JPH0438806B2 - - Google Patents

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JPH0438806B2
JPH0438806B2 JP3972188A JP3972188A JPH0438806B2 JP H0438806 B2 JPH0438806 B2 JP H0438806B2 JP 3972188 A JP3972188 A JP 3972188A JP 3972188 A JP3972188 A JP 3972188A JP H0438806 B2 JPH0438806 B2 JP H0438806B2
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Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) この発明は、ステンレス鋼の製造方法に関し、
とくに溶融還元法を利用してステンレス鋼を能率
よくしかも安価に製造しようとするものである。 (従来の技術) ステンレス鋼の製造に当つては、スクラツプを
主たる原料とて電気炉で溶解し、更に希釈酸素ガ
スを用いて脱炭精錬を行うことによりCrの酸化
を最小限とする方法例えばAOD法や、真空下で
酸素吹精を行ない同様に脱炭精錬時のCr酸化ロ
スを低減せしめるいわゆるVOD法が、現在広く
工業的に行われている(例えば特開昭51−27810
号公報)。 また脱Pされた溶銑を主たる原料としCr合金
鉄やNi合金鉄を添加して上底吹き転炉で合金鉄
の溶解および脱炭精錬を行う方法も一般的に行わ
れている(例えば特開昭57−2813号公報)。この
場合にも、脱炭精錬時のCr酸化を最小限とする
ために希釈酸素ガスの使用や熱力学的に炭素の優
先酸化が起こり易い1700℃以上の高温下での精錬
が行われる。 このように従来から、Cr含有溶鉄を経済的に
脱炭すべく種々のプロセスが実施されているが、
いずれの場合にも脱炭反応と同時にCrの酸化反
応が生じ、スラグ中にCr分が酸化クロムとして
移行する。クロムは高価な金属であるためクロム
酸化物含有スラグを廃棄することは経済的観点か
ら好ましくない。 また脱炭反応中には、溶鉄の脱S反応はほとん
ど進行しないため、脱炭終了時の溶鉄中S濃度は
高く、製品の規格値を満足しない。このため一般
的には脱炭精錬後、炉内にFeSiを添加しCrの還
元回収を行うと同時に、スラグ塩基度を調整して
脱Sが行われている。Cr鉱石の溶融還元により
得られた粗溶鉄を脱炭する場合も、Cr酸化物の
還元および脱Sの必要性から同様の精錬が行われ
る。 (発明が解決しようとする課題) 上述したSi合金鉄(FeSi)を用いたスラグ中
酸化クロムの還元および脱S処理には以下に述べ
るような問題があつた。 Si合金鉄自体が高価なものであり、経済的で
ない。 還元、脱S時の反応を促進させるためには
ArガスやN2ガスなどの撹拌ガスが必要である
が、通常のステンレス鋼の場合規格値のN濃度
が低いため、高価なArガスを使用せざるを得
ない。 酸化CrのSiによる還元反応によりスラグ中
にSiO2が多量に生じるため、脱Sの条件を整
えるには多量の生石灰が必要となる。 還元、脱Sに通常2分から10分程度要し、生
産性が阻害されるだけでなく、還元、脱S時に
温度が低下する分、予め脱炭期において温度を
上昇させておく必要があり、また還元、脱S時
における高温保持時間の延長も相俟つて炉耐火
物および取鍋耐火物の損耗が大きい。 この発明は、上記の請問題を有利に解決するも
ので、ステンレス鋼の溶製において脱炭精錬に引
き続き通常行われるスラグ中Cr酸化物の還元お
よび脱S処理を行うことなしに、ステンレス鋼を
高能率かつ経済的に製造することができる有利な
