JPS5996210A - 含窒素低酸素鋼の製造法 - Google Patents
含窒素低酸素鋼の製造法Info
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- JPS5996210A JPS5996210A JP57205322A JP20532282A JPS5996210A JP S5996210 A JPS5996210 A JP S5996210A JP 57205322 A JP57205322 A JP 57205322A JP 20532282 A JP20532282 A JP 20532282A JP S5996210 A JPS5996210 A JP S5996210A
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- nitrogen
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- furnace
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5241—Manufacture of steel in electric furnaces in an inductively heated furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/10—Handling in a vacuum
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、含窒素低酸素鋼の製造法に関する。
近年、たとえば結晶粒を微細化して靭性の向上をはかる
などの目的で、鋼に適量のＮを含有させることが多く行
なわれている。 鋼中に規格に従った量のＮ’に含有さ
せる手段として、従来は、窒化マンガンのような窒化物
を添加している。 鋼がＣｒ 全含有すべき場合には
、窒化クロムを使用するとともある。
などの目的で、鋼に適量のＮを含有させることが多く行
なわれている。 鋼中に規格に従った量のＮ’に含有さ
せる手段として、従来は、窒化マンガンのような窒化物
を添加している。 鋼がＣｒ 全含有すべき場合には
、窒化クロムを使用するとともある。
ところが、これらの金属窒化物の添加は、それに伴なっ
て鋼中のＯ含有量の増加をもひきおこす。
て鋼中のＯ含有量の増加をもひきおこす。
一方、冷間鍛造などの加工時に生じる割れを極力防ぐた
め、割れの起点となる酸化物介在物を極度に低減した、
いわゆる超清浄鋼が求められている。 このような材料
は、とくに自動車部品の製造において要望が多い。
め、割れの起点となる酸化物介在物を極度に低減した、
いわゆる超清浄鋼が求められている。 このような材料
は、とくに自動車部品の製造において要望が多い。
酸化物系介在物をごく少なくするには、もちろん鋼中の
０含有量を低く、望ましくは１０ ｐｐｍ以下におさえ
る必要がある。 しかし前述した理由で、所定量のＮ
を含有しながら、Ｏ含有量は低くおさえだ鋼は、従来は
製造できなかった。
０含有量を低く、望ましくは１０ ｐｐｍ以下におさえ
る必要がある。 しかし前述した理由で、所定量のＮ
を含有しながら、Ｏ含有量は低くおさえだ鋼は、従来は
製造できなかった。
本発明者らはこの問題の解決全企て、真空誘導炉し【二
よる脱酸と、雰囲気ガスからの窒素の添加のｉ」ｆ油性
に危１」シて研究全型ね、本発明に至った。
よる脱酸と、雰囲気ガスからの窒素の添加のｉ」ｆ油性
に危１」シて研究全型ね、本発明に至った。
本発明の含窒素低酸素鋼の製造法は、鋼を構成する諸成
分全溶解し、真空誘導炉において脱酸したのち、炉内を
、所定の窒素含有量に従ってえらんたＮ２分圧の雰囲気
に保持することにより窒素全添加することを特徴とする
。
分全溶解し、真空誘導炉において脱酸したのち、炉内を
、所定の窒素含有量に従ってえらんたＮ２分圧の雰囲気
