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JPS6022046B2 - Process for producing low phosphorus high chromium steel - Google Patents
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JPS6022046B2 - Process for producing low phosphorus high chromium steel - Google Patents

Process for producing low phosphorus high chromium steel

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JPS6022046B2
JPS6022046B2 JP51076155A JP7615576A JPS6022046B2 JP S6022046 B2 JPS6022046 B2 JP S6022046B2 JP 51076155 A JP51076155 A JP 51076155A JP 7615576 A JP7615576 A JP 7615576A JP S6022046 B2 JPS6022046 B2 JP S6022046B2
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chromium
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dephosphorization
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実 稲富
裕之 片山
泰 中村
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は従来法では困難であった高クロム溶湯の脱リン
を可能ならしめ、低リン高クロム鋼を溶製するための方
法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for making low phosphorus, high chromium steel by making it possible to dephosphorize high chromium molten metal, which has been difficult with conventional methods.

本発明に言う高クロム鋼とはステンレス鋼、耐熱鋼など
Crを5〜40%含有する鋼を指す。
The high chromium steel referred to in the present invention refers to steel containing 5 to 40% Cr, such as stainless steel and heat-resistant steel.

また、対象とする銅のP%は、成分、用途などによって
異なるが、「低リン」の意味は、従来法のようにクロム
源添加後実質的にはほとんど脱リンが行えない場合に得
られるPレベルよりも低いものを指している。高クロム
鋼、特にステンレス鋼は一般に溶銑、スクラップなどの
鉄源と、フヱロクロム、高クロム鋼スクラップなどのク
ロム源、および必要に応じてニッケル源などを溶融、混
合し、かつ精錬を行うことによって溶製される。
In addition, the target P% of copper varies depending on the composition, application, etc., but the meaning of "low phosphorus" is that it is obtained when virtually no dephosphorization can be performed after adding a chromium source, as in the conventional method. It refers to something lower than the P level. High chromium steel, especially stainless steel, is generally produced by melting and mixing an iron source such as hot metal or scrap, a chromium source such as fluorochrome or high chromium steel scrap, and if necessary a nickel source, followed by refining. Manufactured.

通常実施される精錬のうち脱炭および脱流については、
すでに種々の方法が開発されており、それらを選択、組
合せることによって目的を達することができる。
Regarding decarburization and deflowing, which are normally carried out in refining,
Various methods have already been developed, and the objective can be achieved by selecting and combining them.

一方、脱リンは高クロム溶湯に対しては従来、効果的に
行う方法がなかった。すなわち、通常の溶銑または溶鋼
に対しては、酸化精錬により容易に脱リンできる。ここ
に酸化精錬による脱リンとは酸素ガスや酸化鉄などの酸
化剤によって溶濠中のリンを酸化し、例えばCa○で固
定してリン酸カルシウムの形で除去する方法であるが、
これをシリコンやクロムなどの酸化されやすい元素を多
量に含む落陽に適用すると、それらの成分が同時に酸化
損失する。
On the other hand, until now there has been no effective method for dephosphorizing high-chromium molten metal. That is, ordinary hot metal or molten steel can be easily dephosphorized by oxidation refining. Here, dephosphorization by oxidative refining is a method in which phosphorus in the moat is oxidized using an oxidizing agent such as oxygen gas or iron oxide, and is fixed with Ca○ and removed in the form of calcium phosphate.
If this is applied to sunlight that contains large amounts of easily oxidized elements such as silicon and chromium, these components will be oxidized and lost at the same time.

特にフェロクロムやステンレス鋼などの高クロム鋼の場
合には、スラグ中のクロム酸化物量が増加してスラグの
脱リン能力が著しく低下するので、実際上脱リンを進行
させることは困難となる。したがって従来、リン額歌窓
量に制約のあるステンレス鋼を溶製するためには次のよ
うな方法がそれてきた。
Particularly in the case of high chromium steels such as ferrochrome and stainless steel, the amount of chromium oxide in the slag increases and the dephosphorization ability of the slag is significantly reduced, making it difficult to actually proceed with dephosphorization. Therefore, in the past, the following methods have been used to melt stainless steel, which has a limited amount of windows.

(1) リン含有量の低いクロム鉱石、コークスおよび
煤溶剤を選択使用して製造した低リンフェロクロムをク
ロム源として用いる。
(1) Low phosphorus ferrochrome produced by selectively using chromium ore with low phosphorus content, coke and soot solvent is used as the chromium source.

(ロ)鉄源側のリン含有量を十分低下せしめた後(例え
ば、溶鉄、綾鋼の脱リンを塩化したり、低リンスクラッ
プを選択使用する)、クロム源を低下する。
(b) After sufficiently reducing the phosphorus content on the iron source side (for example, by chlorinating the dephosphorization of molten iron or twill steel, or selectively using low phosphorus scrap), reduce the chromium source.

