JPH0813017A - 含クロム鋼の脱炭吹錬方法 - Google Patents
含クロム鋼の脱炭吹錬方法Info
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- JPH0813017A JPH0813017A JP14437594A JP14437594A JPH0813017A JP H0813017 A JPH0813017 A JP H0813017A JP 14437594 A JP14437594 A JP 14437594A JP 14437594 A JP14437594 A JP 14437594A JP H0813017 A JPH0813017 A JP H0813017A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い範囲のCr量の鋼に対して適用可能な脱炭
吹錬方法を提供する。 【構成】 クロムを含有する鋼の脱炭吹錬方法におい
て、酸素吹き込み量Qo、不活性ガス吹き込み量Qd、攪拌
ガス吹き込み量Qb（単位はいずれも Nm3/min・T )を、
これらの変数およびCr量[%Cr] 、 C量 [%C] （単位はい
ずれも重量％）、スラグ原単位 Ws( kg/T ) 、浴高さ H
( m ) により下記の式で定義される指標CRDCが、500 以
下となるよう設定又は制御して脱炭吹錬することを特徴
とする含クロム鋼の脱炭吹錬方法。 CRDC= X ・Y ・Z 但し、X = 2Qo/(2Qo+Qd)、Y = Qo・Ws/[%C] 、Z = [%C
r]1/2/(Qb1/3 ・H2/3）
吹錬方法を提供する。 【構成】 クロムを含有する鋼の脱炭吹錬方法におい
て、酸素吹き込み量Qo、不活性ガス吹き込み量Qd、攪拌
ガス吹き込み量Qb（単位はいずれも Nm3/min・T )を、
これらの変数およびCr量[%Cr] 、 C量 [%C] （単位はい
ずれも重量％）、スラグ原単位 Ws( kg/T ) 、浴高さ H
( m ) により下記の式で定義される指標CRDCが、500 以
下となるよう設定又は制御して脱炭吹錬することを特徴
とする含クロム鋼の脱炭吹錬方法。 CRDC= X ・Y ・Z 但し、X = 2Qo/(2Qo+Qd)、Y = Qo・Ws/[%C] 、Z = [%C
r]1/2/(Qb1/3 ・H2/3）
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、クロム（以下、Crと
書く）を含有するステンレス等の含クロム鋼の脱炭吹錬
方法に関する。
書く）を含有するステンレス等の含クロム鋼の脱炭吹錬
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Crを含有する溶銑の脱炭吹錬において
は、Crが酸化されスラグ中に移行する現象いわゆるCrロ
スの発生が顕著であり、従って、これを低減することが
重要で、従来種々の方法が検討されている。
は、Crが酸化されスラグ中に移行する現象いわゆるCrロ
スの発生が顕著であり、従って、これを低減することが
重要で、従来種々の方法が検討されている。
【０００３】特開昭62-54008号公報記載の技術（以下、
従来技術）では、溶鋼中のCrとCの量により、酸素吹
き込み量を制御している。内容は、CrとC の量（重量
％）をそれぞれ [Cr],[C] 、酸素吹き込み量をKo（ Nm3
/min・T ) とするとき、 RI= Ko・[Cr]/[C] で表される指標RIが、20〜40となるように、酸素吹き込
み量Koを制御するという技術である。
従来技術）では、溶鋼中のCrとCの量により、酸素吹
き込み量を制御している。内容は、CrとC の量（重量
％）をそれぞれ [Cr],[C] 、酸素吹き込み量をKo（ Nm3
/min・T ) とするとき、 RI= Ko・[Cr]/[C] で表される指標RIが、20〜40となるように、酸素吹き込
み量Koを制御するという技術である。
【０００４】また、鉄と鋼76(1990),p.1924-31記載の技
術（以下、従来技術）では、高Cr合金鋼について、Cr
酸化に関する指標で実験結果を解析している。その内容
