(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素を含有する溶融鉄合金を酸素又は酸素含有ガスで脱炭吹錬する際に、該溶融鉄合金中に酸化モリブデンを投入添加して、還元する含モリブデン溶鋼の溶製方法において、
前記溶融鉄合金の下記式で定義される脱炭率が０．４以上、０．９８以下になる時期に、該溶融鉄合金へ酸化モリブデンを添加することを特徴とする含モリブデン溶鋼の溶製方法。
脱炭率＝（［ｗｔ％Ｃ］i−［ｗｔ％Ｃ］）／（［ｗｔ％Ｃ］i−［ｗｔ％Ｃ］f）
［ｗｔ％Ｃ］i：脱炭吹錬開始時の溶融鉄合金中の炭素濃度
［ｗｔ％Ｃ］f：脱炭吹錬吹止め時の含モリブデン溶鋼中の炭素濃度
［ｗｔ％Ｃ］  ：脱炭吹錬途上での溶融鉄合金中の炭素濃度
【請求項２】
前記溶融鉄合金が、クロムを含有するものであることを特徴とする請求項１記載の含モリブデン溶鋼の溶製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含モリブデン溶鋼の溶製方法に関し、特に、モリブデン源に安価な酸化モリブデンを使用すると共に、高いモリブデン歩留りを達成し、従来より安価にモリブデン含有のステンレス溶鋼を溶製する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、溶融金属の精錬過程で該溶融金属に合金材を添加する場合には、その添加歩留りが高く、かつ溶融金属中に均一に混合するような添加方法が採用される。例えば、転炉でステンレス鋼のような合金鋼を精錬する場合も同様に考えられており、フェロ・クロムやフェロ・ニッケル、フェロ・モリブデン等の合金材は、通常、精錬前あるいは精錬初期に炉内に投入されている。
【０００３】
ところで、近年、含モリブデン鋼の製造コストを低減するため、安価な原料を多量に使用する試みが盛んに行われるようになった。特に、モリブデン源である前記フェロ・モリブデンは、非常に高価であるので、安価な酸化モリブデンで代用させるようになってきた。
例えば、特公平１−２５３６３号公報は、溶鋼中に酸化モリブデンを添加するにあたり、該溶鋼中に浸漬したランスを介し、キャリア・ガスと共に吹き込む技術を開示している。また、投入する酸化モリブデンは酸化物であるから、還元を容易にするため、溶鋼中の炭素濃度が十分に高い、つまり還元力の強い転炉吹錬初期の溶鋼に、酸化モリブデンを添加して、該酸化モリブデンの還元と溶湯中へのモリブデンの移行をさせるのが一般的である。この方法では、酸化モリブデンが７００℃という比較的低い温度で昇華（気化）してしまうため、還元が速いほど、昇華ロスを低く抑えることができるという効果が期待される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、酸素及び酸素を含む混合ガスを上吹き、底吹き、あるいは上底吹き可能な精錬容器を用いて溶鋼を吹錬する際、従来のように、吹錬初期に酸化モリブデンを添加しても、その添加量に対する溶鋼中へのモリブデンの移行量、つまりモリブデンの添加歩留は、高々９２ｗｔ％止まりで、それ以上にならないことが判明した。また、酸化モリブデンを溶鋼中に添加するに際して、該溶鋼に浸漬したランスを介し、キャリアガスと共に吹き込む技術は、設備投資が必要であり、いずれにしろ安価な酸化モリブデンを使用するメリットが享受できないという結果になる。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑み、モリブデン源である酸化モリブデンを、酸素又は酸素を含む混合ガスで脱炭吹錬中の溶湯に添加して含モリブデン溶鋼を製造するに際し、モリブデンの添加歩留を従来より格段と高めることの可能な含モリブデン溶鋼の溶製方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、酸化モリブデンの溶融合金への添加時期を、溶銑からのダスト発生と関係づけて鋭意研究し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、炭素を含有する溶融鉄合金を酸素又は酸素含有ガスで脱炭吹錬する際に、該溶融鉄合金中に酸化モリブデンを投入添加して、還元する含モリブデン溶鋼の溶製方法において、前記溶融鉄合金の下記式で定義される脱炭率が０．４以上、０．９８以下になる時期に、該溶融鉄合金へ酸化モリブデンを添加することを特徴とする含モリブデン溶鋼の溶製方法である。
【０００７】
脱炭率＝（［ｗｔ％Ｃ］i −［ｗｔ％Ｃ］）／（［ｗｔ％Ｃ］i −［ｗｔ％Ｃ］f ）
［ｗｔ％Ｃ］i ：脱炭吹錬開始時の溶融鉄合金中の炭素濃度
［ｗｔ％Ｃ］f ：脱炭吹錬吹止め時の含モリブデン溶鋼中の炭素濃度
［ｗｔ％Ｃ］  ：脱炭吹錬途上での溶融鉄合金中の炭素濃度
