JPH06330143A - 含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法 - Google Patents
含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法Info
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- JPH06330143A JPH06330143A JP11625193A JP11625193A JPH06330143A JP H06330143 A JPH06330143 A JP H06330143A JP 11625193 A JP11625193 A JP 11625193A JP 11625193 A JP11625193 A JP 11625193A JP H06330143 A JPH06330143 A JP H06330143A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶鋼中の〔Ｃｒ〕酸化を抑え、かつ希釈用の
不活性ガスの使用量を抑えて、効率よく高速で脱炭を行
い、精錬コストの低減をはかる含クロム溶鋼の減圧脱炭
処理方法に関する。 【構成】 同一精錬容器内で大気圧下での脱炭処理後、
真空下での脱炭処理を行う含クロム溶鋼の精錬法におい
て、真空下での脱炭処理は［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％
以下で開始し、真空度は３００Ｔｏｒｒ以下として処理
し、さらに［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％以上の領域に
おいては、溶鋼１トン当り０．１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ以上の
二酸化炭素ガスを、酸素ガスまたは酸素ガスと不活性ガ
スの混合ガスまたは不活性ガスに混合して吹込むことを
特徴とする含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法。 【効果】 酸素ガス原単位、不活性ガス原単位が大幅に
低減し、また脱炭酸素効率が向上して還元用Ｓｉ原単位
が低減するので、精錬コストの大幅な低減がはかれ、効
率的な脱炭が可能となる。
不活性ガスの使用量を抑えて、効率よく高速で脱炭を行
い、精錬コストの低減をはかる含クロム溶鋼の減圧脱炭
処理方法に関する。 【構成】 同一精錬容器内で大気圧下での脱炭処理後、
真空下での脱炭処理を行う含クロム溶鋼の精錬法におい
て、真空下での脱炭処理は［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％
以下で開始し、真空度は３００Ｔｏｒｒ以下として処理
し、さらに［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％以上の領域に
おいては、溶鋼１トン当り０．１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ以上の
二酸化炭素ガスを、酸素ガスまたは酸素ガスと不活性ガ
スの混合ガスまたは不活性ガスに混合して吹込むことを
特徴とする含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法。 【効果】 酸素ガス原単位、不活性ガス原単位が大幅に
低減し、また脱炭酸素効率が向上して還元用Ｓｉ原単位
が低減するので、精錬コストの大幅な低減がはかれ、効
率的な脱炭が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は含クロム溶鋼の脱炭精錬
において、溶鋼中の［Ｃｒ］酸化を抑え、かつ希釈用の
不活性ガスの使用量を抑えて、効率よく脱炭を行う含ク
ロム溶鋼の減圧脱炭処理方法に関する。
において、溶鋼中の［Ｃｒ］酸化を抑え、かつ希釈用の
不活性ガスの使用量を抑えて、効率よく脱炭を行う含ク
ロム溶鋼の減圧脱炭処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来ステンレス鋼のごとき１１ｍａｓｓ
％以上のクロムを含むような含クロム溶鋼の脱炭法とし
ては、浴面下より酸素ガスまたは酸素ガス（以下、単に
酸素という）と不活性ガスの混合ガスを吹込むＡＯＤ法
が広く用いられている。ＡＯＤ法は脱炭が進行して溶鋼
中の［Ｃ］濃度が低下してくると［Ｃｒ］が酸化されや
すくなることから、［Ｃ］濃度の低下にともない吹込み
ガス中のＡｒやＮ2 ガスのような不活性ガスの比率を高
く、酸素の比率を低くして、［Ｃｒ］の酸化を抑える方
法がとられている。しかし、低［Ｃ］濃度域では脱炭速
度が低下するために所望の［Ｃ］濃度に到達するのに長
時間を要し、かつ吹込みガス中の不活性ガスの比率を高
くするための不活性ガスの消費量が大幅に増大すること
から経済的にも不利になる。
％以上のクロムを含むような含クロム溶鋼の脱炭法とし
ては、浴面下より酸素ガスまたは酸素ガス（以下、単に
酸素という）と不活性ガスの混合ガスを吹込むＡＯＤ法
が広く用いられている。ＡＯＤ法は脱炭が進行して溶鋼
中の［Ｃ］濃度が低下してくると［Ｃｒ］が酸化されや
すくなることから、［Ｃ］濃度の低下にともない吹込み
ガス中のＡｒやＮ2 ガスのような不活性ガスの比率を高
く、酸素の比率を低くして、［Ｃｒ］の酸化を抑える方
