JPH0219417A - 低窒素鋼の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は低窒素鋼の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来製鋼炉で酸化精錬を行なった粗溶鋼中の窒素濃度は
、その後、積極的に脱窒する手段がないので、むしろ空
気との接触による吸窒を防止することにより低窒素鋼を
溶製していた。

溶鋼中の酸素は界面活性元素として知られている。脱窒
反応はガス−メタル界面での化学反応速度律速であるの
で、酸素は脱窒反応速度に強（影響を与える。即ち酸素
濃度が高い場合は脱窒も吸窒もその反応速度は抑制され
るが、酸素濃度が低い場合は両者の反応速度は大きくな
る。このため製鋼炉からの出湯を空気中で脱酸しながら
行うと吸窒速度が大きくなるから、低窒素鋼溶製法とし
ては空気中での出湯を未脱酸又は弱脱酸とし、完全に脱
酸させることはない。

そしてこの方法で出湯した溶鋼を脱酸するのは、大気と
の接触が少ない脱ガス装置内において行ない、脱酸剤と
してＡ　ｆ　＋　Ｓｔ＋　Ｍｎ等の金属又は合金鉄を用
いて実施していた。しかしこの脱ガス装置における脱酸
では溶鋼中の窒素を吸収し脱窒に効果のある気泡の発生
がないため、積極的に脱窒させることはできなかった。

また、最近では溶鋼中の炭素（以下、（Ｃ）と記す）を
０．１％（断りのない場合は重量％を表す）以上に高め
た粗溶鋼に脱ガス装置において酸化剤粉体を上吹きする
ことにより脱戻し、脱窒反応を促進させる方法が開発さ
れ、製鋼炉から出湯した粗溶鋼を、鋳造するまでの間で
脱窒させることができるようになった（特願昭５９−３
９１７４号）。この方法は製鋼炉で溶製した〔Ｃ〕≧０
．１％の粗溶鋼に、減圧下で酸化剤粉末を上吹して脱炭
し、この時生ずるＣＯガスによって脱窒を促進させるこ
とを特徴とするものである。

さらに酸化剤粉体の代わりに酸素ガスを用いて脱戻し、
脱窒を促進する方法も開発されている。

〔発明が解決し得とする課題〕

ところが以上の脱ガス装置での脱炭反応を利用する方法
には以下のような問題点がある。

すなわち、脱ガス装置内における一般的な脱酸では前述
のように＾ｌ、　Ｓｉ、　Ｍｎ等の脱酸剤を用いている
。そのために脱窒反応の促進に有効な気泡の発生、つま
りガス−メタル界面の面積の増大を脱酸中に期待できな
い。通常の製鋼炉精錬での出湯時の（Ｃ）４度が０．１
％以下である。一方〔Ｃ〕≧０．１％として酸化剤粉体
を上吹きし脱窒する場合は、出湯時又は出湯後に加炭す
る必要がありこのために操業時間が長くなる。

また酸化剤粉体は塗材として作用する。このために溶鋼
の温度低下は避けられず、鉄鉱石を酸化剤として用いる
場合には、溶鋼１トン当たりの鉄鉱石投入１１ｋｇにつ
き６°Ｃ程度低下する。

温度低下を避けるために酸化剤に代えて酸素ガスを供給
する方法もあるが脱窒効果は劣る。

本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
あり、減圧下で炭素粉を吹込むことにより脱窒を効率よ
く行なわせるこができる方法を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る低窒素鋼の製造方法は、酸化精錬した粗溶
鋼に、減圧下で炭素粉を吹込むことを特徴とする。

そしてこの吹込みに先立ち脱ガス装置内で再び酸化精錬
することを特徴とする。

脱ガス装置としては環流式脱ガス装置の外に真空吸上げ
脱ガス装置又は誘導撹拌機能を有する取鍋脱ガス装置及
び真空酸素上吹脱炭装置（ＶＯＤ）を用いてもよい。こ
の取鍋脱ガス装置では溶鋼界面下に攪拌のための気体を
導入できるものがよい。

粉体の吹込みは上吹でも溶鋼中への直接吹込みによって
もよい。また製鋼炉から脱ガス装置への出湯に際して完
全脱酸した場合はＣＯガスを発生させ脱窒を行わせるた
めに溶鋼中の酸素を再び高くする必要がある。

粉体としては、炭素粉が最適であるが、Ｃ濃度の高い鉄
粉、合金鋼粉なども利用できる。

〔作用〕

炭素粉の吹込みにより鋼溶内にＣＯガスが形成され脱酸
が行われると共にこのＣＯガスが脱窒に必要なガス−メ
タル界面を形成する。

吹き込まれた炭素粉は溶鋼中に分散し、粉体近傍での溶
鋼の炭素濃度は飽和に近くなる。低酸素濃度であっても
脱炭反応は活発に生じる。このために低窒素化に有利な
条件を粉体の近傍で形成させることができる。また粉体
近傍の炭素濃度は他の部分に比べて極めて高いからその
付近での溶鋼中の炭素の活量（活動度）は非常に高いと
推定される。したがって、炭素粉は窒素の溶解度は低下
させ、脱窒に有利に作用する。つまり粉体吹込みで脱炭
反応及び脱窒反応が促進されるのである。

また減圧下でこれらの反応を行なわせるので炭素の脱酸
力が増大し、高真空になる程酸素濃度を低（することが
できる。即ち脱窒反応の観点からは酸素濃度が低い方が
よいので減圧下での処理をするのである。

