JP6485058B2

JP6485058B2 - 低窒素鋼の溶製方法

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Publication number: JP6485058B2
Application number: JP2015008740A
Authority: JP
Inventors: 敦岡山; 善彦樋口; 秀平笠原
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2035-01-20
Also published as: JP2016132808A

Description

本発明は、溶鋼を取鍋に出鋼して処理する際の吸窒を防止し、低窒素鋼を経済的かつ安定して製造する低窒素鋼の溶製方法に関するものである。

近年、鋼材に要求される材質特性が高度化しており、鋼材の靭性をはじめとする特性値の向上が求められている。その際に、問題になる窒素を可能な限り低減することが必要である。窒素の悪影響を緩和するために、ＴｉやＮｂを添加し窒素を窒化物として固定することも行われているが、合金コストの上昇や窒化物自体が欠陥となる問題もある。そのため、鋼中窒素濃度の低減は依然として大きな問題である。

高炉・転炉法では、高炉で製造された炭素濃度４−４．５％の溶銑を転炉で脱炭する。転炉では、大量の酸素を溶銑に吹き付けることによって、溶銑中の炭素を２Ｃ＋Ｏ_２＝２ＣＯの反応で除去する。この際に発生する大量のＣＯガスによって転炉吹錬終了時の窒素濃度は１０ｐｐｍ程度まで低下する。しかし、転炉から取鍋への出鋼時に大気に接触することにより鋼中窒素濃度は大幅に上昇する。

取鍋に収容された溶鋼は、多くの場合真空脱ガス装置で処理されるが、脱窒反応速度が遅いため脱窒量はわずかである。また、空気リークに起因する吸窒が同時に起こり、真空処理中にも関わらず窒素濃度が上昇する場合もある。真空脱ガス装置での脱窒反応促進の試みも多数行われているが、上述の出鋼時の吸窒量が多く、また、処理時間の制約もあり低窒素鋼を経済的にかつ安定的に製造するに至っていない。

このような問題点を解決すべく、出鋼時の吸窒を抑制する方法が提案されている。例えば、特許文献１では、出鋼中の取鍋に炭酸マグネシウムを分割あるいは連続して投入・添加し、その分解反応（ＭｇＣＯ_３→ＭｇＯ＋ＣＯ_２）で生じたＣＯ_２によって取鍋内雰囲気の窒素ガス濃度を低下させ、この分解反応で生成したＣＯ_２が取鍋内から取鍋外へ流出する流量を規定することにより出鋼中の吸窒を抑制する方法が提案されている。また、特許文献２では、固体の分解で生じるＣＯ_２を使う代わりに、純酸素ガスまたは窒素を含まず酸素を２０体積％以上含むガスを供給し、そのガス流量を規定することにより出鋼中の吸窒を抑制する方法が提案されている。さらに、特許文献３では、取鍋の上面のほとんどを覆うシール蓋を用い、その蓋に設けた封入孔から不活性ガスを導入して取鍋内を不活性雰囲気とすることにより出鋼中の吸窒を抑制する方法が提案されている。一方、空気中の窒素と溶鋼流との接触を抑制するため、特許文献４では、出鋼前に取鍋内の窒素濃度を低下させた後に、蓋に円環状に配設されたノズルからアルゴンガスを吹き付けることを特徴とする取鍋への空気巻き込み抑制方法が提案されている。

特開平８−４１５２５号公報特開２０１２−２０７２７２号公報特開昭６３−２３０２６６号公報特開平２−２８５０２０号公報

しかしながら、上述の特許文献１の方法では問題がある。出鋼中の取鍋に炭酸マグネシウムを分割あるいは連続して投入・添加する必要があり、かつ、出鋼中の取鍋内空間のガスの連続分析をして適正なるＣＯ_２発生速度に制御する必要がある。出鋼中の過酷な環境下で固体である炭酸マグネシウムの分解速度を制御しつつ出鋼時間の全域に渡って投入することは実際には困難である。

また、上述の特許文献２の方法では、単純に酸素含有ガスを供給しており、取鍋から上方空間へ向かうガスの強い上昇流に供給ガスが邪魔されて、有効に吸窒領域をシールすることができないという問題がある。また、特許文献２の図１には溶鋼の叩き込み部に供給ガスを供給することが記載されているものの、溶鋼の出鋼に伴って叩き込み部の高さは刻々と上昇する上に、転炉の傾動角度が変化するために叩き込み部の位置も移動するので、常に叩き込み部にガスを吹き込むことは難しい。

