JPS6159367B2 - - Google Patents
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- JPS6159367B2 JPS6159367B2 JP12145280A JP12145280A JPS6159367B2 JP S6159367 B2 JPS6159367 B2 JP S6159367B2 JP 12145280 A JP12145280 A JP 12145280A JP 12145280 A JP12145280 A JP 12145280A JP S6159367 B2 JPS6159367 B2 JP S6159367B2
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Classifications
-
- 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
- C21C7/10—Handling in a vacuum
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
この発明は、真空精錬炉により高クロム鋼を溶
製する際、酸素吹精脱炭中に高真空処理を施して
窒素含有量の低減をはかる高クロム鋼の脱窒精錬
法に関する。 Cr：５〜35％を含有する合金鋼、フエライト
系あるいはオーステナイト系ステンレス鋼等の高
クロム鋼は、窒素溶解度が高いため低窒素化には
不利な鋼であるにも拘らず、鋼質特性上極低窒素
化が要求される。真空精錬炉による溶製法は前記
の要求に応える精錬法の一つとして開発されたも
ので、その代表的な溶製法としては、（）目的
窒素値に応じ精錬初期炭素値を決める方法、
（）真空精錬炉に炉底からArガスを導入する方
法、（）酸素の供給速度を制御する方法をあげ
ることができる。 前記（）の方法は減圧下、酸素吹精中に脱炭
反応と同時に起こる脱窒反応を期待したもので、
〓〓〓〓
初期炭素値を高くすると脱炭中の脱窒量が増大す
るというもので、脱炭反応は反応界面での酸素濃
度を低下させるだけでなく発生する大量のCOガ
スは窒素分圧（ＰN2）を低下させ、さらに反応比
界面積（Ａ／Ｖ）を増大させるため脱窒効果が得
られ、低窒素化には有効な方法とされている。ま
た、（）の方法はArガスを溶鋼中に吹込むこと
により窒素分圧（ＰN2）を低下させるとともに、
反応比界面積（Ａ／Ｖ）を増大させて脱窒を図る
方法であり、（）の方法は高炭素領域で通常約
0.4Nm3／min／tonで酸素を溶鋼中に供給し、臨
界炭素濃度以下の低炭素領域ではO2等の酸化性
ガスに不活性ガスを混入して過酸化を防止し、ク
ロム酸化を抑制しながら脱窒を図る方法である。 しかるに、前記（），（），（）の方法はい
ずれも脱窒反応には有効であるが、次のごとき欠
点を有する。 すなわち、酸素吹精中はガス発生速度が高く、
溶鋼の流動およびスプラツシユ飛散等の点から高
真空を維持できないこと、またそのために酸素吹
精による脱炭中は溶鋼中酸素濃度が高くなるた
め、脱窒反応速度は低下する。また、減圧中に底
吹Arガス量を増大することは、炉体耐火物の維
持に問題があるのみならず大量のArガスを溶鋼
中に導入すると、溶鋼温度降下をもたらし熱補償
の点でも不利である。さらにArガス導入中でも
酸素吹精期には前記のごとく操業面で高真空を維
持できない。 このように、真空精錬炉で低窒素鋼を溶製する
場合、酸素吹精初期の炭素濃度を高くしたり、高
真空にすることは窒素含有の低減に効果はあつて
も、酸素吹精中に高真空にすることは前記のごと
く操業上困難である。 この発明は、Cr：５〜35％を含有する合金
鋼、フエライト系あるいはオーステナイト系ステ
ンレス鋼等の高クロム鋼を真空精錬炉で溶製する
際、酸素ガス等の酸化性ガス、酸化剤等を用いて
脱炭処理する過程において、溶鋼中炭素濃度が臨
界炭素濃度以上の領域で前記酸素ガス等の酸化性
ガス、および／または酸化剤等の供給を一時中断
し高真空処理を施すこと、更に必要に応じて高真
空処理を施す前にAl，Ti，Zr等の脱酸剤を添加
して脱酸することにより、脱窒素反応を促進させ
ることを特徴とするものである。 真空精錬炉で、供給する酸化性ガスおよび／ま
