JPH0625730A - 吸窒防止出鋼法 - Google Patents
吸窒防止出鋼法Info
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- JPH0625730A JPH0625730A JP18340192A JP18340192A JPH0625730A JP H0625730 A JPH0625730 A JP H0625730A JP 18340192 A JP18340192 A JP 18340192A JP 18340192 A JP18340192 A JP 18340192A JP H0625730 A JPH0625730 A JP H0625730A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】出鋼時の溶鋼窒素吸収量を低くする出鋼法の提
供。 【構成】精錬炉から取鍋に出鋼するに際し、出鋼前の取
鍋内の空気を置換するためのガス、および出鋼中に溶鋼
を空気から遮断するためのガスとして３〜20容量％の酸
素ガスを混合したアルゴンガスを用いることを特徴とす
る吸窒防止出鋼法。 【効果】アルゴンガス単独でシールする出鋼法よりさら
に低い窒素含有量の低窒素鋼を容易に製造することがで
きる。
供。 【構成】精錬炉から取鍋に出鋼するに際し、出鋼前の取
鍋内の空気を置換するためのガス、および出鋼中に溶鋼
を空気から遮断するためのガスとして３〜20容量％の酸
素ガスを混合したアルゴンガスを用いることを特徴とす
る吸窒防止出鋼法。 【効果】アルゴンガス単独でシールする出鋼法よりさら
に低い窒素含有量の低窒素鋼を容易に製造することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＡＯＤ炉などの製鋼
精錬炉から取鍋に溶鋼を出鋼するに際して、溶鋼が空気
から窒素を吸収するのを防止して低窒素鋼を製造するた
めの出鋼方法に関する。
精錬炉から取鍋に溶鋼を出鋼するに際して、溶鋼が空気
から窒素を吸収するのを防止して低窒素鋼を製造するた
めの出鋼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒素は鋼の機械的性質に影響を及ぼし、
微細なAlＮの生成により鋼材の靱性を上げる効果がある
反面、焼入時効、ひずみ時効、青熱脆性の発生などの悪
影響を及ぼす。特にフェライト系ステンレス鋼では 475
℃脆性の促進、オーステナイト系ステンレス鋼では耐応
力腐食割れ性の劣化などの問題を生じる。また、鋼中の
窒素含有量が増大することによって表面疵の発生や熱間
加工性の劣化が見られることから、多くの鋼種において
低窒素化が要求されるようになってきた。
微細なAlＮの生成により鋼材の靱性を上げる効果がある
反面、焼入時効、ひずみ時効、青熱脆性の発生などの悪
影響を及ぼす。特にフェライト系ステンレス鋼では 475
℃脆性の促進、オーステナイト系ステンレス鋼では耐応
力腐食割れ性の劣化などの問題を生じる。また、鋼中の
窒素含有量が増大することによって表面疵の発生や熱間
加工性の劣化が見られることから、多くの鋼種において
低窒素化が要求されるようになってきた。
【０００３】従来、低窒素鋼、例えば低窒素ステンレス
鋼の溶製に際しては、例えばＡＯＤ炉で100ppm程度にま
で窒素を低減させる精錬が行われているが、精錬後の溶
鋼を大気中で出鋼すると出鋼流が大気に接触し、それに
より約 50ppm程度の窒素を吸収してしまう。このような
問題点を解決するため、例えば本出願人が特許出願した
シール蓋を有する取鍋（後述する図３の装置）を使用
し、アルゴンガスでシールして出鋼を行うといった工夫
がなされている。これにより出鋼時の溶鋼窒素吸収量を
大気中でのオープン出鋼方式の40〜50ppm から20〜30pp
m に低減することができる。
鋼の溶製に際しては、例えばＡＯＤ炉で100ppm程度にま
で窒素を低減させる精錬が行われているが、精錬後の溶
鋼を大気中で出鋼すると出鋼流が大気に接触し、それに
より約 50ppm程度の窒素を吸収してしまう。このような
問題点を解決するため、例えば本出願人が特許出願した
シール蓋を有する取鍋（後述する図３の装置）を使用
し、アルゴンガスでシールして出鋼を行うといった工夫
がなされている。これにより出鋼時の溶鋼窒素吸収量を
大気中でのオープン出鋼方式の40〜50ppm から20〜30pp
m に低減することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにアルゴン
ガスでシールして出鋼する方法でも相当な吸窒防止の効
