JPH11131132A - 鋼の脱硫方法 - Google Patents
鋼の脱硫方法Info
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- JPH11131132A JPH11131132A JP9294413A JP29441397A JPH11131132A JP H11131132 A JPH11131132 A JP H11131132A JP 9294413 A JP9294413 A JP 9294413A JP 29441397 A JP29441397 A JP 29441397A JP H11131132 A JPH11131132 A JP H11131132A
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- JP
- Japan
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- slag
- steel
- refining
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- induction melting
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空誘導溶解法で、スラグを用い鋼の脱Sを
行う方法を提供する。 【解決手段】 真空誘導溶解炉4を用いて鋼7を脱硫す
る方法であって、CaO:70〜90重量%およびCa
F2:10〜30重量%から成る主成分100重量部に
対し、SiO2,Al2O3の含有量がいずれも2重量部
以下であり、他は不可避的不純物である組成のスラグ8
を用いて前記鋼を脱S精錬し、その精錬溶鋼は、栓6b
で流出口6aが封鎖されている取鍋6に一旦取り、所定
時間放置したのち、栓6bを引き上げて、溶鋼7のみを
流出口6aからインゴットケース2に鋳込まれる。
行う方法を提供する。 【解決手段】 真空誘導溶解炉4を用いて鋼7を脱硫す
る方法であって、CaO:70〜90重量%およびCa
F2:10〜30重量%から成る主成分100重量部に
対し、SiO2,Al2O3の含有量がいずれも2重量部
以下であり、他は不可避的不純物である組成のスラグ8
を用いて前記鋼を脱S精錬し、その精錬溶鋼は、栓6b
で流出口6aが封鎖されている取鍋6に一旦取り、所定
時間放置したのち、栓6bを引き上げて、溶鋼7のみを
流出口6aからインゴットケース2に鋳込まれる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋼の脱硫方法に関
し、更に詳しくは、真空誘導溶解法で対象鋼をスラグ精
錬して脱硫する新規な脱硫方法に関する。
し、更に詳しくは、真空誘導溶解法で対象鋼をスラグ精
錬して脱硫する新規な脱硫方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、真空誘導溶解法では、例えば電
気炉精錬のときのように、スラグを用いることなく鋼の
精錬が行われる。この真空誘導溶解法は、原料の溶製,
溶鋼の精錬および造塊の一連の操作が全て真空または減
圧下で進められ、また精錬時の温度,圧力,時間などを
広範囲に選定できるので、溶鋼中のCやNの少ない清浄
で高級な鋼を製造する方法として活用されている。
気炉精錬のときのように、スラグを用いることなく鋼の
精錬が行われる。この真空誘導溶解法は、原料の溶製,
溶鋼の精錬および造塊の一連の操作が全て真空または減
圧下で進められ、また精錬時の温度,圧力,時間などを
広範囲に選定できるので、溶鋼中のCやNの少ない清浄
で高級な鋼を製造する方法として活用されている。
【0003】従来の真空誘導溶解法を用いた造塊につい
て、下注ぎの鋳込みを示す図3を参照して説明する。全
体の設備は、真空チャンバ1の中に、インゴットケース
2とそれに下部で連通する注入管3から成る鋳込み部が
セットされ、その上部に例えば高周波誘導溶解炉4を配
置して構成されている。原料は溶解炉4に投入され、真
空チャンバ1の中を真空状態にして誘導コイル4aに通
電することにより原料を溶解して所定時間の精錬を行
う。この過程で、NやOやCなどの脱ガスが進み、蒸気
圧の低い元素も除去される。
て、下注ぎの鋳込みを示す図3を参照して説明する。全
体の設備は、真空チャンバ1の中に、インゴットケース
2とそれに下部で連通する注入管3から成る鋳込み部が
セットされ、その上部に例えば高周波誘導溶解炉4を配
置して構成されている。原料は溶解炉4に投入され、真
空チャンバ1の中を真空状態にして誘導コイル4aに通
