JP2002030330A

JP2002030330A - 真空精錬炉における溶鋼の加熱方法

Info

Publication number: JP2002030330A
Application number: JP2000354273A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Murai; 剛村井; Eiju Matsuno; 英寿松野; Atsushi Watanabe; 敦渡辺; Eiji Sakurai; 栄司櫻井
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】真空精錬炉で処理中の溶鋼を酸素でＡｌを燃
焼させて加熱・昇温する際に、溶鋼の清浄性を損なうこ
となく、且つ、極低炭素鋼のような炭素濃度が低く抑え
られた鋼も炭素含有量を増加させることなく加熱・昇温
する。【解決手段】真空精錬炉１にて精錬されている溶鋼３
に、酸素又は酸素含有ガスと共に、金属Ａｌ又は金属Ａ
ｌを含有するフラックスを吹き付け又は吹き込む。その
際、溶鋼の清浄性確保の観点から、金属Ａｌを含有する
フラックスとしてＣａＯを含有するフラックスを用いる
こと、金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有するフラックスの吹
き付け又は吹き込みと同時にＣａＯを含有するフラック
スを溶鋼へ添加すること、更に、金属Ａｌの添加量に対
してＣａＯの添加量を質量比で０．９〜５．０の範囲と
することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空精錬炉で処理
中の溶鋼を酸素によるＡｌの燃焼熱で加熱・昇温する方
法に関し、詳しくは、溶鋼の清浄性を損なわずにＡｌの
燃焼熱で溶鋼を加熱する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の鉄鋼材料の高機能化及び高品質化
への要求の高まりから、燐、硫黄等の不純物元素や、脱
酸生成物、転炉スラグ、及びモールドパウダー等を起源
とする酸化物系非金属介在物を可能な限り低減すること
が要望されている。ＲＨ真空脱ガス装置等の二次精錬炉
においては、このような溶鋼の高純度化の処理を行うに
当たり、処理時間が延長して溶鋼温度の低下が問題とな
ることがある。この温度低下を補償するために、前工程
の転炉での出鋼温度を上昇させると、転炉炉体耐火物の
損耗が激しくなり、転炉炉体耐火物の原単位上昇という
弊害をもたらす。

【０００３】そのため、従来から真空精錬炉において溶
鋼を加熱する手段が数多く提案されている。例えば、特
開平５−２８７３５９号公報には、ＲＨ真空脱ガス装置
の真空槽内に設けた上吹きランスから、予めＡｌ又はＡ
ｌ含有還元剤が添加された、真空槽内の溶鋼浴面に向け
て、酸素若しくは酸化性ガスを吹き付け、添加したＡｌ
を酸素若しくは酸化性ガスで燃焼させて溶鋼を加熱・昇
温する方法が開示されている。

【０００４】又、特開平９−５３１０９号公報には、Ａ
ｌを含む溶鋼に、酸化性ガスと共にＣａＯを主体とする
フラックスを吹き付け又は吹き込んで、生成するＡｌ₂
Ｏ₃をＣａＯに吸着させて無害化する方法が開示されて
いる。

【０００５】更に、特開平７−７６７１６号公報には、
ＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内溶鋼の上方位置から、酸
素あるいは酸素含有ガスと共に炭素含有粉体を溶鋼浴面
に吹き付け、浴面直上で前記炭素含有粉体を燃焼させ、
この燃焼熱により溶鋼を加熱・昇温する方法が開示され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には以下の問題点がある。即ち、特開平５−２８
７３５９号公報及び特開平９−５３１０９号公報に開示
された方法では、予め溶鋼中に添加したＡｌを酸素若し
くは酸化性ガスで燃焼させるので、これら酸化性ガスを
溶鋼に吹き付けた際に、溶鋼中のＡｌのみならず、溶鋼
中のＭｎや溶鋼自体をも酸化し、生成したＭｎＯ及びＦ
ｅＯ等の低級酸化物は溶鋼中で還元しきれずに取鍋内の
スラグに移行し、これら低級酸化物は精錬工程の後工程
である鋳造工程において溶鋼中のＡｌと反応して溶鋼中
にＡｌ₂ Ｏ₃ を生成させ、溶鋼の清浄性を劣化させる。

