JPS60245717A - 溶鋼精錬用フラツクス - 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】

（産業上の利用分野） 本発明は鉄鋼精錬における取鍋、真空処理炉、タンディ
ツシュなどの保持容器において溶鋼中の非金属介在物の
低減を目的として使用する合成フラックスに関するもの
である。 （従来技術） 取鍋精錬法は電弧炉や転炉などの製鋼炉と組合せること
により溶鋼を清浄化する方法として近年広く採用されて
いるが、ここで使用されるフラックスは要求される精錬
機能、すなわち、脱燐、脱硫及び脱酸（介在物除去）な
どの重要な役割を担っている。このため、フラックスの
溶融温度、粘性、表面張力及び精錬機能など物理的、化
学的性質が考慮され、一般にはＣ，ＬＯを主体に、’Ｄ
ａＯ−８ｉ０２−　（ＡＡ２０＋　）系、０ｃＬＯ−Ｃ
ｊａＦ２−　（Ａｕ２ｏｓ　）系などが使用されている
。 これらの合成フラックスは実際の配合原料（鉱物）とし
ては酸化カルシウム（生石灰）、アルミナ、マグネシア
、シリカ（硼砂又は砥石粉）弗化カルシウム、炭酸ナト
リウム（ソーダ灰）などの単一酸化物あるいはこれらの
複合酸化物、弗化物および炭酸塩などを混合して得られ
る。 脱酸された溶鋼中の非金属介在物を低減させる目的のフ
ラックスについての従来技術としてはＣａＯ−Ｃ，Ｆ２
−（Ａｊｔ２０３）系、ＣｃＬＯ−５１ｏ２−　（ｕ２
ｏ３）系の他に、Ｏ，Ｏ−５ｉ０２−　ＣａＦ２−　（
ＪＶ！２０３）系などのフラックスが知られている。こ
れらの合成フラックスは粉末で混合したもの、あるいは
焼成（又は焼結）したもの、更に一部又は全体を溶融し
たものが提案されている。 配合原料を混合したものあるいは焼成したものについて
は、フラックスの主成分がＣａＯ系であることから、一
般に吸湿性があり、大気中の水分又は炭酸ガスとの水利
反応又は炭酸塩反応により水酸化物、炭酸塩を生成し、
これを使用すると鋼に有害な水素が上昇する欠点がある
。 又、溶鋼中に直接インジェクションを行なうためには少
なくともフラックス粒子径を１＋＋＋ａ以下にする必要
があるため、比表面積が増大し不利な条件となる。 更に、これらのフラックスは溶鋼との反応に際と、天竜
に使用する必要があることなどの欠点が。 ある。一方、これらの欠点を抑制するため、溶融処理す
ることも提案され、吸湿性防止についてははソ解決をみ
ているが、未だ充分ではない。 溶融タイプのフラックスとして日本鉄鋼協会誌し鉄と鋼
」に［溶鋼精錬用フラックスの研究］（第１報、第２報
）　−’７Ｂ　−８６６７および＋８０−８８９０−が
あるが溶鋼へインジェクションした場合は吹込みガスと
同時に、又は一部は溶鋼流と共に数秒以内に浮上し、溶
鋼面に至ることから、このような使用条件に対しての効
果は明らかにされていない。 又、特開昭５８−１５７９１０　「耐消化性石灰質鉄鋼
精錬剤」では主成分であるＣ６０を溶融処理し、ＣαＦ
２、Ｍ２Ｏ１等を配合後、混合しインジェクションした
例が示されているが、フラックスによる脱酸効果は明ら
かではない。 即ち、フラックスによ、る溶鋼精錬においてはフラック
スの特性と溶鋼処理条件とを整合させることによって効
果的な反応が得られる。特にインジェクション法のよう
な高速処理方式ではフラックスにめられる物理的、化学
的特性により、精錬効果が大きく影響される。 （発明の目的） 本発明は従来技術の吸湿性、吹込み使用量が多いことお
よびこれに伴なう温度降下などの欠点を解決し、短時間
、少量の使用で安定して高清浄度鋼を得るだめのフラッ
クスを提供するものである。 （発明の構成・作用） 本発明は介在物の吸着を目的としたフラックスの具備す
べき特性について詳細な検討を行ない、フラックスの均
一度及び溶鋼中での溶融性を向上させ、目的とする介在
物を効率よく吸着させるだめの知見を得た。すなわち、
本発明はＣａ０３０重量係以−ヒ、Ｃ，Ｆ２１０〜４０
重量％、Ｊ＋０３〜１５重量係、Ａ１２Ｏ３１〜２０重
量％、Ｓｉ０□５〜１５重量係を実質的な主成分とし、
残部が不可避的不純物からなる組成を持つ溶鋼精錬用非
晶質フラックスである。 本発明による組成について、ＣａＯは脱酸生成物である
アルミナ（Ａｇ２Ｏ３）と反応し、Ｃ，Ｏ−ｊＶ！２０
３　、（７）化合物を生成せしめるために必要な成分で
あり、３０重量％未満ではフラックスとしてＭ２Ｏ３の
吸収能力が低下し八９□０３　が単独で溶鋼中に存在す
