JPS5947351A - クロムを含む溶融鉄合金の脱バナジウム法 - 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】 この発明は、クロムを含む溶融鉄合金の脱バナジウム法
に関するものである。

一般に、ステンレス鋼等のクロムを含有する鋼］中のバ
ナジウムは耐酸化性ガどに悪影響を及ぼすため、析出硬
化などを目的として添加するような特別鋼種を除いては
、通常、鋼中の・ぐナジウムには制限が加えられている
。

一方、バナゾウムを添ＩＪ１１するようなｊ４ｉ１．１
種は数少ないために、スクラップが過剰気味となり、バ
ナゾウム添加鋼種のスクラップを有効利用するという点
からすれば、このようなスクラップから簡ｒ、ｉ４な手
段でバナゾウムを除去する必吸がある。

また、安価なりロム原料中にもパナシ゛ウムが普通に含
まれているため、この点からも有効な脱パナノウム手段
が望まれている。

しかしながら、クロムを含む溶鉄の場合には、イ１１来
の酸化精錬を適用しても、クロムの優先酸化な伴うため
に、効率良く脱バナノウムを行うことは不「り能である
とされていた。

本発明に等は、１−述のような観点から、クロムを含む
溶鉄中から、複雑な工程を必要としないで、低コストの
ドに効率良く、しかも処理後のスラグ処理に困何１な問
題を伴なわずにバナジウムを除去する方法を見出すべく
、特に、溶鉄中のバナジウムを酸化して、例えばＶ２Ｃ
，という、後のスラグ処理において比較的問題の少ない
形で脱バナソウムする酸化精錬に着目。して（υＦ究を
行った結果、以Ｉ・（ＬＬ）〜（（・）に小す如き知見
を１：ｊるに至ったのである３゜すなわち、 （ａ）　　溶鉱中のバナジウムを酸化し、Ｖ、、［１，
の形で脱バナソウムするためには、酸化剤が必要である
が、クロムのように酸化されやすい合金元素を含まない
溶鉄が対象の場合のように、酸化鉄や酸素ガスのように
強い酸化力を有する酸化剤を使用するとクロムが多量に
酸化されてしまい、この結１．１！。

スラグが硬化して脱パナソ１クムが進行しなくなる。

ところが酸化剤としてクロム酸化物を使用すると、クロ
ム酸化物はその酸化力があまり人きくないのでスラグを
極端に硬化することがなく、また酸化剤として働いたク
ロム酸化物は還元されてクロムとなるため、実質的に溶
鉄中のクロムのロスを牛しないこと、 （ｂｌ　　酸化されたバナジウム、すなわちＶ２Ｃ、を
固定するためには、　Ｖ　２０５が酸性酸化物であるた
めに塩基性酸化物が必要である。ところで、塩基性酸化
物としてはＣａＯが最も一般的なものであるが、特に溶
鉄中の〔Ｃ〕が例えば１〜３５重量係のように比較的低
い場合にとのＣａＯを使用すると、ＣａＯは融点が約２
６００℃と高いため少昂の酸化クロムの添加でもスラグ
が硬化しやすく、高い脱・ぐナノラム率が得られなくな
る。これに対して、ｌ（ａ　ＯはＣａＯより低融点（］
、　９２３℃）であり、かつ塩基性が高いと言われてい
るものであるが５これをＶ２Ｃ，の固５Ｊｌのために使
用するとスラグを硬化する１扶合が極めて小さくなるこ
と、 （（・）　　ＳａＯやクロム酸化物をｎ化させ、反応に
寄Ｊｊキせるためには適当な媒溶剤が必要であるが、こ
の媒溶剤としては、ｓ　ａ、　（づｔ２．　＋３ａ、Ｉ
＋’２．　ＣａＣｌ２．　ＭｇＣｌ２などの１伯と同族
のアルカリ土類金属）・ロケ゛ン化物が適していること
、 （（１）　　［ｊｒＪ述のように％　Ｖ２０！ｉを固定
するための塩基性酸化物としてはＢａＯが最適なもので
あるが、とのＩ（ａ、　０の代りに水酸化バリウムや炭
酸バリウムを使用しても、これらが溶融鉄合金に添加さ
れた時点で、 １３ａ、　（（’ｌ　Ｈ）、、　−＋　Ｂａ、０−１−
　Ｈ，０１３ａ、ｃ　０３→ＨａＯ−１−Ｃ（−）２の
ように分解してＢａ、０を生ずるので、Ｉｎ＋０そのも
のを使用したのと同様のイ′１川効果が得られること、
（（・）従って、クロムを含むｄｆ融融合合金、Ｂａ、
０゜１３ａ、　（ＯＨ）２．　ＢａＣＯ３のうぢの」神
具Ｉ゛と、アルカリ土類金属の・・ロケ゛ン化物の］、
　Ｊｌｌｉ　ＪＪ上と、クロム酸化物を主成分とする酸
化剤とを含有するフラックスを流加すると、酸化力の弱
いクロノ、酸化物で溶鉄中のバナジウムを実ＩｊＱ的な
りロムロス４１１することなく酸化し、生成されたｖ２
０□を、ｌ也ａ、（＋をΩ゛む高い塩基度の溶融スラグ
で安定化して脱・ぐナノラムを達成できること。そして
、この現象は、溶鉄中の炭素営有量が約６重用係の飽和
状態から１−小量％以下の状態まで、どの範囲において
も効Ｊ↓的に進行し、これと同１１１Ｊに脱燐も進行す
る１、この高塩基度で比較的低い酸素ポテンシャルのス
ラグにより脱硫も進行すること、 この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって
、鉄合金溶湯に、・６１Ｊウムの酸化物、水酸化物及び
炭酸塩の１棹以−１−と、アルカ’Ｊ　ｆｆ１−類金属
の）・ロケ゛ン化物の１種板］−と、クロム酸化物を主
成分とする酸化剤とを含有するフラックスを添加するこ
とによって、例えば、クロムを５〜２５重量％倉有する
溶鉄であっても、溶鉄中の実ｌｔｊ的なりロムロスな伴
うことなく効果的に脱・ぐナノラムを達成することに特
徴を有するものである。）なお、酸化剤として使用する
１−記クロム酸化物、例えばＣ：ｇＯ３は融点がｌ’　
９９０　’Ｃと高いため、フラックスにあまり多く配合
することはスラグの硬化を招くため！Ｉｆましくない。