【０００７】又、特開平７−７６７１６号公報に開示さ
れた方法では、炭素含有粉体を吹き付けるために、溶鋼
の炭素濃度が増加する虞があり、極低炭素鋼のような炭
素濃度が低く抑えられた鋼種には適用することができな
い。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、真空精錬炉で処理中の溶鋼を
酸素でＡｌを燃焼させて加熱・昇温する方法において、
溶鋼の清浄性を損なうことなく加熱することが可能であ
り、且つ、極低炭素鋼のような炭素濃度が低く抑えられ
たアルミキルド鋼にも適用することが可能な溶鋼の加熱
方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明による真空精
錬炉における溶鋼の加熱方法は、真空精錬炉にて精錬さ
れている溶鋼に、酸素又は酸素含有ガスと共に金属Ａｌ
を吹き付け又は吹き込むことを特徴とするものである。

【００１０】第２の発明による真空精錬炉における溶鋼
の加熱方法は、真空精錬炉にて精錬されている溶鋼に、
酸素又は酸素含有ガスと共に金属Ａｌを含有するフラッ
クスを吹き付け又は吹き込むことを特徴とするものであ
る。

【００１１】第３の発明による真空精錬炉における溶鋼
の加熱方法は、第２の発明において、Ａｌを含有するフ
ラックスがＣａＯを含有していることを特徴とするもの
である。

【００１２】第４の発明による真空精錬炉における溶鋼
の加熱方法は、第１の発明乃至第３の発明の何れかにお
いて、金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有するフラックスの吹
き付け又は吹き込みの際に、ＣａＯを含有するフラック
スを同時に溶鋼へ添加することを特徴とするものであ
る。

【００１３】第５の発明による真空精錬炉における溶鋼
の加熱方法は、第３の発明又は第４の発明において、金
属Ａｌの添加量に対してＣａＯの添加量を質量比で０．
９〜５．０の範囲とすることを特徴とするものである。

【００１４】本発明では、酸素又は酸素含有ガスと共に
金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有するフラックスを同時に溶
鋼に吹き付け又は吹き込む。溶鋼は、酸素又は酸素含有
ガス中の酸素とＡｌとの酸化反応熱により加熱される。
その際、酸素が当たる溶鋼浴面は、同時に吹き付け又は
吹き込まれた金属Ａｌにより、常にＡｌ濃度が高く保た
れるため、仮に溶鋼等が酸化されて低級酸化物が生成し
ても、Ａｌによって即時に還元されるため、取鍋内のス
ラグが低級酸化物により汚染されることはない。その結
果、鋳造工程等の真空精錬の後工程において、スラグに
よる溶鋼の再酸化を低位に保つことが可能となり、溶鋼
清浄性の劣化を防止することができる。

【００１５】金属Ａｌを含有するフラックスを添加した
場合、換言すれば金属Ａｌと同時にフラックスを添加し
た場合には、酸化性ガスとの反応や低級酸化物の還元に
より生成したＡｌ₂ Ｏ₃ が同時に添加したフラックスに
吸着されるので、生成するＡｌ₂ Ｏ₃ による清浄性の劣
化も防止される。

【００１６】特に、Ａｌを含有するフラックスがＣａＯ
を含有する場合、及び、ＣａＯを含有するフラックス
を、金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有するフラックスと同時
に添加した場合には、生成したＡｌ₂ Ｏ₃ はＣａＯと反
応して低融点のＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃ 化合物となり、Ａｌ₂
Ｏ₃ 系介在物の無害化が促進され、溶鋼の清浄性が向
上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づき説明
する。図１は、真空精錬炉として本発明で用いたＲＨ真
空脱ガス装置の縦断面概略図である。

