JPH11286713A - 含クロム溶鋼の精錬方法 - Google Patents

含クロム溶鋼の精錬方法

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JPH11286713A
JPH11286713A JP10547398A JP10547398A JPH11286713A JP H11286713 A JPH11286713 A JP H11286713A JP 10547398 A JP10547398 A JP 10547398A JP 10547398 A JP10547398 A JP 10547398A JP H11286713 A JPH11286713 A JP H11286713A
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JP
Japan
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molten steel
gas
refining
furnace
oxygen
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JP10547398A
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English (en)
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Mikine Kishi
幹根 岸
Masahide Tsuno
雅英 津野
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ステンレス鋼を精錬するに際して、炉からの出
鋼温度を一定必要温度以上に保ちつつ炉内での溶鋼の最
高到達温度を低くし、且つ還元に際して必要な還元剤の
量を少なくしてコスト低減を図る。 【解決手段】AOD炉12の内部に収容したステンレス
溶鋼中に酸素ガス及びArガスを含む混合ガスを吹き込
んで脱炭を行う大気精錬を実施する。その後炉12内を
減圧状態とし、Arガスを吹き込んで脱炭を行わせ、し
かる後還元剤投入を行う減圧精錬を実施する。そしてそ
の減圧精錬の際に、溶鋼10の浴面の上方より浴面に向
けて酸素ガス又は酸素含有ガスを吹き付け、脱炭反応に
基づいて溶鋼より発生するCOガスを二次燃焼させて、
その際の発熱により溶鋼10を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はステンレス鋼等ク
ロムを含有する溶鋼の精錬方法に関し、詳しくはAOD
炉を用いて行う精錬方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】含クロ
ム鋼、例えばステンレス鋼を製造するに際して、精錬炉
(AOD炉)内に収容した溶鋼に対して酸素ガスと非酸
化性ガスとしてのArガスの混合ガスを大気中で浴面下
から吹き込んで酸素と溶鋼中のCとを反応させ、即ち脱
炭反応させ、溶鋼中のC量を下げることが行われてい
る。この方法はAOD法として知られたものである。
【0003】ところでこの大気中での脱炭精錬は、溶鋼
中のC量が低くなって来ると吹き込んだO2が脱炭のた
めに有効に働かず、クロムを酸化してしまい脱炭効率が
悪くなる。
【0004】このようなことからC量が比較的高いレベ
ル、例えば0.2〜0.15%程度となった時点で炉内
を20〜200Torr程度の減圧とした上、溶鋼中に
Arガス等の非酸化性ガスを撹拌ガスとして吹き込み、
溶鋼とスラグとを撹拌させる中で先の大気精錬に際して
生成した酸化クロムと溶鋼中のCとの間で反応を行わ
せ、脱炭を行うとともに酸化クロムを一部還元する方法
が提案されている。この方法によると、脱炭精錬を短時
間で迅速に行うことができるとともに高価なArガスの
使用量を少なくでき、併せてクロムの歩留りも向上させ
ることができるなどの利点が得られる。
【0005】しかしながら一方においてこの方法の場
