JP2018109213A - Method and apparatus for desulfurizing molten steel - Google Patents

Method and apparatus for desulfurizing molten steel Download PDF

Info

Publication number
JP2018109213A
JP2018109213A JP2017000330A JP2017000330A JP2018109213A JP 2018109213 A JP2018109213 A JP 2018109213A JP 2017000330 A JP2017000330 A JP 2017000330A JP 2017000330 A JP2017000330 A JP 2017000330A JP 2018109213 A JP2018109213 A JP 2018109213A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lance
molten steel
vacuum chamber
center
blowing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017000330A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6848437B2 (en
Inventor
宏規 鈴木
Hiroki Suzuki
宏規 鈴木
秀平 笠原
Shuhei Kasahara
秀平 笠原
礼太 齊藤
Reita Saito
礼太 齊藤
正俊 大塚
Masatoshi Otsuka
正俊 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp filed Critical Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority to JP2017000330A priority Critical patent/JP6848437B2/en
Publication of JP2018109213A publication Critical patent/JP2018109213A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6848437B2 publication Critical patent/JP6848437B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently and stably melt a low-S steel having S concentration of 50 ppm or less using a smaller amount of desulfurization flux by RH-PB method without using fluorite CaF, which has a large environmental load.SOLUTION: When a molten steel 2 is desulfurized by RH-PB method, an eccentric lance 13 in which the central direction of the powder injection direction is inclined with respect to the direction of the center axis of the lance is used as a top-blown lance. The distance L from a lance hole 18 of the eccentric lance 13 to the intersection point between the extension of the center axis of the eccentric lance 13 and the recycling molten steel 2 is 1.5 to 3.5 m. A powdery desulfurization flux 14 containing no fluorite is blown toward the surface of the molten metal within the range of 1 m away from directly above the reflux gas blowing tuyere 7 in the horizontal direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、溶鋼の脱硫方法および脱硫装置に関する。   The present invention relates to a molten steel desulfurization method and a desulfurization apparatus.

鋼材中の不純物元素が鋼材の品質に与える影響は大きく、近年の鋼材の高級化の需要の高まりから、不純物元素を低減する技術の開発が必要とされている。不純物元素の中でも溶鋼中の硫黄(以下、「S」と記載する)は、溶鋼中の溶質元素と硫化物系介在物(鋼材中に残留した酸化物や硫化物等の非金属粒子を介在物という)を生成する。   The influence of impurity elements in steel materials on the quality of steel materials is significant, and development of technology for reducing impurity elements is required due to the recent increase in demand for upgrading steel materials. Among the impurity elements, sulfur in molten steel (hereinafter referred to as “S”) includes solute elements in molten steel and sulfide inclusions (non-metallic particles such as oxides and sulfides remaining in the steel). Generated).

鋼材中の介在物は、母材と異なる性質を有するため、鋼材の破壊の起点になり、あるいは鋼材の耐食性の低下を招く原因になる。このため、溶鋼中のS濃度を低下させることにより硫化物系介在物の生成を抑制する。例えば、油井管やラインパイプをはじめとする耐サワー性や耐HIC性を要求される管材では、S濃度が40ppm以下である低S濃度の溶鋼が要求される。   Inclusions in the steel material have properties different from those of the base material, and therefore become a starting point of destruction of the steel material or cause a decrease in the corrosion resistance of the steel material. For this reason, the production | generation of a sulfide type inclusion is suppressed by reducing the S concentration in molten steel. For example, in pipe materials that require sour resistance and HIC resistance, including oil well pipes and line pipes, molten steel having a low S concentration with an S concentration of 40 ppm or less is required.

低S濃度の溶鋼の溶製方法は、脱炭炉で脱炭処理した溶鋼を取鍋に出鋼し、次工程の二次精錬設備で脱硫処理を行う。   As a method for producing molten steel having a low S concentration, molten steel decarburized in a decarburizing furnace is taken out in a ladle and desulfurized in a secondary refining facility in the next step.

二次精錬は、(a)炭素、水素、窒素等の濃度の低減あるいは制御を目的として、溶鋼の脱ガス処理が可能になる減圧雰囲気下での脱ガスと、(b)溶鋼中の不純物元素や介在物の除去を目的としてフラックスや媒溶剤の添加による精錬(フラックス−溶鋼間の反応)の2種類に大別される。   Secondary refining consists of (a) degassing under reduced pressure atmosphere that enables degassing of molten steel for the purpose of reducing or controlling the concentration of carbon, hydrogen, nitrogen, etc., and (b) impurity elements in molten steel And refining (reaction between flux and molten steel) by adding a flux or solvent for the purpose of removing inclusions and inclusions.

