JPS6321724B2 - - Google Patents

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JPS6321724B2
JPS6321724B2 JP57213618A JP21361882A JPS6321724B2 JP S6321724 B2 JPS6321724 B2 JP S6321724B2 JP 57213618 A JP57213618 A JP 57213618A JP 21361882 A JP21361882 A JP 21361882A JP S6321724 B2 JPS6321724 B2 JP S6321724B2
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JP
Japan
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decarburization
refining
steel
slag
decarburizing
Prior art date
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Application number
JP57213618A
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English (en)
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JPS59104422A (ja
Inventor
Yasumasa Ikehara
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS59104422A publication Critical patent/JPS59104422A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/32Blowing from above

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は普通鋼、ステンレス鋼等の溶鋼の脱炭
精錬法に関するものである。
溶鋼の脱炭精錬炉は大別して第1図に示す如く
上吹き法a、上底吹複合吹錬法b、及び鋼浴中に
浸漬した羽口から酸素を吹込む底吹き法c−1又
はc−2の3種類に分類される。このうち普通鋼
に適用されているのが、a、b、c−1でステン
レス鋼ではc−2が盛んに用いられている。c−
2は横吹き法とも呼ばれるが底吹法の一種であ
る。
これらはいずれも鋼浴上部から又は炉底部の浸
漬羽口から鋼浴内に気体酸素を吹込み脱炭をはか
つている。
最近普通鋼の分野で底吹き法が見直され、これ
を併用した上底吹吹錬法が盛んになつて来てい
る。これは上吹法にくらべて底吹法の方が脱炭精
錬中の鋼浴の撹拌強度が第2図に示す如く強く、
スラグ中の酸化物(固体酸素)と鋼浴中の〔C〕
との反応が促進され、Fe及びMn等のメタル歩留
が向上するとともに脱〔S〕機能が著しく促進さ
れ多大の利点があるからである。しかし、上底吹
きの欠点は、炉底部に浸漬羽口を持つため、底吹
による撹拌強度アツプの必要のないときでも絶え
ずガスを流しつづけていなければならず、スラグ
の酸化度を高め(FeO、MnOに富むスラグをつ
くる)脱〔P〕機能を高めた脱炭精錬を行うこと
が出来ない。又底吹ガスには不活性ガスを用いる
ことが多いので、このガスコストもコストアツプ
の要因となつている。
本発明は、上底吹複合精錬法の欠点を排除し上
吹法の利点及び底吹法の利点を合せ持たせた脱炭
精錬法を提供するものである。
すなわち、本発明は、気体酸素を脱炭精錬容器
内の鋼浴面に吹付けるか又は鋼浴中に吹込むこと
により、鋼浴中、スラグ中の一方又は双方に固体
酸化物を形成せしめた後、該鋼浴を機械撹拌する
ことにより該固体酸化物を酸素源として脱炭する
ことを特徴とする。
脱炭精錬容器としては例えば底部に浸漬羽口を
持たない、シンプルな容器を用い、まず第1図a
の如く上吹き法により気体酸素を吹付けて脱炭を
行い、所定の脱炭反応を進行させ鋼浴中、スラグ
中の一方又は双方にFeO、MnO等の酸化物を形
成させた後に上吹ランスを旋回退避させ第3図a
に示す如く機械撹拌用のインペラー1を炉内に挿
入し、所定時間所定の強度で撹拌することにより
該固体酸化物を酸素源として脱炭精錬する。なお
対象鋼種が、スラグの酸化度の高いことを要求さ
れる鋼種、即ち高い脱〔P〕機能を要求されるも
のであれば上吹法のまま脱炭精錬を終了すればよ
いが、脱〔P〕機能を要求されず高いメタル歩留
と脱〔S〕率を要求される鋼種は本発明法によつ
