JPH10265833A - 極低炭素鋼の溶製方法 - Google Patents

極低炭素鋼の溶製方法

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JPH10265833A
JPH10265833A JP8992297A JP8992297A JPH10265833A JP H10265833 A JPH10265833 A JP H10265833A JP 8992297 A JP8992297 A JP 8992297A JP 8992297 A JP8992297 A JP 8992297A JP H10265833 A JPH10265833 A JP H10265833A
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JP
Japan
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carbon
refractory
magnesia
steel
ladle
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JP8992297A
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Inventor
Makoto Kaai
誠 河相
Hajime Mori
肇 森
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】VODおよびVADの少なくとも一方を用いて
極低炭素鋼を溶製するにあたり、取鍋寿命を延長するこ
とができる極低炭素鋼の溶製方法を提供すること。 【解決手段】VODおよびVADの少なくとも一方を用
いて[C]が50ppm以下の極低炭素鋼を溶製するに
あたり、溶鋼の最高到達温度を1650±50℃とし、
取鍋の内張耐火物として3〜8重量%のカーボンを含有
するマグネシア・カーボン質耐火物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、VOD(Vacuum O
xygen Decaburization)およびVAD(Vacuum Arc Deg
assing)の少なくとも一方を用いて[C]が50ppm
以下の極低炭素鋼を溶製する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、ステンレス鋼や高合金鋼等の
極低炭素清浄鋼の溶製には、VOD・VAD設備が用い
られている。VOD・VAD設備へは、転炉粗溶鋼また
は電気炉溶製された溶鋼が供給され、そこで所望の温度
・成分にコントロールされる。このVOD、VAD設備
には、脱ガス、脱P、脱S、溶鋼加熱等の精錬機能があ
るため、高清浄鋼の溶製に適している。
【0003】VOD・VADにおける極低炭素高清浄鋼
の溶製は、高温で長時間の処理を要し、また、鋼中への
カーボンピックアップの問題があるため、取鍋の内張耐
火物としては耐火性が高くカーボンが含有されていない
焼成マグネシア・ドロマイト質耐火物が使用されてい
る。
【0004】しかしながら、マグネシア・ドロマイト質
耐火物を用いた極低炭素高清浄鋼の溶製においては、ス
ラグの塩基度が高く、また高温で操業されることもあっ
て、スラグの粘性が低いので、スラグの耐火物中への浸
透が生じやすく、スラグが耐火物中に浸透して固化(変
質)すると、マグネシア部分とスラグ部分との熱膨張率
の違いにより構造スポーリングを起こし、耐火物が剥離
する現象が発生する。この場合のスラグの浸透は、耐火
物の気孔率の大きさに左右され、気孔率が大きいほど著
しい。
【0005】このようなスポーリングを抑制する手段と
しては、カーボン含有耐火物の適用が望ましい。カーボ
ン含有耐火物としては、マグネシア・カーボン質耐火物
があるが、通常のマグネシア・カーボン質耐火物はカー
ボンが12〜25重量%添加されており、カーボンピッ
クアップの問題から極低炭素鋼の溶製には用いることが
できない。カーボンピックアップを抑制するためにはカ
ーボン量が極力低いほど望ましいが、カーボン量が低く
なると、VOD、VADにおける高温処理ではマグネシ
ア質耐火物と同様な熱的スポーリングや構造スポーリン
グが発生する。
【0006】また、上述したように従来のVOD・VA
Dにおける極低炭素高清浄鋼の溶製温度は高く1750
〜1800℃にも達するため、マグネシア・カーボン質
耐火物を使用するとマグネシア・カーボン反応が生じて
しまう。さらに、真空下においてCOの反応性が大きい
ため、VOD(O2上吹き)においてマグネシア・カー
ボン質耐火物中のカーボンが酸化してしまうという問題
もある。
【0007】このような事情から、取鍋の内張耐火物と
して焼成マグネシア・ドロマイト耐火物を使用せざるを
得ないが、上述したように構造スポーリングが生じるた
めに、取鍋寿命が極めて短くなってしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、VODおよびVADの少
なくとも一方を用いて極低炭素鋼を溶製するにあたり、
取鍋寿命を延長することができる極低炭素鋼の溶製方法
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、VOD・
VADにより極低炭素鋼を溶製する際の取鍋寿命を延長
すべく鋭意検討を重ねた結果、操業の適正化を図ること