(m)低リンクロム源として金属クロムを併用すること
により、溶鋼のCr%とP%を目的に適合するように調
整する。
(m) By using metallic chromium as a low phosphorus chromium source, the Cr% and P% of the molten steel are adjusted to suit the purpose.

しかし、最近資源事情の悪化によりクロム鉱石やコーク
スなどのリン含有量が高くなる傾向にあり、(1)のよ
うに良質の低リン原料を選択使用することは困簸になっ
ている。
However, due to the recent deterioration of the resource situation, the phosphorus content of chromium ore, coke, etc. has tended to increase, making it difficult to select and use high-quality low-phosphorus raw materials as in (1).

一方、(0)の鉄源頚党リン酸化については種々の方法
が開発されているが、クロム源のP%がそのままであれ
ば鉄源だけの低リン化では得られるステンレス鋼のP%
には限界がある。
On the other hand, various methods have been developed for (0) iron source neck phosphorylation, but if the P% of the chromium source remains unchanged, the P% of stainless steel that can be obtained by reducing the phosphorus content of only the iron source will decrease.
has its limits.

また、(m)は製鋼作業上は最も安易な方法であるが、
金属クロムがきわめて高価であることから、溶鋼製造コ
ストのズか高なアップを招くことになる。
In addition, (m) is the easiest method in terms of steelmaking work, but
Since chromium metal is extremely expensive, the cost of producing molten steel will increase considerably.

最近、前述のように資源の面からステンレス鋼のP%が
上昇傾向にあり、一方、高級ステンレス鋼などで従来レ
ベルよりもP%の低いことが要求されるものが増加しつ
つある。
Recently, as mentioned above, the P% of stainless steel has been on the rise due to resource considerations, and on the other hand, the number of high-grade stainless steels that are required to have a P% lower than the conventional level is increasing.

したがって、高ロム溶湯の脱リンを可能ならしめ、安価
に低リン高クロム鋼を得るための方法の開発が強く要望
されている。
Therefore, there is a strong demand for the development of a method that enables dephosphorization of high-ROM molten metal and obtains low-phosphorus, high-chromium steel at low cost.

本発明者等はさきに高クロム溶湯を脱リンする方法とし
て、綾湯を炭素不飽和とし、非酸化性雰囲気下で炭化カ
ルシウムとアルカリ士類金属の弗化物を主成分とするフ
ラツクスで処理する方法を鳩明した(特関昭50−29
43持願昭50−99143)。
The present inventors first dephosphorized high-chromium molten metal by making the molten metal unsaturated with carbon and treating it with a flux containing calcium carbide and fluorides of alkali metals as main components in a non-oxidizing atmosphere. The method was discovered (Tokukan Sho 50-29)
43 Mochigan Sho 50-99143).

この方法においては、(CaC2)二(Ca)十2〔C
〕 ・・・・・…・01の反応により金属カルシウ
ムを遊離せしめ、3(Ca)+2〔P〕こ(Ca3P2
) ・・・・.・.・・【2)によりメタル中のリン
をフラツクス中に移行せしめるものである。上記の方法
を工業的規模でのステンレス鋼溶製工程で実施するため
には、次のような問題点を解決しなければならない。
In this method, (CaC2)2(Ca)12[C
] ・・・・・・・・・Metal calcium is liberated by the reaction of 01, and 3(Ca)+2[P](Ca3P2
)...・.. ...[2] causes the phosphorus in the metal to be transferred to the flux. In order to implement the above method in a stainless steel melting process on an industrial scale, the following problems must be solved.

‘ィ} 脱リン反応を効率よく、特にフラックス使用量
を少なくして行うためには‘11式の反応を右側に進め
ることが必要であり、そのためには溶湯の炭素不飽和度
が大きい方が望ましい。
In order to carry out the dephosphorization reaction efficiently, especially with a reduced amount of flux used, it is necessary to advance the reaction of formula '11 to the right, and for this purpose, the higher the degree of carbon unsaturation of the molten metal, the better. desirable.

しかるに現在ステンレス鋼綾製の主要クロム源として用
いられているのは高炭素フェ。
However, high carbon ferrite is currently used as the main chromium source for stainless steel twill.

クロムである。高炭素フェロクロムは過剰のコークス存
在下でクロム鉱石を溶融還元して製造されるので飽和値
に近い炭素を含有しているので、これをそのまま上記の
方法で脱リンン処理することは不利である。脱炭処理す
るためには酸素ガスや鉱石を用いて酸化する方法や、一
旦Si%を高めて炭素溶解度を低下した後、脱珪する方
法などがあるが、脱炭処理によりクロム単位重量あたり
のコストが大幅にアップすることは避けられない。した
がって、脱リン処理を行うためには、溶湯のC%が脱リ
ン処理に最も適しているとともに、そのC%%にまで調
整するのに必要な費用が少ない時点を選ばなければなら
ない。
It's chrome. Since high carbon ferrochrome is produced by melting and reducing chromium ore in the presence of excess coke, it contains carbon close to the saturated value, so it is disadvantageous to dephosphorize it as is by the above method. For decarburization, there are two methods: oxidation using oxygen gas or ore, and desilicification after increasing Si% and lowering carbon solubility. A significant increase in costs is inevitable. Therefore, in order to perform the dephosphorization treatment, it is necessary to select a time when the C% of the molten metal is most suitable for the dephosphorization treatment and at the same time the cost required to adjust to that C% is low.