たは酸化剤の供給速度が一定である場合、鋼の脱
炭速度はある炭素濃度以上の領域では一定で、鋼
の炭素濃度は時間に対し直線的に減少するが、一
方その炭素濃度以下で脱炭速度は急激に低下す
る。この脱炭速度が一定値から急激に低下し始め
る時点の炭素濃度を臨界炭素濃度と定義する。 一般に、臨界炭素濃度以上の領域では、第１
図、第２図および第４図に示すごとく、脱炭速
度は一定（−ｄ〔Ｃ〕／dt＝ｋ、又は〔Ｃ〕∝−
ｋ・ｔ）、〔Cr〕の酸化は余り見られない。ま
た、臨界炭素濃度以下の領域では、第１図、第２
図、第３図および第４図に示すごとく、脱炭速
度は炭素濃度に比例（−ｄ〔Ｃ〕／dt＝ｋ
〔Ｃ〕、又はlog〔Ｃ〕∝ｋ・ｔ）、〔Cr〕の酸
化は顕著になる。なお、第１図〜第４図は、溶鋼
温度1600℃、真空度20torr、送酸速度0.45Nm3／
min／tonの場合である。 この発明は、高クロム鋼を真空精錬炉で溶製す
る際、溶鋼中炭素濃度が上記臨界炭素濃度以上の
領域で酸素ガス等の酸化性ガス、および／または
酸化剤等の供給を一時中断し高真空処理を施し、
さらに脱酸剤を添加して脱窒素反応を促進させる
ことを特徴とするものである。 すなわち、この発明は真空精錬炉で極低窒素鋼
を溶製する際、脱炭過程で酸素等の酸化性ガス、
および／または酸化剤等の供給を一時中断して高
真空度を確保する方法である。ここで、高真空度
とは臨界炭素濃度以上の炭素濃度領域で10torr以
下をいう。この高真空度を得るため、脱炭過程で
酸素等の酸化性ガスまたは酸化剤等の供給を一時
停止すると、溶鋼の脱窒反応速度をあらわす下記
(1)式中、窒素溶解度が低下し、（〔Ｎ〕２−〔Ｎ〕
２ ｅ）が増大するとともに、反応界面での酸素濃度
が低下し見かけの反応速度係数k2′が増大するた
め、脱窒速度は大きくなる。 〔脱窒反応速度〕 −ｄ〔Ｎ〕／dt＝（Ａ／Ｖ）k′2（〔Ｎ〕２ −〔Ｎ〕２ ｅ） (1)式 但し、k′2＝ａ・２ Ｎ／｛１＋Ko〔Ｏ〕 ＋Ks〔Ｓ〕｝２ Ａ：反応界面積 Ｖ：溶鋼体積 ａ，Ko，Ks：定数 〓〓〓〓
k′2：見かけの反応速度係数 N：窒素の活量係数 〔Ｎ〕：窒素濃度（％） 〔Ｎ〕ｅ：ガス相と平衡する窒素濃度（％） 〔Ｏ〕：酸素濃度（％） 〔Ｓ〕：硫黄濃度（％） また同時に、酸素の平衡反応をあらわす(2)式に
より脱炭反応の進行と共に平衡酸素濃度が低下
し、見かけの反応速度係数k2′が増大する。 〔酸素の平衡反応〕 CO(g)＝Ｃ＋Ｏ (2)式 logK（＝ｃ・ｏ〔Ｃ〕・〔Ｏ〕／Pco） ＝−1160／Ｔ−2.003−0.54〔Ｏ〕 ＋log〔Ｏ〕 ＝（−1160／Ｔ−2.003）＋0.065〔Cr〕 ＋0.25〔Ｃ〕 −log〔Ｃ〕＋logPco 〔Ｃ〕：炭素濃度 〔Ｏ〕：酸素濃度 〔Cr〕：Cr濃度 Pco：Coガス分圧 Ｔ：絶対温度 このように高真空度を得ることにより平衡窒素
溶解度低下および平衡酸素濃度を低下させること
ができる。この高真空度を得る場合、この発明で
は酸素等の酸化性ガス等、または酸化剤等の供給
を一時中断する時期を限定する。すなわち臨界炭
素濃度以上の領域で10torr以下の高真空を維持で
きる時期で、この時期には溶鋼中酸素濃度は
200ppm以下にすることができる時期でもある。 臨界炭素濃度は装置設備及び操業圧力により若
干異なるが〔Ｃ〕＝0.1〜0.3％程度であり、これ
を知る方法としては、例えば下記４項目がある。 炉から排出される排ガスを、排ガス流量計で
排ガス量Ｖ（ｌ／min）、排ガス分析機でCO，
CO2濃度（％）を測定するとともに、排ガス温
度（ｔ℃）、排ガス圧力（Ptorr）を測定し、下
記式より脱炭する炭素量Ａ（gr／min）を算出
する。 Ａ＝（％ＣＯ）＋（％ＣＯ２）／１００×１２／２
２．４ ×２７３．１５／２７３．１５＋ｔ×Ｐ・Ｖ／７６
０ 上記により算出した炭素量(A)と、初期溶銑重
量Wo（ton）、酸素流量Ｑ（Ｎm3／min）の値
より、時々刻々の脱炭速度dc／do2（％／Ｎ
m3）を算出し、この値の減少時期を臨界炭素濃
度領域とする。 dc／do2＝Ａ／Ｗｏ×Ｑ 過去の精錬チヤージ（溶鉄成分、溶鉄温度、
炉内圧力、酸素流量等）を鋼種や精錬条件別に
多数分類し、この個々の分類より前述の
dc／do2（％／Ｎm3）及び臨界炭素濃度領域の
関係から臨界炭素濃度領域に達するまでに必要