さらに、上述の特許文献３の方法では、取鍋上面のほとんどをシール蓋で覆う必要がある。しかし、出鋼中に転炉の傾動角度は刻々と変化し、転炉出鋼孔位置および出鋼孔から流出する出鋼流位置も同様に刻々と変化する。そのため、出鋼中に出鋼流位置の変化に応じて取鍋を移動させている。したがって、取鍋上面をほとんどシール蓋で覆ってしまうと、出鋼流の全てを取鍋に受けることが困難となる。また、出鋼中にはシュートから合金が投入されるため、取鍋上面のほとんどをシール蓋で覆ってしまうと合金投入が阻害されてしまう。

上述の特許文献４の方法では、出鋼中に取鍋の上部に設置した円環状のノズルからアルゴンガスを出鋼流に向けて水平方向または上方へ吹き付けたとしても、取鍋開口部からは出鋼流に熱せられた取鍋内の雰囲気ガスの上昇流が出てくるため、取鍋への出鋼流による空気巻き込みを有効に抑制することが困難である。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、出鋼時の大気からの窒素吸収を抑制する低窒素鋼の溶製方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、転炉から取鍋への出鋼中の吸窒挙動を検討した結果、取鍋内空間の雰囲気中窒素ガスと出鋼流とのガスメタル界面、特に出鋼流が取鍋内の溶鋼に入る叩き込み部で吸窒反応が生じていることがわかった。また、この時、出鋼流に引っ張られる形で取鍋内の叩き込み部上部の雰囲気ガスが叩き込み部に巻き込まれることが分かった。このため、叩き込み部上部の雰囲気中窒素ガス濃度を低減することで吸窒を抑制できる。

大気中には約７８％の窒素が含まれているため、単純に取鍋に出鋼した場合、叩き込み部上部の雰囲気中窒素ガス濃度は約７８％となる。局所的に叩き込み部上部の窒素濃度を低減するには、雰囲気中窒素濃度を低減することに加え、蓋等によって外部、すなわち大気からの窒素供給を抑制することが重要である。ただし、出鋼中も蓋を設置するには蓋上部に開口部を設ける必要があるため、蓋を設置した場合であっても完全密封することはできず、出鋼流が通過する開口部から大気が取鍋内に流入する。また、出鋼流近傍では熱せられた雰囲気ガスが上昇流を形成するため、相対的に大気の取鍋内流入が加速されることになる。この時、取鍋上部に、出鋼流が通過する開口部を有し、取鍋内へのシールガス導入設備を備えた蓋を設置した上で、蓋の下部に設置した配管から取鍋内にシールガスを導入することで、熱せられた雰囲気ガスが蓋上部の開口部から排出されることに伴って相対的に取鍋内に流入する大気の量を低減でき、吸窒を抑制できることが判明した。すなわち、蓋とシールガス導入により、取鍋内の雰囲気ガス流れを制御し、取鍋内に進入する大気の量を減少させ、吸窒が生じる溶鋼表面近傍の窒素濃度を低位に安定させることが可能である。この時の取鍋内に流入する大気の量を直接測定することは非常に困難であるが、本発明者らが鋭意検討した結果、シールガス導入に伴う、見かけ上の取鍋開口部面積でのガス流速を管理することで、取鍋内に流入する大気の量も制御できることが判明した。

これらの対策を施した結果、ガスメタル界面での吸窒反応を抑制することが可能となり、低窒素鋼を経済的にかつ安定して溶製することができる。

このように、蓋の開口部の面積とシールガスの流量とには適正な範囲があると考え、これらの関係を明らかにした。その結果、本発明の要旨を次のように纏めることができる。

（１）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（ｍ^２）であり、Ａは前記取鍋開口部の面積（ｍ^２）であり、Ｑは前記シールガス流量（Ｎｍ^３／ｍｉｎ）である。