方法を提案することを目的とする。 (課題を解決するための手段) さてこの発明では、従来のSi合金鉄による還
元、脱S工程を省略するにあたり、 () Cr酸化物の溶融還元炉と含Cr溶鉄の脱炭精
錬を実施する脱炭炉とを各々個別に設け、 () 溶融還元炉にて、Cr鉱石や半還元Crペレツ
トを効率良く溶融還元するためにスラグおよび
溶鉄の酸素ポテンシヤルが低くし、同時に脱S
反応を促進させて製品規格値以下までS濃度を
低減させる () また必要に応じ、脱炭精錬で発生した酸化
Cr含有スラグを溶融還元炉に装入し、炭材に
より還元する のである。 すなわちこの発明は、上底吹き機能をそなえる
精錬炉を用いてCr酸化物を溶融還元し、ついで
脱炭精錬を行つてステンレス鋼を製造するに当
り、 溶融還元工程において、スラグ塩基度:2.1〜
3.5、溶鉄温度:1500℃以上とすることによつて、
Cr酸化物を還元しつつ脱S反応を促進させるこ
と、 上記の溶融還元工程で得られた溶鉄を取鍋に出
湯すると共に、取鍋内に流入したスラグを除滓す
ること、 除滓した含Cr溶鉄を、溶融還元炉とは別の少
なくとも底吹き機能をそなえる精錬炉に装入し、
脱炭精錬を行うこと、 脱炭精錬により所定の濃度まで脱炭された溶鋼
は直ちに出鋼すること、 からなる溶融還元によるステンレス鋼の製造方法
である。 またこの発明では、必要に応じ、脱炭精錬で生
成したスラグは回収して溶融還元炉に供給し、該
スラグ中に含まれる酸化クロムを還元回収するこ
ともできる。 なお底吹き機能を有する精錬炉としては、浴下
面からの精錬ガスを底吹き、横吹きあるいはこれ
らに上吹きランスをそなえた精錬炉を用いること
ができる。 第1図に、この発明に従うステンレス鋼の製造
工程を模式で示す。 溶銑予備処理で脱Pされた溶銑1を、上底吹き
機能をそなえる溶融還元炉2に装入し、この溶融
還元炉2において酸素を上底吹きしながら、Cr
酸化物、炭材および造滓材を投入してCr酸化物
の溶融還元精錬を行う。かかる溶融還元精錬によ
つて所定の塩基度および所定の温度下に溶製され
た含Cr低S溶鉄は、取鍋3に出湯後、表面に浮
遊するスラグを除滓4したのち、別の上底吹き精
錬炉からなる脱炭炉5に装入する。ここで所定の
C濃度まで脱炭された溶鋼は、脱炭精錬時にスラ
グに移行したCr分を回収することなしに取鍋6
に出鋼する一方、脱炭炉5に残つたスラグはスラ
グポツト7に回収し、必要に応じて熱スラグのま
ま又は冷却後に溶融還元炉2に供給し、この溶融
還元炉2において、Cr酸化物の溶融還元と同時
にスラグ中の酸化Crの還元回収を行うのである。 (作用) 上底吹き転炉を用い、Cr鉱石、半還元Crペレ
ツト等のCr酸化物をコークスや石炭等の炭材を
熱源および還元材として溶融還元するプロセスに
おいて、Cr酸化物の還元反応を促進するにはス
ラグおよび溶鉄中の酸素ポテンシヤルを低くし、
溶鉄の温度を高くすることが熱力学的に有効であ
ることが知られているが、この様な精錬条件下に
おいては溶鉄の脱S反応も進行し易い。すなわち
Cr酸化物の溶融還元に多量の炭材を使用し、炭
材中のSが溶鉄中に加硫されるにもかかわらず、
Sは転炉から発生するガス中およびスラグ中に吸
収され、溶鉄中のS濃度を低減させることができ
るのである。 第2図に、溶融還元精錬時における溶鉄温度と
溶鉄中のS濃度との関係を示す。 スラグ塩基度が2.1〜3.5の範囲でかつ溶鉄温度
が1500℃以上では、Sは0.010%以下となり、さ
らに溶鉄温度が1600℃以上になるとSは0.005%
以下まで低減できる。 次に第3図にスラグ塩基度とS濃度との関係を
示す。 溶温が1500〜1600℃では、スラグ塩基度2.1以
上でS0.01%以下となる。なお3.5を超えても脱S
効果は2.1〜3.5と比較してさほど顕著ではない。
このように温度と塩基度を適切に定めれば最終製
品のS規格値(例えば0.003〜0.010%)以下まで
