JPH04214816A - 含クロム溶鋼の精錬方法 - Google Patents
含クロム溶鋼の精錬方法Info
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- JPH04214816A JPH04214816A JP4499791A JP4499791A JPH04214816A JP H04214816 A JPH04214816 A JP H04214816A JP 4499791 A JP4499791 A JP 4499791A JP 4499791 A JP4499791 A JP 4499791A JP H04214816 A JPH04214816 A JP H04214816A
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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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クロム含有量の高い溶
鋼を極低炭素量まで脱炭するための精錬方法に関する。 本発明の精錬により、低炭素かつ低窒素の高クロム
鋼を、短時間で製造することができる。
鋼を極低炭素量まで脱炭するための精錬方法に関する。 本発明の精錬により、低炭素かつ低窒素の高クロム
鋼を、短時間で製造することができる。
【０００２】
【従来の技術】含クロム溶鋼の脱炭法として広く実施さ
れているＡＯＤプロセスは、脱炭が進んで溶鋼中のＣ濃
度が低下してくるとＣｒが酸化されやすくなるから、精
錬のために吹き込むガスの中のＡｒの比率を高くしＯ２
の比率を低くして、Ｃｒの損失が少なくなるようにして
いる。 溶鋼中のＣ濃度が所定の値まで低下したとこ
ろで、フェロシリコンのような還元剤を投入し、Ａｒだ
けを吹き込んで撹拌し、それまでの過程で生成した溶鋼
中のクロム酸化物を還元して回収する。 このように
して、Ｃ含有量が所定の値まで低下し、Ｃｒ含有量は精
錬前の水準に復した溶鋼が得られる。
れているＡＯＤプロセスは、脱炭が進んで溶鋼中のＣ濃
度が低下してくるとＣｒが酸化されやすくなるから、精
錬のために吹き込むガスの中のＡｒの比率を高くしＯ２
の比率を低くして、Ｃｒの損失が少なくなるようにして
いる。 溶鋼中のＣ濃度が所定の値まで低下したとこ
ろで、フェロシリコンのような還元剤を投入し、Ａｒだ
けを吹き込んで撹拌し、それまでの過程で生成した溶鋼
中のクロム酸化物を還元して回収する。 このように
して、Ｃ含有量が所定の値まで低下し、Ｃｒ含有量は精
錬前の水準に復した溶鋼が得られる。
【０００３】ところが、低Ｃ領域では脱炭速度が低下し
て所望のＣ濃度に到達するまでに長時間を要する上に、
Ｃｒの酸化が進みやすい。 Ｃｒの酸化を低減するに
は吹込ガス中のＡｒの比率を高めなければならないが、
そうすると当然にＡｒの消費が増えて不経済である。
て所望のＣ濃度に到達するまでに長時間を要する上に、
Ｃｒの酸化が進みやすい。 Ｃｒの酸化を低減するに
は吹込ガス中のＡｒの比率を高めなければならないが、
そうすると当然にＡｒの消費が増えて不経済である。
【０００４】そこで、Ａｒに代えて同じく非酸化性のＮ
２ガスを使用することが行われているが、適用できる鋼
種に制約がある。
２ガスを使用することが行われているが、適用できる鋼
種に制約がある。
【０００５】非酸化性ガスとしてＡｒを用いるにせよＮ
２を用いるにせよ、低Ｃ領域における脱炭を促進する方
策として、真空精錬法の利用がある。 たとえば特公
昭６０−１００８７に記載の方法は、高クロムステンレ
ス鋼を０．０３％以下の低炭素量に精錬するために、常
圧でＯ２による脱炭をＣ：０．２〜０．４％となるまで
行ない、その後は、非酸化性ガスによる撹拌は続けるが
Ｏ２の吹き込みは停止し、鋼浴上の圧力を約１０Ｔｏｒ
ｒ以下まで連続的に低下させボイリングを起こさせるこ
とによって、所望の脱炭を行なうものである。 特開
昭６１−１３６６１１に記載の精錬方法も同様であって
、まずＡＯＤ装置を用いて大気圧下に脱炭を行ない、つ
いで真空精錬装置を用いて圧力２０Ｔｏｒｒの減圧下で
さらに脱炭を続ける方法である。
２を用いるにせよ、低Ｃ領域における脱炭を促進する方
策として、真空精錬法の利用がある。 たとえば特公
昭６０−１００８７に記載の方法は、高クロムステンレ
ス鋼を０．０３％以下の低炭素量に精錬するために、常
圧でＯ２による脱炭をＣ：０．２〜０．４％となるまで
行ない、その後は、非酸化性ガスによる撹拌は続けるが
Ｏ２の吹き込みは停止し、鋼浴上の圧力を約１０Ｔｏｒ
ｒ以下まで連続的に低下させボイリングを起こさせるこ