【ロ} 脱リン処理後、フラツクスと溶湯の分離を十分
に行わないので以後の精錬を行うと、遊離した金属カル
シウムが酸化消耗されて‘21式の逆反応が進行し復リ
ンがおこるおそれがある。
[B] After the dephosphorization treatment, the flux and molten metal are not separated sufficiently, so if subsequent refining is performed, the liberated metallic calcium will be oxidized and consumed, and the reverse reaction of the '21 formula will proceed, leading to the risk of rephosphorization. be.

したがって、フラクスと綾湯の分離を合理的に行わなけ
ればならない。
Therefore, it is necessary to rationally separate flux and ayayu.

し一 脱リン反応に伴って溶湯のC%がアップするので
、成品のCレベルまで脱炭処理した溶湯に適用するとC
%が高くなり、再度仕上げ脱炭を行わなければならない
As the C% of the molten metal increases with the dephosphorization reaction, if applied to the molten metal that has been decarburized to the C level of the finished product, the C% will increase.
% becomes high, and the final decarburization must be performed again.

脱リンに伴うCピックアップを避けるためにはCa源と
して金属カルシウムなどを用いなければならないが、こ
れは極めて高価であり、また強還元剤であるから耐火物
容器内で行うことができず、水冷鋼鋳型のような金属容
器内でしか実施できないなどの制約があることから、量
産工程には適用しがたい。本発明は以上のような事情に
鑑み、量産工程で高クロム溶湯の脱リンを行い、低リン
高クロム鋼の溶製を可能にするという観点から種々検討
の結果得られたものであり、鉄娘とクロム源などを溶解
、調合して高クロム溶湯を作る第1工程と、この溶湯を
炭化カルシウムとアルカリ士類金属のハラィド例えば弗
化カルシウムを主成分として含有するフラックスを非酸
化性雰囲気下で反応させて脱リンを行う第2工程と、溶
湯とフラツクスを分離せしめる第3工程と、溶湯を所定
のC%まで脱炭を行う第4工程からなることを特徴とす
る低リン高クロム鋼の溶製方法に関するものである。
In order to avoid C pickup associated with dephosphorization, metal calcium must be used as a Ca source, but this is extremely expensive and is a strong reducing agent, so it cannot be carried out in a refractory container, and water-cooled It is difficult to apply to mass production processes due to limitations such as the fact that it can only be carried out in a metal container such as a steel mold. In view of the above circumstances, the present invention was obtained as a result of various studies from the viewpoint of dephosphorizing high chromium molten metal in the mass production process and making it possible to produce low phosphorus and high chromium steel. The first step is to melt and mix the chromium source and other ingredients to create a high-chromium molten metal, and then add a flux containing calcium carbide and an alkali metal halide, such as calcium fluoride, as main components to the molten metal in a non-oxidizing atmosphere. A low phosphorus, high chromium steel characterized by comprising a second step of dephosphorizing the molten metal by reaction, a third step of separating the molten metal and flux, and a fourth step of decarburizing the molten metal to a predetermined C%. This relates to a melting method.

以下、実施例にもとづいて詳細に説明する。まず第1工
程として、大気圧下操業の製鋼炉を用いて、成品のCr
濃度に近い溶湯を溶製する。溶製原料は通常用いられる
ものでよく、電気炉の場合には主としてスクラップ、フ
ェロクロムおよび必要い応じてニッケル源など、転炉の
場合には主として熔銃とフェロクロムおよび必要に応じ
てニッケル源などである。ただし、クロム源を添加する
前の鉄源は脱リン処理されていることが必要で、特に溶
銑を用いる場合には酸化精錬による脱リンを行なってお
くことが望ましい。本発明を適用する溶湯の成分範囲は
、前述のようにステンレス鋼、耐熱鋼などのように、ク
ロムが4〜40%の範囲のものでである。
Hereinafter, a detailed explanation will be given based on examples. First, as the first step, the finished product is made of Cr using a steelmaking furnace operating under atmospheric pressure.
Produces molten metal with a similar concentration. The raw materials for smelting may be those normally used, and in the case of an electric furnace, mainly scrap, ferrochrome, and a nickel source if necessary, and in the case of a converter, mainly a melt gun, ferrochrome, and a nickel source, if necessary. be. However, the iron source must be dephosphorized before adding the chromium source, and especially when hot metal is used, it is desirable to perform dephosphorization by oxidative refining. The composition range of the molten metal to which the present invention is applied is one in which chromium is in the range of 4 to 40%, such as stainless steel and heat-resistant steel, as described above.