低減することが可能である。そこでこの発明で
は、スラグ塩基度と浴温につき、それぞれ2.1〜
3.5および1500℃以上の範囲に限定したのである。 溶融還元および上記条件を満足する脱S完了後
の含Cr低S溶鉄を取鍋に出湯し、同時に取鍋内
溶湯上に排出された溶融還元スラグは除滓する。
というのは溶融還元スラグはS濃度が高いため除
滓しないと、脱炭精錬時にスラグ中のSが溶鉄中
に移動し、脱炭終了時の溶鋼Sが高くなり、製品
規格値を超えるおそれが大きいからである。 次に除滓した含Cr溶鉄は、脱炭を専用とする
上底吹き転炉に装入し酸素ガスおよび/又は希釈
酸素ガスを用いて脱炭精錬を行ない、所定の炭素
濃度まで脱炭する。かかる脱炭精錬に当り、含
Cr溶鉄を再度溶融還元炉に装入することも考え
られるが、該炉内には多量の高S濃度の溶融還元
スラグが付着しているための復Sが生じるので、
脱炭炉錬時にはスラグの塩基度調整および炉体保
護を目的として生石灰やドロマイトが添加され脱
炭反応と附随して発生する酸化クロムはスラグ中
に捕捉される。この発明ではかかるスラグを未還
元のままで出鋼するのである。スラグは溶鋼とは
別のスラグポツトに回収し、必要に応じ溶融還元
炉に熱スラグのままあるいは冷却した後溶融還元
炉に添加し、この溶融還元炉においてCr酸化物
の還元と同時にスラグ中酸化Crの還元回収を行
うのである。 上述したとおり、この発明法では、溶融還元炉
で脱Sされるので、脱炭炉で脱S処理を施す必要
がなく、また脱炭時にスラグに補捉されたCr分
は溶融還元精錬時に回収できるので、前掲した如
き問題点〜は全て解消される。 (実施例) この発明により16%Crステンレス鋼を製造し
た例を以下に示す。 容量85tonの上底吹き転炉からなる溶融還元炉
に、72トンの脱P溶銑(C:4.3%、Si:tr、
Mn:0.1%、P:0.012%、S:0.015%)を装入
し、上吹送酸速度:300Nm3/min、底吹送酸速
度:50Nm3/minで送酸しつつ、半還元Crペレツ
ト(FeとCrの還元率65%、組成=T.Cr:33%、
T.Fe:22%、MgO:14%、Al2O3:13%)45ト
ンおよび通常の高炉用塊コークス32トンを炉内に
炉上のバンカーから分割投入しながら精錬を行な
つた。溶融還元温度は1590℃、またスラグ塩基度
(CaO/SiO2)=2.5とした。かかる溶融還元後、
成分組成C:5.7%、Si:0.01%、Mn:0.35%、
P:0.026%、S:0.004%、Cr:15.2%の溶鉄91
トンを得た。 ついで得られた溶鉄を溶鉄装入鍋に出湯したの
ちスラグを除滓してから脱炭炉に装入し、該炉に
おいて冷却材として16%Crスクラツプ18トンを
用いながら脱炭精錬を行つた。この脱炭精錬時に
は生石灰1.8トンを投入すると共に、Cr濃度調整
のため6トンのFeCrを炉内に添加した。また脱
炭精錬中、上吹き酸素は170Nm3/minで送酸す
る一方、底吹き酸素は80Nm3/minから20Nm3
minに溶鋼中C濃度の低下に伴つて減少させつ
つ、Arガスを0〜60Nm3/minに増加した。上吹
きは溶鋼C濃度が0.3%となつた時点でストツプ
し、以後は底吹きのみで精錬を行つた結果、C:
0.05%、Si:tr、Mn:0.028%、P:0.025%、
S:0.004%、Cr:16.1%のステンレス鋼106トン
を得た。この時のスラグの成分はCaO:31%、
SiO2:7%、MnO:3%、MgO:2%、
Cr2O3:57%であり、スラグは6.0トン発生した。
このスラグの酸化Cr分を回収するため、ステン
レス鋼出鋼後スラグポツトに回収し、直ちに溶融
還元炉に装入して通常の溶融還元精錬と同様の吹
錬を行つたところ、スラグ中酸化Cr濃度は0.3%
まで低下し、脱炭炉スラグ中の酸化クロムをほと
んど回収することができた。 上記の発明法における副原料、精錬用ガス使用
