CN117441032A - 钢液的二次精炼方法及钢的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够稳定地以高速达到低氮浓度范围而不会引起操作上的问题的钢液的二次精炼方法及钢的制造方法。上述钢液的二次精炼方法是如下方法：将在钢液中添加含金属Al物质而制成含Al钢液的Al添加步骤、和在钢液中添加含CaO物质的CaO添加步骤组合，形成含有CaO及Al2O3的炉渣，然后，贯通炉渣向含Al钢液喷吹含氧气体，实施包括脱氮处理的送氧处理，该方法包括：将即将进行送氧处理之前的钢液中的Al浓度[Al]i(质量％)设为基于炉渣形成时的搅拌动力密度ε(W/t)通过下述的式(A)计算出的值[Al]e以上，将送氧处理结束时的Al浓度[Al]f设为0.03质量％以上。上述钢的制造方法包括：对所得到的钢液进行成分调整后进行铸造。[Al]e＝‑0.072×ln(ε)+0.5822···(A)。
Description
技术领域
本发明涉及通过基于填充于浇包等反应容器的钢液、添加/形成在钢液上的炉渣、喷吹至炉渣的含氧气体的反应而对钢液进行二次精炼的方法及钢的制造方法。
背景技术
氮对于金属材料而言是有害成分，在现有的炼钢工艺中，使铁液中的氮[N]吸附于主要在熔融生铁的脱碳处理时产生的一氧化碳的气泡表面并将其去除。因此，关于碳浓度低的钢液，由于一氧化碳的产生量有限，因此，无法通过同样的方法将氮去除至低浓度。
另一方面，为了减少CO2排出量，炼钢工艺需要从使用现有的高炉、转炉的方法转换成使废铁、还原铁熔解的方法。在该情况下，得到的熔融铁的碳浓度降低，出于上述理由，存在无法熔炼低氮钢的隐患。
因此，提出了从使用了炉渣的钢液中脱氮的方法。例如，专利文献1中提出了如下方法：在电炉中，将废铁作为主铁源，熔炼钢液，出钢至其它精炼容器后，在上述钢液的浴面上添加含金属Al物质及CaO，使得以质量比计CaO/Al2O3(以下称为C/A)达到0.8～1.2的范围，向该钢液供给含氧气体，由此进行利用了AlN形成反应的脱氮反应，即使是碳浓度低的钢液，也能够廉价地熔炼低氮钢。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-211298号公报
非专利文献
非专利文献1：上野等，铁和钢，101(2015)，74
发明内容
发明所要解决的问题
然而，上述现有技术中存在以下的问题。
即，专利文献1所述的技术记载了将处理前的钢液中C浓度设为0.01～0.05质量％，不在钢液中加碳。在脱氮处理的前工序中，在转炉或电炉中通过送氧而进行从熔融金属中的脱碳(一次精炼)。在该情况下，如果钢液中C浓度为0.05质量％以下，则会发生如下问题：脱碳效率急剧降低，生成FeO，成品率降低，转炉、电炉的处理时间延长。
另外，在专利文献1的方法中，存在浇包的耐火物熔损的问题。可以推测这是由于如果C/A的值变低，则炉渣渣化，耐火物的熔损增大。
另外，在专利文献1所记载的方法中，向钢液供给氧气时，钢液中的碳与氧气发生反应，产生一氧化碳气体，存在于钢液上的炉渣膨胀，也存在溢流的问题。可以认为，炉渣的溢流是由于急剧产生CO气体而发生的。
另外，除了氮以外，钢液中的硫的去除也是二次精炼的作用，但在专利文献1中并没有关于脱氮和脱硫同时处理的记载。因此，对于钢液中的硫去除而言，必须另行设置例如一边在LF(钢包炉)中进行电极加热一边造渣以CaO及Al2O3为主成分的炉渣、而且使炉渣与钢液接触并将硫去除这样的工艺，成为生产成本增加的诱因。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种钢液的二次精炼方法，该方法一边使炉渣与含Al钢液接触而进行钢液的脱氮处理，一边喷吹含氧气体而对钢液进行二次精炼时，能够稳定地以高速达到低氮浓度范围，而不会将浇包等容器的耐火物熔损，不会使炉渣发生溢流。此外，提供在同一处理中进行该脱氮处理和脱硫处理、能够高效地进行钢液的脱氮或脱氮和脱硫的钢液的二次精炼方法。此外，提供使用了通过该钢液的二次精炼方法熔炼的钢液的钢的制造方法。
