JPS60184618A - Production of low-nitrogen steel - Google Patents
Production of low-nitrogen steelInfo
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- JPS60184618A JPS60184618A JP3917484A JP3917484A JPS60184618A JP S60184618 A JPS60184618 A JP S60184618A JP 3917484 A JP3917484 A JP 3917484A JP 3917484 A JP3917484 A JP 3917484A JP S60184618 A JPS60184618 A JP S60184618A
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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
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/10—Handling in a vacuum
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Abstract
Description
〔産業−にの利用分野〕
本発明は低窒素鋼を製造する方法に関するものごある。
〔従来技術〕
一般に炭素鋼中での窒素は、A7!、T’iなどの窒化
物として結晶粒の微細化或いはその他の特性に与える影
響が大きい元素の一つである。例えはA6Nを一定量生
成させて焼鈍を行うAlキル1ζ鋼の冷延鋼板材もあれ
ば、溶鋼中の(N)を極力低下せしめ連続焼鈍を行う冷
延81IJ板祠もある。これらの炭素鋼の窒素添加方法
としては含窒素合金鉄、CaCN2等の添加或いはN2
バブリング法などがある。
しかし溶鋼の脱窒を目的とした脱ガス処理は積極的には
実施されておらず、製鋼炉により溶製された粗溶鋼の脱
炭を目的としてRII装置、VOI)装置等を用いて減
圧脱ガス処理を実施し、その副作用的効果として脱窒が
確認されているにすきなかった。即ち、従来の低炭素A
βキルド鋼については、転炉等の製鋼炉により/8mさ
れノこ/8鋼中の(C)を低下させるべくR[1装置等
のB空処理設備を用いて減圧脱ガス処理をしており、窒
素は後工程の冷延鋼板の箱焼鈍時のA7!N微細析出を
促進させるのに必要であり、ある一定の濃度範囲に制御
していた。
しかしながら圧延技術の進歩により最近では連続焼鈍法
が採用されるに至−っており、これが急熱。
急冷プロセスであるためAIVNが析出し難<、加工性
の指標としてのランクフォード値(r値)の向上が望め
ず、またこのため残存固溶窒素が多くなり歪時効が起こ
り易くなっていた。
これを改善するためには圧延後の成品で窒素濃度を20
ppm以下に減少させることが有効であり、そのために
圧延の−に]二程である連続鋳造時或いは造塊時での溶
鋼中への窒素のピックアップを見込んてRII処理終了
時で(N)を毎チャージ安定して10ppm以下にする
ことが切9ノされ゛(いた。これは例えば連続鋳造時に
、取鍋〜ランデ4221間のシール程度によりバラツキ
があるが、1m度よくシールをしていても窒素のピック
アップが最低でも2〜311ρm程度あるからである。
〔目的〕
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、r値を向上させ、また歪時効を防
止すべく/8鋼中の(N)91度を低下できる低窒素鋼
の製造方法を提供するにある。
〔構成〕
本発明に係る低窒素鋼の製造方法は、製鋼炉にて溶製し
た(C)≧0,1 %の粗溶鋼に、減圧下で酸化+AH
A体を上吹きしてこれを脱炭セしめ、ごのとき生じる脱
窒を促進させることを特徴とし、史に減圧を環流式脱ガ
ス装置にて行い、酸化剤粉体の上吹きを粗溶&m ?n
面に対して斜め上方から行うことを特徴とする。
〔実施例〕
以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第1図は本発明の実施状態を示す模式図であり、図中1
は、転炉、電気炉、AOD炉等の製鋼かにより精練され
て取鍋2に装入された[Industrial Field of Application] The present invention relates to a method of manufacturing low nitrogen steel. [Prior art] Generally, nitrogen in carbon steel is A7! , T'i, and other nitrides, which have a large effect on the refinement of crystal grains and other properties. For example, there is cold-rolled Al-killed 1ζ steel sheet material that is annealed by producing a certain amount of A6N, and there is also cold-rolled 81IJ sheet material that is continuously annealed by reducing (N) in the molten steel as much as possible. Nitrogen addition methods for these carbon steels include addition of nitrogen-containing ferroalloys, CaCN2, etc., or N2
There is also the bubbling method. However, degassing treatment for the purpose of denitrifying molten steel is not actively carried out, and vacuum degassing is performed using RII equipment, VOI) equipment, etc. for the purpose of decarburizing crude molten steel melted in steelmaking furnaces. It would be great if gas treatment was carried out and denitrification was confirmed as a side effect. That is, conventional low carbon A
For β-killed steel, it is degassed under reduced pressure using B air processing equipment such as R [1 equipment] in order to reduce the (C) content in the steel. Nitrogen is used during box annealing of cold-rolled steel sheets in the subsequent process. It is necessary to promote fine N precipitation, and the concentration was controlled within a certain range. However, due to advances in rolling technology, a continuous annealing method has recently been adopted, which involves rapid heating. Because of the rapid cooling process, it was difficult for AIVN to precipitate, and no improvement in the Lankford value (r value), which is an indicator of workability, could be expected, and as a result, the amount of residual solid solution nitrogen increased, making strain aging more likely. In order to improve this, it is necessary to increase the nitrogen concentration in the rolled product by 20%.
