JPH07216434A - 極低炭素極低硫黄鋼の製造方法 - Google Patents

極低炭素極低硫黄鋼の製造方法

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JPH07216434A
JPH07216434A JP6243718A JP24371894A JPH07216434A JP H07216434 A JPH07216434 A JP H07216434A JP 6243718 A JP6243718 A JP 6243718A JP 24371894 A JP24371894 A JP 24371894A JP H07216434 A JPH07216434 A JP H07216434A
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deoxidizing
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    • C21C7/068Decarburising

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電気鋼板さらに具体的には電動機
用積層鋼板のような用途に適切である極低炭素極低硫黄
鋼を製造する方法を目的とする。 【構成】 本発明は、溶融鉄およびスラグを含んでなる
装入物から極低炭素極低硫黄鋼を製造する方法、金属の
炭素含有量を減少するため溶融金属およびスラグを減圧
環境に導入すること、溶融金属を脱酸すること、スラグ
を脱酸すること、および溶融金属の硫黄含有量を減少す
るためスラグを溶融金属と混合する工程を含んでなる。
溶融金属を脱酸する工程は、金属アルミニウム、好まし
くは金属アルミニウムと珪素の双方を添加することを含
んでなる。スラグ脱酸剤は、金属アルミニウムであり、
好ましくはスラグ脱酸剤は、約68%の生石灰と約32
%の金属アルミニウムを含んでなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気鋼板、さらに具体
的には電動機用積層鋼板(MLS)のような用途に適切
である極低炭素極低硫黄鋼を製造する方法を目的とす
る。
【0002】
【従来の技術】電動機用積層板のような多用途の今日の
電気鋼板は、鋼から炭素、硫黄および窒素のような残留
元素を著しく除去し、高い品位の鋼でなければならな
い。炭素含有量の減少は、磁気の枯れ効果を防止するこ
と或いは限定することに役立ち、及び鉄損を低下する。
鋼中の硫黄の減少は、MnS介在物を除去することに役
立ち、それによって鉄損を向上させる。したがって、M
LSおよび他の高品位電気鋼の化学組成は、各々約0.
005%未満の極低い炭素と硫黄の含有量で理想的に特
徴付けられる。
【0003】典型的に、極低炭素処理は、真空脱炭によ
り極低炭素水準まで続ける塩基性酸素炉(BOF)内の
精錬を含む。当業界の於いて公知のように、塩基性酸素
処理は、液状の鋼を形成するため冶金容器内に溶融鉄、
鋼スクラップおよび他の成分を装填することと、酸素を
高速度流でランスから溶融鉄出発材料に溶融鉄を鋼に精
錬するまで吹き込むことを含む。一般の塩基性酸素処理
方法、特に塩基性酸素炉(BOF)の詳細は、当業界の
通常の技術者には公知である。
【0004】同様に、極低炭素鋼を製造する当業界で公
知のように、溶融物の炭素含有量は、ゆわゆる真空脱ガ
ス装置内で真空循環処理(VCP)により極めて低水準
まで典型的に減少する。真空脱炭処理において、溶融物
を減圧環境に装入すると、炭素および酸素が一酸化炭素
のようなガス反応生成物として溶融物から発生する。典
型的には浴内に浸漬した羽口を通して不活性ガスを溶融
物に導入し、COの分圧を低下するため浴を攪拌して混
合する。極低炭素鋼の製造において重用なことは、十分
な炭素水準が得られた後での炭素のピックアップが起こ
るという問題である。合金添加剤、スラグ脱酸剤、取鍋
の耐火物および取鍋炉に使用する黒鉛電極のような炭素
発生物質が鋼を汚染して、必要な極低炭素水準を維持す
ることを困難にする。したがって、実操業上は極低レベ
ルの脱炭の後さらに処理することを回避し、脱炭後は可
能な限り早く固体形状に鋼を鋳造するようにしていた。
【0005】脱硫は、追加処理および脱ガス後に関連し
た炭素ピックアップを回避するため、真空脱炭前に取鍋
内で典型的に行う。時には、脱硫は脱酸の後に行われる