解决问题的方法
发明人等鉴于这些问题反复进行了深入研究，结果发现，通过在以使含氧气体贯通炉渣而到达钢液的方式进行喷吹时，适当地管理钢液中的Al浓度，由此，即使是低C/A比的炉渣组成，也能够通过Al升温而促进渣化，能够抑制脱碳反应，降低CO气体的产生速度。
有利地解决上述问题的本发明的第一钢液的二次精炼方法是如下方法：将在钢液中添加含金属Al物质而制成含Al钢液的Al添加步骤、和在上述钢液中添加含CaO物质的CaO添加步骤组合，形成含有CaO及Al2O3的炉渣，然后，贯通上述炉渣向上述含Al钢液喷吹含氧气体，实施包括脱氮处理的送氧处理，该方法包括：将即将进行送氧处理之前的钢液中的Al浓度[Al]i(质量％)设为基于上述炉渣形成时的搅拌动力密度ε(W/t)通过下述的式(A)计算出的值[Al]e以上，将上述送氧处理结束时的Al浓度[Al]f设为0.03质量％以上，
[Al]e＝-0.072×ln(ε)+0.5822···(A)。
另外，可以认为，在本发明的第一钢液的二次精炼方法中，下述(a)～(e)等可成为更优选的解决方式：
(a)上述Al添加步骤包括在上述钢液中添加含金属Al物质而制成脱氧钢液的工序；
(b)在上述送氧处理中，供给上述含氧气体时，将由于喷吹含氧气体而产生的凹陷深度LS与上述炉渣的厚度LS0之比LS/LS0设为1.0以上；
(c)将C/A(-)设为0.4以上且1.8以下，所述C/A(-)为上述炉渣中的CaO浓度(CaO)(质量％)与Al2O3浓度(Al2O3)(质量％)的质量比；
(d)将上述炉渣中的MgO浓度(MgO)(质量％)以其相对于CaO浓度(CaO)(质量％)的质量比计设为0.25以下；
(e)上述送氧处理使上述含Al钢液及炉渣的表面处于9.3×104Pa以下的减压气体氛围；等。
有利地解决上述问题的本发明的第二钢液的二次精炼方法是如下方法：在填充于容器的含Al钢液上形成含有CaO及Al2O3的炉渣，贯通上述炉渣向上述含Al钢液喷吹含氧气体，并且使上述炉渣与钢液接触，将钢液中的氮及硫去除，该方法包括：在上述第一钢液的二次精炼方法中的任意方法中进行的送氧处理中，将钢液中的Al浓度保持为0.05质量％以上，并且将炉渣中的CaO浓度(质量％)与Al2O3浓度(质量％)之比C/A(-)控制为1.8以上且2.2以下。
有利地解决上述问题的本发明的钢的制造方法的特征在于，对通过上述第一钢液的二次精炼方法中的任意方法、或第二钢液的二次精炼方法熔炼的钢液任意地进行成分调整，然后进行铸造。
发明的效果
根据本发明，在将含氧气体喷吹至炉渣而进行包括钢液的脱氮处理的二次精炼处理时，能够稳定地以高速将钢液中氮去除至低氮浓度范围，而不会将浇包等容器的耐火物熔损，不会使炉渣发生溢流。此外，也能够促进钢液中的硫的去除。通过在对这样的低氮钢液或低氮低硫钢液根据需要而调整了其它成分后进行铸造，能够制造经济性优异的高级钢，在工业上是有用的。
附图说明
图1是示出适于本发明的一个实施方式的钢液的二次精炼方法的装置的一例的示意图。
图2是示出通过Al添加步骤进行了调整的钢液中Al浓度[Al]i与到达氮浓度[N]f的关系的图表。
图3是示出用于获得到达氮浓度[N]f＝25质量ppm的即将进行送氧处理之前的钢液中Al浓度[Al]e与炉渣形成时的搅拌动力密度ε的关系的图表。
图4是示出处理结束时Al浓度[Al]f与炉渣成型指数的关系的图表。