によりVOD・VAD処理時間を短縮することができ、
その結果処理温度を100℃程度低減することができ、
最高到達温度が1700℃以下になることを見出した。
【0010】さらに、耐火物について検討した結果、上
記処理温度ではマグネシア・カーボン質耐火物を使用す
ることができること、および、マグネシア・カーボン質
耐火物において、炭素ピックアップの問題が生じずに耐
食性および耐スポール性が良好になる炭素量が存在する
ことを見出した。
【0011】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たものであり、VODおよびVADの少なくとも一方を
用いて[C]が50ppm以下の極低炭素鋼を溶製する
にあたり、溶鋼の最高到達温度を1650±50℃と
し、取鍋の内張耐火物として3〜8重量%のカーボンを
含有するマグネシア・カーボン質耐火物を用いることを
特徴とする極低炭素鋼の溶製方法を提供するものであ
る。また、前記マグネシア・カーボン質耐火物を少なく
ともスラグラインに用いることを特徴とする極低炭素鋼
の溶製方法を提供するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明では、VODおよびVADの両方、
またはいずれか一方を用いて極低炭素鋼を溶製する。こ
れらVODおよびVAD設備は、例えば図1に示すよう
になっている。
【0013】すなわち、VOD設備10とVAD設備2
0とが併設されており、取鍋30を収容した容器34が
台車35に載せられた状態でこれら設備の間を移動する
ことが可能となっている。取鍋30の底部にはポーラス
プラグ32が設けられており、このポーラスプラグ32
にはガス配管33が接続されていて、このガス配管33
を介してアルゴンガスをポーラスプラグから取鍋30内
の溶鋼41に供給して溶鋼を攪拌する。溶鋼41の上に
はスラグ42が浮遊している。
【0014】VOD設備10には、容器カバー11と、
その内側に設けられた炉蓋12と、上方から容器カバー
11および炉蓋12を通って垂直に伸びる酸素ランス1
3と、合金投入シュート14とを有しており、容器カバ
ー11の側方には排気ダクト15が設けられている。
【0015】VAD設備20には、容器カバー21と、
その内側に設けられた炉蓋22と、上方から容器カバー
21および炉蓋22を通って垂直に伸びる電極23と、
合金投入シュート24とを有しており、容器カバー21
の側方には排気ダクト25が設けられている。
【0016】そして、VOD設備10で操業を行う場合
には、容器34と容器カバー11とが密閉され、排気ダ
クト15を介して容器34内が真空引きされ、ポーラス
プラグ32からのアルゴンガスで取鍋30内の溶鋼41
を攪拌しながら、必要に応じて酸素ランス13から溶鋼
中に酸素を供給して脱ガスを行う。
【0017】VAD設備20で操業を行う場合には、容
器34と容器カバー21とが密閉され、排気ダクト25
を介して容器34内が真空引きされ、ポーラスプラグ3
2からのアルゴンガスで取鍋30内の溶鋼41を攪拌し
ながら、必要に応じて電極23に通電して溶鋼をアーク
加熱して、二次精錬を行う。
【0018】本発明においては、これら設備により極低
炭素鋼を溶製するにあたり、溶鋼41の最高到達温度を
1650±50℃とし、取鍋30の内張耐火物31とし
て、3〜8重量%のカーボンを含有するマグネシア・カ
ーボン質耐火物を用いる。
【0019】従来、VODおよびVADで極低炭素高清
浄鋼を溶製する場合には、操業時間が長時間に及び、溶
鋼の最高到達温度が1750〜1800℃にも達してい
たが、実操業を見直した結果、成分調整時間の短縮、脱
炭時間の適正化、およびそれにともなう脱酸時間の短縮
により、トータルの操業時間を約40%短縮でき、した
がって溶鋼の最高到達温度も1650±50℃と100
℃程度低下させ得ることが判明した。操業の適正化によ
る処理時間の短縮の例を図2に示す。このように、従来
6時間かかっていたものが、3.5時間に短縮すること
ができた。
【0020】溶鋼の最高到達温度がこのように低下する
ことにより、取鍋耐火物の寿命は延長するが、耐火物と
して構造的スポーリングが生じる従来のマグネシア・ド
ロマイト質耐火物を用いたのではその効果は十分なもの
とはいえない。
【0021】そこで本発明では、取鍋の内張耐火物とし
て耐スポール性が優れているマグネシア・カーボン質耐
火物を用いる。本発明のように溶鋼の最高到達温度が1
700℃以下の場合には、マグネシア・カーボン反応等
を生じず、マグネシア・カーボン質耐火物を用いること
ができる。このマグネシア・カーボン質耐火物におい
て、カーボン量が多いほど耐スポーリング性および耐食
性が良好であるが、カーボンピックアップの問題から極
低炭素用としては不適切である。一方、カーボンが少な
くなると、カーボンピックアップ量を減少させることが
できるが、逆に耐スポール性および耐食性が低下する。
したがって、本発明ではこれらを考慮してマグネシア・
カーボン質耐火物のカーボン量を3〜8重量%とした。
【0022】そのことを図3および図4を参照して説明
する。図3はマグネシア・カーボン耐火物のカーボン含
有量と脱炭2時間後の溶鋼へのカーボンピックアップ量
との関係を示す図であり、図4はマグネシア・カーボン
耐火物のカーボン含有量と耐食性指数および耐スポール
指数との関係を示す図である。
【0023】図3から、耐火物中のカーボン量が増加す
るに従って溶鋼へのカーボンピックアップ量が増加して
