JPS6232247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、Mnを多量に含有した状態では酸素
吹精を経ることなく高マンガンステンレス鋼を得
る経済的に有利な高マンガンステンレス鋼の製造
法に関する。 近年、真空取鍋脱ガス装置（以後単に脱ガス装
置とも称す）を用いてステンレス鋼を製造する方
法が一般化してきたが、この脱ガス装置を利用す
るステンレス鋼の製造法には、電気炉と脱ガス装
置を組み合わせた、所謂Elo―Vac法と、電気
炉、転炉および脱ガス装置を組み合わせたLD―
Vac法とがある。 これらの製鋼法に従つて高マンガンステンレス
鋼（以後高Mnステンレス鋼とも記す）を製造す
る際には、従来、以下に述べる方法が採用されて
いた。 (イ) 電気炉において他の材料とともに多量のMn
源を添加し、これを酸化脱炭精錬した後、Cr
酸化物と共にMn酸化物も還元回収する方法。 (ロ) 電気炉または転炉において酸素吹精して酸化
脱炭した後に多量のMn源を添加する方法。 (ハ) 脱ガス装置において真空脱炭終了後に、大気
中にて多量のMn源を添加する方法。 (ニ) Mn源の大半を他の溶解炉で溶解しておき、
これを真空脱ガス処理後の精錬溶融物と合せ湯
を行う方法。 これらの従来の方法において、Mn含有量が５
％程度までのものに対しては上記(ハ)の方法で問題
なく溶製できる。しかし、Mn含有量が５％以上
のもに対しては(ハ)の方法では添加Mn源による温
度降下が大きくなる等の問題があつて実質的な溶
製は不可能である。従つて、Mn含有量が５％以
上のステンレス鋼を溶製する場合には上記の(イ)、
(ロ)または(ニ)のいずれかの方法が採用されているの
が通常であつた。 しかし、これらの各方法はいずれも下に述べる
ような問題があり、実操業上支障を来たすことが
多かつた。 例えば、酸素吹精前にMn源を添加する(イ)の方
法では、酸素吹精によつて多量のMnが酸化さ
れ、その酸化ロスは装入Mn源の50％にもおよ
び、製造原価が非常に高くなる。また酸素吹精前
における鋼中Mn含有量が５％を越すような場合
には電気炉および転炉においてスロツピング現象
が生じて酸素吹精作業に支障を来たす。 また、酸素吹精後にMn源を添加する(ロ)の方法
のような場合には、添加したMn源の１部は酸素
吹精によつて生じた多量のスラグにより酸化が余
儀なくされて酸化ロスが避けられないし、酸化脱
炭後に多量のMn源を投入してこれを溶融するた
めには溶融温度をその分だけ高くしておかなけれ
ばならず、炉または取鍋耐火物を著しく損傷ささ
せる。さらに上記(イ)および(ロ)の場合には、いずれ
も脱ガス処理前にMn源を添加するものであるか
ら後続の脱ガス装置での真空処理時にMnの蒸発
ロスが非常に大きくなるし、Mnヒユームの問題
も発生する。 真空脱炭終了後に大気中で多量のMn源を添加
する(ハ)の方法の場合には、既述の如く添加Mn源
を溶融できるに十分な温度に溶融温度を高くしな
ければならず取鍋耐火物の損傷が著しく大きくな
る。このため添加するMn量に制約があり、Mn含
有量が５％以上の鋼種では実操業上、溶融が困難
である。 真空脱ガス処理後に溶融Mn源と合わせ湯を行
なう(ニ)の方法はMnの蒸発ロスが少なく溶鋼温度
の低下が少ないために他の方法に比べて有利な点
がある方法と言えるが、溶解炉と２基稼動しなけ
ればならず工程管理も複雑化するし溶解炉による
酸化ロスが非常に大きくなる。 このように、高Mnステンレス鋼を溶製しよう
とすれば、従来法ではその操業上種々の問題を有
し、Mnの一貫歩留も60〜80％程度しか得られ
ず、製造原価においても満足できるものではなか
