JPS61133308A - クロムを含む溶鋼の脱燐方法 - Google Patents

クロムを含む溶鋼の脱燐方法

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JPS61133308A
JPS61133308A JP59252810A JP25281084A JPS61133308A JP S61133308 A JPS61133308 A JP S61133308A JP 59252810 A JP59252810 A JP 59252810A JP 25281084 A JP25281084 A JP 25281084A JP S61133308 A JPS61133308 A JP S61133308A
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、クロムを含む溶鋼の脱燐方法に関するもので
ある。
(従来の技術) 一般にステンレス鋼やクロムを含む低合金鋼中の燐(以
下(P)をもって表わす)は鋼の脆性や、応力腐食割れ
性に悪影響を及ぼす有害不純物であることが知られてい
る。このため近年では原子力発電用材料や反応容器用材
料等の分野で鋼中のCPIに対して厳しい規制をとる鋼
種が増加している。
しかしながらクロム鋼の製造においてCP)を低下させ
ることは普通鋼の製造における〔P〕を低下させること
よシも困難であることは周知の如くである。その理由と
して通常の鉄合金の脱燐に採用されている酸化精錬法、
すなわち生石灰等を添加し酸素吹精する方法やCaO−
PeO系フラックスを添加する方法では、燐と酸素の親
和力に比ベクロムと酸素の親和力の方が強いためくクロ
ムが優先的に酸化され又生成するC r 20 sがス
ラグ側に移行しスラブが硬化することによシ、燐の酸化
、固定が阻害されることがあげられる。そこで低燐のク
ロム鋼の製造には溶鉄予備処理や転炉にて極力CP)を
除去した後に、高価な低燐鉄合金の使用で対処するのが
一般的な手法とされていた。
このような方法に対しクロムを含んだ溶融鉄合金中の[
:P] を効率よく除去することを目的としてエレクト
ロスラグ再溶融法にてCa −CaF27ラツクスを用
いて脱燐する方法(日本金属学会会報。
15(1976) 、 P、387)や、取鍋等反応容
器内でCaC2−CaF2系7ラツクスを用いて脱燐す
る方法(鉄と鋼、 63(1977) 、 P、 22
87)が試みられている。これらの方法はCaで脱燐を
行5ものでメジ、脱燐反応としては3Ca + 2P−
4Ca、P2で表わされるpt還元して除去するもので
あシ、クロムの酸化が抑制されるという利点を有する。
しかしながら上記の反応では処理後スラグ中にCa、P
2が存在し、これが大気と接触するとH2Oと反応し、 Ca、P2+ 3H20→3CaO+ 2PH。
なる式で示されるごとく有毒なフォスフイン(PH,)
を発生することから脱燐後のスラグ処理に工業上の問題
を残していた。
この還元による脱燐法で生ずる短所を回避するため、燐
を酸化して除去する方法としてBaC0,−BaCt2
系フラックスを添加する方法(鉄と鋼。
68(1982) 、 5971 )やLi□−Co3
添加CaO−CaF2− FeO系フラックスを添加す
る方法(鉄と鋼。
69(1983) 、 8878)等も試みられた。こ
れらは炭素含有量が1〜4%のステンレス鋼用溶銑に対
し工業的規模での実験がなされ、クロムの酸化を少くし
て脱燐を行うことができ、又還元脱燐法のような格別の
スラグ処理を必要としないすぐれた方法であることが確
認された。
しかしながらこれらの方法では溶融鉄中の炭素濃度が脱
燐効率に大きく影響し〔Caが高すぎると系の酸素分圧
が低下し、又〔Caが低すぎるとクロムの分配比が増大
しあるいは鋼中の燐の活量&pが低下するため脱燐に不
利であることが報告されている。(鉄と鋼、 69(1
983) 、 8186)(発明が解決しようとする問
題点) 本発明は前述のような従来法の短所を排除した低燐のク
ロム鋼を提供するためのクロムを含む溶鋼の脱燐を目的
とするものであ〕、本発明忙よれば、例えば転炉、電炉
等で目的〔Ca濃度まで脱炭した後のあるいは転炉、電
炉等で精錬後、真空脱ガス処理等の二次精錬を施した後
の、(Cr )を0.5〜10%含む溶鋼に対してクロ
ムの酸化を全く起   々こさずに燐のみを除去するこ
とができるものであるO (問題点を解決するための手段) 本発明の目的は精錬後のC:0.4%以下、P:0、1
チ以下、Cr:0.5〜10%を含有する浴温1500
〜1700℃の溶鋼にCooとアルカリ金属あるいはア
ルカリ土類金属のハロゲン化物、及びクロム酸化物から
なる7ラツクスを添加することを特徴とするクロムを含
む溶鋼の脱燐方法によって達成される。
すなわち本発明者らは゛(C)濃度の低い、クロムを含
む溶鋼中でクロムの酸化反応は進行せず、燐の酸化反応
をおこさせるために、溶鉄中クロム濃度から平衡的に定
まる酸素濃度をこえることのない、すなわちクロムの酸
