JPS61136611A - 含クロム溶鋼の精錬法 - Google Patents

含クロム溶鋼の精錬法

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JPS61136611A
JPS61136611A JP25570584A JP25570584A JPS61136611A JP S61136611 A JPS61136611 A JP S61136611A JP 25570584 A JP25570584 A JP 25570584A JP 25570584 A JP25570584 A JP 25570584A JP S61136611 A JPS61136611 A JP S61136611A
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JP
Japan
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decarburization
molten steel
slag
molten
steel
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JP25570584A
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Ryuji Nakao
隆二 中尾
Hidemaro Takeuchi
竹内 英麿
Yasumasa Ikehara
池原 康允
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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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
    • 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
    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスラグ中に金属酸化物、例えばクロム酸化物あ
るいは鉄酸化物を多量に含むような含クロム溶鋼の精錬
法に関するものである。
〔従来の技術〕
ステンレス鋼の如き12%以上のクロムを含むような含
クロム溶鋼の脱炭方法は、脱炭中期以降(例えば(c)
 ; o、s s以下)を減圧下で行なう真空脱炭法と
、稀釈ガスを吹込んで稀釈下で行なう稀釈脱炭法が広く
用いられている。前者は一般にVOD 、後者はAOD
と呼ばれている。
これらの方法は、いずれも脱炭中期以降において溶鋼中
(Cr)の酸化損失を抑えながら効果的に脱炭を進行さ
せようとするものであシ、その基本原理は前者において
は減圧雰囲気、後者においては稀釈ガスによる稀釈ガス
雰囲気にすることによって一酸化炭素分圧(Pao )
を下げるという点にある。しかしながらいずれの方法を
とるにしても脱炭反応速度及びコスト面からPcoを下
げることには限界があり、また’〔C〕濃度が低下する
につれて、脱炭反応のメカニズニムが変化し脱炭反応が
遅くなるのでCCr )の酸化は避けられず[:C)1
1度の低下と共K(Cr)の酸1化損失量も増大する。
従来、上述の(Cr)の酸化損失を抑えるために、vO
D法では通常の脱炭レベルにおいて、例えば特開昭55
−89417号公報や特開昭55−152118号公報
で述べられているように、脱炭の進行にともなって酸素
供給量の調整、或いは100 Torr以上の真空下で
の真空度の調整を行っている。また、極低脱炭レベルに
おいては、例えば特開昭57−43924号公報や特開
昭57−110612号公報に述べられているように、
酸素供給量およびAr供給量の調整を行りている。これ
らの方法ではスラグの役割は、大半はスゲラッシュの抑
制であり、脱炭の酸素源はガスとして供給される酸素で
ある。
そのため供給された酸素によ!0(Cr3が酸化する。
この(Cr)の酸化によシスラグ中の(Cr203)が
増大し、スラグの融点が急激に上昇してくる。
(Cr203)の濃度は、最終的には30〜50%にも
なり、その融点は1700℃以上の高温であり、スラグ
は完全に固相を形成している。
従来、このスラグを脱炭反応の酸素源として使用するた
め、又脱炭末期(例えば(C〕;0.1 %以下)での
脱炭反応速度の上昇および脱炭酸素効率を上げるために
、AODにおいて稀釈ガスのみによる吹錬、vODにお
いては真空度の上昇およびガス吹込みによる撹拌力の向
上を計っているがスラグが固相を形成している為に大き
な効果は得られていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明はこのような欠点を排除するために、脱炭反応の
酸素源としてスラグ中の酸素の利用を促進させ、低次域
の脱炭反応速度の上昇および脱炭に続く還元あるいは脱
酸の反応速度を上昇させることを目的とするものである
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、脱炭中期以降に生成している(Cr203)
一度10%以上を含む高融点スラグを脱炭の酸素源とし
て使用するために減圧下で機械撹拌全行い、脱炭反応の
進行を促進させて脱炭反応の効率を向上させる。また脱
炭に続く還元あるいは脱酸において機械撹拌を行うこと
によシ還元反応の進行を促進することを特徴とするもの
である。本発明で脱炭中期以降とは溶鋼中〔C〕が0.
