JP2668568B2 - 極低窒素鋼の溶製方法 - Google Patents
極低窒素鋼の溶製方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶鋼に含有されている窒素［Ｎ］を極く微
量まで、例えば、0.0010wt％以下まで除去し、極低窒素
鋼を溶製するための効率的、且つ簡便で安価な溶鋼の脱
窒方法に関するものである。
量まで、例えば、0.0010wt％以下まで除去し、極低窒素
鋼を溶製するための効率的、且つ簡便で安価な溶鋼の脱
窒方法に関するものである。
（従来の技術） 鋼に含まれる窒素は、自動車用薄鋼板、飲料缶用薄鋼
板として使用する鋼板の場合には、加工性向上、時効防
止等のために、極細線スチール・コード用の鋼は伸延性
向上のために極微量である事が要求される。
板として使用する鋼板の場合には、加工性向上、時効防
止等のために、極細線スチール・コード用の鋼は伸延性
向上のために極微量である事が要求される。
一般に、製鉄業においては、溶鋼の脱窒処理を、例え
ば、第３版鉄鋼便覧II製銑製鋼671〜685頁に示されてい
るような、各種の減圧精錬設備を用いて実施している。
ば、第３版鉄鋼便覧II製銑製鋼671〜685頁に示されてい
るような、各種の減圧精錬設備を用いて実施している。
この場合には、溶鋼中に含有させた酸素［Ｏ］あるい
は、鉄鉱石FexOy、酸素ガスO2などの酸化源を用いて、
以下の反応によって溶鋼に含有される炭素［Ｃ］を除去
し、発生するCOガス気泡による気・液界面を脱窒反応サ
イトとして利用している。
は、鉄鉱石FexOy、酸素ガスO2などの酸化源を用いて、
以下の反応によって溶鋼に含有される炭素［Ｃ］を除去
し、発生するCOガス気泡による気・液界面を脱窒反応サ
イトとして利用している。
［Ｃ］＋［Ｏ］＝CO(gas) ……（１） ｙ［Ｃ］＋FexOy＝yCO(gas)＋ｘ［Fe］ ……（２） 即ち、溶鋼の窒素［Ｎ］は気・液界面で以下の反応に
よって除去される。
よって除去される。
［Ｎ］＝1/2N2(gas) ……（３） しかし、鉄と鋼、第73年第11号1559〜1566頁に記載さ
れているように、前記（３）式で示される脱窒反応の速
度は、［Ｏ］と［Ｓ］濃度の増加と共に極端に小さくな
る。ただし、従来から良く知られているように、溶鋼の
脱炭速度を大きくすると溶鋼の脱窒速度は増大する（鉄
と鋼、第63年第13号2077〜2086頁）。従って、これらの
技術思想に基づき、鉄鉱石添加による溶鋼の脱炭反応を
利用する研究が最近報告された。例えば、鉄と鋼、第73
年第２号313〜320頁には減圧下で高炭素濃度の溶鋼に0.
1mm以下の大きさの鉄鉱石粉を一定量吹付けて脱炭させ
ることによって溶鋼の脱窒を実施することが記載されて
いる。さらに、本発明者らは、鉄と鋼、第74年第３号44
1〜448頁で、脱炭速度を変更する手段として鉄鉱石供給
速度を変化させると、その供給速度にほぼ比例して脱窒
速度を増大することを明らかにしている。
れているように、前記（３）式で示される脱窒反応の速
度は、［Ｏ］と［Ｓ］濃度の増加と共に極端に小さくな
る。ただし、従来から良く知られているように、溶鋼の
脱炭速度を大きくすると溶鋼の脱窒速度は増大する（鉄
と鋼、第63年第13号2077〜2086頁）。従って、これらの
技術思想に基づき、鉄鉱石添加による溶鋼の脱炭反応を
利用する研究が最近報告された。例えば、鉄と鋼、第73
年第２号313〜320頁には減圧下で高炭素濃度の溶鋼に0.