とする酸素量を予め定め、この酸素量（QoN
m3）と現に精錬中の酸素流量（QNm3／min）
から臨界炭素濃度領域に至る時間を求めて臨界
炭素濃度領域とする。 ｔ（時間）＝Qo（Ｎm3）／Ｑ（Ｎm3／min） 精錬中に多数回溶鋼を採取し、カントバツク
分析、又は化学分析等により、前記採取した溶
鋼の成分を求めるとともに、各採取間で脱炭速
度（dc／dt）を算出し、その減少時期を臨界炭
素濃度領域とする。 dc／dt＝（％Ｃ(i)）−（％Ｃ（ｉ＋１））／ｔ（ｉ
＋１）−ｔ(i) 過去の精錬チヤージ（溶鉄成分、溶鉄温度、
炉内圧力、酸素流量等）を鋼種や精錬条件別に
多数分類し、この分類内容と、臨界炭素濃度領
域に到る時間とを予め定めて、精錬経過時間よ
り臨界炭素濃度領域を知る。 よつて、この発明では酸素吹精脱炭過程におい
て、鋼中炭素濃度が臨界炭素濃度以上のときに酸
素等の酸化性ガスまたは酸化剤の供給を一時中断
して高真空度を得るのである。酸素等の酸化性ガ
スまたは酸化剤の供給を停止して高真空状態を保
持する時間は溶鋼温度降下との関係および設備、
装置等の条件を考慮して決定される。また高炭素
領域で高真空条件に設定する回数は１精錬過程で
１回以上必要である。 更に、一層の脱窒素を促進させるために、高真
空処理を施す前に、Al，Ti，Zr等の脱酸剤を添
加するとよい。前記脱酸剤の添加によつて、脱窒
反応界面での酸素濃度が低下し、前述の(1)式によ
り見かけの反応速度k2′が増加し、脱窒速度も大
きくなつて、一層脱窒素を促進する。なお、脱酸
剤の添加回数は１回に限らず、数回にわたり添加
〓〓〓〓
してもよく、添加量は、脱酸剤の脱酸力（反応
性）により決定すればよい。 この方法によれば、酸素吹精脱炭過程で臨界炭
素濃度以上の領域（溶鋼中酸素濃度が200ppm以
下になり得る炭素濃度の領域）で酸素等の酸化性
ガスまたは酸化剤等の供給を一時中断することに
より高真空状態を保持することができるので、脱
窒反応速度を上昇させることができ、効率よく脱
窒素が可能となる。 次に、比較のための参考例とこの発明の実施例
について説明する。 〔参考例〕 2.5トン真空精錬炉で、第１表に示す組成を有
する粗溶鋼（１―Ａ）、及び（２―Ａ）を送酸速
度0.45Nm3／min／tonで酸素上吹き吹精を実施し
た。 その際、酸素ガスによる脱炭精錬中の真空度を
20torr、温度を1600〜1620℃にそれぞれ制御し
た。そのときの溶鋼中の窒素と酸素の挙動と炭素
の変化をそれぞれ第５図Ａ，Ｂに示す。なお、第
５図Ａ，ＢのNo.１は第１表のヒートNo.（１―
Ａ）、（１―Ｂ）を、No.２はヒートNo.（２―Ａ）、
（２―Ｂ）を示し、（１―Ｂ）、（２―Ｂ）はそれぞ
れの精錬後の組成を示す。また、この時の臨界炭
素濃度は、No.１、No.２は2.5トンの真空精錬実験
であり、〔Ｃ）≒0.1％であることが判つている。 第５図の結果より、溶鋼中の酸素濃度が約
200ppm以下では脱窒素反応は進行するが、約
200ppm以上になると脱窒素反応はほぼ停止する
ことがわかる。この酸素濃度200ppmは精錬中の
臨界炭素濃度に相当する。 即ち、臨界炭素濃度以上で脱窒精錬を行なうこ
とが窒素低減のために肝用である。
製する際、酸素吹精脱炭中に高真空処理を施して
窒素含有量の低減をはかる高クロム鋼の脱窒精錬
法に関する。 Cr：５〜35％を含有する合金鋼、フエライト
系あるいはオーステナイト系ステンレス鋼等の高
クロム鋼は、窒素溶解度が高いため低窒素化には
不利な鋼であるにも拘らず、鋼質特性上極低窒素
化が要求される。真空精錬炉による溶製法は前記
の要求に応える精錬法の一つとして開発されたも
ので、その代表的な溶製法としては、（）目的
窒素値に応じ精錬初期炭素値を決める方法、
（）真空精錬炉に炉底からArガスを導入する方
法、（）酸素の供給速度を制御する方法をあげ
ることができる。 前記（）の方法は減圧下、酸素吹精中に脱炭
反応と同時に起こる脱窒反応を期待したもので、
〓〓〓〓
初期炭素値を高くすると脱炭中の脱窒量が増大す
るというもので、脱炭反応は反応界面での酸素濃
度を低下させるだけでなく発生する大量のCOガ
スは窒素分圧（ＰN2）を低下させ、さらに反応比
界面積（Ａ／Ｖ）を増大させるため脱窒効果が得