图5是示出LS/LS0与钢液中的达到Al浓度[Al]f的关系的图表，所述LS/LS0是由含氧气体导致的炉渣的凹陷深度LS与初始炉渣厚度LS0之比。
图6是示出C/A(-)与钢液中的到达氮浓度[N]f的关系的图表，所述C/A(-)是以质量基准计的炉渣中CaO浓度(C)与Al2O3浓度(A)之比。
图7是示出炉渣中的MgO浓度(MgO)相对于CaO浓度(CaO)的比率与钢液中的到达氮浓度[N]f的关系的图表。
图8是示出炉渣中的MgO浓度(MgO)相对于CaO浓度(CaO)的比率与耐火物的熔损指数的关系的图表。
图9是示出炉内压力P与钢液中的达到氮浓度偏差的上限Max[N]f的关系的图表。
符号说明
1 容器
2 耐火物
3 钢液
4含有CaO及Al2O3的炉渣
5气体配管(氧气)
6气体顶吹用喷枪
7含O2气体
8底吹喷嘴
9气体配管(非活性气体)
10 钢浴搅拌用非活性气体
11 排气系统
12 合金添加系统
13 真空容器
14 中盖
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式具体地进行说明。需要说明的是，各附图是示意图，有时与现实不同。另外，以下的实施方式示例出用于将本发明的技术思想具体化的装置、方法，不将构成限定为下述构成。即，可以在权利要求书中记载的技术范围内对本发明的技术思想施加各种变更。
在图1中示出实施本发明时优选的装置构成。在内衬有耐火物2的浇包等容器1中填充钢液3，在其上形成含有CaO及Al2O3的炉渣4。在具有排气系统11和合金添加系统12的真空容器13中，使钢液3及炉渣4表面处于减压气体氛围的状态下，从与气体配管9连接的气体顶吹用喷枪6向炉渣4喷吹含O2气体。通过从与气体配管9连接的底吹喷嘴8吹入搅拌用非活性气体10，从而对钢液3进行搅拌。作为搅拌用非活性气体10，优选为不含氮气的Ar气等。顶吹喷枪5贯穿覆盖容器1上部的中盖14而插入。
在钢液3中添加含金属Al物质并进行脱氧而制成含Al钢液的工序(Al添加步骤)、在钢液3中添加含CaO物质的工序(CaO添加步骤)可以使用合金添加系统12进行，也可以在放入真空容器13的前工序中进行。可以将对钢液3进行脱氧的工序(脱氧步骤)从Al添加步骤中分离而进行，也可以在Al添加步骤内进行脱氧处理。在处理的前段具有脱氧步骤的情况下，含金属Al物质的添加可以在脱氧步骤之前进行，也可以在脱氧步骤后进行，还可以分开而在脱氧步骤的前后进行。如果在脱氧步骤之前添加Al，则可以期待通过Al燃烧而将钢液的温度保持为较高水平的效果，在脱氧步骤之后添加的情况下，可以期待脱氮的效果。另外，在前后分开添加的情况下，可以期待上述两种效果。CaO添加步骤可以在任意的时期实施。CaO添加步骤如果在脱氧步骤之后实施，则能够将由脱氧反应引起的钢液温度的上升用于炉渣的渣化，因此是优选的。CaO添加步骤如果在Al添加步骤之后实施，则能够抑制因添加的含Al物质被具有厚度的炉渣阻碍而无法到达钢液所导致的脱氧不良或炉渣组成的偏差，因此是进一步优选的。
含CaO及Al2O3炉渣4的形成利用含CaO物质的添加及由钢液的脱氧而产生的Al2O3。也可以使用例如预熔品或预混品的铝酸钙作为含CaO物质。对于炉渣组成而言，炉渣熔融的比例(以下称为渣化率)越高，越有利于脱氮反应。
另外，从为了形成炉渣而促进渣化的方面考虑，优选进行钢液的搅拌、例如底吹搅拌。搅拌用气体10向钢液中的供给除了上述的方法以外，还可以为例如经由非活性气体吹入用的喷射喷枪而喷射至钢液的形式。
接下来，结合开发经过对于本发明的优选实施方式详细地进行说明。需要说明的是，在本说明书中，[M]表示元素M在钢液中溶存而含有的状态，(R)表示化学物质R在炉渣中溶存而含有的状态，标注单位而示出各自的组成比率。
(第1实施方式)
