JPS6119716A - 高クロム鋼の精錬方法 - Google Patents
高クロム鋼の精錬方法Info
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- JPS6119716A JPS6119716A JP14034484A JP14034484A JPS6119716A JP S6119716 A JPS6119716 A JP S6119716A JP 14034484 A JP14034484 A JP 14034484A JP 14034484 A JP14034484 A JP 14034484A JP S6119716 A JPS6119716 A JP S6119716A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/005—Manufacture of stainless steel
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- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
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、高クロム合金鋼、特にステンレス鋼の精錬方
法に関するものである。
法に関するものである。
〈従来技術〉
通常、高クロム鋼の製造に際して唸、低炭素濃度域での
クロムの酸化ロスが大きいと考えられていた。しかし、
クロムの酸化ロスは、高炭素濃度域でも、浴の温度が充
分に高くない場合にも当然おこる。特に、あらかじめ脱
燐された溶銑を用いて高クロム鋼を転炉で溶製する場合
には、一般に溶銑温度自体が低いうえに、冷たいクロム
含有材料が混合されるためさらに溶銑温度が低下し高炭
素域でのりpムロスもかなシの割合で生じている。
クロムの酸化ロスが大きいと考えられていた。しかし、
クロムの酸化ロスは、高炭素濃度域でも、浴の温度が充
分に高くない場合にも当然おこる。特に、あらかじめ脱
燐された溶銑を用いて高クロム鋼を転炉で溶製する場合
には、一般に溶銑温度自体が低いうえに、冷たいクロム
含有材料が混合されるためさらに溶銑温度が低下し高炭
素域でのりpムロスもかなシの割合で生じている。
そこで、従来は、クロム含有材料を装入する前に吹酸を
開始し、浴温か上昇した後に、温度が低下しないように
、適量ずつクロム含有材料を分割投入する方法がとられ
ていた(山田等:「鉄と鋼」69(1983)、188
6.)。しかし、との方法では、昇熱用に高価な7工ロ
シリコン合金を必要とすることや、クロム含有材料を転
炉の炉上から投、入できる程度の大きさに粉砕しておく
必要があるためにコストアップをもたらすという欠点が
ある。また、クロム含有材料を予熱してから混合すると
いう方法(恵藤等;「鉄と鋼J 66(1980)、8
215.)もあるが、吹錬前に混合する限夛は、溶銑温
度を低下させることに変わシはなく、本質的な解決とは
なシえない。例えば、簡単な熱計算によれば、1300
℃の溶銑に対して溶銑量の20%の重量のクロム含有材
料を予熱して混合したにしても、混合後の温度は、予熱
温度が500℃であっても1200℃以下でしかなく、
吹錬初期でのクロムロスはさけられ表い。
開始し、浴温か上昇した後に、温度が低下しないように
、適量ずつクロム含有材料を分割投入する方法がとられ
ていた(山田等:「鉄と鋼」69(1983)、188
6.)。しかし、との方法では、昇熱用に高価な7工ロ
シリコン合金を必要とすることや、クロム含有材料を転
炉の炉上から投、入できる程度の大きさに粉砕しておく
必要があるためにコストアップをもたらすという欠点が
ある。また、クロム含有材料を予熱してから混合すると
いう方法(恵藤等;「鉄と鋼J 66(1980)、8
215.)もあるが、吹錬前に混合する限夛は、溶銑温
度を低下させることに変わシはなく、本質的な解決とは
なシえない。例えば、簡単な熱計算によれば、1300
℃の溶銑に対して溶銑量の20%の重量のクロム含有材
料を予熱して混合したにしても、混合後の温度は、予熱
温度が500℃であっても1200℃以下でしかなく、
吹錬初期でのクロムロスはさけられ表い。
〈発明の解決すべき問題点〉