は、酸素吹き込み量をQo（ Nm3/min・T ) 、不活性ガス
吹き込み量をQd（ Nm3/min・T ) 、溶鋼重量をW 、均一
混合時間をτとするとき、 CR0I= [2Qo/(2Qo+Qd)]・(Qo/[%C]) ・( W/τ) で表される指標CR0Iで、Cr酸化量を解析している。
術（以下、従来技術）では、高Cr合金鋼について、Cr
酸化に関する指標で実験結果を解析している。その内容
は、酸素吹き込み量をQo（ Nm3/min・T ) 、不活性ガス
吹き込み量をQd（ Nm3/min・T ) 、溶鋼重量をW 、均一
混合時間をτとするとき、 CR0I= [2Qo/(2Qo+Qd)]・(Qo/[%C]) ・( W/τ) で表される指標CR0Iで、Cr酸化量を解析している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術（指標RIを
用いる技術）では、Cr量を考慮に入れているが、この技
術の実施例であるCr量13％前後を除き、酸素吹き込み量
が適切に制御されないという問題点がある。この指標に
基づき酸素吹き込み量Koを制御すると、高Cr領域ではKo
が過少となり、低Cr領域ではKoが過大となる。その結
果、高Cr領域では酸素吹き込み量が過少のため、脱炭反
応の進行速度が低下し作業能率上問題である。一方、低
Cr領域では酸素吹き込み量が過大のため、Crの酸化が避
けられず、いわゆるCrロスが大きくなりコストアップを
招く。
用いる技術）では、Cr量を考慮に入れているが、この技
術の実施例であるCr量13％前後を除き、酸素吹き込み量
が適切に制御されないという問題点がある。この指標に
基づき酸素吹き込み量Koを制御すると、高Cr領域ではKo
が過少となり、低Cr領域ではKoが過大となる。その結
果、高Cr領域では酸素吹き込み量が過少のため、脱炭反
応の進行速度が低下し作業能率上問題である。一方、低
Cr領域では酸素吹き込み量が過大のため、Crの酸化が避
けられず、いわゆるCrロスが大きくなりコストアップを
招く。
【０００６】従来技術（指標CROIを用いる技術）で
は、高Cr鋼が対象のためCr量が考慮されておらず、指標
CROIもCr量[%Cr] を含んでいない。更に、この技術は実
験結果を解析するために指標CROIを用いており、この指
標をどのように用いればCrロスを抑えることができるか
説明されていない。
は、高Cr鋼が対象のためCr量が考慮されておらず、指標
CROIもCr量[%Cr] を含んでいない。更に、この技術は実
験結果を解析するために指標CROIを用いており、この指
標をどのように用いればCrロスを抑えることができるか
説明されていない。
【０００７】更に、この指標CROIを算出するには、均一
混合時間τを与えてやる必要があるが、これは炉の仕様
と操業条件に依存するので、個々に決めるほかない。通
常は水モデル実験等を実施して推定するが、操業条件を
すべてカバーするのは、実験の実施コスト等から困難で
ある。まして、炉内の煉瓦の損耗による溶鋼の浴形状の
変化まで実験条件に取り込むことは、事実上不可能と言
える。
混合時間τを与えてやる必要があるが、これは炉の仕様
と操業条件に依存するので、個々に決めるほかない。通
常は水モデル実験等を実施して推定するが、操業条件を
すべてカバーするのは、実験の実施コスト等から困難で
ある。まして、炉内の煉瓦の損耗による溶鋼の浴形状の
変化まで実験条件に取り込むことは、事実上不可能と言
える。
【０００８】また、従来技術においては、適用可能な鋼
のCr量により、これらの指標を使い分ける必要がある。
そのため、実際の操業においては、工程運用上の指示違
いや現場の操作員の勘違い等により、成分外れ等の欠陥
品が発生する危険がある。
のCr量により、これらの指標を使い分ける必要がある。
そのため、実際の操業においては、工程運用上の指示違
いや現場の操作員の勘違い等により、成分外れ等の欠陥
品が発生する危険がある。
【０００９】この発明は、このような問題点を解決する
ため、広い範囲のCr量の鋼に対して適用可能な指標（操
業パラメータ）を提案し、それに基づきCrを含有する溶
銑を脱炭吹錬する含クロム鋼の脱炭吹錬方法を提供す
る。