【００１８】図１に示すように、ＲＨ真空脱ガス装置１
は、上部槽６及び下部槽７からなる真空槽５と、下部槽
７の下部に設けた上昇側浸漬管８及び下降側浸漬管９と
で、その基部が構成されており、上部槽６には、真空槽
５内に合金やフラックス等の原料を供給するための原料
投入口１１、及び排気装置（図示せず）と接続し、真空
槽５内を排気する際のガス排出流路となるダクト１２が
設けられ、又、上昇側浸漬管８にはＡｒ吹き込み管１０
が設けられている。Ａｒ吹き込み管１０からは環流用Ａ
ｒが上昇側浸漬管８内に吹き込まれる構造となってい
る。

【００１９】上部槽６には上下動可能な水冷型の上吹き
ランス１３が上部槽６の天蓋を貫通して設置されてい
る。又、取鍋２と真空槽５の側壁との間隙を昇降して溶
鋼３に浸漬し、その先端１４ａが上昇側浸漬管８の直下
に位置することができるようになっているインジェクシ
ョンランス１４が設置されている。更に、下部槽７に
は、下部槽７内の溶鋼３の湯面下を貫通する羽口１５が
設置されている。

【００２０】上吹きランス１３からは、酸素又は酸素含
有ガスと共に金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有するフラック
スが真空槽５内の溶鋼湯面に吹き付けられ、又、インジ
ェクションランス１４、及び羽口１５からは、酸素又は
酸素含有ガスと共に金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有するフ
ラックスが真空槽５内を通る溶鋼３中に吹き込まれる構
造となっている。上吹きランス１３、インジェクション
ランス１４、及び羽口１５からは、酸素又は酸素含有ガ
スを単独で吹き込むことも、更に、不活性ガスを搬送ガ
スとして用いれば、金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有するフ
ラックス、更にはＣａＯを含有するフラックスを単独で
添加することも可能である。

【００２１】尚、図１のＲＨ真空脱ガス装置１では、酸
素又は酸素含有ガスと共に金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有
するフラックスの吹き込みを可能とする設備として、上
吹きランス１３、インジェクションランス１４、及び羽
口１５の３種の設備が設置されているが、本発明を実施
するために、これらの全てを備える必要はなく、この内
の１種以上の設備を有していれば、本発明を実施するこ
とができる。

【００２２】このような構成のＲＨ真空脱ガス装置１に
おける本発明の適用方法を以下に説明する。先ず、転炉
や電気炉等で精錬して溶鋼３を得て、取鍋２に出鋼し、
溶鋼３を収納する取鍋２を真空槽５の直下に搬送する。
取鍋２内には転炉や電気炉での精錬で発生したスラグ４
が一部混入し、溶鋼３の湯面を覆っている。尚、スラグ
４による溶鋼３の酸化を防止して、より清浄性の優れた
鋼を製造するために、出鋼後、取鍋２内のスラグ４中に
金属Ａｌ、Ａｌ灰等の脱酸剤又はＣａＯ系のフラックス
を添加し、スラグ４中のＦｅＯ、ＭｎＯ等の低級酸化物
を予め還元しておくことが好ましい。

【００２３】次いで、昇降装置（図示せず）にて取鍋２
を上昇させ、上昇側浸漬管８及び下降側浸漬管９を取鍋
２内の溶鋼３に浸漬させる。そして、Ａｒ吹き込み管１
０から上昇側浸漬管８内にＡｒを吹き込むと共に、真空
槽５内を排気装置にて排気して真空槽５内を減圧する。
真空槽５内が減圧されると、取鍋２内の溶鋼３は、Ａｒ
吹き込み管１０から吹き込まれるＡｒと共に上昇側浸漬
管８を上昇して真空槽５内に流入し、その後、下降側浸
漬管９を介して取鍋２に戻る流れ、所謂、環流を形成し
てＲＨ真空脱ガス精錬が施される。

【００２４】処理する溶鋼３の用途に基づき、脱水素、
脱炭等のＲＨ真空脱ガス精錬を施した後、溶鋼３が未脱
酸状態であれば、溶鋼３を脱酸するために必要な量の金
属Ａｌを原料投入口１１から溶鋼３に添加して溶鋼３を
脱酸した後、溶鋼３の加熱が必要である場合には、本発
明による溶鋼加熱を以下に記載するように実施する。

