JPS6325049B2 - - Google Patents
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- JPS6325049B2 JPS6325049B2 JP55175225A JP17522580A JPS6325049B2 JP S6325049 B2 JPS6325049 B2 JP S6325049B2 JP 55175225 A JP55175225 A JP 55175225A JP 17522580 A JP17522580 A JP 17522580A JP S6325049 B2 JPS6325049 B2 JP S6325049B2
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- inert gas
- molten metal
- injected
- gas
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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
- 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
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
- C21C5/34—Blowing through the bath
-
- 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
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/068—Decarburising
- C21C7/0685—Decarburising of stainless steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/05—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
本発明は溶融金属の脱炭方法に関し、特に乾燥
空気を使用して、これまでは個別のガス供給源か
ら供給されているガス状窒素とガス状酸素との所
要量を減少し得るようにする溶融鋼精錬方法に関
する。 金属、特に鋼の精錬においては、金属内に存在
する過量の特定不純物を除去するのが標準の手法
である。現在の鋼精錬においてはその本質的部分
として脱炭がある。脱炭とは金属内に存在する炭
素量を減少する手法である。通常この手法は、酸
素を溶融鋼内に噴射して溶融金属内に溶解した炭
素と噴射したガス状酸素との間の反応を促進しガ
ス状酸化炭素を形成させてそれを溶融鋼から除去
する。既知の各種脱炭方法の文献として、米国特
許3741557号、3748122号、3798025号、3832160号
等がある。 ほぼ純酸素のみを使用して脱炭を行なう方法と
して米国特許3046107号、3252790号がある。この
方法はガス状酸素と不活性ガスとを同時に制御さ
れた量で溶融金属内に導入する。この方法の利点
として、脱炭間におけるクロム及び鉄の酸化が最
小である。通常は不活性ガスとは思はれていない
が、窒素がこの脱炭方法の所要不活性ガスの大部
分として通常使用される。 上述の脱炭方法を実施する場合の標準の手法
は、ガス状酸素、アルゴン、窒素、その他の不活
性ガスの個別の貯蔵設備を建設してガス状酸素、
アルゴン、窒素等を所要の十分な量だけ準備す
る。使用する各種ガスの個別の貯蔵設備を設置す
ることは、ガス量の精密な制御と、酸素対不活性
ガス比の脱炭過程間の所要に応ずる正確な維持と
を可能にする。 製鋼工場用の脱炭ガス所要に応ずる大量のほぼ
純粋な窒素と酸素とを購入することに伴なうガス
消費価格は、著しく大きくなる。 それ故、鋼の炭素含有量を十分に減少させ、現
在のガス消費価格を低減し得るような溶融鋼の脱
炭方法が求められる。 本発明の溶融金属脱炭方法の概要は、酸素と不
