JPS6213403B2

JPS6213403B2 -

Info

Publication number: JPS6213403B2
Application number: JP53002614A
Authority: JP
Inventors: Eru Reeman Arubaato
Original assignee: EE FUINKURU ANDO SANZU CO
Current assignee: EE FUINKURU ANDO SANZU CO
Priority date: 1978-01-13
Filing date: 1978-01-13
Publication date: 1987-03-26
Also published as: JPS5497517A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、極めて低い最終硫黄有量、特に
0.003〜0.006の範囲及びそれ以下の水準を、経済
的で制御可能な一貫したやり方で、従来の溶融装
置中で溶融した種々の合金鋼について得る方法に
関する。鋼製造業者は、鋼の硫黄含有量を低下すること
を求めている。なぜなら硫黄含有量が高いと最終
生成物に赤熱脆性及び他の有害な影響を与えるか
らである。多くの脱硫法が開発されているが、商
業的方法のほとんど全ては、溶融が完結した後の
実質的炉処理を必要としている。例えば、よく知
られているように、脱硫は高温度で低い酸素ポテ
ンシアルの場合に最も効果的に進行する。そのた
め鋼を、その溶融後実質的な或る時間アーク炉又
は他の溶融装置中に保持し、過熱及び脱酸を行な
つている。なぜなら鋼は溶融した時充分な脱硫は
行うことができない位多量の酸素を含むからであ
る。付加的な炉滞留時間で、酸素含有量を低下さ
せ、鋼の温度を上昇させるための時間的余裕を与
える活性脱酸剤（アルミニウムが良い例である）
の添加の如き工程を溶融装置中で行なわせること
ができる。後溶融炉処理が長いことによる一つの実質的欠
点は、製鋼法の効率が低下することである。なぜ
なら炉又は他の装置がそれによつて利用効率が下
がるからである。例えば、電気アーク炉は極めて
有効な溶融装置であるが、比較的効率の悪い仕上
げ装置であり、金属を過熱及び（又は）脱酸する
のに用いられる時は常に仕上げ装置として働く。
更に、過熱は炉耐火物を通常の速度より速く腐食
させ、それによつてその方法のコストを増加する
ことはなく認められている。理想的には溶融装置
は溶融にだけ用いるべきである。仕上げ（脱硫を
含む）、温度制御、脱酸及び合金化は、後の装置
で行なわれるべきである。なぜなら之等の手順の
併用は、炉を最も効率的に利用し、コストを最低
にし、全製鋼工程の効率を最大にするからであ
る。従つて本発明の主たる目的は、炭素鋼及び合金
鋼の広範囲のものについて、どの溶融装置で製造
された鋼にも適用できる経済的で再現性のある、
容易に制御できる仕方で極めて低い硫黄含有量を
得る方法を与えることである。他の目的は、溶融装置スラグ条件に対して実質
的に又は完全に影響を受けない上述の如き方法を
与えることである。更に他の目的は、加熱、脱硫及び他の仕上工程
を完全に又は実質的に完全に溶融装置外で行な
い、それによつて溶融装置の効率、従つて全製鋼
工程の効率を最大にする方法を与えることであ
る。更に他の目的は、脱硫及び温度制御を、実質的
に又は完全に溶融装置外で行ない、然もよく知ら
れた容易に入手できる材料を用い、それによつて
特別の材料及び装置にかかる余分の費用を回避す
ることができる方法を与えることである。更に他の目的は、上述の如き低硫黄水準を与え
ると同時に、実質的に脱硫反応が進行している間