が、溶融物はまだ脱ガス容器内で真空に保持しておく。
典型的にはこれらの処理は、鋼から硫黄を取り除くた
め、溶融金属に脱硫する試薬或いはフラックスを投入す
ることを含む。FeO、およびMnOのような多くの取
鍋スラグ組成物は脱硫処理に有害であるので、スラグが
脱硫処理を妨げない人工のスラグと処理するか或いは交
換される場合を除き、取鍋スラグと精錬溶融金属とを内
部混合することを避けることが望ましい。さらにその上
に、真空中に脱炭と脱硫の双方を実施する場合、装置は
真空処理の間に脱硫フラックスを投入することが可能に
構成されねばならない。
【0006】本発明は、高価な脱硫試薬を都合良く回避
して極低炭素極低硫黄鋼を製造する方法を提供する。脱
硫に従来の取鍋を利用できるこの技法は、真空循環処理
と脱硫を同時に可能にする複雑な装置を必要としない。
連続鋳造操作、および脱炭を制御した後の炭素ピックア
ップの影響に特に役立つ本発明の方法は、本発明の処理
手段の特徴を提供する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本方法は、主要脱硫剤
と同様の持ち込みBOFスラグを使用して真空脱炭を完
了した後、従来の取鍋炉(レードルファーネス)内で脱
硫工程を有効に実施する。これは、本方法が連続鋳造工
程の間は続行できるように標準の連続装入物を中断する
こと無く、従来の設備で脱硫が可能になる。驚くべきこ
とは炭素ピックアップの恐れは、極低炭素水準に維持す
る能力にほとんど影響しない。溶融物を真空脱炭し、そ
の後鋼の脱酸、取鍋スラグ脱酸および鋼脱硫と続く多段
工程を用いることにより、本発明は、複雑で特別な装
置、脱硫粉末フラックス、持ち込みスラグの除去或いは
取鍋スラグの攪拌の回避を必要とせずに極低炭素と極低
硫黄を両立する鋼が得られ、効果的で経済的な工程を提
供する。これは、脱硫後に脱炭を行い、或いは真空下で
双方を行い、及び脱硫フラックスの添加、持ち込みスラ
グの交換又はスラグ攪拌の慎重な回避を必要とする従来
の脱硫処理を越えた著しい利点である。
【0008】塩基性酸素処理をした後、溶融物は、約6
00ppmの酸素含有量および約0.02〜0.03%
の炭素含有量を有してBOFから運び出される。0.0
05%未満の極低水準まで炭素含有量を減少するため、
その後真空脱ガス装置内で装入物は真空脱炭が施され
る。本発明の処理においては、BOF処理のスラグ、い
わゆる持ち込みスラグは除去しない。これは良好な断熱
を与え、かつ持ち込みスラグの極端な酸化性質のため脱
炭を促進する。真空脱炭処理中、溶融物の炭素含有量は
0.005%未満に低下し、かつ酸素含有量は典型的に
約400ppm未満に低下する。脱ガス後、約3ppm
未満の酸素含有量にするところの、例えば、金属アルミ
ニウムおよび/または珪素を添加して、溶融物を脱酸す
る。好ましい実施態様においては、溶融物は脱炭と脱酸
をした後、脱硫を従来の取鍋で行う。
【0009】取鍋炉では、非常に酸化した取鍋スラグ
は、スラグで溶融物を脱硫するため還元状態に変換する
ことが重要である。スラグは、例えば電気アーク加熱に
よりスラグを溶融し、その後取鍋スラグ脱酸剤を添加し
て還元スラグに変換する。適切な取鍋スラグ脱酸剤は、
例えば、金属アルミニウム、金属カルシウム、珪素など
を含む。好ましい脱酸剤はアルミニウムであるが、この
処理が電動機積層鋼に特に効果的である理由の一つは、
これらの鋼品位が有する高珪素含有量による。
【0010】脱硫の有効性はスラグのFeOとMnO含
有量が減少するにつれて増加する。スラグ中のMnO、
特にFeOの存在は、脱硫処理に有害である。スラグ脱
酸剤中のアルミニウムは、Al2 3を形成するためス
ラグ中のFeOとMnOと反応して、金属FeとMnが
スラグから溶湯鋼へと析出できる。その後スラグ中のC
aOは分離することができ、かつ硫黄脱徐剤として有効
に作用する。もちろん、スラグ中のより高いFeO含有
量には、さらに取鍋スラグ脱酸剤を添加しなければなら
ない。本目的は、可能な限り少なくいスラグ中のFeO
とMnO双方の合計量を得ることであり、スラグにより
十分な硫黄の吸収がされたその結果FeOとMnOと合
計量を約3%未満に、好ましくは約1.0%未満にす
る。アルミニウムがFeOとMnOから酸素を吸収する
のでカルシウムが硫黄を除去するため、これらの組成比
がまた重要になる。塩基度の尺度となるスラグ中のCa
OとAl2 3+SiO2 との比は、約1.0〜2.
