JPS61264122A - 真空精練法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は真空精練法、特に窒化を要する鋼の真空精練法
に関する。

〔従来の技術〕

従来、靭性の向上をはかる等の目的で、適宜鋼中へ窒素
を含有させることが行なわれている。

そしてその方法としては、次のようなものが掲げられる
。

（１）含窒素合金（例えば窒化マン〃ン、窒化クロム）
を精練時に溶鋼に添加して窒素を含有させる方法（含窒
素合金添加法）。

（２）真空精練において、精練雰囲気を窒素雰囲気にす
ることにより溶鋼に吸窒させる方法（特開昭５９−９６
２１０号公報）（窒素雰囲気法）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが以上の従来の窒化法には、それぞれ次のような
問題点がある。

（１）含窒素合金添加法は、窒素の歩留まりがきず、ま
た含窒素合金に付随する不純物により溶鋼が汚染される
ので好ましくない。

（２）窒素雰囲気法は、吸窒速度が遅く精練時間を長時
間必要とする。

本発明は、溶鋼を汚染させることなくしかも短い時間で
、所定の窒素量を溶鋼に含有させる真空精練における窒
化法を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は真空精練炉内の溶鋼中へ、所望する窒素含有量
に従い窒素ガスを吹き込むことにより溶鋼中へ吸窒させ
、溶鋼の窒素濃度を制御するものである。

窒素ガスの吹き込み量は溶＄　１　ｔｏｎ当たり１Ｎｌ
／ｗｉｎ以上１ＯＮ１０Ｎ１７以下にすることが好まし
い。

また窒素ガスの吹き込みには、真空精練炉底部にポーラ
スプラグを設置し、そこから吹き込むことが有利である
。

〔作　泪〕 本発明によれば、窒素ガスの微細気泡が溶鋼中を浮上す
ることにより従来の窒素雰囲気法に比べ、窒素ガスと溶
鋼との接触面積が着しく増大するため吸窒速度が着しく
促進され、精練時間を短縮させることができる。また、
窒素ガスを使用するため、含窒素合金添加法のように溶
鋼を汚染する心配もなく安定した窒素濃度の制御を行な
うことが可能である。

窒素ガス吹き込み量は、１Ｎｌ／ｍｉｎ未満では上述の
効果があまりなく、ＩＯＮ１７ｗｉｎを類えると溶鋼表
面よりスプラッシュが激しくなり、溶鋼が炉内から飛び
出し歩留まりを低下させる。

また、溶鋼の運動が激しく炉壁の寿命を低下させる等問
題が生じる。従って、窒素ガス吹き込み量は、溶鋼１　
ｔｏｎ当たりＩＮ１／１１１ｉｎ以上１ＯＮＩ／ｌｌ１
ｎ以下にすることが望ましい。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について詳細に説明する。

を実施例１） ２５丁真空誘導炉において、第１表に示す化学組成の低
炭素ステンレス鋼へ含窒素合金添加法、窒素雰囲気法お
よび本発明法により窒素を含有させることを試みた。

第１表に示すように、試料ＮＯ６１，２には本発明法を
、試料Ｎ００３は含窒素合金添加法を、また試料Ｎ００
４．５には窒素雰囲気法を適用した。なお、含窒素合金
添加法としては窒化７工ロクロム合金を用いた。

本発明法における窒素ガス吹き込み時の真空度は５０ｍ
ｍＨｇ、窒化７工ロクロム合金を添加する場合の炉内真
空度は２５０μｖａＨｇｓ　また窒素雰囲気窒化時の窒
素分圧は２００＋ａ＋Ｈｇとした。

溶鋼温度はすべてＩ　６００℃である。

第１図は、それぞれの方法の窒化開始後の溶鋼中の全酸
素量の推移を示すものである。

一般に、不純物とされでいる酸素の量が試料Ｎｏ、３を
用いて含窒素合金添加法を採用した場合は、窒化開始後
より増大し、その最大値は初期値の２倍以上にも達して
おり、窒化開始後３０分経過しても初期値に比べ高い値
を示している。

これに対し本発明法および窒素雰囲気法では全酸素量の
増加は見られなかった。

これらのことは、含窒素合金添加法では合金に介在する
種々の不純物が溶鋼の汚染の原因になるのに対し、本発
明法および窒素雰囲気法のように窒素ガスを用いた窒化
法では、不純物の混入が極めて少なく溶鋼を汚染するこ
とがないことを示しでいる。

＄２図には、本発明法、窒素雰囲気法のそれぞれの方法
での窒化開始後の溶鋼中の窒素濃度の推移を示している
。

目標窒素濃度０．０４５％と仮に設定したとき、これに
達する時間は本発明法においては約３０分であったのに
対し、窒素界Ｓ気性では約４５分を要した。

このように本発明法で吸窒速度が高いのは前述したよう
に溶鋼内を分散浮上する窒素の微細気泡により吸窒のた
めの反応界面積が着しく大きいことに起因すると考えら
れる。

一方、窒素雰囲気法では吸窒のための反応界面積が溶鋼
表面に限定されるため小さく、さらに溶鋼表面に存在す
るスカムのために有効反応界面力ｌ減少するために吸窒
速度が抑制されたものと考えられる。

（実施例２） ２５Ｔ真空誘導炉において、低炭素ステンレス鋼を溶解
し、実施例１と同様な条件で、本発明法と含窒素合金添
加法による窒素の歩留まりを調査した。

第２表に窒素の歩留まりとその時の最終窒素濃度を示す
。なお、目標窒素濃度を　０．０４５％１としてそれぞ
れの方法で１５回窒化を行なつた。

第２表 第２表より、合金添加法（含窒素合金添加法）における
窒素の歩留まりには大きなバラツキがあることがわかる
。これは、窒化物の真空下での分解による窒素の放出に
よるものと考えられる。これに対し本発明法においては
、窒素歩留まりが安定し、かつ高い値となっている。

本実施例では低炭素ステンレス鋼を示したが、本発明法
は、いかなる溶鋼金属に対しでも有効な真空精練におけ
る窒化法である。

なお、窒化を促進させる目的で低真空度で窒素ガスを吹
き込む方法も考えられる。

以上説明したように、本発明法は窒化に伴なう溶鋼の汚
染がなく、短時間で所定の窒素濃度ヲ得ル、とが可能で
あり、製鋼上非常に有益であるｄ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法、含窒素合金添加法、窒素雰囲気法に
よろ窒化開始後力・らの溶鋼中。全酸素量の推移を示す
図、第２図は本発明法および窒素雰囲気法による窒化開
始後力・らの溶鋼中の窒素濃度の推移を示す図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空精練炉内の溶鋼中へ所望する窒素含有量に従
   い、窒素ガスを吹き込むことにより溶鋼中へ吸窒させ、
   溶鋼の窒素濃度を制御することを特徴とする真空精練法
2. （２）窒素ガス吹き込み量が溶鋼１ｔｏｎ当たり１Ｎｌ
   ／ｍｉｎ以上１０Ｎｌ／ｍｉｎ以下であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の真空精練法。
3. （３）窒素ガスの吹き込みを炉の底部に取り付けたポー
   ラスプラグを介して行なうことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の真空精練法。
4. （４）真空精練法が真空誘導炉であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項〜第３項のい ずれかに記載の真空精練法。