JP3725312B2

JP3725312B2 - 含クロム溶鋼の精錬方法

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Publication number: JP3725312B2
Application number: JP30508097A
Authority: JP
Inventors: 隆二中尾; 智昭田中; 昌夫五十嵐; 伸幸槙野
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corp
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JPH11124618A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロムの酸化損失を少なくするとともに、精錬炉の耐火物の溶損を軽減する含クロム溶鋼の精錬方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステンレス鋼のような１１ｍａｓｓ％以上のクロムを含む含クロム溶鋼の脱炭精錬法としては、脱炭中期以降（例えば〔Ｃ〕０．７ｍａｓｓ％以下）において、希釈ガスを吹込んで雰囲気中のＣＯ分圧を下げる希釈脱炭法および取鍋に出鋼し取鍋内を減圧して処理を行う真空脱炭法が広く用いられている。前者は一般にＡＯＤ法および上底吹き転炉法と呼ばれ、後者はＶＯＤ法と呼ばれている。
【０００３】
これらの方法は、いずれも溶鋼中〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑えながら効率的に脱炭を進行させようとするものである。しかしながら、〔Ｃ〕濃度が低下するにつれて〔Ｃｒ〕の酸化が避けられず、〔Ｃｒ〕の酸化量が増大していた。
【０００４】
従来、溶鋼中〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑えるために、例えばＶＯＤ法では、特開昭５５−８９４１７号公報や特開昭５５−１５２１１８号公報に示されているように、脱炭の進行に応じた酸素供給量の調整や真空度の調整（１００Ｔｏｒｒ以下）を行っている。
【０００５】
また、ＡＯＤ法では〔Ｃ〕濃度の低下に応じて希釈ガス比率を上げる方法や、あるいは特開平３−６８７１３号公報および特開平４−２５４５０９号公報に示されているように脱炭途中より真空精錬を付与する方法が行われている。
【０００６】
これらの方法では、いずれも溶鋼温度の測定は間欠的に行うか、あるいは測定を行っていないために、溶鋼温度に応じた精錬操作が行われておらず、〔Ｃｒ〕の酸化は十分には抑えられていない。
【０００７】
熱力学平衡的には、溶鋼中〔Ｃ〕濃度（ｍａｓｓ％、以後〔％Ｃ〕と記す。）と溶鋼中〔Ｃｒ〕濃度（ｍａｓｓ％、以後〔％Ｃｒ〕と記す。）と雰囲気中のＣＯガス分圧Ｐ_CO（ａｔｍ）および溶鋼温度Ｔ（℃）との間には次の▲２▼式に示す関係が知られている。
【０００８】

【０００９】
平衡として考えた場合には、精錬中の〔％Ｃｒ〕と〔％Ｃ〕およびＰ_COにより▲２▼式で計算される溶鋼温度よりも、実際の溶鋼温度が低ければ〔Ｃｒ〕の優先酸化領域となるために、脱炭よりも先行して〔Ｃｒ〕の酸化損失が生じる。
【００１０】
▲２▼式より、例えばＰ_COを０．１以下とするか、Ｔを１８００℃以上とするように極端にＰ_COを下げるか、あるいはＴを上げれば、理論的には〔Ｃｒ〕の酸化は抑えられる。
【００１１】
しかし、極端にＰ_COを下げることは高価な希釈ガスを多量に使用することになり、精錬コストの上昇を招き、有効な手段ではない。また、極端に溶鋼温度を上げることは、高温状態で長時間の精錬を行うことになり、耐火物溶損が非常に大きくなるために、有効な手段にはならない。
【００１２】
