JPH0456713A - 高クロム低ｐ低ｓ鋼用溶銑の処理方法 - 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、Ｐ及びＳ含有量の少ない高クロム鋼用溶銑の
高効率な溶製方法に関するものである。

（従来の技術） ステンレス鋼に代表される高クロム鋼は、ＣＰ）及び（
Ｓ）含有量の規制濃度が低いため、さまざまな方法で溶
製されてきた。

まず、脱Ｐに関しては、例えば、転炉を用い、まず溶銑
の脱Ｐ吹錬を行なった後、出銑、排滓し、生成した低（
Ｐ）溶銑を転炉に再装入し、フェロクロム合金を添加し
、合金の溶解と脱炭を行なう、いわゆる２スラグ法や、
溶銑鍋等で予備脱Ｐされた低Ｐ溶銑を用い、転炉でフェ
ロクロム合金を添加し、溶解と脱炭を行なう方法が広（
用いられている。また、近年、クロム鉱石の転炉内での
溶融還元技術が開発された（藤田正樹９片山裕之ら２鉄
と綱、７４　（１９８８）、Ｐ、６８０）ため、予備膜
Ｐ溶銑を用い、転炉でクロム鉱石を溶融還元する方法も
実用化されている。特に、溶融還元を用いる方法で、経
済的にＰを除去するため、溶融還元により生成したクロ
ム含有溶銑を脱Ｐする方法も提案されており、安価なＣ
ａＯ，ＣａＦｚ＋ＣａＣｆｚ。

酸化鉄を用いたフラックスが開発されている（特開昭６
３−６０２２２号、特開昭５７−７０２１９号公報）。

さらに、本発明者らは、ＣａＯが５１〜７５％、残りが
ＣａＦｚからなるフラックスと、フラックス中のＣａＯ
に対しＣａＯ（ｋｇ）　／Ｆｅｄ（ｋｇ）として０．７
〜３の比に配合した酸化鉄を同時にインジェクションす
ることと、この処理中に、酸素ガスを０．０７５〜０、
２７５　Ｎポ／（分・ｔｏｎ　）上吹きすることとを組
み合わせることにより、効率的な脱Ｐが可能であること
から「高クロム低Ｐ綱の溶製方法」を従業している。

また、脱Ｓに関しては、転炉での粗脱炭を終了した後、
還元用のＦｅ−Ｓｉ合金と生石灰とを投入し、脱炭中に
酸化されたＣｒ分の回収と同時に行ない、さらに、低Ｓ
鋼に対してはＶＯＤやＡ’ＯＤでの仕上げ脱炭後にも、
再び同様な方法で行なっているのが一般的である。これ
に対して、溶融還元により生成したクロム含有溶銑を脱
Ｐする場合にば、同時に脱Ｓが生じるが、溶融還元にＳ
含有量の多い安価な炭材を使用する場合には、脱炭後の
脱Ｓが必須であった。

一方、従来より、普通鋼向けの溶銑脱Ｐスラグを溶銑脱
Ｓｉ工程にリサイクルする方法が従業されており、脱Ｓ
ｉ時の生石灰原単位の削減やスラグ中粒鉄分の回収によ
る歩留の向上が可能となっている。

（発明が解決しようとする課題） このように、脱Ｐと脱Ｓとを、それぞれ溶銑段階と溶鋼
段階とに分離して行なっているため、低Ｐ、低Ｓ鋼を溶
製する場合には、生石灰に代表されるフラックスコスト
がかかる上に、転炉やＶＯＯ。

ＡＯＤで、高温状態で脱Ｓ能に冨むスラグを造ることに
より、耐火物の溶損が極めて大きいという問題があった
。

また、溶融還元を用いて生成した溶銑を脱Ｐ処理する場
合には、同時に脱Ｓが起こる上に、溶融還元中の脱Ｓも
大きいが、低Ｓ鋼をこの方法で溶製しようとする場合に
は、脱Ｐフラックスコストの増大や、低Ｓ炭材の利用に
よる炭材コストの増加といった問題点を生ずる。

