JPS59177314A - 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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JPS59177314A
JPS59177314A JP5012283A JP5012283A JPS59177314A JP S59177314 A JPS59177314 A JP S59177314A JP 5012283 A JP5012283 A JP 5012283A JP 5012283 A JP5012283 A JP 5012283A JP S59177314 A JPS59177314 A JP S59177314A
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steel
molten steel
oxygen
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refining
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Tetsuya Watanabe
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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
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/005Manufacture of stainless steel

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

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】 本発明は含クロム溶鋼の精錬方法に係り、詳しくは、少
なくとも鋼浴下面から酸素と不活性ガスを含む混合ガス
または酸素または不活性ガスを吹込んで脱炭する際の脱
炭末期または仕上精錬を行なう際の空気による窒素の吸
収を有効に防止して精錬できろ含クロム溶鋼の精錬方法
に係ろ− 現在、ステンレス鋼等の含クロム溶鋼の脱炭プロセスと
してAOD法が広く用いられているへこのAOD法では
、@1図に示す如く、精錬容器1の底部に設けられた二
重羽口2から不活性ガスと酸素の混合ガス3を含クロム
溶鋼4中に底吹きし、炭素−クロムの平衡条件を規制す
るPco値を低下させ、これによって、クロム(以下−
Crという。)を優先酸化させることなく、脱炭を行な
っている。その後は、更に仕上げ精錬が行なわれ、この
ときKは、けい素などの還元剤や9石灰、ホタル石等の
造滓剤が添加され、二重羽口2からは不活性ガスのみを
吹込んで溶鋼とスラグとを指押して精錬が行なわれろ。
また、AOD法の如く酸素を底吹きして脱炭する場合、
その脱炭機構はガス吹込時に羽目近傍においてCTが酸
化されてクロム酸化物が生成され、このクロム酸化物が
溶鋼中を上昇するガス気泡の界面で炭素と反応して脱炭
が進行すると云われている。
従って、脱炭酸素効率は、炭素(以下、Cという。)σ
)ガス気泡界面への移動量とガス気泡界面上σ)脱炭反
応M(+7)バランスで決まり、脱炭反応σ)進行にと
もなって溶鋼中σ)C量が減少することによりバランス
がくずれ9羽口近傍のCr分の酸化反応が曾・勢になる
。このため、低C領域に近づくπ従って、脱炭酸素効率
が低下する。
例えば、Cr18%を含む溶鋼に酸素な底吹きして脱炭
処理したときσ)溶鋼中σ)C量と脱炭酸素効率を示す
と、第2図に示す通りであって。
第2図から明らかな通り、溶鋼中のC量の低下cともプ
、仁って脱炭酸素効率は低下し、とくに。
C1,0%以上σ′)高炭素領域ではその低下割合は比
軟的緩やかであるが、C1,0%以下の低C領域では低
下割合は治しくなり、C0,40%以下になると、脱炭
酸素効率は極端に低下し、底吹きガスから生成さitろ
