JPH01129925A - 熔鋼へのカルシウム添加方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は熔鋼にカルシウムを歩留まり良く添加する方法
に関する。

（従来の技術） 一般に、鋼の精練過程において脱酸、脱硫作用は、必須
の精練工程として行われている。その内でも脱酸につい
ては、近時は種々の公知の脱酸剤により、比較的簡単に
脱酸操作が行われ又さらには真空脱ガス処理技術や、Ｄ
Ｈ法、ＲＨ法、ｖＯＤ法、ＡＯＤ法等各種の精練方法の
発達により比較的容易に脱酸処理が行われるようになっ
た。

他方、脱硫に関しては造滓による脱硫、特にカーバイド
滓を造る化学反応により脱硫する方法が主流であり、こ
れに類するものとして、ＣａＯによるものや、ＣａＯと
ＣａＦ２やＮａｌ　ＣＯｓによる物、等造滓による方法
があっＩ；。しかし、これらの造滓による方法はある程
度の反応時間が必要であり、炭素濃度が上昇したり、硫
黄の含有率の極めて低い、例えば、Ｓ含有量がｏ、ｏｏ
ｓ％以下のような場合には効率が悪く時間がかかりすぎ
る欠点があった。

これらの欠点を是正する為に脱硫元素を直接に熔鋼中に
添加する方法が、例えば、特開昭５２−１３９６２３号
公報、特開昭５３−１２４１１号公報、あるいは特公昭
５７−１５１７０号公報にて種々提案されている。これ
らの方法では、添加効率を高めるために脱硫元素を充分
に脱酸された熔鋼中に添加するのが殆どであった。その
理由は強力な脱硫元素は、概ね、酸素との親和力が強い
ため、脱硫効率を高めるためには最も酸素値の低い時、
即ち、鋳造直前に行う必要があるからである。また、鋳
造直前に脱硫を行うと、発生する非金属介在物が浮上除
去される時間的余裕がない為、発生する介在物が有害な
形態でないことが重要となるので、この観点より有害な
非金属介在物をつくりにくいＣａが通常用いられてきた
。又、Ｃａは非金属介在物の形能制御のためにも近年は
盛んに用いられてきている。

従来、カルシウムを鋼中に効率よく添加する方法として
は、 ■　カルシウムシリサイドに代表されるように硅化カル
シウムやニッケルカルシウムを出鋼時の流れに捲き込む
ように投入する方法、 ■　特開昭５２−１３９６２３号公報に示されるように
金属カルシウムを細長い軟鋼板で包み電線状となし、鋼
中に連続的に押し込む方法、■　金属カルシウムやＣａ
合金、鉄−力ルシウムブリケットなどを置注ぎプランジ
ャーその他の方法で鋼中に添加する方法、 ■　ＣａやＣａ合金粉末を不活性ガスにて熔鋼中に噴射
するインジェクション法、 ■　Ｃａ含有物の固形棒状品を取鍋熔鋼中に差し込む方
法、 ■　タンプッシュにて粒状品を連続的に添加していく方
法、 などが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの方法に共通している問題は、カ
ルシウムが非常に活性な金属であるため、添加時に発生
する白煙や、猛烈な反応の制御が困難であること、並び
に非常に複雑な添加操作を必要とするなどの作業工程上
の問題である。例えば現在、最も多く用いられている■
の方法では、キャリアガスに捲き込まれて入る窒素濃度
の上昇や、温度の低下をもたらし、また、吹き込み不活
性キャリアガスやランスパイプの費用とそれに要する時
間のロスが大きな問題であった。

また、一般にＣａｆｉ理を必要とする高級鋼は、ＲＨ脱
ガス装置で脱ガス処理が行われることに着目し、脱ガス
処理後、ＲＨ脱ガス槽内の減圧度を少し軽減してＣａ添
加剤を添加することが考えられるが、ＲＨ脱ガス檀は２
００　Ｔｏｒｒ以下に減圧しないと熔鋼が還流せず、し
かも、Ｃａ添加剤は極めて活性度が高＜、１４８３℃で
沸騰、蒸発するため、熔鋼と接触した瞬間にＣａの燃焼
と蒸発が起り、蒸発したＣａのガスが吸引フードにて逸
散してしまうため、極めて歩留りが低く著しく実用性を
欠くものであった。

