JPH08104914A - 高純度ステンレス溶鋼の高効率製造方法 - Google Patents

高純度ステンレス溶鋼の高効率製造方法

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JPH08104914A
JPH08104914A JP24317294A JP24317294A JPH08104914A JP H08104914 A JPH08104914 A JP H08104914A JP 24317294 A JP24317294 A JP 24317294A JP 24317294 A JP24317294 A JP 24317294A JP H08104914 A JPH08104914 A JP H08104914A
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ladle
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JP24317294A
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Kenichiro Miyamoto
健一郎 宮本
Katsuhiko Kato
勝彦 加藤
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は真空下でのステンレス鋼の吹酸脱炭
精錬において生成したクロム酸化物を転炉にて還元回収
することにより、クロムロスを生じることなく高純度ス
テンレス鋼を製造する方法を提供する。 【構成】 Crを5%以上含む取鍋内溶鋼に直胴型浸漬
管を浸漬し、該浸漬管内を減圧するとともに取鍋低部よ
り攪拌用ガスを供給し、上方より酸素ガス吹付けを行う
真空脱炭精錬において、吹酸中に生成し浸漬管外へ流出
したクロム酸化物の還元回収を行わず、脱酸及び合金添
加のみを行った後に鋳造し、さらに鋳造後、取鍋内に残
留したスラグを転炉内に添加するか、あるいは前チャー
ジの未還元脱炭滓が残存した転炉内に添加し、次チャー
ジの溶銑を装入し吹酸昇温精錬して該スラグ中のクロム
分を還元し、高純度ステンレス溶鋼の高効率製造を可能
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空下でのステンレス
鋼の吹酸脱炭精錬において生成したクロム酸化物を転炉
にて還元回収することにより、クロムロスを生じること
なく、高純度ステンレス鋼を製造する方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼に代表されるクロム含有溶
鉄は、炭素濃度が低下した領域では脱炭反応に比べてク
ロムの酸化反応のほうが起こりやすくなるため、クロム
の酸化損失を抑制して製品規格から要求される炭素濃度
まで脱炭する方法が種々提案されている。中でもAOD
とVODは広く知られている方法である。
【0003】このうち、AODはArで希釈した酸素ガ
スを浴内に吹込む方法であり、VODは真空下で酸素を
上吹きする方法であるが、いずれの場合も脱炭反応によ
り生成するCOガスの分圧を低下させ、クロムの酸化反
応よりも脱炭反応を優先させることを特徴としている。
このうち、炭素濃度が500ppm以下といった低炭素
ステンレス鋼を溶製するためには減圧精錬が不可欠とな
るため、一般的にはVODが用いられている。
【0004】しかしながら、VODは取鍋全体を真空容
器内に入れる方法、もしくは取鍋上部に蓋をして取鍋全
体を真空にする方法であるため、上部空間が狭く、酸素
上吹き時に発生するスプラッシュにより操業が阻害され
るという問題がある上、クロム酸化を抑制した脱炭を進
行させるために攪拌用のガス流量を増大した場合にも、
溶鋼の揺動や底吹きガスによるスプラッシュが増加し、
操業に支障が生じていた。
【0005】これに対して、特開昭61−37912号
公報においては、取鍋内の溶鋼を大径浸漬管を介して真
空槽内に吸い上げ、低部から攪拌用ガスを供給する方法
が開示されている。さらに、特開平1−156416号
公報においては、浸漬管中心に対して底吹き用ノズル位
置を適切な範囲に偏心させるとともに、上吹き酸素を底
吹きガスの浮上領域である気泡活性面に衝突させる方法
が開示されている。
【0006】これらの方法により、VODが有する上部
空間が狭いという問題は解決されたものの、これらの方
法では、生成したクロム酸化物が浸漬管外に流出してク
ロム歩留が低下するといった問題や、高クロム歩留を得
るためには別工程を設けて高価なAlやフェロシリコン
を用いて還元回収を行う必要があることや、この還元処
理中に炭素や窒素がピックアップしてしまい、高純度鋼
を製造することが困難となるなどの問題があった。
【0007】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、VODが
有している上部空間が狭いために溶鋼の揺動やスプラッ
シュにより操業に支障が生じるといった問題や、特開昭
61−37912号公報や特開平1−156416号公
報に示された方法が有する、クロム歩留の低下や、高ク
ロム歩留を得るためには別工程を設けて高価なAlやフ
