JPH0243315A - 環流式溶鋼脱ガス処理方法および装置 - 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〕 本発明は環流式溶鋼脱ガス処理方法および装置に係り、
特にスラグの改質を実施して高清浄度鋼を溶製する方法
およびその装置に関し、高純度鋼の溶製分野に利用され
る。

〔従来の技術〕

転炉もしくは電気炉等の精錬炉から出鋼された溶鋼の品
質を更に向上させるために、精錬炉から出鋼された溶鋼
を取鍋にて受け、ＲＨもしくはＤＨ脱ガス炉にて２次精
錬を行うことは、いわゆる取鍋精錬法として広〈実施さ
れている技術である。

取鍋精錬法としては、脱ガス処理、粉体吹込処理、ガス
撹拌処理等があるが、ここではＲＩ−１脱ガス法による
環流式溶鋼脱ガス処理方法および装置の改善に限定する
。

ＲＨ脱ガス処理装置の概要を第５図を参照して説明する
。ＲＨ脱ガス槽は上蓋２、中部槽４、下部槽６から構成
され、上部には真空用の排気孔８、合金投入口１０が設
けられ、下部槽６の底部には溶鋼上昇用および下降用の
２本の環流管１２が設けられ、更に２本の環流管１２に
それぞれ着脱自在に接続された上昇用および下降用の２
木の浸漬管１４に設けられ、脱ガス処理中に取鍋１．８
に収容された溶鋼２０中に先端を浸漬して、溶鋼２０を
下部槽６に上昇させ、脱ガス処理を終了した溶鋼２０を
下降用環流管１２、浸漬管１４を介して取鍋１８に環流
する操作を繰返すことによって２次精錬を実施する。更
に上昇浸漬管１４Ａの内側にはＡｒ等の不活性ガスを吹
込むポーラスプラグ等のガス吹込装置１６が設けられ、
取鍋１８内の溶１１２０は、脱ガス槽内の０．１〜５０
トールの真空と大気圧との圧力差によって吸上げられ、
上昇浸漬管１４Ａの内側に吹込まれた不活性ガスによっ
て、ガスリフトポンプの原理により環流されるようにな
っている。なお、浸漬ｖ１４は脱ガス処理中は取鍋１８
内の溶鋼２０に浸漬されるので、溶損による取替えのた
め、環流管１２とはフランジによるボルトナツト接合と
し着脱容易に構成されている。

上記構成のＲＨ脱ガス処理の従来法は、真空を利用する
ことによって、脱水素、脱窒素および予 Ｃ＋○→ＣＯ反応による脱炭反応を生ゼしぬると共に、
溶鋼２０を下部槽６と取鍋１８間を循環させることによ
り、強撹拌によって溶鋼中の非金属介在物の合体浮上を
促進できるので、高清浄度鋼の溶製に従来広く使用され
て来た。

しかしＲＨ脱ガス処理の特徴として、取鍋１８内でのス
ラグとメタルの反応が少なく、その結果ＡＱの添加歩留
が高いとか、複りんが少ないという長所を有するものの
、スラグを改質することにより、より高品質の鋼を溶製
するには甚だ不都合であるという欠点がある。すなわち
、取鍋１８に収容された溶鋼２０の表面には転炉１等か
らの出鋼時のスラグ２６が浮遊しており、このスラグ中
にはＦｅＯ、Ｍ　ｎ　Ｏ等の酸化物が多量に存在してい
るため、ＲＨ焙処理一旦清浄鋼としても、その後スラグ
中のＦｅＯ，ＭｎＯ等の酸化物と溶鋼２ｏ中のＡＱ等が
反応し、微小介在物を生成し鋼中に残存するという問題
がある。従って従来以上の高清浄度鋼を溶製するには、
スラグ自体を改質する必要がある。

従来のスラグの改質方法は、第４図（Ｂ）に示す如く取
鍋１８に収容された溶鋼２０にスラグ改質剤２２を投入
し、取鍋１８の底部に設けられたポーラスプラグ２４か
ら不活性ガスを吹込み、スラグ２６とメタル２０を撹拌
してスラグ改質剤２２とスラグ２６との反応を促進する
方法がその一つである。

