JPH068453B2 - Ｃｒを含む鉄合金の脱燐方法 - Google Patents
Ｃｒを含む鉄合金の脱燐方法Info
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- JPH068453B2 JPH068453B2 JP2991688A JP2991688A JPH068453B2 JP H068453 B2 JPH068453 B2 JP H068453B2 JP 2991688 A JP2991688 A JP 2991688A JP 2991688 A JP2991688 A JP 2991688A JP H068453 B2 JPH068453 B2 JP H068453B2
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Description
この発明はCrを含有する鉄合金の脱燐方法に係り、特に
Crを５重量％以上含有する鉄合金を経済的に脱燐する方
法に関する。
Crを５重量％以上含有する鉄合金を経済的に脱燐する方
法に関する。
【従来の技術】 一般に、Crをを５重量％以上含有する高Cr鋼あるいはス
テンレス鋼中の燐（以下Ｐと表示）は、鋼の機械的性質
や応力腐蝕割れに悪影響をおよぼす有害不純物である。
しかしながら、Crを含む鉄合金の脱燐は、通常の溶鋼の
脱燐泡として採用されている転炉吹錬のように強い酸化
精錬法を適用しても、溶湯中のCrが優先的に酸化される
のみで脱燐は進行せず不可能とされていた。 しかるに最近、低燐ステンレス鋼の必要性が増し、下記
に示す脱燐法が開発された。 従来の脱燐法は（Ａ）還元脱燐法と（Ｂ）酸化脱燐法の
２つに大別され、（Ａ）の脱燐法にはエレクトロスラ
グ再溶解法(ESR)にてCa−CaＦ２系フラックスを用いて
脱燐する方法、取鍋内でCaC2−CaF2，CaC2を用いて脱
燐する方法等が知られている。この，とも、Caで脱
燐を行なうものであり、脱燐反応としては、 ３（Ca）＋２［Ｐ］→（Ca3Ｐ２） で表わされる還元脱燐であって、は CaC2→Ca＋２Ｃ というCaC2の分解反応によって生ずるCaを利用したもの
である。 一方、（Ｂ）の脱燐法にはCaO−FeCl2系フラックスに
よる脱燐法（特公昭57-7212）、アルカリ金属の炭酸
塩，酸化物，水酸化物の１種、アルカリ土類金属のフッ
化物、塩化物の１種、鉄，ニッケルの酸化物の１種、ア
ルカリ土類金属の酸化物，炭酸塩の１種を含むフラック
スを用いて脱燐する方法（特開昭57-17923）、アルカ
リ土類金属（炭酸塩，水酸化物）１種以上、アルカリ土
類金属のハロゲン化物の１種以上とから成るフラックス
を添加し、さらに生成するスラグが硬化することのない
量の酸化剤を添加する方法がある（特開昭58-15141
6）。
テンレス鋼中の燐（以下Ｐと表示）は、鋼の機械的性質
や応力腐蝕割れに悪影響をおよぼす有害不純物である。
しかしながら、Crを含む鉄合金の脱燐は、通常の溶鋼の
脱燐泡として採用されている転炉吹錬のように強い酸化
精錬法を適用しても、溶湯中のCrが優先的に酸化される
のみで脱燐は進行せず不可能とされていた。 しかるに最近、低燐ステンレス鋼の必要性が増し、下記
に示す脱燐法が開発された。 従来の脱燐法は（Ａ）還元脱燐法と（Ｂ）酸化脱燐法の
２つに大別され、（Ａ）の脱燐法にはエレクトロスラ
グ再溶解法(ESR)にてCa−CaＦ２系フラックスを用いて
脱燐する方法、取鍋内でCaC2−CaF2，CaC2を用いて脱
燐する方法等が知られている。この，とも、Caで脱
燐を行なうものであり、脱燐反応としては、 ３（Ca）＋２［Ｐ］→（Ca3Ｐ２） で表わされる還元脱燐であって、は CaC2→Ca＋２Ｃ というCaC2の分解反応によって生ずるCaを利用したもの
である。 一方、（Ｂ）の脱燐法にはCaO−FeCl2系フラックスに
よる脱燐法（特公昭57-7212）、アルカリ金属の炭酸
塩，酸化物，水酸化物の１種、アルカリ土類金属のフッ
化物、塩化物の１種、鉄，ニッケルの酸化物の１種、ア
ルカリ土類金属の酸化物，炭酸塩の１種を含むフラック
スを用いて脱燐する方法（特開昭57-17923）、アルカ
リ土類金属（炭酸塩，水酸化物）１種以上、アルカリ土
類金属のハロゲン化物の１種以上とから成るフラックス
を添加し、さらに生成するスラグが硬化することのない
量の酸化剤を添加する方法がある（特開昭58-15141
6）。
Crを含有する鉄合金の脱燐方法のうち、前記（Ａ）還元
脱燐法は，いずれも脱燐処理後のスラグ中にCa3Ｐ
