DE68905741T2

DE68905741T2 - METHOD FOR CLEANING METAL.

Info

Publication number: DE68905741T2
Application number: DE8989118517T
Authority: DE
Inventors: Toshio C O Patent Licens Ishii; Yoshiteru C O Patent L Kikuchi; Hidetoshi C O Patent L Matsuno; Shunichi C O Patent L Sugiyama
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1988-10-06
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1993-09-23
Anticipated expiration: 2009-10-06
Also published as: KR900006541A; EP0362851A3; AU4245789A; AU1397692A; KR920006578B1; EP0362851A2; AU655245B2; EP0362851B1; CA1339703C; BR8905068A; DE68905741D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigung geschmolzenen Metalls und insbesondere auf ein Verfahren zum Erhalten sauberen geschmolzenen Metalls durch Aufsteigenlassen von nichtmetallischen Einschlüssen an die Oberfläche des geschmolzenen Metalls und Entfernen der nichtmetallischen Einschlüsse von dem geschmolzenen Metall.The present invention relates to a method for purifying molten metal and, more particularly, to a method for obtaining clean molten metal by causing non-metallic inclusions to rise to the surface of the molten metal and removing the non-metallic inclusions from the molten metal.

Da Einschlüsse (zum Beispiel Aluminiumeinschlüsse in geschmolzenem Stahl), welche in einem geschmolzenen Metall gelöst sind, eine Ursache zum Erzeugen von Defekten von Qualitätsprodukten sind, wurden verschiedene Verfahren zum Reduzieren oder Entfernen der Einschlüsse in geschmolzenem Stahl vorgeschlagen.Since inclusions (e.g. aluminum inclusions in molten steel) dissolved in a molten metal are a cause of producing defects in quality products, various methods have been proposed for reducing or removing the inclusions in molten steel.

Aus den Verfahren, die sehr oft benutzt worden sind als vergleichsweise effektive Verfahren, wird ein Verfahren zum Entfernen von Einschlüssen von geschmolzenem Metall erläutert, wobei geschmolzenes Metall mit Blasen versetzt wird durch Einblasen eines Inertgases von dem Boden eines Kessels in das geschmolzene Metall unter atmosphärischem Druck, die so erzeugten Gasblasen die Einschlüsse in dem geschmolzenen Metall an sich ziehen und die Einschlüsse entfernt werden, nachdem die Einschlüsse an die Oberfläche des geschmolzenen Metalls aufgestiegen sind.From the methods which have been very often used as comparatively effective methods, a method for removing inclusions from molten metal is explained, wherein molten metal is bubbled by blowing an inert gas from the bottom of a vessel into the molten metal under atmospheric pressure, the gas bubbles thus generated disperse the inclusions in the molten metal and the inclusions are removed after the inclusions have risen to the surface of the molten metal.

Im Fall der Herstellung eines Hochqualitätsstahls besteht die Notwendigkeit zum Begrenzen der totalen Menge von Sauerstoff in geschmolzenem Stahl auf 15 ppm oder weniger. Dabei tritt jedoch insofern ein Problem auf, als daß das geschmolzene Metall nicht gereinigt werden kann auf mehr als gewöhnliche Normen der Reinheit unter der Benutzung des oben erwähnten Verfahrens. Deshalb wird erwartet, daß ein neues Verfahren zum Reinigen geschmolzenen Metalls entwickelt wird.In the case of producing a high quality steel, there is a need to limit the total amount of oxygen in molten steel to 15 ppm or less. However, a problem arises in that the molten metal cannot be purified to more than ordinary standards of purity using the above-mentioned method. Therefore, it is expected that a new method for purifying molten metal will be developed.

Das heißt, daß es bei dem Blasenverfahren nach dem Stand der Technik Schwierigkeiten gegeben hat, insofern, als daß eine Blasenzone begrenzt war auf eine Zone, welche sich weitete von einer Gaseinblasöffnung des Bodens eines Kessels nach oben in der Form eines "V" und es war schwierig, geschmolzenen Stahl von dem gesamten Kessel mit Blasen zu versetzen aufgrund einer Beschränkung des Gaseinblasverfahrens. Weiterhin gab es solche Probleme, daß, da die Größen von erzeugten Blasen groß waren, geschmolzenes Metall fließt, als ob es um die Blasen herum liefe während des Aufsteigens der Blasen, feine Einschlüsse zusammenrücken mit einem Fluß des geschmolzenen Metalls, unter Vermeidung dieser Blasen, und demzufolge die feinen Einschlüsse schwierig durch die Blasen anzuziehen waren.That is, there were problems in the prior art bubbling method in that a bubbling zone was limited to a zone widening from a gas injection port of the bottom of a kettle upward in the shape of "V" and it was difficult to bubble molten steel from the entire kettle due to a limitation of the gas injection method. Furthermore, there were such problems that since the sizes of bubbles generated were large, molten metal flows as if it were running around the bubbles during the rise of the bubbles, fine inclusions move together with a flow of the molten metal avoiding these bubbles, and thus the fine inclusions were difficult to be attracted by the bubbles.

Um die oben erwähnten Schwierigkeiten zu überwinden, schlagen die vorliegenden Erfinder das folgende Verfahren vor:To overcome the above-mentioned difficulties, the present inventors propose the following method:

Bei diesem Verfahren wird geschmolzenes Metall unter erhöhtem Druck mit Blasen versetzt durch ein Gas, das in dem geschmolzenen Metall löslich ist, Einschlüsse, die in dem geschmolzenen Metall gelöst sind, werden angezogen durch Gasblasen, welche durch das Einblasen erzeugt werden, und durch feine Gasblasen, welche durch Reduzieren des Drucks auf dem unter Druck versetzten geschmolzenen Metalls erzeugt werden. Nachdem die Einschlüsse zur Obefläche des geschmolzenen Metalls aufgestiegen sind, werden die Einschlüsse entfernt. Gewöhnliche Einschlüsse werden durch das erste Versetzen mit Blasen ergriffen. Die ergriffenen Einschlüsse steigen an die Oberfläche des geschmolzenen Stahls auf. Da andererseits das unter Druck stehende geschmolzene Metall mit Blasen versetzt wird, löst sich eine große Menge des Blasengases in dem geschmolzenen Metall. Darauf erscheint das Gas, das sich in dem geschmolzenen Metall gelöst hat, in Form feiner Gasblasen von der gesamten Zone des geschmolzenen Metalls durch schnelles Reduzieren eines Drucks in einem Kessel. Wahrend des Versetztens mit Blasen werden die feinen Einschlüsse ergriffen durch die Blasen und steigen an die Oberfläche des geschmolzenen Metalls mit den Blasen auf.In this process, molten metal under increased pressure is bubbled by a gas soluble in the molten metal, inclusions dissolved in the molten metal are attracted by gas bubbles generated by the blowing and by fine gas bubbles generated by reducing the pressure on the pressurized molten metal. After the inclusions rise to the surface of the molten metal, the inclusions are removed. Ordinary inclusions are seized by the first bubbling. The seized inclusions rise to the surface of the molten steel. On the other hand, since the molten metal under pressure is bubbled, a large amount of the bubble gas dissolves in the molten metal. Then, the gas dissolved in the molten metal appears in the form of fine gas bubbles from the entire zone of the molten metal by rapidly reducing a pressure in a vessel. During the bubbling process, the fine inclusions are caught by the bubbles and rise to the surface of the molten metal with the bubbles.