にのみ溶融のための上昇温度を与え、最終的に極
めて低い水素、酸素及び所望に応じ低い窒素含有
量を鋼中に得、化学的条件を容易に制御し、それ
によつて冶金的品質をよくした最終生成物を与え
ることである。他の目的は電気炉溶融鋼の窒素含有量を制御す
ることである。他の利点及び長所は、次の記載中に記載又は示
唆されているか、又は当業者には自然に示唆され
るであろう。又そのような利点及び長所は、後に
例として記載した本発明内に含まれるものであ
る。従来の電気炉法に適用した場合として、本発明
は (i) 合金鋼溶融浴上に、十分に流動化し、かつ脱
酸した極めて低いFeO含量のスラグを形成し、 (ii) (a)極めて低い真空と(b)浴の底部から上方に泡
立つパージガスとを同時的に適用して、スラグ
と金属の緊密な混合をして最初の脱硫を行な
い、しかる後に、 (iii) (a)約３mmHg（絶対圧）以下の非常に低い真
空と(b)消耗電極と全面で沸騰する溶融合金鋼と
の間の交流加熱アークとを合金鋼浴に同時的に
適用し、かつ(c)浴の底部から合金鋼浴を通して
上向に通過させるに十分量のパージガスを通過
させて広域な沸騰現象を創り出し、鋼の表面の
はげしい撹拌によつて溶融合金鋼の液滴を合金
鋼の表面からスラグ層を通してスラグ層上の空
間中にはね上げさせ、次いで下方に落下させて
再度スラグ層を通して合金鋼浴の表面に循環さ
せることにより、溶融合金鋼の個々の融滴を低
いFeO含量のスラグ層の全体の厚さを通して少
なくとも２回完全に通過させることからなる、
真空、パージガスおよび交流加熱アークを同時
的に鋼に適用する方法で最大硫黄含有量0.006
を有する合金鋼を製造する方法。一サイクルの最終的操作部分は、浴の酸素ポテ
ンシヤル、浴の温度、時間、撹拌及び真空、スラ
グの塩基度、温度、体積及び流動度を一緒に注意
深く調節することからなるが、本方法は特定の型
の溶融装置（単数又は複数）から製造されたもの
に限られるわけではない。従つて本発明は特定の
予備処理調整に限定されるものではない。しか
し、年当りトンの単位で最も広く用いられている
溶融装置の一つは電気炉なので、本発明を従来の
電気炉法に関連して記述する。しかし、電気炉は
例示の目的で単に選択されたものであることを理
解すべきである。なぜなら鋼はそれを溶融する装
置の型には無関係に、脱酸及びわずかに過熱され
た後、0.003〜0.006の範囲あるいはそれ以下に達
するように同じ最終条件にかけられるからであ
る。従来の二回スラグ法は、一回（heat）は60〜70
トンの低又は中間的炭素鋼又は低合金鋼の電気炉
中で行つているものと仮定して、次の一般的な工
程の順序によつて本発明を例示することにする。第二の炉スラグは一サイクル中後の方で取扱わ
れるようになるスラグ体積を最小にするために可
能な程度迄取り除くのが好ましいが、必ずしもそ
うである必要はない。溶湯は、好ましくは最終のスラグ除去後、黒鉛
電極を溶湯に約1/2〜１分間浸漬し且つ（又は）
湯出直前に鋼１トン当り約１Kgのアルミニウムを
投入するなどして湯出前に最初に脱酸すべきであ
る。湯出開始時に鋼の硫黄含有量は非常に広く変る
が、典型的な範囲は約0.015〜約0.025であろう。当業者が認めるように、多数の既知の方法があ
り、それらは全て比較的わずかな付加的炉時間で
流出前のこの範囲迄の硫黄にすることができる。 CaSiの形で約10ポイントの珪素を、湯出中の
溶湯流中へすくつて入れ、必要なSiの残りは、50
％FeSiとして湯出用容器の底に添加することが
できるが、それは通常取鍋であろう。然る後、溶湯重量の約２％のスラグを湯出用容
器へ添加する。典型的な混合物は約910Kgの焼成
石灰182Kgのか焼ボーキサイト及び91Kgの螢石を