【００２５】上吹きランス１３、インジェクション１
４、及び羽口１５の１種以上から、溶鋼３の温度上昇に
必要な量の酸素又は酸素含有ガスと、金属Ａｌ又は金属
Ａｌを含有するフラックスとを、同時に溶鋼３に吹き付
け又は吹き込む。その際、吹き込む酸素の溶鋼３への歩
留まりは、ＲＨ真空脱ガス装置１の形状、設備の寸法の
他、その時の精錬条件によっても変化するため、種々の
条件で予め測定しておく必要がある。又、金属Ａｌ又は
金属Ａｌを含有するフラックスの添加量は、添加するＡ
ｌ純分が温度上昇に必要な量の酸素とＡｌ₂ Ｏ₃ を生成
する量論比に従うようにすれば良い。但し、上吹きラン
ス１３を介して添加する場合には、金属Ａｌが排気用の
ダクト１２に排ガスと共に吸引される可能性があるた
め、溶鋼３への添加歩留まりを予め測定しておく必要が
ある。加熱時間は、真空槽５及び取鍋２からの放熱を少
なくするために、数分間程度の短時間で行うことが望ま
しい。

【００２６】金属Ａｌを含有するフラックス、即ち、金
属Ａｌと共に添加するフラックスとしては、ＣａＯ系、
ＳｉＯ₂ 系、ＣａＯ−ＳｉＯ₂ 系、ＭｇＯ−ＳｉＯ₂ 系
等を使用することができるが、前述したように、生成す
るＡｌ₂ Ｏ₃ と低融点化合物を形成するＣａＯ系フラッ
クスを使用することが好ましい。

【００２７】又、生成するＡｌ₂ Ｏ₃ を低融点化させる
ために、金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有するフラックスの
添加と同時に、ＣａＯを含有するフラックスを溶鋼３に
添加しても良い。ＣａＯを含有するフラックスは、原料
投入口１１や、金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有するフラッ
クスを添加していない、上吹きランス１３、インジェク
ション１４、又は羽口１５から添加することができる。
ここで、ＣａＯを含有するフラックスとは、主成分がＣ
ａＯであるフラックスであり、従って、その含有量は問
わない。

【００２８】更に、低融点化合物を容易に生成させるた
めに、金属Ａｌの添加量に対してＣａＯの添加量が質量
比で０．９〜５．０の範囲となるように、ＣａＯの添加
量を調整することが好ましい。即ち、金属Ａｌを含むフ
ラックスのみを添加する場合には、フラックス中の金属
Ａｌに対するＣａＯの質量比を０．９から５．０に予め
調整しておけば良く、又、金属Ａｌ若しくは金属Ａｌを
含有するフラックスと同時に、ＣａＯを含有するフラッ
クスを添加する場合には、金属Ａｌの添加量に対して、
添加するＣａＯの総量が０．９〜５．０の範囲となるよ
うに、ＣａＯを含有するフラックスの添加量を調整すれ
ば良い。

【００２９】加熱処理終了後、加熱処理時に発生したＡ
ｌ₂ Ｏ₃ を浮上・除去させるために、溶鋼３を数分間程
度環流させることが好ましい。尚、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａ
ｌ等の成分を調整する必要がある場合には、この環流時
に同時に行えば良い。その後、真空槽５を大気圧に戻し
てＲＨ真空脱ガス精錬を終了し、次工程の連続鋳造設備
や普通造塊設備等の鋳造設備に取鍋２を搬出して溶鋼３
を鋳造する。

【００３０】このようにして溶鋼３を加熱することで、
酸素とＡｌとの反応が効率的に起こり、取鍋２内のスラ
グ４を低級酸化物で汚染することなく、目標温度まで溶
鋼３を加熱することが可能となる。

【００３１】尚、上記説明では真空精錬炉としてＲＨ真
空脱ガス装置１を用いた場合について説明したが、本発
明はＲＨ真空脱ガス装置１に限るものではなく、ＤＨ真
空脱ガス装置やＶＡＤ装置等の真空精錬炉に適用するこ
とができる。