従来、上記a,b項の処理は、機能分化のためにそれぞれ別工程で行われていたが、製造コストの削減、製造設備の集約、生産の高効率化といった観点から、単一の精錬設備を用いた多機能精錬方法の開発が求められている。これに対応して、RH真空脱ガス装置における脱硫方法が開発されている。   Conventionally, the processing of the above items a and b has been performed in separate processes for functional differentiation, but from the viewpoint of reducing manufacturing costs, consolidating manufacturing facilities, and increasing production efficiency, a single refining facility is used. Development of multi-functional refining method using slag is required. In response to this, a desulfurization method in an RH vacuum degassing apparatus has been developed.

図9は、RH真空脱ガス装置(以下、「RH装置」ともいう)1により溶鋼2の精錬を行う状況を示す説明図である。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing a situation where the molten steel 2 is refined by the RH vacuum degassing apparatus (hereinafter also referred to as “RH apparatus”) 1.

図9に示すように、RH装置1は、溶鋼2を収容する取鍋3の上方に設置された真空槽4と、真空槽4の下部に設けられた上昇管5および下降管6と、上昇管5に設けられた還流ガス吹込み羽口7とを備える精錬設備であり、還流ガス吹込み羽口7から還流ガス8を上方へ吹き込むことにより溶鋼2を、上昇管5、真空槽4、下降管6および取鍋3の順に還流させることにより、主に、脱ガス処理を必要とする鋼種を溶製するために用いられ、生産性の高さから二次精錬設備として国内外で広く用いられている。   As shown in FIG. 9, the RH device 1 includes a vacuum chamber 4 installed above a ladle 3 that accommodates molten steel 2, an ascending pipe 5 and a descending pipe 6 provided below the vacuum tank 4, and an ascending This is a refining facility provided with a reflux gas injection tuyere 7 provided in the pipe 5, and the molten steel 2 is blown upward by blowing the reflux gas 8 from the reflux gas injection tuyere 7, and the riser 5, the vacuum tank 4, It is mainly used for melting steel grades that require degassing treatment by refluxing the downcomer 6 and the ladle 3 in this order, and it is widely used at home and abroad as a secondary refining equipment because of its high productivity. It has been.

そして、RH装置1で脱硫を行うため、RH装置1の真空槽4内を還流する溶鋼2の湯面に、真空槽4の内部に配置される粉体上吹きランス9から、CaOを主体とする粉状の脱硫フラックス10を吹込んで、CaOと溶鋼中のSとを反応させることにより、脱硫フラックス10の粒子(CaO粒子)の界面にCaSを固溶、析出させて粒子を除去する。以下、この脱硫方法を「RH−PB法」ともいう。   Then, in order to perform desulfurization in the RH apparatus 1, CaO is mainly formed from the powder top blowing lance 9 disposed in the vacuum tank 4 on the molten steel 2 refluxed in the vacuum tank 4 of the RH apparatus 1. The powdered desulfurization flux 10 to be blown is blown to cause CaO to react with S in the molten steel, so that CaS is dissolved and precipitated at the interface of the particles (CaO particles) of the desulfurization flux 10 to remove the particles. Hereinafter, this desulfurization method is also referred to as “RH-PB method”.

しかし、RH装置1における脱硫の反応効率は、他の反応装置を用いた脱硫方法の反応効率よりも、低いことが知られている。その理由として、真空槽4内で吹き込まれたCaO粒子が真空槽4の排気系11に吸引されて散逸すること、CaO粒子が溶鋼2に濡れ難いために溶鋼2内に巻込まれ難いこと、さらには、CaO粒子の溶鋼2との反応性が低いこと等が知られている。   However, it is known that the reaction efficiency of desulfurization in the RH apparatus 1 is lower than the reaction efficiency of the desulfurization method using other reaction apparatuses. The reason is that CaO particles blown in the vacuum chamber 4 are sucked and dissipated in the exhaust system 11 of the vacuum chamber 4, and the CaO particles are difficult to get wet in the molten steel 2, so It is known that the reactivity of CaO particles with molten steel 2 is low.

また、脱硫フラックス10の吹込み量が多いと、溶製コストが増加するだけでなく、溶鋼2の温度の低下を補うために合金添加孔12から添加されるAl量も増加し、この点からも溶製コストが増加する。このため、脱硫フラックス10の単位使用量当たりの脱硫反応効率が高いことも要求される。   Further, when the blowing amount of the desulfurization flux 10 is large, not only the melting cost increases, but also the amount of Al added from the alloy addition hole 12 to compensate for the temperature drop of the molten steel 2 increases. However, melting costs will increase. For this reason, the desulfurization reaction efficiency per unit use amount of the desulfurization flux 10 is also required to be high.

