JPH09324207A - 高Ni合金鋼の溶製方法 - Google Patents

高Ni合金鋼の溶製方法

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JPH09324207A
JPH09324207A JP3601497A JP3601497A JPH09324207A JP H09324207 A JPH09324207 A JP H09324207A JP 3601497 A JP3601497 A JP 3601497A JP 3601497 A JP3601497 A JP 3601497A JP H09324207 A JPH09324207 A JP H09324207A
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blowing
time
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steel
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JP3601497A
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Takayasu Hara
隆康 原
Yushi Tomita
祐志 富田
Atsushi Hasegawa
淳 長谷川
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 転炉吹錬に際し最終吹止め時のNi濃度を目
標値に対し±0.5%の範囲で制御し、製鋼時間の短
縮、ひいては耐火物の溶損を防止し、昇温材原単位を低
減する。 【構成】 脱Si,脱P,脱S処理を施した溶銑を転炉
に装入し、転炉工程で溶鋼のNi含有量が30〜45重
量%となるようにNi含有固体原料を装入シュートから
2回以上に分けて装入・溶解する際、次式に従ってNi
含有固体原料の装入量W1を決定し、最終吹錬期の吹止め
Ni濃度を確認することなく出鋼する。 [C1/100×{H×(1-C2/100)-b1 ×0.00146/ (C4-0.00188) -99×(t1+t2)+50}+18×(t1+t2)+200]/(C3-C1)×100-W2 ≦W1≦ [C1/100×{H×(1-C2/100)-b1 ×0.00146/ (C4-0.00188) -99×(t1+t2)+50}+18×(t1+t2)+350]/(C3-C1)×100-W2 【効果】 Ni含有量が30〜45重量%の高Ni合金
鋼を精度良く転炉で溶製され、耐火物の溶損も抑制され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、転炉でNiを多量に溶
解し、高Ni合金鋼を効率よく溶製する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高Ni合金鋼は、種々の方法で溶製され
ている。たとえば、特開平8−260021号公報で
は、普通鋼精錬用設備を使用した溶製法が紹介されてい
る。この方法でNi含有量を30〜45重量%に厳格に
成分調整した高Ni合金鋼を溶製する場合、転炉工程で
Ni成分の大半が調整されるが、Ni固体原料の溶解上
の問題から吹錬期を複数回に分割して実施している。し
かし、Ni含有量にバラツキが生じ易く、目標値に収め
るには困難を伴う。たとえば、最終吹錬期の一回前の吹
錬吹止めの成分を確認した後、Ni含有固体原料装入量
を決定し最終吹錬期を開始しない場合、また最終吹止め
Ni濃度を確認してから出鋼しない場合、最終吹止め時
のNi濃度は、吹錬中のFe,Niのロスに応じて最大
±2重量%の幅で変動していた。
【0003】RH等の加熱装置を備えていない二次精錬
工程では、Ni含有固体原料,スクラップ等の装入によ
りNi濃度を調整する。このような固体原料の装入は、
最大で70℃の温度降下を発生させる原因となる。とこ
ろで、加熱装置を備えていない二次精錬工程で許容され
る温度調整代は、経験的に、Al添加等による昇温を考
慮しても20℃程度である。そのため、熱不足分の余裕
をつけるため、転炉出鋼温度を高くすることで対応せざ
るを得なかった。しかし、転炉出鋼温度を高く設定する
と、昇温材の原単位を上昇させるばかりでなく、耐火物
の寿命も著しく短くなる。その結果、製造コストが上昇
する。そのため、二次精錬での温度調整代を考慮し、転
炉出鋼時のNi濃度を±0.5重量%程度の高精度で制
御することが得策であると考えられていた。したがっ
て、Ni濃度の調整の対応として、最終吹錬期の一回前
の吹錬吹止め時にNi成分を確認した後、最終吹錬期の
吹止めNi濃度目標に対するNi含有固体原料の装入量
を計算して準備する方法がとられ、更に最終吹止めNi
濃度を確認した後で出鋼せざるをえなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この方法でNi含有鋼
を溶製するとき、最終吹錬期の一回前の吹錬吹止めNi
濃度の確認及び最終吹止めNi濃度の確認に合計15分
以上の待ち時間が必要になる。特に最終吹止めNi濃度
の確認では、高温の溶鋼が炉内に滞留する時間が長くな
るため、転炉の炉体レンガが極度に溶損し、1チャージ
