JPH01208413A - 低窒素鋼の製造方法 - Google Patents

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］ 本発明は脱ガス機能を有しないアーク加熱取鍋精錬にお
いて低窒素鋼を製造する方法に関するものである。

［従来の技術］ 世中窒素は鋳片の表面疵や鋼材における機械的性質に種
々の影晋をおよぼすため、窒素含有量を目標の値にコン
トロールすることは重要な課題であり、特に低窒素鋼の
製造においては精錬中の大気からの窒素吸収をいかにし
て防止するかが大きな課題となっている。

たとえばアーク加熱取鍋精錬ではアークによって霊囲気
ガスの一部がプラズマ化され溶鋼中に溶解し易くなり、
従って脱ガス機能を有しないアーク加熱取鍋精錬では大
気中の窒素がプラズマ化し溶鋼中に吸収されやすくなる
。このような大気中の窒素に起因する溶鋼中への窒素吸
収を低減する手段としては次のような方法がとられてい
る。

（１）取鍋と炉蓋との空間（以下炉内と記す）に充満し
ている大気を、Ａｒを吹き込むことによって置換し、炉
内窒素濃度を低下させる。

（２）取鍋と炉蓋の接合面に耐熱性繊維を挟んだり、炉
蓋に設けた電極孔９合金添加孔、測温サンプリング孔等
の隙間をＡｒシールするなどして炉内への大気の侵入を
防止する。

（３）炉内の圧力を正圧にコントロールすることによっ
て大気の侵入を防止する。

（４）？８鋼を脱酸せず、酸素量の多いリムド状態で電
極カーボン加熱するとＲｈカーボンがスラグ中のＦｅＯ
やＭｎＯあるいは溶鋼中酸素と反応してＣＯガスが多量
に発生し、炉内窒素量が低く保たれる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが前記（１）の方法に従って炉内大気をＡｒで置
換するには高価なＡｒを多量に必要とし、また炉内のＡ
ｒ置換が完了するまでには相当の長時間を要するので連
続鋳造などの下工程における生産計画にマツチしなくな
る。従って時間的制約から炉内を十分にＡｒ置換するこ
とが困難となっている。（２）の方法では取鍋と炉蓋と
の隙間や電極孔およびその他の孔を完全にＡｒシールす
ることは困難であり、特にアーク精錬中には複数の隙間
から空気が侵入するので大気の炉内侵入を皆無にするこ
とは難しい。（３）の方法では炉内圧力制御に５類の設
備投資が必要なうえ技術的にも容易ではない。（４）の
方法ではｃｏガスを多量に発生させて炉内窒素量を低く
保ち、窒素吸収を低くすることができるが、極低硫鋼や
低酸素鋼の製造では、初期から溶鋼とスラグを強脱酸す
る必要があるので末法は適用できない。

このように前記（１）〜（４）方法はいずれも炉内への
大気の侵入を防止して炉内窒素濃度の低減を図ろうとす
るものであり、高価なＡｒや設備費を多大に要したり、
また極低硫鋼や低酸素鋼などの製造にはむかないもので
あった。

上記状況に鑑み本発明においては多くのＡｒや設備費な
どを要せずにまた極低硫鋼や低酸素鋼の製造にも適用で
きる低窒素鋼の製造方法について検討した。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決することのできた本発明とはアーク加熱
取鍋精錬によフて低窒素鋼を製造する方法において、造
滓剤を添加すると共に溶鋼を攪拌して、溶鋼熱により少
なくとも造滓剤の一部を溶融し、次いで電弧棒の電極部
を溶融造滓剤中に挿入してアーク加熱を行うことを構成
要旨とするものである。

［作用］ 本発明においては、脱ガス機能を有しないアーク加熱取
鍋精錬に際してアーク加熱時のアークによる窒素プラズ
マの生成を減少させて溶鋼中への窒素吸収を防ぎ低窒素
鋼を製造しようとするものである。

ところでアーク加熱方法にはいわゆるオープンアーク加
熱方法とサブマージドアーク加熱方法とがある。オープ
ンアーク加熱は電極と溶鋼間の空間にアークを飛ばす方
法であり、雰囲気ガスがプラズマ化し易い。一方サブマ
ージドアーク加熱は溶鋼表面を被覆した溶融スラグ中に
電極を浸漬してアーク加熱するものであるためオープン
アーク方式に比べて雰囲気の窒素濃度の影響が小さい。

本発明は、このサブマージドアーク加熱を利用するもの
であり、窒素プラズマの発生をさらに低減させて６ｍ中
への吸窒量をさらに少なくしようとするものである。

前述のようにサブマージドアーク加熱法では雰囲気中の
窒素濃度の影響は小さいが、この方法においても加熱初
期には末だスラグが溶融していないためオープンアーク
が発生することは避けられず、したがって窒素プラズマ
が発生する。このため加熱初期における窒素吸収量が比
較的多い。そこで造滓剤を前もって溶融しておき溶融造
滓剤中に電弧棒の電極部を挿入してアーク加熱を行えば
アーク加熱初期においてもオープンアークは発生せず窒
素プラズマは発生しないので溶鋼中への窒素吸収を抑え
ることができる。