従来、この問題を解決するために、脱硫フラックス10としてホタル石CaFを用いることにより、高塩基度でCs(サルファイドキャパシティーといい、スラグおよび溶鋼間のSの分配関係を示す)が高く、低融点化によって液相になり反応界面積を増やし易いといった性質を有するスラグを生成し、フラックス−溶鋼2間の脱S反応を飛躍的に効率化させていた。 Conventionally, in order to solve this problem, by using fluorite CaF 2 as the desulfurization flux 10, Cs (referred to as sulfide capacity, indicating the S distribution relationship between slag and molten steel) is high with high basicity, By reducing the melting point, a slag having the property of becoming a liquid phase and easily increasing the reaction interface area was generated, and the de-S reaction between the flux and the molten steel 2 was dramatically improved.

しかしながら、ホタル石に含まれるフッ素は環境汚染の原因となることが知られており、近年の環境規制の観点から、製鋼工程のフッ素レス化が求められている。したがって、フッ素を用いずに、低脱S能であるRH装置1等の真空脱ガス装置における脱硫フラックス10の反応効率を向上させ、極低S鋼を溶製する技術が求められている。   However, fluorine contained in fluorite is known to cause environmental pollution, and from the viewpoint of environmental regulations in recent years, there is a demand for a fluorine-free steelmaking process. Therefore, there is a need for a technique for improving the reaction efficiency of the desulfurization flux 10 in a vacuum degassing apparatus such as the RH apparatus 1 having low desulfurization capability without using fluorine and melting ultra low S steel.

しかし、脱硫フラックス10にホタル石を用いないと、脱硫剤の凝集や反応界面積の低下により脱S反応効率が低下し易くなることは避けられない。   However, if fluorite is not used for the desulfurization flux 10, it is inevitable that the de-S reaction efficiency tends to decrease due to aggregation of the desulfurization agent and a decrease in the reaction interface area.

特許文献1には、上吹きランス9から真空槽4内の溶鋼2の浴面に、酸素もしくは酸化性ガスを吹き付けるとともに、アルミニウムまたはアルミニウム含有還元剤を添加し、その後その上吹きランス9からCaOを主成分とする脱硫フラックス10の粉末を少なくとも1kg/ton吹き付け、あるいはまた、上記の処理に加えて真空槽4内に滞留する溶鋼2の浴深さを低下させることにより、吹込んだ脱硫フラックス10の粉末を溶鋼とともに真空槽4と取鍋3との間で循環させることにより、溶鋼2の汚染を招くことなく、効率よく短時間で脱硫し、S濃度が3〜5質量%の低硫鋼を溶製する発明が開示されている。   In Patent Document 1, oxygen or an oxidizing gas is sprayed from the top blowing lance 9 to the bath surface of the molten steel 2 in the vacuum chamber 4 and aluminum or an aluminum-containing reducing agent is added. The desulfurization flux 10 containing at least 1 kg / ton of the desulfurization flux 10 as a main component is sprayed, or, in addition to the above treatment, the bath depth of the molten steel 2 staying in the vacuum chamber 4 is lowered to reduce the blown desulfurization flux. 10 powder is circulated between the vacuum tank 4 and the ladle 3 together with the molten steel, so that the molten steel 2 is desulfurized efficiently and in a short time without causing contamination, and the sulfur concentration is 3 to 5% by mass. An invention for melting steel is disclosed.

特許文献2には、脱酸を終了した溶鋼2をRH装置1により真空脱ガス処理を行う際に、真空槽4の上部より鉛直に挿設したランス9からキャリアガスとともに、CaO(生石灰)の他にCaOにCaFなどを混合して低融点化した脱硫フラックス10を上吹きして脱硫処理を行った後、溶鋼2の環流を止めない範囲の圧力レベルに高め、カルシウム合金粒を合金添加孔12から真空槽4内の溶鋼2に添加することにより効率的に高清浄鋼を溶製する発明が開示されている。 In Patent Document 2, when vacuum degassing is performed on the molten steel 2 that has been deoxidized by the RH device 1, a carrier gas is used together with a carrier gas from a lance 9 that is vertically inserted from the upper part of the vacuum chamber 4. In addition, after desulfurization treatment was performed by blowing desulfurization flux 10 mixed with CaO and CaF 2 or the like to lower the melting point, the molten steel 2 was increased to a pressure level that would not stop the reflux, and calcium alloy grains were added to the alloy. An invention is disclosed in which high-clean steel is efficiently melted by adding the holes 12 to the molten steel 2 in the vacuum chamber 4.