化反応はおこらない酸素領域において燐の酸化がおこる
ことを確認し、このような酸化源としてフラックス中の
酸化クロムが有効なことをみいだした。この酸化クロム
としては純粋なCrz03 fc用いることが望ましい
が、PやSの含有量の低いクロム鉱石を用いても何ら差
し支えない。
又酸化された燐を固定する固定剤としては、従来報告さ
れてい、る高価なりaO系あるいはr、、12−CO3
系等を用いずとも、安価なCaO系で充分目的を達成し
うろことも確認できた。ただしC&〇−Cr203系フ
ラツクスではスラグの溶融点が高く酸化された燐の固定
にその効果を十二分に発揮できぬため滓化を促進するた
めの媒溶剤を使用することが重要である。この媒溶剤と
してはCaF2. Cab。
BaC4−NaF等といりたアルカリ金属あるいはアル
カリ土類金属のハロゲン化物があげられる。中でもCa
Oと同族の化合物でスラグの溶融点を下げる効果の大き
いCmFz等が好ましい。ただし必ずしもこれに限るこ
となく1種あるいは2種以上の化合物全併用して・も何
ら差し支えない。これら媒溶剤は前述のスラグ滓化の促
進のみでなくスラグ中のP2O5の活量を低下させ、平
衡論的に到達しうる燐の値を低下させる機能をも有する
以上の各成分を配合して脱燐フラックスを形成するわけ
であるが、先述の様にCaOは燐の固定に、酸化クロム
は燐の酸化に、媒溶剤はスラグの滓化促進にそれぞれ寄
与するため重量比として20〜50%CaO−10〜4
0 % Cr2O5−10〜70 ’16媒溶剤のもの
が適している。これらは単に混合状態で用いて良いが、
あらかじめ焼結あるいは溶融して合成すると滓化が速や
かに進行することから好ましい。
溶鋼に対し添加する7ラツクス量は必要とする脱燐量す
なわち処理目標とする燐濃度と初期の燐濃度の差によっ
て決定されるが、実際には作業上の問題から溶鋼1トン
当、り100kP以内で使用するのがよい。
脱燐処理を行5溶鋼成分(関しては、炭素濃度が0.4
−以上であると鋼中の酸素濃度が炭素濃度で支配され、
燐の酸化よシも炭素の酸化が優先的くなってしまうため
炭素濃度は0.41以下であることが望ましい。
また、脱燐処理時の温度であるが、溶鋼成分から考えて
、1500℃以下では、添加する7ラツクスの滓化及び
処理中の放熱等による温度降下がらその処理が不可能で
ある。一方、本発明の特長の1つでもあるが、溶鋼中の
酸素濃度は鋼中クロム濃度から平衡的に定まるため、同
一クロム濃度に対し溶鋼温度が高い糧、酸素濃度として
も高い値となシ、脱燐処理後に到達しうる燐の濃度が低
い値となる。スラグ滓化性も高温の方が有利であること
も考えると、耐火物の溶損等作業上の問題を生じない1
700℃以下の範囲で極力高温に温度を保持することが
好ましい。
第一1図に以上述べてきた本発明による脱燐時の成分挙
動を示す。図中0.Δが1600℃での鋼中燐トクロム
、・、ムが1700℃での鋼中燐とクロムの濃度を夫々
示すものであるが、この図から明らかなよ5に、時間の
経過に対しクロムの濃度は全く減少せず、一方確実に脱
燐が進行することが明らかである。又、高温の方が到達
する燐の濃度が低下、すなわち高い脱燐率が得られてい
る。
脱燐反応速度を高める観点からすると、7ラツクス添加
後、溶鋼と72ツクスに攪拌を与え、反応界面積を増大
させ、かつ反応の律速となる物質 ・□移動を促進させ
る方が好ましいのはもちろんの事である。
(実施例) つぎに本発明による実施例をのべる。
実施例1 第1表に示す成分組成の溶鋼5ooyを高周波溶解炉を
使りてMgOるつぼ内で溶解し、1600℃に保持t、
りffl、40 To CaO−20To Cr2O3
−20%CaF2−20 To CaCl2からなる混
合フラックス4゜lを一括添加し、20分間反応させた
ところ、同じく第1表に示す如き実験結果を得た。
第  1  表 上表の結果から処理前後において、クロムの酸化がなく
90チの脱燐が進行したことが明らかである。
実施例2 第2表に示す成分組成の溶鋼200kgを高周波溶解炉
を使りて溶解し、1600Cに保持した後、4096 
CaO−30’16 Cr2O5−30% CaFzか
らなる焼成7ラツクス10kgを一括に添加・し、At
2o3質のランスを介してArガス吹き込みによる攪拌
を行いつつ15分間の処理を施した結果を第2表に併せ
て示した・ 第  2  表 上表に示される通り、処理前後においてクロム濃度の変
化なく短時間のうちに80%の脱燐が進行した。
実施例3 第3表に示す成分組成の溶鋼500.9をタンマン炉な
使ってMgOるつぼ内で溶解し、1700℃に保持した
後50%CaO−25To CrzOs −251sC
aF 2からなる混合フラックス5ONを一括に添加し
20分間反応させたところ同じく第3表忙示す如き結果
を得た。
第  3  表 上表に示される通り、処理前後においてフラックス中の
Cr2O3が還元され溶鋼側に戻ることによりクロム濃
度が増加しつつ、かつ83チの脱燐が進行した。
実施例4 実施例4については第2図においてその工程を示しなが
