(57)【要約】【課題】  ＲＨ脱ガス処理終了後の溶鋼への加窒を工程を増やすことなく実施する方法を提供する。【解決手段】  ＲＨ真空脱ガス処理終了後の溶鋼４を取鍋１からタンディシュ２へ注入する際に取鍋１とタンディッシュ２との間のシール用の窒素ガスの噴出量を調整しながらシール・ウール９で包囲されたタンディッシュカバー６の注入口７の周辺部に配設のシールガスの噴出口１１から、取鍋１の出鋼口５からタンディシュ２へ注入中の溶鋼流８に、窒素ガス２０を噴出して溶鋼４に加窒することからなる連続鋳造中の溶鋼への加窒方法。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＨ真空脱ガス処理終了後の溶鋼を取鍋からタンディシュへ注入する際に取鍋とタンディッシュとの間のシール用の窒素ガスの噴出量を調整しながら、タンディッシュカバーの注入口の周辺部に配設のシールガス噴出口から窒素ガスを噴出して取鍋の出鋼口からタンディシュへ注入中の溶鋼流に加窒することを特徴とする連続鋳造における溶鋼への加窒方法。
【請求項２】
取鍋の出鋼口からタンディシュへの注入中の溶鋼流への窒素ガスの噴出は、取鍋の出鋼口とタンディッシュカバーの注入口との間をシール・ウールにより外気と遮断して行い加窒することを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造における溶鋼への加窒方法。
【請求項３】
取鍋の出鋼口からタンディシュへの注入中の溶鋼流への窒素ガスの噴出による加窒は鋼種及び連続鋳造速度を勘案して加窒前の窒素値と目標窒素値の差から窒素流量を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の連続鋳造における溶鋼への加窒方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、肌焼鋼における結晶粒度調整等のために鋼中に窒素を加窒する方法に関し、特に連続鋳造中における溶鋼への加窒方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、肌焼鋼では一般的に浸炭時の結晶粗大化の防止策として鋼組成中のＡｌとＮを利用している。つまり浸炭時のように長時間高温にさらされると、鋼材の結晶粒は粗大化しようとする。これをＡｌＮの析出物によるピンニング効果により粒界の移動を阻止することにより結晶粒の粗大化を防止する。結晶粒が粗大化すると強度の低下が懸念され、また、部分的な粗大化（冷間鍛造などを行う場合、歪の大きい部分が粗大化しやすい）すると、熱処理歪の原因となる。この鋼組成中のＡｌに加えるＮ2の量は経験から求めている。
【０００３】
従来の溶鋼への一般的な加窒方法は、例えば電気炉精錬、取鍋炉精錬、ＲＨ真空脱ガス処理、連続鋳造の工程からなる鋼材の製造方法においては、電気炉精錬で、図４の（ａ）に示すように電気炉１２の溶鋼１３中の撹拌ガス１５を利用する方法、あるいは、図４の（ｂ）に示すように真空脱ガス装置１６、すなわち還流式のＲＨ真空脱ガス装置において窒素ガス２０をランスパイプ１９より吹き込み、さらに還流用のリフトガス１８を利用して溶鋼１７中に窒素ガスを加える方法が行われている。しかし、この方法では、ＲＨ脱ガス処理で含有の窒素ガスが下がる分だけ補償しなければならず、さらにＲＨ処理での脱窒素はバラツキが大きくなり、補償するための定量化が難しい問題がある。さらに、上記の図４の（ｂ）のようにランスパイプ１９より窒素ガス２０を吹き込む場合、脱水素能力が下がる可能性がある。そこで、ＲＨ処理の前半で脱水素し、後半で加窒するという考え方もあるが、この方法は工程が増える問題がある。さらにＲＨ処理中において高Ｎ2ガスがあると、ボイリングにより槽内地金付着が大となり、溶鋼汚染するという問題がある。
【０００４】
ところで、溶鋼中の窒素をコントロールする従来の方法として、溶鋼に溶解可能な非酸化性ガスとの混合ガスをタンディッシュ内の溶鋼中に吹き込みながら、タンディッシュ内の溶鋼をモールド内に注湯する連続鋳造方法（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。
【０００５】