一旦脱リンを行った鉄源と通常のクロム源を溶融混合す
るので、溶湯のP%はクロム%とともに高くなる煩向が
ある。Cr4%以下ではクロム源からのリンのインプッ
トも少なく、また酸化精錬による脱リンも可能であるか
ら、本発明の適用対象とはならない。一方、クロム%の
上限については、技術的な面からの規制はないが、一般
にCr40%以上の高クロム鋼は実用化されていないの
で、一応本発明の対象とはしない。特にリン含有量が問
題となるのは構造用ステンレス鋼であるから、ニーズ的
に本発明が主として対象とするのは15〜30%Crと
5〜25%Niを含有するオーストテナィト系ステンレ
ス鋼である。製鋼炉において主原料の溶融と混合を行っ
た後、引き続いて大気圧下操業条件下でクロムの温度の
酸化がおこらない範囲内で吹酸などにより脱炭処理する
ことが望ましい。
Since an iron source that has been dephosphorized and a normal chromium source are melt-mixed, the P% of the molten metal tends to increase as the chromium% increases. If Cr is 4% or less, the input of phosphorus from the chromium source is small, and dephosphorization by oxidative refining is possible, so the present invention is not applicable. On the other hand, although there is no technical restriction on the upper limit of chromium %, high chromium steel with 40% Cr or more has not generally been put into practical use, so it is not subject to the present invention. Since the phosphorus content is particularly problematic in structural stainless steels, the present invention mainly targets austotenitic stainless steels containing 15 to 30% Cr and 5 to 25% Ni. It is. After melting and mixing the main raw materials in a steelmaking furnace, it is desirable to subsequently perform decarburization treatment by blowing acid or the like within a temperature range that does not cause oxidation of chromium under operating conditions at atmospheric pressure.

第1図に溶湯のC%と必要なフラックス量との相関を示
す。
Figure 1 shows the correlation between the C% of the molten metal and the required amount of flux.

この場合のフラックス組成は、CaC250%,Ca0
15%,CaF230%である。Cr16〜20%の場
合、C25%以上の落陽では必要フラックスの量が多く
なりコスト的にも不利になるとともに、第2工程での精
錬作業性の悪化や過度の港鋼温度低下をひきおこすから
好ましくない。本発明においては第1工程の終りの溶鋼
C%は低ければ低いほど有利であるが、一般に大気圧下
操業ではCを0.2%以下まで脱炭するとクロムの過度
の酸化をひきおこすので、脱炭後のCは0.2〜2%を
最適とする。
The flux composition in this case is CaC250%, Ca0
15%, CaF 230%. In the case of 16 to 20% Cr, it is preferable because a falling sun with 25% or more of C requires a large amount of flux, which is disadvantageous in terms of cost, and also causes deterioration of refining workability in the second step and excessive drop in port steel temperature. do not have. In the present invention, the lower the molten steel C% at the end of the first step, the more advantageous it is, but in general, in operation under atmospheric pressure, decarburizing C to 0.2% or less causes excessive oxidation of chromium. The optimum carbon content after charcoal is 0.2 to 2%.

なお、ステンレス鋼港製の一方法として、クロム鉱石と
鉄源を混合して高炉のような還元炉で溶醜還元して得ら
れる高クロム銑を得る方法がある。
Incidentally, one method for making stainless steel is to obtain high chromium pig iron by mixing chromium ore and iron source and melting and reducing the mixture in a reduction furnace such as a blast furnace.

このようにして得られた高クロム銑も適当な方法で炭素
不飽和化すれば、その溶湯は本発明の第2工程以後のの
処理に供することができる。次いで第2工程においては
、第1工程で得られた炭素不飽和の高クロム溶湯を炭化
カルシウムとアルカリ士類金属のハラィド例えば弗化カ
ルシウムを主成分として含有するフラツクスと非酸化性
雰囲気下で接触させて脱リン反応を行わせる。フラック
スの組成は次のようにきめられる。炭化カルシウムは‘
1},■式により脱リン行うために欠くことのできない
成分である。入手しやすい炭化カルシウム源としてはカ
ルシウムカーバイドがある。
If the high chromium pig pig thus obtained is also carbon unsaturated by an appropriate method, the molten metal can be used for the second and subsequent processes of the present invention. Next, in the second step, the carbon-unsaturated, high-chromium molten metal obtained in the first step is brought into contact with a flux containing calcium carbide and an alkali metal halide, such as calcium fluoride, as main components in a non-oxidizing atmosphere. to perform the dephosphorization reaction. The composition of the flux is determined as follows. Calcium carbide is '
1}, is an indispensable component for dephosphorization according to the formula (2). Calcium carbide is an easily available source of calcium carbide.