含んでいてよい。１トン当り約0.45Kgの粒状Alを
次に表面上に散布する。次に湯出用容器中の溶湯を溶融装置とは別の熱
源により加熱してスラグを流動化し、そしてその
温度を鋼温度よりわずかに高く上昇させる。約22
℃の温度差が満足すべき結果をもつて用いられて
いる。便利で効果的な熱源は、米国特許第
3501289号及び同第3501290号明細書に例示されて
いる型の交流加熱アークによる加熱である。もし
そのような装置が利用できるならば、湯出用容器
はその装置に移し、平炉室内に置き、その室を閉
じ、溶湯を交流加熱アークと真空脱ガスとの両方
の効果にかけることができる。アークはスラグを
迅速に流動化し、わずかに過熱し、鋼の最終温度
を注入に適したものにするであろう。ガスパージと真空との併用効果により、溶湯の
脱酸を促進し、パージガスにより導かれた溶湯内
の循環により溶湯全体に亘つて均一に温度を保つ
であろう。当業者が気付いているように、溶湯の
底に周囲温度で発生した気泡は、それが上に上昇
するに従つて真空タンク中の圧力により体積が数
百倍或は数千倍に膨張し、表面で激しい沸騰作用
を生じ、それが金属液滴を表面上の空間中へ上方
へ押し上げ、次いで溶湯上へ落下して戻るように
するであろう。約92cmのはね上り高さが与えられ
るのが好ましい。取鍋耐火物は実質的に完全に従来のものであつ
てよい。即ち、底は従来の膨張型取鍋煉瓦でよ
く、スラグライン下の側壁は普通のシリカ裏打ち
煉瓦であつてよい。スラグラインの所の裏打ちは
従来のシリカ煉瓦より一層耐スラグ性組成のもの
であるのがよく、多くの工場で従来あるようなク
ロムマグネサイト裏打ちをスラグラインの所に用
いるべきである。勿論全取鍋ライニングが塩基性
耐火物である変更法を適用することができる。電気アーク白熱範囲に達した時、例えば100〜
200mmHgの範囲になつた時、アークを止め、ポン
プで引き続け、溶湯を高塩基性の流動化高温スラ
グ、真空及び激しい撹拌に同時にかけることから
生ずる脱ガス、脱酸及び脱硫の併用効果を全体に
与える。もし望むなら、真空がグロー放電範囲下の水準
に達した後にアークを再び開始してもよい。適当
な比較的低い電圧を用いることを仮定して、米国
特許第3635696号明細書に一層詳細に記載されて
いるように全て行なつてよい。アーク放電及び真空脱ガス後、室を開いて試料
を取り、温度、アルミニウム及び硫黄含有量の測
定を行なつてもよい。一般に硫黄は最初の約
0.015〜約0.025の範囲から、上記最初の真空処理
後の約0.008〜0.011の範囲に低下しているであろ
う。もし硫黄の水準が上記最初の処理工程完了後、
0.003〜0.006の希望の範囲に入つていなかつたな
らば、追加のスラグ及び脱酸用物質を大気下又は
真空下で添加し、溶湯を再び真空脱ガスしながら
アークにかけ、新らしく添加したスラグ物質を流
動化し、もし必要ならばアークを行なわずに真空
脱ガスを続いて行なつてもよい。次にそのサイクルを中断し、再び化学的試料採
取及び温度の読みを行なつてもよい。大抵硫黄含
有量は、すぐ前の試験よりほんのわずか低下して
いるであろう。そして上述の如く真空処理をくり
返さなければならない。現在迄の結果を見ても、
最終的に0.003〜0.006の硫黄範囲内あるいはそれ
以下に低下する正確な時点を正確に予測できるよ
うになることは不可能である。時間に対して硫黄
含有量をプロツトすると、ほとんど必ず最初は硫
黄含有量が速やかに低下し、その後比較的一定し
た時間0.008〜0.011の範囲の硫黄含有量を示し、
続いて0.003〜0.006或はそれ以下に急に低下する
最終段階を示すであろう。希望の硫黄含有量にはほとんど常に約0.5〜1.5
