JPH07118725A - 高クロム合金鋼の溶製方法 - Google Patents

高クロム合金鋼の溶製方法

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JPH07118725A
JPH07118725A JP26223593A JP26223593A JPH07118725A JP H07118725 A JPH07118725 A JP H07118725A JP 26223593 A JP26223593 A JP 26223593A JP 26223593 A JP26223593 A JP 26223593A JP H07118725 A JPH07118725 A JP H07118725A
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JP
Japan
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amount
molten steel
gas
decarburization
stirring
Prior art date
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Application number
JP26223593A
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English (en)
Inventor
Yuzo Tajiri
裕造 田尻
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特にFeCr投入期の脱炭処理中にも連続し
て適正な攪拌ガス量及び送酸速度を設定できる高クロム
合金鋼の溶製方法を提供する。 【構成】 精錬炉1内に攪拌ガスを送入して炉1内の溶
鋼12を攪拌しながら酸素ガスを送入し、溶鋼12の脱
炭処理を行い、高クロム合金鋼を溶製する方法におい
て、排気ガス流量、排気ガス中のCO、CO2 ガス濃度
を測定して脱炭量を求める。求めた脱炭量及びクロム等
の酸化量から溶鋼12温度を推定する。この溶鋼12温
度と脱炭量に応じて、精錬中の攪拌ガス量及び送酸速度
を連続的に制御する。 【効果】 特にFeCr投入期に生じる溶鋼の温度降下
を抑制し、脱炭酸素効率を向上させているので、精錬時
間を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高クロム合金鋼の溶製方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ステンレス溶鋼の脱炭に際しては、クロ
ムの酸化力が強いために高価なクロムが酸化クロムとな
ることが問題であり、クロムの酸化損失を抑制して炭素
を優先酸化させることが望ましいとされている。特に、
炭素濃度が低下したときにクロム酸化が著しく起こる。
従って、精錬中の脱炭量を検出し攪拌ガス量及び送酸速
度を脱炭量に併せて変化させる必要があった。
【0003】そこで、溶銑を用いてのステンレス溶鋼の
精錬工程を例えば第1期は主に溶銑炭素の脱炭を行う溶
銑脱炭期、第2期はFeCrを投入後、FeCr中の炭
素分の脱炭期、第3期は生成したCr酸化物の還元期と
いうようなパターンモデル工程に区分し、各工程におい
て脱炭量を検出する方式が採用されており、検出した脱
炭量に応じて攪拌ガス量及び送酸速度を調節していた。
【0004】この方法においては、図4に示すように、
脱炭挙動の指標となる脱炭酸素効率の時間経過による変
化は段階的に設定されてあり、実際に時々刻々と変化す
る脱炭酸素効率の推移とは大きく異なるので、適正な攪
拌ガス量及び送酸速度の設定が困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】高クロム鋼の脱炭に
は、溶鋼の炭素濃度の他に温度が大きく影響を及ぼして
いる。即ち、温度が高いと発熱量の小さい炭素がクロム
よりも優先されて酸化し、脱炭酸素効率が向上する。
【0006】高クロム鋼の脱炭において、図5に示すよ
うに脱炭酸素効率は溶鋼の炭素濃度に依存して推移する
曲線を示すが、データ採取時間を短くして測定すると、
