JPH08225819A - 電気炉溶製溶鋼の脱窒方法 - Google Patents
電気炉溶製溶鋼の脱窒方法Info
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- JPH08225819A JPH08225819A JP3338695A JP3338695A JPH08225819A JP H08225819 A JPH08225819 A JP H08225819A JP 3338695 A JP3338695 A JP 3338695A JP 3338695 A JP3338695 A JP 3338695A JP H08225819 A JPH08225819 A JP H08225819A
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気炉出鋼溶鋼の真空処理を実施して、効率
的に脱窒処理を実施する方法を提供する。 【構成】 スクラップを用いて電気炉で溶解した窒素濃
度［Ｎ］を０．００５０（ｍａｓｓ％）以上含有する溶
鋼の脱窒処理を実施するにあたり、大気圧下あるいは減
圧下で予め所定の成分になるように合金を添加する第１
工程と、かかる後、脱酸剤を投入して溶鋼の溶解酸素濃
度［Ｏ］を、該溶鋼の硫黄濃度［Ｓ］に応じて、次式で
示される範囲以下に脱酸する第２工程と、減圧下で溶鋼
にＡｒ吹込みを実施する第３工程とからなる電気炉溶製
溶鋼の脱窒方法。 【数１】
的に脱窒処理を実施する方法を提供する。 【構成】 スクラップを用いて電気炉で溶解した窒素濃
度［Ｎ］を０．００５０（ｍａｓｓ％）以上含有する溶
鋼の脱窒処理を実施するにあたり、大気圧下あるいは減
圧下で予め所定の成分になるように合金を添加する第１
工程と、かかる後、脱酸剤を投入して溶鋼の溶解酸素濃
度［Ｏ］を、該溶鋼の硫黄濃度［Ｓ］に応じて、次式で
示される範囲以下に脱酸する第２工程と、減圧下で溶鋼
にＡｒ吹込みを実施する第３工程とからなる電気炉溶製
溶鋼の脱窒方法。 【数１】
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気炉で溶解した溶鋼
の効率的な脱窒処理法に関するものである。
の効率的な脱窒処理法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼や合金に含まれる窒素は、自動車用薄
板、棒鋼等では加工性向上、時効防止および材質特性向
上のために極微量である事が要求される。一般に、スク
ラップを用いて電気炉で溶製された溶鋼の窒素濃度
［Ｎ］は０．００８０（ｍａｓｓ％）以上であり、高級
材料として使用するためには脱窒処理によって、［Ｎ］
を０．００３０（ｍａｓｓ％）以下にする必要がある。
板、棒鋼等では加工性向上、時効防止および材質特性向
上のために極微量である事が要求される。一般に、スク
ラップを用いて電気炉で溶製された溶鋼の窒素濃度
［Ｎ］は０．００８０（ｍａｓｓ％）以上であり、高級
材料として使用するためには脱窒処理によって、［Ｎ］
を０．００３０（ｍａｓｓ％）以下にする必要がある。
【０００３】製鉄業においては、溶鋼あるいは溶融合金
（以下単に溶鋼と記述する）の脱窒処理を、例えば、第
３版鉄鋼便覧II製銑鉄製鋼編６７１〜６８５ページに示
されているような、各種の真空精錬設備を用いて実施し
ている。更に、特開昭６１−２２３１２１号公報記載の
ごとく、溶鋼中の水素濃度［Ｈ］を規定値以上に高めた
後に、真空脱ガス処理を実施する方法が提示されてい
る。しかし、水素を規定値以上の濃度に保持するために
溶鋼の正確な分析が必要で、その手間・経費も大きく実
操業上好ましくない。さらに、本発明者らが『鉄と鋼、
ｖｏｌ．７３（１９８７），ｐ．１５５９』で明らかに
したように、脱窒速度が酸素濃度［Ｏ］と硫黄濃度
［Ｓ］に強く依存するにもかかわらず、［Ｏ］に関する
記載はなく、実用上、改善すべき課題は大きい。一方、
特開平４−２１４８１７号公報では極低炭素・極低窒素
鋼の溶製方法で、脱炭処理終了後、引続き、溶鋼を強脱
酸（トータル酸素≦０．００２０（ｍａｓｓ％）、溶存
酸素≦数ｐｐｍ）して、水素ガスを吹込みつつ脱窒処理
する内容が開示されている。一般に、溶鋼中の溶存酸素
を数ｐｐｍ以下に脱酸するには溶鋼のアルミニウム濃度
［Ａｌ］を高濃度に保持する必要があり、経済的ではな
く、加えて、一般的には、溶鋼中には［Ｓ］が０．００
５〜０．０２０（ｍａｓｓ％）程度含有されている事か
ら、［Ｏ］を極低濃度に保持することも得策ではない。