法がとられている。しかし、低［Ｃ］濃度域では脱炭速
度が低下するために所望の［Ｃ］濃度に到達するのに長
時間を要し、かつ吹込みガス中の不活性ガスの比率を高
くするための不活性ガスの消費量が大幅に増大すること
から経済的にも不利になる。
【０００３】このような低［Ｃ］濃度域における脱炭を
促進する方法として、真空精錬法の利用がなされるよう
になった。例えば、特公昭６０−１００８７号公報に
は、高クロム・ステンレス鋼を０．０３ｍａｓｓ％以下
の低［Ｃ］濃度まで脱炭するために、大気圧下での酸素
による脱炭を［Ｃ］＝０．２〜０．４ｍａｓｓ％まで行
い、その後は非酸化性ガスによる攪拌は続けるが酸素吹
込みは停止し、鋼浴上の圧力を約１０Ｔｏｒｒ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
の脱炭を行う方法が記載されている。
促進する方法として、真空精錬法の利用がなされるよう
になった。例えば、特公昭６０−１００８７号公報に
は、高クロム・ステンレス鋼を０．０３ｍａｓｓ％以下
の低［Ｃ］濃度まで脱炭するために、大気圧下での酸素
による脱炭を［Ｃ］＝０．２〜０．４ｍａｓｓ％まで行
い、その後は非酸化性ガスによる攪拌は続けるが酸素吹
込みは停止し、鋼浴上の圧力を約１０Ｔｏｒｒ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
の脱炭を行う方法が記載されている。
【０００４】該方法は、比較的高［Ｃ］濃度より酸素の
供給を止めるために、［Ｃｒ］の酸化による損失は少な
くなるが、急激な真空精錬の適用により、ＣＯガスが大
量に発生し、爆発の危険を招く。これを回避するために
真空吸引をゆるやかにすれば危険はなくなるが、経過時
間が長くなって溶鋼温度が低下し、かつ反応が遅くな
る。また、圧力を１０Ｔｏｒｒ以下の高真空にすれば、
溶鋼のスプラッシュが激しくなり、合金材料投入用ホッ
パーの閉塞などの問題が生じる。
供給を止めるために、［Ｃｒ］の酸化による損失は少な
くなるが、急激な真空精錬の適用により、ＣＯガスが大
量に発生し、爆発の危険を招く。これを回避するために
真空吸引をゆるやかにすれば危険はなくなるが、経過時
間が長くなって溶鋼温度が低下し、かつ反応が遅くな
る。また、圧力を１０Ｔｏｒｒ以下の高真空にすれば、
溶鋼のスプラッシュが激しくなり、合金材料投入用ホッ
パーの閉塞などの問題が生じる。
【０００５】これらの問題点を解決する方法として、特
開平３−６８７１３号公報および特開平４−２５４５０
９号公報記載の方法が提案されている。これらに記載さ
れている含クロム溶鋼の精錬方法は［Ｃ］濃度０．２〜
０．０５ｍａｓｓ％までは吹込みガスとして非酸化性ガ
スと酸素の混合ガスを使用し、［Ｃ］濃度がこの範囲内
に低下した後は、２００〜１５Ｔｏｒｒに減圧し、かつ
吹込みガスとして非酸化性ガスのみを使用するものであ
る。該方法は、比較的低［Ｃ］濃度まで大気圧下で精錬
を行うために、［Ｃｒ］の酸化損失が大きくなる。また
真空下での脱炭は不活性ガスのみを用いることで［Ｃ
ｒ］の酸化は抑えられるが、脱炭の酸素源は溶鋼中の
［Ｏ］あるいはスラグ中の酸素となり、酸素の供給速度
が遅くなるために脱炭速度の低下を招き、効率的な脱炭
精錬法とは言えない。
開平３−６８７１３号公報および特開平４−２５４５０
９号公報記載の方法が提案されている。これらに記載さ
れている含クロム溶鋼の精錬方法は［Ｃ］濃度０．２〜
０．０５ｍａｓｓ％までは吹込みガスとして非酸化性ガ
スと酸素の混合ガスを使用し、［Ｃ］濃度がこの範囲内
に低下した後は、２００〜１５Ｔｏｒｒに減圧し、かつ
吹込みガスとして非酸化性ガスのみを使用するものであ
る。該方法は、比較的低［Ｃ］濃度まで大気圧下で精錬
を行うために、［Ｃｒ］の酸化損失が大きくなる。また
真空下での脱炭は不活性ガスのみを用いることで［Ｃ
ｒ］の酸化は抑えられるが、脱炭の酸素源は溶鋼中の
［Ｏ］あるいはスラグ中の酸素となり、酸素の供給速度
が遅くなるために脱炭速度の低下を招き、効率的な脱炭
精錬法とは言えない。
【０００６】また、前記の方法はいずれも攪拌用および
ＣＯ分圧の低下用に多量の高価な不活性ガスを使用する
ために、ガス・コストの増大を招く。これを回避する手
段として、二酸化炭素ガス（以下、単にＣＯ2 という）
の利用が挙げられる。脱炭精錬にＣＯ2 を使用する方法
としては、例えば、特開昭５５−１５８２０８号公報に
は、酸素上吹き製鋼法において浴面下よりＣＯ2 を吹込
み、溶鋼の攪拌を促進させて脱炭を促進させる方法が記
載されている。また特開昭５７−３２３１６号公報には
転炉において鋼浴下部の羽口より酸素とともにＣＯ2 を
吹込み、ＣＯ2 の冷却効果を利用して羽口の溶損を防止
する方法が記載されている。これらの方法ではＣＯ2 は
完全にＣＯとＯに分解するとしており、ＣＯ2 の使用の
効果としては攪拌および冷却の効果だけを考えており、
十分な効果は得られていない。
ＣＯ分圧の低下用に多量の高価な不活性ガスを使用する
ために、ガス・コストの増大を招く。これを回避する手
段として、二酸化炭素ガス（以下、単にＣＯ2 という）
の利用が挙げられる。脱炭精錬にＣＯ2 を使用する方法
としては、例えば、特開昭５５−１５８２０８号公報に
は、酸素上吹き製鋼法において浴面下よりＣＯ2 を吹込
み、溶鋼の攪拌を促進させて脱炭を促進させる方法が記
載されている。また特開昭５７−３２３１６号公報には