果があるが、近年の鋼質向上の要望に応えるには、その
吸窒防止効果は必ずしも十分なものとは言えない。
ガスでシールして出鋼する方法でも相当な吸窒防止の効
果があるが、近年の鋼質向上の要望に応えるには、その
吸窒防止効果は必ずしも十分なものとは言えない。
【０００５】本発明の目的は、簡易な方法で出鋼時の溶
鋼窒素吸収量をさらに低くできる出鋼法を提供すること
にある。
鋼窒素吸収量をさらに低くできる出鋼法を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の吸窒防
止出鋼方法を要旨とする。
止出鋼方法を要旨とする。
【０００７】精錬炉から取鍋に出鋼するに際し、出鋼前
の取鍋内の空気を置換するためのガス、および出鋼中に
溶鋼を空気から遮断するためのガスとして３〜20容量％
の酸素ガスを混合したアルゴンガスを用いることを特徴
とする吸窒防止出鋼法。
の取鍋内の空気を置換するためのガス、および出鋼中に
溶鋼を空気から遮断するためのガスとして３〜20容量％
の酸素ガスを混合したアルゴンガスを用いることを特徴
とする吸窒防止出鋼法。
【０００８】本発明方法は、後述する図３に示すような
本出願人が先に特許出願（特願昭62−60828 号、特開昭
63−230266号）したシール蓋を有する取鍋を使用して実
施するのがよい。
本出願人が先に特許出願（特願昭62−60828 号、特開昭
63−230266号）したシール蓋を有する取鍋を使用して実
施するのがよい。
【０００９】
【作用】本発明の出鋼法による溶鋼への吸窒防止機構を
図面を用いて説明する。
図面を用いて説明する。
【００１０】図１は、溶鋼と雰囲気ガスとの界面におけ
る窒素および酸素ガスの吸収を模式的に説明する図であ
り、 (a)は雰囲気がアルゴンと酸素の混合ガスの場合、
即ち、本発明の出鋼法、(b) は雰囲気がアルゴンガス単
独の場合、(c) は雰囲気が空気（O2＋N2) の場合であ
る。
る窒素および酸素ガスの吸収を模式的に説明する図であ
り、 (a)は雰囲気がアルゴンと酸素の混合ガスの場合、
即ち、本発明の出鋼法、(b) は雰囲気がアルゴンガス単
独の場合、(c) は雰囲気が空気（O2＋N2) の場合であ
る。
【００１１】図１の (a)に示すように、雰囲気ガス２が
アルゴンと酸素の混合ガスの場合には、その酸素分圧に
応じて溶鋼１中に酸素が吸収され、溶鋼界面の酸素原子
（以下〔Ｏ〕1Fと記す）の濃度をアルゴンガス単独雰囲
気（(b) 図）の場合より高くすることができる。このと
き溶鋼の表面活性成分である酸素は、雰囲気中に混入し
ている窒素ガスの吸着を抑制するので、〔Ｏ〕1Fの濃度
が高まると気液界面３における窒素ガス吸着サイトＳN2
の数が減少する。一方、雰囲気ガス２としてアルゴン単
独ガス、またはアルゴンと酸素の混合ガスを用いた場合
は、雰囲気ガス中の窒素分圧を空気の場合より大幅に低
くすることができる。これらの総合的な作用によって、
(a) 図の場合は、窒素吸収サイト（ＳN2）の数が少な
く、窒素分圧も低い、(b) 図の場合は、ＳN2の数は多い
が窒素分圧が低い、(c) 図の場合は、ＳN2の数は少ない
が窒素分圧が高い、ということになる。従って、溶鋼の
窒素吸収速度は、 (a)の場合が最も小さくなる。
アルゴンと酸素の混合ガスの場合には、その酸素分圧に
応じて溶鋼１中に酸素が吸収され、溶鋼界面の酸素原子
（以下〔Ｏ〕1Fと記す）の濃度をアルゴンガス単独雰囲
気（(b) 図）の場合より高くすることができる。このと
き溶鋼の表面活性成分である酸素は、雰囲気中に混入し
ている窒素ガスの吸着を抑制するので、〔Ｏ〕1Fの濃度
が高まると気液界面３における窒素ガス吸着サイトＳN2
の数が減少する。一方、雰囲気ガス２としてアルゴン単
独ガス、またはアルゴンと酸素の混合ガスを用いた場合
は、雰囲気ガス中の窒素分圧を空気の場合より大幅に低
くすることができる。これらの総合的な作用によって、
(a) 図の場合は、窒素吸収サイト（ＳN2）の数が少な
く、窒素分圧も低い、(b) 図の場合は、ＳN2の数は多い
が窒素分圧が低い、(c) 図の場合は、ＳN2の数は少ない
が窒素分圧が高い、ということになる。従って、溶鋼の
窒素吸収速度は、 (a)の場合が最も小さくなる。
【００１２】ＡＯＤ炉で11％Cr−0.3 ％Ti鋼（AISI 40
9) を溶製し、後述する図３のシール蓋を載せた取鍋に
出鋼する際、受鋼前の取鍋内空気の置換および溶鋼流へ
の吹き付けと溶鋼流入口周辺のガスシール用として、ア
ルゴンガスに酸素ガスを混合したものを用いて、溶鋼の
窒素吸収量と、TiＮ系介在物および酸化物介在物の発生
