JPH03271315A - ステンレス鋼のrh真空脱炭方法 - Google Patents

ステンレス鋼のrh真空脱炭方法

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JPH03271315A
JPH03271315A JP7258490A JP7258490A JPH03271315A JP H03271315 A JPH03271315 A JP H03271315A JP 7258490 A JP7258490 A JP 7258490A JP 7258490 A JP7258490 A JP 7258490A JP H03271315 A JPH03271315 A JP H03271315A
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JP
Japan
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decarburization
oxygen
stainless steel
molten
vacuum
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JP7258490A
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English (en)
Inventor
Keita Nakagawa
敬太 中川
Muneaki Yamada
統明 山田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、RH真空脱ガス法に基づくステンレス溶鋼の
真空脱ガス槽内において、脱ガスとともに脱炭処理する
際の脱炭方法に関する。
〔従来の技術〕
RH真空脱ガス法による真空脱ガス処理は、溶鋼中の水
素ガス等の脱ガスが主目的であるが、真空脱ガス中の溶
鋼へその温度低下を防止するために、酸素を吹き込みつ
つ脱炭処理を行う方法(例えば、特公昭60−4340
8号)も有効であることが知られている。この真空脱ガ
ス法は転炉等により脱炭すると鉄粉の酸化が多く鉄歩留
りが低下するため、−旦転炉等により脱炭した溶鋼を真
空処理槽内で最終目標値まで脱炭し、鉄粉の酸化を抑え
鉄歩留りを向上させることを狙いとしている。
前記公報記載の具体的方法は、真空処理前の溶鋼炭素量
、温度および溶鋼の目標終点炭素量、温度を入力値とし
、脱炭効率、昇温効率を用い、必要な酸素量と冷却剤ま
たは昇温剤を算出して真空処理する方法である。
この方法によれば、真空脱ガス処理時に脱炭反応を起こ
すため脱炭反応熱により溶鋼温度の低下が防止され、長
時間の真空脱ガスが可能となり、溶鋼中のガス量の低減
が可能となるという利点がある。
また、本出願人は、特開昭62−174317号におい
て、酸素センサーを用いて、溶鋼中酸素量を測定し、こ
の溶鋼中の酸素量に基づいて脱炭反応を制御することを
提案した。さらに、特開平1−222018号において
は、測定したCOガスの濃度と溶鋼中炭素量との相関に
基づいて脱炭反応を制御することも提案した。
しかし、これら各先行法の何れも、酸素吹込みをある時
間まで連続的に行い、その後自己脱炭を行う単純な方法
である。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来法では次のような問題点があっ
た。
■ 脱炭速度が遅く、脱炭に要する時間が長いために、
RH槽の下部槽および浸漬管寿命を著しく悪化する。
■ 脱炭所要時間が長いため、脱炭中の成分ロスが大き
い。このために、(al投入合金鉄原単位の悪化を招く
、(b)脱炭後に合金鉄を多量添加せねばならず、[C
]ピックアップの要因となる、等の弊害が出てくる。
そこで本発明の主たる目的は、脱炭速度を向上し、また
脱炭中の成分ロスを極力抑えることのできるステンレス
鋼のRH真空脱炭方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、ステンレス溶鋼をRH真空脱ガス槽で真空
脱炭するに当たり、脱炭処理に供するステンレス溶鋼中
の[Si3を0.35%以下とし、かっ脱炭処理におい
て、[O]の活量と前記脱ガス槽からの排ガス中のCO
濃度とに基づいて、酸素吹込みによる脱炭および酸素吹
込みを行わない自己脱炭とを繰り返しなから脱炭処理を
行い、かつその酸素吹込み時の送酸速度を400〜80
ON17Hとすることで解決できる。
〔作 用〕
本発明では、脱炭処理に供するステンレス溶鋼中の[S
i3を0.35%以下としである。したがって、脱炭効
率が高い。また、従来のように、酸素吹込みによる脱炭
および酸素吹込みを行わない自己脱炭とを単に所望の炭
素量になるよう一回のみ行うのでなく、それらの操作を
繰り返すので、脱炭速度が著しく速まる。さらに、送酸
速度を400〜80 ONm3/Hとしているので、送
酸羽口での詰まりがなく、かつ成分ロスが少なくなる。
しかも、送酸開始時点をCO濃度に基づいて、自己脱炭
開始時点を[O]の活量に基づいてそれぞれ定めるので
、速やかな脱炭を行うことができる。