転炉において鋼浴下部の羽口より酸素とともにＣＯ2 を
吹込み、ＣＯ2 の冷却効果を利用して羽口の溶損を防止
する方法が記載されている。これらの方法ではＣＯ2 は
完全にＣＯとＯに分解するとしており、ＣＯ2 の使用の
効果としては攪拌および冷却の効果だけを考えており、
十分な効果は得られていない。
【０００７】また、特開昭５０−３７６１１号公報には
ＣＯ2 は分解せず、ＣＯの希釈効果をもつためにＡｒガ
スのような不活性ガスの代替として使用する方法が記載
されているが、この方法ではＣＯ2 のＣＯとＯへの分解
率が定量化されていないために、過剰な不活性ガスを使
用する結果となっており、十分な効果が得られていな
い。
ＣＯ2 は分解せず、ＣＯの希釈効果をもつためにＡｒガ
スのような不活性ガスの代替として使用する方法が記載
されているが、この方法ではＣＯ2 のＣＯとＯへの分解
率が定量化されていないために、過剰な不活性ガスを使
用する結果となっており、十分な効果が得られていな
い。
【０００８】さらに、これらの方法ではＣＯ2 の使用は
大気圧下に限定されており、真空精錬での利用例は示さ
れていない。
大気圧下に限定されており、真空精錬での利用例は示さ
れていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明はＡｒガスのよ
うな不活性ガスを多量に使用する含クロム溶鋼の脱炭精
錬法において、真空精錬の適用およびＣＯ2 の使用によ
り、溶鋼中の［Ｃｒ］酸化を抑え、かつ希釈用の不活性
ガスの使用量を抑えて、効率よく脱炭を行い、精錬コス
トを低減できる含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法を提供
することを目的とするものである。
うな不活性ガスを多量に使用する含クロム溶鋼の脱炭精
錬法において、真空精錬の適用およびＣＯ2 の使用によ
り、溶鋼中の［Ｃｒ］酸化を抑え、かつ希釈用の不活性
ガスの使用量を抑えて、効率よく脱炭を行い、精錬コス
トを低減できる含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法を提供
することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を有
利に解決したものであり、その要旨とするところは同一
精錬容器内で大気圧下での脱炭処理後、真空下での脱炭
処理を行う含クロム溶鋼の精錬法において、真空下での
脱炭処理は［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％以下で開始し、
真空度は３００Ｔｏｒｒ以下として処理し、さらに
［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％以上の領域においては、
溶鋼１トン当り０．１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ以上の二酸化炭素
ガスを、酸素ガスまたは酸素ガスと不活性ガスの混合ガ
スまたは不活性ガスに混合して吹込むことを特徴とする
含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法にある。
利に解決したものであり、その要旨とするところは同一
精錬容器内で大気圧下での脱炭処理後、真空下での脱炭
処理を行う含クロム溶鋼の精錬法において、真空下での
脱炭処理は［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％以下で開始し、
真空度は３００Ｔｏｒｒ以下として処理し、さらに
［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％以上の領域においては、
溶鋼１トン当り０．１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ以上の二酸化炭素
ガスを、酸素ガスまたは酸素ガスと不活性ガスの混合ガ
スまたは不活性ガスに混合して吹込むことを特徴とする
含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法にある。
【００１１】以下本発明について詳細に説明する。本発
明の含クロム溶鋼の脱炭精錬は［Ｃ］濃度が０．７ｍａ
ｓｓ％以下の範囲において、図１に例示するような精錬
方法である。精錬容器（１）内で含クロム溶鋼（４）中
に底吹き羽口（２）を通して、酸素，ＣＯ2 ，および不
活性ガス等の精錬ガス（５）を吹込む。また、精錬容器
（１）は脱着可能な排気フード（３）を有しており、３
００Ｔｏｒｒ以下の減圧が可能である。
明の含クロム溶鋼の脱炭精錬は［Ｃ］濃度が０．７ｍａ
ｓｓ％以下の範囲において、図１に例示するような精錬
方法である。精錬容器（１）内で含クロム溶鋼（４）中
に底吹き羽口（２）を通して、酸素，ＣＯ2 ，および不
活性ガス等の精錬ガス（５）を吹込む。また、精錬容器
（１）は脱着可能な排気フード（３）を有しており、３
００Ｔｏｒｒ以下の減圧が可能である。
【００１２】本発明は含クロム溶鋼の減圧脱炭処理にお
いて、ＣＯ2 が一定流量以上ではＣＯとＯに分解する比
率が一定となり、ＣＯ2 はＣＯの希釈ガスとしての作用
と酸素を供給する酸化性ガスとしての作用をもつことに
着目し、これらの作用を効率的に利用することを提案す
るものである。また、真空精錬は比較的高［Ｃ］濃度の
０．７ｍａｓｓ％以下で真空度３００Ｔｏｒｒ以下であ