!11度以下の段階をいう。
含クロム溶鋼の脱炭において吹込まれた酸素は(1)式
の脱炭反応以外に(2)式の反応により(Cr203 
)を生成する。
2〔C〕+02  →2CO−(1) 4 (Cr ) + 302  →z(cr2o、) 
 −(2)この(Cr205)は融点が高く、添加した
CaOや5io2等の滓化を抑制するためスラグは高融
点化する。このようなスラグを脱炭の酸素源として使用
するために機械撹拌を行うO 従来のガス脱炭では溶鋼とガスとの接触の増大をはかる
ことにあり、第2図(a) (b)に示すように鋼浴上
のスラグ1は溶鋼中2にはいり込む機会が少ないために
脱炭反応に使用されることがなかった。
これに対し、機械撹拌を行えばに2図(e)に示すよう
に溶鋼2とスラグ1が懸濁化して溶鋼2とスラグ1の接
触する機会が多くなり(3)式の反応によシ脱炭反応が
進行する。
(Cr203)+3〔C〕+2(Cr)+3CO”43
)しかしながら機械撹拌のみによる脱炭では、例えばH
iltyらの求めた(4)式に示されるように限界があ
る。
〔%Cr )°Peo == −13800十s、76
、、・(4)tOg  (%C〕 そこでCOガス分圧(Pco)を下げるために減圧下で
機械撹拌を実施する。この場合の雰囲気圧は、目的とす
る(Or)4度および〔C〕!度によって定める必要が
ろシ、第1図のA、 B、 C,D、E(A点(030
%、圧力2007orr、 8点〔C〕0.3%、圧カ
フ 60 Torrs 0点〔C〕0.5%、圧カフ 
60 Torr sD点〔C〕0.5%、圧力400 
Torrs E点〔C〕0 %、圧力0Torr )の
各点で囲まれる領域内(但し線分BC上は含まない)で
〔C〕4度の低下に伴なりて雰囲気圧を下げることによ
って従来の脱炭法よシ格段に大きな脱炭速度で脱炭が可
能である。第1図において最高の雰囲気圧は500 T
orr以下が好ましい。線分ABよシも上側では(4)
式で求められるPeaの値に基づいて脱炭反応が進行し
ない。
また線分DIは溶鋼のスグラ、シ、量よシ決まシ、線分
DEよシも下側では溶鋼スグラ、シーが大きくなり、地
金付きや鍋口閉塞等の操業上の問題が生じる。これらよ
りA、 B、 C,D、 E各点で囲まれる領域内で溶
鋼とスラグの流動状態によシ雰囲気圧を調節することが
望ましい。
例えば固いスラグで流動状態が悪い場合は雰囲気圧は領
域内の上側に、柔いスラグで流動状態が良い場合は雰囲
気圧は領域内の下側に調節する。
このような真空度の調整から減圧下機械撹拌にLる脱炭
によプ脱炭終了時のスラグ中(Cr203) #度を従
来法よシも格段に低いレベルに低下させることができる
。なお、減圧機械撹拌装置は、例えば従来の板鋼にVO
Dで使用されている真空装置と浴銑の脱硫で使用されて
いる機械撹拌装置fc組み合せて減圧下で機械撹拌が行
えるようにしたものである。
また、脱炭に続く還元では従来は(3)式の反応がない
ため(Cr20.5)のかなシ高い領域から還元する必
要があり、加えてガスによる撹拌であるため反応が遅か
ったが、本発明では脱炭で(Cr203)が低下した後
で、しかも機械撹拌を行うことにより反応を促進させ、
短時間で還元を終了することができる。
〔実施例〕
次に本発明を初期〔C〕1.5%からAOD炉で中炭域
まで脱炭した後に適用した場合の実施例を用いて更に詳
細に説明する。
第3図に5US−304の精錬に関する従来のAOD法
を示す。溶鋼中〔C〕濃度に応じてアルゴンガスを富化
して溶鋼中〔C〕t−0,06%迄脱炭している。この
間、徐々に溶鋼中(Cr3の酸化が進行し、脱炭末期で
はスラグ中(Cr205)は45%に迄達する。この(
Cr)の酸化によりて発生する反応熱を普通鋼屑および
SO8−304屑t−耐却材として添加することによシ
冷却し、又耐大物の保護に必要なCaOt−添加し、ス
ラグの塩基度を適正に保ち脱炭終了後に還元剤としてF
e−3iを媒溶剤としてCa F 2を添加し酸化した
クロムを還元し、除滓後、脱硫および温度調整を行い脱
炭精錬を完了している。
第4図は本発明法の一例を示すものであり、〔C〕0.
