(57)【要約】【課題】ステンレス鋼の研削屑の更なる有効利用を図り、比較的安価で、しかも、最終的に高価な低炭素フェロクロムを用いて成分の再調整を行う必要がないか、あっても最小限で済むクロム系ステンレス鋼用冷却材を提供する。【解決手段】クロム系ステンレス鋼の研削屑１１を、篩分けしかつ磁力選別して非磁性の異物２３が除去された１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下を主体とする切り粉屑２４に、０．３ｍｍ以上で１ｍｍ未満を主体とする細粒状屑２５を混合して、流動性を確保した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロム系ステンレス鋼の研削屑を、篩分けしかつ磁力選別して非磁性の異物が除去された切り粉屑に、細粒状屑を混合して、流動性を確保したことを特徴とするクロム系ステンレス鋼用冷却材。
【請求項２】
請求項１記載のクロム系ステンレス鋼用冷却材において、前記細粒状屑を、内分で１０〜５５質量％混合しているクロム系ステンレス鋼用冷却材。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載のクロム系ステンレス鋼用冷却材において、前記細粒状屑は０．３ｍｍ以上で１ｍｍ未満を主体とし、前記切り粉屑は１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下を主体とするクロム系ステンレス鋼用冷却材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のクロム系ステンレス鋼用冷却材において、前記切り粉屑及び細粒状屑がクロム系ステンレス鋼のグラインダー研削屑であって、篩分け後、それぞれ独立に磁力選別されていることを特徴とするクロム系ステンレス鋼用冷却材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロム系ステンレス鋼の研削時に発生する研削屑を、ステンレス鋼の製造工程での冷却材として有効に活用するクロム系ステンレス鋼用冷却材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クロム系ステンレス溶鋼の精錬では、溶銑にＦｅ−Ｃｒ合金を添加して転炉あるいは上底吹き転炉などの精錬炉を用いて脱炭精錬を行い、炭素濃度が０．３〜１．０質量％の粗溶鋼を溶製し、引き続き真空精錬炉を用いた二次脱炭精錬を行ってクロムの酸化ロスを最小限にしながら炭素や不純物を除去してステンレス溶鋼を製造することが行われている。そして、この溶鋼を連続鋳造設備で鋳造して鋳片とし、この鋳片を圧延加工してステンレス鋼の鋼板、型鋼やパイプなどを製造している。
【０００３】
クロム系ステンレス溶鋼の溶製では、クロム自体が高価な元素であり、精錬過程でクロムロスを最小に抑制しながら精錬が行われており、同時に安価なクロム源を有効に活用して、ステンレス溶鋼の製造コストを低減することが行われている。この代表的なものとして、例えば、特許文献１に記載するように、精錬過程において、Ｆｅ−Ｃｒ合金を添加して、比較的簡単に目標の成分濃度により正確に溶製するクロム成分の調整方法が提案されている。
【０００４】
更に、特許文献２に記載するように、ステンレスの粗溶鋼を脱炭精錬する際に、温度が上昇して精錬炉の耐火物を損傷するので、この温度の上昇をステンレス鋼屑をフェロアロイの代替を兼ねて添加することにより、温度の上昇の抑制と、同時にクロム合金の節減を図ることが行われている。
【０００５】
また、二次脱炭精錬で使用されるステンレス鋼の冷却材としてはプレス工場で発生する低炭素鋼のポンチ屑が利用されることもある。しかし、比較的高価であるだけでなくその発生量に限界があり、需要に見合う量を確保するのが困難であった。また、低炭素鋼の中厚板を裁断して、例えば５ｃｍ角程度のチップを製造し、これを冷却材として用いることもあったが、ポンチ屑より更に高価になるという問題があった。
【０００６】
一方、ステンレス鋼研削屑（以下、「研削屑」と略記する）はステンレス鋼製造工程において、スラブ等の鋼片の段階でグラインダー研削によって表面手入れを行う際に発生するもので、切粉状の金属と共に研削時の火の粉が酸化した微粉や、火の粉が焼着した石筍のごとき焼着塊が含まれる他、グラインダー自身が摩耗した砥石屑等の不純物が多く含まれている。従来は、この研削屑は、１０ｍｍサイズ以上の焼着塊と１ｍｍ以下の細粉とを篩分けによって除去した後、磁力選別して、金属の切粉を主体とする研削屑とし、これをリターン屑（再生原料）の一種としてステンレス鋼製造用の転炉に投入していた。そして、１ｍｍサイズ以下の細粉は、耐摩耗コンクリート用骨材として利用されていた。
【０００７】
【特許文献１】
特公平５−８２４４８号公報（第２頁）
【特許文献２】
特公昭６０−２２０４５号公報（第１頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１や特許文献２記載の技術においては、冷却材としてクロム含有合金鉄や、所定の高炭素高珪素を含有するフェロクロム及び／又はフェロニッケルを使用しており、これらは高価であり、結局は製造されるステンレス鋼がコスト高になるという問題がある。
【０００９】
また、プレス工場で発生する低炭素鋼のポンチ屑を利用する場合には、冷却材としては有効に作用するが、ステンレス溶鋼中のクロム成分が希釈されるので、最終的には、高価な低炭素フェロクロムを添加して、成分の再調整を行う必要があり、結局は製品のコスト高を招くという問題があった。この問題は、低炭素鋼の中厚板を裁断して、これを冷却材として用いる方法においても同様に発生する問題であった。