れば、吹込みガスとしてＣＯ2 を酸素ガスまたは酸素ガ
スと不活性ガスの混合ガスまたは不活性ガスに混合させ
て用いることで、溶鋼中［Ｃｒ］の酸化を抑え、脱炭速
度を高位に保つことが可能であることに着目したもので
ある。
いて、ＣＯ2 が一定流量以上ではＣＯとＯに分解する比
率が一定となり、ＣＯ2 はＣＯの希釈ガスとしての作用
と酸素を供給する酸化性ガスとしての作用をもつことに
着目し、これらの作用を効率的に利用することを提案す
るものである。また、真空精錬は比較的高［Ｃ］濃度の
０．７ｍａｓｓ％以下で真空度３００Ｔｏｒｒ以下であ
れば、吹込みガスとしてＣＯ2 を酸素ガスまたは酸素ガ
スと不活性ガスの混合ガスまたは不活性ガスに混合させ
て用いることで、溶鋼中［Ｃｒ］の酸化を抑え、脱炭速
度を高位に保つことが可能であることに着目したもので
ある。
【００１３】図２にＳＵＳ３０４ステンレス鋼を処理し
た場合の大気圧下精錬における［Ｃ］濃度と脱炭酸素効
率の関係を示す。なお、脱炭酸素効率は吹込み酸素のう
ちで脱炭に使用された酸素の割合を示す。また吹錬前の
［Ｓｉ］濃度は０．１ｍａｓｓ％以下であり、吹込みガ
スとして酸素のみを用いた場合の結果である。図２より
［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％以下で脱炭酸素効率が急激
に低下する。従って、［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％以下
で真空精錬を適用すれば脱炭酸素効率の低下を防止する
ことが可能になることがわかる。
た場合の大気圧下精錬における［Ｃ］濃度と脱炭酸素効
率の関係を示す。なお、脱炭酸素効率は吹込み酸素のう
ちで脱炭に使用された酸素の割合を示す。また吹錬前の
［Ｓｉ］濃度は０．１ｍａｓｓ％以下であり、吹込みガ
スとして酸素のみを用いた場合の結果である。図２より
［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％以下で脱炭酸素効率が急激
に低下する。従って、［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％以下
で真空精錬を適用すれば脱炭酸素効率の低下を防止する
ことが可能になることがわかる。
【００１４】図３にＳＵＳ３０４ステンレス鋼をＯ2 ／
Ａｒガス比率＝１／１で処理した場合の［Ｃ］濃度＝
０．５〜０．７ｍａｓｓ％の範囲における真空度と脱炭
酸素効率の関係について示す。真空度３００Ｔｏｒｒ以
下で脱炭酸素効率は高位に安定する。従って、真空精錬
で適用する真空度は３００Ｔｏｒｒ以下が必要である。
なお、急激な真空度の上昇は溶鋼スプラッシュを大量に
発生するために、真空精錬では［Ｃ］濃度の低下にとも
ない、３００Ｔｏｒｒから徐々に低下させることが好ま
しい。
Ａｒガス比率＝１／１で処理した場合の［Ｃ］濃度＝
０．５〜０．７ｍａｓｓ％の範囲における真空度と脱炭
酸素効率の関係について示す。真空度３００Ｔｏｒｒ以
下で脱炭酸素効率は高位に安定する。従って、真空精錬
で適用する真空度は３００Ｔｏｒｒ以下が必要である。
なお、急激な真空度の上昇は溶鋼スプラッシュを大量に
発生するために、真空精錬では［Ｃ］濃度の低下にとも
ない、３００Ｔｏｒｒから徐々に低下させることが好ま
しい。
【００１５】図４はＳＵＳ３０４ステンレス鋼の脱炭に
ＣＯ2 のみを用いた場合のＣＯ2 の吹込み流量とＣＯ2
分解率の関係を示す。ＣＯ2 の分解率は吹込んだ全ＣＯ
2 量に対するＣＯとＯに分解したＣＯ2 の量の比率であ
り、１００よりこの値を引いた残りの値はＣＯ2 がその
ままの状態で存在している量を示す。なお、図中の○印
は大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）下の結果、△印は真空度約
２００Ｔｏｒｒでの結果である。図４よりＣＯ2 の分解
率におよぼす真空度の影響は小さく、かつＣＯ 2 吹込み
流量が０．１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・Ｔ以上ではＣＯ2 の分解
率は約３０％で安定する。つまり、この流量以上では吹
込んだＣＯ2 の３割が酸化性ガスとして作用し、残りの
７割が不活性ガスとして作用する。本発明はこの関係を
用いて効率的な精錬法を提案するものである。
ＣＯ2 のみを用いた場合のＣＯ2 の吹込み流量とＣＯ2
分解率の関係を示す。ＣＯ2 の分解率は吹込んだ全ＣＯ
2 量に対するＣＯとＯに分解したＣＯ2 の量の比率であ
り、１００よりこの値を引いた残りの値はＣＯ2 がその
ままの状態で存在している量を示す。なお、図中の○印
は大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）下の結果、△印は真空度約
２００Ｔｏｒｒでの結果である。図４よりＣＯ2 の分解
率におよぼす真空度の影響は小さく、かつＣＯ 2 吹込み
流量が０．１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・Ｔ以上ではＣＯ2 の分解
率は約３０％で安定する。つまり、この流量以上では吹
込んだＣＯ2 の３割が酸化性ガスとして作用し、残りの
７割が不活性ガスとして作用する。本発明はこの関係を
用いて効率的な精錬法を提案するものである。
【００１６】図５にＳＵＳ３０４ステンレス鋼の脱炭に