られ、低窒素化には有効な方法とされている。ま
た、（）の方法はArガスを溶鋼中に吹込むこと
により窒素分圧（ＰN2）を低下させるとともに、
反応比界面積（Ａ／Ｖ）を増大させて脱窒を図る
方法であり、（）の方法は高炭素領域で通常約
0.4Nm3／min／tonで酸素を溶鋼中に供給し、臨
界炭素濃度以下の低炭素領域ではO2等の酸化性
ガスに不活性ガスを混入して過酸化を防止し、ク
ロム酸化を抑制しながら脱窒を図る方法である。 しかるに、前記（），（），（）の方法はい
ずれも脱窒反応には有効であるが、次のごとき欠
点を有する。 すなわち、酸素吹精中はガス発生速度が高く、
溶鋼の流動およびスプラツシユ飛散等の点から高
真空を維持できないこと、またそのために酸素吹
精による脱炭中は溶鋼中酸素濃度が高くなるた
め、脱窒反応速度は低下する。また、減圧中に底
吹Arガス量を増大することは、炉体耐火物の維
持に問題があるのみならず大量のArガスを溶鋼
中に導入すると、溶鋼温度降下をもたらし熱補償
の点でも不利である。さらにArガス導入中でも
酸素吹精期には前記のごとく操業面で高真空を維
持できない。 このように、真空精錬炉で低窒素鋼を溶製する
場合、酸素吹精初期の炭素濃度を高くしたり、高
真空にすることは窒素含有の低減に効果はあつて
も、酸素吹精中に高真空にすることは前記のごと
く操業上困難である。 この発明は、Cr：５〜35％を含有する合金
鋼、フエライト系あるいはオーステナイト系ステ
ンレス鋼等の高クロム鋼を真空精錬炉で溶製する
際、酸素ガス等の酸化性ガス、酸化剤等を用いて
脱炭処理する過程において、溶鋼中炭素濃度が臨
界炭素濃度以上の領域で前記酸素ガス等の酸化性
ガス、および／または酸化剤等の供給を一時中断
し高真空処理を施すこと、更に必要に応じて高真
空処理を施す前にAl，Ti，Zr等の脱酸剤を添加
して脱酸することにより、脱窒素反応を促進させ
ることを特徴とするものである。 真空精錬炉で、供給する酸化性ガスおよび／ま
たは酸化剤の供給速度が一定である場合、鋼の脱
炭速度はある炭素濃度以上の領域では一定で、鋼
の炭素濃度は時間に対し直線的に減少するが、一
方その炭素濃度以下で脱炭速度は急激に低下す
る。この脱炭速度が一定値から急激に低下し始め
る時点の炭素濃度を臨界炭素濃度と定義する。 一般に、臨界炭素濃度以上の領域では、第１
図、第２図および第４図に示すごとく、脱炭速
度は一定（−ｄ〔Ｃ〕／dt＝ｋ、又は〔Ｃ〕∝−
ｋ・ｔ）、〔Cr〕の酸化は余り見られない。ま
た、臨界炭素濃度以下の領域では、第１図、第２
図、第３図および第４図に示すごとく、脱炭速
度は炭素濃度に比例（−ｄ〔Ｃ〕／dt＝ｋ
〔Ｃ〕、又はlog〔Ｃ〕∝ｋ・ｔ）、〔Cr〕の酸
化は顕著になる。なお、第１図〜第４図は、溶鋼
温度1600℃、真空度20torr、送酸速度0.45Nm3／
min／tonの場合である。 この発明は、高クロム鋼を真空精錬炉で溶製す
る際、溶鋼中炭素濃度が上記臨界炭素濃度以上の
領域で酸素ガス等の酸化性ガス、および／または
酸化剤等の供給を一時中断し高真空処理を施し、
さらに脱酸剤を添加して脱窒素反応を促進させる
ことを特徴とするものである。 すなわち、この発明は真空精錬炉で極低窒素鋼
を溶製する際、脱炭過程で酸素等の酸化性ガス、
および／または酸化剤等の供給を一時中断して高
真空度を確保する方法である。ここで、高真空度
とは臨界炭素濃度以上の炭素濃度領域で10torr以
下をいう。この高真空度を得るため、脱炭過程で
酸素等の酸化性ガスまたは酸化剤等の供給を一時
停止すると、溶鋼の脱窒反応速度をあらわす下記
(1)式中、窒素溶解度が低下し、（〔Ｎ〕２−〔Ｎ〕
２ ｅ）が増大するとともに、反応界面での酸素濃度
が低下し見かけの反応速度係数k2′が増大するた
め、脱窒速度は大きくなる。 〔脱窒反応速度〕 −ｄ〔Ｎ〕／dt＝（Ａ／Ｖ）k′2（〔Ｎ〕２ −〔Ｎ〕２ ｅ） (1)式 但し、k′2＝ａ・２ Ｎ／｛１＋Ko〔Ｏ〕 ＋Ks〔Ｓ〕｝２ Ａ：反応界面積 Ｖ：溶鋼体積 ａ，Ko，Ks：定数 〓〓〓〓
k′2：見かけの反応速度係数 N：窒素の活量係数 〔Ｎ〕：窒素濃度（％） 〔Ｎ〕ｅ：ガス相と平衡する窒素濃度（％） 〔Ｏ〕：酸素濃度（％） 〔Ｓ〕：硫黄濃度（％） また同時に、酸素の平衡反応をあらわす(2)式に