造滓剤の溶融に当たっては、たとえば第１図（ａ）〜　
（ｃ）に示すように取鍋１のランス孔８から上吹きラン
ス６を溶鋼３中に挿入して不活性ガスＡｒを吹き込んで
溶ｗＡ３を攪拌して溶ｔｓ４３の熱により造滓剤４を溶
融する（この際溶鋼が十分熱ζアれば攪拌しなくとも造
滓剤は溶解するが溶融を速く行わせるために攪拌するの
が良い）。またあらかじめ溶融したブリメルトフラック
スあるいは高温で焼成したフラックスを造滓剤として使
用したり、これらブリメルトフラックスや焼成フラック
スを未溶融造滓剤に加えて使用すると不活性ガスによる
攪拌を受けて造滓剤の溶融が促進され、短時間で確実に
溶融スラグを生成することができる。尚溶鋼の攪拌に当
たっては不活性ガス吹き込みの他に電磁攪拌等の方法も
採用できる。

このようにすることによって特別の設備を必要とせず、
また炉内パージ用の不活性ガスも多量に要することなく
吸窒量の少ないアーク精錬をすることができる。

［実施例］ 次に第１図（ａ）〜（Ｃ）を参照して本発明の一実施例
を示す。尚本実施例中では精錬中に窒素を吸収しやすい
下記組成の極低硫鋼を製造した。

Ｃ＝０．０７％、　Ｓ　ｉ　＝０．２５％、Ｍｎ＝１．
２０％Ｐ≦０．０１０％、Ｓ≦０．００１％、　Ａ　Ｉ
　＝０．０５％Ｃｒ　＝０．１０％、Ｍｏ＝０．２０％
、　Ｖ＝０．０４％アーク加熱取鍋１に溶鋼３を２５０
を装入し、造滓剤４として焼成フラックス（６０％Ｃａ
Ｏ−４０％Ａ１２０３　）１．５　ｔとスラグ成分調製
用造滓剤として焼石灰８００　ｋｇ、軽焼ドリフ４８３
００ｋｇ合計２．６ｔを添加し、炉蓋２と取鍋１の間を
シール材９によりシールした後、取鍋１と炉Ｍ２との間
の空間をＡｒ置換し、次いで上吹ランス６よりＡｒを吹
き込み溶鋼３を攪拌して造滓剤４を溶解した。造滓剤の
一部が溶融した後溶融造滓剤４ｂ　（４ａは未熔融造滓
剤）中にアーク発生用の電弧棒５の電極部を挿入してア
ーク加熱精錬を行い極低硫鋼を製造した。

第２図に本実施例におけるアーク加熱取鍋精錬時におけ
る経過時間と溶鋼中への窒素吸収量との関係を示す。尚
最終的に得られた鋼中の窒素増加量は３　ｐｐｍであっ
た。

比較のために炉内Ａｒパージを行った後（初期Ａｒ吹ぎ
込み攪拌を行わず、また造滓剤の初期溶融をせず）直ち
にサブマージドアーク加熱を開始する従来方法を行った
。第２図にはこのときの溶鋼中への窒素吸収量と経過時
間の関係を併記する。従来方法によって得られた最終的
な溶鋼中窒素増加量は８　ｐｐｍであった。

また第２図から明らかなように本発明方法によればアー
ク加熱初期における窒素吸収が特に少なく低窒素鋼が得
られることがわかる。

［発明の効果コ 本発明は以上のように構成されているので本発明方法に
よれば窒素含有量の少ない鋼を容易に製造することがで
きる。また特別な設備も不要でありまた炉内大気パージ
用の不活性ガス使用量も少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜　（ｃ）は本発明方法を実施するための
概略工程図、第２図はアーク加熱取鍋精錬時における溶
鋼中への窒素吸収量と経過時間の関係を示す図である。 １・・・取鍋　　　　　　２・・・炉蓋３・・・溶鋼　
　　　　　４・・・造滓剤５・・・電弧棒　　　　　６
・・・上吹きランス７・・・合金装入口　　　８・・・
ランス挿入口９・・・シール材 第１図 （ａ）　　　　　　　　（ｂ） ？をイ丁なう。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アーク加熱取鍋精錬によって低窒素鋼を製造する
   方法において、造滓剤を添加すると共に溶鋼を攪拌して
   、溶鋼熱により少なくとも造滓剤の一部を溶融し、次い
   で電弧棒の電極部を溶融造滓剤中に挿入してアーク加熱
   を行うことを特徴とする低窒素鋼の製造方法。