また、本発明は、前記溶融鉄合金がクロムを含有するものであることを特徴とする含モリブデン溶鋼の溶製方法でもある。ここで、上記炭素を含有する溶融鉄合金（以下では、単に溶融鉄合金ということが多い）とは、普通鋼を脱炭吹錬で溶製する場合、吹錬開始時には、出発原料の溶融鉄合金は、炭素の飽和した所謂溶銑組成であるが、脱炭の進行に伴い炭素濃度が低下し、吹止時には溶鋼組成となるので、溶銑から溶鋼になるまでのすべての状態を一言で表わすために用いた言葉である。特に、ステンレス鋼や含クロム溶鋼を溶製する場合には、該溶融鉄合金中には、クロムが含有されているが、この含クロム溶融鉄合金には、クロム鉱石の溶融還元で得たものの使用が好ましい。
本発明によれば、脱炭率が０．４以上０．９８以下の時期に酸化モリブデンを添加するようにしたので、吹錬前半のダスト発生が多い時期を回避するためモリブデンのダストロスは減少し、且つ吹錬末期の炭素濃度が低い、すなわち，還元力が弱い時期での添加を避け、昇華ロスが減少するので添加歩留りが向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をなすに至った経緯を交え、本発明の形態を説明する。
まず、発明者は、モリブデン源に酸化モリブデンを用いると、なぜモリブデンの歩留りが低下するかを究明した。つまり、ガス底吹き機能を有する転炉精錬で物質バランスを調査したのである。その結果、精錬で形成されるスラグ中には、モリブデンが殆ど残存しておらず、図２に示すように、溶融鉄合金（溶銑）、精錬初期のダスト、あるいは精錬末期のダスト中に含まれることを知った。
【０００９】
そこで、発明者は、引き続き、脱炭吹錬中でのダストの発生速度及び溶融鉄合金（溶銑）中炭素濃度の経時変化を調査し、図３に示す関係を得た。この図３によれば、ダストの発生速度は、脱炭率が０．４の直前でほぼ最大値となった後、急激に低下することがわかる。つまり、このことから、従来の酸化モリブデンの添加時期が、このダストで逸散する時期であったことが明白になった。また、脱炭率が０．４以上になり、ダスト発生速度が小さくなった時期に、酸化モリブデンを添加すれば、ダストによる酸化モリブデンの損失が大幅に低減できることも明らかになった。
【００１０】
さらに、発明者は、吹錬末期の種々の溶鋼中炭素濃度において酸化モリブデンを添加した時に、モリブデン歩留がどのようになるかを調査し、図４の結果を得た。この結果によれば、モリブデンの歩留は、酸化モリブデンを添加する時の溶銑中炭素濃度が低下すると共に上昇し、脱炭率が０．９８の時に最大となり、さらに炭素濃度が低下すると、モリブデンの歩留は、再度低下することがわかる。この再度低下する理由は、脱炭率が０．９８を超えた領域で酸化モリブデンを添加すると、炭素が少なくて酸化モリブデンを還元する速度が遅く、むしろ昇華ロスが増加し、モリブデンの添加歩留が低下してしまうからである。
【００１１】
従って、発明者は、かかる問題を解消するため、脱炭率が０．４以上０．９８以下の時期に、酸化モリブデンを添加することを本発明としたのである。なお、図１に、各炭素濃度で酸化モリブデンを添加した時の脱炭率とモリブデン歩留との関係を示しておく。
【００１２】
【実施例】
容量１６０トンの上底吹転炉を用いて、ＴＣＭ１３鋼（１ｗｔ％Ｍｏ−９ｗｔ％Ｃｒ）を溶製した。溶銑中の炭素を、通常の酸素ガスによる脱炭吹錬で５．５ｗｔ％から０．１２ｗｔ％へ低下させる過程で，溶銑中の炭素が０．４ｗｔ％（脱炭率０．９５）の時点で、酸化モリブデンを溶銑中に投下によって添加した。そして、引き続き酸素吹錬を続け、上記の含モリブデン溶鋼とした。操業の成績をモリブデン歩留で評価し、図５に示す。
【００１３】
図５より、従来の脱炭吹錬初期に酸化モリブデンを投入する方法に比較して、本発明に係る溶製方法によれば、モリブデンの添加歩留は、絶対値で２％も向上することが明らかである。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、モリブデン源に酸化モリブデンを使用する含モリブデン溶鋼の溶製において、モリブデン歩留を２％も向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶銑の脱炭吹錬期に、種々の溶銑中炭素濃度において酸化モリブデンを添加し、モリブデン添加歩留を調査した結果を示す図である。
【図２】従来の脱炭吹錬におけるモリブデン量に関する物質バランスを示す図である。
【図３】従来のモリブデン溶鋼の溶製におけるダスト発生速度及び溶鉄中炭素濃度の経時変化を示す図である。
【図４】吹錬末期の種々の炭素濃度で酸化モリブデンを添加した時のモリブデン歩留を示す図である。
【図５】脱炭吹錬の初期及び末期で酸化モリブデンを添加した時のモリブデン歩留を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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