〔発明の具体的構成〕
以下本発明をさらに詳説する。
周知のように、真空脱ガス槽内における炭素と酸素との
反応は、(1)式または(2)式で表される。
c+−Q−→CO・・・ (1) C+2.、Q−→CO2・・・ (2)したがって、真
空脱ガス槽のガス、たとえば排ガス中のCOおよびまた
はCOを濃度を測定すれば、脱炭反応の進行状況を把握
することができ、もって溶鋼中の炭素量を予測し制御す
ることが可能となる。ちなみに、種々の溶鋼について、
排ガス中のCO濃度と溶鋼中の炭素濃度との相関につい
て調べたところ、第3図のように、強い相関が認められ
、バラツキσとして0.0003程度であり、特開平1
−222018公報で述べたように、COの濃度の測定
結果に基づいて脱炭反応の進行状況を判断することが有
効である。ことが判る。
一方、本発明者は、ステンレス溶鋼をRH真空脱ガス槽
で真空脱炭するに当たり、脱炭処理に供するステンレス
溶鋼中の[Si″Jによって、脱炭速度が異なり、[S
i3が0.35%以下であると充分満足できる脱炭速度
が得られることを知見した。たとえば、第4図のように
、脱炭時間と[C]との相関を、RH真空脱ガス処理前
の[S i]を変えて調べたところ、[Si3が低い方
が、脱炭速度が大きいことが判る。また、第5図には、
還流量を変えながら、RH真空処理前の[Si3と脱炭
速度との関係を示した。この図からも[Si3の低い方
が脱炭速度が大きいことが判る。ただし、脱炭速度は、
(3)式に従うと仮定した。
Δ[C]/Δt=Kc ([C] −[C] e) =
・(3)ここに、Kc;脱炭速度定数、[C];C濃度
、[C]e;平衡C濃度である。
さらに、脱炭処理に供するステンレス溶鋼中の[Si]
が0.35%を超えると、脱炭速度が遅いので、当然に
Si、Mn、Crなどの成分ロスが多くなることも実験
により確認している。
次に、脱炭中の酸素活量a0と炭素濃度との関係は、た
とえば第6図のように、脱炭限界は酸素活量a0ととも
にCOガスの分圧Pcoによって変化する。したがって
、逆に酸素活量a0とともにCOガスの分圧PCOを測
定することにより、脱炭状況を管理することが重要であ
ることが判る。ちなみに、例えば、COガスの分圧Pc
o= 1.5 torrと仮定すると、脱炭の目標値と
して平衡[%C]≦0.01にするには、aO≧15p
pmにしなければならない。また、真空度を高めること
によりCOガスの分圧P。0を低下させることが望まし
いことも判る。
さらに、第7図に、[%Si]と酸素活量a0との関係
例を示した。これは、[S i] −[O]平衡より求
めたもので、たとえば、a0≧15ppmにするには[
%Si]≦0.28にしなければならない。かかる関係
が得られる理由は、[%Silが低い程、脱炭限界の[
C] (平衡[C])が低下するため、脱炭速度が速い
ためであると考えられる。
本発明においては、酸素吹込みによる脱炭および酸素吹
込みを行わない自己脱炭とを繰り返しながら脱炭処理を
行う。
この目的は、脱炭速度を速めるとともに、脱炭時の成分
ロス(Mn、Cr、S iなどのロス)を極力低減する
ためである。
第8図はMnロスと脱炭プロセスとの関係を示す図であ
り、脱炭プロセスは第2図に示した通りである。このよ
うに、酸素吹込み(OB)と、自己脱炭との繰り返しに
より、酸素活量a0をコントロールすることにより、M
nの酸化ロスは低減することが判る。しかし、ヒユーム
ロスのために時間対応して一次的なMnロスは避けるこ
とができない。この第8図からも、酸素吹込みによる脱
炭および酸素吹込みを行わない自己脱炭とを繰り返すこ
とが有効であることが判る。
酸素吹込み時における送酸速度も、成分ロスに大きな影
響を与える。たとえば、Crロスについては、第9図に
示すように、送酸速度を80ONm3/Hとするととも
に連続送酸を行う(連続送酸段階以降は自己脱炭のみ)
とCrロスが大きいのに対して、本発明にしかって例え
ば送酸速度たとえば60 ONm3/Hとして低くし、
かつ酸素活量a0の管理を行いつつ送酸と自己脱炭とを
繰り返すことにより、Crロスはほぼ無いことが判明し
た。なお、酸素活量a0は15〜20ppmの範囲で管
理した。一方、送酸と自己脱炭とを繰り返すとしても、
送酸速度が80 ONm’/Hを超えると、成分ロスが
多く、また送酸速度40 ONm3/H未満であると、
送酸羽口が詰まり、送酸を行うことができない現象が見
られる。
Siロスについては、前述した第7図に示すように、た
とえば、[C]≦o、 o i o%に対応する脱炭処
理前の[%Si] レベルは0.28%程度と考えられ
る。第1O図より、脱炭処理前の[%Si]>0.35
では、Siロスは脱炭不良のため増加し、これに対して
たとえば処理前のSi濃度が[%Si]≦0.29では
、0.03%以下のSiロスに抑制することができる。
本発明は、たとえば、第1図に示す態様のRH真空脱ガ
ス設備において実施される。
すなわち、溶鋼lを収容する取鍋2上に、RH真空脱ガ
ス槽3が配され、その下部に付属する上昇管3aおよび
下降管3bを介して溶鋼lが循環するようになっている
。脱ガス槽3は、排気路4を介して図示しない真空装置