Das oben erwähnte Verfahren ist sehr effektiv bei der Beseitigung von den Einschlüssen in dem geschmolzenen Metall. Da jedoch das geschmolzene Metall im Anfangsstadium eines Verarbeitungsschrittes unter Druck versetzt wird, erscheint ein Teil des Blasengases, das sich einmal in dem geschmolzenen Metall gelöst hat, als feine Gasblasen während der Reduzierung des Drucks auf dem geschmolzenen Metall, aber der Rest des Gases bleibt in dem geschmolzenen Metall gelöst. Dementsprechend ist ein weiterer Verarbeitungsschritt zum Entgasen des geschmolzenen Metalls erforderlich, nachdem die oben erwähnte Verarbeitung des Gases ausgeführt worden ist. Deshalb gab es Probleme insofern, als daß eine Entgasungskapazität und die Anzahl von Verarbeitungsschritten erhöht werden mußte. Zusätzlich waren die Kosten für die Ausstattung erhöht wegen der Benutzung eines Druckkessels.The above-mentioned method is very effective in removing the inclusions in the molten metal. However, since the molten metal is pressurized in the initial stage of a processing step, part of the bubble gas once dissolved in the molten metal appears as fine gas bubbles on the molten metal during the reduction of the pressure, but the rest of the gas remains dissolved in the molten metal. Accordingly, another processing step for degassing the molten metal is required after the above-mentioned processing of the gas is carried out. Therefore, there were problems in that a degassing capacity and the number of processing steps had to be increased. In addition, the cost of equipment was increased due to the use of a pressure vessel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Reinigen geschmolzenen Metalls unter reduziertem Druck zu schaffen, wobei das oben erwähnte Blasenverfahren verbessert wird, kein Druckkessel benutzt wird und Entgasen des geschmolzenen Metalls in demselben Kessel ausgeführt wird, wie dem für das Blasenverfahren.The object of the present invention is to provide a method for cleaning molten metal under reduced pressure, whereby the above-mentioned bubble process is improved, no pressure vessel is used and degassing of the molten metal is carried out in the same vessel as that for the bubble process.

Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe gelöst nach Anspruch 1 durch ein Verfahren zum Reinigen geschmolzenen Metalls mit den Schritten:According to the invention, the above object is achieved according to claim 1 by a method for cleaning molten metal with the steps:

Halten eines Drucks innerhalb eines Kessels mit geschmolzenem Metall darin auf einem Druck Ps von atmosphärischem Druck oder darunter;Maintaining a pressure within a vessel with molten metal therein at a pressure Ps of atmospheric pressure or below;

Versetzen des geschmolzenen Metalls in dem Kessel mit Blasen durch ein Gas, das in dem geschmolzenen Metall löslich ist, wobei ein Teil des Gases sich in dem geschmolzenen Metall löst und der Rest des Gases sich in Gasblasen umwandelt; undbubbling the molten metal in the vessel with a gas soluble in the molten metal, whereby a portion of the gas dissolves in the molten metal and the remainder of the gas converts into gas bubbles; and

schnelles Reduzieren des Drucks in dem Kessel auf einen Druck PE, wobei feine Gasblasen in dem geschmolzenen Metall in dem Kessel erzeugt werden, nichtmetallische Einschlüsse durch die feinen Gasblasen und durch Gasblasen, die erzeugt werden durch das Versetzen mit Gasblasen angezogen werden, und Aufsteigen an die Oberfläche des geschmolzenen Metalls und das in dem geschmolzenen Metall gelöste Gas entfernt wird.rapidly reducing the pressure in the vessel to a pressure PE, whereby fine gas bubbles are generated in the molten metal in the vessel, non-metallic inclusions are attracted by the fine gas bubbles and by gas bubbles generated by the addition of gas bubbles, and rise to the surface of the molten metal and the gas dissolved in the molten metal is removed.

Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird das geschmolzene Metall nicht unter erhöhtem Druck verarbeitet, wie nach dem Stand der Technik. Das geschmolzene Metall wird verarbeitet unter reduziertem Druck, nachdem das geschmolzene Metall mit Blasen versetzt worden ist durch Einblasen von Gas, das in dem geschmolzenen Metall bei atmosphärischem Druck oder darunter löslich ist. Insbesondere werden bei dieser Verarbeitung unter reduziertem Druck nicht nur die feinen Gasblasen einfach erzeugt, sondern wird ebenfalls das Blasengas, das in dem geschmolzenen Metall gelöst bleibt, entfernt zusammen mit den feinen Gasblasen.In the method of the present invention, the molten metal is not processed under elevated pressure as in the prior art. The molten metal is processed under reduced pressure after the molten metal is bubbled by blowing gas soluble in the molten metal at atmospheric pressure or below. Particularly, in this reduced pressure processing, not only the fine gas bubbles are easily generated, but also the bubble gas remaining dissolved in the molten metal is removed together with the fine gas bubbles.

Die obige und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer erscheinen aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit der begleitenden Zeichnung.The above and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

Die Figuren zeigen im einzelnenThe figures show in detail

Fig. 1 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen einem Druck innerhalb eines Kessels während des Versetzens eines geschmolzenen Metalls mit Blasen durch Einblasen von Stickstoffgas in das geschmolzene Metall und einen Druck innerhalb des Kessels während eines Ausgasens des geschmolzenen Metalls nach der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 1 is a graph showing the relationship between a pressure inside a vessel during displacement a molten metal with bubbles by blowing nitrogen gas into the molten metal and a pressure within the vessel during outgassing of the molten metal according to the present invention;

Fig. 2 eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Reinigungsvorrichtung für eine Gießeinrichtung, welche eine VOD-Verarbeitung nach der vorliegenden Erfindung ausführt, illustriert;Fig. 2 is a vertical cross-sectional view illustrating a cleaning device for a molding machine performing VOD processing according to the present invention;

Fig. 3 eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Reinigungsvorrichtung für eine Gießeinrichtung, welche eine VAD-Verarbeitung nach der vorliegenden Erfindung ausführt, illustriert;Fig. 3 is a vertical cross-sectional view illustrating a cleaning device for a molding machine that performs VAD processing according to the present invention;

Fig. 4 und 5 erklärende Ansichten eines gasdichten Kessels mit einer horizontalen Rotationsachse, welcher gedreht werden kann, nach der vorliegenden Erfindung;Figs. 4 and 5 are explanatory views of a gas-tight vessel with a horizontal rotation axis which can be rotated according to the present invention;

Fig. 6 eine graphische Darstellung, die eine Änderung der totalen Sauerstoffmenge in dem geschmolzenen Stahl mit dem Verstreichen der Zeit nach der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 6 is a graph showing a change in the total amount of oxygen in the molten steel with the pass of time according to the present invention;

Fig. 7 eine erklärende Ansicht, die ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung bezeichnet, wobei dieselbe Vorrichtung wie in Fig. 4 benutzt wird;Fig. 7 is an explanatory view showing another example of the present invention, using the same device as in Fig. 4;

Fig. 8 eine graphische Darstellung, die die gesamte Sauerstoffmenge in dem geschmolzenen Stahl in einem weiteren Beispiel verschieden von Fig. 6 zeigt;Fig. 8 is a graph showing the total amount of oxygen in the molten steel in another example different from Fig. 6;

undand

Fig. 9 und 10 erklärende Ansichten, die einen Kessel in Form eines rechtwinkeligen Parallelepipeds zeigen, welcher ein Tor in sich hat.Fig. 9 and 10 are explanatory views showing a boiler in the form of a rectangular parallelpiped having a gate in it.

Erste bevorzugte AusführungsformFirst preferred embodiment

Fig. 1 zeigt ein Resultat des Studiums des Falls, in dem geschmolzener Stahl als geschmolzenes Metall benutzt wurde und Stickstoff als Gas, das in dem geschmolzenen Stahl löslich ist. Denn Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die vorzuziehende Zonen aus den Koordinaten des Drucks Ps der Atmosphäre innerhalb eines Kessels zeigt, unter dem das geschmolzene Metall mit Blasen versetzt wird durch Einblasen des Gases in das geschmolzene Metall, und eines reduzierten Drucks der Atmosphäre innerhalb des Kessels. Die Einheiten von PS und PE sind Torr (1 Torr = 133,3 Pa). Zone B, die mit schiefen Linien gezeigt ist, ist eine vorzuziehende Zone. Zone A, die mit gekreuzten Linien gezeigt ist, ist eine stärker vorzuziehende Zone. Die Zone B ist eine Zone, in der die Einschlüsse abnehmen. Da jedoch der Gehalt an Stickstoff (N) in dem geschmolzenen Stahl Probleme abhängig von der Stahlart aufgibt, ist ein Stickstoffentfernungsschritt manchmal erforderlich nach der Verarbeitung des geschmolzenen Stahls unter reduziertem Druck.Fig. 1 shows a result of studying the case where molten steel was used as the molten metal and nitrogen was used as the gas soluble in the molten steel. For Fig. 1 is a graph showing preferable zones from the coordinates of the pressure Ps of the atmosphere inside a kettle under which the molten metal is bubbled by blowing the gas into the molten metal and a reduced pressure of the atmosphere inside the kettle. The units of PS and PE are Torr (1 Torr = 133.3 Pa). Zone B shown with oblique lines is a preferable zone. Zone A shown with crossed lines is a more preferable zone. Zone B is a zone in which the inclusions decrease. However, since the content of nitrogen (N) in the molten steel Problems Depending on the type of steel, a nitrogen removal step is sometimes required after processing the molten steel under reduced pressure.

