JPS6159366B2 - - Google Patents

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JPS6159366B2
JPS6159366B2 JP56027183A JP2718381A JPS6159366B2 JP S6159366 B2 JPS6159366 B2 JP S6159366B2 JP 56027183 A JP56027183 A JP 56027183A JP 2718381 A JP2718381 A JP 2718381A JP S6159366 B2 JPS6159366 B2 JP S6159366B2
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JP
Japan
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furnace
molten steel
slag
gas
blowing
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JP56027183A
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English (en)
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JPS57155314A (en
Inventor
Takeshi Katogi
Hajime Nashiwa
Koji Ieda
Masaharu Anezaki
Hidemasa Nakajima
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は高クロム鋼の精錬方法に関し、特に精
錬期間の後半におけるCrの還元期において、ス
ラグの滓化を促進させてCrの還元速度を高めた
高クロム鋼の精錬方法を提案するものである。 複合吹錬法による高クロム鋼の精錬は、通常の
上吹転炉の底部に羽口を設けて溶鋼中にガスを導
入し得るようにした複合吹錬炉において、底吹ガ
スにより溶鋼を強制攪拌しつつ、上吹ランスから
の酸素吹錬により溶鋼を脱炭し、精錬期間の途中
にてCr含有物質を溶鋼に投入して高クロム鋼と
しての成分調整を行うものである。即ち、普通鋼
の精錬同様主として脱炭,脱燐の進行及び昇温の
みがなされる第期と、ハイカーボンFe―Cr合
金等のCr含有物質が溶鋼に投入され、炭素濃度
が0.3%程度にまで脱炭される第期と、脱炭が
更に進行して炭素濃度が0.05%以下の所要低炭素
濃度域にまで低下する一方、投入されたCrが一
部酸化されてスラグに移行する第期と、上吹ラ
ンスからの酸素吹錬を停止した後Fe―Si合金等
のSi含有物質を溶鋼に投入し、羽口から導入され
るガスにより溶鋼を撹拌しつつ、第期で酸化さ
れてスラグ中に含有されるCr酸化物をSiにより
還元してCrを溶鋼中に回収する第期との一連
の過程にて高クロム鋼が溶製されるのである。こ
の複合吹錬による高クロム鋼の精錬方法は、従来
の精錬方法、即ち電気炉にて溶解した溶鋼又は転
炉にて粗脱炭した溶鋼をAOD炉に装入して、炉
壁下部に設けた羽口からO2とArとの混合ガスを
溶鋼中に吹込んで脱炭精錬しつつ、Cr濃度の調
〓〓〓〓
整を行う方法と異なり、溶鋼を別炉に装入し直す
ことなく同一の炉で精錬し得るので、設備費,作
業工数,熱効率,歩留等の面で極めて優れた利点
を有するのであるが、複合吹錬炉の羽口から導入
される底吹ガス流量はその構造上AOD炉におけ
る横吹ガス流量に比して少量であるため下記の如
き難点がある。即ち上吹酸素吹錬が終了する前記
第期の終了時点においては溶鋼湯面上に浮遊し
ているスラグは約20%程度の多量のCr酸化物を
含有するため、極めて流動性が低いゴワゴワの状
態になつている。複合吹錬炉における底吹ガスの
攪拌力は弱いのでこの還元期において投入された
Fe―Si合金との鋼浴,スラグとの間の攪拌が効