に保持することにより窒素全添加することを特徴とする
。
本発明の製造法の対象には、種々の炭素鋼、低合金鋼た
とえば肌焼鋼、強靭鋼など広い範囲のものが含まれる。
とえば肌焼鋼、強靭鋼など広い範囲のものが含まれる。
鋼を構成する諸成分あ溶解および真空誘導炉における脱
酸は、既知の技術に従えばよい。 溶解の当初から真空
誘導炉を使えば好都合であるが、他の炉で溶解したもの
を真空誘導炉に移注して、脱酸を行なってもよいことは
いうまでもない。
酸は、既知の技術に従えばよい。 溶解の当初から真空
誘導炉を使えば好都合であるが、他の炉で溶解したもの
を真空誘導炉に移注して、脱酸を行なってもよいことは
いうまでもない。
所望の量のＮを鋼に加えるために与えるべき雰囲気中の
Ｎ２分圧、適切な温度および保持時間は、鋼の成分によ
って若干異なる。 いずれの場合も、適切な条件は実験
的に求めることができ、かつ最終的には実験による確認
を要するが、およそのめやすをイ４）る方法を以下に記
す。
Ｎ２分圧、適切な温度および保持時間は、鋼の成分によ
って若干異なる。 いずれの場合も、適切な条件は実験
的に求めることができ、かつ最終的には実験による確認
を要するが、およそのめやすをイ４）る方法を以下に記
す。
址ず、所定の鋼中Ｎ量（Ｎてあられす）とそれを与える
雰囲気中Ｎ２分圧（ＰＮ２であられす）との関係を、平
衡状態Ｖこついて考えると、１／２ Ｎ２＝Ｎ であるから、平衡定数には、活量係数ｆとすると、Ｋ
＝ ａＮｚ７−ｐ Ｎ声−−ｆＮ （％ Ｎ ） ／、
／’ｐ Ｎ２である０１６００℃においては、に＝０．
０４５の値が知られており、 ０．０６５（％５ｉ）−０，０２Ｃ％Ｍｎ ）−０，０
４（％Ｃｒ：］−０．０２５［、係Ｍｏ ）であるから
、いま鋼としてＳＣＭ４２０ を例にとると、代表成分
値において、ｆＮ ＝０．９５８ となる。
雰囲気中Ｎ２分圧（ＰＮ２であられす）との関係を、平
衡状態Ｖこついて考えると、１／２ Ｎ２＝Ｎ であるから、平衡定数には、活量係数ｆとすると、Ｋ
＝ ａＮｚ７−ｐ Ｎ声−−ｆＮ （％ Ｎ ） ／、
／’ｐ Ｎ２である０１６００℃においては、に＝０．
０４５の値が知られており、 ０．０６５（％５ｉ）−０，０２Ｃ％Ｍｎ ）−０，０
４（％Ｃｒ：］−０．０２５［、係Ｍｏ ）であるから
、いま鋼としてＳＣＭ４２０ を例にとると、代表成分
値において、ｆＮ ＝０．９５８ となる。
ＳＣＭ ４２０ におけるＮ金を、０．０１０〜００
１４％の範囲内にコントロールする場合、Ｎ２分圧との
間で、つきの平衡関係が成９立っ。
１４％の範囲内にコントロールする場合、Ｎ２分圧との
間で、つきの平衡関係が成９立っ。
％Ｎ ： ０．０１０−０．０１４
つまり、ＳＣＭ ４２０ 鋼のＮ含有＠全目標値０．
０１０〜００１４％にするには、炉内Ｎ２分圧を３４〜
６８Ｔｏｒｒ（ｘ ＝ ５１ Ｔｏｒｒ ）に調節すれ
ばよいことになる。
０１０〜００１４％にするには、炉内Ｎ２分圧を３４〜
６８Ｔｏｒｒ（ｘ ＝ ５１ Ｔｏｒｒ ）に調節すれ
ばよいことになる。
ただし、上記はあくまで平衡状態にもとづくものであり
、実操業においては完全な平衡に近づくほど長い時間全
費すわけにはいがないのは当然であって、Ｎ２の雰囲気
ガスから鋼中への移動の速度全考慮に入れて、より高い
Ｎ２分圧を採用しなければならない。
、実操業においては完全な平衡に近づくほど長い時間全
費すわけにはいがないのは当然であって、Ｎ２の雰囲気
ガスから鋼中への移動の速度全考慮に入れて、より高い
Ｎ２分圧を採用しなければならない。
ｄ鋼の雰囲気ガスに接する表面積をＡ、容積をであられ
され、 ところで、物質移動係数上ぺは、研究者によって犬きく
異なる値が報告されている。 温度１６００°Ｏ＋／Ｃ
４６いて、（単位ｃｍ ／ ｓｅｃ ）（Ａ） ４
Ｘ １０− Ｗ、Ａ、Ｆｉｓｃｈｅｒら、Ａｒｃｈ 、
Ｅｉｓｅｎｈ、３１（１９６０）４１１ （Ｂ） Ｉ ５ Ｘ １０−− Ｈ，Ｋｎｉ １ｐｐ
