JP2001271117A - 精錬剤の上吹き方法 - Google Patents

精錬剤の上吹き方法

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JP2001271117A
JP2001271117A JP2000086682A JP2000086682A JP2001271117A JP 2001271117 A JP2001271117 A JP 2001271117A JP 2000086682 A JP2000086682 A JP 2000086682A JP 2000086682 A JP2000086682 A JP 2000086682A JP 2001271117 A JP2001271117 A JP 2001271117A
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JP
Japan
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refining agent
molten steel
vacuum
refining
vacuum chamber
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JP2000086682A
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English (en)
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Mitsuhiro Numata
光裕 沼田
Atsushi Kumano
篤史 熊野
Yoshihiko Higuchi
善彦 樋口
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精錬剤の反応効率の大きな上吹き方法を提供
する。 【解決手段】 真空脱ガス装置の真空槽内の溶鋼表面に
精錬剤を上吹きする精錬工程において、上吹き用ランス
の下端と真空槽内の溶鋼表面との鉛直距離Hが0.5〜
3.1mであり、真空槽内の真空度Pが13.3〜13
300Pa、精錬剤供給速度Vが0.1〜4kg/(溶鋼質
量トン・min )、精錬剤とともに真空槽内の溶鋼表面に
吹き付けられるキャリアーガスガス流量Qが0.3〜5
3 (標準状態)/min であり、前記H、PおよびVが
下記(1)式を満足する。 【数5】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空脱ガス装置の
真空槽内の溶鋼表面に精錬剤を上吹きする方法に関し、
特に精錬剤の反応効率の大きな上吹き方法に関する。
【0002】
【従来の技術】転炉で脱炭された溶鋼は、転炉から取鍋
へ移されガス吹き込み攪拌装置や真空脱ガス装置などで
2次精錬を行う。2次精錬の目的は、酸素、硫黄、窒
素、水素または炭素などの不純物の除去、溶鋼成分の微
調整、介在物の形態制御などがあり、最終製品の使用用
途に応じて、各種の2次精錬が施される。
【0003】2次精錬では各種処理の効率向上によるコ
スト低減が求められている。例えば特開平7−7062
8号公報には、精錬剤の添加効率と脱ガス処理効率を向
上させる方法として、減圧下の溶鋼表面に精錬剤を上吹
きする方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この方法は、真空槽内
に設置した上吹きランスからキャリヤ−ガスをもちいて
溶鋼表面に精錬剤を吹き付け、精錬剤を溶鋼内に侵入さ
せ、精錬剤と溶鋼とを反応させるものである。
【0005】従来、精錬剤の反応効率を上げるには、精
錬剤を多くすることと、上吹きランスと溶鋼表面との距
離が近いこととが精錬剤を溶鋼に効果的に侵入させるの
に有利とされてきた。しかし、必ずしも期待された効果
が得られないのが実状であった。
【0006】本発明の目的は、2次精錬における精錬剤
の反応効率の大きな上吹き方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】精錬剤を溶鋼に効果的に
侵入させるには、溶鋼表面に到達したときの精錬剤の鉛
直方向への速度が大きいことが重要である。この速度に
影響する因子として、(1)ランス−湯面間距離H、
(2)真空槽内の真空度P、(3)精錬剤供給速度V、
(4)キャリヤ−ガス流量が挙げられる。
【0008】これらの各因子の影響を内容量:180質
量トンのRH真空脱ガス装置を用いて、この真空槽内に
CaOの精錬剤を上吹きすることにより調査し結果、そ
れぞれの因子に望ましい範囲があることが判明した。以
下にその望ましい範囲について述べる (1)ランス−
湯面間距離H:Hが0.5m未満ではスプラッシュが多
くなりすぎ、連続操業が困難であり、Hが3.1mを越
えて高いと精錬剤が溶鋼まで到達できず、真空排気設備
に吸引される。従って、Hは0.5〜3.1mであるこ
とが望ましい。
【0009】(2)真空槽内の真空度P:Pが1330
0Paを越えて大気圧側になると、ランスから吐出した精
錬剤とキャリヤ−ガスの速度が急速に低下し、溶鋼に深
く侵入することが困難となり、13.3Pa未満となる
と、溶鋼に衝突した精錬剤により溶鋼が飛散してしま
い、連続操業が困難となる。従って、Pは13.3〜1
3300Paであることが望ましい。
【0010】(3)精錬剤供給速度V:Vが0.1kg/
(溶鋼質量トン・min )未満となると、精錬剤の添加時
間が長くなりすぎ、溶鋼温度低下など操業上の問題が生
じ、4kg/(溶鋼質量トン・min )を越えて高くしても
効果に差がない。従って、Vは0.1〜4kg/(溶鋼質
量トン・min )であることが望ましい。
【0011】(4)キャリアーガス流量Q: Qは0.