5、好ましくは1〜1.5にすべきである。典型的に、
スラグの塩基度の調整は、大部分を占める人工スラグで
なされる。
【0011】好ましい取鍋スラグ脱酸剤は、約25〜1
00%のスラグ脱酸剤組成を含むことができる金属アル
ミニウムである。金属アルミニウムは微細に粉砕された
場合には高性能爆発物となりうる。したがって、高いパ
ーセンテージのアルミニウムを使用する場合、爆発を避
けるため、アルミニウム粒子(ショット)のような荒い
等級を使用すべきである。細粒の等級のアルミニウムを
使用する場合は、増量剤で爆発を押さえることが望まし
い。したがって安全のため、微細な等級を使用する場
合、アルミニウムは約32%未満のスラグ脱酸剤組成に
すべきである。組成の平衡は生石灰で可能である。本方
法において、好ましい取鍋脱酸剤は約32%の金属アル
ミニウムと68%の生石灰からなり、鋼のトン当たり約
5.5〜12.7ポンド(2.49〜5.76kg)の
範囲量を添加する。典型的な約225〜310トンの一
回分にたいしては約1500〜3500ポンド(68
0.4〜1587.6kg)が算定される。
【0012】必要ならば、BOF出銑口で合成或いは人
工スラグを持ち込みスラグに添加することができる。こ
れは、スラグ塩基度を調整することにより脱硫処理を促
進することができる。典型的な合成スラグはアルミ酸塩
ジカルシウム、ドロマイト質の石灰および生石灰を含む
と良い。特に好ましい合成スラグは、各々約32%、1
8%および50%の前述の組成物を含んでなる。
【0013】脱酸取鍋スラグは、溶融物を通るアルゴン
ガスバブリングにより溶融物と攪拌する。攪拌は、スラ
グから鋼に析出する金属FeとMnを生じてFeOとM
nOを減少し、それにより浴から硫黄を除去することが
可能なスラグにする。スラグ脱酸後にアルゴンで約15
分の短時間の攪拌で、約50%以上の硫黄を除去するの
に十分であり、約0.005%未満の極低硫黄水準の鋼
が得られる。
【0014】前述にしたがい、本発明は、溶融鉄および
スラグを含んでなる装入物から極低炭素極低硫黄鋼を製
造する方法、金属の炭素含有量を減少するため溶融金属
およびスラグを減圧環境に導入すること、溶融金属を脱
酸すること、スラグを脱酸すること、および溶融金属の
硫黄含有量を減少するためスラグを溶融金属と混合する
工程を含んでなる方法を提供する。好ましくは、溶融金
属を脱酸する工程は、金属アルミニウム、さらに好まし
くは金属アルミニウムと珪素の双方をそれに添加するこ
とを含んでなる。スラグ脱酸剤は、好ましくは金属アル
ミニウムであり、なおさらに好ましくはスラグ脱酸剤
は、約68%の生石灰と約32%の金属アルミニウムを
含んでなる。さらに別の実施態様において、本方法は、
溶融金属に追加スラグを添加することを含んでなる。
【0015】種々の付随する特徴、利点および本発明の
より十分な解釈が次の好ましい実施態様から得られるで
あろう。
【0016】
【課題を解決するための手段】従来のBOF内でスクラ
ップと高炉鉄を精錬する従来の状態で真空脱炭するため
に、一回の生産量の鋼を準備する。電気アーク炉を使用
してスクラップを基本とする操作は、適切な出発材料を
与えることもでき、スクラップ装入物が良好な品位を与
える。典型的な一回の生産量は、255〜310トンの
間で変動する。処理前の温度は、約2880〜2920
°F(1582.2〜1598.9℃)の目標範囲にあ
り、典型的に約2900°F(1593.3℃)であ
る。高級電動機積層板あるいは他の電気鋼用途に使用す
るため、真空脱ガスで達成する鋼は、約0.05%未満
の炭素、0.40%未満のマグネシウム、約0.02%
未満のアルミニウム、および約450ppm以上の酸素