合、溶鋼の温度がある時点で高温度に上昇することとな
ることから、炉の耐火材の寿命が短くなるといった問題
を内包している。具体的に説明すると、大気精錬におい
て溶鋼中にO2ガスを含む混合ガス吹込みを行う工程で
は発熱反応が生じて溶鋼の温度が上昇するが、これに続
く減圧精錬の工程においては酸化クロムと溶鋼中のCと
の反応による吸熱及び還元剤の投入に基づく溶鋼の温度
低下が生ずる。
【0006】一方において出鋼時の溶鋼の温度は、これ
に続く鋳込みを良好に行うために一定温度以上、例えば
溶融温度に対して一定以上高温度にしておく必要があ
る。
【0007】このため大気精錬に続いて減圧精錬を行う
上記方法にあっては、大気精錬の際に、減圧精錬時に生
じる溶鋼の温度降下分を見込んで過剰にO2ガスの吹込
み、即ち溶鋼の昇温を行わせ、以って出鋼時の溶鋼温度
を一定温度以上に確保するといったことが必要であっ
た。
【0008】しかしながらこの場合、必然的に溶鋼の温
度が一時的に非常に高い温度となり、このため炉の耐火
材の使用寿命が短くなってしまう問題を生じるのであ
る。
【0009】このようなことから、大気精錬に際しての
2ガスの全体の吹込量を少なくする一方、減圧精錬に
おいてその脱炭期の後に、再度その少なくした分だけの
2ガスの吹込みを溶鋼中且つ浴面下に行ってクロムの
酸化反応に伴う発熱を生ぜしめ、以って溶鋼をその後の
降温を見込んだ必要温度まで昇温させることを特徴とす
る含クロム溶鋼の精錬方法が本出願人により提案されて
いる(特開平8−3615号)。
【0010】図3はその方法の一例を実施したときの溶
鋼の温度変化のパターンを示したものである。但し、図
中Bは大気精錬の際に、続く減圧精錬時に生じる溶鋼の
温度降下を見込んで過剰にO2ガスの吹込み、即ち溶鋼
の昇温を行わせた場合の温度変化のパターンを示し、ま
た図中Aは、大気精錬においてO2ガスの吹込量を少な
くする一方、減圧精錬においてその少なくした分のO2
ガスの吹込みを行い、減圧精錬工程で再度溶鋼を昇温さ
せるようにした場合の溶鋼の温度変化のパターンを示し
ている。
【0011】この方法は、全体としての熱収支を変える
ことなく溶鋼の昇温工程を二度に分けるもので、吹き込
むO2ガス量,生成する酸化クロムの量,投入する還元
剤の量を変えることなく大気精錬に際しての溶鋼の最高
到達温度を低くすることができ、耐火材の寿命を延長せ
しめることができる利点がある。
【0012】しかしながら一方においてこの方法の場
合、減圧精錬に際して炉底近傍の羽口からO2ガス吹込
みを行ってメタル酸化を生ぜしめるものであるため、そ
の後の還元剤の投入時に多量の還元剤を投入することが
必要となり、コスト増大をもたらすといった問題を内包
する。即ちこの方法の場合、溶鋼の昇温のためにメタル
酸化を起こした上、再びこれを還元によって元へ戻すと
いった無駄を含むといった問題が内在していた。
【0013】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するためになされたものである。而して請求
項1の含クロム溶鋼の精錬方法は、AOD炉の内部に収
容した含クロム溶鋼中に酸素ガス及び非酸化性ガスを含
む混合ガスを吹き込んで脱炭を行う大気精錬を実施し
て、該溶鋼中のC量を所定レベルまで低下させた後、該
AOD炉に減圧蓋を被せた上で炉内を減圧状態とし、該
減圧状態の下で該溶鋼中に撹拌ガスを吹き込んで該溶鋼
とスラグとを撹拌させる中で該スラグ中の酸化クロムと
溶鋼中のCとを反応させて脱炭を行わせ、しかる後還元
剤投入を行う減圧精錬を実施する含クロム溶鋼の精錬方
法において、前記減圧精錬の際に、前記溶鋼の浴面から
所定距離離して上方より該浴面に向けて酸素ガス又は酸
素含有ガスを吹き付け、脱炭反応に基づいて該溶鋼から
発生するCOガスを二次燃焼させてその際の発熱により
該溶鋼を加熱することを特徴とする。
【0014】請求項2の含クロム溶鋼の精錬方法は、請
求項1において、前記浴面への酸素ガス又は酸素含有ガ
スの吹付けを前記減圧精錬の初期に行うことを特徴とす