开发第1实施方式是由于想要使含Al钢液与炉渣接触而实现脱氮，并且通过送氧而将钢液中过量含有的Al去除。在满足图1的构成要件的小型高频真空感应熔解炉中，相对于15kg的钢液3，以无法通过肉眼观察确认到钢液面的程度的量形成15kg/t以上的含有CaO及Al2O3的炉渣4，通过底吹气体进行搅拌，然后将O2气喷吹至炉渣。通过肉眼观察确认到O2气利用其喷出压力将炉渣推开而到达了钢液面。例如，在相当于底吹气体的浮起点的熔融金属浴面上的位置，由于浴面的鼓起而使炉渣厚度变薄。如果朝向该底吹气体的浮起点喷吹O2气，则能够容易地贯通炉渣而向钢液直接喷吹O2气。
首先，变更在Al添加步骤中添加的含Al物质的量，调查了即将进行基于O2气喷吹的送氧处理之前的钢液中Al浓度[Al]i与到达N浓度[N]f的关系。如图2所示，送氧处理前的钢液中Al浓度[Al]i小于0.03质量％时，到达N浓度[N]f无法稳定地脱氮至35质量ppm以下。此时，炉内气体氛围气压P为5.3×103Pa，钢液中的初始氮浓度[N]i为50质量ppm，炉渣组成以CaO与Al2O3的质量比C/A计为1.2，炉渣中的MgO浓度(MgO)为5质量％，搅拌动力密度ε为396W/t，钢液温度Tf为1660℃，送氧处理时间t为25分钟。可以认为这是由于，通过贯通炉渣的含氧气体，钢液中的Al发生氧化而减少，无法形成氮化铝(AlN)。需要说明的是，如果将送氧处理前的钢液中Al浓度[Al]i设为0.1质量％以上，则可以使钢液中的到达氮浓度[N]f为30质量ppm以下，因此是优选的。另外，如果将送氧处理前的钢液中Al浓度[Al]i设为1.0质量％以上，则可以使钢液中的到达氮浓度[N]f为25质量ppm以下，因此是优选的。
接着，在上述小型高频真空感应熔解炉中，对用于使钢液中氮降低至25ppm所需的最低限度的送氧前的Al浓度[Al]e进行了调查，结果可知如图3所示，送氧前所需的Al浓度[Al]e(质量％)根据炉渣形成时的搅拌动力密度ε(W/t)而发生变化。这里，将炉渣中的MgO浓度(MgO)设为0质量％，将钢液温度Tf设为1600℃，将初始氮浓度[N]i及炉渣组成的C/A设为与上述相同。将作为调查的前提的炉气体氛围气压P设为0.7×105Pa，将搅拌动力密度ε以200～2000W/t的范围控制为在炉渣形成时及送氧处理中恒定，送氧处理时间设为30分钟。由此推定，通过在送氧前的炉渣形成时、送氧过程中的火点(是指利用含氧气体而使钢液面露出的部分)以外的炉渣与钢液的接触，进行基于炉渣的脱氮。
此外，在上述小型高频真空感应熔解炉中，将送氧处理前的钢液中Al浓度[Al]i以0.02～0.5质量％变更，对送氧处理后的钢液中Al浓度[Al]f与炉渣成型指数的关系进行了调查。这里，炉渣成型指数是指根据炉渣体积计算出的炉渣高度与自由空间之比。将结果示于图4。用“×”符号表示存在炉渣溢流的情况，用“○”符号表示没有炉渣溢流的情况。此时，炉内气体氛围气压P为1×105Pa，搅拌动力密度ε为60W/t，钢液中的初始氮浓度[N]i为50质量ppm，初始C浓度[C]为0.10质量％，炉渣组成以CaO与Al2O3的质量比C/A计为1.2，炉渣中的MgO浓度(MgO)为5质量％，钢液温度Tf为1660℃，处理时间t为18分钟。另外，浇包的自由空间为1.5m。可知，如果送氧处理后的钢液中Al浓度[Al]f低于0.03质量％、炉渣成型指数超过1，则会发生炉渣溢流。可以认为这是由于，基于喷吹的O2气的Al和C的氧化反应发生竞争，随着Al浓度减少而产生CO气体，炉渣体积增加。