JPH11106823A - 極低炭素・極低窒素ステンレス鋼の溶製方法 - Google Patents
極低炭素・極低窒素ステンレス鋼の溶製方法Info
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Abstract
溶鋼中に含まれるクロムの酸化ロス量を極力抑え、真空
脱炭工程を短縮又は省略して効率良く、且つ安価に極低
炭素及び窒素のステンレス鋼を溶製する方法を提供する
ことを目的としている。 【解決手段】含Cr溶鋼を一定の[C]濃度まで送酸脱
炭して取鍋に出鋼し、その後、さらに減圧下で送酸脱
炭、真空脱炭、及び還元処理を行う極低炭素・極低窒素
ステンレス鋼の溶製方法において、まず、最初の送酸脱
炭を、上記[C]濃度が0.25〜0.10重量%の領
域になるまで行い、脱酸せずに取鍋に出鋼し、その後の
減圧下での送酸脱炭を、底吹き不活性ガスの流量5Nリ
ットル/min/t以上及び生成するスラグの重量15
kg/t以下の条件で行う。
Description
素ステンレス鋼の溶製方法に関し、詳しくは、含クロム
溶鋼を、VOD等の真空精錬装置内でクロムの酸化ロス
を極力抑えて、効率良く、且つ迅速に、極低炭素及び窒
素領域(現在では、一般に100ppm以下をいう)ま
で脱炭、脱窒する技術である。
脱炭して溶製するには、以下のようにしている。転炉等
から出鋼した含Cr溶鋼を、まず、減圧下での上吹き送
酸によって、[C]濃度が0.01〜0.02重量%程
度に低下させ、その後、該溶鋼中[Cr]の酸化ロスを
抑えるために、上吹き酸素を停止し,減圧のまま溶鋼を
撹拌する。この撹拌によって、溶鋼中及びスラグ中の酸
素と溶鋼中炭素とが反応し、COガスとして脱炭するの
で、溶鋼中[C]濃度が0.01重量%以下の所謂極低
炭素濃度領域になるのである。しかしながら、上記した
上吹き酸素停止後の減圧下脱炭(以下、真空脱炭とい
う)では、脱炭速度が送酸脱炭時に比べて著しく低下す
るので、かかる従来法ではトータルの製錬時間が長いと
いう問題があった。
させるため、特公昭56−33445号公報及び特公昭
59−52203号公報は、「アルゴン・ガス等の不活
性ガスと酸素ガスとの混合ガスを、溶鋼に上吹きする
か、あるいは浸漬ランスを介して吹き込み、送酸の酸素
ポテンシアルを低下させてクロムの酸化ロスを抑制しつ
つ、脱炭速度を向上させる」方法を開示した。しかしな
がら、これらの方法を採用すると、上吹き酸素停止後の
脱炭速度は向上するが、使用されるアルゴン・ガスの原
単位量が増大するので、精練コストが従来より大幅に増
大するという問題が生じていた。
減圧下脱炭に伴うCOボイリングを活発にしなければな
らない。しかしながら、そのためには、減圧脱炭開始時
の溶鋼中[C]濃度を高くする必要があり、このことも
精練時間の延長に寄与していた。
を鑑み、減圧下で脱炭するに際し、従来より溶鋼中に含
まれるクロムの酸化ロス量を極力抑え、真空脱炭工程を
短縮又は省略して効率良く、且つ安価に極低炭素及び窒
素のステンレス鋼を溶製する方法を提供することを目的
としている。
成するため、減圧下での送酸脱炭を、クロムの酸化ロス
を極力抑えて迅速に行う方法の発見に鋭意努力し、その
成果として本発明を完成させた。すなわち、本発明は、
含Cr溶鋼を一定の[C]濃度まで送酸脱炭して取鍋に
出鋼し、その後、さらに減圧下で送酸脱炭、真空脱炭、
及び還元処理を行う極低炭素・極低窒素ステンレス鋼の
溶製方法において、まず、最初の送酸脱炭を、上記
[C]濃度が0.25〜0.10重量%の領域になるま
で行って取鍋に出鋼し、その後の減圧下での送酸脱炭
を、底吹き不活性ガスの流量 5Nリットル/min/
t以上及び生成するスラグの重量15kg/t以下の条
件で行うことを特徴とする極低炭素・極低窒素ステンレ
ス鋼の溶製方法である。
真空脱炭への切り換えを、上記溶鋼中[C]濃度が60
ppm以下で行うか、あるいは真空脱炭を省略すること
を特徴とする極低炭素・極低窒素ステンレス鋼の溶製方
法である。さらに、本発明は、上記溶鋼中[C]濃度が
200ppm以上である期間内に、上記還元処理で使用
する合金鉄を予め添加することを特徴とする極低炭素・
極低窒素ステンレス鋼の溶製方法でもある。
ス鋼を、上記のような方法で溶製するようにしたので、
減圧下での送酸脱炭に際して溶鋼中クロムの酸化ロスが
抑えられ、極低炭素の濃度領域まで高速で送酸脱炭でき
るようになる。その結果、その後の送酸無しによる真空
脱炭を短縮、あるいは省略しても極低炭素及び窒素領域
にあるので、精練時間が従来より短縮でき、合わせて使
用還元剤の原単位が低減できるようになる。
も含めて、以下に説明する。発明者の研究によれば、転
炉あるいはAOD等の精錬炉で送酸脱炭した溶鋼を未脱
酸で出鋼すると、出鋼中に溶鋼表面からCOガスが発生
したり、表面活性元素である酸素が溶鋼表面を覆うの
で、大気からの窒素の吸収が防止され、真空精練を開始
するまでの溶鋼中[N]濃度を100ppm以下に抑え
