JPS63195206A - クロム酸化物の溶解還元方法 - Google Patents
クロム酸化物の溶解還元方法Info
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- JPS63195206A JPS63195206A JP2936287A JP2936287A JPS63195206A JP S63195206 A JPS63195206 A JP S63195206A JP 2936287 A JP2936287 A JP 2936287A JP 2936287 A JP2936287 A JP 2936287A JP S63195206 A JPS63195206 A JP S63195206A
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- slag
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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。
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)
本発明は上底吹転炉におけるクロム鉱石の溶解還元に関
する。
する。
(従来の技術)
上底吹き転炉型精錬容器を用いた、クロム鉱石の溶融還
元法は、例えば鉄と鋼、 70(1984)、 511
6に示すようにすでに広く行われている技術である。
元法は、例えば鉄と鋼、 70(1984)、 511
6に示すようにすでに広く行われている技術である。
この方法を効率良〈実施するためには、1550℃以上
の温度を維持するとともに、次の4点を同時に満たすこ
とが必要である。
の温度を維持するとともに、次の4点を同時に満たすこ
とが必要である。
1、大量のスラグ中に炭材を混合させ、スラグ−炭材界
面でのクロム酸化物の還元を促進させる。
面でのクロム酸化物の還元を促進させる。
2、上吹きランスから供給される酸化性ガスは、直接鋼
浴には衝突させず、スラグ中の炭材を燃焼させるように
ソフトブローにする。
浴には衝突させず、スラグ中の炭材を燃焼させるように
ソフトブローにする。
3、投入したクロム鉱石に含まれているN20゜とMg
Oの合計がスラグ中で約40%以下になるように、フラ
ックスを投入し希釈する。
Oの合計がスラグ中で約40%以下になるように、フラ
ックスを投入し希釈する。
4、底吹きガスにより鋼浴とスラグを攪拌させる。
このうち、特に2の要因により熱の供給をおこなうCの
酸化反応をスラグ相上部で行わせ、スラグ相内部でおこ
るクロム酸化物の還元反応と場所を分離することにより
、同一容器内での酸化と還元反応の同時進行を可能とし
ている。しかし、酸化性ガスと鋼浴とが直接反応しない
ため、鋼浴の脱炭は期待できず、また、スラグ中に炭材
を常に存在させなければならないため、鋼浴中のCは常
に飽和濃度で推移する。したがって、例えばステンレス
鋼を製造する場合には溶融還元後にスラグを排滓し、そ
の後改めてて、通常の転炉吹錬に相当する脱炭を行う必
要があり、長時間を要するためCC化を阻害する等の問
題を生じる。これを克服するため、例えば鉄と鋼、 7
N1985)、 5142に示すようにC不飽和溶銑に
おける溶融還元の試みも行われているが、実験結果によ
れば、不飽和C溶銑による還元速度は飽和C溶銑や炭材
による還元速度に比べてはるかに遅く、特に溶銑中のC
r濃度が5%以上になると、この差が非常に大きいこと
が明らかになっている。したがって、溶銑の脱炭をおこ
なうときにはCが不飽和となりかつスラグ中の炭材も無
くなるためCrの還元速度が低下し、一方還元速度を高
めるためにはスラグ中に炭材が必要なため溶銑のCが飽
