JPH05247517A - 含クロム溶鋼の脱炭精錬法 - Google Patents
含クロム溶鋼の脱炭精錬法Info
- Publication number
- JPH05247517A JPH05247517A JP4942292A JP4942292A JPH05247517A JP H05247517 A JPH05247517 A JP H05247517A JP 4942292 A JP4942292 A JP 4942292A JP 4942292 A JP4942292 A JP 4942292A JP H05247517 A JPH05247517 A JP H05247517A
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- JP
- Japan
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- oxygen
- blowing
- steel
- decarburizing
- chromium
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ステンレス鋼の脱炭に関し、特に上吹に着目
し、溶鋼中の［Ｃｒ］の酸化を抑制し脱炭反応の効率を
向上させる方法の提供 【構成】 上吹ランスから酸素、または酸素／アルゴン
の混合ガスを噴射する場合、酸素又は酸素／アルゴンの
ジェットの自由噴流長さ（ｈ）とランスノズルスロート
部直径（ｄ0 ）の比；ｈ／ｄ0 が１０以上１５０以下と
なることを特徴とする含クロム鋼の上底吹脱炭精錬法。 【効果】 溶鋼中の［Ｃｒ］の酸化を抑え、経済的かつ
効率的に含クロム鋼の脱炭精錬が可能となった。
し、溶鋼中の［Ｃｒ］の酸化を抑制し脱炭反応の効率を
向上させる方法の提供 【構成】 上吹ランスから酸素、または酸素／アルゴン
の混合ガスを噴射する場合、酸素又は酸素／アルゴンの
ジェットの自由噴流長さ（ｈ）とランスノズルスロート
部直径（ｄ0 ）の比；ｈ／ｄ0 が１０以上１５０以下と
なることを特徴とする含クロム鋼の上底吹脱炭精錬法。 【効果】 溶鋼中の［Ｃｒ］の酸化を抑え、経済的かつ
効率的に含クロム鋼の脱炭精錬が可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶鋼中の［Ｃｒ］の酸化
を抑え、スラグ中のクロム酸化物濃度の上昇を防止する
ことにより、効率よく脱炭を行う含クロム溶鋼の脱炭精
錬法に関するものである。
を抑え、スラグ中のクロム酸化物濃度の上昇を防止する
ことにより、効率よく脱炭を行う含クロム溶鋼の脱炭精
錬法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼のように１１％以上のクロ
ムを含む含クロム溶鋼の脱炭法として、従来より、いわ
ゆるＡＯＤ法、ＶＯＤ法、上底吹き転炉法が知られてい
る。ＡＯＤ法に関しては、本来の炉底近傍側壁からの酸
素、Ａｒ等のガス吹き込みに加え、近年、炉上方から酸
素、Ａｒ等のガスを吹き付ける複合吹錬法が一般化して
きた。
ムを含む含クロム溶鋼の脱炭法として、従来より、いわ
ゆるＡＯＤ法、ＶＯＤ法、上底吹き転炉法が知られてい
る。ＡＯＤ法に関しては、本来の炉底近傍側壁からの酸
素、Ａｒ等のガス吹き込みに加え、近年、炉上方から酸
素、Ａｒ等のガスを吹き付ける複合吹錬法が一般化して
きた。
【０００３】これらＡＯＤの複合吹錬法については、例
えば特公昭５９−２１３６７号公報、特開昭５９−１６
６６１７号公報等に開示されている。
えば特公昭５９−２１３６７号公報、特開昭５９−１６
６６１７号公報等に開示されている。
【０００４】しかし、この複合吹錬法によりＡＯＤ脱炭