（以下単に溶鋼と記述する）の脱窒処理を、例えば、第
３版鉄鋼便覧II製銑鉄製鋼編６７１〜６８５ページに示
されているような、各種の真空精錬設備を用いて実施し
ている。更に、特開昭６１−２２３１２１号公報記載の
ごとく、溶鋼中の水素濃度［Ｈ］を規定値以上に高めた
後に、真空脱ガス処理を実施する方法が提示されてい
る。しかし、水素を規定値以上の濃度に保持するために
溶鋼の正確な分析が必要で、その手間・経費も大きく実
操業上好ましくない。さらに、本発明者らが『鉄と鋼、
ｖｏｌ．７３（１９８７），ｐ．１５５９』で明らかに
したように、脱窒速度が酸素濃度［Ｏ］と硫黄濃度
［Ｓ］に強く依存するにもかかわらず、［Ｏ］に関する
記載はなく、実用上、改善すべき課題は大きい。一方、
特開平４−２１４８１７号公報では極低炭素・極低窒素
鋼の溶製方法で、脱炭処理終了後、引続き、溶鋼を強脱
酸（トータル酸素≦０．００２０（ｍａｓｓ％）、溶存
酸素≦数ｐｐｍ）して、水素ガスを吹込みつつ脱窒処理
する内容が開示されている。一般に、溶鋼中の溶存酸素
を数ｐｐｍ以下に脱酸するには溶鋼のアルミニウム濃度
［Ａｌ］を高濃度に保持する必要があり、経済的ではな
く、加えて、一般的には、溶鋼中には［Ｓ］が０．００
５〜０．０２０（ｍａｓｓ％）程度含有されている事か
ら、［Ｏ］を極低濃度に保持することも得策ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は電気炉で溶製
された溶鋼を減圧・真空処理を実施して、効率良く経済
的に脱窒処理する方法を提供することを目的とするもの
である。
された溶鋼を減圧・真空処理を実施して、効率良く経済
的に脱窒処理する方法を提供することを目的とするもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決したものであり、その要旨は次の通りである。
決したものであり、その要旨は次の通りである。
【０００６】スクラップを用いて電気炉で溶解した窒素
濃度［Ｎ］を０．００５０（ｍａｓｓ％）以上含有する
溶鋼の脱窒処理を実施するにあたり、大気圧下あるいは
減圧下で予め所定の成分になるように合金を添加する第
１工程と、かかる後、脱酸剤を投入して溶鋼の溶解酸素
濃度［Ｏ］を、該溶鋼の硫黄濃度［Ｓ］に応じて、次式
で示される範囲以下に脱酸する第２工程と、減圧下で溶
鋼にＡｒ吹込みを実施する第３工程とからなる電気炉溶
製溶鋼の脱窒方法
濃度［Ｎ］を０．００５０（ｍａｓｓ％）以上含有する
溶鋼の脱窒処理を実施するにあたり、大気圧下あるいは
減圧下で予め所定の成分になるように合金を添加する第
１工程と、かかる後、脱酸剤を投入して溶鋼の溶解酸素
濃度［Ｏ］を、該溶鋼の硫黄濃度［Ｓ］に応じて、次式
で示される範囲以下に脱酸する第２工程と、減圧下で溶
鋼にＡｒ吹込みを実施する第３工程とからなる電気炉溶
製溶鋼の脱窒方法
【０００７】
【数２】
【０００８】
【作用】本発明の技術的思想の根源は、脱窒反応に最適
な処理条件を付与する事で脱窒反応を速やかに進行させ
るものである。
な処理条件を付与する事で脱窒反応を速やかに進行させ
るものである。
【０００９】本発明者の一人は、脱窒速度定数ｋovが
［Ｏ］と［Ｓ］濃度に強く依存し（鉄と鋼、ｖｏｌ．７
３（１９８７），ｐ．１５５９）、さらに、脱炭速度を
大きくすることでｋovが大きくなることも良く知られて
いる。ただし、脱窒速度定数ｋovは次式で評価する。こ
こで、［Ｎ］e は見掛けの平衡［Ｎ］濃度である。
［Ｏ］と［Ｓ］濃度に強く依存し（鉄と鋼、ｖｏｌ．７
３（１９８７），ｐ．１５５９）、さらに、脱炭速度を
大きくすることでｋovが大きくなることも良く知られて
いる。ただし、脱窒速度定数ｋovは次式で評価する。こ
こで、［Ｎ］e は見掛けの平衡［Ｎ］濃度である。
【００１０】
【数３】
【００１１】スクラップを原料とする電気炉製鋼では、
電気炉出鋼時に有価元素を含有している場合が多く、こ
の有価元素の酸化損失を防止するため、脱窒処理を実施
するにあたり、脱炭反応を利用することができない場合
もある。かかる場合には、脱窒反応を促進させるために
は、［Ｏ］と［Ｓ］の濃度を低減する必要がある。
電気炉出鋼時に有価元素を含有している場合が多く、こ
の有価元素の酸化損失を防止するため、脱窒処理を実施
するにあたり、脱炭反応を利用することができない場合
もある。かかる場合には、脱窒反応を促進させるために
は、［Ｏ］と［Ｓ］の濃度を低減する必要がある。
【００１２】以下、実施例に基づき、本発明の技術要件
を説明する。
を説明する。