より脱炭反応の進行と共に平衡酸素濃度が低下
し、見かけの反応速度係数k2′が増大する。 〔酸素の平衡反応〕 CO(g)＝Ｃ＋Ｏ (2)式 logK（＝ｃ・ｏ〔Ｃ〕・〔Ｏ〕／Pco） ＝−1160／Ｔ−2.003−0.54〔Ｏ〕 ＋log〔Ｏ〕 ＝（−1160／Ｔ−2.003）＋0.065〔Cr〕 ＋0.25〔Ｃ〕 −log〔Ｃ〕＋logPco 〔Ｃ〕：炭素濃度 〔Ｏ〕：酸素濃度 〔Cr〕：Cr濃度 Pco：Coガス分圧 Ｔ：絶対温度 このように高真空度を得ることにより平衡窒素
溶解度低下および平衡酸素濃度を低下させること
ができる。この高真空度を得る場合、この発明で
は酸素等の酸化性ガス等、または酸化剤等の供給
を一時中断する時期を限定する。すなわち臨界炭
素濃度以上の領域で10torr以下の高真空を維持で
きる時期で、この時期には溶鋼中酸素濃度は
200ppm以下にすることができる時期でもある。 臨界炭素濃度は装置設備及び操業圧力により若
干異なるが〔Ｃ〕＝0.1〜0.3％程度であり、これ
を知る方法としては、例えば下記４項目がある。 炉から排出される排ガスを、排ガス流量計で
排ガス量Ｖ（ｌ／min）、排ガス分析機でCO，
CO2濃度（％）を測定するとともに、排ガス温
度（ｔ℃）、排ガス圧力（Ptorr）を測定し、下
記式より脱炭する炭素量Ａ（gr／min）を算出
する。 Ａ＝（％ＣＯ）＋（％ＣＯ２）／１００×１２／２
２．４ ×２７３．１５／２７３．１５＋ｔ×Ｐ・Ｖ／７６
０ 上記により算出した炭素量(A)と、初期溶銑重
量Wo（ton）、酸素流量Ｑ（Ｎm3／min）の値
より、時々刻々の脱炭速度dc／do2（％／Ｎ
m3）を算出し、この値の減少時期を臨界炭素濃
度領域とする。 dc／do2＝Ａ／Ｗｏ×Ｑ 過去の精錬チヤージ（溶鉄成分、溶鉄温度、
炉内圧力、酸素流量等）を鋼種や精錬条件別に
多数分類し、この個々の分類より前述の
dc／do2（％／Ｎm3）及び臨界炭素濃度領域の
関係から臨界炭素濃度領域に達するまでに必要
とする酸素量を予め定め、この酸素量（QoN
m3）と現に精錬中の酸素流量（QNm3／min）
から臨界炭素濃度領域に至る時間を求めて臨界
炭素濃度領域とする。 ｔ（時間）＝Qo（Ｎm3）／Ｑ（Ｎm3／min） 精錬中に多数回溶鋼を採取し、カントバツク
分析、又は化学分析等により、前記採取した溶
鋼の成分を求めるとともに、各採取間で脱炭速
度（dc／dt）を算出し、その減少時期を臨界炭
素濃度領域とする。 dc／dt＝（％Ｃ(i)）−（％Ｃ（ｉ＋１））／ｔ（ｉ
＋１）−ｔ(i) 過去の精錬チヤージ（溶鉄成分、溶鉄温度、
炉内圧力、酸素流量等）を鋼種や精錬条件別に
多数分類し、この分類内容と、臨界炭素濃度領
域に到る時間とを予め定めて、精錬経過時間よ
り臨界炭素濃度領域を知る。 よつて、この発明では酸素吹精脱炭過程におい
て、鋼中炭素濃度が臨界炭素濃度以上のときに酸
素等の酸化性ガスまたは酸化剤の供給を一時中断
して高真空度を得るのである。酸素等の酸化性ガ
スまたは酸化剤の供給を停止して高真空状態を保
持する時間は溶鋼温度降下との関係および設備、
装置等の条件を考慮して決定される。また高炭素
領域で高真空条件に設定する回数は１精錬過程で
１回以上必要である。 更に、一層の脱窒素を促進させるために、高真
空処理を施す前に、Al，Ti，Zr等の脱酸剤を添
加するとよい。前記脱酸剤の添加によつて、脱窒
反応界面での酸素濃度が低下し、前述の(1)式によ
り見かけの反応速度k2′が増加し、脱窒速度も大
きくなつて、一層脱窒素を促進する。なお、脱酸
剤の添加回数は１回に限らず、数回にわたり添加
〓〓〓〓
してもよく、添加量は、脱酸剤の脱酸力（反応
性）により決定すればよい。 この方法によれば、酸素吹精脱炭過程で臨界炭
素濃度以上の領域（溶鋼中酸素濃度が200ppm以
下になり得る炭素濃度の領域）で酸素等の酸化性
ガスまたは酸化剤等の供給を一時中断することに
より高真空状態を保持することができるので、脱
窒反応速度を上昇させることができ、効率よく脱
窒素が可能となる。 次に、比較のための参考例とこの発明の実施例
について説明する。 〔参考例〕 2.5トン真空精錬炉で、第１表に示す組成を有
する粗溶鋼（１―Ａ）、及び（２―Ａ）を送酸速
度0.45Nm3／min／tonで酸素上吹き吹精を実施し
