JPS6014813B2

JPS6014813B2 - 弗化ナトリウム系フラツクスによる溶融鋼の製錬方法

Info

Publication number: JPS6014813B2
Application number: JP55130121A
Authority: JP
Inventors: 利貞盛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1980-09-19
Publication date: 1985-04-16
Also published as: JPS5754217A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は通常の溶鋼および高ニッケル溶鋼などに類する
高合金溶鋼（以下溶融鋼と称する）を同Ｚ時にかつ迅速
に脱燐、脱硫および脱酸処理する溶融鋼の新しい製錬方
法に関するものである。

溶鋼の脱燐脱硫剤として従来公知のフラックス又はスラ
グ成分としてはＣａ○、ＣａＣＱ、ＣａＣ１２、ＣａＳ
０４、ＣａＦ２金属Ｃａを含有するＣａＦ２、Ｎａ２０
、ＺＮａ２Ｃ０３、Ｎａ２Ｓ０４、Ｎａ２＆０７、Ｋ２
０、＆０３、ＦｅＣ１２、ＭｎＣ１２、ＣｒＣ１３、Ｆ
ｅＦ３、ＭｎＦ２、ＣｒＦ３などがあり、これらはマグ
ネシヤ系、ドロマイト系、アルミナ系あるいは黒鉛質耐
火物を内張した容器において、単味又はこれらの数種を
同時に添２加して製錬し、場合によっては酸化剤として
酸素ガス、酸化鉄、酸化マンガンなどを追加的に添加脱
燐率の向上をはかっている。又これらの添加剤のうちで
はＣａＦ２はフラックス又はスラグの溶融温度を低下さ
せ流動性を改善する目的で添加するもので、脱燐脱硫速
度を大にする効果は認められるものの直接脱燐脱硫反応
に関与するものではない。本発明は上述した公知の同時
脱燐脱硫剤を使用する製錬方法とは全く異なり、生石灰
又はこれに少量の結合剤例えば塩化カルシウム、酸化チ
タン等を添加した生石灰系るつぼ又は同耐火物で内張し
た容器を使用し、弗化ナトリウム単味又はこれに２の重
量％以下の生石灰を同時に添加した弗化ナトリウム系フ
ラツクスを溶融鉄と接触させ、迅速かつ効果的な同時脱
燐脱硫反応を生起させ、更に脱酸も付随的にかなりの程
度まで進行せしめることを特徴とする新規の製錬方法で
ある。

本発明において使用する生石灰系るつぼ、又は生石灰系
耐火物を内張した容器とは、Ｃａ０９の重量％以上好ま
しくは９５重量％以上含有する生石灰単独もしくは少量
の塩化カルシウムおよび／又は酸化チタンを含有した石
灰系るつぼ並びに同村質の耐火物を少くとも溶融鋼と接
触する部分に内張りした精錬容器である。

以下本発明者が上述の容器を使用し、実験検討して得た
知見を具体的方法とともに以下に概説する。

Ｃａ○るつぼに純鉄３００夕を入れ、一且雰囲気を真空
に引いたのちアルゴンを導入し、アルゴン１気圧の雰囲
気中で高周波誘導加熱し約１５５０『０に保持し、フヱ
ロホスフホル及び硫化鉄の適量を添加して溶鋼中のＰ及
びＳ含有量を約０．１％に調整したのち、直ちに弗化ナ
トリウム単味又は弗化ナトリウムと生石灰とを重量比で
９：１の混合物各３０夕を１回あるいは１０夕ずつ３回
に分割して添加し、添加フラックスが溶解した時点を製
錬開始時間０分として３０ないし４０分間保持し、この
間に２なし、し１０分間隔で石英管により溶鋼試料を吸
引採取する。

溶鋼の温度はマグネシヤ保護管に挿入した白金−白金ロ
ヂウム熱電対により測定し、高周波入力を調節して１５
３０なし、し１６０ぴ○の温度範囲に保持した。所定時
間保持したのち加熱をやめ溶鎌を凝固させた。この間に
適時採取した吸引試料ならびに凝固鋼塊から分析試料を
作成し、Ｐ、Ｓ及び○を分析した。比較のためマグネシ
ャるつぼを使用して上記と全く同様のフラックス処理を
行った。これらの本発明の実施例とマグネシャるつぼに
よる比較例の実験結果とを図面によって詳細に説明する
。第１図はＣａ○るつぼ（以下Ａるつぼと略記する）を
使用し、ＮａＦ３０夕を一度に添加した場合の溶鋼中の
Ｐ、Ｓ、０含有量及び脱燐率、脱硫率、脱酸率と経過時
間との関係を示したもので、図中の実線はＰ、Ｓ、０含
有量と経過時間との関係曲線、破線はそれぞれに対応し
た脱燐率、脱硫率、脱酸率と時間との関係曲線を示して
いる。