本発明は、前述したように、吹錬を開始する前に溶銑よ
シも冷たいクロム含有材料を、あらかじめ脱燐された温
度の低い溶銑と混合して高クロム鋼を製造する方法にお
いて、吹錬初期にクロムの酸化がおこるという問題点を
解決するために発明されたものである。
シも冷たいクロム含有材料を、あらかじめ脱燐された温
度の低い溶銑と混合して高クロム鋼を製造する方法にお
いて、吹錬初期にクロムの酸化がおこるという問題点を
解決するために発明されたものである。
〈発明の解決手段〉
即ち本発明は前述の問題を有利に解決したもので多少、
その要旨とするところは上底吹き機能を有する精錬炉を
用いた高クロム鋼の精錬方法において、該精錬炉に、ク
ロムをそのいずれか、もしくは両方に含有した溶銑と塗
材を装入して後に、該精錬炉の浴温か1500℃となる
期間、酸素に不活性ガスを30〜6oチ混合した希釈ガ
スを上方、および下方から同時に吹込むことを特徴とし
だ高クロム鋼の精錬方法である。
その要旨とするところは上底吹き機能を有する精錬炉を
用いた高クロム鋼の精錬方法において、該精錬炉に、ク
ロムをそのいずれか、もしくは両方に含有した溶銑と塗
材を装入して後に、該精錬炉の浴温か1500℃となる
期間、酸素に不活性ガスを30〜6oチ混合した希釈ガ
スを上方、および下方から同時に吹込むことを特徴とし
だ高クロム鋼の精錬方法である。
以下、本発明について詳細に述べる。
高り四ム鋼あ吹錬の場合、クロムの酸化ロスが起るかど
うか杜、りロム濃度、炭素濃度、温度及び−酸化炭素分
圧により決まる。こKは、次に示すような平衡関係式で
記述される(H,C,H3lt7:Trana、AIM
E、185<1949)*P91−)。
うか杜、りロム濃度、炭素濃度、温度及び−酸化炭素分
圧により決まる。こKは、次に示すような平衡関係式で
記述される(H,C,H3lt7:Trana、AIM
E、185<1949)*P91−)。
log (C%Cr :] ・Peo/(’%C) )
鍔−+8.76 ・・・(1)式 %式% ここで、〔チCr)は鋼浴中のクロム濃度(重量パーセ
ント)、〔チC〕は鋼浴中の炭素濃度(重量・母−セン
ト)、〔チNl〕は鋼浴中の二、ケル濃度(重量・母−
セン))、Tは絶対温度、Pcoは一酸化炭素分圧を示
す。
鍔−+8.76 ・・・(1)式 %式% ここで、〔チCr)は鋼浴中のクロム濃度(重量パーセ
ント)、〔チC〕は鋼浴中の炭素濃度(重量・母−セン
ト)、〔チNl〕は鋼浴中の二、ケル濃度(重量・母−
セン))、Tは絶対温度、Pcoは一酸化炭素分圧を示
す。
また、第1図は、(1)式において、Peoを1、(%
NDを0とした時の各温度での平衡関係を示したもので
、それぞれの温度の直線よシ、左上の領域はクロムの優
先酸化領域で、右下の領域は優先脱炭領域である。これ
よシ、炭素濃度が2−以上の高炭素領域でも、温度が1
500℃以下では1クロムを18チ含有する場合には、
りロムの優先酸化がおこることがわかる。しかし、これ
までは高炭素フエロクロム合金のようなりロム含有材料
の融点が1600℃近くの高温であるために、低温域で
は、浴中にはクロムはないと考えられていたことから低
温域でのクロムロスについて全く注意がはられれてい々
かった。
NDを0とした時の各温度での平衡関係を示したもので
、それぞれの温度の直線よシ、左上の領域はクロムの優
先酸化領域で、右下の領域は優先脱炭領域である。これ
よシ、炭素濃度が2−以上の高炭素領域でも、温度が1
500℃以下では1クロムを18チ含有する場合には、
りロムの優先酸化がおこることがわかる。しかし、これ
までは高炭素フエロクロム合金のようなりロム含有材料
の融点が1600℃近くの高温であるために、低温域で
は、浴中にはクロムはないと考えられていたことから低
温域でのクロムロスについて全く注意がはられれてい々
かった。
本発明者らは、この点に着目し、小型溶解炉での高炭素
フエロクロム合金の溶解テスト、及び、有限要素法を用
いた2次元の熱伝導と拡散計算を数多く、おこなった結
果、高炭素フェルクロム合金の表面層の炭素濃度が拡散
によシ低下し、低融点層を形成するために、1500℃
以下でも、りロム合金の円相当直径が101以内のもの
であれば、はとんど完全に溶解し、さらに、106に以
上の大きなものでも、かなり表面層は溶解することが明