である化学組成を典型的に有する。最終製品の低炭素含
有量を達成するため、融解炭素含有量を越えた融解酸素
含有量を有する処理を開始する必要がある。浴内に過剰
酸素を有することが、脱炭工程を促進し、かつ処理能力
を向上する。したがって、酸素に対し高い親和力を持つ
初期の鋼装入物内のアルミニウム、珪素およびマグネシ
ウムのような元素含有量を制限することが望ましい。理
想的には、この状態でアルミニウムあるいは珪素の量を
測定できないであろうが、マグネシウムは約0.2%未
満にすべきである。
【0017】取鍋は、断熱するために約2〜10インチ
(50.8〜254mm)の深さまでスラグで覆う。最
終的な取鍋スラグの容量は機械的に測定できないが、総
スラグ重量は、アルミニウム量の平衡を計算することに
より見積もることができる。本方法を用いることによ
り、スラグの容量は、鋼トン当たり約32.7ポンド
(14.83kg)であり、標準的には鋼のトン当たり
約29.1〜43.6ポンド(13.20〜19.78
kg)の間に整えなければならない。したがって、25
5〜310トンの典型的な一溶解量では、スラグ容量は
約8000〜12000ポンド(3629〜5443k
g)の範囲となる。
【0018】スラグの酸素ポテンシャルは、鋼浴のポテ
ンシャルと一致しなければならない。酸素の不十分なス
ラグは、鋼からFeOの吸収を生じ、鋼の脱炭に直接役
立つ酸素量を減少する。しがって、スラグのFeO含有
量に換算して表すことができ、高酸素ポテンシャルを有
する取鍋スラグで開始することが、本発明の処理におい
て必要である。
【0019】スラグは、溶融炉から持ち込まれるスラ
グ、ゆわゆる「持ち込み」スラグ、および望ましくはB
OFの出銑口で添加する追加人工スラグとを組み合わせ
ることから始まる。合成スラグの調合は、脱炭にもっと
も有利でかつ有効な取鍋炉操作となる最終スラグ条件を
与えることで調整される。CaO%/(Al2 3%+
SiO2 %)の割合、或いはスラグ塩基度が、最終スラ
グ組成の重要な係数となる。高塩基度は容量という観点
からは硫黄吸収に有利であるが、粘性のあるスラグで緩
慢な反応速度を生じる。低塩基度は、良好な反応速度を
有する流体スラグ条件を生じるが、硫黄の脱徐容量が劣
る。理想的には、スラグ塩基度は、脱硫工程の開始時に
はほぼ1.1である。フッ化カルシウム(CaF2 或い
は螢石)で流動性をもたせた高塩基性の取鍋スラグは、
脱硫鋼の製造にしばしば使用する。しかしながら、フッ
化カルシウムは、腐食性であり、取鍋耐火物に有害な影
響を及ぼす。都合良いことには、本発明にしたがうスラ
グはフッ化カルシウムを使用しない。適切な人工或いは
合成スラグは、ドロマイト質の石灰、生石灰およびアル
ミ酸塩ジカルシウムを含むと良い。本発明にしたがう特
に有益なスラグは、前述の原料を各々約18%、50%
および32%含むと良い。
【0020】BOFのスラグ量は、厳密に制御しない
が、鋼のトン当たり典型的に平均約16.2ポンド
(7.30kg)である。したがって、人工スラグは、
好ましくはトン当たり29.1〜43.6ポンド(1
3.20〜19.78kg)の範囲内の総スラグ量をに
なるまで添加すべきである。典型的な一回の溶解量にお
いては、鋼のトン当たり約10.9ポンド(4.94k
g)の人工スラグで十分であろう。脱炭前の全取鍋スラ
グ組成は、約35%〜55%のCaO、0%〜18%の
SiO2 、10%〜50%のFeO、0〜10%のMn
O、3%〜15%のMgO、0%〜1.5%のP
2 5 、0%〜0.2%のSおよび0%〜25%のAl
2 3 を含有すべきである。さらに好ましくは、スラグ
は、約42%〜50%のCaO、5%〜12%のSiO
