JPS5925916A - 含クロム合金銑の精錬方法 - Google Patents

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】 この発明は、含クロム合金鉄の精Ｑ１！方法に関するも
のである。

従来、溶鉄精１ｔ４ｉにおりる２重管式の吹ρＩ！羽１
１のための羽し１保睦流体として、通′畠０肘４／Ｑ−
ｎｏｌ’と呼ばれている酸素底吹き転炉での炭化水素系
ガス例えばプロパン、ブタン、天然）ガスな）、’　、
Ｊ＋−２＋いは通称ＬＷＳとして知られる底吹き転炉で
の灯油などが公知である。

これらの保膜流体は、前記羽Ｌ」の１１１１心Ｄ１シを
（・１１￥成する酸化性ガスなかでも純酸素ガスＳ’、
−Ｊや状に被包して放出され、これによって羽１１）を
命の延長に著効を示す。しかしながらこれら保護？Ｉｔ
：体中には水素原子が含まれているので−ｔの一部ｔｉ
溶鉄中に吸収さｈ−て製品の品質上好寸しからぬ影響を
及／Ｉ’ず。

一方、通称へ〇ｌ）どして知られるステンレス銀製ρ１
！用の底吹き転炉においｃけ、不活性気体とぐにアルゴ
ン、窒素など、水素原子を含まない気体を用いでいるが
、これらは高温でも熱分子ｉ’ｒ　Ｌないで、溶ａノ＜
に而（２開孔した羽目先端イｉ′十分に冷却するだりの
抜ｒ￥ｊ〜効果を示きず、その結果羽目身命も高々８５
０回にとどめすり、前記ＯＢ　Ｍ、／をン−１１０Ｐで
の１．　（Ｌ　Ｏ０回に比べてきわめて劣っている。

なお水素を含；（ｉ　Ｌない羽１」保１ｊ危クシ体とし
１、二酸化炭素の気体あるいは液体をｆｉＪ・うことも
−ｔ゛てに公知である。たとえば、二酸化炭素の気付ｅ
よ、ｌｒ庁公昭ｉｔ　Ｄ−２４，ｌ　８　ｆ３号公イ・
１（に１ノ１１示芒れ、３ｔた二酸化炭素のａｉ体につ
いてに、文献ＩＬｎｖ、Ｍｑｌ；ａ、：１．１ｏｒ（＜
ｊ、ｅ（１９７８）、Ｐ、ｌＦ＋〜１０に示されている
。

しかしかよ″）な二酸化炭素の冷却効果ｔ」１、炭化水
素や灯油などにおけるような分Ｐ＋”ｒ　）ｙ−尾、全
件なわないためアルゴン−や窒素につき上掲したところ
とはソ同様に僅小な抜熱でしかない。

すなわち従来用いられて来た炭化水素、プロパンを例に
とｉｔげ、吹錬羽口の軸心流をなす酸素流４に対して体
積１１分率で４係４’ｉ！　ｌλ１〜の供給ｉ’＋ｌｒ
、　、Ｌ％の下で吹ａ・１ｊ羽１」の保護は十分に行ｌ
わｊ’Ｌ　７．、ことが紅験ンＣより知られている。た
とえし１゛ブ（」パンの抜！！］１〜効果は二つの因子
からも／こ１り沁ｈ−，そ−の一つｔ、Ｉプロパンガス
が常ｎ１−１からＪ　ＯＯＯ℃〕といつグ（−鉄とＩ′
寮温度咬で」１昇する際の顕熱変化から、また一つ＋、
Ｉ　；　　プロパン、Ｃ１（が高温でＣと１１．に分ｎ
’ｒ　（”　１）ｌｉ’ｊ−の吸８ 熟成ｌＣ１、に、しる１ノ（熱である。公知の勲力足ぬ
９合′用いて３７ガ！する前記２　ｐａｎの吸熱１ｉ’
１−ＯＩＩ目−Ｊ　ｌ’）７８　ｋｃａＩ／＋ｎｏｔに
なる。