1mm以下の大きさの鉄鉱石粉を一定量吹付けて脱炭させ
ることによって溶鋼の脱窒を実施することが記載されて
いる。さらに、本発明者らは、鉄と鋼、第74年第３号44
1〜448頁で、脱炭速度を変更する手段として鉄鉱石供給
速度を変化させると、その供給速度にほぼ比例して脱窒
速度を増大することを明らかにしている。
しかし、脱窒すべき溶鉄中の炭素濃度は無制限に高濃
度にすることはできない。従って、［Ｃ］濃度が低減
し、脱炭反応が活発に進行しなくなると、［Ｏ］濃度が
増加し脱窒速度が極めて小さくなり、［Ｎ］を極低濃度
まで除去するには、溶鋼の脱窒のための処理時間を延長
しなければならない。このような場合には溶鋼の温度が
低下するため、前工程での転炉あるいは電気炉で脱窒す
べき該溶鋼の温度を予め高温度で出鋼するか、次工程で
該溶鋼を再加熱することで対処せざるをえない。これは
省エネルギーに逆行するものであり、効率的ではない。
しかも、出鋼温度が高温になると、転炉あるいは電気炉
の耐火物が溶損され、耐火物原単位が大きくなり、脱窒
処理のための費用が高くなる。さらに、脱窒処理に使用
する反応容器の耐火物原単位も大きくなり、非効率的で
あり、且つ、不経済的であり、安定して極低窒素鋼を溶
製することは極めて困難である。
度にすることはできない。従って、［Ｃ］濃度が低減
し、脱炭反応が活発に進行しなくなると、［Ｏ］濃度が
増加し脱窒速度が極めて小さくなり、［Ｎ］を極低濃度
まで除去するには、溶鋼の脱窒のための処理時間を延長
しなければならない。このような場合には溶鋼の温度が
低下するため、前工程での転炉あるいは電気炉で脱窒す
べき該溶鋼の温度を予め高温度で出鋼するか、次工程で
該溶鋼を再加熱することで対処せざるをえない。これは
省エネルギーに逆行するものであり、効率的ではない。
しかも、出鋼温度が高温になると、転炉あるいは電気炉
の耐火物が溶損され、耐火物原単位が大きくなり、脱窒
処理のための費用が高くなる。さらに、脱窒処理に使用
する反応容器の耐火物原単位も大きくなり、非効率的で
あり、且つ、不経済的であり、安定して極低窒素鋼を溶
製することは極めて困難である。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は極低窒素溶鋼溶製のための経済的な溶鋼の脱
窒方法を提供することを目的とするものである。
窒方法を提供することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、減圧下で粒状の固体酸化物を添加して、溶
鋼を脱炭させながら脱窒処理を行う極低窒素鋼の溶製方
法において、前記溶鋼の脱炭速度を0.005wt％/min以上
となるように粒状の固体酸化物を添加し、かつ前記溶鋼
に固体及び／又は気体の炭素源を添加して、溶鋼の炭素
濃度［Ｃ］を0.010wt％以上に保持しつつ、脱窒処理を
行うことを特徴とする極低窒素鋼の溶製方法である。
鋼を脱炭させながら脱窒処理を行う極低窒素鋼の溶製方
法において、前記溶鋼の脱炭速度を0.005wt％/min以上
となるように粒状の固体酸化物を添加し、かつ前記溶鋼
に固体及び／又は気体の炭素源を添加して、溶鋼の炭素
濃度［Ｃ］を0.010wt％以上に保持しつつ、脱窒処理を
行うことを特徴とする極低窒素鋼の溶製方法である。
即ち、本発明の技術的思想の根源は、前記（３）式に
従って溶鋼を脱窒処理するにあたり、固体酸化物を溶鋼
に添加して溶鋼の酸素濃度［Ｏ］をできうる限り低濃度
に抑制しながら［Ｃ］と反応させ、脱炭速度を大きくし
て、脱炭反応によるCOガス気泡量を多くし単位溶鋼重量
当たりの気・液界面積を増大し、脱窒反応サイトの増加
を図る点にある。
従って溶鋼を脱窒処理するにあたり、固体酸化物を溶鋼
に添加して溶鋼の酸素濃度［Ｏ］をできうる限り低濃度
に抑制しながら［Ｃ］と反応させ、脱炭速度を大きくし
て、脱炭反応によるCOガス気泡量を多くし単位溶鋼重量
当たりの気・液界面積を増大し、脱窒反応サイトの増加
を図る点にある。
本発明において、溶鋼に添加する固体酸化物は鉄鉱
石，マンガン鉱石，ニッケル鉱石およびクロム鉱石等溶
鋼に含有される炭素で容易に還元される酸化物の一種も
しくは二種以上の混合物が好ましく、それらの粒径は0.