分の吹錬で場合によっては通常鋼種の数十チャージ分の
溶損が発生する要因となっていた。また、分析待ち時間
中の温度降下分に応じて炭素系昇温材等を用いた溶湯の
昇温に必要な時間が更に追加され、トータルの製鋼時間
が非常に長くなっていた。そのため、ルーチン的な操業
能力の阻害や転炉耐火物の溶損及び昇温材原単位の増加
に起因して、製造コストが高くなっていた。本発明は、
このような問題を解消すべく案出されたものであり、最
終吹止め時の合金成分を目標値に対して±0.5%の範
囲で制御し、製鋼時間の短縮、ひいては耐火物の溶損を
防止し、昇温材原単位を低減することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の溶製方法は、そ
の目的を達成するため、脱Si,脱P,脱S処理を施し
た溶銑を転炉に装入し、転炉工程で溶鋼のNi含有量が
30〜45重量%となるようにNi含有固体原料を装入
シュートから2回以上に分けて装入・溶解する際、次式
に従って最終吹錬期のNi含有固体原料の装入量を決定
し、最終吹錬期の吹止めNi濃度を確認することなく出
鋼することを特徴とする。 [C1/100×{H×(1-C2/100)-b1 ×0.00146/(C4-0.00188) -99×(t1+t2)+50}+18×(t1+t2)+200]/(C3-C1)×100-W2 ≦W1≦ [C1/100×{H×(1-C2/100)-b1 ×0.00146/(C4-0.00188) -99×(t1+t2)+50}+18×(t1+t2)+350]/(C3-C1)×100-W2
【0006】
【0007】
【実施の形態】本発明者等による事前調査から、Ni含
有量が30〜45重量%の範囲となるように転炉工程で
Ni濃度を調整するとき、合計吹錬時間,Feダストロ
ス,Niダストロス,最終吹止め目標[C],T.Fe
等の間に図1〜3に示す関係があることが判った。これ
らの関係から、Feダストロス,Niダストロス及びス
ラグ中へのFe酸化ロスは、式(1)〜(3)で表され
る。なお、Feダストロス及びNiダストロスについて
は、転炉装入溶銑量の影響がみられず、合計吹錬時間で
整理できることも調査済みである。 Feダストロス(kg) =81×(合計吹錬時間)−(400〜250) ・・・・(1) Niダストロス(kg) =18×(合計吹錬時間)+(200〜350) ・・・・(2) スラグ中へのFe酸化ロス =(酸化鉄を除くスラグ量)×{T.Fe(%) /[100− 1.3×T.Fe(%)]} =(酸化鉄を除くスラグ量)×{0.00146/ (吹止め[C]−0.00188)} ・・・・(3)
【0008】一方、最終吹錬期のNi装入量は,Ni収
支を考慮すると次式(4)で与えられる。 W1 = [C1/100 × {H×(100−C2)/100−a1 −a2 −a3} +a3]/(C3 −C1)× 100−W2 ・・・・(4)
【0009】式(1)〜(3)を式(4)に代入する
と、次式(5)が得られる。 [C1/100×{H×(1-C2/100)-b1 ×0.00146/(C4-0.00188) -99×(t1+t2)+50}+18×(t1+t2)+200]/(C3-C1)×100-W2 ≦W1≦ [C1/100×{H×(1-C2/100)-b1 ×0.00146/(C4-0.00188) -99×(t1+t2)+50}+18×(t1+t2)+350]/(C3-C1)×100-W2 ・・・・(5)
【0010】式(5)は、合計吹錬時間 (t1 +t2)及
び最終吹錬期の目標炭素濃度C4 から最終吹錬期のNi
装入量W1 が求められることを意味する。具体的には、
最終吹錬期の一回前の吹錬吹止め温度及び炭素濃度
[C]から最終吹錬期の吹錬時間が求められるので、こ
の吹錬時間t2 にt1 を加えて合計吹錬時間 (t1 +t
2)とすることにより、式(5)から最終吹錬期のNi装
入量W1 が求められる。このようにして最終吹錬期のN
i装入量W1 を定め、吹錬するとき、最終吹錬期のNi
濃度を±0.5重量%の範囲で目標値に一致させること
が可能となる。しかも、最終吹錬工程でNi濃度を確認
することなく出鋼できる。そのため、操業時間が短縮さ
れ、耐火物の溶損をもたらす高温に溶鋼を保持する必要
がなくなる。
【0011】
【実施例】本実施例では、溶銑予備処理設備,転炉,R
H真空脱ガス装置を用いて、Ni含有量35.5〜3
6.5重量%の高Ni合金鋼を溶製した。なお、吹錬期
を2回に分けてNi調整することを前提とし、転炉出鋼
目標Ni濃度C1 を36重量%に設定した。先ず、溶銑
予備処理工程で脱Si済みの高炉溶銑を[S]≦30p
pm,[P]≦30ppmまで脱S・脱Pした後、排滓
した。一方、予めNi含有固体原料として純Ni(C3
=100%)を17トン(W 2 =17000kg),造
滓材として300kgのCaO,900kgの軽焼ドロ
マイト,200kgのCaF2 をそれぞれ転炉に装入し
ておいた(b1 =4100kg)。
【0012】脱S・脱P後の溶銑を転炉に装入し、炭素
系昇温材4000kgを装入し、速やかに吹錬を開始し
た。このとき、転炉に装入した溶銑量は、転炉装入前後
の鍋重量を計量することにより容易に求めることがで
き、64トン(H=64000kg)であった。また、
装入溶銑の炭素濃度C2 は、3.9重量%であった。吹