活性ガスとの混合物を溶融金属内に噴射し、この
間噴射不活性ガスの2.5〜12％を使用して噴射ガ
ス混合物の残部の遮蔽とすることである。本発明
の方法においては、溶融金属の炭素含有量が減少
し溶融金属温度が上昇するのに伴つて、酸素対不
活性ガス比を順次低下させる。本発明による改良
は、噴射ガス混合物の残部に乾燥空気を供給し、
空気量は噴射ガス混合物残部内の不活性ガス所要
量を充足する窒素量とし、乾燥空気内酸素は噴射
ガス混合物の所要酸素量の一部を充足する量とす
ることである。 本発明の目的は金属特に鋼の脱炭過程間のガス
消費価格を減少するにある。 本発明の利点は、低価格の圧縮空気を個別のガ
ス供給源からのガス状窒素とガス状酸素に直接代
替させ、その低価格の空気を脱炭過程において利
用するための制御を行うことにある。 本発明の目的と利点とを理解し得るために更に
詳細に説明する。 上述した通り、金属製造過程の一部、特に鋼製
造過程において脱炭は必要であり本質的な部分で
ある。例えば、ある種の鋼例えば高クロムステン
レス鋼製造の場合に最初に溶融した高温金属は約
0.5〜1.8％の炭素を含む。この炭素含有量を約
0.06％、鋼種によつては約0.03％以下に減少し、
鋼を受容し得る性能のものとする必要がある。本
発明はステンレス鋼を含む鋼の製造を実施例とし
て説明するが、本発明は各種金属、例えば硅素
鋼、炭素鋼、工具鋼、高炭素含有フエロクローム
等の脱炭用として適用し得る。 金属の炭素含有量減少は脱炭過程によつて行な
う。標準の脱炭過程、通称アルゴン酸素脱炭
（AOD）過程においては、ガス状酸素と不活性ガ
スとの混合物を溶融金属浴を入れた容器内に噴射
する。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ク
セノン、ヘリウム、それらの混合物を使用し得
る。噴射ガス混合物は溶融金属液面よりも下方に
通常は容器底面附近に取付けた１本又は一連の羽
口を通つて導入する。 ガス混合物を溶融金属内に噴射する間に、一部
の不活性ガス、通常アルゴンを使用して噴射混合
物残部を遮蔽する。この遮蔽は噴射間に酸素が羽
口及び容器に対して悪影響を及ぼすのを防ぐ。 この遮蔽のためには、羽口を２本の同心の管と
する。一部の不活性ガスを大直径管の形成する環
状部を通つて容器内に供給する。ガス混合物の残
部は小直径管の形成する中央部を通つて容器内に
供給する。ガス混合物残部に対するガス所要量は
後に詳述する通り本発明の方法によつて減少す
る。遮蔽を行なうための不活性ガス所要量は不変
であり、羽口と耐火物の寿命を長くするために必
要である。この遮蔽のために使用する不活性ガス
量即ち流量は全体のガス量の2.5〜12％程度とす
るのが普通である。 上述のAOD過程ではガス状酸素と不活性ガス
の量を制御して所要の炭素減少を行なう。所要の
炭減少が、脱炭すべき金属と、脱炭によつて製造
すべき製品の型式とによつて変化することは理解
される。標準の鋼脱炭過程では、AOD容器に注
入された後の未精錬鋼の温度は、2400〜2900〓
（1316〜1593℃）の範囲、大部分の品質に対して
通常2600〜2750〓（1427〜1510℃）の範囲であ
る。次にガス状酸素と不活性ガスを個別のガス供
給源から供給し、混合ガスとして高い酸素対不活
性ガス比で溶鋼の液面より下方に噴射する。この
酸素噴射を通常は酸素吹きと称する。高酸素対不
活性ガス比は比の値が２：１以上の場合であり、
最大７：１に達するが大部分の場合は３：１〜
４：１の比である。酸素対不活性ガス比を減少す
るとは混合ガス内の不活性ガスの割合が増し、混
合ガス内の酸素の割合が減少することを称する。 酸素吹きの間に噴射ガス状酸素の少なくとも一
部は炭素と反応して酸化炭素を生成する。酸素の
量は溶融金属内の炭素含有量に対して酸化炭素を
生成するに十分な量とし、しかも合金構成素子特
にクロムの酸化を生ずるほどには過大でない必要
がある。それ故、少なくとも２：１の高酸素対不
活性ガス比は初期吹込み段階で十分である。溶融
鋼から酸化炭素が分離するにつれて、噴射ガス内
