JPH01208433A - 窒化フェロクロムの製造方法 - Google Patents

窒化フェロクロムの製造方法

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JPH01208433A
JPH01208433A JP3363288A JP3363288A JPH01208433A JP H01208433 A JPH01208433 A JP H01208433A JP 3363288 A JP3363288 A JP 3363288A JP 3363288 A JP3363288 A JP 3363288A JP H01208433 A JPH01208433 A JP H01208433A
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JP
Japan
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molten metal
slag
ferrochrome
ferrochrome nitride
nitride
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JP3363288A
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English (en)
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Keiichi Nakagawa
恵一 中川
Kiyoshi Kawasaki
清 川崎
Yutaka Yano
豊 矢野
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、窒素含有量が2.0〜440%で、酸素含
有量が0.1%以下の窒化フェロクロムの製造方法に関
するものである。
[従来の技術] 強靭性及び耐食性に優れた鋼としてクロム鋼が知られて
おり、これに窒素を添加すると更に耐摩耗性及び硬度が
向上する。従来の合金鋼への窒素添加剤として、固体状
態で低炭素フェロクロムを窒化した窒化フェロクロムが
使われている。第6図は従来の窒化フェロクロムの製造
方法のフロー図である。窒化フェロクロムの製造方法は
、粒状(−3mm)の低炭素フェロクロム11を固体窒
化加熱炉12に装入し、真空排気し、加熱しながら、炉
内に窒素ガスを導入して、高温(1100〜1200℃
)の窒素雰囲気中で、5〜7時間保持し、粒状の低炭素
フェロクロムに窒素を吸収させて、ブリケット状(10
〜150mm )の窒化フェロクロム13としていた。
第1表に従来の窒化フェロクロム及び低炭素フェロクロ
ムの成分表の一例を示す。
第1表(重I%) この表から明らかなように窒化フェロクロムの成分は、 窒素:約7%、Cr:約60%。
C: 0.06%、酸素含有量: 0.25%、である
このブリケット状の窒化フェロクロムを溶鋼中に添加す
ると溶鋼中への窒素吸収歩留は75%であった。
[発明が解決しようとする課M] しかしながら最近ブリケット状の窒化フェロクロムに対
して、下記のような要求がなされている。即ち、塊状の
窒化フェロクロム(固体状態で窒化された窒化フェロク
ロムはブリゲットの形状であるので、これを溶鋼に添加
する時の取扱時に壊れやすく、粒状品が発生する等の不
都合がある)であること、更に ■ 窒化フェロクロムの酸素含有量の低減(0,1%以
下) ■ 溶鋼中への窒素吸収歩留の向上 (75%→90%以上) 等である。
■を解決するためには、酸素含有量の低い低炭素フェロ
クロムを選別し、且つ固体窒化加熱炉12での低炭素フ
ェロクロム11の窒化反応時の酸素分圧を極端に下げて
、更に固体窒化加熱炉12内からの固体窒化フェロクロ
ムの抽出温度を下げる必要がある。この方法で行うとコ
ストアップ、設備の大型化、生産能率の低下、■は溶鋼
容器全体を加圧する方法があるが設備を大型化する必要
があるという問題があった。
この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
酸素含有量が低く、溶鋼中の窒素吸収歩留が高くなるよ
うな、塊状の窒化フェロクロムの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
[課題が解決しようとする手段] この発明の塊状の窒化フェロクロム製造方法は、電気炉
にクロム鉱石と焼石灰を装入して溶解した一次スラグを
レードルに出湯し、前記レードルに出湯した一次スラグ
に還元剤としてSiCrとFSiを添加して一次スラグ
を溶湯とスラグに分離し、前記溶湯中に粉体吹き込みラ
ンスを浸漬し、粉体吹き込みランスの先端部の吹き込み
口より溶湯中に粒状の窒化フェロクロムと不活性ガスと
を吹き込むことを特徴とする。
[作用] 電気炉にクロム鉱石と焼石灰を装入して溶解した一次ス
ラグをレードルに出湯し、前記レードルに出湯した一次