量、精錬時間および溶鋼温度を、従来法に従い
Cr鉱石を溶融還元後粗溶鋼を脱炭炉にてCr回収
および脱Sを行つた場合と比較して表1に示す。
【表】 同表より明らかなように、この発明法では従来
法に較べ還元用FeSi、Arガスおよび塩基度調整
用の生石灰が大幅に削減されるとともに、精錬時
間の短縮および脱炭終了時の温度の低減が達成さ
れている。 また溶融還元炉に投入される脱炭炉生成スラグ
は、塩基度が4.4と溶融還元時のスラグ塩基度2.1
〜3.0より高いことから溶融還元スラグのCaO分
として有効に利用できるので、トータルのスラグ
発生量が80Kg/ton減少した。 さらに脱炭炉の高温下での精錬時間が短縮さ
れ、最高到達温度が低下するために、炉寿命が延
長し、耐火物コストが第4図に示したように大幅
に減少した。 なお附随的効果として、出鋼時の鋼中酸素が高
いため脱炭炉出鋼中のNピツクアツプ量が減少
し、出鋼後の取鍋で従来120ppm程度のNが
70ppmまで低下し、低N鋼が容易に得られる利点
もある。 (発明の効果) かくしてこの発明によれば、溶融還元精錬を利
用したステンレス鋼の製造において、従来に較べ
大幅なコスト低減の下に生産能率を格段に向上さ
せることができ、また炉寿命の延長も併せて実現
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に従うステンレス鋼の製造
要領を示す模式図、第2図は、溶融還元精錬にお
ける溶鉄温度と溶鉄中S濃度との関係を示したグ
ラフ、第3図は、スラグ塩基度と溶鉄中S濃度と
の関係を示したグラフ、第4図は、この発明が脱
炭炉耐火物に及ぼす影響を示したグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上底吹き機能をそなえる精錬炉を用いてCr
    酸化物を溶融還元し、ついで脱炭精錬を行つてス
    テンレス鋼を製造するに当り、 溶融還元工程において、スラグ塩基度:2.1〜
    3.5、溶鉄温度:1500℃以上とすることによつて、
    Cr酸化物を還元しつつ脱S反応を促進させるこ
    と、 上記の溶融還元工程で得られた溶鉄を取鍋に出
    湯すると共に、取鍋内に流入したスラグを除滓す
    ること、 除滓した含Cr溶鉄を、溶融還元炉とは別の少
    なくとも底吹き機能をそなえる精錬炉に装入し、
    脱炭精錬を行うこと、 脱炭精錬により所定の濃度まで脱炭された溶鋼
    は直ちに出鋼すること、 を特徴とする溶融還元によるステンレス鋼の製造
    方法。 2 上底吹き機能をそなえる精錬炉を用いてCr
    酸化物を溶融還元し、ついで脱炭精錬を行つてス
    テンレス鋼を製造するに当り、 溶融還元工程において、スラグ塩基度:2.1〜
    3.5、溶鉄温度:1500℃以上とすることによつて、
    Cr酸化物を還元しつつ脱S反応を促進させるこ
    と、 上記の溶融還元工程で得られた溶鉄を取鍋に出
    湯すると共に、取鍋内に流入したスラグを除滓す
    ること、 除滓した含Cr溶鉄を、溶融還元炉とは別の少
    なくとも底吹き機能をそなえる精錬炉に装入し、
    脱炭精錬を行うこと、 脱炭精錬により所定の濃度まで脱炭された溶鋼
    は直ちに出鋼する一方、脱炭精錬で生成したスラ
    グは回収して溶融還元炉に供給し、該スラグ中に
    含まれる酸化クロムを還元回収すること、 を特徴とする溶融還元によるステンレス鋼の製造
    方法。
JP3972188A 1988-02-24 1988-02-24 溶融還元によるステンレス鋼の製造方法 Granted JPH01215913A (ja)

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