２が存在することになり、これが （Ca3Ｐ２）＋３H2O→３（CaO）＋２PH3 で示されるように、大気中のH2Oと反応しにんにく臭の
強い有毒なフォスフィン（PH3）を発生するという問題
がある。 一方、（Ｂ）酸化脱燐法は前記のような脱燐後のスラグ
処理の問題はなく、しかもコスト的に安価なフラックス
を用いるので処理コストが（Ａ）の還元脱燐法より安く
つくいう利点がある。しかしながら、従来の酸化脱燐法
は溶湯の脱燐をより効果的に行なうための条件、また、
処理コストをより安くするためのフラックスや酸化剤の
添加条件等については明らかになっておらず、その最善
が望まれていた。 この発明は従来の技術のこのような問題点に鑑みなされ
たものであり、脱燐処理後のスラグ処理上の問題のない
酸化脱燐の中で、最もコストの安いCaO系フラックス
と、酸化剤に安価な酸化鉄を主として用いる溶湯の脱燐
方法において、脱燐処理中にスラグが硬化することがな
いように制御し、脱燐効果を十分に発揮できる条件で脱
燐する方法を提案しようとするものである。
脱燐法は，いずれも脱燐処理後のスラグ中にCa3Ｐ
２が存在することになり、これが （Ca3Ｐ２）＋３H2O→３（CaO）＋２PH3 で示されるように、大気中のH2Oと反応しにんにく臭の
強い有毒なフォスフィン（PH3）を発生するという問題
がある。 一方、（Ｂ）酸化脱燐法は前記のような脱燐後のスラグ
処理の問題はなく、しかもコスト的に安価なフラックス
を用いるので処理コストが（Ａ）の還元脱燐法より安く
つくいう利点がある。しかしながら、従来の酸化脱燐法
は溶湯の脱燐をより効果的に行なうための条件、また、
処理コストをより安くするためのフラックスや酸化剤の
添加条件等については明らかになっておらず、その最善
が望まれていた。 この発明は従来の技術のこのような問題点に鑑みなされ
たものであり、脱燐処理後のスラグ処理上の問題のない
酸化脱燐の中で、最もコストの安いCaO系フラックス
と、酸化剤に安価な酸化鉄を主として用いる溶湯の脱燐
方法において、脱燐処理中にスラグが硬化することがな
いように制御し、脱燐効果を十分に発揮できる条件で脱
燐する方法を提案しようとするものである。
Crを含有する溶湯から［Ｐ］を酸化脱燐により除去する
ためには、次の２点が重要である。 ［Cr］が過大に酸化しない程度の弱い酸素ポテンシ
ャルをもつスラグによって、溶湯中の［Ｐ］をＰ２Ｏ５
という酸化物にすることである。その理由は、酸素ポテ
ンシャルが高い場合には有害な［Ｐ］より有益胃な［C
r］の方が優先的に酸化され、スラグ中に高融点酸化物C
r2 O3が増加し、スラグの硬化を招き、脱燐が物理的に
進行しなくなるからである。 脱燐生成物である酸性酸化物Ｐ２Ｏ５をスラグ中に
安定化させるため、スラグは塩基性酸化物を含有してい
なければならない。塩基性酸化物としては、Na2O ，Li
2 O，ＢａＯ等があるが、最も一般的で安価なものはCaO
である。しかし、CaOは他の塩基性酸化物に比べ塩基性
が低く、高融点（ｍ．ｐ2570℃）である。また、脱燐に
は酸化力を高くするこが重要であるが、この場合高融点
のCr2 O3（ｍ．p2275℃）も生成し、しかもスラグへの
溶解度も小さいので、スラグが硬化し易い。このためCa
Oの場合はスラグが硬化しない程度で酸化力を高くする
ことは容易でない。 そこで、この発明では安価なCaO系フラックスを用いて
脱燐する方法において、脱燐処理中にスラグが硬化する
ことなく脱燐効果を十分に発揮できる条件を見出したも
ので、その要旨はCrを５重量％以上含有する鉄合金をCa
O系フラックスと酸化鉄を用いて脱燐するに際し、脱燐
前の溶湯温度を1510℃以上とし、かつ溶面上に存在する
SiO2分を10kg/t・溶湯以下となるように除滓した後、Ca
O 20〜50重量％，CaF2 25〜80重量％，CaCl2 35重量％
以下から成るフラックス20〜120kg/t・溶湯、炭材１〜2
5kg/t・溶湯、酸化鉄25kg/t・溶湯以下を用いて処理す
ることを特徴とするものである。
ためには、次の２点が重要である。 ［Cr］が過大に酸化しない程度の弱い酸素ポテンシ
ャルをもつスラグによって、溶湯中の［Ｐ］をＰ２Ｏ５
という酸化物にすることである。その理由は、酸素ポテ
ンシャルが高い場合には有害な［Ｐ］より有益胃な［C
r］の方が優先的に酸化され、スラグ中に高融点酸化物C
r2 O3が増加し、スラグの硬化を招き、脱燐が物理的に
進行しなくなるからである。 脱燐生成物である酸性酸化物Ｐ２Ｏ５をスラグ中に