特開平5−287359号公報JP-A-5-287359 特開平7−70628号公報JP-A-7-70628

しかし、特許文献1,2により開示された発明では、RH装置1を用いて環境負荷の大きいホタル石を用いずに、S濃度が40ppm以下の極低S鋼を、脱硫フラックス10のより少ない単位使用量で効率的に安定して溶製することはできない。   However, in the inventions disclosed by Patent Documents 1 and 2, an extremely low S steel having an S concentration of 40 ppm or less is obtained by using the RH device 1 without using fluorite having a large environmental load, and having a smaller unit of desulfurization flux 10. It cannot be efficiently and stably melted at the amount used.

本発明は以下に列記の通りである。   The present invention is listed below.

(1)溶鋼を収容する取鍋の上方に配置された真空槽の下部に設けられた上昇管に設けられた還流ガス吹込み羽口から還流ガスを上方へ吹き込むことにより前記溶鋼を、前記上昇管、前記真空槽、該真空槽の下部に設けられた下降管および前記取鍋の順に還流させながら、前記真空槽の内部(具体的には、真空槽の水平面内の中心部)に配置された粉体上吹きランスから、還流する溶鋼の湯面に粉状の脱硫フラックスを吹込むことにより前記溶鋼を脱硫する方法において、
前記粉体上吹きランスとして、粉体吹き込み方向の中心方向がランス中心軸の方向に対してランス噴霧角度傾斜した偏心ランスを用い、
前記粉体上吹きランスのランス孔から、該粉体吹きランスの中心軸の延長と前記還流する溶鋼との交点までの距離を1.5〜3.5mとし、さらに、
前記粉状の脱硫フラックスを、前記環流ガス吹込み羽口の直上から水平方向へ1m以内離れた範囲に存在する前記湯面へ向けて、吹込む、溶鋼の脱硫方法。
(1) Ascending the molten steel by blowing a reflux gas upward from a reflux gas blowing tuyere provided in a riser pipe provided in a lower part of a vacuum tank placed above a ladle containing molten steel It is arranged inside the vacuum chamber (specifically, the central portion in the horizontal plane of the vacuum chamber) while refluxing in the order of the tube, the vacuum chamber, the downcomer provided at the bottom of the vacuum chamber, and the ladle. In the method of desulfurizing the molten steel by blowing a powdery desulfurization flux onto the molten steel surface to be recirculated from the powder blasting lance,
As the powder top blowing lance, an eccentric lance in which the center direction of the powder blowing direction is inclined with respect to the direction of the lance central axis with respect to the lance spray angle,
The distance from the lance hole of the powder blowing lance to the intersection of the extension of the central axis of the powder blowing lance and the refluxed molten steel is 1.5 to 3.5 m,
A method for desulfurizing molten steel, in which the powdery desulfurization flux is blown toward the molten metal surface located within a distance of 1 m in the horizontal direction from immediately above the reflux gas blowing tuyere.

(2)前記ランス噴霧角度θは、式(1)および式(2)を満足する、1項に記載の溶鋼の脱硫方法。
tanθ≦R/(Hlance-Y) ・・・(1)
{Rn+LH-(αn+Y)×tanθ’}/(Hlance-Y)≦tanθ ・・・(2)
ただし、
浴深Y=Hs+Ls-α(m)
溶鋼高さHs=(Pa-Pr)/ρg(m)
θ:粉体上吹きランスの噴霧角度(deg)
R:真空槽の中心部の湯面高さにおける真空槽の内径(m)
Hlance:粉体上吹きランスの先端〜真空槽の中心部の鉛直方向距離であるランス高さ(m)
Y:真空槽の底部中心における浴深(m)
Rn:真空槽の底部中心から還流ガス吹込み羽口までの水平方向距離(m)
LH:水平方向への気泡到達距離(m)
αn:真空槽の底部中心〜上昇管の還流ガス吹込み羽口までの鉛直方向距離(m)
θ’:気泡塔広がり角度であり12〜15(deg)
Hs:真空槽の中心部の溶鋼と取鍋内の溶鋼の鉛直方向距離である溶鋼高さ(m)
Ls:上昇管の溶鋼への浸漬深さ(m)
α:真空槽の底部中心槽〜上昇管の先端までの鉛直方向距離(m)
Pa:大気圧(kPa)
Pr:真空槽の槽内圧力(kPa)
ρ:溶鋼の比重(g/cm3)
g:重力加速度(g/sec2)
である。
(2) The molten steel desulfurization method according to item 1, wherein the lance spray angle θ satisfies the expressions (1) and (2).
tanθ ≦ R / (Hlance-Y) (1)
{Rn + LH- (αn + Y) × tanθ '} / (Hlance-Y) ≦ tanθ (2)
However,
Bath depth Y = Hs + Ls-α (m)
Molten steel height Hs = (Pa-Pr) / ρg (m)
θ: Spray angle of powder blast lance (deg)
R: Inner diameter of the vacuum chamber (m) at the surface height of the center of the vacuum chamber
Hlance: Lance height (m), which is the vertical distance from the tip of the powder blasting lance to the center of the vacuum chamber
Y: Bath depth at the center of the bottom of the vacuum chamber (m)
Rn: Horizontal distance from the center of the bottom of the vacuum chamber to the reflux gas injection tuyere (m)
L H : Bubble arrival distance in the horizontal direction (m)
αn: Vertical distance from the center of the bottom of the vacuum chamber to the reflux gas injection tuyere of the riser (m)
θ ′: Bubble tower spread angle, 12-15 (deg)
Hs: Molten steel height (m) which is the vertical distance between the molten steel in the center of the vacuum chamber and the molten steel in the ladle
Ls: Immersion depth of riser in molten steel (m)
α: Vertical distance from the center tank at the bottom of the vacuum chamber to the tip of the riser (m)
Pa: Atmospheric pressure (kPa)
Pr: Pressure inside the vacuum chamber (kPa)
ρ: Specific gravity of molten steel (g / cm 3 )
g: Gravitational acceleration (g / sec 2 )
It is.