とによって、所望の脱炭を行なうものである。 特開
昭６１−１３６６１１に記載の精錬方法も同様であって
、まずＡＯＤ装置を用いて大気圧下に脱炭を行ない、つ
いで真空精錬装置を用いて圧力２０Ｔｏｒｒの減圧下で
さらに脱炭を続ける方法である。
【０００６】本発明者らは、さらに改良された方法とし
て、炭素濃度が約０．２％程度までは大気圧下で含クロ
ム溶鋼にアルゴンのような非酸化性ガスと酸素との混合
ガスを吹き込んで脱炭し、その後は、精錬環境を約２０
０Ｔｏｒｒ程度の減圧にした状態で、アルゴンのような
非酸化性ガスのみを吹き込んでさらに低濃度にまで脱炭
する方法、ならびに、上記真空精錬時に、それまでの過
程で酸化されたクロムの全量を還元するために還元剤を
添加することにより、脱炭と同時にクロム酸化物の還元
も行なう方法を開発し、特願平１−９８４７３として提
案した。
て、炭素濃度が約０．２％程度までは大気圧下で含クロ
ム溶鋼にアルゴンのような非酸化性ガスと酸素との混合
ガスを吹き込んで脱炭し、その後は、精錬環境を約２０
０Ｔｏｒｒ程度の減圧にした状態で、アルゴンのような
非酸化性ガスのみを吹き込んでさらに低濃度にまで脱炭
する方法、ならびに、上記真空精錬時に、それまでの過
程で酸化されたクロムの全量を還元するために還元剤を
添加することにより、脱炭と同時にクロム酸化物の還元
も行なう方法を開発し、特願平１−９８４７３として提
案した。
【０００７】一般に含クロム溶鋼の精錬において、その
過程で生成したクロム酸化物をフェロシリコンのような
還元剤で還元する場合、還元剤の添加量をＷ０とし、ま
たクロム酸化物の全量を還元するために必要な還元剤の
理論量をＷとしたときに、両者の比、すなわちＷ０／Ｗ
を「Ｓｉ添加指数」と呼んでいる。 いま、炭素濃度
Ｃ０（重量％）の含クロム溶鋼を時間ｔ（ｍｉｎ）の間
真空精錬して、炭素濃度をＣ１に変化させたとすると、
Ｃ１とＣ０の間では、 Ｃ１／Ｃ０∝ｅ−ｋｃｔ の関係が成立する。 ここで、ＫＣは、「脱炭反応容
量係数」と呼ばれる定数であって次式であらわされ、Ｋ
Ｃ＝（１／ｔ）ｌｎ（Ｃ０／Ｃ１） このときの真空精錬における脱炭反応の起りやすさの度
合を示す。
過程で生成したクロム酸化物をフェロシリコンのような
還元剤で還元する場合、還元剤の添加量をＷ０とし、ま
たクロム酸化物の全量を還元するために必要な還元剤の
理論量をＷとしたときに、両者の比、すなわちＷ０／Ｗ
を「Ｓｉ添加指数」と呼んでいる。 いま、炭素濃度
Ｃ０（重量％）の含クロム溶鋼を時間ｔ（ｍｉｎ）の間
真空精錬して、炭素濃度をＣ１に変化させたとすると、
Ｃ１とＣ０の間では、 Ｃ１／Ｃ０∝ｅ−ｋｃｔ の関係が成立する。 ここで、ＫＣは、「脱炭反応容
量係数」と呼ばれる定数であって次式であらわされ、Ｋ
Ｃ＝（１／ｔ）ｌｎ（Ｃ０／Ｃ１） このときの真空精錬における脱炭反応の起りやすさの度
合を示す。
【０００８】また、真空精錬前の窒素濃度をＮ０（重量
％）、時間ｔ（ｍｉｎ）の真空精錬後の窒素濃度をＮ１
としたとき、 ＫＮ＝（１／ｔ）・（１／Ｎ１−１／Ｎ０）で示される
値ＫＮは、「脱窒反応容量係数」と呼ばれ、このときの
真空精錬における脱窒反応の起りやすさを示す。
％）、時間ｔ（ｍｉｎ）の真空精錬後の窒素濃度をＮ１
としたとき、 ＫＮ＝（１／ｔ）・（１／Ｎ１−１／Ｎ０）で示される
値ＫＮは、「脱窒反応容量係数」と呼ばれ、このときの
真空精錬における脱窒反応の起りやすさを示す。
【０００９】上記特許出願の方法において、本発明者ら
は、窒素濃度０．１５重量％、クロム含有量１７．２％
の含クロム溶鋼に対し、Ｓｉ添加指数を変えて還元剤を
添加したのち、２００Ｔｏｒｒの真空下で、アルゴンを
０．３Ｎｍ３／分・溶鋼トンの流量で吹き込んで１０分
間精錬し、種々のＳｉ添加指数につき、得られた溶鋼中
の酸素濃度、炭素濃度、窒素濃度を測定した。 その
結果を、酸素濃度とＳｉ添加指数との関係として図１に
示し、前記脱炭反応容量係数とＳｉ添加指数との関係、
および脱窒反応容量係数とＳｉ添加指数との関係を、そ
れぞれ図２および図３に示した。 これらの図から明
らかなように、Ｓｉ添加指数１．０の前後で含クロム溶
鋼中の酸素濃度は特異な挙動を示し（図１）、ＫＣは大
から小へと転換している。 一方、ＫＮは全体として
、Ｓｉ添加指数１．０までは変化ないが、この値を境に
して増大の傾向を示している。
は、窒素濃度０．１５重量％、クロム含有量１７．２％
の含クロム溶鋼に対し、Ｓｉ添加指数を変えて還元剤を
添加したのち、２００Ｔｏｒｒの真空下で、アルゴンを
０．３Ｎｍ３／分・溶鋼トンの流量で吹き込んで１０分
間精錬し、種々のＳｉ添加指数につき、得られた溶鋼中
の酸素濃度、炭素濃度、窒素濃度を測定した。 その
