JP2000192131A - 溶鋼の減圧精錬方法 - Google Patents

溶鋼の減圧精錬方法

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JP2000192131A
JP2000192131A JP10364328A JP36432898A JP2000192131A JP 2000192131 A JP2000192131 A JP 2000192131A JP 10364328 A JP10364328 A JP 10364328A JP 36432898 A JP36432898 A JP 36432898A JP 2000192131 A JP2000192131 A JP 2000192131A
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ladle
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refining
immersion tube
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Kenichiro Miyamoto
健一郎 宮本
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 極低炭素の溶鋼を溶製する際に、気泡の微細
化による良好な気泡活性面を形成し、気泡活性面を更新
することにより脱炭反応を促進し、耐火物の局部損耗を
防止して浸漬管等の寿命を延長できる溶鋼の減圧精錬方
法を提供する。 【解決手段】 取鍋13内の溶鋼12に浸漬管14aを
浸漬し、取鍋13の底部18から不活性ガスを吹き込み
ながら、浸漬管14aの内部を減圧して精錬を行う溶鋼
の減圧精錬方法において、取鍋13の中心から不活性ガ
スの吹き込み孔19の中心までの距離Lと浸漬管14a
の内径Dの比L/Dを0.05〜0.3となるように
し、浸漬管14aの中心線と取鍋13の中心線を一致さ
せて取鍋13を回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、減圧精錬により極
低炭素の溶鋼を溶製する際に、脱炭反応を促進しながら
耐火物の局部損耗を防止する溶鋼の減圧精錬方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】溶鋼の炭素あるいは窒素濃度を低下させ
る方法として、真空(減圧)を利用したRH、DHやV
OD等が広く用いられている。しかし、これ等の方法で
は、溶鋼の炭素、窒素濃度をある程度にまで低減できる
が、特に、炭素(C)等を極低濃度域まで低減した溶鋼
の溶製が困難である。従って、減圧下における精錬効率
を高めて極低炭素の溶鋼の溶製を行う方法として、例え
ば、特開昭51−55717号公報では、円筒形の浸漬
管を溶鋼に浸漬し、この浸漬管内を減圧すると共に、取
鍋の底部に設けた不活性ガスの吹き込み孔から溶鋼中に
不活性ガスを供給して精錬を行う方法が提案されてい
る。また、特開平6−212242号公報では、全溶鋼
表面積の10%以上の気泡活性面(気泡の破泡により溶
鋼面が激しく波立つ状態)を有する円筒形の浸漬管を溶
鋼に浸漬して、内部を減圧し、取鍋の底部から溶鋼中に
不活性ガスを供給しながら、気泡活性面の内の30〜8
0%の範囲を強攪拌する溶鋼の脱炭精錬の方法が提案さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
51−55717号公報及び特開平6−212242号
公報に記載された精錬方法では、不活性ガスの吹き込み
孔の中心を固定しているので、取鍋及び浸漬管内の溶鋼
の攪拌方向が同じになり、気泡活性面も常に同じ位置に
形成される。その結果、浸漬管に内張りした耐火物は、
この攪拌方向の溶鋼流が当たる部位が局部的に損耗さ
れ、浸漬管等の寿命が低下する。更に、取鍋の底部より
吹き込まれた不活性ガスの気泡は、溶鋼内を上昇してい
る間に、気泡が合体して大きくなり易い。この大きな気
