JP2000096127A - 溶鋼の脱水素方法 - Google Patents

溶鋼の脱水素方法

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JP2000096127A
JP2000096127A JP10267922A JP26792298A JP2000096127A JP 2000096127 A JP2000096127 A JP 2000096127A JP 10267922 A JP10267922 A JP 10267922A JP 26792298 A JP26792298 A JP 26792298A JP 2000096127 A JP2000096127 A JP 2000096127A
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JP
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molten steel
lance
ladle
box
blowing
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Yoshihiko Higuchi
善彦 樋口
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 底吹き転炉法のように多量のArを使用する
ことなく、真空脱ガス法のように多大な設備費を必要と
しない溶鋼の脱水素方法を提供する。 【解決手段】 (1) 取鍋に収容した溶鋼内に、上部に排
気口を有する容器の開放した下端を浸漬し、該容器内で
上吹きランスを使用して溶鋼表面に不活性ガスを吹き込
みつつ、該容器内の浸漬ランス、該容器の外側の浸漬ラ
ンス、または前記取鍋の底部に設置された底吹き羽口の
いずれかの手段で前記溶鋼中に不活性ガスを吹き込むこ
とを特徴とする溶鋼の脱水素方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、安価に行える溶鋼
の脱水素方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、[H]濃度の高い溶鋼を連続
鋳造で鋳込むと、水素起因のブレークアウトが発生する
ことが広く知られており、溶鋼中の[H]濃度が6pp
m以下、望ましくは3ppm以下で鋳込むことが望まし
いとされている。
【0003】転炉あるいは電気炉で多量のフラックスを
使用する場合、フラックスの主原料である生石灰は大き
な吸湿性を有し、大気中の湿度が高い夏期には生石灰の
吸湿量が増大し、吸湿した生石灰から溶鋼へ水素が移行
し、溶鋼中[H]が高くなることが知られている。
【0004】一方、底吹き転炉のように大量の炭化水素
を底吹き羽口から吹き込む場合には、炭化水素が分解し
てできた水素が溶鋼中に溶解して溶鋼中の[H]濃度が
高い値を示すことが知られている。
【0005】これらの溶鋼の[H]濃度が高くなる問題
を解決するための技術として、以下に示す技術が開示さ
れている。
【0006】(1) 転炉の底吹き法:転炉の底吹き法では
吹錬後の溶鋼の[H]濃度が高くなる問題に対応するた
め、吹錬後に転炉の底吹きガスを不活性ガスに切り替
え、大量のガスを底吹きすることにより水素を低下させ
る方法である。
【0007】(2) 真空脱ガス法:脱水素精錬を効率よく
進行させるために、真空脱ガス法を用いることが一般的
な方法であり、真空脱ガス法としては、二本の浸漬管を
真空槽下部に有するRH真空脱ガス法が一般的である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記(1) の転炉の底吹
き法では、真空排気系が不要な代わりに大量のArガス
を必要とするため、生産コストの増大を生じる。前記
(2) 真空脱ガス法では、Arガスの使用量は少ないが、
真空排気系が必要であり、多大なる設備費を必要とす
る。
【0009】本発明の目的は、前記(1) の底吹き転炉法
のように多量のArを使用することなく、しかも前記
(2) 真空脱ガス法のように多大な設備費を必要としない
溶鋼の脱水素方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、検討を重ね
た結果、以下の(A) 〜(C) の知見を得た。 (A) 大気圧下で溶鋼の脱水素処理を行う場合、溶鋼表面
の雰囲気調整(空気雰囲気を不活性ガス雰囲気に変え
る)が重要となる。その理由は、夏期など空気中水蒸気
分圧が高い時期には、溶鋼表面に水蒸気を含んだ空気が
接触することにより、溶鋼中の水素濃度が上昇するから