さらに、溶鋼中の窒素濃度の調整方法として、真空脱ガス装置内に保持した溶鋼にＮ2ガスを吹き込むと同時に、該溶鋼の平衡窒素濃度を達成する窒素分圧に装置内を減圧して、溶鋼中窒素濃度を目標値に調整するに際して、予め真空脱ガス装置内へリークする空気の分圧を求め、この分圧分を前記窒素分圧から差し引き、この値に装置内圧力を維持する方法（例えば、特許文献２参照。）が開示されている。
【０００６】
さらに、窒素含有鋼の溶製方法において、ＲＨ真空脱ガス装置内で溶鋼を脱ガスした後、この溶鋼中に窒素を添加するに際して、前記ＲＨ真空脱ガス装置内の真空度を窒素が装置外に抜けないように保持しつつ上吹きランスを介してＮ2ガスを前記溶鋼の表面に吹きつける方法（例えば、特許文献３参照。）が開示されている。
【０００７】
また、さらに含窒素鋼用溶鋼中の窒素濃度を、真空脱ガス処理終了時点の溶鋼中窒素濃度に応じ、タンディッシュの上ノズルから吹き込むＮ2ガスおよびＡｒガスの吹き込み量を制御して最終調整する方法（例えば、特許文献４参照。）が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−６６３３５号公報
【特許文献２】特開２０００−１７３２２号公報
【特許文献１】特開平１１−１３１１３１号公報
【特許文献２】特開平１０−２６５８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来の方法では、例えばＲＨ脱ガス等の処理中に窒素含有量を精度良く調整することは非常に困難である。このため、本発明が解決しようとする課題は、ＲＨ脱ガス処理終了後の溶鋼への加窒を工程を増やすことなく実施する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は、高清浄度鋼の製造技術として連続鋳造時に行っている断気（空気すなわち酸素と溶鋼を触れさせない）目的のＡｒ及び／又はＮ2ガスをシールガスとして利用している。このシールガスを利用して加窒する方法について種々考究し、その方法として、精錬終了後の取鍋内の溶鋼において、取鍋フード及びタンディッシュ間のガス注入管から出すシールガスのＡｒまたはＮ2ガスの種類および流量をその加窒量あるいは鋼種や鋳造速度などを勘案して調整することにより、溶鋼への窒素含有量のバラツキが少なく、かつ、精度良く窒素含有量を制御することが可能であることを見出し、本発明の方法を開発したものである。
【００１１】
すなわち、上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、ＲＨ真空脱ガス処理終了後の溶鋼を取鍋からタンディシュへ注入する際に取鍋とタンディッシュとの間のシール用の窒素ガスの噴出量を調整しながら、タンディッシュカバーの注入口の周辺部に配設のシールガス噴出口から窒素ガスを噴出して取鍋の出鋼口からタンディシュへ注入中の溶鋼流に加窒することを特徴とする連続鋳造における溶鋼への加窒方法である。
【００１２】
請求項２の発明では、取鍋の出鋼口からタンディシュへの注入中の溶鋼流への窒素ガスの噴出は、取鍋の出鋼口とタンディッシュカバーの注入口との間をシール・ウールにより外気と遮断して行い加窒することを特徴とする請求項１の手段の連続鋳造における溶鋼への加窒方法である。
【００１３】
請求項３の発明では、取鍋の出鋼口からタンディシュへの注入中の溶鋼流への窒素ガスの噴出による加窒は鋼種及び連続鋳造速度を勘案して加窒前の窒素値と目標窒素値の差から窒素流量を決定することを特徴とする請求項１又は２の手段の連続鋳造における溶鋼への加窒方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、ＲＨ処理終了後の高清浄度鋼の溶鋼を取鍋からタンディッシュに注入する際にタンディッシュカバーの注入口周辺部に配設の窒素噴出口から窒素ガスを注入中の溶鋼に噴出することで格別の加窒工程を設けることなく製品鋼種に適した加窒量とすることができ加窒のための時間ロスがなく、さらに前工程であるＲＨ処理での窒素含有量の多少にかかわらず対応できるので前工程の操業を制約することなく、かつ、製造コストを高めることなく、バラツキが少なく安定して精度良く加窒した連続鋳造片を得ることができるなど、本願発明は優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を以下に説明する。先ず、鋼種として表１に代表的に示すＪＩＳ規格のＳＣＭ４２０のクロムモリブデン鋼とＳＣｒ４１５のクロム鋼の２種の鋼を電気炉精錬によりそれぞれ溶製する。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