泡は、溶鋼面で破泡した際に、良好な気泡活性面を形成
できず、気泡活性面の位置も固定されて表面のCOガス
分圧を積極的に低くすることができず、脱炭反応を阻害
する。また、ポーラスプラグ等の吹き込み手段を用いた
場合は、溶鋼中での気泡の合体を抑制することが難し
く、微細化した気泡による良好な気泡活性面を形成する
ことが困難である等の問題がある。
【0004】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、極低炭素の溶鋼を溶製する際に、気泡の微細化によ
る良好な気泡活性面を形成し、気泡活性面を更新するこ
とにより脱炭反応を促進し、耐火物の局部損耗を防止し
て浸漬管等の寿命を延長できる溶鋼の減圧精錬方法を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る溶鋼の減圧精錬方法は、取鍋内の溶鋼に浸漬管を浸
漬し、前記取鍋の底部から不活性ガスを吹き込みなが
ら、前記浸漬管の内部を減圧して精錬を行う溶鋼の減圧
精錬方法において、前記取鍋の底部の中心から前記不活
性ガスの吹き込み孔の中心までの距離Lと前記浸漬管の
内径Dの比L/Dを0.05〜0.3となるようにし、
前記浸漬管の中心線と前記取鍋の中心線を一致させて該
取鍋を回転させる。この方法により、極低炭素の溶鋼を
溶製する際に、気泡の微細化による良好な気泡活性面が
形成でき、この気泡活性面を順次更新するので、ガスと
溶鋼間の実行反応の界面積が飛躍的に大きくなり、脱炭
反応を速やかに行うことができる。また、溶鋼流やガス
アタックの部位が処理中に連続的に変動するので、浸漬
管等の耐火物の局部損耗を防止できる。なお、比L/D
が0.05より小さいと、攪拌する溶鋼の上昇流と下降
流が十分に形成できないので、溶鋼の混合が悪くなり、
脱炭速度の低下を招く。また、比L/Dが0.3を超え
て大きくなると、取鍋を回転した際に、取鍋の底部から
吹き込んだ不活性ガスにより形成された気泡が浸漬管の
外側に放出されるため、有効に活用できる気泡の減少、
ガスアタックによる浸漬管の下端部の耐火物の損耗等が
生じる。
【0006】ここで、前記浸漬管の溶鋼浸漬部の内表面
積が前記取鍋内の溶鋼の全表面積の0.1〜0.6とす
ると良い。これにより、浸漬管内の溶鋼表面に広い気泡
活性面を形成して、脱炭反応をより迅速に行うと共に、
安定した操業が可能となる。浸漬管内の溶鋼表面積が取
鍋内の全溶鋼表面積の0.1より小さいと、浸漬管内に
吹き込まれた不活性ガスにより形成される気泡活性面が
狭くなり脱炭の進行が阻害され、0.6より大きくなる
とサンプリング等の作業性が阻害される。
【0007】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図1は本発明の実施の形態に係る溶
鋼の減圧精錬方法を適用した減圧精錬装置の正断面図、
図2は図1の矢視A−A断面図である。まず、図1及び
図2に示すように、本発明の一実施の形態に係る溶鋼の
減圧精錬方法に用いられる減圧精錬装置10は、図示し
ない電動機等により回転する回転台11に載置した取鍋
13と、取鍋13内の溶鋼12に、浸漬する浸漬管14
aを設けた真空槽14と、浸漬管14a及び真空槽14
の内部を排気して減圧するためのエゼクターに連接した
排気ダクト15と、真空槽14内に合金鉄等を添加する
ための貯蔵ホッパー16、添加シュート17を備えてい
る。更に、取鍋13の底部18には、取鍋13内に不活
性ガスを吹き込むための吹き込み孔の一例であるポーラ
スプラグ19を設けている。なお、12aは真空槽14
内に形成される溶鋼12の湯面であり、Lは取鍋13
(浸漬管14a)の中心からポーラスプラグ19の中心
までの距離(mm)、Dは浸漬管14aの内径(mm)
である。
【0008】次に、減圧精錬装置10を適用した溶鋼の
減圧精錬方法について説明する。取鍋13に転炉等の精
錬炉(図示せず)により、炭素濃度が200〜500p
pmに脱炭精錬された150トンの溶鋼12を受鋼し、
ポーラスプラグ19から不活性ガスの一例であるアルゴ
ンガスを溶鋼12中に0.6〜15NL/(分・溶鋼ト