安定化させるため、スラグは塩基性酸化物を含有してい
なければならない。塩基性酸化物としては、Na2O ，Li
2 O，ＢａＯ等があるが、最も一般的で安価なものはCaO
である。しかし、CaOは他の塩基性酸化物に比べ塩基性
が低く、高融点（ｍ．ｐ2570℃）である。また、脱燐に
は酸化力を高くするこが重要であるが、この場合高融点
のCr2 O3（ｍ．p2275℃）も生成し、しかもスラグへの
溶解度も小さいので、スラグが硬化し易い。このためCa
Oの場合はスラグが硬化しない程度で酸化力を高くする
ことは容易でない。 そこで、この発明では安価なCaO系フラックスを用いて
脱燐する方法において、脱燐処理中にスラグが硬化する
ことなく脱燐効果を十分に発揮できる条件を見出したも
ので、その要旨はCrを５重量％以上含有する鉄合金をCa
O系フラックスと酸化鉄を用いて脱燐するに際し、脱燐
前の溶湯温度を1510℃以上とし、かつ溶面上に存在する
SiO2分を10kg/t・溶湯以下となるように除滓した後、Ca
O 20〜50重量％，CaF2 25〜80重量％，CaCl2 35重量％
以下から成るフラックス20〜120kg/t・溶湯、炭材１〜2
5kg/t・溶湯、酸化鉄25kg/t・溶湯以下を用いて処理す
ることを特徴とするものである。
脱燐前の溶湯温度を1510℃以上と限定したのは、これよ
り低い温度ではフラックスの滓化が悪く脱燐反応が進み
にくいためである。 なお、いったんフラックスが滓化すれば処理後の温度は
1300℃程度でも問題ない。 また、実際にはフラックスの添加により溶湯温度は100
℃以上低下するので、処理前温度は1510℃以上に高める
必要がある。 脱燐前の溶湯温度の上限は特に限定するものではない
が、耐火物溶損を少なくすることおよび、フラックス添
加後の溶湯温度が高すぎ脱燐が悪くなることを防止する
面から1780℃以下とするのが好ましい。 また、処理前の溶面上に存在するSiO2分を10kg/t・溶湯
以下となるように除滓するのは、SiO2分が10kg/t・溶湯
を超えて多くなるとスラグの塩基性が低下し、脱燐反応
が進みにくいためである。なおSiO2分が少ない分は何ら
差しつかえない。 特にCr鉱石を溶湯に溶かし、Ｃを酸素で溶融還元し、Cr
を含む鉄合金を溶製する場合、溶融還元後のスラグ（Si
O2を含む）を除滓する必要があり、また通常の電気炉−
AOD操業でも脱燐を進行し易くするために［Si］を0.1重
量％程度以下まで脱珪した時のSiO2を多量含むスラグの
除滓は必要である。 次に、この発明のフラックスについて詳述する。 Crを含有する溶湯中のＰをP2O5といった形に酸化するた
めには、まず酸化性が必要であり、脱燐するためにはこ
のP2O5を安定化させる塩基製酸化物が必要である。 塩基性酸化物としては、Na2O，Li2O，BaO等があるが、
最も一般的なものは前記したとおりCaOである。従来は
特にCr含有溶湯のようにCrの酸化ロスが少ない状態で脱
燐するような低い酸素ポテンシャルの脱燐には、CaOよ
り強塩基性のLi2O源となるものが必要であった。しか
し、Li2CO3といったものは高価である。 そこで、この発明は安価なCaO系フラックスで脱燐を可
能とするためのフラックスとして、CaO 20〜50重量％，
CaF2 25〜80重量％，CaCl2 35重量％以下から成るフラ
ックスを用いることとした。 すなわち、塩基性酸化物としてのCaO量は多い程好まし
いが、他の媒溶剤として使用するCaF2あるいはCaCl2お
よび、酸化物として使用する酸化鉄等、さらにはSiO2の
存在する状態で、CaOが滓化し溶融スラグを形成するこ
とが必要であるため、フラックス中のCaO量は50重量％
以下に制限される。50重量％を超えると滓化しないから
である。他方、フラックス中のCaOの下限は脱燐レベル
で制限される。 つまり、CaOが20重量％未満ではスラグの塩基性が低下
し、効果的な脱燐が進行しなくなるので、CaOの含有量
は20〜50重量％が好適である。 また、媒溶剤としてCaF2，CaCl2を選択したのは、以下
に示す理由による。 第１図はCaOを30重量％と固定し、CaF2とCaCl2を変化さ
せた場合の、酸化剤を含まない場合のスラグの溶融を示
す図である。 CaF2にCaCl2が加わった場合、スラグの融点は低下す
る。この図より、CaF2あるいはCaCl2単独より、CaF2とC
aCl2を併用した方が媒溶剤としての効果が大きいことが
わかる。 なお、フラックス中のCaF2量を25〜80重量％と限定した
