JPH06322425A - アーク炉鋳鉄の窒素含有率低減方法 - Google Patents
アーク炉鋳鉄の窒素含有率低減方法Info
- Publication number
- JPH06322425A JPH06322425A JP10685693A JP10685693A JPH06322425A JP H06322425 A JPH06322425 A JP H06322425A JP 10685693 A JP10685693 A JP 10685693A JP 10685693 A JP10685693 A JP 10685693A JP H06322425 A JPH06322425 A JP H06322425A
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- JP
- Japan
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- nitrogen content
- cast iron
- arc furnace
- furnace
- molten metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 粗悪な鋼屑や戻り屑などの高窒素含有材料を
含む溶解材料をアーク炉で安価に製造でき，かつ，窒素
含有率が低く，ガス欠陥がほとんどなくチル化傾向のな
いキューポラや低周波炉並みの鋳鉄を製造することを目
的とする。 【構成】 鋼屑，戻り屑，ダクタイル銑からなる溶解材
料をアーク炉に入れてアーク電極の通電により溶解する
とともに，溶湯温度が１４２０℃に達したときに溶湯内
に酸素吹精を開始し，溶湯温度が１５００℃以上に達し
たときに酸素吹精を停止する。
含む溶解材料をアーク炉で安価に製造でき，かつ，窒素
含有率が低く，ガス欠陥がほとんどなくチル化傾向のな
いキューポラや低周波炉並みの鋳鉄を製造することを目
的とする。 【構成】 鋼屑，戻り屑，ダクタイル銑からなる溶解材
料をアーク炉に入れてアーク電極の通電により溶解する
とともに，溶湯温度が１４２０℃に達したときに溶湯内
に酸素吹精を開始し，溶湯温度が１５００℃以上に達し
たときに酸素吹精を停止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアーク炉で溶製される鋳
鉄の窒素含有率の低減方法に関し，特に粗悪な鋼屑など
高窒素含有材料を含む溶解材料から，キューポラ炉や低
周波炉に由る鋳鉄並みに窒素含有率の低い鋳鉄を製造す
るアーク炉鋳鉄の窒素含有率低減方法に関するものであ
る。
鉄の窒素含有率の低減方法に関し，特に粗悪な鋼屑など
高窒素含有材料を含む溶解材料から，キューポラ炉や低
周波炉に由る鋳鉄並みに窒素含有率の低い鋳鉄を製造す
るアーク炉鋳鉄の窒素含有率低減方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来，鋳鉄の製造は鋼屑，戻り屑，銑
鉄，ダクタイル銑等からなる溶解材料をエルー式アーク
炉に装入し，溶解材料を溶解，加熱し，規定の温度に達
した後除滓し，炉内にて成分調整を行なってから出湯し
ていた。アーク炉１０は，図５に示すように，炉本体１
１内に装入された溶解材料を変圧器１６を経由した電流
によりカーボン電極１３によって電弧を発生させ，その
熱源によって加熱し溶湯Ｐとするもので，出湯時には炉
本体１１を傾動して取鍋２０内へ出湯していた。
鉄，ダクタイル銑等からなる溶解材料をエルー式アーク
炉に装入し，溶解材料を溶解，加熱し，規定の温度に達
した後除滓し，炉内にて成分調整を行なってから出湯し
ていた。アーク炉１０は，図５に示すように，炉本体１
１内に装入された溶解材料を変圧器１６を経由した電流
によりカーボン電極１３によって電弧を発生させ，その
熱源によって加熱し溶湯Ｐとするもので，出湯時には炉
本体１１を傾動して取鍋２０内へ出湯していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，アーク
炉に装入される溶解材料の中には粗悪な鋼屑が含まれて
おりこのような粗悪な鋼屑を使用して溶解できるという
メリットがアーク炉操業に有る反面，粗悪な鋼屑や戻り
屑にはダクタイル銑に比べて，たとえば表１に示すよう
に，窒素含有率が高く，これらを多く含む溶解材料から
溶製される鋳鉄は当然の帰結として窒素含有率が高いの
で，鋳鉄製品にピンホールや気泡などガス欠陥が生じや
すく，またチル化傾向を助長するおそれがある。また，
アーク炉の鋳鉄品は同一のＣＥ（炭素当量）でキューポ
ラや低周波炉の溶製鋳鉄に比べて強度が高すぎる傾向が
あった。強度が高すぎる場合には脆性が増すという問題
があり，キューポラや低周波炉並みの製品が従来のアー
ク炉では得られなかった。
炉に装入される溶解材料の中には粗悪な鋼屑が含まれて
おりこのような粗悪な鋼屑を使用して溶解できるという
メリットがアーク炉操業に有る反面，粗悪な鋼屑や戻り
屑にはダクタイル銑に比べて，たとえば表１に示すよう
に，窒素含有率が高く，これらを多く含む溶解材料から
溶製される鋳鉄は当然の帰結として窒素含有率が高いの
で，鋳鉄製品にピンホールや気泡などガス欠陥が生じや
すく，またチル化傾向を助長するおそれがある。また，
アーク炉の鋳鉄品は同一のＣＥ（炭素当量）でキューポ
ラや低周波炉の溶製鋳鉄に比べて強度が高すぎる傾向が
あった。強度が高すぎる場合には脆性が増すという問題
があり，キューポラや低周波炉並みの製品が従来のアー
ク炉では得られなかった。
【０００４】
【表１】
【０００５】
【課題を解決するための手段】上に述べた課題を解決す
るために，本発明においては，鋼屑，戻り屑，銑鉄，ダ
クタイル銑等の溶解材料をアーク炉へ装入して溶解・加
熱・昇温を行なう鋳鉄の製造方法において，該溶解材料
をアーク電極の通電により溶解するとともに，溶湯温度
が１４２０℃に達したときに溶湯内に酸素吹精を開始
し，溶湯温度が１５００℃以上に達したときに酸素吹精
を停止する構成とした。
るために，本発明においては，鋼屑，戻り屑，銑鉄，ダ
クタイル銑等の溶解材料をアーク炉へ装入して溶解・加
熱・昇温を行なう鋳鉄の製造方法において，該溶解材料
をアーク電極の通電により溶解するとともに，溶湯温度
が１４２０℃に達したときに溶湯内に酸素吹精を開始
し，溶湯温度が１５００℃以上に達したときに酸素吹精
を停止する構成とした。
【０００６】
【作用】本発明の方法では，アーク炉の加熱昇温期に溶
湯温度が１４２０℃に達したとき溶湯中に酸素を吹込
み，ＣＯガス発熱反応によって溶湯沸騰撹拌を行なって
溶湯中に含まれる窒化物を浮上させる。溶湯温度が１５
００℃を越えた時点で酸素吹精を停止し，酸素の供給と
通電を停止する。その後，除滓し溶湯を簡易取鍋精錬炉
に移して成分調整および精錬を行なう。
湯温度が１４２０℃に達したとき溶湯中に酸素を吹込
み，ＣＯガス発熱反応によって溶湯沸騰撹拌を行なって
溶湯中に含まれる窒化物を浮上させる。溶湯温度が１５
００℃を越えた時点で酸素吹精を停止し，酸素の供給と
通電を停止する。その後，除滓し溶湯を簡易取鍋精錬炉
に移して成分調整および精錬を行なう。
【０００７】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
詳細に説明する。図１〜図４は本発明の実施例に係り，
図１はアーク炉および簡易取鍋精錬炉の概略縦断面図，
図２は製造工程説明図，図３は鋳鉄の窒素含有率と機械
的強度の相関を示す比較図，図４は酸素吹精時間と鋳鉄
の窒素含有率との相関を示す特性曲線図である。図１に
示すアーク炉１０は容量３０トン，変圧器のトランス容
量は１５０００ＫＶＡで，ライニングは塩基性であり，
エルー炉式タイプである。アーク炉１０へ装入する溶解
材料は，たとえば鋼屑５０％，戻り屑４０％，ダクタイ
ル銑１０％で構成され，アーク炉１０へ装入後，電極１
３へ送電を開始し，加熱を行なう。製造工程は図２に示
すように，常温より１４２０℃までカーボン電極１３の
みで加熱し，１４２０℃に達した時点でカーボン電極加
熱とともに酸素ボンベ１９ａに連通した酸素吹込パイプ
１９を出滓口１７より略水平へ差込み先端の屈曲部分を
溶湯内へ埋没させる。このとき，溶湯Ｐの液面へ入射角
が約３０゜となるように深さ５００ｍｍまで先端を没入
させてから酸素ガスを吹込む。溶湯Ｐ内に含有されるカ
ーボンは吹込まれた酸素と反応して酸化発熱反応を起こ
し，この間脱窒を行ないつつ溶湯温度は急激に上昇す
る。溶湯温度が１５００℃を越えた時点で酸素吹精を停
止するとともにアーク電極１３への通電もストップし，
酸素吹込パイプ１９を炉外へ取り出し，アーク炉１０を
傾動して出滓口１７より溶湯表面に浮遊する２０〜９０
ｍｍのスラグを除滓し，再びアーク炉１０を反対方向に
傾動して出湯口１８より付近に待機させた簡易取鍋精錬
炉３０内へ出湯する。簡易取鍋精錬炉３０では，化学成
分分析結果を参考としたうえ所望の成分となるよう副資
材Ｑを溶湯Ｐへ添加して成分調整する。簡易取鍋精錬炉