排ガス量も著しく低下していく。また、仕上精錬期では
不活性ガ哀量は溶鋼σ)指押に供す2)のみであるため
、排ガス量も少ない。
この浴mからθ)排ガス量の低下および吹込みガス惜の
低下は、必然的に精錬容器中の炉内圧の低下を招来し、
外部からの容器内への空気の侵入を助長する。こσ〕た
め1通常σ)AOD(・X・業条件では、脱炭末期およ
び仕上精錬期には溶鋼中に侵入空気より窒素が多量に吸
収され、暫次窒素含有量が増加する傾向になる。高純度
のフェライト鋼等では、溶鋼中の♀素含有量(・工11
00PP以下1c制御する必要があって、脱炭末期およ
び仕上精錬期に空気による句〆素吸収が制御できろ精錬
方法が望まれている。
本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的VCは、脱
炭酸素効率が著しく低下する脱炭末期および仕上精錬期
において、空気侵入による窒素吸収が効果的に制御して
精錬でき、高純度のステンレス鋼が製造できろ含Cr溶
鋼の精錬方法を提案する1、 すなわち1本発明方法は少なくとも鋼浴下面から酸素と
不活性ガスの混合ガスまたは酸素または不活性ガスを吹
込んで、含クロム溶愉を炭素量が所定値に達するまで脱
炭し、さらに炉頂よりθ)上吹ランスを併用して鋼浴上
または炉内に不活1/i、ガスを上吹きして精錬するこ
とを特徴とする。
以下、本発明方法について詳しく説明する。
まず、含Cr溶鋼に対して少なくとも鋼浴下面から酸素
フ工らびに不活性ガスの混合ガスまたは酸素または不活
性ガスを個別的に吹込み、溶鍋中のC量が所定値に達し
脱炭酸素効率が著しく低下するまで脱炭する。
との脱炭処理は第1I¥1に示す如<、AOD法i(よ
ろ底吹きによって行なうこともできるが。
第31′y1に示す如く底吹きと上吹きを併用しても行
1.cうことができろ。
すなわち、第3図は後者の如く底吹きと上吹きとを併用
して脱炭処理する場合の説明図1であって、半耐畦容器
1σ)底部に第1図で示すAOD法と同様に二重羽口2
が設けられるが一炉頂部には上吹ランス5がランス昇降
装置6によって昇降自在π設けられている。
従って、精錬容器1中の含Cr溶鋼4には。
羽口2から不活性ガスと酸素の混合ガス3が底吹きされ
ろと同時に、上吹ランス5から酸素7が上吹きされて脱
炭処理が行なわれる。なお。
不活性ガス、酸素を個別的Vcri−(吹きすることが
できろ。また、この場合、上吹ランス5の鋼浴面からの
ランス高さく以下、ランス高さという)や、上吹き酸素
量は含Cr溶鋼中のC量の推移。
つまり、含Cr溶鋼中におげろ脱炭反応の進行度合に応
じて制御して精錬されろ。このように、精錬すると、容
量の大きな精錬容器を用いなくとも、吹込酸素量を太き
くして脱炭速度を速めろことができろと共に、酸素吹込
みによろ脱炭反応時の生成熱も有効に利用できろ1、ま
ず1羽口2からの底吹き混合ガス3の11′i性エネル
ギーによって鋼浴表面からスプラッシュが発生するが、
このスプラッシュに上吹ランス5からの酸素ジェット7
の下降エネルギーによっておさえられ、このため、スプ
ラッシュの盛上り高さは低くおさえられ、精錬容器の容
量を大きくなくとも吹込酸素量を増やすことができろ。
更に詳しく説明すると1例えば、第2図に示す如<、C
r18%程度の溶鋼でC0,4%以上の如き領域では、
吹込酸素量に比例して脱炭速度が速められ、精錬時間の
短縮ならびに作業能率σ)改善の上から多量の酸素を吹
込んで、脱炭速度を速めろのが好ましい1、 しかし、AOD法の如く底吹きのみにより酸素を吹込む
場合は、酸素吹込量を増加させると。
炉壁耐火物θ)溶損を招来するほか、鋼浴表面から飛散
するスプラッシュの発生量が増大すると共に、スプラッ
シュの発生高さが高くなる。
従って、これに対応するよう、精錬容器の容量を大きく
(〜て酸素吹込量の増大をはかる必要があり、精錬容器
の大型化は築炉のための耐火物量の増大、耐火物溶損量
の増大によって、耐火物原単位θ)著しい高騰となる。
こσ)点から。
通常、AOD法に、07〜IN、71′(h/l/分程