のは、25重量％未満では媒溶剤としての効果が少なく、
高価なCaCl2を例えば35重量％以上と多く配合する必要
があるし、他方80重量％を超えると、CaO分が少なくな
り脱燐が悪化するためである。 また、フラックス中のCaCl2量を35重量％以下と限定し
たのは、CaCl2がこれ以上ではこの媒溶剤のコストが高
くつき、この場合むしろCaF2を併用し、CaCl2を35重量
％とした方が得策であためである。CaCl2の下限は特に
限定するものではないが、CaF2と併用による時の媒溶剤
効果を高める点から５重量％以上とするのが好ましい。 上記フラックスの添加量を20〜120kg/t・溶湯に限定し
たのは、20kg/t・溶湯未満では高い脱燐効果が得られ
ず、他方120kg/t・溶湯を超えると処理温度の降下が大
きくなりすぎるためである。 この発明において、酸化剤として酸化鉄（鉄鉱石，スケ
ール，ダスト）を選択したのは、CaOと共に1200℃とい
う低融点のカルシウムフェライトを作り、CaOの滓化を
促進するためである。 この酸化鉄は溶湯中のCrを一部Cr2O3にし、このCr2O3も
酸化剤として働く。 第２図に、CaO 30重量％−CaCl2 35重量％−CaF2 35重
量％フラックスにより、16重量％Cr溶湯を脱燐処理した
後のスラグ中のT・FeとCr2 O3の関係を示す。 この図より、（T・Fe）と（Cr2 O3）は正の相関がある
ことがわかる。また、添加する酸化鉄量が多い程、（T
・Fe）と（Cr2 O3）は共に多くなることがわかる。 また、同図に高温顕微鏡により測定した脱燐処理後のス
ラグの融点を示す。 脱燐処理温度を1300〜1510℃とした場合、スラグの融点
がこれ以下となるためには、 （T・Fe）＜４重量％ （Cr2 O3）＜６〜８重量％ である。これ以上（Cr2 O3）が増加するとスラグが硬化
し、物理的に反応が進行しなくなる。 他の配合比のCaO系フラックスは大体において、CaCl2 3
5重量％−CaF2 35重量％フラックスより高い融点をもっ
ているので、上記の酸化剤成分の組成の上限はやや低く
なると考えられる。 ここで、脱燐処理中にこの酸化剤成分の量をコントロー
ルするためには、炭材をCaO系フラックスに予め添加す
るか、あるいはCaO系フラツクスの添加後、滓化してか
ら添加することが有効である。さらに、脱燐処理の進行
に合せて分投することも効果的である。 これによって、スラグ中に生成した過剰のCr2 O3を炭材
により還元し、スラグ中の（Cr2O3）をある濃度範囲内
に抑え、スラグの滓化を維持することができる。 第３図に、溶湯のＣとスラグのCr2 O3の関係を示す。 この図より［Ｃ］が低くなると（Cr2 O3）は急激に増大
する傾向にあるが、炭材を添加することで同図の黒丸プ
ロットに示すように、（Cr2 O3）を減少させることがで
き、スラグの滓化を維持することができた。 添加すべき酸化鉄および炭材の量は、溶湯のＣ、炉の密
閉性、脱燐処理の攪拌力、処理温度により変わる。 例えば、［Ｃ］が低い場合、酸化鉄を多量添加するとス
ラグ中のCr2 O3が急激に増加し、そのため炭材を多量に
添加しなければならない。 また、炉の密閉性が不十分であると脱燐処理中に空気の
巻込みによる［Cr］の空気酸化が起り、スラグ中のCr2
O3が増加するため、酸化鉄は少量十分であり、逆に炭材
は多量添加する必要がある。 また、脱燐処理において攪拌力が不十分な場合、スラグ
中に生成したCr2 O3分が溶湯のＣにより還元されにく
く、（Cr2 O3）が増加する傾向となるので、炭材を多量
添加しなければならない。 さらに、処理温度が低い場合、（Cr2 O3）が生成し易い
ので、添加する酸化鉄量を抑え炭材を多量添加しなけれ
ばならない。 例えば、10t AOD炉において、処理温度1500℃、［Ｃ］
＝３％の場合、酸化鉄20kg/t・溶湯の添加に対し炭材を
10kg/t・溶湯添加することにより、（Cr2 O3）を６〜８
重量％以下に抑制することが可能となる。 以上の結果より、脱燐処理条件により酸化鉄および炭材
の添加量は変わるが、酸化鉄の上限は溶鉄中のＣが飽和
で空気の巻込みの少ない炉による脱燐処理の場合、スラ
グが硬化しない25kg/t・溶湯が好ましく、また下限は特
に限定するものではないが、［Ｃ］が低く空気の巻込み
量の多い炉による脱燐処理の場合［Cr］が空気酸化さ
れ、脱燐処理が進行するのに伴い自然にスラグ中にCr2
O3が増加するので、脱燐処理初期の酸化力を与え得る程
