窒素は主に不活性雰囲気を作り出すために炉で使用され、金属の加熱・冷却プロセスにおける酸化や化学反応のリスクを低減します。
これは、処理される金属の完全性と望ましい特性を維持するために極めて重要です。
窒素が炉で使用される理由：4つの主な利点
1.酸化リスクの低減
窒素が炉に導入されると、酸素やその他の反応性ガスを置換します。
これにより金属成分の酸化が最小限に抑えられます。
酸化は金属の物理的・化学的特性を変化させ、強度や耐久性などの重要な特性に影響を与えます。
窒素を使用することで、炉は金属が酸素暴露によって変化しないようにすることができます。
2.アニール用不活性雰囲気
窒素は焼きなましプロセスで重要な役割を果たします。
アニーリングとは、金属を加熱した後に冷却して軟化させ、加工しやすくし、電気伝導性を向上させることである。
窒素が提供する不活性雰囲気は、この工程で金属の純度を維持するのに役立ちます。
窒素は、アニール結果を損なう可能性のある不要な反応を防止する。
3.安全性と燃焼性の管理
窒素は炉の安全対策としても使用されます。
窒素は炉環境から可燃性ガス、酸素、湿気を除去するのに役立ちます。
これにより、爆発やその他の危険な事故のリスクが低減されます。
これは、酸素やその他の反応性ガスが存在すると危険なアルゴン酸素脱炭（AOD）のようなプロセスでは特に重要です。
4.ガスフローの最適化
炉に必要な窒素の量は、その容積と求められる特定の冶金結果によって異なります。
窒素フローを効率的に管理することで、炉は過剰なガス使用なしに最適な不活性雰囲気を維持することができます。
これはコスト高で非効率的です。
炉の入口や出口の開口面積を小さくする、仕切りやカーテンを使用する、自然に窒素層を形成するように炉を設計するなどの技術が、窒素消費を効果的に制御するのに役立ちます。
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