In Fig. 1 wird eine Grenze (1) zwischen den Zonen A und B, nämlich PE = 40 Torr so bestimmt, wie im folgenden beschrieben. Die Beziehung zwischen dem Druck PN innerhalb des gasdichten Kessels und der Stickstoffgehalt (N) in dem geschmolzenen Stahl wird bestimmt durch eine Gleichgewichtsbeziehung der folgenden Gleichung (1) im Fall gewöhnlichen Stahls:In Fig. 1, a boundary (1) between zones A and B, namely PE = 40 Torr, is determined as follows. The relationship between the pressure PN inside the gas-tight vessel and the nitrogen content (N) in the molten steel is determined by an equilibrium relationship of the following equation (1) in the case of ordinary steel:

( N ) = 450 (PN)1/2 (1)( N ) = 450 (PN)1/2 (1)

Einheiten von (N) und PN sind jeweils ppm und atm. Der erlaubte größte Wert von (N) wird zu 100 ppm geschätzt. (N) ≤ 100 wird erhalten. (N) ≤ 100 wird eingesetzt in die Gleichung (1) und die Druckeinheit wird umgewandelt von atm auf Torr, PN ≤ 38 Torr wird erhalten. PE = 40 Torr wird erhalten durch Aufrunden von PN ≤ 38 Torr.Units of (N) and PN are ppm and atm, respectively. The allowable largest value of (N) is estimated to be 100 ppm. (N) ≤ 100 is obtained. (N) ≤ 100 is substituted into the equation (1) and the pressure unit is converted from atm to Torr, PN ≤ 38 Torr is obtained. PE = 40 Torr is obtained by rounding up PN ≤ 38 Torr.

Die Linie (2), die entlang der unteren Enden der Zone B verläuft, wird aus dem folgenden Grund bestimmt:The line (2) running along the lower ends of zone B is determined for the following reason:

Die von dem geschmolzenen Stahl entfernte Stickstoffmenge, welche erforderlich war zum Anziehen der Einschlüsse und Aufsteigenlassen der Einschlüsse zur Oberfläche des geschmolzenen Stahls mußte 50 ppm oder mehr sein nach der Erfahrung der vorliegenden Erfinder. Die Menge des entfernten Stickstoffs ist die Differenz zwischen (N)S und (N)E. (N)S ist der Anfangsgehalt von Stickstoff, welcher erhöht wird durch Versetzen des geschmolzenen Stahls mit Blasen durch Einblasen von Stickstoff in den geschmolzenen Stahl. (N)E ist der Endgehalt an Stickstoff, der abgesenkt wird durch Ausgasen des geschmolzenen Stahls unter reduziertem Druck. Sozusagen wird die Linie (2) bestimmt unter der Benutzung der folgenden Gleichung, erhalten durch Ersetzen der Gleichung (1) in (N)S - (N)E ≥ 50 und Darstellen der Drucke in Torr:The amount of nitrogen removed from the molten steel required to attract the inclusions and cause the inclusions to rise to the surface of the molten steel had to be 50 ppm or more according to the experience of the present inventors. The amount of nitrogen removed is the difference between (N)S and (N)E. (N)S is the initial content of nitrogen, which is increased by adding bubbles to the molten steel by blowing nitrogen into the molten steel. (N)E is the final nitrogen content, which is decreased by outgassing the molten steel under reduced pressure. So to speak, line (2) is determined using the following equation obtained by substituting equation (1) in (N)S - (N)E ≥ 50 and representing the pressures in Torr:

(PS)1/2 - (PE)1/2 = 3.06 (2)(PS)1/2 - (PE)1/2 = 3.06 (2)

Der Schnittpunkt, wo die Linie (1) die Linie (2) kreuzt, war (40,88) in Koordinaten (PE, PS), wobei PE = 40 für die Gleichung (2) substituiert wurde. Weiterhin benötigt man in dem Fall, daß PE kleiner als 75 Torr ist in der Gleichung (1), viel Zeit, um einen Gleichgewichtszustand herzustellen zwischen dem Druck PN und dem Gehalt (N), und das ist nicht effektiv. PE von weniger als 75 Torr wird für schwierig anzuwenden gehalten. Daraus resultierend wurde die Linie (3), die entlang der unteren Enden der Zone A verläuft, bestimmt durch Verbinden des Punktes (0,75) mit dem Punkt (40,88). Die stärker zu bevorzugende Zone A hat zweidimensionale rechtwinkelige Koordinaten, deren Ordinate PS in Torr und deren Abszisse PE in Torr ist. Die Zone A ist eingeschlossen durch PS = 760, PE = 0 und Punkt (40,88) und (0,75) dargestellt mit (PE, PS). Die vorzuziehende Zone B hat zweidimensionale rechtwinkelige Koordinaten, deren Ordinate PS in Torr und deren Abszisse PE in Torr ist. Die Zone B ist eingeschlossen durch PS = 760, PE = 40 und (PS)1/2 - (PE)1/2 = 3.06. Aus der Zone B ist eine Zone eingeschlossen durch PS = 760, PE = 40, PE = 400 und (PS) 1/2 - (PE)1/2 = 3.06 stärker vorzuziehen in den zweidimensionalen rechtwinkeligen Koordinaten, deren Ordinate PS in Torr und deren Abszisse PE in Torr ist. Weiterhin ist eine Zone eingeschlossen durch PS = 760, PE = 40, PE = 200, (PS)1/2 - (PE)1/2 = 3.06 am stärksten erwünscht.The intersection point where the line (1) crosses the line (2) was (40.88) in coordinates (PE, PS), where PE = 40 was substituted for the equation (2). Furthermore, in the case where PE is less than 75 Torr in the equation (1), it takes a long time to establish an equilibrium state between the pressure PN and the content (N), and this is not effective. PE of less than 75 Torr is considered difficult to use. As a result, the line (3) running along the lower ends of the zone A was determined by connecting the point (0.75) with the point (40.88). The more preferable zone A has two-dimensional rectangular coordinates whose ordinate is PS in Torr and whose abscissa is PE in Torr. The zone A is enclosed by PS = 760, PE = 0 and points (40.88) and (0.75) represented by (PE, PS). The preferable zone B has two-dimensional rectangular coordinates whose ordinate is PS in Torr and whose abscissa is PE in Torr. The zone B is enclosed by PS = 760, PE = 40 and (PS)1/2 - (PE)1/2 = 3.06. From the zone B a zone is enclosed by PS = 760, PE = 40, PE = 400 and (PS) 1/2 - (PE)1/2 = 3.06 are more preferable in the two-dimensional rectangular coordinates whose ordinate is PS in Torr and whose abscissa is PE in Torr. Furthermore, a zone enclosed by PS = 760, PE = 40, PE = 200, (PS)1/2 - (PE)1/2 = 3.06 is most desirable.

