱酸溶鋼をバブリング攪拌しな
がら脱Ｃｒ処理を行う場合は、操業を阻害するスロッピ
ングあるいはスピンティングの発生を防止するため、不
活性ガス吹込み量に限界値があり溶鋼攪拌の強化、従っ
て、脱Ｃｒ反応速度の向上が制約される。 （２１ＡＯＤ炉はスロッピングあるいはスピッティング
が発生しても操業が阻害されないような炉体構造になっ
ているので、底吹きガス量を上記の限界値より大幅に増
加して溶鋼を強く攪拌することができる。 （３）従って、ＡＯＤ炉で未脱酸溶鋼を脱Ｃｒ処理する
と、底吹きガス量の増加と共に脱Ｃｒ反応が速く進行し
、短い時間で（Ｃｒ）が平衡濃度に到達する。 本発明は上記の知見に基づいてなされたものであり、そ
の要旨は、ｒ転炉もしくは電気炉で溶製された未脱酸溶
鋼中のＣｒ含有量が目標値を超えているとき、その溶鋼
をＡＯＤ炉に受鋼してＦｅ酸化物を含有するフラックス
を添加し、そのフラックスの塩基度（Ｘ）と生成するス
ラグ中の全Ｆｅ（Ｔ、ｐＢ）含有量との関係が下記の関
係になるように調整するとともに、炉底から０．ｌＮｍ
３／ｌ１ｌｉｎ−Ｔ溶鋼以上の不活性ガスを底吹きする
ことを特徴とする溶鋼の脱クロム方法ｊにある。 ０≦Ｘ〈１のとき・・・・・・・・・（Ｔ、Ｆｅ）≧７
．５％ｌ≦χ≦２のとき・・・・・・・・・（Ｔ、Ｆｅ
）≧５　％２＜Ｘ≦３のとき・・・・・・・・・（Ｔ、
Ｆｅ）≧１０　　％３＜Ｘのとき・・・・・・・・・（
Ｔ、　Ｆｅ）≧１５　　％で、（）内はフラックス中の
配合成分、％は重量％である。 上記の脱Ｃｒフラックスは下記の成分組成を有するのが
望ましい。 ■〔Ｃｒ〕をＣｒ酸化物としてスラグ中に酸化除去する
ため、Ｆｅ酸化物を２０％以上配合する。 ■（Ｍｎ）の酸化損失を防止するためＭｎの酸化物を１
５％以上配合する。 ■　耐火物の溶損防止およびスラグ中のＣｒ＃化物の安
定化促進のために、ＭｇＯおよび／またはＺｒＯ□合計
１０％以上配合する。 ■　フラックスの融点低下および塩基度調整のため：　
ＣａＯｌＳｉｎｇ、Ｃａｂ、およびＡｆｚＯｓの１種以
上を配合する。 また、本発明においては、ＡＯＤ炉の炉底の浸漬羽口か
ら不活性ガスを底吹きして、溶鋼を強く攪拌することを
特徴の一つとしているが、不活性ガスの種類としては＾
ｒガスあるいはＮｔガスが適している。 本発明の脱Ｃｒ処理において、フラックスの添加は溶鋼
上部からの投入法でも目的は達せられるが、溶鋼中への
インジェクション法の方がより効果的である。また、フ
ラックスの添加量は目的とする脱Ｃｒ量（通常、０．０
５〜１゜０％程度）および同時に起こる脱Ｃ量などによ
り決定されるが、通常、１０〜５０ｋｇ／Ｔ溶綱で十分
である。 なお、脱Ｃｒ処理後のスラグは、次工程の脱酸あるいは
ＲＨ処理等の脱ガス工程でスラグ中のＣｒ酸化物が還元
されて溶鋼中に復Ｃｒするのを防止するため、除去する
のが望ましいが、塊状の生石灰等でスラグチル（スラグ
を固める）する方法を採ってもよい。 （作用） 以下、本発明方法を詳しく説明する。 第１図は、ＡＯＤ炉で脱Ｃｒ処理を行ったときの（Ｃｒ
）の酸化除去挙動と静ガス底吹き量との関係を示す図で
ある。使用した脱ＣｒフラックスおよびＡｒガス底吹き
量を除く処理条件は後述する実施例１と同じである。 図に示す如く、未脱酸溶鋼に底吹きするＡｒガス底吹き
量の増加と共に脱Ｃｒスラグー溶鋼間の攪拌が強化され
るので脱Ｃｒ反応が速く進行し、（Ｃｒ）が平衡濃度に
到達し、脱Ｃｒが完了する時間が短くなる。 第１図から、取鍋の通常の攪拌レベルの０．０５８ｍ＋
３／ｍ１ｎＴ溶綱を底吹きした場合の脱Ｃｒ処理時間を
１／３〜ｌ／２に短縮するには、Ａｒガス底吹き量を０
．１Ｎｙａ′／■１ｎ−Ｔｔｌ鋼以上とすればよいこと
がわかる。 本発明方法における脱Ｃｒ反応は、（Ｃｒ）がスラグ中
の（Ｆｅｄ）により酸化されて（Ｃｒｅｗ）としてスラ
