JPS582575B2 - 溶融金属の精錬方法 - Google Patents

溶融金属の精錬方法

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JPS582575B2
JPS582575B2 JP55038577A JP3857780A JPS582575B2 JP S582575 B2 JPS582575 B2 JP S582575B2 JP 55038577 A JP55038577 A JP 55038577A JP 3857780 A JP3857780 A JP 3857780A JP S582575 B2 JPS582575 B2 JP S582575B2
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JP
Japan
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cao
flux
caf2
molten metal
sio2
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JP55038577A
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松本洋
成田貴一
大西稔泰
牧野武久
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属の脱酸及び/又は脱硫等を行なう精錬
方法に関するものである。
溶融金属、例えば溶融に精錬用フラツクスを添加して脱
酸や脱硫を行なうことは周知である。
この様なフラツクスとしては各種の組成のものが知られ
ており、本発明において述べる様なCaO−Al2O3
−CaF2系フラツクスも公知である。
又フラツクスの形態としては、粉体混合型と溶融型が知
られといるが、夫々一長一短である。
例えば粉体混合型フランクスを混銑車内の溶銑にN2ガ
スと共に吹込む方法、或は取i内の溶鋼にArガスと共
に吹込む方法等では、粉体の溶融滓化が遅い為に精錬効
果はそれ程高くない。
その為フラツクス中のCaO量を下げたり、SiO2や
CaF2を多く配合して滓化を促進しているが、本質的
にCaOを粉体のまま用いるものであるから、混合・保
存等の間にCaOが吸湿を起こし、鋼中の水素量や酸素
量が増大し易いという欠点があった。
又SiO2の増量に伴なう精錬効果の低下、CaF2の
増量に伴なう取鍋耐火壁の溶損等の問題が生じる。
これに対し溶融型フラックスは、CaO単味相の比率が
低下する為に吸湿性が少なく、又既に滓化されている為
、精錬効果自体は改善されるが、溶融及び粉砕等の工程
によってフラツクスの製造コストが高まるという欠点が
ある。
本発明はこれらの事情に着目してなされたものであって
、溶融等を焼結型フラツクスによって処理するという、
全く新しい概念の処理法を確立することに成功したもの
である。
尚該ブラックスにおける化学成分は、所謂CaO−Al
2O3−CaF2系であり、より具体的に述べると、C
aO/Al2O3で示される比が1〜4の範囲に入ると
共に、SiO2を15%以下に抑え、且つCaF2につ
いては、 20≧CaF2(%)≧0 なる条件を満足する様に構成した焼結型フラツクスを溶
融金属に添加して処理する点に要旨が存在する。
焼結型フラツクスにおける基本組成として、CaO−A
l2O3−CaF2 系を選定した理由は下記の通りで
ある。
(1)CaOは強力な脱硫作用を発揮する塩基性成分で
ある。
(2)例えばSiキルド鋼では、溶鋼中で(Si)+2
〔O〕→SiO2 の反応が進んでSiO2が生成する。
しかるにCaOやAl2O3はSin2との親和力が強
く、Siキルド鋼に対して脱酸的効果を示す。
(3)CaOやA12O3は高温下でも安定であり、溶
鋼との反応によって分解することはない。
(4)CaOの比率が高まるとフラツクスとしての融点
が高まり、精錬効果の低下が恐れられるので、CaO含
有比率が高い場合にはCaF2による融点降下を図る。
次にこれら各成分の配合比率を上記の如く定めた理由に
ついて述べる。
CaO/A12O3で示される比、及びSiO2の配合
量を種々変更させて得た焼結型フラツクスを用いて溶鋼
(5%Cr−0.5%Si鋼)の脱酸処理を行なったと
ころ、第1図に示す様な結果が得られた。
図から明白な様にCaO/Al2O3如何にかかわらず
、SiO2が15%を越える当りから脱酸効果が低下し
ており、SiO2の上限を15%と定めた。
上記と同じフラツクスを用い、5%Cr−0.5%Si
鋼の脱硫を行なったところ、第2図に示す結果が得られ
た。
図中の○、△、●の各印は第1図と同じ意味である。
第2図に見られる如く、CaO/Al2O3が高い場合
にはSiO2が15%を越えて以後、急速に脱硫率が低
下しており、CaO/A1203が低い場合はSi02
含有量と脱硫率との間にはほぼ直線的な反比例関係があ
り、脱硫率を高く維持する為にはSi02を少なくする
ことが望まれる。
結局脱硫率を考慮した場合についてもSiO2の上限は
15%であり、脱酸率についての上記考察と全く同じ結
論を得るに至った。
これらの事実を踏まえて種々考察してみると、脱酸を主
目的とする場合はCaO/Al2O3の比率について特
に制限はないが、CaOが多過ぎるとフラツクスの融点
が高くなるので、CaOを少なく、即ちCaO/Al2
03を小さくすることが推奨される。
これに対し脱硫を主目的とする場合はCaO/Al2O
3を大きくする程好結果が得られる。
しかしCaO/Al2O3が4を越えると、CaOが過
