JPH0762419A - ステンレス鋼の精錬方法 - Google Patents

ステンレス鋼の精錬方法

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JPH0762419A
JPH0762419A JP5214561A JP21456193A JPH0762419A JP H0762419 A JPH0762419 A JP H0762419A JP 5214561 A JP5214561 A JP 5214561A JP 21456193 A JP21456193 A JP 21456193A JP H0762419 A JPH0762419 A JP H0762419A
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JP
Japan
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treatment
slag
powder
molten steel
main
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JP5214561A
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English (en)
Inventor
Ryuji Nakao
隆二 中尾
Shigeo Fukumoto
成雄 福元
Hiroshi Iwasaki
央 岩崎
Tadanori Matsunami
忠則 松並
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステンレス鋼の精錬において、〔S〕濃度≦
20ppmの極低硫化を安定して達成し、製品の表面疵
や加工時の割れを防止する。 【構成】 主精錬炉において酸化精錬による脱炭処理を
し、該脱炭処理によって酸化したクロムをシリコンを主
成分とする合金により回収する還元処理を行い、続いて
前記主精錬炉より取鍋に出鋼し、該取鍋内において粉体
吹込み処理を行うステンレス鋼精錬において、前記主精
錬炉より前記取鍋に出鋼される溶鋼中〔S〕濃度を60
ppm以下とし、かつスラグ塩基度を1.4以上、スラ
グ量を溶鋼トン当り75kg以下に調整し、かつ、前記
粉体吹込み処理において、CaO,CaF2 を主成分と
する粉体を、前記スラグ量に対応した吹込み量で、不活
性ガスとともに吹込むことにより、溶鋼中の〔S〕を2
0ppm以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステンレス鋼の精錬方法
において、取鍋での粉体吹込み処理を適用し、かつ粉体
吹込み処理条件を適正化することにより極低硫ステンレ
ス鋼を安定して製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼中の[S]は、製品の表面
疵や加工時の割れ発生に悪影響を及ぼすため、製品の高
品質化には低硫化が極めて重要である。一般に、ステン
レス鋼の脱硫処理は、主精錬炉での酸化精錬後にシリコ
ンを主成分とする合金を添加して酸化したクロムの還元
を行う工程において、主精錬炉内にCaOを添加しスラ
グの塩基度を調整することによって行われる。ステンレ
ス鋼の主精錬炉として代表的なものはAOD炉である
が、転炉やVOD炉を用いても可能である。
【0003】さらに、極低硫ステンレス鋼を製造するた
めには、従来は前記脱硫処理後にスラグを除去し、再度
CaOを添加してスラグを調整し脱硫を行う、いわゆる
2スラグ法が採用されていた。しかし、この方法では主
精錬炉の負荷が増大し生産性が低下すること、多量のC
aOを消費すること、さらには耐火物寿命も低下するた
めにコスト増となるという問題がある。
【0004】また、極低硫ステンレス鋼を製造する他の
方法として、粉体吹込みを用いた脱硫処理方法が例え
ば、特開昭61−174313号公報によって知られて
いる。この方法は主精錬炉における精錬に先立って、予
備精錬炉内で脱硫剤を不活性ガスとともに吹込むことで
脱硫処理を行い、主精錬炉の負荷を軽減するものであ
る。しかし、この方法では主精錬炉に先立って予備精錬