図中白丸、黒丸印は実験例の繰り返しを区別して示した
もので、また白四角、黒四角印はそれぞれの実験例で得
られた最終の凝固鋼塊中のＰ、Ｓ、０含有量あるいは脱
燐率、脱硫率、脱酸率に対応している。この実施例に見
られるようにＮａＦを添加すると直ちに急激な脱燐、脱
硫、脱酸を生じ、復燐、復硫は起こらないが、０のみは
一旦その含有量が低下したのち経過時間と共に徐々に増
加している。３第
２図は約４％のＣａＣ１２を含有するＣａ○るつぼ（以
下Ｂるつぼと略記する）を使用し第１図と同様の実験を
行った場合の実施例である。図中の曲線や記号は第１図
と同様である。この実施例においても第１図の場合と同
様に急激な脱燐脱硫傾向３が認められる。第３図はＡる
つぼ（白丸印）及びＢるつぼ（黒丸印）を使用し、Ｎａ
Ｆ３０夕を１０夕ずつ３回に分割して添加した場合の実
施例を各１例ずつ示した。

同図において上部に矢印を付した時点でＮａＦを添４加
したことを示している。図に見られるようにＮａＦを添
加する毎に脱燐脱硫が起こり、脱燐率約９５％、脱硫率
最大７３％が得られた。顕著ではないが脱酸の傾向も認
められる。第４図はＭｇ０るつぼを使用し、第１、第２
図と全く同様の試験を行った場合の比較実験例を示した
。

２例を白丸印と黒丸印とで区別して示したが白丸印の溶
解実験例では最初に添加したＮａＦの一部がるつぼ外に
落下したため８分後に矢印の時点で約２０夕のＮａＦを
追加して添加した。

この図からわかるようにＭｇ０るつぼにおいても脱燐脱
硫脱酸が見られ傾向としてはＡ、Ｂるつぼの実施例と全
く同様であるが、脱燐率は最大５０％、脱硫率は最大１
９％、脱酸率は最大４１％であり、Ａるつぼ及びＢるつ
ぼを使用した方が脱燐率、脱硫率、脱酸率が優れている
ことは明らかである。第５図はＡるつぼ（白丸印）及び
Ｂるつぼ（黒丸印）を使用し、フラックスとして前述の
ＮａＦとＣａ０との９：１混合物３０夕を上述の第１、
第２図の実施例と同様にして添加した場合の実施例を各
１例ずつ示した。

この実施例においてもフラックス添加後直ちに脱燐脱硫
脱醗が起こり、脱燐率最大９４％、脱硫率最大７３％ト
脱酸率最大６６％が得られた。復燐は殆んど認められな
い。第６図はＭ鮒るつぼを使用してＮａＦとＣａｏとの
９：１混合物を第５図と同様に添加した場合の比較実施
例である。この場合においても脱燐脱硫脱酸は起こるが
その程度はＡ及びＢるつぼ使用の実施例（第５図）に比
較すると脱酸率はほぼ同程度であるが、脱燐率、脱硫率
は共に劣ることがわかる。つぎにＮａＦが果して脱燐脱
硫脱酸に対し有効に作用しているかどうかを確認するた
めに、Ａるつぼ、Ｂるつぼ及びＭｇＯるつぼを使用して
純鉄を溶解し、Ｐ、Ｓ含有量がそれぞれ０．１％を目標
にしてフェロホスホル及びＦｅＳの適量を添加したのち
、フラックスを添加しない状態でアルゴン雰囲気中にお
いて第１図ないし第６図に示したと同様に約３０分間溶
融状態に保持し、るつぼ材質の影響を知るための空実験
を行った。

その結果を比較例としてＡるつぼについて第７図、Ｂる
つぼについて第８図、Ｍざ０るつぼについて第９図に示
した。Ａるつぼ及びＢるつぼの場合はフラックスを添加
しなくても徐々に脱燐するが脱燐率はいずれもフラック
ス添加の場合に比較して大幅に低く、また脱硫は全く認
められず、０は漸増するのみで低下は見られなかった。
０の増加はアルゴン中の不純物として含まれる酸素ガス
による溶鋼の酸化に基づくものである。