度の添加量で十分である。 また、炭材の添加量の上限は最大の場合でも酸化鉄と同
じ25kg/t・溶湯で十分であり、他方下限はスラグ硬化防
止のため１kg/t・溶湯以上必要とする。 なお、炭材の粒径についは特に限定するものではない
が、細粒すぎるとスラグ中のCr2 O3の還元が急激に起
り、酸化力が極端に低下してしまうことがある。さら
に、スラグ中のCr2 O3の還元よりも溶湯の加炭に使われ
てしまう傾向がある。このため、炭材の粒径は1m/m以上
が望ましい。また、炭材のＣ粒を焼き固めたペレット状
のものでもよい。 また、この発明において、溶湯のＣは予め３〜４重量％
に調整しておくことが望ましい。すなわち、重量％未満
では脱燐率が極端に低下し、他方４重量％を超えると脱
炭コストの増加、耐火物溶損等の問題が生ずるためであ
る。 第４図は脱燐におよぼす［Ｃ］の影響を示す図である。 この図より、［Ｃ］が高いほど脱燐率が高くなり、
［Ｃ］が低くなると脱燐は急激に悪化することがわか
る。また、50重量％近い脱燐率を上げるためには［Ｃ］
を３重量％以上に高めることが必要でることがわかる。
しかし、［Ｃ］が４重量％を超えると、加炭が進みにく
く作業時間が長時間かかり、また溶鉄中にクロムカーバ
イドが析出し、溶湯表面が硬化することがある。さら
に、脱燐処理後の脱炭過程に負担がかかる。また、同図
黒丸プロットに示すように、［Ｃ］は３〜４重量％で50
％近い脱燐率が得られることがわかる。 したがって、処理前の溶湯のＣは３〜３重量％が好適で
ある。 この発明発明を実施するための装置としては、AOD炉あ
るいは、炉底より攪拌ガスを導入できる炉を用いること
ができる。また、取鍋でArバブリング攪拌、インペラー
攪拌を行なって処理することも可能である。 フラックスの添加方法としては、粒状のものを浴面に上
置きする方法で添加してもよいが、インジェクション法
により浴中に添加する方が滓化法が向上し良好な脱燐が
可能である。 また、酸化鉄の添加方法としては、初期に一括投入して
もよいが、特に［Ｃ］が低い含Cr溶湯の場合（Cr2O3）
が過激に生じスラグが硬化するのをするのを防止するた
めには分投するのが好ましい。
り低い温度ではフラックスの滓化が悪く脱燐反応が進み
にくいためである。 なお、いったんフラックスが滓化すれば処理後の温度は
1300℃程度でも問題ない。 また、実際にはフラックスの添加により溶湯温度は100
℃以上低下するので、処理前温度は1510℃以上に高める
必要がある。 脱燐前の溶湯温度の上限は特に限定するものではない
が、耐火物溶損を少なくすることおよび、フラックス添
加後の溶湯温度が高すぎ脱燐が悪くなることを防止する
面から1780℃以下とするのが好ましい。 また、処理前の溶面上に存在するSiO2分を10kg/t・溶湯
以下となるように除滓するのは、SiO2分が10kg/t・溶湯
を超えて多くなるとスラグの塩基性が低下し、脱燐反応
が進みにくいためである。なおSiO2分が少ない分は何ら
差しつかえない。 特にCr鉱石を溶湯に溶かし、Ｃを酸素で溶融還元し、Cr
を含む鉄合金を溶製する場合、溶融還元後のスラグ（Si
O2を含む）を除滓する必要があり、また通常の電気炉−
AOD操業でも脱燐を進行し易くするために［Si］を0.1重
量％程度以下まで脱珪した時のSiO2を多量含むスラグの
除滓は必要である。 次に、この発明のフラックスについて詳述する。 Crを含有する溶湯中のＰをP2O5といった形に酸化するた
めには、まず酸化性が必要であり、脱燐するためにはこ
のP2O5を安定化させる塩基製酸化物が必要である。 塩基性酸化物としては、Na2O，Li2O，BaO等があるが、
最も一般的なものは前記したとおりCaOである。従来は
特にCr含有溶湯のようにCrの酸化ロスが少ない状態で脱
燐するような低い酸素ポテンシャルの脱燐には、CaOよ
り強塩基性のLi2O源となるものが必要であった。しか
し、Li2CO3といったものは高価である。 そこで、この発明は安価なCaO系フラックスで脱燐を可
能とするためのフラックスとして、CaO 20〜50重量％，
CaF2 25〜80重量％，CaCl2 35重量％以下から成るフラ
ックスを用いることとした。 すなわち、塩基性酸化物としてのCaO量は多い程好まし
いが、他の媒溶剤として使用するCaF2あるいはCaCl2お
よび、酸化物として使用する酸化鉄等、さらにはSiO2の
存在する状態で、CaOが滓化し溶融スラグを形成するこ
とが必要であるため、フラックス中のCaO量は50重量％