の酸素濃度を低くして、クロム損失を最小にしな
がら脱炭を継続するようにする必要がある。それ
故最初の高酸素対不活性ガス比から比を標準的に
は約１：１まで溶鋼炭素含有量が0.5％以下とな
つた時に低下させる。溶鋼の温度は初期脱炭過程
間に約250〜400〓（約140〜220℃）だけ温度上昇
して約3000〓（約1650℃）に達する。溶鋼内炭素
含有量が更に減少すれば酸素対不活性ガス比を更
に低下させる。後に詳述する通り、溶鋼内炭素含
有量が約0.2％以下に減少し、溶鋼温度が約100〓
（約55℃）上昇して約3100〓（1705℃）に達すれ
ばこの比を約１：３程度とする。この最終的に減
少した酸素対不活性ガス比は、溶鋼内炭素含有量
が所要値、即ち大部分の特殊な鋼に関して0.06％
以下に減少するまで保たれる。 本発明は色々な鋼、例えばクロム含有量が最大
30％に達する如き鋼にも適用できる。溶鋼のクロ
ム含有量が大で、主としてクロムの酸化を防ぐ必
要のある場合には、ガス噴射スケジユールを変更
する必要があるのは勿論である。 上述した通り、全ガス量の約2.5〜12％を使用
して脱炭過程の大部分の間を通じて不活性ガス遮
断を保つ。残部のガス混合物は酸素と不活性ガス
から成る。本明細書において不活性ガスとは羽口
及びノズルを酸化から守り得るガスを称し、窒
素、アルゴン、クセノン、ネオン、ヘリウム及び
その混合物を含む。 現在までは脱炭に使用するすべてのガスは個別
の容器内に貯蔵された。各ガスはほぼ純粋なガス
として購入し、溶融金属内に噴射するまでは他の
ガスから分離されていた。大量の市販の純粋酸素
及び窒素を空気液化法等で製造する原価は著しく
高い。それ故、既知の脱炭法でのガス消費価格は
全脱炭費の大きな割合を占めている。 本発明によつて空気をガス状窒素の代替物とし
て使用し、代替過程を制御して代替を効果的に行
なう。本発明において、溶融金属の脱炭用の供給
する空気は、乾燥させる必要がある。乾燥空気を
噴射ガス混合物の残部に供給し、乾燥空気中の窒
素は噴射ガス混合物残部に必要とする不活性ガス
量を充足する。本明細書で使用する乾燥空気と
は、空気を少なくとも200psig（約14Kg／cm2）好適
な例として約250psig（約18Kg／cm3）に圧縮し、−
40〓（−40℃）以下の露点で水分を除去する。更
に、本発明の乾燥空気は、油等の潤滑剤を使用す
る圧縮機で圧縮せず、油による乾燥空気の汚損を
防ぐ必要がある。 遮蔽を保つに必要とする不活性ガス量は全脱炭
過程間比較的均等に流し続ける必要がある。遮蔽
用以外のガス混合物残部に必要とする不活性ガス
量は酸素対全不活性ガスの比から直に定められ
る。この不活性ガス供給に必要な乾燥空気量は不
活性ガス遮蔽内の噴射羽口中央管から溶湯内に供
給する。 乾燥空気は窒素と共にある量の酸素を溶湯内に
噴射する。乾燥空気内の酸素は全乾燥空気噴射量
の約1/5である。この量の酸素では酸素の全所要
量を充足することはできないが、別の供給源から
供給すべき酸素の量は減少する。かくして乾燥空
気による代替は、別の供給源からの不活性ガス所
要量を減少させると共に別の供給源からの酸素所
要量も減少させる。 標準のAOD精錬過程での脱炭間の全ガス状窒
素消費量は鋼1ton当り約400〜1000ft3（約11〜28
m3）である。この消費量は炭素量及び又は精錬終
了時の鋼内の許容窒素量によつて変化する。本発
明による乾燥空気の使用によつて現在まで個別の
供給源から市販の純粋ガス状窒素として供給され
たガス状窒素の少なくとも50％、通常は80％以上
を代替することができる。乾燥空気による代替に
よつて個別の供給源から市販の純粋酸素として供
給された酸素の約25〜35％を代替する。炭素含有
量の少ない規格の金属を得るためには酸素吹込み
時間が長くなる。ある種の規格では窒素含有許容
量が高い。これらの例ではガス状窒素及びガス状
酸素に代替し得る乾燥空気の割合は更に高くな
り、この代替によつて得る利益は更に大きくな
る。 次の第１表は既知の脱炭と本発明による脱炭と
の間のガス消費量の比較を304ELC型（低炭素）