量を調査した。
9) を溶製し、後述する図３のシール蓋を載せた取鍋に
出鋼する際、受鋼前の取鍋内空気の置換および溶鋼流へ
の吹き付けと溶鋼流入口周辺のガスシール用として、ア
ルゴンガスに酸素ガスを混合したものを用いて、溶鋼の
窒素吸収量と、TiＮ系介在物および酸化物介在物の発生
量を調査した。
【００１３】図２は、溶鋼の窒素吸収量とアルゴンガス
中の酸素ガス混合量との関係を示す図である。図示のよ
うに、酸素ガス混合量の増加とともに、上述した吸窒機
構に基づいて溶鋼の窒素吸収量は減少し、TiＮ系介在物
の発生量も減少した。アルゴンガス中の酸素ガス混合量
が３容量％より少ない場合には窒素吸収量低減の効果は
小さく、また20容量％を超えると窒素吸収量の低減効果
の増大は小さくなり、大気中出鋼の場合と同様に酸化物
系介在物の生成量が多くなる。従って、溶鋼の窒素吸収
量を低減させて窒化物系介在物を減らし、しかも酸化物
介在物に基因する表面欠陥の発生を低く抑えるには、ア
ルゴンガスに混合する酸素ガスの量は、３〜20容量％の
範囲が適当である。
中の酸素ガス混合量との関係を示す図である。図示のよ
うに、酸素ガス混合量の増加とともに、上述した吸窒機
構に基づいて溶鋼の窒素吸収量は減少し、TiＮ系介在物
の発生量も減少した。アルゴンガス中の酸素ガス混合量
が３容量％より少ない場合には窒素吸収量低減の効果は
小さく、また20容量％を超えると窒素吸収量の低減効果
の増大は小さくなり、大気中出鋼の場合と同様に酸化物
系介在物の生成量が多くなる。従って、溶鋼の窒素吸収
量を低減させて窒化物系介在物を減らし、しかも酸化物
介在物に基因する表面欠陥の発生を低く抑えるには、ア
ルゴンガスに混合する酸素ガスの量は、３〜20容量％の
範囲が適当である。
【００１４】以下、実施例によって本発明法をさらに具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００１５】
【実施例】表１に示す組成の溶鋼をＡＯＤ炉で溶製後、
図３に示すシール蓋を設けた取鍋に出鋼した。
図３に示すシール蓋を設けた取鍋に出鋼した。
【００１６】図３の装置は、先に述べた本出願人の特願
昭63−60828 号の発明の装置であり、 (a)はシール蓋を
載せた取鍋の概略断面図で、(b) その概略平面図であ
る。図示のように、取鍋10上に載せられたシール蓋11
は、蓋本体12と、溶鋼の流入口13と、この流入口を取り
囲んで設けられた立ち上がり部14と、上記流入口13を封
止している下側薄鋼板15と、上記立ち上がり部の頂縁部
に載置された上側薄鋼板16から構成されている。立ち上
がり部14は流入口13の三辺に設けられており、蓋本体12
の円周に沿った１辺にはない。この箇所の側面部分は上
側薄鋼板16によって封止されている。20はガス供給管で
(b)図に示すようにガス導入孔19が設けられた供給支管
21に分岐して溶鋼流入口13の周囲にガスを供給するよう
になっている。蓋本体12には受鋼前の取鍋内空気の置換
に用いるガス導入孔18がある。
昭63−60828 号の発明の装置であり、 (a)はシール蓋を
載せた取鍋の概略断面図で、(b) その概略平面図であ
る。図示のように、取鍋10上に載せられたシール蓋11
は、蓋本体12と、溶鋼の流入口13と、この流入口を取り
囲んで設けられた立ち上がり部14と、上記流入口13を封
止している下側薄鋼板15と、上記立ち上がり部の頂縁部
に載置された上側薄鋼板16から構成されている。立ち上
がり部14は流入口13の三辺に設けられており、蓋本体12
の円周に沿った１辺にはない。この箇所の側面部分は上
側薄鋼板16によって封止されている。20はガス供給管で
(b)図に示すようにガス導入孔19が設けられた供給支管
21に分岐して溶鋼流入口13の周囲にガスを供給するよう
になっている。蓋本体12には受鋼前の取鍋内空気の置換
に用いるガス導入孔18がある。
【００１７】上記の装置を用いて、受鋼前にガス導入孔
18から酸素ガス10容量％を混合したアルゴンガスを取鍋
10内に供給して内部の空気を置換した。ＡＯＤ炉から流
入口13に溶鋼を流入させ、上側薄鋼板16および下側薄鋼
板15の一部が溶鋼流で溶融して穴があき、取鍋10内に溶
鋼が流入し始めると、流入口13の周囲に設けたガス導入
孔19から前記の酸素を混合したアルゴンガスを供給し、
溶鋼流に吹き付けるとともに、流入口13周辺の大気から
取鍋内部をガスシールした。
18から酸素ガス10容量％を混合したアルゴンガスを取鍋
10内に供給して内部の空気を置換した。ＡＯＤ炉から流
入口13に溶鋼を流入させ、上側薄鋼板16および下側薄鋼