Beispiel 1example 1

Ein Beispiel der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden durch speziellen Bezug auf die begleitende Zeichnung. Fig. 2 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Reinigungsvorrichtung für eine Gießeinrichtung illustriert, welche benutzt worden ist für das Beispiel der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 30 einen gasdichten Kessel. Die Gießeinrichtung 32 von 50 Tonnen Kapazität, in die geschmolzener Stahl 31 geladen wird, wird in den Kessel gestellt. Eine Abdeckung 33 des gasdichten Kessels 30 ist in einem beweglichen Zustand angeordnet. Ein Einstich 34 ist angebracht an der Abdeckung zur Benutzung für VOD (VOD = Vacuum Oxygen Decarbonization, Vakuum-Sauerstoff-Kohlenstoffentfernung). Bezugszeichen 35 bezeichnet eine Abgasöffnung zum Evakuieren des gasdichten Kessels. Bezugszeichen 36 bezeichnet eine poröse Düse für Einblasen von Gas in den geschmolzenen Stahl, welche an dem Boden der Gießeinrichtung angeordnet ist.An example of the present invention will be described by specifically referring to the accompanying drawing. Fig. 2 is a vertical cross-sectional view illustrating a cleaning device for a casting machine which has been used for the example of the present invention. In the drawing, reference numeral 30 denotes a gas-tight vessel. The casting machine 32 of 50 tons capacity into which molten steel 31 is loaded is placed in the vessel. A cover 33 of the gas-tight vessel 30 is arranged in a movable state. A groove 34 is attached to the cover for use for VOD (Vacuum Oxygen Decarbonization). Reference numeral 35 denotes an exhaust port for evacuating the gas-tight vessel. Reference numeral 36 denotes a porous nozzle for blowing gas into the molten steel, which is arranged at the bottom of the casting machine.

50 Tonnen geschmolzenen Stahl geladen in die Gießeinrichtung 32 wurden auf 1660º C und bei 300 Torr in dem gasdichten Kessel gehalten. 6 Nm³ von N&sub2; wurden in den geschmolzenen Stahl von dem Boden der Gießeinrichtung 32 10 Minuten lang eingeblasen. Dann wurde die Abdeckung 33 ausgetauscht durch eine andere Abdeckung 38 mit drei Elektroden, wie gezeigt in Fig. 3, um VAD (VAD = vacuum arc degassing, Vakuum-Lichtbogen-Entgasen) durchzuführen. Der Druck in dem Kessel wurde schnell auf 1 Torr reduziert, eine Wärmekompensation für den geschmolzenen Stahl mittels der Elektroden 37 gemacht und der Druck von einem Torr wurde 20 Minuten lang aufrechterhalten. Zur gleichen Zeit wurde der geschmolzene Stahl mit Blasen versetzt durch Argongas, das in den geschmolzenen Stahl von dem Boden der Gießeinrichtung mit 150 N l/min eingeblasen wurde. Ein schwarzer Punkt gezeigt in Fig. 1 entspricht dem Beispiel 1.50 tons of molten steel loaded into the casting device 32 were heated to 1660º C and at 300 Torr in the gas-tight vessel. 6 Nm³ of N₂ was blown into the molten steel from the bottom of the casting apparatus 32 for 10 minutes. Then, the cover 33 was replaced by another cover 38 having three electrodes as shown in Fig. 3 to perform VAD (vacuum arc degassing). The pressure in the vessel was rapidly reduced to 1 Torr, heat compensation was made for the molten steel by means of the electrodes 37, and the pressure of one Torr was maintained for 20 minutes. At the same time, the molten steel was bubbled by argon gas blown into the molten steel from the bottom of the casting apparatus at 150 N l/min. A black dot shown in Fig. 1 corresponds to Example 1.

Der Gehalt des geschmolzenen Stahls, der erhalten wird durch Verarbeiten des geschmolzenen Stahls in dem Beispiel 1 wird in Tabelle 1 gezeigt werden. Beispiel 2, gezeigt in dieser Tabelle, wird später beschrieben werden. Resulte erhalten in dem Fall der Benutzung der Druckerhöhung nach dem Stand der Technik und dem Reduktionsverfahren (Kontrolle 1), wobei geschmolzener Stahl entgast wurde unter reduziertem Druck, nachdem der geschmolzene Stahl mit Blasen versetzt wurde durch N&sub2;-Gas unter erhöhtem Druck von mehr als atmosphärischem Druck und ein Argongas-Blasenverfahren (Kontrolle 2) sind als Kontrollen in Tabelle 1 gezeigt. Bei dem Druckerhöhungs- und -reduzierungsverfahren wurde der Druck in dem Kessel auf 3 atm während Einblasen von N&sub2;-Gas erhöht und dann auf 100 Torr reduziert während der Reduktion des Druckes. Was die anderen Bedingungen betrifft, wurde der geschmolzene Stahl unter denselben Bedingungen wie denen des Beispiels der vorliegenden Erfindung verarbeitet. Argongas jedoch wurde nicht in den geschmolzenen Stahl während der Druckreduzierung eingeblasen.The content of the molten steel obtained by processing the molten steel in Example 1 will be shown in Table 1. Example 2 shown in this table will be described later. Results obtained in the case of using the prior art pressure increasing and reducing method (Control 1) in which molten steel was degassed under reduced pressure after the molten steel was bubbled by N₂ gas under increased pressure of more than atmospheric pressure and an argon gas blowing method (Control 2) are shown as controls in Table 1. In the pressure increasing and reducing method, the pressure in the vessel was increased to 3 atm while blowing N₂ gas and then reduced to 100 Torr while the reduction of pressure. As for the other conditions, the molten steel was processed under the same conditions as those of the example of the present invention. However, argon gas was not blown into the molten steel during the pressure reduction.

Bei dem Argongas-Blasenverfahren wurden 50 Tonnen geschmolzenen Stahls auf 0,5 bis 1 Torr in einer evakuuierten Gießeinrichtung gehalten und mit Blasen versetzt durch Argongas, das eingeblasen wurde in den geschmolzenen Stahl von dem Boden der Gießeinrichtung mit einer Rate von 150 N l/min während 20 Minuten lang. TABELLE 1 BEISPIEL ZEIT (MIN) NACH DRUCKREDUZIERUNG KONTROLLE DRÜCKERHÖHUNGS- UND REDUKTIONSVERFAHREN Ar Gas BLASENVERFAHRENIn the argon gas blowing process, 50 tons of molten steel were maintained at 0.5 to 1 Torr in an evacuated pouring apparatus and bubbled by argon gas blown into the molten steel from the bottom of the pouring apparatus at a rate of 150 N l/min for 20 minutes. TABLE 1 EXAMPLE TIME (MIN) AFTER PRESSURE REDUCTION CONTROL PRESSURE INCREASE AND REDUCTION PROCEDURE Ar Gas BUBBLE PROCEDURE

In Tabelle 1, wo Beispiel 1 verglichen wird mit Kontrolle 1 oder Kontrolle 2 bezüglich der Gesamtmenge an Sauerstoff T.(0) und Gesamtmenge an Stickstoff T.(N) in dem geschmolzenen Stahl 20 Minuten nach der Druckreduzierung, fiel T.(0) in Beispiel 1 und T.(N) fiel stark im Vergleich mit dem Druckerhöhungs- und Reduzierungsverfahren ab. Im Vergleich mit dem Argongas-Blasenverfahren wird erkannt, daß T.(0) fiel. In diesem Fall stieg die Stickstoffmenge leicht durch Einblasen von Stickstoffgas, aber solch ein T.(N) stellt nicht irgendein spezielles Problem außer in besonderen Fällen dar.In Table 1, where Example 1 is compared with Control 1 or Control 2 with respect to the total amount of oxygen T.(0) and total amount of nitrogen T.(N) in the molten steel 20 minutes after the pressure reduction, T.(0) in Example 1 dropped and T.(N) dropped sharply in comparison with the pressure increasing and reducing method. In comparison with the argon gas blowing method, it is seen that T.(0) dropped. In this case, the amount of nitrogen slightly increased by blowing nitrogen gas, but such T.(N) does not pose any special problem except in special cases.