に連なっている。上昇管3aには環流ガス吹込羽口5が
形成されている。6は酸素Aの吹込羽口、7は合金投入
口、8は酸素濃度検出器である。
また排気路4にはCO濃度検出器9が設けられるととも
に、それからの信号および酸素濃度検出器8からの信号
を受けて演算処理する演算装置10も用意されている。
操業の具体例としては、まず、真空脱ガス槽3中を所定
の真空度に保持するとともに、フラックスを投入する。
また、還流を開始する。次いで、送酸を大流量たとえば
120 ONm3/Hをもって溶鋼の昇温を行う。続い
て、本発明の主要点としての、酸素吹込み(OB)およ
び自己脱炭を繰り返す。たとえば60 ONm3/Hで
送酸し、CO濃度検出器9からのCO濃度が10%以下
となったとき、自己脱炭に切り替え、自己脱炭を行って
いる過程で、酸素濃度検出器8からの酸素濃度に基づく
活量a0が15pp01になった時、再び送酸する。以
上の行程を目標とする[C]たとえば0.010%まで
脱炭するまで反復する。
かかる脱炭が終了したならば、脱ガス槽3の真空吸引を
停止し、復圧させてAj7を投入し、その後合金鉄の投
入、送酸による昇温、フラックスの投入、AI量の調整
用フラックスの投入など適宜の操作を行う。
なお、酸素吹込みから自己脱炭への切り替えは、前記例
のように、CO濃度が10%とするほか、CO濃度が1
〜40%の範囲内の適宜の濃度で行うことができ、他方
、自己脱炭から酸素吹込みへの切り替えは、活量a0が
前記例のように15ppmとするほか、7〜35ppa
+の範囲内の適宜の値を設定して行うことができる。他
方、酸素吹込みから自己脱炭への切り替え時点の管理を
、co濃度によることに代えて、活量a0を基準とする
こともでき、たとえば活量a、:15ppmを基準とし
て管理することができる。
一方、酸素吹込みから自己脱炭への切り替えまたはその
逆の切り替えにあたり、本来なら活量a0で管理するの
が好ましいけれども、活量a0を直接測定するには、計
測器のコスト高となる、溶鋼中の活量a0を充分CO濃
度で推定できる、c。
濃度の測定によると連続測定が可能となるなどの観点か
ら、現実にはCO濃度の測定によるのが好ましい。
なお、上記各実験においては、オーステナイトステンレ
ス(低C材):WST4LSWC3T4またはWR3T
JL系のものを用いた。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、脱炭速度を速めることか
できるとともに、また脱炭中の成分ロスを極力抑えるこ
とのできるなどの利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法を実施するための設備例の概要図、第
2図は操業例の説明図、第3図〜第10図は実験結果の
グラフである。 2・・・取鍋、3・・・真空脱ガス槽、8・・−酸素濃
度検出器、9・・・CO濃度検出器。 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ステンレス溶鋼をRH真空脱ガス槽で真空脱炭す
    るに当たり、脱炭処理に供するステンレス溶鋼中の[S
    i]を0.35%以下とし、かつ脱炭処理において、[
    O]の活量と前記脱ガス槽からの排ガス中のCO濃度と
    に基づいて、酸素吹込みによる脱炭および酸素吹込みを
    行わない自己脱炭とを繰り返しながら脱炭処理を行い、
    かつその酸素吹込み時の送酸速度を400〜800Nm
    ^3/Hとすることを特徴とするステンレス鋼のRH真
    空脱炭方法。
JP7258490A 1990-03-22 1990-03-22 ステンレス鋼のrh真空脱炭方法 Pending JPH03271315A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011023337A1 (de) 2009-08-28 2011-03-03 Sms Siemag Aktiengesellschaft Vorrichtung zur entgasung einer stahlschmelze mit einem verbesserten auslaufrüssel

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WO2011023337A1 (de) 2009-08-28 2011-03-03 Sms Siemag Aktiengesellschaft Vorrichtung zur entgasung einer stahlschmelze mit einem verbesserten auslaufrüssel
DE102009039260A1 (de) 2009-08-28 2011-03-03 Sms Siemag Ag Vorrichtung zur Entgasung einer Stahlschmelze mit einem verbesserten Auslaufrüssel
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