結果を、酸素濃度とＳｉ添加指数との関係として図１に
示し、前記脱炭反応容量係数とＳｉ添加指数との関係、
および脱窒反応容量係数とＳｉ添加指数との関係を、そ
れぞれ図２および図３に示した。 これらの図から明
らかなように、Ｓｉ添加指数１．０の前後で含クロム溶
鋼中の酸素濃度は特異な挙動を示し（図１）、ＫＣは大
から小へと転換している。 一方、ＫＮは全体として
、Ｓｉ添加指数１．０までは変化ないが、この値を境に
して増大の傾向を示している。
【００１０】本発明者らは上記した知見に基づき、特願
平１−９８４７３の方法における含クロム溶鋼へのシリ
コン系還元剤の添加時期と添加量の関係を研究した結果
、後述する方法によれば、溶鋼中の炭素濃度を０．０１
％以下にすることができ、しかも窒素濃度も０．０２％
程度にまで低減することができることを見出した。
平１−９８４７３の方法における含クロム溶鋼へのシリ
コン系還元剤の添加時期と添加量の関係を研究した結果
、後述する方法によれば、溶鋼中の炭素濃度を０．０１
％以下にすることができ、しかも窒素濃度も０．０２％
程度にまで低減することができることを見出した。
【００１１】前記の大気圧精錬と真空精錬とを組み合わ
せた方法（特公昭６０−１００８７、特開昭６１−１３
６６１１）は、比較的高Ｃ濃度のレベルからＯ２の供給
を止めるから、Ｃｒの酸化による損失がそれだけ少なく
て済むものの、急激な真空の適用はＣＯガスの大量発生
をひきおこし、爆発の危険を招く。 真空吸引をゆる
やかにすれば危険はなくなるが、経過時間が長くなって
鋼浴温度が低下すれば反応が遅くなるという、別の悩み
が出てくる。 また、圧力を１０Ｔｏｒｒ以下という
低圧にすれば、溶鋼のスプラッシュが激しくなって、合
金材料投入用ホッパーが閉塞するなどの問題が生じる。 そのため、これらの方法においては、酸化されたＣ
ｒを回収するための還元剤の添加を、最終的な脱炭と同
時に行なうことが事実上不可能である。 脱炭終了後
に還元剤を添加すればＣｒ回収はできるが、精錬時間は
長くなる。
せた方法（特公昭６０−１００８７、特開昭６１−１３
６６１１）は、比較的高Ｃ濃度のレベルからＯ２の供給
を止めるから、Ｃｒの酸化による損失がそれだけ少なく
て済むものの、急激な真空の適用はＣＯガスの大量発生
をひきおこし、爆発の危険を招く。 真空吸引をゆる
やかにすれば危険はなくなるが、経過時間が長くなって
鋼浴温度が低下すれば反応が遅くなるという、別の悩み
が出てくる。 また、圧力を１０Ｔｏｒｒ以下という
低圧にすれば、溶鋼のスプラッシュが激しくなって、合
金材料投入用ホッパーが閉塞するなどの問題が生じる。 そのため、これらの方法においては、酸化されたＣ
ｒを回収するための還元剤の添加を、最終的な脱炭と同
時に行なうことが事実上不可能である。 脱炭終了後
に還元剤を添加すればＣｒ回収はできるが、精錬時間は
長くなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的は
、極低炭素でかつ極低窒素でもある含クロム鋼を製造す
ることができ、しかもそれら炭素濃度や窒素濃度を制御
することができる含クロム溶鋼の精錬方法を提供するこ
とにある。
、極低炭素でかつ極低窒素でもある含クロム鋼を製造す
ることができ、しかもそれら炭素濃度や窒素濃度を制御
することができる含クロム溶鋼の精錬方法を提供するこ
とにある。
【００１３】本発明の第二の目的は、含クロム溶鋼の脱
炭精錬において、真空の適用による脱炭の促進を、ＣＯ
ガスの大量発生がひきおこす爆発の危険を招くことなく
、かつ溶鋼のスプラッシュを実際上差し支えのない程度
に抑えて、還元剤の添加によるＣｒ回収を最終的な脱炭
と同時に行なうことを可能にした精錬方法を提供するこ
とにある。
炭精錬において、真空の適用による脱炭の促進を、ＣＯ
ガスの大量発生がひきおこす爆発の危険を招くことなく
、かつ溶鋼のスプラッシュを実際上差し支えのない程度
に抑えて、還元剤の添加によるＣｒ回収を最終的な脱炭
と同時に行なうことを可能にした精錬方法を提供するこ
とにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の含クロム鋼の精錬方法は、精錬容器内で含クロム
鋼の溶鋼中にガスを吹き込んで脱炭を行なう精錬方法に
おいて、以下の３種の態様がある。
発明の含クロム鋼の精錬方法は、精錬容器内で含クロム
鋼の溶鋼中にガスを吹き込んで脱炭を行なう精錬方法に
おいて、以下の３種の態様がある。
【００１５】その第一は、溶鋼中のＣ濃度が０．１５％
（重量）以下に低下するまでは、吹込ガスとして非酸化
性ガスとＯ２との混合ガスを使用して大気圧下に操業し
、Ｃ濃度がこの値以下に低下した後は、溶鋼中のクロム