ため、広い範囲のCr量の鋼に対して適用可能な指標（操
業パラメータ）を提案し、それに基づきCrを含有する溶
銑を脱炭吹錬する含クロム鋼の脱炭吹錬方法を提供す
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、クロムを含
有する鋼の脱炭吹錬方法において、酸素吹き込み量Qo、
不活性ガス吹き込み量Qd、攪拌ガス吹き込み量Qb（単位
はいずれも Nm3/ min・T ) を、これらの変数と鋼浴中
Cr量[%Cr] 、鋼浴中 C量 [%C] （単位はいずれも重量
％）、スラグ原単位 Ws( kg/T ) 、鋼浴高さ H( m ) と
により下記の式で定義される指標 CRDC が、 500以下と
なるよう設定又は制御して、脱炭吹錬することを特徴と
する含クロム鋼の脱炭吹錬方法である。
有する鋼の脱炭吹錬方法において、酸素吹き込み量Qo、
不活性ガス吹き込み量Qd、攪拌ガス吹き込み量Qb（単位
はいずれも Nm3/ min・T ) を、これらの変数と鋼浴中
Cr量[%Cr] 、鋼浴中 C量 [%C] （単位はいずれも重量
％）、スラグ原単位 Ws( kg/T ) 、鋼浴高さ H( m ) と
により下記の式で定義される指標 CRDC が、 500以下と
なるよう設定又は制御して、脱炭吹錬することを特徴と
する含クロム鋼の脱炭吹錬方法である。
【００１１】CRDC= X ・Y ・Z 但し、X = 2Qo/(2Qo+Qd)、Y = Qo・Ws/[%C] 、Z = [%C
r]1/2/(Qb1/3 ・H2/3）とする。
r]1/2/(Qb1/3 ・H2/3）とする。
【００１２】
【作用】まず、この発明の指標CRDCについて説明する。
因子X は、酸素吹き込み量Qoと不活性ガス吹き込み量Qd
により決まる因子で、炉内のCOガス分圧を表しており、
この因子がCrロスと比例することはよく知られている。
ここで、Qoの係数2 は、酸素1 分子が鋼中のC と反応し
てCOガス2 分子を生成することを表している。
因子X は、酸素吹き込み量Qoと不活性ガス吹き込み量Qd
により決まる因子で、炉内のCOガス分圧を表しており、
この因子がCrロスと比例することはよく知られている。
ここで、Qoの係数2 は、酸素1 分子が鋼中のC と反応し
てCOガス2 分子を生成することを表している。
【００１３】また、因子Y は、Crロスと、酸素吹き込み
量、スラグ量、C 量との関係から経験的に導き出されて
いるものである。この因子は、Crロスが酸素吹き込み量
とスラグ量に比例し、C 量に反比例することを反映して
おり、これも従来から知られている。なお、スラグ原単
位Wsは、スラグの溶鋼に対する重量比である。
量、スラグ量、C 量との関係から経験的に導き出されて
いるものである。この因子は、Crロスが酸素吹き込み量
とスラグ量に比例し、C 量に反比例することを反映して
おり、これも従来から知られている。なお、スラグ原単
位Wsは、スラグの溶鋼に対する重量比である。
【００１４】因子Z は、この発明の特徴とするところ
で、モデル実験、実機操業解析および冶金学的考察によ
り、得られた成果である。以下、この因子Z を構成する
個々の変数について、その作用を説明する。
で、モデル実験、実機操業解析および冶金学的考察によ
り、得られた成果である。以下、この因子Z を構成する
個々の変数について、その作用を説明する。
【００１５】図１は、溶銑初期Cr量とCrロスの関係を示
す図である。図中、縦軸はCrロスΔ[%Cr] 、横軸はCr量
[%Cr] をそれぞれ対数目盛りで示す。また、丸印（○）
はチャージ重量400kg の小型炉による実験結果、黒丸印
（●）は同120T（トン）の炉による実機操業における解
析結果を示す。いずれも、同一操業条件で、溶銑初期Cr
量のみ変化させて得られた結果である。
す図である。図中、縦軸はCrロスΔ[%Cr] 、横軸はCr量
[%Cr] をそれぞれ対数目盛りで示す。また、丸印（○）
はチャージ重量400kg の小型炉による実験結果、黒丸印
（●）は同120T（トン）の炉による実機操業における解
析結果を示す。いずれも、同一操業条件で、溶銑初期Cr
量のみ変化させて得られた結果である。
【００１６】図１より、CrロスΔ[%Cr] が、Cr量[%Cr]