時間の真空処理時間で、予備真空処理時の硫黄含
有量が分つている時には到達できることを現在示
すことができる経験から、操作している人は最終
的にいつ硫黄含有量の急速な低下が起きるかを結
局知ることができるであろう。最終点が近いこと
が一度び分つたら、溶湯を約10分間最終的真空撹
拌により処理すると、その間に最終的な比較的急
激な硫黄の減少が起きる。鋼を約３mmHg以下の
オーダーの圧力に、好ましくは約１mmHg以下の
オーダーの圧力に最終的真空処理の実質的部分の
間で減圧すべきである。アルミニウムがもし粒径及びその脱酸力につい
て望ましいならば、アルミニウムを真空を止める
約２分前に添加する。２分というのは、過度の燃
焼を経験せずに溶湯全体に実質的に均一にアルミ
ニウムを分布させるのに十分な時間であることが
判明している。重要な特徴の一つは、過剰の硫黄を含有する金
属の液滴が、全工程中溶湯の表面に保持されてい
る実質的厚さの脱硫用スラグの覆いを完全に通過
するということであることを理解すべきである。
この特徴は、低酸素ポテンシヤル浴と高塩基性で
低FeOの高温流動化スラグとの他の必要な条件と
組み合さつて、一貫した経済的基盤で極めて低い
硫黄量にすることができる重要な因子になつてい
ると思われる。但し全反応を約３mmHg以下、好
ましくは約１mmHg以下の真空度に約10分間曝す
ようにする。実施例１ 4145低合金鋼一回分（heat）61.3トンを従来の
二回スラグ法を用いた従来の電気炉で溶融した。
本発明による溶融処理は次の如く行なつた。

【表】

【表】上記処理終了時に２分間空気パージを行ない、
1566℃の目標の注入温度でのその回分が注入され
るようにした。最終組成は、C0.45；Mn0.77；
P0.017；S0.0035；Si0.23；Ni0.10；Cr0.92；
Mo0.19；V0.07、残余Fe及び無害な量の残留元素
であつた。真空処理にかけた時間は約52分であつたことが
分るであろう。１時間24分のそのサイクルの全後
溶融装置処理部分中、その溶融装置を更に溶融す
るのに利用できた。実施例２ 8620型低合金鋼一回分61.3トンを、従来の二回
スラグ法を用いて従来の電気炉で溶融し、本発明
に従い次の如く処理した。

【表】この例では、電気炉から運ばれたスラグは深さ
約5.1cmであつた。０：16―18の時にスラグを最
初の１重量％添加した後、取鍋中のはね上り高さ
は約91cmであつた。１：04の時ではMn，Ｐ，Ni，Cr，Mo，Ｖの値
は、０：25時の時のそれらと大して変つていなか
つた。真空処理後の空気パージは不必要であつ
た。なぜならこの鋼に対しては約1588℃の最終温
度は試験結果が分る時迄1577℃に冷却されてお
り、この鋼の注入温度内にあつたからである。最終組成は、C0.18；Mn0.90；P0.020；
S0.003；Si0.28；Ni0.55；Cr0.46；Mo0.19；
Al0.042；H₂1.5ppmであつた。この回分については、取鍋はダンドー
（Dando）取鍋煉瓦底及びスラグライン下に50％
Al₂O₃煉瓦側壁及び48％MgO Cr Mgスラグライ
ンのライニングをもつていた。この回分では金属の約2.1重量％のスラグを添
加したことが分るであろう。１時間８分のサイクル時間の全後溶融装置処理
部分中、溶融装置は更に溶融するのに利用でき
た。更に別の例を次の表に示す。

【表】次の出発及び最終FeO及び硫黄含有量について
の回分Ａ及びＢの値は、本発明の方法の効率を例
示するものである。

【表】上記実施例から65〜70tの範囲の回分に対し、
硫黄含有量が溶融装置外で0.003〜0.006へ一貫し
て減少でき、経済的で制御可能な一貫した基盤で