ＣＯ2 とＡｒガスの混合ガスを用いた場合の真空度１０
０〜２００Ｔｏｒｒにおける［Ｃ］濃度と溶鋼中の［Ｃ
ｒ］の酸化指数を示す。なお、ＣＯ2 とＡｒガスの混合
ガスとしてはＣＯ2 ／Ａｒ比で１／０，１／１，１／４
の３種類のガスを用いた。また、［Ｃｒ］酸化指数はＣ
Ｏ2 ／Ａｒ比１／１の混合ガスを用いた場合の［Ｃ］濃
度０．１ｍａｓｓ％における平均の［Ｃｒ］酸化量を
１．０として換算した値である。図５よりいずれの混合
ガスにおいても、［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％未満で
［Ｃｒ］の酸化量が急激に増大する。従って、ＣＯ2 の
使用は［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％以上に限定する必
要がある。
ＣＯ2 とＡｒガスの混合ガスを用いた場合の真空度１０
０〜２００Ｔｏｒｒにおける［Ｃ］濃度と溶鋼中の［Ｃ
ｒ］の酸化指数を示す。なお、ＣＯ2 とＡｒガスの混合
ガスとしてはＣＯ2 ／Ａｒ比で１／０，１／１，１／４
の３種類のガスを用いた。また、［Ｃｒ］酸化指数はＣ
Ｏ2 ／Ａｒ比１／１の混合ガスを用いた場合の［Ｃ］濃
度０．１ｍａｓｓ％における平均の［Ｃｒ］酸化量を
１．０として換算した値である。図５よりいずれの混合
ガスにおいても、［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％未満で
［Ｃｒ］の酸化量が急激に増大する。従って、ＣＯ2 の
使用は［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％以上に限定する必
要がある。
【００１７】以上より、Ａｒガスのような不活性ガスを
多量に使用する含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法におい
て、溶鋼中の［Ｃｒ］酸化を抑え、かつ希釈用の不活性
ガスの使用量を抑えて、効率よく高速で脱炭を行うため
には、［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％以下で真空精錬を適
用し、真空度は３００Ｔｏｒｒ以下減圧とし、［Ｃ］濃
度０．０５ｍａｓｓ％以上の領域で０．１Ｎｍ3 ／ｍｉ
ｎ・Ｔ以上のＣＯ2 を酸素ガスまたは酸素ガスと不活性
ガスの混合ガスまたは不活性ガスに混合して吹込む必要
がある。
多量に使用する含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法におい
て、溶鋼中の［Ｃｒ］酸化を抑え、かつ希釈用の不活性
ガスの使用量を抑えて、効率よく高速で脱炭を行うため
には、［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％以下で真空精錬を適
用し、真空度は３００Ｔｏｒｒ以下減圧とし、［Ｃ］濃
度０．０５ｍａｓｓ％以上の領域で０．１Ｎｍ3 ／ｍｉ
ｎ・Ｔ以上のＣＯ2 を酸素ガスまたは酸素ガスと不活性
ガスの混合ガスまたは不活性ガスに混合して吹込む必要
がある。
【００１８】実操業においては、ＣＯ2 の約３割がＣＯ
とＯに分解することを考慮することで、任意にＣＯ2 、
酸素および不活性ガスの三者の混合比率を設定すること
が可能である。また、真空精錬の条件と組み合わせるこ
とで種々の精錬操作が可能である。例えば、予定よりも
［Ｃｒ］の酸化量が大きく脱炭速度が遅い場合には真空
度を低下させるとともに、酸素の比率を下げ、ＣＯ2 お
よび不活性ガスの比率を上げることで［Ｃｒ］酸化を抑
えることが可能である。
とＯに分解することを考慮することで、任意にＣＯ2 、
酸素および不活性ガスの三者の混合比率を設定すること
が可能である。また、真空精錬の条件と組み合わせるこ
とで種々の精錬操作が可能である。例えば、予定よりも
［Ｃｒ］の酸化量が大きく脱炭速度が遅い場合には真空
度を低下させるとともに、酸素の比率を下げ、ＣＯ2 お
よび不活性ガスの比率を上げることで［Ｃｒ］酸化を抑
えることが可能である。
【００１９】
【作用】ＣＯ2 を鋼浴中に吹込んだ場合、一部に式で
示されるような分解をせずにそのまま浮上するとの知見
が示されているが、一般には下記式で示されるように
ＣＯとＯに分解されると考えられてきた。 ＣＯ2 （ｇ）＝ＣＯ2 （ｇ） …… ＣＯ2 （ｇ）＝ＣＯ（ｇ）＋〔Ｏ〕 …… 本発明ではＣＯ2 の分解におよぼす真空度の影響は小さ
く、かつ一定流量以上でＣＯ2 を吹込んだ場合、式で
の反応が約７割、式での反応が約３割進行することを
見出し、これを含クロム溶鋼の脱炭精錬に適用すること
を創案した。脱炭反応は式、反応平衡定数Ｋは式、
また脱炭と同時に進行する溶鋼中［Ｃｒ］の酸化反応は
式で表される。
示されるような分解をせずにそのまま浮上するとの知見
が示されているが、一般には下記式で示されるように
ＣＯとＯに分解されると考えられてきた。 ＣＯ2 （ｇ）＝ＣＯ2 （ｇ） …… ＣＯ2 （ｇ）＝ＣＯ（ｇ）＋〔Ｏ〕 …… 本発明ではＣＯ2 の分解におよぼす真空度の影響は小さ
く、かつ一定流量以上でＣＯ2 を吹込んだ場合、式で
の反応が約７割、式での反応が約３割進行することを
見出し、これを含クロム溶鋼の脱炭精錬に適用すること
を創案した。脱炭反応は式、反応平衡定数Ｋは式、
また脱炭と同時に進行する溶鋼中［Ｃｒ］の酸化反応は
式で表される。