カルシウムカーバイドは10〜30%の酸化カルシウム
を不純物として伴っているが、本発明の目的のためには
支障はない。フラックス中のカルシウムカーバィドの最
適配合割合は溶鋼の成分(特にC%)によって異なり、
C%が高いほどカーバィド配合割合を増す必要がある。
例えばCら0.4%の場合には30〜60%,Cら2%
の場合には40〜75%を最適とする。次にアルカリ士
類金属のハライド例えば弗化カルシウムはフラックスの
融点を下げ、適度の流動性を与えるとともに‘11式に
より生成した遊離金属カルシウムムをフラツクス中に安
定して存在せしめるために必要である。弗化カルシウム
の配合量は多いほど反応的には有利であるが、多すぎる
と反応容器の耐火物溶損を促進することから、カルシウ
ムカーバィドの0.2〜1.ぴ音を適量とする。なお、
発化カルシウム源として通常用いられている鞍石は20
%程度の主としてシリカ系の不純物を含有している。
Calcium carbide is accompanied by 10-30% calcium oxide as an impurity, but this is not a problem for the purpose of the present invention. The optimal blending ratio of calcium carbide in flux varies depending on the composition of molten steel (especially C%).
The higher the C%, the more it is necessary to increase the carbide blending ratio.
For example, in the case of C et al. 0.4%, 30 to 60%, C et al. 2%
In this case, 40 to 75% is optimal. Next, an alkali metal halide such as calcium fluoride is necessary to lower the melting point of the flux, provide appropriate fluidity, and allow the free metal calcium produced by formula '11 to stably exist in the flux. . The larger the amount of calcium fluoride blended, the more advantageous it is for the reaction, but if it is too large, it will accelerate the erosion of the refractories in the reaction vessel. Use an appropriate amount of beep. In addition,
Satellite, which is commonly used as a source of evolved calcium, is 20
% of mainly silica-based impurities.

このシリカ分は遊離金属カルシウムを酸化しやすいので
多量に存在することは好ましくない。したがって、弗化
カルシウム源としては精錬した蛍石を用いることが望ま
しい。上記2成分が脱リン反応を行うための必須な成分
であり、他はカルシウムカーバィドや蛍石に伴って混入
するか、フラックスの融点調節や耐火物との反応抑制の
ために副次的に添加するものであるが、これらの成分と
しては酸化カルシウム、アルミナ、マグネシア、シリカ
などがある。前述のように遊離金属カルシウムを酸化消
耗させないために、還元されにくいものが望ましい。
Since this silica component tends to oxidize free metal calcium, it is not preferable that it exists in a large amount. Therefore, it is desirable to use refined fluorite as the calcium fluoride source. The above two components are essential components for carrying out the dephosphorization reaction, and the others are mixed in with calcium carbide and fluorite, or are used as secondary components to adjust the melting point of the flux and suppress the reaction with refractories. These components include calcium oxide, alumina, magnesia, and silica. As mentioned above, in order to prevent free metallic calcium from being consumed by oxidation, it is desirable to use a material that is difficult to reduce.

また、前工程からの混入スラグや、混入した酸素ガスに
よる金属カルシウムの酸化消耗を防止する目的で、あら
かじめフラックス中に脱酸剤、例えばCa−Si,AI
などを添加しておいてもよい。フラツクスの添加量は落
陽のC%,Cr%、目標とする脱リン率(すなわち処理
前P%および処理後目標P%)、溶湯とフラックスの接
触方式(すなわち反応の進行度)によって異なるが、処
理前のC:0.5%,Cr:18%,Ni:8%,P:
0.030%、目標P%:0.015%の場合にはCa
C2:5〜20k9/t−溶鋼(カーバィド中のCaC
2純分約80%,CaF2:40%配合の場合、フラツ
クス量10〜40k9/溶鋼)程度を最適とする。フラ
ツクスは固体状ののを別々に、あるいは混合して添加し
てもよいが、あらかじめ別の炉(黒鉛内張したスラグ溶
融炉など)で溶融したものを準備できれば反応促進には
有利である。{1),■の反応を効率よく進めるために
は、混入スラグが雰囲気による金属カルシウムの酸化を
抑制することに重点をおく必要がある。
In addition, in order to prevent oxidative consumption of metallic calcium due to mixed slag from the previous process and mixed oxygen gas, deoxidizing agents such as Ca-Si, AI, etc. are added to the flux in advance.
etc. may be added. The amount of flux added varies depending on the C% and Cr% of Rakuyo, the target dephosphorization rate (i.e., P% before treatment and target P% after treatment), and the method of contact between the molten metal and flux (i.e., the degree of progress of the reaction). C: 0.5%, Cr: 18%, Ni: 8%, P: before treatment
0.030%, target P%: 0.015%, Ca
C2: 5-20k9/t-molten steel (CaC in carbide
In the case of a mixture of about 80% CaF2 pure and 40% CaF2, the optimum flux amount is about 10 to 40k9/molten steel. Solid fluxes may be added separately or in a mixture, but it is advantageous to accelerate the reaction if the flux can be prepared in advance by melting it in a separate furnace (such as a graphite-lined slag melting furnace). In order to efficiently proceed with the reactions {1) and (2), it is necessary to place emphasis on suppressing the oxidation of metallic calcium caused by the atmosphere with the mixed slag.