1〜30mmの範囲とするのが有利である。
石，マンガン鉱石，ニッケル鉱石およびクロム鉱石等溶
鋼に含有される炭素で容易に還元される酸化物の一種も
しくは二種以上の混合物が好ましく、それらの粒径は0.
1〜30mmの範囲とするのが有利である。
また、溶鋼中の炭素［Ｃ］濃度を0.010wt％以上に保
持するために、固体酸化物の還元剤としての炭素源とし
て黒鉛，コークス，石炭等の固体あるいは炭化水素系ガ
ス等の気体を溶鋼に連続的にあるいは断続的に供給す
る。
持するために、固体酸化物の還元剤としての炭素源とし
て黒鉛，コークス，石炭等の固体あるいは炭化水素系ガ
ス等の気体を溶鋼に連続的にあるいは断続的に供給す
る。
このように、脱炭反応を継続的に進行させるために、
固体酸化物と同時にあるいは別々に溶鋼に炭素源を供給
して［Ｃ］濃度を確保し、溶鋼とCOガス気泡とが接する
気・液界面を増大せしめると同時に［Ｏ］の濃度の増加
を抑制する。即ち、脱炭で消費される［Ｃ］の一部ある
いは全てを黒鉛、コークス、石炭あるいは炭化水素系ガ
ス等で補う。供給されたこれらの炭素源は溶鋼に［Ｃ］
として溶解し、供給される固体酸化物と反応しCOガス気
泡を発生し、継続的に［Ｏ］濃度の上昇を抑え脱窒反応
に対する［Ｏ］の悪影響を除去しつつ脱窒を促進させ
る。
固体酸化物と同時にあるいは別々に溶鋼に炭素源を供給
して［Ｃ］濃度を確保し、溶鋼とCOガス気泡とが接する
気・液界面を増大せしめると同時に［Ｏ］の濃度の増加
を抑制する。即ち、脱炭で消費される［Ｃ］の一部ある
いは全てを黒鉛、コークス、石炭あるいは炭化水素系ガ
ス等で補う。供給されたこれらの炭素源は溶鋼に［Ｃ］
として溶解し、供給される固体酸化物と反応しCOガス気
泡を発生し、継続的に［Ｏ］濃度の上昇を抑え脱窒反応
に対する［Ｏ］の悪影響を除去しつつ脱窒を促進させ
る。
固体酸化物の還元剤としての炭素源を連続的に添加し
て脱炭反応を継続的に行わしめる場合、固体酸化物中の
酸素の添加速度Fo（mol/min）と固体酸化物の還元剤と
しての炭素源中の炭素の添加速度Fc（mol/min）との比
を以下の範囲として添加することが好ましい。
て脱炭反応を継続的に行わしめる場合、固体酸化物中の
酸素の添加速度Fo（mol/min）と固体酸化物の還元剤と
しての炭素源中の炭素の添加速度Fc（mol/min）との比
を以下の範囲として添加することが好ましい。
0.5≦（Fc/Fo）≦1.5 ……（４） 0.5＞（Fc/Fo）の場合には酸素源が過剰になり、やが
て炭素源が不足して、［Ｏ］濃度が上昇し脱窒反応が阻
害される。一方（Fc/Fo）＞1.5の場合には溶鋼の［Ｃ］
濃度が上昇し、不経済である。
て炭素源が不足して、［Ｏ］濃度が上昇し脱窒反応が阻
害される。一方（Fc/Fo）＞1.5の場合には溶鋼の［Ｃ］
濃度が上昇し、不経済である。
本発明の方法を実施するにあたり、溶鋼の撹拌と溶鋼
表面への不活性ガスあるいは還元性ガスの吹付けは重要
である。
表面への不活性ガスあるいは還元性ガスの吹付けは重要
である。
溶鋼の撹拌が弱いと添加した炭素源あるいは固体酸化
物が溶鋼内部に巻き込まれずに、突沸的なガス発生を引
起こし、安定した脱炭反応を継続することができない。
溶鋼の撹拌方法は既に知られているガス撹拌、電磁撹拌
等が有効である。
物が溶鋼内部に巻き込まれずに、突沸的なガス発生を引
起こし、安定した脱炭反応を継続することができない。
溶鋼の撹拌方法は既に知られているガス撹拌、電磁撹拌
等が有効である。
本発明の方法を実施するにあたり、雰囲気圧力は重要
である。圧力は高真空度であるほどCOガスの発生には有
利であるが、あまりにも高真空であると溶鋼の飛び散り
や溶鋼の突沸が起こり、安定した脱窒処理ができない。
したがって、雰囲気圧力は0.05〜50mmHg程度に制御する
