JPS58113314A - 鋼の脱炭精錬方法 - Google Patents

鋼の脱炭精錬方法

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JPS58113314A
JPS58113314A JP21541581A JP21541581A JPS58113314A JP S58113314 A JPS58113314 A JP S58113314A JP 21541581 A JP21541581 A JP 21541581A JP 21541581 A JP21541581 A JP 21541581A JP S58113314 A JPS58113314 A JP S58113314A
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JP
Japan
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steel
refining
molten steel
decarburizing
powder
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JP21541581A
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JPH0125370B2 (ja
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Kaoru Masame
眞目 薫
Tateo Aoki
青木 健郎
Masayuki Taga
多賀 雅之
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/068Decarburising
    • C21C7/0685Decarburising of stainless steel

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本究明に減圧下における鋼の脱炭精錬方法、脣VC匣低
炭素の鋼材を効率的に製造する方法に関する0 近時、炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼等、一種の如何
を問わず、その機械的或いは化学的特性についての要求
が一段と厳しくなってきており、鋼材の極低炭素化もそ
の要求の一つである。このような要望に応える有力な手
段として、転炉、電気炉その他適宜の装首で予め精錬し
た俗調全滅圧下で更に精錬して所望の化学組成をもつ溶
鋼を製造する方法が広く用いられている。
その代表的なものがステンレースv!4製造におけるv
 OD (Vacuum Oxygen Decar−
burization )法であるが、このVOD法に
より、極低炭素のフェライト系(SUS430系)のス
テンレス@を溶製する楊会を例にとり、その問題点につ
いて′a明する。
先ず、電気炉で精練した粗溶−(その絹byに例えばO
:’1.2%、 Si : 0.3Q%、 Mn : 
0.30%。
P : 0.026%、 S : 0.006%、 C
r : 19.0%、0:0゜010%、 N: 0.
035チである)を取@に移し、第8図に示す如き減圧
d器に入れて精練する。
第8図において、1に脱炭精練用気体(酸素)上吹き用
ランス、2は測温及びサンプリング装置、3は排気ダク
ト、5は溶鋼収容容器、6は溶鋼、フは撹拌ガス (A
r等)供給用ポーラスプラグ、8けブリケット状の添加
剤を収容したホツノく、であるOこの装[1’H[おけ
る!11棟fl、圧力130〜0 、6Torrでポー
ラス1ラグを介して撹拌ガスを供給しながらfl素の上
吹きを行って脱炭処理する。
上述のような一般的VOD法によって得られる鋼は、 
粗溶鋼が前述のような組成である場合に略下記のような
組成のものとなる。
c : (1,02〜o、oa%、 81 : 0.1
0〜0.20% 、 Mn: 0,10〜0.20% 
、 P : 0.026〜0.030.%、 El :
0.005〜0.006% 、  Cr  :  1B
、0=−18,ツチ、 0 :0.065弧、 y :
 o、oosチさて、鋼中のCを更に低くする脱炭稽諌
法としては、酸素上吹き中に溶鋼表面に生成したクロム
酸化物を酸化・源とし脱炭を行う、昼真空脱炭処理があ
る。
然るにこの処理中における脱炭速度に、そのときのC濃
度に依存し、低炭素濃度になるvlど、脱炭速度は遅く
なり、極低炭素の溶鋼を得るπは非常に多くの時間を要
する。この時間を短縮するには、高真空脱炭処理前のC
濃度を可及的に低くすればよいわけであるが、酸素吹精
にエリ昼真空脱炭処理前の脱炭を行う場合は、Cm度が
0.1〜0.4チとなった状態から生成し始めるクロム
酸化物が溶鋼表面上に大量に堆積することとなり、後続
する高真空脱炭処理における溶鋼、スラグの撹拌が非常
に困難となる。従って撹拌が不十分となり、脱炭速度が