それを行えることが分るであろう。更に極めて低
いガス値が得られる。溶融装置中の溶湯上に存在している最終スラグ
の種類は、本方法に有害な効果を与えるものでは
ない。之は溶融法を、ここに記載した本発明によ
る処理がどの程度計画されようとも修正する必要
はないという別の利点も有する。結局、鋼製造業
者は、顧客の要求及び製鋼装置に最も適した溶融
装置を全く自由に選択することができる。例えば、もし鋼が溶融装置中酸化性スラグの下
で仕上げされれば、このスラグは適当な添加物に
より真空中還元性のスラグに変えることができ、
鋼は更に上記脱硫法により調整することができ
る。溶融装置中のスラグの種類は、勿論異なつた
湯出法を要求するであろう。例えばもし還元性ス
ラグを後溶融装置処理を通つて搬送したいなら
ば、溶融装置中の溶湯を、湯出用容器へ還元性ス
ラグと共に湯出してもよい。もし溶湯が酸化性ス
ラグの下で仕上げされるならば、スラグの下で湯
出させ、湯出終了時に湯出容器へそのスラグを加
える仕方の方がよい。しかしこの点から鋼は操作
パラメーターに最も適したどのような仕方で処理
されてもよい。本発明の概念の広さ及び融通性を示し、更に上
述した事を例示する他の具体例は次の通りであ
る。約0.55の目的Ｃ濃度をもつ低合金鋼の一回分を
従来の如く溶融してよい。この例では、一度に60
〜70tの低合金鋼を処理する電気炉中で溶融が行
なわれるものとする。溶融して更に従来の如き処理工程を行なつた
後、大部分のスラグを除去する。サイクル中のこの点での典型的な目的温度は
（スラグ除去後）1693℃であろう。スラグ除去後、脱硫用スラグを炉中の溶湯へ添
加する。スラグの重量は溶湯の重量の約２％であ
るのが好ましいが、少し多い又は少ないスラグを
特定の条件に依り用いてもよいことは勿論であ
る。典型的なスラグ組成は863Kgのバツグ
（bag）石灰、182Kgのバツグボーキサイト及び54
Kgの螢石であろう。次に炉アークを操作するなどしてスラグをよく
流動化させる。流動化後、炉の電極を例えば約1/2分のような
適当な時間、溶湯に浸漬し、この時点で大きな酸
素含有量をもつ溶湯を脱酸する。然る後、粒状Alを再び脱酸を促進するため
に、約１Kg／トンの割合でスラグ上へ散布すべき
である。次溶湯を適当な処理容器へ流出するが、その容
器は前に記述したような従来の注入用取鍋であつ
てもよい。溶湯は次の如く湯出させるのが好ましい。金属
だけをその回分の約1/3〜1/2を注入する迄湯出し
する。この段階でSi，CaMnSi，Ｃ，Mn，SiCr，
及びAlの如き添加物を必要に応じて湯出流中へ
シヤベルで入れるなどして添加する。Ni，Cu又
はMoの如き酸化されない元素は添加しない方が
よい。なぜなら之等は湯出前に炉へ添加すること
ができるからである。溶湯の残りを従来の如くスラグと金属とをよく
混合して溶融装置から注出させるのがよい。この
手順により上手に実施すれば、比較的低いＳ、場
合により0.007の如き値を得ることができる。然る後浴を再び粒状Alで、例えばスラグの上
へ金属１トン当り約0.5Kgの割合で、処理してよ
い。然る後溶湯を、上述の如く真空と激しい脱ガス
との両方の効果に、好ましくは約10分間かけるべ
きである。約１〜２mmHg絶対圧の真空を適用す
るのがよい。然る後浴を脱ガス、アーク加熱及び真空の併用
効果に、好ましくはできるだけグロー範囲の上限
に近く、例えば約200mmHg絶対圧の所でかけるの
がよい。上記併用効果への露出は、約８分間継続
させるべきである。この処理が終つた時、溶融鋼
はかなり低い酸素含有量をもち、スラグは全く熱
く且つ非常に流動性である。金属が上記状態になつた時、上記サイクル工程
又は後述する如きその変形に従つて鋼を最終的硫