炉で粉体吹込みを行うために、前工程である電気炉の溶
解工程から持ち込まれるスラグの塩基度およびスラグ量
のバラツキが大きく、かつ[S]濃度も広範囲の値とな
る。したがって、この方法では脱硫処理に使用するCa
Oの吹込み量が増大し、また処理後の[S]濃度のバラ
ツキも大きくなるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はステンレス鋼
の精錬において、主精錬炉でのスラグ組成を制御し、か
つ粉体吹込み処理前の溶鋼中[S]濃度、スラグ塩基度
およびスラグ量を制御した後、CaO,CaF2 を主成
分とする粉体を不活性ガスとともに吹込むことにより、
[S]≦20ppmの極低硫化を安定して達成し、製品
の表面疵や加工時の割れを防止することを目的とするも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、主精錬炉にお
いて酸化精錬による脱炭処理をし、該脱炭処理によって
酸化したクロムをシリコンを主成分とする合金により回
収する還元処理を行い、続いて前記主精錬炉より取鍋に
出鋼し、該取鍋内において粉体吹込み処理を行うステン
レス鋼の精錬において、前記主精錬炉より前記取鍋に出
鋼される溶鋼中[S]濃度を60ppm以下とし、かつ
スラグ塩基度を1.4以上、スラグ量を溶鋼トン当り7
5kg以下に調整し、かつ、前記粉体吹込み処理におい
て、CaO,CaF2 を主成分とする粉体を、前記スラ
グ量に対応した吹込み量で、不活性ガスとともに吹込む
ことにより、溶鋼中の[S]を20ppm以下とするこ
とを特徴とするステンレス鋼の精錬方法を要旨とする。
【0007】
【作用】主精錬炉では、ステンレス鋼の酸化精錬による
脱炭処理をし、該脱炭処理によって酸化したクロムを合
金によって回収する還元処理を行う。この還元に用いる
合金としては、シリコンを主成分とする安価な合金とア
ルミニウムを主成分とする合金の2種類があるが、本発
明ではシリコンを主体とする合金を用いる。
【0008】ステンレス鋼の粉体吹込み処理において、
不活性ガスとともに溶鋼中に吹込まれた脱硫剤、例えば
CaOと溶鋼中の[S]は、(1)式の反応によって進
行する。 CaO+ → CaS+ ……………(1) (1)式の反応は粉体と溶鋼界面での物質移動律速と考
えられ、粉体の微粒化や吹込み量の増大による反応界面
積の増大や反応界面への攪拌の付与が反応速度の向上に
効果的である。本発明による方法では、CaO,CaF
2 を主成分とする微粉体を搬送ガスとともに吹込むため
に、反応界面積の増大が図れ、また不活性ガスを搬送ガ
スとして用いるために、溶鋼の酸化のない状態で界面の
攪拌効果が得られ、反応速度の著しい上昇が達成される
ものである。
【0009】脱硫剤としての粉体には、CaO,CaF
2 のほかにCaC2 あるいはCaCO2 も考えられる
が、本発明者らは安価であるが反応効率が悪いとされて
いたCaO,CaF2 を主成分とする粉体でも、ステン
レス鋼の精錬では高い脱硫率が得られ、工業的には安価
なCaO,CaF2 で十分な効果があるとの新しい知見
を得た。
【0010】さらに本発明者らは粉体吹込み処理後(以
下、単に処理後という)の[S]到達値は、処理後の溶
鋼上に存在するスラグ(以下、トップスラグという)の
組成および粉体吹込み処理前(以下、単に処理前とい
う)の[S]濃度に大きく依存することを見出した。ま
た、処理後のトップスラグ組成は処理前のスラグ組成、
特にスラグ塩基度、スラグ量および吹込む粉体の量に依
存することも見出した。したがって、処理後の[S]濃
度を安定して低下させるには、処理前[S]濃度、処理
前スラグ塩基度の調整が必要である。
【0011】また主精錬炉から取鍋に出鋼する前にスラ
グ除去を行った場合でも、吹込み粉体の量に比べて多量
のスラグが取鍋内に流入することは避けられない。この
ため、処理後のトップスラグは、取鍋に流出したスラグ
と吹込み粉体の混合したものになる。したがって、処理
後の[S]濃度を安定して低下させるには、スラグ量に
応じた吹込み粉体の量の調整が必要である。
【0012】次に、本発明における限定理由を説明す