酸化物を還元するために必要な理論量以下の量の還元剤
を添加したのち減圧して容器内の圧力を１５０〜２０Ｔ
ｏｒｒに低下させ、吹込ガスとして非酸化性ガスのみを
使用し、その吹込量を溶鋼トンあたり少なくとも０．２
Ｎｍ３／分として真空下に操業することを特徴とする。 第二は、溶鋼中のＣ濃度が０．１５％（重量）以下
に低下するまでは、吹込ガスとして非酸化性ガスとＯ２
との混合ガスを使用して大気圧下に操業し、Ｃ濃度がこ
の値以下に低下した後は、溶鋼中のクロム酸化物を還元
するために必要な理論量を超える量の還元剤を添加した
のち減圧して容器内の圧力を１５０〜２０Ｔｏｒｒに低
下させ、吹込ガスとして非酸化性ガスのみを使用し、そ
の吹込量を溶鋼トンあたり少なくとも０．２Ｎｍ３／分
として真空下に操業することを特徴とする。
（重量）以下に低下するまでは、吹込ガスとして非酸化
性ガスとＯ２との混合ガスを使用して大気圧下に操業し
、Ｃ濃度がこの値以下に低下した後は、溶鋼中のクロム
酸化物を還元するために必要な理論量以下の量の還元剤
を添加したのち減圧して容器内の圧力を１５０〜２０Ｔ
ｏｒｒに低下させ、吹込ガスとして非酸化性ガスのみを
使用し、その吹込量を溶鋼トンあたり少なくとも０．２
Ｎｍ３／分として真空下に操業することを特徴とする。 第二は、溶鋼中のＣ濃度が０．１５％（重量）以下
に低下するまでは、吹込ガスとして非酸化性ガスとＯ２
との混合ガスを使用して大気圧下に操業し、Ｃ濃度がこ
の値以下に低下した後は、溶鋼中のクロム酸化物を還元
するために必要な理論量を超える量の還元剤を添加した
のち減圧して容器内の圧力を１５０〜２０Ｔｏｒｒに低
下させ、吹込ガスとして非酸化性ガスのみを使用し、そ
の吹込量を溶鋼トンあたり少なくとも０．２Ｎｍ３／分
として真空下に操業することを特徴とする。
【００１６】そして第三は、溶鋼中のＣ濃度が０．１５
％（重量）以下に低下するまでは、吹込ガスとして非酸
化性ガスとＯ２との混合ガスを使用して大気圧下に操業
し、Ｃ濃度がこの値以下に低下したのちは、減圧して容
器内の圧力を１５０〜２０Ｔｏｒｒに低下させ、吹込ガ
スとして非酸化性ガスのみを使用し、その吹込量を溶鋼
トンあたり少なくとも０．２Ｎｍ３／分として真空下に
操業しながら、還元剤を連続的ないし断続的に添加し、
その総量を、溶鋼中のクロム酸化物を還元するために必
要な理論量を超えるに至るまで増大させることを特徴と
する。
％（重量）以下に低下するまでは、吹込ガスとして非酸
化性ガスとＯ２との混合ガスを使用して大気圧下に操業
し、Ｃ濃度がこの値以下に低下したのちは、減圧して容
器内の圧力を１５０〜２０Ｔｏｒｒに低下させ、吹込ガ
スとして非酸化性ガスのみを使用し、その吹込量を溶鋼
トンあたり少なくとも０．２Ｎｍ３／分として真空下に
操業しながら、還元剤を連続的ないし断続的に添加し、
その総量を、溶鋼中のクロム酸化物を還元するために必
要な理論量を超えるに至るまで増大させることを特徴と
する。
【００１７】上記いずれの方法においても、大気圧下の
操業においてＯ２と混合して吹き込む非酸化性のガスと
しては、ＡｒやＨｅのような不活性ガスのほかに、Ｎ２
を用いることもできる。 混合ガス中のＯ２と非酸化
性ガスとの混合比は、吹き込みの初期はＯ２混合比を高
くして脱炭反応を迅速に進め、脱炭反応が進んで含クロ
ム溶鋼中のＣ濃度が低減するにつれて、非酸化性ガスの
混合比を次第に高める、すなわち、Ｏ２混合比を次第に
低めるようにする。
操業においてＯ２と混合して吹き込む非酸化性のガスと
しては、ＡｒやＨｅのような不活性ガスのほかに、Ｎ２
を用いることもできる。 混合ガス中のＯ２と非酸化
性ガスとの混合比は、吹き込みの初期はＯ２混合比を高
くして脱炭反応を迅速に進め、脱炭反応が進んで含クロ
ム溶鋼中のＣ濃度が低減するにつれて、非酸化性ガスの
混合比を次第に高める、すなわち、Ｏ２混合比を次第に
低めるようにする。
【００１８】
【作用】図１に示す精錬容器（１）内で含クロム鋼の溶
鋼（２）中に、非酸化性ガスたとえばＡｒとＯ２との混
合ガスを吹き込むと、溶鋼はガス（３）による撹拌を受
け、その間にＯ２による脱炭が進む。 大気圧下の精
錬によりＣ濃度が０．１５％以下に低下したならば、Ｏ
２の供給を止め、非酸化性ガスの吹き込みを続けるとと
もに、真空精錬に移行する。
鋼（２）中に、非酸化性ガスたとえばＡｒとＯ２との混
合ガスを吹き込むと、溶鋼はガス（３）による撹拌を受
け、その間にＯ２による脱炭が進む。 大気圧下の精
錬によりＣ濃度が０．１５％以下に低下したならば、Ｏ
２の供給を止め、非酸化性ガスの吹き込みを続けるとと
もに、真空精錬に移行する。
【００１９】ここで、精錬の切換えを、含クロム溶鋼中
