JPS61235507A - 窒素含有量の低いキルド鋼の製造法 - 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】 本発明はリムを鋼（ｐｆｆｐｒｖｅｓｃｅｎｔ　ｍｔａ
ｅｌ　）　　’ｔ”転炉から取瓶へ注ぎ、取瓶内にある
溶鋼に注入作業中にとくにこの鋼の鎮静用（キル用）添
加剤（ｋｉｌｌｉｎｇａｄｄｉｔｉｖｅｓ　）アルミニ
ウム及び／又は珪素を添加することにより窒素含有量の
低いキルド鋼を製造する方法に関する。

金属精練の際鉱石のざまざまな取分が除去され、ならび
に新規の元素特に空気と接触している物質が溶融金属中
に導入される。

若干の金属又は金属合金はとくにそれらの精検中特別な
予防措置が採られないとそれらの窒素含量の増大が見ら
れることがある。九とえば鋼が転炉から取瓶へ又は工り
一般的には供給容器から受取容器へ注がれるときの鋼の
場合がそうである。

間隙内不純分の形で鋼中に窒素が存在すると老化による
硬化を助長し鋼の強ｆを低下させることが見出された。

と（ＶＣ窒素含有量が過度に高い鋼板は耐老化性が低く
ま友深絞り後の耐食性が低いことが見出された。

この問題に対する最初の解決策は新日本製鉄出願の日本
国特許出願第１１−７７３−／り号明細書ＶＣ：１１ｉ
−ｈて提案され几、鋼中の窒素含量を低減する九めにこ
の特許出願Ｔｌｃおいて転炉内で精練され皮調をそこか
ら、予め不窒化注ガスを情交し且つ消耗性材料製蓋で閉
鎖してある注入用取瓶へ注ぐことが提案してある。

この特許出願で詳述されるとおり、この従来法の主要原
理は金属を注ぐのに先立って取瓶内へ不窒化注ガスを注
入して、かつこの取ｇを蓋で被うことによりこのガスで
蚊取瓶内の空気を完全に置換することにあり、両手段は
別個に採用し九のでは所望の目的が連取できずすなわち
この取瓶へ注入中に鋼が吸収する窒素量の低減が達底で
きないものである。１つの実施形式によると取瓶を蓋で
閉鎖する前に取瓶の下部に置かれる無水炭酸の氷塊（英
語では？ライアイス）の形の二酸化炭素が使用されてい
る。

最近この特許出願の発明者らＹ、アペ、Ｙ、カタヤマ１
Ｍ、ニジムラ、Ｔ、タカハシの諸氏（新日本製鉄）は”
―の精検中の窒素吸収防止の条件”と題する文献（日本
科学会）（／りｒｉ　）？発表しそこでこれら？ライア
イスの使用及びその限界について詳述した。即ち溶融金
属の突出を避ける几めドライアイスの氷塊の大きさは最
大で一辺ｔｏｏ−程叢とすべき旨詳述してある。そのう
え注入前にｒライアイス全体が昇華するのを避ける几め
ま几空気が取瓶へ侵入するのを避ける几め最小の大きさ
は参〇−程度である。実際には一辺１００乃至２００−
の？ライアイス塊を用いることが推奨される。そのほか
？ライアイス塊を受取容器に入れてから金属注入までの
時間は１時間程度である。

即ちこれらさまざまな刊行物−Ｄλら、この従来法が取
瓶の上に蓋を保持し表がら取瓶がら空気を完全に追出す
ことにあることは明らかである６　）！ライアイス塊の
使用はそれらの昇華がη１なり遅い事実から二酸化炭素
ガスが取瓶がら空気を徐々に追出す（ＣＯ２の比重は空
気の比重工９大きい）という印象を与え、二酸化炭素の
昇華が速やかであつｔなら取瓶内にガスの流れを生じこ
うし、てその中に二酸化炭素と空気との混合物を保って
恐らく上の場合のようにはならなかつ九であろう。