またＭやるつばの場合は脱燐脱硫は全く認められず、０
は漸増傾向の１例と、ほとんど変化しない１例とを得た
。後者はアルゴン中の酸素分圧が特に低い場合である。
以上の第１なし、し第６図と第７ないし第９図とを比較
すればＮａＦ単味又はＮａＦとＣａ○との９：１混合物
フラックスの添加が急激かつ効果的な脱燐脱硫脱酸作用
をもたらしていることは明らかである。ＮａＦに対する
Ｃａ○の添加量を重量比で８：２まで増加したフラツク
スは製鋼温度付近においても半溶融状態を示した。

これは溶融したＮａＦに対するＣａ○の溶解限度が２の
重量％以下であることを示唆しており、換言すればＣａ
○を内張りした容器を用いてＮａＦフラツクスを溶鋼に
添加しても内張りのＣａ０はフラツクス添加量に対して
製鋼温度では２０％以下しか溶解しないことを示すもの
である。またＭｇ○系あるいはドロマィト系の容器で客
解した溶鋼にＮａＦを添加すれば、Ｃａ０の効果すなわ
ちその活量がＣａ○単味又はＣａ○系の容器よりも低下
するから脱燐率、脱硫率、脱酸率は劣ることが上述の実
施例及び比較例からわかる。以上の実験はすべてＰ、Ｓ
および０以外の共存元素を含まない純鋼系落陽に関する
試験結果であるが、つぎに溶融鋼の脱燐、脱硫及び脱酸
に及ぼす共存元素の影響を知るため、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｃｒ及びＮｉの５元素を溶融鋼にそれぞれ濃度を変化さ
せて単独に添加し、Ｐ、Ｓをいずれも約０．１％となる
ように成分調整したのち、ＮａＦを溶融鋼に対して５な
いし７％（最低４．１％、最高１０％）添加し、製鋼温
度においてＢるつぼを用いてこれらの元素の影響を検討
した。

保持時間は１０ないし２０分（最小６分、最大４０分）
であり、この間に通時溶鉄試料を採取し分析に供した。
Ｃは０．１、０．２、０．３及び４．２％の４水準で実
験した。

ＣＯ．１％では脱燐率８４％、ＣＯ．２％では脱燐率６
２％、脱硫率７４％、ＣＯ．３％の場合は脱燐率は４１
％と低く、Ｃ４．２％では脱燐率はさらに低下してｌｏ
％以下となったが脱硫率は９０％以上を示した。これら
の結果は溶融鋼中のＣ含有量が増加すると脱燐条件は悪
くなるが、脱硫条件は改善されるためである。Ｓｉは０
．０う０．３０．５７及び０．６１％の４水準で実験
した。Ｓｉが０．３％以上では１０分間で０．１なし、
し０．２％の脱げいが認められ、脱燐率は１５％以下ま
たは全く脱燐しなかった。Ｓｉが０．０５％の場合は脱
げし、と同時に脱燐し、脱燐率は７３％であった。した
がってＳｉ含有量は極力低値に保持すると同時にＮａＦ
の添加量を増加しなければならない。脱硫についてはＳ
ｉｏ．０５％の場合７８％、Ｓｉｏ．３％以上では８４
なし、し９６％であった。また脱酸についてはＳｉｏ．
０５％の場合は脱酸率３８％で、Ｓｉ含有量が増加する
と当然のことであるが脱酸率は向上しＳｉｏ．３％では
７９％であった。Ｍｎは０．２、０．ふ０．０１．３
及び１０．８％の５水準で実験した。

Ｍｍ含有量が１．３％以下であれば脱燐率は７０なＬ・
し７４％、脱硫率は４７なし、し８１％であったが、Ｍ
ｎが１０．８％になると脱燐は殆んど認められず、一方
脱硫率は５６なし、し７０％であった。脱酸率は最大１
８なし、し６１％を得たが、保持時間の経過とともに再
び酸素量は徐々に増加する煩向を示した。Ｎｉは１、４
及び８％の３水準で実験した。