根据如上所述的调查的结果得到了第1实施方式，即一种钢液的二次精炼方法，其是如下方法：将在钢液中添加含金属Al物质而制成含Al钢液的Al添加步骤与在上述钢液中添加含CaO物质的CaO添加步骤进行组合，形成含有CaO及Al2O3的炉渣，然后，贯通上述炉渣向上述含Al钢液喷吹含氧气体，实施包含脱氮处理的送氧处理，该方法包括：将即将进行送氧处理之前的钢液中的Al浓度[Al]i(质量％)设为基于上述炉渣形成时的搅拌动力密度ε(W/t)通过下述的式(A)计算出的值[Al]e以上，将上述送氧处理结束时的Al浓度[Al]f设为0.03质量％以上。需要说明的是，对于送氧处理结束后的Al浓度[Al]f而言，在产品标准所限定的Al浓度[Al]d大于下述式(A)的值[Al]e的情况下，优选将该值作为目标值。在目标值[Al]d小于下述式(A)的值[Al]e的情况下，优选在送氧处理中进行Al氧化去除的处理。
[Al]e＝-0.072×ln(ε)+0.5822···(A)
(第2实施方式)
第2实施方式需要在送氧处理时实施所谓的Al消除处理，这是出于实现工序的简化的目的而开发的。在满足图1的构成要件的小型高频真空感应熔解炉中，相对于15kg的钢液3，以无法通过肉眼观察确认到钢液面的程度的量形成了15kg/t以上的含有CaO及Al2O3的炉渣4，向底吹气体的浮起点以外的位置的炉渣面上喷吹O2气。发明人等对LS/LS0(-)与送氧处理后的钢液中Al浓度[Al]f的关系进行了调查，所述LS/LS0(-)是送氧处理前的含有CaO及Al2O3的炉渣已熔融的阶段的炉渣的厚度LS0(m)的测定结果与将非专利文献1所记载的式中的各参数、具体为液体密度、气体密度、喷射速度等变更为适合实验条件的值而得到的炉渣的凹陷深度LS(m)之比。其结果是发现了如图5所示，如果将LS/LS0设为1.0以上，则在送氧处理时，可以在脱氮的同时减少钢液中的Al浓度。此时，炉内气体氛围气压P为5.3×103Pa，钢液中的初始氮浓度[N]i为50质量ppm，送氧处理前的钢液中Al浓度[Al]i为0.7质量％，炉渣组成以CaO与Al2O3的质量比C/A计为1.2，炉渣中的MgO浓度(MgO)为10质量％，钢液温度Tf为1650℃，处理时间t为30分钟。根据如上所述的调查结果得到了第2实施方式，即一种钢液的二次精炼方法，该方法除了第1实施方式以外，还在上述送氧处理中供给上述含氧气体时，将上述炉渣的厚度LS0与由于喷吹含氧气体而产生的凹陷深度LS之比LS/LS0设为1.0以上。需要说明的是，如果比值LS/LS0过大，则会因钢液的喷溅等而产生操作障碍，因此，优选将比值LS/LS0的上限设为1.5左右，进一步优选设为1.3左右。
(第3实施方式)
第3实施方式是在对炉渣组成、主要是炉渣中的CaO浓度(质量％)与Al2O3浓度(质量％)之比C/A(-)对于脱氮造成的影响进行调查时发现的。在满足图1的构成要件的小型高频真空感应熔解炉中，在将炉渣中的MgO浓度设为0％的基础上使C/A以0.4～2.5变化的试验中，如图6所示，C/A为0.4～2.0的范围时，到达氮浓度[N]f保持为20质量ppm以下。如果C/A超过1.8，则到达氮浓度[N]f开始上升，如果超过2.0，则到达氮浓度[N]f急剧地上升，如果超过2.2，则无法达到低氮浓度范围(氮浓度[N]f为35ppm以下)。根据如上所述的调查结果得到了第3实施方式，即一种钢液的二次精炼方法，该方法除了第1实施方式或第2实施方式以外，还将上述炉渣中的CaO浓度(CaO)(质量％)与Al2O3浓度(Al2O3)(质量％)的质量比C/A(-)设为0.4以上且2.2以下。
(第4实施方式)