電することにより原料を溶解して所定時間の精錬を行
う。この過程で、NやOやCなどの脱ガスが進み、蒸気
圧の低い元素も除去される。
【0004】精錬終了後、溶解炉1を傾動して、注入管
3の開口に取り付けられたタンディッシュ5に溶鋼を出
鋼する。溶鋼は注入管3を通ってインゴットケース2に
流入し、そこで冷却して鋼塊になる。このとき、溶解・
精錬時に副生する非金属介在物などは、インゴットケー
ス2内で溶鋼が凝固するまでの過程で上面に浮上する。
3の開口に取り付けられたタンディッシュ5に溶鋼を出
鋼する。溶鋼は注入管3を通ってインゴットケース2に
流入し、そこで冷却して鋼塊になる。このとき、溶解・
精錬時に副生する非金属介在物などは、インゴットケー
ス2内で溶鋼が凝固するまでの過程で上面に浮上する。
【0005】このように、真空誘導溶解法では、溶解−
精錬−造塊の一連の過程が真空中で進められ、とくに精
錬は基本的には脱ガス工程であるので、原料には、酸化
物や不純物などが付着していないものを厳選することが
必要とされる。
精錬−造塊の一連の過程が真空中で進められ、とくに精
錬は基本的には脱ガス工程であるので、原料には、酸化
物や不純物などが付着していないものを厳選することが
必要とされる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば軸受
鋼の場合、SやNが多く含有されているとその靭性が低
下してしまうので、S量やN量を規制することが必要に
なっている。具体的には、S:0.001重量%以下,
N:0.007重量%以下に規制する要求が強まってい
る。
鋼の場合、SやNが多く含有されているとその靭性が低
下してしまうので、S量やN量を規制することが必要に
なっている。具体的には、S:0.001重量%以下,
N:0.007重量%以下に規制する要求が強まってい
る。
【0007】そのような鋼を前記した真空誘導溶解法で
製造すると、脱Nは効果的に進行するものの、脱Sはほ
とんど進まないという問題がある。そのため、原料その
ものとしても、S濃度が低いものを使用しなければなら
なくなる。しかしながら、純鉄であってもS濃度は通常
0.003重量%程度であり、更に他の成分にもSは不
可避的に含有されていることからすれば、上記したSの
規制値を満たそうとした場合、原料として使用する前段
での脱S処理が必要となり、結果として原料コストの上
昇が避けられない。
製造すると、脱Nは効果的に進行するものの、脱Sはほ
とんど進まないという問題がある。そのため、原料その
ものとしても、S濃度が低いものを使用しなければなら
なくなる。しかしながら、純鉄であってもS濃度は通常
0.003重量%程度であり、更に他の成分にもSは不
可避的に含有されていることからすれば、上記したSの
規制値を満たそうとした場合、原料として使用する前段
での脱S処理が必要となり、結果として原料コストの上
昇が避けられない。
【0008】一方、電気炉や転炉を用いた精錬において
は、スラグを用いた脱Sが行われている。このスラグ精
錬の場合は、原料の脱Sを行うことが不要であるため、
前記した真空誘導溶解法による脱Sの場合に比べて、原
料コストは勿論のこと、全体の精錬コストを低廉化でき
るという利点を備えている。しかしながら、現在までの
ところ、真空誘導溶解法の適用下で鋼に対するスラグ精
錬を実施して脱Sを行うことは知られていない。
は、スラグを用いた脱Sが行われている。このスラグ精
錬の場合は、原料の脱Sを行うことが不要であるため、
前記した真空誘導溶解法による脱Sの場合に比べて、原
料コストは勿論のこと、全体の精錬コストを低廉化でき
るという利点を備えている。しかしながら、現在までの
ところ、真空誘導溶解法の適用下で鋼に対するスラグ精
錬を実施して脱Sを行うことは知られていない。
【0009】本発明者は、上記した事情に鑑み、真空誘
導溶解法の適用下におけるスラグ精錬による脱Sを検討
し、後述する組成のスラグを用いると、前記したSの規
制値を満たすことが可能であるとの知見を得、本発明の
脱S方法を開発するに至った。
導溶解法の適用下におけるスラグ精錬による脱Sを検討
し、後述する組成のスラグを用いると、前記したSの規
制値を満たすことが可能であるとの知見を得、本発明の
脱S方法を開発するに至った。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した目
的を達成するために、以下の考察を行った。まず、真空
誘導溶解炉でスラグを用いた場合、スラグは導体ではな
いので、自己発熱はしないということである。したがっ
て、スラグの滓化を実現して溶鋼の精錬を進めるために
は、滓化温度が低いスラグを用いることが必要となる。