2 、15%〜25%のFeO、0〜5%のMnO、5%
〜15%のMgO、0%〜1.5%のP2 5 、0%〜
0.1%のSおよび4%〜12%のAl2 3 を含有す
べきである。
【0021】その後溶融物は、鋼の炭素含有量が約0.
005%未満になるまで、従来の方法で脱炭する。好ま
しくは、脱炭は、循環型真空脱ガス装置内で約1トール
未満の圧力で行う。脱炭後の目標炭素含有量は、0.0
01%〜0.002%或いは10〜20ppmである。
脱炭処理中のCO発生割合が測定される。鋼浴からのC
Oガスの発生が、あらかじめ決めた割合に減少したと
き、脱ガス処理は実際に完了したとみなし、即ち鋼は脱
酸されて、COバブルの形成および発生が停止する。本
発明のこの段階での適切な脱酸剤は、金属アルミニウ
ム、金属珪素、金属マグネシウム、およびアルミニウ
ム、カルシウム、珪素およびジルコニウムとの合金を含
む。金属アルミニウムが好ましく、鋼のトン当たり約
4.4ポンド(2.00kg)より多くの量を溶融物に
添加すると良い。もちろん、添加するアルミニウムの量
は、等級に依存する。比較的高級な鋼はより高いアルミ
ニウム含有量を含む。しかしながら、特にこの点で重要
なMLS等級に対しては、アルミニウムは鋼のトン当た
り約5.4〜7.3ポンド(2.45〜3.31kg)
の間の量添加すべきである。珪素も良好な脱酸剤であり
アルミニウムと共に使用することができる。珪素をアル
ミニウムと共に使用する場合、鋼のトン当たり約10.
5ポンド(4.76kg)の量を70%フェロシリコン
の形で好ましく添加する。アルミニウムと同様に、望ま
しい珪素含有量も等級に依存する。処理に必要でなくて
もこの場合はマグネシウムを添加することがまた普通で
ある。好ましい処理においては、VCP容器をまだ循環
している間に、脱酸剤を鋼に添加する。なおその上有利
なことには、これが効果的な脱酸を確実にする強い攪拌
力を与える。
【0022】次に、溶融物は脱硫処理のため従来の取鍋
炉に輸送された。脱硫のため取鍋炉を用いる本発明の処
理能力がなぜ特に優れているかの一つの理由は、典型的
な取鍋炉は電気アーク加熱により鋼の温度を上昇するこ
とが可能であり、かつ最終製品を好ましくできる合金の
添加、冷却用のスクラップと他の材料の装置を有するた
めである。取鍋炉に到着次第、取鍋スラグは、鋼浴から
硫黄の吸収を可能にするため、そのためにふさわしく脱
酸しなければならない。本発明では、スラグ脱酸前に鋼
を脱酸することは好ましいが必要なことではない。
【0023】スラグと鋼浴表面は、電気アークで典型的
には約4〜10分間1600KWH程度或いはそれ以上
の電力で加熱する。この工程の目的はスラグを液状化す
ることである。この処理は到着次第スラグの条件に依存
して長くしたり或いは短くしたりする。生石灰と金属ア
ルミニウムを含むスラグ脱酸剤は、液状スラグに添加
し、かつアルゴンガスにより混合する。好ましい取鍋ス
ラグ脱酸剤は、約25〜32%の金属アルミニウムおよ
び残余生石灰を含む。この方法に使用する適切な他のス
ラグ脱酸剤は、この開示を考慮して当業者に知られるこ
とであろう。例えば、アルミニウムショットのような粗
いアルミニウム等級を使用する場合、爆発の危険を減少
し、かつ100%金属アルミニウム自体を有効に用いる
ことができ、或いは他のアルミニウムを含んだ試薬を用
いることができる。
【0024】十分な取鍋スラグ脱酸剤を、約3%未満の
スラグのFeOとMnO合計量をもたらすため添加すべ
きである。好ましくは、FeOとMnO含有量は、各々
約1%未満にすべきである。添加する典型的な脱酸剤量
は、鋼のトン当たり約5.5〜12.7ポンド(2.4
9〜5.76kg)、或いはスラグのポンド当たり0.