ζノを鋲幻し二酸化炭素気体の１１１１汗、ｌ　ｆｌ　
ｆｌ　（１℃才で熱しても分１９Ｑ１反ｔｃ、、は起ら
ず、常Ｔｉ１．′ｔの一二部化炭素気体ケ１６（１０℃
−乳で熱す７）際の顕卜畠の７＆１ヒ分でしか羽目全冷
却することができ−Ｊ°、このたＭ）二酸化炭素気体の
抜熱Ｉｔ　Ｉｔ　］　８　、イ・ｋＯＦＬ／、／ｎ＋Ｃ
，＋　Ｌと！’？：　Ｉｌｌされる。

同様に二酸化炭素液体をＪＩＩいｆ：場合の吸熱１１・
１も従来公知の熱力定数を用いて計定°イ゛れ１．Ｊ’
、、２ｊ、Ｔｉ］＋　ＣａＬ／ｍＯ７−でろって、この
値ｅま前記二酸化炭素ガスの値と大差ない。

したがって、対酸素体積α分率４％のプロパンと同等の
冷却効果を二酸化炭素を用いて実世、ゴーるには、対酸
素体積α分率で１．５　％乃至１７％の二酸化炭素気体
に相当４゛る羽口保護流体が心安となり、このように冬
枯の二酸化炭素に：使用せねばならないとすると、品ダ
【上従来承：・キ念されている水先ピック・ア）プの問
題が払拭でき２）としても、なおプロパンよりはるかに
高価につく上に、転炉内での熱収支を大幅に悪化させて
、通常の吹錬Ｖこ比イーＣ１鉄鉱石を約２５　ｋｇ／を
溶鋼もｌ’ｉｌＪ減せねば回じ吹屯習、開音（もること
が困難になる。この４ｊｌ実しλ、鉄ふとして安価ガ鉄
鉱石が使用１できないことを正味し、製出鋼歩止りの低
下を招来する小利が余儀なくされる。

以上述べたごとく、二酸化炭素１：保護流体とするアイ
ディア’ｔ、Ｌ　１−Ｓいものであるが、経０１性にお
いて従来法のプロパンと競合できないｌζＭ）、１泥的
に実用される段階に至っていないのＣある。

ひるかえってＡ（’）Ｄｌよとのステンレスｊｉｉ’！
　Ｔｒｉ　ｆｉｌ！　／ｌｉ　ｂ“（１吹□き転炉にお
いては、吹ｊ７＋ｉ羽口の保護流体と１２−Ｃプロパン
などの炭化水素系１）ｉｎｎ体用い、Ｌつと１−る１２
Ｑ合、羽ロタ、゛け；紹の抜熱効果は増大するがそσ）
ノゾ１ｆ１ビＣ分解［７た炭化水素系Ｉ′ｌニジ体中の
水素の一部力ζ台［１淫１［１１に吸収さλする。と同
時に、分Ｍ　した炭素が氾浴１１ｊにとどまっていわゆ
る加炭が生じる不Ａｌｌが゛イ１過、５　ｉｙ得ないの
である。

すなわちス゛チンレス鋼の精錬時とくしこ低１ｊ’：、
　Ｊｒ・’ｊにおいてＶよ、吹込すＩしたＩＵり素の多
くが（：ｒ　ＬＤ　（！匂（に１７こ消’ｊ’Ｉ−？　
１１ルノ−ｃ、７Ｊｌｌ　Ｉｇ　カ＆　＠ると＆Ｊｉ　
７ｚ　＆、１．７’＞ｉ　＋、、、　＜月見炭酸素効率
が低下し、ＣｒのＣ１夕化扇の増ノ（、−ｆ−ｈ。

に伴う（−ｒ　２０ｙ、還元剤１も」−位の」１昇と１
．／＼−）ｐ二欠点力く生じるからである。

コ（７）　ｉ　明（７）　目的ｉ、Ｊ：、カカル２　、
ｒｔ　１１￥：Ｉ’ｚ　＋＊　Ｉｌｌ　、４’］　ｒ−
１，（ｒ用いて溶鉄とりわけ高Ｃｒ含有合金銑の精錬を
−；？コナウ際、冶＜？、　的ｉ　効果ｋ　Ｊｉｉ　ｆ
ｒ、うことｆ：ｒＬ−１に’ｌｉ　１４先端の十分な抜
熱全おこない有利に土１１１：冶金（ツ１．のｆｒｙ　
＠！を実現する方法全提供するもの“Ｃある。