に対して傾き1/2 の直線で整理され、図が対数目盛りで
あるから、Δ[%Cr] が[%Cr]1/2に比例することがわか
る。また、この結果は、広い範囲のCr量について成立し
ており、図より 3％から30％まで、ほぼ直線にのってい
ることがわかる。
に対して傾き1/2 の直線で整理され、図が対数目盛りで
あるから、Δ[%Cr] が[%Cr]1/2に比例することがわか
る。また、この結果は、広い範囲のCr量について成立し
ており、図より 3％から30％まで、ほぼ直線にのってい
ることがわかる。
【００１７】次に、この発明でも均一混合時間τを、Cr
ロスに比例する変数として検討した。均一混合時間τを
決めるのは、まず攪拌ガス吹き込み量Qbであるが、これ
はτにその1/3 乗が反比例することが知られている。そ
の他の因子として種々検討した結果、鋼浴高さH と均一
混合時間τに密接な関係があることを突き止めた。
ロスに比例する変数として検討した。均一混合時間τを
決めるのは、まず攪拌ガス吹き込み量Qbであるが、これ
はτにその1/3 乗が反比例することが知られている。そ
の他の因子として種々検討した結果、鋼浴高さH と均一
混合時間τに密接な関係があることを突き止めた。
【００１８】図２は、鋼浴高さH と均一混合時間τの関
係を示す図である。図中、横軸は鋼浴高さH ( m ）、縦
軸は均一混合時間τ(sec）をそれぞれ対数目盛りで示
す。また、四角印（□）は水モデルによりシミュレート
した実験結果、黒四角印（■）はチャージ重量120T（ト
ン）の炉による実機操業における解析結果を示す。図よ
り、均一混合時間τが、鋼浴高さH に対して傾き-2/3
（負の勾配）の直線で整理され、図が対数目盛りである
から、τがH2/3に反比例することがわかる。先のτとQb
の関係と組み合わせると、τは Qb1/3・H2/3と反比例す
ることになる。
係を示す図である。図中、横軸は鋼浴高さH ( m ）、縦
軸は均一混合時間τ(sec）をそれぞれ対数目盛りで示
す。また、四角印（□）は水モデルによりシミュレート
した実験結果、黒四角印（■）はチャージ重量120T（ト
ン）の炉による実機操業における解析結果を示す。図よ
り、均一混合時間τが、鋼浴高さH に対して傾き-2/3
（負の勾配）の直線で整理され、図が対数目盛りである
から、τがH2/3に反比例することがわかる。先のτとQb
の関係と組み合わせると、τは Qb1/3・H2/3と反比例す
ることになる。
【００１９】以上より、Crロスと諸変数（[%Cr] 、Qb、
H ）との比例関係をまとめると、Crロスは[%Cr]1/2/(Qb
1/3 ・H2/3）に比例することになる。この[%Cr]1/2/(Qb
1/3・H2/3）を因子Z とする。
H ）との比例関係をまとめると、Crロスは[%Cr]1/2/(Qb
1/3 ・H2/3）に比例することになる。この[%Cr]1/2/(Qb
1/3・H2/3）を因子Z とする。
【００２０】これらの因子X,Y,Z は、いずれもCrロスに
比例し、また、これら以外には特にCrロスに影響する因
子が見当たらないことから、これらの因子の積をCrロス
を評価する指標とする。
比例し、また、これら以外には特にCrロスに影響する因
子が見当たらないことから、これらの因子の積をCrロス
を評価する指標とする。
【００２１】次に、この指標を用いて実際の操業を行う
方法について説明する。図３は、実機操業における各種
の条件について、この発明の指標CRDCとCrロスの関係を
まとめた結果を示す図である。図中、横軸は指標CRDC、
縦軸はCrロスΔ[ ％Cr] をそれぞれ示す。図より、Crロ
スは指標CRDCと１次の直線関係で表され、互いに比例す
ることがわかる。これより、Crロスを所定の量に抑える
には、この発明の指標CRDCが一定の範囲に入るよう、操
業条件を制御すればよい。
方法について説明する。図３は、実機操業における各種
の条件について、この発明の指標CRDCとCrロスの関係を
まとめた結果を示す図である。図中、横軸は指標CRDC、
縦軸はCrロスΔ[ ％Cr] をそれぞれ示す。図より、Crロ
スは指標CRDCと１次の直線関係で表され、互いに比例す