Ｎｉが溶融鋼中に含まれると脱燐が促進され、脱燐率は
いずれも９４なし、し９７％が得られた。脱硫率はＮｉ
ｌ％で６６％、Ｎｉ４および８％の場合は７２ないし７
３％の脱硫率を示した。したがってＮｉ含有量の大なる
合金鋼の脱燐脱硫にＮａＦはとくに効果的である。Ｃｒ
は０．０４、１０及び１８％の４水準について実験し
た。

Ｃｒｏ．６％では脱燐率７２％であったが、Ｃｒ含有量
が増加すると脱燐率は低下し、Ｃｒが４ないし１０％で
は２２ないし３３％となり、Ｃｒ１８％では脱燐率は６
％まで低下した。したがって効果的な脱燐を行うために
はＣｒ含有量は極力低めに抑え、フラックスの添加量は
増加する必要がある。脱硫についてはＣｒ４％で脱硫率
４０％、Ｃｒｌｏ％で７５％、さらにＣｒ１８％では脱
硫率８４％となり、Ｃｒは脱硫率を向上させる。脱酸に
ついてはＣｒｏ．６％で脱酸率９％、Ｃｒ４％で２８％
となり、Ｃｒが１０％以上になると９０％前後の脱酸率
が得られた。以上の実験結果を総合すると、溶融鋼を生
石灰系耐火物容器中で製鋼温度においてＮａＦ添加によ
って効果的に脱燐し、同時に脱硫、脱酸するためには、
共存元素の最大許容含有量はＣＯ．２％以下、Ｓｉｏ．
０５％以下、Ｍｈｌ．３％以下、Ｃｒｌ％以下の程度で
あり、Ｎｉは８％程度までは少くとも脱燐を促進する。

Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒが上記の含有量以上に共存する場
合は脱硫率、脱酸率は向上するが、脱燐率は低下する。
したがって脱燐と脱硫とのいずれに重点を置くかによっ
て上記の共存元素の最大許容含有量が左右されることに
なる。本発明に使用するＮａＦ系フラックスは極めて蒸
気圧が大であるため、溶鋼温度範囲で添加すると５分以
内にほぼ全量が気化蒸発し、溶鋼表面にフラックスは全
く残留しないから、フラツクス添加時に溶鋼とフラック
スとの接触を極力良好ならしめるよう瀦梓あるいはガス
吹込みなどの適当な方法を横じることが望ましい。なお
また容器に廃気収塵装置を設置すればフラックスの回収
が可能であるという特徴を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣａ○るつぼ（Ａるつぼ）を使用し、ＮａＦ単
味のフラックスを一度に添加した場合の溶鋼中のＰ、Ｓ
、０の含有量及び脱燐率、脱硫率、脱酸率と経過時間と
の関係を示す図、第２図はＣａＣ１２約４％を含有する
Ｃａ０るつぼ（Ｂるつぼ）を使用して第１図と同様の溶
解試験を行った実験結果を示す図、第３図はＡ又はＢる
つぼを使用し、ＮａＦを３回に分割して添加した場合の
実験結果を示す図、第４図はＭｇ０るつぼを使用し、第
１図と同様の溶解試験を行った場合の比較実験結果を示
す図、第５図はＡ又はＢるつぼを使用し、ＮａＦとＣａ
○とを重量比９：１で混合したフラツクスを一度に添加
した場合の溶鋼中のＰ、Ｓ、０の含有量及び脱燐率、脱
硫率、脱酸率と経過時間と０の関係を示す図、第６図は
Ｍｇ○るつぼを使用し、第５図と同様の溶解試験を行っ
た場合の比較実験結果を示す図、第７図はＡるつぼを使
用して純鉄を溶解し、Ｐ及びＳ含有量を一定値に調整し
たのち、フラックスを添加せずにアルゴン雰囲気タ中で
３粉ご間保持した空実験の結果を示す図、第８図はＢる
つぼを使用して第７図と同様の空実験を行った結果を示
す図、第９図はＭｇ０るつぼを使用して第７図と同様の
空実験を行った結果を示す図である。第１図第２図第３図第４図第５図第６図第７図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

１生石灰系るつぼ又は、生石灰系耐火物で内張した容
器を使用し、弗化ナトリウム又はこれに２０重量％以下
の生石灰を添加した弗化ナトリウム系フラツクスにより
、溶融鋼中の燐、硫黄及び酸素を同時に除去することを
特徴とする、弗化ナトリウム系フラツクスによる溶融鋼
の製錬方法。