この発明の適ＪＴ、＋　１１：丁、含クロム＠′金１１
：　Ｃ／）ｍμシ浴４：°収容し、その浴面よりも低い
レベルにＷ’Ｚ　Ｉ〆１°した２重管式の吹押羽１］を
有する転炉またｅユ類似の精錬容器を用い、含クロＪ・
合金剣、とくにス１ンレス鋼徂溶湯の精釧！において有
利に実だＩニすることができる。

この発明においては、これまでに知らノ１．ているｆＢ
鉄わ’；　ｇ１！用の２重管吹ρ１１羽口を用いること
ができ、その２重管羽１」の内管から精ρ（！ガスとし
Ｃ酸ぶあるいしま酸素を含む酸化性気体とアルコ゛ン・
ｉ、、ｑ素など不活性気体との混合ガスを１外管す在わ
ち環状すへ間に羽「」保護ガスとし７て−「ｊυ化炭素
および不活性ガスとともに、溶湯浴中に噴出さするもｑ
）である。

かよ・）な含クロノ・合金鉄のＫｎ峠の代表列としてＡ
ＯＤなどに上る。ステンレス鋼オ′７４ρ↓１でσ、溶
湯浴の炭素濃度に応じ、すなわち脱炭が進むにつ−ｊ’
Ｌ　−ｔ　ｌ’ＵＴ？から噴射する酸素と不ｊ占性気体
の比率をｎｖｒ次イ氏下させこつしで酸素の比率が低下
するにつｉｔで」２」口先端’、Ｃ，ｉ、−ける抜熱効
果は漸減させでもよいｈりであり、こ＼に羽ｌコ保護ガ
スの流ｈ−’（を、羽口保護ガス中の一酸化炭素濃度に
応じｄ／ｒ−１内管から噴射される酸素と不活性ガス比
率に応じ”（−１下ｌ目式に基づいて決定゛４−ること
により浸ハ、＾羽１１保ｔ４（効ｊｔ１がもｆｌらさ］
しく−）た。

１）ｒ＞’５ Ｃ１＞　（ｌｑ　／χ　（・′・Ｘｑｏ／−ε２０）Ｑ
　　　ｆｉｌ　　　　　　　ｑ。

１１）５≧７＞１ ｑｏ≧５ｑｏ／Ｘ（εδ５） ＋１１）ｌ≧ｒ＞６ ｑｃ≧４・ｑｏ／／Ｘ（ε≧４） ＋ｖ）　ＩＨ≧ｒ ｑｏ≧町。／Ｘ　（６≧１１　） ｒ；内゛αから噴射される配素ｑＬＩと不活性気体Ｊｙ
の比率 （ｌ；内管から吹込む酸素流１’ｌ’（（Ｎｎ１／ｈ１
）ｑ；外管から吹込む羽Ｌｌ保護〃ス流ｉ！ｆ’、（Ｎ
ｍ　／）＋ｒ）Ｘ；羽口保護ガス中のＣＯガス諧＋ｒＩ
Ｈｔａｆｃ　　’ｉ　　Ｉ、、　　Ｘ　　ｔ、Ｉ　　４
　０　　％　　ＪＰノ　−１二この発明による羽１］保
護ガスの旧ｌ−１７’ｊｉ却作Ｉｌｌ　ｆａｒ次のとν
りである。

２重管羽口の外管すなわち環状すき間から、−１妓化炭
；）４全沼湯浴中に１償躬すると、マツシュル−ムと称
される羽口先＆ｊｆ５部の凝固鉄中のＩＶＩ１１孔を通
過中に次の（１）式の反応が生じで、多ｔ１１の炭米粉
力に析出゛イーる。

Ｃ０−）７（コ０２−１丁Ｃ・・・・・・　（１）こね
、らの炭素粉は、マツシコールームからさらに浴中にト
逆人して、内管から１欠き込１れるギ１゛υ１！ガス中
の酸素と溶鉄との反応で生成さＪした酸化鉄および酸化
クロノ、と次の（２）式のように反応する（２）弐Ｖ工
吸熱反応であり、この反応熱によって、羽口周辺部が冷
却され、羽目が重両となって破損されること４：防上−
ノーる〇 一寸た、外管から吹込−止れる一酸化炭素は従来使用さ
ｊｌでいる酸化性の二酸化炭素と異なり、鍋元性であり
、羽口周辺の耐火４４料と１−′Ｃ常用されているＭ、
０−　ｅ糸耐火レンガの酸１ヒに、しる劣化を１υｊ１
］ユでき、この点においでも一部什、炭゛猛ＱＩ羽ロ保
ｉ：等効果が著しいので、ｆ−）る。