る。
【0015】
【作用及び発明の効果】上記のように本発明は、減圧精
錬に際して溶鋼の浴面から所定距離離れた上方より浴面
に向けて酸素ガス又は酸素含有ガスを吹き付け、脱炭反
応に基づいて溶鋼より発生するCOガスを二次燃焼させ
てその発熱により溶鋼を加熱するもので(請求項1)、
かかる本発明によれば、大気精錬及び減圧精錬の組合せ
から成る含クロム溶鋼の精錬において、溶鋼の出鋼時の
温度を一定以上に確保することができるとともに、上記
図3に示す方法に対して減圧精錬の際にメタル酸化を抑
えることができ、従ってその後の還元工程において必要
な還元剤の量を少なくでき、無駄を少なくできるととも
にこれにより製造コストを低減することができる。
【0016】また本発明に従って減圧精錬の際に酸素ガ
ス又は酸素含有ガスを浴面に吹き付けることで、溶鋼の
脱炭反応を促進する効果も併せて得られる。
【0017】尚、本発明において減圧精錬の際の減圧条
件は通常200〜15Torrとすることができる。2
00Torrよりも高い圧力の下では減圧精錬を効果的
に行うことができず、逆に15Torrより低い圧力の
下では溶鋼のスプラッシュが激しくなる。
【0018】本発明においては、浴面への酸素ガス又は
酸素含有ガスの吹付けを減圧精錬初期、特に減圧精錬開
始とともに行うことができる(請求項2)。大気精錬か
ら減圧精錬への切替初期においては、溶鋼中から多くの
COガスが浴面上に出て来ることから、そのような時期
に酸素ガス又は酸素含有ガスを吹き付けることによっ
て、COガスの二次燃焼を効果的に行わせることがで
き、従ってそのCOガスの二次燃焼に基づく溶鋼の加熱
を効率良く行うことができる。また減圧精錬初期におい
ては溶鋼中のC量も比較的高いレベルにあり、従ってそ
の時期に酸素ガスを吹き付けることで脱炭反応も効果的
に促進することができる。
【0019】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。SUS304 80トンを電炉溶解し、図1
(I)に示しているように溶鋼10をAOD炉12内に
移して先ず大気精錬(AOD精錬)を実施した。尚図1
において16はスラグである。
【0020】この大気精錬では、大気中で炉底近傍の羽
口14からO2ガスとArガスとの混合ガスを浴面下に
吹き込み脱炭を行った。このときO2ガスとArガスと
の比率は、図2に示しているように溶鋼中のCの減少に
応じて第1ステージ,第2ステージ,第3ステージの3
段階に切り替えた。
【0021】この過程では吹き込んだO2と溶鋼中のC
及びクロムとの反応により発熱が生じ、これに伴って溶
鋼10の温度は上昇する。因みに本例の場合、溶鋼10
の当初温度は1525℃であり、大気精錬終了時におい
てその温度は1720℃であった。尚、C量は当初1.
5%であり、大気精錬終了時においてその量は0.15
%であった。
【0022】次に図1(II)に示しているように減圧蓋
18で炉12内部を密閉してダクト20を通じて排気
し、炉内を40Torrまで減圧した上、羽口14から
今度は撹拌ガス且つ非酸化性ガスとして不活性ガスであ
るArガスのみを吹き込んだ。尚撹拌ガスとしては他の
非酸化性ガスであっても良い。
【0023】またこれと併せてランス22より溶鋼10
の浴面から所定距離離れた上方より浴面に向けてO2
スの吹き込み(カウンターブロー(CB))を行い、溶
鋼から発生するCOガスをその吹き込んだO2ガスによ
り二次燃焼させた。このときのO2ガスの吹込量は36
00Nm3/hとした。この二次燃焼により溶鋼10の
温度は1735℃まで上昇した。尚このカウンターブロ
ーは1分間継続した。
【0024】次にO2ガスの吹込みを停止して所定時間
Arガスのみの吹込み及び撹拌を行い、脱炭を終了し
た。このときの溶鋼温度は1730℃であり、またC量
は0.03%であった。
【0025】続いて還元剤Fe−Siを投入して生成し
た酸化クロムを還元し、その後所定の工程を経て出鋼を
行った。このとき還元剤の投入量はSi原単位で11.