的を達成するために、以下の考察を行った。まず、真空
誘導溶解炉でスラグを用いた場合、スラグは導体ではな
いので、自己発熱はしないということである。したがっ
て、スラグの滓化を実現して溶鋼の精錬を進めるために
は、滓化温度が低いスラグを用いることが必要となる。
【0011】従来から、真空誘導溶解法による精錬は1
600℃前後の温度で行われていることを考えると、用
いるスラグの滓化温度は上記温度よりも低いことが必要
とされる。このようなことから、本発明者は、従来から
脱S用のスラグとして用いられているCaO−CaF2
系のものは、その滓化温度が1400℃以下であること
に着目し、この系統のスラグ組成を検討した。
600℃前後の温度で行われていることを考えると、用
いるスラグの滓化温度は上記温度よりも低いことが必要
とされる。このようなことから、本発明者は、従来から
脱S用のスラグとして用いられているCaO−CaF2
系のものは、その滓化温度が1400℃以下であること
に着目し、この系統のスラグ組成を検討した。
【0012】その場合、スラグの脱S能は、一般に、塩
基度[CaO]/[SiO2]が大きいほど高くなるの
で、スラグの組成としてはSiO2含有量が可能な限り
少ないものにすべきこと、更に、真空誘導溶解法で製造
された鋼塊の場合、Al2O3系介在物を極度に忌避する
ことからして、スラグ組成としてはAl2O3含有量が可
能な限り少ないものにすべきことを考察の対象に据え
た。
基度[CaO]/[SiO2]が大きいほど高くなるの
で、スラグの組成としてはSiO2含有量が可能な限り
少ないものにすべきこと、更に、真空誘導溶解法で製造
された鋼塊の場合、Al2O3系介在物を極度に忌避する
ことからして、スラグ組成としてはAl2O3含有量が可
能な限り少ないものにすべきことを考察の対象に据え
た。
【0013】本発明者は、以上の考察に踏まえて研究を
重ね、更には、スラグを使用することで鋼塊に当該スラ
グが混入することを防止する対策も同時に立てることに
より、本発明を開発するに至った。すなわち、本発明に
おいては、真空誘導溶解炉を用いて鋼を脱硫する方法で
あって、CaO:70〜90重量%およびCaF2:1
0〜30重量%から成る主成分100重量部に対し、S
iO2,Al2O3の含有量がいずれも2重量部以下であ
り、他は不可避的不純物である組成のスラグを用いて前
記鋼を精錬することを特徴とする鋼の脱硫方法が提供さ
れる。
重ね、更には、スラグを使用することで鋼塊に当該スラ
グが混入することを防止する対策も同時に立てることに
より、本発明を開発するに至った。すなわち、本発明に
おいては、真空誘導溶解炉を用いて鋼を脱硫する方法で
あって、CaO:70〜90重量%およびCaF2:1
0〜30重量%から成る主成分100重量部に対し、S
iO2,Al2O3の含有量がいずれも2重量部以下であ
り、他は不可避的不純物である組成のスラグを用いて前
記鋼を精錬することを特徴とする鋼の脱硫方法が提供さ
れる。
【0014】その際、本発明においては、精錬終了後の
溶鋼を一旦取鍋に出鋼して静置し、ついで前記取鍋の底
部から溶鋼を鋳型に注入して鋼塊が製造される。
溶鋼を一旦取鍋に出鋼して静置し、ついで前記取鍋の底
部から溶鋼を鋳型に注入して鋼塊が製造される。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明においては、従来の場合と
同じように、真空誘導溶解炉で所定の原料を溶解して精
錬するが、そのとき溶解炉に上記した組成のスラグを投
入して溶鋼の精錬が進められる。用いるスラグは、Ca
OとCaF2を主成分とする。
同じように、真空誘導溶解炉で所定の原料を溶解して精
錬するが、そのとき溶解炉に上記した組成のスラグを投
入して溶鋼の精錬が進められる。用いるスラグは、Ca
OとCaF2を主成分とする。
【0016】ここで、CaOは、次式: CaO+S→CaS+O に基づく反応により、溶鋼の脱Sを進める成分である。
なお、このときに生成するOは真空引きされて系外に脱
ガスされる。CaF2は、単体では融点が約2570℃
であるCaOとの間で、融点が1400℃以下の低融点
化合物を形成して、スラグの脱S効率を向上させるため
の成分である。
なお、このときに生成するOは真空引きされて系外に脱
ガスされる。CaF2は、単体では融点が約2570℃
であるCaOとの間で、融点が1400℃以下の低融点
化合物を形成して、スラグの脱S効率を向上させるため
の成分である。
【0017】この主成分は、CaOが70〜90重量
%,CaF2が10〜30重量%となるように混練され
る。CaOが70重量%より少ない場合は、スラグの塩