以下に制限される。50重量％を超えると滓化しないから
である。他方、フラックス中のCaOの下限は脱燐レベル
で制限される。 つまり、CaOが20重量％未満ではスラグの塩基性が低下
し、効果的な脱燐が進行しなくなるので、CaOの含有量
は20〜50重量％が好適である。 また、媒溶剤としてCaF2，CaCl2を選択したのは、以下
に示す理由による。 第１図はCaOを30重量％と固定し、CaF2とCaCl2を変化さ
せた場合の、酸化剤を含まない場合のスラグの溶融を示
す図である。 CaF2にCaCl2が加わった場合、スラグの融点は低下す
る。この図より、CaF2あるいはCaCl2単独より、CaF2とC
aCl2を併用した方が媒溶剤としての効果が大きいことが
わかる。 なお、フラックス中のCaF2量を25〜80重量％と限定した
のは、25重量％未満では媒溶剤としての効果が少なく、
高価なCaCl2を例えば35重量％以上と多く配合する必要
があるし、他方80重量％を超えると、CaO分が少なくな
り脱燐が悪化するためである。 また、フラックス中のCaCl2量を35重量％以下と限定し
たのは、CaCl2がこれ以上ではこの媒溶剤のコストが高
くつき、この場合むしろCaF2を併用し、CaCl2を35重量
％とした方が得策であためである。CaCl2の下限は特に
限定するものではないが、CaF2と併用による時の媒溶剤
効果を高める点から５重量％以上とするのが好ましい。 上記フラックスの添加量を20〜120kg/t・溶湯に限定し
たのは、20kg/t・溶湯未満では高い脱燐効果が得られ
ず、他方120kg/t・溶湯を超えると処理温度の降下が大
きくなりすぎるためである。 この発明において、酸化剤として酸化鉄（鉄鉱石，スケ
ール，ダスト）を選択したのは、CaOと共に1200℃とい
う低融点のカルシウムフェライトを作り、CaOの滓化を
促進するためである。 この酸化鉄は溶湯中のCrを一部Cr2O3にし、このCr2O3も
酸化剤として働く。 第２図に、CaO 30重量％−CaCl2 35重量％−CaF2 35重
量％フラックスにより、16重量％Cr溶湯を脱燐処理した
後のスラグ中のT・FeとCr2 O3の関係を示す。 この図より、（T・Fe）と（Cr2 O3）は正の相関がある
ことがわかる。また、添加する酸化鉄量が多い程、（T
・Fe）と（Cr2 O3）は共に多くなることがわかる。 また、同図に高温顕微鏡により測定した脱燐処理後のス
ラグの融点を示す。 脱燐処理温度を1300〜1510℃とした場合、スラグの融点
がこれ以下となるためには、 （T・Fe）＜４重量％ （Cr2 O3）＜６〜８重量％ である。これ以上（Cr2 O3）が増加するとスラグが硬化
し、物理的に反応が進行しなくなる。 他の配合比のCaO系フラックスは大体において、CaCl2 3
5重量％−CaF2 35重量％フラックスより高い融点をもっ
ているので、上記の酸化剤成分の組成の上限はやや低く
なると考えられる。 ここで、脱燐処理中にこの酸化剤成分の量をコントロー
ルするためには、炭材をCaO系フラックスに予め添加す
るか、あるいはCaO系フラツクスの添加後、滓化してか
ら添加することが有効である。さらに、脱燐処理の進行
に合せて分投することも効果的である。 これによって、スラグ中に生成した過剰のCr2 O3を炭材
により還元し、スラグ中の（Cr2O3）をある濃度範囲内
に抑え、スラグの滓化を維持することができる。 第３図に、溶湯のＣとスラグのCr2 O3の関係を示す。 この図より［Ｃ］が低くなると（Cr2 O3）は急激に増大
する傾向にあるが、炭材を添加することで同図の黒丸プ
ロットに示すように、（Cr2 O3）を減少させることがで
き、スラグの滓化を維持することができた。 添加すべき酸化鉄および炭材の量は、溶湯のＣ、炉の密
閉性、脱燐処理の攪拌力、処理温度により変わる。 例えば、［Ｃ］が低い場合、酸化鉄を多量添加するとス
ラグ中のCr2 O3が急激に増加し、そのため炭材を多量に
添加しなければならない。 また、炉の密閉性が不十分であると脱燐処理中に空気の
巻込みによる［Cr］の空気酸化が起り、スラグ中のCr2
O3が増加するため、酸化鉄は少量十分であり、逆に炭材
は多量添加する必要がある。 また、脱燐処理において攪拌力が不十分な場合、スラグ
中に生成したCr2 O3分が溶湯のＣにより還元されにく
く、（Cr2 O3）が増加する傾向となるので、炭材を多量
添加しなければならない。 さらに、処理温度が低い場合、（Cr2 O3）が生成し易い