また特開昭６１−２８１８０９に開示されたものは、取
鍋内湾鋼表面上のスラグに改質フラックスを添加し、バ
ーナ加熱を行い溶鋼の取鍋精錬を行うに際し、改質フラ
ックスの添加前もしくは添加後に溶鋼内にランスもしく
は底吹きノズルを介して不活性ガスとともに脱硫剤を添
加する溶鋼の取鍋精錬法である。かくの如く、スラグ改
質した溶鋼を更にＲＨ脱ガス処理するのが従来の方法で
ある。

上記従来のスラグの改質方法は、スラブ改質のために一
工程が必要であり、そのため取鍋のハンドリング時問答
ＲＨ脱ガス処理までに時間を多く要し、その結果溶鋼温
度の降下が甚しく、そのため転炉等の溶鋼出鋼温度を高
くする必要が生じる。

出鋼温度を高くすることは、それだけ転炉等の精錬炉な
らびに取鍋の耐火物の溶損度を大とし、寿命を低下させ
る問題を生ずる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、ＲＨガス処理による高清浄度鋼製造時
のスラグ改質に当り、上記従来技術の欠点を解消し、効
果的にスラグ改質ができる方法と装置を提供するにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による還流式溶鋼脱ガス処理の要旨とするところ
は次の如くである。

すなわち、取鍋に収容された溶鋼を上昇浸漬管を介して
真空槽内に上昇せしめて脱ガス処理する工程と、前記脱
ガス処理した溶鋼を下降浸漬管を介して前記取鍋に環流
する工程とを有して成る環流式溶鋼脱ガス処理方法にお
いて、前記上昇および下降浸漬管のそれぞれ外側に設け
られた不活性ガス吹込装置から不活性ガスを吹込み溶鋼
上に浮遊するスラブを撹拌することを特徴とする環流式
溶鋼脱ガス処理方法である。

次に、本発明による環流式溶鋼説ガス処理装置の要旨と
するところは次の如くである。

すなわち、取鍋に収容された溶鋼を真空処理する真空槽
と、前記真空槽の下部に設けられそ九ぞれ溶鋼を上昇お
よび下降せしめる２本の環流管と、前記２本の環流管の
下方にそれぞれ着脱自在に取付けられ前記取鍋の溶鋼中
に浸漬して該溶鋼をそれぞれ前記真空槽内に上昇および
下降せしめる２本の浸漬管と、前記上昇浸漬管に内藏さ
れた管路を通じて該上昇浸漬管内に不活性ガスを吹込む
ガス吹込装置と、を有して成る環流式溶鋼脱ガス処理装
置において、前記上昇および下降浸漬管の外側にそれぞ
れ設けられ前記取鍋に収容された溶鋼上に浮遊するスラ
グを撹拌する不活性ガス吹込装置を有することを特徴と
する環流式′ｅＪ鋼脱ガス処理装置である。　先ず、本
発明による脱ガス処理装置を第１図および第５図を参照
して説明する。

本発明による脱ガス処理装置は、先に第５図に示した上
昇浸漬管１４Ａの内側に設けられた溶鋼２０の環流用の
ガス吹込装置１６のほかに、第１図に示す如く、上昇浸
漬管１４Ａおよび下降浸漬管１４Ｂの外側にも、それぞ
れガス吹込装置２８Ａ、２８Ｂを設けたものである。ガ
ス吹込装置としては複数の細孔管もしくはポーラスプラ
グの吹込口を有するものでよい。これらのガス吹込装置
２８Ａ、２８Ｂの目的は、取鍋１８に収容された溶鋼２
０中にＡｒもしくはＮ２ガス等の不活性ガスを吹込むこ
とにより、溶鋼２０上に浮遊するスラグ２６を撹拌し、
メタルとスラグの反応を促進して、スラグ中のＦｅ０１
Ｍ　ｎ　Ｏを還元しスラグの改質を行うことにある。こ
の際スラブ改質用のフラックス、もしくはスラグ中のＦ
ｅ０１Ｍ　ｎ　Ｏ等の還元促進剤としてＡＱもしくはＡ
Ｑ灰を添加することができる。