(3)前記粉状の脱硫フラックスの吹込み時に、前記偏心ランスを、前記ランス中心軸を回転中心として往復回転させる、1または2項に記載の溶鋼の脱硫方法。   (3) The molten steel desulfurization method according to item 1 or 2, wherein the eccentric lance is reciprocally rotated about the lance center axis as a rotation center when the powdery desulfurization flux is injected.

(4)前記粉状の脱硫フラックスは、CaOを主体として含有し、10〜30質量%のCa系合金を含有する、1〜3項のいずれかに記載の溶鋼の脱硫方法。   (4) The desulfurization method for molten steel according to any one of items 1 to 3, wherein the powdery desulfurization flux contains CaO as a main component and contains 10 to 30% by mass of a Ca-based alloy.

(5)前記粉状の脱硫フラックスは、ホタル石を含まない、1〜4項のいずれかに記載の溶鋼の脱硫方法。   (5) The desulfurization method for molten steel according to any one of items 1 to 4, wherein the powdery desulfurization flux does not contain fluorite.

(6)溶鋼を収容する取鍋と、
前記取鍋の上方に配置される真空槽と、
該真空槽の下部に設けられて前記溶鋼に浸漬される上昇管および下降管と、
前記上昇管に設けられる還流ガス吹込み羽口とを備え、
前記還流ガス吹込み羽口から還流ガスを上方へ吹き込むことにより前記溶鋼を、前記上昇管、前記真空槽、前記下降管および前記取鍋の順に還流させながら、前記真空槽の内部に配置された粉体上吹きランスから、還流する溶鋼の湯面に粉状の脱硫フラックスを吹込むことにより前記溶鋼を脱硫する装置において、
前記粉体上吹きランスは、粉体吹き込み方向の中心方向がランス中心軸の方向に対してランス噴霧角度傾斜した偏心ランスであるとともに、前記粉状の脱硫フラックスを、前記環流ガス吹込み羽口の直上から水平方向へ1m以内離れた範囲に存在する前記湯面へ向けて、吹込み、かつ
前記粉体上吹きランスのランス孔から、該粉体吹きランスの中心軸の延長と前記還流する溶鋼との交点までの距離は1.5〜3.5mである、溶鋼の脱硫装置。
(6) a ladle containing molten steel;
A vacuum chamber disposed above the ladle;
An ascending pipe and a descending pipe provided in the lower part of the vacuum chamber and immersed in the molten steel;
A reflux gas blowing tuyere provided in the riser,
The molten steel was arranged inside the vacuum tank while refluxing the reflux gas from the tuyere of the reflux gas, and refluxing the molten steel in the order of the riser pipe, the vacuum tank, the downcomer pipe, and the ladle. In the apparatus for desulfurizing the molten steel by blowing a powdered desulfurization flux from the powder blasting lance to the molten steel surface to be refluxed,
The powder top blowing lance is an eccentric lance in which the center direction of the powder blowing direction is inclined by a lance spray angle with respect to the direction of the lance center axis, and the powdered desulfurized flux is supplied to the reflux gas blowing tuyere Blowing toward the molten steel surface within a distance of 1 m in the horizontal direction from directly above, and extending the center axis of the powder blowing lance and the reflux from the lance hole of the powder blowing lance The distance to the intersection with molten steel is 1.5 to 3.5 m.

