JPS63176417A - 希土類金属による溶鋼の脱窒法 - Google Patents
希土類金属による溶鋼の脱窒法Info
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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】
〈発明の目的〉
産業上の利用分野
本発明は希土類金属による溶鋼の脱窒法に係り、詳しく
は、厚板製品の溶接部靭性改善に有効な希土類金属によ
る溶鋼の脱窒法に係る。
は、厚板製品の溶接部靭性改善に有効な希土類金属によ
る溶鋼の脱窒法に係る。
従 来 の 技 術 ゛
厚板製品では大入熱溶接時の溶接部靭性改善の点から、
製品中に含有するＮ＠は低い方が好ましい。一般に、転
炉→２次精錬→連鋳あるいは造塊プロセスでは、溶銑段
階で窒素含荷吊（以下［Ｎ］で示す）は１００ｐＤ…前
後であり、転炉製錬中に１０〜２０ ｐ ｐ、ｍ程度ま
で脱窒されるが、その後の工程では何れも吸窒が進行し
、生成品であるスラブ中には４０ｐｐｍ程度の［Ｎ］が
含有される。従来は、極低窒化のニーズに対し、例えば
、待聞昭５８−１８９３１５号の如く転炉以降での吸窒
を徹底的に防止する方法（すなわち、未脱酸出鋼や注入
時の雰囲気中のＮ２分圧を低下させる等）のみが実施さ
れているにすぎない。このような吸窒を防１トする方法
ではいかに徹底的に実施しても、第２図に示すように鋳
片中の［Ｎ］は２０ｐｐｍ程度が限界である。口れは各
工程での完全な雰囲気制御が不可能なことおよび合金鉄
中に含有される［Ｎ］によるためと考えられる。
製品中に含有するＮ＠は低い方が好ましい。一般に、転
炉→２次精錬→連鋳あるいは造塊プロセスでは、溶銑段
階で窒素含荷吊（以下［Ｎ］で示す）は１００ｐＤ…前
後であり、転炉製錬中に１０〜２０ ｐ ｐ、ｍ程度ま
で脱窒されるが、その後の工程では何れも吸窒が進行し
、生成品であるスラブ中には４０ｐｐｍ程度の［Ｎ］が
含有される。従来は、極低窒化のニーズに対し、例えば
、待聞昭５８−１８９３１５号の如く転炉以降での吸窒
を徹底的に防止する方法（すなわち、未脱酸出鋼や注入
時の雰囲気中のＮ２分圧を低下させる等）のみが実施さ
れているにすぎない。このような吸窒を防１トする方法
ではいかに徹底的に実施しても、第２図に示すように鋳
片中の［Ｎ］は２０ｐｐｍ程度が限界である。口れは各
工程での完全な雰囲気制御が不可能なことおよび合金鉄
中に含有される［Ｎ］によるためと考えられる。
また、希土類金属による脱窒効果は従来より知られてい
たが、溶鋼の事前処理を行なわずに希土類金属を添加し
ても、希土類金属は炭素や酸素等と優先的に反応するた
め、工業的なレベルでの脱窒は困難であった。
たが、溶鋼の事前処理を行なわずに希土類金属を添加し
ても、希土類金属は炭素や酸素等と優先的に反応するた
め、工業的なレベルでの脱窒は困難であった。
発明が解決しようとする問題点
本発明はこれらの問題点の解決を目的とし、具体的には
、溶鋼中の炭素含有！ ［Ｃ］および遊ｌｉ１酸素含有
吊［０’１ｔｒｅ。を低下させることによって希土類金
属による脱窒を優先的に進行させる希土類金属による溶
鋼の脱窒法を提供する口とを目的とする。
、溶鋼中の炭素含有！ ［Ｃ］および遊ｌｉ１酸素含有
吊［０’１ｔｒｅ。を低下させることによって希土類金
属による脱窒を優先的に進行させる希土類金属による溶
鋼の脱窒法を提供する口とを目的とする。
〈発明の構成〉
問題点を解決するための
手段ならびにその作用
本発明は、炭素含有量０．０１重量％以下、遊離酸素含
有量１０ｐｐｍ以下および硫黄含有量０．０１重量％以
下に溶製した溶鋼中に希土類金属若しくは希土類金属含
有物を希土類金属純分として０．１〜３．０ｋｇバを添
加し処理することを特徴とする。
有量１０ｐｐｍ以下および硫黄含有量０．０１重量％以
下に溶製した溶鋼中に希土類金属若しくは希土類金属含
有物を希土類金属純分として０．１〜３．０ｋｇバを添
加し処理することを特徴とする。
以下、図面によって本発明の手段たる構成ならびに作用
を説明すると、次の通りである。
を説明すると、次の通りである。
第１図は実施例における転炉吹錬以降の各工程における
［Ｎ］の推移を示すグラフであり、第２図は従来法の転
炉吹錬以降の各工程における［Ｎ］の推移を示すグラフ
である。
［Ｎ］の推移を示すグラフであり、第２図は従来法の転
炉吹錬以降の各工程における［Ｎ］の推移を示すグラフ
である。
珪素鋼は従来よ、す［Ｎ］レベルが７〜１０ｐｐｍと非
常に低いという特徴があった。珪素鋼においては、電磁
特性改善のため極低硫黄化が必要であるが、従来より特
開昭５８−２０４１１５号記載の如く、希土類金属の添
加により［３１は４０ｐｐｍ→１０ｏｒｏｎに低下する
ことが知られていた。この際に希土類金属の添加前後で
［Ｎ］を分析したところ、脱窒が進行していることが明
らかとなった。
常に低いという特徴があった。珪素鋼においては、電磁
特性改善のため極低硫黄化が必要であるが、従来より特
開昭５８−２０４１１５号記載の如く、希土類金属の添
加により［３１は４０ｐｐｍ→１０ｏｒｏｎに低下する
ことが知られていた。この際に希土類金属の添加前後で
［Ｎ］を分析したところ、脱窒が進行していることが明
らかとなった。
これは、希土類金属含有物の溶鋼中［０１が５０ｐｐｍ
以下、［０］ｆｒｅｅが１０ｐｐｍ以下となっているた
め、希土類金属による脱窒が優先的に進行するためと考
えられる。
以下、［０］ｆｒｅｅが１０ｐｐｍ以下となっているた
め、希土類金属による脱窒が優先的に進行するためと考
えられる。
希土類金属は溶鋼中の［０１、［Ｎ］、［５］および［
０］との親和力が強（〜ことは従来より知られていたが
、一般の厚板製品のように［０］を０．０４％以上に成
分調整された溶鋼に希土類金属を添加しても脱窒効果は
認められない。これは、希土類金属が炭化物生成等に消
費されるためである。ＣれをＣｅを例として説明すると
、ｃｅの酸化物、窒化物、硫化物および炭化物の１６０
０゛Ｃにおける生成自由エネルギーは、Ｃｅ２Ｏ３ニー
Ｇ１３０００Ｊ／ｍｏｊ！ 、 ＣｅＳ ： −ＩＧ５
０００Ｊ／ｎ＋ｏｊ！ 、ＣｅＮ ；−１９１０００Ｊ
／’１１１０１ 、 ＣｅＯ； −８８０００Ｊ／１０
１である。
０］との親和力が強（〜ことは従来より知られていたが
、一般の厚板製品のように［０］を０．０４％以上に成
分調整された溶鋼に希土類金属を添加しても脱窒効果は
認められない。これは、希土類金属が炭化物生成等に消
費されるためである。ＣれをＣｅを例として説明すると
、ｃｅの酸化物、窒化物、硫化物および炭化物の１６０
０゛Ｃにおける生成自由エネルギーは、Ｃｅ２Ｏ３ニー
Ｇ１３０００Ｊ／ｍｏｊ！ 、 ＣｅＳ ： −ＩＧ５
０００Ｊ／ｎ＋ｏｊ！ 、ＣｅＮ ；−１９１０００Ｊ
／’１１１０１ 、 ＣｅＯ； −８８０００Ｊ／１０
１である。
この中でＣｅＣは他の化合物と比較して生成しにくいと
考えられるが、溶鋼中の［０］、［８１、［ＮコがｌＸ
１０＠〜ｌＸ１０’ ＤＤＩＩであるのに対し、ＣＣＩ
は１ｘ１０２〜１ｘ１０” ｐｐｍと２オーダー高いた
め、優先的に炭化物を生成することによるものと考えら
れる。そこで、希土類金属を添加する前の事前溶鋼処理
として真空脱ガス装置により１ｌ（２炭処理を施して溶
鋼中の［Ｃ］を０．０１重石％以下とし、かつ溶鋼中［
０］ｔｒｅｅをｌ０ＤＩ）Ｉ１１以下、［Ｓｌを０．０
１重珊％以下とすることによって、希土類金属と溶鋼中