このクロム酸化物のｈ；、　、Ｌしては、全フラックス
の４０重′ｔＦ３％以１・であることが好ましく、また
、粘ｆ１１の小さいスラグをイ′１り効果的な脱バナノ
ウムを’Ｉ−Ｊうためには、２０重：１１％以ドである
ことが特に９−！ましい。

また、できるだけ粘性の小さいスラグを得、効果的な脱
パノ〜ノウムを行うためには、このクロム酸化物をフラ
ックスと共ｉ／ｃ−＋ｑに添加せず、溶鉄にクロム酸化
物を主成分とする酸化剤を除いた成分の混合あるいは合
成フラックスを添加し、これらを攪拌しながら、前記り
ｒ」ム酸化物を主成分とする酸化剤を少量ずつ、連続的
、半連続的、又は断続的に徐々に添加するのが良い。こ
のようにすることＫＪこつて、添加さノ′とだクロム酸
化物によるバナゾウムの酸化と、自らが還元されるノ＊
度が、りｒコム酸化物の添加速度に追随することができ
、スラグ中のクロム酸化物ｈ；を低値に保持することが
できるのである。

そして、塩基性酸化物としての酸化バリウムの代りに水
酸化バリウムあるいは炭酸バリウムを使用した場合には
、分解によって生成するｌ−１２０あるいはＣＯ２ガス
によって溶鉄中のクロムが酸化されクロム酸化物が生成
するために、クロム酸化物を添加することなく攪拌のみ
によって脱パナヅウムが進行するのである。

クロム酸化物としては工業薬品を使用することができる
ことはもちろんのことであるが、この他に、クロム酸化
物を含有する鉱石や耐火物等も使用することができる。

従って、１）ＩＪ記「クロム酸化物を主成分とする酸化
剤」は、クロム酸化物単独を指すとともに、このような
りロム酸化物を含有する鉱石や耐火物等をル意味する用
語として使用したものである。

しかしながら、クロム酸化物を含有する鉱石や耐火物等
の場合にＣよ、クロム酸化物は他の酸化物との化合物の
状態で存在するので、クロム酸化物以外の酸化物の種類
がこれらの鉱石や耐火物等の使用可否を決定することと
なる。Ｉ、’ｌち、クロム酸化物以外の酸化物がｆパｅ
○や（・’ｒ＝２０３のようにクロム酸化物よりも強い
酸化力をイ１するものを多く含む場合は、溶鉄中のクロ
ムが酸化さ）してしまうためにｂｆましくなく、このよ
うな、り「」ノ・酸化物よりも強い酸化力を有する酸化
物のｈ；−は、添加したときのスラグ中のこれらの（１
′Ｌとして、多くども全スラグの５重量″％す、下であ
ることが望ましい。但し、クロム酸化物以外の酸化物で
あっても、１句＜０のように、クロム酸化物よりも酸化
力の弱い酸化物を５”むものは、何ら問題がないことは
もちろんのことである。

