JPS62164815A - 溶鋼の脱窒素方法 - 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、溶鋼の脱窒素方法、とくに極低窒素鋼を合理
的に、しかも確実に溶製する方法に関するものである。

ここで極低窒素鋼とは溶ｆｔ４最終段階において（Ｎ）
レベルが１５ｐｐｍ以下、望ましくはｌＯｐｐｍ以下と
なるものを示す。

従来の技術 鋼中窒素は、一般に有害な元素とされて、時効現象に関
連し、薄板では加工時に悪影響を及ぼすため、低減する
ことが望まれて来た。また構造用鋼は、使途条件の過酷
化に伴い、溶接部の高い惰性が要求され、この点がらも
、鋼中窒素の低減、極低窒素化が望まれてきた。

極低窒素鋼を溶製するための手段としては、木発明者が
抛に提案した特願昭５９−１４８４５０号で示した如く
、浴中にＣａＣＯ３をキャリヤーガスとともに吹込む方
法がある。これにより、成品の（Ｎ）レベルを２０ＰＰ
ｆｌｌ以下とすることが可能となった。

しかしながら１本発明者等がさらに￥験、検討を重ねた
結果、特願昭５９−１４８４５０の方法を用いて、（Ｎ
）が１５ｐｐｍ以下、望ましくは１ｏｐｐ１１１以下の
鋼を溶製するためには、更に次に示す問題点を解決する
必要があることが判明した。

発明が解決しようとする問題点 特願昭５９−１４８４５０の脱窒素方法は、（１）　、
　（２）　。

（３）および（４）式で示すＣａＣＯ３の熱分解により
生成するＣ０２あるいはＣＯ無気泡より鋼中窒素を抽出
するものである。

ＣａＣＯ３＋ＣａＯ＋ｃｏ、、　（ｇ）　　　　　　　
　　（ｔ）ＣａＣ０３＋　Ｃ−ＣａＯ＋　２００（ｇ）
　　　　　　　（２）ただし、Ｃ，Ａｔ、鉦はいずれも
バルク溶鋼に溶解した炭素、アルミニウム、ケイ素を示
す。

本発明者が種々検討を重ねた結果、更に、以下に示すこ
とが明らかになった。

（ｉ）　　溶鋼においては、（１）式で生じるＣ０２ガ
スよりも、（２）　、　（３）および（４）式で生じる
ＣＯガス気泡の方が脱窒素効果が優れる。これは、ＣＯ
ガスは、Ｃ０２ガスに比べ、溶鋼−気泡界面におけるＮ
の移動の阻害要因と成り得る表面活性元素である９の集
積量が少ないためである。

（１１）　　佇通鋼における成分範囲では、溶鋼の９゜
醇、Ｓｉ濃度が各々高々１Ｏ−１重量％と低く、上記（
２）　、　（３）　、　（４）式によるＣＯガス生成量
が少ない、このためＣａＣ０３Ｑｉ味の吹込みでは、（
１）式の００２ガス生成が主体となり、脱窒素により有
効なＣＯガスを利用するに至っていない。

ａｉＱ　　脱窒素効果の高いＣＯガスを得る（２）　、
　（３）、（４）式の反応を利用するためには、Ｃ，Ａ
Ｑ、阻を高濃度とすることが必要であるが、ｐ、醇、釘
は鋼材の要求材質で規定されており、Ｃ，ＡＱ、Ｓｉの
濃度を高めることは、製品用途上好ましくない。

本発明は、上記した特願昭５９−１４８４５０の脱窒素
方法を溶鋼に用いる際の諸問題を解決し、鋼材の９、似
、鉦の濃度を製品用途上全く支障が生じない範囲に保ち
、かつ成品の（Ｎ）を１５ｐｐ−以下、好ましくは１０
ｐｐｍ以下の極低窒素まで効率良く低減することを目的
とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、浴中に不活性キャリヤーガスと共にＣａＣＯ
３を吹込むに当たり、Ｃａ、　Ａｌｌ、Ｓｉ、　Ｔｉ、
　Ｃ等の強還元性金属、および又はそれらの合金をＣａ
ＣＯ３と共に吹込むことを特徴とする溶鋼の脱窒素方法
である。

作用 本発明はＡ「、００２等の不活性キャリヤーガスと共に
ＣａＣＯ３を吹込む際に、Ｃａ、　Ａｉ、　Ｓｉ、　Ｔ
ｉ、　Ｃ’ｆ＝の強還元性金属、および又はそれらの合
金をＣａＣＯ３と共に浴中に吹込む。かくすることによ
り、次に示す作用により、Ｃ０２よりもＣＯの発生を促
進することができる。

（ｉ）　　ＣａＣＯ３の熱分解が起こる吹込みランス近
傍の局部においては、吹込んだ強還元性金属が純物質、
あるいは極めて高濃度に存在する。このため、　Ｃ：ａ
ＣＯ３の反応界面近傍で（２）〜（６）式中の勧、醇、
鉦、　Ｔｉ、　Ｃ等の活軟を局部的に高く維持できるた
め、低合金鋼に対しても、これらの合金濃度のＬ昇を極
力防止し、かつＣＯガスによる効率良い脱窒未反応を起
こすことができる。

ＣａＣＯ３＋Ｃａ＋　２ＣａＯ＋ＣＯ（ｇ）　　　　　
　（５）ＣａＣＯ：４　＋Ｔｉ−Ｔｉ０７＋ＧＯ（ｇ）
　　　　　　　　　（８）Ｆｌｉｔ　　（１：ａｃＯ３
を含む処理剤をＣａあるいはＣａ合金とともに吹込んだ
場合には、　Ｃａの脱硫、脱酸効果により、処理剤が浮
疏する部分の溶鋼（Ｓ）、（０）濃度が局部的に低下す
る。この作用により、溶鋼−気泡界面においてＮの移動
の阻害要因と成り得る表面活性元素である互、９の集積
が抑制されて少なくなるため脱窒が促進される。

なお、Ｃａ以外の他の強還元性金属又は合金でも反応界
面での局部的な脱酸による９の集積抑制の効果は同様に
認められる。

なお、上記強還元性金属としては、Ｃａが最も好ましい
、これは、　Ｃａの場合は反応生成物であるＣａＯも介
在物除去に作用する、過剰に吹込んだ場合でも反応槽を
減圧状態とすることにより、容易に低減することができ
る等の理由による。

さらに１本発明における反応容器として、ＲＨｌＤ）Ｉ
ｋｇの減圧脱ガス反応槽や、不活性ガス反応槽を用いる
ことによって、雰囲気のＮ２分圧の低減が容易に行える
ため脱窒効果が高まる。かつ、ＲＨ，ＤＨ等では、減圧
の効果で、生成するＣＯガスおよびキャリヤーガスの１
彰張による浴の攪拌力が増加し、低（Ｎ）ｅ度域でもＮ
の反応界面への移動を容易ならしめるため、大幅な脱窒
素能力の向上を図れる。

なお、脱窒素の観点では、吹込むＣａＣＯ３純度は高い
・バが望まれるが、　ＣａＦ２、および又はＭｇＯ等の
粉体を配合して吹込むと、　ＧａＣＯ３の熱分解によっ
て生成するＣａＯとＣａＦ２、ＮｇＯ等の粉体の作用に
より、Ｃａｂ−ＣａＦ２、Ｃａｂ−ＣａＦ２−ＭｇＯ等
を浴中に吹込んだ場合と同様の°脱硫、介在物低減効果
が得られる。

また、本発明は脱窒素と同等の反応径路をたどる脱水素
促進法としても有効である。

実施例 次に本発明の実施例を第１図に示す、第１図は本実施例
のＡと、比較例のＢにおけるＣａＣＯ３原ｔｌｉ位と溶
鋼中（Ｎ）との関係である。

実施例のＡでは、３０重縫％のＣａを含有し残部がＦｅ
とＳｉからなるＣａ−Ｆｅ−Ｓｉ合金をＣａＣＯ３と共
に吹込んだ、Ｃａ−Ｆｅ−Ｓｉ合金の吹込み原単位はＣ
ａＣＯ３の１／１０とした。又、比較例のＢでは、Ｃａ
（：０３のみを吹込む処理を行った。

本実施例のＡと比較例のＢはいずれも、第２図に示す減
圧槽２を有し、吹込みランス３より浴中へ処理剤を吹込
む装置を用いた。なおｌは取鍋、７は溶鋼、８はスラグ
、４０は減圧装置を示す。

本実施例のＡ、および比較例のＢにおける処理前の溶鋼
成分を第１表に示す。

第１表 発明の効果 以上述べた様に、本発明の方法は、安定して。

ＣＯガス気泡による溶鋼の脱窒素が行えるとともに、併
せて脱硫、脱介在物、脱水素が進行可能であり、さらに
経済的に有利で、かつ効率の高い優れた、脱窒素方法と
いえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のＡと比較例のＢにおける鋼中（Ｎ）
とＣａＣＯ３原単位との関係を示す図、第２図は本実施
例のＡと比較例のＢを実施した装置の構成説明図である
。 ｌ・・・取鍋、２・Φ・減圧反応槽、３命・・吹込みラ
ンス、７・・・溶鋼、８・・・スラグ。 ４０・−・減圧装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶鋼中に不活性キャリヤーガスと共にＣａＣＯ＿
   ３を吹込むに当たり、ＣａＣＯ＿３と共に強還元性金属
   および又は、それらの合金を吹込むことを特徴とする溶
   鋼の脱窒素方法。
2. （２）強還元性金属がＣａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃから
   なる群から選ばれた１以上のものである特許請求の範囲
   第（１）項記載の溶鋼の脱窒素方法。