ｅｎら、１ｂｉｄ 、３３（１９６２）７２９ Ａ＝ ２０１Ｃ＋ｚ＋２ 、 Ｖ ＝ ４２８６ｃＴｎ
３ の実験例において、ＳＣＭ ４２０ 鋼のＮ含有
量コントロールを、上記の灸Ｎの値を用いて示せば、第
１図のようになる。 すなわち、ｋｌ、ｌの値が上記（
Ａ）と（Ｂ）との間にあると仮定すると、雰囲気ガスと
の接触時間ｔの進行につれて溶鋼中のＮ量が増加する状
況は、Ｎ２分圧に応じて、それぞれ２本の曲線にはさま
れた領域を進むはずである。
され、 ところで、物質移動係数上ぺは、研究者によって犬きく
異なる値が報告されている。 温度１６００°Ｏ＋／Ｃ
４６いて、（単位ｃｍ ／ ｓｅｃ ）（Ａ） ４
Ｘ １０− Ｗ、Ａ、Ｆｉｓｃｈｅｒら、Ａｒｃｈ 、
Ｅｉｓｅｎｈ、３１（１９６０）４１１ （Ｂ） Ｉ ５ Ｘ １０−− Ｈ，Ｋｎｉ １ｐｐ
ｅｎら、１ｂｉｄ 、３３（１９６２）７２９ Ａ＝ ２０１Ｃ＋ｚ＋２ 、 Ｖ ＝ ４２８６ｃＴｎ
３ の実験例において、ＳＣＭ ４２０ 鋼のＮ含有
量コントロールを、上記の灸Ｎの値を用いて示せば、第
１図のようになる。 すなわち、ｋｌ、ｌの値が上記（
Ａ）と（Ｂ）との間にあると仮定すると、雰囲気ガスと
の接触時間ｔの進行につれて溶鋼中のＮ量が増加する状
況は、Ｎ２分圧に応じて、それぞれ２本の曲線にはさま
れた領域を進むはずである。
ところが、本発明者らの実測したところでは、予想より
も速やかに吸窒が進み、溶鋼中のＮ量は太い曲線で示す
ように増大した。 この結果から算出される％＝ａは、
２２．３ Ｘ ｌ Ｏ（Ｃ１１１７５ｅｃ）に及ぶ。
も速やかに吸窒が進み、溶鋼中のＮ量は太い曲線で示す
ように増大した。 この結果から算出される％＝ａは、
２２．３ Ｘ ｌ Ｏ（Ｃ１１１７５ｅｃ）に及ぶ。
第１図からも容易に理解されるとおり、雰囲気ガス中の
Ｎ２分圧が低ければ、（平衡関係から必要な限度を超え
ていることは当然の前提であるが）、所望のＮ量に至る
時間が長くかかシ、一方、高いＮ２分圧全採用すれば鋼
中のＮ量の増加は速やかであるが、目標値内にある時間
が短いので、的中率が低下するおそれがある。 両者の
調和点は、しかし、容易に見出すことができるであろう
。
Ｎ２分圧が低ければ、（平衡関係から必要な限度を超え
ていることは当然の前提であるが）、所望のＮ量に至る
時間が長くかかシ、一方、高いＮ２分圧全採用すれば鋼
中のＮ量の増加は速やかであるが、目標値内にある時間
が短いので、的中率が低下するおそれがある。 両者の
調和点は、しかし、容易に見出すことができるであろう
。
なお、Ｎ量は、Ｎ添加後とりべ移注や鋳造の間に若干低
下することがある。 従って、実操業においてはＮの歩
留９も考慮しなければならない。
下することがある。 従って、実操業においてはＮの歩
留９も考慮しなければならない。
本発明によるときは、適量のＮを含有し、しかもＯ量は
きわめて低い超清浄鋼が得られる。 この鋼は冷間加工
性が顕著に向上しているから、自動車部品をはじめとす
る機緘部品製造の材料としてとくに有用である。
きわめて低い超清浄鋼が得られる。 この鋼は冷間加工
性が顕著に向上しているから、自動車部品をはじめとす
る機緘部品製造の材料としてとくに有用である。
比較例（従来技術）
容量５０１ｆ９の実験用真空誘導炉を用いて、８０Ｍ４
２０鋼を溶１實した。 １．．８ Ｘ １０−３Ｔｏ
ｒｒの真空下で、０量企７ ｐｐｍまで低下させた。
２０鋼を溶１實した。 １．．８ Ｘ １０−３Ｔｏ
ｒｒの真空下で、０量企７ ｐｐｍまで低下させた。
続いて、 Ａｒ ガス雰囲気下において、窒化マンガ
ンおよび他の成分調整用の合金を投入し、インゴットに
鋳造した。
ンおよび他の成分調整用の合金を投入し、インゴットに
鋳造した。
窒化マンガンの添加により、Ｎ量は所定の０．０１’０
％に達したが、Ｏ量が１０〜１２ｐｐｍに増大しだ。
％に達したが、Ｏ量が１０〜１２ｐｐｍに増大しだ。
実施例１
