JPS5993822A - 溶鋼への加炭方法 - Google Patents
溶鋼への加炭方法Info
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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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- JP
- Japan
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- molten steel
- furnace
- carbon
- carburization
- molten
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0025—Adding carbon material
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- 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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
、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。
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
。
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。
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。
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。)
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)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20029882A JPS5993822A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 溶鋼への加炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20029882A JPS5993822A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 溶鋼への加炭方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5993822A true JPS5993822A (ja) | 1984-05-30 |
| JPS628488B2 JPS628488B2 (ja) | 1987-02-23 |
Family
ID=16421986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20029882A Granted JPS5993822A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 溶鋼への加炭方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5993822A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017018903A (ja) * | 2015-07-13 | 2017-01-26 | 太平洋セメント株式会社 | 廃活性炭の再生処理方法及び加炭材の製造方法 |
-
1982
- 1982-11-17 JP JP20029882A patent/JPS5993822A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS628488B2 (ja) | 1987-02-23 |
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