て機械撹拌まで行う。
機械撹拌の際、鋼浴中及びスラグ中に気体酸素
吹錬によつて生じている酸化物によつて鋼中
〔C〕が脱炭されるのであらかじめ最終〔C〕よ
りも鋼浴中及びスラグ中の酸素量に見合つた高い
〔C〕で上吹の吹止めを行えばよい。即ち本発明
法は、従来の底吹きガスによる鋼浴の撹拌に替え
て第3図aに示す如く、機械撹拌によつてスラグ
と鋼浴間の反応を促進させてやるものである。ガ
ス撹拌と機械撹拌では、その撹拌強度が同じでも
(均一混合時間が同じでも)鋼浴とスラグの反応
性は圧倒的に機械撹拌の方が大である。その理由
は機械撹拌は鋼浴の渦流にスラグが捲込まれ、微
細化され分散浮上してくるものであり、酸素源で
ある固体酸素(酸化物)を保持するスラグの体積
は溶鋼に対して圧倒的に少ないので、このスラグ
の浸入・浮上の循環は数10回にも及ぶため、スラ
グ、鋼浴間の反応が著しく促進されるからであ
る。
これに対して、ガス撹拌ではガスが鋼浴を抜け
るときに溶鋼の飛沫がスラグ上部に飛び出し、ス
ラグ層を通して落下してくるので、圧倒的に体積
の多い溶鋼がスラグ中を通過するため循環度数は
極めて少ない。このために第4図に示す如く、機
械撹拌における脱炭速度はガス撹拌におけるより
も大気圧及び減圧下いずれの状態においても速い
結果となる。
又スラグの酸化度の調整はインペラーの回転数
及び撹拌時間で任意に制御可能である。
このように機械撹拌を導入することにより、絶
えず鋼浴に浸漬されている羽口が不用となるため
炉体の管理が容易となり、炉体寿命を従来の上吹
法のみの場合に近いレベルとすることが可能とな
り同時に底吹きのガスが不用となり、耐火物及び
ガスコストの大幅な削減が可能となるものであ
る。
次にステンレス鋼に適用した場合の例について
述べる。ステンレス鋼における脱炭機構のメカニ
ズムは、 O2+〔Cr〕→Cr2O3 (1) Cr2O3+〔C〕→〔Cr〕+CO↑ (2) (1)及び(2)式のくりかえしであると考えられてい
る。
(1)式の左辺のO2は浸漬羽口より吹込まれる気
体酸素であり、(2)式の左辺の〔C〕は鋼中の
〔C〕である。この(1)及び(2)式から判る如く、脱
炭はCr2O3又はFeO、MnO等他の固体酸化物を介
して行われているものである。脱炭反応の律速は
(2)式であり、この反応を促進させるために従来は
希釈ガスを用いたり(AOD法)、又は減圧を行つ
たり(真空脱炭)してCOガスの分圧Pcpの低下を
はかつている。しかし如何にPcpの低下をはかろ
うとも、Cr2O3等の酸化物と鋼中〔C〕が出合
い、衝突しなければ脱炭を生じない。この出合、
衝突を行わせるために炉底部よりガスを吹込み、
強力な撹拌状態をつくり出している。しかし、減
圧を行い脱炭する方法はこの撹拌力として底吹き
ガスを用いているが、撹拌力を強化するために多
量のガスを吹込めば、減圧の効果が減じられ、極
めて中途半端な状態となり、脱炭速度が著しく遅
くならざるを得ない状態である。
本発明をステンレス鋼に適用した1つの例につ
いて述べると、第一段階としては、前記と同様底
部に浸漬羽口を持たない簡単な脱炭容器を用い
て、第1図aの如く上吹き脱炭を行なう。この間
鋼中及びスラグ中に固体酸化物Cr2O3、FeO、
MnO等が脱炭酸素効率の大小に応じて形成され
る。この酸化物が、次のステツプである機械撹拌
による強力な撹拌によつてある脱炭効率を以つ
て、鋼中〔C〕の脱炭に寄与することになる。従
つて最終〔C〕までの脱炭に必要な、鋼浴中及び
スラグ中の酸化物が生成される迄上吹吹錬によつ
て脱炭を行う。
次にランスを引き上げ、旋回退避させ、第2段
階として第3図aのように撹拌インペラー1を脱
炭精錬容器4内に挿入し、機械撹拌を行う。これ
により、すでに述べた如くガス撹拌よりもスラグ
と鋼浴〔C〕との出合、衝突の機会は著しく増大
するため、Pcpを希釈することなくしても〔C〕
量0.08〜0.06%の低炭域まで容易に脱炭すること
ができる。同時に気体酸素吹込によつて生じた酸
化物が鋼中〔C〕で還元される率が従来の方法
(例えばAOD)よりも高いために引続く還元精錬
工程での還元剤及び造滓剤の使用量の低減が可能
であり、この点からも本発明の利点は大きい。
又第2段階として第3図bに示す如く排気口2
から排気し脱炭精錬容器4内を減圧し減圧脱炭と
併用すると、炉底より撹拌ガスを吹込まないので
減圧の効果を減ずることなく強力な撹拌が得られ
るために脱炭速度が極めて早く生産性、耐火物、
ガスコストの上で大きな利点がある。
又機械撹拌脱炭中に固体酸素源が不足する場合
には随時Fe2O3、NiO、Cr2O3等の固体酸化物を
投入すればよい。
このように、高炭域においては上吹酸素吹錬を
行つて固体酸素源を形成せしめ、中、低炭域にお