さらに仁の発明（７Ｃよれｖ、ｌ：　、内管かＣ，吹込
す）１．る酸、＋ガスＩＣよって大１「１に４．ｌ−、
成づＪ１波＋　Ｉ’ｌｌ　Ｏ：Ｉ、・よびＣｒ２Ｏ，が なる反応でり′１うしさＪ］、るた、めに、羽１−１周
辺のＦ’ｑｆ）　。

Ｃｒ、、０３濃度が低下する。通常、羽１１周辺４：　
ｊ：’Ｊ成する面１火物はＦｅＯおよびＣｒ２Ｏ３と反
応し７でｐ４！　）＋にがイ１τ下し、溶鉄によって酸
１員さ７１１．易いが、この発明によれば羽］二１周辺
の）　θｏ’　、　Ｃｒ２Ｏ５（Ａ”、　ｌ１ｒｉが低
くなる７’ｊｌ／）に、箱１１大物のノ、ｆ命が同上す
る。

以上のようにしで、従来公知のゾ１１パンと回′Ｉに。

の羽［」ジｄ命が達成され、経済的にも何７・にのブ１
１パン法より優れ、かつ品質をＪＪ４つ水素ビック−ｒ
ツゾの問題が完全に払拭される。

なお、−酸化炭素ケ含イＴ−ｔ−る１４＋１．Ｊｉガス
と１ツー（９＋Ｊ鉄工」ハの高炉ガスあるいは転炉ｖ１
ガスなどが利用ｉｊＪ能であり、安価に入手できる点で
もとくに有利である。

次ニ、この発明の実施効果を実験データについて説明す
る。

ｔＰ　１図のよりに鉄皮１で囲まれた炉壁部２を高温焼
成マグ・ドロ・レンガにて内張すし、炉底部８をマグネ
シア・カーボン・レンガで祭４１　Ｌ、た転炉の炉底に
、４個の實個勾２爪管羽１」をトラニオン１Ｉｌｌ＋と
平行に一列に配ｆｉｆ：　Ｌ　友。ここに酸素ガスのツ
バ１過する内管は内径８ｍｍ、夕１径］２．７ｍｍの銅
管を用い、保護流体を通過させる几めの環状−「きまを
形づくる外管には、内径が１．＋１．７ｍｍ、外径が１
９．０５ｍｍの銅Ｗを用いた。したがって内管と外管で
形成する環状すき間はり、５＋ｎｍであった。

炉床面における４本の２重管羽目の配置ト１は、第１図
に４．ｎ、０および７で示した。

こ″＞Ｖこ、２重管羽口４と５には、この発明に従い一
１１１夕化炭素を羽口保護ガス（以下発明保祿ガスとい
う）を流（７，２重管羽口０と７Ｋｔユ比較のため従来
公知のプロパンを羽口１ｊｌ　、１／Ｊガス（以ド比叔
保護ガスといつ）とし−Ｃ流した。

第１図に示す炉床面の裏側、−ｒなゎり炉１．１【面の
見取ｒ４は第２図のごとくであるｔｌ　Ｆｉ’Ｔ　２図
１／ｉ’−；ｔ’；・いで８　Ｖ′、Ｉ’、　Ｙ＋’ｉ
紳用カスを送り込むための？′ｌｉ′路、＋１　）まヘ
ッダーであり、ｌＯは発明保護ガスを送り込むための管
路であり、順に管路１２、分１１１１１７　’？’？　
１．１１を通って、２重管羽Ｉコ４ど５の環状すき間に
流入する。

ｉｉは比較保進ガスを送り込むたＭ）の管路であり、順
に管路１４・、分岐管１５ケ仙っで、２重管羽１．−’
Ｉ　１１　（！：　７　）Ｊ′Ａ’ｔ　ＩＪＳ　ｆ　＠
　１ｌｉｌ　ヘｊｌｉ、　入−ｆ　７．＋。ｙｘ：　ａ
　１．ｖ　ｒｔＪ、１（１１図のＡＡ’断面を示す。

