JP5428447B2 - Rh真空脱ガス装置における溶鋼の精錬方法 - Google Patents
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
ΔN≧[(1-Kc)/1.2]×[3.15×10-0.0014/(1.776+300×10α)]×tN2 …(1)
ここで、αは下記の(2)式で示される。
α=-0.002-0.17×[%O]+log[%O] …(2)
但し、(1)式及び(2)式において、ΔNは、窒素濃度の規格上限値と脱炭処理前の溶鋼中窒素濃度との差分値(ppm)、Kcは、脱炭反応速度定数(0.1〜0.5)、tN2は、窒素ガス単独の環流時間(分)、[%O]は、脱炭反応終了時の溶鋼中のフリー酸素濃度(質量%)である。
N2(gas)=2[N] …(3)
この(3)式で示す窒素ガスの溶鋼への溶解反応(吸窒反応)は、速度論的に一次反応であり(但し、脱窒反応は二次反応)、下記の(4)式で表されることが知られている。
dN/dt=A×KN’ …(4)
ここで、(4)式において、Aは、反応界面積の影響を含む変数、KN’は、見掛けの反応速度定数である。
KN’=3.15×fN 2×[1/(1+300aO+130aS)] …(5)
但し、(5)式において、fNは、溶鉄中の窒素の活量係数、aOは、溶鉄中の酸素の活量、aSは、溶鉄中の硫黄の活量である。尚、溶鉄中の或る成分(=成分iとする)の活量ai及び活量係数fiは、下記の(6)式及び(7)式で表される。
ai=fi×[%i] …(6)
log fi=Σei j×[%j] …(7)
但し、(6)式及び(7)式において、ei jは、成分jが成分iに及ぼす成分iの相互作用助係数、[%i]は、成分iの濃度(質量%)、[%j]は、成分jの濃度(質量%)である。表1に、溶鋼中の窒素、酸素、硫黄に及ぼす成分jの相互作用助係数を示す。
KN’=3.15×10-0.0014/(1.776+300×10α) …(8)
但し、(8)式において、αは下記の(2)式で表される。
α=-0.002-0.17×[%O]+log[%O] …(2)
一方、(4)式における変数Aは、溶鋼中の脱炭反応により生じるCOガス気泡の影響を強く受け、脱炭反応速度Kcとの間に下記の(9)式の相関が得られた。
A=(1-Kc)/1.2 …(9)
但し、脱炭反応速度Kcは下記の(10)式で表される。
Kc=ln([%C]t-[%C]0)/t (0.1≦Kc≦0.5) …(10)
ここで、tは、脱炭処理時間(分)、[%C]tは、脱炭反応終了時の溶鋼中の炭素濃度(質量%)、[%C]0は、脱炭反応開始時の溶鋼中の炭素濃度(質量%)である。
UN2=dN/dt=[(1-Kc)/1.2]×[3.15×10-0.0014/(1.776+300×10α)] …(11)
但し、(11)式において、UN2は、溶鋼中の窒素上昇速度(ppm/分)、Kcは、脱炭反応速度定数(0.1〜0.5)、[%O]は、脱炭反応終了時の溶鋼中のフリー酸素濃度(質量%)である。
ΔN≧[(1-Kc)/1.2]×[3.15×10-0.0014/(1.776+300×10α)]×tN2 …(1)
但し、(1)式において、ΔNは、窒素濃度の規格上限値と脱炭処理前の溶鋼中窒素濃度との差分値(ppm)、Kcは、脱炭反応速度定数(0.1〜0.5)、tN2は、窒素ガス単独の環流時間(分)である。
2 取鍋
3 溶鋼
4 スラグ
5 真空槽
6 上部槽
7 下部槽
8 上昇側浸漬管
9 下降側浸漬管
10 環流用ガス吹込管
11 ダクト
12 原料投入口
13 上吹きランス
Claims (2)
- 取鍋とRH真空脱ガス装置の真空槽との間で溶鋼を環流させながら、未脱酸溶鋼を減圧下で脱炭処理し、該脱炭処理の終了後に脱酸剤を添加して溶鋼を脱酸処理する、RH真空脱ガス装置における溶鋼の精錬方法において、上昇側浸漬管から吹き込む環流用ガスとして窒素ガスを単独で使用して前記脱炭処理を実施し、環流用ガスを窒素ガスからArガスへと切り替えた後に、脱酸剤を添加して溶鋼を脱酸処理することを特徴とする、RH真空脱ガス装置における溶鋼の精錬方法。
- 環流用ガスとして窒素ガスを単独で使用したときの環流時間(tN2)が下記の(1)式の範囲を満足することを特徴とする、請求項1に記載のRH真空脱ガス装置における溶鋼の精錬方法。
ΔN≧[(1-Kc)/1.2]×[3.15×10-0.0014/(1.776+300×10α)]×tN2 …(1)
ここで、αは下記の(2)式で示される。
α=-0.002-0.17×[%O]+log[%O] …(2)
但し、(1)式及び(2)式において、
ΔN:窒素濃度の規格上限値と脱炭処理前の溶鋼中窒素濃度との差分値(ppm)
Kc:脱炭反応速度定数(0.1〜0.5)
tN2:窒素ガス単独の環流時間(分)
[%O]:脱炭反応終了時の溶鋼中のフリー酸素濃度(質量%)
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