28ポンド(0.13kg)のスラグ脱酸剤である。通
常の工程においては、約2500ポンド(1,134k
g)のスラグ脱酸剤が添加されるであろう。これは、ス
ラグ中にCaOとAl2 3 +SiO2 の割合、すなわ
ち、約1.0〜2.5、さらに好ましくは、1.0〜
1.5の間のスラグ塩基度をもたらすに十分なアルミニ
ウムを与える。スラグ脱酸剤の生石灰は、スラグ塩基度
の値に寄与するが、スラグ塩基度の主調整は、人工スラ
グにより成し遂げられる。
【0025】処理後のスラグは、約30%〜62%のC
aO、0%〜20%のSiO2 、0%〜2.0%のFe
O、0〜1.0%のMn、5.0%〜15%のMgO、
0%〜1.0%のP2 5 、0%〜1.0%のSおよび
20%〜40%のAl2 3を含有すべきである。さら
に好ましくは、スラグは、約40%〜50%のCaO、
0〜15%のSiO2 、0%〜1.0%のFeO、0〜
0.5%のMnO、5%〜15%のMgO、0%〜0.
15%のP2 5 、0%〜1.0%のSおよび30%〜
40%のAl2 3 を含有すべきである。
【0026】不活性ガスでバブリングしてスラグを攪拌
することにより、FeとMnが析出する結果、スラグは
浴中の硫黄を吸収できるようになる。鋼浴の循環は必須
であり、アルゴンバブリングによって、取鍋の底或いは
その近くで達成することが好ましい。アルゴンバブリン
グは、取鍋耐火物内を通して装入された攪拌プラグ、或
いは取鍋の頂部を通って鋼浴内に装入した耐火物被覆パ
イプのいずれかで吹きつけられる。スラグ脱酸工程は、
実質的に約8分でほぼ完了し、その間に取鍋スラグFe
O含有量を平均レベル約24%から3%未満までに低下
する。脱硫処理の間の連続した攪拌が、平均レベル約1
%までのさらに低い取鍋スラグFeO含有量を生じる。
【0027】アルゴンバブリングはスラグと鋼の乳化を
生じ、鋼からスラグへと硫黄の物質移動を促進する。ス
ラグは前述のような適切な塩基度と低酸素ポテンシャル
を有するならば、スラグは硫黄を受容しかつ保持する。
酸素ポテンシャルは、主にスラグFeO含有量で表せ
れ、多少はスラグMnO含有量で表せる値であり、酸化
カルシウムが容易に解離することができ、カルシウム元
素が硫黄元素を捕獲できるかどうかの指標である。Fe
OとMnO含有量の合計が約3%未満に下がると、スラ
グはかなりの量の硫黄を吸収しはじめる。
【0028】硫黄の除去率は、スラグを鋼と乳化するた
めに用いるバブリング強度に依存する。鋼の硫黄含有量
が処理前に既に低い場合には、バブリング強度を低くし
て、脱硫はそう高くなく、例えば、約25%未満であ
る。高硫黄含有量を有して処理にかけられる溶鋼は、よ
り激しくバブリングすると良い。取鍋炉での55分の処
理工程で80%程度の硫黄が除去された。典型的には、
硫黄を除去するスラグと15分間の攪拌で50%以上の
硫黄を取り除くのに十分であり、0.005%未満の極
低硫黄水準に低下した鋼の化学組成が得られる。攪拌期
間の間に、作業者は、浴中に添加物をさらに添加するこ
とにより、鋼の合金化を完了し、かつアーク加熱或いは
冷却剤スクラップを添加するかのいずれかにより鋼の温
度を調節する。初期の処理工程に必要でないので、カル
シウムは脱硫を処理を促進するために攪拌する間に添加
することもできる。望ましい場合は、カルシウムは鋼の
トン当たり約0.6〜2.0ポンド(0.27〜0.9
1kg)の量を添加する。
【0029】これらと他の好ましい実施態様の見解は、
次に示す限定しない実例で明らかにされるであろう。
【0030】
【実施例および発明の効果】269トンの溶湯を、BO
Fから真空脱炭用取鍋冶金装置の循環型真空脱ガス装置
へと運搬した。溶湯は、到着次第取鍋スラグで覆われて
いた。スラグは、42.8%のCaO、15.4%のS
iO2 、23.6%のFeO、4.4%のMnO、8.
5%のMgO、3.1%のAl2 3 、0.6%のPお