ことが好ましい。このとき、溶鋼表面に不活性ガスを吹
付けると、溶鋼の気相との界面近傍の窒素ガスの移動速
度を大きくすることができ脱窒速度が向上し、同時に雰
囲気圧力も制御できる。
である。圧力は高真空度であるほどCOガスの発生には有
利であるが、あまりにも高真空であると溶鋼の飛び散り
や溶鋼の突沸が起こり、安定した脱窒処理ができない。
したがって、雰囲気圧力は0.05〜50mmHg程度に制御する
ことが好ましい。このとき、溶鋼表面に不活性ガスを吹
付けると、溶鋼の気相との界面近傍の窒素ガスの移動速
度を大きくすることができ脱窒速度が向上し、同時に雰
囲気圧力も制御できる。
本発明の方法を実施するにあたり、固体酸化物の選定
は重要である。即ち、固体酸化物は溶鋼に含有される
［Ｃ］で容易に還元されるものでないと、COガス生成が
停滞する。従って、固体酸化物は鉄鉱石，マンガン鉱
石，ニッケル鉱石，クロム鉱石の一種もしくは二種以上
の混合物が好ましい。
は重要である。即ち、固体酸化物は溶鋼に含有される
［Ｃ］で容易に還元されるものでないと、COガス生成が
停滞する。従って、固体酸化物は鉄鉱石，マンガン鉱
石，ニッケル鉱石，クロム鉱石の一種もしくは二種以上
の混合物が好ましい。
本発明において用いられる固体炭素源の大きさには特
に限定はないが、溶鋼内部にキャリアーガスと共にイン
ジェクションする場合には、粒径が3mm以下であること
が好ましい。溶鋼の上部から投入する場合には、0.1〜1
0mm程度の大きさがよい。
に限定はないが、溶鋼内部にキャリアーガスと共にイン
ジェクションする場合には、粒径が3mm以下であること
が好ましい。溶鋼の上部から投入する場合には、0.1〜1
0mm程度の大きさがよい。
本発明を実施するにあたり、溶鋼に添加する炭素源は
黒鉛、コークス、石炭等の固体炭素源あるいは炭化水素
系ガスの一種もしくは二種を併用することもできる。炭
化水素系ガスと共に、COガスあるいは水素ガス、および
それらの混合ガスを用いても良く、Arガスのような不活
性ガスと併用することもできる。
黒鉛、コークス、石炭等の固体炭素源あるいは炭化水素
系ガスの一種もしくは二種を併用することもできる。炭
化水素系ガスと共に、COガスあるいは水素ガス、および
それらの混合ガスを用いても良く、Arガスのような不活
性ガスと併用することもできる。
本発明の方法は、現在の真空精練設備、例えば、DH,R
H,VOD,VAD等の設備で溶鋼を脱窒する場合にも適用でき
る。
H,VOD,VAD等の設備で溶鋼を脱窒する場合にも適用でき
る。
（実施例） 以下、本発明について、実施例に基づく図面をもとに
説明する。
説明する。
雰囲気圧力10mmHgで、温度が1600℃、重量が100kgで
ある溶鋼の脱窒処理を、低周波誘導炉を用いて実験を行
い、脱炭速度あるいは単位時間当りの脱炭量を明らかに
した。
ある溶鋼の脱窒処理を、低周波誘導炉を用いて実験を行
い、脱炭速度あるいは単位時間当りの脱炭量を明らかに
した。
この実験において、フィダーを用いて溶鋼上部から添
加した固体酸化物は、粒径が５〜10mmの範囲の鉄鉱石、
マンガン鉱石、またはクロム鉱石の単独、および鉄鉱石
とマンガン鉱石、または鉄鉱石とクロム鉱石の混合物で
ある。供給した炭素源は黒鉛屑，コークス，石炭の単独
およびそれらの混合物である。［Ｃ］濃度は0.015〜0.5
0wt％の範囲である。固体酸化物を添加せず、溶鋼を脱
炭させない時の見掛けの脱窒速度定数kN 0（cm/％・mi
n）を基準にし、固体酸化物を添加して溶鋼を脱炭させ
たときの見掛けの脱窒速度定数kN（cm/％・min）との比
kN/kN 0と脱炭速度Vc［wt％/min］との関係を第４図に示
す。kN/kN 0の値はVcが大きくなると増加する。そして、