黄反応段階にかけ、そこで硫黄は約0.013〜0.007
或は名目上約0.010〜0.003（最大）の範囲へ低下
するであろう。之は鋼を真空と激しい脱ガスとの
併合効果に約10分間かけ、その間例えば約１／２
トールの如き高い真空度を適用することによつて
達成することができる。真空を解放して、硫黄含有量は0.003以下にな
つているであろう。典型的な理想的処理サイクルは実質的に次の通
りであるのがよい。

【表】典型的硫黄含有量は次の通りであろう。炉中、湯出前―0.025 容器中、真空前―0.010 最終真空後―0.003 今述べた手順に一致して行なつた特別の実施例
では、次の結果が得られた。

【表】この実施例では電気炉からのスラグ搬送は深さ
約13cmであり、それは溶湯重量の約２％のスラグ
重量に相当した。真空タンク中へ入つて、取鍋中
のはね上り高さは約81cmであつた。この回分では湯出と処理を兼ねた容器の取鍋
は、ブロート（bloating）型取鍋煉瓦底、50％ア
ルミナ煉瓦側壁（スラグライン下の領域）及び48
％MgO（クロマグ煉瓦）ライニング（スラグラ
イン領域中）を有するものであつた。本方法の融通性が大きいことは、上記工程のほ
とんど全てが順序を変更して行なうことができ、
然も鋼の酸素ポテンシヤルが低く、高温のよく流
動化された脱硫用スラグ（ブロート煉瓦スラグラ
インをもつ処理容器中）と接触させた状態で数分
間、好ましくは約10分間真空と激しい脱ガス処理
とに最終的に同時にかける限り、依然として異常
に低い最終的硫黄水準を得ることができる事実か
ら分るであろう。例えば、炉処理中、その順序として記載の脱酸
用スラグを添加し、電極を浸漬し、そしてAlを
散布する順序を都合に応じて変えることができ
る。湯出手順と流出させた裸の部分とスラグと混
和した部分との実質的に変えることができる。或
は裸の金属部分だけを湯出させる湯出段階部分を
省略することもできる。真空処理段階中、最初の二つの工程を逆にして
もよい。斯様に、最大の融通性が製鋼業者に与えられ、
それでいて異常に低い最終硫黄含有量を経済的な
基盤で常に得ることができる。之に関連して、ここに記載した結果を達成する
ために適用しなければならないいくつかの独特の
工程が存在することに注意すべきである。第一に、スラグ混合物は充分流動化されていな
ければならず、この流動化はここで記載した如き
実質的真空下で作動する交流電気アーク加熱の適
用によつて最も有利に遂行される。第二に、FeO含有量が今や低くなつた流動化ス
ラグ及び回分を真空と激しい脱ガス撹拌の併用効
果にかけて回分の酸素ポテンシヤルを低下させる
期間が存在することである。他の工程が同時に進
行していてもよいが、真空脱酸は必須である。第三に、方法全体に亘る温度を調節しなければ
ならない。もし温度があまりにも低くなり過ぎる
と脱硫作用は遅くなる。もし温度が高くなり過ぎ
ると耐火物の寿命が有害な影響を受ける。従つて
操作温度範囲内の選択された期間のアーク加熱の
適用が必須であり、それは例えば通常の湯出温度
の上約38゜から約1732℃の最大温度迄の範囲にあ
る。第四の、非常に低い範囲0.003―0.006への最終
的硫黄含有量の低下は、ここに記載の時間因子を
与えて、真空にかける事と関連したガスパージに
より生ずる激しい撹拌を使用することによつての
み達成することができる。これに関連して比較のために、電気炉を含めた
通常の脱硫法に従えば、かなりの長さの溶融装置
滞留時間が必要であり、本発明の方法とは対照的
に付加的なライン及びスラグ除去操作を必要と
し、一層大きな全エネルギー導入が必要であり、
炉中の浴を撹拌する手段―当分野の現状では困難
でコストの高い手段が必要になることに注目すべ