溶鋼温度との組み合わせで、〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑える方法として、特開昭６１−３８１５号公報には、上底吹き機能を有する精錬炉により高クロム含有鋼を製造する方法において、鋼浴中〔Ｃ〕濃度が２％以下で、溶鋼温度を１６５０〜１８００℃以内に保ちながら、▲３▼式で定義されるＢＯＣ値を３０以下に制御して吹錬することにより、〔Ｃｒ〕の酸化を抑制する方法が示されている。
【００１３】
ＢＯＣ＝Ｑ_O2／（Ｗ／τ）×〔％Ｃ〕─────▲３▼
Ｑ_O2：ランスおよびノズルから供給される酸素ガス流量（Nm³/min)
Ｗ：溶鋼量（ｔｏｎ）
τ ：均一混合時間（ｓｅｃ）
【００１４】
しかし、この方法でも〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑制するために、１６５０〜１８００℃の高温状態に長時間保持する必要があり、耐火物溶損が非常に大きいという問題が有る。
【００１５】
一方、溶鋼温度を連続的に測定する手段としては、特開昭６３−２０３７１６号公報に開示された方法がある。この方法は転炉等の反応容器の底部、側壁あるいは上部等から光ファイバーを溶鋼中に浸漬し、光ファイバーと接続する放射温度計により溶鋼温度を測定するものであり、この測定値により、冷却材等を使用して溶鋼温度を制御することが示されている。
【００１６】
しかし、この方法は、消耗型の光ファイバーを使用するために、安定して連続に溶鋼温度を測定することは難しく、かつコスト的にも高価となる。また、含クロム溶鋼の〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑える方法、耐火物の溶損を抑える方法、および脱炭精錬後還元あるいは仕上げ精錬後の出鋼温度の制御方法についての記載はなく、指針を与えるものではない。
【００１７】
一般に、耐火物の溶損は溶鋼温度、精錬時間に依存しており、高温状態で長時間の精錬を行えば急激な耐火物の溶損が進行する。また、耐火物の溶損にはスラグの性状も大きく影響しており、スラグが溶融状態で存在する脱炭精錬後の還元精錬あるいは仕上げ精錬では精錬時間が長くなればなるほど耐火物の溶損量は増大する。しかしながら、従来の技術では溶鋼温度を連続的に測定する手段が十分でなく、そのため、脱炭精錬後の還元精錬あるいは仕上げ精錬の精錬時間を短時間に制御するための十分な指針は与えられておらず、耐火物の溶損量は高位にあった。
【００１８】
これまでの含クロム溶鋼の精錬では、溶鋼温度を連続的に測定することは容易でないために、〔Ｃｒ〕の酸化を抑制するための吹込みガスの全ガス量に対する酸素ガス量の比率、合金の添加量、スクラップ等の冷却材の添加量、ＣａＯ等の副原料の添加量の各操作要因を適正に制御することが出来なかった。
【００１９】
したがって、〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑制するために、例えば必要以上の高温状態で吹錬を実施し耐火物の損耗を招いてしまうことや、必要以上に吹込みガスの全ガス量に対する酸素ガス量の比率を低下させてしまい、生産性の低下を招いてしまうことや、合金、冷却材、副原料の添加が遅れてしまい、生産性の低下および耐火物の溶損を招いてしまうといった問題点を生じていた。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、含クロム溶鋼の精錬において、前記の従来の開示されている技術では、〔Ｃｒ〕の酸化損失の抑制が十分でなく、かつ、耐火物の溶損が大きいという問題点や、これらを解決するための処置をとれば生産性の低下を招くという問題点を解決するものであり、溶鋼温度を連続的に測定する手段を備えることで、適度な酸素ガス比率に制御しながら、必要十分な溶鋼温度に維持、制御した上で、〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑制し、かつ耐火物の溶損を低減できる含クロム溶鋼の精錬方法を提供することを目的としたものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、含クロム溶鋼の精錬において、溶鋼温度を連続的に測定し、脱炭精錬では溶鋼温度の変化に応じて、吹込みガスの全ガス量に対する酸素ガス量の比率、合金、冷却材、副原料の添加量を制御することで〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑制し、かつ耐火物の溶損を抑制することが可能であることを見い出した。さらに、脱炭精錬後の還元精錬および仕上げ精錬ではガス吹込み時間、冷却材と副原料の添加量を制御することで、耐火物の溶損を抑制することが可能であることを見い出した。
【００２２】
本発明の要旨は、以下の各方法にある。
【００２３】
含クロム溶鋼に酸素ガスと不活性ガスを吹込んで脱炭精錬を行う方法において、前記溶鋼の温度を連続的に測定し、溶鋼中〔Ｃ〕濃度が０．５ｍａｓｓ％以上の領域で、溶鋼温度が下記（１）式で求まる温度ｔよりも低い場合には、吹込みガスの全ガス量に対する酸素ガス量の比率を０．１以上低下させるか、又はＳｉ濃度が０．１ｍａｓｓ％以上になるようにシリコンを含む合金を添加する。
【００２４】
ｔ＝１１０／〔％Ｃ〕＋１４５０（℃）（１）
〔％Ｃ〕：溶鋼中〔Ｃ〕濃度（ｍａｓｓ％）
【００２５】
含クロム溶鋼に酸素ガスと不活性ガスを吹込んで脱炭精錬を行う方法において、前記溶鋼の温度を連続的に測定し、溶鋼中〔Ｃ〕濃度が０．５ｍａｓｓ％以上の領域で、溶鋼温度が前記（１）式で求まる温度ｔより１００℃以上高い場合には、溶鋼とｔとの差が３０℃以上８０℃以下になるように、合金、冷却材、副原料の１種又は２種以上を添加する。
【００２６】
含クロム溶鋼に酸素ガスと不活性ガスを吹込んで脱炭精錬を行う方法において、前記溶鋼の温度を連続的に測定し、溶鋼中〔Ｃ〕濃度が０．５ｍａｓｓ％未満の領域では、溶鋼温度が１６７０℃以上、１７４０℃以下になるように、吹込みガスの全ガス量に対する酸素ガス量の比率、合金の添加量、冷却材の添加量、ＣａＯ等の副原料の添加量の１種又は２種以上を制御する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細な内容について説明する。図１に本発明の実施態様例を模式図で示す。ＡＯＤ炉１には溶鋼３が装入されており、溶鋼３上にはクロム酸化物を含むスラグ２が存在している。そこに、合金、冷却材、副原料を収容したホッパー８から切り出し装置９、投入シュート１０を経て、合金、冷却材および副原料が添加される。合金としては、フェロクロム（Ｆｅ−Ｃｒ）、フェロニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）、フェロシリコン（Ｆｅ−Ｓｉ），アルミ合金等が含まれ、冷却材には種々形状、銘柄のスクラップ、副原料にはＣａＯ，ＣａＦ_２，ＭｇＯ，ＳｉＯ_２等が含まれており、精錬する鋼種により種々選択することが可能である。
【００２８】
ＡＯＤ炉１の内側には上吹きランス４、側壁には底吹き羽口５が設置され、上吹きランス４および底吹き羽口５から、酸素ガスと不活性ガスが吹き込まれる。ＡＯＤ炉１の炉底には測温用羽口１４が設置され、測温用羽口１４に接続されたパージガス供給ライン１５の中には輝度によって溶鋼温度を測定するイメージファイバー１６が挿入されている。パージガスには通常はＡｒガスを用いるが、窒素ガス、ＣＯガスであっても構わない。また、測温用羽口１４の先端が閉塞した場合には該羽口を開口するために、必要に応じて酸素ガス、空気、ＣＯ₂ ガスを供給することも可能である。
【００２９】
イメージファイバー１６で得られた情報は測温処理装置１７において、画像処理と信号処理がなされて輝度から温度の情報に変換され、溶鋼温度情報として出力される。また、排ガス設備１１内に設置された排ガス流量・組成測定装置１８から、物質収支計算により溶鋼中の〔Ｃ〕濃度情報が出力される。さらに、装入した溶鋼３の量および〔Ｃｒ〕濃度、切り出し装置９から添加した合金の量および〔Ｃｒ〕品位より、物質収支計算により溶鋼中〔Ｃｒ〕濃度情報が出力される。
【００３０】
制御演算装置２４は、これらの溶鋼温度、〔Ｃ〕濃度、〔Ｃｒ〕濃度の情報により〔Ｃｒ〕の酸化損失および耐火物の溶損を抑制するための操業条件の計算を行い、その指示を上吹きガスライン６に設けた上吹きガス制御装置１２、底吹きガスライン７に設けた底吹きガス制御装置１３、および切り出し装置９に伝達して、操業条件を制御する。
【００３１】
図２に他の実施態様例の模式図を示す。図１と異なる点は、ＡＯＤ炉１の底部に分析用羽口２０を設置し、該羽口２０に接続された分析用パージガス供給ライン２２内に分析用ファイバー２１を挿入して設けた点である。パージガスとしては〔Ｃ〕や〔Ｎ〕のような軽元素成分を測定するためにはＡｒガスを用いるが、窒素ガス、ＣＯガスであっても構わない。また、閉塞した羽口先端を開口するために必要に応じて酸素ガス、空気、ＣＯ₂ ガスを供給することも可能である。
【００３２】
分析方法としては、例えば、特開昭６０−４２６４４号公報に開示されているようなレーザーによる発光を利用した分析方法がある。本実施態様では、前記実施態様の排ガスからの〔Ｃ〕濃度情報および溶鋼からの〔Ｃｒ〕濃度情報の代わりに、分析システム２３から〔Ｃ〕濃度情報および溶鋼組成情報が得られ、これを基に、制御指示が可能となる。
【００３３】
図１に示した装置を用いて、酸素ガスと不活性ガスの吹込みガスによる脱炭精錬を行う含クロム溶鋼の脱炭精錬、および不活性ガスを用いて脱炭精錬後の還元精錬あるいは仕上げ精錬を行う含クロム溶鋼の精錬を実施する場合は、溶鋼温度を連続的に測定する手段が備えられているために、得られた溶鋼温度の情報に応じて、吹込みガス流量、吹込みガスの酸素ガス比率、合金の添加量、冷却材の添加量、副原料の添加量の１種又は２種以上を制御することが可能になる。
【００３４】
この制御により、冶金特性上の必要な溶鋼温度以上の高温状態として、耐火物の溶損を招くことや、必要以上に吹込みガスの酸素ガスの比率を低下させること、又は合金、冷却材、副原料の添加時期を遅らせることで処理時間が延長し、生産性を低下させるというような問題点が解決され、効率的な含クロム溶鋼の精錬が可能となる。
【００３５】
ここで、酸素ガスと不活性ガスの吹込みガスによる脱炭精錬、および不活性ガスを用いた脱炭精錬後の還元精錬あるいは仕上げ精錬を含クロム溶鋼の精錬に限定したのは以下の理由による。
【００３６】
含クロム溶鋼の脱炭精錬では、前記の他に大気圧下で酸素ガスのみを用いて脱炭する場合および減圧下で酸素ガスのみを用いて脱炭する場合もあるが、これらの場合には溶鋼温度の情報が得られても、それに応じて脱炭精錬を制御する手段に乏しく、かつ、いずれの場合も１７００℃以上の高温下で脱炭を行う場合が主体であるために、〔Ｃｒ〕の酸化損失の変動する率が小さく、溶鋼温度制御の効果代は小さい。
【００３７】
一方、酸素ガスと不活性ガスによる脱炭精錬では、一般に精錬炉への装入直後の溶鋼温度は１４００〜１６００℃レベルであるが、その後の精錬中に１７００℃以上となる。溶鋼温度が１７００℃以上になると、吹込み酸素の脱炭に使用される割合（以後、脱炭酸素効率と記す。）が大きくなると共に溶鋼温度、〔Ｃ〕濃度および吹込みガスの酸素ガス比率に依存して変化し、〔Ｃｒ〕の酸化損失量が変動する。そのために、連続的に測定された溶鋼温度に応じて、溶鋼温度の制御および吹込みガスの酸素ガス比率の制御を行う精錬制御は、〔Ｃｒ〕の酸化損失の抑制および耐火物の溶損の抑制に効果的な手段となる。
【００３８】
不活性ガスを用いた脱炭精錬後の還元精錬あるいは仕上げ精錬を行う含クロム溶鋼の精錬では、精錬時間が長いほど耐火物の溶損が大幅に増大する。また、出鋼後の目標温度よりも溶鋼温度を下げてしまうと、酸素ガスを吹込んで昇温操作を行うような再精錬等の処置が必要になり、精錬炉への負荷の増大および生産性の低下を招いてしまう。このような問題を解決するために、連続的に測定された溶鋼温度に応じて、ガス吹込み時間の制御および溶鋼温度の制御を行う精錬制御は効果的な手段となる。
【００３９】
次に、本発明における数値の限定理由について説明する。
前記に記載の〔Ｃ〕濃度０．５ｍａｓｓ％以上における（１）式の〔％Ｃ〕と溶鋼温度ｔの関係は、本発明者らが、酸素ガスと不活性ガスの吹込みによる含クロム溶鋼の脱炭精錬において見い出したものである。図３に実際の溶鋼温度とｔの差と〔Ｃｒ〕酸化指数の関係を示し、図４に実際の溶鋼温度とｔの差と耐火物溶損指数の関係を示す。なお、〔Ｃｒ〕酸化指数は実際の溶鋼温度とｔの差が０の時の〔Ｃｒ〕酸化量を１として比例換算した値であり、耐火物溶損指数は実際の溶鋼温度とｔの差が１００の時の耐火物溶損量を１として比例換算した値である。
【００４０】
図３より、実際の溶鋼温度がｔよりも低い場合には〔Ｃｒ〕の酸化損失が大幅に増大すること、および図４より、実際の溶鋼温度がｔよりも１００℃以上高い場合には急激に耐火物の溶損が進行することを導き出した。
【００４１】
実際の溶鋼温度がｔよりも低い場合には〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑える制御が必要になるが、その手段としては前記▲２▼式の関係よりＰ_COを低下させるか、溶鋼温度Ｔを上昇させることが有効である。本発明者らは種々の実験より、〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑えるためのＰ_COの低下代として、少なくとも吹込みガスの酸素ガス比率を０．１以上低下させる必要があること、および溶鋼温度Ｔの上昇についてはＳｉ濃度０．１ｍａｓｓ％以上とすることが必要であることを見い出した。
【００４２】
吹込みガスの酸素ガス比率が０．１未満であればＰ_COの変化代が小さいために、〔Ｃｒ〕の酸化損失の抑制はほとんど認められない。なお、酸素ガス比率をあまりにも下げ過ぎると酸素供給速度の低下を招き生産性が低下すること、および不活性ガスの使用量が増大しコスト増につながるために、酸素ガス比率の低下代としては０．３以下が望ましい。
【００４３】
Ｓｉを添加すれば、Ｓｉ＋Ｏ₂ ＝（ＳｉＯ₂ ）の反応が進行し、この反応が発熱反応であることより溶鋼温度が上昇する。Ｓｉの添加量が少なければ発熱量は小さく、溶鋼温度の上昇にはつながらない。そのためにＳｉ濃度は０．１ｍａｓｓ％以上が必要であることを導き出した。なお、Ｓｉの添加量が多いほど溶鋼温度が上昇して〔Ｃｒ〕の酸化は抑えられるが、スラグの性状が変化して耐火物の溶損を招いたり、コスト的には不利になるために、添加量としてはＳｉ濃度で０．３ｍａｓｓ％以下が望ましい。
【００４４】
実際の溶鋼温度がｔより１００℃以上高い場合には、溶鋼温度を下げる操作が必要になるが、その操作には合金、冷却材、副原料の添加量を制御することが有効である。また、制御後の溶鋼温度範囲として、ｔとの差を３０℃以上８０℃以下とする必要がある。これは３０℃未満までに下げるには多量の添加が必要となり、精錬時間の延長を招くこと、８０℃を超えると再度、１００℃以上となる場合が多数回出てしまい、精錬操作が複雑になってしまうためである。
【００４５】
〔Ｃ〕濃度が０．５ｍａｓｓ％未満になれば、脱炭反応が進行し難くなるために、一般にはＰ_COを下げた状態で、溶鋼温度を出来るだけ高温側にして精錬することが指向される。本発明者らは１６７０℃以上の溶鋼温度であれば〔Ｃｒ〕酸化損失は十分に抑制できること、および１７４０℃以下の溶鋼温度であれば耐火物の溶損が十分に抑制できることを導き出した。
【００４６】
図５に〔Ｃ〕濃度０．５ｍａｓｓ％未満における平均溶鋼温度と精錬コスト指数の関係を示す。なお、精錬コスト指数は平均溶鋼温度が１７００℃の場合の精錬コストを１として、比例換算した値である。図５より、溶鋼温度範囲が１６７０〜１７４０℃の範囲を外れると、〔Ｃｒ〕の酸化損失量の増大、あるいは耐火物の溶損量の増大を招き、精錬コストが大幅に上昇する。
【００４７】
この溶鋼温度範囲に制御するための有効な手段として、吹込みガスの酸素ガスの比率、合金の添加量、冷却材の添加量、副原料の添加量の制御がある。これらの手段は、精錬後の目標とする溶鋼組成、スラグ組成に応じて、任意に１種又は２種以上を制御することが可能である。
【００４８】
【実施例】
ＳＵＳ３０４ステンレス鋼（１８ｍａｓｓ％Ｃｒ−８ｍａｓｓ％Ｎｉ）の精錬を図１に示す６０ｔＡＯＤ炉にて実施した。電気炉にて溶解した粗溶鋼（〔Ｃ〕＝２．０ｍａｓｓ％，〔Ｓｉ〕＝０．３ｍａｓｓ％，〔Ｎｉ〕＝７．５ｍａｓｓ％，〔Ｃｒ〕＝１９ｍａｓｓ％，温度＝１４５０℃）５５ｔｏｎをＡＯＤ炉に装入した後、上底吹きにより吹錬を開始した。
【００４９】
ＡＯＤ炉は上底吹きが可能な複合吹錬タイプのもので、上吹きは２２ｍｍφ×２孔のランスを用い、最大４０００Ｎｍ³ ／Ｈｒの酸素ガスを供給した。底吹きは炉の側壁に設けた５本の２重管羽口より最大４０００Ｎｍ³ ／Ｈｒの酸素ガス、ＡｒガスとＮ₂ ガスの不活性ガスを供給した。脱炭反応の進行にともなう〔Ｃ〕濃度の低下に応じて、上吹きは酸素ガス供給速度を低下させ、底吹きは吹込みガスの酸素ガス比率を低下させた。
【００５０】
炉底に設けた内径４ｍｍφのＡｒガス吹込み孔（測温用羽口）にイメージファイバーを挿入し輝度イメージを得た。得られた輝度イメージはＡｒガス気泡を介して見た溶鋼の輝度だけではなく、羽口の周囲や羽口先端に生成された地金（マッシュルーム）の輝度も含まれているために、これを画像処理して、真の溶鋼部の輝度情報のみを抽出し溶鋼温度に換算した。Ａｒガス流量は５Ｎｍ³ ／Ｈｒとした。溶鋼中〔Ｃ〕濃度はＡＯＤ炉に装入する際の溶鋼中〔Ｃ〕濃度と、排ガス濃度、排ガス流量および、必要に応じて吹錬中に採取した中間サンプルの分析値により、吹錬中の推移を求めた。
【００５１】
表１に〔Ｃ〕≧０．５ｍａｓｓ％での実績温度（以下、Ｔと略す）と前記▲１▼式より求められる温度ｔとの差の平均値、Ｔがｔより低くなった時間、Ｔとｔとの差が１００℃を超えた時間、〔Ｃ〕＜０．５ｍａｓｓ％での実績温度範囲、脱炭精錬後の還元精錬開始から出鋼までの精錬時間および出鋼後の目標温度と実績温度の差を示す。
【００５２】
なお、No.1〜No.5の例は本発明例、No.6〜No.9の例は本発明の条件外の例を示す。ここでの本発明例では、〔Ｃ〕≧０．５ｍａｓｓ％でＴがｔより低くなった場合には、Ｓｉ濃度０．２ｍａｓｓ％分のフェロシリコンの添加を行うか、または吹込みガスの酸素ガスの比率を０．１５低下させる操作行い、Ｔがｔよりも１００℃以上高くなった場合には、その都度、温度差が５０℃になるように、冷却材の添加を行った。
【００５３】
また、〔Ｃ〕＜０．５ｍａｓｓ％では溶鋼温度情報に応じて、適宜、溶鋼温度が１６７０℃以上、１７４０℃以下になるように、冷却材の添加またはＣａＯの添加を行った。脱炭終了後の還元精錬では還元材としてのフェロシリコンを添加後、溶鋼温度情報に応じて冷却材を添加し、並行して目標温度にするためにガス吹込み時間を設定し、温度推移を確認しながら、目標温度になったら、直ちに出鋼操作を開始した。
【００５４】
比較例では本発明例と同一の方法により溶鋼温度情報は得ていたが、精錬操作は従来法のままで行い、〔Ｃ〕約０．５ｍａｓｓ％、〔Ｃ〕約０．２ｍａｓｓ％、脱炭末および還元終了後に測温と溶鋼サンプリングを実施し、その時の温度情報を基に、制御操作を実施した。表１はこの時に得ていた温度情報より、本発明例と同様の指標にて整理を行ったものである。
【００５５】
【表１】

【００５６】
表２に実施結果について、〔Ｃｒ〕酸化指数、耐火物溶損指数および精錬コスト指数を示す。これらの指数は本発明例のNo.1の例を１００として比例換算した値である。
【００５７】
【表２】

【００５８】
本発明例では連続的に測定される溶鋼温度に応じて、精錬制御操作を行うために、目標温度域に溶鋼温度を制御することが可能であり、また、還元精錬開始から出鋼温度までの精錬時間も短縮できる。その結果、〔Ｃｒ〕の酸化損失および耐火物溶損を低位に安定させ、精錬コストを低減出来た。一方、比較例では、溶鋼温度に応じた精錬制御が不可能であり、そのために実際の溶鋼温度がばらつき、〔Ｃｒ〕酸化あるいは耐火物溶損のいずれかを過大に進行させてしまい、精錬コストの増を招いてしまった。
【００５９】
【発明の効果】
本発明により、含クロム溶鋼の精錬において〔Ｃｒ〕の酸化損失を抑制し、かつ耐火物溶損を抑制する脱炭精錬が可能になり、さらには脱炭精錬後の還元精錬あるいは仕上げ精錬を効率的に行うことも可能になって、精錬コスト低減および生産性の向上を図ることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様例の模式図である。
【図２】本発明の実施態様例の模式図である。
【図３】実際の溶鋼温度とｔの差と〔Ｃｒ〕酸化指数のの関係を示す図である。
【図４】実際の溶鋼温度とｔの差と耐火物溶損指数の関係を示す図である。
【図５】〔Ｃ〕濃度０．５ｍａｓｓ％未満における平均溶鋼温度と精錬コスト指数の関係を示す図である。
【符号の説明】
１−ＡＯＤ炉
２−スラグ
３−溶鋼
４−上吹きランス
５−羽口
６−上吹きガスライン
７−底吹きガスライン
８−合金・冷却材・副原料ホッパー
９−切り出し装置
１０−投入シュート
１１−排ガス設備
１２−上吹きガス制御装置
１３−底吹きガス制御装置
１４−測温用羽口
１５−パージガス供給ライン
１６−イメージファイバー
１７−測温処理装置
１８−排ガス流量・組成測定装置
１９−〔Ｃｒ〕濃度測定機構
２０−分析用羽口
２１−分析用ファイバー
２２−分析用パージガス供給ライン
２３−分析システム
２４−制御演算装置

Claims

含クロム溶鋼に酸素ガスと不活性ガスを吹込んで脱炭精錬を行う方法において、前記溶鋼の温度を連続的に測定し、溶鋼中〔Ｃ〕濃度が０．５ｍａｓｓ％以上の領域で、溶鋼温度が下記（１）式で求まる温度ｔよりも低い場合には、吹込みガスの全ガス量に対する酸素ガス量の比率を０．１以上低下させるか、又はＳｉ濃度が０．１ｍａｓｓ％以上になるようにシリコンを含む合金を添加することを特徴とする含クロム溶鋼の精錬方法。
ｔ＝１１０／〔％Ｃ〕＋１４５０（℃）（１）
〔％Ｃ〕：溶鋼中〔Ｃ〕濃度（ｍａｓｓ％）
含クロム溶鋼に酸素ガスと不活性ガスを吹込んで脱炭精錬を行う方法において、前記溶鋼の温度を連続的に測定し、溶鋼中〔Ｃ〕濃度が０．５ｍａｓｓ％以上の領域で、溶鋼温度が下記（１）式で求まる温度ｔより１００℃以上高い場合には、溶鋼とｔとの差が３０℃以上８０℃以下になるように、合金、冷却材、副原料の１種又は２種以上を添加することを特徴とする含クロム溶鋼の精錬方法。
ｔ＝１１０／〔％Ｃ〕＋１４５０（℃）（１）
〔％Ｃ〕：溶鋼中〔Ｃ〕濃度（ｍａｓｓ％）
含クロム溶鋼に酸素ガスと不活性ガスを吹込んで脱炭精錬を行う方法において、前記溶鋼の温度を連続的に測定し、溶鋼中〔Ｃ〕濃度が０．５ｍａｓｓ％未満の領域では、溶鋼温度が１６７０℃以上、１７４０℃以下になるように、吹込みガスの全ガス量に対する酸素ガス量の比率、合金の添加量、冷却材の添加量、ＣａＯ等の副原料の添加量の１種又は２種以上を制御することを特徴とする含クロム溶鋼の精錬方法。