ることがわかる。これより、Crロスを所定の量に抑える
には、この発明の指標CRDCが一定の範囲に入るよう、操
業条件を制御すればよい。
【００２２】通常の操業はCrロスを1 ％程度に抑えて行
うのが一般的である。図３で、CrロスΔ[ ％Cr] が1 ％
となる条件に対応する指標CRDCの値を求めると、500 と
なる。そこで、指標CRDCが500 以下となる条件で操業を
行えばよいことになる。
うのが一般的である。図３で、CrロスΔ[ ％Cr] が1 ％
となる条件に対応する指標CRDCの値を求めると、500 と
なる。そこで、指標CRDCが500 以下となる条件で操業を
行えばよいことになる。
【００２３】
【実施例】表１は、チャージ重量120T（トン）の炉を用
いた発明の実施例および比較例を示す。鋼は、18Cr-8Ni
-0.05C鋼と 5Cr-0.10C鋼で、表ではCrとC で組成を代表
させ、その他の化学成分は省略する。
いた発明の実施例および比較例を示す。鋼は、18Cr-8Ni
-0.05C鋼と 5Cr-0.10C鋼で、表ではCrとC で組成を代表
させ、その他の化学成分は省略する。
【００２４】操業条件は、酸素吹き込み量Qoを0.14〜0.
34 Nm3/min・T 、不活性ガス吹き込み量Qdを1.11〜0.83
Nm3/min・T 、攪拌ガス吹き込み量Qbを0.16〜0.20 Nm3
/min・T とした。その他の操業条件は、スラグ原単位Ws
が200 kg/T（チャージNo.2のみ250 kg/Tで、鋼浴高さH
はいずれのチャージも2.7 m である。
34 Nm3/min・T 、不活性ガス吹き込み量Qdを1.11〜0.83
Nm3/min・T 、攪拌ガス吹き込み量Qbを0.16〜0.20 Nm3
/min・T とした。その他の操業条件は、スラグ原単位Ws
が200 kg/T（チャージNo.2のみ250 kg/Tで、鋼浴高さH
はいずれのチャージも2.7 m である。
【００２５】操業条件と吹錬終了時の目標[%C]および[%
Cr] の値より、この発明の指標CRDCを計算すると、チャ
ージNo.1と３は422 〜495 で発明の範囲内（500 以下）
であるが、チャージNo.2と4 は1320〜790 で発明の範囲
を超えている。操業結果を、CrロスΔ[%Cr] で評価する
と、チャージNo.1と３ではΔ[%Cr] が0.8 〜0.9 で、目
標のΔ[%Cr] （Crロス）1 ％以内に入っているが、発明
の範囲外のチャージNo.2と4 ではCrロスΔ[%Cr] が2.5
〜1.7 で、目標（1 ％）よりかなり大きくなっている。
Cr] の値より、この発明の指標CRDCを計算すると、チャ
ージNo.1と３は422 〜495 で発明の範囲内（500 以下）
であるが、チャージNo.2と4 は1320〜790 で発明の範囲
を超えている。操業結果を、CrロスΔ[%Cr] で評価する
と、チャージNo.1と３ではΔ[%Cr] が0.8 〜0.9 で、目
標のΔ[%Cr] （Crロス）1 ％以内に入っているが、発明
の範囲外のチャージNo.2と4 ではCrロスΔ[%Cr] が2.5
〜1.7 で、目標（1 ％）よりかなり大きくなっている。
【００２６】以上の実施例では、簡単のため吹錬終了時
の目標[%C]および[%Cr] の値を用いて、指標CRDCを計算
した。吹錬中の指標CRDCの値は一定ではないが、分母に
含まれる[%C]の低下（脱炭反応の進行）に伴い増加を続
け、吹錬終了時にその最大値をとる。従って、吹錬終了
時の指標CRDCの値を発明の範囲内とすれば、吹錬途中に
おける指標CRDCの値も発明の範囲内に収まることが保証
される。一般にはこのように実施すれば、目的を満足す
ることができる。なお、その時々の[%C]および[%Cr] の
値を用いて指標CRDCを計算し、操業条件にフィードバッ
クすることが、操業効率等の観点から好ましいことは言
うまでもない。
の目標[%C]および[%Cr] の値を用いて、指標CRDCを計算
した。吹錬中の指標CRDCの値は一定ではないが、分母に
含まれる[%C]の低下（脱炭反応の進行）に伴い増加を続
け、吹錬終了時にその最大値をとる。従って、吹錬終了
時の指標CRDCの値を発明の範囲内とすれば、吹錬途中に