そのうえこれらさまざまな刊行物には取瓶内の溶融金属
表面に１ライアイス塊を、溶融金属の流れにそって保持
することが推奨されている。

各種実験の結果として本発明者は上記の従来法には多数
の欠点があることを見出し九。

まず、消耗注蓋がないと上記の結果が得られない消耗注
蓋の不可欠の存在が製造コスト（追加の材料及び労力）
を高くする、そのうえ作業員は溶融金属流を蓋の抵抗の
少ない帯域へ調節しなくてはならない。

そのうえ？ライアイス塊の使用は製鋼所の簡素化の九め
にならないい（つかの取扱い操作（ｌ−′ライアイス塊
の切断、コンディショニング、供給、貯蔵時の峻扱いな
ど）を必要とする。

ま７２−ｃＩＪ道（ｐｏｕｒｉｎｇ　ｊｅｔ　）の保護
が空気と二酸化炭素ガスとの混合物の存在に工り一般に
有効でたいことも見出され、該混合物が存在する現象は
取瓶内の温ｌ勾配により更に重大となる。最後にこの特
許の教示すなわ゛ち取瓶内の溶融金属表面にドライアイ
ス塊を保持することに従うとこの従来法はとくに危険で
ある。実際にドライアイス塊下の二酸化炭素が昇華して
ガスのポケットを虫取しコレが表面で破裂し溶融金属を
突出させることにより溶融金属中で爆発する。消耗性材
料製の蓋は溶融金属の突出を避けるのに十分ではな（、
そのうえ取瓶内への空気の進入を惹起こしこのことが所
望の目的を妨げる。

ま几ベルギー特許第６７７２ｊｒ号明細書からはリムを
鋼を取瓶から鋳型へ注ぐ前に鋳型の底に及び鋳型の充填
中に溶融金属の表面にドライアイスの形で二酸化炭素Ｃ
Ｏ□を添加することも公知である。リムｒ鋼丁なわも多
量の溶存酸素を含んでいるリムＰ鋼には鋳型と接触して
いる表面に全く欠陥のないインゴットをもたらす大きな
利点がある。即ち二酸化炭素はこのベルギー特許に記載
の操作条件において酸素と一酸化炭素とに分解し後者は
空気と接触し、て燃焼し一方酸素は所望の発泡現象を増
大する仁とを可能にする。

このベルギー特許の教示とは対照的に本発明による方法
は前記の欠点を回避しながらドライアイスの影の二酸化
炭素を鋼浴表面を保護するのに用いて鎮静（キルした）
後の鋼中に溶解している酸素の量ならびに窒素の量を両
方共食なくすることができる。本発明によるリムＰ鋼か
らキル♂鋼を製造する方法は、鎮静用（キル用）添加剤
導入を可能にするのに十分な量のリム？鋼を取瓶に注ぎ
、これらの鎮静用添加剤を導入する一寸前Ｔｌｃｌ′ラ
イアイスの形の二酸化炭素を湯道の下部付近及び取瓶内
の鋼浴表面に、取瓶内へ鎮静用添加剤導入時に溶融金属
の表面を周囲の空気から保護するのに十分の量で注入す
ることを特徴とする。

、実際に湯道の下部付近に？ライアイスが存在するとリ
ムＰ鋼による窒素の吸収に影響を及ぼ１表いけれどもア
ルミニウム、珪素などの如き鎮静用添加剤を導入するに
際して湯道の下部及び鋼浴表面に二酸化炭素が存在する
と上記日本特許の如く処理する必要なしに−（そのうえ
このことは不可能である）キルを鋼の再窒化を回避する
ことが見出され比。そのうえ前床の如きの方法は驚くべ
きことに鋼中に溶解し九アルミニウムの損失を２！係の
程ｌに低下させこのことは鎮静に必要なアルミニウムの
量がこの様にして低減されるので本法を炭素が次後に導
入され従ってその消費が少ないので経済的である。

通常、用い一７ｙライアイスの要項重量（こりドライア
イスの固体粒子の容積重量）は／、１ｋｇ１ｄ！以下と
丁べきであることが見出され７ｔ。

実際には本発明を実施するに適当なＶライアイスはサイ
クロンと名づけられ九装置ＶＣよって製造され友もので
ある。このドライアイスは一２０℃の１！１度及びλθ
パールの圧力で通常貯蔵してある液体二酸化炭素を直接
に大気中へすなわち周囲の温度と圧力とに急激にｌＩｌ
脹させて作られる。こうして作られたドライアイスは通
常何らの処理なしにそのまま用いられる。実際上このこ
とはサイクロンに接続してある供給管を通して取瓶内へ
このドライアイスを注入する場所近くにドライアイス製
造装置を設けることを可能とする。ｒライアイスの連続
し九又は順次の供給はこうして金属の注入を制御する作
業員によって容易に調節され得る。

通常、ドライアイスの必要量は注出金属７トンあ次りＱ
、コ乃至５輪と変動する。

取瓶内へのドライアイス導入に関しては当業者は一般的
に転炉から取瓶への注入は転炉の湯口の浸食の関数とし
て変動する期間ｔ、塀あることを承知している。他方、
鎮静用添加剤の導入及びその溶解に必要な期間は所与の
容積について一定の厘ｔ２を有する。これらの条件にお
いては当業者は注入を開始してから遅くとも１１−１２
に等しい瞬間ｔ５にｒライアイスを導入する。

もちろん本法は転炉と取瓶との間の湯道の保護に応用す
るのが好ましいがま几第１の取瓶から第コの取瓶へ又は
連続鋳造の分配器へならびに分配器から鋳型へなどの注
出にも応用できる。

本発明は添附図面とを参照して次の要領でよりよく理解
されるが、これに限定されるものではない。

第１図は本発明の方法を用いて転炉から取瓶へリムド鋼
を注入する際の断面図解図であり；第２図はその場での
？ライアイスの供給部分を包含する１１７図の方法を改
良し九断面図解図であり　　： 第３図は本発明の方法を用−た注入装置の断面図要因で
ある。

第１図においてリムＰ鋼ｌは転炉λ内に収容してありそ
の開口３の下方に取瓶４ｃを配置する。

取瓶が部分的に充填されたとき、アルミニウム又は珪素
の如き鎮静用添加剤ならびに必要ならばシリコマンガン
、フェロバナジウム、浸炭フェロマンガン、フェロニオ
ブ、カーブライト（ｃａｒｂｕ−ｒｉＬｅ　）　　の形
の炭素の如き鋼に所望の諸特注及び品質を付与するのに
周知の添加剤を注入する前に予定量のドライアイスを注
入する。溶融金属ｊは湯道の下端乙の帯域及び溶融金属
＠７上の帯域に存在するｐライアイス’ｔ７’？−だち
に昇華ζせこうして空気の層りに被われ九二酸化炭素の
ＦｒＩＩｔｔ−作る。

こうして溶融金属７及び二酸化炭素１１（空気より重い
）の全体が液面の上昇につれてピストンとなり空気を取
瓶から追出し湯道の下端はこの様にしてつねに保護され
ている。

第一図は第１図の変更例であシ、ドライアイスは鎮静用
添加剤の連続的又は順次式の添加の直前に一方では液体
ＯＯ□タンクｌコに連結してあシ他方では膨脹弁／／ｆ
、介して取瓶４ＡＫ接続してある供給管ｉｏ″ｌｃ通し
て取瓶に注入される。ドライアイス／４Ｃは溶融金属全
体上に広がる。この目的の九め複数の個所に対称的な供
給系を設けることができる。

タンク１２から連続的又は順次式の供給は液体００□の
膨脹によって固体約≠０％及びガス約６０−を生じるこ
とができる。後者は取瓶内の雰囲気を希釈し湯道の保護
を改善することができる。更にはこのガスは空気より重
く、溶融金属の表面に運送される前の溶融金属と接触す
ることによシ加熱されるので溶融金属の過大な冷却が避
けられる。