第１図に示した本発明によるガス吹込装置２８Ａ、２８
Ｂを有するＲＨ脱ガス装置を使用し、脱ガス処理開始と
同時にスラグ改質ガス吹込みを始める本発明法と、スラ
グ改質ガス吹込みを行わない従来法との比較試験を行っ
た。すなわち、取鍋成分が　Ｃ：　　０．０４〜０．０
７％Ｓｉ：　　　　　ｔｒ Ｍｎ：　　０．２５〜０．３０％ ＡＱ：　　０．０６〜０，０８％ なる溶鋼をＲＨ脱ガス処理するに当り、スラグ２６上に
ＡＱを０．６〜０．８ｋｇ／溶鋼を添加し、スラグの改
質を行った場合と、同一溶鋼を使用し、ガス吹込装置２
８Ａ、２８Ｂから不活性ガスを吹込まず、従来法にて脱
ガス処理した場合について、スラグ中のＴ、Ｆｅ％を処
理時間の経過に従って測定した結果は、第２図に示すと
おりである。第２図より明らかなとおり、ガス吹込装置
２８Ａ、２８Ｂから不活性ガスを吹込み、本発明による
スラグ改質を行った場合は、従来法に比し著しくスラグ
中のＴ、Ｆｅ％が少ないことが判明した。すなわち、本
発明による場合はスラグ中のＦｅ○の還元が著しく促進
されることが判明した。

第３図は第２図にて示した比較試験における本発明によ
る場合と、従来法とのＲＨ処理後のスラグ中のＴ、Ｆｅ
　（％）と、処理後の鋼中の酸素（ｐｐｍ）との関係を
示した図である。第３図から明らかな如く、スラグ中の
Ｔ、Ｆｅ（％）の少い場合は、常に鋼中の酸素量が少く
、本発明により溶鋼の清浄化が促進され極低酸素鋼の製
造が可能であることが判明した。

〔実施例〕

２３０を底吹き転炉を用いて低炭素アルミキルド鋼を溶
製し、更にＲＨ脱ガス処理するに当り、本発明を適用し
た場合と、同一溶鋼を従来法にてＲＨ脱ガス処理し、処
理後の鋼中の酸素量を比較した。結果は第１表に示すと
おりである。

第１表において、本発明例Ｉは転炉出鋼時にＡＱをＲＨ
肌脱ガス処理時おけるスラグ改質分を含めて添加し、脱
ガス処理と同時にスラグ改質を行ったものであり、本発
明例■は転炉出鋼時脱酸用として所定のＡＱ量のみ添加
し、本発明によるＲＨ処理時に取鍋のスラグ」二にスラ
グ改質還元剤としてＡＱを添加したものである。

また従来例Ｉは、スラグ改質を全く行わず第５図で示し
た従来のＲＨ脱ガス装置で処理したものである。従来例
■は、第４図（Ｂ）で示した如く転炉出鋼時、始走のＡ
Ｑを添加し、取鍋１−８内でスラグ２６上にＡａを０．
７ｋｇ／ｌ、添加し、ポーラスプラグ２４から不活性ガ
スを吹込みガス撹拌を施し、スラグ改質した後第５図に
て示す従来のＲＨ脱ガス装置で処理したものである。

第１表 第１表から明らかな如く、本発明例Ｉ、■と従来例■を
比較すると、スラグ中のＴ、Ｆｅが本発明例は大幅に低
減しており、また鋼中の酸素も著しく低下していること
が分かる。

また、本発明例Ｉ、■と従来例■とを比較すると、各処
理工程における溶鋼温度の推移は第２表のとおりである
。

第２表 第２表における各工程の温度から明らかな如く、本発明
例では従来例より出鋼温度において約２０℃低いのに拘
らず、ＲＨ処理後および連鋳タンデイツシュでは同一温
度となついてる。これは取鍋におけるスラグの改質工程
が不要となったため、この工程を省略できたことによる
もので、従って本発明による場合は、転炉の出ｆＲ濡度
を約２０’Ｃ低下させることができ、これによる転炉お
よび取鍋の溶損を／ＪＸさくすることができ、寿命延長
に著しく寄与できることが判明した。

なお、本発明例に用いたＲＨ脱ガス装置の上昇および下
降浸漬管２８Ａ、２８Ｂには、外側下方の円周に２ＩＩ
ＷＩｌφの吹込孔を各々１０個設け、５００　ｆｌ　／
ｍｉｎのＡｒガスを吹き込めるようにしている。

