JPH0979952A - スラグ分析試料採取治具およびそれを使用した溶鋼の精錬方法 - Google Patents

スラグ分析試料採取治具およびそれを使用した溶鋼の精錬方法

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JPH0979952A
JPH0979952A JP7234192A JP23419295A JPH0979952A JP H0979952 A JPH0979952 A JP H0979952A JP 7234192 A JP7234192 A JP 7234192A JP 23419295 A JP23419295 A JP 23419295A JP H0979952 A JPH0979952 A JP H0979952A
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JP
Japan
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slag
flux
molten steel
frame
molten
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JP7234192A
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English (en)
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Masahiro Maeda
昌宏 前田
Kouichirou Semura
康一郎 瀬村
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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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  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラグ分析には、分析試料の調製に長時間を
要していたため、2次精錬におけるスラグ組成の調整に
支障をきたしていた。 【解決手段】 表面が平滑な金属板1上に、着脱可能な
金属製の枠2を配設し、この枠内に溶融スラグを注入し
冷却凝固させるスラグ分析試料採取治具である。また、
予めフラックスを添加し溶融して滓化処理した後、上記
スラグ分析試料採取治具で作成した分析試料で、溶鋼上
スラグの組成を少なくとも1回以上分析し、この分析結
果に基づいてスラグ中のAl2O3 濃度あるいは塩基度が最
適値となるようアルミナ系フラックスあるいはCaO 系フ
ラックスあるいはSiO2系フラックスを添加して精錬する
溶鋼の精錬方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼の2次精錬工
程における溶鋼の精錬技術に属するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、溶鋼の清浄化や介在物の形態制御
等を含めた品質要求の厳格化には著しいものがある。な
かでも、タイヤコード用鋼や弁バネ用鋼等においては、
溶鋼中介在物を低融点介在物へ形態制御することが要求
され、また、耐サワーガス用ラインパイプ用鋼等におい
ては、硫化物の形態制御のため溶鋼を極低硫域(〔S〕
<10ppm )まで脱硫することが要求されている。このよ
うな品質要求に答えるため、転炉で溶製した溶鋼を取鍋
に移し、2次精錬工程において、溶鋼とともに取鍋内に
流出した転炉スラグを排滓した後、予め目的に応じ、調
合されたフラックスを溶鋼上に添加し、Arガスバブリン
グ等による攪拌とともに、アーク加熱し滓化させる方法
が用いられている。
【0003】しかしながら、溶鋼中介在物を低融点介在
物へ形態制御するため、予め最適に調合されたフラック
スを添加し滓化処理する間に、取鍋内耐火物に付着して
いたスラグが徐々に溶けだし、目的に応じたスラグ組成
から外れてしまい、その結果、溶鋼中介在物は十分に低
融点介在物へ形態制御されない。また、脱硫処理におい
ては、スラグの脱硫能が低下し、目標とする〔S〕が得
られないか、または長時間の処理が必要となってくる。
【0004】さらに、最近、耐火物技術の進歩にともな
い、取鍋耐火物は定形煉瓦から不定形耐火物へ替わって
