JP2001254119A - 溶鋼の真空脱炭方法 - Google Patents
溶鋼の真空脱炭方法Info
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Abstract
る真空脱炭方法を提供することにある。 【解決手段】 (1)(転炉から出鋼した)溶鋼の真空
脱炭中に取鍋スラグと溶鋼とを攪拌する。(2)真空脱
炭前にスラグ改質剤(金属Al純分30%)を添加して
取鍋スラグ中の低級酸化物濃度を調整する。
Description
法に関し、特に介在物の少ない高清浄な鋼を溶製する真
空脱炭方法に関する。
板鋼板では、プレス成形の加工性の向上が要求されてお
り、それにともない、より低炭素濃度の極低炭素鋼が要
請されている。さらに、自動車向けや家電向けの薄板鋼
板は、表面傷等の表面欠陥の問題があり、表面傷の原因
である介在物の低減が強く求められている。
を転炉で脱炭吹錬し、炭素濃度を質量%で0.02〜
0.1%(以下、単に%で質量%を表す)まで低減した
後、取鍋に出鋼してから真空脱ガス装置で0.003%
以下の極低炭素濃度まで脱炭される。脱炭では、C+O
=CO(g)なる反応を利用して炭素濃度を低下させる
ため、溶鋼中の酸素濃度は高い方が脱炭速度を高める効
果がある。
るスラグ中には、FeO、MnO、Fe2 O3 、Cr2
O3 等の酸化物(以下、低級酸化物ともいう)濃度が高
く、この低級酸化物が鋳込み中に溶鋼中の、例えば脱酸
剤のAlと反応してAl2 O 3 介在物を生成し、鋼の清
浄性が悪化するという問題がある。
ば、特開平2−194113号公報には、転炉出鋼時に
スラグ中の低級酸化物濃度の低減する(以下、スラグ改
質ともいう)方法等が提案されている。
Alを含有するスラグ改質剤を添加し、スラグ中の低級
酸化物をこのAlで還元することを骨子とする方法であ
る。
たAlは、スラグ中の低級酸化物に作用するだけでな
く、溶鋼中の酸素と反応して、溶鋼中の酸素濃度も低下
させる。
が不足し、例えばRH真空脱ガス処理においては、真空
槽内の溶鋼中に上吹きランス等から酸素ガスを新たに供
給し、溶鋼中の不足酸素を補って脱炭反応を行うことが
通常行われる。
溶鋼中のFe、Mn、Cr等と反応してFeO、Mn
O、Cr2 O3 等を生成する。この酸化物の生成反応
を、以下、再酸化反応または単に再酸化という。これら
の再酸化反応により生成した酸化物は、取鍋内のスラグ
に移動し吸収されるために、スラグ中の低級酸化物濃度
が増加するという問題が生じる。
低炭素鋼を製造できる真空脱炭方法を提供することにあ
る。
を行い、真空脱炭中に真空槽内の溶鋼へ酸素ガスを供給
するという従来技術で、先ず極低炭素鋼の溶製を行っ
た。炭素濃度0.05%まで脱炭した粗脱炭鋼を取鍋に出
鋼する際に、スラグ改質剤を添加して取鍋内スラグ中の
低級酸化物濃度(FeO、MnO、Fe2 O3 、Cr2
O3 各濃度の合計濃度)を8%まで低下させた。
脱ガス装置へ搬送し、真空脱ガスを行った。出鋼時のス
ラグ改質によって溶鋼中の酸素濃度が低下したため、真
空槽内溶鋼に酸素ガスを120m 3 (標準状態)吹き付
けて脱炭を進行させ、その後、酸素ガスの吹き付けを止
めてさらに脱炭処理を継続し、炭素濃度25ppm の時点
で真空槽内に溶鋼脱酸用金属Alを添加して脱炭処理を終
了した。金属Al添加後も真空処理を10分間継続して
成分調整および介在物分離処理を行った。真空処理終了
後に、取鍋を連続鋳造装置へ搬送して鋳片に鋳込んだ。
FeO、MnO、Fe2 O3 、Cr 2 O3 などの酸化物
で真空槽内の溶鋼表面が覆われるとともに、一部が浸漬
管外に流出し、取鍋スラグ中に移動し、取鍋内スラグ中
の低級酸化物濃度が8%から10%に増加した。取鍋内
スラグ中の低級酸化物濃度が増加したため、取鍋内溶鋼
の再酸化反応が進行し鋳片中の全酸素濃度は40ppm と
なり、高清浄鋼として要求される20ppm 以下を達成す
ることはできなかった。
鋼中への新たな酸素供給方法を検討したところ、脱炭反
応に必要な酸素をスラグ中の低級酸化物の酸素から供給
することを着想した。
浸漬管を有する真空脱ガス装置では、浸漬管外の取鍋内
スラグと溶鋼との界面は、物質移動速度が極めて小さ
く、スラグ中の酸素の移動速度を促進する新たな方法の
導入が必要であることがわかった。