のＣ濃度が０．２％以下に低下した時点で行なう理由は
、Ｃ濃度が０．１５％より低い含クロム溶鋼に、大気圧
下でＯ２と非酸化性ガスとの混合ガスの吹き込みを続け
ると、前記したように、脱炭は効率的に進まない一方で
、Ｃｒの酸化による損失が増大してしまうからである。
のＣ濃度が０．２％以下に低下した時点で行なう理由は
、Ｃ濃度が０．１５％より低い含クロム溶鋼に、大気圧
下でＯ２と非酸化性ガスとの混合ガスの吹き込みを続け
ると、前記したように、脱炭は効率的に進まない一方で
、Ｃｒの酸化による損失が増大してしまうからである。
【００２０】第一の態様においては、Ｃ濃度が０．１５
％以下に低下した含クロム溶鋼に、金属シリコンやフェ
ロシリコンのような還元剤を添加し、この還元剤の添加
量を、上記したＣｒ酸化物の全量を還元するために必要
な理論量以下にする。 すなわち、Ｓｉ添加指数が１
．０以下となるように還元剤を添加する。
％以下に低下した含クロム溶鋼に、金属シリコンやフェ
ロシリコンのような還元剤を添加し、この還元剤の添加
量を、上記したＣｒ酸化物の全量を還元するために必要
な理論量以下にする。 すなわち、Ｓｉ添加指数が１
．０以下となるように還元剤を添加する。
【００２１】還元剤のＳｉ成分により、それまでの過程
で酸化物として生成しスラグ中に含まれているクロム酸
化物（例えばＣｒ２Ｏ３）は、次式： ２Ｃｒ２Ｏ３＋３Ｓｉ→４Ｃｒ＋３ＳｉＯ２ ………
（１） の反応によって還元され、生成したＣｒが含クロム溶鋼
に再度溶解する。
で酸化物として生成しスラグ中に含まれているクロム酸
化物（例えばＣｒ２Ｏ３）は、次式： ２Ｃｒ２Ｏ３＋３Ｓｉ→４Ｃｒ＋３ＳｉＯ２ ………
（１） の反応によって還元され、生成したＣｒが含クロム溶鋼
に再度溶解する。
【００２２】前記したように、Ｃ濃度０．２〜０．４％
のレベルで真空を適用すると、多量のＣＯガスが発生し
（主としてＣｒ２Ｏ３＋Ｃ→３ＣＯ↑＋２Ｃｒの反応に
よると考えられる）、精錬容器の上部空間または排ガス
ダクト内でＯ２と反応して爆発するおそれがある。
いうまでもなく爆発は、作業者の安全を確保し、装置の
損傷を避ける上で防がなければならない。Ｃ濃度が０．
１５％またはそれ以下になれば、こうした爆発の危険が
実質上なくなって好ましい。
のレベルで真空を適用すると、多量のＣＯガスが発生し
（主としてＣｒ２Ｏ３＋Ｃ→３ＣＯ↑＋２Ｃｒの反応に
よると考えられる）、精錬容器の上部空間または排ガス
ダクト内でＯ２と反応して爆発するおそれがある。
いうまでもなく爆発は、作業者の安全を確保し、装置の
損傷を避ける上で防がなければならない。Ｃ濃度が０．
１５％またはそれ以下になれば、こうした爆発の危険が
実質上なくなって好ましい。
【００２３】真空精錬においては、吹込ガスが非酸化性
ガスであるため、含クロム溶鋼中のＣｒの酸化損失は抑
制された状態で、溶鋼がガスによって激しく撹拌され、
またＣｒ酸化物は添加した還元剤と反応する。
ガスであるため、含クロム溶鋼中のＣｒの酸化損失は抑
制された状態で、溶鋼がガスによって激しく撹拌され、
またＣｒ酸化物は添加した還元剤と反応する。
【００２４】式（１）の反応により、スラグ内にはＳｉ
Ｏ２が生成し、それによりスラグは低融点スラグに変り
、流動性が向上する。 そのため、スラグは吹込ガス
によって撹拌されている含クロム溶鋼と混合しやすくな
り、接触面積が増加する。
Ｏ２が生成し、それによりスラグは低融点スラグに変り
、流動性が向上する。 そのため、スラグは吹込ガス
によって撹拌されている含クロム溶鋼と混合しやすくな
り、接触面積が増加する。
【００２５】その結果、スラグ中のＣｒ酸化物は、式（
１）に基づいて還元されると同時に、接触する含クロム
溶鋼中のＣとの間で、次式： Ｃｒ２Ｏ３＋３Ｃ→２Ｃｒ＋３ＣＯ ……… （２
）で示される反応により還元される。 式（２）の反
応は、含クロム溶鋼の側からみると、脱炭反応である。
１）に基づいて還元されると同時に、接触する含クロム
溶鋼中のＣとの間で、次式： Ｃｒ２Ｏ３＋３Ｃ→２Ｃｒ＋３ＣＯ ……… （２
）で示される反応により還元される。 式（２）の反
応は、含クロム溶鋼の側からみると、脱炭反応である。
【００２６】このような式（１）、式（２）で示される
反応の同時進行により、含クロム溶鋼の脱炭が効率的に
進む。
反応の同時進行により、含クロム溶鋼の脱炭が効率的に
進む。
【００２７】上記した式（１）および式（２）で示され
る反応を促進するためには、含クロム溶鋼と低融点化し
たスラグとの混合撹拌を効率よく行ない、かつ、生成す
るＣＯの分圧を低めることが有用であるから、真空精錬
時の減圧の度合は大きいほどよい。 実際、３００な
いし２００Ｔｏｒｒ程度までは、溶鋼中のＣ成分による