おける指標CRDCの値も発明の範囲内に収まることが保証
される。一般にはこのように実施すれば、目的を満足す
ることができる。なお、その時々の[%C]および[%Cr] の
値を用いて指標CRDCを計算し、操業条件にフィードバッ
クすることが、操業効率等の観点から好ましいことは言
うまでもない。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【発明の効果】この発明では、広い範囲のCr量の鋼に対
して適用可能な指標（操業パラメータ）を用いているの
で、それに基づき脱炭吹錬することにより、Crを含有す
る溶銑からクロム鋼を製造する際、Crロスを低減させる
ことができる。
して適用可能な指標（操業パラメータ）を用いているの
で、それに基づき脱炭吹錬することにより、Crを含有す
る溶銑からクロム鋼を製造する際、Crロスを低減させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Cr量[%Cr] とCrロスΔ[%Cr] の関係を示す図。
【図２】鋼浴高さH と均一混合時間τの関係を示す図。
【図３】実機操業における指標CRDCとCrロスΔ[%Cr] の
関係を示す図。
関係を示す図。
なし
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 明彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 クロムを含有する鋼の脱炭吹錬方法にお
いて、酸素吹き込み量Qo、不活性ガス吹き込み量Qd、攪
拌ガス吹き込み量Qb（単位はいずれも Nm3/min・T )
を、これらの変数と鋼浴中Cr量[%Cr] 、鋼浴中 C量[%C]
（単位はいずれも重量％）、スラグ原単位 Ws( kg/T )
、鋼浴高さ H( m ) とにより下記の式で定義される指
標 CRDC が、 500以下となるよう設定又は制御して、脱
炭吹錬することを特徴とする含クロム鋼の脱炭吹錬方
法。 CRDC= X ・Y ・Z 但し、X = 2Qo/(2Qo+Qd)、Y = Qo・Ws/[%C] 、Z = [%C
r]1/2/(Qb1/3 ・H2/3）とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14437594A JP3178247B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 含クロム鋼の脱炭吹錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14437594A JP3178247B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 含クロム鋼の脱炭吹錬方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0813017A true JPH0813017A (ja) | 1996-01-16 |
| JP3178247B2 JP3178247B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=15360667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14437594A Expired - Fee Related JP3178247B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 含クロム鋼の脱炭吹錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3178247B2 (ja) |
-
1994
- 1994-06-27 JP JP14437594A patent/JP3178247B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3178247B2 (ja) | 2001-06-18 |
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