転炉はその装入のために傾ｒｎｇ　（、、、ｃ、　ｓに
電気炉で溶解したステンレス１１４粗溶湯を５し装入し
た。

この装入前の溶湯の成分と温ＩＩ：は次のとおりである １、］〜１．２％Ｌ　％　　１１　＊　４〜０−４５　
％　ｓ４、ｔｌ、４．７〜０．５２４　Ｍｎ、０．０２
〜（１、０２５％Ｐ　、　　１１．（１２（１＝　１．
＋１２４％Ｓ　、　　１０．１３−１ｆ１．？　％　Ｃ
ｒ　。

１５７０℃〜１５９ｏ℃ 装入中値、ｎｆｌｎＱ４本の２重管羽目のすべてＶＣ窒
□素ガスを流して差し湯による閉塞を防止した。こた。

装入終了後直ちに炉を両立とし酸素・アルゴン晶含気を
ｆｖｖ錬ガスとして吹錬を開始した。

このとき２重管羽口ｆｒ＋１木尚りの流計け、内管がす
べて１　、２５　Ｎｍ　／ｍｉｎ　、環状すき間は、２
重管羽口４・、５について、後述するように一酸化炭素
を内管ガス中の酸素の流量に応じて流し、２重管羽口６
，７では従来公知のプロパンガスを対酸素比４％で流し
、残りｆｒ　ｇ３素ガスとして、環状すき間の１１ミカ
低下衾補うべくトータル０．０５　Ｎｍ　／ｍａｎ　（
羽口１本当り）で一定とした。

従って内管の総ガス流ｊｌｋはｌ　、　２５　Ｘ　４・
−５Ｎｍ　／１．ｎで一定にしたが、この発明に従い吹
ｐ１！中の浴中の炭素濃度に応じて表１のようにガス比
率を変更した。

表　　１ Ｏ，ト１．２　　乞　　４．り３８　　　（１，２ｎ　
　　Ｏ，０（＋、（１〜０．１１　　　／　　　　　４
．　Ｊ　７　　　　１１．２．ｌｒｌ、０（＋−８〜（
１，０Ａ　　　　Ｚ、ｒ＋１１．１．　　　４，００、
ｌ−０，ニル　　／’；　　　　　１．（１７１１，１
１ｒ＋　　　　　Ｏ，（１０−０５〜０．１　　　’７
’ｓ　　　　　１−２５　　　　０−ＩＭ・８．２この
実施例による結果を表２　Ｋ　＋とめマー示す　Ｉｎな
お、羽口溶損速度の値はＣＯの欄が２爪管羽目４，５の
平均値、プロパンの欄が１ｉｊ１じ〈０，７の平均イＩ
Ｃｊである。

実Ｍニー例１〜８からこの発明により、従来のプロパン
に比べ羽１コ溶損…、がはるかに＋なくなり、すぐれた
羽１−１保饅効果をもたらすことが明らかである。

さらに実施例４〜５は環状すき間に流す羽１コ保護ガス
流ｆｉｔＶＪ表２のますとしたがアルゴンを混入して吹
ρ１１期間中そのＣｏＩａ度を４０襲とするようにした
’Ａ合の例である。

実施例４〜５のごとく、ＣＯを慎む混合ガスクーラント
でも儂度４０％であれば充分すぐれた羽口保障効果があ
る。

実施例６はＣＯツク−ント比丘・ガス比の切替に無関係
対酸素比ｌＯ％に増やした場合で、明らかに羽「１保護
効果がある。外お、実施例６ではプロパンも対酸素比５
％とし、残りを窒、汎で補って総ガス流ｐ、’　０　、
２５　Ｎ＋ｎ　／ｍ土ｎとした。