Ｃｒ酸化物の還元すなわち脱炭およびＣｒ回収が促進さ
れないので、２００Ｔｏｒｒ以下とくに１５０Ｔｏｒｒ
以下にする必要がある。一方で、過度の真空吸引は、前
述のように急激なＣＯの発生によるスプラッシュの発生
という困難を招くから、適切な減圧度の真空吸引を実施
する。 ２０Ｔｏｒｒの下限は、その圧力下でスプラ
ッシュが実際上許容し得る限度に止まるという理由から
定めたものである。
る反応を促進するためには、含クロム溶鋼と低融点化し
たスラグとの混合撹拌を効率よく行ない、かつ、生成す
るＣＯの分圧を低めることが有用であるから、真空精錬
時の減圧の度合は大きいほどよい。 実際、３００な
いし２００Ｔｏｒｒ程度までは、溶鋼中のＣ成分による
Ｃｒ酸化物の還元すなわち脱炭およびＣｒ回収が促進さ
れないので、２００Ｔｏｒｒ以下とくに１５０Ｔｏｒｒ
以下にする必要がある。一方で、過度の真空吸引は、前
述のように急激なＣＯの発生によるスプラッシュの発生
という困難を招くから、適切な減圧度の真空吸引を実施
する。 ２０Ｔｏｒｒの下限は、その圧力下でスプラ
ッシュが実際上許容し得る限度に止まるという理由から
定めたものである。
【００２８】真空精錬時の非酸化性ガスの吹き込み量も
多いほどよいことになり、溶鋼トンあたり０．２Ｎｍ３
／分以上あることが必要であるが、減圧下であるため、
それほど大量である必要はない。
多いほどよいことになり、溶鋼トンあたり０．２Ｎｍ３
／分以上あることが必要であるが、減圧下であるため、
それほど大量である必要はない。
【００２９】第二の態様においては、Ｓｉ添加指数が１
．０以上となるように還元剤を添加してから、第一の態
様と同様に、減圧下における非酸化性ガスの吹き込みを
行なうから、前記の式による脱炭反応の進行と同時に、
過剰に添加されたシリコン成分による含クロム溶鋼の脱
酸反応も起る。 その結果、表面活性元素である酸素
の低減による脱窒反応も進行する。 このようにして
、第二の態様によれば、低Ｃでありかつ低Ｎでもある高
Ｃｒ溶鋼を製造することができる。
．０以上となるように還元剤を添加してから、第一の態
様と同様に、減圧下における非酸化性ガスの吹き込みを
行なうから、前記の式による脱炭反応の進行と同時に、
過剰に添加されたシリコン成分による含クロム溶鋼の脱
酸反応も起る。 その結果、表面活性元素である酸素
の低減による脱窒反応も進行する。 このようにして
、第二の態様によれば、低Ｃでありかつ低Ｎでもある高
Ｃｒ溶鋼を製造することができる。
【００３０】第三の態様は、第一の態様と第二の態様が
連続的に行なわれる方法ということができ、精錬条件を
真空下に切換え、吹込ガスを非酸化性ガスに切換えてか
ら、Ｓｉ添加指数が１．０以上となるまで還元剤を含ク
ロム溶鋼に徐々に添加する態様である。
連続的に行なわれる方法ということができ、精錬条件を
真空下に切換え、吹込ガスを非酸化性ガスに切換えてか
ら、Ｓｉ添加指数が１．０以上となるまで還元剤を含ク
ロム溶鋼に徐々に添加する態様である。
【００３１】このとき、前半の過程、すなわちＳｉ添加
指数が１．０までの過程では脱炭が効率よく優先的に進
行し、後半の過程、すなわち、Ｓｉ添加指数が１．０を
超えた過程では脱酸が起り、それに伴って脱窒が効果的
に進行する。
指数が１．０までの過程では脱炭が効率よく優先的に進
行し、後半の過程、すなわち、Ｓｉ添加指数が１．０を
超えた過程では脱酸が起り、それに伴って脱窒が効果的
に進行する。
【００３２】
【実施例】［実施例１］
図１に示した構造の、精錬炉に真空吸引を可能にする真
空フード（４）を設けた精錬容器（１）を使用し、Ｃ：
１．２０％、Ｎ：０．０４％およびＣｒ：１８．２％を
含有する含クロム溶鋼の脱炭精錬を行なった。
空フード（４）を設けた精錬容器（１）を使用し、Ｃ：
１．２０％、Ｎ：０．０４％およびＣｒ：１８．２％を
含有する含クロム溶鋼の脱炭精錬を行なった。
【００３３】大気圧下の操業は、吹込ガスのＯ２／Ａｒ
の比を、まず６／１、次は３／１、さらに１／１と変化
させながら、２０分間にわたって行なった。 それに
より、Ｃ濃度は０．１５％、に低下し、Ｃｒ量は１７．
２％に減少した。 Ｎ濃度は０．１５％であった。
の比を、まず６／１、次は３／１、さらに１／１と変化
させながら、２０分間にわたって行なった。 それに
より、Ｃ濃度は０．１５％、に低下し、Ｃｒ量は１７．
２％に減少した。 Ｎ濃度は０．１５％であった。
【００３４】金属シリコンをＳｉ添加指数０．８で添加
し、精錬条件を真空度３０Ｔｏｒｒの減圧にし、かつ、
吹込ガスをＡｒに切換え、０．３Ｎｍ３／分・溶鋼トン
の流量で１０分間精錬した。 得られた含クロム溶鋼
は、Ｃ：０．００５％、Ｎ：０．０５％、Ｃｒ：１８．