It is effective to reduce the nitrogen content to below ppm, and for this purpose, (N) is added at the end of the RII process in anticipation of the pickup of nitrogen into the molten steel during continuous casting or ingot making, which is about 2 times the rolling process. It was necessary to stably keep each charge below 10 ppm.This varies depending on the degree of sealing between the ladle and Lande 4221 during continuous casting, for example, but even if the seal is well sealed by 1 m, This is because the pick-up of nitrogen is at least about 2 to 311 ρm. [Objective] The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to improve the r value and reduce strain aging. In order to prevent this, the present invention provides a method for manufacturing a low nitrogen steel that can reduce (N) by 91 degrees in /8 steel. [Structure] The method for manufacturing a low nitrogen steel according to the present invention includes (C) ≧0.1% crude molten steel, oxidized + AH under reduced pressure
It is characterized by top-blowing the A body to decarburize it and promoting the denitrification that occurs. Melt&m? n
It is characterized by being performed diagonally above the surface. [Example] The present invention will be specifically described below based on the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the implementation state of the present invention, and in the figure 1
was refined in a steelmaking furnace such as a converter, electric furnace, or AOD furnace and charged into ladle 2.
〔0〕≧0.1%の粗l容鋼であ
る。
前記取鍋2の上方には、その下部に2本の浸漬管3a、
3bを設けである円筒状の環流式脱ガス装置(RH装
置)3を配設しており、その2本の浸漬管3a、 3b
は溶鋼l内へ浸漬されている。礎lN管3dの内部には
カノイバ給管7を介し′ζA I−ガスが供給されるよ
うになっている。R11装置3は直空排気ダク1−6か
ら排気して内部を真空引きすることによりI71!JI
ミできるよ・うになっており、1口1装置3の内部が減
圧されると一方の浸漬管3dからの環流ガスによるガス
リフトポンプの原則に基づいて浸漬層3dより取鍋2内
第11熔鋼1が吸引され上昇してR11装置3内へ入り
、入った粗溶鋼1は他方の浸漬Tri’ 、’t l+
より取鍋2内・・・戻り、つまり環流するようになって
いる。
RH装置3内の真空度はより真空に近くするのがよく、
最低でも環流りのRH装置3内底部の溶鋼1「11さが
200mm以上となるように調整している。
これは余り浅くしすぎると酸化剤わ)体によりr2■(
装置3底部の耐火物が損耗され易くなるのを防止するた
め、また余り浅くしすぎると時間当りの/8鋼処理pが
少な(なり処理時間が長くなるのを防1にするためであ
る。
RH装置3の周壁の適宜高さ位置にはこれを開通して上
吹ランス4が/8614 m面に対してその吹込み角度
が斜角となるように取付けられ′ζいる。上吹ランス4
からば鉄酸化物、Mn酸化物、Ca CO3。
等の酸化剤粉体5をアルゴンガス等のキャリアガスにて
粗溶鋼1内へ十分浸入するように吹込む。
なお吹込み角度は溶鋼場面からの角度が20’〜80゜
とする。20°未満の場合は場面で妨害されて飛散し、
酸化剤粉体5が粗溶鋼1へ十分入らない。これとは反対
に80°を超えるとランスが長寸化して不経済であり、
またスプラッシュが大きくなる。
ランス高さについては、溶鋼湯面から上吹ランス4の先
端の吹出孔までの高さが300mm〜900mmとなる
ようにするのがよい。これは300mm未満の場合には
スプラッシュが激しく起こり操業上好ましくなく、90
0mmを越えた場合には粉体の浸入が浅くなり反応効率
上好ましくないからである。
酸化剤粉体5については、適当な小径の粒径のものを使
用するのがよい。これば微細な方が同量の酸化剤粉体で
あればCO核となる粒子の数が増大し、微細なCO気泡
を大量に生成させるごとになり脱窒反応のおこる反応面
積を増大でき、脱炭反応速度を速くすることが可能であ
るが粒径が小さずぎると粒子が互いに焼結し、粗大化す
るためその結果として粉体が溶鋼内で分散されなくなる
こ止を防止するためである。
キャリアガスとしてはCOガス、CO2ガスを用いても
よく、吹込粉体として蛛粉、Mn粉、Cr粉、Al12
0.粉、CaO粉等を使用することもでき、このときは
酸素源を必要とし酸素ガスを吹込む。ただし鉄粉+ M
n粉等を吹込む場合にはキャリアガスとしてArガス等
を用い、これとは別に酸素ガスを吹込むこととして鉄粉
等の爆発の防IFを図る。またFe粉等をArガスにて
吹込むたりても脱窒の効果が現れる。これば後述する如
くArガスによりN2分圧が低下し、またFe粉が反応
核となることに依るものと考えられる。
酸化剤粉体5としてCr酸化物、Mn酸化物等を、成分
調整をも目的として吹込んでもよい。
以上のようにして上吹きされた酸化剤粉体は粗溶鋼lの
中に深く浸入し分散されるため後述する脱炭脱窒反応が
均一に進行する。
このようにして所要成分がjηられるまで脱窒処理を行
ったあと/8&VIは連続鋳造され、引続き圧延工程に
供されて板材とされ、更に連続焼鈍されて最終成品とな
る。脱窒処理/8鋼は連続紡造法によらず造塊法によっ
て鋼塊としてもよいことは勿論である。
また本発明はRH装置によらず、VOD装置。
DH装置等によってもよいことは勿論である。
VOD装置の場合は天蓋の高さが低いので酸化剤粉体を
斜め上吹きとせずランスを垂直にして直上から吹くこと
とすればよい。この場合は取鍋の底部にポーラスレンガ
を使用しこれからArガスを吹込んでII熔溶鋼攪拌す
れば脱窒効率をより向上できる。
さて、次に酸化剤粉体吹込による反応につき説明する。
第2図はRI(装置3により、例えば温度が1610℃
の粗/8鋼1を6 torrまで減圧し、上吹ランス4
より鉄酸化物を粗溶鋼1トンに対して17.0kgの割
合で吹込んだ場合の(C)、(N)、(Mn )の変化
を1、横軸に処理時間(分)をとり、また縦軸に〔Ca
(%)、 [N) (ppm)、 (Mn) (%)を
とって示したグラフである。
本発明の処理による場合はEC)は0.30%から0.