和となり脱炭が同時にできないという相反する問題が生
じている。
酸化反応をスラグ相上部で行わせ、スラグ相内部でおこ
るクロム酸化物の還元反応と場所を分離することにより
、同一容器内での酸化と還元反応の同時進行を可能とし
ている。しかし、酸化性ガスと鋼浴とが直接反応しない
ため、鋼浴の脱炭は期待できず、また、スラグ中に炭材
を常に存在させなければならないため、鋼浴中のCは常
に飽和濃度で推移する。したがって、例えばステンレス
鋼を製造する場合には溶融還元後にスラグを排滓し、そ
の後改めてて、通常の転炉吹錬に相当する脱炭を行う必
要があり、長時間を要するためCC化を阻害する等の問
題を生じる。これを克服するため、例えば鉄と鋼、 7
N1985)、 5142に示すようにC不飽和溶銑に
おける溶融還元の試みも行われているが、実験結果によ
れば、不飽和C溶銑による還元速度は飽和C溶銑や炭材
による還元速度に比べてはるかに遅く、特に溶銑中のC
r濃度が5%以上になると、この差が非常に大きいこと
が明らかになっている。したがって、溶銑の脱炭をおこ
なうときにはCが不飽和となりかつスラグ中の炭材も無
くなるためCrの還元速度が低下し、一方還元速度を高
めるためにはスラグ中に炭材が必要なため溶銑のCが飽
和となり脱炭が同時にできないという相反する問題が生
じている。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は、鋼浴の脱炭とCr酸化物の還元溶解とを同時
にかつ速い速度でおこなわせるとともに、浴中Cの飽和
抑制による継続される脱炭精錬の短縮及び歩留間上等を
図りうる溶解還元法の提供を目的とする。
にかつ速い速度でおこなわせるとともに、浴中Cの飽和
抑制による継続される脱炭精錬の短縮及び歩留間上等を
図りうる溶解還元法の提供を目的とする。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、上方に酸化性ガスを供給するランスを有し、
炉底に攪拌用ガスを供給する羽口を有する精錬装置にお
いて、クロム鉱石を溶解還元する場合、5〜50mの直
径を有する塊状炭材を、酸素供給速度F (N cd
/ (ton−Hr) )に対して0.1F〜0.5
F (ktz/ (ton −Hr) )の速度で、酸
素ジェットが鋼浴表面に衝突する火点部以外の場所に落
下供給することを特徴とするクロム酸化物の溶解還元方
法である。
炉底に攪拌用ガスを供給する羽口を有する精錬装置にお
いて、クロム鉱石を溶解還元する場合、5〜50mの直
径を有する塊状炭材を、酸素供給速度F (N cd
/ (ton−Hr) )に対して0.1F〜0.5
F (ktz/ (ton −Hr) )の速度で、酸
素ジェットが鋼浴表面に衝突する火点部以外の場所に落
下供給することを特徴とするクロム酸化物の溶解還元方
法である。
この方法は、本発明者らによる数多くの実験の結果、溶
銑中のCが不飽和であってもスラグ中に炭材が存在する
限りCrの還元速度は大きく、またスラグに添加した炭
材が鋼浴に溶解するまでの時間でも還元反応は充分に進
行しうるという事実の発見に基づくものである。
銑中のCが不飽和であってもスラグ中に炭材が存在する
限りCrの還元速度は大きく、またスラグに添加した炭
材が鋼浴に溶解するまでの時間でも還元反応は充分に進
行しうるという事実の発見に基づくものである。
この原理を実用に移すためには、投入した炭材を上吹き
及び羽目からの酸化性ガスにより燃焼せしめることなく
スラグ中に懸濁させることが必須でありそのためには炭
材の大きさを5fi以上の直径にするとともに、添加場
所を酸素ジェットが鋼浴表面に衝突する面、いわゆる火
点部以外の場所とする必要がある。しかし炭材を大きく
することは還元反応がスラグ−炭材界面でおこるために
反応速度の低下をまねく。
及び羽目からの酸化性ガスにより燃焼せしめることなく