酸化されたパナソウト、即ぢＶ２Ｏ５を固定するために
添加されるｆ３ａｏの計は、多ければ多いほどＶ、Ｏ，
が安定化されやずくなるためにθｒましいが、そのＭが
あまり多くなるとフラックスが７・と化しなくなるので
、むやみに添加することは避けるべきである。そして、
フラックスの７’と化という点からは、Ｂａ、０；を多
くとも全フラックスの６．５重量係以ドにすることが望
ましい。さらに、フラックスが容易にｔ・ト化し、低い
粘性で効果的な脱パナソウムを行うためには、ＢａＯ量
を全フラックスの３０〜５０重量係とするのが最適であ
る。また、１３　ｎＯの代りにＢａ（ＯＨ）２やＢａ　
Ｃ０３を用いる場合は、これらからの１（２０やＣＯ２
ガスとしての分解）ｆ：を考慮して、生成されるＢ　ａ
、　ＯＮが上記の４１１“ｔとなるようにすれば良い。

ＢａＯやクロム酸化物を厚化させて反応に寄Ｊ′ｊさせ
るために添加する媒溶剤としてのアルカリ士Ｊ：、ｒｉ
金属の・・ロケ゛ン化物は、融点が９６２℃と比軸的低
く、しかもＢａＯと同族のＢａＣＡ２がＪ′μも適して
いるが、融点が′７７２℃あるいは７１２℃と低いＣａ
Ｃｔ２やＭｇＣｔ２のほか、その他のアルカす土類金属
の塩化物や、Ｂａ　Ｆ　２などのフン化物のコ１種以上
を複合して使用しても良好な結果が得られることはもち
ろんのことである。

そのほか、これらフラックスに含まれる不純物としては
、前述のクロム酸化物を含む鉱石や耐火物中の不純物の
場合と同様、クロム酸化物より酸化力の強い酸化鉄等は
、クロムを酸化するため（ｌｆましいものではなく、こ
れらの量は全フラノクスの、Ｘ）■１吊係］ンＩ・に抑
えることが良い結（Ａδをもたらすこととなる。そして
、クロノ・酸化物より酸化力の弱い酸化物は基本的には
問題がないけＪＬども、こｆｌｌ−，１の酸化物のうち
、１儲結０の、１″うなＪ’７１１’１基性酸化物］ν
、タトの、５１０２やＡｇ、　、、　Ｏ、ｔのような酸
性あるいは中性の酸化物の場合は、スラグの塩基度を１
−け、２０□の安定化を阻害するので々ｆましくないも
のである。いずれにせよ、これらの不純物としては少な
いほど好ましく、多くとも全フラックスの２０小Ｆ１１
％以十にすることがノ」乙・四である。

フラックスとしては、！化Ｆ１．０　、　　ｌシミ（Ｏ
ｉｌ）、、及び１和（シ０．の１種以上と、ｌ：３　ａ
　＋’、：　ｌ、、　、　あるいはこれに１ｖ１１Ｈ（
Ｖ２やＣａＣｌ２等のＢａ、Ｃ１２り外のアルカリ土類
金属の塩化物及びＦ３　ａ、ｌ’　２等のアルカ！Ｊ　
十Ｊ、ｒｉ金属のフッ化物の１種以上を加えたものとか
ら成るもの、もしくはこれにクロム酸化′吻を加えたも
のを推奨できるが、これらは混合状態で用いても良いが
、予め焼結するかあるいは溶融して合成したものを使用
した力が、滓化が速いということから好ましい。

ｊεして、溶鉄に１余加するフラックス尾は、多いほど
高い脱パナノウム効果があるが、処理（１１」の作業性
の問題から、溶鉄トン当り３００　ｋｇ以内で使用する
のが良い。

また、脱バナヅウムの反応速度を１−けるためには、フ
ラックス添加後、溶鉄とフラックスとを攪拌することが
重要であるが、攪拌方法としては、通光′の、インペラ
ーによる方法やＡｒガガスの不活性ガス吹込みによるバ
ブリング法の他、両者を攪拌できるものであれば如何な
る方法をも採用できることはもちろんのことである。

さらに、処理対象とされる溶鉄中の元素のうち、クロム
より酸素との親和力の強いもの、例えば８１等は、あま
り多く看在するとこれがフラックスの酸素を消費してし
まったり、生成されたＳ　］−０２が酸性酸化物である
ので好ましくなく、できるだけ少ない方が良い。できれ
ば、これらの含有面を０．２０重量％坂下２好ましくは
Ｏ］、０重量％り下とするのが良い、従って、溶鉄中に
Ｓｉが０２０重量％を越えて含まれている場合には、酸
化鉄や酸素ガス等の酸化剤と、Ｃａ、０を主成分とする
フラックス又は本発明方法において使用するフラックス
とを使用」することによって、予め脱珪し、除Ｈした後
、本発明方法を適用することが望ましい。なお、Ｃｒよ
りも酸素との親和力が低い元素、例えばｆｆ１．Ｉ　ｉ
宿は全く問題がなく、：Ｊ　Ｕ　！；　：八０４１ｉ当
のＮ　１が含有されていても良好な脱バナノウムを支障
な〈実施できる。

