JPS5993822A - 溶鋼への加炭方法 - Google Patents

溶鋼への加炭方法

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JPS5993822A
JPS5993822A JP20029882A JP20029882A JPS5993822A JP S5993822 A JPS5993822 A JP S5993822A JP 20029882 A JP20029882 A JP 20029882A JP 20029882 A JP20029882 A JP 20029882A JP S5993822 A JPS5993822 A JP S5993822A
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molten
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Keizo Yamada
山田 桂三
Hiroyuki Azuma
洋幸 東
Takeshi Hiyama
桧山 猛
Minoru Nishimae
西前 年
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Pacific Metals Co Ltd
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Pacific Metals Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0025Adding carbon material

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

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】 特にヌテンレス鋼の粗溶鋼の加炭方法に関するものであ
る。
ステンレス鋼においてP,S.N等は有害不N物であり
、これらの成分の含有量を低下させれは鍾々の優れた特
性を有する材料の得られることは周知であるが、これら
の不純物を除去することは従来のステンレス溶製プロセ
スにおいて必ずしも容易ではηかった。
しかしながら最近、ステンレス粗溶鋼の炭素濃度を高く
してフシックス処理すれば、上記の不純物の除去が比較
的容易に行なえることが知られるようになった。例えば
特公昭57−25612号公報では溶鉄の炭素含有量が
飽和乃至それに近い程度が要求されておシ、特開昭57
−70219号公報では、溶融鉄合金のC濃度を4%以
上にしておくことを条件のひとつとしている。
従来、この様な高含有量まで溶鋼へ加炭する方法として
は、電気アーク炉、高周波炉などの溶解炉において高炭
素の合金鉄(例えば高炭素フェロマンガンや高炭素フェ
ロクロム)或いはフェロコークスなどを添加する方法が
あった。
しかしこれらの方法では加炭効率、すなわち溶鋼への炭
素溶解歩留が低いことや、炭素と共に他の元素も必然的
に添加されるため、操業が繁雑になるなどの欠点があっ
た。
この様にステンレス溶鋼への加炭、特番で炭素の極めて
高濃度迄の加炭を容易且つ効率的に実施できる方法が求
められていることに鑑み、本発明者らは鋭意研究を重ね
た結果、本発明に至ったものである。
すなわち本発明は、ステンレス精錬工程において、炭素
含有量の極めて高い溶鋼を容易に得る方法を提供するも
のである。
本発明による加炭方法は、加炭を行なう溶鋼をその底部
にガス供給用の羽口(ノズル)を備えた炉外精錬炉に供
給し、この溶鋼に対し底部羽口からガスを供給して攪拌
しながら上部よシ炭素含有原料を添加して、溶鋼へ炭素
含有原料を溶解せしめることによシ加炭を行なうもので
・ある。
この様な加炭を行なう炉外精錬炉としては、例えばAO
D炉のごとき炉底にガス供給用ノズルを備えた炉が適し
ている。
AOD炉はArgon−Oxygen −Decarb
urizationの名称、!′シ自明の様に本来溶鋼
の脱炭を目的として開発されたもので、ステン17ヌ製
造用としてはその脱炭、脱硫効果が極めて優れているこ
とから、近時、工業的に多数設置、操業されている。
本発明者らは、この様に本来脱炭用として開発、設置さ
れたAOD炉においても、一定の操業条件さえととのえ
れば、容易にその溶鋼の炭素飽和点近くもしくは飽和点
まで加炭できる方法を見出したものである。
加炭操業において、炉外精錬炉の底部ノズルよシ溶鋼に