スラグ中に懸濁させることが必須でありそのためには炭
材の大きさを5fi以上の直径にするとともに、添加場
所を酸素ジェットが鋼浴表面に衝突する面、いわゆる火
点部以外の場所とする必要がある。しかし炭材を大きく
することは還元反応がスラグ−炭材界面でおこるために
反応速度の低下をまねく。
そこで還元反応速度を高く維持する方法を検討した結果
、炭材の直径が塊状の場合は50鶴以下であることが、
必要であることがわかった。この他、実行上の要件とし
て、還元速度を高くするためには活性化エネルギーが約
50にcar /1aolと大きいため温度を高く保つ
ことが必要であるが、1600℃以上では耐火物の溶損
が著しく 、1450℃以下では還元速度自体が小さい
ため、1450〜1600℃の範囲が必要である。
、炭材の直径が塊状の場合は50鶴以下であることが、
必要であることがわかった。この他、実行上の要件とし
て、還元速度を高くするためには活性化エネルギーが約
50にcar /1aolと大きいため温度を高く保つ
ことが必要であるが、1600℃以上では耐火物の溶損
が著しく 、1450℃以下では還元速度自体が小さい
ため、1450〜1600℃の範囲が必要である。
一方この他にも還元速度を高くするためにはクロム鉱石
に含まれるAl2O3とMgOのスラグ中での濃度を希
釈して、クロム酸化物スピネルをスラグにすばやく溶解
させることが必要である。
に含まれるAl2O3とMgOのスラグ中での濃度を希
釈して、クロム酸化物スピネルをスラグにすばやく溶解
させることが必要である。
しかし、ステンレス母溶鋼の場合にはフェロクロムより
も融点が低いため還元温度を低下できるが、前記の温度
範囲ではスラグ中のM2O,とMgOの合計が55%以
上ではスピネルの溶解速度が非常に遅く、30%以下で
はスラグ量が多くなり歩留の低下と操業の不安定化をま
ねくため、30〜55%の範囲が必要である。このため
に投入されるフラックスとしては安価であるCab、
5iO1が考えられるが脱硫能を高くすることとスラグ
量を必要以上に増さないという条件からCaO/SiO
2を0、5〜1.5にすることが必要となる。
も融点が低いため還元温度を低下できるが、前記の温度
範囲ではスラグ中のM2O,とMgOの合計が55%以
上ではスピネルの溶解速度が非常に遅く、30%以下で
はスラグ量が多くなり歩留の低下と操業の不安定化をま
ねくため、30〜55%の範囲が必要である。このため
に投入されるフラックスとしては安価であるCab、
5iO1が考えられるが脱硫能を高くすることとスラグ
量を必要以上に増さないという条件からCaO/SiO
2を0、5〜1.5にすることが必要となる。
また、炭材の供給速度については従来のクロム酸化物の
溶融還元においては鋼浴をC飽和に保つために上方及び
下方からの全送酸速度をF(Nn(/(ton−Hr)
)とした場合、2C+0z=2COの反応から考えて1
.07 F (kg/ (ton−Hr))以上もしく
は、C+0t=COtの反応から考えて0.54 F(
k+r/ (ton−fir))以上の炭材を2次燃焼
率に応じて供給する必要があった。
溶融還元においては鋼浴をC飽和に保つために上方及び
下方からの全送酸速度をF(Nn(/(ton−Hr)
)とした場合、2C+0z=2COの反応から考えて1
.07 F (kg/ (ton−Hr))以上もしく
は、C+0t=COtの反応から考えて0.54 F(
k+r/ (ton−fir))以上の炭材を2次燃焼
率に応じて供給する必要があった。
しかし、この塊状炭材の投入速度は大きいほうがスラグ
中に懸濁する量が増えるため還元反応速度は増加するが
、すべての炭材が還元反応に消費されるわけではないの
でそれ以外の炭材は最終的には鋼浴に溶解するため炭材
の供給速度を大きくしすぎると脱炭時間自体が長くなる
。