度VC設計された精錬容器で脱炭されていて、吹込m素
置を噌太することがむずかしい9、こび)点、上記の如
く混合ガスによって底吹きすると同時に、上吹ランスに
よって上吹きする場合は1例えば、2Nm’02/l/
分σ)如く吹込酸素量を増大しても、鋼浴表面から発生
するスプラッシュの発生量や高さを低くおさえろことが
できるので全く支障がなく、脱炭反応時の生成熱も上吹
き酸素によって有効に利用できろ。
また、酸素を上吹きする場合、その上吹きランス高さや
、上吹き酸素量を溶鋼中のC量の推移に合わせて制御す
るのが好ましく、とくに。
上吹きランスのランス高さや上吹き酸素量は脱炭初期か
ら終期までハードブローの条件からノットブローの条件
に連続的に変化させろσ)が好ましい〜 すなわち−精錬反応からみろと、上吹きランスからの酸
素ジェットの運動量が増大寸ろほど。
所謂ハードプローの条件になり、脱炭反応効率が向上す
る。これに反し、酸素ジェットの運動量が低い場合は、
所謂ソフトプローの条件と1より、上吹き酸素σ)#A
浴表面に達する割合が少なくなるが、この上吹き酸素に
よって脱炭反応で生成放出されろCOガスが有効に再燃
焼され。
この再燃焼によって、CO+ ’r 02→CO2の式
により反応熱が生成され1反応熱は有効に銅浴前に伝達
されて鋼浴温度が上昇し、脱炭反応は改善さ第1、る。
上記の如く、含Cr溶鋼を酸素の底吹き処理する場合の
脱炭反応は、ガス吹込羽口近傍に生成されろクロム酸化
物とCとの上昇ガス気泡の界面におけろ反応バランスに
よって決まり、脱炭反応が進行し末期にいたると、溶鋼
中のC量の減少1cよりバランスがくずれてCr分の酸
化反応が優勢になり、第2図に示す如く、脱炭酸素効率
が低下する1、従って、上吹きランスのランス高さ、上
吹き酸素量は1例えば、Cr18%程度を含む溶鋼の場
合0例えば、ci、o%以上の高炭素領域では上吹きラ
ンスの条件はノ・−ドブローの条件としてCを直接酸化
し、COを阿燃焼するが、C量、0%以下の低炭素領域
で(・罪。
溶鋼中のCの直接酸化を起こさせることなく。
主としてCOの再燃焼を行なう条件、所謂ソフトブロー
の条件となる。
次に、上記の如く溶鋼中のCが所定値に達するまで脱炭
し、さらに、上吹きランスからアルゴンその他の不活性
ガスを炉内または鋼浴表面に吹込む。この上吹きランス
からアルゴンその他σ)不活性ガスを炉内または鋼浴表
面に吹込む工程がグ本発明においては、きわめて重要な
意義を有するものである。このように不活性ガスを吹込
むと、脱炭末期に十分なわトガス量が確(Qでき、空気
の侵入が防止でき、侵入空気によっての溶鋼中への窒素
の吸収が十分に防止でき。
高純度のステンレス鋼が製造できろ。
すなわち、脱炭が進行し5例えば、C0,40%(,1
8%Crの溶鋼の場合)の如く所定値までC量が低減し
、それ以下の領域に達すると。
上記の如く、底吹きガスから生成されろ排ガス量も著し
く低下する。この排ガス量の低下は必然的に精錬容器中
の炉内圧の低下を招来し、外部から力空気の侵入を助長
する。しかし、この点、上記の如く、上吹きランスπよ
って不活性ガスを導入すると、脱炭末期であっても十分
な排ガス量が確保でき、空気の侵入は十分に防止でき、
俗物中O)窒素含有量に] OOPPrn以下の如くき
わめて低く制御できろ。
こθ)脱炭末期の不活性ガス吹込みは、常法のA、 O
D法で溶射する場合でも、更に、上吹き併用により溶製
する場合であっても、酸素効率が著しく低い領域におい
て充分な4ノFガス量が確保でき、空気による窒素吸収
が制御できて、きわめて低い窒素含有量の鋼が製造でき
、きわめて有効である。
次に、実施例1mついて説明する。
まず、18%Crならびに1.5%Cを含む溶鋼55ト
ンを用いて、超低炭素、低窒素の5US−430IAを
目4票(C+N< 200 PPm )として脱炭溶製
処理を行なった。この場合1本発明法によって脱炭精錬
する場合には、C1,5%〜0.40%以下まで酸素を
底吹きと共に上吹きを行フエつて脱緩し、そθ)後は上
吹ぎランスからは7′ルゴンのみを上吹きし、最後の仕