いることがわかる。脱炭後のカーボン量は20〜25p
pm程度であるから、最終的なカーボン量を本発明に規
定するように50ppm以下とするためには、安全をみ
てカーボンピックアップ量が15ppm以下である必要
がある。図3からカーボンピックアップ量を確実に15
ppm以下とするためには、マグネシア・カーボン質耐
火物のカーボン量が8重量%以下にする必要があること
がわかる。
【0024】一方、図4から、耐火物中のカーボン量が
減少すると耐スポール性および耐食性が低下することが
わかる。そして、耐火物中のカーボン量が3重量%未満
になると、耐スポール指数が極端に低下しはじめるが、
カーボン量が3重量%以上であれば、耐スポール指数お
よび耐食性が許容範囲内である。
【0025】以上のように、本発明では、溶鋼へのカー
ボンピックアップ量ならびに耐スポール性および耐食性
すべてを満足する範囲としてマグネシア・カーボン質耐
火物のカーボン量を3〜8重量%の範囲とした。
【0026】このように、取鍋の内張耐火物として3〜
8重量%のカーボンを含有するマグネシア・カーボン質
耐火物を用い、溶鋼の最高到達温度を1650±50℃
とすることにより、VODおよびVADの少なくとも一
方を用いて[C]が50ppm以下の極低炭素鋼を溶製
するにあたり、取鍋耐火物の寿命を著しく長くすること
ができる。
【0027】なお、本発明では必ずしも取鍋の内張耐火
物すべてにこのようなマグネシア・カーボン質耐火物を
用いる必要はなく、少なくとも最も損耗が激しいスラグ
ラインに用いれば所期の効果を達成することができる。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。取
鍋のスラグラインの内張耐火物として表1に示すマグネ
シア・カーボン質耐火物(カーボン5重量%)とマグネ
シア・ドロマイト質耐火物を用いた。
【0029】
【表1】
【0030】これらを用いて高周波誘導炉内張法にて耐
食試験を行った。この試験においては溶鋼温度を165
0℃とし、スラグのCaO/SiO2を5として、6時
間後の耐火物の切断面の状態を調査した。その結果、耐
食性は同程度であったが、マグネシア・カーボン質耐火
物にはスラグの浸透が少なく、耐構造的スポーリング性
に優れることが確認された。
【0031】次に、実操業試験を行った。まず、マグネ
シア・カーボン質耐火物を用いてカーボンピックアップ
量を把握した。その結果を図5に示す。この図に示すよ
うに、カーボンピックアップ量が15ppmであり、問
題のない程度であることが確認された。
【0032】次に、取鍋耐火物の耐用性を把握した。そ
の結果を図6に示す。この図に示すように、操業の改善
のみでマグネシア・ドロマイト質耐火物のままとした場
合には、耐用性は従来よりも改善するもののその程度は
小さい。これに対して、本発明にしたがって、操業を改
善して溶鋼温度を低下させるとともに、マグネシア・カ
ーボン質耐火物を用いた場合には、耐用性が従来の2.
5倍程度にもなることが確認された。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、VODおよびVADの
少なくとも一方を用いて[C]が50ppm以下の極低
炭素鋼を溶製するにあたり、操業を改善して溶鋼の最高
到達温度を1650±50℃とするとともに、取鍋の内
張耐火物として3〜8重量%のカーボンを含有するマグ
ネシア・カーボン質耐火物を用いるので、カーボンピッ
クアップの問題を生じずに、耐食性および耐スポール性
を良好なものとすることができ、取鍋寿命を著しく長く
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるVODおよびVAD設備の
一例を示す模式図。
【図2】従来と操業改善後における極低炭素鋼を溶製す
るための操業時間の例を示す図。
【図3】マグネシア・カーボン耐火物のカーボン含有量
と脱炭2時間後の溶鋼へのカーボンピックアップ量との
関係を示す図。
【図4】マグネシア・カーボン耐火物のカーボン含有量
と耐食性指数および耐スポール指数との関係を示す図。
【図5】5重量%カーボン含有のマグネシア・カーボン
質耐火物のカーボンピックアップ量を示す図。
【図6】本発明の効果を示す図。
【符号の説明】
10……VOD設備 20……VAD設備 30……取鍋 31……内張耐火物 41……溶鋼 42……スラグ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 VODおよびVADの少なくとも一方を
    用いて[C]が50ppm以下の極低炭素鋼を溶製する
    にあたり、溶鋼の最高到達温度を1650±50℃と
    し、取鍋の内張耐火物として3〜8重量%のカーボンを
    含有するマグネシア・カーボン質耐火物を用いることを
    特徴とする極低炭素鋼の溶製方法。
  2. 【請求項2】 前記マグネシア・カーボン質耐火物を少
    なくともスラグラインに用いることを特徴とする請求項
    1に記載の極低炭素鋼の溶製方法。
JP8992297A 1997-03-26 1997-03-26 極低炭素鋼の溶製方法 Pending JPH10265833A (ja)

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Cited By (3)

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