スラグ上に還元剤としてSiCrとFSiを添加して一
次スラグを溶湯とスラグに分離する。その反応式を下記
に示す。
即ち、還元剤に含まれているSiが一次スラグ中のCr
2O3とFeOを還元する。
2Cr203 + 3Si →4Cr+ 3SiO□+
 90.6 Kca 42FeO+ Si →2Fe+
 5i02 +83.6 Kcaff1次に溶湯中に粉
体吹き込みランスを浸漬し、粉体吹き込みランスの先端
部の吹き込み口より溶湯中にて粒状(3mm以下)の窒
化フェロクロムと不活性ガスを吹き込む。これらの反応
は発熱反応である。還元剤としてSiCrとFSiを使
うのは、FSiはSiCrに比較してSi含有量が1.
7〜1.9倍高いために単位重量当たりの発熱量は高い
ので大量の粒状の窒化フェロクロムを溶解できる。Si
Cr単昧の場合このような大量の粒状の窒化フェロクロ
ムを溶解するためには、多量のSiCrを添加する必要
があること、及び、スラグ量が多くなるので好ましくな
い。第3図は還元剤別による溶湯温度と窒素含有量の関
係を示すグラフ図である。実線はSiCr単独添加の場
合で、点線はFSi単独添加の場合である。−点鎖線は
溶湯の操業温度く例えば1530°C)である。この図
から明らかなようにSiCr単独添加の場合より、FS
i単独添加の場合の方が溶湯温度は高くなる。SiCr
単独添加の場合は溶湯中の窒素含有量は1%以上の添加
はできないが、FSiの単独添加の場合は3.5%まで
は溶解ができる。
この図で、−例として窒素含有量を2.8%にするには
、SiCrとFSiの混合比率は直&iAB:直線AC
となる。
粒状の窒化フェロクロムを浸漬した粉体吹き込みランス
から吹き込む理由は、スラグ温度は溶湯温度に比較して
100〜150℃高いため、粒状の窒化フェロクロムを
スラグ上に投入した場合スラグ層を通過中に粒状の窒化
フェロクロムの窒素が第4図の示すように溶湯温度と溶
湯中の窒素含有量の関係を示す曲線に従い分解してしま
うため、窒素歩留の低下と同時に分解窒素によるボイリ
ングが発生する。従って、粒状の窒化フェロクロムの添
加は浸漬された粉体吹き込みランスから不活性ガス(例
えばN2 、Ar等)と−緒に溶湯中にインジェクショ
ンされるのでスラグ上に投入した場合より高歩留となる
。還元剤としてSiCrとFSiを添加し、−次スラグ
中のCr2O3とFeO還元以外に、溶湯中の酸化物を
除去させる役目もある。第5図はこの発明の実施例の溶
湯中のSi含有量と酸素含有量を示すグラフ図である。
この図から明らかなようにこの発明を実施すると酸素含
有量は0.1以下の溶湯を得ることができる。
し実施例] 以下添付された図面を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。
第1図はこの発明の実施例の製造フロー図である。1は
クロム鉱石、2は焼石灰、3は還元剤、4は電気炉、5
はレードル、6はバブリング、7は除滓、8は金型、9
は破砕機、1oは塊状の窒化フェロクロムである。クロ
ム鉱石1と焼石灰2を電気炉4で溶解し、溶解した一次
スラグをレードル5に受け、この−次スラグに還元剤3
(SiCrとFSi)の一部を投入する。そうすると−
次スラグ中のCr2O3とFeOが還元されて溶湯とス
ラグに分離する。第2図はレードル内の溶湯中に粉体吹
き込みランスを浸漬した状態を示す図である。この図に
おいて21は粉体吹き込みランス、22は粉体吹き込み
ランス内管、23は粉体吹き込みランスの耐火物、24
は粉体吹き込み用配管、25は粉体吹き込みランスの吐
出口、26は粒状の窒化フェロクロムのタンク、27は
バルブ、28は還元剤タンク、29は還元剤投入シュー
ト、30は溶湯、31はスラグ、32は窒素ガスである
。粉体吹き込みランス21は粉体吹き込みランス内管2
2、耐火物23、粉体吹き込みランスの吐出口25から
構成されている。次に、粉体吹き込み用配管24に窒素
ガス32を流し、粒状の窒化フェロクロムのタンク26
内の粒状の窒化フェロクロム14はバルブ27を経由し
て粉体吹き込み用配管24に入る。
窒素ガス32と粒状の窒化フェロクロム14の混合物は
粉体吹き込みランス内管22を通って粉体吹き込みラン
スの吐出口25の先端より溶湯3゜中に吹き込まれる。
溶湯30中に吹き込まれた粒状の窒化フェロクロム14
は溶湯30中で溶解されるが、この場合吸熱反応で、溶
湯温度が低下するので、還元剤タンク28内の還元剤3
が還元剤投入シュート29を経由して、シードル5内に
適宜投入される。そうすると前に述べたような発熱反応
によって溶湯30の溶湯温度が上昇するので大蓋の粒状
の窒化フェロクロム14を投入することができる。なお
、還元剤3に含まれるSiは溶湯30中に含まれている
酸素と反応して脱酸するので、溶湯30中の酸素含有量
が低下する。
溶湯30表面にあるスラグ31は除滓7され、溶湯30
は金型8に鋳込まれる。そして金型5より取り出された
鋳塊は破砕機9で破砕され、塊状(10〜150 mm