１以上のように、この発明の方法を、・ぐナソウムの含
有−訃の少ない高クロノ、　ｊ、ｌ；ｒｉやステンレス
鋼を製造する際に、ＡＯＤ炉、　　Ｖ　（，１，１，、
）炉、転炉宿て脱炭したり、あるいは＋１’（）（等の
貞空処即設（１ｉｉ１や電気炉で酸素吹精して脱炭した
りする商のクロムを含む溶融鉄合金に適用するととによ
って、良好な効果を得ることができるものである。、 ついで、この発明を実施例によってμ体重に説明する。

実施例　１ まず、クロムを訝む溶鉄を電気炉にて溶解後、脱珪処理
を施して、第１表に小す如き成分組成を有する溶湯な得
た。

つぎに、この溶鉄をスラグとともに／＼ｎ　ｌ）炉に移
し、除滓後、１５００℃の温度にて、１３　ａ、０４０
重吊−％、　　）３ａＣｔ、、　：　６０重量％から成
る焼結フラックスを６０　ｋｇ／　ｔｏｎの量でγ重力
１１Ｌ、、へＦガスで（前押しながら、６　ｋｇ／　ｔ
ｏｎのＣｒ２Ｏ３をＩ　Ｉ＜９７　Ｌｏｎずつ分投し、
この処理を］５分間続けた。このときの溶鉄成分も第１
表に併せてボした。

■ ■ 第　　　　１　　　表 第１表に示される結果からも、脱・ζナノラム処理の１
）ＩＪ後において、クロム成分に変化を来たすととなく
、８５％の脱バナノウムを達成できたことが明らかであ
る。そして、同峙に、４４％の脱燐と、９５％の脱硫が
進行したこともわかる。

実施例　２ まず、クロム全音む釦、合金を月１．ζ−し、これを電
気炉にて溶解後、脱珪しで、第２゛表に小されるようろ
・成う〕−組成の溶削（鉄舎令ろ−・１”ｉだ１．この
後、溶Ｖ、をスラグとともにＡ　Ｏｌ）炉に移して除、
／）′後、１５５０Ｃの＊Ｗ　Ｉ仄にて、１３　ａ　Ｃ
Ｏ２’、　ｈ　＋、）中’Ｑ’＋係、　Ｈａ（ご４２、
′つ０重昂２％から１戊るフラックス　７０　ｋｇ／　
１．ｏｎをγ余加し、ＡＩガガス拌を１０分間イ・１日
すた後の溶鉄成分な第２表にイノ１せて示した１、 第　　　２　　　表 第２表に示される結果からも、ｌ（８，ＣＯ：＋　−１
，（ａ、（シｔ２系フラックスな用いれば、酸化剤を使
用１しなくても８８％の脱バナジウムを」幸成できたこ
とが明らかである。しかも、同１１！Ｊに、４８％の脱
燐と９２％の脱硫が進行したことが明らかである。

」−述のように、この発明によれば、これまで除去する
ことが困８！であったクロム含イ］溶鉄中のバナジウム
を、簡単容易に除去することができ、高品質の高クロム
鋼やステンレスｊ（ｒｆｉを比較的低価格で製造できる
ようになるうえ、パナノウト含イ」スクラップの有効利
用への道が開けるなど、ＩＩＩ業−１、有用な効果かも
だ［′：）されるのである。

出１軸人　　住友金属工業株式会社 代理人　　富　　［−１］　　　和　　夫　ほか」名２
５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１１合金溶湯に、バリウムの酸化物、水酸化物及
   び炭酸塩の］神具１．と、アルカリ土類金属のハロケ゛
   ン化物の］−神具１−と、クロム酸化物を主成分とする
   酸化剤とを含有するフラックスを添加することを特敵と
   する、りＤ　Ａを含む溶融鉄合金の脱パナソウムｌ去。 （２＋　　フラックスとして、酸化バリウムと、塩化バ
   リウムと、クロム酸化物を主成分とする酸（ヒ剤とを含
   有するものを使用する、’１−１ｌ’　ｉ’ｊ’Ｆ　＋
   （ｌ’ｌ求の範囲第１項に記載のクロムを含む溶剛；鉄
   合金の脱・ぐナヅウ　ムｌ去。 Ｃ％）　　フラックスの添ＩＪ１１に際して、クロム酸
   化物を主成分とする酸化剤を除いたフラックス成分を先
   に添υ１」シ攪拌しながら、クロム酸化物を主成分とす
   る酸化剤を徐々に添加する、特γ１．１ｊ−求の１自回
   第１項又は第２項のいずれかに記載のクロムなａむ溶融
   鉄合金の脱パナソウムｌノ、。