JP4839658B2 - 軸受鋼の精錬方法 - Google Patents
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Description
このため、軸受鋼の製造においては、従来から転炉での吹錬後に真空脱ガス処理を行うことで、脱ガスを行うと共に非金属介在物を除去している。さらに、近年では、転炉での吹錬時に転炉内の撹拌ガスとして窒素ガスを用いることで溶鋼中に窒素を高濃度で溶解させ、真空脱ガス処理の際に生じる気泡の上昇に伴って気泡にトラップされた非金属介在物の浮上を促進する技術が採用されている。
また、特許文献1に示すようにMgO系フラックスを用いた場合にも、わずかではあるがスラグ中のMgOではなくCaOと結びついてCaO−Al2O3などの非金属介在物が生じ、溶鋼に残存することがあった。
本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、より清浄度を高めるための軸受鋼の精錬方法を提供する。
窒素ガスを溶鋼に供給しながら行う転炉での一次精錬工程と、取鍋において前記転炉から出鋼した溶鋼中に脱酸剤を添加して窒素ガスを吹き込み当該窒素ガスで撹拌するバブリング工程と、前記バブリング工程後に行なう真空脱ガス処理工程と、を有し、前記バブリング工程においては、前記真空脱ガス工程での窒素気泡の発生、上昇に伴う非金属介在物の浮上分離作用による非金属介在物の除去効果を大きくするためにバブリング工程終了後の溶鋼中の窒素濃度を170ppm以上となるように前記窒素ガスを3分〜20分間吹き込み、前記真空脱ガス処理工程では、真空脱ガス処理を30分以上行ない、窒素気泡を発生させて非金属介在物のトラップと浮上促進を行うことを特徴とする。
図1は、本実施形態における軸受鋼の製鋼の様子を示す図である。
本実施形態により製造される軸受鋼は、C:0.80〜1.10質量%、Si:0.15〜0.70質量%、Mn1.15質量%以下、Cr:0.90〜1.60質量%、P:0.025質量%以下、S:0.020質量%以下、O:0.0010質量%以下の成分組成を有する。
転炉1での一次精錬工程においては、上吹きランス11から酸素を上吹きすることで脱炭及び脱リン反応を進行させる。この際、反応を促進する目的で、炉底羽口12から撹拌ガスを供給するが、軸受鋼の製造ではこの撹拌ガスとして窒素ガスを用いることで窒素ガスを溶鋼に溶解させ(加窒)、溶鋼中の窒素濃度を高める。本実施形態では、この加窒により、約100〜180ppm程度となる。
前記一次精錬後、転炉から取鍋2に溶鋼を出鋼し、脱酸剤及びフラックス類を添加して、バブリング工程を行う。
脱酸剤は、主としてAl系(金属Al等)を用いるが、Mn系(Fe−Mn等)、Si系(Fe−Si等)、Si−Mn系などを併用することができる。
バブリング工程では、溶鋼浴面下に撹拌用ランス21を装入して窒素ガスを吹き込み、溶鋼を撹拌する。
窒素ガスの流量は、取鍋2内の窒素分圧を高めることで溶鋼中の窒素濃度を高めることができるため、多いことが望ましいが、あまりに多いと撹拌力が強くなりすぎる。このため、許容される撹拌力の強さの範囲で、流量を大きくすることが好ましい。本実施形態では180t取鍋内溶鋼に対し、窒素ガス流量を3.5Nm3/minとしてバブリング工程を加えている。また、本発明ではバブリング工程終了後の窒素濃度を170ppm以上とする。
本発明のバブリング工程では、以下のような反応が進行する。
この際、スラグ及び溶鋼を混合する撹拌作用があまりに強いとスラグ中に吸収された非金属介在物が溶鋼に溶解するが、窒素ガスを用いた場合は窒素の一部が溶鋼に溶解するので、Arなど他の不活性ガスを用いる場合と比べて撹拌作用の弱い弱撹拌となる。従って、吸収された非金属介在物の溶鋼への溶解を防ぎ、スラグや脱酸剤と溶鋼との反応を効率的に促進することができる。
なお、バブリングは、撹拌用ランス21を装入し窒素ガスを上吹きする方法に限定されず、例えば、取鍋2の底に設置したポーラスプラグから窒素ガスを底吹きする方法で行ってもよい。
2 取鍋
11 ランス
12 炉底羽口
21 撹拌用ランス
31 浸漬管
Claims (1)
- C:0.80〜1.10質量%、Si:0.15〜0.70質量%、Mn:1.15質量%以下、Cr:0.90〜1.60質量%、P:0.025質量%以下、S:0.020質量%以下、O:0.0010質量%以下の成分組成を有する軸受鋼の精錬方法であって、
窒素ガスを溶鋼に供給しながら行う転炉での一次精錬工程と、取鍋において前記転炉から出鋼した溶鋼中に脱酸剤を添加して窒素ガスを吹き込み当該窒素ガスで撹拌するバブリング工程と、前記バブリング工程後に行なう真空脱ガス処理工程と、を有し、
前記バブリング工程においては、前記真空脱ガス工程での窒素気泡の発生、上昇に伴う非金属介在物の浮上分離作用による非金属介在物の除去効果を大きくするためにバブリング工程終了後の溶鋼中の窒素濃度を170ppm以上となるように前記窒素ガスを3分〜20分間吹き込み、前記真空脱ガス処理工程では、真空脱ガス処理を30分以上行ない、窒素気泡を発生させて非金属介在物のトラップと浮上促進を行うことを特徴とする軸受鋼の精錬方法。
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