る。図1にSUS304ステンレス鋼の製品(熱延板)
の[S]濃度と熱延板の表面割れ発生率の関係を示す。
表面割れ発生率は熱延板の全長について表面割れの長さ
を測定し、全測定長さに対する表面割れの合計長さの割
合で表している。製品の[S]濃度が20ppm以下で
あれば素材の熱間加工性が良好なために、熱間圧延時の
割れがほとんど発生しない。
【0013】図2に主精錬炉としてAOD炉を用いてS
US304ステンレス鋼を脱炭精錬した後、Fe−Si
により還元し取鍋に出鋼して、粉体吹込み処理を行った
場合の粉体吹込み処理前の溶鋼中[S]濃度と処理後の
[S]濃度の関係を示す。なお、処理条件は、処理前の
スラグ塩基度((CaO)/(SiO2 ))1.5〜
1.7、スラグ量を溶鋼トン当り50〜70kgとし
て、CaO−40mass%CaF2 の組成の粉体5k
g/TをArガスを搬送ガスとして吹込んだ。処理前の
[S]濃度が60ppm以下であれば、安定して[S]
≦20ppmの極低硫化が達成できる。
【0014】図3に図2と同様に主精錬炉で精錬したS
US304ステンレス鋼を粉体吹込み処理をした場合の
処理前スラグ塩基度と処理後[S]濃度の関係を示す。
処理条件は、処理前[S]濃度が40〜55ppm、ス
ラグ量が溶鋼トン当り50〜70kgで、CaO−40
mass%CaF2 の組成の粉体5kg/TをArガス
を搬送ガスとして吹込んだ。処理前のスラグ塩基度
((CaO)/(SiO2))が1.4以上であれば安
定して処理後[S]濃度を20ppm以下にできる。
【0015】図4に図2と同様に主精錬炉で精錬したS
US304ステンレス鋼を粉体吹込み処理した場合の処
理前スラグ量と処理後[S]濃度の関係を示す。処理条
件は、処理前[S]濃度が40〜55ppm、スラグ塩
基度が1.5〜1.7で、CaO−40mass%Ca
2 の組成の粉体5kg/TをArガスを搬送ガスとし
て吹込んだ。処理前のスラグ量が溶鋼トン当り75kg
以下であれば安定して処理後[S]濃度を20ppm以
下にできる。
【0016】図5に図2と同様に主精錬炉で精錬したS
US304ステンレス鋼を粉体吹込み処理した場合の吹
込み粉体の量と処理後[S]濃度の関係を示す。処理条
件は、処理前[S]濃度が40〜55ppm、スラグ塩
基度が1.5〜1.7、スラグ量を溶鋼トン当り50〜
70kgとして、CaO−40mass%CaF2 をA
rガスを搬送ガスとして吹込んだ。なお、図中の○印は
処理前スラグ量が溶鋼トン当り50kg以上60kg未
満、△印は60kg以上70kg以下のものである。吹
込み粉体量を多くすれば処理後[S]濃度が低下する。
また処理前スラグ量が少ない方が少ない吹込み粉体量で
処理後[S]濃度≦20ppmを達成できる。このため
に、吹込み粉体量は処理前のスラグ量に対応させて、吹
込むことにより安定して処理後[S]濃度≦20ppm
を達成することが可能である。
【0017】以上より、処理後[S]濃度≦20ppm
を安定して達成するには、処理前[S]濃度を60pp
m以下、スラグ塩基度を1.4以上、スラグ量を溶鋼ト
ン当り75kg以下として、CaO,CaF2 を主成分
とする粉体を処理前スラグ量に対応させて吹込むことが
効果的である。これらの条件の中で、処理前[S]濃度
およびスラグ塩基度の把握は主精錬炉から取鍋に出鋼す
る前にサンプリングを行い、分析することにより可能で
あり、またスラグ量は出鋼後の取鍋の重量を測定するこ
とにより把握できる。これらの情報を粉体吹込み処理前
に把握して、粉体吹込みの処理条件を決定すれば処理後
[S]濃度≦20ppmを容易に達成可能である。ま
た、処理前[S]濃度およびスラグ塩基度が条件を外れ
ている場合には出鋼前の主精錬炉内での調整が可能であ
り、スラグ量は取鍋での排滓処理を再度行えば調整が可
能である。
【0018】
【実施例】SUS304ステンレス鋼(8mass%N
i−18mass%Cr)を主精錬炉としてAOD炉を
用い、溶鋼量60tを処理した実施例を挙げて説明す
る。表1に処理条件および処理後[S]濃度、熱延板の
割れ発生率を比較例と併せて示す。
【0019】処理工程は電気炉においてスクラップおよ
び合金鉄を溶解し、AOD炉にて脱炭精錬を行った後に