を行なう際の上吹きの効果については、まだよく解明さ
れておらず、吹錬反応効率、特に脱炭効率に関し、従来
の底吹きＡＯＤに対して、複合吹錬法の方が著しく優れ
ているという例はまだ見られない。確かに特公昭５９−
２１３６７号公報に開示された技術は、上吹き酸素によ
る二次燃焼促進によって鋼浴温度を上昇させ、優先脱炭
を促進させるというものである。しかし、鋼浴温度の上
昇は吹止温度の上限によって制約されるため、脱炭効率
の向上にも限界がある。
を行なう際の上吹きの効果については、まだよく解明さ
れておらず、吹錬反応効率、特に脱炭効率に関し、従来
の底吹きＡＯＤに対して、複合吹錬法の方が著しく優れ
ているという例はまだ見られない。確かに特公昭５９−
２１３６７号公報に開示された技術は、上吹き酸素によ
る二次燃焼促進によって鋼浴温度を上昇させ、優先脱炭
を促進させるというものである。しかし、鋼浴温度の上
昇は吹止温度の上限によって制約されるため、脱炭効率
の向上にも限界がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ステ
ンレス鋼のような含クロム溶鋼の脱炭に関し、特に上吹
きに着目し、溶鋼中の［Ｃｒ］の酸化を抑制し、脱炭反
応を促進する方法を提供しようとするものである。
ンレス鋼のような含クロム溶鋼の脱炭に関し、特に上吹
きに着目し、溶鋼中の［Ｃｒ］の酸化を抑制し、脱炭反
応を促進する方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、上吹きランスから酸素、または酸素とアルゴンと
の混合ガスを噴射する場合、酸素または酸素−アルゴン
のジェットの自由噴流長さ（ｈ）とランスノズルスロー
ト部直径（ｄ0 ）の比；ｈ／ｄ0 が１０以上１５０以下
となることを特徴とする含クロム溶鋼の上底吹き脱炭精
錬法にある。
ろは、上吹きランスから酸素、または酸素とアルゴンと
の混合ガスを噴射する場合、酸素または酸素−アルゴン
のジェットの自由噴流長さ（ｈ）とランスノズルスロー
ト部直径（ｄ0 ）の比；ｈ／ｄ0 が１０以上１５０以下
となることを特徴とする含クロム溶鋼の上底吹き脱炭精
錬法にある。
【０００７】
【作用】以下、作用とともに本発明を具体的に説明す
る。
る。
【０００８】一般に、含クロム溶鋼の脱炭反応は、よく
知られているように（１），（２）式で表され、律速過
程は（２）式と考えられている。 Ｏ2 ＋４／３［Ｃｒ］＝２／３Ｃｒ2 Ｏ3 （１） ２／３Ｃｒ2 Ｏ3 ＋２［Ｃ］＝４／３［Ｃｒ］＋２ＣＯ （２） 本発明者らは、ＡＯＤ複合吹錬による脱炭に関して鋭意
検討した結果、本発明の実施により、複合吹錬法の脱炭
効率が従来の底吹きＡＯＤより著しく向上し、スラグ中
の％（Ｃｒ2 Ｏ3 ）も低くなることを見出した。
知られているように（１），（２）式で表され、律速過
程は（２）式と考えられている。 Ｏ2 ＋４／３［Ｃｒ］＝２／３Ｃｒ2 Ｏ3 （１） ２／３Ｃｒ2 Ｏ3 ＋２［Ｃ］＝４／３［Ｃｒ］＋２ＣＯ （２） 本発明者らは、ＡＯＤ複合吹錬による脱炭に関して鋭意
検討した結果、本発明の実施により、複合吹錬法の脱炭
効率が従来の底吹きＡＯＤより著しく向上し、スラグ中
の％（Ｃｒ2 Ｏ3 ）も低くなることを見出した。
【０００９】これは本発明が上吹きによる脱炭効率を向
上させ、さらに底吹きによる脱炭効率そのものも向上さ
せていることによる。その理由として、上吹きまたは底
吹きによって生成したＣｒ2 Ｏ3 が、上吹きにより形成
された高温の火点部で容易に融体化することが大きく寄
与していると考えられる。
上させ、さらに底吹きによる脱炭効率そのものも向上さ
せていることによる。その理由として、上吹きまたは底