ることができる。そこで、発明者は、VOD等の真空精
錬装置で、長時間の脱窒処理を行なわないでも、脱炭だ
けに専念すれば、極低炭素・極低窒素ステンレス鋼に要
求される[N]濃度にすることができると考えた。
との関係を多くの実験データを用いて解析し、以下の新
規な知見を見いだした。すなわち、図3及び図4に示す
ように、減圧下での送酸脱炭において、生成されるスラ
グ重量及び減圧精錬前に取鍋内の浴面上に添加するCa
O又はMgO系フラックスの添加量を調整することで1
5Kg/t以下に抑え、且つ底吹きするアルゴン・ガス
の流量を5 Nリットル/min/t以上にして送酸す
ると、脱炭速度が向上すること(高速化の可能性)を知
った。さらに、図5に示すように、上記スラグ及びアル
ゴン・ガスの条件下で送酸脱炭を[C]<60ppmま
で継続しても、溶鋼中クロムの酸化ロス(ΔCr=(取
鍋出鋼時の溶鋼中[Cr]−減圧下での送酸脱炭後の溶
鋼中[Cr]で定義する)は,殆ど増大しないことをも
見いだした。これらの知見より、従来は、「溶鋼中
[C]濃度が100〜150ppmの時点から送酸を停
止し、目標とする極低炭素値までは送酸無しによる真空
脱炭していた」が、かかる真空脱炭の時間を短縮した
り、あるいは省略しても良いことがわかる。さらに、図
6に示すように、前記条件下では、溶鋼の成分調整のた
めに添加する合金鉄を、まだ減圧下の送酸脱炭期である
溶鋼中[C]濃度が200ppm以上で添加すると、ク
ロムの前記酸化ロスが一層低減できることをも見出した
のである。
た本発明として整理したのである。
及び真空精錬装置(VOD)を用いて、本発明に係る図
1に示す条件で脱炭し、目標炭素50ppm以下及び窒
素100ppm以下の極低炭素・極低窒素ステンレス鋼
を溶製した。その際、スラグ重量を15kg以下に抑え
るため、Al2 O3 生成の原因となり、且つスラグ量を
増大させるAlの投入(昇熱)を行わずに、減圧下で送
酸脱炭し、溶鋼中[C]濃度が40〜50ppmになっ
た時点で上吹き送酸を停止した。そのため、真空脱炭を
省略して直ちに還元処理を行い、目標とする極低炭素・
窒素ステンレス鋼を得た。なお、本発明の効果を評価す
るため、同一鋼種で従来の溶製方法による比較溶製も行
った。その際の脱炭状況を図2に示す。図2より、本発
明の適用で、脱炭処理時間が従来法より40分も短縮で
きたことが明らかである。
鋼した結果、減圧処理開始時の溶鋼中[N]濃度は10
0ppm以下を維持でき、さらに、図7に示すように、
減圧下では溶鋼が吸窒しないため、脱窒処理の必要性が
ないことがわかった。加えて、図8に示すように、クロ
ムの酸化ロスが減少し、溶鋼還元用のAl原単位量を大
幅に削減することができた。
炭素・極低窒素ステンレス鋼の溶製に際し、従来より脱
炭速度が大幅に向上し、精練時間を大幅に短縮できると
共に、溶鋼中のCr酸化ロスが減少するので、脱炭後の
溶鋼還元に使用するAl、あるいはSiの原単位が大幅
に削減できた。つまり、極低炭素・窒素ステンレス鋼の
精練コストの低減及び生産性の向上が図れたのである。
の溶製条件を示す図である。
動を示す図である。
炭速度定数との関係を示す図である。
・ガス流量と脱炭速度定数との関係を示す図である。
[C]濃度と送酸中でのCr酸化ロス量との関係を示す
図である。
ス量との関係を示す図である。
挙動を示す図である。
量を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 含Cr溶鋼を一定の[C]濃度まで送酸
脱炭して取鍋に出鋼し、その後、さらに減圧下で送酸脱
炭、真空脱炭、及び還元処理を行う極低炭素・極低窒素
ステンレス鋼の溶製方法において、 まず、最初の送酸脱炭を、上記[C]濃度が0.25〜
0.10重量%の領域になるまで行って取鍋に出鋼し、
その後の減圧下での送酸脱炭を、底吹き不活性ガスの流
量 5Nリットル/min/t以上及び生成するスラグ
の重量15kg/t以下の条件で行うことを特徴とする
極低炭素・極低窒素ステンレス鋼の溶製方法。 - 【請求項2】 減圧下での送酸脱炭から真空脱炭への切
り換えを、上記溶鋼中[C]濃度が60ppm以下で行
うか、あるいは真空脱炭を省略することを特徴とする請
求項1記載の極低炭素・極低窒素ステンレス鋼の溶製方
法。 - 【請求項3】 上記溶鋼中[C]濃度が200ppm以
上である期間内に、上記還元処理で使用する合金鉄を予
め添加することを特徴とする請求項1又は2記載の極低
炭素・極低窒素ステンレス鋼の溶製方法。
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JP27118197A JP3752801B2 (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 極低炭素及び極低窒素ステンレス鋼の溶製方法 |
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