【００１３】本発明者は実施例１の図１に示すごとく、
（１）式で記述した時の脱窒速度定数ｋovは［Ｏ］の値
の［Ｓ］の値の増加で減少し、統計的な処理により、ｋ
ovは以下の関係で示される事を見出した。
（１）式で記述した時の脱窒速度定数ｋovは［Ｏ］の値
の［Ｓ］の値の増加で減少し、統計的な処理により、ｋ
ovは以下の関係で示される事を見出した。
【００１４】
【数４】
【００１５】つまり、図１に示すように、脱窒速度定数
ｋovの値は１６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］の値が２．０
以下であるときに極端に増加する。脱窒処理時間が一定
であれば、ｋovの増加は、到達［Ｎ］濃度の低減効果が
大きくなることを示し、効率的な脱窒処理ができる事を
意味する。しかし、［Ｓ］を低減するには特別な方法で
溶鋼を精錬する必要があるが、［Ｏ］の低減はＡｌやＴ
ｉ等の脱酸剤の添加で容易に実行できる。さらに、
［Ｓ］の毒作用は［Ｏ］の毒作用の１／３であるから、
［Ｓ］を低減するより［Ｏ］を低減した方がより効果的
である。したがって、効率的な脱窒を実行するために
は、脱窒処理に先立ち、脱酸剤を投入して溶鋼の［Ｏ］
を、該溶鋼の［Ｓ］に応じて、（２）式で示される範囲
以下に脱酸する。かかる工程が第２工程である。
ｋovの値は１６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］の値が２．０
以下であるときに極端に増加する。脱窒処理時間が一定
であれば、ｋovの増加は、到達［Ｎ］濃度の低減効果が
大きくなることを示し、効率的な脱窒処理ができる事を
意味する。しかし、［Ｓ］を低減するには特別な方法で
溶鋼を精錬する必要があるが、［Ｏ］の低減はＡｌやＴ
ｉ等の脱酸剤の添加で容易に実行できる。さらに、
［Ｓ］の毒作用は［Ｏ］の毒作用の１／３であるから、
［Ｓ］を低減するより［Ｏ］を低減した方がより効果的
である。したがって、効率的な脱窒を実行するために
は、脱窒処理に先立ち、脱酸剤を投入して溶鋼の［Ｏ］
を、該溶鋼の［Ｓ］に応じて、（２）式で示される範囲
以下に脱酸する。かかる工程が第２工程である。
【００１６】
【数５】
【００１７】第３工程は、［Ｓ］濃度に応じて［Ｏ］濃
度を調整した溶鋼の真空脱ガス処理であり、既存のＲＨ
ガス設備やタンクデガッサー型設備がそのまま活用でき
る。第２工程に先立って実施される第１工程は、電気炉
出鋼溶鋼を、目的とする溶鋼の成分に荒調整する工程で
あり、ＭｎやＳｉ等の合金成分を投入する。一般的に
は、投入する合金鉄は窒素を高濃度に含有するので、脱
窒処理する前に合金調整するのがよい。脱窒処理後に投
入すると、窒素の増加をもたらし不経済である。
度を調整した溶鋼の真空脱ガス処理であり、既存のＲＨ
ガス設備やタンクデガッサー型設備がそのまま活用でき
る。第２工程に先立って実施される第１工程は、電気炉
出鋼溶鋼を、目的とする溶鋼の成分に荒調整する工程で
あり、ＭｎやＳｉ等の合金成分を投入する。一般的に
は、投入する合金鉄は窒素を高濃度に含有するので、脱
窒処理する前に合金調整するのがよい。脱窒処理後に投
入すると、窒素の増加をもたらし不経済である。
【００１８】ただし、合金鉄からの窒素汚染の心配がな
いときには、合金製の添加は脱窒処理後に実施しても良
い。
いときには、合金製の添加は脱窒処理後に実施しても良
い。
【００１９】
【実施例】 実施例１ ［Ｏ］と［Ｓ］濃度の異なる電気炉出鋼溶鋼１００トン
を、予め表１に示す成分に調整後、ＲＨ脱ガス設備を用
いて脱窒処理を実施した。ただし、脱窒処理前の［Ｎ］
の濃度範囲は０．００８〜０．０１０（ｍａｓｓ％）で
あり、溶鋼環流用のＡｒは、１０００〜１５００（Ｎｌ
／ｍｉｎ）の割合で溶鋼に吹込んだ。脱窒速度定数ｋov
と１６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］との関係を図１に示
す。ｋovの値は１６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］の値が
２．０以下であるときに極端に増加した。ただし、ｋov
の値は次式で算定した値である。
を、予め表１に示す成分に調整後、ＲＨ脱ガス設備を用
いて脱窒処理を実施した。ただし、脱窒処理前の［Ｎ］
の濃度範囲は０．００８〜０．０１０（ｍａｓｓ％）で
あり、溶鋼環流用のＡｒは、１０００〜１５００（Ｎｌ
／ｍｉｎ）の割合で溶鋼に吹込んだ。脱窒速度定数ｋov