よび0.1%のSからなる。真空脱炭の開始時の溶湯の
温度は、2902°F(1594.4℃)であった。溶
湯の酸素含有量は630ppmであり、かつ炭素含有量
は約0.025%であった。脱炭は、72〜81標準立
法フィート/分(SCFM)のアルゴンバブリングを用
いて、約1〜3トールの脱ガス装置内の圧力雰囲気にし
て約20分続けた。脱炭中、温度は約2862°F(1
572.2℃)にさがり、炭素含有量は約0.004%
まで低下し、かつ酸素含有量はほぼ零になった。脱炭
後、鋼のトン当たり約5.6ポンド(2.54kg)の
アルミニウムショット(粒子)、およびトン当たり1
0.8ポンド(4.90kg)の70%フェロシリコン
とを添加して鋼を脱酸した。
【0031】その後、加熱とスラグ脱酸のため溶湯を取
鍋炉に入れた。トン当たり約7.25KWHの電力で5
分間の電気アーク加熱により、スラグを流動化した。次
に、約10SCFMのアルゴンバブリングで4分間攪拌
してる間に、32%の金属アルミニウムと68%の生石
灰とからなる3098ポンド(1,405.2kg)の
スラグ脱酸剤を添加した。処理後、スラグは、54.3
%のCaO、6.6%のSiO2 、1.5%のFeO、
0.9%のMnO、11.2%のMgO、27.3%の
Al2 3 、0.1%のPおよび0.2%のSとなって
いた。約4〜10SCFMのアルゴンバブリングでスラ
グと溶融物を31分間混合している間に、最終的な合金
添加物が添加された。最終製品は、0.0045%の炭
素、0.004%の硫黄、0.38%のSi、0.53
%のMn、0.304%のAl、および最終製品の鋼種
に必要な種々の添加物質の残余物を含んでいた。
【0032】本発明の多くの改良と変更は、前述の開示
を考慮し当業者に明らかであろう。したがって、本発明
は、添付された特許請求の範囲内で、具体的に示しかつ
記載した以外にも他に実施できることが理解できる。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融した鉄およびスラグを含んでなる装
    入物から極低炭素極低硫黄鋼を製造する方法において、 (a) 前記溶融した金属およびスラグを減圧環境に導
    入することにより、金属の炭素含有量を減少させる工程
    と、 (b) 前記溶融金属を脱酸する工程と、 (c) 前記スラグを脱酸する工程と、 (d) 前記スラグを前記溶融した金属と混合すること
    により、前記溶融した金属の硫黄含有量を減少させる工
    程とを含んでなる極低炭素極低硫黄鋼の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記溶融金属を脱酸する工程が、金属ア
    ルミニウムを前記溶融金属に添加する請求項第1項に記
    載の方法。
  3. 【請求項3】 前記減圧環境を取り除いた後、前記溶融
    金属を脱酸する請求項第1項に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記スラグを脱酸する工程と、スラグを
    前記溶融金属と混合する工程とを取鍋炉内で行う請求項
    第1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記スラグを脱酸する工程が、金属アル
    ミニウムを前記スラグに添加する請求項第1項に記載の
    方法。
  6. 【請求項6】 前記金属アルミニウムを生石灰と組合わ
    せて添加する請求項第5項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 十分なアルミニウムを前記スラグに添加
    することにより、前記スラグのFeOおよびMnOとの
    合計量を前記スラグの重量を基準にして約3重量%未満