比較例と同じ真空誘導炉でＳＣＭ ４２０ 調合溶解
し、２．５ Ｘ Ｉ ０−３Ｔｏｒｒ Ｌｖ冥空下でカ
ーボン脱酸を行なった。
し、２．５ Ｘ Ｉ ０−３Ｔｏｒｒ Ｌｖ冥空下でカ
ーボン脱酸を行なった。
その後、Ｎ２ガスｆ ３３０Ｔｏｒｒの分圧で加え、約
３０分間接触させるＮ添加を行なってから、 Ｎ２ガス
４０ Ｔｏ＋・ｒ の雰囲気をへて、溶鋼を鋳造した。
３０分間接触させるＮ添加を行なってから、 Ｎ２ガス
４０ Ｔｏ＋・ｒ の雰囲気をへて、溶鋼を鋳造した。
Ｎ２ガス接触時間の進行に伴う溶鋼中Ｎ量の変化は、前
記した第１図で太い曲線で示したとおシである。 また
、この間のサンプル中のＮ量およびＯ量の推移は次のと
おりであって（単位ｐｐｍ ）、脱酸時 Ｎ添加後
出鋼前 ＳＣＭ ４２０ の目標値Ｎ：０．０１０〜０．０１
４％”（ｉ→だし、極低○量の製品が得られた。
記した第１図で太い曲線で示したとおシである。 また
、この間のサンプル中のＮ量およびＯ量の推移は次のと
おりであって（単位ｐｐｍ ）、脱酸時 Ｎ添加後
出鋼前 ＳＣＭ ４２０ の目標値Ｎ：０．０１０〜０．０１
４％”（ｉ→だし、極低○量の製品が得られた。
実施例２
同じ真空誘導炉を用い、ＳＣＭ４４０ 鋼を溶製し、
２、ＯＸ Ｉ Ｏ”” Ｔｏｒｒ の真空下でカーボ
ン脱酸を行なった。
２、ＯＸ Ｉ Ｏ”” Ｔｏｒｒ の真空下でカーボ
ン脱酸を行なった。
つぎに、Ｎ２分分圧 １５０Ｔｏｒｒ とした雰囲気で
、Ｎ添加を行なった。 このとき、実施例１における物
質移動係数化８の実測値２２．３ Ｘ １０−３ｃｍ
／ ｓｅｃにもとづく経験式 に従って、雰囲気ガスとの接触時間ｔの進行に伴う溶鋼
中Ｎ量の増加を、第２図のグラフのように予ｄ１１１シ
た。 実測値は第２図に併記したとお９で、計算値との
間によい一致がみられた。
、Ｎ添加を行なった。 このとき、実施例１における物
質移動係数化８の実測値２２．３ Ｘ １０−３ｃｍ
／ ｓｅｃにもとづく経験式 に従って、雰囲気ガスとの接触時間ｔの進行に伴う溶鋼
中Ｎ量の増加を、第２図のグラフのように予ｄ１１１シ
た。 実測値は第２図に併記したとお９で、計算値との
間によい一致がみられた。
この間のサンプル中のＮ量および０量の推移は次のとお
ジである。 （単位ｐｐｍ ）第１図は、ＳＣＭ４２０
鋼における、窒素を含む雰囲気ガスとの接触時間と
溶鋼中Ｎ量との関係を、異なるＮ２分圧について示した
グラフである。
ジである。 （単位ｐｐｍ ）第１図は、ＳＣＭ４２０
鋼における、窒素を含む雰囲気ガスとの接触時間と
溶鋼中Ｎ量との関係を、異なるＮ２分圧について示した
グラフである。
第２図は、ＳＣＭ ４４０ 鋼における、第１図と同
様なグラフである。
様なグラフである。
特許出願人 大同特殊鋼株式会社
代理人 弁理士 須 賀 総 夫
Claims (3)
- （１） 鋼を構成する諸成分を溶解し、真空誘導炉に
８いて脱酸したのち、炉内を、所定の窒素含有量に従っ
てえらんだＮ２分圧の雰囲気に保持することにより窒素
を添加することを特徴とする含窒素低酸素鋼の製造法。 - （２） 脱酸を０含有量１０ｐｐｍ以下となるまで行
ない、°窒素の添加をＮ含有量ｏ、ｏｏｓ〜０，０３％
となる寸で行なう特許請求の範囲第１項の製造法。 - （３） 鋼が炭素鋼および低合金鋼からえらんだもので
ある特許請求の範囲第１項捷たは第２項の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205322A JPS5996210A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 含窒素低酸素鋼の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205322A JPS5996210A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 含窒素低酸素鋼の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5996210A true JPS5996210A (ja) | 1984-06-02 |