Vcが0.005［wt％/min］以上になると、kN/kN 0の値の増
加割合が急激に大きくなる。本発明において、Vcを0.00
5［wt％/min］以上とすることにより、極めて効率的に
脱窒処理を行うことが可能である。一方、Vcが0.005［w
t％/min］未満では、溶鋼の脱窒が極めて徐々に進行す
るために、通常の脱窒処理時間内においては極低窒素域
まで脱窒することは困難である。
加した固体酸化物は、粒径が５〜10mmの範囲の鉄鉱石、
マンガン鉱石、またはクロム鉱石の単独、および鉄鉱石
とマンガン鉱石、または鉄鉱石とクロム鉱石の混合物で
ある。供給した炭素源は黒鉛屑，コークス，石炭の単独
およびそれらの混合物である。［Ｃ］濃度は0.015〜0.5
0wt％の範囲である。固体酸化物を添加せず、溶鋼を脱
炭させない時の見掛けの脱窒速度定数kN 0（cm/％・mi
n）を基準にし、固体酸化物を添加して溶鋼を脱炭させ
たときの見掛けの脱窒速度定数kN（cm/％・min）との比
kN/kN 0と脱炭速度Vc［wt％/min］との関係を第４図に示
す。kN/kN 0の値はVcが大きくなると増加する。そして、
Vcが0.005［wt％/min］以上になると、kN/kN 0の値の増
加割合が急激に大きくなる。本発明において、Vcを0.00
5［wt％/min］以上とすることにより、極めて効率的に
脱窒処理を行うことが可能である。一方、Vcが0.005［w
t％/min］未満では、溶鋼の脱窒が極めて徐々に進行す
るために、通常の脱窒処理時間内においては極低窒素域
まで脱窒することは困難である。
本発明の範囲における脱炭反応は固体酸素源の供給律
速であるから、脱炭素度Vcは、固体酸素源の供給速度で
一義的に決まる。従って、Vcの値を0.005［wt％/min］
以上に確保するために添加する固体酸素源の添加速度
は、（２）式で示されるような脱炭反応式に従って化学
量論的に決定できる。例えば、固体酸素源に鉄鉱石（Fe
2O3の含有率η＝98（wt％））を用いた場合には、溶鋼1
ton当りの鉄鉱石の添加速度WFe203［kg/ton/min］は次
式で決定する。
速であるから、脱炭素度Vcは、固体酸素源の供給速度で
一義的に決まる。従って、Vcの値を0.005［wt％/min］
以上に確保するために添加する固体酸素源の添加速度
は、（２）式で示されるような脱炭反応式に従って化学
量論的に決定できる。例えば、固体酸素源に鉄鉱石（Fe
2O3の含有率η＝98（wt％））を用いた場合には、溶鋼1
ton当りの鉄鉱石の添加速度WFe203［kg/ton/min］は次
式で決定する。
WFe203≧(1/3)(MFe203/Mc)(0.005)×1000/10/η/100 ≧0.226［kg/ton/min］ MFe203:Fe2O3のモル重量 Mc:炭素のモル重量 他の固体酸素源を用いた時も脱炭反応式にしたがって
化学量論的に決定すればよい。
化学量論的に決定すればよい。
次に、溶鋼の脱窒速度に及ぼす固体酸化物の粒径の影
響について次の実験を行い、この関係を明らかにした。
響について次の実験を行い、この関係を明らかにした。
雰囲気圧力10mmHgで、温度が1600℃、重量が100kgで
ある溶鋼の脱窒処理を、低周波誘導炉で実施し、見掛け
の脱窒速度定数kN（cm/％・min）を測定した。フィダー
を用いて溶鋼上部から添加した固体酸化物は粒径が0.01
〜50mmの範囲の鉄鉱石とマンガン鉱石、ニッケル鉱石お
よびクロム鉱石である。固体酸化物と共に溶鋼に添加し
た炭素源は黒鉛屑またはコークスおよびそれらの混合物
である。Vcは0.005〜0.006（wt％/min）の範囲である。
固体酸化物中の酸素Ｏの添加速度Fo（mol/min）と炭素
源中の炭素Ｃの添加速度Fc（mol/min）との比Fc/Fcは0.