上記実施例より明らかな如く、本発明例Ｉ、■のいずれ
によっても高清浄度鋼を溶製できることが判明した。

〔発明の効果〕

本発明は、第５図にて示す如き従来のＲＨ環流式脱ガス
処理装置に、第１図に示す如く上昇浸漬管２８Ａ、およ
び下降浸漬管２８Ｂの外側に、取鍋１８に収容された溶
鋼２０中にＡｒもしくはＮ２ガス等の不活性ガスを吹込
む複数の細孔管もしくはポーラススラグを設け、不活性
ガス吹込により溶鋼２０上に浮遊するスラグ２６を撹拌
し、メタル−スラグ間の反応を促進し、必要によりＡｆ
ｌもしくはＡＱ灰の如きスラグ改質還元剤を投入し、取
鍋の溶鋼上に浮遊するスラブを改質することにより、次
ぎの如き効果を挙げることができた。

（イ）　スラブ中のＴ、Ｆｅを著しく低減することによ
り、鋼中の酸素を大幅に低減することができ、これによ
って極低酸素鋼、高清浄度鋼の溶製が可能となった。

（ロ）　本発明により取鍋スラグが連鋳用タンデイツシ
ュに混入しても弊害を生じないので、高級鋼溶製におい
て従来実施している取鍋内への溶鋼残し操業が不要とな
り、連鋳における溶鋼歩留を向上させることができた。

（ハ）　従来取鍋で実施していたスラブ改質工程は不要
となるので、−工程省略することができ、これに要する
処理時間および温度降下損失がなくなるので、転炉等精
錬炉の出鋼温度を従来より約２０　’Ｃ低減させること
ができるので、精錬炉および取鍋の溶損が少なくなり、
その寿命を延長できるようになった・ （ニ）　本発明による装置は上昇及び下降浸漬管の外側
にガス吹込装置を設けるという簡単な改造ですみ、しか
も本発明法を適用する効果はきわめて大きく、従来のス
ラグ改質法を一変させるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＲＨ脱ガス処理装置を示す部分断
面図、第２図は本発明法と従来法とを比較するＲＨ脱ガ
ス処理による処理時間中のスラグ中のＴ、Ｆｅの変化を
示す線図、第３図は本発明法と従来法とを比較するＲＨ
脱ガス処理後のスラグ中のＴ、Ｆｅ（％）と鋼中酸素量
（ｐｐｍ）との関係を示す線図、第４図（Ａ）、（Ｂ）
はいずれもスラグ改質実施を伴なうＲＨ脱ガス処理工程
を示す模式１程図であって、（Ａ）は本発明法、（Ｂ）
は従来法である。第５図は従来のＲＨ脱ガス処理装置を
示す全体図である。 ６・下部層　　　１２・・・還流管 １４・・浸漬管　　　１４．　Ａ・・・上昇浸漬管１４
Ｂ・・・下降浸漬管　１６・・・ガス吹込装置（従来）
１８・・・取鍋　　　　２０・溶鋼

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）取鍋に収容された溶鋼を上昇浸漬管を介して真空
   槽内に上昇せしめて脱ガス処理する工程と、前記脱ガス
   処理した溶鋼を下降浸漬管を介して前記取鍋に環流する
   工程とを有して成る環流式溶鋼脱ガス処理方法において
   、前記上昇および下降浸漬管のそれぞれ外側に設けられ
   た不活性ガス吹込装置から不活性ガスを吹込み溶鋼上に
   浮遊するスラグを攪拌することを特徴とする環流式溶鋼
   脱ガス処理方法。
2. （２）取鍋に収容された溶鋼を真空処理する真空槽と、
   前記真空槽の下部に設けられそれぞれ溶鋼を上昇および
   下降せしめる２本の環流管と、前記２本の環流管の下方
   にそれぞれ着脱自在に取付けられ前記取鍋の溶鋼中に浸
   漬して該溶鋼をそれぞれ前記真空槽内に上昇および下降
   せしめる２本の浸漬管と、前記上昇浸漬管に内藏された
   管路を通じて該上昇浸漬管内に不活性ガスを吹込むガス
   吹込装置と、を有して成る環流式溶鋼脱ガス処理装置に
   おいて、前記上昇および下降浸漬管の外側にそれぞれ設
   けられ前記取鍋に収容された溶鋼上に浮遊するスラグを
   撹拌する不活性ガス吹込装置を有することを特徴とする
   還流式溶鋼脱ガス処理装置。
3. （３）前記上昇および下降浸漬管の外側に設ける不活性
   ガス吹込装置は複数の細孔管もしくはポーラスプラグで
   ある請求項（２）記載の環流式溶鋼脱ガス処理装置。