吹きによって生成したＣｒ2 Ｏ3 が、上吹きにより形成
された高温の火点部で容易に融体化することが大きく寄
与していると考えられる。
【００１０】鋼浴表面に高温の火点部を形成させるため
には、上吹きジェットが鋼浴表面との接触部において脱
炭反応を起こし発熱させ、またジェットの顕熱を強制対
流伝熱によって鋼浴表面に伝える必要がある。
には、上吹きジェットが鋼浴表面との接触部において脱
炭反応を起こし発熱させ、またジェットの顕熱を強制対
流伝熱によって鋼浴表面に伝える必要がある。
【００１１】このためには、上吹きジェットをある限界
値以上の運動量にて鋼浴面に衝突させることが重要とな
る。このようなジェットの衝突の強さを表わす概念とし
て従来より、鉄鋼精錬にてＬ／Ｌ0 の指標が採用されて
いる。ここにＬ0 ；鋼浴深さＬ；上吹きジェットの衝突
による鋼浴面のくぼみ深さである。しかしながら、脱炭
精錬の場合、鋼浴表面に衝突するエネルギーの絶対値が
問題であり、Ｌ／Ｌ0の指標は、いわば衝突力を炉容で
規格化した値となっており適当でない。
値以上の運動量にて鋼浴面に衝突させることが重要とな
る。このようなジェットの衝突の強さを表わす概念とし
て従来より、鉄鋼精錬にてＬ／Ｌ0 の指標が採用されて
いる。ここにＬ0 ；鋼浴深さＬ；上吹きジェットの衝突
による鋼浴面のくぼみ深さである。しかしながら、脱炭
精錬の場合、鋼浴表面に衝突するエネルギーの絶対値が
問題であり、Ｌ／Ｌ0の指標は、いわば衝突力を炉容で
規格化した値となっており適当でない。
【００１２】本発明者らは従来よりＬ／Ｌ0 に替わる指
標としてｈ／ｄ0 が妥当であることを見いだしており、
ｈ／ｄ0 によると上吹きジェットの衝突の強さが表わせ
る。ここで自由噴流長さ：ｈは図１に示すごとくであ
る。すなわち、通常操業で用いられるラバールノズルの
場合、ノズルから吐出した気体は超音速流となり、遷移
領域を経て亜音速流の自由噴流となる。この自由噴流の
長さは、遷移領域の長さは小さいと仮定し、無視する
と、ノズル／湯面間の距離から超音速領域長さを差し引
いた値であらわされ、（３）〜（５）式で計算可能であ
る。 ｈ＝Ｌｇ−Ｈｃ （３） Ｈｃ＝（４．１２Ｐ−１．８６）×ｄ0 （４） Ｐ＝ＦＯ2 ×１０-4／（５８．１ｎＡ）−１．０３３ （５） ここで、ランスギャップＬｇ（ｍ）とはランスノズル先
端から鋼浴表面までの距離である。また、上吹きジェッ
トの超音速領域長さＨｃ（ｍ）は、（４）式よりランス
羽口前ゲージ圧力Ｐ（ｋｇ／ｃｍ2 ）の関数であり、Ｐ
は（５）式より、送酸素速度ＦＯ2 （Ｎｍ2 ／ｈ）、ラ
ンス羽口個数ｎ、ランス羽口断面積Ａ（ｍ2 ）の関数と
して求められる。上吹きランスノズルがストレート構造
の場合、Ｈｃ（ｍ）は零であり、ジェットの自由噴流長
さはＬｇ（ｍ）そのものとなる。ｈ／ｄ0 が鋼浴表面の
衝突力（運動量＝ｍｖ）を炉容にかかわらず表わしてい
る理由として、自由噴流の速度がｈ／ｄ0 の関数で表わ
されるためである。すなわちノズル吐出流速をＵ0 とす
ると自由噴流の中心軸上の速度Ｕｍは（６）式で表わさ
れる。
標としてｈ／ｄ0 が妥当であることを見いだしており、
ｈ／ｄ0 によると上吹きジェットの衝突の強さが表わせ
る。ここで自由噴流長さ：ｈは図１に示すごとくであ
る。すなわち、通常操業で用いられるラバールノズルの
場合、ノズルから吐出した気体は超音速流となり、遷移
領域を経て亜音速流の自由噴流となる。この自由噴流の
長さは、遷移領域の長さは小さいと仮定し、無視する
と、ノズル／湯面間の距離から超音速領域長さを差し引
いた値であらわされ、（３）〜（５）式で計算可能であ
る。 ｈ＝Ｌｇ−Ｈｃ （３） Ｈｃ＝（４．１２Ｐ−１．８６）×ｄ0 （４） Ｐ＝ＦＯ2 ×１０-4／（５８．１ｎＡ）−１．０３３ （５） ここで、ランスギャップＬｇ（ｍ）とはランスノズル先
