JPH0987721A - 脱炭精錬における含クロム溶鋼の脱硫方法 - Google Patents
脱炭精錬における含クロム溶鋼の脱硫方法Info
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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Abstract
いては勿論、高S濃度の副原料を使用した場合であって
も、十分に満足のいく低S濃度の含クロム溶鋼を得る。 【解決手段】 精錬初期の高炭素濃度期に、高塩基性の
脱Sフラックスを添加して鋼中Sをスラグ中に移行させ
つつ、上吹きランスから酸素ガスを吹き付けて気化脱硫
する。
Description
る含クロム溶鋼の脱硫方法に関し、含クロム溶鋼を脱炭
精錬する際に、効率の良い脱硫も併せて実施しようとす
るものである。
に、以下に述べる2つがある。1つは、含クロム粗溶鋼
(または溶銑)の製造過程である溶融還元プロセスにお
いて、クロム酸化物の還元と同時に還元脱硫を強化する
ものである(例えば特開平2−232312号公報等)。いま
1つは、含クロム溶鋼の脱炭精錬において、脱炭終了後
にスラグ中の酸化クロムをFeSiやAlなどの還元剤を用い
て還元回収する工程において、同時に還元脱硫を行うも
のである(例えば特開昭63−140044号公報等)。また、
同様に、中炭素の含クロム溶湯に、CaO/SiO2を一定にす
るためにフラックスを添加した上で、CaC2などの脱硫剤
を添加する方法もある。
ロム溶鋼の脱硫方法としては、クロム酸化物の還元に伴
う脱硫が主流であったが、このような方法では、溶融還
元により含クロム粗溶鋼を溶製するプロセスをとらず、
FeCrのみを加えて脱炭精錬を行う場合(FeCr法)や、脱
炭精錬後にFeSiなどの還元剤を使用しない未還元出鋼法
など、還元工程のない溶製方法においては、脱硫が十分
でないという問題があった。
して安価な高S含有原料であるNiS(Niマット)などを
使用する場合には、スラグ−メタル反応による脱硫では
満足のいくレベルまで低S化することはできなかった。
さらに、脱炭精錬中、高炭素濃度期に脱S用フラックス
を添加して脱硫を行う方法は、その時点では、スラグ−
メタル反応によりスラグ中へSが移行するものの、脱炭
が進行した低炭期に至っては、鋼中酸素濃度の増加によ
って、スラグからメタルへの復Sが生じるという問題が
あった。
もので、還元工程のない未還元法による含クロム溶鋼の
脱炭精錬においては勿論、高S濃度の副原料を使用した
場合であっても、強力に脱硫を押し進めて、十分に満足
のいく低S濃度の含クロム溶鋼を得ることができる、脱
炭精錬における含クロム溶鋼の脱硫方法を提案すること
を目的とする。
の問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、脱炭精錬初
期の炭素濃度が高い時期すなわち高脱炭期に、脱Sフラ
ックスを添加して溶鋼中からスラグ中へSを移行させた
のち、上吹きランスから酸素ガスを浴面上に吹き付ける
ことにより、気化脱硫が促進されることの知見を得た。
また、かかる気化脱硫の効果は、上吹き酸素ガス流量や
脱Sフラックス添加量の増加によって向上するので、高
S濃度の副原料を使用した場合であっても、十分に満足
のいく低S鋼が得られることも併せて見出した。この発
明は、上記の知見に立脚するものである。
りである。 1.精錬ガスの上底吹き機能をそなえる容器内に装入し
た含クロム溶銑中に、炭素源および副原料を添加すると
共に酸素吹錬を行うことからなる含クロム溶鋼の脱炭精
錬において、精錬初期の高炭素濃度期に、高塩基性の脱
Sフラックスを添加して鋼中Sをスラグ中に移行させつ
つ、上吹きランスから酸素ガスを吹き付けて気化脱硫す
る、ことを特徴とする脱炭精錬における含クロム溶鋼の
脱硫方法。 2.上記1において、炭素源の添加が、脱炭精錬開始か
ら溶鋼温度が1500℃に至るまでの間、溶鋼中の炭素が飽
和濃度を維持するように添加することを特徴とする脱炭
精錬における含クロム溶鋼の脱硫方法。 3.上記1または2において、高塩基性の脱Sフラック
スが、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、
炭酸化物あるいは塩化物のうちから選んだ少なくとも一
種である脱炭精錬における含クロム溶鋼の脱硫方法。 4.上記1,2または3において、副原料が、高S濃度
のCr, Ni原料である脱炭精錬における含クロム溶鋼の脱
硫方法。 5.上記1,2,3または4において、脱炭精錬初期
に、鋼中C濃度が1wt%以上、浴温が1650℃以上となる
量の炭素源を添加することからなる脱炭精錬における含
クロム溶鋼の脱硫方法。
応は、次式 〔S〕+ O2-=(S2-)+ 1/2O2 で表され、低酸素ポテンシャルほど有利である。従っ
て、従来の還元脱硫は、炭素飽和またはFeSi等の還元剤
による脱酸作用によって鋼中の酸素を低下させた状態で
行われている。脱炭精錬中においては、炭素源を投入し
た直後の高炭素濃度期つまり脱炭精錬初期に脱硫が進行