なお、これらの羽目溶損速［＆：Ｌステンレス４’Ｗ錬
の酸化期のみの測定結果で、還元棺練でＣま測５げをお
こなっていない。

比較例’　ｒ　”　＋　８　Ｆ、に表８　（７）ごと＜
　ｅＯｉｌｒ、　Ｉｆｆ：　（Ｇ。

の対０□比）を低くした場合である。

伺ｉｔの腸合も実施例］〜０に（１′、べ、羽口ｆ’ｌ
ｊ　：ｊ’ｆｉ効□果に劣り、プロパンクーラノドと同
等カー’ｆ−れ以に−の成績となった。例えば比較例８
で＆、Ｉ　ＣＯｊｒ、”Ｊ　／Ｉ［＋１　（１チである
が、表］のようなｃｏ比率以上でないため優れた羽目保
護効果を示していない。

以上から明らかなように、内管がらの酸潮流Ｍ流ｒ１１
°−ｑ。（Ｎｍ　／ｒｎｉｎ　）はｌ）ｒ＞！ｉ ｑ。≧６９ｏ／Ｘ １１）　５≧７〉１ ｑｏ≧５９ｏ／Ｘ ＋１１）１≧７＞イ ｑ。≧”　ｏ　／ｘ 、゛ ＩＶ　）イ≧ｒ ｑｏ≧ＥｔＱ、／ｘ ｒ；内管から噴射される＋、’＋’、２素どイ・活性ガ
スの几け、； ｑｏ；内’ｇｒがら吹込む酸素ガス流Ｍ　（Ｎｍンｍｊ
＋＋）１）、、：外゛ａから吹込む羽］」保護ガス流１
ｉ１（Ｎｍ　／、、、゛）Ｘ；羽１」保護流体中のＣＯ
ガス飽＋１Ｅ（％）たゾし、Ｘは４０襲以上 の条Ｐ１全満たーｔことに−Ｌす、−（ｉ利に２重管羽
］」の４１＝ｌ　ｉ・［を軽減できる。

この発明によれば１．ｌｌｊに羽口ｋ　ｎコ（Ｙｉ而上
下方みならず、鉄浴面上方に、セラ）・、して鉄浴の吹
紳を行なう際にも有効な′ｌＩ刊」冷却力法が天ＪＪ７
．される。

以上この発明によｊｌ、　（ｒＪ：　、吹９１！羽口先
端の溶Ｊ’ｌ’ｔ　ｆＲが稀Ｉめて軽減され、イ１効な
羽目？Ｑ却を浴中におりる水素吸収の不利なく、かつＣ
ｒ酸化の適切な抑１１ｉ１１のドｖこ実現できる。

【図面の簡単な説明】

２＋’、　１１１．／１　ｒよ酸素底吹き転炉の横断面
（ゾ１ｔ１）２図は第１図の転炉の炉底面見取図２ｆ５
８図Ｐｕ：　、’ｌ’　］し１のＡ　−Ａ’線に１゛１
）つて切つ／仁縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ステンレス鋼粗溶湯の如き含クロム合金鉄の溶湯
   浴を、その浴面よりも低いレベルに設置した２重管式の
   吹錬羽口をそなえる転炉または類似の精錬容器内に収容
   して、該吹錬羽口から、その内管全通し酸素ない（〜こ
   れを含む酸化性気体と、窒素・アルゴンなど不活性気体
   との混合気よりなる精−１！ガスを、同じく外管を通し
   一酸化炭素をそのガス濃度Ｘが少くとも４０％で含有し
   て残余については不活性気体を混入した、羽目保獲気体
   とともに、上記溶湯浴中に吹込み、それによる酸化鞘針
   の進行につれて、精錬ガス中の酸素流弾、ｑ（Ｎｍ　／
   ｒｎ１．　）と不活性気体流ＪＦＬ　ｑ５（Ｎｍ　／ｍ
   ｔｎ　）との比率ｒを、羽口保護ガス流量ｑ　（Ｎｍ　
   ／ｍｉｎ　）中に占める一部化炭素流駄ｘ　−ｑ　（Ｎ
   ｍ　７ｍ１ｎ）の鞘ρ１！ガス中酸素流ｔｑ０に対する
   割合ｅとともに、次の各段階に応じて、 ｒ＞５の精錬段階は、　ε？（シ ５＞ｒ＞１の精錬段階で　　６２５ １≧ｒ＞４の鞘ｐ↓！段階が　　６２４イ≧ｒの精錬段
   階に至り　６２５％ の争件で逓減さぜることを１１°ｊｔ徴とする、含クロ
   ム合金鉄の精錬方法。