ステンレス鋼の100TON加熱精錬について行なつ
たものである。
空気を使用して、これまでは個別のガス供給源か
ら供給されているガス状窒素とガス状酸素との所
要量を減少し得るようにする溶融鋼精錬方法に関
する。 金属、特に鋼の精錬においては、金属内に存在
する過量の特定不純物を除去するのが標準の手法
である。現在の鋼精錬においてはその本質的部分
として脱炭がある。脱炭とは金属内に存在する炭
素量を減少する手法である。通常この手法は、酸
素を溶融鋼内に噴射して溶融金属内に溶解した炭
素と噴射したガス状酸素との間の反応を促進しガ
ス状酸化炭素を形成させてそれを溶融鋼から除去
する。既知の各種脱炭方法の文献として、米国特
許3741557号、3748122号、3798025号、3832160号
等がある。 ほぼ純酸素のみを使用して脱炭を行なう方法と
して米国特許3046107号、3252790号がある。この
方法はガス状酸素と不活性ガスとを同時に制御さ
れた量で溶融金属内に導入する。この方法の利点
として、脱炭間におけるクロム及び鉄の酸化が最
小である。通常は不活性ガスとは思はれていない
が、窒素がこの脱炭方法の所要不活性ガスの大部
分として通常使用される。 上述の脱炭方法を実施する場合の標準の手法
は、ガス状酸素、アルゴン、窒素、その他の不活
性ガスの個別の貯蔵設備を建設してガス状酸素、
アルゴン、窒素等を所要の十分な量だけ準備す
る。使用する各種ガスの個別の貯蔵設備を設置す
ることは、ガス量の精密な制御と、酸素対不活性
ガス比の脱炭過程間の所要に応ずる正確な維持と
を可能にする。 製鋼工場用の脱炭ガス所要に応ずる大量のほぼ
純粋な窒素と酸素とを購入することに伴なうガス
消費価格は、著しく大きくなる。 それ故、鋼の炭素含有量を十分に減少させ、現
在のガス消費価格を低減し得るような溶融鋼の脱
炭方法が求められる。 本発明の溶融金属脱炭方法の概要は、酸素と不
活性ガスとの混合物を溶融金属内に噴射し、この
間噴射不活性ガスの2.5〜12％を使用して噴射ガ
ス混合物の残部の遮蔽とすることである。本発明
の方法においては、溶融金属の炭素含有量が減少
し溶融金属温度が上昇するのに伴つて、酸素対不
活性ガス比を順次低下させる。本発明による改良
は、噴射ガス混合物の残部に乾燥空気を供給し、
空気量は噴射ガス混合物残部内の不活性ガス所要
量を充足する窒素量とし、乾燥空気内酸素は噴射
ガス混合物の所要酸素量の一部を充足する量とす
ることである。 本発明の目的は金属特に鋼の脱炭過程間のガス
消費価格を減少するにある。 本発明の利点は、低価格の圧縮空気を個別のガ
ス供給源からのガス状窒素とガス状酸素に直接代
替させ、その低価格の空気を脱炭過程において利
用するための制御を行うことにある。 本発明の目的と利点とを理解し得るために更に
詳細に説明する。 上述した通り、金属製造過程の一部、特に鋼製
造過程において脱炭は必要であり本質的な部分で
ある。例えば、ある種の鋼例えば高クロムステン
レス鋼製造の場合に最初に溶融した高温金属は約
0.5〜1.8％の炭素を含む。この炭素含有量を約
0.06％、鋼種によつては約0.03％以下に減少し、
鋼を受容し得る性能のものとする必要がある。本
発明はステンレス鋼を含む鋼の製造を実施例とし
て説明するが、本発明は各種金属、例えば硅素
鋼、炭素鋼、工具鋼、高炭素含有フエロクローム
等の脱炭用として適用し得る。 金属の炭素含有量減少は脱炭過程によつて行な
う。標準の脱炭過程、通称アルゴン酸素脱炭
（AOD）過程においては、ガス状酸素と不活性ガ
スとの混合物を溶融金属浴を入れた容器内に噴射
する。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ク
セノン、ヘリウム、それらの混合物を使用し得
る。噴射ガス混合物は溶融金属液面よりも下方に
通常は容器底面附近に取付けた１本又は一連の羽
口を通つて導入する。 ガス混合物を溶融金属内に噴射する間に、一部
の不活性ガス、通常アルゴンを使用して噴射混合
物残部を遮蔽する。この遮蔽は噴射間に酸素が羽