低下し、結果的に処理時間が長くなってしまう0斯かる
方法で得られる溶鋼のCm度はo、oos〜0.012
%が限度であるOこflに対して、従来、二つの方法が
提案さね、ている。その一つFi取鍋底部の数箇所から
撹拌用ガスを溶鋼内へ大量に導入し、強撹拌を行うこと
に工り、溶鋼表面上に堆積し定クロム酸化物と溶鋼との
反応を促進する方法であり、今一つは4鋼表面上に堆積
したクロム酸化物濃度の隔いスラグをFe−81等で還
元し、クロム酸化物1!1′を適1とした後、フラック
スを加え、例えば低融点であり、且つ、酸化力’iMす
るCaO−5i02− Or、 OB系の流動性スラグ
を形成する方法である。
上述し7(2方法[よる場合に、得られる溶鋼のCm度
がo、o05g16以下となるか−、次の工うな問題点
がある0νしち、前者の方法による場合は、取鍋底t1
sに設けた多数のガス導入口又は周辺耐火物の浴損又に
スポーリングの可能性か増大すると共にm*の危険性も
増大し、実操業に適用するには問題点が多い0また後者
の方法による場合に、スラグの1jft、動性を確保す
る上では有効であるが、添加物が多くなると共にクロム
酸化物濃度が低下し、酸化力が低下する傾向にあるので
、実操業において、適正なスラグ會形成するのが困蛾で
ある。
本発明に斯かる問題点を解決するためになされたもので
あり、減圧下でのm精錬における技術的限界1.F!f
Vc梢錬用除組線を効力よく供給して反応させるという
点での従来技術の限界を超える新しい梢株技術を提供す
ることを目的とする。
本発明に係る鋼の脱炭精練方法は、減圧下における鋼の
脱炭相線において、粒体状の呪炭梢婢用添加剤を、精錬
用気体及び/又は他のキャリアガスによって、前記添加
剤が溶鋼中に十分侵入し得る速度で溶鋼表面に吹き付け
ることを特徴とするOそして条件により精錬工程の少な
くとも一部において、溶鋼表面下に精錬用又は撹拌用の
気体を導入する点も特徴としている0なお前記粒体状の
脱炭精錬用番加剤としては、クロム、鉄、マンガン等の
酸化物の一種又は二種以上を主成分とする粉体を用いる
とよい0 以下第1図に示す如き高周波真空ff錬炉(容量: 2
,5 )ン)を用いて19チOr鋼をVOD精錬する場
合に、本発明を適用した実施例により、本発明方法を説
明する0 このvODff錬は、先ず、粗溶鋼に対する酸素上吹き
による脱炭工程があり、その低炭素域でa 一部のOr
が酸化され、固体のクロム酸化物となって溶鋼表面に堆
積するが、極低炭素鋼を溶製するために、低炭素領域で
クロム酸化物が溶鋼表面上に堆積する前に酸素上吹きを
終了させた後、本発明に係る粉体上吹きKよる極低炭素
化精錬が行わfるO 即ち第1図に示す昼周波真22梢錬炉の容器15に巻装
したコイル14への高周波通11によって溶鋼16を1
600℃に維持し、また真空fLを20Torrに株つ
べくダクト13を介して排気を行った。溶$16の表面
に吹き付ける脱炭剤粉体19としては、例えばOr、、
O,: 95 % 、 TiO2: 4%、そノ他:1
%の組成を有する、粒径: 2oOメツシユ以下の混合
物体を用い、こnを上吹き用ランス11からアルゴン(
Ar)をキャリアガスとして溶鋼161c島達度で吹き
付は友。この上吹き用ランスは第2図に示す工う[4孔
のノズルを有し、中心孔は5aφのストレート型ノズル
であり、またその周囲[3等妃で形成さnた3つの側孔
1−j 2 ff−の円向き3°のラバール型ノズルで
あり、中心孔からに脱炭剤粉体をArヲキャリアガスと
してマツハ1(2゜7 Orr下)で吹き出させ九0ま
九個孔からは中心孔から吹き出される脱炭剤粉体の加速
のためにArをマツハ3.8 (20TOrr下)で吹
き出させた。
なお、中心孔のArガス圧力は3 K17cm” 、ガ
ス流量は0.2〜On4 Nm”7分、また側孔のAr
ガス圧力は5 O/cwt 、ガス流量は0.45 n
m7分とし7tQまた脱炭剤粉体の供給速度[0,20
〜0.051’7/分・トンであり、供給量は6.7K
g/トン(但し溶鋼への侵入効果と脱炭反応速度とを考
慮し、供給速度を徐々に低下させた。)であり、史に上
吹き用ランス11下端と溶鋼16湯面との間の距離は6
00aに維持した。そしてポーラスゲラグ17を介して
2yl、Q・トンの割合で撹拌用のArを吹き込んだ。
第  1 ′表 第1表に脱炭前の粗溶鋼組成、粉体上吹き前、即ち酸素
吹止め後の組成及び粉体上吹き後の組成を示している。
また第3図は脱炭剤粉体(Cr2O1:95%)上吹き
中fおける醪−中のC濃度〔C〕の時間推移を示してい
る。図中、実線は粉体供給量1<が0.15に97分・
トンの場合、仮綴は粉体供給速度カo、otKy1分1
トンのw@rt夫々ボ夫々−る。これら第1表、第3図
から理解さnる如く比較的短時間で、Cc) < 10
ppmが達成できた。そしてこの脱炭剤粉体上吹き中に
、俗調表@fに固体のクロム酸化物の堆積セ鍜祭さ1ず
、浴泊の強撹拌及び浴−−スラグの強撹拌全実施するこ
とができた。・第4図は脱炭剤粉体供給速度の脱炭速度
定数に及、γす影I#について示している。図中、実線