Zweite bevorzugte AuführungsformSecond preferred embodiment

Wenn der geschmolzene Stahl verrührt wird durch Einblasen von Inertgas in den geschmolzenen Stahl unter reduziertem Druck, wie im Beispiel 1, wird gelöstes Gas bemerkenswert entfernt von dem geschmolzenen Stahl und die Stickstoffmengen nahm in einem Ausmaß ab, das reichte zum Ermöglichen der praktischen Benutzung trotz des Vorsehens mit Blasen des löslichen Gases im Vergleich mit Kontrolle 1 und Kontrolle 2 in Tabelle 1. Das lösliche Gas jedoch wird entfernt wegen der Druckreduzierung und zur gleichen Zeit wird ebenfalls das Auftreten von feinen Gasblasen abgesenkt. Dementsprechend wird gedacht, daß der Effekt des Aufsteigenlassens und der Separation von nichtmetallischen Einschlüssen abnimmt mit dem Verstreichen von Zeit. Deshalb ist es beabsichtigt in Beispiel 2, den Effekt des Aufsteigenlassens und der Separation der nichtmetallischen Einschlüsse durch Einblasen des löslichen Gases zusammen mit dem Inertgas während der Druckreduzierung beizubehalten.When the molten steel is stirred by blowing inert gas into the molten steel under reduced pressure as in Example 1, dissolved gas is remarkably removed from the molten steel and the nitrogen amounts decreased to an extent sufficient to enable practical use despite the provision of bubbling of the soluble gas as compared with Control 1 and Control 2 in Table 1. However, the soluble gas is removed due to the pressure reduction and at the same time the occurrence of fine gas bubbles is also decreased. Accordingly, it is thought that the effect of rising and separating non-metallic inclusions decreases with the lapse of time. Therefore, in Example 2, it is intended to demonstrate the effect of rising and separating the non-metallic inclusions by blowing the soluble gas together with the inert gas. during pressure reduction.

Beispiel 2Example 2

Ein Beispiel der vorliegenden Erfindung wird insbesondere beschrieben werden. Wie beim Beispiel 1 wurde eine Reinigungsvorrichtung für eine Gießeinrichtung, wie gezeigt in Fig. 2 und 3, benutzt. Lösliches Gas wurde eingeblasen in geschmolzenen Stahl vor einer Druckreduzierung, wobei 50 Tonnen des geschmolzenen Stahls auf 1660º C und 300 Torr gehalten wurden. 6 Nm³ N&sub2;-Gas wurden eingeblasen von dem Boden der Gießeinrichtung wie gezeigt in Fig. 2 in den geschmolzenen Stahl mittels einer porösen Düse für 10 Minuten lang. Dann wurde die Abdeckung 33 durch die Abdeckung 38 ersetzt. Eine Wärmekompensation wurde durchgeführt für den geschmolzenen Stahl unter der Benutzung der Lichtbogenhitze der Elektroden. Der Druck in der Gießeinrichtung wurde schnell auf 1 Torr reduziert und der Druck von 1 Torr wurde 20 Minuten lang beibehalten. Der geschmolzene Stahl wurde mit Blasen versetzt durch Einblasen von Argongas als Inertgas zusammen mit N&sub2;-Gas von dem Boden der Gießeinrichtung mit einer Rate von 150 N l/min. Der Fluß des N&sub2;-Gases wurde abgesenkt auf Null in den letzten fünf Minuten, wie gezeigt in Tabelle 2, um so die Menge des löslichen Gases so klein wie möglich zu machen. TABELLE 2 ZEIT NACH DRUCKREDUZIERUNG EINGEBLASENE GASMENGE IN GESCHMOLZENEM STAHL Ni/MINAn example of the present invention will be described in particular. As in Example 1, a cleaning apparatus for a casting apparatus as shown in Figs. 2 and 3 was used. Soluble gas was blown into molten steel before pressure reduction, with 50 tons of the molten steel maintained at 1660°C and 300 Torr. 6 Nm³ of N₂ gas was blown from the bottom of the casting apparatus as shown in Fig. 2 into the molten steel by means of a porous nozzle for 10 minutes. Then, the cover 33 was replaced by the cover 38. Heat compensation was carried out for the molten steel using the arc heat of the electrodes. The pressure in the casting apparatus was rapidly reduced to 1 Torr, and the pressure of 1 Torr was maintained for 20 minutes. The molten steel was bubbled by blowing argon gas as an inert gas together with N2 gas from the bottom of the casting machine at a rate of 150 N l/min. The flow of N2 gas was decreased to zero in the last five minutes as shown in Table 2 so as to make the amount of soluble gas as small as possible. TABLE 2 TIME AFTER PRESSURE REDUCTION GAS AMOUNT INJECTED IN MOLTEN STEEL Ni/MIN

Die Komponenten des geschmolzenen Stahls, die erhalten wurden als Resultat nach Verarbeitung des geschmolzenen Stahls in Beispiel 2 werden in Tabelle 1 gezeigt. Wenn Beispiel 2 verglichen wird mit Beispiel 1 in dieser Tabelle, wird erkannt, daß T.(0) abgesenkt wurde durch Einblasen von Stickstoff in den geschmolzenen Stahl unter reduziertem Druck, während T.(N) leicht erhöht wurde.The components of the molten steel obtained as a result of processing the molten steel in Example 2 are shown in Table 1. When Example 2 is compared with Example 1 in this table, it is found that T.(0) was lowered by blowing nitrogen into the molten steel under reduced pressure, while T.(N) was slightly increased.

Das lösliche Gas wird entfernt durch Druckreduzierung in der bevorzugten Ausführungsform 1 und bevorzugten Ausführungsform 2. Jedoch wird in einem Fall, daß eine Tiefe eines geschmolzenen Metallbades groß ist, ein statischer Druck in einem Bodenabschnitt des geschmolzenen Metallbades groß. Daraus resultierend wird es schwierig, den geschmolzenen Stahl unter Benutzung von einem Verarbeitungsschritt des geschmolzenen Stahls unter reduziertem Druck zu entgasen. Insbesondere wenn die Tiefe des geschmolzenen Stahls 1,5 m oder mehr beträgt, wird die oben erwähnte Tendenz bemerkenswert. Um das geschmolzene Metall in dem Bodenabschnitt des geschmolzenen Metallbades großer Tiefe zu entgasen, wird daran gedacht, einen gasdichten Kessel mit dem geschmolzenen Metall darin von oben nach unten zu drehen, und das geschmolzene Metall unter reduziertem Druck stark umzurühren. Dieses Bespiel wird beschrieben werden nach Beispiel 3 und Beispiel 4, gezeigt mit speziellem Bezug auf die Fig. 4 bis 8.The soluble gas is removed by pressure reduction in Preferred Embodiment 1 and Preferred Embodiment 2. However, in a case that a depth of a molten metal bath is large, a static pressure in a bottom portion of the molten metal bath becomes large. As a result, it becomes difficult to degas the molten steel using a reduced pressure molten steel processing step. Particularly, when the depth of the molten steel is 1.5 m or more, the above-mentioned tendency becomes remarkable. In order to To degas the molten metal in the bottom portion of the molten metal bath of great depth, it is considered to rotate a gas-tight vessel with the molten metal therein from top to bottom and to vigorously stir the molten metal under reduced pressure. This example will be described in Example 3 and Example 4 shown with particular reference to Figs. 4 to 8.

Beispiel 3Example 3

Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines gasdichten Kessels 1, der in der Lage ist, von oben nach unten gedreht zu werden, wobei eine horizontale Rotationsachse in einem zentralen Abschnitt davon liegt. Der gasdichte Kessel 1 ist zylindrisch gemacht durch festes Verbinden von einem Kessel 1a und einem Kessel 1b, von denen jeder eine Form einer Gießeinrichtung von 2 m Durchmesser und 3 m Höhe hat. Eine Gaseinblasöffnung 11 ist an einer Endseite des Kessels 1b gelegen. Eine Abgasöffnung zum Abführen eines atmosphärischen Gases vom Kessel 1 ist gelegen im Verbindungsabschnitt 13 der Kessel 1a und 1b.Fig. 4 shows an example of a gas-tight vessel 1 capable of being rotated from top to bottom with a horizontal rotation axis located in a central portion thereof. The gas-tight vessel 1 is made cylindrical by firmly connecting a vessel 1a and a vessel 1b each of which has a shape of a pouring device of 2 m in diameter and 3 m in height. A gas injection port 11 is located at one end side of the vessel 1b. An exhaust port for discharging an atmospheric gas from the vessel 1 is located in the connecting portion 13 of the vessels 1a and 1b.

