JPS58147511A - ステンレス鋼の精錬方法 - Google Patents

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】 コノ発明はステンレス鋼の精錬方法に関するものである
。

ステンレス−の脱炭′＃Ｊ錬を行う場合にはＩ１１ｍａ
濃度の低下に従って溶鋼中のＯｒ濃度は低下し、高炭域
では比較的その低下がゆるやかであるが、低炭域では急
激なａｒ低下が進行する。

ステンレス鋼の脱炭反応は理論上一般的に次式０式％（
１） で示されるので脱炭を促進させるために００分圧を下げ
る方策がとられる。

大気圧下で精錬する場合に００分圧を下げる手段として
溶鋼中へ酸素と同時に不活性ガスを付加して吹込み、酸
素と不活性ガスの比率で００分圧を変化させる。

つまり溶ｗ１４０が低下するに従い不活性ガスの比率を
段階的に増加させるのであり、一般的には表１、に示す
よりなＯ，／Ａｒ比で脱炭軟線が行なわれている。

表１　　、ｆ／　ｌ　（１（精Ｓターンの種類檀　類　
　０．／ＡＴ比の組合せ ｌ　　　　　　ａ／ｉ　−ｇ／ｌ　−１／ｇｇ　　　　
　　８／１−２／１−　ｔ／ａ８　　　　　８／１−２
／１−１／２−１／８４　　　　　８／１−１／ｌ　−
１／！１５　　　　　８／ｌ　−１／ｌ　−１／ｇ　−
１／８６　　　　　δ／１−１／８ また発明者らの−査によれば、第１図に示すように混合
ガス中の酸素比率を増ＤＯさせると、換自すれば００分
圧が低い方が同一〇濃度において□ｒの醗装置が少い。

また希釈ガスを用いても第８図に示すように鋼中０が低
炭素域となる約０．２％においてＯｒの酸化が順巻とな
る。

以上のことがら脱炭ｗ錬期において重要なのは（酸素＋
不活性ガス）混合ガスを精錬中の０の変化に追従してい
かに適当な時期に切換えるかにある。

現在のＡＯＤ法におけるガス切換時−のタイミングの求
め方は、 （１）スタティック計算によるもの （８）排ガス分析の情報を用いて間接的に推定するもの （畠）０が０．８〜０．８％となる時期で中ｒ＆１ｊｍ
炉し、分析を直結してから切換えタイミングを求めるも
の などがある〇 しかしながら（１）、　（ｆｉ）の方法では間接的に鋼
中０を求めるにすぎないので推定精度に起因するバラツ
キが大きいのが実情である。

また（魯）の方法では直接的に鋼中Ｃを知り得るが中関
倒炉、サンプリング尋の作業があるためｍ一時間の延長
による生産性の低下、炉体煉瓦への睡影曽をまぬがれな
い。

従って精錬過程において直接的にＣの濃度を短時間で測
定し、前記した。ｒの酸化がａＳとなる低炭素域例えば
Ｏ，Ｓｔ％に達する時期を予測して稀釈ガスの切換を適
切にする事が重曹となる。

この発明はかような賛鯖を有利に満たす手段を提供する
ものである◎ この発明は、内、外二重管状の羽目を有する精錬＠器か
らなり、＃Ｎ容器内に溶製をすべきステンレス−の組成
に対応した原料溶融金−を仕込んで羽口を通じ溶融金−
の洛中に酸素と不活性ガスとの混合になるＷｉ＃ガスの
吠込みを行う底吹き転炉、または該転炉の炉口から炉内
に吊下したランスにより浴＆ｌｌ会−の浴面に向う酸章
気流の吹付けを加える上、底吹き併用転炉でステンレス
鋼の精錬を行う（際し、熔融合−中装置が０．２〜０．
７％の範白でセンサーランスを投入してサンプリングを
行った溶鋼の凝固温度から鋼中ｏ１１の測定を行い、こ
の測定軸に従って低炭素域につき予め設定された希釈混
合ガスモードの切換えタイミングを求め、該切換えの実
行によりＯｒの酸化損失の減少下に吹錬を行うことから
なるステンレス鋼の精錬方法である。

ここに脱炭精錬−桐で炉内の鋼中０を直接的に短時間で
測定する技術としてはステンレス鋼以外（いわゆる蕾通
調）にっ禽、センサーランスによる溶鋼凝固温度を利用
する方法がある。

しかしながらステンレス鋼では共存成分としてＯｒ　Ｉ
　ＮｉなどをｌＯ数パーセントも含有しているため、共
存元素の濃度変化による凝固温度への１暢があり、その
ため従来、ステンレス鋼の鋼中０を推定するのにセンサ
ーランスか利用されていなかったのである。