【００２０】 〔Ｃ〕＋〔Ｏ〕＝ＣＯ（ｇ） …… Ｋ＝ＰCO／ａc ・ａo …… ２〔Ｃｒ〕＋３〔Ｏ〕＝（Ｃｒ2 Ｏ3 ） …… ここで、ａc ，ａo は溶鋼中［Ｃ］，［Ｏ］の活量、Ｐ
COは雰囲気中ＣＯの分圧を示す。
COは雰囲気中ＣＯの分圧を示す。
【００２１】式で生成した［Ｏ］は溶鋼中［Ｃ］ある
いは［Ｃｒ］と反応して、あるいは式の反応が進行
する。脱炭を効率的に進行させるには式を優先的に進
行させる必要がある。式より式を優先的に進行させ
るにはＰCOの低下が有効である。ＰCOを低下させる手段
としては雰囲気を真空にすることが有効であり、これと
ＣＯ2 の使用を組み合わせることで、さらに効果が上が
ることを見出した。ＣＯ2 吹込みでは約７割がＣＯ2 の
まま残存するために、ＰCOの低下にそのまま作用する。
従って、真空度３００Ｔｏｒｒ以下の減圧下でＣＯ2 を
適量、酸素あるいは酸素と不活性ガスとの混合ガスある
いは不活性ガスに混合させて使用することにより、ＣＯ
2 の酸化性ガスとしての作用および不活性ガスとしての
作用を有効に利用することができ、かつ高価な不活性ガ
スの低減をはかることができる。
いは［Ｃｒ］と反応して、あるいは式の反応が進行
する。脱炭を効率的に進行させるには式を優先的に進
行させる必要がある。式より式を優先的に進行させ
るにはＰCOの低下が有効である。ＰCOを低下させる手段
としては雰囲気を真空にすることが有効であり、これと
ＣＯ2 の使用を組み合わせることで、さらに効果が上が
ることを見出した。ＣＯ2 吹込みでは約７割がＣＯ2 の
まま残存するために、ＰCOの低下にそのまま作用する。
従って、真空度３００Ｔｏｒｒ以下の減圧下でＣＯ2 を
適量、酸素あるいは酸素と不活性ガスとの混合ガスある
いは不活性ガスに混合させて使用することにより、ＣＯ
2 の酸化性ガスとしての作用および不活性ガスとしての
作用を有効に利用することができ、かつ高価な不活性ガ
スの低減をはかることができる。
【００２２】含クロム溶鋼の脱炭反応は高［Ｃ］濃度域
では酸素供給律速、低［Ｃ］濃度域では［Ｃ］の移動律
速である。酸素供給律速域では脱炭反応促進のためにＰ
COの低下は必要なく、ＣＯ2 の吹込みも必要ない。本発
明ではこの境界の［Ｃ］濃度が０．７ｍａｓｓ％である
ことを見出した。また、ＣＯ2 は約３割が分解するため
に、低［Ｃ］濃度域では却って酸素の供給過剰となり、
溶鋼中［Ｃｒ］の酸化を招く。本発明ではＣＯ2 供給限
界の［Ｃ］濃度が０．０５ｍａｓｓ％であることを見出
した。
では酸素供給律速、低［Ｃ］濃度域では［Ｃ］の移動律
速である。酸素供給律速域では脱炭反応促進のためにＰ
COの低下は必要なく、ＣＯ2 の吹込みも必要ない。本発
明ではこの境界の［Ｃ］濃度が０．７ｍａｓｓ％である
ことを見出した。また、ＣＯ2 は約３割が分解するため
に、低［Ｃ］濃度域では却って酸素の供給過剰となり、
溶鋼中［Ｃｒ］の酸化を招く。本発明ではＣＯ2 供給限
界の［Ｃ］濃度が０．０５ｍａｓｓ％であることを見出
した。
【００２３】
【実施例】ＳＵＳ３０４ステンレス鋼（８ｍａｓｓ％Ｎ
ｉ−１８ｍａｓｓ％Ｃｒ）６０ｔｏｎの処理を図１に示
す実施態様で実施した。図６に本発明法による実施例−
１を示す。脱炭開始時の［Ｃ］濃度は１．５ｍａｓｓ％
であり、［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％までは大気圧下で
の脱炭を行い、その後真空精錬を適用した。真空精錬中
ＣＯ2 ／Ｏ2 ／Ａｒガスの比率は３／７／０から３／２
／０，２／０／１とし、［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％
未満ではＡｒガスのみとした。また真空度は３００から
２００，１００および５０Ｔｏｒｒまで低下させて、
［Ｃ］０．０３ｍａｓｓ％まで脱炭した。その後、真空
度を大気圧まで戻しながら、脱炭中に酸化したクロムを
還元するための還元材としてＦｅ−Ｓｉを添加して、Ａ
ｒガスのみの吹込みにより還元処理を行い、取鍋へ出鋼
した。
ｉ−１８ｍａｓｓ％Ｃｒ）６０ｔｏｎの処理を図１に示
す実施態様で実施した。図６に本発明法による実施例−
１を示す。脱炭開始時の［Ｃ］濃度は１．５ｍａｓｓ％
であり、［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％までは大気圧下で
の脱炭を行い、その後真空精錬を適用した。真空精錬中
ＣＯ2 ／Ｏ2 ／Ａｒガスの比率は３／７／０から３／２
／０，２／０／１とし、［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％
未満ではＡｒガスのみとした。また真空度は３００から
２００，１００および５０Ｔｏｒｒまで低下させて、
［Ｃ］０．０３ｍａｓｓ％まで脱炭した。その後、真空
度を大気圧まで戻しながら、脱炭中に酸化したクロムを
還元するための還元材としてＦｅ−Ｓｉを添加して、Ａ
ｒガスのみの吹込みにより還元処理を行い、取鍋へ出鋼
した。
【００２４】図７には本発明法による実施例−２を示
す。［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％までは実施例−１と同
一の処理を行い、［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％以下で真
空精錬を適用し、［Ｃ］濃度の低下にともないＣＯ2 ／
Ｏ2 ／Ａｒ比は３／６／１，４／５／１，１／２／５，