【００３２】

【実施例】［実施例１］図１に示すＲＨ真空脱ガス装置
を用い、上吹きランスから酸素と共に金属Ａｌを吹き付
けた実施例１を以下に説明する。対象とした溶鋼は、高
炉から出銑された溶銑を転炉精錬して取鍋に出鋼したも
ので、溶鋼の炭素濃度は０．０４質量％、転炉からの出
鋼量は２５０トンであり、未脱酸の状態でＲＨ真空脱ガ
ス装置に搬送した。

【００３３】取鍋内スラグの組成はＣａＯ−ＳｉＯ₂ −
Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＭｇＯ系であり、出鋼後、ＣａＯを主成分
とするスラグ改質剤を取鍋内に添加して、スラグのＴ．
ＦｅとＭｎＯの合計濃度を４質量％以下に調整した。
尚、Ｔ．Ｆｅとはスラグ中の全ての鉄酸化物（ＦｅＯや
Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）の鉄分の合計値である。

【００３４】環流用Ａｒ流量を３０００Ｎｌ／ｍｉｎ、
真空槽内の圧力を６６．７〜２６６．６Ｐａ（０．５〜
２ｔｏｒｒ）まで減圧して所定時間真空脱炭精錬を行っ
た後、溶鋼中の溶解酸素濃度を酸素プローブにて測定
し、溶解酸素濃度に基づいて算出した所定量の金属Ａｌ
を原料投入口から添加して溶鋼を脱酸した。

【００３５】金属Ａｌの添加直後から、溶鋼を環流させ
つつ、上吹きランスから５００００Ｎｌ／ｍｉｎの酸素
と、８０ｋｇ／ｍｉｎの金属Ａｌとを溶鋼に吹き付け、
溶鋼を加熱した。酸素の吹き付け量及び金属Ａｌの投入
量は予め求めた歩留まりに基づき決定した。具体的に
は、酸素の歩留まりを６０％、金属Ａｌの歩留まりを１
００％とした。そして、酸素と金属Ａｌとを３分間吹き
付けて加熱処理を終了し、その後、溶鋼の成分調整を行
い、ＲＨ真空脱ガス精錬を終了した。その際、加熱処理
の前後に取鍋内のスラグを採取して低級酸化物の濃度変
化を調査した。

【００３６】又、比較のために、金属Ａｌによる溶鋼の
脱酸までは上記と同一の方法で処理し、加熱に必要な金
属Ａｌも金属Ａｌによる脱酸時に添加して、その後上吹
きランスから酸素のみを吹き付けた場合（比較例１）
と、上吹きランスから酸素を吹き付けると共に原料投入
口から加熱に必要な金属Ａｌを添加した場合（比較例
２）も実施した。この場合、酸素吹き付け量は実施例１
と同一である。比較例１、２においても加熱処理の前後
に取鍋内のスラグを採取して低級酸化物の濃度変化を調
査した。

【００３７】図２は、このようにして調査した実施例１
及び比較例１、２における取鍋内スラグの低級酸化物の
濃度変化を示す図である。図２に示すように、スラグの
Ｔ．ＦｅとＭｎＯの合計濃度の加熱処理前後における増
加量は、本発明による実施例１では０．５質量％以下で
あり低く抑えられているが、比較例１では２．５〜３．
５質量％、比較例２では１．５〜２．０質量％であり、
比較例では何れも大幅に増加した。又、図には示さない
が実施例１、比較例１、及び比較例２のどれにおいて
も、溶鋼の温度上昇は同等であった。

【００３８】以上説明したように、本発明による溶鋼の
加熱方法を用いることで、Ａｌを予め溶鋼に添加した
り、又は、酸素の当たらない位置にＡｌを添加した場合
に比べ、吹き付けられる酸素の当たる位置の溶鋼中Ａｌ
濃度が高く保持され、取鍋内スラグ中の低級酸化物の濃
度上昇を抑えることが可能であることが分かった。

【００３９】［実施例２］図１に示すＲＨ真空脱ガス装
置を用い、上吹きランスから酸素と共に、金属Ａｌを４
０質量％含有し、ＣａＯを６０質量％含有するフラック
スを吹き付けた実施例２を以下に説明する。対象とした
溶鋼は、高炉から出銑された溶銑を転炉精錬して取鍋に
出鋼したもので、溶鋼の炭素濃度は０．０４質量％、転
炉からの出鋼量は２５０トンであり、未脱酸の状態でＲ
Ｈ真空脱ガス装置に搬送した。