第4实施方式是在对炉渣组成、主要是因耐火物的熔损而增加的炉渣中的MgO浓度(质量％)相对于CaO浓度(质量％)的比例(MgO)/(CaO)(-)对于脱氮造成的影响进行调查时发现的。除炉渣中MgO浓度(MgO)以外设为与上述图6相同的条件，将C/A固定为1.7，使质量比(MgO)/(CaO)发生变化，调查了对到达氮浓度[N]f造成的影响，将结果示于图7。可知，通过将(MgO)/(CaO)设为0.25以下，能够使到达氮浓度[N]f为35质量ppm以下。另外，通过将(MgO)/(CaO)设为0.2以下，能够进一步降低到达氮浓度[N]f。同样地，在图8中示出了炉渣中的MgO浓度(质量％)相对于CaO浓度(质量％)的比例(MgO)/(CaO)(-)对于耐火物熔损造成的影响。如果(MgO)/(CaO)为0.14以上，则对耐火物的熔损的影响小，因此优选。根据如上所述的调查结果得到了第4实施方式，即一种钢液的二次精炼方法，该方法除了第1～第3实施方式中的任意实施方式以外，还将上述炉渣中的MgO浓度(MgO)(质量％)以其相对于CaO浓度(CaO)(质量％)的质量比计设为0.25以下。优选将炉渣中的MgO浓度(MgO)(质量％)以其相对于CaO浓度(CaO)(质量％)的质量比计设为0.14～0.25的范围。
(第5实施方式)
第5实施方式是在对达到真空度对脱氮反应造成的影响进行研究时发现的。在满足图1的构成要件的小型高频真空感应熔解炉中，以通过肉眼观察无法确认到钢液面的程度的量形成了含有CaO及Al2O3的炉渣4，该炉渣4相对于15kg的钢液3为15kg/t以上且MgO浓度为0～17质量％。然后，在调整了炉内的气体氛围气压P之后，一边对钢液施加搅拌动力密度2500W/t的搅拌，一边贯通炉渣向炉渣喷吹O2气，进行了钢液的送氧处理。在使炉气体氛围的真空度(气体氛围气压)P(Pa)发生变化的送氧试验中，如图9所示，处理后的氮浓度的偏差上限值Max[N]f(质量ppm)在炉气体氛围气压P为9.3×104Pa以下时可以稳定地保持于35质量ppm的低氮区域。此时，钢液中的初始氮浓度[N]i为50质量ppm，Al浓度[Al]i为0.7质量％，炉渣组成以CaO与Al2O3的质量比C/A计为1.2，炉渣中的MgO浓度(MgO)为5质量％，钢液温度Tf为1600℃，处理时间t为30分钟。根据如上所述的调查结果得到了第5实施方式，即一种钢液的二次精炼方法，该方法除了第1～4实施方式中的任意一种以外，还使上述含Al钢液及炉渣的表面处于9.3×104Pa以下的减压气体氛围。优选处于6.7×104Pa以下的减压气体氛围。需要说明的是，过度的减压会导致排气系统等的设备费用的增加，因此，炉气体氛围气压P的下限优选设为103Pa左右。
(第6实施方式)
第6实施方式是在对是否能够同时进行脱氮和脱硫的处理进行研究时发现的。送氧处理的条件优选从上述任意实施方式中选择。已知为了促进脱硫反应，优选将Mannesmann Slag Index(MSI)＝((CaO/SiO2)/Al2O3)设为0.25～0.45的范围。优选以相对于在脱氧处理、炉渣调整时生成的Al2O3量使质量比(CaO)/(Al2O3)为1.8～2.2的方式添加含CaO物质，根据需要，以使添加的CaO部分的质量比计达到0.2左右的MgO浓度的方式添加MgO熔块(clinker)。关于SiO2，不主动地进行浓度控制。由于有利于脱硫的炉渣组成的C/A高，因此，相反从脱氮的观点考虑变得不利。因此，为了促进脱氮，优选在供给含氧气体时，将上述炉渣的厚度LS0与由于喷吹含氧气体而产生的凹陷深度LS之比LS/LS0设为大于1，并以高真空度进行处理。
优选对于通过上述钢液的二次精炼方法熔炼的钢液，根据需要调整其它给定的成分，在进行了夹杂物的形态控制、漂浮分离之后进行铸造。在制成低氮钢或低氮低硫钢的基础上，可以制造对各种成分进行调整而得到的高级钢。
实施例