中に懸濁する量が増えるため還元反応速度は増加するが
、すべての炭材が還元反応に消費されるわけではないの
でそれ以外の炭材は最終的には鋼浴に溶解するため炭材
の供給速度を大きくしすぎると脱炭時間自体が長くなる
。
この2つの要因を満たす条件として、炭材供給速度とし
て全酸素供給速度(F、 NrI?/(ton−Hr)
)に対して0.1 F 〜0.5 F (kg/ (t
on−Hr))の範囲が必要となり、これにより、炭材
を入れない場合に比べても脱炭時間は10分以下の延長
にとどまり、かつ、所定のCr還元速度を得ることがで
きる。
て全酸素供給速度(F、 NrI?/(ton−Hr)
)に対して0.1 F 〜0.5 F (kg/ (t
on−Hr))の範囲が必要となり、これにより、炭材
を入れない場合に比べても脱炭時間は10分以下の延長
にとどまり、かつ、所定のCr還元速度を得ることがで
きる。
この塊状炭材の投入速度が0.1 F (kg/ (t
on・Hr) )より少ないと急激にクロムの還元が低
下し、一方0.5Fよりも多いとクロム還元は行ない得
ても浴中のC含有量が急上昇し次工程の脱炭精錬の支障
となる。
on・Hr) )より少ないと急激にクロムの還元が低
下し、一方0.5Fよりも多いとクロム還元は行ない得
ても浴中のC含有量が急上昇し次工程の脱炭精錬の支障
となる。
なお、本発明に用いるクロム鉱石としてはCr含有量が
10〜50%の一般クロム鉱石はもちろん賞鉱を富化処
理したもの、あるいは還元処理されたベレット等のクロ
ム鉱石類を含めたもので一部クロム酸化物を含有するも
のを対象とするものである。さらに塊状炭材としても単
なる塊状炭あるいはコークス、若しくはこれ等を成形加
工した成形炭等を用いる。
10〜50%の一般クロム鉱石はもちろん賞鉱を富化処
理したもの、あるいは還元処理されたベレット等のクロ
ム鉱石類を含めたもので一部クロム酸化物を含有するも
のを対象とするものである。さらに塊状炭材としても単
なる塊状炭あるいはコークス、若しくはこれ等を成形加
工した成形炭等を用いる。
また、これ等を添加する酸素ジェットの火点部以外とし
ては上吹ランスノズルがストレートノズルの場合には±
12°の角度で0□ガスが拡がるとしてランスギャップ
より計算された部分以外の領域を、またラバールノズル
の場合には次式で求めたコアー長さくHc)だけ実質上
のランスギャップが下がっているとし、その位置から±
12°で0!ガスが拡がるとして計算される部分以外の
領域とした。
ては上吹ランスノズルがストレートノズルの場合には±
12°の角度で0□ガスが拡がるとしてランスギャップ
より計算された部分以外の領域を、またラバールノズル
の場合には次式で求めたコアー長さくHc)だけ実質上
のランスギャップが下がっているとし、その位置から±
12°で0!ガスが拡がるとして計算される部分以外の
領域とした。
Hc= (3,52Poe 1.26) Xdここで
、POGはFax = 0.456 (nd”) X
O,96X Poeより求める。
、POGはFax = 0.456 (nd”) X
O,96X Poeより求める。
Fo、 ;上吹送酸速度(Nrd/Hr)d;スロー
ト系(鶴) n;ノズル数 〔実施例〕 まず小型の融解炉を用いた場合の例を示す。第1図は約
1550℃に保持された約60kgの溶銑の上に約5
kgのクロム鉱石を添加し、スラグ中のM、03とMg
Oの濃度の和が35%となり、CaO/5iOzが1.
0となるようにCaOとSingとを混合させた場合の
スラグ中のCr濃度の時間変化を調べたものである。
ト系(鶴) n;ノズル数 〔実施例〕 まず小型の融解炉を用いた場合の例を示す。第1図は約
1550℃に保持された約60kgの溶銑の上に約5
kgのクロム鉱石を添加し、スラグ中のM、03とMg
Oの濃度の和が35%となり、CaO/5iOzが1.