吹き込むガスは溶鋼の指押と炭素の酸化防止、さらには
熱源の補給などの役目をもっている。溶鋼への炭素の溶
解速度を速める上で、溶鋼と炭素含有原料の混合、接触
を効率的に行々う必要がある。一方、溶鋼への加炭反応
は化学熱力学的には吸熱反応であるため、溶鋼の温度維
持のためには、溶鋼に例えばStを添加もしくは含有せ
しめておき、これと酸素を反応せしめSjの酸什熱によ
って溶鋼の温度を維持する必要がある。しかし、酸素を
過剰に供給したり、或いは極端に少なくしたシすると、
酸化反応が進行したり、或いはガス雰囲気のCOガス分
圧が低下したりするため溶解−した炭素の再酸化が起こ
って加炭効率の低下を惹起する。
以上の点よシ、炉外精錬炉の炉底ノズルより溶鋼に供給
、吹き込むガスとしてはアルゴン、窒素の様な不活性ガ
スと酸素との混合気が好ましい。
次に、前述の様にステンレス溶鋼への加炭反応は吸熱反
応であるため、加炭操業中は何らかの方法によシ熱を補
給して溶鋼温度を維持する必要がある。AOD炉のごと
き炉外精錬炉は通常電極の様な加熱装置をもたないため
、本発明による加炭方法においては、好ましくはSt含
有量の高い溶鋼を用い、溶鋼中のStと炉底から供給さ
れる混合気中のOとの酸化反応熱によって熱補償を行な
い、溶鋼温度を維持する。
加炭反応による吸熱を補償するという観点からは、加炭
工程に供給する溶鋼の温度を最初から高温にしておいて
も良いわけであるが、加炭反応による吸熱度が大きく(
1トンの溶鋼に1に9!のCを溶解させると、すなわち
C含有量を0.1係上昇せしめると、溶鋼温度は約3℃
低下するといわれている)、飽和濃度近く迄C含有量を
上昇せしめる場合、当初の溶鋼C含有量にもよるが、仮
にC濃度を3%から6%に上昇せしめると、吸熱によっ
て約100℃も溶鋼温度が低下する。しかしながら、加
炭による吸熱を補償するため、溶鋼温度を最初から約1
00℃高めておくためには、電気炉などを用いても多量
のエネルギーと時間を必要とする。例えばステンレス溶
鋼の比熱を0.17とするとこの溶鋼1トンを100℃
温度上昇させるのには17.000 kcatの熱量を
必要とする。これを電力で供給するためには860 k
ca7/kWhだから約20 kWhの電力を必要とし
、一般的′2!i−電気炉での効率45%で計算すると
、44 kWhの電力量に相当する。
この様な観点から本発明においては、加炭反応による吸
熱の補償を高Si含有量の溶鋼を用いることによって解
決したものである。
この様な高Si含有量の溶鋼を製造するには、通常の電
、気アーク炉溶解によって得た溶鋼にFeSiの様なS
i源を添加しても良いが、フェロニッケル、フェロクロ
ムの様な合金鉄製錬炉からの溶湯を何らの前処理も加え
ず使用するのが有利である。
高Si含有量の溶鋼を用いるのは、C歩留を高くするた
めにも有利である。すなわち、反応速度論的に、炉底ノ
ズルから吹き込まれる混合気中の酸素は溶鋼中のCと反
応するよ)も優先的にStと反応し、Siとの反応によ
って熱を発生すると同時にCとの反応はStの存在によ
シ抑制されるからである。また、Siの酸化反応によっ
てS i 02の富化したスラグは適時排除され、加炭
剤およ改もしくはCaO等の追加投入によ多処理が繰夛
返されるのが好ましい。
この様に本発明は加炭と脱S1の両反応を同時に進行せ
しめるのが著しい特徴である。
次に加炭操業に供給する溶鋼の温度については、加炭反
応を促進する上からは高温程好ましいが、炉外精錬炉の
内張耐火物の寿命など経済性ともあわせ考えた適切な温
度とする必要がある。
ステンレス溶鋼への加炭操業の炭素源としての炭素含有
原料については、本発明においては、その成分、形状な
どの制限は全くない。しかし、加炭後の溶鋼の用途によ
っては、特定成分、例えばP、Sなどの不純物の高い炭
素原料は好ましくないこともある。また加炭反応を早め
るという点からは、塊状、よシも粒状もしくは粉状のも
のが好ましいこともある。炭素含有原料としては、石炭
、コークス、活性炭、など一般的な炭材を用いることが
できる。
以上の様に本発明は特に高価な炭素含有原料を必要とせ
ず、また複雑な装置やプロセスをも必要とせずに、ステ
ンレス溶鋼に容易に加炭できる方法を提供するもので、
その工業的価値は極めて大きい。
次に本発明の趣旨をさらに明確にするため実施例を示す
実施例 1 フェロニッケル製錬炉からのフェロニッケル溶湯とフェ
ロクロム製錬炉からのフェロクロム溶湯を混合してオー
ヌテナイト系ステンレス鋼(5US304L)製造用の