(7)前記ランス噴霧角度θは、式(1)および式(2)を満足する、6項に記載の溶鋼の脱硫装置。
tanθ≦R/(Hlance-Y) ・・・(1)
{Rn+LH-(αn+Y)×tanθ’}/(Hlance-Y)≦tanθ ・・・(2)
ただし、
浴深Y=Hs+Ls-α(m)
溶鋼高さHs=(Pa-Pr)/ρg(m)
θ:粉体上吹きランスの噴霧角度(deg)
R:真空槽の中心部の湯面高さにおける真空槽の内径(m)
Hlance:粉体上吹きランスの先端〜真空槽の中心部の鉛直方向距離であるランス高さ(m)
Y:真空槽の底部中心における浴深(m)
Rn:真空槽の底部中心から還流ガス吹込み羽口までの水平方向距離(m)
LH:水平方向への気泡到達距離(m)
αn:真空槽の底部中心〜上昇管の還流ガス吹込み羽口までの鉛直方向距離(m)
θ’:気泡塔広がり角度であり12〜15(deg)
Hs:真空槽の中心部の溶鋼と取鍋内の溶鋼の鉛直方向距離である溶鋼高さ(m)
Ls:上昇管の溶鋼への浸漬深さ(m)
α:真空槽の底部中心槽〜上昇管の先端までの鉛直方向距離(m)
Pa:大気圧(kPa)
Pr:真空槽の槽内圧力(kPa)
ρ:溶鋼の比重(g/cm3)
g:重力加速度(g/sec2)
である。
(7) The lance spray angle θ is the molten steel desulfurization apparatus according to Item 6, which satisfies the expressions (1) and (2).
tanθ ≦ R / (Hlance-Y) (1)
{Rn + L H- (αn + Y) × tanθ '} / (Hlance-Y) ≦ tanθ (2)
However,
Bath depth Y = Hs + Ls-α (m)
Molten steel height Hs = (Pa-Pr) / ρg (m)
θ: Spray angle of powder blast lance (deg)
R: Inner diameter of the vacuum chamber (m) at the surface height of the center of the vacuum chamber
Hlance: Lance height (m), which is the vertical distance from the tip of the powder blasting lance to the center of the vacuum chamber
Y: Bath depth at the center of the bottom of the vacuum chamber (m)
Rn: Horizontal distance from the center of the bottom of the vacuum chamber to the reflux gas injection tuyere (m)
L H : Bubble arrival distance in the horizontal direction (m)
αn: Vertical distance from the center of the bottom of the vacuum chamber to the reflux gas injection tuyere of the riser (m)
θ ′: Bubble tower spread angle, 12-15 (deg)
Hs: Molten steel height (m) which is the vertical distance between the molten steel in the center of the vacuum chamber and the molten steel in the ladle
Ls: Immersion depth of riser in molten steel (m)
α: Vertical distance from the center tank at the bottom of the vacuum chamber to the tip of the riser (m)
Pa: Atmospheric pressure (kPa)
Pr: Pressure inside the vacuum chamber (kPa)
ρ: Specific gravity of molten steel (g / cm 3 )
g: Gravitational acceleration (g / sec 2 )
It is.

(8)前記粉体上吹きランスは、前記粉状の脱硫フラックスの吹込み時に、前記ランス中心軸を回転中心として往復回転自在である、6または7項に記載の溶鋼の脱硫装置。
本発明は、上吹きランスから粉体の脱硫フラックスを溶鋼に吹き込む点は特許文献2により開示された発明と同じではあるが、
(a)偏心ランスから上昇管側の溶鋼へ向けて脱硫フラックスを吹きこむことにより粉体の巻き込みを促進する点、
(b)偏心ランスを上昇管側へ向けて往復回転(スイング)することにより、脱硫剤の凝集を抑制し、噴霧範囲を拡大する点、および
(c)ホタル石CaFを含まない脱硫フラックスを用い、Ca合金の配合比率を5〜30%に調整することにより、脱S反応効率を制御する点
の3点で特許文献2に記載された発明とは相違する。
(8) The molten steel desulfurization apparatus according to 6 or 7, wherein the powder top blowing lance is reciprocally rotatable about the lance center axis when the powdery desulfurization flux is blown.
The present invention is the same as the invention disclosed in Patent Document 2 in that the powder desulfurization flux is blown from the top blowing lance into the molten steel.
(A) The point of promoting the entrainment of powder by blowing desulfurization flux from the eccentric lance toward the molten steel on the riser side,
(B) By reciprocating (swinging) the eccentric lance toward the ascending pipe side, the aggregation of the desulfurizing agent is suppressed and the spray range is expanded, and (c) a desulfurized flux not containing fluorite CaF 2 It is different from the invention described in Patent Document 2 in terms of controlling the de-S reaction efficiency by adjusting the blending ratio of Ca alloy to 5 to 30%.

本発明により、二次精錬設備であるRH真空脱ガス装置での粉体吹込みを利用して、環境負荷の大きいホタル石を用いずに、よりS濃度が40ppm以下の低S鋼を、より少ない脱硫フラックスの使用量で効率的に安定して製造できる。   According to the present invention, by using powder blowing in the RH vacuum degassing apparatus which is a secondary refining equipment, a low S steel having an S concentration of 40 ppm or less can be obtained without using fluorite having a large environmental load. It can be produced efficiently and stably with a small amount of desulfurization flux.