グ中に除去される下記（１）式の反応、または（Ｃｒ）
がスラグ中の（Ｆｅｄ）から供給された（０）により酸
化されて（Ｃｒｕｘ）としてスラグ中に除去される下記
（２）式および（３）式の反応で示される。 （Ｃｒ）　十Ｘ（Ｆｅｄ）　−（Ｃｒｕｘ）＋Ｘ　（Ｆ
ｅ）・・（１）（ＦｅＯ）→（Ｆｅ）＋

〔０〕・・（２
）（Ｃｒ）　十Ｘ　（０）　＝（ＣｒＯｘ）　　　　　
　・・（３）上記の脱Ｃｒ反応を促進するには、スラグ
−溶鋼接触界面の（Ｆｅａ）濃度あるいは

〔０〕濃度お
よび反応界面での（Ｃｒ）濃度を高くすること、また生
成した（Ｃｒｕｘ）をスラグ中に安定化することが必要
となる。これらのうち（Ｆｅｄ）濃度あるいは（０）濃
度は、脱Ｃｒフランクス中に多量のＦｅ酸化物が配合さ
れているので十分な濃度である。また（Ｃｒｕｘ）のス
ラグ中安定化については、脱Ｃｒフランクスを低塩基度
の配合としているので安定化しゃすいスラグが生成して
いる。従って、脱Ｃｒ反応速度をさらに向上させるには
反応界面の（Ｃｒ）　ｅ４度を高く保つことが重要とな
る。 本発明方法においては、不活性ガスを底吹きすることに
より溶鋼を強く攪拌するので反応界面の更新が促されて
（Ｃｒ）濃度が高く保たれるため、脱Ｃｒ反応速度が大
きく向上するのである。 以下、本発明の方法を実施例と比較例とを対比して具体
的に説明する。 （実施例１） 電気炉で溶製した未脱酸の低炭素鋼溶鋼１０ト、をＡＯ
Ｄ炉に入れ、第１表に示す組成のフラックス５０ｋｇ／
Ｔ溶鋼を添加し、アルゴンガス０．５Ｎｍ’／ｗｉｎ　
・Ｔ溶鋼で溶鋼をバブリング攪拌しながら２０分間間膜
ｒ処理を実施した。 （比較例１） 同じく電気炉で溶製した未脱酸の低炭素鋼溶鋼１０ト、
を取鍋に入れ、第１表に示す実施例１と同じ組成のフラ
ックス５０ｋｇ／Ｔ溶鋼を添加し、アルゴンガス０．０
５Ｎｇ’／鋼ｆｎ−Ｔ溶鋼で溶鋼をバブリング攪拌しな
がら２０分間間膜ｒ処理を実施した。 脱Ｃｒ処理成績を第２表にまとめて示す。表に示す如く
、実施例１では、フラックス添加後約５分で５７％の脱
Ｃｒが進行し、１０分後には［Ｃｒ）が０．０４％の平
衡濃度に到達しａＣｒが完了した。、１０分後の脱Ｃｒ
率は７１％であり、溶＃ｉｌ温度の降下量は６０″Ｃで
あった。 一方、比較例１の２０分後の脱Ｃｒ率は６４％、溶鋼温
度の降下量は１００℃で脱Ｃｒ反応を完了させるには処
理時間をさらに延長する必要があり、溶鋼温度の降下量
も１００℃以上になる。 （実施Ｎ２） 前記第１表に示す組成のフランクス５０ｋｇ／Ｔ溶鋼を
添加した以外は実施例１と同様の条件で脱Ｃｒ処理を実
施した。 （比較例２） 前記第工表に示す実施例２と同じ組成のフラックス５０
ｋｇ／Ｔ溶鯛を添加した以外は比較例Ｉと同様の条件で
ａｃｒ処理を実施した。 脱Ｃｒ処理成績を第３表にまとめて示す、実施例２では
フランクス添加後約５分で５０％の脱Ｃｒが進行し、１
０分後には脱Ｃｒが完了した。１０分後の脱Ｃｒ率は６
７％、溶鋼温度の降下量は５０’Ｃであった。また、フ
ラックス中にＭｎ＃化物を２０％以上配合したので、５
分以降の（Ｍｎ）の酸化損失は認められず［Ｍｎ）歩留
りは８８％であった。 これに対し、比較例２の脱Ｃｒ進行速度は実施例２に比
べて低く、到達［Ｃｒ）レベルも高かった。 比較例２の２０分後の脱Ｃｒ率は５０％で実施例２に比
べて低く、溶鋼温度の降下量は８０℃あった。処理中の
（Ｍｎ）の酸化挙動は実施例２と同様であった。 （実施例３） 前記第１表に示す組成のフランクス５０ｋｇ／Ｔ溶鯛を
添加した以外は実施例１と同様の条件で脱Ｃｒ処理を実
施した。 （比較例３） 前記第１表に示す実施例３と同じ組成のフラックス５０
ｋｇ／Ｔ溶鋼を添加した以外は比較例１と同様の条件で
脱Ｃｒ処理を実施した。 脱Ｃｒ処理成績を第４表にまとめて示す、実施例３では
フラックス添加後約５分で６７％の脱Ｃｒが進行し、脱