つた。 そこで、本発明者等は先にこれらの欠点を解決
する方法として、特願昭52―52798号（特開昭53
―137813号公報）において、電気炉や転炉は装入
原料中に随伴してくるMnや精錬操業上必要な
FeMnの添加を許容しながらMn以外は一応の目
標成分値に溶製した真空脱ガス終了後の溶融物に
対して、不足する大部分のMnをあらかじめ別の
加熱装置でその溶融温度以下で加熱し、これを脱
ガス後に添加する方法を提案した。しかしなが
ら、この方法の場合でも溶解炉とは小規模ではあ
るが、加熱装置を新らたに設置しなければなら
ず、このための設備投資費を要すると共に装置保
守のためや操業するための人員が必要であり更に
は加熱のための燃料も必要とする。 本発明はかかる問題を有する従来法に変えて極
めて操業性がよくかつ経済的に有利な高Mnステ
ンレス鋼の製造法を提供するもので、転炉―脱ガ
ス工程を組み合わせた製鋼法において、転炉工程
に随伴してくるMnや精錬操業上必要なMn源は排
除しないで溶鋼を精錬出鋼して該溶鋼を脱ガス工
程に移行せしめ、これを脱ガス装置で真空精錬す
る間にMn源の大半を空になつた転炉に装入し、
この空転炉の炉体の含有熱を利用してMn源を溶
融せしめ、真空脱ガス終了後、これらを合わせ湯
して所望の高Mnステンレス鋼を製造することを
特徴とする。すなわち本発明は、転炉と真空取鍋
脱ガス装置を用いて目標Mn値に満たない溶鋼を
溶製し、この溶製過程における出鋼後の空転炉に
Mn源を装入して転炉の炉体含有熱によつてこれ
を溶融し、この溶融Mn源を前記の目標Mn値に満
たない溶鋼に添加混合して目標Mn値の溶鋼を得
ることからなる高マンガンステンレス鋼の製造法
を提供する。 本発明法の工程を図にて説明すると第１図のと
おりである。 工程ａ……電気炉で鋼屑（若干のステンレス鋼
リターン屑またはFeMn等の使用も可）、Cr源、
造滓剤等を装入・溶解し、脱硫後、所定の温度に
て出銑する。 工程ｂ……この溶銑を取鍋にて受銑し、転炉に
入して規定の炭素量まで酸素吹精により脱炭す
る。脱炭完了後、必要に応じて適当量の冷却材を
投入しさらに温度調整を行つて出鋼する。すなわ
ちこの工程では、Mn以外の合金元素は目標値近
く含有させた溶鋼を溶製して出鋼する。 工程ｃ……この溶鋼を取鍋に受鋼し、そのまま
真空脱ガス工程のベツセルにセツトし所定の方法
にて真空処理を行う。 工程ｄ……１方、転炉工程では、出鋼完了後直
ちに、必要な大半のMn源をこの空の転炉に装入
し、転炉の炉体含有熱を利用してMn源の加熱・
溶融を図ると共に、Mn源が溶融してから酸化し
たMn源を還元する目的で１部Si、Al、Ca等の還
元剤を添加する。 工程ｅ……真空処理終了後直ちに溶鋼の入つた
取鍋を転炉に移送し、前記工程ｄの加熱・溶融し
たMn源と合わせる。 工程ｆ……この合わせられた溶鋼を再び脱ガス
工程に持ち込み、ポーラスプラグより不活性ガス
を吹き込み十分撹拌して溶鋼を均一な成分とす
る。 工程ｇ……上述した工程がすべて完了して成
分・温度が規定値になつた後、注入・鋳造され全
工程を終了する。 このようにして本発明法によると、Mnを多量
に含有した状態では酸素吹精を実施しないので、
極めて高Mn歩留を維持することができ、しかも
溶鋼の温度低下を許容温度下範囲内に満足せしめ
ることができ、さらにMn源合わせ湯後のポーラ
スプラグからの不活性ガスによる撹拌等の実施に
より、良質の高Mnステンレス鋼を操業性よく経
済的に溶製できるようになつた。 以下、本発明法の実施例を述べる。 表１に示した無Ni高Mnオーステナイト系ステ
ンレス鋼を目標溶製成分として出鋼量40トンを目
標として操業を行なつた。その代表例として５チ
ヤージの操業結果を以下に述べる。