錬時間t1 =22分で酸素吹錬した後、直ちに測温・サ
ンプリングしたところ、第一期吹錬期の吹止め炭素濃度
[C]が1.5重量%,吹止め温度が1570℃であっ
た。予め設定された最終吹錬期の吹止め目標炭素濃度C
4 =0.01重量%,吹止め目標温度1570℃から炭
素系昇温材の必要量が3000kgと決定され、最終吹
錬期の吹錬時間t2 が17分であることが判った。
【0013】この吹錬時間t2 =17分を基にして、式
(5)に従って純Ni装入量W1 が16.6トンと決定
された。そこで、純Ni装入量W1 のNi含有固体原料
を計量・装入し、速やかに最終吹錬期の吹錬を開始し
た。最終吹錬期の吹錬を終了した後、吹止め[C],吹
止め温度を確認したところ目標範囲に収まっていたの
で、速やかに出鋼を開始し、次のRH脱ガス処理工程に
溶鋼を搬送した。このとき、転炉出鋼Ni濃度は、3
6.2重量%であった。同様な条件下で5チャージの試
験を行った結果を表1に示す。なお、各試験では、装入
溶銑量,溶銑[C]濃度,酸化鉄を除くスラグ量及び最
終吹止め[C]を同じに設定し、各吹錬期のNi装入量
を種々変化させた。表1から明らかなように、転炉出鋼
時点でのNi濃度は、目標値36重量%に対して35.
5〜36.5重量%と±0.5重量%の範囲で制御され
ていた。また、RH処理での温度・成分調整も、操業上
何ら問題を起こすことなく通常通り行われた。
【0014】
【0015】また、本発明に従った転炉操業のタイムチ
ャートを、通常の転炉操業と比較して図4に示す。この
比較から明らかなように、本発明に従った操業法では、
Niの分析待ち時間が短縮されるため、製鋼時間が合計
で約15分短くなった。特に出鋼前の分析待ち時間が省
略できたことから、高温の溶鋼が滞留する時間が大幅に
短縮され、結果として転炉耐火物の溶損も大幅に抑制で
きた。しかも、合計の製鋼時間が短縮された分だけ、昇
温材の原単位も低減された。
【0016】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、多量のNi含有固体原料を転炉で溶解して高Ni合
金鋼を溶製する際、予め求められている計算式に従って
Ni含有固体原料の投入量を決定し、最終吹錬期の吹止
めNi濃度を確認することなく出鋼できるため、製鋼時
間が大幅に短縮される。このようにして本発明によると
き、転炉出鋼時の溶鋼温度を低くすることが可能とな
り、耐火物の溶損が防止され、高生産性で的中率の高い
Ni含有量30〜45重量%の高Ni含有鋼が転炉で溶
製される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 合計吹錬時間がFeダストロスに及ぼす影響
を示したグラフ
【図2】 合計吹錬時間がNiダストロスに及ぼす影響
を示したグラフ
【図3】 最終吹止め[C]とT.Feとの関係を示し
たグラフ
【図4】 本発明に従った転炉操業と通常の転炉操業と
を比較したタイムチャート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脱Si,脱P,脱S処理を施した溶銑を
    転炉に装入し、転炉工程で溶鋼のNi含有量が30〜4
    5重量%となるようにNi含有固体原料を装入シュート
    から2回以上に分けて装入・溶解する際、次式に従って
    Ni含有固体原料の装入量を決定し、最終吹錬期の吹止
    めNi濃度を確認することなく出鋼することを特徴とす
    る高Ni合金鋼の溶製方法。 [C1/100×{H×(1-C2/100)-b1 ×0.00146/(C4-0.00188) -99×(t1+t2)+50}+18×(t1+t2)+200]/(C3-C1)×100-W2 ≦W1≦ [C1/100×{H×(1-C2/100)-b1 ×0.00146/(C4-0.00188) -99×(t1+t2)+50}+18×(t1+t2)+350]/(C3-C1)×100-W2
JP3601497A 1996-03-13 1997-02-20 高Ni合金鋼の溶製方法 Pending JPH09324207A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6264908B1 (en) 1997-12-04 2001-07-24 Thomas C. Maganas Methods and systems for the catalytic formation of silicon nitride using a fluidized bed of silica
CN103710483A (zh) * 2014-01-06 2014-04-09 鞍钢股份有限公司 一种使用铜镍合金的炼钢方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6264908B1 (en) 1997-12-04 2001-07-24 Thomas C. Maganas Methods and systems for the catalytic formation of silicon nitride using a fluidized bed of silica
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