ス攪拌を行うことにより浸漬管外の取鍋スラグと取鍋内
溶鋼とを攪拌し、取鍋スラグ中の低級酸化物が含有する
酸素を溶鋼中に移動させる方法がよいと着想した。
低級酸化物濃度が低下するため、鋼の清浄性をさらに向
上できるという利点もあると着想した。以上の着想を確
認するために、RH真空脱ガス装置に到着時までの条件
を上記従来法と同じとし、RH真空脱炭中にのみスラグ
攪拌用ガスの吹き込みを行う試験を下記の条件で実施し
た。
点と、スラグ中の低級酸化物濃度のサンプル採取場所:
B点とを概念的に示すRH真空脱ガス装置の平面図であ
る。ガス攪拌の場所:A点は、上昇管10および下降管
11の浸漬している取鍋12の取鍋中心Cと取鍋下端E
の中点の位置であり、サンプル採取場所:B点は、取鍋
中心Cと取鍋上端Dの中点の位置である。
鍋内溶鋼表面から0.5mの深さにした。この試験の結
果、下記の知見を得た。
化物濃度は8%から3%まで低下した。真空脱炭終了と
ともにスラグ攪拌用のランスを引き上げ、従来法と同様
に真空槽内に金属Alを添加して真空処理を10分間継
続し、連続鋳造に供した。得られた鋳片の全酸素濃度は
15ppm であり従来法と比較して低い値であった。
鋼を攪拌することによりスラグ中の低級酸化物の酸素を
溶鋼中に供給することが可能であることがわかった。 (B)さらに鋼の清浄度を向上させるために、転炉出鋼
時のスラグ改質剤の添加量を増量し、真空脱炭処理前の
スラグ中の低級酸化物濃度を4%とした。それによって
溶鋼中の酸素濃度が低下したため、真空脱炭処理中に真
空槽内溶鋼表面に酸素ガスを60m 3 吹き付けた。酸素
吹き付け後も炭素濃度:25ppm に到達するまで真空脱
炭を継続した。この真空脱炭処理中には上記と同じ条件
でランスを取鍋内溶鋼に浸漬してスラグ攪拌を行った。
その結果、酸素ガス供給を行ったにも関わらず、真空脱
炭処理時にスラグ中の低級酸化物濃度は4%から1%ま
で低下した。
Alを添加してRH処理をさらに10分間継続し、連続
鋳造に供した。得られた鋳片の全酸素濃度は10ppm で
あり、上記(A)の方法よりもさらに低い値であった。
もので、その要旨は、下記のとおりである。 (1)溶鋼の真空脱炭中に取鍋スラグと溶鋼とを攪拌す
ることを特徴とする溶鋼の真空脱炭方法。 (2)真空脱炭前に取鍋スラグを改質することを特徴と
する上記(1)に記載の溶鋼の真空脱炭方法。
を下部に有する真空槽を用いて真空槽あるいは取鍋を繰
り返し昇降させることにより溶鋼を流動させるDH真空
脱ガス装置を用いてもよいが、取鍋内溶鋼に2本の浸漬
管を浸漬し、浸漬管上部の真空槽内を減圧にして溶鋼を
吸い上げて片側の浸漬管から環流ガスを流すRH真空脱
ガス装置を用いるのが望ましい。
空脱ガス装置等の真空脱ガス装置では、取鍋の溶鋼表面
部分の流動がほとんどないため、スラグ攪拌用のガスを
浸漬管外の場所に導入する。
側壁、取鍋側壁も考えられるがいずれも耐火物の損耗や
浸漬管・取鍋上部への地金付着による問題がある。従っ
て、攪拌ガスの吹き込みは、浸漬ランスから吹き込むこ
とが好ましい。
固定したものでもよいが、浸漬深さの選択の自由度の観
点からは昇降可能なものが好ましい。浸漬ランスの先端
ノズル形状は、例えば、単孔ストレート、T型2孔ある
いはT型4孔などの形状のものが使用できる。
ス、窒素ガス等の不活性ガスが好ましい。図2は、真空
脱ガス装置としてRH真空脱ガス装置を用いたときの望
ましいガス攪拌の場所を概念的な平面図である。
管11の上端接線13と下端接線14で囲まれた場所を
除く上下のハッチングした場所Yが望ましく、Yの場所
の中では、上下の両エッジ付近を除いた場所Zが、より
望ましい。
拌することが可能であり、Zの場所であれば、より効果
的に溶鋼表面付近全体を攪拌することが可能となる。ス
ラグ攪拌を十分に機能させるためには、攪拌のためのガ
ス吹き込み量Qを10L( 標準状態)/min とすることが
望ましい。これ未満では、スラグ−溶鋼間の攪拌効果が
十分に発揮できないためである。さらに望ましくはQは
3000L(標準状態)/min 以下である。これを超える
とスラグ−溶鋼間の攪拌効果が飽和するだけでなく、溶
鋼の飛散によりランスや浸漬管、真空槽への地金付着に
よって操業性が悪化するためである。
た後、250質量ton 規模の上底吹き転炉にて炭素濃度