し易い。従って、かかる高炭素濃度期において脱硫用フ
ラックスを添加することが有効と考えられるが、高炭域
において脱硫されたスラグ中のSは、脱炭末期になって
酸素ポテンシャルが高くなると復Sしてしまう。そこ
で、この発明法では、高炭素濃度期に脱Sフラックスに
よりスラグ中に移行させたSを、酸素ガスの吹き付けに
より気相中へ気化させることにしたのである。
分圧P(O2)が10-4atm 以上で生じる。しかし、脱炭精錬
初期においてはP(O2)<10-10 であるため、気化脱Sが
生じることはない。しかし、脱炭精錬中に浴面上に酸素
を吹き付けると、スラグ中の酸素が吹き付けられた部分
が局所的に高酸素ポテンシャルとなるため、気化脱硫が
進行する。このためには、スラグ中のS濃度が高く、浴
温度が高いほど有利である。
促進するためには、高炭素濃度期に高脱硫能のフラック
スを添加してスラグ中にSを移行させてS濃度を高め、
この状態で浴面上に酸素ガスを吹き付ければ良い。かよ
うな気化脱硫では、Sを系外に排出できるため、従来の
ように脱炭末期の高酸素ポテンシャル状態になっても復
Sが生じることはない。
ては、少なくとも脱炭精錬開始から溶鋼温度が1500℃に
至るまでの間については、溶鋼中の炭素が飽和濃度を維
持するように添加することが好ましい。というのは、溶
鋼温度が1500℃以下の低温領域ではCr酸化を生じ易いた
め、Crの酸化ロスが懸念されるが、この点、溶鋼中に炭
素が過剰に存在するとこの過剰炭素によって酸化ロスし
たCrを還元することができ、また炭素酸化反応によって
溶鋼温度を効果的に上昇させ得るからである。
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、炭酸化
物あるいは塩化物のうちから選んだ少なくとも一種から
なる高塩基性の脱Sフラックスが好適であり、中でも炭
酸ナトリウム、炭酸バリウム、塩化ナトリウム、ソーダ
灰等がとりわけ有利に適合する。これらはいずれも、光
学的塩基度が 0.8以上の高脱S(脱P)フラックスであ
る。なお、かかる脱Sフラックスの添加量については、
溶鋼1トン当たり10〜15kg程度とするのが好適である。
また、高S濃度の副原料とは、主にFeCrやMet-Ni等のC
r, Ni源であり、さらに炭素源とは、コークス、黒鉛、
石炭などである。
るには炭素濃度が高いほど有利であり、また気相脱Sに
とっては浴温度が高いほど有利であるから、脱Sフラッ
クスの添加に際しては、それに先立ち、所定量の炭素源
を添加して、鋼中C濃度:1wt%以上、浴温:1650℃以
上としておくのが好ましい。なお、脱Sフラックスの反
応性は、上吹き酸素ガス流量によって変化するので、良
好な気相脱硫を達成するためには、上吹き酸素ガス流量
が 1.8〜2.5 Nm3/min/t 程度で、次式 L/L0 ≧ 0.08 ここでL:鋼浴の凹み深さ(瀬川らの式による) L0 :鋼浴深さ を満足する条件下で吹き付けを行うことが好ましい。
件で脱炭精錬を行った場合、精錬初期に炭素源を添加し
た場合、この発明に従い、精錬初期に炭素源と共に高脱
Sフラックス(ソーダ灰)を添加したのち、気相脱硫を
実施した場合における、鋼中C、鋼中Sおよび浴温の経
時変化についての調査結果を、整理して示す。なお、上
吹きおよび底吹きガス流量は、図2(a), (b)に示すとお
りである。図1(a) に示したとおり、通常の条件で脱炭
精錬を行った場合には、脱炭精錬後、鋼中S:0.014 wt
%程度までしか脱Sすることができなかった。この点、
精錬初期に炭素源を添加した場合には、高炭素濃度期が
延長された分だけ脱S能も向上したが、それでも鋼中S
濃度は 0.008wt%程度にすぎなかった(同図(b) )。こ
れに対し、炭素源添加後、さらにソーダ灰を添加して気
相脱硫を促進した場合には、最終的に 0.003wt%という
極低Sの含クロム溶鋼を得ることができた(同図(c)
)。
った。実験に際しては、まず含クロム粗溶鋼に炭素源と
してコークスを 10 kg/t添加して脱炭を開始し、浴温
度:1600℃を目安にソーダ灰を 10 kg/t添加した。つい
で、〔C〕=1wt%を目安に吹錬を中断し、倒炉してス
ラグ、メタルサンプリングを行い、その後〔C〕=0.1
wt%を目標に吹止めた。表2に、実験前後における鋼浴
温度、鋼中C量、鋼中S量およびスラグ中S量、副原料
等からの混入S量ならびに脱S量等について調べた結果
をまとめて示す。なお、気化脱硫量は、図3に示すよう
な実験中のSバランスにより求めた。
い、鋼炭素濃度期にソーダ灰を添加し、気化脱硫を促進
した場合には、0.005 wt%という極低S域までS濃度を
低減することができた。
/t−Ni分使用した。実験条件は、実施例1と同様であ
り、〔%C〕>1,1650℃以上まで初期に昇温を行うよ
うにコークスを添加したのち、ソーダ灰:10kg/tを添加
した。精錬中における〔%C〕,〔%S〕,(%S)の
経時変化について調べた結果を、図4に示す。同図より
明らかなように、この発明に従い脱炭精錬を行った場合
には、高S含有の副原料を使用したにもかかわらず、最