果的になされず、Crの還元速度はより強力な横
吹ガス攪拌力を有するAOD炉におけるCrの還元
速度の略1/2と低い。このため還元期が長期化
し、或は還元速度を上昇せしめるため前記第期
末期の溶鋼温度を高温に設定せざるを得ず、いず
れの場合も複合吹錬炉の寿命低下、連続鋳造工程
への溶鋼供給タイミングの遅れ等の不都合が生
じ、操業を不安定にさせる要因となつていた。な
おAOD炉による高クロム鋼の精錬においても、
脱炭期に生石灰等の造滓剤の投入タイミングが不
適切である場合は、クロム酸化物を含むスラグの
流動性が悪化し、還元期における滓化が困難とな
る不都合を生ずるという問題点がある。 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
つて、Crの還元期にFe―Si合金又は金属Alを投
入してスラグに添加し、酸素ガスをスラグに吹付
けることにより、スラグの流動化と還元速度の上
昇を図つた高クロム鋼の精錬方法を提供すること
を目的とする。 本発明に係る高クロム鋼の精錬方法は、その底
部又は炉壁下部に羽口を有する精錬炉にて脱炭精
錬する高クロム鋼の精錬方法において、酸化した
クロムを還元して溶鋼中に回収する還元期に適量
のSi含有物質又はAl含有物質を炉内に装入し、こ
の装入物の酸化を目的として適量の酸素ガスを吹
付けることを特徴とする。 以下本発明方法を具体的に説明する。第1図は
本発明方法を複合吹錬炉による高クロム鋼の精錬
に適用した場合の精錬過程を溶鋼の炭素濃度及び
温度の推移の一例と共に示した模式図である。先
ず第期においては複合吹錬炉に装入された溶銑
に対し、上吹ランスからの酸素吹錬と炉底に設け
られた羽口からのArガス底吹による溶鋼攪拌と
がなされ、脱炭,脱燐が進行する。そして溶鋼の
C濃度が0.5%程度に低下した後、第期の適宜
時点にて高クロム鋼の主要成分たるCr等を配合
すべくハイカーボンFe―Cr合金等のCr含有物質
を所要量添加する。この際添加されたハイカーボ
ンFe―Cr合金からのカーボンピツクアツプによ
り溶鋼のC濃度が2.5%程度にまで上昇するた
め、再び上下吹き吹錬による脱炭を継続する。次
いで第期においては脱炭が更に進行してC濃度
か0.3%程度から0.05%以下へと低下し、所要炭
素濃度になつた時点で酸素吹錬が停止されるので
あるが、この第期においては酸素吹錬による脱
炭効率が低下するため、第期にて添加された
Crの一部が酸化されてCr酸化物となりスラグ中
に吸収される。このような第期〜第期につい
ては従来の複合吹錬炉による高クロム鋼の精錬と
同様であるが、本発明方法は次の第期の還元期
に特徴を有する。 即ち本発明方法においては、Cr酸化物を含有
してゴワゴワとなつたスラグの流動性を、スラグ
を昇温させることにより回復すべく、Fe―Si合
金等のSi含有物質又は金属Al等のAl含有物質を
スラグに添加し、このスラグにO2ガスを吹付け
ることにより、Si又はAlの酸化反応による発熱を
利用してスラグの昇温を図り、スラグを高温にし
てその流動性を高め、延いてはCrの還元速度を
高めるのである。このため酸素吹錬が停止された
後の還元期(第期)の適宜時点において、スラ
グ中のCr酸化物の還元に要する量及び溶鋼のSi
濃度の調整が必要である場合は、このSi濃度調整
に要する量のFe―Si合金の外に、Si又はAlの酸
化反応により所要の昇温量を得るに必要な量の
Fe―Si合金又は金属Alを添加する。なお、スラ
グ中のCr酸化物の還元に要するSi量は、第期
にて添加されたチヤージCr等の量から溶鋼中へ
のCr配合濃度を算出し、この算出結果と第期
終了時点、即ち酸素吹錬終了時点におけるCr濃
度の計測結果との差からスラグ中に酸化物として
移行したCr量を算出し、このCr酸化物を下記(1)
式の反応によつて還元するに要するSi量として算
出する。 2Cr2O3+3Si=4Cr+3SiO2 …(1) 〓〓〓〓
次いでこのFe―Si合金又は金属Alの添加後、
スラグの昇温のために添加されたFe―Si合金又
は金属Alを酸化するに必要な量のO2ガスを上吹