図6に示すように、FeCr投入期には溶鋼の温度降下
及びFeCr中のSiの酸化によって脱炭酸素効率が著
しく低下することを本発明者は知見した。
【0007】従って、従来の方法では、適正な攪拌ガス
量及び送酸速度の設定が困難であるとともに、脱炭素効
率の低下に伴い送酸速度を低下させているので、脱炭速
度が低下することによる放熱が増加する。さらに、精錬
時間を延長することによって炉体耐火物に溶損が生じ
る。
【0008】そこで、本発明は上記した問題を解消し、
特にFeCr投入期の脱炭処理中にも連続して適正な攪
拌ガス量及び送酸速度を設定できる高クロム合金鋼の溶
製方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の高クロム合金鋼の溶製方法は、精錬炉
内に攪拌ガスを送入して炉内の溶鋼を攪拌しながら酸素
ガスを送入し、溶鋼の脱炭処理を行い、高クロム合金鋼
を溶製する方法において、排気ガス流量、排気ガス中の
CO、CO2 ガス濃度を測定して脱炭量を求め、求めた
脱炭量及びクロム等の酸化量から溶鋼温度を推定し、こ
の溶鋼温度と前記脱炭量に応じて、精錬中の攪拌ガス量
及び送酸速度を連続的に制御するのである。
【0010】
【作用】本発明の高クロム合金鋼の溶製方法は、精錬炉
内に攪拌ガスを送入して炉内の溶鋼を攪拌しながら酸素
ガスを送入し、溶鋼の脱炭処理を行い、高クロム合金鋼
を溶製する方法において、排気ガス流量、排気ガス中の
CO、CO2 ガス濃度を測定して脱炭量を求め、求めた
脱炭量及びクロム等の酸化量から溶鋼温度を推定し、こ
の溶鋼温度と前記脱炭量に応じて、精錬中の攪拌ガス量
及び送酸速度を連続的に制御するので、溶鋼の温度降下
が抑制され、脱炭酸素効率が向上する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付した図面に基
づいて説明する。図1は本発明の高クロム合金鋼の溶製
方法を用いる転炉精錬装置の模式図である。
【0012】図面において、1はステンレス溶鋼12を
収納する転炉であり、この転炉1の炉底に例えばArガ
ス等の攪拌ガスを導入する羽口2を設置している。この
羽口2には供給管13が接続され、その途中に介設され
たArガス量制御系3によって制御されたArガスが羽
口2から供給される。また、転炉1の上部には、供給管
14に接続されて酸素(O2 )ガスを導入するランス4
が設置してあり、前記供給管14の途中に介設されたO
2 ガス量制御系5によって制御されたO2 ガスがランス
4から供給される。
【0013】7は転炉1の上方に設置した排気筒であ
り、フード6より流入した排気ガスはこの排気筒7を経
て外部に排出されるのであるが、排気筒7には排気ガス
流量を測定する排気ガス流量計8、排気ガス中に含まれ
るCO、CO2 ガス濃度を測定する質量分析計9が取り
付けられている。また、転炉1の上部には、Cr酸化物
を還元するための還元剤を投入するホッパ11が設置さ
れている。
【0014】10は排気ガス流量計8、質量分析計9か
ら入力した測定値を演算処理し、Arガス量の制御信号
をArガス量制御系3へ、O2 ガス量の制御信号をO2
ガス量制御系5へ、還元剤の投入量調節の制御信号をホ
ッパ11へ出力する演算制御器である。
【0015】本発明の高クロム合金鋼の溶製方法は、以
上説明したような装置を用いて次のように行われる。転
炉1内のステンレス溶鋼12は羽口2より供給されたA
rガスによって攪拌され、ランス4より供給されたO2
ガスによって脱炭処理が進行する。この時、ステンレス
溶鋼12中の炭素はCO、CO2 ガスに変換され、排気
筒7を介して排気される。
【0016】以下に、本発明での演算処理方法について
述べる。排気途中に排気ガス流量計8、質量分析計9で
測定されたCO、CO2 ガス濃度、排気ガス量は演算制
御器10に入力されて次式によって脱炭量及び脱炭酸素
効率が求められる。
【0017】
【数1】 但し、ΔC :脱炭量 Qw1 :フード6からの排気ガス流量(Nm3 ) %CO :排気ガス中のCO濃度(測定値) %CO2 :排気ガス中のCO2 濃度(測定値)
【0018】
【数2】 但し、fDERUTAo :脱炭酸素効率 Fo2 :送酸速度(Nm3 /分)
【0019】また、Cr酸化量は脱炭及び脱Siに寄与