基度が小さくなって溶鋼に対する脱S能は低下する。逆
にCaOを90重量%より大きい場合は、他の成分であ
るCaF2が少なくなってスラグの滓化温度が高くなっ
てしまうからである。
%,CaF2が10〜30重量%となるように混練され
る。CaOが70重量%より少ない場合は、スラグの塩
基度が小さくなって溶鋼に対する脱S能は低下する。逆
にCaOを90重量%より大きい場合は、他の成分であ
るCaF2が少なくなってスラグの滓化温度が高くなっ
てしまうからである。
【0018】本発明で用いるスラグは、上記した主成分
のみであることを最良とするが、実際問題としては他の
成分も不可避的に混入している。そこで、本発明におい
ては、塩基度の大小に影響を与えるSiO2と、鋼塊の
Al2O3系介在物の生成要因となるAl2O3を次のよう
に規制する。すなわち、スラグ中に含有されているSi
O2については、前記主成分100重量部に対し、2重
量部以下に規制する。2重量部より多くなるとスラグの
溶鋼に対する脱S能が低下するからである。
のみであることを最良とするが、実際問題としては他の
成分も不可避的に混入している。そこで、本発明におい
ては、塩基度の大小に影響を与えるSiO2と、鋼塊の
Al2O3系介在物の生成要因となるAl2O3を次のよう
に規制する。すなわち、スラグ中に含有されているSi
O2については、前記主成分100重量部に対し、2重
量部以下に規制する。2重量部より多くなるとスラグの
溶鋼に対する脱S能が低下するからである。
【0019】また、スラグ中に含有されているAl2O3
については、同様に、前記主成分100重量部に対し2
重量部以下に規制する。2重量部より多くなると、鋳造
後の鋼塊にAl2O3系介在物の混入が認められるように
なるからである。本発明においては、上記したスラグを
用いて精錬を進める。対象鋼の種類によっても異なる
が、精錬温度は1450〜1650℃,真空度は0.1
〜1Torr,精錬時間30〜90分で、前記したSやNの
規定値を満たすような脱Sが可能である。
については、同様に、前記主成分100重量部に対し2
重量部以下に規制する。2重量部より多くなると、鋳造
後の鋼塊にAl2O3系介在物の混入が認められるように
なるからである。本発明においては、上記したスラグを
用いて精錬を進める。対象鋼の種類によっても異なる
が、精錬温度は1450〜1650℃,真空度は0.1
〜1Torr,精錬時間30〜90分で、前記したSやNの
規定値を満たすような脱Sが可能である。
【0020】上記した本発明のスラグ精錬後、精錬溶鋼
は次のようにして造塊される。その場合、図1で示した
ように、注入管3の開口には次のような取鍋6が配置さ
れる。この取鍋6は、底に溶鋼の流出口6aが形成され
ていて、そこが上下動可能な栓6bで封鎖された構造に
なっている。取鍋6の内壁は例えば公知の耐火レンガで
形成され、また、栓6bは例えば黒鉛材で形成されてい
る。
は次のようにして造塊される。その場合、図1で示した
ように、注入管3の開口には次のような取鍋6が配置さ
れる。この取鍋6は、底に溶鋼の流出口6aが形成され
ていて、そこが上下動可能な栓6bで封鎖された構造に
なっている。取鍋6の内壁は例えば公知の耐火レンガで
形成され、また、栓6bは例えば黒鉛材で形成されてい
る。
【0021】精錬後、溶解炉4を傾動して上記取鍋に出
鋼する。溶鋼7は、その上に浮いていたスラグ8を巻き
込みながら取鍋6に移動する。出鋼終了後、2〜3分程
度、そのままの状態を保持する。その結果、スラグ8と
溶鋼7は分離して、取鍋6内では溶鋼7の上にスラグ8
が浮上する。ついで、栓6bを引き上げて、取鍋6内の
溶鋼7のみを流出口6aから注入管3に注入し、浮いて
いるスラグ8が流出する前に栓6aで流出口6aを封鎖
する。その結果、インゴットケース2で鋳造された鋼塊
にはスラグなどが混入することはなくなる。
鋼する。溶鋼7は、その上に浮いていたスラグ8を巻き
込みながら取鍋6に移動する。出鋼終了後、2〜3分程
度、そのままの状態を保持する。その結果、スラグ8と
溶鋼7は分離して、取鍋6内では溶鋼7の上にスラグ8
が浮上する。ついで、栓6bを引き上げて、取鍋6内の
溶鋼7のみを流出口6aから注入管3に注入し、浮いて
いるスラグ8が流出する前に栓6aで流出口6aを封鎖
する。その結果、インゴットケース2で鋳造された鋼塊
にはスラグなどが混入することはなくなる。
【0022】
【実施例】S濃度:0.00298重量%,N濃度:0.
0045重量%の軸受鋼用原鋼を用意した。この原鋼を
真空チャンバ内の高周波誘導炉に投入し、同時に表1で
示した組成のスラグを投入した。真空チャンバ内を0.