は脱炭削粉体中のOr20gが95チの場合、破線は脱
炭剤粉体中のCr2O3が65%の場合、一点鎖線は脱
炭剤粉体中のOr20gが34チの場合を大々示してい
る。
図エリ呪炭剤松体供給速1(か犬きくなると脱炭速I(
定数が増大するCとが分グツ)る0また脱炭剤粉体供給
速度が3 X I O−” Kg/抄・トン以上になる
と溶鋼表1で固体のクロム酸化物を含むスラグの堆積が
観察された。
第5図は脱炭剤粉体中のクロム酸化物配合比率が脱炭速
度に与える影響を示したものであり、図中、5j!線は
脱炭剤粉体中のCr、03が95%の場合(その他が5
チ)、破線tri脱炭脱炭剤中体中r2O3が65%の
場合(MgOが33%、その他か2%)、一点@線は脱
炭剤粉体中のOrlogが34%の楊会(MgOが63
%、その他が3%)−を夫々示している0なお、それら
はいずれも脱炭剤粉体供給速度がo、15Ky1分・ト
ンの場合のデータである。図よりクロム酸化物配合比率
が低下すると脱炭速&が著しく小さくなっていることが
分かる0このことに前述の第4図の結果からもよみとn
る。
従って本笑施例の如く極低炭素化nt錬を行う場合には
、脱炭剤粉体中のクロム酸化物の@度f凝〈するほど、
″また脱炭剤粉体の供給量1ft−犬きくするほど、脱
炭速度が大きくなり、短時間で〔C〕(lOppm  
とすることができる0しかし脱炭剤粉体供給速度につい
ては、溶鋼の強撹拌及び溶鋼−スラグの強撹拌を確保す
る必要もあるために、脱炭剤粉体供給速度は、溶剛表面
にクロム酸化物を含むスラグが堆積するのを抑制し得る
限界の条件、即ち3 X 10’ K9/抄・トンが峡
通である。
次に晋Ji!1mをVOD梢錬精錬場合に、本発明を適
用し7’(夷m?りについて説明する0第6図は脱炭剤
としてマンガン酸化物及び鉄酸化物の粉体を上吹きし7
を場合の脱炭挙動を示したものであり、実線に脱炭剤と
してマンガン酸化物(MnO2)が97%を占める粉体
を用いfc場合、破婦ニ脱炭剤として鉄酸化物(Fe、
03)が96%を占める粉体を用いた場合ケ大々示して
いる0また第2表は脱炭剤としてマンガン酸化゛物粉体
を上吹きし7’C場合の#i溶鋼組成及び粉体上吹き前
後の組成全示し、第3表は脱炭剤として鉄酸化物粉体を
上吹きし7を場合の粗溶鋼組成及び粉体上吹き前後の組
成を示している。前述の実施例と同様、容易に〔C) 
< 10 T)pmが達成できることが分かつt。
第2表 第3表 第1図はマンガン酸化物粉体(MnO,: 9?%)供
給速度が脱炭速度定数に及ぼす影響について示したもの
である。前述の実施例と同様に、脱炭剤粉体供給速度が
大きくなると脱炭速度定数が増大することが分かつ友。
また脱炭剤粉体供給速度が3XIO’Kf/秒峙ン以下
では、前述の実施例と同様に、溶鋼表面に固体のマンガ
ン酸化物を含むスラグの堆積は観察さnなかった。
以上のように本発明による場合は減圧下での精錬におい
て脱炭剤粉体を効果的[@鋼中に侵入させ得るから、例
えば従来は工業的には不可能とされていた〔C〕が10
 ppm以下の誦純度ステンレス鋼又は高マンガン鋼の
溶製が可能になる等、本発明は浚n7’(効果を奏する
【図面の簡単な説明】
第1図に本発明方法の実施状態を示す模式図、第2図に
上吹き用ランスの下面図、第3図、第6図及び第6図は
脱炭剤上吹き中における〔C〕の時間推移を示すグラフ
、第4図及び第7図は脱炭剤供給速度と脱炭速度定数と
の関係を示すグラフ、第8図は従来法の実施状態を示す
模式図であるOll・・・上吹き用ランス 13・・・
排気ダクート15・・・容器 16浴鋼 17・・・ポ
ーラスプラグ19脱炭剤粉体 特許出願人 住友金属工業株式会社 代理人 弁理士 河  野  登  夫ゲ 葺1図 算 2 図 、j3図       1 粉体処理時間〔分) 0     +      2    3     t
。 脱炭剤ヤ汀本便給速、席(XIOKう7′勅・トシ)4
4図 40  60  80       0  20  4
0   関  80、処理瞬間(分)啼4T体々ル理侍
間(呵゛)算5図       :46図 莫7図 7 算8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、減圧下における鋼の脱炭精錬において、粒体状の脱
    炭精錬用添加剤を、梢諌用気体及び/父は他のキャリア
    ガス[工って、前記添カロ剤が溶鋼中に十分侵入し得る
    速度で溶鋼表面に吹き付けることを特徴とする鋼の脱炭
    精錬方法。 2、減圧下における鋼の脱炭精錬において、粉体状の脱
    炭精錬用添加剤を、梢d用気体及び/又は他のキャリア
    ガスによって、前記添加剤が溶鋼中に十分侵入し得る速
    度で溶鋼表面に吹き付けると共に、相線工程の少なくと
    も一部において、溶鋼の表面下に精神用又は撹拌用気体
    を導入することを特徴とする鋼の脱炭精錬方法。
JP21541581A 1981-12-25 1981-12-25 鋼の脱炭精錬方法 Granted JPS58113314A (ja)