【００４０】取鍋内スラグの組成はＣａＯ−ＳｉＯ₂ −
Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＭｇＯ系であり、出鋼後、ＣａＯを主成分
とするスラグ改質剤を取鍋内に添加して、スラグのＴ．
ＦｅとＭｎＯの合計濃度を４質量％以下に調整した。

【００４１】環流用Ａｒ流量を３０００Ｎｌ／ｍｉｎ、
真空槽内の圧力を６６．７〜２６６．６Ｐａ（０．５〜
２ｔｏｒｒ）まで減圧して所定時間真空脱炭精錬を行っ
た後、溶鋼中の溶解酸素濃度を酸素プローブにて測定
し、溶解酸素濃度に基づいて算出した所定量の金属Ａｌ
を原料投入口から添加して溶鋼を脱酸した。

【００４２】金属Ａｌの添加直後から、溶鋼を環流させ
つつ、上吹きランスから酸素を５００００Ｎｌ／ｍｉｎ
で溶鋼に吹き付けながら、この酸素と共に、４０質量％
の金属Ａｌと６０質量％のＣａＯを含有するフラックス
を２００ｋｇ／ｍｉｎで溶鋼に吹き付け、溶鋼を加熱し
た。酸素の吹き付け量及び金属Ａｌの投入量は予め求め
た歩留まりに基づき決定した。具体的には、酸素の歩留
まりを６０％、金属Ａｌの歩留まりを１００％とした。
そして、３分間吹き付けて加熱処理を終了し、その後、
溶鋼の成分調整を行い、ＲＨ真空脱ガス精錬を終了し
た。その際、加熱処理の前後に取鍋内のスラグを採取し
て低級酸化物の濃度変化を調査した。

【００４３】又、比較のために、金属Ａｌによる溶鋼の
脱酸までは上記と同一の方法で処理し、加熱に必要な金
属Ａｌも金属Ａｌによる脱酸時に添加して、その後上吹
きランスから酸素のみを吹き付けた場合（比較例３）
と、加熱に必要な金属Ａｌも金属Ａｌによる脱酸時に添
加して、その後上吹きランスから酸素と共にＣａＯを１
２０ｋｇ／ｍｉｎで吹き付けた場合（比較例４）も実施
した。この場合、酸素吹き付け量は実施例２と同一であ
る。比較例３、４においても加熱処理の前後に取鍋内の
スラグを採取して低級酸化物の濃度変化を調査した。

【００４４】図３は、このようにして調査した実施例２
及び比較例３、４における取鍋内スラグの低級酸化物の
濃度変化を示す図である。図３において、符号●は実施
例２、符号○は比較例３、符号◇は比較例４を表してい
る。図３に示すように、スラグのＴ．ＦｅとＭｎＯの合
計濃度の加熱処理前後における増加量は、本発明による
実施例２では低く抑えられているが、比較例３及び比較
例４では大幅に増加した。又、図には示さないが実施例
２、比較例３、及び比較例４のどれにおいても、溶鋼の
温度上昇は同等であった。

【００４５】以上から、本発明による溶鋼の加熱方法を
用いることで、取鍋内スラグ中の低級酸化物の濃度上昇
を抑えることが可能であることが分かった。

【００４６】［実施例３］図１に示すＲＨ真空脱ガス装
置を用い、上吹きランスから酸素と共に金属Ａｌを吹き
付け、同時に、原料投入口からＣａＯを９０質量％含有
するフラックスを添加した実施例３を以下に説明する。
対象とした溶鋼は、高炉から出銑された溶銑を転炉精錬
して取鍋に出鋼したもので、溶鋼の炭素濃度は０．０４
質量％、転炉からの出鋼量は２５０トンであり、未脱酸
の状態でＲＨ真空脱ガス装置に搬送した。