まず第1工程で生成した酸化性スラグは極力分離し、第
2工程への混入を少なくしなければならないが、スラグ
分離の方法としては、電気炉の場合には炉を煩むけてス
ラグをかき出す方法や、転炉の場合には出鋼孔にスラグ
の流出を防止できるような装置(例えばスラグボール、
スライディングノズルなど)を用いればよい。
First, the oxidizing slag generated in the first process must be separated as much as possible to minimize its contamination in the second process, but in the case of an electric furnace, the method of separating the slag is to scrape out the slag by bothering the furnace. method, and in the case of a converter, equipment that can prevent slag from flowing into the tapping hole (e.g. slag ball,
A sliding nozzle, etc.) may be used.

また酸化性スラグを十分に分離できない場合にはスラグ
にCa−Si,CaC2,AIなどの脱酸剤を添加する
ことを併用すれば、悪影響を軽減できる次に雰囲気につ
いては、大気の伸入を極力抑制することが重要である。
In addition, if the oxidizing slag cannot be separated sufficiently, adding a deoxidizing agent such as Ca-Si, CaC2, or AI to the slag can reduce the negative effects. It is important to suppress it as much as possible.

伸入した大気中の酸素ガスは、炭化カルシウムが金属カ
ルシウムと反応して消耗されるために、雰囲気の酸素分
析値は大気の侵入程度を示す値としては適当ではない。
−方、窒素ガスは酸素ガスに比べると反応性が小さいの
で、N2を分析することにより大気の侵入程度をかなり
正確に把握できる。雰囲気中のN2が50%以上の場合
には侵入した大気の悪影響により脱リンはほとんど進行
しない。N2が10%以下になるように大気の侵入を防
止することが望ましい。
Since the oxygen gas that has entered the atmosphere is consumed by the reaction of calcium carbide with metallic calcium, the oxygen analysis value of the atmosphere is not suitable as a value that indicates the degree of atmospheric intrusion.
- On the other hand, since nitrogen gas has less reactivity than oxygen gas, by analyzing N2, the degree of atmospheric intrusion can be determined quite accurately. When the N2 content in the atmosphere is 50% or more, dephosphorization hardly progresses due to the adverse effects of the invading atmosphere. It is desirable to prevent atmospheric intrusion so that N2 is 10% or less.

上言己のようなフラックス、雰囲気の条件が満足された
上で、効率的に脱リン反応を行わせるためのフラックス
、溶湯の接触方式としては次のような方法がある。
The following methods are available for bringing flux and molten metal into contact in order to efficiently carry out the dephosphorization reaction, provided that the above-mentioned flux and atmosphere conditions are satisfied.

■ 製鋼炉からの出鋼時の溶湯流を大気の侵込を抑制し
た反応容器に受けるに際しフラックスを添加する方法。
■ A method in which flux is added to the molten metal flowing from the steelmaking furnace into a reaction vessel that prevents air from entering.

この方法は出鋼流による強い蝿梓効果を利用できるので
、特に鷹洋のための手段を横じなくてもよい点が有利で
ある。
This method is advantageous in that it is not necessary to take any special means for evacuation, since it can utilize the strong flywheel effect caused by the steel tapping flow.

反応塔嫌器内の雰囲気を大気からシールするためには、
溶湯を一旦ポニーレードルに受けてから流出させる方法
(第2図)や、反応容器内に不活性ガスや還元ガスを吹
き込む方法などがある。
In order to seal the atmosphere inside the reactor chamber from the atmosphere,
There are methods such as once receiving the molten metal in a pony ladle and then draining it out (Fig. 2), and methods in which inert gas or reducing gas is blown into the reaction vessel.

また、反応速度を高めるために溶傷比表面積を大きくす
ることが望ましいが、そのためには出陽流に〜ガスなど
を吹き付けてスプレー化してもよく、また従来の出鋼脱
ガス法のように、ポニーレードルを介して減圧下におか
れた反応容器に溶湯を流し込んで発生するガスによって
溶湯を粒滴化しててもよい。いずれの場合にもフラツク
スは一部反応容器の中に入れ置き、残りを適宜追加すれ
ればよい。‘b’製鋼炉あるし、は取鍋内に保持した溶
湯に大気の侵入を抑制しながら、フラツクスを添加して
縄拝する方法。
In addition, it is desirable to increase the melt specific surface area in order to increase the reaction rate, but for this purpose, it is also possible to spray a gas or the like into the degassing flow, or to make it into a spray, as in the conventional degassing method. Alternatively, the molten metal may be poured into a reaction vessel placed under reduced pressure via a pony ladle, and the molten metal may be turned into droplets by the gas generated. In either case, part of the flux may be placed in the reaction vessel, and the remainder may be added as appropriate. 'b' is a method of adding flux to the molten metal held in a ladle while suppressing the entry of air into the molten metal.