〔実施例１〕 ２５０トン転炉から出鋼した溶鋼（（Ｃ）　＝０．０６
％）を未脱酸のまま取鍋に受鋼し、還流式の脱ガス装置
での処理（ＲＨ処理）を行う。処理前の溶鋼組成を表−
１に示す。Ｒ１１処理中、真空槽内の溶鋼に向って炭素
粉をアルゴンガスと共に上吹きする。炭素粉体の供給速
度は０．０６ｋｇ／　ｔ　／　ｍｉｎで、アルゴンガス
量０．００８〜０．ＯＩＮｍ″／　ｔ　／　ｌｌｌ１ｎ
とし、真空度を１〜２＋ｎｍ１１ｇ以下に維持させた。

炭素粉体上吹きを８分間実施した結果、溶鋼中窒素（（
Ｎ））は２２ｐｐｍから１６ｐｐｍ　（脱窒率２７％）
まで低下した。

この間の温度降下は通常のＲＨ処理による温度降下２°
Ｃ／１ＩＩｉｎに相当する約２０°Ｃであった。この間
の炭素濃度の変化は小さく、脱炭を起こさせることなく
脱酸及び脱窒を促進させることができた。

表−１ （従来法） ２５０トン転炉から出鋼した溶鋼に炭素を添加した後、
ＲＨで酸化剤粉体を上吹した結果を表−２に示す。酸化
剤添加量は１４ｋｇ／ｌで上吹時間は約１８分であった
。この時の（Ｎ）は２３ｐｐｍから９ｐｐｍに低下し極
低窒素化に効果があったが酸素濃度は約０．０５％上昇
し、温度は約８０°Ｃ降下した。

実施例１では、初期に加炭する必要はなく、処理後の脱
酸剤添加量も少なくてもすみ、温度降下も少ないので経
済的には従来法の場合より有利である。

表−２ 〔実施例２］ 実施例１と同様の処理を炭素粉の供給速度０．０８ｋｇ
／ｌ／ｍｉｎで１２分間上吹した。

若干炭素濃度が上昇したが（Ｎ）は２０ｐｐｍから１２
ｐｐｍまで低下させることができた（脱窒率４０％）。

この場合の真空度は１ｍｍｔ１ｇ以下であり、温度降下
は約２５“Ｃであった。結果を表−３に示す。

表−３ 〔実施例３〕 ２５０トン転炉で溶製した粗溶鋼にＭｎを添加し、その
歩留向上を目的として、出鋼時に脱酸し、溶鋼中のＳｉ
を０．２０％、同じ＜Ｍｎを０．６％に調整後、ＲＨ処
理を行った。ＲＨでは昇熱のためＡ！を２ｋｇ／　を添
加し、酸素ガスを上吹きした。酸素濃度を約４５０ｐｐ
ｍ迄上昇させた後、引き続いて炭素粉体を、０．０６ｋ
ｇ／ｌ／１ＩＩｉｎの供給速度で１５分間上吹きした。

結果を表−４に示す。この間（Ｎ）は３３ｐｐｍから１
５ｐｐｍまで低減し、脱窒率５０％以上を得ることがで
きた。

この間の真空度は約１．５ｍｍｔ１ｇとすることができ
た。

表−４ 断し、炭素粉を上吹きしながら高真空処理を実施した。

■　炭素粉は、約８分間、粉体を０．０４ｋｇ八／ｓへ
ｎの供給速度でアルゴンガスと共に上吹きした。この間
の真空度は５　ｍａｌ１４以下とした。窒素濃度は１３
０１１ｐｐｍから７５ｐｐｓ庫で低下した。（表−５）
表−５ 本鋼種の場合、ＲＨ処理時の窒素は２０ｐｐｍ以下にす
ることが難しく、酸化剤粉体を上吹きする方法でも約１
５ｐｐｍ程度が限度となっていた。

これに対し、本発明では表４に示すように、脱窒素が促
進できるだけでなく、温度降下の少ない条件下での脱酸
と、必要レベルまでの加炭ができるので、品質向上と操
業の安定ができるようになった。

〔実施例４〕 ５０トン電気炉で溶製した１３％Ｍｎ鋼を、電気炉内で
脱酸還元後、取鍋に出鋼し、ＶＯＤ処理を行った。

ｖＯＤ炉では酸素吹精により脱炭しながら溶鋼中の酸素
濃度を上昇させた。その後酸素吹精を一時中■　炭素濃
度が０．０８％になるまで、更に酸素吹精脱炭を実施後
、再び炭素粉体を上記■と同じ条件で上吹きした。上吹
時間８分間で真空度は１ｍ＋ａｌ１ｇ以下とすることが
できた。

窒素濃度ば５３→３８ｐｐｍと低減させることができた
が（表−６）、これと同様の成分系でＡｌ脱酸処理をし
た場合には（従来法）窒素濃度を低減させることはでき
なかった（表−７）。

表−６ 表−７ 〔発明の効果］ 以上のように本発明方法による場合は１５ｐｐｍ以下の
低窒素鋼を溶製でき、しかも操業時間の長時間化も温度
低下もない等、本発明は優れた効果を特する

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸化精錬した粗溶鋼に、減圧下で炭素粉を吹込むこ
   とを特徴とする低窒素鋼の製造方法。 ２、酸化精錬した粗溶鋼を脱酸後、真空処理装置内で酸
   化精錬し、減圧下で炭素粉を吹込むことを特徴とする低
   窒素鋼の製造方法。