48Torrに減圧し、温度1580℃の高周波誘導加熱で
原鋼を溶解して、70分間の精錬を行った。
0045重量%の軸受鋼用原鋼を用意した。この原鋼を
真空チャンバ内の高周波誘導炉に投入し、同時に表1で
示した組成のスラグを投入した。真空チャンバ内を0.
48Torrに減圧し、温度1580℃の高周波誘導加熱で
原鋼を溶解して、70分間の精錬を行った。
【0023】精錬終了後、溶解炉を傾動してその内容物
を図2で示した取鍋6に移し、約2分間放置した。つい
で栓6bを引き上げて溶鋼7のみをインゴットケース2
で鋳造して鋼塊にした。得られた鋼塊を分析してS濃度
とN濃度を測定し、同時に組織観察も行った。以上の結
果を表1に示した。
を図2で示した取鍋6に移し、約2分間放置した。つい
で栓6bを引き上げて溶鋼7のみをインゴットケース2
で鋳造して鋼塊にした。得られた鋼塊を分析してS濃度
とN濃度を測定し、同時に組織観察も行った。以上の結
果を表1に示した。
【0024】
【表1】
【0025】表1から次のことが明らかである。 (1)主成分におけるCaOが少ないスラグ(CaF2が多
いスラグ)を用いると、脱S効果は減少している。ま
た、CaF2が少なくなると滓化温度が高くなって、同
じく脱S効果の減少が認められる。 (2)また、主成分の外にSiO2が2重量部を超えるスラ
グを用いると、塩基度が低下することにより脱S効果が
減少している。
いスラグ)を用いると、脱S効果は減少している。ま
た、CaF2が少なくなると滓化温度が高くなって、同
じく脱S効果の減少が認められる。 (2)また、主成分の外にSiO2が2重量部を超えるスラ
グを用いると、塩基度が低下することにより脱S効果が
減少している。
【0026】(3)更に、Al2O3が主成分100重量部
に対して2重量部よりも多いスラグを用いると、脱S効
果は発揮されているものの、得られた鋼塊には非金属介
在物が混入している。
に対して2重量部よりも多いスラグを用いると、脱S効
果は発揮されているものの、得られた鋼塊には非金属介
在物が混入している。
【0027】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、事前に脱S処理を行った原料を用いることな
く、真空誘導溶解法で鋼のスラグ精錬により脱Sを行う
ことができ、真空誘導溶解法特有の利点を生かしなが
ら、清浄で高品質の低S鋼を製造することができる。
よれば、事前に脱S処理を行った原料を用いることな
く、真空誘導溶解法で鋼のスラグ精錬により脱Sを行う
ことができ、真空誘導溶解法特有の利点を生かしなが
ら、清浄で高品質の低S鋼を製造することができる。
【図1】本発明方法を実施するときの設備例を示す概略
図である。
図である。
【図2】従来の真空誘導溶解法を実施するときの設備例
を示す概略図である。
を示す概略図である。
1 真空チャンバ 2 インゴットケース 3 注入管 4 高周波誘導溶解炉 4a 誘導コイル 5 タンディッシュ 6 取鍋 6a 流出口 6b 栓 7 溶鋼 8 スラグ
Claims (1)
- 【請求項1】 真空誘導溶解炉を用いて鋼を脱硫する方
法であって、CaO:70〜90重量%およびCa
F2:10〜30重量%から成る主成分100重量部に
対し、SiO2,Al2O3の含有量がいずれも2重量部
以下であり、他は不可避的不純物である組成のスラグを
用いて前記鋼を精錬することを特徴とする鋼の脱硫方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9294413A JPH11131132A (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 鋼の脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9294413A JPH11131132A (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 鋼の脱硫方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11131132A true JPH11131132A (ja) | 1999-05-18 |
Family
ID=17807439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9294413A Pending JPH11131132A (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 鋼の脱硫方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11131132A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012094705A1 (en) | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Bluescope Steel Limited | Method of desulfurizing steel |
-
1997
- 1997-10-27 JP JP9294413A patent/JPH11131132A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012094705A1 (en) | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Bluescope Steel Limited | Method of desulfurizing steel |
AU2012206947A1 (en) * | 2011-01-14 | 2013-08-15 | Nucor Corporation | Method of desulfurizing steel |
EP2663662A4 (en) * | 2011-01-14 | 2015-12-02 | Nucor Corp | STAHLENTSCHWEFELUNGSVERFAHREN |
AU2012206947B2 (en) * | 2011-01-14 | 2016-06-30 | Nucor Corporation | Method of desulfurizing steel |
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