蝿拝の方法としてはArなどの不活性ガ ス、あるいは還元性ガスを溶濠中に吹き込むなどがある
Methods for this include blowing inert gas such as Ar or reducing gas into the moat.

これに用いられたガスは溶湯の鷹拝とともに雰囲気を非
酸化性にする効果ももつ。また、ガスとともに粉状のフ
ラツクスを溶湯中に吹き込むと反応促進の効果が大きい
The gas used for this has the effect of making the atmosphere non-oxidizing as well as controlling the molten metal. In addition, blowing powdered flux into the molten metal along with the gas has a great effect in accelerating the reaction.

添加するフラックス量が多〈溶湯の温度降下が大きい場
合には加熱を併用することが望ましいが、加熱源として
アークを用いる場合には少量の大気が雰囲気中に混入し
てもアーク中で酸素、窒素が活性化されて反応に大きな
影響を及ぼすので、例えば電極を中空にし、それを通し
てアーク部へArなどの不活性ガス、あるいは還元性ガ
スを供給給しながら処理を行うことが有効である。
If the amount of flux added is large (if the temperature drop of the molten metal is large, it is desirable to use heating together, but when using an arc as a heating source, even if a small amount of air enters the atmosphere, oxygen and Since nitrogen is activated and has a large influence on the reaction, it is effective to carry out the treatment while, for example, making the electrode hollow and supplying an inert gas such as Ar or a reducing gas to the arc portion through the hollow electrode.

上記のような方法で脱リン反応を行わせた後、引き続い
て第3工程においてはフラックスと溶湯の分離を行う。
After the dephosphorization reaction is carried out in the manner described above, the flux and the molten metal are subsequently separated in the third step.

第2工程終了後、雰囲気が酸化性になると一般的には前
述のように複リンがおこりやすいので、極力、フラツク
スが酸化性雰囲気にさらされない状態で分離が行われる
ことが望ましい。そのための方法としては、従来の雛律
方法のほかに、反応容器の底にノズルを取り付けておい
て、ノズルを開くことによって溶湯を流出させ、フラッ
クスの流出がおこる直前にノズルを閉じて反応容器内に
フラックスを残存させるなどの方法が望ましい。
After the completion of the second step, if the atmosphere becomes oxidizing, double phosphorus is likely to occur as described above, so it is desirable to perform the separation in a state where the flux is not exposed to the oxidizing atmosphere as much as possible. In addition to the conventional method, there are two ways to do this: attach a nozzle to the bottom of the reaction vessel, open the nozzle to allow the molten metal to flow out, and then close the nozzle just before the flux begins to flow out of the reaction vessel. It is preferable to use a method that allows flux to remain inside.

このように分離された溶湯は、第1工程で得られたCレ
ベルに加えて、第2工程で金属カルシウム遊離に伴って
0.1〜0.8%の加炭が行なわれているのでそのC%
が所定の成品C%に比べて高い。
In addition to the C level obtained in the first step, the molten metal separated in this way is carburized by 0.1 to 0.8% in the second step due to the release of metallic calcium. C%
is higher than the predetermined product C%.

したがって第4工程においては所定の値まで仕上げ脱炭
が行われる。その方法としては、従来高クロム鋼の脱炭
に用いられている真空吹酸法やAr−02底吹き法など
を用いればよい。
Therefore, in the fourth step, final decarburization is performed to a predetermined value. As a method, vacuum acid blowing method, Ar-02 bottom blowing method, etc., which are conventionally used for decarburizing high chromium steel, may be used.

なお第3工程で分離されたフラツクスは、大気中で放置
すると日20と反応して有臭ガス(PH3,日2S、ア
セチレンなど)を発生するので、例えば酸化処理して安
定化せしめる必要がある。
Note that if the flux separated in the third step is left in the atmosphere, it will react with 20 and generate odorous gases (PH3, 2S, acetylene, etc.), so it must be stabilized by, for example, oxidation treatment. .

以上のように本発明は炭化カルシウムとアルカリ士類金
属のハラィドを主成分として含有するフラックスによる
脱リンを工業的規模でのステンレス鋼溶製工程に最も合
理的に適用するための方法*であって、特に精錬に必要
な金属カルシウムを生成するための原料として比較的安
価なカルシウムカーバィドを用いることり伴うC%の問
題を現行の溶製工程を極力生かしながら解決することを
要点にしている。
As described above, the present invention is a method* for most rationally applying dephosphorization using a flux containing calcium carbide and alkali metal halides as main components to a stainless steel melting process on an industrial scale. In particular, the key point is to solve the C% problem associated with using relatively inexpensive calcium carbide as a raw material to generate the metallic calcium necessary for refining, while making the most of the current smelting process. .