００％であった。
し、精錬条件を真空度３０Ｔｏｒｒの減圧にし、かつ、
吹込ガスをＡｒに切換え、０．３Ｎｍ３／分・溶鋼トン
の流量で１０分間精錬した。 得られた含クロム溶鋼
は、Ｃ：０．００５％、Ｎ：０．０５％、Ｃｒ：１８．
００％であった。
【００３５】最後に精錬条件を７６０Ｔｏｒｒに戻して
、上記流量のＡｒで５分間、溶鋼を撹拌した。 得ら
れた含クロム溶鋼は、Ｃ：０．００５％、Ｎ：０．０４
％、Ｃｒ：１８．２０％であった。
、上記流量のＡｒで５分間、溶鋼を撹拌した。 得ら
れた含クロム溶鋼は、Ｃ：０．００５％、Ｎ：０．０４
％、Ｃｒ：１８．２０％であった。
【００３６】［実施例２］
Ｃ：１．２０％、Ｎ：０．０４％、Ｃｒ量：１８．２０
％の含クロム溶鋼に、７６０Ｔｏｒｒ（大気圧）下で、
Ｏ２とＮ２の混合ガスを２０分間吹き込んだ。 この
とき、混合ガス中のＯ２／Ｎ２比（体積比）は、６／１
→３／１→１／１の３段階に変化させた。 得られた
含クロム溶鋼は、Ｃ：０．１５％、Ｎ：０．１５％、Ｃ
ｒ：１７．２０％であり、脱炭と同時にＣｒの酸化損失
が認められた。
％の含クロム溶鋼に、７６０Ｔｏｒｒ（大気圧）下で、
Ｏ２とＮ２の混合ガスを２０分間吹き込んだ。 この
とき、混合ガス中のＯ２／Ｎ２比（体積比）は、６／１
→３／１→１／１の３段階に変化させた。 得られた
含クロム溶鋼は、Ｃ：０．１５％、Ｎ：０．１５％、Ｃ
ｒ：１７．２０％であり、脱炭と同時にＣｒの酸化損失
が認められた。
【００３７】つぎに、金属シリコンをＳｉ添加指数２．
０で添加し、精錬条件を真空度３０Ｔｏｒｒの減圧にし
、かつ、吹込ガスをＡｒに切換え、０．３Ｎｍ３／分・
溶鋼トンの流量で流し、１０分間精錬した。 得られ
た含クロム溶鋼は、Ｃ：０．００３％、Ｎ：０．０２５
％、Ｃｒ：１８．２０％であった。
０で添加し、精錬条件を真空度３０Ｔｏｒｒの減圧にし
、かつ、吹込ガスをＡｒに切換え、０．３Ｎｍ３／分・
溶鋼トンの流量で流し、１０分間精錬した。 得られ
た含クロム溶鋼は、Ｃ：０．００３％、Ｎ：０．０２５
％、Ｃｒ：１８．２０％であった。
【００３８】［実施例３］
Ｃ：１．２０％、Ｎ：０．０４％、Ｃｒ：１８．２０％
の含クロム溶鋼に、７６０Ｔｏｒｒ（大気圧）下で、Ｏ
２とＮ２の混合ガスを２０分間吹き込んだ。 このと
き、混合ガス中のＯ２／Ｎ２比（体積比）は、６／１→
３／１→１／１ の３段階に変化させた。 得られ
た含クロム溶鋼は、Ｃ：０．１５％、Ｎ：０．１５％、
Ｃｒ：１７．２０％であり、脱炭と同時にＣｒの酸化損
失が認められた。
の含クロム溶鋼に、７６０Ｔｏｒｒ（大気圧）下で、Ｏ
２とＮ２の混合ガスを２０分間吹き込んだ。 このと
き、混合ガス中のＯ２／Ｎ２比（体積比）は、６／１→
３／１→１／１ の３段階に変化させた。 得られ
た含クロム溶鋼は、Ｃ：０．１５％、Ｎ：０．１５％、
Ｃｒ：１７．２０％であり、脱炭と同時にＣｒの酸化損
失が認められた。
【００３９】つぎに、精錬条件を真空度３０Ｔｏｒｒの
減圧にし、吹込ガスをＡｒに切換え、流量０．３Ｎｍ３
／分・溶鋼トンで流し、Ｓｉ添加指数２．０の金属シリ
コンを１０分間かけて徐々に添加した。 得られた含
クロム溶鋼は、Ｃ：０．００５％、Ｎ：０．０２５％、
Ｃｒ：１８．２０％であり、極低炭素、極低窒素の溶鋼
になっていた。
減圧にし、吹込ガスをＡｒに切換え、流量０．３Ｎｍ３
／分・溶鋼トンで流し、Ｓｉ添加指数２．０の金属シリ
コンを１０分間かけて徐々に添加した。 得られた含
クロム溶鋼は、Ｃ：０．００５％、Ｎ：０．０２５％、
Ｃｒ：１８．２０％であり、極低炭素、極低窒素の溶鋼
になっていた。
【００４０】
【発明の効果】本発明の方法によれば、還元剤の添加時
期と添加量を制御することにより、短時間で、低炭素で
あるか、または低炭素かつ低窒素である含クロム溶鋼を
精錬することができる。 精錬時間が短いこともあっ
て、高価なＡｒの消費量も少なくなり、低コストで極低
炭素の含クロム鋼を製造することが可能になる。
期と添加量を制御することにより、短時間で、低炭素で
あるか、または低炭素かつ低窒素である含クロム溶鋼を
精錬することができる。 精錬時間が短いこともあっ
て、高価なＡｒの消費量も少なくなり、低コストで極低
炭素の含クロム鋼を製造することが可能になる。
【図１】 本発明の精錬方法を説明するための、精錬
中の容器の断面図。
中の容器の断面図。
【図２】 Ｓｉ添加指数と含クロム溶鋼中のＯ濃度と
の関係を示すグラフ。
の関係を示すグラフ。
【図３】 Ｓｉ添加指数と、脱炭反応容量係数（ＫＣ
）との関係を示すグラフ。
）との関係を示すグラフ。
【図４】 Ｓｉ添加指数と、脱窒反応容量係数（ＫＮ
）との関係を示すグラフ。
）との関係を示すグラフ。