しない酸素量から次式で求めることができる。
【0020】
【数3】 (2Cr+3O=Cr2 3
【0021】さらに、上記数式1・3より求めたΔC、
ΔCr及びホッパ11で計量投入された副原料の成分、
投入量から時間Δt経過後の溶鋼温度Tt を次式で求め
ることができる。
【0022】
【数4】Tt =Ht ÷0.21÷Wt 但し、Ht :溶鋼含熱量(kcal) Wt :溶鋼重量(kg)
【0023】なお、上記数式4中のHt は以下の式によ
って求めることができる。
【0024】
【数5】Ht =Ht-1 +Hc×ΔC+HSi×ΔSi+H
Cr×ΔCr−ΣFW(K)×ZH(K) 但し、Hc:Cの発熱量(kcal/kg) HSi:Siの発熱量(kcal/kg) HCr:Crの発熱量(kcal/kg) FW(K):成分Kの合金媒溶剤重量(kg) ZH(K):成分Kの合金媒溶剤溶解時の吸熱量(kcal
/kg)
【0025】FeCr投入期には温度降下を起こすの
で、FeCr投入前の溶鋼温度を基準温度Tbasic とし
て、投入後の溶鋼温度Tから送酸速度に補正を行うと、
空気の侵入があることを考慮して、送酸速度は以下のよ
うに求めることができる。
【0026】
【数6】 但し、k :補正係数 Qw2 :フード6以外からの排気ガス流量(Nm3
【0027】上記の内容を演算処理器10で処理し、時
々刻々の送酸速度を求め、この送酸速度に応じてArガ
ス量、送酸速度をArガス量制御系3、O2 ガス量制御
系5によって調節する。
【0028】図2に従来の方法及び本発明方法を用いて
高クロム合金鋼を溶製したときの時間経過による脱炭酸
素効率と溶鋼温度の変化を示す。図2より、従来の方法
と比較して本発明方法は、FeCr投入期の溶鋼温度を
高く維持し、脱炭酸素効率を高められることは明らかで
ある。
【0029】しかも、溶鋼中の炭素濃度とCr酸化量の
関係を示す図3より、溶鋼中の炭素濃度とCr酸化量の
関係は、本発明方法と従来の送酸速度を低下させた方法
とでは差がないことは明らかである。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高クロム
合金鋼の溶製方法は、特にFeCr投入期に生じる溶鋼
の温度降下を抑制し、脱炭酸素効率を向上させているの
で、精錬時間を短縮できる。また、溶鋼の温度降下の抑
制によって放熱量が減少するので、溶損の発生を防ぐこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高クロム合金鋼の溶製方法を用いる転
炉精錬装置の模式図である。
【図2】(a)は従来方法と本発明方法による脱炭酸素
効率の時間推移を、(b)は従来方法と本発明方法によ
る溶鋼温度の時間推移を示した図である。
【図3】本発明方法による溶鋼中の炭素濃度とCr酸化
量の関係を示す図である。
【図4】従来方法における脱炭酸素効率の設定を示す図
である。
【図5】脱炭酸素効率の時間推移を示す図である。
【図6】FeCr投入期における脱炭酸素効率の推移を
示す図である。
【符号の説明】
1 転炉 2 羽口 3 攪拌ガス量(Arガス量)制御系 4 ランス 5 O2 ガス量制御系 6 フード 7 排気筒 8 排気ガス流量計 9 質量分析計 10 演算制御器 11 ホッパ 12 ステンレス溶鋼

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 精錬炉内に攪拌ガスを送入して炉内の溶
    鋼を攪拌しながら酸素ガスを送入し、溶鋼の脱炭処理を
    行い、高クロム合金鋼を溶製する方法において、排気ガ
    ス流量、排気ガス中のCO、CO2 ガス濃度を測定して
    脱炭量を求め、求めた脱炭量及びクロム等の酸化量から
    溶鋼温度を推定し、この溶鋼温度と前記脱炭量に応じ
    て、精錬中の攪拌ガス量及び送酸速度を連続的に制御す
    ることを特徴とする高クロム合金鋼の溶製方法。
JP26223593A 1993-10-20 1993-10-20 高クロム合金鋼の溶製方法 Pending JPH07118725A (ja)

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