25%までを従来のAOD法で脱炭を行いその後、減圧
機械撹拌装置に移して脱炭および還元を行った例である
。〔C〕 0.25 %までの脱炭によシスラグ中(C
r 205 )は20%になっておシ、これを脱炭の酸
素源として機械撹拌により脱炭をはかる雰囲気圧は徐々
に降下させ減圧を強化して初期500 Torrから1
00 Torrまで上げることによ!1)〔C〕0.0
6%まで脱炭する。この時点でスラグ中の(Cr203
)は5チまで低下しておシ、このスラグを還元するため
に還元剤および造滓剤t−’lA加し、さらに大気圧に
真空度を戻しながら機械攪。
拌を行って精錬を完了する。
第5図は、高炭域での脱炭速度を上げるために高炭域は
02のみで吹辣してその後減圧機械撹拌装置に移して脱
炭および還元を行りた本発明の実施例である。02のみ
の吹錬により脱炭速度は上昇するが(Cr)の酸化量が
増大する。。〔C〕0.5%から0.06%まで脱炭す
るのに必要な酸素量とする九めに固体酸化物としてCr
鉱石或いはF・鉱石を加えスラグ中(Cr203)を3
0−とし減圧機械撹拌装置に移して第4図と同様の操作
を行い精錬を完了する。
第6図は極低炭ステンレス鋼(〔C〕<0.otチ)の
精錬を本発明で実施した例を示す。〔C〕0.os*ま
では第5図と同様に行い、その後0.01%まで脱炭す
るために雰囲気圧を20 Torrまで下げる。
これによ!D〔C〕0.014t−得る。還元は前述と
同様の操作によシ精錬を完了まず。
以上の実施例における効果を表−1に示す。
表−1 〔発明の効果〕 以上述べたように本発明は、高炭域税炭で生じた(Cr
203)を脱炭の酸素源として使用して、しかも雰囲気
圧の調整を行いながら減圧下で機械撹拌を行うために、
脱炭中期以降の反応速度の増大、Ar、02’/スおよ
び耐火物の低減および還元剤の大惺な低減をはかること
ができる。
また、スラグと溶鋼との界面積が増大することによって
、極低炭精錬および極低硫精錬が真空度のv4!1或い
は、スラグ組成の調整によシ簡単に可能である。
以上、本発明は含クロム溶鋼の脱炭精錬において脱炭中
期以降の脱炭速度の向上、脱炭効率の向上および還元速
度の向上に多大な効果をもつ方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における溶鋼中〔C〕と雰囲気圧の関係
を示す図、第2図は溶鋼とスラグの接触状態を示す図、
第3図は従来例を示す図、第4〜第6図は本発明の実施
例を示す図である。 溶拶中[C]C%) 第2図 第3図 (CrpCsX%>I     5    20   
      5    1湿廣(’C)    166
0   1700        1620   76
00第5図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)含クロム溶鋼の脱炭中期以降に溶鋼中あるいはス
    ラグ中に存在する金属酸化物を脱炭の酸素源として溶鋼
    中〔C〕および雰囲気圧を第1図A、B、C、D、E各
    点で囲まれる領域内(但し、線分BC上は含まない)に
    おいて該溶鋼中〔C〕の減少に伴なって該雰囲気圧を下
    げるとともに機械撹拌を行うことによって脱炭を行うこ
    とを特徴とする含クロム溶鋼の精錬法。
  2. (2)脱炭後において、還元剤を添加しつつ機械撹拌を
    行うことにより、スラグ中金属酸化物の還元および溶鋼
    の脱酸を行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の含クロム溶鋼の精錬法。
  3. (3)脱炭の酸素源として、固体酸化物を外部から添加
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の含ク
    ロム溶鋼の精錬法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003096514A (ja) * 2001-09-20 2003-04-03 Nippon Steel Corp 含クロム溶鋼の精錬方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5579821A (en) * 1978-12-11 1980-06-16 Japan Steel Works Ltd:The Manufacture of low-carbon high-chromium alloy steel by heat-insulated furnace for molten steel
JPS59104420A (ja) * 1982-12-04 1984-06-16 Nippon Steel Corp 含クロム溶鋼の脱炭方法
JPS59166611A (ja) * 1983-03-12 1984-09-20 Nippon Steel Corp 含クロム溶鋼の還元精錬法

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