きている。材質的には表1に示すように、従来の定形煉
瓦は原材料にボーキサイトやローセキ等の天然材料が用
いられ、Al2O3:60〜85%程度のハイアルミナ質である
が、不定形耐火物は、原材料に電融アルミナや電融マグ
ネシア等の人造材料が主として用いられ、高純度で耐食
性に優れたアルミナ・スピネル質やアルミナ・マグネシ
ア質が用いられている。そのため、耐火物の熱伝導率は
従来の定形煉瓦よりも高くなり、溶鋼を鋳造中、取鍋内
溶鋼の湯面低下に伴い、スラグは耐火物へ抜熱され易く
なり、スラグは取鍋内耐火物表面に凝固付着、または耐
火物とスラグの界面においてAl2O3 を主とする化合物が
析出し堆積し易くなる。その結果、取鍋内耐火物への付
着スラグが増加し、前述したスラグ組成のコントロール
がますます困難になっている。このように取鍋内耐火物
に付着するスラグは、操業条件によって付着量や組成が
さまざま有り、処理中に溶けだす量を予測することは不
可能に近い。
【0005】
【表1】
【0006】
【発明が解決しようとする課題】溶鋼を精錬するに際し
て、予めフラックスを添加し溶融するまでの間で、スラ
グ中のアルミナ濃度の上昇はほぼ終了していることが分
かった。つまり、取鍋内の耐火物に付着していたスラグ
は精錬の前半で大半が溶けだしていることが明らかにな
った。図5に、アーク加熱精錬処理中のスラグ中のAl2O
3 濃度の変化を示す。この図から、発明者らは、精錬途
中つまり予めフラックスを添加し溶融して滓化処理した
後、溶鋼とスラグの組成を少なくとも1回分析した後、
スラグ中のAl2O3 濃度あるいは塩基度が最適値となるよ
うアルミナ系フラックスあるいはCaO 系フラックスある
いはSiO2系フラックスを添加して精錬する方法を見出し
た。
【0007】しかしながら、精錬途中でスラグ組成を分
析する手段として、従来、ブリケット法、ガラスビード
法または特開昭60-129651 号公報や特開平5-142123号公
報等に提案されているようなスラグ分析試料を作成し
て、蛍光X線分析することが公知であるが、図6に示す
ように、これらの方法では、スラグ分析試料の調製に長
時間を要し、取鍋内のスラグを採取してから分析結果を
得るまでに、最短でも15分要してしまう。
【0008】蛍光X線分析に供するスラグ分析試料とし
て必要な要件は、直径10mm以上の平滑な平面を有するこ
とであり、これに対応するものとして、短時間で取鍋内
スラグから分析に供する試料が採取できる方法として、
特開昭54-153694 号公報等に開示してあるような平板を
利用したスラグ分析試料採取方法が提案されている。し
かし、本発明のようにアーク加熱精錬法において、溶融
したスラグを採取し急冷凝固させた場合、スラグはガラ
ス化し凝固過程で、凝固収縮に伴う割れが発生し易く、
適切な大きさのスラグ分析試料を確実に採取することは
できない。
【0009】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、短時間でスラグ分析試料の調製が可能
で、凝固収縮に伴う割れが発生しても、確実に直径10mm
以上の平滑な平面を有するスラグ分析試料を確保できる
スラグ分析試料採取治具を提供し、このスラグ分析試料
採取治具によって作成したスラグ分析試料を用いて分析
を行い、この分析結果に基づいてスラグ中のAl2O3 濃度
あるいは塩基度が最適値となるようアルミナ系フラック
スあるいはCaO 系フラックスあるいはSiO2系フラックス
を添加して精錬する溶鋼の精錬方法を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、表面が
平滑な金属板上に、着脱可能な金属製の枠を配設し、こ
の枠内に溶融スラグを注入し冷却凝固させるスラグ分析
試料採取治具である。
【0011】溶鋼を精錬するに際し、予め溶鋼上へフラ
ックスを添加し溶融して滓化処理した後、上記のスラグ
分析試料採取治具により作成したスラグ分析試料を用
い、溶鋼上スラグの組成を少なくとも1回以上分析し、
この分析結果に基づいてスラグ中のAl2O3 濃度あるいは
塩基度が最適値となるようアルミナ系フラックスあるい
はCaO 系フラックスあるいはSiO2系フラックスを添加し
て精錬する溶鋼の精錬方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】転炉より出鋼された溶鋼をアーク
加熱精錬設備で脱硫するに際し、まず、溶鋼とともに取
鍋内に流出した取鍋内溶鋼上に浮遊する転炉スラグを、