図1は、本発明に係るRH装置を用いて溶鋼を脱硫する状況を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a situation in which molten steel is desulfurized using the RH apparatus according to the present invention. 図2は、環流ガスにより形成されるプルームアイを示す説明図である。与する粉状の脱硫フラックス14の粒子の割合を増加することができる。FIG. 2 is an explanatory diagram showing plume eyes formed by the reflux gas. The ratio of the powdered desulfurization flux 14 particles to be applied can be increased. 図3は、ランス噴霧角度θを示すための説明図であり、図3(a)はランス噴霧角度θの上限の好適値を示し、図3(b)はランス噴霧角度θの下限の好適値を示す。FIG. 3 is an explanatory diagram for showing the lance spray angle θ, FIG. 3A shows a preferable value of the upper limit of the lance spray angle θ, and FIG. 3B shows a preferable value of the lower limit of the lance spray angle θ. Indicates. 図4は、水平方向への気泡到達距離LH(m)を示すための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for illustrating the bubble arrival distance L H (m) in the horizontal direction. 図5は、気泡塔広がり角度θ’を示すための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for illustrating the bubble column spread angle θ ′. 図6(a)は、偏心ランスを回転せずに脱硫フラックスを吹き込む場合における脱硫フラックスの噴霧範囲を示す上面図であり、図6(b)は、ランスを回転しながら脱硫フラックスを吹き込む場合における脱硫フラックスの噴霧範囲を示す上面図である。FIG. 6A is a top view showing the spraying range of the desulfurization flux when blowing the desulfurization flux without rotating the eccentric lance, and FIG. 6B is the case when blowing the desulfurization flux while rotating the lance. It is a top view which shows the spraying range of a desulfurization flux. 図7は、PB原単位と脱硫率の変化(ln[S]PB前/[S]PB後)の関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the PB basic unit and the change in the desulfurization rate (before ln [S] PB / after [S] PB). 図8は、フラックス中Ca合金濃度の変更による脱硫率の変化を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing changes in the desulfurization rate due to changes in the Ca alloy concentration in the flux. 図9は、RH装置により溶鋼の精錬を行う状況を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a situation where the molten steel is refined by the RH apparatus.

図1は、本発明に係るRH装置20を用いて溶鋼2を脱硫する状況を示す説明図であり、図2は、環流ガス8により形成されるプルームアイを示す説明図である。なお、以降の説明では、図9に示すRH装置1の各部と同じ部分には同一の符号を付けることにより、重複する説明を適宜省略する。   FIG. 1 is an explanatory view showing a situation where the molten steel 2 is desulfurized using the RH apparatus 20 according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing a plume eye formed by the reflux gas 8. In the following description, the same parts as those of the RH device 1 shown in FIG.

図1に示すように、本発明では、RH−PB法により溶鋼2を脱硫する。   As shown in FIG. 1, in the present invention, the molten steel 2 is desulfurized by the RH-PB method.

すなわち、溶鋼2を収容する取鍋3の上方には真空槽4が配置され、真空槽4の下部に設けられた上昇管5に設けられた還流ガス吹込み羽口7から、還流ガス8を上方へ吹き込む。   That is, a vacuum tank 4 is disposed above a ladle 3 that accommodates the molten steel 2, and a reflux gas 8 is supplied from a reflux gas blowing tuyere 7 provided in a rising pipe 5 provided in the lower part of the vacuum tank 4. Blow up.

これにより、溶鋼2を、上昇管5、真空槽4、下降管6および取鍋3の順に還流させながら、真空槽4の内部に配置される粉体上吹きランス13から、還流する溶鋼2の湯面に粉状の脱硫フラックス14を、例えばArガスやNガス等の不活性ガスをキャリアガスとして吹込むことにより溶鋼2を脱硫する。 As a result, the molten steel 2 is circulated from the powder top blowing lance 13 disposed inside the vacuum chamber 4 while the molten steel 2 is refluxed in the order of the ascending pipe 5, the vacuum tank 4, the downcomer pipe 6 and the ladle 3. The molten steel 2 is desulfurized by injecting a powdery desulfurization flux 14 into the molten metal surface using, for example, an inert gas such as Ar gas or N 2 gas as a carrier gas.