ェロシリコンを用いて還元回収を行う必要があるなどの
問題を生じることなく、効率的な精錬を可能とする脱炭
方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【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、Crを5%以上含む取鍋内溶鋼に直胴型浸漬管を
浸漬し、該浸漬管内を減圧するとともに取鍋低部より攪
拌用ガスを供給し、上方より酸素ガス吹付けを行う真空
脱炭精錬において、吹酸中に生成し浸漬管外へ流出した
クロム酸化物の還元回収を行わず、脱酸および合金添加
のみを行った後に鋳造し、さらに鋳造後、取鍋内に残留
したスラグを転炉内に添加するか、あるいは前チャージ
の未還元脱炭滓が残存した転炉内に添加し、次チャージ
の溶銑を装入し吹酸昇温精錬して該スラグ中のクロム分
を還元することを特徴とする高純度ステンレス溶鋼の高
効率製造方法にある。
【0009】
【作用】本発明は、Crを5%以上含む取鍋内溶鋼に直
胴型浸漬管を浸漬し、該浸漬管内を減圧するとともに取
鍋低部より攪拌用ガスを供給し、上方より酸素ガス吹付
けを行う真空脱炭精錬において、吹酸中に生成したクロ
ム酸化物を効率的に、かつ安価に還元回収することに立
脚している。
【0010】取鍋内溶鋼に直胴型浸漬管を浸漬し、該浸
漬管内を減圧するとともに取鍋低部より攪拌用ガスを供
給し、上方より酸素ガス吹付けを行う真空脱炭精錬にお
いて、吹酸中に生成したクロム酸化物は、浸漬管内に形
成される大きな下降流に乗って浴内に巻き込まれる。そ
の後、クロム酸化物は浸漬管下端部付近で下降流の減衰
とともに逸脱し、浸漬管外へと流出する。従って、該工
程においては、脱炭、脱窒処理後に還元材を投入しても
溶鋼とクロム酸化物を含んだスラグとの接触が不十分で
あり、還元歩留が極めて悪かった。このため、高クロム
歩留を得ようとする場合は、該工程とは別工程を設けて
Alやフェロシリコンなど高価な還元材を投入する必要
があり、またこの還元工程は大気圧下あるいはAr雰囲
気下で行われるが、そのいずれの場合も減圧下に比べて
窒素分圧が高いため、この還元処理中に数ppmの窒素
ピックアップが生じてしまうことや、耐火物中の炭素分
が溶出することによる炭素のピックアップが生じる。
【0011】従って、本発明は高価な還元材を用いるこ
となく、クロム歩留の高位安定化を達成し、かつ脱炭、
脱窒処理後の炭素や窒素ピックアップを防止することに
立脚している。本発明では、その具体的な方法として、
Crを5%以上含む取鍋内溶鋼に直胴型浸漬管を浸漬
し、該浸漬管内を減圧するとともに取鍋低部より攪拌用
ガスを供給し、上方より酸素ガス吹付けを行う真空脱炭
精錬において、吹酸中に生成し浸漬管外へ流出したクロ
ム酸化物の還元回収を行わず、脱酸および合金添加のみ
を行った後に鋳造し、さらに鋳造後、取鍋内に残留した
スラグを転炉内に添加するか、あるいは前チャージの未
還元脱炭滓の残存した転炉内に添加し、次チャージの溶
銑を装入し吹酸昇温精錬して該スラグ中のクロム分を還
元するようにした。
【0012】普通の鋼の精錬スラグは未還元では鋼の品
質阻害を招くが、Crを5%以上含有した鋼の減圧精錬
で生成したクロム酸化物を含むスラグは、スラグ中のク
ロム酸化物の還元あるいは安定化処理を施さなくても、
クロム酸化物自体、精錬後あるいは鋳造中の鋼を汚染を
することが少ない。また、Crを5%以上含有した鋼の
精錬スラグは、クロム酸化物が溶鋼上部に混濁しても融
点が高く、溶鋼に含有された他の元素との反応が小さい
ため溶鋼の汚染を生じることがなく、精錬スラグを未還
元で取鍋内に保持できる。
【0013】この精錬スラグの還元処理を転炉にて行う
ことにより、二次精錬以降の工程では還元処理を必要と
せず、脱炭、脱窒処理後には脱酸および合金添加のみを
行い、その後、鋳造を行うことにより、炭素や窒素のピ
ックアップを生じることなく、高純度ステンレス鋼の製
造が可能となる。ここで、脱酸用のAl等を添加した場
合に、浸漬管外に流出したクロム酸化物が僅かに還元さ
れる場合があるが、この場合の還元量は極めて少量であ
り、大部分のクロム酸化物は残存したままである。
【0014】また、本発明では、二次精錬において生成
したクロム酸化物については、鋳造後、取鍋内に残留し
たスラグを転炉内に添加するか、あるいは前チャージの
未還元脱炭滓の残存した転炉内に添加し、次チャージの
溶銑を装入し吹酸昇温精錬して該スラグ中のクロム分を
還元することを特徴としている。ここで、上記方法を効
率的に行うためには、転炉添加後のスラグ組成として、
塩基度を1.5〜3.0、Al2 3 濃度を10〜20
%とすること、および還元処理中の溶銑中炭素濃度は
2.5%以上とすることが望ましい。これは、塩基度が
1.5未満であると、吹酸昇温還元中に耐火物の溶損を
引き起こすからであり、3.0より高い場合には、スラ
グ中のCr2 3 が難還元性スピネル化合物であるCa
O・Cr2 3 を大量に生成するため、還元速度が低下
し、生産性が著しく低下するためである。また、Al2
3 濃度が10%未満である場合にはスラグの液相率が
低下し、スラグ/メタル反応界面積の低下に起因して還
元速度が低下することになり、逆に20%を超える場合