口及び容器に対して悪影響を及ぼすのを防ぐ。 この遮蔽のためには、羽口を２本の同心の管と
する。一部の不活性ガスを大直径管の形成する環
状部を通つて容器内に供給する。ガス混合物の残
部は小直径管の形成する中央部を通つて容器内に
供給する。ガス混合物残部に対するガス所要量は
後に詳述する通り本発明の方法によつて減少す
る。遮蔽を行なうための不活性ガス所要量は不変
であり、羽口と耐火物の寿命を長くするために必
要である。この遮蔽のために使用する不活性ガス
量即ち流量は全体のガス量の2.5〜12％程度とす
るのが普通である。 上述のAOD過程ではガス状酸素と不活性ガス
の量を制御して所要の炭素減少を行なう。所要の
炭減少が、脱炭すべき金属と、脱炭によつて製造
すべき製品の型式とによつて変化することは理解
される。標準の鋼脱炭過程では、AOD容器に注
入された後の未精錬鋼の温度は、2400〜2900〓
（1316〜1593℃）の範囲、大部分の品質に対して
通常2600〜2750〓（1427〜1510℃）の範囲であ
る。次にガス状酸素と不活性ガスを個別のガス供
給源から供給し、混合ガスとして高い酸素対不活
性ガス比で溶鋼の液面より下方に噴射する。この
酸素噴射を通常は酸素吹きと称する。高酸素対不
活性ガス比は比の値が２：１以上の場合であり、
最大７：１に達するが大部分の場合は３：１〜
４：１の比である。酸素対不活性ガス比を減少す
るとは混合ガス内の不活性ガスの割合が増し、混
合ガス内の酸素の割合が減少することを称する。 酸素吹きの間に噴射ガス状酸素の少なくとも一
部は炭素と反応して酸化炭素を生成する。酸素の
量は溶融金属内の炭素含有量に対して酸化炭素を
生成するに十分な量とし、しかも合金構成素子特
にクロムの酸化を生ずるほどには過大でない必要
がある。それ故、少なくとも２：１の高酸素対不
活性ガス比は初期吹込み段階で十分である。溶融
鋼から酸化炭素が分離するにつれて、噴射ガス内
の酸素濃度を低くして、クロム損失を最小にしな
がら脱炭を継続するようにする必要がある。それ
故最初の高酸素対不活性ガス比から比を標準的に
は約１：１まで溶鋼炭素含有量が0.5％以下とな
つた時に低下させる。溶鋼の温度は初期脱炭過程
間に約250〜400〓（約140〜220℃）だけ温度上昇
して約3000〓（約1650℃）に達する。溶鋼内炭素
含有量が更に減少すれば酸素対不活性ガス比を更
に低下させる。後に詳述する通り、溶鋼内炭素含
有量が約0.2％以下に減少し、溶鋼温度が約100〓
（約55℃）上昇して約3100〓（1705℃）に達すれ
ばこの比を約１：３程度とする。この最終的に減
少した酸素対不活性ガス比は、溶鋼内炭素含有量
が所要値、即ち大部分の特殊な鋼に関して0.06％
以下に減少するまで保たれる。 本発明は色々な鋼、例えばクロム含有量が最大
30％に達する如き鋼にも適用できる。溶鋼のクロ
ム含有量が大で、主としてクロムの酸化を防ぐ必
要のある場合には、ガス噴射スケジユールを変更
する必要があるのは勿論である。 上述した通り、全ガス量の約2.5〜12％を使用
して脱炭過程の大部分の間を通じて不活性ガス遮
断を保つ。残部のガス混合物は酸素と不活性ガス
から成る。本明細書において不活性ガスとは羽口
及びノズルを酸化から守り得るガスを称し、窒
素、アルゴン、クセノン、ネオン、ヘリウム及び
その混合物を含む。 現在までは脱炭に使用するすべてのガスは個別
の容器内に貯蔵された。各ガスはほぼ純粋なガス
として購入し、溶融金属内に噴射するまでは他の
ガスから分離されていた。大量の市販の純粋酸素
及び窒素を空気液化法等で製造する原価は著しく
高い。それ故、既知の脱炭法でのガス消費価格は
全脱炭費の大きな割合を占めている。 本発明によつて空気をガス状窒素の代替物とし
て使用し、代替過程を制御して代替を効果的に行
なう。本発明において、溶融金属の脱炭用の供給
する空気は、乾燥させる必要がある。乾燥空気を
噴射ガス混合物の残部に供給し、乾燥空気中の窒
素は噴射ガス混合物残部に必要とする不活性ガス
量を充足する。本明細書で使用する乾燥空気と
は、空気を少なくとも200psig（約14Kg／cm2）好適