3m3(標準状態)/min 未満では、ガス流速が遅すぎ
精錬剤を溶鋼に侵入させることができず精錬反応が進行
しないし、5m3 (標準状態)/min を越えて高いと溶
鋼飛散が激しくなり操業管理上問題となる。従って、Q
は0.3〜5m3 (標準状態)/min であることが望ま
しい。
【0012】以上から、H、P、VおよびQの上下限が
明らかとなった。一方で、VおよびQが一定条件下、H
とPとの関係を脱硫率を指標として試験を行った。
【0013】表1に上記試験の条件および結果を示す。
【0014】
【表1】 表1の囲い部分のデータに示すように、それぞれが単純
に上下限を満足した場合、脱硫率は70%以上を確保で
きるが、脱硫率は70〜98%と大きくばらつく結果と
なった。
【0015】そこで、さらにH、P、VおよびQを様々
に変化させ、脱硫率が高位安定する条件を試験調査探査
した。その結果、Qは前述した条件を満足していれば脱
硫率に影響がなく、脱硫率を高位安定させるには、Hお
よびPと、Vとの関係を明確にすることが重要であるこ
とが判明した。
【0016】図1は、横軸:2.2×10-4P+0.9
H、縦軸:Vとし、脱硫率をパラメータとして整理した
グラフである。なお、図中の○は脱硫率:90%以上、
●は脱硫率:90%未満であったことを示し、実線は傾
き1の直線である。
【0017】図1に示すように、2.2×10-4P+
0.9Hで示される値より、Vが大きい場合に、脱硫率
が90%未満となることが判明した。これは以下の理由
によると推定できる。
【0018】真空槽内の真空度Pおよびランス−湯面間
距離Hから計算される一定値に対し、精錬剤の添加速度
Vが大き過ぎると、溶鋼表面に到達した精錬剤が溶鋼に
侵入する前に、次の精錬剤が溶鋼表面に到達する。この
時、後に溶鋼に到達した精錬剤は、その前に到達した精
錬剤が存在するため溶鋼への侵入が阻害される。
【0019】上記現象が連続的に繰り返される結果、精
錬剤の溶鋼への侵入が困難となり、精錬剤の反応効率が
低下し、脱硫率が低下する。一方、図2は、横軸:7.
5×10-6P+0.09H、縦軸:Vとし、脱硫率をパ
ラメータとして整理したグラフである。
【0020】なお、図中の○は脱硫率:90%以上、●
は脱硫率:90%未満であったことを示し、実線は傾き
1の直線である。図2に示すように、7.5×10-6
+0.09Hで示される値より、Vが小さい場合に、脱
硫率が90%未満となることが判明した。これは以下の
理由によると推定できる。
【0021】真空槽内の真空度Pおよびランス−湯面間
距離Hから計算される一定値に対し、精錬剤の添加速度
Vが小さ過ぎると、1単位当りの精錬剤が受けるエネル
ギ−が大きくなる。その結果、溶鋼に接触する前に飛散
し、精錬剤の溶鋼への侵入が困難となり精錬剤の反応効
率が低下し脱硫率が低下する。
【0022】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。真空脱ガス
装置の真空槽内の溶鋼表面に精錬剤を上吹きする精錬工
程において、上吹き用ランスの下端と真空槽内の溶鋼表
面との鉛直距離Hが0.5〜3.1mであり、真空槽内
の真空度Pが13.3〜13300Pa、精錬剤供給速度
Vが0.1〜4kg/(溶鋼質量トン・min )、精錬剤と
ともに真空槽内の溶鋼表面に吹き付けられるキャリアー
ガスガス流量Qが0.3〜5m3 (標準状態)/minで
あり、前記H、PおよびVが下記(1)式を満足するこ
とを特徴とする精錬剤の上吹き方法。
【0023】
【数2】
【0024】
【発明の実施の形態】以下、転炉とRH真空脱ガス装置
とを用いて実施する場合を例に説明するが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えばDH真空脱ガス装
置のような他の真空脱ガス装置であってもよい。
【0025】転炉処理された溶鋼を取鍋へ出鋼する。こ
の取鍋をRH真空脱ガス装置へ移動し、真空脱ガス処理
行う。真空槽内に設けた上吹きランスから精錬剤を真空
槽内の溶鋼表面に下記の2条件を満足するように上吹き
する。
【0026】第1の上吹き条件は、前記の通り上吹き用
ランスの下端と真空槽内の溶鋼表面との鉛直距離Hが
0.5〜3.1mであり、真空槽内の真空度Pが13.