らかとなった◇ この結果にもとづき、低温の高炭素濃度域でのクロムロ
スを抑制する方法について検討1.た結果、浴温か15
00℃に上昇するまでの間、上吹ランス及び底吹ノズル
から酸素とアルゴンを供給し、全ガス中のアルゴンの比
率を30%〜60チに制′御すれば良いことが判明した
。ここで、浴温か1500℃を越えれば、第1図かられ
かるように高炭素域でのクロムの優先酸化は生じなくな
るため、純酸素を用いることができる。またアルゴンの
比率は多いほど、−酸化炭素分圧が低下するためクロム
ロスは減少するが、混合比率が30−以上であれば、殆
んどクロムロスは発生しないのに対して、30−よ)少
ない場合に唸急激にクロムが酸化されることが実験よシ
明らかとなった。一方、混合比率を必要以上に増すと、
り誼ムロスはないが脱炭速度が遅くなシ、精錬時間が長
くなシ大巾な生産性の低下となる。しかし、混合比率が
60チまでであれば、それほど極端には長くならないこ
とも明らかとまった。もちろん、りロムの酸化をおヒさ
せないための、必要最低限のアルゴン混合比は、りロム
含有合金の溶解に伴なう鋼浴中のクロム濃度の増大と、
温度の上昇、炭素濃度の低下とのかねあいで決るもので
あるが、クロム含有合金が小さいものが多い場合には、
低温でも鋼浴中のクロム濃度が上昇するため、全ガス中
のアルゴン混合比を30−近くに、また、大きなサイズ
のものが多い場合には60チ近くにもって行く必要が生
じている。また、ここで述べたような方法で、酸素の1
部分をアルビンで置き換える以上脱炭速度は低下する。
フエロクロム合金の溶解テスト、及び、有限要素法を用
いた2次元の熱伝導と拡散計算を数多く、おこなった結
果、高炭素フェルクロム合金の表面層の炭素濃度が拡散
によシ低下し、低融点層を形成するために、1500℃
以下でも、りロム合金の円相当直径が101以内のもの
であれば、はとんど完全に溶解し、さらに、106に以
上の大きなものでも、かなり表面層は溶解することが明
らかとなった◇ この結果にもとづき、低温の高炭素濃度域でのクロムロ
スを抑制する方法について検討1.た結果、浴温か15
00℃に上昇するまでの間、上吹ランス及び底吹ノズル
から酸素とアルゴンを供給し、全ガス中のアルゴンの比
率を30%〜60チに制′御すれば良いことが判明した
。ここで、浴温か1500℃を越えれば、第1図かられ
かるように高炭素域でのクロムの優先酸化は生じなくな
るため、純酸素を用いることができる。またアルゴンの
比率は多いほど、−酸化炭素分圧が低下するためクロム
ロスは減少するが、混合比率が30−以上であれば、殆
んどクロムロスは発生しないのに対して、30−よ)少
ない場合に唸急激にクロムが酸化されることが実験よシ
明らかとなった。一方、混合比率を必要以上に増すと、
り誼ムロスはないが脱炭速度が遅くなシ、精錬時間が長
くなシ大巾な生産性の低下となる。しかし、混合比率が
60チまでであれば、それほど極端には長くならないこ
とも明らかとまった。もちろん、りロムの酸化をおヒさ
せないための、必要最低限のアルゴン混合比は、りロム
含有合金の溶解に伴なう鋼浴中のクロム濃度の増大と、
温度の上昇、炭素濃度の低下とのかねあいで決るもので
あるが、クロム含有合金が小さいものが多い場合には、
低温でも鋼浴中のクロム濃度が上昇するため、全ガス中
のアルゴン混合比を30−近くに、また、大きなサイズ
のものが多い場合には60チ近くにもって行く必要が生
じている。また、ここで述べたような方法で、酸素の1
部分をアルビンで置き換える以上脱炭速度は低下する。
この弊害を最小限にするには、単に底吹ガスのみ、ある
いは上吹ガスのみにアルビン混合をおこなうのではなく
、上吹ガス及び底吹ガスの両方をともに酸素とアルゴン
の混合ガスとする必要がある。この場合、全ガス流量に
対する全アルゴンが入流量の割合が30%〜60チにな
るように混合するが、とのうち、底吹ガスにおいては、
溶鋼静圧がかかる分だけ、同一の一酸化炭素分圧を得る
ために必要なアルゴン混合比は高くなシ、底吹全ガス流
量の40〜60%はアルゴンを混合することが好ま、し
い。
いは上吹ガスのみにアルビン混合をおこなうのではなく
、上吹ガス及び底吹ガスの両方をともに酸素とアルゴン
の混合ガスとする必要がある。この場合、全ガス流量に