ることになり、高清浄鋼が得られず介在物欠陥となる。 しだがってＣ６Ｏは３０重量％以上必要である。 Ｃ，Ｆ２は物性（例えば粘性、溶融温度）の調整剤であ
る。１０重量％以下であれば溶融温度を１４００℃以下
にすることは困難であり、４０重量％以上では溶鋼容器
内張りの耐火物の溶損が激しく、かつ介在物低減にも限
界がみられ、４０重量％以下とする。したがってＣｃＬ
Ｆ２として１０−４０重量％の範囲が望捷しい。 Ｍｌｉｏは溶融後のフラックスの流動調整剤であり、３
重量係未満ではまったくその効果はみられず、少くとも
３重量係は必要である１５重量％を超えると溶融温度が
高くなり、目的とする溶融温度が得られなくなる。した
がって、１５重量％以下で使用する必要がある。 Ａ１２０３は溶融温度調整剤であるが溶鋼をフラックス
処理する場合、フラックスを投入し介在物を低減させる
ためには低い溶融温度をもつ方が有利であることは明ら
かであり、この場合、溶融温度を低くするため、Ａｇ２
Ｏ３を多く含有すれば良い。 しかし、２０重量％以上の成分になれば溶鋼中のＭ２Ｏ
３と反応し急激に溶融温度が上昇し吸収能力が低下する
ことから２０重量％以内に抑える必要がある。又、時間
を充分にかけて精錬を行なう場合はＡＰ、２０３　の含
有量を低めることにより、フラックスの初期の浴融温度
は上昇するが、逆に溶鋼中のＡｆｉ２０３とフラックス
の反応は促進されＡＰ、２０３吸収能は高まる。 このような場合はできるだけＡ＋４２０３　含有量が少
ない方がよい。ただし、原料中の不純物より１重量％以
下になることはさけられない。したがってＡＱ２０３ば
〕〜２０重量係を使いわける必要がある。 ５１０２はアルミキルド鋼においては可能なかぎり低い
方が望まれる。すなわち、溶鋼中のＡ８と反応し、還元
されて鋼中に入る８１景を抑え、鋼を汚染しなくなるが
、５ｉ０２をフラックス中に５重量係以上含有しないと
、溶融温度を低下することができず少くとも５重量φ以
上必要である。一般のアルミキルド鋼においては、短時
間の添加では、３ｉ０□は］５重量％以下であれば、還
元によるＳ１汚染の問題はないことが明確になっておシ
、５ｉ０２は５〜１５重量係の範囲を使用する。実質的
な主成分とは例えば約９５重量φ以上を意味し、各使用
原料からくる不可避的不純物を含んでいる。不純物の中
で、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３など）は鋼の汚染源となるので
１重量％以下であることが重重しい。 更に使用にあたっての望ましい条件として、溶融温度及
び粒度があげられる。アルミキルド鋼の炉外精錬温度は
１５７０〜１６００℃であり、凝固温度は１５１０〜］
５２０℃である。この鋼の主な生成介在物はアルミナ（
Ｍ２Ｏ３）とカルシウム・アルミネートである。これら
の介在物とフラックスの反応による反応物質が１５１０
℃以下の浴融温度であれば溶鋼中で液体で存在し浮上分
離が容易である。 本発明による組成範囲のフラックスと上記介在物と反応
した物質は本発明の組成範囲で浴融温度を１４００℃以
下にすれば、１５１０℃以上の溶融温度とはならず、す
べて１４５０℃以下で存在し、凝固点より約６０℃以上
の差があり、介在物の吸収、分離、浮上が良好であった
。このようにフラックスの溶融温度は］４ｏＯ℃以下に
することが望ましい。 次に粒度については 取鍋に入電又は溶鋼湯面上に添加する場合、粉塵発生を
防止するため、粒子構成は粗粒が望ましい。しかじ々か
ら、２鮎以上の粒径では、入電の場合、浮上が速く反応
効果が薄いので２　ｍｓ以下にする必要がある。さらに
取鍋等にランスを使用して粉体吹込みを行なう場合はフ
ラックスの浮上速度を遅くし、充分に介在物との反応を
行なわせしめるだめ微粉である方が好ましい。したがっ
て２ｍｓ以下の範囲で目的により使いわける。 フラックスの形態として溶融品を使用する目的は一般に
はＣａＯ系フランクスのもつ吸湿性を抑制し、使用前の
保存期間中の安定化にある。この溶融品の吸湿性抑制効
果は前述の「特開昭５８−１５７９１０Ｊにも述べられ
ているが、本発明の成分組成でも同様であり、第一図は
従来品と本発明品の吸湿データを示す如く、吸湿防止効
果は明らかである。しかるに本発明ではかかる吸湿性抑
制に加えて、溶融処理後に非晶質化したフラックスは溶
鋼への添加後の滓化が極めて速くかつ介在物との反応も
速くなり、迅速な精錬効果が発揮される。 本発明品の非晶質化は溶融状態から水冷などの急速な冷