上げ精錬では底吹キもアルゴンf)みを用いた。なお、
この条件は第1表に示す通りであった。
これに対し、比較σ)1こめに、従来例θ)A C’j
D法によって上記のところと同じ組成の溶鋼を溶穿、1
化だ。この比較例でに第1表に示す如<、C1,5%か
らC0,40%まで混合ガス(アルコ゛ン+酸素)を底
吹きし、そσ)後も、混合ガスケ底吹きし、最後の仕上
げ精錬の場合はアルコ゛ンのみを底吹きしたが、C0,
40%以後でに本発明法の如(アルゴンの上吹きは行な
わなかった。
以上の通りに1本発明法と比、$り例とによって溶製し
、溶製後の溶鋼中の最終C含有量i・(PPm)。
最終C含有量(PPrn)のほか、C0,40%までの
脱炭速度(%/分)や+ W錬終了時までに金属酸化物
の還元に消費されたS】原単位を示すと、第1表の通り
であった。
第1表で対比して示したところから明らかな通り1本発
明法の如く、脱炭末期および仕上精錬期において、アル
ゴンを上吹きして排ガス量を増加させた場合は、最終の
窒素分は大巾に低下することが判る。
以上詳しく説明した通り1本発明法は、含Cr溶佑をC
惜が所定値に達するまで脱炭し、さらに炉頂よりの上吹
ぎランスを併用して鋼浴上または炉内に不活性ガスを上
吹きして精錬する方法であるから、脱炭末期および仕上
精錬期においても十分な排ガス量が確保でき、容器内に
大気が流入しブfいので空気σ)侵入によって、窒素分
が溶鋼中に入るのを防止でとる。従って、極低窒素び)
含クロム溶鋼、とくに−3TJS−430鋼の如きステ
ンレス鋼も容易に溶製できる。
【図面の簡単な説明】
第11¥1は従来例のAOD法で使用する精錬容器の配
置図、第2図は含Cr溶釧の底吹き脱炭時の溶中中のC
量と脱炭酸素効率との関係を示すグラフ、第3し1は底
吹きと同時に上吹きを行なうことができろ精錬容器σ)
配;=、’、tン1である。 符号1・・・・・・精錬容器 2・・・・・・二重羽口 3−・・・・・混合ガス 4・・・・・・含Cr溶鋼 5・・・・・・上吹きランス 6・・・・−・ランス昇降装置 7・・・・・・酸素 特許出願人 日本冶金工業株式会社 代理人弁理士松下義勝 弁護士副島文雄 第1図 第2図 うg@中/)cX 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 含クロム溶鋼の炉外精錬方法において、鋼浴下面から酸
    素と不活性ガスの混合ガスまたは酸素または不活性ガス
    を吹込んで含クロム溶鋼を炭素量が所定値に達するまで
    脱炭し、さらに、炉頂よりの上吹ランスを併用して鋼浴
    上又は炉内に不活性ガスを上吹きして精錬することを特
    徴とする含クロム溶鋼の精錬方法。
JP5012283A 1983-03-24 1983-03-24 含クロム溶鋼の精錬方法 Granted JPS59177314A (ja)

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JP5012283A JPS59177314A (ja) 1983-03-24 1983-03-24 含クロム溶鋼の精錬方法

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JPH0135887B2 JPH0135887B2 (ja) 1989-07-27

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0690137A3 (en) * 1994-06-06 1997-04-23 Kawasaki Steel Co Process for decarburizing chromium-containing steel melts

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JPH0135887B2 (ja) 1989-07-27

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