ところが第８図に５ＵＳ８０４．５ＵＳ４１！１０のセ
ンサーランスによる凝固温度沌定髄と鋼中０悸との関係
を示すようにＯが０．１−０．１％編度の領域では凝固
温度と０の関係は曲−化し、またバラツキも大きく凝固
温度より０を推定する事は困鎧であり、これは溶ｌｌＯ
がＯ，Ｓ　優付近からは、ｌＯ数％含有されるＱｒの酸
化が顕著となるための濃度変化、さらにはＮ１が濃縮さ
れるためで、共存元素の濃度変化に起因する〇 しかしながら、溶ｓｉｏが０．ｓ％以上の領域ではＯｒ
の酸化が前記の場合はど融着ではなく、ｏｒの濃度変化
も０．５〜１％にすぎないので凝固湿度と０は直蝕的闘
係を呈し、従って凝固温度よりＯを推定することは、十
分可能であることが見出されたＯ 従って浩１ｌＩＩＯが０．２弧以上の脱炭精錬の過程に
おいてセンサーランスを投入し、凝固濃度を測定するこ
とによってｔｌｋ接的に蜘時間で０濃度を知ることがで
き、所定の脱炭推定式によってＣが低炭域となり、Ｃｒ
ｆＩＩ化ロスが大きくなりはじめる例えば０．ｓ％Ｃと
なる時期を予測し、その時期に的確にあらかじめ設定さ
れた稀釈ガスモードへ切換えることによってＯｒの鹸化
を軽減することが可能である。

またセンサーランスを投入した場合には′／＃固温度の
ほかにその時点での溶鋼温度も測定することが可能であ
り、前記の測定したＣ濃度より目標とする０濃度を得る
ための必要＃雪量が定まるから吹止めするまでの温度上
昇分も推定できる。

ステンレス鋼を吹錬する場合は当然熱計算によって冷却
の必要量を求めるわけであるが、炉体顕熱の推定、Ｃｒ
の酸化量などの推定に依存するため各チャージ間の操業
条件の違いによってバラツキのあるのが実情である。従
ってセンサーランスを投入してから昇温量を推定し、吹
止め温度が期待値よりも大きい時は冷材を投入して転炉
、れんがを保饅する必要がある〇 この場合投入する冷材は炉上より連続的に投入できる合
金鉄を使用するが炭３Ｉ含有皺の高い合金鉄を使用した
方がコスト的に安い。従って合金鉄からの加炭も前層す
ればセンサータンス投入時期は、凝固温度より精度良く
０弧を推定できること、Ｏｒの酸化ロスを低減させるこ
とがら０１ｇ％Ｏより高い領域でさらに脱炭効率の高い
ところに定めることがのぞましい。

また、あまり高い高炭素域であるとあらかじめ希釈ガス
モードの切換が決められている低炭素−の予ｆｉＡｏ襲
値の精度が患くなる。

一方案操業では前記したように炭素含有量の高い合金鉄
を使用する場合があって、脱炭効率の高い時期が好まし
いことがら脱炭効率について調査した結果によると、浴
ＩｌＯと各混合ガス比での脱炭効率の間係は、第４図に
示すとおりで０　／Ａｒ、Ｎ、　−１／１ではＯ＋　Ｏ
，ｆｌ　〜０．７　％に域が最大であり、サブランスの
投入時期としては００ｇ〜０．７％０へ領域が希釈ガス
への切換え、および高炭素含有合金鉄の使用が可能の両
面から適当であるＯ 実　　施　　例 ８５）ン炉容で、上吹きランスおよび炉底に７本のｊ１
重管Ｉ１１造羽口（内管径１７．６１１１１）を有する
一合吠鉾炉により次の成分のステンレス溶ｆｆｃ９５ト
ンを下記条件で溶製した。

吹錬条件 ステップ１　　　　　ステップ２　　　ステップ８　　
ステップ４上吹きランス　１６ＯＮｍ’／ｍｉｎ　　　
　−−−底吹き酸素　　６０＃　　　　　　ｆｓ７　　
　　８８　　　　−底吹き窒素　　２０　　　＃　　　
　　　８８　　　　６フ　　　　４５推定溶＠０　１１
〜０．１ｓＯ，５−０，５１０，Ｉｔ〜０．０６　−サ
ブランスはステップ８の後半で投入し、ステップ８への
切換時期を予測することとした。

