JPH06116625A - ステンレス溶鋼の脱ガス, 脱炭処理法 - Google Patents
ステンレス溶鋼の脱ガス, 脱炭処理法Info
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- JPH06116625A JPH06116625A JP4268653A JP26865392A JPH06116625A JP H06116625 A JPH06116625 A JP H06116625A JP 4268653 A JP4268653 A JP 4268653A JP 26865392 A JP26865392 A JP 26865392A JP H06116625 A JPH06116625 A JP H06116625A
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Abstract
び温度低下の防止を有利に実現する、ステンレス溶鋼の
脱炭方法について提案する。 【構成】 真空槽内で脱Nにより溶鋼フォーミングを発
生させ、該フォーミング溶鋼に、上吹きランスにて酸素
を吹つけることにより、脱炭および2次燃焼による着熱
を同時に発生させて、溶鋼の温度降下およびCr酸化を抑
制する。
Description
ス, 脱炭処理法に関し、特に鋼浴面に酸素を吹付けなが
ら真空脱ガス, 脱炭処理する方法において、鋼浴中のCr
の酸化を防止しつつ、溶鋼温度の低下を防止することに
より、溶鋼の低酸素化を実現しようとするものである。
真空脱炭と示す)処理する方法としては、高Cr鋼等を対
象とする、鋼浴浴面下の比較的浅い位置に容器側壁より
酸素ガスを吹き込む方法(特開昭51−140815号公報参
照)、およびスラグの存在下で不活性ガスを供給するこ
とにより、極低炭素ステンレス鋼を製造する方法(特開
昭55−2759号公報参照)等がある。これらの技術はいず
れも、脱炭を促進することは可能であるが、脱炭処理に
おいて問題となる、溶鋼の温度降下については何ら考慮
されていなかった。
て、特公昭63−58203 号公報には、真空脱炭前のCを0.
15wt%以上とすることにより、Cr酸化を抑制することが
記載されている。しかし、この方法においても脱炭が主
目的であり、溶鋼の温度低下防止については言及されて
はおらず、また、Cr酸化の抑制は、真空脱炭の前工程で
可能であるが、真空脱炭時のCr酸化については記載され
ていない。
および温度低下については、従来の問題が依然として解
消されていないのが現状である。
酸素を吹付け、2次燃焼させることにより、溶鋼の温度
低下を防止する方法が、特開平2−77518 号公報に開示
されているが、主にCrを含有しない普通鋼を対象とした
技術であり、ステンレス溶鋼に適用すると、Cr酸化が大
きくなることからステンレスの精錬には不向きである。
空脱ガス, 脱炭時の脱炭反応の促進と共に、Crの酸化お
よび溶鋼温度の低下を有利に防止することのできるステ
ンレス溶鋼の脱ガス, 脱炭処理法について提案すること
を目的とする。
されたステンレス溶鋼の真空脱ガス, 脱炭処理に当た
り、該処理開始時の溶鋼中の〔C〕および〔N〕を合計
で0.14wt%以上に調整し、真空脱ガス処理槽内の溶鋼表
面に、上吹きランスを介して、下記式で定義されるαが
−1〜4の範囲となる、酸化性ガスの吹付けを行うこと
を特徴とするステンレス溶鋼の脱ガス, 脱炭処理法であ
る。 記 α=−0.808(LH)0.7+0.00191(PV) +0.00388(D2/D1)2
Q+2.97 ここで、LH:真空脱ガス処理槽内における、溶鋼の静止
浴面から上吹きランス先端部までの高さ(m) PV:酸化性ガス供給後の真空脱ガス処理槽内の真空度
(Torr) D1:上吹きランスのノズルスロート径(mm) D2:上吹きランスのノズル開口径(mm) Q:酸素ガス流量(Nm3/min)
酸素含有ガスのことを意味し、酸素含有ガスを用いる場
合の酸素ガス流量Qは、酸素含有量に従って換算するこ
ととする。また、上吹きランスとしてはラバール型が有
利に適合する。ちなみに、ランスのノズルがストレート
の場合は、D1=D2となる。
溶製したステンレス溶鋼を、RH法やVOD法などの真
空脱ガス, 脱炭処理するに当たり、真空槽内に設置した
上吹きランスにより、酸化性ガスを吹付け、C+ 1/2O
2 →CO反応により脱炭を行い、一方この時に発生する
COガスによって、CO+ 1/2O2 →CO2 の反応を起
こさせて、溶鋼の温度の低下を防止しようとするところ