ら説明を行う。溶銑予備処理により、脱硫、脱燐、脱硫
を行った溶銑を転炉1で酸素吹錬した後、出鋼時に燐含
有量の高い、クロム合金を添加し第4表に示す成分組成
を有した取鍋2に払い出された溶鋼3 (1sot)に
対し、Ca040チーCr20320 To ” Ca
Fz 30 To −CaCL210 Toからなるフ
ラックス4 (2000に!?’)を上方より投入し、
取鍋底部より Ar t!ス5を吹きこみつつ、かつ上
方から電極加熱6を行い、1600℃で30分間の処理
を行ったところ同じく第4表に示す結果を得た。
第  4  表 上表に示される通シ処理前後でフラックス中のCr2O
,の還元により鋼中のクロム濃度が増加し、かつ89慢
の脱燐が進行した。この後、この脱燐スラブを完全に排
滓し脱硫、脱ガス工程を行うととで低燐のクロム鋼を安
定して溶製することかできた。
比較例1 実施例4と同様の工程で第5表に示された成分組成の溶
鋼150tK一対し、従来の脱燐に使用されているCa
040%−CaF  20’!J−Fe20340%か
もなるフラックス200 okgを投入し、以後160
0CI/Cて同様の脱燐処理を30分間行ったところ。
同じく第5表に示す結果を得た。
上表忙示される通り酸化源として酸化鉄F・20gを用
いると燐よりもクロムが優先的に酸化してしまい、82
チのクロム損失となり、又酸化したクロムがスラグ側に
移行し高溶融点のスラグとなるため脱燐は38僑しかお
こらなかった。
この後脱燐スラグを排滓する際忙も、上述の高溶融点ス
ラグのため、スラグが固化しでしまい、完全排滓を行う
ことができずこの結果後の脱硫1穆で、スラグ中p2o
5から燐が溶鋼中に還元してしまい、又目標成分まで更
にクロム合金を添加せねばならず、この合金中からも燐
が溶鋼に移行してしまい、目標燐レベルを達成できず、
かつクロム合金歩留は大巾に低下してしまった。
(発明の効果) 上述のように本発明によれば、クロムを含む溶鋼に対し
、従来の還元脱燐法のように脱燐処理後スラグの処理等
複雑な工程をとることなく、又実施例4と比較例1を比
べても明らかなように、酸化脱燐法ながらクロム含有量
に全く影響を及ぼすことなく安価なフラックスを用いて
効率良く、確実に脱燐を行うことができ、合金歩留の大
幅な向上とも相まって、耐脆性等に優れた特性を有する
CP) 0.0051以下といった極低燐クロム鋼を安
価かつ容易に得ることができ、工業上有効な効果がもた
らされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による゛脱燐処理中の燐とクロムの挙動
を示す図、第2図は本発明の一例(実施例4)の工程を
示す図である。 1:転炉、2:取鍋(精錬容器)、3:!鋼、4:7ヲ
ックメ、5:攪拌用Arガス、6:加熱用電極。 第1因 時 間 (分) 第3 ・) −Aご□ (C)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 精錬後のC:0.4%以下、P:0.1%以下、Cr:
    0.5〜10%を含有する1500〜1700℃の溶鋼
    にCaOとアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属のハ
    ロゲン化物及びクロム酸化物からなるフラックスを添加
    することを特徴とするクロムを含む溶鋼の脱燐方法。
JP59252810A 1984-12-01 1984-12-01 クロムを含む溶鋼の脱燐方法 Expired - Lifetime JPH0621287B2 (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5732319A (en) * 1980-08-02 1982-02-22 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for dephosphorization and desulfurization of molten iron containing chromium
JPS58151416A (ja) * 1982-03-03 1983-09-08 Sumitomo Metal Ind Ltd クロムを含む溶融鉄合金の脱燐・脱硫方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5732319A (en) * 1980-08-02 1982-02-22 Sumitomo Metal Ind Ltd Method for dephosphorization and desulfurization of molten iron containing chromium
JPS58151416A (ja) * 1982-03-03 1983-09-08 Sumitomo Metal Ind Ltd クロムを含む溶融鉄合金の脱燐・脱硫方法

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