た。 その際、酸素ガスによる脱炭精錬中の真空度を
20torr、温度を1600〜1620℃にそれぞれ制御し
た。そのときの溶鋼中の窒素と酸素の挙動と炭素
の変化をそれぞれ第５図Ａ，Ｂに示す。なお、第
５図Ａ，ＢのNo.１は第１表のヒートNo.（１―
Ａ）、（１―Ｂ）を、No.２はヒートNo.（２―Ａ）、
（２―Ｂ）を示し、（１―Ｂ）、（２―Ｂ）はそれぞ
れの精錬後の組成を示す。また、この時の臨界炭
素濃度は、No.１、No.２は2.5トンの真空精錬実験
であり、〔Ｃ）≒0.1％であることが判つている。 第５図の結果より、溶鋼中の酸素濃度が約
200ppm以下では脱窒素反応は進行するが、約
200ppm以上になると脱窒素反応はほぼ停止する
ことがわかる。この酸素濃度200ppmは精錬中の
臨界炭素濃度に相当する。 即ち、臨界炭素濃度以上で脱窒精錬を行なうこ
とが窒素低減のために肝用である。
2.5トン真空精錬炉で、第２表に示す組成を有
する粗溶鋼（３―Ａ）を、送酸速度0.45Nm3／
min／tonで酸素上吹き吹精を50分間行い、その
脱炭過程で溶鋼中炭素濃度が0.3％のときに送酸
を一時停止し40分間の高真空処理を実施した。そ
の際、酸素ガス吹精をしない脱炭精錬中の真空度
は1torr、温度を1600〜1620℃にそれぞれ制御し
た。そのときの溶鋼中の窒素と酸素の挙動と炭素
の変化をそれぞれ第６図Ａ，Ｂ―１，Ｂ―２に示
す。第６図Ａ，Ｂ―１，Ｂ―２において、No.３は
従来通り高真空処理を施さなかつたもので、No.４
はこの発明の高真空処理を施したものを示し、ま
た第２表中の（３―Ｂ）に精錬後の組成を示す。
なお、この時のNo.３，No.４も参考例と同じく2.5
トンの真空精錬実験であり、〔Ｃ〕≒0.1％である
ことが判つている。 第６図の結果より明らかなごとく、酸素ガス吹
精完了時における溶鋼中の窒素濃度は本発明法採
用により従来法よりも約20ppmも低い値を得る
ことができた。
する粗溶鋼（３―Ａ）を、送酸速度0.45Nm3／
min／tonで酸素上吹き吹精を50分間行い、その
脱炭過程で溶鋼中炭素濃度が0.3％のときに送酸
を一時停止し40分間の高真空処理を実施した。そ
の際、酸素ガス吹精をしない脱炭精錬中の真空度
は1torr、温度を1600〜1620℃にそれぞれ制御し
た。そのときの溶鋼中の窒素と酸素の挙動と炭素
の変化をそれぞれ第６図Ａ，Ｂ―１，Ｂ―２に示
す。第６図Ａ，Ｂ―１，Ｂ―２において、No.３は
従来通り高真空処理を施さなかつたもので、No.４
はこの発明の高真空処理を施したものを示し、ま
た第２表中の（３―Ｂ）に精錬後の組成を示す。
なお、この時のNo.３，No.４も参考例と同じく2.5
トンの真空精錬実験であり、〔Ｃ〕≒0.1％である
ことが判つている。 第６図の結果より明らかなごとく、酸素ガス吹
精完了時における溶鋼中の窒素濃度は本発明法採
用により従来法よりも約20ppmも低い値を得る
ことができた。
50トンVOD精錬炉で、第３表に示す組成を有
する粗溶鋼（４―Ａ）を、送酸速度0.45Nm3／
min／tonで酸素上吹き吹精を15分間行い、その
脱炭過程で溶鋼中の炭素濃度が0.6％のときに酸
素吹精を一時中断し、10分間の高真空処理（到達
真空度2torr）を行なつた後、再び酸素吹精をお
こない、更に炭素濃度が0.4％のときに酸素吹精
を一始中断し５分間の２度目の高真空処理を行な
つた後、酸素吹精を再開した。その結果、第３表
の（４―Ｂ）に示す組成を得た。そのときの溶鋼
中の窒素と酸素の挙動と炭素の変化を第７図Ａ，
ＢNo.５に示す。また、脱炭精錬途中で高真空処理
を施さなかつた従来法の参考例をNo.６に比較して
示す。なお、No.６の粗溶鋼の組成を第３表（５―
Ａ）に、精錬後の組成を（５―Ｂ）に示す。ま
た、この時の臨界炭素濃度は、No.５，No.６は50ト
ンVODでの結果であり、この場合〔Ｃ〕≒0.1〜
0.2％であることが判つているので、本発明は
〔Ｃ〕≧0.3％の領域で実施した。 〓〓〓〓
する粗溶鋼（４―Ａ）を、送酸速度0.45Nm3／
min／tonで酸素上吹き吹精を15分間行い、その
脱炭過程で溶鋼中の炭素濃度が0.6％のときに酸
素吹精を一時中断し、10分間の高真空処理（到達
真空度2torr）を行なつた後、再び酸素吹精をお