In diesem Beispiel wurde geschmolzener Stahl gereinigt unter Benutzung des gasdichten Kessels 1, aufgebaut aus den Kesseln 1a und 1b, wie oben beschrieben. 50 Tonnen geschmolzenen Stahls 31 wurden in den Kessel 1b geladen. Ein weiterer Kessel 1a war fest verbunden mit dem Kessel 1b von oben, um den Kessel 1 zu bilden. Dann wurde N&sub2;-Gas in den Kessel 1 durch die Gaseinblasöffnung 11 mit einer Rate von 100 N l/min eingeblasen, um den geschmolzenen Stahl 31 mit Blasen zu versetzen. Gas wurde abgeführt von dem Kessel 1 durch die Abgasöffnung 12, so daß der Druck innerhalb des gasdichten Kessels 1 nicht einen vorbestimmten Druck überschreiten konnte. 20 Minuten später wurde das Versetzen mit Blasen gestoppt. In dem oben erwähnten Zustand wurde das Innere des gasdichten Kessels 1 evakuiert durch die Abgasöffnung 12 unter Benutzung einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt), so daß der Druck innerhalb des Kessels 1 auf 10&supmin;² Torr reduziert werden konnte. Wenn dieses Vakuumausmaß beibehalten wurde, erschien N&sub2;, das sich in dem geschmolzenen Stahl 31 gelöst hatte, als feine Gasblasen, welche feine Einschlüsse in dem geschmolzenen Stahl 31 an sich zogen und die feinen Einschlüsse an die Oberfläche des geschmolzenen Stahls aufsteigen lassen.In this example, molten steel was purified using the gas-tight vessel 1 constructed of the vessels 1a and 1b as described above. 50 tons of molten steel 31 was charged into the vessel 1b. Another vessel 1a was fixedly connected to the vessel 1b from above to form the vessel 1. Then, N₂ gas was blown into the vessel 1 through the gas blowing port 11 at a rate of 100 N l/min to bubble the molten steel 31. Gas was was discharged from the vessel 1 through the exhaust port 12 so that the pressure inside the gas-tight vessel 1 could not exceed a predetermined pressure. 20 minutes later, the bubbling was stopped. In the above-mentioned state, the inside of the gas-tight vessel 1 was evacuated through the exhaust port 12 using a vacuum pump (not shown) so that the pressure inside the vessel 1 could be reduced to 10-2 Torr. When this degree of vacuum was maintained, N2 dissolved in the molten steel 31 appeared as fine gas bubbles, which attracted fine inclusions in the molten steel 31 and caused the fine inclusions to rise to the surface of the molten steel.

Fünf Minuten danach wurde der gasdichte Kessel im Gegenuhrzeigersinn um 180º gedreht, wie gezeigt in Fig. 5, und wurde in den umgekehrten Zustand, wie gezeigt in Fig. 4, gebracht. Da ein Abschnitt des geschmolzenen Metallbades, welcher in einer tiefen Position gewesen war und welcher unter einem großen statische Druck gelegen hatte, geändert wurde in einen Abschnitt des geschmolzenen Stahlbades geringer Tiefe, sank ein statischer Druck schnell und eine große Menge von feinen Gasblasen wurde erzeugt von dem Abschnitt des geschmolzenen Metallbades geringer Tiefe. Nachdem der geschmolzene Stahl in diesem Zustand für fünf Minuten belassen wurde, wurde der gasdichte Kessel im Uhrzeigersinn um 180º gedreht, um wieder in dem Zustand von Fig. 4 zu sein. In diesem Fall wurde der geschmolzene Stahl 31 wieder umgerührt. Weiterhin wurde, da der Abschnitt des geschmolzenen Stahlbades großer Tiefe geändert wurde in den Abschnitt des geschmolzenen Stahlbades kleiner Tiefe, Druck auf dem Abschnitt des geschmolzenen Stahlbades, der unter großem statischen Druck gelegen hatte, schnell reduziert und N&sub2;-Gas, welches in dem geschmolzenen Stahl 31 verblieb, erschien als feine Gasblasen. Der geschmolzene Stahl wurde fünf Minuten in diesem Zustand belassen. Eine Vakuumpumpe wurde angesteuert, um den Vakuumgrad von 10&supmin;² Torr während der Druckreduzierung beizubehalten.Five minutes thereafter, the gas-tight vessel was rotated counterclockwise by 180° as shown in Fig. 5 and was brought into the inverted state as shown in Fig. 4. Since a portion of the molten metal bath which had been in a deep position and which had been under a large static pressure was changed into a portion of the molten steel bath of shallow depth, a static pressure decreased rapidly and a large amount of fine gas bubbles were generated from the portion of the molten metal bath of shallow depth. After the molten steel was left in this state for five minutes, the gas-tight vessel was rotated clockwise by 180° to be in the state of Fig. 4 again. In this case, the molten steel 31 was stirred again. Furthermore, since the portion of the molten steel bath of great depth was changed to the portion of the molten steel bath of small depth, pressure on the portion of the molten steel bath which had been under large static pressure was rapidly reduced and N₂ gas remaining in the molten steel 31 appeared as fine gas bubbles. The molten steel was left in this state for five minutes. A vacuum pump was driven to maintain the vacuum degree of 10⊃min;² Torr during the pressure reduction.

Fig. 6 zeigt eine Änderung des totalen Sauerstoffgehaltes in dem geschmolzenen Stahl 31 mit dem Verstreichen der Zeit in dem Beispiel. Gemäß Fig. 6 konnte die Gesamtmenge des Sauerstoffs in dem geschmolzenen Stahl abgesenkt werden von anfänglich 80 ppm auf letzthin 12 ppm.Fig. 6 shows a change of the total oxygen content in the molten steel 31 with the passage of time in the example. According to Fig. 6, the total amount of oxygen in the molten steel could be lowered from an initial 80 ppm to a final 12 ppm.

Beispiel 4Example 4

Eine Vorrichtung für dieses Verfahren war die Vorrichtung, die im Beispiel 3 wie in Fig. 4 gezeigt, benutzt wurde. Wie bei Beispiel 3 wurde, nachdem der geschmolzene Stahl in dem gasdichten Kessel 1 gehalten wurde und unter Blasen versetzt wurde durch Einblasen von N&sub2;-Gas in den geschmolzenen Stahl durch die Gaseinblasöffnung 11, welche an dem Boden des Kessels 1 liegt, ein Druck innerhalb des gasdichten Kessels auf 10&supmin;² Torr reduziert durch Evakuieren des gasdichten Kessels und das Vakuum wurde beibehalten. Nachdem der Vakuumzustand fünf Minuten lang beibehalten wurde, wurde der gasdichte Kessel 1 um 90º gedreht, wobei eine zentrale horizontale Rotationsachse 10 in einem zentralen Abschnitt davon lag. Der gasdichte Kessel 1 kam in einen solchen Zustand, daß eine Längsrichtung des gasdichten Kessels zylindrischer Gestalt horizontal gehalten wurde. Deshalb wurde eine Fläche des Bades des geschmolzenen Stahls 31 groß und eine Tiefe des gesamten geschmolzenen Stahls wurde klein. Daraus resultierend wurde ein statischer Druck auf einen Teil des geschmolzenen Stahls 31, welcher in einem Tiefenabschnitt gewesen war, reduziert, und feine Gasblasen begannen aktiv erzeugt zu werden.An apparatus for this method was the apparatus used in Example 3 as shown in Fig. 4. As in Example 3, after the molten steel was held in the gas-tight vessel 1 and was bubbled by blowing N₂ gas into the molten steel through the gas blowing port 11 located at the bottom of the vessel 1, a pressure inside the gas-tight vessel was reduced to 10⁻² Torr by evacuating the gas-tight vessel and the vacuum was maintained. After the vacuum state was maintained for five minutes, the gas-tight vessel 1 was rotated by 90° with a central horizontal rotation axis 10 located at a central portion thereof. The gas-tight vessel 1 came into a such a state that a longitudinal direction of the gas-tight vessel of cylindrical shape was kept horizontal. Therefore, an area of the bath of the molten steel 31 became large and a depth of the entire molten steel became small. As a result, a static pressure on a part of the molten steel 31 which had been in a depth portion was reduced, and fine gas bubbles began to be actively generated.