ランスからスラグに吹付ける。この所要酸素量
は、Fe―Si合金の添加の場合は下記(2)式の反応
により、また金属Alの添加の場合は下記(3)式の
反応により、各添加物中のSi又はAlを酸化するに
要するO2量として算出する。 Si+O2=SiO2 …(2) 2Al+3O2=Al2O3 …(3) 上述の如くして羽口から溶鋼中に導入される
Arガスにより溶鋼を攪拌しつつ、Fe―Si合金又
は金属Alを添加し、O2ガスをスラグに吹付ける
と、(2)式又は(3)式の反応熱によりスラグが昇温し
てその流動性が上昇し、底吹Arガスにより、流
動性が向上したスラグとFe―Si合金と溶鋼とが
攪拌混融されて前記(1)式のCrの還元反応が効果
的に進行し、還元速度が上昇する。次いでCrの
還元終了後溶鋼を出鋼し、Arガスの底吹を停止
する。 次に本発明方法をAOD炉による高クロム鋼の
精錬に適用した場合について、第2図に基き説明
する。転炉又は電気炉にて第1図の第期終了時
点の組成程度にまで溶製した溶鋼をAOD炉に装
入し、炉壁下部に設けた羽口からO2とArとの混
合ガスを溶鋼中に吹込み、溶鋼を攪拌しつつその
脱炭を図る。この酸化期の適宜時点にてハイカー
ボンFe―Cr合金等のCr含有物質を添加し、C濃
度が所要値に低下した時点で横吹きガスをO2
Arとの混合ガスからArガス単独に切換え、溶鋼
の攪拌のみを継続する。そして本発明方法におい
てはこの還元期の適宜時点において、前述した量
のFe―Si合金又は金属Al、即ち酸化期にて酸化
されたCr酸化物を還元するのに要するFe―Si合
金、溶鋼のSi濃度調整に要するFe―Si合金及び
スラグの昇温に要するFe―Si合金又は金属Alを
炉内に投入する。次いでAOD炉の上部開口から
O2ガス供給用のランスを炉内に挿入し、該ラン
スからスラグの昇温のためにスラグに添加された
Si又はAlを酸化するのに必要な量のO2ガスを溶
鋼に吹付ける。そうすると酸化反応によりスラグ
が昇温し、流動性が向上して滓化が促進され、
Arガスによる溶鋼攪拌によつて前記(1)式のCr還
元反応が効果的に進行し、還元速度が従来の
AOD炉によるステンレス製鋼法の場合に比して
より上昇する。 次に本発明方法の効果を実施例に基いて説明す
る。第1表に示す如く160T複合吹錬炉(実施例
1)及び90TAOD炉(実施例2)により、18%
Crステンレス鋼を溶製した、なお各炉の底吹ガ
ス又は横吹ガスによる溶鋼の攪拌強度を、撹拌エ
ネルギーの消散速度ε〓を指標として第1表に示
す。ε〓は下記(4)式にて定義され、溶鋼中にガスを
導入し得るように構成された精錬炉における溶鋼
の攪拌強度を表わす指標として一般に用いられて
いる。
【表】 第1表に示す如く複合吹錬炉における底吹Ar
ガスによる溶鋼の攪拌力は、AOD炉における場
合に比して極めて低い。 そして実施例1における第期(第1図参照)
及び実施例2における還元期(第2図参照)にて
炉内に投入した各添加物の量及びスラグに吹付け
たO2ガス量を第2表及び第3表に示す。
【表】 〓〓〓〓
【表】 即ち第2表に示す如くCrの配合濃度と酸化期
終了時点のCr濃度との差2.4%(実施例1)及び
0.9%(実施例2)から、溶鋼1T当りにおいて還
元すべきCr量が夫々24Kg/T,9Kg/Tと求ま
り、これを還元するのに必要なSi量を(1)式に基い
て算出すると夫々9.72Kg/T,3.65Kg/Tとな
り、Fe―Si合金中のSi濃度を75%とするとFe―
Si合金の所要投入量は第2表に示す如く夫々
12.96Kg/T,4.87Kg/Tと求まる。また溶鋼の
Si濃度を0.5%上昇させる必要があつたため、第
3表に示す如くSi濃度調整のために投入すべき
Fe―Si合金量はいずれも6.67Kg/Tであつた。更
にスラグ昇温のために実施例1の場合はFe―Si
合金を溶鋼1T当り2.0Kg/T添加し、実施例2の
場合は金属Alを溶鋼1T当り2.0Kg/T添加するこ
ととし、要するに実施例1の場合は第期の当初
に溶鋼1T当り21.63Kg/TのFe―Si合金を投入