にある。
る上記酸素は、その一部のみを脱炭(Cr酸化も含む)に
供するようにすることが肝要である。すなわち、全ての
酸素が脱炭(Cr酸化も含む)に使用されると、溶鋼への
着熱が困難になる。この溶鋼への着熱を促進するには、
真空脱ガス処理の条件、例えば、真空槽内の溶鋼の静止
浴面からランス先端部までの高さ(すなわちランス高
さ)、真空槽内の真空度、酸素ガス流量およびランス形
状等を考慮して、酸素ジェットの湯面への到達圧力を適
正範囲にコントロールする必要がある。この到達圧力を
適正に維持することによって、脱炭およびCr酸化を促進
させつつ、かつ湯面近傍で溶鋼より発生するCOガスを
燃焼させることができ、いわゆる、湯面への着熱を効率
良く行うことができるようになる。
いては、発明者らはかつて、特開平2−77518 号公報に
て詳細に提案した。以下、この到達圧力について説明す
る。この発明において、脱ガス, 脱炭処理中に酸素を吹
込む場合、酸素供給高さ、真空度、使用するランスの形
状および酸素流量等複合的な条件があり、これらの1 つ
が変化するとその作用は大きく変化する。そこで、これ
らの条件変化による作用を吹込まれた酸素ジェットの中
心軸(ランスの中心軸)の湯面への到達圧力P(Torr)で
判定することとした。ここで、Pは log10Pとして示
し、これをαとして略記すると、このαは、 α=−0.808(LH)0.7+0.00191(PY) +0.00388(D2 /D1)2 Q+2.970 ……(1) ここで、式中; LH…ランス高さ(m) PY…到達真空度(Torr) D2 …ランス出口径(複数の場合はその合計) D1 …ランススロート径(複数の場合はその合計) Q …酸素消費量(Nm3/分) で定義される。なお、この酸素ジェットの中心軸の到達
圧力関数αは、種々の出口径とスロート径をもったラバ
ルノズルとストレートノズル、および酸素供給高さ, 酸
素流量および真空度を変化させて実測した圧力を、最も
相関係数の高い条件で回帰した式である。
は、脱炭と同時にCrの酸化が生じるため、このCrの酸化
を最小限に抑制しながら、2次燃焼を起こさせることが
必要となる。そのために重要なことは、上吹きランスよ
り吹付ける酸素を、溶鋼表面に直接到達させるととも
に、溶鋼内部に深く侵入させることなく、真空下でCO
分圧の低い溶鋼領域に吹付けて反応させることである。
そのためには、真空槽内で溶鋼フォーミングを起こさせ
ることが有利であり、これは、溶鋼中の〔N〕濃度を上
昇させて脱Nを起こさせることで実現できる。
ステンレス溶鋼(SUS 304 に準拠)に上吹きランスから
酸素を吹き付けて脱炭処理を実施したときの、処理前
〔C〕+〔N〕と、酸素吹錬中のCrロスとの関係を示
す。ここで、処理条件は、処理前〔C〕が0.09〜0.14
%、処理後〔C〕が0.03〜0.04%、処理前温度1630〜16
40℃、ランス高さは湯面から3.5 m、D2/D1 は2.0 、ラ
ンスからの酸素流量10Nm3/min 、トータル酸素原単位
0.6〜1.2 Nm3/t、送酸終了時の到達真空度8〜12Torr
とした。同図から、溶鋼中〔C〕+〔N〕が0.14wt%未
満で、Cr酸化量が上昇することがわかる。ここで、Cr酸
化量とは、処理前Cr濃度から送酸終了時のCr濃度をひい
た値(kgf/t )とした。
+〔N〕の合計量は、0.14wt%以上とすることとした。
なお、溶鋼フォーミングを起こさせる要因としては、
〔N〕以外に〔H〕も考えられるが、〔H〕はフォーミ
ングが発生するほど高い濃度で添加することが困難であ
ること、また仮に〔H〕が添加できたとしても、〔H〕
は〔N〕と比較して、脱ガス速度が速く、酸素吹錬に必
要なフォーミング時間が得られないこと、等から、この
フォーミングを発生させる成分として、〔N〕が最適で
あることがわかった。
は、先に述べたように、フォーミング溶鋼中に吹付ける
のが望ましい。この吹付けが強すぎると(ハードブロ
ー)、酸素が直接溶鋼内部深く侵入し、2次燃焼が起こ
りにくくなる上、Crロスが増大する。一方、吹付けが弱
すぎると(ソフトブロー)、2次燃焼は促進されるが、
脱炭は阻害される。したがって、適正な酸素吹付けを実
現する必要がある。
上述した酸素の浴面到達圧力αに関する、上記(1) 式を
用いて、ステンレス溶鋼における、脱炭挙動および温度
降下量を調査した。その調査結果を、図2および3に示
す。なお、鋼種はSUS 304 で、RH脱ガス処理前の
〔C〕:0.11〜0.14%、RH脱ガス処理後の〔C〕:0.