の［Ｎ］との反応を優先的に進行させる溶鋼の脱窒法を
開発するに至った。
考えられるが、溶鋼中の［０］、［８１、［ＮコがｌＸ
１０＠〜ｌＸ１０’ ＤＤＩＩであるのに対し、ＣＣＩ
は１ｘ１０２〜１ｘ１０” ｐｐｍと２オーダー高いた
め、優先的に炭化物を生成することによるものと考えら
れる。そこで、希土類金属を添加する前の事前溶鋼処理
として真空脱ガス装置により１ｌ（２炭処理を施して溶
鋼中の［Ｃ］を０．０１重石％以下とし、かつ溶鋼中［
０］ｔｒｅｅをｌ０ＤＩ）Ｉ１１以下、［Ｓｌを０．０
１重珊％以下とすることによって、希土類金属と溶鋼中
の［Ｎ］との反応を優先的に進行させる溶鋼の脱窒法を
開発するに至った。
この際に［Ｃ］の上限を規制する理由は上述の通りであ
り、また、［０］ｆｎｓｅの上限を規制する理由は［Ｃ
］と同様の理由である。すなわち、Ｃｅを例とすれば１
６００℃において、Ｃｅ２Ｏ３およびＣｅＮの生成自由
エネルギーは、 Ｃｅ２Ｏ，、（Ｓ）＝２ Ｃｅ＋３０ ａＧ・＝ （
３１３０００Ｊ／ｍｏ １ＣｅＮ（ｓ）＝ｃｅ＋Ｎ
ａＧ・ ＝１９１０００Ｊ／ｍｏｌであり、これによ
り次の反応の自由エネルギーは、 Ｃｅ２Ｏ３＋２ Ｎ＝２０ＯＮ＋３０ ΔＱ＠＝２３
１０００Ｊ／ｍＯＺであり、この反応の平衡定数には３
．６３Ｘ１０−１となる。従って、Ｃｅによる脱窒反応
を効率的に進行させるには［０］＋ｒｅｅが低いほど好
ましいが、工業的には１０ｐｐｍ以下とすればよい。ま
た、［３１についても脱窒効率上、事前処理として０．
０１重量％以下とする必要がある。
り、また、［０］ｆｎｓｅの上限を規制する理由は［Ｃ
］と同様の理由である。すなわち、Ｃｅを例とすれば１
６００℃において、Ｃｅ２Ｏ３およびＣｅＮの生成自由
エネルギーは、 Ｃｅ２Ｏ，、（Ｓ）＝２ Ｃｅ＋３０ ａＧ・＝ （
３１３０００Ｊ／ｍｏ １ＣｅＮ（ｓ）＝ｃｅ＋Ｎ
ａＧ・ ＝１９１０００Ｊ／ｍｏｌであり、これによ
り次の反応の自由エネルギーは、 Ｃｅ２Ｏ３＋２ Ｎ＝２０ＯＮ＋３０ ΔＱ＠＝２３
１０００Ｊ／ｍＯＺであり、この反応の平衡定数には３
．６３Ｘ１０−１となる。従って、Ｃｅによる脱窒反応
を効率的に進行させるには［０］＋ｒｅｅが低いほど好
ましいが、工業的には１０ｐｐｍ以下とすればよい。ま
た、［３１についても脱窒効率上、事前処理として０．
０１重量％以下とする必要がある。
希土類金属（ＲＥＭ）添加時の溶鋼成分と脱窒率の関係
を求めた結果を第１表に示す。すなわち、処理前の溶鋼
中の［０１、［０〕すｒｆｅおよび［８３が本発明範囲
内にある実験＆４．５．７．８．９は希土類金属の添加
により脱窒率２５〜５６％が得られ、比較例の＆１．２
．３．６０２０％以下と比較して格段の脱窒率の向上が
見られた。
を求めた結果を第１表に示す。すなわち、処理前の溶鋼
中の［０１、［０〕すｒｆｅおよび［８３が本発明範囲
内にある実験＆４．５．７．８．９は希土類金属の添加
により脱窒率２５〜５６％が得られ、比較例の＆１．２
．３．６０２０％以下と比較して格段の脱窒率の向上が
見られた。
また、希土類金属の添加量については、上述の事前処理
による溶鋼成分により異なるが、０．１ｋｌＪ／を未満
では＆１０に示すように工業的な脱窒は困難であり、ま
た、３ｋｌＪバ以上添加してもＮａ１１に示すように脱
窒率の向上がみられず、鋳造工程での希土類金属化合物
によるノズル詰りの発生頻度が大きくなるので有利では
ない。
による溶鋼成分により異なるが、０．１ｋｌＪ／を未満
では＆１０に示すように工業的な脱窒は困難であり、ま
た、３ｋｌＪバ以上添加してもＮａ１１に示すように脱
窒率の向上がみられず、鋳造工程での希土類金属化合物
によるノズル詰りの発生頻度が大きくなるので有利では
ない。
第１表
：１； 酸素センサーによる測定値
１：＊処理前［Ｎｌ １２〜１８ｒ）Ｉ）ＩＩＩ実
施 例 以下、実施例によって更に説明する。
施 例 以下、実施例によって更に説明する。
転炉吹錬浚、未脱酸出鋼を実施し、Ｒ１１脱ガス処理で
脱炭し、ＡＩ等による脱酸猪、ＲＨ工程におイテ希土類
金属ｆＬａ ３０％、Ｃｅ ５０％、Ｐｒ ５％。
脱炭し、ＡＩ等による脱酸猪、ＲＨ工程におイテ希土類
金属ｆＬａ ３０％、Ｃｅ ５０％、Ｐｒ ５％。
Ｎｄ １４％）を１ 、０ ｋｌＪ ／’ を添加した
際の各工程での［Ｎｌの推移を第１図に示す。なお、希
土類金属添加前の溶鋼は上記事前処理によって本発明に
係る［Ｃコ、［０１ｒｒ己、［Ｓｌの範囲内にある。
際の各工程での［Ｎｌの推移を第１図に示す。なお、希
土類金属添加前の溶鋼は上記事前処理によって本発明に
係る［Ｃコ、［０１ｒｒ己、［Ｓｌの範囲内にある。
これを従来法に係る第２図と比較すると明らかなように
ＲＨ前において約１５ｐｐｍの［Ｎｌを含有する溶鋼は
希土類金属の添加によりＣＮＥが大幅に低下した。
ＲＨ前において約１５ｐｐｍの［Ｎｌを含有する溶鋼は
希土類金属の添加によりＣＮＥが大幅に低下した。
すなわち、第２図に示した従来法では脱ガス処理中で２
ｐｐｉ＋の［Ｎｌの上昇があるが、本発明法では７ｐｐ
ｍ前後の脱窒が進行し、また、鋳造中におけるタンディ
ツシュ内での［Ｎｌレベルは従来法より１０ｐｐｍ程度
低下し約１０ｐｐＩｌｌ［Ｎ ］であった。従って、本
発明法の適用により［Ｎｌが１０ｐｐｍレベルの極低窒
素鋼の製造が可能となった。
ｐｐｉ＋の［Ｎｌの上昇があるが、本発明法では７ｐｐ
ｍ前後の脱窒が進行し、また、鋳造中におけるタンディ
ツシュ内での［Ｎｌレベルは従来法より１０ｐｐｍ程度
低下し約１０ｐｐＩｌｌ［Ｎ ］であった。従って、本
発明法の適用により［Ｎｌが１０ｐｐｍレベルの極低窒
素鋼の製造が可能となった。
〈発明の効果〕・
以上説明したように、本発明は、炭素含有量０．０１重
量％以下、遊１ｉｉｌｌ酸素含有吊１０１）０ｍ以下お
よび硫黄含有量０．０１重量％以下に溶製した溶鋼中に
希土類金属若しくは希土類金属含有物を希土類金属純分
として０．１〜３．０ｋｌＪ／ｌを添加し処理する口と
を特徴とする希土類金属による溶鋼の脱窒法であって、
末法の適用により、［Ｎｌが１０１）ｌ）ＩＩＩ前１麦
の極低窒素鋼の製造が可能となり、厚板製品における大
入熱溶接時の溶接部靭性が大幅に改善された。
量％以下、遊１ｉｉｌｌ酸素含有吊１０１）０ｍ以下お
よび硫黄含有量０．０１重量％以下に溶製した溶鋼中に
希土類金属若しくは希土類金属含有物を希土類金属純分
として０．１〜３．０ｋｌＪ／ｌを添加し処理する口と
を特徴とする希土類金属による溶鋼の脱窒法であって、
末法の適用により、［Ｎｌが１０１）ｌ）ＩＩＩ前１麦
の極低窒素鋼の製造が可能となり、厚板製品における大
入熱溶接時の溶接部靭性が大幅に改善された。
第１図は実施例における転炉吹錬以降の各工程における
［Ｎｌの推移を示すグラフ、第２図は従来法の転炉吹錬
以降の各工程における［Ｎ１の推移を示すグラフである
。
［Ｎｌの推移を示すグラフ、第２図は従来法の転炉吹錬
以降の各工程における［Ｎ１の推移を示すグラフである
。
Claims (1)
- 炭素含有量０．０１重量％以下、遊離酸素含有量１０ｐ
ｐｍ以下および硫黄含有量０．０１重量％以下に溶製し
た溶鋼中に希土類金属若しくは希土類金属含有物を希土
類金属純分として０．１〜３．０ｋｇ／ｔを添加し処理
することを特徴とする希土類金属による溶鋼の脱窒法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP770987A JPH062896B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 希土類金属による溶鋼の脱窒法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP770987A JPH062896B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 希土類金属による溶鋼の脱窒法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63176417A true JPS63176417A (ja) | 1988-07-20 |
| JPH062896B2 JPH062896B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=11673267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP770987A Expired - Fee Related JPH062896B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 希土類金属による溶鋼の脱窒法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062896B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7347904B2 (en) | 2001-06-28 | 2008-03-25 | Nippon Steel Corporation | Low carbon steel sheet and low carbon steel slab and process for producing same |
| JP2010132982A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶鋼の脱窒素方法 |
| CN114590892A (zh) * | 2020-12-04 | 2022-06-07 | 中国石油天然气集团有限公司 | 稀土尾水脱氮装置及方法 |
-
1987
- 1987-01-14 JP JP770987A patent/JPH062896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7347904B2 (en) | 2001-06-28 | 2008-03-25 | Nippon Steel Corporation | Low carbon steel sheet and low carbon steel slab and process for producing same |
| US8048197B2 (en) | 2001-06-28 | 2011-11-01 | Nippon Steel Corporation | Low carbon steel sheet and low carbon steel slab and process for producing same |
| JP2010132982A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶鋼の脱窒素方法 |
| CN114590892A (zh) * | 2020-12-04 | 2022-06-07 | 中国石油天然气集团有限公司 | 稀土尾水脱氮装置及方法 |
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| JPH062896B2 (ja) | 1994-01-12 |
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