０／０／１、真空度は３００，２００，１００，５０Ｔ
ｏｒｒと低下させた。還元処理は実施例−１と同一の方
法で行った。
す。［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％までは実施例−１と同
一の処理を行い、［Ｃ］濃度０．７ｍａｓｓ％以下で真
空精錬を適用し、［Ｃ］濃度の低下にともないＣＯ2 ／
Ｏ2 ／Ａｒ比は３／６／１，４／５／１，１／２／５，
０／０／１、真空度は３００，２００，１００，５０Ｔ
ｏｒｒと低下させた。還元処理は実施例−１と同一の方
法で行った。
【００２５】図８には従来法として一般に行われている
大気圧下での脱炭法の例（比較例−１）を示す。［Ｃ］
濃度の低下にともない、Ｏ2 ／Ａｒ比を低下させること
で脱炭を行った。図９には従来法として示されている特
開平３−６８７１３号公報記載の方法に従った実施例
（比較例−２）を示す。本方法では［Ｃ］濃度０．２０
ｍａｓｓ％までは大気圧下で精錬し、［Ｃ］濃度０．２
０ｍａｓｓ％以下で真空度１００Ｔｏｒｒの条件で、Ａ
ｒガス吹込みで０．０３ｍａｓｓ％までの脱炭処理を行
い、その後大気圧下での還元処理を行い、取鍋に出鍋し
た。
大気圧下での脱炭法の例（比較例−１）を示す。［Ｃ］
濃度の低下にともない、Ｏ2 ／Ａｒ比を低下させること
で脱炭を行った。図９には従来法として示されている特
開平３−６８７１３号公報記載の方法に従った実施例
（比較例−２）を示す。本方法では［Ｃ］濃度０．２０
ｍａｓｓ％までは大気圧下で精錬し、［Ｃ］濃度０．２
０ｍａｓｓ％以下で真空度１００Ｔｏｒｒの条件で、Ａ
ｒガス吹込みで０．０３ｍａｓｓ％までの脱炭処理を行
い、その後大気圧下での還元処理を行い、取鍋に出鍋し
た。
【００２６】なお、各実施例では大気圧下処理では全ガ
ス吹込み流量を１．０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・Ｔとし、真空下
処理ではＣＯ2 の吹込み流量を０．４Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・
Ｔ以下、酸素吹込み流量を０．４Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・Ｔ以
下、Ａｒガス吹込み流量を０．３Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・Ｔと
して処理を実施した。図６，７，８，９には各実施例に
おける精錬時間、［Ｃ］および［Ｃｒ］濃度の推移も示
しているが、比較例に比べ本発明の方が全精錬時間が短
くなり、かつ［Ｃｒ］濃度の低下量も小さくなった。こ
れらの精錬結果をまとめて表１に示す。なお、表１の値
は比較例−２による結果を１００とした指数で示す。
ス吹込み流量を１．０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・Ｔとし、真空下
処理ではＣＯ2 の吹込み流量を０．４Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・
Ｔ以下、酸素吹込み流量を０．４Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・Ｔ以
下、Ａｒガス吹込み流量を０．３Ｎｍ3 ／ｍｉｎ・Ｔと
して処理を実施した。図６，７，８，９には各実施例に
おける精錬時間、［Ｃ］および［Ｃｒ］濃度の推移も示
しているが、比較例に比べ本発明の方が全精錬時間が短
くなり、かつ［Ｃｒ］濃度の低下量も小さくなった。こ
れらの精錬結果をまとめて表１に示す。なお、表１の値
は比較例−２による結果を１００とした指数で示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【発明の効果】本発明によると、含クロム溶鋼の減圧脱
炭処理において、酸素原単位、不活性ガス原単位が大幅
に低下し、また脱炭酸素効率が向上するので、還元用Ｓ
ｉ原単位が低減し、精錬コストの大幅な低減がはかれ
る。ＣＯ2 の供給速度を上げれば、さらに脱炭速度が向
上し、精錬時間の短縮が可能となり、生産性の向上がは
かれる。
炭処理において、酸素原単位、不活性ガス原単位が大幅
に低下し、また脱炭酸素効率が向上するので、還元用Ｓ
ｉ原単位が低減し、精錬コストの大幅な低減がはかれ
る。ＣＯ2 の供給速度を上げれば、さらに脱炭速度が向
上し、精錬時間の短縮が可能となり、生産性の向上がは
かれる。
【００２９】また、真空処理を用いるのでＡｒガスの代
替として窒素ガスの使用の拡大および、例えば［Ｃ］濃
度０．０１ｍａｓｓ％以下の極低炭素域までの精錬が容
易になる。
替として窒素ガスの使用の拡大および、例えば［Ｃ］濃
度０．０１ｍａｓｓ％以下の極低炭素域までの精錬が容
易になる。
【図１】本発明の実施態様例の精錬容器を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の真空精錬の開始［Ｃ］濃度の限定理由
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明の真空精錬時の真空度の限定理由を示す
図である。
図である。
【図４】本発明におけるＣＯ2 の吹込み流量の限定理由
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明における下限の［Ｃ］濃度の限定理由を