Family
ID=16505018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57205322A Pending JPS5996210A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 含窒素低酸素鋼の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5996210A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102400029A (zh) * | 2011-04-28 | 2012-04-04 | 江苏美特林科特殊合金有限公司 | 一种合金的真空冶炼方法 |
| CN102400030A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-04-04 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种真空感应炉冶炼钢水添加氮元素的方法 |
| CN103924031A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-16 | 钢铁研究总院 | 一种真空感应正压炉冶炼高氮钢的方法 |
| CN106191378A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-12-07 | 江苏星火特钢有限公司 | 一种高氮钢的生产工艺 |
| CN107012290A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-08-04 | 昆明理工大学 | 一种高氮奥氏体不锈钢的制备方法 |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP57205322A patent/JPS5996210A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102400029A (zh) * | 2011-04-28 | 2012-04-04 | 江苏美特林科特殊合金有限公司 | 一种合金的真空冶炼方法 |
| CN102400030A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-04-04 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种真空感应炉冶炼钢水添加氮元素的方法 |
| CN103924031A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-16 | 钢铁研究总院 | 一种真空感应正压炉冶炼高氮钢的方法 |
| CN106191378A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-12-07 | 江苏星火特钢有限公司 | 一种高氮钢的生产工艺 |
| CN106191378B (zh) * | 2016-08-24 | 2018-08-31 | 江苏星火特钢有限公司 | 一种高氮钢的生产工艺 |
| CN107012290A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-08-04 | 昆明理工大学 | 一种高氮奥氏体不锈钢的制备方法 |
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