し、実施例2の場合は還元期の当初に溶鋼1T当
り11.54Kg/TのFe―Si合金と溶鋼1T当り2.0
Kg/Tの金属Alとを投入した。そしてスラグ昇
温のために投入されたFe―Si合金(実施例1)
又は金属Al(実施例2)を酸化するのに要する
O2ガス量は夫々(2)式又は(3)式に基いて第3表に
示す如く溶鋼1T当り1.2Nm3/T又は2.5Nm3/T
と算出され、各添加物投入後、この量のO2ガス
をスラグに吹付けた。O2ガス吹付け後適当な時
点でArガスの底吹又は横吹を停止し溶鋼を出鋼
した。この結果環元期におけるCrの還元速度は
第4表に示す如く、実施例1の場合は65Kg/分と
従来の複合吹錬炉によるステンレス製鋼法の場合
の35Kg/分に比して著しく上昇し、また実施例2
の場合も80Kg/分と従来のAOD炉によるステン
レス製鋼法の場合の65Kg/分に比して上昇してい
る。
【表】 このように本発明方法を複合吹錬炉による高ク
ロム鋼の精錬に適用した場合は、Cr還元速度が
従来方法の略2倍に上昇し、従来のAOD炉によ
る高クロム鋼の精錬の場合と同様の値を示してい
る。また本発明方法をAOD炉による高クロム鋼
の精錬に適用した場合は、Cr還元速度が従来方
法による場合の20%以上上昇した。 第3図は本発明方法及び従来方法により高クロ
ムステンレス鋼を多数チヤージ溶製した場合の
Cr還元速度を示したグラフであり、横軸に攪拌
エネルギー消散速度ε〓をとり、また縦軸にCrの
還元速度をとつて、本発明方法による場合を黒丸
―実線で、また従来方法による場合を白丸―破線
で表わしたものである。上述の実施例1,2同様
の結果を示しており、複合吹錬炉のようにε〓が小
さく攪拌力が弱い場合であつてもCr還元速度は
極めて高い値を示している。 以上詳述した如く本発明方法による場合は、高
クロム鋼の精錬期間における還元期において、
Cr酸化物を含有して流動性を喪失したスラグに
対し、Fe―Si合金又は金属Alを添加してこれに
酸素ガスを吹付けることにより、Si又はAlの酸化
発熱を利用してスラグを昇温せしめ、これによつ
てその流動性を回復するから、Cr還元のために
添加されたFe―Si合金とスラグとが効率よく反
応し、Cr還元速度が著しく上昇し、還元期に要
する時間が短縮され、炉寿命の低下を抑制でき、
操業の安定化が図れる等、本発明は高クロム鋼の
精錬操業上著しい実益がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を複合吹錬炉による高クロ
ム鋼の精錬に適用した場合の精錬工程図、第2図
は本発明方法をAOD炉による高クロム鋼の精錬
に適用した場合の精錬工程図、第3図は本発明方
法の効果を示すグラフである。 〓〓〓〓

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 その底部又は炉壁下部に羽口を有する精錬炉
    にて脱炭精錬する高クロム鋼の精錬方法におい
    て、酸化したクロムを還元して溶鋼中に回収する
    還元期に適量のSi含有物質又はAl含有物質を炉内
    に装入し、この装入物の酸化を目的として適量の
    酸素ガスを吹付けることを特徴とする高クロム鋼
    の精錬方法。
JP2718381A 1981-02-25 1981-02-25 Refining of high-cr steel Granted JPS57155314A (en)

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JP2718381A JPS57155314A (en) 1981-02-25 1981-02-25 Refining of high-cr steel

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JPS57155314A JPS57155314A (en) 1982-09-25
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