9〜1.0である。脱窒処理中の［Ｃ］濃度は0.015〜0.50w
t％の範囲である。添加した固体酸化物が0.01〜0.05mm
の粒径の時に得られた脱窒速度定数kNstan.を基準に
し、固体酸化物の大きさを変化させたときの脱窒速度定
数kNとの比kN/kNstan.と固体酸化物の粒径との関係を第
５図に示す。固体酸化物の粒径が0.1mmより小さいと溶
鋼表面で脱炭反応が進行し、溶鋼内部からのCOガス気泡
の発生量が極端に減少し、気・液界面積を増加させる効
果が小さい。一方、固体酸化物の粒径が30mmより大きい
と局部的な脱炭反応が助長され、脱窒速度が大きく変動
して、安定した脱窒反応が進行しない。
ある溶鋼の脱窒処理を、低周波誘導炉で実施し、見掛け
の脱窒速度定数kN（cm/％・min）を測定した。フィダー
を用いて溶鋼上部から添加した固体酸化物は粒径が0.01
〜50mmの範囲の鉄鉱石とマンガン鉱石、ニッケル鉱石お
よびクロム鉱石である。固体酸化物と共に溶鋼に添加し
た炭素源は黒鉛屑またはコークスおよびそれらの混合物
である。Vcは0.005〜0.006（wt％/min）の範囲である。
固体酸化物中の酸素Ｏの添加速度Fo（mol/min）と炭素
源中の炭素Ｃの添加速度Fc（mol/min）との比Fc/Fcは0.
9〜1.0である。脱窒処理中の［Ｃ］濃度は0.015〜0.50w
t％の範囲である。添加した固体酸化物が0.01〜0.05mm
の粒径の時に得られた脱窒速度定数kNstan.を基準に
し、固体酸化物の大きさを変化させたときの脱窒速度定
数kNとの比kN/kNstan.と固体酸化物の粒径との関係を第
５図に示す。固体酸化物の粒径が0.1mmより小さいと溶
鋼表面で脱炭反応が進行し、溶鋼内部からのCOガス気泡
の発生量が極端に減少し、気・液界面積を増加させる効
果が小さい。一方、固体酸化物の粒径が30mmより大きい
と局部的な脱炭反応が助長され、脱窒速度が大きく変動
して、安定した脱窒反応が進行しない。
kN/kNstan.の値は固体酸化物が0.1〜30mmの範囲の粒
径のときに大きな値になるので、本発明においては、固
体酸化物の粒径を0.1〜30mmとするのが有利である。
径のときに大きな値になるので、本発明においては、固
体酸化物の粒径を0.1〜30mmとするのが有利である。
〔第１実施例〕 本発明の第１実施例を第１図に示す。第１実施例は、
雰囲気圧力10mmHgで、温度が1600℃、重量が100kgであ
る溶鋼の脱窒処理を、低周波誘導炉で実施した。フィダ
ーを用いて溶鋼上部から添加した固体酸化物は粒径が５
〜10mmの範囲の鉄鉱石とマンガン鉱石の混合物である。
さらに、溶鋼上部から黒鉛とコークスの混合物を溶鋼に
添加した。第１図に示すように、溶鋼に固体酸化物（鉄
鉱石）を添加しつつ炭素源を供給して脱炭を継続させる
と、［Ｃ］濃度を0.010wt％以上に確保でき、その結果
［Ｏ］濃度の増加を抑制でき［Ｎ］の除去反応を継続し
て進行せしめることができる。
雰囲気圧力10mmHgで、温度が1600℃、重量が100kgであ
る溶鋼の脱窒処理を、低周波誘導炉で実施した。フィダ
ーを用いて溶鋼上部から添加した固体酸化物は粒径が５
〜10mmの範囲の鉄鉱石とマンガン鉱石の混合物である。
さらに、溶鋼上部から黒鉛とコークスの混合物を溶鋼に
添加した。第１図に示すように、溶鋼に固体酸化物（鉄
鉱石）を添加しつつ炭素源を供給して脱炭を継続させる
と、［Ｃ］濃度を0.010wt％以上に確保でき、その結果
［Ｏ］濃度の増加を抑制でき［Ｎ］の除去反応を継続し
て進行せしめることができる。
〔第２実施例〕 本発明の第２実施例を第２図に示す。通２実施例は、
雰囲気圧力10mmHg、温度が1600℃、重量が1000kgである
溶鋼の脱窒処理を、低周波誘導炉を用い、鉄鉱石の添加
と同時にランスを用いてC2H2ガスを溶鋼に吹込み、コー
クスを溶鋼に添加して実施した。第２図に示すように、
溶鋼に固体酸化物を添加しつつ炭素源を供給して脱炭を
継続させると、［Ｃ］濃度を0.010wt％以上に確保で
き、その結果［Ｏ］濃度の増加を抑制でき［Ｎ］の除去
反応を継続して進行せしめることができる。
雰囲気圧力10mmHg、温度が1600℃、重量が1000kgである
溶鋼の脱窒処理を、低周波誘導炉を用い、鉄鉱石の添加