【表】 使用製鋼設備 エルー式電気炉……公称容量30トン トランス容量……10000KVA 転炉……公称容量40トン 脱ガス……方式真空取鍋脱ガス 最高真空度……0.5Toor 電気炉にステンレス鋼屑、普通鋼屑、高炭素フ
エロクロム、電気銅および造滓剤を装入し約２時
間通電して材料を完全溶解した。その後脱硫を行
ない約1500℃になるように温度調整し、取鍋へ出
銑した。この出銑成分を表２に示した。

【表】 電気炉から取鍋に出銑した溶銑を転炉に装入
し、この転炉で酸素ガス吹き込みによつて規定の
Ｃ値まで脱炭した。この時の成分および温度を表
３に示す。この脱炭完了後は若干の成分・温度調
整を行なつて取鍋に出鋼した。

【表】 転炉出鋼後表４に示すMn源を炉中に装入し、
転炉炉体内の含有熱を利用し加熱溶融を図つた。
なお、表中のLCFeMnは、Low Carbon Ferro
Mangan（低炭素フエロマンガン）を、Ｐ・Mnは
Pure Mangan（金属マンガン）を、そしてＮ・
MnはMangan Nitride（窒化マンガン）を表す。
このMn源の加熱溶融に際しては、その促進を図
る目的のために定期的に数回炉体を傾動した。 またMn源が溶融した場合、酸化Mnを還元する
目的のため還元剤であるSi、Al、Caを添加し
た。

【表】 一方、転炉出鋼後の溶鋼は直ちに脱ガス真空ベ
ツセルにセツトされ、約200Toor.以下迄減圧し
たあと目標Ｃ値になるように酸素吹精した。この
酸素吹精後、規定の時間真空に保持しFeSi等を
添加して真空保持を終了した。この時の全真空保
持時間は20〜30分間であり、最高真空度は0.7〜
1.0Torr.であつた。この真空保持後の溶鋼成分お
よび温度を表５に示す。

【表】 真空終了後、溶鋼の入つた取鍋は転炉に移送さ
れ、前述の如くあらかじめ転炉含有熱にて加熱溶
融されたMn源と合わせた。合わせられた溶鋼は
再び脱ガス工程に持ち込まれ、ポーラスプラグよ
り不活性ガスを約５分間吹き込み溶鋼が均一にな
るよう十分撹拌した。この溶鋼をサンプリングし
た結果、表６に示す成分および温度となつた。

【表】 表６の結果に基づき、最終成分調整を行なうと
共に最適温度迄温度調整を行なつた後、インゴツ
トに注入するか連続鋳造機で鋳造した。 Mn歩留についての従来法との比較。 上記実施例と同様の10％Mn含有ステンレス鋼
を製造するにさいし、転炉での酸素吹精後にMn
源を添加する本文記載の(ロ)の方法（従来法１）
と、真空脱ガス後の溶鋼に対し溶鋼したMn源を
合わせ湯する本文記載の(ニ)の方法（従来法２）を
実施した場合のMnロス量を、本発明に従う上記
実施例でのMnロス量と比較すると表７の如くで
ある。ただし、表７において数値はいずれも40ト
ンベースのMn純分量を示し、単位はKgである。
また、従来法２の合わせ湯の方法については電気
炉溶解するのでMn源だけを溶解した装入Mn量、
メタル中のMn量およびMnロス量（酸化ロス）は
ベースメタルと一緒に電気炉の欄で記してある。
また本発明法における転炉炉体含有熱で加熱溶融
したMn源については表７の転炉の欄に記入し
た。

【表】 表７の結果から明らかなように、本発明による
ときは従来法に比して、Mnロス量を大幅に減少
でき製造原価が安くなることと従来法２のような
溶解炉を必要としないので操業性が非常に良好で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の工程図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 転炉と真空取鍋脱ガス装置を用いて目標Mn
   値に満たない溶鋼を溶製し、この溶製過程におけ
   る出鋼後の空転炉にMn源を装入して転炉の炉体
   含有熱によつてこれを溶融し、この溶融Mn源を
   前記の目標Mn値に満たない溶鋼に添加混合して
   目標Mn値の溶鋼を得ることからなる高マンガン
   ステンレス鋼の製造法。 ２ 高マンガンステンレス鋼は５％以上のMnを
   含有するステンレス鋼である特許請求の範囲第１
   項記載の製造法。