第３図は本発明の方法全実施するに適した装置の簡易化
図解図を示す。゛受取取瓶３コが溶鋼３１収容転炉３０
の下方に置かれ、との取瓶はレール３４１−、ＪＪｉ上
を移動する台車３３によって支持されている０台車と同
じ水準に液体二酸化炭素！０のタンク３ｔが置いである
。このタンクは防火壁３７によって守られている。液体
二酸化炭素は（図示してな５手段によって）管路３１−
ｆ介してＣＡＲＤＯＸ社から市販される如きカルゼサイ
クロンの名称のドライアイス製造装置≠ｌへ送られる。

管路３ｒは、３りに図示してある互いに／１０＠に配向
した２本のノズルで終っており、該ノズルはタンク３６
内に約−２Ｑ℃及び−〇パールで貯蔵してある二酸化炭
素を周囲温度と圧力とに暴露する［１１ａ開口の作用を
果たす。倒立円錐ａＯ内でのこの膨脹によりドライアイ
スを生放し、これが衡器（バランス）弘３上に置かれた
貯器４Ｌコ内に貯えられる。貯器内に所望量のドライア
イスが貯えられ九とき注入を止め、貯器を取瓶上方の転
炉の水準に位置している作業床ｊｌ上を移動させる。

作業床ｊ／の開孔ｊコを通してドライアイスを貯器弘λ
から取瓶３−２へ鎮静用添加剤の添加のちょっと前に注
ぎ込む。

このような装置によってしかもカル−サイクロンの毎時
生産率を承知してｂれば、取瓶内に注がれた鋼の量が十
分と判断され几ときに用意ができてｂるように所望の時
間内にドライアイス量ｔ−製造することは容易である。

実施に当ってはドライアイス／２００ｋｑ／時の瞬間供
給量？有するカルゼサイクロンが製鋼所に供給するのに
完全に適している。

本発明を次の実施例にエリ説明する。

実施例１ 転炉から取瓶へ炭素へよ％、クロム１ｏｃｓ、珪Ｘ　ｏ
、ｏ　ｙ　冬、７７　Ｎ　７　（１７，（１）　ｒ　％
　ｈ硫黄０，０／２％及び燐０．０７　／％全含んでい
るリムｉ鋼ｌトンを注ぐ。

取瓶が鎮静（リムＰ鋼のキル）ｆ！ｒ、業前にその高さ
のほぼｌ／３まで充填され九とき、−２０℃、−〇パー
ルで貯蔵された液体二酸化炭素を周囲温度で急激に膨脹
させて得られるドライアイスを注入する。ドライアイス
の使用量は約／ｋｐである。約２００℃に生起した取瓶
にドライアイスの注入を終了した数秒後に、添加剤とく
に鋼鎮静用の添加剤を添加し取瓶が完全に満几されるま
で注入金持続させこれは約１分装する。

注出前の転炉からまた注入後の取瓶から溶鋼の試料を採
取する。

同じ作業を同じ条件でただしドライアイスを用いずに行
な騒これを基準注入と名づけ同じ仕方で試料を採取する
。

得られた結果は下記のとおりである： 基準注入に比べて本発明による注入の再窒化は３７４だ
け低下した。

取瓶内の最初の窒素濃度は二つの場合において同じでな
いことに注目されたい。同じ条件において次々に実施し
九二つの溶融物について窒素の初期ａ度を同じにするこ
とは不可能だからである。

他方再窒化の低下は最初の窒素濃度に左右これないこと
が確認された。

実施例コ 実施例１と同様の条件において几だし炭素０．２乃至０
．３４．マンガン０．６乃至０．７４及び珪素０．２乃
至０．７’６ｆ含んでいるリムＰ鋼６トン全収容する取
瓶を用いて操作する。鋼を取瓶にその高さの約１／Ｊま
で注ぐ。次に一うイアイス約ｊｋｆｔ注入する（注入終
了までに１回又は数回）。次に既知の要領で鋼鎮静用添
加剤を導入する。

得られ九結果は下記のとおりである： 再窒化は４ｃＯ暢だけ低下する。

上記の表からドライアイスの二つの効果が見出される：
即ち （イ）注入中の窒素吸収の低下。

１０）注入後食なくとも１０分間の間窒素吸収の低下。

実施例３ 実施例コにおけるのと同じ条件に卦いて下記組匡のリム
Ｐ鋼を注入する： ＣＯ，２ｔ％％Ｍｎ　０．７０　％、Ｓｉθ１．２７％
、＾ｌｏ、ｏ　ｒ　ｓ、　　ｐ　ｏ、ｏ　ココ　係、　
５Ｏ６０／　　ｊ係、　Ｎｏ、００≠乃至０．０１ＩＩ
憾 前記のとおりこのリムＰ鋼をアルミニウムで鎮静化（キ
ル）Ｌ、）’ライアイスをアルミニウム導入の直前に注
入する。下記の結果は再窒化及び再酸化の実質的な改良
（溶解アルミニウム損失の低減）を示している。

この表はま几所望の結果に応じてｒライアイス導入ｔｔ
−調節し得ることも示している。再酸化を回避しながら
できるだけ再窒化を避けるのが望ましいならばトンあた
りに、供給されるドライアイスの量を増大させるが、金
属トンあ九り少量のＣ０２の添加が驚くべきことに再窒
化も低減しながら再酸化を低減する。

はとくに上記の条件Ｋ＞いて用いられる二酸化炭素の不
活性効果を示す。これが空気より酸化性であったなら溶
解アルミニウムの損失が極めて大きく何れの場合にもＣ
Ｏ２での保護なしの損失より蓬かに大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するに適当な装置の断面図
解図であり、ｇ−図は本発明の方法を実施するに適当な
別の装置の断面図解図であり、第３図は本発明の方法を
実施するに適当な更に別の装置の断面図解図であり：図
中ｌはリムｐ鋼、コは転炉、≠は取瓶、！及び７は溶融
金属、ｒ。 ｌ参はＣＯ２，ｉｏは転炉、３２は取瓶、３６は液体二
酸化炭素タンク、参ｌはカルＩサイクロンをそれぞれ表
わす。 ＦＩ６．１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、転炉からリムド鋼を取瓶へ注ぎ、取瓶内にある溶鋼
   に注入作業の途中でとくにこの鋼の鎮静用添加剤アルミ
   ニウム、珪素を添加することによる窒素含有量の低いキ
   ルド鋼の製造法において、鎮静用添加剤の導入を可能に
   するのに十分な量のリムド鋼を取瓶へ注ぎ、これらの鎮
   静用添加剤を導入する一寸前に湯道の下部付近及び取瓶
   内の鋼浴表面にドライアイスの形の二酸化炭素を、取瓶
   内へ鎮静用添加剤の導入時に周囲の空気から溶融金属表
   面を保護するのに十分な量で注入することを特徴とする
   窒素含有量の低いキルド鋼の製造法。 ２、ドライアイスの容積重量は１．１ｋｇ／ｄｍ＾３以
   下である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、取瓶内への二酸化炭素の導入は通常の温度及び圧力
   条件で貯蔵してある液体二酸化炭素を急激に大気圧及び
   室温で膨脹させて直接に得られるドライアイスを注入す
   る形で行なわれる特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の方法。 ４、ドライアイス注入に先立つて取瓶をその高さの約１
   ／３まで溶融金属で満たす特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項の何れかに記載の方法。 ５、ドライアイスの注入は取瓶へリムド鋼を注入する期
   間の少なくとも一部の間に行なわれる特許請求の範囲第
   １項乃至第４項の何れかに記載の方法。 ６、ドライアイスの注入は取瓶へリムド鋼を注入する期
   間全体に亘つて行なわれる特許請求の範囲第１項乃至第
   ４項の何れかに記載の方法。 ７、注入した鋼の１トンあたり０．２乃至５ｋｇのドラ
   イアイスを１回又は数回で取瓶内へ注入する特許請求の
   範囲第１項乃至第６項の何れかに記載の方法。