ので、添加する酸化鉄量を抑え炭材を多量添加しなけれ
ばならない。 例えば、10t AOD炉において、処理温度1500℃、［Ｃ］
＝３％の場合、酸化鉄20kg/t・溶湯の添加に対し炭材を
10kg/t・溶湯添加することにより、（Cr2 O3）を６〜８
重量％以下に抑制することが可能となる。 以上の結果より、脱燐処理条件により酸化鉄および炭材
の添加量は変わるが、酸化鉄の上限は溶鉄中のＣが飽和
で空気の巻込みの少ない炉による脱燐処理の場合、スラ
グが硬化しない25kg/t・溶湯が好ましく、また下限は特
に限定するものではないが、［Ｃ］が低く空気の巻込み
量の多い炉による脱燐処理の場合［Cr］が空気酸化さ
れ、脱燐処理が進行するのに伴い自然にスラグ中にCr2
O3が増加するので、脱燐処理初期の酸化力を与え得る程
度の添加量で十分である。 また、炭材の添加量の上限は最大の場合でも酸化鉄と同
じ25kg/t・溶湯で十分であり、他方下限はスラグ硬化防
止のため１kg/t・溶湯以上必要とする。 なお、炭材の粒径についは特に限定するものではない
が、細粒すぎるとスラグ中のCr2 O3の還元が急激に起
り、酸化力が極端に低下してしまうことがある。さら
に、スラグ中のCr2 O3の還元よりも溶湯の加炭に使われ
てしまう傾向がある。このため、炭材の粒径は1m/m以上
が望ましい。また、炭材のＣ粒を焼き固めたペレット状
のものでもよい。 また、この発明において、溶湯のＣは予め３〜４重量％
に調整しておくことが望ましい。すなわち、重量％未満
では脱燐率が極端に低下し、他方４重量％を超えると脱
炭コストの増加、耐火物溶損等の問題が生ずるためであ
る。 第４図は脱燐におよぼす［Ｃ］の影響を示す図である。 この図より、［Ｃ］が高いほど脱燐率が高くなり、
［Ｃ］が低くなると脱燐は急激に悪化することがわか
る。また、50重量％近い脱燐率を上げるためには［Ｃ］
を３重量％以上に高めることが必要でることがわかる。
しかし、［Ｃ］が４重量％を超えると、加炭が進みにく
く作業時間が長時間かかり、また溶鉄中にクロムカーバ
イドが析出し、溶湯表面が硬化することがある。さら
に、脱燐処理後の脱炭過程に負担がかかる。また、同図
黒丸プロットに示すように、［Ｃ］は３〜４重量％で50
％近い脱燐率が得られることがわかる。 したがって、処理前の溶湯のＣは３〜３重量％が好適で
ある。 この発明発明を実施するための装置としては、AOD炉あ
るいは、炉底より攪拌ガスを導入できる炉を用いること
ができる。また、取鍋でArバブリング攪拌、インペラー
攪拌を行なって処理することも可能である。 フラックスの添加方法としては、粒状のものを浴面に上
置きする方法で添加してもよいが、インジェクション法
により浴中に添加する方が滓化法が向上し良好な脱燐が
可能である。 また、酸化鉄の添加方法としては、初期に一括投入して
もよいが、特に［Ｃ］が低い含Cr溶湯の場合（Cr2O3）
が過激に生じスラグが硬化するのをするのを防止するた
めには分投するのが好ましい。
Cr含有鉄合金10tonを電気炉で大気溶解し、AOD炉に注入
後1600℃に調整した溶湯浴面のSiO2分を10kgに除滓した
後、脱燐処理した結果を第１表に示す。 なお、第１表には比較のため、Ｃペレットを添加せず
に、試験No.１と同様に脱燐処理した結果を試験No.３に
示す。 本発明例の試験No.１ではCaO 40重量％−CaF2 60重量％
からなるフラックス１トンとＣペレット100kgを同時に
添加し、Arガスで10分間攪拌しながらFe2O3を25kgずつ1
00kg分投し脱燐処理した。処理後温度は1380℃であっ
た。その後、スラグを除滓し、通常精錬工程に入った。
その結果、48％の脱燐率と80％を超える脱硫率が得られ
た。 試験No.２ではCaO 30重量％−CaF2 35重量％−CaCl2 35
重量％からなるフラックス１トンとＣペレット100kgを
同時に添加し、Arガスで15分間攪拌しながらFe2 O3を25
kgずつ100kg分投し脱燐処理した。処理後温度は1400℃
であった。その後、スラグを除滓し、通常精錬工程に入
った。その結果、65％の脱燐率と80％を超える脱硫率が
得られた。 これに対し、比較例の試験No.３では脱燐スラグは処理
中に若干硬くなり、脱燐率は36％であった。
後1600℃に調整した溶湯浴面のSiO2分を10kgに除滓した
後、脱燐処理した結果を第１表に示す。 なお、第１表には比較のため、Ｃペレットを添加せず
に、試験No.１と同様に脱燐処理した結果を試験No.３に