こない、更に炭素濃度が0.4％のときに酸素吹精
を一始中断し５分間の２度目の高真空処理を行な
つた後、酸素吹精を再開した。その結果、第３表
の（４―Ｂ）に示す組成を得た。そのときの溶鋼
中の窒素と酸素の挙動と炭素の変化を第７図Ａ，
ＢNo.５に示す。また、脱炭精錬途中で高真空処理
を施さなかつた従来法の参考例をNo.６に比較して
示す。なお、No.６の粗溶鋼の組成を第３表（５―
Ａ）に、精錬後の組成を（５―Ｂ）に示す。ま
た、この時の臨界炭素濃度は、No.５，No.６は50ト
ンVODでの結果であり、この場合〔Ｃ〕≒0.1〜
0.2％であることが判つているので、本発明は
〔Ｃ〕≧0.3％の領域で実施した。 〓〓〓〓
実施例１と同一精錬炉で、第４表（６―Ａ）に
示す粗溶鋼に0.45Nm3／min／tonの割合で酸素上
吹き吹精を行ない、臨界炭素濃度以上の領域にお
いて、高真空処理を行なうにあたり、事前にAl
を0.2Kg／ton溶鋼中に投入して強制脱酸を施しな
がら高真空処理を行なつた。第８図はこの結果を
示すもので、図中ａは、高真空処理を施さない従
来法であり、ｂは、溶鋼中炭素濃度が0.75％のと
き、及び0.60％のときに酸素吹精を一時中断し40
分間の高真空処理を実施した例を示す。またｃ
は、前記したように高真空処理を行なうにあた
り、事前にAlを溶鋼中に投入した例であり、溶
鋼中炭素濃度が0.75％のとき、及び0.60％のとき
に0.2Kg／tonのAlを溶鋼中に投入した後に酸素吹
精を一時中断し、40分間高真空処理を施した例を
示すものである。この実施例より、炭素濃度が
0.02％の時点で従来例よりも30ppm、高真空処理
のみの場合よりも10ppmも低い窒素濃度を得る
ことができた。なお、第６表（６―Ｂ）は、精錬
後の組成を示すものである。
示す粗溶鋼に0.45Nm3／min／tonの割合で酸素上
吹き吹精を行ない、臨界炭素濃度以上の領域にお
いて、高真空処理を行なうにあたり、事前にAl
を0.2Kg／ton溶鋼中に投入して強制脱酸を施しな
がら高真空処理を行なつた。第８図はこの結果を
示すもので、図中ａは、高真空処理を施さない従
来法であり、ｂは、溶鋼中炭素濃度が0.75％のと
き、及び0.60％のときに酸素吹精を一時中断し40
分間の高真空処理を実施した例を示す。またｃ
は、前記したように高真空処理を行なうにあた
り、事前にAlを溶鋼中に投入した例であり、溶
鋼中炭素濃度が0.75％のとき、及び0.60％のとき
に0.2Kg／tonのAlを溶鋼中に投入した後に酸素吹
精を一時中断し、40分間高真空処理を施した例を
示すものである。この実施例より、炭素濃度が
0.02％の時点で従来例よりも30ppm、高真空処理
のみの場合よりも10ppmも低い窒素濃度を得る
ことができた。なお、第６表（６―Ｂ）は、精錬
後の組成を示すものである。
【表】
この発明は上記のごとく、高クロム鋼精錬時に
おける溶鋼中の窒素濃度を効率よく低下させるこ
とができるので、加工性、溶接性および耐食性の
すぐれたフエライト系ステンレス鋼を真空精錬炉
で製造することができ、新鋼種開発に大きく寄与
し得る。
おける溶鋼中の窒素濃度を効率よく低下させるこ
とができるので、加工性、溶接性および耐食性の
すぐれたフエライト系ステンレス鋼を真空精錬炉
で製造することができ、新鋼種開発に大きく寄与
し得る。
第１図〜第４図はこの発明者らの行なつた実験
データを示すもので、第１図は溶鋼中の〔Ｃ〕の
推移を示す図表、第２図および第３図は第１図鎖
線部の拡大図表、第４図はCrと〔Ｃ〕の関係を
示す図表、第５図Ａ，Ｂはそれぞれ参考例におけ
る溶鋼中の窒素と酸素の挙動と、炭素の変化を示
す図表、第６図Ａ，Ｂ―１，Ｂ―２はそれぞれこ
の発明の実施例１における溶鋼中の窒素と酸素の
挙動と、炭素の変化を示す図表、第７図Ａ，Ｂは
それぞれ同上実施例２における炭素と窒素の挙動
と、炭素の変化を示す図表、第８図は同上実施例
３における溶鋼中の窒素と炭素の挙動を示す図表
である。 〓〓〓〓
データを示すもので、第１図は溶鋼中の〔Ｃ〕の
推移を示す図表、第２図および第３図は第１図鎖
線部の拡大図表、第４図はCrと〔Ｃ〕の関係を
示す図表、第５図Ａ，Ｂはそれぞれ参考例におけ
る溶鋼中の窒素と酸素の挙動と、炭素の変化を示