却によって得られる。徐冷すると結晶質構造となり、非
晶質化の判断はＸ線回折によって結晶が検出されないこ
とでわかる。 第２図に本発明品と、同一組成の混合品、焼成品及び結
晶質のものの溶融温度を示す。図から明らかなように溶
融温度は昇温速度に大きく影響をうけ、混合品では合成
のだめの反応熱が必要なため見掛は上、高融点になり溶
融までに時間を要す。 溶融品は反応が完了しているため低く安定している。 このように溶融非晶質化フラックスは、溶解熱が少なく
、溶鋼中での反応速度が高すると共にフラックス精錬中
の温度降下も大ｌ］に低減されることが判明した。その
効果はインジェクション法のようが溶鋼中へ直接添加す
る場合に顕著である。 成分の中でＭ、１０は前述のごとく、溶融温度調整剤で
あるが溶融温度低下と共に急速冷却時に非晶質化しやす
く、このはソ完全に溶融非晶質化した合成フラックスは
非常に吸湿しに＜＜、安定しており、かつ溶鋼中の介在
物との反応性も高いことが明らかとなった。 （実施例） 本発明によるフラックスの使用効果を具体的に実施例に
より説明する。 第１表に本発明の溶融処理後、非晶質化したフラックス
（Ａ）の実施例を各種の従来品と比較して示す。 従来品としては、原料処理方法の比較のだめ本発明フラ
ックスと同一の成分組成に配合し、原料混合のみのフラ
ックス（ａ）、焼成処理したフラックス（ｂ）および溶
融後、徐冷して結晶質としたフラックス（ｃ）を示す。 更に公知の成分組成（ＣａＯＣａＦ２系）で原料混合の
フラックス（ｄ）および本発明と同一成分系で組成が異
なり浴融温度が１４００℃以上のフラックス（ｅ）と比
較した。 第２表に溶鋼２５０トンに第１表に示す各種フラックス
を吹込み試験評価の結果を示す。対象鋼は低炭アルミキ
ルド鋼で］２０〜］６ｏＫｐ／分の粉体供給速度でアル
ゴンガスを媒体ガスとして使用した。吹込み前の溶鋼温
度は１，６００℃（±１０℃）、吹込み時間は５〜６分
であった。吹込み後の温度降下、介在物指標をもって効
果を示す。 （発明の効果） 第２表に示すように本発明によるフラックスの使用によ
り溶鋼中のトータル酸素

〔０〕の低減はもとよシ、吹込
み処理後の鋳造品における大型介在物（３７μφ以上）
の減少効果が著しい。 すなわち、吹込み処理により、介在物の吸着による減少
と共に浮上・分離の促進が図られた結果である。しかも
温度降下も少なく、経済的である。 この結果、圧延後の介在物系欠陥も大巾に減少し顕著な
効果が認められた。 なお、本発明品は取鍋内溶鋼への吹込みの他、真空槽へ
の添加、タンディツシュ添加等、脱酸された溶鋼であれ
ば、いずれの添加方法、場所でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は大気中の湿分からの保存中の水分吸収率の経時
変化を示す。第２図はフラックスの原料処理形態による
見掛は上の溶融温度に及ぼす測定時の炉の昇温速度の影
響を示す。 第１図 第２図 手続補正書 昭和５９年　６月２ノ日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５９年　特許願　第１０１７７２号２、発明の名称 溶鋼精錬用フラックス ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都千代田区大手町２丁目６番３号名称　（６
６５）新日本製鐵株式会社（他１名）代表者　武　１）
　豊 ４、代理人　〒１０５　置、５０３−４８７７住所　東
京都港区西新橋１丁目１２番１号森ビル８階自発 ７、補正の内容 １、特許請求の範囲を下記のように補正する。 Ｃａ０３０重量％以上、Ｃａ　Ｆ　２１０−４０重量％
、Ｍｇ０３〜１５重量％、Ａ１．０．１〜２０重景％、
５ｉ０２５〜１５重量％を実質的な主成分とし、残部が
不可避的不純物からなる組成を持つ溶鋼精錬用非晶質フ
ラックス。 ８、前記以外の補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都中央区銀座７丁目１６番３号名称　日鐵建
材工業株式会社 代表者　油部　安就

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ０．０３０重量係以上、Ｃｒ、Ｆ２１０〜４０重量％、
   ＭＩ？０３〜］５重量係、Ｍ２Ｏ重量−２０重靴チ、５
   ｉ０２５〜１５重量％を実質的な主成分とし、残部が不
   可避的不純物からなる組成を持つ溶鋼精錬用非晶質フラ
   ックス。