であり、脱水素処理中に溶鋼表面に空気が触れると、脱
水素速度は本来の値よりも小さくなる。
【0011】(B) 取鍋に収容した溶鋼表面の雰囲気を調
整するには、取鍋全体をチャンバーに入れる、取鍋
蓋を設置する等の方法がある。
【0012】しかし、上記の取鍋全体をチャンバーに
入れる場合、チャンバーの設備費が高くなること、取鍋
をチャンバーに入れた後のチャンバー内の雰囲気調整の
ためには、チャンバー内の大きな容積の雰囲気の置換が
必要であり、脱水素時間の延長につながり、生産性の低
下をきたし、ガスコストおよび耐火物コストの上昇を招
く。
【0013】上記の取鍋蓋を設置する場合は、取鍋と
取鍋蓋の間には不可避的に空隙を生じ外部空気の進入が
避けられない。その理由は、転炉や電気炉からの出鋼
時、鋳造後の排滓時に、取鍋の上端部分に溶鋼やスラグ
が不可避的に付着し、取鍋蓋のシール性を良好に保つこ
とは困難だからである。
【0014】(C) 上記に対して、大気圧下で取鍋溶鋼中
に下端が開放された容器(以下、ボックスともいう)を
浸漬してボックス内で上吹きランスから不活性ガスを溶
鋼表面に吹き込むと、取鍋全体をチャンバーに入れる場
合よりも容積が小さく、すみやかに雰囲気ガスの置換が
できる。
【0015】ボックスの下端は完全に溶鋼中に浸漬され
るため、取鍋蓋のように空隙が生じて空気リークを生じ
ることもない。上吹きランスに加えて浸漬ランスや底吹
き羽口等を使用して不活性ガスを吹き込むことにより溶
鋼の攪拌を促進でき、脱水素処理を効率的におこなうこ
とができる。
【0016】上記のように、小容積のボックスを浸漬す
るだけでよいので設備費を低減でき、しかも溶鋼表面と
接する雰囲気ガスの置換が速やかに行えるため、脱水素
速度を高く保つことができる。
【0017】また、従来使用されている浸漬ランスや取
鍋の底部に設置されている底吹き羽口等も有効活用でき
る。
【0018】本発明は、以上の知見に基づいてなされた
もので、その要旨は、下記のとおりである。
【0019】取鍋に収容した溶鋼内に、上部に排気口を
有する容器の開放した下端を浸漬し、該容器内で上吹き
ランスを使用して溶鋼表面に不活性ガスを吹き込みつ
つ、該容器内の浸漬ランス、該容器の外側の浸漬ラン
ス、または前記取鍋の底部に設置された底吹き羽口のい
ずれかの手段で前記溶鋼中に不活性ガスを吹き込むこと
を特徴とする溶鋼の脱水素方法。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明は、転炉あるいは電気炉で
脱炭した溶鋼を取鍋に出鋼し、そのまま/あるいは/成
分・温度調整、脱りん、脱硫などの溶鋼処理を行った
後、本発明の脱水素処理を行う。
【0021】図1は本発明の方法を示す概念図であり、
図1(a)は上吹きランスと底吹き羽口とを組み合わせ
た例を示し、図1(b)は上吹きランスとボックス内の
浸漬ランスとを組み合わせた例を示し、図1(c)は上
吹きランスとボックスの外側の浸漬ランスとを組み合わ
せた例を示した図である。
【0022】本発明の方法は、図1(a)〜図1(c)
のいずれの方法であってもよい。同図(a)〜(c)に
示すように、取鍋2に収容した溶鋼2内に排気口8を有
するボックス3を浸漬し、ボックス内で上吹きランス4
を使用して不活性ガスを吹き込みつつ、図1(a)に示
すように浸漬ランス5から前記取鍋2の溶鋼中に吹き込
むか、図1(b)に示すようにボックス3の外側の浸漬
ランス6から溶鋼中に吹き込むか、または図1(c)に
示すように取鍋2の底部に設置された底吹き羽口7から
溶鋼中に吹き込むかのいずれかで行う。
【0023】排気口8は、ボックス内を空気から不活性
ガスに置換排気するために必要であり、排気できればど
のような方式でもよい。
【0024】ボックス3の内径は、取鍋との内径比(ボ
ックス内径/取鍋最大内径)で0.2〜0.8であれば
よい。その理由は、0.2未満であると溶鋼内部に吹き
込んだ不活性ガス気泡がボックスの外側に分散し、ボッ
クスの外側で溶鋼およびスラグが飛散して操業不能とな
るからであり、0.8を超えるとボックスの外側に不可
避的にビルドアップするスラグ9が取鍋内壁耐火物と接
触し耐火物損傷により寿命低下をもたらすからである。
望ましくは、0.3〜0.7である。
【0025】ボックス3の湯面からの高さは、0.8〜
6mであればよい。その理由は、0.8m未満であると
溶鋼のスプラッシュが浸漬管内面に付着してできた地金
の除去作業が頻繁に発生し生産性が低下するからであ
り、6mを超えると耐火物の上下方向の温度分布が大き
くなり熱スポール割れによる耐火物損傷が著しくなるか
らである。望ましくは、1.2〜5mである。
【0026】ボックス3の湯面からの浸漬深さは、0.
