JP4742756B2 - 高窒素鋼の製造方法 - Google Patents
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その際の鋼中への窒素の添加方法として、密閉可能な圧力容器内部に窒素ガスとアルゴンガス等の不活性ガスとを導入し、大気圧以上の雰囲気ガス圧力の下で鋼を溶解して鋼中に窒素を固溶させる方法が公知である。
例えば下記特許文献1,特許文献2,特許文献3,特許文献4,特許文献5にこの種の高窒素鋼の製造方法が開示されている。
しかしながら実際には、圧力容器内部で窒素ガス分圧が設定した分圧となるように窒素ガスと不活性ガスとを導入して圧力容器内部で鋼の溶解及び鋳造を行った場合であっても鋼の窒素濃度、即ち窒素含有量が必ずしも安定しないといった問題が生じており、その解決が望まれていた。
通常、圧力容器内部に窒素ガスとアルゴンガス等の不活性ガスを導入すれば、圧力容器内部で自然にそれらが互いに混合すると考えるのが普通である。
また圧力容器内部で溶解装置により鋼の溶解を行えば、溶解装置や溶湯からの熱によって圧力容器内部でガスの対流等も生じて、2種類のガスの混合が行われるとも考えられる。
本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、かかる本発明によれば、設定した窒素含有量の高窒素鋼を安定して製造することが可能となる。
例えば撹拌手段として羽根の回転により撹拌を行う撹拌翼を設けるといったことも考えられるが、この場合羽根が回転している近傍部分だけ部分的にガスの混合が行われる、或いは圧力容器内の溶解装置等の構造物によってガスの対流が妨害されることによって、ガスの混合が圧力容器内部全体に及ばない、若しくはガスの混合が完了するまでに極めて長時間を要する恐れが生ずる。
しかるに送風機を含んで撹拌手段を構成しておくと、送風機のガス吸入及び吐出圧力に基づいて圧力容器内部でガスの混合がより効率的に行われる。
この場合において送風機を圧力容器の下部に配置し、送風機からのガスを配管にて圧力容器の上部に導いて、上部から吐出するようになしておくことができる。
図1において、10は密閉可能な圧力容器で内部に溶解装置12と、鋳造装置14とが設けられている。
溶解装置12において16は耐火物を、18は誘導コイルを、20は溶鋼を表している。
また鋳造装置14において22は鋳型を表している。
尚28は追装・測温装置であり、30はサンプリング装置、32は内部監視窓である。
送風機34は吸込口38から圧力容器10内部のガスを吸い込み、これを配管36内に吐出する。
配管36は底部から上部に向かって上向きに立ち上がっており、送風機34からのガスが、この配管36内を流通してその上端の吐出口40から圧力容器10内部の上部に吐出される。
本実施形態では、この送風機34と配管36とで撹拌手段が構成されている。
そして充填後、図1の圧力容器10内部の上部のガス採取箇所A及び下部のガス採取箇所Bにて圧力容器10内部のガスを採取するとともに、表1に示す化学成分の鋼を容量50kgの溶解装置12及び鋳造装置14を用いて溶解及び鋳造した。
尚、溶解操作において、装入材料が完全に溶け落ちた後、溶鋼20から分析用のサンプルを採取し、窒素濃度の分析を行った。
その結果が表1に併せて示してある。
詳しくは、圧力容器10内部の上部においては窒素濃度が高く、相対的に圧力容器10内部の下部では窒素濃度が著しく低くなっている。
即ち、圧力容器10内部に単に窒素ガスとアルゴンガスとを導入しただけの場合には、比重の軽い窒素ガスが圧力容器10内部の上部に偏り、また比重の重いアルゴンガスが圧力容器10内部の底部に偏ってしまい、2種類のガスが互いに圧力容器10内部で分かれてしまう。
即ち、本実施形態によれば溶鋼における窒素濃度を目標とする窒素濃度に精度高く安定して制御できることが分る。
12 溶解装置
14 鋳造装置
24 ガス導入口
34 送風機(撹拌手段)
36 配管(撹拌手段)
Claims (2)
- 密閉可能な圧力容器内部に溶解装置と鋳造装置とを設け、該圧力容器内部に窒素ガスと不活性ガスとを導入して大気圧以上の雰囲気ガス圧力の下で鋼を溶解及び鋳造して高窒素鋼を製造するに際し、
前記圧力容器内部に、吸込口と吐出口とを備えた送風機を含む撹拌手段を設けて、該撹拌手段の撹拌作用により前記窒素ガスと不活性ガスとを強制混合し、混合ガス雰囲気の下で前記溶解及び鋳造を行うことを特徴とする高窒素鋼の製造方法。 - 請求項1において、前記撹拌手段が前記送風機と該送風機の前記吐出口からのガスを流通させて該送風機とは別の箇所で前記圧力容器内部に吐出する配管とを含んでいることを特徴とする高窒素鋼の製造方法。
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