この実施の形態では、表２に示すように、ＳＣＭ４２０のＮｏ．１〜Ｎｏ．５の５例とＳＣｒ４１５のＮｏ．１〜Ｎｏ．３の３例を溶製した。得られたこれらの鋼種の溶鋼をさらに取鍋精錬し、次いでＲＨ真空脱ガス処理により高清浄度鋼の溶鋼を得る。この場合、ＲＨ真空脱ガス処理のＲＨ最終窒素値の目標値は、鋼種により異なるが、図１に示す鋼種別のＲＨ脱ガス処理最終窒素値と鋼種別頻度を示すグラフのとおりである。得られたこれらのＲＨ真空脱ガス処理後の溶鋼を、図２の取鍋−タンディッシュ−連続鋳造装置の設備に示すように、取鍋１に受け、取鍋１からタンディッシュ２に注入し、タンディッシュ２から連続鋳造装置３のモールドに連続鋳造して連鋳片を得る。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
この場合、高清浄度鋼の連続鋳造時に行っている断気目的のシールガスを利用する。すなわち、ＲＨ真空脱ガス処理終了後の溶鋼を取鍋１からタンディッシュ２に注入する際に、図３の取鍋の注入口とタンディッシュの注入口を模式的に示す図に示すように、取鍋１の出鋼口５とタンディッシュ２の外気遮蔽用のタンディッシュカバー６の溶鋼の注入口７との間にシール・ウール９により覆って断気し、タンディッシュカバー６の注入口７から注入される溶鋼流８に向けて溶鋼の
【００２０】
注入口７の周りのタンディッシュカバー６の窒素管１０の噴出口１１からＮ2ガスをタンディッシュ２へ注入中の溶鋼に噴出し、溶鋼に加窒することで肌焼鋼とする際の結晶粒の粗大化を阻止する。この場合、例えば、表２のＮｏ．１に示すように、ＲＨ真空脱ガス処理により溶鋼中の窒素値が６０ｐｐｍとなった溶鋼に対し、注入口７の周りのタンディッシュカバー６に配設の窒素管１０の噴出口１１からＮ2ガスを噴出しながら加窒し、この加窒された溶鋼をタンディッシュ２に注湯してタンディッシュ２から連続鋳造装置３のモールドに連続鋳造する。この場合、肌焼鋼としての窒素の目標値を１５０ｐｐｍとするとき、噴出口１１から噴出するＮ2ガスの流量を１６０Ｎｍ3／Ｈｒとしながら取鍋２から溶鋼をタンディッシュ２に注湯する。この結果、最終製品である連続鋳造片には１４４ｐｐｍの窒素が含有されることとなり、ほぼ１５０ｐｐｍの目標値を達成していた。同様にそれぞれの目標値とＲＨ終了時の溶鋼中の窒素値とＮ2ガス流量と最終製品の窒素値を表２に示す。
【００２１】
加窒するために注入口７側部の窒素管１０の噴出口１１から噴出する窒素ガスの流量は、溶鋼の鋼種及び鋳造速度等を勘案して加窒前の溶鋼の窒素値と目標窒素値の差から表２に示すように決定する。
【００２２】
なお、本発明の方法は、連続鋳造における溶鋼への加窒方法に適用する他に、インゴット鋳造においても適用でき、この場合は、取鍋とインゴットとの間で加窒する方法によるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】鋼種別のＲＨ脱ガス処理最終窒素値と鋼種別頻度を示すグラフである。
【図２】取鍋−タンディッシュ−連続鋳造装置の設備を模式的に示す図である。
【図３】取鍋の注入口とタンディッシュの注入口を示す模式図である。
【図４】（ａ）は電気炉の溶鋼中の撹拌ガスを示す図で、（ｂ）は示すＲＨ真空脱ガス装置のリフトガスを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  取鍋
２  タンディッシュ
３  連続鋳造装置
４  溶鋼
５  出鋼口
６  タンディッシュカバー
７  注入口
８  溶鋼流
９  シール・ウール
１０  窒素管
１１  噴出口
１２  電気炉
１３  溶鋼
１４  電極
１５  撹拌ガス
１６  真空脱ガス装置
１７  溶鋼
１８  リフトガス
１９  ランスパイプ
２０  窒素ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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