なお、脱リンに伴なつて脱硫も進行するので、従来溶融
フェロクロムや溶銑、あるいはステンレス溶鋼段階で行
っていた脱硫工程を省略することも可能である。
In addition, since desulfurization also progresses along with dephosphorization, it is also possible to omit the desulfurization step that was conventionally performed at the stage of molten ferrochrome, hot metal, or molten stainless steel.

実施例 ‘11 電気炉で、普通鋼スクラップ、ステンレス鋼ス
クラップ、高炭素フェロクロムおよびフェロニッケルを
溶解し、吹酸により一次脱炭を行い、排律後、出鋼した
Example '11 Ordinary steel scrap, stainless steel scrap, high carbon ferrochrome and ferronickel were melted in an electric furnace, primary decarburization was performed with blowing acid, and after exhaustion, steel was tapped.

その際、溶鋼を第2図に示すように、ポニーレードル5
を通して取鍋に受せ、ホツパ−6から粉状のフラックス
を添加し、かつガス導入口2よりArとプロパンの混合
ガス(Ar:プロパン=1:1)を供給し、また取鍋の
底につけたポーラスプラグ3を通して〜バブリングを行
った。出鋼終了後、スライディングノズル1を開いて溶
鋼を別の取鍋に受け、フラックス流出前のノズルを閉め
て溶鋼とフラックスを分離した。
At that time, as shown in Figure 2, the molten steel is placed in a pony ladle 5.
Powdered flux was added from the hopper 6, a mixed gas of Ar and propane (Ar:propane = 1:1) was supplied from the gas inlet 2, and the mixture was placed at the bottom of the ladle. Bubbling was performed through the porous plug 3. After tapping the steel, the sliding nozzle 1 was opened to receive the molten steel into another ladle, and the nozzle before the flux was discharged was closed to separate the molten steel and the flux.

溶鋼は真空槽に移し、酸素吹鎌によって脱炭した。用い
たフラックスの組成、量、および溶鋼成分の分析値は次
の通りである。{2)転炉で、溶銃を脱炭、脱リン後、
高炭素フェロクロムを添加し、脱炭を行った後出鋼する
。出鋼時の脱リン操作及び以後の工程は、実施例1とほ
ぼ同様である。用いたフラツクスの粗成、量、および溶
鋼成分の分析値は次の通りである。
The molten steel was transferred to a vacuum tank and decarburized using an oxygen blowing sickle. The composition and amount of the flux used and the analytical values of the molten steel components are as follows. {2) After decarburizing and dephosphorizing the melt gun in a converter,
After adding high carbon ferrochrome and decarburizing, the steel is tapped. The dephosphorization operation during tapping and subsequent steps are almost the same as in Example 1. The crude composition and amount of the flux used, as well as the analytical values of the molten steel components, are as follows.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、Cr:16〜20%の高クロム溶鋼を、炭化
カルシウム−弗化カルシウム一酸化カルシウム系のフラ
ツクスを用いて脱リン処理した時の、溶湯のC%とフラ
ックス使用量、脱リン率の関係を示す図、第2図は製鋼
炉から出傷する綾湯に本発明の脱リン処理を行うための
設備の1例を示す図である。 1:スライディングノズル、2:ガス導入口、3:ポー
ラスプラグ、4:蓋、5:ポニーレードル、6:ホッパ
ー、7:フラックス、8:溶鋼。 第1図第2図
Figure 1 shows the C% of the molten metal, the amount of flux used, and the amount of flux used when high chromium molten steel with Cr: 16 to 20% was dephosphorized using a calcium carbide-calcium fluoride calcium monoxide flux. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the ratios, and is a diagram showing an example of equipment for performing the dephosphorization treatment of the present invention on the hot water discharged from the steelmaking furnace. 1: Sliding nozzle, 2: Gas inlet, 3: Porous plug, 4: Lid, 5: Pony ladle, 6: Hopper, 7: Flux, 8: Molten steel. Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 鉄源とクロム源を調合して高クロム溶湯を作る第1
工程と、この溶湯を炭化カルシウムとアルカリ土類金属
のハライドを主成分として含有するフラツクスを非酸化
性雰囲気下で反応せしめて脱燐を行う第2工程と、溶湯
とフラツクスを分離せしめる第3工程と、溶湯を所定の
C%まで脱炭を行う第4工程からなることを特徴とする
低リン高クロム鋼の溶製方法。
1 The first step is to mix an iron source and a chromium source to make a high-chromium molten metal.
a second step in which the molten metal is dephosphorized by reacting it with a flux containing calcium carbide and alkaline earth metal halides as main components in a non-oxidizing atmosphere, and a third step in which the molten metal and the flux are separated. and a fourth step of decarburizing the molten metal to a predetermined C%.
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