対する全アルゴンが入流量の割合が30%〜60チにな
るように混合するが、とのうち、底吹ガスにおいては、
溶鋼静圧がかかる分だけ、同一の一酸化炭素分圧を得る
ために必要なアルゴン混合比は高くなシ、底吹全ガス流
量の40〜60%はアルゴンを混合することが好ま、し
い。
而して、本発明による高クロム鋼の精錬法を用いること
によシ脱炭速度を落とさずに吹錬初期の低温度域でのク
ロムロスを抑制することが可能となシ、吹錬終了後のス
ラグ還元用フェロシリコン合金量を大幅に低減すること
ができる。
によシ脱炭速度を落とさずに吹錬初期の低温度域でのク
ロムロスを抑制することが可能となシ、吹錬終了後のス
ラグ還元用フェロシリコン合金量を大幅に低減すること
ができる。
〈実施例および発明の効果〉
以下に実施例を示す。
いわゆる上底吹複合吹錬転炉の中に、溶銑鍋においてソ
ーメ灰系の7う、ロスによシ予備脱燐された、約130
0℃でおよそ次の成分を有する溶銑を装入した。
ーメ灰系の7う、ロスによシ予備脱燐された、約130
0℃でおよそ次の成分を有する溶銑を装入した。
C:=3.91 e 81 =0.051 # Mn=
0.1 %P=0.008チ、8=0.005’faこ
こに、次の成分を有する、常温の高炭素フエロクロム合
金を、溶銑1トン当シの重量が500駒になるように装
入した。
0.1 %P=0.008チ、8=0.005’faこ
こに、次の成分を有する、常温の高炭素フエロクロム合
金を、溶銑1トン当シの重量が500駒になるように装
入した。
C= 7.8チ、5i=2.4チ、P=0.04チ。
S = 0.04 ’Ir 、 Cr = 55.7
%その後、炉底に設けたノズルよシ、酸素とアルコ゛ン
の混合ガスをI Nm’/T・分の速度で、上吹ラ
“ンスよシ、酸素とアルゴンの混合ガスを2 Nm
/T・分の速度で供給して脱炭をおこなわせた。浴温
線、経験的に推定される昇温曲線よシ決定し、1500
℃以上になってからは、上吹ランス及び底吹ノズルの両
方から純酸素を供給した。
%その後、炉底に設けたノズルよシ、酸素とアルコ゛ン
の混合ガスをI Nm’/T・分の速度で、上吹ラ
“ンスよシ、酸素とアルゴンの混合ガスを2 Nm
/T・分の速度で供給して脱炭をおこなわせた。浴温
線、経験的に推定される昇温曲線よシ決定し、1500
℃以上になってからは、上吹ランス及び底吹ノズルの両
方から純酸素を供給した。
ます、ランス及びノズルの両方よシ純酸素を供給した場
合には、表1に示すように、炭素濃度が1−近くの時の
クロム濃度は16.7チしがなく、装入量から計算され
るクロム濃度が18.6%であるのに対して、すでに約
2−の酸化ロスがおこっている。
合には、表1に示すように、炭素濃度が1−近くの時の
クロム濃度は16.7チしがなく、装入量から計算され
るクロム濃度が18.6%であるのに対して、すでに約
2−の酸化ロスがおこっている。
表 1
一方、ノズル及びランスよシ供給するガス量の約80チ
をアルゴンとすると、表2に示すようにクロムロスは、
はとんど起らなく々るが、時間が非常に長くかかる。
をアルゴンとすると、表2に示すようにクロムロスは、
はとんど起らなく々るが、時間が非常に長くかかる。
表 2
そこで、アルゴン混合率を約40%とすると、表3のよ
うにやはシクロムpスはおこらず、精錬時間もかなシ短
縮された。
うにやはシクロムpスはおこらず、精錬時間もかなシ短
縮された。
表 3
このように、浴温か1500℃に上昇するまでの間、上
吹ランス及び底吹ノズルから供給するガスを、酸素とア
ルシンの混合ガスとし、アルゴン混合率を30−〜60
%にすることにょシ、吹錬初期のクロムロスが抑制され
ることがわかった。
吹ランス及び底吹ノズルから供給するガスを、酸素とア
ルシンの混合ガスとし、アルゴン混合率を30−〜60
%にすることにょシ、吹錬初期のクロムロスが抑制され
ることがわかった。
なお本実施例においてはArガスのみを示したがCO2
ガス、N2ガス等の不活性ガスを用いて前記希釈比で精
錬を行なったが結果は同等であった。
ガス、N2ガス等の不活性ガスを用いて前記希釈比で精
錬を行なったが結果は同等であった。
以上述べた如く、本発明による高クロム鋼の精錬法を用
いることによシ、クロムロスが極めて少すく、シかもス
ラグ環元用に用いるフェロシリコン合金鉄を多量に減少