１ 精錬容器
２ 溶鋼
３ ガス
４ 真空フード
Claims (3)
- 【請求項１】 精錬容器内で含クロム鋼の溶鋼中にガ
スを吹き込んで脱炭を行なう精錬方法において、溶鋼中
のＣ濃度が０．１５％（重量）以下に低下するまでは、
吹込ガスとして非酸化性ガスとＯ２との混合ガスを使用
して大気圧下に操業し、Ｃ濃度がこの値以下に低下した
後は、溶鋼中のクロム酸化物を還元するために必要な理
論量以下の量の還元剤を添加したのち減圧して容器内の
圧力を１５０〜２０Ｔｏｒｒに低下させ、吹込ガスとし
て非酸化性ガスのみを使用し、その吹込量を溶鋼トンあ
たり少なくとも０．２Ｎｍ３／分として真空下に操業す
ることを特徴とする含クロム溶鋼の精錬方法。 - 【請求項２】 精錬容器内で含クロム鋼の溶鋼中にガ
スを吹き込んで脱炭を行なう精錬方法において、溶鋼中
のＣ濃度が０．１５％（重量）以下に低下するまでは、
吹込ガスとして非酸化性ガスとＯ２との混合ガスを使用
して大気圧下に操業し、Ｃ濃度がこの値以下に低下した
後は、溶鋼中のクロム酸化物を還元するために必要な理
論量を超える量の還元剤を添加したのち減圧して容器内
の圧力を１５０〜２０Ｔｏｒｒに低下させ、吹込ガスと
して非酸化性ガスのみを使用し、その吹込量を溶鋼トン
あたり少なくとも０．２Ｎｍ３／分として真空下に操業
することを特徴とする高クロム鋼の精錬方法。 - 【請求項３】 精錬容器内で高クロム鋼の溶解中にガ
スを吹き込んで脱炭を行なう精錬方法において、溶鋼中
のＣ濃度が０．１５％（重量）以下に低下するまでは、
吹込ガスとして非酸化性ガスとＯ２との混合ガスを使用
して大気圧下に操業し、Ｃ濃度がこの値以下に低下した
後は、減圧して容器内の圧力を１５０〜２０Ｔｏｒｒに
低下させ、吹込ガスとして非酸化性ガスのみを使用し、
その吹込量を溶鋼トンあたり少なくとも０．２Ｎｍ３／
分として真空下に操業しながら、還元剤を連続的ないし
断続的に添加し、その総量を、溶鋼中のクロム酸化物を
還元するために必要な理論量を超えるに至るまで増大さ
せることを特徴とする高クロム鋼の精錬方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4499791A JP2850552B2 (ja) | 1990-07-27 | 1991-03-11 | 含クロム溶鋼の精錬方法 |
| KR1019920001728A KR100214832B1 (ko) | 1991-02-06 | 1992-02-06 | 고 크롬강의 정련 방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-199873 | 1990-07-27 | ||
| JP19987390 | 1990-07-27 | ||
| JP4499791A JP2850552B2 (ja) | 1990-07-27 | 1991-03-11 | 含クロム溶鋼の精錬方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04214816A true JPH04214816A (ja) | 1992-08-05 |
| JP2850552B2 JP2850552B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=26384956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4499791A Expired - Lifetime JP2850552B2 (ja) | 1990-07-27 | 1991-03-11 | 含クロム溶鋼の精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2850552B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101398444B1 (ko) | 2013-11-06 | 2014-05-27 | 주식회사 코베아 | 밸브 |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP4499791A patent/JP2850552B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2850552B2 (ja) | 1999-01-27 |
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Legal Events
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