03〜0.04%およびRH脱ガス処理前の〔N〕:0.15〜0.
20%とした。操業は、LH:1〜12m、PV:0.3 〜100 To
rr、D1/D2:1〜6.8 およびQ:5〜50Nm3/min の条件
とし、処理前温度は、1630〜1640℃であった。
炭速度定数に従うものとした。 ln(〔C〕s /〔C〕)=k・Q(O2) ----(2) ここで、〔C〕s :RH処理前〔C〕(%) 〔C〕:RH処理における酸化性ガス吹き付け終了時
〔C〕(%) k:脱炭速度定数(t/Nm3 ) Q(O2):酸素量(Nm3 /t)
た。 ΔT=Ts −T ----(3) ここで、Ts :RH処理開始時の溶鋼温度(℃) T:酸素吹付け終了時の溶鋼温度(℃)
度降下の両方を満足するαとして、−1以上4以下が適
切であることがわかる。すなわち、αが4をこえると、
脱炭速度定数および温度降下の両方で大きなばらつきが
生じて脱炭速度が低下する。これは、脱炭とともにCrの
酸化が生じるためであり、このCrの酸化が脱炭を阻害す
るためである。一方、αが−1未満であると、2次燃焼
により温度降下は小さくなるが、脱炭は悪化することに
なる。
溶鋼を、上吹きランスをそなえる容積100 tのRH式環
流脱ガス装置を用いて、ランス高さLH:5.0 m、到達真
空度PV:10Torr、D1/D2:2.0 の条件下で、流量Q:15
Nm3/min の酸素を、処理開始4分後から5分間にわたっ
て供給する吹錬を行った。このときのαは、0.72であっ
た。かくして得られた溶鋼の成分組成を、表1に示す。
LH:2.5 m、到達真空度PV:10Torr、ランス径D1/D2:
3.0 とし、流量Q:15Nm3/min の酸素を、処理開始5分
後から3分間にわたって供給する操業も行った。このと
きのαは、1.98であった。かくして得られた溶鋼の成分
組成を、表2に示す。
化量、温度降下量およびRH処理後酸素量を比較して示
す。同表から、本発明法によって、低酸素ステンレス溶
鋼を、低いCr酸化量および小さい温度降下の下に、得ら
れることがわかる。
溶鋼を、上吹きランスをそなえる容積60tのVOD装置
を用いて、ランス高さLH:3.5 m、到達真空度PV:5.0T
orr 、D1/D2:1の条件下で、流量Q:10Nm3/min の酸
素を、処理開始5分後から8分間にわたって供給する吹
錬を行った。このときのαは、1.08であった。かくして
得られた溶鋼の成分組成を、表4に示す。
LH:1.5 m、到達真空度PV:5.0Torr 、D1/D2:2と
し、流量Q:10Nm3/min の酸素を、処理開始5分後から
8分間にわたって供給する操業も行った。このときのα
は、2.06であった。かくして得られた溶鋼の成分組成
を、表5に示す。
化量、温度降下量およびRH処理後酸素量を比較して示
す。同表から、本発明法によって、低酸素ステンレス溶
鋼を、低いCr酸化量および小さい温度降下の下に、得ら
れることがわかる。
テンレス溶鋼を、上吹きランスをそなえる容積100 tの
RH式環流脱ガス装置を用いて、ランス高さLH:3.0
m、到達真空度PV:5.0Torr 、D1/D2:2.0 の条件下
で、流量Q:15Nm3/min の酸素を、処理開始4分後から
30分間にわたって供給する吹錬を行った。その後、15分
間のリムド脱炭を行った。このときのαは、1.47であっ
た。かくして得られた溶鋼の成分組成を、表7に示す。
LH:1.0 m、到達真空度PV:30Torr、D1/D2:4.5 と
し、流量Q:30Nm3/min の酸素を、処理開始4分後から
20分間にわたって供給する操業も行った。その後、上記
実施例と同様に、15分間のリムド脱炭を行った。このと
きのαは、4.58であった。かくして得られた溶鋼の成分
組成を、表8に示す。
化量、温度降下量およびRH処理後酸素量を比較して示
す。同表から、本発明法はCr酸化量が低いため、高いT
i歩留りが得られることがわかる。なお、比較例におい
ても温度降下を小さくできたが、これはCrの酸化発熱量
が大きいためである。
の抑制の下に脱炭を促進することができる。従って、従
来はVODで行っていた〔C〕が200ppm以下の鋼種にお
いてもCr酸化を抑制できる。また、転炉の吹き止め
〔C〕を上昇させることができるため、FeSiの低減
が可能である。さらに、Cr酸化量を極めて少なくでき、