にはMgO溶解度が増大するため耐火物の溶損が促進さ
れ、実用的でない。さらに、溶銑中の炭素濃度が2.5
%未満である場合には、Cr2 3 の還元材である炭素
そのものが不足することにより、還元速度が低下してし
まう。
【0015】さらに、転炉での還元処理後、炉内のスラ
グを排滓し、引き続いてフェロクロム合金を添加しつつ
吹酸脱炭を行い、吹酸停止後、還元処理を行わずに出鋼
し、脱炭滓を炉内に残存させたまま、再度、二次精錬以
降で生成したCr2 3 含有スラグを炉内に添加し、同
様の処理を行ってもよい。
【0016】
【実施例】本発明による実施例を図1に示す。実施例は
175トン規模の真空脱ガス装置および転炉を用いて行
った。転炉にて〔%C〕が約0.7%、〔%Cr〕を5
%以上(主に10〜20%)含まれる溶鋼を溶製した
後、減圧下での吹酸脱炭処理を行い(工程1)、炭素濃
度≦20ppm、窒素濃度≦60ppmの高純度ステン
レス鋼の溶製を行った。自己脱炭処理後には還元処理を
行わず、脱酸、合金添加のみを行い(工程2)、鋳造を
行った(工程3)。その後、取鍋内に残留したクロム酸
化物含有スラグを、前チャージに生成した脱炭滓が残存
した転炉内に添加し(工程4)、引き続いて溶銑を装入
した(工程5)。さらにその後、昇温還元処理を行い
(工程6)、スラグ中のクロム分を還元回収後、排滓処
理を行った(工程7)。排滓後、炉上よりフェロクロム
を添加しつつ、吹酸脱炭を行い(工程8)、目的の炭素
濃度まで低下した後、還元処理を行わずに転炉を傾動し
て溶鋼のみを出鋼し、仕上脱炭工程へと送った。
【0017】本発明と各方法の比較結果を表1および表
2(表1のつづき)に示すが、表1、表2より明らかな
ように、本発明は高価なフェロシリコン等の還元材を用
いることなく、溶銑中の炭素あるいは安価な炭材による
クロム酸化物の還元が可能となり、高純度ステンレス鋼
を効率的に溶製するに際し、非常に優れた方法であるこ
とがわかる。また、鋳造された鋳片の品質も、クロム酸
化物の未還元にもかかわらず、酸化物に起因した欠陥の
発生はなかった。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】本発明により、操業性を阻害することな
く、最終処理後の炭素、窒素ピックアップを防止し、か
つ安価な還元コストにてクロム歩留の高位安定を達成
し、かつ品質阻害のない高純度ステンレス鋼の溶製を行
うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による精錬方法の様態(クロム酸化物含
有スラグを前チャージの未還元脱炭滓が残存した転炉内
に添加する場合)の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 溶鋼取鍋 2 含クロム溶鋼 3 浸漬管 4 クロム酸化物 5 クロム酸化物含有スラグ 6 タンディッシュ 7 前チャージ脱炭滓 8 溶銑鍋 9 溶銑 10 クロム分回収済溶鋼 11 クロム分回収済スラグ 12 クロム分添加後溶鋼 13 脱炭滓

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Crを5%以上含む取鍋内溶鋼に直胴型
    浸漬管を浸漬し、該浸漬管内を減圧するとともに取鍋低
    部より攪拌用ガスを供給し、上方より酸素ガス吹付けを
    行う真空脱炭精錬において、吹酸中に生成し浸漬管外へ
    流出したクロム酸化物の還元回収を行わず、脱酸および
    合金添加のみを行った後に鋳造し、さらに鋳造後、取鍋
    内に残留したスラグを転炉内に添加し、次チャージの溶
    銑を装入し吹酸昇温精錬して該スラグ中のクロム分を還
    元することを特徴とする高純度ステンレス溶鋼の高効率
    製造方法。
  2. 【請求項2】 Crを5%以上含む取鍋内溶鋼に直胴型
    浸漬管を浸漬し、該浸漬管内を減圧するとともに取鍋低
    部より攪拌用ガスを供給し、上方より酸素ガス吹付けを
    行う真空脱炭精錬において、吹酸中に生成し浸漬管外へ
    流出したクロム酸化物の還元回収を行わず、脱酸および
    合金添加のみを行った後に鋳造し、さらに鋳造後、取鍋
    内に残留したスラグを前チャージの未還元脱炭滓が残存
    した転炉内に添加し、次チャージの溶銑を装入し吹酸昇
    温精錬して該スラグ中のクロム分を還元することを特徴
    とする高純度ステンレス溶鋼の高効率製造方法。
JP24317294A 1994-10-06 1994-10-06 高純度ステンレス溶鋼の高効率製造方法 Withdrawn JPH08104914A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100352960C (zh) * 2002-10-18 2007-12-05 新日本制铁株式会社 含铬熔融金属的精炼方法
CN105908056A (zh) * 2016-06-17 2016-08-31 辽宁科技大学 一种低碳低氮高铬钢的冶炼方法

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Effective date: 20020115