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JP21541581A JPS58113314A (ja) 1981-12-25 1981-12-25 鋼の脱炭精錬方法
US06/451,046 US4426224A (en) 1981-12-25 1982-12-20 Lance for powder top-blow refining and process for decarburizing and refining steel by using the lance
SE8207331A SE451199B (sv) 1981-12-25 1982-12-22 Sett att avkola och raffinera stal i vakuum
GB08236589A GB2112914B (en) 1981-12-25 1982-12-23 Lance for powder top-blow refining and process for decarburizing and refining steel
DE19823247757 DE3247757A1 (de) 1981-12-25 1982-12-23 Blaslanze zur pulver-aufblase-veredlung und verfahren zur entkohlung und veredlung (raffination) von stahl unter einsatz derselben
FR8221804A FR2519024B1 (fr) 1981-12-25 1982-12-27 Lance pour l'affinage par soufflage de poudre au-dessus d'un bain de metal fondu et procede de decarburation et d'affinage de l'acier avec une telle lance

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61136613A (ja) * 1984-12-06 1986-06-24 Nippon Steel Corp 溶鋼の減圧脱炭法
JP2012153941A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Jfe Steel Corp マンガン含有低炭素鋼の溶製方法
JP2012153913A (ja) * 2011-01-24 2012-08-16 Jfe Steel Corp マンガン含有低炭素鋼の溶製方法

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JPS61136613A (ja) * 1984-12-06 1986-06-24 Nippon Steel Corp 溶鋼の減圧脱炭法
JP2012153913A (ja) * 2011-01-24 2012-08-16 Jfe Steel Corp マンガン含有低炭素鋼の溶製方法
JP2012153941A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Jfe Steel Corp マンガン含有低炭素鋼の溶製方法

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