JPS5952203B2 - 極低炭素鋼の製造方法 - Google Patents
極低炭素鋼の製造方法Info
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- JPS5952203B2 JPS5952203B2 JP3238079A JP3238079A JPS5952203B2 JP S5952203 B2 JPS5952203 B2 JP S5952203B2 JP 3238079 A JP3238079 A JP 3238079A JP 3238079 A JP3238079 A JP 3238079A JP S5952203 B2 JPS5952203 B2 JP S5952203B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- gas
- oxygen
- decarburization
- ultra
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/10—Handling in a vacuum
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
本発明は減圧下で溶鋼表面に酸素ガスを吹付けて脱炭を
行い鋼中〔Ｃ〕値が０．０１％以下の極低炭素鋼を製造
する方法に関するものである。 近年、極低炭素鋼の吹錬技術の発達は目覚ましく、炭素
鋼は勿論のこと、脱炭が困難であると謂われて来た含ク
ロム鋼についても鋼中〔Ｃ〕値を０．０１％まで低減せ
しめることが可能となっている。 そ方法を大別すると２つの手段が採られる。即ち （１）鋼浴成分値に応じ、雰囲気ＣＯガス分圧を低減さ
せ、常にＣ−０平衡が成立している条件のもとで、鋼中
に酸素ガスあるいは金属酸化物を吹込み、鋼中の酸素濃
度を高め一時的に〔Ｃ〕−
行い鋼中〔Ｃ〕値が０．０１％以下の極低炭素鋼を製造
する方法に関するものである。 近年、極低炭素鋼の吹錬技術の発達は目覚ましく、炭素
鋼は勿論のこと、脱炭が困難であると謂われて来た含ク
ロム鋼についても鋼中〔Ｃ〕値を０．０１％まで低減せ
しめることが可能となっている。 そ方法を大別すると２つの手段が採られる。即ち （１）鋼浴成分値に応じ、雰囲気ＣＯガス分圧を低減さ
せ、常にＣ−０平衡が成立している条件のもとで、鋼中
に酸素ガスあるいは金属酸化物を吹込み、鋼中の酸素濃
度を高め一時的に〔Ｃ〕−
〔０〕濃度積を平衡値以上と
することにより脱炭を生せしめる方法。 （２）雰囲気圧力を急激に低下せしめ、雰囲気ＣＯガス
分圧を、その溶鋼の成分値でのＣ−Ｏ平衡値による値以
下にまで低下せしめることによりＣ−Ｏ濃度積を過飽和
状態におき脱炭反応を生せしめる方法。 （１）の例としてはＶＯＤ法における酸化ニッケルシン
ター吹込、酸素ガスの浸漬吹込法などが知られているが
、メタル成分（Ｆｅ、 Ｍｎ、 Ｃｒなど）の相当量の
酸化を伴い、又（２）の例としてはＳ、Ｓ（Ｓｔｒｏｎ
ｇ Ｓｔｉｒｒｉｎｇ） ＶＯＤ法ニミられる真空カー
ボン脱酸（脱炭）を利用した方法が知られているが、脱
炭に伴い消費される酸素の補給がスラグ側からしか得ら
れないため、脱炭反応が遅く、時間がか・りすぎるとい
う欠点を有する。 本発明はこのうち（２）の方法の改良に係るものである
。 真空カーボン脱酸による脱炭法において低Ｃ側で脱炭が
著しく遅延する理由として （１）鋼中（Ｃ〕が低下したことにより脱炭反応界面に
対するＣの供給（拡散）が遅れ界面でのＣＣ）−Ｃｏ）
濃度積が低下すること。 （Ｃの物質移動律速） （２）温度の低下に伴い酸素供給源であるスラグ中の酸
化物（Ｃｒ２０３．Ｆｅ０１Ｍｎ０なト）ノ解離が遅れ
、反応界面での酸素欠乏状態を生ずること。 （酸化物解離の反応律速）（３）溶鋼面が厚いスラグ
層で覆われるため反応に必要な自由表面が著しく減少す
るため反応界面積が減少すること が知られている。 公知のＳ、Ｓ、ＶＯＤ法などは、これらの欠陥を改良す
べく案出されたものであるが、底吹きポーラスレンガを
通じてのＡｒ大量攪拌はスプラッシュ状の固化スラグの
増大を招き、又スラグ、こんとろ−ルについてもスラグ
中の酸化物量が確実に判定できない場合事実上困難であ
り、さらに温度降下が著しく、反応が停止するというト
ラブルを生ずる点で難点がある。 本発明者らはこの点に関し混合ガスを上吹きすることに
より反応が著しく促進されることを見い出した。 この理由として（１）強力なガスジェットの噴射により
、スラグ−メタル界面での混合が著しく大きくなり、反
応界面積が増大すること。 （２）若干の酸素の添加により吹付点でＣｒの酸化を生
じ、その反応熱で脱炭に必要な温度が補償されること。 （３）ジェットによりスラグが周囲に押しやられるため
、反応面積を減することなく脱炭が進行すること。 （４）さらに表面での不活性ガスの流れがＣＯガスの拡
散を助け、気側へのＣＯガスの拡散が促進されるため、
脱炭反応における気側の実効ＣＯガス分圧が大きく低下
すること。 が考えられる。 この場合、酸素ガスと不活性ガスの混合比は脱炭反応に
必要な酸素消費量よりも若干低目の酸素分圧となるよう
にコントロールするのが望ましいが、実際にはその２〜
３倍であっても操業は可能である。 勿論、この場合若干のメタル酸化量増大を生ずる傾向は
あるが、通常の純酸素吹込法ひ比べ問題ないレベルであ
り、少量のＳｉ、Ａｌなどの添加により還元可能な性質
のものである。 またガスジェットの動圧はスラグを周囲に寄せ、さらに
鋼浴表面でのＣＯ拡散層厚みを減少されるに充分なもの
でなくてはならず、酸素供給量を絞った状態でこの目的
を達成するためにはラバールノズル付上吹ランスを用い
ることらが不可欠の要因となる。 このように本発明においては純酸素による吹精後にラバ
ールノズル付ランスを介して酸素と不活性ガスとの混合
ガスをジェット噴射で上吹きすることにより上記ω境膜
層厚を減少せしめて反応界面を維持せしめると同時に溶
鋼を攪拌して炭素と溶存酸素との拡散を増大せしめるこ
とにより脱炭を促進せしめた短時間のうちに極低炭素鋼
を得ることを特徴とするものである。 本発明によるときは脱炭末期において溶鋼成分の酸化、
温度上昇を伴うことなく真空下にて反応及び攪拌を促進
し而も脱炭速度を充分に保つことにより通常法と殆んど
変ることのない脱炭時間で極低炭素鋼を製造することが
できる。 不活性ガスとしてはＮ２．Ａｒガスなどを用いることが
できるがＡｒガスを稀釈ガスとして使用する場合は同時
に脱窒を行なうこともできる。 次に本発明の特徴を実施の態様を示して説明する。 以下に示す例は５ＵＳ４３０及び５ＵＳ３０４Ｌ系鋼に
おける極低炭素鋼を製造する場合で、添付図面は脱炭量
と処理時間との関係をＶＯＤ法、及び前記Ｓ、Ｓ、ｖＯ
Ｄ法並びに本発明法とを比較して図示したものである。 又下表に本発明の実施例の操業条件及び溶鋼スラグの成
分並びに音度の推移を示す。 上表より明らかなように、本例においては純酸素ガスに
て吹精しく酸素吹精量は時間経過と共に減少）、溶鋼の
炭素含有量が０．１％付近となったときに不活性ガス（
Ａｒ 十Ｎ２又はＮ２） を５０％混合した混合ガスを
上吹吹精し、さらに炭素含有量が０．０１％付近をなる
精練末期において不活性ガス：酸素ガス−７５： ２５
の混合ガスを上吹吹精して成品とするものであるが、吹
止後還元用合金鉄中に含まれる炭素分により若干の復炭
を生じている。 このように、本発明によるときは真空下で酸素並びに混
合ガスを吹精して溶鋼内の攪拌と拡散を促進すると同時
に気側の有効反応界面を拡大して通常法と殆んど変るこ
とのない脱炭速度で極低炭素鋼を製造することのできる
。 これは添付図面からも明らかである。 添付図面はＶＯＤ法（−・−）とＳ、Ｓ、ｖＯＤ脱炭法
（−Ｘ−）と本発明方法（−〇−）とを比較図示したも
のであり、ＶＯＤ法は１８Ｃｒ−８Ｎｉ系オーステナイ
トステンレス鋼、Ｓ、Ｓ、ＶＯＤ法は１８Ｃｒ−ＩＭＯ
系フエフエライト系ステンレス系ステンレス鋼発明法は
３０４Ｌ鋼、鋼４０鋼の両鋼種について行った実験結果
であり、これによると本反明法が短時間にて極低炭素鋼
を得ることが解る。 なお上記説明はステンレス鋼に関し行なわれているけれ
ども本発明は斯るステンレス鋼に限るものでないことは
勿論である。
することにより脱炭を生せしめる方法。 （２）雰囲気圧力を急激に低下せしめ、雰囲気ＣＯガス
分圧を、その溶鋼の成分値でのＣ−Ｏ平衡値による値以
下にまで低下せしめることによりＣ−Ｏ濃度積を過飽和
状態におき脱炭反応を生せしめる方法。 （１）の例としてはＶＯＤ法における酸化ニッケルシン
ター吹込、酸素ガスの浸漬吹込法などが知られているが
、メタル成分（Ｆｅ、 Ｍｎ、 Ｃｒなど）の相当量の
酸化を伴い、又（２）の例としてはＳ、Ｓ（Ｓｔｒｏｎ
ｇ Ｓｔｉｒｒｉｎｇ） ＶＯＤ法ニミられる真空カー
ボン脱酸（脱炭）を利用した方法が知られているが、脱
炭に伴い消費される酸素の補給がスラグ側からしか得ら
れないため、脱炭反応が遅く、時間がか・りすぎるとい
う欠点を有する。 本発明はこのうち（２）の方法の改良に係るものである
。 真空カーボン脱酸による脱炭法において低Ｃ側で脱炭が
著しく遅延する理由として （１）鋼中（Ｃ〕が低下したことにより脱炭反応界面に
対するＣの供給（拡散）が遅れ界面でのＣＣ）−Ｃｏ）
濃度積が低下すること。 （Ｃの物質移動律速） （２）温度の低下に伴い酸素供給源であるスラグ中の酸
化物（Ｃｒ２０３．Ｆｅ０１Ｍｎ０なト）ノ解離が遅れ
、反応界面での酸素欠乏状態を生ずること。 （酸化物解離の反応律速）（３）溶鋼面が厚いスラグ
層で覆われるため反応に必要な自由表面が著しく減少す
るため反応界面積が減少すること が知られている。 公知のＳ、Ｓ、ＶＯＤ法などは、これらの欠陥を改良す
べく案出されたものであるが、底吹きポーラスレンガを
通じてのＡｒ大量攪拌はスプラッシュ状の固化スラグの
増大を招き、又スラグ、こんとろ−ルについてもスラグ
中の酸化物量が確実に判定できない場合事実上困難であ
り、さらに温度降下が著しく、反応が停止するというト
ラブルを生ずる点で難点がある。 本発明者らはこの点に関し混合ガスを上吹きすることに
より反応が著しく促進されることを見い出した。 この理由として（１）強力なガスジェットの噴射により
、スラグ−メタル界面での混合が著しく大きくなり、反
応界面積が増大すること。 （２）若干の酸素の添加により吹付点でＣｒの酸化を生
じ、その反応熱で脱炭に必要な温度が補償されること。 （３）ジェットによりスラグが周囲に押しやられるため
、反応面積を減することなく脱炭が進行すること。 （４）さらに表面での不活性ガスの流れがＣＯガスの拡
散を助け、気側へのＣＯガスの拡散が促進されるため、
脱炭反応における気側の実効ＣＯガス分圧が大きく低下
すること。 が考えられる。 この場合、酸素ガスと不活性ガスの混合比は脱炭反応に
必要な酸素消費量よりも若干低目の酸素分圧となるよう
にコントロールするのが望ましいが、実際にはその２〜
３倍であっても操業は可能である。 勿論、この場合若干のメタル酸化量増大を生ずる傾向は
あるが、通常の純酸素吹込法ひ比べ問題ないレベルであ
り、少量のＳｉ、Ａｌなどの添加により還元可能な性質
のものである。 またガスジェットの動圧はスラグを周囲に寄せ、さらに
鋼浴表面でのＣＯ拡散層厚みを減少されるに充分なもの
でなくてはならず、酸素供給量を絞った状態でこの目的
を達成するためにはラバールノズル付上吹ランスを用い
ることらが不可欠の要因となる。 このように本発明においては純酸素による吹精後にラバ
ールノズル付ランスを介して酸素と不活性ガスとの混合
ガスをジェット噴射で上吹きすることにより上記ω境膜
層厚を減少せしめて反応界面を維持せしめると同時に溶
鋼を攪拌して炭素と溶存酸素との拡散を増大せしめるこ
とにより脱炭を促進せしめた短時間のうちに極低炭素鋼
を得ることを特徴とするものである。 本発明によるときは脱炭末期において溶鋼成分の酸化、
温度上昇を伴うことなく真空下にて反応及び攪拌を促進
し而も脱炭速度を充分に保つことにより通常法と殆んど
変ることのない脱炭時間で極低炭素鋼を製造することが
できる。 不活性ガスとしてはＮ２．Ａｒガスなどを用いることが
できるがＡｒガスを稀釈ガスとして使用する場合は同時
に脱窒を行なうこともできる。 次に本発明の特徴を実施の態様を示して説明する。 以下に示す例は５ＵＳ４３０及び５ＵＳ３０４Ｌ系鋼に
おける極低炭素鋼を製造する場合で、添付図面は脱炭量
と処理時間との関係をＶＯＤ法、及び前記Ｓ、Ｓ、ｖＯ
Ｄ法並びに本発明法とを比較して図示したものである。 又下表に本発明の実施例の操業条件及び溶鋼スラグの成
分並びに音度の推移を示す。 上表より明らかなように、本例においては純酸素ガスに
て吹精しく酸素吹精量は時間経過と共に減少）、溶鋼の
炭素含有量が０．１％付近となったときに不活性ガス（
Ａｒ 十Ｎ２又はＮ２） を５０％混合した混合ガスを
上吹吹精し、さらに炭素含有量が０．０１％付近をなる
精練末期において不活性ガス：酸素ガス−７５： ２５
の混合ガスを上吹吹精して成品とするものであるが、吹
止後還元用合金鉄中に含まれる炭素分により若干の復炭
を生じている。 このように、本発明によるときは真空下で酸素並びに混
合ガスを吹精して溶鋼内の攪拌と拡散を促進すると同時
に気側の有効反応界面を拡大して通常法と殆んど変るこ
とのない脱炭速度で極低炭素鋼を製造することのできる
。 これは添付図面からも明らかである。 添付図面はＶＯＤ法（−・−）とＳ、Ｓ、ｖＯＤ脱炭法
（−Ｘ−）と本発明方法（−〇−）とを比較図示したも
のであり、ＶＯＤ法は１８Ｃｒ−８Ｎｉ系オーステナイ
トステンレス鋼、Ｓ、Ｓ、ＶＯＤ法は１８Ｃｒ−ＩＭＯ
系フエフエライト系ステンレス系ステンレス鋼発明法は
３０４Ｌ鋼、鋼４０鋼の両鋼種について行った実験結果
であり、これによると本反明法が短時間にて極低炭素鋼
を得ることが解る。 なお上記説明はステンレス鋼に関し行なわれているけれ
ども本発明は斯るステンレス鋼に限るものでないことは
勿論である。
【図面の簡単な説明】
添付図面は脱炭量と処理時間との関係をＶＯＤ法、Ｓ、
Ｓ、ｖＯＤ法及び本発明法に関し比較した図表である。
Ｓ、ｖＯＤ法及び本発明法に関し比較した図表である。
Claims (1)
- １ 減圧雰囲気で酸素吹精により溶鋼の脱炭を行なう製
鋼法において、脱炭末期で炭素含有量が０．１０％以下
となった時点において酸素吹精に引続き、窒素、アルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガスと酸素ガスとの混合ガス
をラバールノズル付ランスを通し鋼浴上から上吹きする
ことを特徴とする極低炭素鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238079A JPS5952203B2 (ja) | 1979-03-22 | 1979-03-22 | 極低炭素鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238079A JPS5952203B2 (ja) | 1979-03-22 | 1979-03-22 | 極低炭素鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55125220A JPS55125220A (en) | 1980-09-26 |
| JPS5952203B2 true JPS5952203B2 (ja) | 1984-12-18 |
Family
ID=12357338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3238079A Expired JPS5952203B2 (ja) | 1979-03-22 | 1979-03-22 | 極低炭素鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952203B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6077802U (ja) * | 1983-11-02 | 1985-05-30 | ソニーマグネスケール株式会社 | ピストン位置検出装置 |
| JPS61202702U (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-19 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1337846C (en) * | 1988-06-21 | 1996-01-02 | Hiroshi Nishikawa | Process for vacuum degassing and decarbonization with temperature drop compensating feature |
| FR2807066B1 (fr) * | 2000-03-29 | 2002-10-11 | Usinor | Procede de brassage pneumatique du metal liquide en poche |
-
1979
- 1979-03-22 JP JP3238079A patent/JPS5952203B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6077802U (ja) * | 1983-11-02 | 1985-05-30 | ソニーマグネスケール株式会社 | ピストン位置検出装置 |
| JPS61202702U (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55125220A (en) | 1980-09-26 |
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