還元材としてFe−Siを添加して、酸化したクロムの
還元および脱硫処理を行い、取鍋に出鋼した。その後、
取鍋内溶鋼中に上方から浸漬したランスを通じ、Arガ
スを搬送ガスとして粒径250μm以下の種々組成の粉
体を吹込んだ。粉体吹込み時のArガス流量は500N
l/min、粉体の吹込み速度は50kg/minであ
った。
【0020】本発明例では処理後[S]濃度≦20pp
mの極低硫化が可能であり、熱延板の割れ発生率が極め
て低いレベルにあるために、製品の歩留り向上および品
質向上が達成できる。比較例のNo.6〜8は、粉体吹
込み処理前の条件が本発明の条件を外れているために極
低硫化が達成できず、熱延板の割れ発生率も高い。また
比較例のNo.9は主精錬炉のみで脱硫処理(AOD1
スラグ法)を行った後、成分、温度調整および介在物除
去を目的に出鋼後取鍋内溶鋼にArのみを吹込んだ場合
の例であり、処理後[S]濃度のレベルがさらに高く、
熱延板の割れ発生率も増大している。
【0021】また、比較例のNo.10は従来の極低硫
化方法であるAOD2スラグ法+Arブローを示し、脱
硫処理に要する時間が長く、しかも多量のCaOの添加
を必要としている。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明により生産性を低下させることな
く安定して[S]≦20ppmの極低硫ステンレス鋼を
製造することができる。このために、製品の表面疵や加
工時の割れを大幅に低減することが可能となり、製品の
歩留り向上および高品質化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】製品[S]濃度と熱延板の表面割れ発生率の関
係を示す図である。
【図2】本発明における処理前[S]濃度の限定理由を
説明する図である。
【図3】本発明における処理前スラグ塩基度の限定理由
を説明する図である。
【図4】本発明における処理前スラグ量の限定理由を説
明する図である。
【図5】本発明における吹込み粉体量と処理後[S]濃
度の関係を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 松並 忠則 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主精錬炉において酸化精錬による脱炭処
    理をし、該脱炭処理によって酸化したクロムをシリコン
    を主成分とする合金により回収する還元処理を行い、続
    いて前記主精錬炉より取鍋に出鋼し、該取鍋内において
    粉体吹込み処理を行うステンレス鋼の精錬において、前
    記主精錬炉より前記取鍋に出鋼される溶鋼中[S]濃度
    を60ppm以下とし、かつスラグ塩基度を1.4以
    上、スラグ量を溶鋼トン当り75kg以下に調整し、か
    つ、前記粉体吹込み処理において、CaO,CaF2
    主成分とする粉体を、前記スラグ量に対応した吹込み量
    で、不活性ガスとともに吹込むことにより、溶鋼中の
    [S]を20ppm以下とすることを特徴とするステン
    レス鋼の精錬方法。
JP5214561A 1993-08-30 1993-08-30 ステンレス鋼の精錬方法 Pending JPH0762419A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030039107A (ko) * 2001-11-12 2003-05-17 주식회사 포스코 극저황성분을 갖는 극저탄소강 제조방법
KR100948921B1 (ko) * 2003-04-16 2010-03-23 주식회사 포스코 페라이트 스테인레스강의 노외정련 방법
CN102373316A (zh) * 2011-10-09 2012-03-14 莱芜钢铁集团有限公司 钢包精炼炉的渣系的控制方法
KR101441302B1 (ko) * 2012-12-24 2014-11-03 주식회사 포스코 스테인레스 강 및 그 제조 방법

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Effective date: 20010410