と１６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］との関係を図１に示
す。ｋovの値は１６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］の値が
２．０以下であるときに極端に増加した。ただし、ｋov
の値は次式で算定した値である。
【００２０】
【数６】
【００２１】
【表１】
【００２２】実施例２ ［Ｏ］と［Ｓ］濃度の異なる電気炉出鋼１００トンを、
予め表１に示す成分に調整後、ＲＨ脱ガス設備を用いて
脱窒処理を２５ｍｉｎ間実施した。ただし、脱窒処理前
の［Ｎ］の濃度範囲は０．００８〜０．０１２０（ｍａ
ｓｓ％）であり、溶鋼環流用のＡｒは、１０００〜１５
００（Ｎｌ／ｍｉｎ）の割合で溶鋼に吹込んだ。図２
に、脱窒率η[N] と、１６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］と
の関係を示す。η[N] の値は１６５・［Ｏ］＋６５・
［Ｓ］の値の減少と共に大きくなる。実行的には１６５
・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］の値が２．０以下であるときに
脱窒率η[N] が４０％以上になり、効率的な脱窒処理が
実行できる。但し 脱窒η[N]は次式で算定した値であ
る。
予め表１に示す成分に調整後、ＲＨ脱ガス設備を用いて
脱窒処理を２５ｍｉｎ間実施した。ただし、脱窒処理前
の［Ｎ］の濃度範囲は０．００８〜０．０１２０（ｍａ
ｓｓ％）であり、溶鋼環流用のＡｒは、１０００〜１５
００（Ｎｌ／ｍｉｎ）の割合で溶鋼に吹込んだ。図２
に、脱窒率η[N] と、１６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］と
の関係を示す。η[N] の値は１６５・［Ｏ］＋６５・
［Ｓ］の値の減少と共に大きくなる。実行的には１６５
・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］の値が２．０以下であるときに
脱窒率η[N] が４０％以上になり、効率的な脱窒処理が
実行できる。但し 脱窒η[N]は次式で算定した値であ
る。
【００２３】
【数７】
【００２４】実施例３ スクラップを用いて溶解した［Ｏ］と［Ｓ］濃度の異な
る電気炉出鋼溶鋼１００トンを、第１工程で合金鉄を投
入して表２に示す範囲に成分調整後、第２工程で［Ｓ］
に応じ（２）式で示される値以下に［Ｏ］を制御した。
［Ｏ］濃度の制御は金属アルミニュウム単独かもしくは
金属アルミニュウムとチタンを順次投入添加する事で実
施した。かかる後、第３工程では、ＲＨ脱ガス処理を２
５ｍｉｎ間実施した。溶鋼環流用のＡｒは、１０００〜
１５００（Ｎｌ／ｍｉｎ）の割合で溶鋼に吹込んだ。た
だし、電気炉出鋼後から脱窒処理前までの［Ｎ］濃度の
変化は極めて少なかった。
る電気炉出鋼溶鋼１００トンを、第１工程で合金鉄を投
入して表２に示す範囲に成分調整後、第２工程で［Ｓ］
に応じ（２）式で示される値以下に［Ｏ］を制御した。
［Ｏ］濃度の制御は金属アルミニュウム単独かもしくは
金属アルミニュウムとチタンを順次投入添加する事で実
施した。かかる後、第３工程では、ＲＨ脱ガス処理を２
５ｍｉｎ間実施した。溶鋼環流用のＡｒは、１０００〜
１５００（Ｎｌ／ｍｉｎ）の割合で溶鋼に吹込んだ。た
だし、電気炉出鋼後から脱窒処理前までの［Ｎ］濃度の
変化は極めて少なかった。
【００２５】第３工程での、脱ガス処理前の［Ｎ］の濃
度範囲は０．００８〜０．１２０（ｍａｓｓ％）であ
る。脱ガス処理後の［Ｎ］濃度は０．００３０（ｍａｓ
ｓ％）以下で、得られた脱窒率η[N] は７２〜８０％で
あり、従来法のη[N] の値２０〜３０％（処理後の到達
［Ｎ］濃度０．００６０〜０．００８０（ｍａｓｓ
％））に比較して脱窒率が大きく、効率的な脱窒処理が
実行でき、ただし、従来法での［Ｏ］と［Ｓ］濃度は１
６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］の関数で算定すると４以上
である。
度範囲は０．００８〜０．１２０（ｍａｓｓ％）であ
る。脱ガス処理後の［Ｎ］濃度は０．００３０（ｍａｓ
ｓ％）以下で、得られた脱窒率η[N] は７２〜８０％で
あり、従来法のη[N] の値２０〜３０％（処理後の到達
［Ｎ］濃度０．００６０〜０．００８０（ｍａｓｓ
％））に比較して脱窒率が大きく、効率的な脱窒処理が
実行でき、ただし、従来法での［Ｏ］と［Ｓ］濃度は１