05〜1.0mであればよい。その理由は、0.05m
未満であると、不活性ガス導入による揺動で溶鋼湯面が
上下運動し、ボックス下端と溶鋼表面との間に空隙が生
じてボックス内の雰囲気置換に支障となるからであり、
1.0mを超えるとボックスの外側の溶鋼部に淀み部
(デッドゾーン)が生じて脱水素速度が著しく低下する
からである。望ましくは、0.1〜0.7mである。
【0027】使用する上吹きランス4はランス下端に下
向きに不活性ガスを吹き付けることができるものであれ
ばよく、ボックス内の浸漬ランス5は耐火物を被覆し溶
鋼内に不活性ガスをインジェクションできるものであれ
ばよい。ボックスの外側の浸漬ランス6は同様に耐火物
を被覆し溶鋼内に不活性ガスをインジェクションできる
ものでありランスの浮力に耐えうる支持機構を有するも
のであればよく、底吹き羽口7としてはポーラスプラグ
あるいは多孔プラグ等が使用できる。
【0028】上吹きランス4の設置高さは、湯面から
0.1〜4.0mであればよい。その理由は、0.1m
未満であると上吹きガスジェットによる溶鋼表面での溶
鋼飛散が急激に増大し地金付きが増大するからであり、
4.0mを超えると上吹きジェットの溶鋼表面への衝突
エネルギーが低下し脱水素速度に必要な物質移動速度を
確保できないからである。望ましくは、0.3〜3.0
mである。
【0029】ボックス内外の浸漬ランスの溶鋼表面から
の浸漬深さは、取鍋内溶鋼深さに対する比(浸漬深さ/
取鍋内溶鋼深さ)で0.4以上であればよい。その理由
は、0.4未満であると不活性ガス気泡の溶鋼内滞留時
間(すなわち浮上時間)が低下してガス気泡による脱水
素速度が低下するからである。望ましくは、0.6以上
である。また、1.0は取鍋底部の底吹きを意味し、最
大の溶鋼内滞留時間を取ることができる。
【0030】上吹きランス4と浸漬ランス5、ボックス
の外側の浸漬ランス6、および底吹き羽口7の位置関係
は、上吹きランス中心軸線と浸漬ランス中心軸線あるい
は底吹き羽口中心を通る鉛直線との水平距離がボックス
内径に対する比で0〜0.5であればよく、0〜0.3
が望ましい。
【0031】各ランスおよび底吹き羽口から吹き込む不
活性ガスはアルゴンガスが好ましいが加窒が問題になら
ない鋼種であれば窒素ガスでもよい。
【0032】
【実施例】(比較例1)転炉から250t容量の取鍋
(最大内径:3.8m以下同じ)に溶鋼を出鋼し、上吹
きランス(ランス高さ:0.6m、上吹きガス線流速:
300Nm/s)からArガス流量:2.5Nm3/mi
nで10分間上吹きを行った。
【0033】溶鋼中の[H]濃度は処理前に8.1pp
mであったが処理後に6.9ppmまでしか低下しなか
った。
【0034】(比較例2)転炉から250t容量の取鍋
に溶鋼を出鋼し、上吹きランス(ランス高さ:0.6
m、上吹きガス線流速:300Nm/s)からArガス
流量:2.5Nm3/minで上吹きを行い、ポーラスプ
ラグからArガス流量:0.8Nm3/minで底吹きを
10分間行った。
【0035】溶鋼中の[H]濃度は処理前に8.2pp
mであったが処理後に6.3ppmまでしか低下しなか
った。
【0036】(比較例3)転炉から250t容量の取鍋
に溶鋼を出鋼し、取鍋内溶鋼にボックス(ボックスの内
径:1500mm(ボックス内径/取鍋最大内径:0.
4)、溶鋼表面からボックス内天井までの高さ:2.0
m)を浸漬深さ:0.3mで浸漬し、ボックス内の上吹
きランス(ランス高さ:0.6m、上吹きガス線流速:
300Nm/s)からArガス流量:2.5Nm3/mi
nで上吹きを10分間行った。
【0037】溶鋼中の[H]濃度は処理前に8.1pp
mであったが処理後に6.3ppmまでしか低下しなか
った。
【0038】(比較例4)転炉から250t容量の取鍋
に溶鋼を出鋼し、取鍋内溶鋼にボックス(ボックスの内
径:1500mm(ボックス内径/取鍋最大内径:0.