0.04%まで脱炭吹錬した。脱炭吹錬後、得られた粗
脱炭鋼を取鍋に出鋼した。出鋼時には不可避的に転炉か
ら取鍋へ転炉スラグが流出した。出鋼時にスラグ改質剤
(金属Al純分30%)を添加して、スラグ中の低級酸
化物濃度を調整した。このときのスラグ中の低級酸化物
濃度は1〜20%であった。
送し、真空処理を開始した。浸漬管径:0.6m、環流
用ガスにはArを用い、2.0m 3 ( 標準状態)/min を
上昇管内壁に設けた横吹き羽口から流した。真空度を
0.67x104 〜1.33x104 Pa(50〜10
0Torr)に調整し、酸素ガスを真空槽内溶鋼に吹き
付け真空脱炭を行った。所定の酸素ガス量を12分間吹
き付けた後、引き続き12分間真空脱炭処理を炭素濃
度:20ppm まで継続した。
理中にスラグ改質を行った。前記図1は、試験を行った
ガス攪拌の場所:A点と、スラグ中の低級酸化物濃度の
サンプル採取場所:B点とを概念的に示すRH真空脱ガ
ス装置の平面図である。
ートであるランスを使用してガス攪拌操作を行った。な
お、ガス攪拌用のガスはアルゴンガスを使用し、ガス流
量は80L(標準状態)/minとした。
用金属Alを添加するとともに、スラグ攪拌用のランス
を引き上げて、通常のRH環流処理を10分間行って介
在物除去や成分調整を行った。
級酸化物濃度によらず、脱炭時のガス攪拌により鋳片の
全酸素濃度が20ppm 以下となり高清浄な鋼が製造でき
ることがわかった。
により鋳片の全酸素濃度は10ppmと極めて清浄性の高
い鋼が製造できることがわかった。また、No.9の比
較例に示すように、事前にスラグ改質を十分行っても、
真空脱炭時に必要な供給ガス量が増大し、鋳片の全酸素
濃度が35ppm と高くなった。
低炭素鋼を製造できる。
中の低級酸化物濃度のサンプル採取場所:B点とを概念
的に示すRH真空脱ガス装置の平面図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 溶鋼の真空脱炭中に取鍋スラグと溶鋼と
を攪拌することを特徴とする溶鋼の真空脱炭方法。 - 【請求項2】 真空脱炭前に取鍋スラグを改質すること
を特徴とする請求項1に記載の溶鋼の真空脱炭方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066709A JP2001254119A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 溶鋼の真空脱炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000066709A JP2001254119A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 溶鋼の真空脱炭方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005069265A Division JP4020125B2 (ja) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | 高清浄度鋼の溶製方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001254119A true JP2001254119A (ja) | 2001-09-18 |
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ID=18586026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000066709A Pending JP2001254119A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 溶鋼の真空脱炭方法 |
Country Status (1)
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-
2000
- 2000-03-10 JP JP2000066709A patent/JP2001254119A/ja active Pending
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