粗溶鋼とした。この粗溶鋼は温度1350℃で、成分は
表−1の通りであった。
コノm溶鋼24.00011il量30 TcDAOD
炉(炉底にガス供給用ノズルをも゛っ)に装入し、Ao
D炉の底部ノズルから02ガスとArガスの混合気を0
2 : Ar比=3:工、02量900 Nm3/hr
 XAr量30ONm3/hrの条件で粗溶鋼に吹き込
み、溶鋼温度を1520℃とした。この際、温度調整用
冷材として塊状の高炭素フェロクロム(成分はCニア、
93%、Si:1.90饅、P:0.022%、S:0
.040%、cr:52.02%)3.100kl?及
び造滓材として石灰石4ookg、生石灰100 kg
の添加も行なった。この操作は約44分間で行なった。
この操作後の粗溶鋼成分は表−2の様になった(重量は
z6,3ookg)表−2 除滓後、表−2の成分の粗溶鋼に対し、0ガスとArガ
スの混合気tO:Ar比=3:1.02量900 Nm
3/hr 、  Ar Ji 300 Nm3/hrの
条件で供給しながら、先ず電極屑(通常の製鉄用電気ア
ーク炉に用いられる電極をこぶし大に破砕したものでC
含有量(19% ) 1,000’kgと低炭素フェロ
ニッケル(溶鋼N1含有量の調整と冷却材用として使用
成1;l:C: 0.01(1、N1:21.60q6
、Fe;残分)900kgを添加し、加炭操業を行なっ
た。
この条件で加炭を14分間行ない、その後で生石灰50
kgと加炭材として高純度コークス(C含有量99%、
粒度1〜5 tmn ) 500 kgk、さらに12
分経過後生石灰20kgと高純度コークスエ8゜ゆをそ
れぞれ添加し、この加炭操業を14分間行なった。加炭
操業完了後は生石灰30kgと石灰石300kgを追加
投入し、1o分間の吹錬を行なってから除滓した。
との加炭操業の詐細を表−3に示した。
この加炭操業を完了した後の最終溶鋼の成分を表−4に
示した。この最終溶鋼の重量は26,000ゆでありた
表−3 表−4加炭溶鋼成分(チ) 溶鋼温度及び溶鋼C濃度は各時期終了後の値である。
この操業におけるC収支は 入量:粗溶鋼(表−1): 24,000kgX0.0
377中905kg高炭素フェロクロム 3,10 o
kgx o、o 793中246kg電極屑     
  1,000kgx 0.99  中990kg高純
度コークス    680ゆXo、99  中673k
g低炭素フェロニッケル  900kgX0.0OO1
+ −言1 2.814ky 従って実施例1におけるC歩留は 1.427/2814X100=50.7%であった。
一方、加炭材として添加したこぶし大ないし人頭大の電
極屑は実施例1の除滓時において約500kgが未反応
のまま固体としてスラグと同時に回収されたため、この
量を大量から削除するとC歩留は、 1.427/2,814−(500X O,99)=6
1.5%となる。
また、この加炭操業においては、加炭材の添加よシ終了
迄の時間は50分を要しておシ、との間溶鋼のC濃度は
(5,49−3,52)=1.97%上昇している。従
って加炭速度はo、 04 %/minであった。(但
し、表−3、第4期の造滓に要した時間10分を除くと
、6.01−3.52/40=0.06チ/minとな
る。)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 炉底にガス供給ノズルを備えた炉外精錬炉、に対して、
    高St含有量の溶鋼を供給し、この炉底ノズルから不活
    性ガスと酸素の混合気を供給して粗溶鋼を猜拌しながら
    、炉外精錬炉の上部羽口よシ炭素含有原料を供給するこ
    とを特徴とする溶鋼への加炭方法。
JP20029882A 1982-11-17 1982-11-17 溶鋼への加炭方法 Granted JPS5993822A (ja)

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JPS628488B2 JPS628488B2 (ja) 1987-02-23

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JP2015059257A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 太平洋セメント株式会社 加炭材及び加炭材の製造方法並びに使用済み活性炭の利用方法

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