この実施例でセンサランスにより検出した凝固温度は１
４７６℃であり、溶領中のＣは０．４５　％と推定され
た。

ここに溶ｗ４０が０．１Ｂ囁になるまでの必要１１１嵩
置は、所定の回帰式よりＪｌ　５０　Ｎｍ　　必要であ
るので、センサーランス投人後にその吹込みを行ってか
らステップ８へ切換した。

この時再度サブランスを投入し、実際の溶−０を検出し
たところ、０，１７％であり、はぼ十分に目的を満足さ
せる事ができた。

ステップδへ切換えた後さらに４５０　Ｎｍ”の酸素を
吹込んだＷｋ倒炉した結果、軟止め成分、湿度は次のと
おりである。

ＯＳｉ　　Ｍｎ　　Ｐ　　Ｓ　　Ｏｒ　　温度０．０８
ｆｉ％ｏ、ｏｇａ％０．０４１１％０．０８％０．０１
％１４．８％　　１７１８　℃なお吹錬中における合金
鉄はステップｌにおいてＨＯＦｅＯｒ　０．９　）　ン
、普ａｍ屑１．０）ン！たステツブ急において普通ｉ１
１！ｓ０．８）ンを投入した。

サブランス投入時点の溶１１温度は１６９０℃であり、
目標とする１７１５℃よりもｉＩθ℃高くなることが推
定されたためさらに）ｆＯＦｅｏｒ　Ｏ，８）ン、普通
鋼！ｐ４０．９）ン投入して、吹止め温度１７１８°Ｃ
を得た。

さらに前記した要領でこの発明による実施を行った結果
を示す。

脱炭精錬工程においての混合ガス仕様およヒカスモード
切換時朗を表Ｓ←示す。

表　　　　２ この発明に従いセンサーランスを投入してＯが０．３５
％になる時期を予測してステップ８へ切換えた場合とセ
ンサーランスを全く利用せずステップ８へ切換えた場合
とでは、切換え時の浴−〇は第６図のように異なり、前
者の方がＯｒの酸化が激しくなるＣ≠ｏ、ｇ　Ｉｓ　襲
付近で的確に切換えられていることがわかる。

このような方法によって脱炭工程でのＣとＯｒの挙動は
第６図のように改善され、スラグ中の鹸化Ｏｒを還元す
るためのＦｅＳｉ合合鉄か約２．６５１＋９／を減少し
た。

以上のとおりこの発明によれば、Ｏｒの鹸化ロスをＩｌ
ｋ低にして、転炉による迅速なステンレス鋼の溶製が可
能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は混合ガス中の酸素比重別溶鋼〔％０〕とＱｒＱ
化量との関係グラフ、 第８図は１０．−ＩＮ、　１合ガス比率における溶−〔
′％Ｃ〕とＯｒ鹸化率と５の関係グラフ、第８図はＳＵ
Ｂδ０４および８ＵＳ４δ０の、センサーランスによる
凝固温度測定値と溶鋼〔Ｃ％〕の関係グラフ、 べ第４図はｌ１ｌ（１０）と各混合ガス比での脱炭効率
の関係グラフ、 第６図は発明法と従来法を対比して、それぞれセンサー
ランスを投入、投入せずして、０が０．２５外になる時
へ」を予測してステップ８へ切換えた場合の熔−〔％０
〕各数字毎の度数分布グラフ、第６図は脱炭工程での０
とＯｒの挙動Ｃついて発明法と従来法と対比した鋼中〔
％Ｏ〕と〔％Ｏｒ）との関係を示すグラフである。 特許出願人　川崎製鉄株式会社 第１図 （Ｃ％〕 第３図 凝−Ｉ！Ｉｉｔ度（・Ｃ） 第４図 （６％） 第５図 第６図 ０６杯）ｗｌρ１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　内、外二重管状の羽目を有する精錬容器がらなり、
   Ｍ＠器内に溶製をすべをステンレス鋼の組成に対応した
   豫料浴融合−を仕込んで羽目を通じ浴融金員の洛中に酸
   素と不活性ガスとの混合になる精錬ガスの吹込みを行う
   底吹き転炉、または該転炉の炉口から炉内に吊下したラ
   ンスにより溶融金−の浴ｒｋＪに向う酸素気流の吹付け
   を０口える上、底吹き併用転炉でステンレス−の精錬を
   行うに際し、溶融金ｍ中ａｍが０．２〜０．７％の範囲
   でセンサーランスを投入してサンプリングを行った溶鋼
   の凝固温度から鋼中Ｃ欺の測定を行い、この測定餉に従
   って低炭素域につき予め設定された希釈混合ガスモード
   の切換えタイ之ングを求め、該切換えの実行により（＋
   ｒの酸化指先の減、少下に吹−を行うことを特徴とする
   ステンレス−の精錬方法。