一方、普通鋼向けの溶銑脱Ｐスラグを残留させたまま溶
銑を受銑した場合には、スラグ中の（Ｆｅｄ）が低下し
、脱Ｓは期待できるものの、脱Ｐ処理によりスラグへ移
行した（ｐｚｏｓ）が再び溶銑へ戻る、いわゆる復Ｐが
必ず生じるという問題が容易に推定される。

（課題を解決するための手段） 本発明は、第１図に示すように、〔Ｃｒ〕を５％以上、
〔Ｃ〕を４．５％以上含有する含クロム溶銑を、トピー
ドカーもしくは溶銑鍋で、ＣａＯとＣａＦｚからなるフ
ラックスと酸化鉄とを添加し脱Ｐ脱Ｓ処理を行うと共に
、処理後の溶銑を他の精錬炉に移した後、処理後のスラ
グをトピードカーもしくは溶銑鍋に残留させたまま、〔
Ｃｒ〕を５％以上、〔Ｃ〕を４．５％以上含有する他の
含クロム溶銑を受銑し、スラグと含クロム溶銑を混合し
て脱Ｓすることを特徴とする高クロム低Ｐ低Ｓ鋼用溶銑
の処理方法を要旨とするものである。本発明によれば、
上記課題を解決して効率的に高クロム低Ｐ低Ｓ鋼を溶製
することができる。

さらに、本発明を効果的に実施するためには、■　含ク
ロム溶銑を、トピードカーもしくは溶銑鍋で、ＣａＯと
Ｃａｒｔからなり、ＣａＦｚ（ｋｇ）　／Ｃａｂ（ｋｇ
）が０．９９〜０．３３のフラックスと、ＣａＯに対し
Ｃａ０（ｋｇ）　／Ｆｅｄ（ｋｇ）として０．７〜３．
０の比の範囲に配合した酸化鉄とを同時にインジェクシ
ョンし脱Ｐ脱Ｓ処理を行う。

■　処理後の溶銑を他の精錬炉に移し脱炭精錬する。

■　処理後のスラグをトピードカーもしくは溶銑鍋に残
留させたまま、その（Ｃａｂ）濃度を受銑後の（Ｃａｂ
）　／　（Ｓｉｎｇ）が５以上になるように調整した後
、１７００〜１５５０°Ｃの温度の〔Ｃｒ〕を５％以上
、〔Ｃ〕を４．５％以上含有する他の含クロム溶銑を受
銑する。

■　生成したスラグを排滓した後、■と同様に脱Ｐ処理
を行なう。

という構成とすることが好ましい。

（作　用） 本発明の最大の特徴は、ＣａＯ系フラックスで脱Ｐ処理
した溶銑を他の精錬炉に移した後のスラグを残留させた
トピードカーもしくは溶銑鍋に、溶融還元等により生成
された含クロム溶銑を受銑させることにより、効率的な
脱Ｓを可能とした点にある。

これを実現せしめた技術的根拠は、クロム含有溶銑のＣ
ａＯ系フラックスによる脱Ｐ処理における酸素ポテンシ
ャルがスラグのＣｒ２Ｏ，の活量により決定されている
のに対して、ＣｒｚＯ：ｌは難還元性のため溶銑中の〔
Ｃａでは還元されず、脱Ｐスラグ上に溶銑を受銑しても
スラグの（Ｃｒ２０３　）濃度は低下せず、酸素ポテン
シャルを維持できるということを見出した点にある。こ
れは、普通鋼向けの溶銑脱Ｐスラグの酸素ポテンシャル
がスラグのＦｅＯの活量により決定されているため、仮
にこのスラグ上に溶銑を受銑したとすれば、溶銑中の〔
Ｃａにより容易に（Ｆｅｄ）が還元されて酸素ポテンシ
ャルが低下し、大幅な復Ｐが起こることと大きく異なる
特徴である。ここで、受銑時の（Ｃｒｚ（ｈ）濃度の減
少による酸素ポテンシャルの低下を防ぐためには、好ま
しくは受銑する溶銑中の（Ｓｉ）を０．１０％以下とす
ることにより、安定的に行い得る。