【００１０】
一方、ステンレス鋼の研削屑は、カールした髭状の切粉がほとんどであるため流動性が全く無く、互いに絡み合って鳥の巣状になるなどして、ステンレス溶鋼の温度調整用設備のバケットエレベーターに引っ掛かったり、取鍋上のバンカーや計量フィーダーに詰まる等のトラブルが生じてスムーズなハンドリングができないため、実用的に冷却材として使用することができないという問題があった。
【００１１】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、種々の実験によって、ステンレス鋼の研削屑に、粒状物を加えると流動性が増すという知見に基づき、本発明を成しえたもので、比較的安価で、しかも、最終的に高価な低炭素フェロクロムを用いて成分の再調整を行う必要がないか、あっても最小限で済むクロム系ステンレス鋼用冷却材を提供することをその目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材は、クロム系ステンレス鋼の研削屑を、篩分けしかつ磁力選別して非磁性の異物が除去された切り粉屑に、細粒状屑を混合して、流動性を確保している。これによって、ハンドリング性が向上し、搬送路途中での閉塞を防止している。
ここで、細粒状屑は、最終的なクロム系ステンレス鋼に支障を与えないものであればよく、最適には、クロム系ステンレス鋼と同一材質のものが好ましい。
【００１３】
また、第２の発明に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材は、第１の発明に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材において、前記細粒状屑を内分で１０〜５５質量％混合している。これによって、研削屑の流動性を確保できる。
【００１４】
また、第３の発明に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材は、第１及び第２の発明に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材において、前記細粒状屑は０．３ｍｍ以上で１ｍｍ未満（より好ましくは、０．５ｍｍ以上１ｍｍ未満）を主体とし、前記切り粉屑は１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下を主体としている。
【００１５】
そして、第４の発明に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材は、第１〜第３の発明に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材において、前記切り粉屑及び細粒状屑がクロム系ステンレス鋼のグラインダー研削屑であって、篩分け後、それぞれ独立に磁力選別されている。これによって、クロム系ステンレス鋼のグラインダー研削屑の最大有効利用ができる。
【００１６】
なお、第１〜第４の発明について更にその作用を詳細に説明すると以下の通りである。
研削屑を前述の１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下のサイズで精製したものに１ｍｍ未満の細粒状屑を１０質量％以上（より好ましくは、１５質量％以上）加えると、髭状の切粉の間に細粉が存在する状態となり切粉が互いに絡み合うことが少なくなり実用上問題の無い流動性を確保できることが実験で確かめられた。
ところが、１ｍｍ未満の細粉中、例えば０．３ｍｍ未満の微粉は研削時に火の粉となって酸化したダストが主体であるため、これを加えると冷却材としての品位が保持できなくなる問題がある。そこで、１ｍｍ未満で金属のみの細粉、例えば０．３ｍｍ以上で１ｍｍ未満のサイズの研削屑を篩別けして、磁力選別すれば、金属のみの細粒状屑が得られ、冷却材として使用可能な品位が保持でき、これをクロム系ステンレス鋼用冷却材の細粒状屑として使用できる。
【００１７】
現在、製鉄所で発生しているステンレス鋼の研削屑には、０．３ｍｍ以上で１ｍｍ未満のサイズの細粒状屑が、１５〜２０質量％程度含まれる。そこで、この細粒状屑を、前述の１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下のサイズの切り粉屑に加えることによって、第４の発明に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材を完成している。
なお０．３ｍｍ以上で１ｍｍ未満のサイズの細粒状屑と、１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下のサイズの比較的粗い切り粉屑が混在する状態で磁力選別を行うと、細粒状屑の側の磁選効率が著しく低下して、冷却材としての品位を保持できなくなるため、別々に選別して再び混合しなければならない。
また、現在発生している研削屑では、０．５ｍｍ未満を除去することで酸化ダストを十分除去して品位を保持することができるが、研削屑の種類によっては除去するサイズを０．３ｍｍ以下あるいは０．６ｍｍ以下等適切な値をテストで確認しなければならない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材を製造する工程を示す説明図、図２は本発明の一実施の形態に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材を使用する設備の一部切欠き説明図である。