取鍋を傾動し掻き出すなどして排滓した後、予め処理の
目的に応じ最適に調合された表2に示すフラックスを添
加し、必要に応じ脱酸材(例えばAl)やMn、Siの合金鉄
を添加し、アーク加熱を実施する。その後、フラックス
がほぼ溶融した時点で取鍋内のスラグ、つまり溶融した
フラックスと溶けだした取鍋内耐火物に付着していたス
ラグとの混合物を採取し、直ちに蛍光X線分析により組
成分析を実施する。このときのスラグ分析試料は本発明
のスラグ分析試料採取治具により作成する。取鍋内耐火
物に付着しているスラグは主にアルミナ系化合物、 CaO
・2Al2O3、 CaO・6Al2O3、Al2O3 が主成分であり、この
スラグが溶けだし、予め調合されたフラックス中のアル
ミナに加わるため、アーク加熱によりほぼ溶融したスラ
グ中のアルミナは、最終目標スラグ組成から外れる。
【0013】
【表2】
【0014】例えば、図3にCaO-SiO2-Al2O3系スラグの
脱硫能を示す。精錬用のCaO-SiO2-Al2O3系スラグにおい
ては目標値に対して、Al2O3 の値にバラツキが生じるた
め、スラグの脱硫能が低下するが、Al2O3 を目標の33%
に調整することでスラグの脱硫能の低下を回復させるこ
とができる。例えば、スラグ中のAl2O3 濃度が目標の33
%に満たない場合は、Al2O3 系フラックスを追加添加す
る。また、スラグ中のAl2O3 濃度が目標の33%を超えて
いる場合は、CaO 系フラックスを追加添加する方法がと
られている。Al2O3 系またはCaO 系フラックスを追加添
加してスラグ中のAl2O3 濃度を目標の33%に調整したの
ちAlガスバブリングを行い、溶鋼の脱硫を行う。アーク
加熱精錬法による処理フローを図4に示す。
【0015】また、スチールコード用鋼や弁バネ用鋼に
おいては、低融点介在物への形態制御のため、スラグ中
のAl2O3 濃度を、前述の脱硫処理のように調整したり、
塩基度(CaO/SiO2)をCaO 系フラックスやSiO2系フラック
スを用いて、スラグ中のCaO濃度、SiO2濃度を微調整
し、溶鋼を精錬する。ここで、CaO 系フラックス、SiO2
系フラックス、Al2O3 系フラックスとは、それぞれCaO
、SiO2、Al2O3 を主成分とするフラックスであり、処
理の目的や各成分の調整代に応じて、適時配合されるも
のである。その考え方の一例を表3に示す。なお、追加
フラックスの滓化性、反応性を高めるため、CaF2を適量
添加するとより効果的である。
【0016】
【表3】
【0017】スラグ分析試料採取治具は、図1に示すよ
うに、表面が平滑な金属板1上に、着脱可能な金属製の
枠2を配設し、金属板1と枠2を直接取鍋内の溶融スラ
グに浸漬し枠内に溶融スラグを注入し、または前記枠内
2に杓ですくい上げた取鍋内の溶融スラグを注入し冷却
凝固させる。枠内に杓ですくい上げた溶融スラグを注入
する場合は、水平に設置した金属板1の上に枠2を置く
だけで十分であるが、金属板1と枠2を直接溶融スラグ
に浸漬して枠内に溶融スラグを注入する場合は、金属板
1に枠2を螺着等して固定しておく必要がある。
【0018】枠内の溶融スラグの冷却には、必要に応じ
てエアー等による強制冷却も可能である。凝固過程で割
れが生じても、枠2により周囲が拘束されているため、
凝固スラグ(試料)が枠から外れることはない。蛍光X
線分析に必要な直径10mm以上の平滑な面は、凝固スラグ
(試料)の表面が平滑な金属板1に接触している面で得
られる。枠2は金属板1上に着脱可能に配設されている
ため、枠から凝固スラグ(試料)を外すことなく、枠2
を金属板1から外し、そのまま凝固スラグ(試料)の平
滑な面が分析面になるように蛍光X線分析装置にセット
して分析することができる。このため、図6に示すよう
に、冷却後の試料の調製時間が不要となり、試料採取か
ら分析完了までの時間が8分に短縮される。
【0019】ここで、スラグ分析試料採取治具の構成を
金属板と金属製の枠に限定した理由は、スラグの冷却が
速いこと、溶融スラグに溶けないこと、および溶融スラ
グと反応しないこと、のためであり、鋼鉄製、銅製、ス
テンレス製、チタン製等がよい。また、金属製の枠に
は、市販のパイプを適当な長さに切断したものや内部が
空洞のナット等、筒状の形状のものであれば利用でき
る。また、金属板と金属製の枠を着脱可能な機構にした
理由は、スラグ分析を迅速に行う目的から作業性に注目
したからである。
【0020】
【実施例】本発明を、実施例を挙げて具体的に説明す