（２）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、上記（１）に記載の低窒素鋼の溶製方法。

本発明によれば、転炉から出鋼中の溶鋼の吸窒反応が抑制できるため、低窒素鋼を経済的かつ安定して製造することが可能となる。

図１は従来の製造方法での出鋼操作を示す図である。図２（ａ）は本発明の製造方法での出鋼操作を示す図であり、図２（ｂ）は本発明で使用する蓋の平面図である。図３は吸窒量とＱ／（Ａ−Ｂ）の関係を示す図である。

以下、本実施の形態について図１および図２を参照しながら詳細に説明する。図１、図２中の矢印はガスの流れを示す。

１．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＋Ｏ_２＝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。

出鋼時には、精錬炉１を傾動し、炉体側面に有する出鋼孔１ａ、あるいは炉口１ｂから溶鋼を出鋼する。出鋼中には、炉体の傾動角度は刻々と変化し、出鋼孔１ａ／炉口１ｂの位置および出鋼流３の位置も同様に刻々と変化するため、取鍋２の位置も時々刻々と変化する。また、出鋼中には成分調整に必要な合金の一部／全部がシュートから投入される。

２．出鋼前に取鍋開口部の周縁部に（１）式を満たすとともに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する
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ＣＯ_２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。

２．２．シールガス導入設備
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。

シールガス５を取鍋２内に導入するための出口位置は、蓋４の下部であれば特に制限は無く、蓋４の周縁部に適当な間隔を空けて配置するか、もしくはスリット羽口として連続的に配置しても良い。

また、シールガス導入設備の出口向きは、上昇流７による大気６の侵入を防ぐことができるのであれば特に限定されることがなく、取鍋底の方向、すなわち下向きであればよい。

２．３．本発明の低窒素鋼の溶製方法を用いた場合のガスの流れ
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。

２．４．（１）式の説明
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。

０．３＜Ｂ／Ａ＜０．８・・・（１）
（１）式中、Ｂは蓋４が取鍋開口部２ａを覆う面積（ｍ^２）であり、Ａは取鍋開口部２ａの面積（ｍ^２）である。

Ｂ／Ａが０．３よりも小さい場合、蓋の開口部４ａの面積が大きくなり、多量のシールガス５が必要となるため、吸窒抑制の効果を安価に得ることが困難となる。Ｂ／Ａは操業を阻害しない範囲で大きいほど吸窒抑制効果を得やすい。一方、Ｂ／Ａが大きいと、開口部４ａの面積は小さくなる。出鋼流３の位置は時間によって刻々と変化することに加え、出鋼時は合金添加等の処理が行われる。このため、開口部４ａが狭すぎると、出鋼流３が蓋４の内周縁４ｂに接触して飛散してしまい、出鋼歩留りが低下してしまう。このような操業阻害を起こさないためにも、Ｂ／Ａは０．８よりも小さいことが必要である。なお、開口部４ａの形状は円形に限定されることはなく、楕円もしくは矩形といった形状でも良い。また、開口部４ａの位置も特に限定されることがなく、平面視で蓋４の中央部に配置されていてもよく、蓋４の外周縁側に偏って配置されていてもよい。開口部４ａがいずれの位置であっても、（１）式および（２）式を満たせば、十分な流量の上昇流７により大気６の侵入を防ぐことが可能となる。

３．少なくとも出鋼中に蓋の下部からシールガスを（２）式を満たす流量で取鍋内に吹き込む
３．１．（２）式の説明
シールガス５としてはＣＯ_２、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Ｏ_２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。

この時、吸窒効果を得るには、取鍋２に蓋４を設置すると共に、蓋４の下部から導入するシールガス５の流量Ｑを、蓋４の開口部４ａの面積（取鍋開口部２ａの空間の面積Ａ−蓋４が取鍋開口部２ａを覆う面積Ｂ）で除したＱ／（Ａ−Ｂ）、すなわちシールガス５の導入に伴う、見かけ上の蓋４の開口部４ａでの排出ガス（上昇流７）の流速が０．３５ｍ／ｍｉｎよりも大きいことが必要である。すなわち下記（２）式を満たす必要がある。