な例として約250psig（約18Kg／cm3）に圧縮し、−
40〓（−40℃）以下の露点で水分を除去する。更
に、本発明の乾燥空気は、油等の潤滑剤を使用す
る圧縮機で圧縮せず、油による乾燥空気の汚損を
防ぐ必要がある。 遮蔽を保つに必要とする不活性ガス量は全脱炭
過程間比較的均等に流し続ける必要がある。遮蔽
用以外のガス混合物残部に必要とする不活性ガス
量は酸素対全不活性ガスの比から直に定められ
る。この不活性ガス供給に必要な乾燥空気量は不
活性ガス遮蔽内の噴射羽口中央管から溶湯内に供
給する。 乾燥空気は窒素と共にある量の酸素を溶湯内に
噴射する。乾燥空気内の酸素は全乾燥空気噴射量
の約1/5である。この量の酸素では酸素の全所要
量を充足することはできないが、別の供給源から
供給すべき酸素の量は減少する。かくして乾燥空
気による代替は、別の供給源からの不活性ガス所
要量を減少させると共に別の供給源からの酸素所
要量も減少させる。 標準のAOD精錬過程での脱炭間の全ガス状窒
素消費量は鋼1ton当り約400〜1000ft3（約11〜28
m3）である。この消費量は炭素量及び又は精錬終
了時の鋼内の許容窒素量によつて変化する。本発
明による乾燥空気の使用によつて現在まで個別の
供給源から市販の純粋ガス状窒素として供給され
たガス状窒素の少なくとも50％、通常は80％以上
を代替することができる。乾燥空気による代替に
よつて個別の供給源から市販の純粋酸素として供
給された酸素の約25〜35％を代替する。炭素含有
量の少ない規格の金属を得るためには酸素吹込み
時間が長くなる。ある種の規格では窒素含有許容
量が高い。これらの例ではガス状窒素及びガス状
酸素に代替し得る乾燥空気の割合は更に高くな
り、この代替によつて得る利益は更に大きくな
る。 次の第１表は既知の脱炭と本発明による脱炭と
の間のガス消費量の比較を304ELC型（低炭素）
ステンレス鋼の100TON加熱精錬について行なつ
たものである。
【表】
上述の第１表に示したアルゴン及び窒素のガス
消費量は脱炭後に行なう還元混合物による撹拌間
のガス消費又は精錬後作業間のガス消費は含まれ
ていない。標準としては還元混合物による撹拌に
際してはアルゴンを使用する。脱炭後に溶融金属
内の目標窒素量を添加するには窒素を使用する。 上述の304ELC型ステンレス鋼の脱炭及び還元
過程間の組成変化を第２表に示す。脱炭間及び脱
炭後に添加した還元剤は第３表に示す。
消費量は脱炭後に行なう還元混合物による撹拌間
のガス消費又は精錬後作業間のガス消費は含まれ
ていない。標準としては還元混合物による撹拌に
際してはアルゴンを使用する。脱炭後に溶融金属
内の目標窒素量を添加するには窒素を使用する。 上述の304ELC型ステンレス鋼の脱炭及び還元
過程間の組成変化を第２表に示す。脱炭間及び脱
炭後に添加した還元剤は第３表に示す。
【表】
【表】
註：調整後とは第３表の脱炭間添加後
【表】
上述の脱炭過程間の炭素量及び溶鋼温度を第４
表に示す。
表に示す。
【表】
第１表に示した通り、通常の脱炭過程において
は脱炭のみの部分で別のガス供給源からの窒素ガ
スを合計103080ft3（2920m3）消費する。しかし、
本発明によつて乾燥空気を吹込みに使用すること
によつて窒素ガスの消費量は10440ft3（296m3）に
減少した。この消費量は脱炭過程の大部分の間に
不活性ガス遮蔽を保つために必要とした量であ
る。更に、乾燥空気内の酸素によつて別の供給源
からの酸素ガス消費量も減少した。即ち、第１表
に示す通り、酸素ガス消費量は通常の脱炭過程で
の72400ft3（2050m3）から本発明の脱炭過程での
49250ft3（1400m3）に減少した。 上述の例では酸素吹込み過程の最初の98％に酸
素窒素混合ガスを使用した。窒素含有量を低くす
る規格の鋼ではこの期間は短縮する必要がある
が、大部分の場合は酸素吹込み過程の最初の90〜
98％に対して酸素窒素混合ガスを使用する。この
後に、例えば窒素成分を0.065重量％以下とする
規格の鋼については窒素成分を制御するために、
窒素に代えてアルゴンを使用する。窒素成分の限