る。240t転炉より出鋼された溶鋼をアーク加熱精錬設備
を用いて、脱硫処理した場合の本発明例と比較例の結果
を表4に示す。溶鋼はC:0.15%、Si:0.25 %、Mn:1.5%
の鋼種である。転炉より溶鋼とともに流出した溶鋼上に
浮遊するスラグは取鍋を傾動して排滓し、表3に示すフ
ラックスを予め添加した。また、CaO-SiO2-Al2O3系スラ
グにおける処理後スラグ組成の目標を表4に併記する。
【0021】
【表4】
【0022】本発明例は、アーク加熱により予め添加し
たフラックスを溶融して滓化後、スラグ分析試料を採取
し蛍光X線分析を行い、この分析結果に基づいて、Al2O
3 系フラックスを表4に示す量だけ追加添加して脱硫処
理を行った。なお、処理開始からスラグ分析試料採取ま
での経過時間は15分である。表4に示すように、本発明
例は目標のスラグ組成に容易に調整できるため、スラグ
の脱硫能が維持されるため、処理後の鋼中〔S〕は比較
例よりも低くなっている。また、本発明のスラグ分析試
料採取治具を用いて分析試料を作成しているため、分析
に要する時間が短縮され、従来法と同等の精錬処理時間
内でスラグ組成の分析を行ったにもかかわらず、脱硫処
理は比較例と同じ処理時間内で行うことができる。しか
も、脱硫能を最適に維持できる。
【0023】
【表5】
【0024】また、C:0.8 %、Si:0.2%、Mn:0.5%のタ
イヤコード用鋼について、介在物形態制御のためスラグ
中Al2O3 濃度を 8%に調整したときの結果を図2に示
す。図2はスラグ中Al2O3 濃度の実測値と目標値との差
をヒストグラムにしたもので、本発明例は、スラグ組成
の分析を行っているため、実測値と目標値との差の平均
は0.1 %と小さく、σ(バラツキ)も0.9 %と小さく、
比較例のバラツキの60%である。
【0025】本発明によるスラグ分析試料採取治具によ
って作成した試料の蛍光X線分析による繰り返し分析誤
差は、CaO 、SiO2、Al2O3 、MgO 、MnO において、σ=
0.3%以内であり、ガラスビード法やブリケット法のσ=
0.1〜0.2 %に比べるとやや劣るが、本発明法の目的を
達成するに十分な精度である。
【0026】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、2次精錬工程において、取鍋内の溶融
スラグの組成を目標組成に調整することが容易になり、
脱硫処理においては鋼中〔S〕を安定して低減すること
ができ、鋼中の介在物形態制御においては、目的とする
介在物に安定して形態制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスラグ分析試料採取方法の説明図であ
る。
【図2】本発明例と比較例におけるスラグ中Al2O3 濃度
の実測値と目標値との差をヒストグラムにした図であ
る。
【図3】CaO-SiO2-Al2O3系スラグの脱硫能を示す図であ
る。
【図4】アーク加熱精錬法による処理フローを示す図で
ある。
【図5】アーク加熱精錬処理中のスラグ中のAl2O3 濃度
の変化を示す図である。
【図6】スラグ分析試料調製方法と分析時間との関係を
示す図である。
【符号の説明】
1…金属板、2…枠。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面が平滑な金属板上に、着脱可能な金
    属製の枠を配設し、この枠内に溶融スラグを注入し冷却
    凝固させることを特徴とするスラグ分析試料採取治具。
  2. 【請求項2】 溶鋼を精錬するに際し、予め溶鋼上へフ
    ラックスを添加し溶融して滓化処理した後、請求項1記
    載のスラグ分析試料採取治具により作成したスラグ分析
    試料を用い、溶鋼上スラグの組成を少なくとも1回以上
    分析し、この分析結果に基づいてスラグ中のAl2O3 濃度
    あるいは塩基度が最適値となるようアルミナ系フラック
    スあるいはCaO 系フラックスあるいはSiO2系フラックス
    を添加して精錬することを特徴とする溶鋼の精錬方法。
JP7234192A 1995-09-12 1995-09-12 スラグ分析試料採取治具およびそれを使用した溶鋼の精錬方法 Pending JPH0979952A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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