板15の一部が溶鋼流で溶融して穴があき、取鍋10内に溶
鋼が流入し始めると、流入口13の周囲に設けたガス導入
孔19から前記の酸素を混合したアルゴンガスを供給し、
溶鋼流に吹き付けるとともに、流入口13周辺の大気から
取鍋内部をガスシールした。
【００１８】出鋼終了後、溶鋼面に所要量の保温剤を投
入し連続鋳造を行った。
入し連続鋳造を行った。
【００１９】表２に５チャージの平均溶鋼窒素吸収量、
TiＮ系および酸化物系介在物に基因する平均鋼板表面欠
陥手入率を示す。
TiＮ系および酸化物系介在物に基因する平均鋼板表面欠
陥手入率を示す。
【００２０】なお、比較例１ではシールガスにアルゴン
ガスを単独使用した以外は実施例と同様の出鋼（10チャ
ージ）を行い、比較例２では大気中オープン方式出鋼
（15チャージ）を行って実施例と同様の調査を行った。
結果を表２に併せて示す。
ガスを単独使用した以外は実施例と同様の出鋼（10チャ
ージ）を行い、比較例２では大気中オープン方式出鋼
（15チャージ）を行って実施例と同様の調査を行った。
結果を表２に併せて示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】表２に示すように、実施例の平均溶鋼窒素
吸収量△〔Ｎ〕は11.9ppm であり、これは比較例１の2
0.7ppm 、比較例２の41.3ppm に較べてそれぞれ42.5
％、71.2％の減少である。一方、実施例の平均溶鋼酸素
吸収量△〔Ｏ〕は 2.1ppm であり、比較例１より若干増
加するが、比較例２より少なくすることができた。これ
にともなって平均鋼板表面欠陥手入率のうち、TiＮ系介
在物基因のものは、比較例１および比較例２より改善さ
れ、酸化物介在物基因のものは比較例１とほぼ同等で比
較例２より改善された。
吸収量△〔Ｎ〕は11.9ppm であり、これは比較例１の2
0.7ppm 、比較例２の41.3ppm に較べてそれぞれ42.5
％、71.2％の減少である。一方、実施例の平均溶鋼酸素
吸収量△〔Ｏ〕は 2.1ppm であり、比較例１より若干増
加するが、比較例２より少なくすることができた。これ
にともなって平均鋼板表面欠陥手入率のうち、TiＮ系介
在物基因のものは、比較例１および比較例２より改善さ
れ、酸化物介在物基因のものは比較例１とほぼ同等で比
較例２より改善された。
【００２４】このように、本発明方法によれば、大気中
出鋼はもとよりアルゴンガスシール出鋼法よりも更に窒
素含有量の低い低窒素鋼を容易に製造することができ
る。
出鋼はもとよりアルゴンガスシール出鋼法よりも更に窒
素含有量の低い低窒素鋼を容易に製造することができ
る。
【００２５】
【発明の効果】本発明の出鋼法によれば、出鋼時の溶鋼
窒素吸収量を著しく減らすことができ、容易に低窒素鋼
を製造することができる。これによって鋼材の機械的性
質の向上、表面疵手入工数の削減による製品歩留りの向
上、等の実益が得られる。また、アルゴンガスのみを使
用してシールする場合に比較して、酸素ガス混合により
高価なアルゴンガス使用量を減らすことができ、この点
での操業コスト削減の効果も大きい。
窒素吸収量を著しく減らすことができ、容易に低窒素鋼
を製造することができる。これによって鋼材の機械的性
質の向上、表面疵手入工数の削減による製品歩留りの向
上、等の実益が得られる。また、アルゴンガスのみを使
用してシールする場合に比較して、酸素ガス混合により
高価なアルゴンガス使用量を減らすことができ、この点
での操業コスト削減の効果も大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶鋼と雰囲気ガスとの界面における窒素、酸素
ガスの吸収を模式的に説明する図であり、 (a)は本発明
のAr＋O2混合ガスシール出鋼法、(b) はArガス単独シー
ル出鋼法、(c) は大気中オープン方式出鋼法の場合であ
る。
ガスの吸収を模式的に説明する図であり、 (a)は本発明
のAr＋O2混合ガスシール出鋼法、(b) はArガス単独シー
ル出鋼法、(c) は大気中オープン方式出鋼法の場合であ
る。
【図２】出鋼中の溶鋼窒素吸収量とArガス中のO2ガス混
合量との関係を示す図である。
合量との関係を示す図である。
【図３】(a) は本発明法を実施するシール蓋付きの取鍋
の概略断面図、(b) はその概略平面図である。
の概略断面図、(b) はその概略平面図である。
１: 溶鋼、 ２: 雰囲気ガス、 ３: 気液界面、 10：
取鍋、 11：シール蓋 12: 蓋本体、 13：溶鋼の流入口、 14：立ち上がり
部、 18：ガス導入孔 19: ガス導入孔、 20：ガス供給管、 21：ガス供給支