0kg/tであった。溶鋼10の温度は還元終了時にお
いて1720℃であり、また流滓後の温度は1700
℃,出鋼時の温度は1680℃であった。
【0026】<比較例>上記と同様にして先ず大気精錬
を実施し、続いて図2(B)に示すようにして減圧精錬
を実施した。即ち炉12内を減圧状態にした上で、撹拌
ガスとしてのArガスのみの吹込みを行って溶鋼10の
撹拌を行い、スラグ16と溶鋼10との反応を行わせ
た。即ちスラグ16中の酸化クロムと溶鋼10中のCと
を反応させて脱炭を行った。
【0027】そして溶鋼中のC量が0.03%となった
ところで、次に羽口14からO2ガスをArガスと共に
吹き込んでメタル酸化を行い、その酸化反応による発熱
によって溶鋼10を昇温させた。この昇温処理の開始時
の溶鋼温度は1695℃であり、また昇温処理後におけ
る溶鋼10の温度は1725℃であった。尚この昇温処
理の際のO2ガスの吹込量は50〜100Nm3とした。
【0028】次に還元剤Fe−Siを投入し、還元処理
を行った。このときの還元剤の投入量は、Si原単位で
11.5kg/tであり、この還元処理によって溶鋼温
度は1720℃となった。引き続いて上記実施例と同様
にして流滓,成分調整した上で出鋼を行った。流滓後の
溶鋼温度は1700℃であり、出鋼時の温度は1680
℃であった。
【0029】上記実施例と比較例とから明らかなよう
に、本実施例においては最終的に比較例と同じ溶鋼温度
を確保しつつ、必要な還元剤の量を低減することができ
た。これは、比較例の場合にはメタル酸化を過剰に行っ
た上で多量の還元剤投入により元に戻すといった無駄を
生じているのに対し、本実施例の場合には溶鋼10の昇
温過程でメタル酸化を可及的に抑制しており、この結果
必要な還元剤の量を少なくし得たものである。
【0030】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明は、例えば大気精錬時にお
いても溶鋼の浴面に対してその上方から酸素ガスないし
酸素含有ガスをカウンターブローにより吹き付けて、そ
の酸素により脱炭を行わせるといったことも可能である
など、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々
変更を加えた態様で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例方法の実施装置を示す図であ
る。
【図2】本発明の一実施例方法の各工程を比較例のそれ
とともに示した図である。
【図3】従来公知の含クロム溶鋼の精錬方法における溶
鋼の温度変化のパターンを示す図である。
【符号の説明】
10 溶鋼 12 AOD炉 16 スラグ 18 減圧蓋

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AOD炉の内部に収容した含クロム溶鋼
    中に酸素ガス及び非酸化性ガスを含む混合ガスを吹き込
    んで脱炭を行う大気精錬を実施して、該溶鋼中のC量を
    所定レベルまで低下させた後、該AOD炉に減圧蓋を被
    せた上で炉内を減圧状態とし、該減圧状態の下で該溶鋼
    中に撹拌ガスを吹き込んで該溶鋼とスラグとを撹拌させ
    る中で該スラグ中の酸化クロムと溶鋼中のCとを反応さ
    せて脱炭を行わせ、しかる後還元剤投入を行う減圧精錬
    を実施する含クロム溶鋼の精錬方法において、 前記減圧精錬の際に、前記溶鋼の浴面から所定距離離し
    て上方より該浴面に向けて酸素ガス又は酸素含有ガスを
    吹き付け、脱炭反応に基づいて該溶鋼から発生するCO
    ガスを二次燃焼させてその際の発熱により該溶鋼を加熱
    することを特徴とする含クロム溶鋼の精錬方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記浴面への酸素ガ
    ス又は酸素含有ガスの吹付けを前記減圧精錬の初期に行
    うことを特徴とする含クロム溶鋼の精錬方法。
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