さらに、脱Ｐ処理後に比べて、温度が５０〜３００″Ｃ
高い溶銑を受銑することにより、スラグの滓化率が大幅
に改善され、温度の上昇による脱Ｐ能の低下を相殺し、
まったく復Ｐが起こらず、さらに、高塩基度のスラグが
受銑後の溶銑中を浮上するため大幅な脱Ｓが起こるとい
う、新たな事実も大きな特徴である。

第２図は復Ｐ挙動に及ぼす溶銑中［Ｃｒ］　ｉ！度の影
響を示したものであるが、〔Ｃｒ〕を含有しない溶銑に
本発明を適用した場合には、大きな復Ｐが生ずるのに対
し、［Ｃｒ）が存在することにより、脱ｐ＠ｓ処理時に
生成する酸化物がＦｅＯからＣｒｚＯ，に変化するため
、急速に復Ｐが起こりにくくなることがわかる。しかし
、溶銑中に（Ｓｉ　〕が存在する場合には、（Ｓｉ　）
によりＣｒ２Ｏ３が還元されるため酸素ポテンシャルが
低下し、復Ｐが起こりやすくなっている。

ざらに、復Ｐを抑制した脱Ｓを効果的に行なうためには
、以下の各項目を満足することが好ましい。

１）受銑時のスラグが適度な滓化率を有すること。つま
り、滓化が不十分な場合は脱Ｓが進行せず、必要以上に
滓化させた場合には受銑時にスラグがフォーミングし操
業性を著しく損ねるためである。具体的には、脱Ｐ処理
時のフラックスをＣａＯとＣａＦｚにより構成し、Ｃａ
Ｆｚ　（ｋｇ）　／ＣａＯ（ｋｇ）が０．９９〜０．３
３の組成とすることと、受銑時の溶銑温度を１７００〜
１５５０°Ｃにすることが必要である。第３図はこの条
件を示したものであるが、ＣａＦ２　（ｋｇ）　／Ｃａ
Ｏ（ｋｇ）が０．９９超、もしくは受銑する溶銑の温度
が１７００°Ｃ超であればスラグがフォーミングし操業
上支障が生じ、ＣａＦｚ（ｋｇ）　／ＣａＯ（ｋｇ）が
０．３３未満、もしくは溶銑温度が１５５０°Ｃ未満で
は滓化が不十分で脱Ｓが進行しないことがわかる。また
、受銑後のスラグの（Ｃａｂ）　／　（ＳｉＯ□）が５
未満になった場合には、上記条件を満たした場合にもフ
ォーミングの問題が生じる。

２）脱Ｐ処理後スラグの酸素ポテンシャルを適正な範囲
に調節する。つまり、高すぎる場合には、受銑時に酸素
ポテンシャルが十分低下せず脱Ｓが進行しにくくなり、
低すぎる場合にはスラグ中の（Ｐ２Ｏ３）が受銑中に維
持できず復Ｐが生じる。このためには、ＣａＯに対しＣ
ａＯ（ｋｇ）／ＦｅＯ（ｋｇ）として０．７〜３の比の
範囲に酸化鉄を配合し、生成するＣｒ酸化物をＣａＯ・
ＣｒｚＯ３とする必要がある。

（実施例） 実験工程を以下に示す。

■　溶融還元炉でクロム鉱石の溶融還元法により生成し
た含クロム溶銑（約２２０ｔｏｎ）を溶銑鍋へ出銑し、
さらにトピードカーへ検温した後、このトピードカーを
既存の溶銑予備処理設備に輸送し、脱Ｐ処理を行なった
。脱Ｐ処理は、インジェクションランスより、生石灰、
蛍石、酸化鉄の粉末を混合したフラックスを、窒素ガス
とともに浴内にインジェクションした。