現在、製鋼精練において、Ｃａ添加による非金属介在物
の形能制御は、高級鋼の必須の条件であり、又、ノズル
閉塞の防止などにも、ますますその必要性は増加してい
るが、前記にあげた各種方法の中には、適切で満足のい
く方法がないのが現状である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、極めて簡単で、しかも、全く発煙を生じない
無公害の添加方法の開発を目的としてなされたもので、
前記問題点を解決する手段として、表面を耐火物材料お
よび／または鉄粉で被覆され、カルシウムを３〜３５％
含有する粒状もしくは塊状のカルシウム合金および／ま
たはカルシウム含有金属添加剤をＲＨ脱ガス槽内の熔鋼
に添加することを特徴とする熔鋼へのカルシウム添加方
法を提供するものである。

即ち、本発明は、ＲＨ脱ガス槽内では熔鋼の還流が順次
行われているが、この流れに従って取鍋内に熔鋼が戻っ
た時にＣａの添加が実質的になされれば、蒸発すべき減
圧時間がないためカルシウムの蒸発が起こらないという
点に着目して、Ｃａ合金及びＣａ添加剤のそれぞれの粒
子又は塊表面を熔鋼に有害でない耐火物もしくは鉄粉に
で被覆し、又は鉄粉及び耐火物の交互の層被覆又は両者
の混合被覆などの方法で被覆を行い、反応を遅延させる
ようにしたものである。

前記カルシウム合金としては、Ｆｅ−Ｃａ−３ｉ合金、
Ｆｅ−Ｃａ−Ｓｉ−ＲＥ金合金Ｆｅ−Ｃａ−Ｎｉ−３ｉ
合金、Ｎｉ−Ｃａ合金、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃａ合金、および
Ｃｕ−Ｃａ合金など任意のものを採用でき、これらの合
金は単独であるいは２種以上を併用することができ、ま
た粒径も任意に選択できる。

また、前記カルシウム含有金属添加剤としては、金属カ
ルシウム３〜３５％、残部実質的に鉄粉からなる混合物
を圧縮成形してなるＦｅ−Ｃａブリケットが代表的なも
のとして挙げられるが、これに限定されるものではない
。

前記粒状もしくは塊状カルシウム合金またはカルシウム
含有金属添加剤は、その粒子もしくは塊の表面が耐火物
材料や微細鉄粉で被覆されるが、耐火物材料としては、
マグネシア、アルミナ、シリカ、蛍石その他の金属酸化
物が好適である。これらの金属酸化物は単独または２種
以上を併用しても良く、また、鉄と併用して金属酸化物
と鉄とで交互に被覆するようにしても良い。

また、前記被覆によって添加ホッパーより切り出された
Ｃａ添加物は取鍋より吸い上げられて還流中の熔鋼に接
触するが、従来の様なＣａ添加物と異なり瞬時の反応が
なく被覆の厚みによって数秒乃至数十秒の後に反応する
、即ち、還流中の熔鋼がそれらの添加物を捲き込んで取
鍋に返流してきた時に、減圧下でない取鍋の中で反応す
るように被覆の厚みを調整するの好適である。

（作用） 本発明方法によれば、取鍋熔鋼の上に導管を差し入れて
減圧されたＲＨ脱ガス槽内に熔鋼を還流して脱ガスを行
うと共に、上部に設けられた合金添加ホッパーより、Ｆ
ｅ−Ｔｉ、Ｆｏ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｍｏ。

Ｆａ−Ｓｉなどの合金添加元素を切り出して添加するＲ
Ｈ脱ガス槽を用い、脱酸、脱ガス処理が行われた直後の
一香酸素濃度の低いところでＣａ添加処理を行い、しか
もカルシウム合金もしくはカルシウム含有金属添加剤を
粒状もしくは塊状とし、その表面が耐火物材料および／
または鉄粉で被覆されているため、Ｃａ合金および／ま
たはＣａ添加剤の反応が遅延され、歩留まりを向上させ
る効果をもたらす。

Ｃａの反応の遅延は、Ｃａ含有量を少なくすることによ
ってもできるが、Ｃａの濃度を３％以下にすると、添加
する量が多くなりすぎるために絶対量の増加や、温度低
下および処理時間の増大を招き好ましくないので、本発
明では、カルシウム合金およびカルシウム含有金属添加
剤におけるカルシウムの含有量の下限を３％以上と定め
ている。

また、カルシウムの含有量が３５％を越えると、いくら
反応抑制の方法を用いても歩留りが悪くなるので、その
上限を３５％とした。

即ち、本発明方法においては、減圧下のＲＨ脱ガス処理
槽の中で添加されたＣａ添加剤はその表面が被覆されて
いるため、ＲＨ脱ガス層内でなく、実質的に還流された
取鍋内にて反応するため、従来極めて困難であったＣａ
添加歩留りを著しく向上させることができ、極めて工業
的量産に於いての利用価値が高い。