できることから、操業コストを大巾に低減できるととも
に、何ん等精錬時間を延長するととなく行ない得る極め
て優れた高クロム鋼の精錬法である。
いることによシ、クロムロスが極めて少すく、シかもス
ラグ環元用に用いるフェロシリコン合金鉄を多量に減少
できることから、操業コストを大巾に低減できるととも
に、何ん等精錬時間を延長するととなく行ない得る極め
て優れた高クロム鋼の精錬法である。
第1図は、各温度でのクロムと炭素の平衡関係を示す図
である。 第1図 012.54 (%C〕
である。 第1図 012.54 (%C〕
Claims (1)
- 上底吹き機能を有する精錬炉を用いた高クロム鋼の精錬
方法において、該精錬炉に、クロムをそのいずれか、も
しくは両方に含有した溶銑と冷材を装入して後に、該精
錬炉の浴温が1500℃となる期間、酸素に不活性ガス
を30〜60%混合した希釈ガスを上方、および下方か
ら同時に吹込むことを特徴とした高クロム鋼の精錬方法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14034484A JPS6119716A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 高クロム鋼の精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14034484A JPS6119716A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 高クロム鋼の精錬方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6119716A true JPS6119716A (ja) | 1986-01-28 |
Family
ID=15266645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14034484A Pending JPS6119716A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 高クロム鋼の精錬方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6119716A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01172505A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-07 | Nkk Corp | 含Cr銑の脱炭方法 |
JP4838118B2 (ja) * | 2003-06-25 | 2011-12-14 | シーメンス・ファオアーイー・メタルズ・テクノロジーズ・ゲーエムベーハー・ウント・コ | 溶融合金金属の製造方法及び関連する製造プラント |
WO2019184294A1 (zh) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 盐城市鑫洋电热材料有限公司 | 一种铬铁合金的制备方法 |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP14034484A patent/JPS6119716A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01172505A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-07 | Nkk Corp | 含Cr銑の脱炭方法 |
JP4838118B2 (ja) * | 2003-06-25 | 2011-12-14 | シーメンス・ファオアーイー・メタルズ・テクノロジーズ・ゲーエムベーハー・ウント・コ | 溶融合金金属の製造方法及び関連する製造プラント |
WO2019184294A1 (zh) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 盐城市鑫洋电热材料有限公司 | 一种铬铁合金的制备方法 |
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