定のない場合又は緩い限定の場合にはアルゴンに
代える必要はない。 本発明は種々の変型が可能であり、実施例は説
明のための例示であつて発明を限定するものでは
ない。
は脱炭のみの部分で別のガス供給源からの窒素ガ
スを合計103080ft3（2920m3）消費する。しかし、
本発明によつて乾燥空気を吹込みに使用すること
によつて窒素ガスの消費量は10440ft3（296m3）に
減少した。この消費量は脱炭過程の大部分の間に
不活性ガス遮蔽を保つために必要とした量であ
る。更に、乾燥空気内の酸素によつて別の供給源
からの酸素ガス消費量も減少した。即ち、第１表
に示す通り、酸素ガス消費量は通常の脱炭過程で
の72400ft3（2050m3）から本発明の脱炭過程での
49250ft3（1400m3）に減少した。 上述の例では酸素吹込み過程の最初の98％に酸
素窒素混合ガスを使用した。窒素含有量を低くす
る規格の鋼ではこの期間は短縮する必要がある
が、大部分の場合は酸素吹込み過程の最初の90〜
98％に対して酸素窒素混合ガスを使用する。この
後に、例えば窒素成分を0.065重量％以下とする
規格の鋼については窒素成分を制御するために、
窒素に代えてアルゴンを使用する。窒素成分の限
定のない場合又は緩い限定の場合にはアルゴンに
代える必要はない。 本発明は種々の変型が可能であり、実施例は説
明のための例示であつて発明を限定するものでは
ない。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属の脱炭方法であつて、(1)窒素、アル
ゴン、クセノン、ネオン、ヘリウム及びそれらの
混合物から成る群から選択した不活性ガスと酸素
との混合物を、個別のガス供給源から溶融金属液
面よりも下方に、酸素対不活性ガス比を少なくと
も２：１とした割合で噴射し、噴射した酸素の一
部が炭素と反応して酸化炭素を生じさせるように
すること、(2)噴射間に噴射不活性ガスの約2.5〜
12％を使用して噴射ガス混合物の残部を遮蔽する
こと、(3)溶融金属内の炭素含有量の減少並びに溶
融金属の温度上昇に伴なつて酸素対不活性ガス比
を順次減少させること、(4)溶融金属内炭素含有量
が所要値に減少するまで上記ガス混合物の噴射を
継続すること、の段階を有し、 噴射不活性ガスの約2.5〜12％を別のガス供給
源から噴射して噴射ガス混合物の残部を遮蔽する
間に、上記噴射ガス混合物の残部の一部として乾
燥空気を供給し、乾燥空気の量は乾燥空気内の窒
素が上記噴射ガス混合物残部内の不活性ガス所要
量を充足し、乾燥空気内の酸素が上記噴射ガス混
合物残部内の酸素所要量の一部を充足するように
し；乾燥空気の上記供給によつて噴射される酸素
及び窒素噴射量に応じて所要酸素対不活性ガス比
を維持するための個別のガス供給源から噴射させ
る酸素と不活性ガスとの量を減少することを特徴
とする溶融金属脱炭方法。 ２ 溶融金属の脱炭方法であつて、(1)窒素、アル
ゴン、クセノン、ネオン、ヘリウム及びそれらの
混合物から成る群から選択した不活性ガスと酸素
との混合物を個別のガス供給源から溶融金属液面
よりも下方に酸素対不活性ガス比を最大約２：１
以上とした割合で噴射し噴射した酸素の一部が炭
素と反応して酸化炭素を生じさせること、(2)噴射
間に噴射不活性ガスの約2.5〜12％を使用して噴
射ガス混合物の残部を遮蔽すること、(3)溶融金属
内の炭素含有量の減少並びに溶融金属の温度上昇
に伴つて酸素対不活性ガス比を少なくとも約１：
２まで順次減少させること、(4)溶融金属内炭素含
有量が所要値に減少するまで酸素対不活性ガス比
を少なくとも最低約１：２として上記ガス混合物
の噴射を継続すること、の段階を有し、 噴射不活性ガスの約2.5〜12％を別のガス供給
源から噴射して噴射ガス混合物の残部を遮蔽する
間に、上記噴射ガス混合物の残部の一部として乾
燥空気を供給し、乾燥空気の量は乾燥空気内の窒
素が上記噴射ガス混合物の残部内の不活性ガス所
要量を充足し、乾燥空気内の酸素が上記噴射ガス
混合物残部内の酸素所要量の一部を充足するよう