)の窒化フェロクロム10となる。
以下に本発明の実施例について説明する。
(実施例) クロム鉱石1を5670Kg 、焼石灰2を3130K
gをニル−式電気炉4 (6000KVA)に装入、溶
解して、レードル5に出湯しこの1次スラグに還元剤3
としてS i Cr 660KgとF S i 840
Kgのき計1500Kgの内500Kg投入後、粉体吹
き込みランス21(粉体吹き込みランス内管22は40
Aの鋼管でその先端部は15Aの鋼管が、下向き45°
に相対向して2掴取り付けられいる。この鋼管の外側に
耐火物23で保護されている6その粉体吹き込みランス
21の外径は、底部で200 mm中、中央部で300
 mm中、頭部で200 mm中、となっている。耐火
物で保護された長さは2000〜b を第2図に示すように溶湯30中に浸漬させて、予め3
mm以下に粉砕した粒状の窒化フェロクロムと不14を
3000Kgを圧力5Kg/cn(のN2ガス32と一
緒に、溶湯30内に15〜20分闇吹き込みながら、前
記還元剤3の残り1000Kgを還元剤投入シュート2
9より6C1−80Kg/ minで投入し、その後溶
湯30中のSiが0.7〜1.0%を確認後、溶湯上の
スラグ31を除滓し、溶湯30を金型8に鋳込みサンプ
ル分析した結果を第2表に示す。尚、この時の溶湯温度
は1530℃であった。
第  2  表 第2表から明らかなように、この溶湯を金型に鋳込み、
破砕後、塊状の窒化フェロクロームにして、 窒素:2゜8%、Cr:61.5%。
C: 0.05.  酸素: 0.07%、の製品が得
られた。この塊状の窒化フェロクロームを合金鋼の溶湯
に添加すると合金鋼中の窒素歩留は93%であった。
[発明の効果コ 以上のように、この発明によれば電気炉にクロム鉱石と
焼石灰を装入して溶解した一次スラグをレードルに出湯
し、前記レードルに出湯した一次スラグに還元剤として
SiCrとFSiを添加して一次スラグを溶湯とスラグ
に分離し、前記溶湯中に粉体吹き込みランスを浸漬し、
粉体吹き込みランスの先端部の吹き込み口より溶湯中に
粒状の窒化フェロクロムと不活性ガスとを吹き込むよう
に構成されているので、塊状の窒化フェロクロームで酸
素含有量が0.1%以下のものが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の製造フロー図、第2図はレ
ードル内の溶湯中に粉体吹き込みランスを浸漬した状態
を示す図、第3図は還元剤別による溶湯温度と窒素含有
量の関係を示すグラフ図、第4図は溶湯温度と溶湯中の
窒素含有量の関係を示すグラフ図、第5図はこの発明の
溶湯中のSi含有量と酸素含有量を示すグラフ図、第6
図は従来の窒化フェロクロムの製造方法のフロー図であ
る。 1・・・クロム鉱石、2・・・焼石灰、3・・・還元剤
、4・・・電気炉、5・・・し−ドル、6・・・バブリ
ング、7・・・除滓、8・・・金型、9・・・破砕機、
10・・・塊状の窒化フェロクロム、 14・・・粒状の窒化フェロクロム、 21・・・粉体吹き込みランス、 22・・・粉体吹き込みランス内管、23・・・耐火物
、24・・・粉体吹き込み用配管、 25・・・粉体吹き込みランスの吐出口、26・・粒状
の窒化フェロクロムのタンク、27・・・バルブ、28
・・・還元剤タンク、2つ・・・還元剤シュート、30
・・・溶湯、31・・・スラグ、32・・・窒素ガス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電気炉にクロム鉱石と焼石灰を装入して溶解した一次ス
    ラグをレードルに出湯し、前記レードルに出湯した一次
    スラグに還元剤としてSiCrとFSiを添加して一次
    スラグを溶湯とスラグに分離し、前記溶湯中に粉体吹き
    込みランスを浸漬し、粉体吹き込みランスの先端部の吹
    き込み口より溶湯中に粒状の窒化フェロクロムと不活性
    ガスとを吹き込むことを特徴とする窒化フェロクロムの
    製造方法。
JP3363288A 1988-02-16 1988-02-16 窒化フェロクロムの製造方法 Pending JPH01208433A (ja)

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JP (1) JPH01208433A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104275230A (zh) * 2014-05-24 2015-01-14 宁国市南方耐磨材料有限公司 一种高硬度涂层耐磨球

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104275230A (zh) * 2014-05-24 2015-01-14 宁国市南方耐磨材料有限公司 一种高硬度涂层耐磨球

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