04%まで、(N)は20ppmから7 ppmまで減
少した。そして(Mn)は不変であった。この反応によ
る場合は(C)の減少に伴って(N)が減少していくこ
とが解る。
その理由は次のとおりである。鉄酸化物が酸素供給源と
なるため、この鉄酸化物がco/1.成核となり、1;
記(1)式にで示されるco反応が’4−LSろ。
C+に)=CO(g) ・・・fil
但し、 旦:溶鋼中の炭素
p、: ン容1岡中の酸素
CO[1ニー酸化炭素
このCOカスのガスメタル界面でのガス側のN2分圧+
、l: CO気泡により極めて低くなゲζおり、またメ
タル側の(0)は、下記(役式にて示されるC O反応
の平1勤定数Kが温度で決るので、略一定と見做すこと
ができ、また熔&[4を減圧下においているため、CO
ガス分圧(Pco)が減少して炭素・酸素の濃度積が小
さくなり脱炭反応が促進されて、これによりその[0]≧0.1% crude steel. Above the ladle 2, there are two dipping tubes 3a at the bottom thereof,
A cylindrical recirculation type degassing device (RH device) 3 is provided, and its two immersion tubes 3a and 3b are provided.
is immersed in molten steel. 'ζA I-gas is supplied to the inside of the base IN pipe 3d via the Canova supply pipe 7. The R11 device 3 is evacuated from the direct air exhaust duct 1-6 to evacuate the inside of the I71! J.I.
When the inside of each device 3 is depressurized, the 11th molten steel in the ladle 2 is removed from the immersion layer 3d based on the principle of a gas lift pump using the circulating gas from one immersion pipe 3d. 1 is sucked up and enters the R11 device 3, and the entered crude molten steel 1 is immersed in the other immersion Tri', 't l+
Inside the ladle 2... it returns, that is, it circulates. The degree of vacuum inside the RH device 3 is preferably close to vacuum;
The molten steel 11 at the bottom of the RH device 3 in the reflux is adjusted so that it is at least 200 mm or more.
This is to prevent the refractory material at the bottom of the device 3 from being easily worn out, and to prevent the process from becoming too shallow, which would result in less /8 steel processing p per hour (which would result in a longer processing time). A top blow lance 4 is installed at an appropriate height on the peripheral wall of the RH device 3 so that the blow angle is oblique to the /8614 m plane.Top blow lance 4
Karaba iron oxide, Mn oxide, Ca CO3. The oxidizing agent powder 5 is blown into the crude molten steel 1 using a carrier gas such as argon gas so that it sufficiently penetrates into the crude molten steel 1. Note that the blowing angle is 20' to 80° from the molten steel scene. If it is less than 20 degrees, it will be disturbed and scattered by the scene,
The oxidizer powder 5 does not sufficiently enter the crude molten steel 1. On the other hand, if the angle exceeds 80°, the lance becomes long and uneconomical.
The splash also gets bigger. Regarding the lance height, it is preferable that the height from the molten steel surface to the blowing hole at the tip of the top blowing lance 4 is 300 mm to 900 mm. If it is less than 300 mm, it will cause severe splash, which is unfavorable for operation.
This is because if it exceeds 0 mm, the penetration of the powder becomes shallow, which is unfavorable in terms of reaction efficiency. As for the oxidizing agent powder 5, it is preferable to use one having an appropriately small particle size. If the same amount of fine oxidant powder is used, the number of particles that become CO nuclei will increase, and each time a large amount of fine CO bubbles are generated, the reaction area where the denitrification reaction occurs can be increased. It is possible to speed up the decarburization reaction rate, but if the particle size is too small, the particles will sinter with each other and become coarse, so this is to prevent the powder from becoming dispersible in the molten steel. . As the carrier gas, CO gas or CO2 gas may be used, and as the blown powder, spider powder, Mn powder, Cr powder, Al12
0. It is also possible to use powder, CaO powder, etc. In this case, an oxygen source is required and oxygen gas is blown into the powder. However, iron powder + M
When injecting n-powder or the like, Ar gas or the like is used as a carrier gas, and in addition to this, oxygen gas is injected to prevent the explosion of iron powder or the like. In addition, denitrification effects can also be obtained by blowing Fe powder or the like with Ar gas. This is thought to be due to the fact that the N2 partial pressure is lowered by the Ar gas and the Fe powder becomes the reaction nucleus, as will be described later. As the oxidizing agent powder 5, Cr oxide, Mn oxide, etc. may be injected also for the purpose of component adjustment. The oxidizing agent powder top-blown as described above penetrates deeply into the crude molten steel l and is dispersed, so that the decarburization and denitrification reaction described below proceeds uniformly. After the denitrification treatment is carried out in this way until the required components are reduced to jη, /8&VI is continuously cast, then subjected to a rolling process to be made into a plate material, and further continuously annealed to become a final product. Of course, the denitrification treatment/8 steel may be made into a steel ingot by the ingot forming method instead of the continuous spinning method. Furthermore, the present invention is not limited to an RH device, but is applicable to a VOD device. Of course, a DH device or the like may also be used. In the case of a VOD device, since the height of the canopy is low, the oxidizer powder may not be blown obliquely upwards, but rather the lance may be oriented vertically and blown directly above. In this case, the denitrification efficiency can be further improved by using a porous brick at the bottom of the ladle and stirring the II molten steel by blowing Ar gas into it. Next, the reaction caused by injecting the oxidizing agent powder will be explained. Figure 2 shows RI (with device 3, the temperature is 1610°C.