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die eine Änderung der Gesamtmenge an Sauerstoff T.(0) in dem geschmolzenen Stahl 31 zeigt, welcher verarbeitet wurde nach dem oben erwähnten Ausgasverfahren, wobei die Tiefe des geschmolzenen Stahlbades klein gemacht wurde. Wie in Fig. 8 gezeigt, wird verstanden, daß das Ausgasverfahren hoch effektiv beim Verarbeiten des geschmolzenen Stahls ist, da T.(0) in dem geschmolzenen Stahl abgesenkt wurde von anfänglich 80 ppm auf letzthin 15 ppm. Wenn in Beispiel 3, in dem der gasdichte Kessel 1 um 180º gedreht wurde, die Rotation des gasdichten Kessels 1 gestoppt würde für eine Weile auf einer Position, wo der Kessel um 90º gedreht wurde, kann der Effekt des Drehens des gasdichten Kessels 1 auf 180º und 90º erhalten werden.Fig. 8 is a graph showing a change in the total amount of oxygen T.(0) in the molten steel 31 processed by the above-mentioned outgassing method with the depth of the molten steel bath made small. As shown in Fig. 8, it is understood that the outgassing method is highly effective in processing the molten steel since T.(0) in the molten steel was lowered from initially 80 ppm to finally 15 ppm. In Example 3 in which the gas-tight vessel 1 was rotated by 180°, if the rotation of the gas-tight vessel 1 was stopped for a while at a position where the vessel was rotated by 90°, the effect of rotating the gas-tight vessel 1 to 180° and 90° can be obtained.

Beispiel 5Example 5

Fig. 9 ist eine schematische Illustration, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Vorantreiben des Entgasens geschmolzenen Stahls durch Verkleinern einer Tiefe des geschmolzenen Stahlbades zeigt. In diesem Beispiel wurde ein gasdichter Kessel 2 in Form eines Parallelepipeds von 3 m Breite, 3 m Höhe und 8 m Länge benutzt. Ein entfernbares Tor 3 von 3 m Länge, 2,3 m Breite und 0,5 m Dicke war angebracht innerhalb des gasdichten Kessels 2. Das Innere des gasdichten Kessels 2 war geteilt in zwei Kammern 2a und 2b. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 22 eine Abgasöffnung zum Abführen der inneren Atmosphäre, welche angeordnet ist in einer Decke des gasdichten Kessels 2, 21 eine Gaseinlaßöffnung, welche angeordnet ist in dem Boden der Kammer 2a, 23 ein Ausgangstor zum Ausfluß des geschmolzenen Stahls, welches angeordnet ist in dem Boden der Kammer 2b, und 24 einen Einlaß zum Einfließen des geschmolzenen Stahls, welcher angeordnet ist in einer Decke der Kammer 2a. Die Gaseinlaßöffnung 21 und der Einlaß zum Einfließen des geschmolzenen Stahls sind so angeordnet, daß sie geöffnet oder geschlossen werden können, falls notwendig.Fig. 9 is a schematic illustration showing another example of a method for promoting degassing of molten steel by reducing a depth of the molten steel bath. In this example, a gas-tight vessel 2 in the form of a Parallelepipeds of 3 m width, 3 m height and 8 m length were used. A removable gate 3 of 3 m length, 2.3 m width and 0.5 m thickness was installed inside the gas-tight vessel 2. The interior of the gas-tight vessel 2 was divided into two chambers 2a and 2b. In the drawing, reference numeral 22 denotes an exhaust port for exhausting the internal atmosphere which is arranged in a ceiling of the gas-tight vessel 2, 21 a gas inlet port which is arranged in the bottom of the chamber 2a, 23 an exit port for outflow of the molten steel which is arranged in the bottom of the chamber 2b, and 24 an inlet for inflow of the molten steel which is arranged in a ceiling of the chamber 2a. The gas inlet port 21 and the inlet for inflow of the molten steel are arranged so that they can be opened or closed as necessary.

Ein Verfahren zum Reinigen geschmolzenen Stahls unter der Benutzung des gasdichten Kessels 2, der so aufgebaut ist, wie oben beschrieben, wird beschrieben werden. In Fig. 9 liegt das Tor 3 zwei Meter entfernt von der linken Seite des gasdichten Kessels 2. Etwa 90 Tonnen geschmolzenen Stahls 31 werden geladen durch den Einlaß 23 zum Einfließen des geschmolzenen Stahls in einer Kammer 2a, die von der Kammer 2b durch das Tor 3 getrennt ist. Während des Ladens des geschmolzenen Stahls ist das Ausgangstor 23 zum Ausfluß des geschmolzenen Stahls geschlossen. Das Volumen des geschmolzenen Stahls 31 ist 12 m³, nämlich 3 m lang, 2 m breit und 2 m tief. N&sub2;-Gas wird durch die Gaseinlaßöffnung 21 mit einer Rate von 100 N l/min eingeblasen und der geschmolzene Stahl 3 wird mit Blasen durch das N&sub2;-Gas versetzt. Während des Versetzens mit Blasen wird die innere Atmosphäre gleichzeitig abgeführt durch die Abgasöffnung 22, so daß es keinen übermäßigen Druck innerhalb des gasdichten Kessels geben kann. Das Versetzen mit Blasen des geschmolzenen Stahls wird 20 Minuten später gestoppt und das Innere des gasdichten Kessels 2 wird evakuiert durch die Abgasöffnung 22 unter Benutzung einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt). Eine Öffnung wird gemacht zwischen der Bodenfläche und den unteren Enden des Tores 3 durch Heben des Tores 3 nach oben, wie gezeigt in Fig. 10, wenn der Druck innerhalb des gasdichten Kessels 2 auf 10&supmin;² Torr reduziert wird. Dann breitet sich der geschmolzene Stahl, der zurückgehalten wurde durch das Tor 3, in dem ganzen Kessel 2 aus. Daraus resultierend wird die Tiefe des geschmolzenen Stahls 31, welche anfänglich 2 m war, 0,5 m.A method of purifying molten steel using the gas-tight vessel 2 constructed as described above will be described. In Fig. 9, the gate 3 is located two meters from the left side of the gas-tight vessel 2. About 90 tons of molten steel 31 are charged through the inlet 23 for inflow of molten steel into a chamber 2a separated from the chamber 2b by the gate 3. During charging of the molten steel, the outlet gate 23 for outflow of molten steel is closed. The volume of the molten steel 31 is 12 m³, namely 3 m long, 2 m wide and 2 m deep. N₂ gas is blown through the gas inlet port 21 at a rate of 100 N l/min and the molten Steel 3 is bubbled by the N₂ gas. During the bubbled operation, the internal atmosphere is simultaneously exhausted through the exhaust port 22 so that there may be no excessive pressure inside the gas-tight vessel 2. The bubbled operation of the molten steel is stopped 20 minutes later and the inside of the gas-tight vessel 2 is evacuated through the exhaust port 22 using a vacuum pump (not shown). An opening is made between the bottom surface and the lower ends of the gate 3 by lifting the gate 3 upward as shown in Fig. 10 when the pressure inside the gas-tight vessel 2 is reduced to 10⁻² Torr. Then, the molten steel which has been retained by the gate 3 spreads throughout the vessel 2. As a result, the depth of the molten steel 31, which was initially 2 m, becomes 0.5 m.