示す。 本発明例の試験No.１ではCaO 40重量％−CaF2 60重量％
からなるフラックス１トンとＣペレット100kgを同時に
添加し、Arガスで10分間攪拌しながらFe2O3を25kgずつ1
00kg分投し脱燐処理した。処理後温度は1380℃であっ
た。その後、スラグを除滓し、通常精錬工程に入った。
その結果、48％の脱燐率と80％を超える脱硫率が得られ
た。 試験No.２ではCaO 30重量％−CaF2 35重量％−CaCl2 35
重量％からなるフラックス１トンとＣペレット100kgを
同時に添加し、Arガスで15分間攪拌しながらFe2 O3を25
kgずつ100kg分投し脱燐処理した。処理後温度は1400℃
であった。その後、スラグを除滓し、通常精錬工程に入
った。その結果、65％の脱燐率と80％を超える脱硫率が
得られた。 これに対し、比較例の試験No.３では脱燐スラグは処理
中に若干硬くなり、脱燐率は36％であった。
【発明の効果】 以上説明したごとく、この発明方法によれば、有害なス
ラグを生ずることもなく、簡単かつ安価に、しかも高効
率で、Crを含む鉄合金の脱燐を行うことができる。
ラグを生ずることもなく、簡単かつ安価に、しかも高効
率で、Crを含む鉄合金の脱燐を行うことができる。
第１図はこの発明方法におけるフラックス溶融温度を示
す図である。 第２図はスラグ中のCr2 O3とT・Feの関係、およびスラ
グの溶融温度を示す図である。 第３図は溶鉄中の［Ｃ］とスラグのCr2 O3の関係を示す
図である。 第４図は脱燐率におよぼす［Ｃ］の影響を示す図であ
る。
す図である。 第２図はスラグ中のCr2 O3とT・Feの関係、およびスラ
グの溶融温度を示す図である。 第３図は溶鉄中の［Ｃ］とスラグのCr2 O3の関係を示す
図である。 第４図は脱燐率におよぼす［Ｃ］の影響を示す図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】Crを５重量％以上含有する鉄合金の溶湯を
攪拌しつつフラックスを用いて脱燐する方法において、
脱燐前の溶湯温度を1510℃以上とし、かつ溶面上に存在
するSiO2分を10kg/t・溶湯以下となるように除滓した
後、CaO 20〜50重量％，CaF2 25〜80重量％，CaCl2 35
重量％以下から成るフラックス20〜120 kg/t・溶湯、炭
材１〜25kg/t・溶湯、酸化鉄25kg/t・溶湯以下を用いて
処理することを特徴とするCrを含む鉄合金の脱燐方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2991688A JPH068453B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Ｃｒを含む鉄合金の脱燐方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2991688A JPH068453B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Ｃｒを含む鉄合金の脱燐方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01205024A JPH01205024A (ja) | 1989-08-17 |
| JPH068453B2 true JPH068453B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=12289318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2991688A Expired - Fee Related JPH068453B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Ｃｒを含む鉄合金の脱燐方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068453B2 (ja) |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP2991688A patent/JPH068453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01205024A (ja) | 1989-08-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |