JP3966156B2

JP3966156B2 - Method for melting ultra-low phosphorus stainless steel

Info

Publication number: JP3966156B2
Application number: JP2002307991A
Authority: JP
Inventors: 直樹菊池; 誠司鍋島; 秀次竹内; 孝幸柏; 嘉久北野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: JP2004143492A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極低燐ステンレス鋼の溶製方法に係わり、特に、燐含有量が０．０１０質量％以下の所謂「極低燐ステンレス鋼」を従来より安価で、かつ環境に悪影響を及ぼさずに溶製する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鋼材の特性に対する要求が益々高まっており、製鋼の各精錬工程では、不純物成分を低減するための負荷が増加している。ステンレス鋼の場合もその例外でなく、とりわけステンレス鋼中の燐は、連続鋳造によって製造される鋳片の中心偏析の要因となり、これを素材として得られるパイプ材の内面欠陥を引き起こす等の問題のため、その低減が必須である。
【０００３】
ステンレス鋼の溶製方法としては、１）原料となるスクラップやフェロクロムを電気炉で溶解し、炭素飽和の含クロム溶鉄あるいは炭素濃度１質量％程度の粗溶鋼を製造し、これをＡＯＤ（ＡｒｇｏｎＯｘｙｇｅｎＤｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）炉やＶＯＤ（ＶａｃｕｕｍＯｘｙｇｅｎＤｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）装置等で仕上げ脱炭精錬する方法、２）溶銑を装入した転炉にフェロクロムやスクラップを装入して酸素を吹き込んで加熱溶解と粗脱炭精錬して炭素濃度０．１〜１．０質量％程度の粗溶鋼を製造し、これを前記ＶＯＤ等で仕上げ脱炭精錬する方法、３）溶鋼を装入した転炉に炭材とクロム鉱石を投入し、酸素を吹き込んで溶融還元製錬して炭素飽和に近い含クロム溶鉄を製造し、その含クロム溶鉄を別の転炉に移行してさらに酸素を吹き込み脱炭精錬して炭素濃度０．１〜１．０質量％程度の粗溶鋼に溶製し、これを前記ＶＯＤ等で仕上げ脱炭精錬する方法等が知られている。
【０００４】
これらのうち１）の方法によれば、燐含有量の低いスクラップやフェロクロムを厳選することで極低燐ステンレス鋼を製造可能であるが、そのような原料は極めて高価であるので、コストが著しく高くなるという欠点がある。また、２）の方法では、溶銑を予備処理によって脱燐する一方、燐含有量の低いスクラップやフェロクロムを厳選することで極低燐ステンレス鋼を製造可能であるが、コストが高いことは１）の方法と同じである。
【０００５】
そこで、このような高価な低燐原料を使用せずに極低燐ステンレス鋼を製造することを目的として、含クロム溶鉄あるいは含クロム粗溶鋼を脱燐する方法が種々提案された。例えば、アルカリ金属化合物を高濃度で含有するスラグを使用して含クロム溶銑を酸化脱燐する方法（特許文献１参照）、酸化源としてクロム酸化物を混合したフラックスを使用して含クロム溶鉄を酸化脱燐する方法（特許文献２参照）が提案されている。
【０００６】
ところで、前記の１）あるいは２）の方法において、上記特許文献１，２のごとき酸化脱燐処理を施すと、必然的に燐の酸化物とクロム酸化物を高濃度で含有するスラグが発生することになる。クロムは、溶製対象であるステンレス鋼の主要な成分元素であるので、スラグ中に損失することは、原料コストを増大することを意味する。そこで、スラグを脱炭精錬炉や電気炉へリサイクルして、脱炭精錬あるいは溶解の末期に通常行われている還元期（アルミやフェロシリコン等の還元剤を使用してスラグ中のクロム酸化物を還元する時期）において還元し、溶鉄あるいは溶鋼に回収することが考えられるが、その際にスラグ中の燐も還元されて溶鉄や溶鋼に移行してしまう。また、アルミやフェロシリコンは高価である上に、スラグの還元によって生成したアルミナやシリカを多量に含有するスラグによって炉の耐火物が溶損する問題があった。
【０００７】
しかしながら、このような燐とクロムを高濃度で含有するスラグは、その処理方法が確立していないので、事実上、前記１）あるいは２）の方法に、上記特許文献１及び２のごとき酸化脱燐処理を施して安価に極低燐ステンレス鋼を製造することは行われていなかった。
【０００８】
一方、３）のクロム鉱石の溶融還元を行って含クロム溶鉄を製造し、それを脱炭精錬する方法は、原料コストが安価であること、また転炉やＶＯＤ装置等で含クロム溶鉄や含クロム溶鋼を脱炭精錬する際に不可避的に発生するクロム酸化物を溶融還元炉にリサイクルすることで安価な還元剤である炭材により、容易に溶鉄中に還元回収できることからクロム損失が僅少であることから近年注目を集めているプロセスである。
【０００９】
本発明者は、この３）の方法を利用してこの方法に含クロム溶鉄の脱燐処理を組み合わせることを考えた。すなわち、含クロム溶鉄の脱燐処理によって生成したクロム酸化物を溶融還元にリサイクルするのである。
【００１０】
しかしながら、そのような方法でも、スラグ中の燐の酸化物が溶融還元の際にクロムと同時に還元されて溶鉄中に移行するので、リサイクルする前にスラグから燐を除去することが必要である。
【００１１】
燐を含有する鉄鋼精錬スラグからの燐の除去技術としては、燐含有スラグと高炉スラグとを混合したものに還元剤を加え、さらに酸素を吹き込んで燐を気相中に揮散させる方法（例えば、特許文献３参照）、スラグを湿式処理して燐酸を回収する方法（例えば、特許文献４参照）が提案されている。
【００１２】
この特許文献３に記載の技術では、高炉スラグとの混合が必須であるが、高炉スラグは土木・建築資材として利用価値の高い資源であり、スラグの脱燐処理に使用するのは経済的でない。また、燐含有スラグには通常鉄分が含まれていることから、高炉スラグによる希釈を行わなければ還元された燐の大部分が同じく還元された鉄中に移行してしまい、気相への除去が十分になされないという問題があった。一方、特許文献４記載の湿式処理による燐の除去は、コストが高く、実用化が難しい。
【００１３】
【特許文献１】
特開昭５４−２８７２０号公報（第２頁、左欄の２４行〜３５行）
【特許公報２】
特開昭５７−３２３１９号公報（第２頁、右欄の１１行〜２０行）
【特許文献３】
特開昭５５−９７４０８号公報（第１頁、左欄の５行〜１４行）
【特許文献４】
特開昭５６−２２６１３号公報（第２頁、左欄の２０行〜右欄の４行）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、従来より安価な極低燐ステンレス鋼の溶製方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【００１６】
すなわち、本発明は、転炉型反応容器に装入した溶銑に、クロム鉱石及び炭材を添加すると共に酸素ガスを供給してクロム鉱石を溶融還元製錬し、得られた含クロム溶鉄を別の転炉型反応容器において脱炭精錬して含クロム溶鋼とし、引き続き真空精錬装置にて該含クロム溶鋼の脱炭精錬及び/又は成分調整を行うステンレス溶鋼の溶製方法において、前記含クロム溶鉄を脱炭精錬する前に、該含クロム溶鉄に酸化剤−ＣａＯ系フラックスを添加して脱燐処理を行うと共に、そこで発生した脱燐スラグは、次回以降の溶融還元製錬チャージの向け先であるステンレス溶鋼の燐含有量の許容量に応じて、該脱燐スラグを次回以降の溶融還元製錬チャージへリサイクルする操業と、該脱燐スラグに炭材を加えて加熱し、該脱燐スラグから気化脱燐処理をした後に、前記次回以降の溶融還元製錬チャージへリサイクルする操業とを選択的に実施し、スラグ中の酸化クロムを炭素還元してクロム分を含クロム溶鉄中に回収することを特徴とする極低燐ステンレス鋼の溶製方法である。この場合、前記脱燐スラグは、その燐を気化除去する前に、含有する粒鉄を除去したものであると一層良い。
【００１７】
本発明では、次回以降の溶融還元製錬チャージで溶製される含クロム溶鉄が、その向け先としてどのような規格のステンレス溶鋼の原料として使用されるかにまず着目する。そして、その向け先であるステンレス溶鋼の燐含有量の許容量に応じて、今回若しくはそれ以前の脱燐スラグを、該スラグからの気化脱燐を行うことなくリサイクルする操業と、スラグからの気化脱燐を行う操業とを選択的に実施する。その際、次回以降のステンレス鋼が燐含有量の上限値の高い、所謂「高燐仕様のステンレス鋼（例えば、燐含有量の上限値が０．０４０〜０．０２０質量％のステンレス鋼等）」である場合には、前記スラグを気化脱燐処理せずに溶融還元製錬にリサイクルしても、得られる含クロム溶鉄が燐含有量の上限を超えることがない。従って、そのような場合は、炭材や酸素を使用するために、それなりの負荷とコストがかかる処理である気化脱燐処理を省略して、スラグ中の酸化クロムの回収を経済的に行えるようになる。また、次回以降のステンレス鋼が燐含有量の上限値の低い、所謂「低燐仕様のステンレス鋼（例えば、燐含有量の上限値が０．０２０質量％未満のステンレス鋼等）」である場合には、スラグを気化脱燐処理してから溶融還元製錬にリサイクルすることにより、得られる含クロム溶鉄が燐含有量の上限を超えないようにできる。さらに、スラグを気化脱燐する場合には、その前処理としてのスラグ中の粒鉄を除去しておくと、気化脱燐の際に燐が粒鉄中に吸収されることがないので、スラグからの気化脱燐を一層効率良くできるようになる。
その結果、極低燐ステンレス鋼が、従来より安価に溶製できるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る極低燐ステンレス溶鋼の溶製方法は、ステンレス溶鋼の素材である含クロム溶鉄を、電気炉ではなく転炉型反応容器でクロム鉱石等の溶融還元で直接溶製してから、別の転炉型反応容器で脱炭すると共に、引き続き真空精錬装置にて仕上げ脱炭精錬及び/又は成分調整を行う技術を対象とする。ここに、転炉型反応容器としては、ガスの上吹きランスと底吹き羽口とを備える所謂「上底吹き転炉が好ましい。そして、脱燐は、溶融還元炉より出湯された後で、且つ脱炭処理前に、取鍋あるいは別途の反応容器内に保持した含クロム溶鉄に酸化剤−ＣａＯ系フラックスを添加して不活性ガス等の吹き込みで撹拌し、脱燐処理を行うものである。ここに、酸化剤としては、鉄鉱石、焼結鉱、ミルスケール等の酸化鉄を用いるのが良い。
【００１９】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
上記脱燐工程での含クロム溶鉄中燐及びクロムの酸化反応は、メタル／スラグ間で（１）、（２）式のように進行する。
【００２１】
２［Ｐ］＋５［Ｏ］＝（Ｐ₂Ｏ₅） ……（１）
２［Ｃｒ］＋３［Ｏ］＝（Ｃｒ₂Ｏ₃） ……（２）
ここで、［Ｐ］、［Ｃｒ］：溶鉄中の燐及びクロム、［Ｏ］：溶鉄中の酸素（又は酸素ガス，若しくは酸化鉄からの酸素）、（Ｐ₂Ｏ₅）、（ＣａＳ）：スラグ中のＰ₂Ｏ₅及びＣｒ₂Ｏ₃、（ｇ）はガス成分であることを示す記号である。
【００２２】
この酸化反応で生成したＰ₂Ｏ₅は、スラグ中で塩基性成分であるＣａＯやＮａ₂Ｏ等と結合し、固定される。また、上記燐及びクロムの酸化反応は、共に吸熱反応であり、低温ほど反応が進行し易い。つまり、（１）式の酸化反応を起こさせる脱燐処理では、（２）式のクロムの酸化が避けられない。
【００２３】
そこで、脱燐処理によってスラグ中に移行したクロム分を溶鉄中に回収するには、そのスラグを前記転炉型反応容器へ投入し、下記（３）式のような反応で回収する。ここで、記号Ｃは、転炉型反応容器に投入した炭材、若しくは溶鉄中の炭素（濃度記号［Ｃ］）である。この時、同時に（４）式の反応も進行し、所謂「復燐」が進行する。
【００２４】
（Ｃｒ₂Ｏ₃）＋Ｃ＝２［Ｃｒ］＋３ＣＯ（ｇ） ……（３）
（Ｐ₂Ｏ₅）＋５Ｃ＝２［Ｐ］＋５ＣＯ（ｇ） ……（４）
溶融還元製錬を行う転炉型反応容器にリサイクルする前記脱燐スラグから、そこで生じる溶鉄中に復燐すると、この溶融還元製錬で製造された含クロム溶鉄を原料として後工程で脱炭精錬して溶製するステンレス鋼中の燐含有量を高めるので、一般には好ましくない。しかし、本発明者は、ステンレス鋼中にも、燐含有量の上限値の緩やかな鋼種（例えば、上限が０．０４０質量％）から極めて低い極低燐鋼（例えば、上限が０．０１０質量％）があることに鑑みて、次回以降の溶融還元製錬チャージで溶製される含クロム溶鉄の向け先であるステンレス溶鋼の燐の許容量に応じて、今回若しくはそれ以前の脱燐スラグを、該スラグからの気化脱燐処理を行うことなくリサイクルする操業と、スラグからの気化脱燐処理を行う操業とを選択的に実施することにした。つまり、次回以降のステンレス鋼が燐含有量の上限値の低い、前記「低燐仕様のステンレス鋼」である場合には、スラグから予め燐を除去してから溶融還元製錬にリサイクルするようにするのである。
【００２５】
その燐の除去手段として、本発明者は、前記特許文献３で示唆された気化脱燐の採用を検討した。
【００２６】
その際の反応は、（５）式のようなる。
【００２７】
（Ｐ₂Ｏ₅）＋５Ｃ＝Ｐ₂（ｇ）＋５ＣＯ（ｇ） ……（５）
つまり、スラグ中の燐酸化物は、Ｃによって還元され、Ｐ₂ガスとして気化脱燐する。熱力学的にはＰ₂Ｏ₅に比べＣｒ₂Ｏ₃が酸化物として安定であるので、温度、酸素分圧を適切に調整することで、（５）式による気化脱燐のみを優先的に進行させることが可能である。なお、（５）式の反応する物質は、式の上では（４）式と同じになっているが、（４）式は溶鉄及びスラグの存在下での反応、（５）式は溶鉄が存在しない状態での反応である。
【００２８】
ところで、特許文献３記載の気化脱燐は、普通鋼の転炉精錬スラグと高炉スラグとを混合したものを処理対象にしている。普通鋼の転炉精錬スラグには酸化鉄が１０〜３０質量％と多量に含まれており、これに炭素、珪素、アルミニウム等を加えて還元処理すると、まず酸化鉄の還元が起き、ついで燐酸化物が還元される。還元で生じた燐は、ガスとして気相に移行する一方で、生成した金属鉄にも吸収される。従って、そのような転炉スラグの脱燐では、気化脱燐だけでなく、燐が鉄中に吸収される現象が避けられず、スラグを溶融還元炉にリサイクルすると、そこで生じる溶鉄中に燐が移行するという問題があった。特許文献３の技術では、転炉スラグとほぼ同量の、多量の高炉スラグを混合した上で気化脱燐させるので、意図せずに転炉スラグ中の酸化鉄分を希釈しており、酸化鉄の還元には不利な条件が生じ、気化脱燐比率が高くなったと推測される。
【００２９】
しかしながら、特許文献３の出願当時と比べ現在では、高炉スラグは廃棄物でなく、土木・建築資材として利用価値の高い資源と位置づけられているので、それを転炉スラグの希釈に使用するのは経済的に不利である。つまり、特許文献３記載の技術による転炉スラグの気化脱燐を、本願発明の対象である含クロム溶鉄を脱燐処理した際に発生するスラグの脱燐に適用することは好ましくない。また、含クロム溶鉄を脱燐した際に発生するスラグは、高融点のクロム酸化物を多量に含むので、気化脱燐する温度の下では、固相比率が高くて反応性に乏しいので、高炉スラグを添加して希釈し、低融点化しなければ、気化脱燐反応を効率的に行わせることが難しいと予測された。
【００３０】
しかしながら、発明者は、このような含クロムで高燐含有量のスラグであっても、もし気化脱燐が可能ならば、クロム分の回収に非常に有益であると考え、あえて気化脱燐の利用に挑戦することにした。
【００３１】
まず、発明者は、含クロム溶鉄の脱燐実験を行った。フラックスには、転炉型反応容器への脱燐スラグのリサイクルを前提に、ＣａＯ−ＣａＦ₂−Ｆｅ_tＯ系とした。実験装置は、図１に示すように、含クロム溶鉄１を保持する炭素ルツボ２に、撹拌用の不活性ガス３を吹き込むランス４を配置したものである。実験条件は、表１に一括して示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
この実験で得られた含クロム溶鉄及びスラグの組成を表２に示す。［Ｃｒ］：１６質量％の含クロム溶鉄に対し、［Ｐ］≦１００ｐｐｍの極低燐化が可能であることを確認した。
【００３４】
【表２】

【００３５】
引き続いて、この実験で得られた燐を多量に含有するスラグからの気化脱燐実験を行った。最初に、そのスラグは、１００メッシュアンダーに粉砕してから、含有する粒鉄を磁選により予め除去した。そして、該スラグに炭材を混合し、図２に示す実験装置で気化脱燐を行った。その実験装置は、回転する円筒状容器５と装入物（スラグと炭材の混合したもの）６を加熱するガス・バーナ７（燃料：コークスス炉ガス）を備えたものである。実験条件は、表３に一括して示す。
【００３６】
【表３】

【００３７】
実験結果の一例を表４に示す。スラグ：炭材＝1：２、コークス炉ガスの燃焼により容器内雰囲気の温度を１２００℃以上にすると、前記スラグから脱燐率５０％以上で脱燐ができ、１４５０℃では、９０％以上の脱燐が達成された。なお、この気化脱燐では、スラグ中のクロム酸化物は還元されなかった。
【００３８】
【表４】

【００３９】
このように、クロム酸化物を含有し、固相比率の高いスラグであっても、意外にも気化脱燐で燐を確実に、しかも何ら支障を生じることなく除去できることが確認できた。このように、クロム酸化物を含有するスラグの場合には、高炉スラグを混合しなくても気化脱燐が可能な理由は定かでないが、次のように推測される。
【００４０】
まず、クロム酸化物は、普通鋼の転炉精錬で生じるスラグ中に含まれる酸化鉄に比し、安定で還元され難いこと、また融点が高いため、気化脱燐時の温度では固相で存在する。そのため、クロム酸化物は、反応性が低く、一層還元し難くなっていると考えられる。つまり、スラグ中の燐が吸収される金属相が生成しないために、炭材で還元されて生成した燐は、気相中に移行するしか行き場がなく、それによって気化脱燐が十分に起きると考えられる。また、スラグ中の粒鉄分を予め除去しておくと、粒鉄に吸収される燐も少なく、一層気化脱燐に有利な条件が発現したものと推察される。このような現象は、従来は全く知られ、また予想されてもいなかったことであり、本発明者が実際にクロム酸化物を含むスラグを炭材と共に加熱処理する実験を行って、初めて確認できた新規な知見である。
【００４１】
そこで、発明者は、この知見を要件に本発明を完成させたのである。また、本発明では、脱燐処理の対象は、転炉型反応容器でクロム鉱石を溶融還元して得た含クロム溶鉄が好ましいが、該容器でステンレス鋼スクラップを溶解したり、または該容器で得た含クロム溶鉄を素材とし、外部加熱式のスクラップ溶解可能な貯銑炉にてステンレス鋼スクラップを溶解した含クロム溶鉄等、ステンレス鋼を溶製するクロム源となる含クロム溶鉄であれば、いかなるプロセスで製造されたものでも良い。さらに、本発明では、気化脱燐を行うスラグは、含クロム溶鉄の脱燐後、まだ高温状態にあるものでも、ヤードで常温まで冷却されたものであっても良い。加えて、本発明では、転炉型反応容器へ装入する溶銑は、予め溶銑予備処理工程で脱燐されていることが好ましい。その後の燐除去に対する負荷が軽減されるからである。
【００４２】
【実施例】
トピード・カーでのフラックス・インジェクション法で予め燐濃度を０．０１０質量％にまで脱燐された溶銑に、スクラップ、クロム鉱石、炭材等を投入し、クロム鉱石を溶融還元する転炉型反応容器、そこで得た含クロム溶鉄を、ＣａＯ−ＦｅＯ系フラックスの添加と、不活性ガスの吹き込みで脱燐する取鍋方式の脱燐装置、脱燐後の含クロム溶鉄を酸素ガスの吹錬で脱炭する上底吹き転炉、転炉出鋼後のステンレス溶鋼に各種合金を添加して成分調整を行うＶＯＤ方式の真空脱ガス装置を順次配置したステンレス鋼の溶製工程で、極低燐ステンレス鋼を溶製した。
【００４３】
その際、前記含クロム溶鉄の脱燐には、図３に示すように、収容能力１８０ｔの溶銑装入鍋８を利用し、フラックス９は、ホッパ１０より投入管１１を経て添加した。含クロム溶鉄１の撹拌には、ランス４を介してアルゴン・ガス３を用いた。脱燐処理の条件を表５に一括して示す。また、脱燐処理前後の溶鉄の成分を表６に示す。生成したスラグは、１ｍｍアンダーに粉砕し、物理的選別と磁力により鉄分を除いた。
【００４４】
【表５】

【００４５】
【表６】

【００４６】
一方、この脱燐処理で生成したスラグからの気化脱燐は、製鉄所内に既設のＣガス内燃式のロタリーキルンで行い、気化した燐を含むガスは、バグ・フィルタ方式の集塵装置にて捕集した後、環境問題が生じないように通水して燐化合物を除去してから大気へ放出した。気化脱燐の処理条件を表７に示す。処理前後のスラグ組成を表８に示す。該スラグからの気化脱燐率は、７０％以上であった。この気化脱燐処理後のスラグを、次回以降のクロム鉱石の溶融還元を行う際に、前記転炉型反応容器へリサイクルし、含クロム溶鉄の溶製に利用した。その結果、スラグからのクロム回収率は平均で９０％、スラグから含クロム溶鉄への復燐率は１５％であった。この程度の復燐率であれば、以降の前記脱燐工程での脱燐に悪影響を及ぼすことがないので、前記リサイクルは安定して継続可能である。なお、脱燐後の含クロム溶鉄は、転炉での脱炭、ＶＯＤ真空脱ガス槽での成分調整を行い、極低燐ステンレス鋼とされた。得られた極低燐ステンレス鋼の組成を表９に示すが、燐の含有量は、０．００６０質量％と目標値を満足していた。また、当該チャージの次のチャージでは、その脱燐処理で生成したスラグを気化脱燐することなく、クロム鉱石の溶融還元用の転炉型反応容器にリサイクルした。リサイクルされた該脱燐スラグの組成は、表８の気化脱燐処理前スラグと同一であった。リサイクルしたスラグから含クロム溶鉄へのクロムの回収率は、平均で９２％であった。さらに、該スラグからのクロム溶鉄への復燐率は８５％であった。その後、得られた含クロム溶鉄は、転炉での脱炭、ＶＯＤ真空脱ガス槽での成分調整が行われ、燐含有率の上限が０．０２０質量％の一般仕様のステンレス溶鋼とされた。そのステンレス溶鋼の組成を表１０に示すが、燐含有量は０．０１６質量％であり、この鋼種の燐含有量の規制を満足するものであった。
【００４７】
なお、本発明では、目標の炭素含有量に応じては、ＶＯＤ真空脱ガス槽で仕上げ脱炭を行っても良い。
【００４８】
【表７】

【００４９】
【表８】

【００５０】
【表９】

【００５１】
【表１０】

【００５２】
このように、含クロム溶鉄の脱燐処理と、その脱燐で発生した高燐スラグからの気化脱燐処理、溶融還元炉への気化脱燐後のスラグ・リサイクルを組み合わせることによって、［Ｐ］≦０．０１０質量％のステンレス鋼の溶製が可能となった。なお、気化脱燐されたスラグのリサイクルをした溶融還元炉で発生したスラグは、（Ｔ．Ｃｒ）≦０．２質量％であり、問題なく路盤材としての処理が可能であった。また、溶銑装入鍋や溶融還元炉等の耐火物寿命は、従来と同等であった。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、脱炭精錬以降で復燐を生じることなく、スラグ中のクロム分が回収できるようになる。一方、燐濃度の成分許容値が高いステンレス鋼の溶製に対しては、安価に脱燐スラグを未処理のままリサイクルすることで十分である。その結果、極低燐ステンレス鋼が、従来より安価、且つ環境に悪影響を与えることなく溶製できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】含クロム溶鉄の脱燐実験を実施した装置の縦断面図である。
【図２】燐含有スラグからの気化脱燐実験に用いた装置の縦断面図である。
【図３】本発明の実施で利用した脱燐装置を示す縦断面図ある。
【符号の説明】
１含クロム溶鉄
２炭素ルツボ
３不活性ガス（アルゴン・ガス、窒素ガス等）
４ランス
５円筒状容器
６装入物
７ガスバーナ
８溶銑装入鍋
９フラックス
１０ホッパ
１１投入管
１２スラグ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for melting ultra-low phosphorus stainless steel, and in particular, a so-called “ultra-low phosphorus stainless steel” having a phosphorus content of 0.010 mass% or less is cheaper than before and does not adversely affect the environment. It relates to the technology of melting.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the demand for the properties of steel materials has been increasing, and in each refining process of steelmaking, the load for reducing impurity components has increased. Stainless steel is no exception. Phosphorus in stainless steel, in particular, causes center segregation of slabs produced by continuous casting, and causes problems such as internal defects in the pipe material obtained from this. Therefore, the reduction is essential.
[0003]
As a method of melting stainless steel, 1) scrap and ferrochrome as raw materials are melted in an electric furnace to produce carbon-saturated chromium-containing molten iron or a crude molten steel having a carbon concentration of about 1% by mass, and this is used as AOD (Argon Oxygen). Finish decarburization and refining with a decarburization) furnace or VOD (vacuum oxygen decarburization) equipment, etc. 2) Ferrochrome or scrap is charged into a converter charged with molten iron, oxygen is blown into the furnace, and heat melting and rough decarburization refining A method of manufacturing crude molten steel with a carbon concentration of about 0.1 to 1.0% by mass and then finishing and decarburizing and refining it with the VOD, etc. 3) Charging carbon steel and chromium ore into the converter charged with molten steel Then, smelting reduction smelting by blowing oxygen to produce chrome-containing molten iron close to carbon saturation, and transferring the chrome-containing molten iron to another converter. In addition, oxygen is blown and decarburized and refined to melt into a crude molten steel having a carbon concentration of about 0.1 to 1.0% by mass, and this is finished by decarburization and refining using VOD or the like. .
[0004]
Of these, according to the method 1), extremely low phosphorus stainless steel can be produced by carefully selecting scrap or ferrochrome having a low phosphorus content. However, since such raw materials are extremely expensive, the cost is extremely high. There is a disadvantage that it becomes high. In addition, in the method 2), while the hot metal is dephosphorized by pretreatment, it is possible to produce ultra-low phosphorus stainless steel by carefully selecting scrap or ferrochrome with low phosphorus content, but the cost is 1) It is the same as the method.
[0005]
Therefore, various methods for dephosphorizing chromium-containing molten iron or chromium-containing crude molten steel have been proposed for the purpose of producing ultra-low phosphorus stainless steel without using such an expensive low phosphorus raw material. For example, a method of oxidizing and dephosphorizing chromium-containing hot metal using slag containing a high concentration of an alkali metal compound (see Patent Document 1), and using a flux mixed with chromium oxide as an oxidation source, A method for oxidative dephosphorization (see Patent Document 2) has been proposed.
[0006]
By the way, in the above method 1) or 2), when the oxidative dephosphorization treatment is performed as in Patent Documents 1 and 2, a slag containing a high concentration of phosphorus oxide and chromium oxide is inevitably generated. It will be. Since chromium is a main component element of stainless steel to be melted, losing it in the slag means increasing raw material costs. Therefore, the slag is recycled to a decarburizing and refining furnace or electric furnace, and the reduction period normally performed at the end of decarburizing refining or melting (reducing agent such as aluminum or ferrosilicon is used to reduce the chromium oxide in the slag. It is conceivable that the iron is reduced and recovered into molten iron or molten steel at that time, but the phosphorus in the slag is also reduced and transferred to molten iron or molten steel. In addition, aluminum and ferrosilicon are expensive, and there is a problem that the refractory of the furnace is melted by slag containing a large amount of alumina or silica produced by reduction of slag.
[0007]
However, since the treatment method of such slag containing phosphorus and chromium at a high concentration has not been established, in fact, the method of 1) or 2) is used in the oxidative desorption described in Patent Documents 1 and 2 above. Production of ultra-low phosphorus stainless steel at low cost by applying phosphorus treatment has not been performed.
[0008]
On the other hand, the method of 3) producing chrome-containing molten iron by smelting reduction of chrome ore and decarburizing and refining it is low in raw material cost, and in addition to chrome-containing molten iron or Chromium oxide, which is inevitably generated when decarburizing and refining chrome molten steel, is recycled to a smelting reduction furnace. This is a process that has attracted attention in recent years.
[0009]
The present inventor considered using the method of 3) and combining this method with the dephosphorization treatment of the chromium-containing molten iron. That is, the chromium oxide produced | generated by the dephosphorization process of chromium containing molten iron is recycled to melting reduction.
[0010]
However, even in such a method, it is necessary to remove phosphorus from the slag before recycling because the oxide of phosphorus in the slag is reduced simultaneously with chromium during the smelting reduction and moves into the molten iron.
[0011]
As a technique for removing phosphorus from steel refining slag containing phosphorus, a method of adding a reducing agent to a mixture of phosphorus-containing slag and blast furnace slag, and further blowing oxygen into the gas phase by blowing oxygen (for example, Patent Document 3) and a method of recovering phosphoric acid by wet-treating slag (for example, see Patent Document 4) have been proposed.
[0012]
In the technique described in Patent Document 3, mixing with blast furnace slag is indispensable, but blast furnace slag is a resource with high utility value as civil engineering and building materials, and it is not economical to use for dephosphorization of slag. . In addition, since phosphorus-containing slag usually contains iron, most of the reduced phosphorus moves into the reduced iron unless it is diluted with blast furnace slag, and is removed to the gas phase. There was a problem that there was not enough. On the other hand, removal of phosphorus by wet processing described in Patent Document 4 is expensive and difficult to put into practical use.
[0013]
[Patent Document 1]
JP 54-28720 A (2nd page, lines 24 to 35 in the left column)
[Patent Publication 2]
JP-A-57-32319 (second page, lines 11 to 20 in the right column)
[Patent Document 3]
JP-A-55-97408 (first page, lines 5 to 14 in the left column)
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 56-22613 (2nd page, 20th line in the left column to 4th line in the right column)
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a method for melting ultra-low phosphorus stainless steel that is less expensive than the prior art.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The inventor has intensively studied to achieve the above object, and the results have been embodied in the present invention.
[0016]
That is, the present invention adds chromium ore and charcoal to the hot metal charged in the converter reactor and supplies oxygen gas to smelting and reducing the chromium ore. In the method of smelting stainless steel by decarburizing and refining to a chromium-containing molten steel in a converter-type reaction vessel, and subsequently performing decarburization and / or component adjustment of the chromium-containing molten steel in a vacuum refining apparatus, Before decarburizing and refining, deoxidation treatment is performed by adding an oxidant-CaO flux to the chromium-containing molten iron, and the dephosphorization slag generated there is used at the destination of the next smelting reduction smelting charge. In accordance with the allowable phosphorus content of a certain molten stainless steel, the dephosphorization slag is recycled to the subsequent smelting reduction smelting charge, and the dephosphorization slag is heated by adding a carbonaceous material to the dephosphorization slag. Vaporization and dephosphorization process And then selectively performing the operation of recycling to the next and subsequent smelting reduction smelting charge, and reducing the chromium oxide in the slag to carbon and recovering the chromium content in the chrome-containing molten iron, This is a method for melting ultra-low phosphorus stainless steel. In this case, it is better that the dephosphorized slag is one obtained by removing granular iron contained therein before vaporizing and removing the phosphorus.
[0017]
In the present invention, attention is first focused on what standard of molten stainless steel is used as a destination for chromium-containing molten iron that is melted in the subsequent smelting reduction smelting charge. Then, depending on the allowable amount of phosphorus content of the stainless steel that is the destination, the operation to recycle dephosphorization slag this time or earlier without vaporization dephosphorization from the slag, and vaporization from the slag The dephosphorization operation is selectively performed. At that time, the so-called "high phosphorus specification stainless steel (for example, stainless steel having an upper limit of phosphorus content of 0.040 to 0.020 mass%, etc.)" When the slag is recycled to smelting reduction smelting without vaporizing and dephosphorizing, the obtained chromium-containing molten iron does not exceed the upper limit of the phosphorus content. Therefore, in such a case, since carbonaceous materials and oxygen are used, the vaporization and dephosphorization process, which is a process that requires considerable load and cost, can be omitted, and the recovery of chromium oxide in the slag can be economically performed. become. Further, when the stainless steel after the next time is a so-called “low phosphorus specification stainless steel (for example, stainless steel having an upper limit of phosphorus content of less than 0.020 mass%)” having a low upper limit of phosphorus content. The slag is vaporized and dephosphorized and then recycled to smelting reduction smelting so that the obtained chromium-containing molten iron does not exceed the upper limit of the phosphorus content. Further, when vaporizing and dephosphorizing the slag, if the granular iron in the slag as the pretreatment is removed, phosphorus is not absorbed into the granular iron during the vaporizing and dephosphorizing. The vaporization and dephosphorization from can be performed more efficiently.
As a result, ultra-low phosphorus stainless steel can be melted at a lower cost than before.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The method for producing ultra-low phosphorus stainless steel molten steel according to the present invention is a method of directly melting chromium-containing molten iron, which is a material of stainless molten steel, by smelting reduction of chromium ore or the like in a converter reactor instead of an electric furnace. The technology is intended to decarburize in a separate converter reactor and to perform subsequent decarburization and / or component adjustment using a vacuum refining device. Here, as the converter type reaction vessel, a so-called “top bottom blowing converter having an upper blowing lance and a bottom blowing tuyere is preferable. And, after dephosphorization, after hot water is discharged from the smelting reduction furnace, In addition, before decarburization treatment, an oxidizer-CaO-based flux is added to the chromium-containing molten iron held in a ladle or a separate reaction vessel, and the mixture is stirred by blowing inert gas or the like to perform dephosphorization treatment. Here, iron oxides such as iron ore, sintered ore, and mill scale are preferably used as the oxidizing agent.
[0019]
Embodiments of the present invention will be described below based on the circumstances leading to the invention.
[0020]
The oxidation reaction of phosphorous and chromium in chromium-containing molten iron in the dephosphorization process proceeds as expressed by the equations (1) and (2) between metal / slag.
[0021]
2 [P] +5 [O] = (P ₂ O ₅ ) (1)
2 [Cr] +3 [O] = (Cr ₂ O ₃ ) (2)
Here, [P], [Cr]: phosphorus and chromium in molten iron, [O]: oxygen in molten iron (or oxygen gas or oxygen from iron oxide), (P ₂ O ₅ ), (CaS): P ₂ O ₅ and Cr ₂ O ₃ , (g) in the slag are symbols indicating gas components.
[0022]
P ₂ O ₅ produced by this oxidation reaction is bonded and fixed in the slag with basic components such as CaO and Na ₂ O. In addition, the oxidation reaction of phosphorus and chromium is an endothermic reaction, and the reaction is more likely to proceed at lower temperatures. That is, in the dephosphorization treatment that causes the oxidation reaction of formula (1), the oxidation of chromium of formula (2) is unavoidable.
[0023]
Accordingly, in order to recover the chromium content transferred into the slag by the dephosphorization treatment, the slag is put into the converter reactor and recovered by the reaction represented by the following formula (3). Here, the symbol C is carbon in the converter reactor or carbon in molten iron (concentration symbol [C]). At this time, the reaction of the formula (4) also proceeds, so-called “recovery” proceeds.
[0024]
(Cr ₂ O ₃ ) + C = 2 [Cr] + 3CO (g) (3)
(P ₂ O ₅ ) + 5C = 2 [P] + 5CO (g) (4)
From the dephosphorization slag that is recycled to the converter reactor that performs smelting reduction smelting, rephosphorization into the molten iron that is generated there, the chrome-containing molten iron produced by this smelting reduction smelting is used as a raw material for decarburization and refining In general, this is not preferable because the phosphorus content in the molten stainless steel is increased. However, the inventor of the present invention also has a very low phosphorous steel (for example, the upper limit is 0.010 mass) from the steel type (for example, the upper limit is 0.040 mass%) having a moderate upper limit of the phosphorus content in the stainless steel. %)), The dephosphorization slag this time or earlier depends on the allowable amount of phosphorus in the molten stainless steel that is the destination of the chromium-containing molten iron to be melted in the next and subsequent smelting reduction smelting charges. Therefore, it was decided to selectively carry out the operation of recycling without performing the vaporization and dephosphorization treatment from the slag and the operation of performing the vaporization and dephosphorization treatment from the slag. In other words, when the stainless steel after the next time is the above-mentioned “low phosphorus specification stainless steel” having a low upper limit of the phosphorus content, phosphorus is removed from the slag in advance and then recycled to the smelting reduction smelting. To do.
[0025]
As a means for removing the phosphorus, the present inventor examined the use of vaporization dephosphorization suggested in Patent Document 3.
[0026]
The reaction at that time is as shown in equation (5).
[0027]
(P ₂ O ₅ ) + 5C = P ₂ (g) + 5CO (g) (5)
That is, the phosphorus oxide in the slag is reduced by C and vaporized and dephosphorized as P ₂ gas. Thermodynamically, Cr ₂ O ₃ is more stable as an oxide than P ₂ O ₅ , so that only vapor dephosphorization according to equation (5) is given priority by appropriately adjusting temperature and oxygen partial pressure. It is possible to proceed. The substance that reacts in the formula (5) is the same as the formula (4) in the formula, but the formula (4) is a reaction in the presence of molten iron and slag, and the formula (5) is a molten iron. It is a reaction in the absence.
[0028]
By the way, the vaporization dephosphorization described in Patent Document 3 uses a mixture of ordinary steel converter refining slag and blast furnace slag. The refining slag of ordinary steel contains iron oxide in a large amount of 10 to 30% by mass. When carbon, silicon, aluminum, etc. are added to this and reduced, iron oxide is reduced first, followed by phosphoric acid. The compound is reduced. The phosphorus produced by the reduction is transferred to the gas phase as a gas, but is also absorbed by the produced metallic iron. Therefore, in the dephosphorization of such converter slag, not only vapor dephosphorization but also a phenomenon in which phosphorus is absorbed in iron is unavoidable, and when slag is recycled to a smelting reduction furnace, phosphorus is generated in the molten iron generated there. There was a problem of migration. In the technique of Patent Document 3, since a large amount of blast furnace slag, which is substantially the same amount as the converter slag, is vaporized and dephosphorized, the iron oxide content in the converter slag is diluted unintentionally, and the iron oxide It is presumed that disadvantageous conditions were produced in the reduction of, and the vaporization and dephosphorization ratio was increased.
[0029]
However, compared with the time of filing of Patent Document 3, blast furnace slag is not a waste but is positioned as a resource with high utility value as civil engineering and building materials. Therefore, it is used to dilute converter slag. It is economically disadvantageous. That is, it is not preferable to apply the vaporization and dephosphorization of converter slag by the technique described in Patent Document 3 to the dephosphorization of slag that occurs when the chromium-containing molten iron that is the subject of the present invention is dephosphorized. In addition, the slag generated when dephosphorizing chromium-containing molten iron contains a large amount of high melting point chromium oxide, so the blast furnace has a high solid phase ratio and poor reactivity at the vaporization dephosphorization temperature. Unless slag was added and diluted to lower the melting point, it was predicted that it would be difficult to carry out the vaporization and dephosphorization reaction efficiently.
[0030]
However, the inventor considers that even such slag containing chromium and high phosphorus content is very beneficial for recovery of chromium if it can be vaporized and dephosphorized. I decided to challenge the use.
[0031]
First, the inventor conducted a dephosphorization experiment of chromium-containing molten iron. The flux, on the assumption the recycling of dephosphorization slag to the converter type reaction vessel, was CaO-CaF ₂ -Fe _t O system. In the experimental apparatus, as shown in FIG. 1, a lance 4 in which an inert gas 3 for stirring is blown is disposed in a carbon crucible 2 that holds chromium-containing molten iron 1. The experimental conditions are collectively shown in Table 1.
[0032]
[Table 1]

[0033]
Table 2 shows the compositions of the chromium-containing molten iron and slag obtained in this experiment. [Cr]: It was confirmed that extremely low phosphatization of [P] ≦ 100 ppm was possible with respect to 16 mass% chromium-containing molten iron.
[0034]
[Table 2]

[0035]
Subsequently, a vaporization dephosphorization experiment was conducted from slag containing a large amount of phosphorus obtained in this experiment. First, the slag was pulverized to 100 mesh under, and the contained granular iron was previously removed by magnetic separation. And carbon material was mixed with this slag, and vaporization dephosphorization was performed with the experimental apparatus shown in FIG. The experimental apparatus includes a rotating cylindrical container 5 and a gas burner 7 (fuel: coke oven furnace gas) that heats a charge (mixed slag and carbonaceous material) 6. The experimental conditions are collectively shown in Table 3.
[0036]
[Table 3]

[0037]
An example of the experimental results is shown in Table 4. Slag: charcoal = 1: 2, if the temperature of the atmosphere in the container is increased to 1200 ° C or higher by combustion of the coke oven gas, dephosphorization can be performed from the slag at a dephosphorization rate of 50% or higher, and at 1450 ° C, 90% or higher Dephosphorization was achieved. In this vapor dephosphorization, chromium oxide in the slag was not reduced.
[0038]
[Table 4]

[0039]
As described above, it was confirmed that even slag containing chromium oxide and having a high solid-phase ratio can be removed by vapor dephosphorization reliably and reliably without causing any trouble. Thus, in the case of slag containing chromium oxide, the reason why vapor dephosphorization is possible without mixing blast furnace slag is not clear, but it is presumed as follows.
[0040]
First, chromium oxide is stable and difficult to be reduced compared to iron oxide contained in slag produced by converter refining of ordinary steel, and it has a high melting point. To do. Therefore, it is considered that chromium oxide has low reactivity and is more difficult to reduce. In other words, since the metal phase that absorbs phosphorus in the slag is not generated, the phosphorus produced by reduction with the carbonaceous material has no choice but to go into the gas phase, which causes sufficient vaporization and dephosphorization. Conceivable. Further, if the granular iron content in the slag is removed in advance, it is presumed that the amount of phosphorus absorbed by the granular iron is small, and the conditions more advantageous for vaporization and dephosphorization are expressed. Such a phenomenon has never been known or expected in the past, and the present inventor can confirm it for the first time by conducting an experiment in which slag containing chromium oxide is actually heat-treated with carbonaceous materials. This is a new finding.
[0041]
Therefore, the inventor completed the present invention based on this knowledge. Further, in the present invention, the object of dephosphorization treatment is preferably chrome-containing molten iron obtained by melting and reducing chrome ore in a converter type reaction vessel. However, in this vessel, stainless steel scrap is dissolved or the vessel is used. If the chrome-containing molten iron that is the source of chromium to melt stainless steel, such as chrome-containing molten iron that melted stainless steel scrap in a storage furnace capable of melting scrap with external heating using the obtained chrome-containing molten iron, It may be manufactured by any process. Furthermore, in the present invention, the slag to be vaporized and dephosphorized may be one that is still in a high temperature state after dephosphorization of the chromium-containing molten iron or one that has been cooled to room temperature in a yard. In addition, in the present invention, the hot metal charged into the converter reactor is preferably dephosphorized in advance in the hot metal pretreatment process. This is because the load for subsequent phosphorus removal is reduced.
[0042]
【Example】
A converter-type reaction in which scrap, chromium ore, carbonaceous materials, etc. are added to hot metal dephosphorized to 0.010 mass% in advance by the flux injection method in a topped car, and the chromium ore is melted and reduced. A ladle-type dephosphorization device for removing phosphorus by adding CaO-FeO-based flux and blowing inert gas, and chrome-containing molten iron after dephosphorization by blowing oxygen gas. In the melting process of stainless steel, VOD type vacuum degassing equipment that sequentially adjusts the ingredients by adding various alloys to the molten stainless steel after decarburizing top bottom blown converter and converter steel is extremely low phosphorus Stainless steel was melted.
[0043]
At that time, as shown in FIG. 3, the molten iron containing chrome-containing iron was removed using a hot metal charging pot 8 having a capacity of 180 t, and the flux 9 was added from the hopper 10 through the charging pipe 11. Argon gas 3 was used to stir the chrome-containing molten iron 1 through a lance 4. Table 5 collectively shows the conditions for the dephosphorization treatment. Table 6 shows the components of the molten iron before and after the dephosphorization treatment. The produced slag was pulverized to 1 mm under, and iron was removed by physical selection and magnetic force.
[0044]
[Table 5]

[0045]
[Table 6]

[0046]
On the other hand, the vaporization and dephosphorization from the slag produced by this dephosphorization process is carried out by an existing C gas internal type rotary kiln in the steelworks, and the gas containing the vaporized phosphorus is collected by a bag filter type dust collector. After the collection, water was passed to remove the phosphorus compound so as not to cause environmental problems, and then released into the atmosphere. Table 7 shows the treatment conditions for vaporization and dephosphorization. Table 8 shows the slag composition before and after the treatment. The vaporization and dephosphorization rate from the slag was 70% or more. The slag after the vaporization and dephosphorization treatment was recycled to the converter-type reaction vessel when the chrome ore was melted and reduced from the next time onwards, and was used for melting chromium-containing molten iron. As a result, the average recovery rate of chromium from slag was 90%, and the recovery rate from slag to molten iron containing chromium was 15%. With this degree of rephosphorization rate, there is no adverse effect on the dephosphorization in the subsequent dephosphorization step, so that the recycling can be continued stably. In addition, the chromium-containing molten iron after dephosphorization was decarburized in a converter, and the components were adjusted in a VOD vacuum degassing tank to be extremely low phosphorus stainless steel. The composition of the obtained ultra-low phosphorus stainless steel is shown in Table 9. The phosphorus content satisfied the target value of 0.0060% by mass. In the next charge, the slag produced by the dephosphorization process was recycled to a converter reactor for smelting reduction of chromium ore without vaporizing and dephosphorizing. The composition of the recycled dephosphorization slag was the same as the slag before vaporization dephosphorization treatment in Table 8. The average recovery rate of chromium from the recycled slag to the molten iron containing chromium was 92%. Further, the rephosphorization rate from the slag to the molten iron was 85%. Thereafter, the obtained chrome-containing molten iron was decarburized in a converter, and the components were adjusted in a VOD vacuum degassing tank, so that the upper limit of the phosphorus content was 0.020% by mass of general-purpose stainless molten steel. . The composition of the molten stainless steel is shown in Table 10. The phosphorus content was 0.016% by mass, which satisfied the regulation of the phosphorus content of this steel type.
[0047]
In the present invention, finish decarburization may be performed in a VOD vacuum degassing tank depending on the target carbon content.
[0048]
[Table 7]

[0049]
[Table 8]

[0050]
[Table 9]

[0051]
[Table 10]

[0052]
In this way, by combining the dephosphorization treatment of the chromium-containing molten iron, the vaporization dephosphorization treatment from the high phosphorus slag generated by the dephosphorization, and the slag recycling after the vaporization dephosphorization to the smelting reduction furnace, [P] ≦ 0.010 mass% stainless steel can be melted. The slag generated in the smelting reduction furnace in which the vaporized and dephosphorized slag was recycled had (T.Cr) ≦ 0.2% by mass, and could be treated as a roadbed material without any problem. Moreover, the lifetime of refractories such as hot metal charging pots and smelting reduction furnaces was the same as before.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the chromium content in the slag can be recovered without producing rephosphorization after decarburization refining. On the other hand, it is sufficient to recycle the dephosphorized slag untreated at low cost for the melting of stainless steel having a high phosphorus component tolerance. As a result, extremely low phosphorus stainless steel can be melted at a lower cost than before and without adversely affecting the environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an apparatus in which a dephosphorization experiment for chromium-containing molten iron was performed.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an apparatus used for vaporization and dephosphorization experiments from phosphorus-containing slag.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a dephosphorization apparatus used in the practice of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Chromium-containing molten iron 2 Carbon crucible 3 Inert gas (argon gas, nitrogen gas, etc.)
4 Lance 5 Cylindrical container 6 Charge 7 Gas burner 8 Hot metal charging pan 9 Flux 10 Hopper 11 Input pipe 12 Slag

Claims

転炉型反応容器に装入した溶銑に、クロム鉱石及び炭材を添加すると共に酸素ガスを供給してクロム鉱石を溶融還元製錬し、得られた含クロム溶鉄を別の転炉型反応容器において脱炭精錬して含クロム溶鋼とし、引き続き真空精錬装置にて該含クロム溶鋼の脱炭精錬及び/又は成分調整を行うステンレス溶鋼の溶製方法において、
前記含クロム溶鉄を脱炭精錬する前に、該含クロム溶鉄に酸化剤−ＣａＯ系フラックスを添加して脱燐処理を行うと共に、そこで発生した脱燐スラグは、次回以降の溶融還元製錬チャージの向け先であるステンレス溶鋼の燐含有量の許容量に応じて、該脱燐スラグを次回以降の溶融還元製錬チャージへリサイクルする操業と、該脱燐スラグに炭材を加えて加熱し、その気化脱燐処理をした後に、前記次回以降の溶融還元製錬チャージへリサイクルする操業とを選択的に実施し、スラグ中の酸化クロムを炭素還元してクロム分を含クロム溶鉄中に回収することを特徴とする極低燐ステンレス鋼の溶製方法。To the hot metal charged in the converter reactor, chrome ore and carbon are added and oxygen gas is supplied to smelt the chrome ore. The resulting chromium-containing molten iron is converted into another converter reactor. In the method of smelting stainless steel, decarburizing and refining into chromium-containing molten steel, and subsequently decarburizing and / or adjusting the components of the chromium-containing molten steel in a vacuum refining device,
Before decarburizing and refining the chromium-containing molten iron, an oxidant-CaO-based flux is added to the chromium-containing molten iron and dephosphorization treatment is performed. According to the allowable amount of phosphorus content of the stainless steel that is the destination of the operation, the dephosphorization slag is recycled to the subsequent smelting reduction smelting charge, and the dephosphorization slag is heated by adding a carbonaceous material, After the vaporization and dephosphorization treatment, the operation of recycling to the smelting reduction smelting charge after the next time is selectively performed, and the chromium oxide in the slag is reduced to carbon to recover the chromium content in the molten iron containing chromium. A method for melting ultra-low phosphorus stainless steel characterized by the above.

前記脱燐スラグは、その燐を気化除去する前に、含有する粒鉄を除去したものであることを特徴とする請求項１記載の極低燐ステンレス鋼の溶製方法。The method for melting ultra-low phosphorus stainless steel according to claim 1, wherein the dephosphorized slag is obtained by removing granular iron contained therein before vaporizing and removing the phosphorus.