いては機械撹拌による脱炭を行うことにより、従
来ガスを吹込んでいた炉底部の羽口が不用とな
り、炉体煉亙の管理が著しく容易となるとともに
炉体寿命も飛躍的に増大するものである。又撹拌
用の不活性ガスが大幅に削減される。同時に減圧
脱炭と併用すればその生産性は著しく向上し、多
大の利益をもたらすものである。
以上の説明からも判る如く、この機械撹拌脱炭
及び精錬は同一の炉内で行う必要は全くない。例
えばAOD法により底吹吹錬により効率よく所定
の〔C〕迄脱炭を行い、直ちに脱炭精錬容器とし
て第3図dに示す取鍋5に出鋼しこの取鍋内にイ
ンペラーを挿入し機械撹拌脱炭、精錬を行うこと
もでき、極めて有効である。また第3図eのよう
に取鍋5内を減圧すれば第3図bと同様の効果が
得られる。
尚、Pcpを低減させるために、第3図cに示す
如く浸漬したインペラー1の先端3より、該イン
ペラーの冷却を兼ねて不活性ガスを吹込むことは
一層脱炭を容易にするものである。
更に脱炭に引続く還元精錬においても、本機械
撹拌は極めて有効である。即ち還元剤(Fe−Si
等)及び造滓剤を添加し、機械撹拌を行えば、す
でに述べた如くスラグ・鋼浴間の強力な撹拌が生
じ非常に短時間に還元精錬(還元・脱〔S〕)を
行うことが出来るものである。しかもすでに述べ
た如く機械撹拌脱炭を行つているために、スラグ
中あるいは鋼浴中の酸化物は脱炭に寄与し通常の
精錬時よりも著しく減少しているので、有価元素
であるクロムの還元に用いられる還元剤Fe−Si
及び造滓剤CaO、CaF2は従来よりも少なくてす
むという利点を生じる。
以上の如く還元精錬時に用いても、時間の短縮
及びガスが全く不要であるからガスコストの低減
等多大の利益をもたらすものである。
以上のごとく本発明の脱炭精錬法は工業的に多
大の利益をもたらす有効な発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の脱炭精錬法を示す図、第2図は
従来の脱炭精錬法における撹拌能力におよぼす底
吹ガス比率の影響を示す図、第3図は本発明法に
おける機械撹拌手段を示す図、第4図は本発明の
効果を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 気体酸素を脱炭精錬容器内の鋼浴面に吹付け
    るか又は鋼浴中に吹込むことにより、鋼浴中、ス
    ラグ中の一方又は双方に固体酸化物を形成せしめ
    た後、該鋼浴を機械撹拌することにより該固体酸
    化物を酸素源として脱炭することを特徴とする溶
    鋼の脱炭精錬法。 2 脱炭精錬容器内を減圧して機械撹拌すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の溶鋼の
    脱炭精錬法。 3 脱炭精錬容器として取鍋を用いて機械撹拌す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
    2項記載の溶鋼の脱炭精錬法。 4 脱炭終了後に還元剤及び脱硫剤を添加し機械
    撹拌して、還元精錬することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項ないし第3項の何れかに記載の溶
    鋼の脱炭精錬法。
JP21361882A 1982-12-06 1982-12-06 溶鋼の脱炭精錬法 Granted JPS59104422A (ja)

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JPS59104422A JPS59104422A (ja) 1984-06-16
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2538879B2 (ja) * 1986-06-04 1996-10-02 川崎製鉄株式会社 溶融金属の精錬方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5333936A (en) * 1976-07-21 1978-03-30 Kuwan Shiyan Wai Apparatus and process for electric decomposition treatment of metal plate
JPS5591926A (en) * 1978-12-29 1980-07-11 Nisshin Steel Co Ltd Preparation of extremely low carbon nitrogen stainless steel

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