と同時にランスを用いてC2H2ガスを溶鋼に吹込み、コー
クスを溶鋼に添加して実施した。第２図に示すように、
溶鋼に固体酸化物を添加しつつ炭素源を供給して脱炭を
継続させると、［Ｃ］濃度を0.010wt％以上に確保で
き、その結果［Ｏ］濃度の増加を抑制でき［Ｎ］の除去
反応を継続して進行せしめることができる。
雰囲気圧力１〜5mmHgの範囲で、温度が1600℃、重量
が100kgである溶鋼の脱窒処理を、低周波誘導炉で実施
した。フィダーを用いて溶鋼上部から添加した固体酸化
物は、大きさが２〜5mmの範囲の鉄鉱石，マンガン鉱石
およびクロム鉱石の単独，およびこれら混合物である。
供給した炭素源は黒鉛屑，コークス，石炭の単独および
その混合物と一部C2H2ガスをランスから吹込んだ。固体
酸素源と炭素源を別々にあるいは混合して添加したがそ
の効果は同じであった。［Ｃ］濃度は0.015〜0.50wt％
の範囲である。脱炭速度は0.005％/min以上である。本
実施例における固体酸化物および炭素源の種類と、脱窒
処理前後の溶鋼中の［Ｎ］濃度（wt％）を第１表に示し
た。
が100kgである溶鋼の脱窒処理を、低周波誘導炉で実施
した。フィダーを用いて溶鋼上部から添加した固体酸化
物は、大きさが２〜5mmの範囲の鉄鉱石，マンガン鉱石
およびクロム鉱石の単独，およびこれら混合物である。
供給した炭素源は黒鉛屑，コークス，石炭の単独および
その混合物と一部C2H2ガスをランスから吹込んだ。固体
酸素源と炭素源を別々にあるいは混合して添加したがそ
の効果は同じであった。［Ｃ］濃度は0.015〜0.50wt％
の範囲である。脱炭速度は0.005％/min以上である。本
実施例における固体酸化物および炭素源の種類と、脱窒
処理前後の溶鋼中の［Ｎ］濃度（wt％）を第１表に示し
た。
本発明の方法により、15分の脱窒処理で、いずれの場
合も［Ｎ］0.0010wt％以下が達成できた。
合も［Ｎ］0.0010wt％以下が達成できた。
〔比較例〕 次に、本発明の方法と比較のため、雰囲気圧力10mmHg
で、温度が1600℃、重量が100kgである溶鋼の脱窒処理
を低周波誘導炉を用いて行った。その結果を第３図に示
す。この比較例において、フィダーを用いて溶鋼上部か
ら添加した固体酸化物は粒径が５〜10mmの範囲の鉄鉱石
とマンガン鉱石の混合物である。第３図に示すように、
溶鋼に固体酸化物（鉄鉱石）を添加して脱炭させると、
［Ｃ］濃度が0.010wt％未満になると、［Ｏ］濃度が増
加し、［Ｎ］の除去反応は進行しないことが明らかであ
る。
で、温度が1600℃、重量が100kgである溶鋼の脱窒処理
を低周波誘導炉を用いて行った。その結果を第３図に示
す。この比較例において、フィダーを用いて溶鋼上部か
ら添加した固体酸化物は粒径が５〜10mmの範囲の鉄鉱石
とマンガン鉱石の混合物である。第３図に示すように、
溶鋼に固体酸化物（鉄鉱石）を添加して脱炭させると、
［Ｃ］濃度が0.010wt％未満になると、［Ｏ］濃度が増
加し、［Ｎ］の除去反応は進行しないことが明らかであ
る。
第３図に示したように、［Ｃ］濃度が0.010wt％未満
では脱窒速度が極端に低下する。脱窒速度を大きくし極
低窒素鋼を溶製するためには、本発明の方法により
［Ｃ］濃度を0.010wt％以上に確保して、［Ｏ］濃度を
低濃度に保持しつつ脱炭速度を大きくしなければならな
い。従って、比較例の溶鋼を極低窒素鋼として処理する
ためには、本発明の方法により、脱炭速度に見合う炭素
源を溶鋼に供給して、脱炭反応を継続させる必要があ
る。このことによって、極低窒素鋼の溶製が可能とな
る。
では脱窒速度が極端に低下する。脱窒速度を大きくし極
低窒素鋼を溶製するためには、本発明の方法により
［Ｃ］濃度を0.010wt％以上に確保して、［Ｏ］濃度を
低濃度に保持しつつ脱炭速度を大きくしなければならな
い。従って、比較例の溶鋼を極低窒素鋼として処理する
ためには、本発明の方法により、脱炭速度に見合う炭素
源を溶鋼に供給して、脱炭反応を継続させる必要があ
る。このことによって、極低窒素鋼の溶製が可能とな
る。
（発明の効果） 本発明の方法により、溶鋼中の窒素が10ppm以下の極
低窒素濃度まで脱窒することが可能となり、極低窒素鋼
の製造が容易になった。
低窒素濃度まで脱窒することが可能となり、極低窒素鋼
の製造が容易になった。