にし；乾燥空気の上記供給によつて噴射される酸
素及び窒素噴射量に応じて所要酸素対不活性ガス
比を維持するための個別のガス供給源から噴射さ
せる酸素と不活性ガスとの量を減少することを特
徴とする溶融金属脱炭方法。 ３ 前記溶融金属を鋼とする特許請求の範囲第２
項記載の方法。 ４ 前記溶融金属をステンレス鋼とする特許請求
の範囲第２項記載の方法。 ５ 前記溶融金属をフエロクロームとする特許請
求の範囲第２項記載の方法。 ６ 前記溶融金属の脱炭開始時の温度を約2400〜
2900〓（約1316〜1953℃）の間とする特許請求の
範囲第２項記載の方法。 ７ 前記溶融金属の脱炭開始時の温度を約2600〜
2750〓（約1427〜1510℃）の間とする特許請求の
範囲第２項記載の方法。 ８ 最初の酸素対不活性ガス比を約３：１とし溶
融金属内炭素含有量が約0.5％以下に減少し溶融
金属温度が少なくとも約2900〓（約1953℃）以上
に上昇した時は上記比を約１：１に減少する特許
請求の範囲第２項記載の方法。 ９ 溶融金属内炭素含有量が約0.2％以下に減少
し溶融金属温度が少なくとも約3000〓（約1650
℃）に上昇した時は酸素対不活性ガス比１：１を
更に約１：３までに減少する特許請求の範囲第８
項記載の方法。 １０ 溶融金属内炭素含有量が約0.1以下に減少
するまで酸素対不活性ガス比約１：３までの値を
保つ特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１ 溶融金属内炭素含有量が約0.06％以下に減
少するまで酸素対不活性ガス比が少なくとも約
１：３の値を保つ特許請求の範囲第９項記載の方
法。 １２ 約3.5％以下の炭素を含むクロム含有溶融
鋼をほぼクロム損失なしに脱炭する方法であつ
て、(1)窒素、アルゴン、クセノン、ネオン、ヘリ
ウム及びその混合物から成る群から選択した不活
性ガスと酸素とを個別のガス供給源から約2600〜
2750〓（約1427〜1510℃）に保たれた溶融鋼の液
面より下方に酸素対不活性ガス比を約３：１とし
て噴射し噴射酸素の一部が炭素と反応して酸化炭
素を発生するようにさせること、(2)噴射間に噴射
不活性ガスの約2.5〜12％を使用して噴射ガス混
合物の残部を遮蔽すること、(3)溶融鋼内の炭素含
有量が約0.75％以下に減少し溶融鋼温度が約2900
〓（約1593℃）以上に上昇した時に酸素対不活性
ガス比を約１：１に低下させること、(4)溶融鋼内
の炭素含有量が約0.2％以下に減少し溶融鋼温度
が約3000〓（約1650℃）以上に上昇した時に酸素
対不活性ガス比を最低約１：３までに低下させ、
溶融鋼内炭素含有量が約0.10％以下に減少するま
で酸素対不活性ガス比を最低約１：３の値でガス
混合物の噴射を継続するようにする段階を有し、 噴射不活性ガスの約2.5〜12％を別のガス供給
源から噴射して噴射ガス混合物の残部を遮蔽する
間に、上記噴射ガス混合物の残部の一部として乾
燥空気を供給し、乾燥空気の量は乾燥空気内の窒
素が上記噴射ガス混合物残部内の不活性ガス所要
量を充足し、乾燥空気内の酸素が上記噴射ガス混
合物残部内の酸素所要量の一部を充足するように
し；乾燥空気の上記供給によつて噴射される酸素
及び窒素噴射量に応じて所要酸素対不活性ガス比
を維持するための個別のガス供給源から噴射させ
る酸素と不活性ガスとの量を減少することを特徴
とする溶融鋼の脱炭方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/102,607 US4260415A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | Decarburizing molten metal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5693835A JPS5693835A (en) | 1981-07-29 |
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