ン)吹き込みながら、この溶鋼12内に真空槽14の浸
漬管14aを浸漬して、浸漬管14a及び真空槽14内
を0.2〜100torrに減圧した。また、浸漬管1
4aは、浸漬管14aの溶鋼浸漬部の内表面積S1 の、
取鍋13内の溶鋼12の全表面積Sに対する比S1 /S
が0.1〜0.6となるようにした。これは、比S1
Sが0.1より小さいと浸漬管14a内に吹き込まれた
アルゴンガスにより形成される気泡活性面が狭くなり脱
炭の進行が阻害され、比S1 /Sが0.6より大きくな
るとサンプリング等の作業性が阻害されるからである。
そして、ポーラスプラグ19から供給されるアルゴンガ
スによって、取鍋13内の溶鋼12が図1中の矢印で示
す流れによる攪拌と、真空槽14内の溶鋼12の湯面1
2aで気泡が膨張して破泡する気泡活性面により脱炭精
錬が行われる。
【0009】この気泡活性面は、ポーラスプラグ19か
ら吹き込まれたアルゴンガスが上向き24°の角度で広
がりながら上昇して湯面12aに形成される。このポー
ラスプラグ19と浸漬管14aの位置関係は、取鍋13
の底部18の中心からポーラスプラグ19の中心までの
距離Lと浸漬管14aの内径Dの比L/Dが0.05〜
0.3となるようにしている。従って、取鍋13の中心
線(軸線)を浸漬管14aの中心線と一致させて、取鍋
13を軸線まわりに回転させることにより、ポーラスプ
ラグ19の位置が浸漬管14a(あるいは取鍋13)の
中心を基点にして距離Lを半径にした円を描きながら移
動する。そして、図1中の矢印で示す溶鋼12の流れが
ポーラスプラグ19の移動に伴って、浸漬管14aの内
周部近傍に沿いながら旋回する流れになり、気泡活性面
の位置も常時移動して、COガス分圧の低い新しい気泡
活性面が湯面12aに形成される。
【0010】更に、このポーラスプラグ19の位置が移
動(回転)することによって、ポーラスプラグ19の回
転速度よりも溶鋼12の回転速度が遅くなるために、ポ
ーラスプラグ19から吹き込まれたアルゴンガスの気泡
が溶鋼12により寸断されて微細な気泡が形成される。
この微細気泡によって、地金の飛散等を抑制し、良好な
気泡活性面を形成して脱炭を効率良く行うことができ
る。取鍋13の回転は、1〜15rpmの回転速度で行
うことが望ましい。この回転速度が1rpmより遅くな
ると気泡活性面の更新や気泡の微細化を十分に行うこと
ができず、脱炭の効率が低下し、15rpmを超えると
遠心力が大きくなってポーラスプラグ19から吹き込ま
れて生成した気泡が浸漬管14aの外に流出したり、溶
鋼12が取鍋13から溢れ出す等の事態を招く。取鍋1
3を回転させることにより、アルゴンガスのガスアタッ
クや溶鋼12の流れが浸漬管14aに当たる部位が変わ
り、浸漬管14aの耐火物の局部損耗を防止でき、浸漬
管14aを含めた真空槽14の寿命を向上することがで
きる。このようにして、脱炭精錬を終了した後、脱ガス
処理等を行ってからエゼクターを停止して浸漬管14a
内を大気圧に複圧した後、浸漬部を溶鋼12から上昇さ
せる。その後、溶鋼12を連続鋳造して鋳片にして圧延
加工等を行う。
【0011】
【実施例】次に、本発明に係る溶鋼の減圧精錬方法の実
施例について説明する。転炉を用いて炭素濃度を300
ppmに脱炭した150トンの溶鋼を入れた取鍋内に、
ポーラスプラグ(吹き込み孔)からアルゴンガス5NL
/(分・溶鋼トン)を吹き込みながら、浸漬管内の溶鋼
浸漬部の内表面積が取鍋内の全溶鋼表面積の0.35と
なる浸漬管を溶鋼内に浸漬した。そして、取鍋を回転し
ながら浸漬管及び真空槽内を減圧して脱炭精錬を行い、
気泡の逸脱、耐火物の溶損形態、到達炭素濃度を調査し
た。
【0012】表1に示すように、実施例1は、取鍋を回
転し、取鍋の中心からポーラスプラグの中心までの距離
Lと浸漬管の内径Dの比L/Dを0.15にした場合で
あり、気泡の逸脱がなく、耐火物の溶損が均一であり、
到達炭素濃度を3ppmにでき、総合評価としては優れ
た結果(○)であった。更に、実施例2〜4は、取鍋の
中心からポーラスプラグの中心までの距離Lと浸漬管の
内径Dの比L/Dをそれぞれ0.20、0.05、0.