■　脱Ｐ処理を終えたトピードカーから溶銑のみを溶銑
鍋に排出し、排出された溶銑は転炉に装入され脱戻し、
ステンレス鋼を製造した。

■　一方、トピードカーに残ったスラグは、排滓するこ
となく、そのままの状態で溶融還元法により生成した他
の含クロム溶銑を受銑した。

■　この溶銑を溶銑予備処理設備に輸送し、スラグを排
滓した後、■と同じ脱Ｐ処理を行なった。

表１に実験条件と結果を示す。試験１〜５までは受銑時
の温度の影響を調べたものであるが、試験４のように受
銑時の溶銑温度が高すぎる場合にはフォーミングし、試
験５のように低すぎる場合にはｙｍＳ率が低いことがわ
かる。試験６．７は試験１に比較して、それぞれ、前チ
ャージ脱Ｐ処理時のフラックス中のＣａＦｚ配合比を変
化させた場合であるが、試験６のようにＣａＦ　ｚを多
くしすぎると受銑時にフォーミングし、試験７のように
少な（しすぎると脱Ｓ率が低下している。試験８，９は
試験１に比較して、それぞれ、前チャージ脱Ｐ処理時の
ＣａＯとＦｅＯの配合比を変化させた場合であるが、試
験８のようにＦｅＯを少なくしすぎると受銑時に復Ｐが
起こり、試験９のように多くしすぎると脱Ｓ率が低下し
ている。試験１０は、受銑する溶銑中にＳｉを添加し、
受銑後スラグの（Ｃａｂ）　／（Ｓｉｎｇ）を低くした
場合であるが、発生した。

フォーミングが （発明の効果） 本発明により、溶融還元法により溶製した含クロム溶銑
を、効率的に脱Ｐ脱Ｓすることができるようになり、低
Ｐ低Ｓステンレス綱用溶銑の経済的な溶製が可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程を示した図である。 ■は溶融還元工程、■は脱Ｐスラグを残留したトピード
カーへの出銑工程、■は排滓工程、■は高クロム溶銑の
脱Ｐ工程、■は高クロム脱Ｐ溶銑の出銑工程、■は脱炭
炉への溶銑装入工程、■は脱炭工程、■はトピードカー
に残留された脱Ｐスラグの輸送工程を示す。 第２図は復Ｐ率と溶銑成分の関係を示した図である。 第３図は前チャージの脱Ｐ処理時のフラックス（ＣａＯ
とＣａＦｚの混合物）中のＣａＦ２とＣａＯ濃度の比と
受銑前溶銑温度との、フォーミング発生と脱Ｓ率に対す
る影響を示した図である。 １：溶融還元炉、２ニドビードカー、３ニスラグ用鍋、
４：溶銑鍋、５：脱炭炉。 ａ：溶銑、ｂ：溶融還元スラグ、Ｃ：脱Ｐスラグ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔Ｃｒ〕を５％以上、〔Ｃ〕を４．５％以上含有する含
   クロム溶銑を、トピードカーもしくは溶銑鍋で、ＣａＯ
   とＣａＦ＿２からなるフラックスと酸化鉄とを添加し脱
   Ｐ、脱Ｓ処理を行うと共に、処理後の溶銑を他の精錬炉
   に移した後、処理後のスラグをトピードカーもしくは溶
   銑鍋に残留させたまま、〔Ｃｒ〕を５％以上、〔Ｃ〕を
   ４．５％以上含有する他の含クロム溶銑を受銑し、スラ
   グと含クロム溶銑を混合して脱Ｓすることを特徴とする
   高クロム低Ｐ低Ｓ鋼用溶銑の処理方法。