【００４７】取鍋内スラグの組成はＣａＯ−ＳｉＯ₂ −
Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＭｇＯ系であり、出鋼後、ＣａＯを主成分
とするスラグ改質剤を取鍋内に添加して、スラグのＴ．
ＦｅとＭｎＯの合計濃度を４質量％以下に調整した。

【００４８】環流用Ａｒ流量を３０００Ｎｌ／ｍｉｎ、
真空槽内の圧力を６７〜２６７Ｐａ（０．５〜２ｔｏｒ
ｒ）まで減圧して所定時間真空脱炭精錬を行った後、溶
鋼中の溶解酸素濃度を酸素プローブにて測定し、溶解酸
素濃度に基づいて算出した所定量の金属Ａｌを原料投入
口から添加して溶鋼を脱酸した。

【００４９】金属Ａｌの添加直後から、溶鋼を環流させ
つつ、上吹きランスから酸素を５００００Ｎｌ／ｍｉｎ
で溶鋼に吹き付けながら、この酸素と共に金属Ａｌを８
０ｋｇ／ｍｉｎで溶鋼に吹き付け、溶鋼を加熱した。
又、酸素の吹き付け開始とほぼ同時期から、原料投入口
からＣａＯを９０質量％含有するフラックスを１２０ｋ
ｇ／ｍｉｎで溶鋼に添加した。酸素の吹き付け量、金属
Ａｌの投入量、及びＣａＯ含有フラックスの添加量は、
予め求めた歩留まりに基づき決定した。具体的には、酸
素の歩留まりを６０％、金属Ａｌの歩留まりを１００％
とし、又、ＣａＯ含有フラックスの歩留まりは、スラグ
の量及び組成に基づくマスバランスから１００％とし
た。因みに、この場合の金属Ａｌの添加量に対するＣａ
Ｏの添加量の質量比は１．３５（＝１２０×０．９／８
０）である。

【００５０】そして、３分間で加熱処理を終了し、その
後、溶鋼の成分調整を行い、ＲＨ真空脱ガス精錬を終了
した。その際、加熱処理の前後に取鍋内のスラグを採取
して低級酸化物の濃度変化を調査した。

【００５１】又、比較のために、金属Ａｌによる溶鋼の
脱酸までは上記と同一の方法で処理し、加熱に必要な金
属Ａｌも金属Ａｌによる脱酸時に添加して、その後上吹
きランスから酸素のみを吹き付けた場合（比較例５）
と、加熱に必要な金属Ａｌも金属Ａｌによる脱酸時に添
加して、その後上吹きランスから酸素と共にＣａＯを１
５０ｋｇ／ｍｉｎで吹き付けた場合（比較例６）も実施
した。この場合、酸素吹き付け量は実施例３と同一であ
る。比較例５、６においても加熱処理の前後に取鍋内の
スラグを採取して低級酸化物の濃度変化を調査した。

【００５２】図４は、このようにして調査した実施例３
及び比較例５、６における取鍋内スラグの低級酸化物の
濃度変化を示す図である。図４において、符号●は実施
例３、符号○は比較例５、符号◇は比較例６を表してい
る。図４に示すように、スラグのＴ．ＦｅとＭｎＯの合
計濃度の加熱処理前後における増加量は、本発明による
実施例３では低く抑えられているが、比較例５及び比較
例６では大幅に増加した。又、図には示さないが実施例
３、比較例５、及び比較例６のどれにおいても、溶鋼の
温度上昇は同等であった。

【００５３】以上から、本発明による溶鋼の加熱方法を
用いることで、取鍋内スラグ中の低級酸化物の濃度上昇
を抑えることが可能であることが分かった。

【００５４】［実施例４］図１に示すＲＨ真空脱ガス装
置を用い、Ａｌ添加量に対するＣａＯ添加量の質量比を
変更し、溶鋼の清浄性に及ぼすＣａＯ添加量の影響を調
査した。試験は、次の２通りの方法で実施した。１つの
方法は、フラックス中のＣａＯの配合量を変えて、フラ
ックス中の金属ＡｌとＣａＯとの比率を変化させた以外
は実施例２と同一方法で行ない、他の方法は、ＣａＯを
９０質量％含有するフラックスの添加速度を変化させた
以外は実施例３と同一方法で行った。