脱酸剤としてAlを用いることなしに、50ppm 以下の低
酸素化を実現し得る。
すグラフである。
る。
化量、温度降下量およびVOD処理後酸素量を比較して
示す。同表から、本発明法によって、低酸素ステンレス
溶鋼を、低いCr酸化量および小さい温度降下の下に、得
られることがわかる。
Claims (1)
- 【請求項1】 製鋼炉で溶製されたステンレス溶鋼の真
空脱ガス, 脱炭処理に当たり、該処理開始時の溶鋼中の
〔C〕および〔N〕を合計で0.14wt%以上に調整し、真
空脱ガス処理槽内の溶鋼表面に、上吹きランスを介し
て、下記式で定義されるαが−1〜4の範囲となる、酸
化性ガスの吹付けを行うことを特徴とするステンレス溶
鋼の脱ガス, 脱炭処理法。 記 α=−0.808(LH)0.7+0.00191(PV) +0.00388(D2/D1)2
Q+2.97 ここで、LH:真空脱ガス処理槽内における、溶鋼の静止
浴面から上吹きランス先端部までの高さ(m) PV:酸化性ガス供給後の真空脱ガス処理槽内の真空度
(Torr) D1:上吹きランスのノズルスロート径(mm) D2:上吹きランスのノズル開口径(mm) Q:酸素ガス流量(Nm3/min)
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JP26865392A JP3269671B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | ステンレス溶鋼の脱ガス, 脱炭処理法 |
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FI934384A FI101160B (fi) | 1992-10-07 | 1993-10-06 | Menetelmä kaasun ja hiilen poistamiseksi sulasta ruostumattomasta terä ksestä |
EP93116253A EP0591971B1 (en) | 1992-10-07 | 1993-10-07 | Method of degassing and decarburizing stainless molten steel |
KR1019930020960A KR960006446B1 (ko) | 1992-10-07 | 1993-10-07 | 스텐레스용강의 진공탈가스, 탈탄처리방법 |
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DE69324878T DE69324878T2 (de) | 1992-10-07 | 1993-10-07 | Verfahren zum Entgasen und Entkohlen von geschmolzenem rostfreien Stahl |
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Publication Number | Publication Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020183841A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | Jfeスチール株式会社 | Ti含有極低炭素鋼の製造方法 |
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1992
- 1992-10-07 JP JP26865392A patent/JP3269671B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1993
- 1993-10-07 ZA ZA937450A patent/ZA937450B/xx unknown
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WO2020183841A1 (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | Jfeスチール株式会社 | Ti含有極低炭素鋼の製造方法 |
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