きである。真空度、真空時間の長さに諸条件は、或る程度
鋼の種類及び他の因子に依つて変えることができ
る。激しく撹拌された表面は、本発明の実施を成
功させるのに重要であるから、絶対圧力はパージ
ガスが充分体積膨張を起して希望の激しい撹拌表
面を確実に生ずるように、充分低くなければなら
ない。同時に、グロー（glow）として知られた
条件（米国特許第3635696号明細書参照）は回避
すべきである。この条件は異なつた環境の下で異なつた温度で
主として起きるであろう。典型的な真空サイクル
は次の通りである。

【表】更に、２％より少ないところから約５％迄のス
ラグ体積が記述されてきたが、溶融浴の約２重量
％のスラグ体積で、ほとんど全ての場合に全く充
分であることが確認されていることに注意すべき
である。正常なスラグ混合物は、約17Kg／トンの
焼成石灰、1.5Kg／トンのボーキサイト、1.25
Kg／トンの螢石及び0.25Kg／トンの粒状アルミニ
ウムからなつていてよい。スラグ添加時間は、か
なり変化してよい。もしそれが本方法の開始時に
添加されるならば、かなりのアーク時間が必要に
なり、装置部品の過熱が起きる可能性がある。従
つてスラグは少しずつ添加し、真空下での加熱ア
ークの適用が短時間飛ばすだけで行なうことがで
き、系を非常に精密に制御できるようにするのが
好ましい。例えば或る条件の下では約２％より少
ないスラグが必要であり、もし溶融する人が、本
方法はわずか１％又はそれよりわずか多いスラグ
を添加した後でも満足に進行することを確認すれ
ば、スラグの残りは中止することができる。上記方法によつて製造された生成物は、金属組
織学的検査によつて記述されているような満足す
べき包含物特性を有することも注意すべきであ
る。実際、それらの生成物はBOP法によつて製
造され、種々の化学的脱硫法によつて脱硫した鋼
に全くよく比肩するものである。亦、本発明は主に炭素鋼及び低合金鋼に適用さ
れたものとして記述してきたが、当業者には自明
な処理変更により、ステンレス鋼の如き高合金に
も同様に充分適用できることも認識さるべきであ
る。ステンレス鋼の場合、上記各名目上２％の量よ
りもいくらか多いスラグを添加することが必要で
あろう。例えば0.03〜0.015の最終的炭素水準に
対しては、真空処理及び脱酸後約２1/2％の石灰
を添加することが必要である。更にもし必要な硫
黄減少量が極めて大きいならば、真空脱硫にかけ
る前に予備的脱硫工程を行なうのが役に立つであ
ろう。換言すれば、処理すべき鋼は、湯出平炉鋼
（tapped open）、セミキルド鋼、又は完全キルド
鋼であつてよい。処理すべき鋼は、取鍋上ほとん
ど又は全くスラグ被覆がなくてもよく、通常の還
元スラグ被覆又は酸化性スラグ被覆があつてもよ
い。鋼は低炭素合金又は高合金でもよい。処理容器は通常は取鍋であるが、塩基性スラグ
ラインをもつていなければならないが、取鍋の残
余は、50％〜70％のアルミナ又は従来の取鍋用シ
リカ煉瓦であつてよい。従つて製鋼業者は、非常
に広範囲の取鍋用耐火物から選択することができ
る。前記記載に従つて処理された鋼の窒素含有量の
制御にも亦注意すべきである。当業者が認めているように、少なくとも或る程
度鋼の化学的組成に依存して比較的よく定められ
た範囲内の窒素は、有力な硬化用元素である。窒
素は亦粒径の制御にも寄与することができる。しかし過剰の窒素は、圧延又は鍛造操作中鋼イ
ンゴツトの裂けの一原因になる。この有害な効果
は、過剰の窒素がアルミニウムと結合してアルミ
ニウム窒化物を形成し、それが溶体から析出し、
粒界中又はその近くに存在する時に起きるものと
考えられている。そのような状態がインゴツトの
表皮近くに存在すると、インゴツトは圧延又は鍛