端から鋼浴表面までの距離である。また、上吹きジェッ
トの超音速領域長さＨｃ（ｍ）は、（４）式よりランス
羽口前ゲージ圧力Ｐ（ｋｇ／ｃｍ2 ）の関数であり、Ｐ
は（５）式より、送酸素速度ＦＯ2 （Ｎｍ2 ／ｈ）、ラ
ンス羽口個数ｎ、ランス羽口断面積Ａ（ｍ2 ）の関数と
して求められる。上吹きランスノズルがストレート構造
の場合、Ｈｃ（ｍ）は零であり、ジェットの自由噴流長
さはＬｇ（ｍ）そのものとなる。ｈ／ｄ0 が鋼浴表面の
衝突力（運動量＝ｍｖ）を炉容にかかわらず表わしてい
る理由として、自由噴流の速度がｈ／ｄ0 の関数で表わ
されるためである。すなわちノズル吐出流速をＵ0 とす
ると自由噴流の中心軸上の速度Ｕｍは（６）式で表わさ
れる。
【００１３】以上のことからｈ／ｄ0 が鋼浴表面の衝突
力（運動量＝ｍｖ）を炉容にかかわらず表わしており、
Ｌ／Ｌ0 は不適当であることがわかる。
力（運動量＝ｍｖ）を炉容にかかわらず表わしており、
Ｌ／Ｌ0 は不適当であることがわかる。
【００１４】クロム含有鋼の吹錬での［Ｃｒ］の酸化量
（ΔＣｒ）と脱炭量（ΔＣ）の比（ΔＣｒ／ΔＣ）とｈ
／ｄ0 との関係を実績結果から整理すると図１の関係が
得られた。すなわちｈ／ｄ0 ＞１５０では脱炭効率が低
下し、またΔＣｒ／ΔＣが大きくなっている。これは上
吹き火点が十分形成されていないためとみられる。
（ΔＣｒ）と脱炭量（ΔＣ）の比（ΔＣｒ／ΔＣ）とｈ
／ｄ0 との関係を実績結果から整理すると図１の関係が
得られた。すなわちｈ／ｄ0 ＞１５０では脱炭効率が低
下し、またΔＣｒ／ΔＣが大きくなっている。これは上
吹き火点が十分形成されていないためとみられる。
【００１５】なお、操業的にはｈ／ｄ0 ＜１０では上吹
きジェットの鋼浴面での衝突が激しすぎ（ハードブロ
ー）、スピッテイング、ランス地金付等のトラブルが発
生するため好ましくない。したがって、クロム含有鋼の
脱炭吹錬では１０≦ｈ／ｄ0 ≦１５０が最適である。
きジェットの鋼浴面での衝突が激しすぎ（ハードブロ
ー）、スピッテイング、ランス地金付等のトラブルが発
生するため好ましくない。したがって、クロム含有鋼の
脱炭吹錬では１０≦ｈ／ｄ0 ≦１５０が最適である。
【００１６】
【数１】
【００１７】
【実施例】１２０ｔＬＤ−ＯＢ上底吹き転炉にて、１８
％［Ｃｒ］含有の炭素飽和溶銑（％［Ｃ］＝５）を０．
５％［Ｃ］まで脱炭吹錬した。このときの上吹き送酸量
は３．９Ｎｍ3 ／（ｍｉｎ・ｔ）、底吹き送酸量は１．
０Ｎｍ3 ／（ｍｉｎ・ｔ）一定とし、上吹きランスノズ
ルの構造は３０ｍｍφ，４孔（垂直に対するノズル角度
１２°）のラバールノズルであった。
％［Ｃｒ］含有の炭素飽和溶銑（％［Ｃ］＝５）を０．
５％［Ｃ］まで脱炭吹錬した。このときの上吹き送酸量
は３．９Ｎｍ3 ／（ｍｉｎ・ｔ）、底吹き送酸量は１．
０Ｎｍ3 ／（ｍｉｎ・ｔ）一定とし、上吹きランスノズ
ルの構造は３０ｍｍφ，４孔（垂直に対するノズル角度
１２°）のラバールノズルであった。
【００１８】ランスギャップを０．５ｍ，１．５ｍ，
２．５ｍ，４．５ｍ，５ｍとしてΔ［Ｃｒ］／Δ［Ｃ］
を測定したところ、各々５．２，４．１，３．３，５．
０，１０．７であり、ランスギャップ５ｍの時、Δ［Ｃ
ｒ］／Δ［Ｃ］が増大した。ちなみに前述の（１），
（２），（３）式により計算されるｈ／ｄ0 はおのおの
５．４，３９．２，７３．６，１４１，１５８であっ
た。
２．５ｍ，４．５ｍ，５ｍとしてΔ［Ｃｒ］／Δ［Ｃ］
を測定したところ、各々５．２，４．１，３．３，５．
０，１０．７であり、ランスギャップ５ｍの時、Δ［Ｃ
ｒ］／Δ［Ｃ］が増大した。ちなみに前述の（１），
（２），（３）式により計算されるｈ／ｄ0 はおのおの