    にする請求項第5項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記溶融金属の硫黄含有量が、前記溶融
    金属の重量を基準にして0.005重量%以下になるま
    で、前記スラグを前記溶融金属と混合する請求項第1項
    に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記金属の炭素含有量が、前記溶融した
    鉄の重量を基準に約0.005重量%以下に減少するま
    で、前記溶融金属を前記減圧環境中に維持する請求項第
    1項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 追加スラグを前記溶融金属に添加する
    請求項第1項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記溶融金属を前記減圧環境に導入す
    る前に、前記追加スラグを添加する請求項第10項に記
    載の方法。
  12. 【請求項12】 溶融した鉄およびスラグを含んでなる
    装入物から極低炭素極低硫黄鋼を製造する方法におい
    て、 (a) 前記溶融した金属およびスラグを減圧環境に導
    入することにより、金属中の炭素含有量を溶融金属重量
    を基準にして約0.005重量%未満に減少するまで、
    少なくとも前記減圧環境に前記溶融金属を維持する工程
    と、 (b) 前記溶融金属を脱酸する工程と、 (c) 前記スラグを脱酸する工程と、 (d) 前記溶融金属の硫黄含有量が、前記溶融金属の
    重量を基準にして約0.005重量%未満になるまで、
    前記スラグを前記溶融金属と混合する工程とを含んでな
    る極低炭素極低硫黄鋼の製造方法。
  13. 【請求項13】 溶融金属を脱酸する工程が、溶融金属
    のトン当たり少なくとも約4.4ポンド(2kg)の金
    属アルミニウムを前記溶融金属に添加する請求項第12
    項に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記減圧環境を除去した後、前記溶融
    金属を脱酸する工程を行う請求項第12項に記載の方
    法。
  15. 【請求項15】 前記スラグを脱酸する工程と、前記ス
    ラグを前記溶融金属と混合する工程とを取鍋炉内で行う
    請求項第12項に記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記スラグを脱酸する工程が、前記ス
    ラグを溶解することおよび前記スラグに金属アルミニウ
    ムを添加することを含んでなる請求項第12項記載の方
    法。
  17. 【請求項17】 金属アルミニウムと生石灰を含んでな
    る組成物の一部として前記金属アルミニウムを添加して
    含んでなり、前記金属アルミニウムは前記生石灰と前記
    金属アルミニウムとの合計量を基準にして前記組成物の
    約25〜32重量%であり、前記組成物は溶融金属のト
    ン当たり約5.5〜12.7ポンド(2.49〜5、7
    6kg)の量で前記スラグに添加される請求項第16項
    記載の方法。
  18. 【請求項18】 追加スラグを前記溶融金属に添加する
    請求項第12項に記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記溶融金属を前記減圧環境に導入す
    る前に、前記追加スラグを添加する請求項第18項に記
    載の方法。
  20. 【請求項20】 溶融金属のトン当たり約8.5〜1
    2.8ポンド(3.86〜5.81kg)の量の70%
    フェロシリコンを添加する請求項第13項に記載の方
    法。
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