以下，对发明的实施例详细地进行说明。使用图1的构成的装置，在浇包内的1600℃～1750℃的钢液中添加金属Al。为了调整温度，通过LF装置进行了钢液的加热。脱氧用的Al的添加在LF处理前或利用VOD装置的Al添加时一并添加而进行。在VOD装置中，通过有无添加Al来调整送氧前的钢液中Al浓度，将[Al]i设为0.02～0.48质量％。然后，添加CaO、耐火物保护用MgO，形成了CaO-Al2O3二元系炉渣、或CaO-Al2O3-MgO三元系炉渣，然后向炉渣喷吹氧气。对于钢液，以搅拌动力密度达到60～600kW/t的方式从安装于浇包下部的底吹塞供给Ar气。以钢液量160t进行了试验。
在表1-1、表1-2中示出试验条件及结果。发明例能够使送氧处理后的钢液中的到达氮浓度[N]f达到35质量ppm以下。另一方面，比较例未达到。此外，试验条件No.7及8由于炉渣溢流而不得不中断处理。可知，炉渣中的C/A为1.8～2.2的范围的试验条件No.5、14及16的脱硫性也优异。在处理No.11及15中，炉渣未渣化，观察到了一部分凝固。
工业实用性
本发明的钢液的二次精炼适于在电炉等中将低碳的废铁、还原铁熔解而制造钢液的炼钢工艺，能够稳定地批量生产低氮钢或低氮低硫钢，因此，有助于削减CO2，在工业上是有用的。
Claims (8)
1.一种钢液的二次精炼方法，其是如下方法：将在钢液中添加含金属Al物质而制成含Al钢液的Al添加步骤、和在所述钢液中添加含CaO物质的CaO添加步骤组合，形成含有CaO及Al2O3的炉渣，然后，贯通所述炉渣向所述含Al钢液喷吹含氧气体，实施包括包含脱氮处理的送氧处理，
该方法包括：
将即将进行送氧处理之前的钢液中的Al浓度[Al]i(质量％)设为基于所述炉渣形成时的搅拌动力密度ε(W/t)通过下式(A)计算出的值[Al]e以上，
将所述送氧处理结束时的Al浓度[Al]f设为0.03质量％以上，
[Al]e＝-0.072×ln(ε)+0.5822···(A)。
2.根据权利要求1所述的钢液的二次精炼方法，其中，
所述Al添加步骤包括：在所述钢液中添加含金属Al物质而制成脱氧钢液的工序。
3.根据权利要求1或2所述的钢液的二次精炼方法，其中，
在所述送氧处理中，供给所述含氧气体时，将由于喷吹含氧气体而产生的凹陷深度LS与所述炉渣的厚度LS0之比LS/LS0设为1.0以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的钢液的二次精炼方法，其中，
将C/A(-)设为0.4以上且2.2以下，所述C/A(-)为所述炉渣中的CaO浓度(CaO)(质量％)与Al2O3浓度(Al2O3)(质量％)的质量比。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的钢液的二次精炼方法，其中，
将所述炉渣中的MgO浓度(MgO)(质量％)以其相对于CaO浓度(CaO)(质量％)的质量比计设为0.25以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的钢液的二次精炼方法，其中，
所述送氧处理使所述含Al钢液及炉渣的表面处于9.3×104Pa以下的减压气体氛围。
7.一种钢液的二次精炼方法，其是如下方法：在填充于容器的含Al钢液上形成含有CaO及Al2O3的炉渣，贯通所述炉渣向所述含Al钢液喷吹含氧气体，并且使所述炉渣与钢液接触，将钢液中的氮及硫去除，
该方法包括：
在权利要求1～6中任一项所述的钢液的二次精炼方法中进行的送氧处理中，将钢液中的Al浓度保持为0.05质量％以上，并且将炉渣中的CaO浓度(质量％)与Al2O3浓度(质量％)之比C/A(-)控制为1.8以上且2.2以下。
8.一种钢的制造方法，该方法包括：
对通过权利要求1～7中任一项所述的钢液的二次精炼方法熔炼的钢液任意地进行成分调整，然后进行铸造。
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