【００５５】溶鋼の清浄性は、ＲＨ真空脱ガス装置で精
錬した溶鋼を連続鋳造機にてスラブ鋳片に鋳造し、熱間
圧延及び冷間圧延を経て、薄鋼板製品とし、薄鋼板製品
における介在物性表面欠陥の発生率を指数化した製品欠
陥指数で評価した。製品欠陥指数が低いほど、清浄性が
高いことを表している。尚、この実施例において、ＲＨ
真空脱ガス精錬終了時の取鍋内スラグのＴ．ＦｅとＭｎ
Ｏの合計濃度は２．０〜３．８質量％であった。

【００５６】図５は、このようにして調査したＡｌ添加
量に対するＣａＯ添加量の質量比（ＣａＯ添加量／Ａｌ
添加量）と薄鋼板での製品欠陥指数との関係を示す図で
ある。図５から明らかなように、Ａｌ添加量に対するＣ
ａＯ添加量の質量比（ＣａＯ添加量／Ａｌ添加量）が
０．９〜５．０の範囲では欠陥発生率が低位に抑えられ
ており、ＣａＯを添加することによりＡｌ₂ Ｏ₃ 系介在
物の無害化も可能であることが分かった。

【００５７】

【発明の効果】本発明では、真空精錬炉にて精錬されて
いる溶鋼に酸素又は酸素含有ガスと共に金属Ａｌ又は金
属Ａｌを含有するフラックスを吹き付け又は吹き込むの
で、酸素とＡｌとの反応が効率的に起こり、取鍋内のス
ラグを低級酸化物で汚染することなく溶鋼を加熱するこ
とができる。又、発熱源がＡｌであるので、極低炭素鋼
のような炭素濃度が低く抑えられたアルミキルド鋼にも
適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いたＲＨ真空脱ガス装置の縦断面概
略図である。

【図２】実施例１における加熱処理前後のスラグ中低級
酸化物の濃度変化を示す図である。

【図３】実施例２における加熱処理前後のスラグ中低級
酸化物の濃度変化を示す図である。

【図４】実施例３における加熱処理前後のスラグ中低級
酸化物の濃度変化を示す図である。

【図５】実施例４においてＡｌ添加量に対するＣａＯ添
加量の質量比と製品欠陥指数との関係を調査した結果を
示す図である。

【符号の説明】

１ＲＨ真空脱ガス装置２取鍋３溶鋼４スラグ５真空槽６上部槽７下部槽８上昇側浸漬管９下降側浸漬管１０Ａｒ吹き込み管１３上吹きランス１４インジェクションランス１５羽口

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ２１Ｃ 7/04 Ｃ２１Ｃ 7/04 Ｂ 7/072 7/072 Ｓ (72)発明者渡辺敦東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者櫻井栄司東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 4K013 AA07 AA09 BA14 CA04 CB03 CD07 CE01 CE02 CE04 CE07 DA10 DA12 DA14 EA03 EA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空精錬炉にて精錬されている溶鋼に、
酸素又は酸素含有ガスと共に金属Ａｌを吹き付け又は吹
き込むことを特徴とする真空精錬炉における溶鋼の加熱
方法。
【請求項２】真空精錬炉にて精錬されている溶鋼に、
酸素又は酸素含有ガスと共に金属Ａｌを含有するフラッ
クスを吹き付け又は吹き込むことを特徴とする真空精錬
炉における溶鋼の加熱方法。
【請求項３】金属Ａｌを含有するフラックスがＣａＯ
を含有していることを特徴とする請求項２に記載の真空
精錬炉における溶鋼の加熱方法。
【請求項４】金属Ａｌ又は金属Ａｌを含有するフラッ
クスの吹き付け又は吹き込みの際に、ＣａＯを含有する
フラックスを同時に溶鋼へ添加することを特徴とする請
求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の真空精錬炉に
おける溶鋼の加熱方法。
【請求項５】金属Ａｌの添加量に対してＣａＯの添加
量を質量比で０．９〜５．０の範囲とすることを特徴と
する請求項３又は請求項４に記載の真空精錬炉における
溶鋼の加熱方法。