す図表、第６図Ａ，Ｂ―１，Ｂ―２はそれぞれこ
の発明の実施例１における溶鋼中の窒素と酸素の
挙動と、炭素の変化を示す図表、第７図Ａ，Ｂは
それぞれ同上実施例２における炭素と窒素の挙動
と、炭素の変化を示す図表、第８図は同上実施例
３における溶鋼中の窒素と炭素の挙動を示す図表
である。 〓〓〓〓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Cr5〜35％を含有する合金鋼、フエライト系
あるいはオーステナイト系ステンレス鋼等の高ク
ロム鋼を真空精錬炉で溶製する際、酸化性ガス、
および／または酸化剤を用いて脱炭処理する過程
において、溶鋼中炭素濃度が臨界炭素濃度以上の
領域で前記酸化性ガス、および／または酸化剤の
供給を一時中断し高真空処理を施すことにより、
脱窒素反応を促進させることを特徴とする高クロ
ム鋼の脱窒精錬法。 ２ Cr5〜35％を含有する合金鋼、フエライト系
あるいはオーステナイト系ステンレス鋼等の高ク
ロム鋼を真空精錬炉で溶製する際、酸素ガス等の
酸化性ガス、および／または酸化剤を用いて脱炭
処理する過程において、臨界炭素濃度以上の高炭
素濃度領域で前記酸化性ガス、および／または酸
化剤の供給を一時中断し、脱酸剤を添加して脱酸
処理した後に、高真空処理を施すことにより、脱
窒素反応を促進させることを特徴とする高クロム
鋼の脱窒精錬法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12145280A JPS5763620A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Denitriding and refining method for high chromium steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12145280A JPS5763620A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Denitriding and refining method for high chromium steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5763620A JPS5763620A (en) | 1982-04-17 |
| JPS6159367B2 true JPS6159367B2 (ja) | 1986-12-16 |
Family
ID=14811477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12145280A Granted JPS5763620A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Denitriding and refining method for high chromium steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5763620A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5356456A (en) * | 1992-10-07 | 1994-10-18 | Kawasaki Steel Corporation | Method of degassing and decarburizing stainless molten steel |
| CN102329920B (zh) * | 2011-10-25 | 2013-04-24 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高铝低硅超纯铁素体不锈钢的冶炼方法 |
-
1980
- 1980-09-01 JP JP12145280A patent/JPS5763620A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5763620A (en) | 1982-04-17 |
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