上底吹き転炉でのステンレス鋼脱炭反応速度に及ぼすスラグ組成と上吹き撹絆カの影響

摘要

The decarburization mechanism of stainless steel in the low carbon region was investigated using a water model and a 178 ton combined blowing converter. The results obtained may be summarized as follows. In the water model experiments, the slag-metal interfacial area increased in proportion to the stirring energy of the top blowing gas by a factor equivalent to the 1.2 power. In comparison with conventional operation (without top blowing, CaO/SiO_2=4.5) in the low carbon region, the decarburization rate increased by 1.7 times in operation with lowered slag basicity (CaO/SiO_2=4.5- >2.5, without top blowing ). The decarburization rate increased by 1.5 times in operation with nitrogen top blowing. A new mathematical model which considers stirring by top blowing and the slag composition was developed. In an analysis with this model, it was found that the gas-metal interfacial area increased in proportion to the stirring energy of the top blowing gas by the 0.86 power. It was possible to calculate the decarburization rate under various top blowing conditions using this relationship. The effect of lowering the slag basicity on the decarburization rate could be explained by the slag-metal interfacial area. In order to explain the effect of top blowing with nitrogen on the decarburization rate, it was necessary to consider not only the slag-metal interfacial area, but also the gas-metal interfacial area.水モデル実験，178ton上底吹き転炉実験によりステンレス鋼脱炭反応モデルを構築し，脱炭速度に及ぼすスラグ組成と上吹きガス撹拝力の影響を考察した。 得られた結論は以下の通りである。 水モデル実験においてスラグーメタル界面積（パラブイン-水）は底吹きガスー定の条件で，上吹きガス撹拌力の1．2乗に比例して増加する。 178ton上底吹き転炉における低炭素濃度域の脱炭速度はスラグ塩基度低下（4．5→2．5）により1．7倍上吹きN_2吹付け（1．4Nm~3／min/t，スラグ塩基度2．5）を行うことにより1．5倍に向上する。 低炭素濃度域における［％0］の増加速度はスラグ塩基度低下，上吹きN_2吹付けにより大きくなる。 スラグ塩基度低下による脱炭速度向上はスラグ-メタル反応界面積増加（スラグ液相率増加）によるスラグからの酸素供給速度の向上により説明可能である。 上吹きN_2吹付けによる脱炭速度向上は自由表面でのP_(co)低下，上吹きガス撹拌力増加によるスラグ－メタル反応（スラグからの酸素供給）速度増加だけでは説明できず。 自由表面でのガス－メタル反応表面積（スプラッシュ）増加を考慮する必要がある。 数学モデルによる検討によれば,スラグ－メタル反応界面積増加とガス－メタル反応表面積増加の効果は同等であり，P_（co）の効果は小さい。