第１図、第２図は本発明による［Ｎ］，［Ｏ］，［Ｃ］
濃度の経時変化を示す図、第３図は比較例の［Ｎ］，
［Ｏ］，［Ｃ］濃度の変化を示す図、第４図は脱炭速度
と、脱炭させない時の見掛けの脱窒速度定数kN 0と脱炭
を実施した時に得られた見掛けの脱窒速度定数kNとの
比、kN/kN 0との関係を示す図、第５図は固体酸化物の大
きさが0.01〜0.05mmの時に得られた見掛けの脱窒速度定
数kNstan.を基準にし、固体酸化物の大きさを変化させ
た時に得られた脱窒速度定数kNとの比kN/kNstan.と固体
酸化物の粒径との関係を示す図である。
濃度の経時変化を示す図、第３図は比較例の［Ｎ］，
［Ｏ］，［Ｃ］濃度の変化を示す図、第４図は脱炭速度
と、脱炭させない時の見掛けの脱窒速度定数kN 0と脱炭
を実施した時に得られた見掛けの脱窒速度定数kNとの
比、kN/kN 0との関係を示す図、第５図は固体酸化物の大
きさが0.01〜0.05mmの時に得られた見掛けの脱窒速度定
数kNstan.を基準にし、固体酸化物の大きさを変化させ
た時に得られた脱窒速度定数kNとの比kN/kNstan.と固体
酸化物の粒径との関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】減圧下で粒状の固体酸化物を添加して、溶
鋼を脱炭させながら脱窒処理を行う極低窒素鋼の溶製方
法において、前記溶鋼の脱炭速度を0.005wt％/min以上
となるように粒状の固体酸化物を添加し、かつ前記溶鋼
に固体及び／又は気体の炭素源を添加して、溶鋼の炭素
濃度［Ｃ］を0.010wt％以上に保持しつつ、脱窒処理を
行うことを特徴とする極低窒素鋼の溶製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31768888A JP2668568B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 極低窒素鋼の溶製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31768888A JP2668568B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 極低窒素鋼の溶製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02163312A JPH02163312A (ja) | 1990-06-22 |
| JP2668568B2 true JP2668568B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=18090914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31768888A Expired - Lifetime JP2668568B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 極低窒素鋼の溶製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668568B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5614306B2 (ja) * | 2011-01-26 | 2014-10-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | マンガン含有低炭素鋼の溶製方法 |
| JP6028750B2 (ja) * | 2014-02-21 | 2016-11-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | マンガン含有低炭素鋼の溶製方法 |
-
1988
- 1988-12-16 JP JP31768888A patent/JP2668568B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02163312A (ja) | 1990-06-22 |
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