The rough/8 steel 1 was depressurized to 6 torr, and the top-blown lance 4 was
The changes in (C), (N), and (Mn) when iron oxide is injected at a rate of 17.0 kg per ton of crude molten steel are 1, and the processing time (minutes) is plotted on the horizontal axis. Also, on the vertical axis [Ca
(%), [N) (ppm), and (Mn) (%). In the case of the treatment of the present invention, the EC) ranges from 0.30% to 0.30%.
By 0.04%, (N) decreased from 20 ppm to 7 ppm. And (Mn) remained unchanged. In the case of this reaction, it can be seen that (N) decreases as (C) decreases. The reason is as follows. Since iron oxide serves as an oxygen supply source, this iron oxide has co/1. It becomes nucleated, 1;
The co reaction shown in formula (1) is '4-LS. C+)=CO(g)...fil However, 1: Carbon in molten steel p, 1: Oxygen CO [1 Ni oxidized carbon] N2 on the gas side at the gas-metal interface of this CO dregs Pressure +
, l: Due to CO bubbles, the temperature is extremely low, and (0) on the metal side is considered to be approximately constant, as the work constant K of the CO reaction, shown in the following equation, is determined by temperature. Also, because the melt &[4 is under reduced pressure, CO
The gas partial pressure (Pco) decreases and the concentration product of carbon and oxygen becomes smaller, promoting the decarburization reaction.
〔0〕
が多量に消費されるため低い値を保っており、脱窒反応
が起こり易い条件をそなえている。したがってこの反応
界面では脱炭と脱窒の両方の反応が同時に生ずる。
log K = P co/αc’αo =116+1
/ T +2.00=f2)但し1.clc:炭素の活
量
α0 :酸素の活量
′1゛:温度(°K)
そして、この(2)式の平衡定数には、溶鋼を温度によ
り定まり、このKに基づいて処理中のPcoとαC・(
lo、即ち炭素・窒素の濃度積とに一定の関係があるた
め、〔C)a度がo、1%未満である場合には平衡する
[0]
Since a large amount of nitrogen is consumed, the value remains low, creating conditions that make it easy for denitrification reactions to occur. Therefore, both decarburization and denitrification reactions occur simultaneously at this reaction interface. log K = P co/αc'αo =116+1
/ T +2.00=f2) However, 1. clc: Carbon activity α0: Oxygen activity '1゛: Temperature (°K) The equilibrium constant in equation (2) is determined by the temperature of molten steel, and based on this K, Pco and Pco during treatment are determined by the temperature of the molten steel. αC・(
Since there is a certain relationship with lo, that is, the concentration product of carbon and nitrogen, there is equilibrium when [C) a degree is less than o, 1%.
〔0〕濃度が高くなって脱炭反応が遅くなると共に脱窒
が進行し難くなる。
このため本発明では粗溶鋼の(C)は(C)≧0.1%
以上としている。
ここで第2図の(C)’、(N)の変化を、その指標と
して公知の下記(3)式(1980年発行の「鉄と1i
’J J第6fi年 S、234)の脱窒効率Crを導
入して表す。
α−Δ(1/〔%N))/Δ〔%C〕 ・・・(3)但
し、Δ(I/〔%N))
:鋼中(N)の重量バーセン
1−の逆数の変化量の絶ス・1値
Δ〔%C〕 :鋼中CC)の重量パーセン1−変化量の
絶対値
第2図に河(した実施例の場合のαは2800程度であ
る。これに対してRH装置3により減圧脱カス処理のみ
をした場合の従来技術ではαは最高でも800程度であ
り、これと比較ずれは本発明による場合のツノか脱炭;
iIに対する脱窒効率が1分れている、二とがわかる。
これにより脱窒処理時間を短縮でき、また耐火物/8搦
量を減少できる。
また本発明により脱窒する場合の脱炭量と脱窒との関係
は第3図に示される。
第3図は横軸に処理1iijO) CN) (ppm
)をとり縦軸に処理後の(N) (100m)をとって
、脱炭量を 0.1 %Cずつ変え一ζ脱窒した場合の
脱窒量を示すグラフである。この図より理解される如く
、本発明により脱窒処理する場合、目的とずろ成品組成
に基づいて(’N)値を脱窒可能範囲とずべく製鋼炉に
より溶製された粗溶鋼の(C)からその脱炭量が定まれ
ば、これに応して脱窒量がコントロールされる。
このような脱炭脱窒速度及び到達窒素濃度は真空度によ
り影響を受りる。即ち真空度が高くなる程平衡する窒素
濃度(溶IW度)は低下し、また高真空になる程、前記
(2)式から同し炭素濃度でも平衡する酸素濃度が低く
なり、史にA真空度となる稈CO気泡がより膨張してガ
ス、メタル界面積を増大させるため脱窒反応は促進され
る。
また浸漬管3aから供給されるArガス気泡は高真空度
程大きくなるためN2分圧を低下させる。
従って高真空度の方が効果的である。そして高真空度に
なる程(N)の溶解度が低下するので到達窒素濃度は低
くなり、また酸化剤粉体の吹込みについては高真空度に
なる程溶鋼飛散(スプラッシュ)を少なくできる。
そして本発明ではに吹きU7た酸化剤粉体を111溶鋼
中に深<ld人さ・Uて分jl&させることができ、こ
れら分散した第5)体が脱炭反応の核として作用して、
より活発な反応を惹起させる。このためRf(処理のみ
の場合として本発明は極めて効果的に粗溶鋼内で脱炭脱
窒速度、を促進ごきる。
この、意味からは本発明を実施するに当り、鉄酸化物の
等価物としてFe45)と02ガスを」二吹きし−ども
よい。即しこの場合はFe粉が脱炭反応の核として作用
し、02カスによりこのFe粉と02ガスが酸化反応し
、その反応熱かFe粉周辺で局部的に発生ずるため脱炭
反応そのものが促進されることになる。なおFe12)
を用いる場合は多孔ランスを用い一ζFe粉を酸素ガス
以外の他のガス、例えばArガス等をキャリアガスとし
て使用して−・つの孔から吹込み、02ガスを他の孔か
ら吹込む。これにより爆発が防止される。なおFe粉と
同様Cr粉、Mn粉も02ガスと吹込むことが可能であ
る。
またA /’201 、Ca Oを添加する場合には○
2ガス、C02ガスでもよい。
次に種々の条件下での実施例につき説明する。
減圧脱ガス装置として実験用の2.5トンVOD装置、
実機の250トンRH装置を使用し、その真空度及び酸
化剤粉体の種類、その供給速度、溶鋼温度、ランス高さ
等を変更して本発明により脱窒を行った。
第1表はその実施条件及び結果をまとめた表であり、実
施例1,2,3,4,5.6.7は実験用の2.51−
ンVOD装置の場合、実施例8,9゜10は実機の25
01−ンRH装置の場合である。なお比較のためにRH
による減圧処理のみを行った比較例1.2,3,4.5
の場合を第2表に示している。この表より理解される如
(、本発明による場合は、処理前の(N)fi度に拘ら
ず、又減圧脱ガス装置の種類、規模に拘わらず10pp
m以下に安定して減少することができ、また比較例の脱
窒量2〜5 ppmと比較して本発明の脱窒量が著しく
大きい。
また本発明による場合はその脱窒’AJ率は1800程
度以−トごあり、Ji高の脱窒ジノ率を得る比較例3の
イ1η784と比較して著しく高く、脱窒速度が速いこ
とがわかる。このため処理による溶鋼温度低下を抑制す
ることができる。
上記実施例7の場合は、処理前の溶鋼中の(Mn)が2
.78%と他の実施例のそれよりも高いものであるが他
の実施例の脱窒効率と比較して差が認められなかった。
換言すればMnは酸素と親和力が強く酸化され易いので
あるが、粉体を上吹し脱炭させる場合には供給した酸素
源が(Mn)よりも(C)と優先的に反応して脱窒を促
進さ・けるものと考えられる。
実施例2,3は2.5トンVOD装置で酸化剤粉体とし
て夫々Mn−0re、Mn 02を用いてこれをArガ
スにより上吹した場合であり、夫々の場合の成分変化を
示す第4図、第5図より理解される如く 〔C〕が減少
すると共に(N)が減少して(N)がxoppm以下ま
で低下する。またこれとは逆に(Mn)については増加
している。
従って(Mn)については、第2図より理解される如←
脱炭脱窒が時間の経過と共に進行していくのに対して、
殆ど変化せず、このためMn含有鋼の場合には製鋼炉の
精練終了時に成分調整しておいてもよい。また第4図、
第5図より理解される如く本発明に係る真空処理にて(
Mn)のピョクアソプを行わせ得るから、この処理で(
Mn)の成分調整を行う場合にはMn酸化物、Mn粉或
いはMnを含有する他金属の酸化物等を使用すればよい
。
次に2.5トンVOD装置で酸化剤粉体としてFe−0
reを用いてこれをArガスにより上吹した場合(実施
例1,4,5.7) 、また250トンRH装置で同様
に実施した場合(実施例8)には、脱窒効率αは230
0〜2800程度であり、到達(N)値は7〜lOpp
mまで減少した。
そして鉄酸化物の替わりにFe粉と02ガスを多孔ラン
スにより吹イ1けて本発明を実施した場合(実施例6)
には脱窒効率は1800程度と鉄酸化物の場合と比べて
若干低下するもの、比較例の最高値784と比べて著し
く大きい。この場合であっても到達(N)値を+opp
m以−トとオートとは可能である。
なおF、e粉をArガスにより上吹きした場合にあって
もArガスによりN2分圧が低下し十分な脱窒効果が認
められ、(N)をlOppm以下まで減少できる。Fe
わ)の替りにCa CO3を用いた場合も同様である。
更に250トンRH装置にて多孔ランスを用いFe−0
re又ぽMn−0reを上吹きすると共に02ガスを吹
付番〕た場合(実施例9.実施例10)にはFe−0r
eをArガスで上吹きした実施例8と同し脱窒効率が得
られ、また到達(N)値も10ρpi以下にすることは
I−分可能である。
このように本発明は精練終了時にNがl (j p p
mの低窒素鋼を製造することが可能である。
そしてこのような脱窒処理をトIった場合のRH槽内の
ii+火物/8損についてであるが、1liJ火物/8
ti1iは1(、h毎では溶損量が明確に把握し難く、
このため本発明の脱窒処理を含む操業を行った場合の溶
損量を第6図に示す。
第6図は横軸に全操業中で脱窒処理を行った場合の比率
(%)をとり縦軸にRH装置の下部槽寿命(回)をとっ
て、両者の関係を示したグラフであり、図中0印は処理
温度が1650℃未満の場合、・印は処理前温度が16
50℃以上の場合を夫々示しており、また0%のときの
短い横線及び矢印は本発明による脱窒処理を全く行わな
い場合の寿命のバラツキ幅を示している。
この図より理解される如く、本発明の場合には1650
℃未満の比較的低温域であっても供給した酸素が効率よ
く脱炭反応に寄与するため耐火物溶損速度(平均溶損速
度)を減少させることができた。
なお、その溶損量については、RH詰装置場合の第3表
に示す如く耐火物平均熔損厚さが1650℃以上では0
.85〜1 、05+nmであるのに対し、1650°
C未満では0.6〜0.8 mmであり、約2〜3割/
8用量を抑制でき、RH詰装置下部槽寿命を約380回
に対し7て約420回とすることができ、炉修回数を減
少することができるため、RH詰装置稼働率を向上させ
ることが可能となる。
第 3 表
〔効果〕
本発明により脱窒処理した場合には、到達(N)値を、
109ρm以下に下げることができる。このため本発明
を実施した溶鋼を連続鋳造し、ここでシール状態が多少
tUt <でもNのピンクアンプを1opp=以下に抑
えることは容易であり、このため(N)値が上昇しても
毎チャージ安定して鋳片で2oppm以下にすることが
可能である。このようにして(qられた紡J1を冷間圧
延後、連続焼鈍さ一ロて得られた冷延相様は、N (p
pm )とr 4ji、との関係を示す第7図より理解
される如くr値も高く、力旧J二性を向上させることが
できると共に歪時効の発生も抑制させることができた。
以トa′r述した如く本発明による場合は、到達(N)
値を下げることができるので連続焼鈍することができて
、T値が向上し、深絞り性に優れ、しかも歪時効が抑制
された低炭素へlキルト鋼及び加工性、溶接性に優れた
低窒素鋼等を安定してネn練することができ、また脱窒
効率が高いので処理時間が短くて済み、このため処理に
よる?g #14温度低下が少ない。このためこの温度
低下分を補償して処理温度を上げたとしても比較的低温
域で処理が可能であり、また処理時間が籏いためRH装
置、取鍋等の耐火物の溶損量が少ない等本発明は優れた
効果を奏する。[0] As the concentration increases, the decarburization reaction slows down and denitrification becomes difficult to proceed. Therefore, in the present invention, (C) of crude molten steel is (C)≧0.1%
That's all. Here, the changes in (C)' and (N) in Figure 2 are used as an index using the well-known formula (3) below (published in 1980, "Iron and 1i
'J J 6th fi year S, 234) denitrification efficiency Cr is introduced and expressed. α-Δ(1/[%N))/Δ[%C]...(3) However, Δ(I/[%N)): Change in reciprocal of weight base 1- of (N) in steel Absolute value Δ [%C]: weight percent 1 - absolute value of change in CC in steel In the conventional technology when only vacuum decarburization is performed using device 3, α is at most about 800, and the difference compared to this is the decarburization in the case of the present invention;
It can be seen that the denitrification efficiency with respect to iI is separated by 1 and 2. As a result, the denitrification treatment time can be shortened and the amount of refractory/8 refractory can be reduced. Furthermore, the relationship between the amount of decarburization and denitrification in the case of denitrification according to the present invention is shown in FIG. In Figure 3, the horizontal axis shows the processing value (1iijO) CN) (ppm
) is taken and (N) (100 m) after treatment is plotted on the vertical axis, and the amount of decarburization is changed in 0.1% C increments to perform 1ζ denitrification. As can be understood from this figure, when performing denitrification treatment according to the present invention, the ('N) value of crude molten steel melted in a steelmaking furnace is set in a denitrification possible range based on the purpose and product composition. ), once the amount of decarburization is determined, the amount of denitrification is controlled accordingly. The rate of decarburization and denitrification and the nitrogen concentration reached are affected by the degree of vacuum. In other words, the higher the degree of vacuum, the lower the equilibrium nitrogen concentration (dissolved IW degree), and the higher the vacuum, the lower the equilibrium oxygen concentration for the same carbon concentration, according to equation (2) above, and historically A vacuum The denitrification reaction is promoted because the culm CO bubbles expand further and increase the gas-metal interface area. Furthermore, since the Ar gas bubbles supplied from the immersion tube 3a become larger as the degree of vacuum increases, the N2 partial pressure is reduced. Therefore, a high degree of vacuum is more effective. The higher the degree of vacuum, the lower the solubility of (N), so the attained nitrogen concentration becomes lower, and the higher the degree of vacuum, the lower the amount of molten steel splash when injecting the oxidizer powder. In the present invention, the blown oxidizer powder can be deeply dispersed in the molten steel, and these dispersed particles act as the nucleus of the decarburization reaction.
Evokes a more active reaction. Therefore, in the case of Rf (treatment only), the present invention can very effectively promote the decarburization and denitrification rate in crude molten steel. From this point of view, in carrying out the present invention, it is necessary to use the equivalent iron oxide. Blow out Fe45) and 02 gas twice. In this case, the Fe powder acts as a nucleus for the decarburization reaction, and the 02 gas causes an oxidation reaction between the Fe powder and the 02 gas, and the heat of the reaction is generated locally around the Fe powder, so the decarburization reaction itself does not occur. This will be promoted. In addition, Fe12)
When using a porous lance, the ζFe powder is blown into one hole using a gas other than oxygen gas, such as Ar gas, as a carrier gas, and the 02 gas is blown into the other hole. This prevents explosions. Note that, like Fe powder, Cr powder and Mn powder can also be blown with 02 gas. Also, if A/'201 and CaO are added, ○
2 gas or C02 gas may be used. Next, examples under various conditions will be described. 2.5 ton VOD device for experimental use as a vacuum degassing device,
Denitrification was carried out according to the present invention using an actual 250-ton RH device and changing the degree of vacuum, the type of oxidizer powder, the supply rate, the molten steel temperature, the lance height, etc. Table 1 is a table summarizing the implementation conditions and results, and Examples 1, 2, 3, 4, 5.6.7 are 2.51-
In the case of a digital VOD device, Examples 8, 9 and 10 are 25
This is the case of the 01-n RH device. For comparison, RH
Comparative Examples 1.2, 3, 4.5 where only the depressurization treatment was performed
The cases are shown in Table 2. As can be understood from this table (in the case of the present invention, 10 pp.
The denitrification amount of the present invention is significantly larger than the denitrification amount of the comparative example of 2 to 5 ppm. In addition, in the case of the present invention, the denitrification 'AJ rate is about 1800 or more, which is significantly higher than that of Comparative Example 3, which obtains a high Ji denitrification rate of 1η784, indicating that the denitrification rate is fast. Recognize. Therefore, a decrease in molten steel temperature due to treatment can be suppressed. In the case of Example 7 above, (Mn) in the molten steel before treatment is 2
.. Although the denitrification efficiency was 78%, which was higher than that of other examples, no difference was observed compared to the denitrification efficiency of other examples. In other words, Mn has a strong affinity for oxygen and is easily oxidized, but when top-blowing powder is decarburized, the supplied oxygen source preferentially reacts with (C) rather than (Mn), resulting in decarburization. It is thought to promote and eliminate nitrification. Examples 2 and 3 are cases in which Mn-0re and Mn-02 were used as oxidant powder in a 2.5-ton VOD device, respectively, and were top-blown with Ar gas. As understood from FIG. 5, as [C] decreases, (N) decreases and (N) decreases to below xoppm. On the contrary, (Mn) is increasing. Therefore, regarding (Mn), as understood from Figure 2←
While decarburization and denitrification progress over time,
There is almost no change, and therefore, in the case of Mn-containing steel, the composition may be adjusted at the end of refining in the steelmaking furnace. Also, Figure 4,
As understood from FIG. 5, in the vacuum treatment according to the present invention (
Mn) can be made to perform the pyokuasop, so this process allows (
When adjusting the component (Mn), Mn oxide, Mn powder, or oxides of other metals containing Mn may be used. Next, Fe-0 was used as oxidizer powder in a 2.5 ton VOD device.
When this was top-blown with Ar gas using RE (Examples 1, 4, 5.7), and when the same was carried out using a 250-ton RH device (Example 8), the denitrification efficiency α was 230.
It is about 0 to 2800, and the attained (N) value is 7 to lOpp.
decreased to m. When the present invention was carried out by blowing Fe powder and 02 gas instead of iron oxide using a porous lance (Example 6)
The denitrification efficiency was about 1800, which is slightly lower than that of iron oxide, but it is significantly higher than the highest value of 784 in the comparative example. Even in this case, the reached (N) value is +opp
m or later and auto are possible. Note that even when the F and e powders are top-blown with Ar gas, the Ar gas lowers the N2 partial pressure and a sufficient denitrification effect is observed, allowing the (N) content to be reduced to 10 ppm or less. Fe
The same applies when Ca CO3 is used instead of (w). Furthermore, using a porous lance in a 250 ton RH device, Fe-0
In the case of top blowing Mn-0re and spraying 02 gas (Example 9 and Example 10), Fe-0r
The same denitrification efficiency as in Example 8, in which e was top-blown with Ar gas, was obtained, and it was possible to achieve an attained (N) value of 10 ρpi or less in I minutes. In this way, in the present invention, N is l (j p p
It is possible to produce low nitrogen steel of m. Regarding the loss of ii + fires/8 in the RH tank when such denitrification treatment is carried out, 1liJ fires/8
ti1i is 1 (, it is difficult to clearly understand the amount of erosion for each h,
Therefore, Fig. 6 shows the amount of erosion loss when the operation including the denitrification treatment of the present invention is carried out. Figure 6 is a graph showing the relationship between the ratio (%) when denitrification is performed during the entire operation on the horizontal axis and the lifespan (times) of the lower tank of the RH equipment on the vertical axis. , In the figure, the 0 mark indicates that the processing temperature is less than 1650℃, and the * mark indicates that the pre-processing temperature is 16
The cases where the temperature is 50° C. or higher are respectively shown, and the short horizontal lines and arrows at 0% indicate the range of variation in life when the denitrification treatment according to the present invention is not performed at all. As understood from this figure, in the case of the present invention, 1650
Even at relatively low temperatures below ℃, the supplied oxygen efficiently contributed to the decarburization reaction, making it possible to reduce the refractory erosion rate (average erosion rate). Regarding the amount of melting loss, as shown in Table 3 for RH filling equipment, when the average melting thickness of the refractory is 1650°C or higher, it is 0.