６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］の関数で算定すると４以上
である。
【００２６】
【数８】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【発明の効果】本発明の方法により、脱窒率が増加し電
気炉出鋼溶鋼の脱窒処理が効率良くできるようになっ
た。
気炉出鋼溶鋼の脱窒処理が効率良くできるようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】脱窒速度定数と１６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］
との関係を示す図面。
との関係を示す図面。
【図２】脱窒率と１６５・［Ｏ］＋６５・［Ｓ］との関
係を示す図面。
係を示す図面。
Claims (1)
- 【請求項１】 スクラップを用いて電気炉で溶解した窒
素濃度［Ｎ］を０．００５０（ｍａｓｓ％）以上含有す
る溶鋼の脱窒処理を実施するにあたり、大気圧下あるい
は減圧下で予め所定の成分になるように合金を添加する
第１工程と、かかる後、脱酸剤を投入して溶鋼の溶解酸
素濃度［Ｏ］を、該溶鋼の硫黄濃度［Ｓ］に応じて、次
式で示される範囲以下に脱酸する第２工程と、減圧下で
溶鋼にＡｒ吹込みを実施する第３工程とからなる電気炉
溶製溶鋼の脱窒方法 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3338695A JPH08225819A (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | 電気炉溶製溶鋼の脱窒方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3338695A JPH08225819A (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | 電気炉溶製溶鋼の脱窒方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08225819A true JPH08225819A (ja) | 1996-09-03 |
Family
ID=12385163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3338695A Withdrawn JPH08225819A (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | 電気炉溶製溶鋼の脱窒方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08225819A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100925598B1 (ko) * | 2002-12-21 | 2009-11-06 | 주식회사 포스코 | 회송용강의 정련방법 |
| US7901482B2 (en) | 2006-02-09 | 2011-03-08 | Jfe Steel Corporation | Removal method of nitrogen in molten steel |
| KR20160043182A (ko) * | 2014-10-10 | 2016-04-21 | 주식회사 포스코 | 코너 크랙 방지를 위한 중고탄소강 정련 방법 |
-
1995
- 1995-02-22 JP JP3338695A patent/JPH08225819A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100925598B1 (ko) * | 2002-12-21 | 2009-11-06 | 주식회사 포스코 | 회송용강의 정련방법 |
| US7901482B2 (en) | 2006-02-09 | 2011-03-08 | Jfe Steel Corporation | Removal method of nitrogen in molten steel |
| KR20160043182A (ko) * | 2014-10-10 | 2016-04-21 | 주식회사 포스코 | 코너 크랙 방지를 위한 중고탄소강 정련 방법 |
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