0となるようにCaOとSingとを混合させた場合の
スラグ中のCr濃度の時間変化を調べたものである。
曲線Aは溶銑中のCが不飽和の場合であるが溶銑中のC
が飽和の場合の曲線Bや溶銑中のCが飽和でかつスラグ
中に5〜10日の直径のコークスを約400g添加した
場合の曲線Cに比べて著しくCrの低下速度が小さいこ
とがわかる。しかしCが不飽和であっても曲線りに示す
ように、約50gと少量のコークスを、ある時間に添加
すると瞬間的にスラグ中のCrflJ度は低下している
。
が飽和の場合の曲線Bや溶銑中のCが飽和でかつスラグ
中に5〜10日の直径のコークスを約400g添加した
場合の曲線Cに比べて著しくCrの低下速度が小さいこ
とがわかる。しかしCが不飽和であっても曲線りに示す
ように、約50gと少量のコークスを、ある時間に添加
すると瞬間的にスラグ中のCrflJ度は低下している
。
このことは、従来のスラグ中に添加された炭材はC不飽
和の鋼浴の場合にはただちに鋼浴に溶解し、還元には寄
与しないという考えとは異なる結果であり、上述のごと
くスラグを充分に溶融状態に保つような組成と温度を維
持すれば、炭材の鋼浴への溶解よりもはや(Cr酸化物
の還元が進行することを示している。
和の鋼浴の場合にはただちに鋼浴に溶解し、還元には寄
与しないという考えとは異なる結果であり、上述のごと
くスラグを充分に溶融状態に保つような組成と温度を維
持すれば、炭材の鋼浴への溶解よりもはや(Cr酸化物
の還元が進行することを示している。
これをうけて100 ton規模の上底吹き転炉による
試験をおこなった。スラグ及び温度条件は小型試験時と
同じとした。Cr鉱石はコークスとともに〔%C〕が2
%程度になった時点より連続的に上方添加した。実炉の
場合は脱炭と熱供給のため上吹きランスより酸素を供給
するため、炭材を火点部へ供給すると即座に燃焼しCr
の還元に役立たず、第2図の曲線1に示すように鋼中の
CrtJI度は上がらなかった。しかし、曲線2に示す
ように特殊な添加方法により炭材を火点以外の場所に添
加すると、〔%Cr)は顕著に増加し本方法が有効であ
ることが確認゛された。
試験をおこなった。スラグ及び温度条件は小型試験時と
同じとした。Cr鉱石はコークスとともに〔%C〕が2
%程度になった時点より連続的に上方添加した。実炉の
場合は脱炭と熱供給のため上吹きランスより酸素を供給
するため、炭材を火点部へ供給すると即座に燃焼しCr
の還元に役立たず、第2図の曲線1に示すように鋼中の
CrtJI度は上がらなかった。しかし、曲線2に示す
ように特殊な添加方法により炭材を火点以外の場所に添
加すると、〔%Cr)は顕著に増加し本方法が有効であ
ることが確認゛された。
これ等の結果を基に表−1に示す操業条件で100 t
onの溶銑を用い7.5%Crのステンレス鋼の溶製を
行ない従来の操業と比較した。ここで全送酸速度は20
00ON rd / Hr、全Cr鉱石投入量は25t
onである。
onの溶銑を用い7.5%Crのステンレス鋼の溶製を
行ない従来の操業と比較した。ここで全送酸速度は20
00ON rd / Hr、全Cr鉱石投入量は25t
onである。
表−1から明らかなように本発明法は、全精錬時間をC
Cの連々鋳のサイクルタイム(約40分)に順応できる
まで短縮できるとともに、高いクロム歩留が達成できる
等の点で比較例に対し明らかに優れていることが分かる
。
Cの連々鋳のサイクルタイム(約40分)に順応できる
まで短縮できるとともに、高いクロム歩留が達成できる
等の点で比較例に対し明らかに優れていることが分かる
。
(発明の効果)
以上述べた如く、本発明によるクロム鉱石の溶解還元方
法を用いることにより、必要最小限の炭材でもうて効果
的にクロム還元を行なわしめるとともに、浴中の(C)
を不飽和域に抑制することから継続する脱(C)精錬の
短縮歩留向上、低コスト化等が図れることから極めて優
れた溶解還元方法である。
法を用いることにより、必要最小限の炭材でもうて効果
的にクロム還元を行なわしめるとともに、浴中の(C)
を不飽和域に抑制することから継続する脱(C)精錬の
短縮歩留向上、低コスト化等が図れることから極めて優
れた溶解還元方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、小型溶解炉による溶融還元試験結果を示す図
、第2図は100 ton規模の上底吹き転炉による実
験結果を示す図である。 符号の説明 図中Aは溶銑Cが不飽和の場合の例。 Bは溶銑Cが飽和の場合の例。 Cは溶銑Cが飽和でかつ常に炭材を投入した場合の例。 Dは溶銑Cが不飽和であるが14分時点で炭材を添加し
た場合の例。 曲線1は炭材を火点部へ供給した場合の例。 曲線2は炭材を火点以外の場所へ供給した場合の例。 図面の汀■占(内容に変更なし) 第1図 701!1倫j添加徨α峙M(を) 第2図 0 10 2θ Jθ吠酸
時朋(を) 手続補正書(自発) 昭和62年5月8 日 特許庁長官 黒 1)明 雄 殿 1、事件の表示 昭和62年特許願第29362号 2、発明の名称 クロム酸化物の溶解還元方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 (665)新日本製鐵株式會社 代表者 武 1) 量 4、代理人〒100 東京都千代田区丸の内二丁目4番1号 (内容に変更なし)