５．４，３９．２，７３．６，１４１，１５８であっ
た。
【００１９】またランスギャップ０．５ｍのときランス
への地金付着が増加し、操業上問題となった。
への地金付着が増加し、操業上問題となった。
【００２０】
【発明の効果】本発明により、溶鋼中の［Ｃｒ］の酸化
を抑え、経済的かつ効率的に含クロム溶鋼の脱炭精錬法
が可能となった。
を抑え、経済的かつ効率的に含クロム溶鋼の脱炭精錬法
が可能となった。
【図１】ラバールノズルから吐出した酸素又は酸素−ア
ルゴンのガスが超音速領域、遷移領域、亜音速領域（自
由噴流領域）を形成する様子を示した模式図。
ルゴンのガスが超音速領域、遷移領域、亜音速領域（自
由噴流領域）を形成する様子を示した模式図。
【図２】１２０ｔＬＤ−ＯＢ上底吹転炉において、底吹
酸素０．２〜１．０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・ｔにて含クロム溶
銑（［％Ｃｒ］＝５〜２０）を０．５［％Ｃ］まで脱炭
吹錬した時のΔ［Ｃｒ］／Δ［Ｃ］とｈ／ｄ0 の関係を
示す図。
酸素０．２〜１．０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・ｔにて含クロム溶
銑（［％Ｃｒ］＝５〜２０）を０．５［％Ｃ］まで脱炭
吹錬した時のΔ［Ｃｒ］／Δ［Ｃ］とｈ／ｄ0 の関係を
示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野博範 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項１】 上吹きランスから酸素、または酸素とア
ルゴンとの混合ガスを噴射する場合、酸素または酸素−
アルゴンのジェットの自由噴流長さ（ｈ）とランスノズ
ルスロート部直径（ｄ0 ）の比；ｈ／ｄ0 が１０以上１
５０以下となることを特徴とする含クロム溶鋼の脱炭精
錬方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4942292A JPH05247517A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 含クロム溶鋼の脱炭精錬法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4942292A JPH05247517A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 含クロム溶鋼の脱炭精錬法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05247517A true JPH05247517A (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=12830648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4942292A Withdrawn JPH05247517A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 含クロム溶鋼の脱炭精錬法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05247517A (ja) |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP4942292A patent/JPH05247517A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |