JPS6126713A - 溶銑,溶鋼の脱窒素方法 - Google Patents

溶銑,溶鋼の脱窒素方法

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JPS6126713A
JPS6126713A JP14845084A JP14845084A JPS6126713A JP S6126713 A JPS6126713 A JP S6126713A JP 14845084 A JP14845084 A JP 14845084A JP 14845084 A JP14845084 A JP 14845084A JP S6126713 A JPS6126713 A JP S6126713A
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JP
Japan
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molten
steel
molten metal
molten steel
caco3
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Pending
Application number
JP14845084A
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English (en)
Inventor
Yasuo Obana
尾花 保雄
Koichi Endo
公一 遠藤
Toshiyuki Kaneko
敏行 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/04—Removing impurities other than carbon, phosphorus or sulfur
    • 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
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

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、溶銑、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鋼最終段階において[N
)レベルが20ppm以下、望ましくは15 ppm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、溶接部の高い靭性が要求され、この点からも
、鋼中窒素の低減。
極低窒素化が望まれて来た。現行の極低窒素鋼の製造は
特公昭57−36962号公報、特公昭57−3726
号公報で各々提案されている様に下記の手段によって実
施されている。
(1)溶銑予備処理によシ、溶銑[N)を低減させる。
(II)  RH等の真空処理において、減圧下の溶鋼
に02を吹込んで脱炭を行わせ、発生するCOガスによ
る脱[N)を助長させる・ その他、一般的に知られている様に、 (iii)  転炉炉内溶鋼を強攪拌し、又炉口、出鋼
孔からAirが侵入しない様に、炉内圧を正圧に、出鋼
孔は密閉することによシ吹止[N)を低減する。
6v)  溶鋼処理中の溶鋼雰囲気をAr等の非N2含
有ガスで覆うことによIN)ピックアップを防止する。
しかし、これらの方法を採用しても、薄板材の株な低合
金鋼でも成品[”N]は15 ppm以下を、又構造用
鋼の様な高合金鋼では、溶鋼処理工程での(N)ピック
アップが大きく、成品(N)は20 ppmυ下を安定
して溶製することができない。
即ち、溶鋼の脱窒床速度は一般に遅く、しかもばらつき
が大きい事が知られているが、よシ高度の極低窒素鋼を
溶製するには、〔N〕ピックアップを上まわる大きな脱
窒床速度を安定して得る必要がある。現行法では、溶鋼
中旦と溶存酸素あるいは吹込み酸素との脱C反応で生成
するCO気泡による脱窒床促進が広く採用されているが
、脱炭反応量が有限である事、o2吹込みによる成分変
動があシ、高合金鋼には適用できない等の欠点があシ、
現行法による最近の報告では、脱窒率は、5〜】Oチで
ばらつきが大きく、また溶鋼〔N〕〈25 ppmのレ
ベルでは、脱窒床が進行しない・溶鋼の脱窒未決として
は、真空処理紀よる脱ガス法が広く普及しているが、こ
の方法祉、溶鋼処理雰囲気のN2分圧を低下させる事に
ょシ溶鋼中平衡窒素濃度低減を目指し、ここにジーペル
ッの法則(4)式を利用する。
〔俤N〕;平衡[N)濃度 pN、  ;雰囲気N2分圧 KN;平衡定数(温度のみの関数) 工業的には、さらにRHのごとく、溶鋼中に不活性ガス
のArを吹込み、溶鋼の攪拌(環流)を行い、かつ不活
性な微細気泡を核として(4)式の反応の促進を図るが
、溶鋼中の窒素含有率を極度に低下させるには、膨大な
不活性ガス吹込み量を必要とし、さらに、気泡を微細化
させる必要もあシ、従来、実施されていない。一方にお
いて、RH−OBあるいはVODに代表される、真空下
の溶鋼に酸素を吹込み脱炭精錬を行うに当J%(5)弐
1岨(包(ロ))=c(lXg)°°°°°°°°°°
゛°(5)に示す反応によシ、微細でかつ多量のCO気
泡が生成され従りて脱窒未反応はかなシ促進される。し
かし、前述の様に1極度な脱窒床を行わせしめるために
は、多量のCOガス量が必要で、このためには処理前浴
鋼中の〔C)が高い程有利であるが、転炉工程での吹止
(P)の問題から処理前〔Caに上限がある事、また、
脱炭精錬を長時間行うと、吹込み02によシ、他の合金
元素が酸化損失し、著しく経済性を損う。又、特公昭5
1−23367号公報で提案されている様に、還元性気
体の吹込みによる脱CNEも考案されているが、水素を
含有する気体であるため、鋼材特性を満足するために、
さらに脱〔H〕工程が必要である事、供給ガス及び排ガ
スの調整、処理が困難でおる等、実用性が乏しい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような実情に鑑みて、種々検討の結果、極低窒素鋼
を溶製するには、溶鋼工程での脱窒床を、十分に行なわ
せしめる事が重要と考え、溶鋼工程での脱窒床を効果的
に行うべく、本発明を考案した。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、本発明の特徴とするところは、−溶湯、望ま
しくは減圧処理中の溶湯に1粒径< 0.3 mのCa
CO3を不活性キャリアーガス(Ar+CO2)と伴(
吹き込みCa Co sの熱分解(式(1)(2) (
3) (4ン)によシ生成するCO2あるいはCO気泡
によシ鋼中窒素を抽出し、溶銑、溶鋼の脱窒床を行うも
のである。
CaC0−+ CaO+ C02(1)       
  (1)CaC0+C−+ CaO+ 2CO(g)
        (2)CaCO5+ a AZ−+C
aO+ a AZ20.s +COo)  (3)Ca
CO,+ 、 Sl −+ CaO+4−8102+C
o(1)  (4)〔作用〕 本発明はこのように、溶湯中にCaCOsを吹込む事に
よシ脱窒紫を行うものであるが、溶湯中に吹込んだCa
 COsは、吹込み時の吐出力によシ、溶湯内に吹込ん
だ直後に、キャリアーがス気泡を突き抜け、溶湯中にキ
ャリアーガスとは分離した状態で侵入する。
侵入したC a CO5粉体は、この後、溶湯温度まで
受熱昇温されるが、この間に(1)式の反応によシ分解
しCO□を発生する。この際、溶湯中の9あるいは襲 
の存在によシ式(2)おるいは(3)の反応にてCOが
発生する。この様に、CaCO3粉体を溶湯中に吹込む
事によシ、湯浴中に微細気泡を大量に、生成させうる。
ここにおいて、さらに、溶湯中に気泡を発生せしめる事
は、メタル−ガス−固相(溶湯−Co2or Co −
Ca0(At20.))の3相共存域を発生させること
になシ、界面エネルギーが変化する。
これによシ、異相間にまたがる反応、ここでは、脱蟹素
反応が、強く促進され、CaCO3の吹込み効果である
大量のCO2あるいはCOの微細気泡の生成とあいまっ
て、著しく脱窒素能力が向上する0すなわち、本発明の
特徴とするところは、CaCo 3粉体の溶湯中への吹
込みによシ、大量のガス量を、しかも微細気泡の状態で
溶湯中に生成せしめ、さらに吹込みキャリアーがスによ
る溶湯の強攪拌により、脱窒素反応という気−液反応を
容易ならしめ、大幅な脱窒素能力の向上を図るものであ
る。
従来、溶湯へのCaCO3粉体の吹込みは、溶銑脱硫工
程でのカーバイド系脱硫剤の反応効率を向上させるため
の、発泡分散剤として、CaC2に10〜p Owt%
でCaCOsを配合することによシ行なわれている。溶
銑処理工程では、〔N〕レベルは、議論にならず、はと
んどのキャリアーガスはN2が用いられている。このた
め、゛溶銑処理でのCaCO3吹込みによる脱窒素は、
キャリアーガス及び雰囲気からの[N)ピ、クアッゾと
混在し、効果が無いとされていた。
しかし、ClICO3の溶銑、溶鋼中に吹込んだ時の発
泡作用は、前記の様に、脱窒素に非常に有効であるとの
本発明者等の知見に基いて、種々検討した結果第1図に
示す様に脱窒素効率にはCaCO5粒度が強く影響し最
大粒径0.3 m JJ下の条件下で大幅に脱窒素効率
が向上する。他の条件の影響も調査を行いその結果粉体
中C02濃度の影響を第2図に、吹込み条件のうち、固
気比の影響を第3図に示す。粉体中CO2濃度が低下す
ると脱窒素効率は低下し、これからCa Co 5純度
は高い事が望まれ、固気比は影響が見られない。第2図
から、吹込み粉体のCaCO5純度は高い事が望ましい
が、脱覧反応過程で生成するCaOによシ、溶湯の脱硫
が期待される。溶銑では、CaO単味の脱硫が進行可能
な事は、公知であシ、又溶鋼工程ではCaOを何らかの
フラックスによシ溶融滓化させる事が脱硫にとって有利
であ” 、CaF2等の7ラツクスの配合により脱硫能
力は改善される。
さらに近年溶鋼工程での介在物除去技術への期待が強く
、CaO吹込みKよる脱介在物は、その有力な手段であ
シ、本発明であるCaC05吹込みは、副次的に、鋼の
清浄性も向上せしめることができる。
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4図、第5図に示す。
第4図は吹込んだCaCO3原単位と試料A、B、Cの
平均溶鋼中(N)との関係でアシ、吹込んだCa C0
5原単位と試料A、B、Cの平均溶銑中[:N]、(8
)との関係である。
本例における溶鋼及び溶銑成分を表IK示す。
〔発明の効果〕
以上述べた様に、本発明の方法は、安定して、溶銑、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シ、さらに安価なCaCO5を用
いるため経済的に有利で、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図は脱N効率とCa COs最大粒径との関係を示
す図、第2図は脱N効率とCa CO3粉体中のC02
濃度との関係を示す図、第3図は脱N効率と固気比との
関係を示す図、第4図は鋼中(N)とCaCO5原単位
との関係を示す図、第5図は溶銑中[N]及び〔S〕と
CaCO5原単位との関係を示す図である。 第1図 C6LCθ3洟免粒径(myn) 第2図 第3図 第4図 CaCθ、J、、$−& (kl/rs)第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶湯中に最大粒径0.3mm以下のCaCO_3粉体を
    不活性キャリアーガスとともに注入する事を特徴とする
    溶銑、溶鋼の脱窒素方法。
JP14845084A 1984-07-17 1984-07-17 溶銑,溶鋼の脱窒素方法 Pending JPS6126713A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100916899B1 (ko) 2002-12-27 2009-09-09 주식회사 포스코 탈산용강의 탈황 및 질소혼입 방지방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57174408A (en) * 1982-03-31 1982-10-27 Nippon Carbide Ind Co Ltd Desulfurizing agent
JPS57177910A (en) * 1981-04-28 1982-11-01 Nippon Steel Corp Production of extra low nitrogen ingot

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