4)、溶鋼表面からボックス内天井までの高さ:2.0
m)を浸漬深さ:0.3mで浸漬し、ポーラスプラグか
らArガス流量:0.8Nm3/minで底吹きを10分
間行った。
【0039】溶鋼中の[H]濃度は処理前に8.2pp
mであったが処理後に6.4ppmまでしか低下しなか
った。
【0040】(本発明例1)転炉から250t容量の取
鍋に溶鋼を出鋼し、取鍋内溶鋼にボックス(ボックスの
内径:1500mm(ボックス内径/取鍋最大内径:
0.4)、溶鋼表面からボックス内天井までの高さ:
2.0m)を浸漬深さ:0.3mで浸漬し、ボックス内
の上吹きランス(ランス高さ:0.6m、上吹きガス線
流速:300Nm/s)からArガス流量:2.5Nm
3/minで上吹きを行い、ボックス内に設けた直線型浸
漬ランス(アルミナキャスタブルで被覆)先端部の側面
に設けた内径5mmのノズルからArガス流量:0.8
Nm3/minで吹き込みを10分間行った。
【0041】溶鋼中の[H]濃度は処理前に8.2pp
mであったが処理後に2.7ppmまで低下した。
【0042】(本発明例2)転炉から250t容量の取
鍋に溶鋼を出鋼し、取鍋内溶鋼にボックス(ボックスの
内径:1500mm(ボックス内径/取鍋最大内径:
0.4)、溶鋼表面からボックス内天井までの高さ:
2.0m)を浸漬深さ:0.3mで浸漬し、ボックス内
の上吹きランス(ランス高さ:0.6m、上吹きガス線
流速:300Nm/s)からArガス流量:2.5Nm
3/minで上吹きを行い、ボックスの外側に浸漬したL
字型ランス(アルミナキャスタブルで被覆)先端の上面
に設けた内径8mmのノズルからArガス流量:0.8
Nm3/minで吹き込みを10分間行った。
【0043】溶鋼中の[H]濃度は処理前に8.2pp
mであったが処理後に2.7ppmまで低下した。
【0044】(本発明例3)転炉から250t容量の取
鍋に溶鋼を出鋼し、取鍋内溶鋼にボックス(ボックスの
内径:1500mm(ボックス内径/取鍋最大内径:
0.4)、溶鋼表面からボックス内天井までの高さ:
2.0m)を浸漬深さ:0.3mで浸漬し、ボックス内
の上吹きランス(ランス高さ:0.6m、上吹きガス線
流速:300Nm/s)からArガス流量:2.5Nm
3/minで上吹きを行い、ポーラスプラグからArガス
流量:0.8Nm3/minで底吹きを10分間行った。
【0045】溶鋼中の[H]濃度は処理前に8.2pp
mであったが処理後に2.8ppmまで低下した。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば、底吹き転炉法のように
多量のArを使用することなく、しかも真空脱ガス法の
ように多大な設備費を必要としないで溶鋼の脱水素を効
率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を示す概念図であり、図1(a)
は上吹きランスとボックス内の浸漬ランスとを組み合わ
せた例を示し、図1(b)は上吹きランスとボックスの
外側の浸漬ランスとを組み合わせた例を示し、図1
(c)は上吹きランスと底吹き羽口とを組み合わせた例
を示した図である。
【符号の説明】
1:溶鋼 2:取鍋 3:ボックス 4:上吹きランス 5:浸漬ランス 6:ボックスの外側の浸漬ランス 7:底吹き羽口 8:排気口 9:スラグ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 取鍋に収容した溶鋼内に、上部に排気口
    を有する容器の開放した下端を浸漬し、該容器内で上吹
    きランスを使用して溶鋼表面に不活性ガスを吹き込みつ
    つ、該容器内の浸漬ランス、該容器の外側の浸漬ラン
    ス、または前記取鍋の底部に設置された底吹き羽口のい
    ずれかの手段で前記溶鋼中に不活性ガスを吹き込むこと
    を特徴とする溶鋼の脱水素方法。
JP10267922A 1998-09-22 1998-09-22 溶鋼の脱水素方法 Withdrawn JP2000096127A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101418366B (zh) * 2007-10-25 2010-12-01 宝山钢铁股份有限公司 一种钢包精炼炉顶底复吹脱氢方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101418366B (zh) * 2007-10-25 2010-12-01 宝山钢铁股份有限公司 一种钢包精炼炉顶底复吹脱氢方法

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