管
取鍋、 11：シール蓋 12: 蓋本体、 13：溶鋼の流入口、 14：立ち上がり
部、 18：ガス導入孔 19: ガス導入孔、 20：ガス供給管、 21：ガス供給支
管
Claims (1)
- 【請求項１】精錬炉から取鍋に出鋼するに際し、受鋼前
の取鍋内の空気を置換するためのガス、および出鋼中に
溶鋼を空気から遮断するためのガスとして３〜20容量％
の酸素ガスを混合したアルゴンガスを用いることを特徴
とする吸窒防止出鋼法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18340192A JPH0625730A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 吸窒防止出鋼法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18340192A JPH0625730A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 吸窒防止出鋼法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0625730A true JPH0625730A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=16135136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18340192A Pending JPH0625730A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 吸窒防止出鋼法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625730A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102559983A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-11 | 鞍钢股份有限公司 | 一种防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法 |
| JP2012207272A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼溶製時の吸窒防止方法 |
| CN102827996A (zh) * | 2012-07-05 | 2012-12-19 | 攀钢集团研究院有限公司 | 减少铝镇静钢吸氮的方法、低氮铝镇静钢及其生产方法 |
| CN104831017A (zh) * | 2015-06-01 | 2015-08-12 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种控制出钢过程钢水增氮装置及控制方法 |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP18340192A patent/JPH0625730A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102559983A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-11 | 鞍钢股份有限公司 | 一种防止转炉出钢过程中钢水增氮的方法 |
| JP2012207272A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼溶製時の吸窒防止方法 |
| CN102827996A (zh) * | 2012-07-05 | 2012-12-19 | 攀钢集团研究院有限公司 | 减少铝镇静钢吸氮的方法、低氮铝镇静钢及其生产方法 |
| CN104831017A (zh) * | 2015-06-01 | 2015-08-12 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种控制出钢过程钢水增氮装置及控制方法 |
| CN104831017B (zh) * | 2015-06-01 | 2016-08-24 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种控制出钢过程钢水增氮装置及控制方法 |
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