、第2図は100 ton規模の上底吹き転炉による実
験結果を示す図である。 符号の説明 図中Aは溶銑Cが不飽和の場合の例。 Bは溶銑Cが飽和の場合の例。 Cは溶銑Cが飽和でかつ常に炭材を投入した場合の例。 Dは溶銑Cが不飽和であるが14分時点で炭材を添加し
た場合の例。 曲線1は炭材を火点部へ供給した場合の例。 曲線2は炭材を火点以外の場所へ供給した場合の例。 図面の汀■占(内容に変更なし) 第1図 701!1倫j添加徨α峙M(を) 第2図 0 10 2θ Jθ吠酸
時朋(を) 手続補正書(自発) 昭和62年5月8 日 特許庁長官 黒 1)明 雄 殿 1、事件の表示 昭和62年特許願第29362号 2、発明の名称 クロム酸化物の溶解還元方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 (665)新日本製鐵株式會社 代表者 武 1) 量 4、代理人〒100 東京都千代田区丸の内二丁目4番1号 (内容に変更なし)
Claims (1)
- 上方から酸化性ガスを吹込みつつ、炉底羽口を介して酸
素あるいは不活性ガスを供給して溶鉄にクロム鉱石と炭
材を添加して溶融還元する上底吹転炉精錬において、5
〜50mmの直径を有する塊状炭材を上吹酸素ジェット
の火点部以外の場所に添加するとともに、該塊状炭材を
全酸素供給速度F(Nm^3/(ton・Hr))に対
して0.1F〜0.5F(kg/(ton・Hr))の
速度で添加することを特徴とするクロム酸化物の溶解還
元方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2936287A JPS63195206A (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | クロム酸化物の溶解還元方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2936287A JPS63195206A (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | クロム酸化物の溶解還元方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195206A true JPS63195206A (ja) | 1988-08-12 |
Family
ID=12274068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2936287A Pending JPS63195206A (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | クロム酸化物の溶解還元方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63195206A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01195229A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-07 | Nkk Corp | 鉄鉱石の溶融還元における原料装入方法 |
| JP2007177295A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Nippon Steel Corp | 溶鉄の製造方法 |
| US8015721B2 (en) | 2006-11-20 | 2011-09-13 | Hexagon Metrology Ab | Coordinate measurement machine with improved joint |
-
1987
- 1987-02-10 JP JP2936287A patent/JPS63195206A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01195229A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-07 | Nkk Corp | 鉄鉱石の溶融還元における原料装入方法 |
| JP2007177295A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Nippon Steel Corp | 溶鉄の製造方法 |
| US8015721B2 (en) | 2006-11-20 | 2011-09-13 | Hexagon Metrology Ab | Coordinate measurement machine with improved joint |
| US8336220B2 (en) | 2006-11-20 | 2012-12-25 | Hexagon Metrology Ab | Coordinate measurement machine with improved joint |
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