JP2016132808A - 低窒素鋼の溶製方法 - Google Patents
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Q/(A−B)>0.35 ・・・(2)
(1)式および(2)式中、Bは前記蓋が前記取鍋開口部を覆う面積(m2)であり、Aは前記取鍋開口部の面積(m2)であり、Qは前記シールガス流量(Nm3/min)である。
低窒素鋼を溶製する際には、高炉あるいは電気炉などから搬送された炭素濃度の高い溶鉄を転炉、電炉あるいはAODなどの精錬炉1に装入し、酸素吹錬を行い所定の炭素濃度まで脱炭(2C+O2=2CO)して溶鋼にする。酸素吹錬中に多量のCOガスが発生し、炉内雰囲気ガス中の窒素濃度は著しく低下するため吹錬中に脱窒反応が生じて、溶鋼中窒素濃度は10ppm程度まで低下する。酸素吹錬終了後、溶鋼は精錬炉1から取鍋2へ出鋼され、二次精錬等での成分・温度調整等を経て、鋳造プロセスに供される。その後、加熱、圧延、熱処理、表面処理などの工程を経て製品として出荷される。
2.1.蓋の設置およびシールガスの導入
ここで、出鋼前に取鍋開口部2a縁をカバーするように、出鋼流3が通過する開口部4aを有する蓋4を載せ、出鋼中に蓋からシールガス5を吹き込む。出鋼前に取鍋2内の大気をシールガス5で置換しても良い。出鋼前のシールガス5としてCO2もしくはArを用いた場合、空気よりも重いため一時的に取鍋2内に留まる。
本発明で使用するシールガス導入設備は蓋4に設けられており、前述の成分のシールガスを外部から導入する配管とガス流量計、圧力計および制御装置を備える。制御装置は、ガス流量計から受信したガス流量のデータに基づいて、予め定められたガス流速となるようにシールガスの流量を制御する。配管端部にはシールガスの出口が設けられている。
出鋼が開始されると、溶鋼に熱せられた取鍋2内の気体が取鍋2上部の開口部2aから放出されるのに伴い、相対的に取鍋2内に大気6が進入する。この時、出鋼温度域では窒素濃度が78vol%である場合、溶鋼と平衡する窒素濃度は400ppmを超えるため、急激に吸窒が進むことになる。このため、取鍋2内、特に出鋼流3が取鍋2内の溶鋼に入る叩き込み部3a周辺の窒素濃度を低下させることが必要であり、蓋4に設置したシールガス導入設備からシールガス5を導入することで取鍋2内への大気6の進入を抑制する。図1に示すように、蓋4が無く、シールガス5を導入しない場合、熱せられた雰囲気ガスが上昇流7を形成し、相対的に取鍋開口部2aの周縁から大気6が進入する。一方、図2に示すように、蓋4を設置した上で、シールガス5を導入すると、取鍋2内からの上昇流7に伴って取鍋2内から放出されるガス量が同じであっても、取鍋2内へ進入する大気6の量が抑制される。このため、吸窒が生じる叩き込み部3aでの窒素濃度が低減され、吸窒が抑制される。
図2(b)に示すように、取鍋開口部2aの面積Aと取鍋開口部2aの周縁部に設けられた蓋4が取鍋開口部2aを覆う面積Bの比B/Aは、調査範囲を下限として、0.3より大きいことが必要である。すなわち、(1)式を満たす必要がある。
(1)式中、Bは蓋4が取鍋開口部2aを覆う面積(m2)であり、Aは取鍋開口部2aの面積(m2)である。
3.1.(2)式の説明
シールガス5としてはCO2、Arの単独、もしくは両者の混合したガスを用いることができる。また、左記のガスにO2を加えた混合ガスを用いても良い。シールガス5は蓋4の下部から取鍋2内に導入される。
(2)式中、Qはシールガス5の流量(Nm3/min)である。
シールガスは少なくとも出鋼中に導入される必要がある。溶鋼の叩き込み部からの吸窒を抑制するためである。
まず、高炉から供給された溶銑(炭素含有量4.5質量%)を転炉へ装入し酸素吹錬を行った。転炉吹錬後の成分は、[C]=0.05〜0.15質量%、[Si]=0.02質量%以下、[Mn]=0.1〜0.4質量%、[P]=0.01〜0.03質量%、[N]=8〜12ppmである。処理量は290〜300tonであり、出鋼時間は5分であり、取鍋開口部の面積Aは12.7m2であった。蓋に設置したシールガスを導入する配管は8本であり、開口部を囲むように同じ間隔で配置し、シールガス導入設備の配管の出口は鉛直下向きとした。
Claims (2)
- 精錬炉で脱炭した後、該精錬炉の出鋼孔または炉口から取鍋へ出鋼する低窒素鋼の溶製方法であって、出鋼前に前記取鍋開口部の周縁部に(1)式を満たすとともに前記取鍋内にシールガスを導入するシールガス導入設備を有する蓋を設置し、少なくとも出鋼中に前記蓋の下部から前記シールガスを(2)式を満たす流量で前記取鍋内に吹き込むことを特徴とする低窒素鋼の溶製方法。
0.3<B/A<0.8 ・・・(1)
Q/(A−B)>0.35 ・・・(2)
(1)式および(2)式中、Bは前記蓋が前記取鍋開口部を覆う面積(m2)であり、Aは前記取鍋開口部の面積(m2)であり、Qは前記シールガス流量(Nm3/min)である。 - 出鋼前に、前記蓋を設置した後に前記取鍋内に前記シールガスを導入して、前記取鍋内の窒素分圧を0.1atm未満にした後に出鋼することを特徴とする、請求項1に記載の低窒素鋼の溶製方法。
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JPS63230266A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-09-26 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 吸窒防止用取鍋シ−ル蓋 |
JPH0317216A (ja) * | 1989-06-13 | 1991-01-25 | Nkk Corp | 清浄鋼の製造方法 |
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