Ｑ／（Ａ−Ｂ）＞０．３５・・・（２）
（２）式中、Ｑはシールガス５の流量（Ｎｍ^３／ｍｉｎ）である。

Ｑ／（Ａ−Ｂ）が０．３５ｍ／ｍｉｎ以下である場合、相対的に取鍋２内への大気６の進入速度が大きくなり、窒素濃度の高い大気６が叩き込み部３ａまで到達することになるため、吸窒を抑制することができない。Ｑ／（Ａ−Ｂ）が０．３５ｍ／ｍｉｎよりも大きい場合、取鍋２内への大気６の進入速度が遅くなるため、例え大気６が取鍋２内に進入しても熱せられたガスによる上昇流７と共に排出され、吸窒が生じている叩き込み部３ａまで大気６は到達しない。すなわち、叩き込み部３ａの周囲は、蓋４の下部より導入したシールガス５で窒素濃度が希釈されたガスに覆われることになる。出鋼前後での窒素量の差であるΔ[Ｎ]を１０ｐｐｍ以下に低減する場合には、Ｑ／（Ａ−Ｂ）が１．０ｍ／ｍｉｎ以上とすることが望ましい。

３．２．シールガスの導入時期および出鋼前にシールガスを導入する場合における取鍋内の窒素分圧
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。

また、吸窒抑制効果をより効果的に得るためには、出鋼中に加え、出鋼前に取鍋２内にシールガス５を導入し、取鍋２内の窒素分圧を０．１ａｔｍ未満にしておくことが望ましい。蓋４が無く、シールガス５を流さない通常の出鋼の場合、出鋼が始まると取鍋２内の雰囲気ガスの多くは上昇流７に乗って大気に散逸するが、本発明では蓋４を設置していることに加え、シールガス５を流すことで開口部４ａからの取鍋２内への大気６の進入が抑制されることで、蓋４やシールガス５が無い場合の出鋼の場合と比較して、取鍋２内の窒素濃度を低位に維持できる。

出鋼前の取鍋２内の窒素分圧を測定するのは困難であるが、取鍋２内をＣＯ_２で置換し、取鍋２内で採取したガスのＣＯ_２濃度を測定した上で、空気中の窒素濃度である７８ｖｏｌ％を乗ずることで、窒素分圧を算出できる。シールガス５としてＡｒを用いる場合、ＣＯ_２で置換する場合と同じ時間Ａｒを導入することで、窒素分圧を０．１ａｔｍ未満に制御できる。

開口部４ａがあるため、取鍋２内を完全にシールガス５で置換することは困難であるが、取鍋２内の窒素分圧を０．１ａｔｍ未満とした直後に出鋼を開始することで、吸窒効果を効果的に得られる。出鋼前に取鍋２内にシールガス５を導入する場合、出鋼中も継続してシールガス５を導入することが望ましい。

上記のように本発明を用いることで、出鋼時に窒素濃度の上昇量を抑制することができるので、低窒素鋼を経済的にかつ安定的に溶製することができる。

このような溶製方法は、炭素鋼に非常に有効であるが、炭素鋼以外のステンレス鋼・合金鋼の溶製にも有効である。

以下に示す溶鋼の実施例および比較例の条件で出鋼時の吸窒挙動評価試験を行った。
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１２．７ｍ^２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。

出鋼後の取鍋内溶鋼をサンプリングし、出鋼前後の窒素濃度の変化量Δ［Ｎ］（ｐｐｍ）を吸窒量として評価した。出鋼条件および吸窒量を表１に示す。出鋼の際、出鋼を開始して２分後に出鋼流に巻き込ませる形でＡｌを含む合金を投入した。シールガスとしてはＣＯ_２もしくはＡｒガスを使用した。表１に記載したＣおよびＡｌ濃度は、出鋼後の取鍋内溶鋼の成分である。試験結果を以下に示す。以下、Δ［Ｎ］が１５ｐｐｍ以下であった場合、発明の効果があったと判断した。

試験Ｎｏ．１（比較例）は、通常通りに、転炉から、蓋の無い取鍋へ出鋼した結果、Δ［Ｎ］＝２２ｐｐｍであった。

試験Ｎｏ．２からＮｏ．４まで（比較例）は取鍋上端の縁部に蓋（Ｂ／Ａ＝０．１５）を載せて蓋の下部からＡｒガスを３．２から１２Ｎｍ^３／ｍｉｎ流したが、Δ［Ｎ］は２０から１６ｐｐｍであり、（１）式を満たさなかったために発明の効果は認められなかった。