示す図である。
示す図である。
【図６】本発明の実施例−１の精錬パターンを示す図で
ある。
ある。
【図７】本発明の実施例−２の精錬パターンを示す図で
ある。
ある。
【図８】従来法による実施例（比較例−１）の精錬パタ
ーンを示す図である。
ーンを示す図である。
【図９】従来法による実施例（比較例−２）の精錬パタ
ーンを示す図である。
ーンを示す図である。
１ 精錬容器 ２ 底吹き羽口 ３ 排気フード ４ 溶鋼 ５ ガス
フロントページの続き (72)発明者 岩崎 央 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項１】 同一精錬容器内で大気圧下での脱炭処理
後、真空下での脱炭処理を行う含クロム溶鋼の精錬法に
おいて、真空下での脱炭処理は［Ｃ］濃度０．７ｍａｓ
ｓ％以下で開始し、真空度は３００Ｔｏｒｒ以下として
処理し、さらに［Ｃ］濃度０．０５ｍａｓｓ％以上の領
域においては、溶鋼１トン当り０．１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ以
上の二酸化炭素ガスを、酸素ガスまたは酸素ガスと不活
性ガスの混合ガスまたは不活性ガスに混合して吹込むこ
とを特徴とする含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11625193A JPH06330143A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11625193A JPH06330143A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06330143A true JPH06330143A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=14682510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11625193A Withdrawn JPH06330143A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 含クロム溶鋼の減圧脱炭処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06330143A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003096514A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Nippon Steel Corp | 含クロム溶鋼の精錬方法 |
| US7497987B2 (en) | 2001-09-20 | 2009-03-03 | Nippon Steel Corporation | Refining method and refining apparatus for chromium-contained molten steel |
| US9045805B2 (en) | 2013-03-12 | 2015-06-02 | Ati Properties, Inc. | Alloy refining methods |
| CN113614255A (zh) * | 2019-02-13 | 2021-11-05 | 沙特基础工业全球技术公司 | 利用二氧化碳进行钢脱碳 |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP11625193A patent/JPH06330143A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003096514A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Nippon Steel Corp | 含クロム溶鋼の精錬方法 |
| US7497987B2 (en) | 2001-09-20 | 2009-03-03 | Nippon Steel Corporation | Refining method and refining apparatus for chromium-contained molten steel |
| US9045805B2 (en) | 2013-03-12 | 2015-06-02 | Ati Properties, Inc. | Alloy refining methods |
| US9683273B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-06-20 | Ati Properties Llc | Alloy refining methods |
| CN113614255A (zh) * | 2019-02-13 | 2021-11-05 | 沙特基础工业全球技术公司 | 利用二氧化碳进行钢脱碳 |
| US11970748B2 (en) | 2019-02-13 | 2024-04-30 | Sabic Global Technologies B.V. | Steel decarburization using carbon dioxide |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000801 |