終的に 0.006wt%までS濃度を低減することができた。
なお、従来の還元法に従い、酸化クロムの還元と同時に
脱硫を行った場合の脱硫効果についても調査したが、高
S含有の副原料を使用した場合には、0.018 wt%までし
か低減することができなかった。
溶鋼の脱炭精錬中に精錬時間を延長することなしに、従
来に比べて格段に低いレベルまで脱硫をすることができ
る。その結果、未還元法においても低S濃度の含クロム
溶鋼を得ることができるようになった。また、これまで
使用できなかったような高S濃度の副原料の使用も可能
になり、製造コストの低減にも有効に寄与する。さら
に、脱硫のために脱炭初期に昇温することにより、熱力
学的に有利にクロム酸化を低減させつつ、高い効率で脱
炭を進行させることができる。加えて、脱硫と同時に脱
りんも生じるので、予備処理負担を軽減できるだけでな
く、高価な低P原料を使用する必要がないという効果も
加わる。
温の経時変化を示したグラフである。
流量を示したグラフである。
(%S)の経時変化を示したグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 精錬ガスの上底吹き機能をそなえる容器
内に装入した含クロム溶銑中に、炭素源および副原料を
添加すると共に酸素吹錬を行うことからなる含クロム溶
鋼の脱炭精錬において、 精錬初期の高炭素濃度期に、高塩基性の脱Sフラックス
を添加して鋼中Sをスラグ中に移行させつつ、上吹きラ
ンスから酸素ガスを吹き付けて気化脱硫する、ことを特
徴とする脱炭精錬における含クロム溶鋼の脱硫方法。 - 【請求項2】 請求項1において、炭素源の添加が、脱
炭精錬開始から溶鋼温度が1500℃に至るまでの間、溶鋼
中の炭素が飽和濃度を維持するように添加することを特
徴とする脱炭精錬における含クロム溶鋼の脱硫方法。 - 【請求項3】 請求項1または2において、高塩基性の
脱Sフラックスが、アルカリ金属またはアルカリ土類金
属の酸化物、炭酸化物あるいは塩化物のうちから選んだ
少なくとも一種である脱炭精錬における含クロム溶鋼の
脱硫方法。 - 【請求項4】 請求項1,2または3において、副原料
が、高S濃度のCr,Ni原料である脱炭精錬における含ク
ロム溶鋼の脱硫方法。 - 【請求項5】 請求項1,2,3または4において、脱
炭精錬初期に、鋼中C濃度が1wt%以上、浴温が1650℃
以上となる量の炭素源を添加することからなる脱炭精錬
における含クロム溶鋼の脱硫方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25301795A JP3301683B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 脱炭精錬における含クロム溶鋼の脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0987721A true JPH0987721A (ja) | 1997-03-31 |
JP3301683B2 JP3301683B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=17245334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25301795A Expired - Fee Related JP3301683B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 脱炭精錬における含クロム溶鋼の脱硫方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3301683B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100862798B1 (ko) * | 2002-09-04 | 2008-10-13 | 주식회사 포스코 | 탈황효율이 우수한 용선의 예비처리방법 |
JP2009249678A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Nippon Steel Corp | 溶鉄の脱硫精錬方法 |
JP2011017047A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Nippon Steel Corp | 溶鉄の脱硫精錬方法 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25301795A patent/JP3301683B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2009249678A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Nippon Steel Corp | 溶鉄の脱硫精錬方法 |
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