試験Ｎｏ．５からＮｏ．７（比較例）は蓋（Ｂ／Ａ＝０．３１もしくは０．４６）を載せ、試験Ｎｏ．５は出鋼中のシールガスを導入無しとし、試験Ｎｏ．６、Ｎｏ．７はシールガス流量を２Ｎｍ^３／ｍｉｎとしたが、Δ［Ｎ］は２０から２１ｐｐｍであり、（２）式を満たさなかったために発明の効果は認められなかった。

試験Ｎｏ．８からＮｏ．２１（発明例）は蓋（Ｂ／Ａ＝０．３１から０．７９）を載せ、出鋼中にシールガスを２から１２Ｎｍ^３／ｍｉｎ導入した。これらの条件では出鋼前後のΔ［Ｎ］が６から１３ｐｐｍであり、発明の効果が見られた。

また、試験Ｎｏ．２２（比較例）では開口部の少ない蓋（Ｂ／Ａ＝０．８５）を用いたところ、Δ［Ｎ］は５ｐｐｍと良好であったが、出鋼流が蓋と接触する操業トラブルが生じ、出鋼歩留りが０．５％低下した。

上記した結果から、取鍋に蓋を載せてシールガスを吹き込むことで出鋼前後の吸窒が抑制できることが分かる。シールガスとしてＣＯ_２とＡｒを用いた両方で吸窒抑制効果が見られたことから、ＣＯ_２、Ａｒともにシールガスに利用できることが分かる。また、Ｂ／Ａが０．１５である蓋を使った場合、シールガス流量を増量した条件であっても十分な吸窒抑制効果が得られておらず、発明の効果を得るには蓋のＢ／Ａが０．３０より大きい条件とする必要があることが分かる。一方、吸窒抑制にはＢ／Ａを大きくしたほうが良いが、開口部を狭くしてＢ／Ａが０．８を超える蓋を用いた場合、操業トラブルが生じる頻度が増加することから、本発明において発明の効果を得る蓋のＢ／Ａは０．８未満である。

図３に吸窒量とＱ／（Ａ−Ｂ）の関係を示す。図３において、▲印はＢ／Ａ、もしくはＱ／（Ａ−Ｂ）が本発明要件を満たしていない条件での値、○印はＢ／Ａが本発明要件を満たす条件での値である。Ｂ／Ａが０．３から０．８の範囲で、かつ、Ｑ／（Ａ−Ｂ）が０．３５より大きい条件で、操業トラブルを生じることなく出鋼前後の吸窒抑制効果が得られていることが分かる。

図３において、△、◎印は出鋼前に取鍋内をＣＯ_２で置換した試験Ｎｏ．１３、１４、１８の値であるが、△印（Ｎｏ．１３）は出鋼前の取鍋内の窒素分圧が０．３１ａｔｍ、◎印（Ｎｏ．１４、１８）は取鍋内の窒素分圧が０．１ａｔｍ未満であった条件での値である。Ｎｏ．１２とＮｏ．１３の比較から、出鋼前に取鍋内にシールガスを導入した条件であっても、窒素分圧が０．３１では、吸窒抑制効果が更に改善される効果は見られていない。一方、Ｎｏ．１２とＮｏ．１４、および、Ｎｏ．１７、Ｎｏ．１８との比較から、出鋼前に取鍋内にシールガスを導入し、窒素分圧を０．１ａｔｍ未満とした条件では、出鋼前にシールガスを導入しない条件と比較して、更に吸窒が抑制されていることが分かる。

以上から、経済的に（すなわち、歩留を維持しつつ）低窒素鋼を溶製するには、本発明条件を満たす必要があることがわかる。

溶鉄の出鋼時の吸窒を防止できるため、低窒素鋼の溶製方法において有益である。

１精錬炉、１ａ出鋼孔、１ｂ炉口、２取鍋、２ａ（取鍋）開口部、３出鋼流、３ａ叩き込み部、４蓋、４ａ（蓋の）開口部、５シールガス、６大気、７上昇流

Claims

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た上で、
前記蓋の下部に設置した配管から前記取鍋内にシールガスを導入することで、熱せられた雰囲気ガスが前記蓋の開口部から排出されることに伴って相対的に前記取鍋内に流入する大気の量を低減するように、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（ｍ^２）であり、Ａは前記取鍋開口部の面積（ｍ^２）であり、Ｑは前記シールガス流量（Ｎｍ^３／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。