3〜13300Pa、精錬剤供給速度Vが0.1〜4kg/
(溶鋼質量トン・min )、精錬剤とともに真空槽内の溶
鋼表面に吹き付けられるキャリアーガスガス流量Qが
0.3〜5m3 (標準状態)/min である。
【0027】キャリアーガスガスとしては、アルゴン、
ヘリウムまたは窒素等が使用できる。第2の上吹き条件
は、P、HおよびVが下記式を満足することである。
【0028】
【数3】 P、HおよびVの内、どの因子を制御しても上記(1)
式を満足する範囲であればよく、例えば処理時間を短縮
することを優先すれば、Vを最大となるようにP、Hを
制御すればよいし、排気エネルギ−を節減したい場合、
Pを最大として、HおよびVを制御すればよい。
【0029】本発明が適用できる精錬剤は、脱硫、脱
窒、脱炭、脱水素または介在物形態制御等を目的とする
ものである。脱硫用の精錬剤としては、例えばCaO、
CaO−Al2 3 またはCaO−CaF2 等が使用で
きる。
【0030】脱窒用の精錬剤としては、例えばCaO−
Al2 3 またはAl2 3 −TiO2 等が使用でき
る。脱水素用の精錬剤としては、例えばCaOまたはC
aO−MgO等が使用できる。
【0031】脱炭用の精錬剤としては、例えばFe2
3 またはSiO2 等が使用できる。介在物形態制御用の
精錬剤としては、例えば金属Ca、金属Ca含有CaO
またはCaO−SiO2 等が使用できる。
【0032】使用する精錬剤の粒径は、2mm以下が望ま
しい。その理由は、粒径が2mmを越えて大きいと精錬剤
と溶鋼との接触面積が小さくなるおそれがあり、精錬剤
の反応効率が低下するおそれがあるからである。
【0033】上吹きに用いるランスの種類は、ストレー
トランス、ラバール型ランスまたは先細り型ランスなど
が使用できる。
【0034】
【実施例1】転炉で脱炭した溶鋼質量180トンを、取
鍋内に出鋼し、取鍋をRH真空脱ガス装置に移動し、真
空処理を開始した。
【0035】上吹き用ランスの下端と真空槽内の溶鋼表
面との鉛直距離Hが0.7〜3.5mであり、真空槽内
の真空度Pが133〜3199Pa、精錬剤供給速度Vが
0.15〜7kg/(溶鋼質量トン・min )、精錬剤とと
もに真空槽内の溶鋼表面に吹き付けられるキャリアーガ
スガス流量Qが1〜8m3 (標準状態)/min となる条
件で、真空槽内に設置した上吹きランスから精錬剤とし
てCaO(粒径1mm以下)を真空槽内の溶鋼表面に吹き
付けて脱硫処理を行った。
【0036】吹き付けに用いたランスはストレートラン
スであり、キャリヤ−ガスはArを使用した。CaOの
上吹き総量が溶鋼1質量トン当たり10kgとなるように
した。
【0037】表2にP、H、QおよびVの上吹き条件、
ならびに処理前後のS濃度を示す。
【0038】
【表2】 なお、P、H、QおよびVが同表に示す適正範囲であれ
ば(○)印を、適正範囲外であれば(×)印をそれぞれ
付けた。
【0039】また、下限Vおよび上限Vは、下記式のH
およびPから計算した数値である。
【0040】
【数4】 この下限V〜上限Vの適正範囲であれば(○)印を、適
正範囲外であれば(×)印をそれぞれ付けた。
【0041】試験番号1〜8の本発明例は、P、H、Q
およびVの適正範囲を満足し、さらに上記式から計算で
きるVの適正範囲も満足した結果、脱硫率が90%以上
が得られた。
【0042】試験番号9〜12の比較例1は、P、H、
QおよびVの適正範囲を満足したが、上記式から計算で
きるVの適正範囲から外れた結果、脱硫率が80%以下
しか得られなかった。
【0043】試験番号13〜18の比較例2は、P、
H、QおよびVの適正範囲または、上記式から計算でき
るVの適正範囲から一部外れた結果、脱硫率が40%以
下しか得られなかった。
【0044】
【発明の効果】本発明により、精錬剤の反応効率の大き
な上吹き方法を提供することが可能となり、例えば、脱
硫率を90%以上にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】横軸:2.2×10-4P+0.9H、縦軸:V
とし、脱硫率をパラメータとして整理したグラフであ
る。
【図2】横軸:7.5×10-6P+0.09H、縦軸:
Vとし、脱硫率をパラメータとして整理したグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 善彦 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 Fターム(参考) 4K013 BA02 BA05 BA09 BA11 BA14 CA01 CA02 CA12 CA15 CB04 CB09 CC04 CE01 CE02 CE05 CE07 CF13 EA02 EA03 EA04 EA05 EA09 EA25 FA04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空脱ガス装置の真空槽内の溶鋼表面に
    精錬剤を上吹きする精錬工程において、上吹き用ランス
    の下端と真空槽内の溶鋼表面との鉛直距離Hが0.5〜
    3.1mであり、真空槽内の真空度Pが13.3〜13
    300Pa、精錬剤供給速度Vが0.1〜4kg/(溶鋼質
    量トン・min )、精錬剤とともに真空槽内の溶鋼表面に
    吹き付けられるキャリアーガスガス流量Qが0.3〜5
    3 (標準状態)/min であり、前記H、PおよびVが
    下記(1)式を満足することを特徴とする精錬剤の上吹
    き方法。 【数1】
JP2000086682A 2000-03-27 2000-03-27 精錬剤の上吹き方法 Pending JP2001271117A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103225009A (zh) * 2012-01-27 2013-07-31 Jfe钢铁株式会社 高洁净度钢的熔炼方法

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Effective date: 20040615