剰になって融点が急上昇し、CaF2の様な融点降下剤
を大量に加える必要が生じる。
しかるにCaF2の添加量が20%を越えると耐火壁の
溶損が激しくなるので、CaF2量が20%以下で済む
様なCaO/Al2O3比とする必要があり、種々検討
の結果、この上限を4と定めた。
又下限についてはCaOの低下によって脱酸および脱硫
率の低下を招くので、CaO/Al2O3比としては1
を下回わらないという条件を定めた。
次にCaF2の含有量について更に検討を進めたところ
、CaO/Al2O3の変動に対して生じる融点上昇を
抑制する為の最低必要CaF2量は、下記式によって与
えられることが判った。
第3図は、上記で得た各知見を総合して示すグラフで、
図中の斜線部は、脱酸率、脱硫率、耐火壁の保全性等を
全て満足する条件範囲を示す。
本発明に係るフラツクス中のその他成分については格別
の制限を設げないが、FeOやMnO等の低級酸化物は
溶鋼との反応によって還元され、溶鋼中の酸素濃度を高
める方向に作用する。
従って上記低級酸化物については、その総和が1%以下
になる様な配慮を加えることが推奨される。
又本発明の焼結型フラツクスの製造方法(焼結方法)に
ついては全く制限がない。
そしてこれらのフランクスを利用して精錬を行なうに当
って、溶融金属に対するフラツクスの添加方法は、公知
方法及び今後開発されるであろう方法の中から自由に選
択されるが、代表的な方法を示すと、(1)N2やAr
等のキャリアガスと共に溶鋼中に吹込んで精錬する方法
(2)転炉、電弧炉、誘導溶解炉等からの出鋼を行なう
に当って、予め取鍋の底にフラツクスを人置きし、出鋼
流による攪拌を利用して精錬する方法。
(3)出鋼後の取鍋内にフラツクスを投入し、大気雰囲
気下、不活性雰囲気下或は減圧雰囲気下において、ガス
の吹込み攪拌や電磁力利用の攪拌を加えて精錬する方法
(4)大気誘導溶解炉や真空誘導溶解炉中の溶鋼にフラ
ツクスを添加して精錬する方法等が挙げられる。
本発明は上記の如く構成されているので、溶融型フラツ
クスに比べて低熱量で生産されると共に、粉体混合型フ
ラツクスに比べて精錬効率は極めて高い。
具体的には後記実施例によって明らかにするが、脱酸率
、脱硫率は高く、又夫々の反応速度も早い。
又溶鋼中に存在する大型の非金属介在物も減少し、該介
在による欠陥が少なくなった。
尚一般に、フラックスを用いる精錬では溶鋼中の水素量
が増大することが知られているが、本発明の焼結型フラ
ンクスでは吸着水分量が少なくなっているので、水素の
増大量を低く押えることができる。
実施例 1 第1表に示す成分組成からなる焼結型フラツクスを製造
した。
尚本ブラックスの鉱物相をX線で同定したところ、11
CaO・7Al2O3・CaF2、3CaO・Al2O
3、β−2CaO・SiO2、SiO2・2Al2O3
、CaO、CaF2等であった。
他方60トン転炉によって溶製した低炭素Si−Atキ
ルド鋼(C:0.10〜0.15%)、及び中炭素Si
−Al キルド鋼(C:〜0.45%)を夫々取鍋内に
入れ、Arをキャリアガスとして上記フラツクスを吹込
んだ。
尚比較例として従来の粉体温台型フラツクス(成分組成
は第2表に示す)を同様に吹込んだ。
フラツクスの添加量は、いずれの場合も溶鋼86トンに
対して300kgであった。
結果を第3表と第4〜8図に示す。
上表は、110中ビレットの各部から採取した試刺中の
酸素濃度(%)を示すものであり、本発明による脱酸率
の優位性は明白である。
第4図はフラツクス吹込み前後におげろ鋼中(S)の比
較を示すグラフであるが、本発明の脱硫率は、混合型フ
シックスを使った場合に比べて極めて高いことが分る。
第5図はフラツクス吹込み後の処理時間と溶鋼中〔O〕
量の経時変化を示すグラフ、第6図は、同じく〔S〕の
経時変化を示すグラフで、図中の○、X印は第4図と同
じ意味である。
いずれのグラフからも明白である様に、焼結型フシック
スを使うことによって脱酸速度及び脱硫速度が向上して
いる。
第7,8図は110中ビレット内で観察されたB系介在
物の分布図で、第7図は焼結型フラックスを使った場合
、第8図は混合型フシックスを使った場合であり、これ
らを比較すれば明らかである様に、本発明では大型介在
物が少なくなっている。
この他溶鋼中の(H)量を調べたところ、処理前後の(
H)の平均増加量は、混合型フラックスの場合1.2p
pm、焼結型フラツクスの場合は0.5ppmであった
実施例 2 第4表に示す組成の焼結型フラツクス及び混合型フシッ
クスを製造した。
中炭素機械構造用Si−Al キルド鋼を対象にして前
記と同様に脱酸したところ、第5表に示す様な結果が得
られた。
第5表に示す通り、本発明の脱酸効率は極めて良好であ
った。
【図面の簡単な説明】
第1,2図はSiO2量の影響を示すグラフ、第3図は
CaO/Si02とCaF2の関係を示すグラフ、第4
〜8図は焼結型フラツクスと粉体混合型フラツクスの違
いを示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 CaO/Al2Osで示される比が1〜4の範囲を
    満足すると共に、SiO2を15%以下に抑え、且つ 20≧CaF2(%)≧0 で示す2つの条件を満足する様にCaF2含有量が定め
    られてなる焼結型のフラツクスを溶融金属に添加して処
    理することを特徴とする溶融金属の精錬方法。
JP55038577A 1980-03-25 1980-03-25 溶融金属の精錬方法 Expired JPS582575B2 (ja)

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