30にした以外は実施例1と同じ条件にした場合であ
り、いずれも気泡の逸脱がなく、耐火物の溶損も均一で
あり、到達炭素濃度をそれぞれ5、8、6ppmにで
き、総合評価としては優れた結果(○)であった。
【0013】
【表1】
【0014】これに対し、溶鋼及び取鍋、浸漬管を本実
施例と同じ条件にし、取鍋の中心からポーラスプラグの
中心までの距離Lと浸漬管の内径Dの比L/Dと取鍋の
回転の有無を変化させて行った。比較例1では、L/D
を0.15にし、取鍋を回転しない場合であり、浸漬管
の外への気泡の逸脱がなく到達炭素濃度も8ppmに低
減できたが、耐火物の局部溶損が大きくなり総合評価と
して悪い結果(×)となった。更に、比較例2は、L/
Dを0.35にし、取鍋を回転させた場合であり、耐火
物の溶損を概ね均一にできたが、浸漬管の外への気泡の
逸脱が生じて脱炭反応が阻害され到達炭素濃度も25p
pmと高くなり、総合評価として悪い結果(×)となっ
た。また、比較例3は、L/Dを0.03にし、取鍋を
回転させた場合であり、耐火物の溶損を均一にでき、浸
漬管の外への気泡の逸脱もなかったが、アルゴンガスの
吹き込み位置が浸漬管の中心に近くなり過ぎて溶鋼の攪
拌を十分に行うことができず、脱炭反応が低下して到達
炭素濃度が31ppmと高くなり、総合評価として悪い
結果(×)となった。
【0015】以上、本発明の一実施の形態を説明した
が、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、
要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲
である。例えば、取鍋は連続的に回転するかあるいは間
欠的に回転させることができる。また、浸漬管の形状に
ついても、同じ直径を有する直胴形あるいは上部を拡径
したものを用いることができる。
【0016】
【発明の効果】請求項1及び2記載の溶鋼の減圧精錬方
法は、取鍋内の溶鋼に浸漬管を浸漬し、取鍋の底部から
不活性ガスを吹き込みながら、浸漬管の内部を減圧して
精錬を行う溶鋼の減圧精錬方法において、取鍋の中心か
ら不活性ガスの吹き込み孔の中心までの距離Lと浸漬管
の内径Dの比L/Dを0.05〜0.3となるように
し、浸漬管の中心線と取鍋の中心線を一致させて、取鍋
を回転させるので、取鍋に吹き込まれた不活性ガスの気
泡を微細化し、気泡活性面を更新させて脱炭反応を促進
し、しかも、耐火物の局部損耗を防止して浸漬管等の寿
命を延長できる。
【0017】特に、請求項2記載の溶鋼の減圧精錬方法
は、浸漬管の溶鋼浸漬部の内表面積を取鍋内の溶鋼の全
表面積の0.1〜0.6としているので、浸漬管内の溶
鋼表面に形成される気泡活性面を大きくして脱炭反応を
より迅速に行うと共に、安定した操業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る溶鋼の減圧精錬方
法を適用した減圧精錬装置の正断面図である。
【図2】図1の矢視A−A断面図である。
【符号の説明】
10 減圧精錬装置 11 回転台 12 溶鋼 12a 湯面 13 取鍋 14a 浸漬管 14 真空槽 15 排気ダク
ト 16 貯蔵ホッパー 17 添加シュ
ート 18 底部 19 ポーラスプラグ(吹き込み孔)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 取鍋内の溶鋼に浸漬管を浸漬し、前記取
    鍋の底部から不活性ガスを吹き込みながら、前記浸漬管
    の内部を減圧して精錬を行う溶鋼の減圧精錬方法におい
    て、前記取鍋の底部の中心から前記不活性ガスの吹き込
    み孔の中心までの距離Lと前記浸漬管の内径Dの比L/
    Dを0.05〜0.3となるようにし、前記浸漬管の中
    心線と前記取鍋の中心線を一致させて該取鍋を回転させ
    ることを特徴とする溶鋼の減圧精錬方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の溶鋼の減圧精錬方法にお
    いて、前記浸漬管の溶鋼浸漬部の内表面積が前記取鍋内
    の溶鋼の全表面積の0.1〜0.6である溶鋼の減圧精
    錬方法。
JP10364328A 1998-12-22 1998-12-22 溶鋼の減圧精錬方法 Withdrawn JP2000192131A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113817897A (zh) * 2021-10-12 2021-12-21 攀钢集团研究院有限公司 一种rh高效冶炼的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113817897A (zh) * 2021-10-12 2021-12-21 攀钢集团研究院有限公司 一种rh高效冶炼的方法

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