次に実施例につき述べる。

実施例（１） ■　Ｃａｌ　０％、Ｓｉ４５％残実質的に鉄よりなるＦ
ｅ−３ｉ−Ｃａ合金を用い、２５０トンＲＨ脱ガス槽に
て一般鋼を次のようにして処理した。すなわち、常圧よ
り０．３〜Ｑ　、　４　Ｔｏｒｒまで減圧して脱ガス後
、１２０　Ｔｏｒｒに戻した後、上記Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃａ
合金５００ｋｇを連続にて添加した後、約１還流程度で
常圧に戻した。

■　上記と全く同じ成分組成のＦｅ−Ｓｉ−Ｃａ合金粒
子の表面をマグネシアとアルミナとシリカと蛍石の混合
耐火物にて、１〜３ｍ／ｍ厚にて被覆した。合金の正味
重量５００ｋｇを■と同条件にて添加した。

前記それぞれの一般鋼について、カルシウムの歩留まり
を調べたところ第１表に示す通りであっｔこ。

第１表 実施例（２） ■　金属ＣａパウダーｌＯ％残部実質的に鉄粉りなる高
圧造粒した鉄−Ｃａブリケットを用い、５０トンＲＨ脱
ガス槽にて一般鋼を次のようにて処理した。始め常圧よ
り０．３〜Ｑ、４Ｔｏｒｒまで減圧して脱ガス処理を行
ったるのち、１３０Ｔ　ｏｒｒまで槽内圧力を高めた状
態で前記鉄−Ｃａブリケットを５００ｋｇ連続的に添加
したるのち約１還流程度で常圧に戻した。

■　上記と全く同じ成分組成の鉄−Ｃａブリケットの表
面を実施例（１）にて使用したのと同じマグネシア＋ア
ルミナ＋シリカ＋蛍石系の耐火物で厚み１〜２ｍ／ｍに
被覆を行い、さらにその上を微細鉄粉にて厚さ約１ｍ／
ｍ程度に二重被覆した鉄−Ｃａブリケットの正味重量５
００ｋｇを■と同条件にて添加した。

このようにして得た鋼におけるカルシウムの歩留まりを
調べたところ第２表に示す結果が得られた。

第２表 （発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、　■
ＲＨ脱ガス槽内で脱酸、脱ガス処理が行われた直後の一
香酸素濃度の低いところでＣａ処理が可能である、 ■日常的に使用しているＲＨ脱ガス槽装置で行えるため
、特別の装置、器具が不用で、通常の作業の流れの中で
円滑にＣａ処理ができる、■反応時間を要せず時間のロ
スを解消できる、■温度低下が■■の理由で最小にでき
る、■ＲＨ脱ガス槽装置には、通常排煙集塵装置がある
ので、自動的にこれが利用できるために、特別の猛烈な
Ｃａ処理ガス用の集塵装置が不要である、 ■従来不可能であった減圧下でのカルシウム添加を実現
でき、しかも高歩留まりで行える、即ち、只でさえ熔鋼
温度では蒸発し易いカルシウムを真・空に近い減圧槽内
で添加することと、Ｃａ添加の高歩留りを得るという非
常に矛盾した要求を満足させることができる、 など優れた効果を奏する。

特許出願人　　大阪特殊合金株式会社

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面が耐火物材料および／または鉄粉で被覆され
   、カルシウムを３〜３５％含有する粒状もしくは塊状の
   カルシウム合金および／またはカルシウム含有金属添加
   剤をＲＨ脱ガス槽内の熔鋼に添加することを特徴とする
   熔鋼へのカルシウム添加方法。
2. （２）前記カルシウム合金がＦｅ−Ｃａ−Ｓｉ合金、Ｆ
   ｅ−Ｃａ−Ｓｉ−ＲＥ合金、Ｆｅ−Ｃａ−Ｎｉ−Ｓｉ合
   金、Ｎｉ−Ｃａ合金、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃａ合金、およびＣ
   ｕ−Ｃａ合金からなる群から選ばれた少なくとも一種で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
   。
3. （３）前記カルシウム含有金属添加剤が、金属カルシウ
   ム３〜３５％、残部実質的に鉄粉からなる混合物を圧縮
   成形してなるＦｅ−Ｃａブリケットであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）前記粒状もしくは塊状カルシウム合金またはカル
   シウム含有金属添加剤の表面が微細鉄粉で被覆されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のい
   づれか一項記載の方法。
5. （５）前記粒状もしくは塊状のカルシウム合金またはカ
   ルシウム含有金属添加剤の表面が耐火物材料と鉄とで交
   互に被覆されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項〜第３項のいづれか一項記載の方法。
6. （６）前記耐火物材料が金属酸化物であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項〜第４項および第５項のいづ
   れか一項記載の方法。