Da die Tiefe des geschmolzenen Stahls schnell klein wird und die Flache der Oberfläche des geschmolzenen Stahlbades sich verbreitert, werden feine Blasen aktiv produziert. Wenn der geschmolzene Stahl 31 entladen wird durch die Öffnung des Ausgangstors 23 zum Ausfluß des geschmolzenen Stahls, fließt etwa die Gesamtmenge des geschmolzenen Stahls aus dem Kessel 2 innerhalb einer Viertelstunde später.As the depth of the molten steel quickly becomes small and the area of the surface of the molten steel bath widens, fine bubbles are actively produced. When the molten steel 31 is discharged through the opening of the molten steel outlet gate 23, about the total amount of the molten steel flows out of the kettle 2 within a quarter of an hour later.

Es wird klar verstanden, daß das oben erwähnte Verfahren sehr effektiv im Reinigen eines geschmolzenen Stahls ist, da die Gesamtmenge von Sauerstoff abgesenkt wurde von anfangs 80 ppm auf letzthin 12 ppm, resultierend aus dem Reinigen des geschmolzenen Stahls so, wie oben beschrieben worden ist.It is clearly understood that the above-mentioned method is very effective in purifying a molten steel since the total amount of oxygen was lowered from initially 80 ppm to finally 12 ppm resulting from purifying the molten steel as described above.

Claims

1. Verfahren zum Reinigen geschmolzenen Metalls mit den folgenden Schritten:1. A method for cleaning molten metal comprising the following steps:

Halten eines Drucks innerhalb eines Kessels mit geschmolzenem Metall darin auf einem Druck von atmosphärischem Druck oder darunter;Maintaining a pressure within a vessel with molten metal therein at a pressure of or below atmospheric pressure;

Versetzen des geschmolzenen Metalls in dem Kessel mit Blasen durch ein Gas, das in dem geschmolzenen Metall löslich ist, wobei ein Teil des Gas sich löst in dem geschmolzenen Metall und der Rest des Gases sich in Gasblasen umwandelt; undbubbling the molten metal in the vessel with a gas soluble in the molten metal, whereby a portion of the gas dissolves in the molten metal and the remainder of the gas converts into gas bubbles; and

schnelles Reduzieren des Drucks in dem Kessel auf einen Druck PE, wobei feine Gasblasen erzeugt werden in dem geschmolzenen Metall in dem Kessel, nichtmetallische Einschlüsse ergriffen werden durch die feinen Gasblasen und durch die Gasblasen, die durch das Versetzen mit Blasen erzeugt werden, und aufsteigen an die Oberfläche des geschmolzenen Metalls, und Gas, das in dem geschmolzenen Metall gelöst ist, entfernt wird.rapidly reducing the pressure in the vessel to a pressure PE, whereby fine gas bubbles are generated in the molten metal in the vessel, non-metallic inclusions are seized by the fine gas bubbles and by the gas bubbles generated by the bubbling and rise to the surface of the molten metal, and gas dissolved in the molten metal is removed.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck PS in dem Schritt des Haltens eines Drucks und der Druck PE in dem Schritt des Reduzierens des Drucks Drücke PS und PE einer Atmosphäre innerhalb des Kessels in einer Zone innerhalb von PS = 760, PE = 40 und (PS)1/2 - (PE)1/2 = 3,06 in zweidimensionalen rechtwinkeligen Koordinaten sind, deren Ordinate PS in Torr und deren Abszisse PE in Torr sind.2. A method according to claim 1, characterized in that the pressure PS in the step of maintaining a pressure and the pressure PE in the step of reducing the pressure are pressures PS and PE of one atmosphere within the vessel in a zone within PS = 760, PE = 40 and (PS)1/2 - (PE)1/2 = 3.06 in two-dimensional rectangular coordinates whose ordinate is PS in Torr and whose abscissa is PE in Torr.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck PS und der Druck PE Drücke PS und PE einer Atmosphäre innerhalb des Kessels in einer Zone eingeschlossen von PS = 760, PE = 40, PE = 400 und (PS)1/2 - (PE)1/2 = 3,06 in den zweidimensionalen rechtwinkeligen Koordianten sind, deren Ordinate PS Torr und deren Abszisse PE in Torr sind.3. Method according to claim 2, characterized in that the pressure PS and the pressure PE are pressures PS and PE of an atmosphere inside the vessel in a zone enclosed by PS = 760, PE = 40, PE = 400 and (PS)1/2 - (PE)1/2 = 3.06 in the two-dimensional rectangular coordinates, the ordinate of which is PS Torr and the abscissa of which is PE in Torr.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck PS und der Druck PE Drücke PS und PE einer Atmosphäre innerhalb des Kessels in einem Bereich eingeschlossen von PS = 760, PE = 40, PE = 200 und (PS)1/2 - (PE)1/2 = 3,06 in den zweidimensionalen rechtwinkeligen Koordianten sind, deren Ordinate PS in Torr und deren Abszisse PE in Torr sind.4. A method according to claim 3, characterized in that the pressure PS and the pressure PE are pressures PS and PE of an atmosphere inside the vessel in a range enclosed by PS = 760, PE = 40, PE = 200 and (PS)1/2 - (PE)1/2 = 3.06 in the two-dimensional rectangular coordinates, the ordinate of which is PS in Torr and the abscissa of which is PE in Torr.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck PS in dem Schritt des Haltens eines Drucks und der Druck PE in dem Schritt des Reduzierens des Drucks Drücke PS und PE einer Atmosphäre innerhalb des Kessels in einer Zone umschlossen von PS = 760, PE = 40, PE = 0 und einer Linie, welche die Punkte (40,88) und (0,75) dargestellt durch Koordinaten (PE, PS) in den zweidimensionalen rechtwinkeligen Koordinaten verbindet, sind, deren Ordinate PS in Torr und deren Abszisse PE in Torr ist.5. A method according to claim 1, characterized in that the pressure PS in the step of maintaining a pressure and the pressure PE in the step of reducing the pressure are pressures PS and PE of an atmosphere within the vessel in a zone enclosed by PS = 760, PE = 40, PE = 0 and a line which Connecting points (40,88) and (0,75) represented by coordinates (PE, PS) in the two-dimensional rectangular coordinates, whose ordinate is PS in Torr and whose abscissa is PE in Torr.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem geschmolzenen Metall lösliche Gas in dem Schritt des Versetzens mit Blasen N&sub2; ist.6. A method according to claim 1, characterized in that the gas soluble in the molten metal in the bubbling step is N₂.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Reduzierens des Drucks Umrühren des geschmolzenen Metalls durch Einblasen von Inertgas in das geschmolzene Metall beinhaltet.7. A method according to claim 1, characterized in that the step of reducing the pressure includes stirring the molten metal by blowing inert gas into the molten metal.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Reduzierens des Drucks Versetzen mit Blasen des geschmolzenen Metalls durch Einblasen des in dem geschmolzenen Metall löslichen Gases umfaßt.8. A method according to claim 1, characterized in that the step of reducing the pressure comprises causing bubbles of the molten metal by blowing the gas soluble in the molten metal.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Reduzierens des Drucks ein Drehen eines gasdichten Kessels mit dem geschmolzenen Metall darin beinhaltet, wobei sich geschmolzenes Metall in einem tiefen Abschnitt des geschmolzenen Metallbades in einen Abschnitt auf der Seite der Oberfläche des geschmolzenen Metallbades bewegt.9. A method according to claim 1, characterized in that the step of reducing the pressure includes rotating a gastight vessel with the molten metal therein, wherein molten metal in a deep portion of the molten metal bath moves into a portion on the side of the surface of the molten metal bath.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Reduzierens des Drucks ein Absenken einer Tiefe des geschmolzenen Metallbades, das in dem gasdichten Kessel gehalten wird, beinhaltet.10. The method of claim 1, characterized in that the step of reducing the pressure includes lowering a depth of the molten metal bath held in the gas-tight vessel.