Ｃｒが完了した。この時までの溶鋼温度の降下量はわず
かに３０°Ｃであった。また、５分以降の（Ｍｎ）の酸
化損失は認められず（Ｍｎ）歩留りは７５％であった。 なお、５分以降の処理は、到達（Ｃｒ）が平衡か否かの
確認のために行った。 これに対し、比較例３の脱Ｃｒ進行速度は実施例３に比
べて低く、到達（Ｃｒ）レベルも高かった。 比較例３の２０分後の脱Ｃｒ率は実施例３の５分後の値
より低い５０％であり、溶鋼温度の降下量は８０°Ｃあ
った。また、比較例３の（Ｍｎ）酸化速度は実施例３よ
り若干おそいが、１０分以降はフラックス中に配合され
たＭｎ酸化物が溶解したスラグ中の（ＭｎＯ）と平衡す
る［Ｍｎ〕濃度に到達し、（Ｍｎ）歩留りは実施例３と
等しい７５％であった。 （実施例４） 転炉で溶製した未脱酸の低炭素鋼溶１ｍ１９０））をＡ
ＯＤ炉に入れ、前記第１表に示す組成のフラックス５０
ｋｇ／Ｔ溶鋼を添加し、アルゴンガス０．５Ｎｍ’／ｗ
ｉｎ・Ｔ溶鋼で溶鋼をバブリング攪拌しながら２０分間
間膜ｒ処理を実施した。 （比較例４） 実施例４とおなし転炉溶製の未脱酸の低炭素鋼溶１１９
０’＞を取鍋に入れ、前記第１表に示す実施例４と同じ
組成のフラックス５０ｋｇ／Ｔ溶鋼を添加し、アルゴン
ガス０．０５Ｎｍ！／ｗｉｎ−Ｔ？容綱で溶鋼をバブリ
ング攪拌しながら２０分間間膜ｒ処理を実施した。 脱Ｃｒ処理成績を第５表にまとめて示す。表に示すとお
り、実施例４ではフラックス添加後約５分で６３％の脱
Ｃｒが進行し、１０分後には（Ｃｒ）が０，０３％の平
衡濃度に到達し、脱Ｃｒが完了した。１０分後の脱Ｃｒ
率は７２％であり、溶鋼温度の降下量は５０°Ｃであっ
た。 一方、比較例４の脱Ｃｒ進行速度は実施例４に比べて低
く、到達（Ｃｒ）レベルも高かった。比較例４の２０分
後の脱Ｃｒ率は６３％、溶鋼温度の降下量は７０°Ｃで
、脱Ｃｒ反応を完了させるにはさらに処理時間を延長す
る必要があり、溶鋼温度の降下量も７０°Ｃ以上になる
。 （以下、余白） （発明の効果） 本発明方法によれば、脱Ｃｒフラックスによる溶鋼の脱
Ｃｒ反応が促進され、目標値を超える（Ｃｒ）が効率的
に除去できるので、脱Ｃｒ処理時間を短縮することがで
きる。その結果、処理中の溶ｇｉ度の降下量が減少する
ので、出鋼温度を高くすることによる多くの弊害をなく
することが可能になる。 さらにチャージ当たりの耐火物の溶損量が減少するので
耐火物原単位が低下する。 本発明は、生産性を大きく落とすことなく、Ｃｒ含存置
が規格を外れ溶鋼を処理して、規格適合材を製造すると
いう大きな実益をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＡＯＤ炉で脱Ｃｒ処理を行った場合の（Ｃｒ
）の酸化除去挙動とＡｒガス底吹き量との関係を示す図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　転炉もしくは電気炉で溶製された未脱酸溶鋼中のＣｒ
   含有量が目標値を超えているとき、その溶鋼をＡＯＤ炉
   に受鋼してＦｅ酸化物を含有するフラックスを添加し、
   そのフラックスの塩基度（Ｘ）と生成するスラグ中の全
   Ｆｅ（Ｔ、Ｆｅ）含有量との関係が下記の関係になるよ
   うに調整するとともに、炉底から０．１Ｎｍ＾３／ｍｉ
   ｎ・Ｔ溶鋼以上の不活性ガスを底吹きすることを特徴と
   する溶鋼の脱クロム方法。 ０≦Ｘ＜１のとき・・・・・・・・・（Ｔ、Ｆｅ）≧７
   ．５％１≦Ｘ≦２のとき・・・・・・・・・（Ｔ、Ｆｅ
   ）≧５％２＜Ｘ≦３のとき・・・・・・・・・（Ｔ、Ｆ
   ｅ）≧１０％３＜Ｘのとき・・・・・・・・・（Ｔ、Ｆ
   ｅ）≧１５％ただし、 Ｘ＝（ＣａＯ）％＋（ＭｎＯ）％＋（ＭｇＯ）％／（Ｓ
   ｉＯ＿２）％＋（Ａｌ＿２Ｏ＿３）％で、（）内はフラ
   ックス中の配合成分、％は重量％である。