３０は円筒鋼製の容器に耐火物をライニングするととも
に，底面にノズルを設けてストッパ３２の昇降により外
部へ排出できる構造とされ，さらに，大気からの酸素の
吸収をなるべく避けて底部よりアルゴンガスＧなどの不
活性ガスを５０〜６０Ｎｌ／ｍｉｎ程度注入して内部の
溶湯を撹拌混合できるようになっており，副資材Ｑが均
一に溶湯に混合される。以上のような炉操業で得られた
鋳鉄製品の窒素含有率と機械的強度との相関を比較して
みると，図３に示すように，アーク炉で酸素吹精した場
合は酸素吹精しない従来方法に比べて，たわみ（撓み）
はほぼ同一なのに対して硬度は低下するとともに引張り
強さも低下し，低周波炉やキューポラによる鋳鉄並みに
なった。したがって，異常に機械的強度が増加して脆性
がふえるという従来の欠点が改善される。酸素吹精時間
と窒素含有率との関係は，図４に示すように，フリー窒
素やこれに窒化物を加えたトータル窒素ともほぼ吹精時
間とともに低減される。
詳細に説明する。図１〜図４は本発明の実施例に係り，
図１はアーク炉および簡易取鍋精錬炉の概略縦断面図，
図２は製造工程説明図，図３は鋳鉄の窒素含有率と機械
的強度の相関を示す比較図，図４は酸素吹精時間と鋳鉄
の窒素含有率との相関を示す特性曲線図である。図１に
示すアーク炉１０は容量３０トン，変圧器のトランス容
量は１５０００ＫＶＡで，ライニングは塩基性であり，
エルー炉式タイプである。アーク炉１０へ装入する溶解
材料は，たとえば鋼屑５０％，戻り屑４０％，ダクタイ
ル銑１０％で構成され，アーク炉１０へ装入後，電極１
３へ送電を開始し，加熱を行なう。製造工程は図２に示
すように，常温より１４２０℃までカーボン電極１３の
みで加熱し，１４２０℃に達した時点でカーボン電極加
熱とともに酸素ボンベ１９ａに連通した酸素吹込パイプ
１９を出滓口１７より略水平へ差込み先端の屈曲部分を
溶湯内へ埋没させる。このとき，溶湯Ｐの液面へ入射角
が約３０゜となるように深さ５００ｍｍまで先端を没入
させてから酸素ガスを吹込む。溶湯Ｐ内に含有されるカ
ーボンは吹込まれた酸素と反応して酸化発熱反応を起こ
し，この間脱窒を行ないつつ溶湯温度は急激に上昇す
る。溶湯温度が１５００℃を越えた時点で酸素吹精を停
止するとともにアーク電極１３への通電もストップし，
酸素吹込パイプ１９を炉外へ取り出し，アーク炉１０を
傾動して出滓口１７より溶湯表面に浮遊する２０〜９０
ｍｍのスラグを除滓し，再びアーク炉１０を反対方向に
傾動して出湯口１８より付近に待機させた簡易取鍋精錬
炉３０内へ出湯する。簡易取鍋精錬炉３０では，化学成
分分析結果を参考としたうえ所望の成分となるよう副資
材Ｑを溶湯Ｐへ添加して成分調整する。簡易取鍋精錬炉
３０は円筒鋼製の容器に耐火物をライニングするととも
に，底面にノズルを設けてストッパ３２の昇降により外
部へ排出できる構造とされ，さらに，大気からの酸素の
吸収をなるべく避けて底部よりアルゴンガスＧなどの不
活性ガスを５０〜６０Ｎｌ／ｍｉｎ程度注入して内部の
溶湯を撹拌混合できるようになっており，副資材Ｑが均
一に溶湯に混合される。以上のような炉操業で得られた
鋳鉄製品の窒素含有率と機械的強度との相関を比較して
みると，図３に示すように，アーク炉で酸素吹精した場
合は酸素吹精しない従来方法に比べて，たわみ（撓み）
はほぼ同一なのに対して硬度は低下するとともに引張り
強さも低下し，低周波炉やキューポラによる鋳鉄並みに
なった。したがって，異常に機械的強度が増加して脆性
がふえるという従来の欠点が改善される。酸素吹精時間
と窒素含有率との関係は，図４に示すように，フリー窒
素やこれに窒化物を加えたトータル窒素ともほぼ吹精時
間とともに低減される。
【０００８】以上述べたように，本発明においてはアー
ク炉において窒素含有率の多い粗悪な鋼屑や戻り屑を多
く含む溶解材料を酸素吹精によって脱窒反応を行なわせ
ることによって窒素含有率を低減できるから，安価にキ
ューポラや低周波炉と同等の品質の鋳鉄を溶製すること
ができる。
ク炉において窒素含有率の多い粗悪な鋼屑や戻り屑を多
く含む溶解材料を酸素吹精によって脱窒反応を行なわせ
ることによって窒素含有率を低減できるから，安価にキ
ューポラや低周波炉と同等の品質の鋳鉄を溶製すること
ができる。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば粗
悪な鋼屑や戻り屑などの高窒素含有材料であってもアー
ク炉における酸素吹精を行なうことによって，窒素含有
率を減らし，窒素高含有に起因するガス欠陥やチル化傾
向を防止するとともに，粗悪な溶解材料から安価に鋳鉄
を製造することが出来，かつ，キューポラや低周波炉と
同等の鋳鉄製品が得られる。
悪な鋼屑や戻り屑などの高窒素含有材料であってもアー
ク炉における酸素吹精を行なうことによって，窒素含有
率を減らし，窒素高含有に起因するガス欠陥やチル化傾
向を防止するとともに，粗悪な溶解材料から安価に鋳鉄
を製造することが出来，かつ，キューポラや低周波炉と
同等の鋳鉄製品が得られる。
【図１】本発明の実施例に係るアーク炉と簡易取鍋精錬
炉の概略縦断面図である。
炉の概略縦断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す製造工程説明図である。
【図３】本発明と従来の鋳鉄における窒素含有率と機械
的強度の相関を示す比較図である。
的強度の相関を示す比較図である。
【図４】本発明に係る酸素吹精時間と鋳鉄の窒素含有率
との相関を示す特性曲線図である。
との相関を示す特性曲線図である。
【図５】従来のアーク炉の全体縦断面図である。
１０ アーク炉 １１ 炉本体 １２ 炉ぶた １３ カーボン電極 １４ 電極クランプ １５ 炉ぶた上昇旋回装置 １６ 変圧器 １７ 出滓口 １８ 出湯口 １９ 酸素吹込パイプ １９ａ 酸素ボンベ ２０ 取鍋 ３０ 簡易取鍋精錬炉 ３２ ストッパ Ｇ アルゴンガス Ｐ 溶湯 Ｑ 副資材
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼屑，戻り屑，銑鉄，ダクタイル銑等の
溶解材料をアーク炉へ装入して溶解・加熱・昇温を行な
う鋳鉄の製造方法において，該溶解材料をアーク電極の
通電により溶解するとともに，溶湯温度が１４２０℃に
達したときに溶湯内に酸素吹精を開始し，溶湯温度が１
５００℃以上に達したときに酸素吹精を停止するアーク
炉鋳鉄の窒素含有率低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10685693A JPH06322425A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | アーク炉鋳鉄の窒素含有率低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10685693A JPH06322425A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | アーク炉鋳鉄の窒素含有率低減方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06322425A true JPH06322425A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=14444237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10685693A Pending JPH06322425A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | アーク炉鋳鉄の窒素含有率低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06322425A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1299852C (zh) * | 2001-09-27 | 2007-02-14 | 本田技研工业株式会社 | 铸铁构件的制造方法 |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP10685693A patent/JPH06322425A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1299852C (zh) * | 2001-09-27 | 2007-02-14 | 本田技研工业株式会社 | 铸铁构件的制造方法 |
| US7354549B2 (en) | 2001-09-27 | 2008-04-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Cast iron member manufacturing method |
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