【００１９】
本発明の一実施の形態に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材１０は、クロム系ステンレス鋼の研削屑（グラインダー研削屑）を原料として製造されているので、図１を参照しながらその製造方法を説明する。
まず、ステンレス鋼の研削屑１１中に含まれる粗大焼着塊１２をバースクリーン１３によって除去した後、例えば１０ｍｍ目の金網を張った回転篩（トロンメル）１４に送りヘゲ状の小さな焼着塊１５を除去する。これを次の例えば１ｍｍ目の金網を張った回転篩１６へ送り１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下のサイズの切粉状研削屑１７を得る。１ｍｍ未満の細粉は次の例えば０．３ｍｍ目の金網を張った回転篩１８へ送り０．３ｍｍ以上１ｍｍ未満のサイズの細粒状屑１９と０．３ｍｍ未満の酸化ダスト２０に分離する。
【００２０】
１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下のサイズの切粉状研削屑１７と０．３ｍｍ以上で１ｍｍ未満（好ましくは、０．５ｍｍ以上で１ｍｍ未満）のサイズの細粒状屑１９は、磁選機２１並びに２２で別々にかつ図示しないが数回磁力選別して、グラインダーの破片や砥石屑等の不純物（非磁性の異物）２３を除去して、それぞれ切り粉屑の一例である精製品２４と、細粒状屑の一例である精製品２５を得る。
これらの精製品２４、２５を所定量ずつ（例えば、精製品２５を内分で１０〜５５質量％）、ベルトコンベヤ２６の上で再び混合することによってクロム系ステンレス鋼用冷却材１０が得られる。
【００２１】
一方、通常ステンレス鋼は溶融炉を経て取鍋に出鋼し、二次精錬に移され脱炭工程を経て精錬を完了する。この脱炭工程は発熱反応であるため、次工程の連続鋳造に送るには温度が高くなり過ぎてしまい温度調整の必要が起きて来る。その連続鋳造に送るための取鍋で温度調整を行う設備の一例を図２に示す。
【００２２】
通常、取鍋２７の底よりアルゴンガス２８を吹き込みバブリングが行われており、取鍋２７のスラグ面２９に、一部溶鋼３５が盛り上がって露出した部分３０がある。この溶鋼３５が露出した部分３０に、精製されたクロム系ステンレス鋼用冷却材１０をバケットエレベーター３１で取鍋上バンカー３２にストックし、計量フィーダー３３、シュート３４を介して投入する。
【００２３】
この際、クロム系ステンレス鋼用冷却材１０は前述の方法で研削屑を精製し、粒度構成を調整してあるので、十分な流動性が確保されており、バケットエレベーター３１に引っ掛かったり、取鍋上バンカー３２や計量フィーダー３３に詰まったりするトラブルが起きることは無い。そのため研削屑を実用的にクロム系ステンレス鋼用冷却材として活用することが可能となった。
【００２４】
冷却材は溶鋼３５の温度に応じて、適宜投入量をコントロールできなければならないので、前述の様なトラブルが絶対起きないことが重要である。また、溶鋼３５がアルゴンバブリングによって攪拌されているのと、研削屑のサイズが他の冷却材と比べて小さいことと相俟って速やかに溶鋼３５中に溶け込み、ポンチ屑やチップ等の冷却材と同等の冷却効果が得られる。なお、図２において、３６は排煙フードを示す。
適正温度になるまでクロム系ステンレス鋼用冷却材１０を投入した後、溶鋼３５は連続鋳造設備へ送られる。
【００２５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更を行うことも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材は、以上の説明からも明らかなように、研削屑の精製品を冷却材として活用することによって、比較的高価なポンチ屑を購入したり、わざわざ半製品の中厚鋼板を裁断してチップを製造する手間やコストが省かれるだけでなく、研削屑自身にクロム分がステンレス鋼と同等組成で含まれているため、溶鋼のクロム分を希釈することが無い。そのため極めて高価な低炭素フェロクロムをほとんど必要としなくなる。
その結果、大きな省資源効果があると同時に、得られる経済効果も極めて大きい。
またステンレス鋼製造工程でどうしても発生する副生物である研削屑の有効活用が図られる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材を製造する工程を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るクロム系ステンレス鋼用冷却材を使用する設備の一部切欠き説明図である。
【符号の説明】
１０：クロム系ステンレス鋼用冷却材、１１：ステンレス鋼の研削屑、１２：粗大焼着塊、１３：バースクリーン、１４：回転篩（トロンメル）、１５：焼着塊、１６：回転篩、１７：切粉状研削屑、１８：回転篩、１９：細粒状屑、２０：酸化ダスト、２１、２２：磁選機、２３：不純物、２４、２５：精製品、２６：ベルトコンベヤ、２７：取鍋、２８：アルゴンガス、２９：スラグ面、３０：露出した部分、３１：バケットエレベーター、３２：取鍋上バンカー、３３：計量フィーダー、３４：シュート、３５：溶鋼、３６：排煙フード
【図１】
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【図２】
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