造操作中裂けを受け易い。 0.003の最終的硫黄含有量をもたらす上記回分
の場合、窒素含有量は湯出時で約40であり、之は
従来の二回スラグ法で溶融した電気炉真空脱ガス
鋼で経験されている80〜100ppmの通常の範囲の
約1/2でしかないことが分るであろう。湯出雰囲
気から約50％取り込むことが経験されており、之
は普通であるが、サイクル終了時迄の40の窒素含
有量は予想範囲より充分低い。この一般的種類の
鋼におけるそのように低い窒素含有量は、結局後
の圧延及び鍛造操作中の裂けの問題が起きないよ
うにするものである。本発明は一般的用語及び特定の実施例を用いて
記述してきたが、修正及び改良が本発明を実施す
る当業者には明白になることは理解されるであろ
う。従つて上の記述は単なる例であつて限定的な
ものと考えるべきではない。又本発明の範囲は、
関連ある従来技術及び明細書の明白な或は暗示的
教示を考慮し、本発明の中に入る結果であるがこ
こで明白には認識又は記載されていない結果をも
含めて解釈した時、前記特許請求の範囲の範囲に
よつてのみ限定さるべきものである。

Claims

【特許請求の範囲】１ (i) 合金鋼溶融浴上に、十分に流動化し、か
つ脱酸した極めて低いFeO含量のスラグを形成
し、 (ii) (a)極めて低い真空と(b)浴の底部から上方に泡
立つパージガスとを同時的に適用して、スラグ
と金属の緊密な混合をして最初の脱硫を行な
い、しかる後に、 (iii) (a)約３mmHg（絶対圧）以下の非常に低い真
空と(b)消耗電極と全面で沸騰する溶融合金鋼と
の間の交流加熱アークとを合金鋼浴に同時的に
適用し、かつ(c)浴の底部から合金鋼浴を通して
上向に通過させるに十分量のパージガスを通過
させて広域な沸騰現象を創り出し、鋼の表面の
はげしい撹拌によつて溶融合金鋼の液滴を合金
鋼の表面からスラグ層を通してスラグ層上の空
間中にはね上げさせ、次いで下方に落下させて
再度スラグ層を通して合金鋼浴の表面に循環さ
せることにより、溶融合金鋼の個々の融滴を低
いFeO含量のスラグ層の全体の厚さを通して少
なくとも２回完全に通過させることからなる、
真空、パージガスおよび交流加熱アークを同時
的に鋼に適用する方法で最大硫黄含有量0.006
を有する合金鋼を製造する方法。２スラグの量が溶融鋼の重量の約２％〜５％の
範囲にあることを更に特徴とする、前記第１項に
記載の脱硫法。３硫黄含有量が0.006の水準に達した時に溶融
鋼に適用する真空が約３mmHg（絶対圧）以下で
ある、前記第１項に記載の脱硫法。４硫黄含有量が0.006の水準に達した時に溶融
鋼に適用する真空が、約１mmHg（絶対圧）以下
位である、前記第３項に記載の脱硫法。５溶融鋼保持容器中の溶融鋼を、約50％クロム
マグネサイト煉瓦と同等の耐火度及び塩基度を有
する、スラグラインの所の塩基性ライニングに触
れさせる、前記第１項に記載の脱硫方法。６溶融鋼保持容器中の溶融鋼を、鋼浴表面下の
始まる位置から浴の最も深い部分迄の、50％〜70
％のAl₂O₃、ダンドウ取鍋煉瓦及びシリカ煉瓦か
らなる群から選択された煉瓦と同等の耐火度及び
塩基度を有する、耐火性表面に触れさせることを
更に特徴とする前記第５項に記載の脱硫方法。７第一に溶融鋼を少なくとも二つの真空処理に
かけ、第二に浴を、第一の真空処理を始める前及
び第一の真空処理を少なくとも一回始めた後、化
学的に脱酸することを更に特徴とする、前記第１
項に記載の脱硫法。８浴及びスラグにスラグ流動化のため加えた熱
及び後溶融装置温度制御が、非消耗電極と激しく
撹拌した真空中の溶融浴表面との間に直接飛ばし
た交流アークによる加熱で行なわれることを更に
特徴とする、前記第１項に記載の脱硫法。