.. 85~1,05+nm, whereas 1650°
Below C, it is 0.6 to 0.8 mm, which is about 20 to 30%/
8, the lower tank life of the RH packing equipment can be reduced from about 380 times to about 420 times, and the number of furnace repairs can be reduced, so the operating rate of the RH packing equipment can be improved. It becomes possible. Table 3 [Effects] When the denitrification treatment is performed according to the present invention, the achieved (N) value is
It can be lowered to 109 ρm or less. For this reason, it is easy to continuously cast the molten steel according to the present invention, and even though the sealing condition is somewhat tUt <, it is easy to suppress the pink amplifier of N to 1 opp = or less, and for this reason, even if the (N) value increases, it is possible to It is possible to stabilize the charge and reduce the charge to 2 oppm or less in slabs. After cold rolling the spun J1 obtained in this way (q), the cold rolling phase obtained by continuous annealing was N (p
As can be seen from FIG. 7, which shows the relationship between pm ) and r 4ji, the r value was high, making it possible to improve the force-old J duality and suppress the occurrence of strain aging. As described below, in the case of the present invention, reaching (N)
It is possible to lower the carbon value, so it can be annealed continuously, improves the T value, has excellent deep drawability, and is a low-carbon quilt steel with suppressed strain aging. Nitrogen steel, etc. can be kneaded stably, and the denitrification efficiency is high, so the processing time is short. g #14 Temperature drop is small. Therefore, even if the processing temperature is increased to compensate for this temperature drop, processing can be performed at a relatively low temperature range, and since the processing time is short, the amount of erosion of refractories such as RH equipment and ladles is small. The present invention has excellent effects.
第1図は本発明の実施状態を示す検弐図、第2図ば鉄酸
化物を吹込んだ場合の本発明による成分変化を示したグ
ラフ、第3図は本発明の反応内容を説明するために使用
するグラフ、第4図、第5図はMn酸化物を吹込んだ場
合の本発明による成分変化を示したグラフ、第6図は本
発明による場合の耐火物溶損量を示すグラフ、第7図は
本発明の詳細な説明するために使用するグラフである。
l・・・粗溶鋼 3・・・RH装置 4・・・上吹ラン
ス5・・・酸化剤F1)体
特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理士
阿 リIF 立 大
98理時間 (分)
笛2図
処 J甲 宵勺 [Nコ (rr’)
夕J1 彎 ロ寺 間(イリゝ)
第4−図
夕ら理81間(公)
OIO20
孝分体10^脱7皮処理邦J牟(%)
篤 6 図
o 10 2o J(140So c。
N (PP″″)
竿ソ冒Fig. 1 is an inspection diagram showing the implementation state of the present invention, Fig. 2 is a graph showing the composition change according to the present invention when iron oxide is injected, and Fig. 3 explains the reaction content of the present invention. Graphs used for this purpose, Figures 4 and 5 are graphs showing the composition changes according to the present invention when Mn oxide is injected, and Figure 6 is a graph showing the amount of refractory corrosion when according to the present invention. , FIG. 7 is a graph used to explain the present invention in detail. 1... Crude molten steel 3... RH device 4... Top blowing lance 5... Oxidizing agent F1) body patent Applicant Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. agent Patent attorney Ali IF 98 years of experience ( Minute) Fue 2 illustration J Ko Yoitori [Nko (rr') Yu J1 Kei Roji Ma (Iri) 4th - Diagram Yura Ri 81 Ma (Ko) OIO20 Kobun body 10 ^ De-7 peel processing country J (%) Atsushi 6 Figure o 10 2 o J (140 So c.
Claims (1)
、減圧下で酸化剤粉末を上吹きしてこれを脱炭・lしめ
、このとき生じる脱窒を促進さ・口ることを特徴とする
低窒素鋼の製造方法。 2、v鋼重にてl8製した(C)20.1%の粗ン容鋼
を、環流式脱ガス装置にて減圧Fにおき、この減圧11
に酸化剤粉体を上吹きしてこれを脱炭−υしめ、このと
き生じる脱窒を促進さ・lることを特徴とする低窒素鋼
の製造方法。 3、 前記酸化剤粉体を粗溶鋼場面の斜め上方から吹く
特許請求の範囲第2項記載の低窒素鋼の製造方法。[Claims] 1. The 20.1% (C) crude molten steel produced in a steelmaking furnace is top-blown with oxidizer powder under reduced pressure to decarburize and solidify it, and the decarburization that occurs at this time is A method for manufacturing low-nitrogen steel, which is characterized by promoting and removing nitrogen. 2. A 20.1% roughened steel (C) made with 18 v steel weight was brought to a reduced pressure F in a recirculation degassing device, and this reduced pressure 11
A method for manufacturing low-nitrogen steel, which comprises top-blowing oxidizer powder to decarburize the steel and promote denitrification that occurs at this time. 3. The method for producing low nitrogen steel according to claim 2, wherein the oxidizing agent powder is blown diagonally above the crude molten steel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3917484A JPS60184618A (en) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | Production of low-nitrogen steel |
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63134623A (en) * | 1986-11-25 | 1988-06-07 | Daido Steel Co Ltd | Denitrification method utilizing iron oxide |
JPS63206421A (en) * | 1987-02-24 | 1988-08-25 | Nippon Steel Corp | Melting method for extremely denitrogenized steel |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP3917484A patent/JPS60184618A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63134623A (en) * | 1986-11-25 | 1988-06-07 | Daido Steel Co Ltd | Denitrification method utilizing iron oxide |
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JPH0819456B2 (en) * | 1987-02-24 | 1996-02-28 | 新日本製鐵株式会社 | Manufacturing method of ultra low nitrogen steel |
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