このように、本発明では、RH−PB法(粉体上吹きランス13を用いた粉体吹込み方式)により、合金添加孔12を介して脱硫フラックスを溶鋼2に上置きする上置き添加方式よりも粒度の細かい粉状の脱硫フラックス14を吹き込むことにより、脱硫フラックス14の粒子と溶鋼2との間の反応界面積を増加させ、反応速度を高めることができる。   Thus, in the present invention, the addition method in which the desulfurized flux is placed on the molten steel 2 through the alloy addition hole 12 by the RH-PB method (powder blowing method using the powder top blowing lance 13). By blowing the powdery desulfurization flux 14 having a finer particle size, the reaction interface area between the particles of the desulfurization flux 14 and the molten steel 2 can be increased, and the reaction rate can be increased.

本発明では、粉体上吹きランス13として、粉体吹き込み方向の中心方向がランス中心軸の方向に対して所定のランス噴霧角度θ傾斜した偏心ランス13を用いる。すなわち、偏心ランス13を用いて脱硫フラックス14の吹込み方向を上昇管5側の湯面の方向へ偏心させて、粉状の脱硫フラックス14を吹き込むことによって、図2に示すように、上昇管5側の環流ガス8によって生じるプルームアイ(スラグ16を排除した自由表面の裸湯17の面)15の溶鋼2の湯面に生成したスパウトアイにより生じた攪拌力や、溶鋼2の湯面における還流ガス8の破泡に起因する溶鋼2の流動を利用して、還流する溶鋼2に脱硫フラックス14を効率的に巻き込ませ、脱S反応へ寄与する粉状の脱硫フラックス14の粒子の割合を増加することができる。   In the present invention, an eccentric lance 13 in which the center direction of the powder blowing direction is inclined by a predetermined lance spray angle θ with respect to the direction of the lance center axis is used as the powder top blowing lance 13. That is, by using the eccentric lance 13 to decenter the blowing direction of the desulfurization flux 14 toward the hot water surface on the riser pipe 5 side and blowing the powdered desulfurization flux 14, as shown in FIG. On the molten steel 2 surface, the stirring force generated by the spout eye generated on the molten steel 2 surface of the plume eye (surface of the free surface naked hot water 17 excluding the slag 16) 15 generated by the reflux gas 8 on the 5 side Utilizing the flow of the molten steel 2 caused by the bubble breakage of the reflux gas 8, the desulfurization flux 14 is efficiently involved in the refluxing molten steel 2, and the proportion of the particles of the powdered desulfurization flux 14 contributing to the de-S reaction is determined. Can be increased.

図3は、ランス噴霧角度θを示すための説明図であり、図3(a)はランス噴霧角度θの上限の好適値を示し、図3(b)はランス噴霧角度θの下限の好適値を示す。図4は、水平方向への気泡到達距離LH(m)を示すための説明図であり、図5は、気泡塔広がり角度θ’を示すための説明図である。図3〜5を参照しながらランス噴霧角度θの好適な範囲を説明する。 FIG. 3 is an explanatory diagram for showing the lance spray angle θ, FIG. 3A shows a preferable value of the upper limit of the lance spray angle θ, and FIG. 3B shows a preferable value of the lower limit of the lance spray angle θ. Indicates. FIG. 4 is an explanatory diagram for showing the bubble arrival distance L H (m) in the horizontal direction, and FIG. 5 is an explanatory diagram for showing the bubble column spread angle θ ′. A preferred range of the lance spray angle θ will be described with reference to FIGS.

ランス噴霧角度θは、式(1)および式(2)を満足することが望ましい。
tanθ≦R/(Hlance-Y) ・・・(1)
{Rn+LH-(αn+Y)×tanθ’}/(Hlance-Y)≦tanθ ・・・(2)
ただし、
浴深Y=Hs+Ls-α(m)
溶鋼高さHs=(Pa-Pr)/ρg(m)
θ:粉体上吹きランス13の噴霧角度(deg)
R:真空槽4の中心部の湯面高さにおける真空槽4の内径(m)
Hlance:粉体上吹きランス13の先端〜真空槽4の中心部の鉛直方向距離であるランス高さ(m)
Y:真空槽4の底部中心における浴深(m)
Rn:真空槽4の底部中心から還流ガス吹込み羽口7までの水平方向距離(m)
LH:水平方向への気泡到達距離(m)
αn:真空槽4の底部中心〜上昇管5の還流ガス吹込み羽口7までの鉛直方向距離(m)
θ’:気泡塔広がり角度であり12〜15(deg)
Hs:真空槽4の中心部の溶鋼2と取鍋3の溶鋼2の鉛直方向距離である溶鋼高さ(m)
Ls:上昇管5の溶鋼2への浸漬深さ(m)
α:真空槽4の底部中心槽〜上昇管5の先端までの鉛直方向距離(m)
Pa:大気圧(kPa)
Pr:真空槽4の槽内圧力(kPa)
ρ:溶鋼2の比重(g/cm3)
g:重力加速度(g/sec2)
である。
図3(a)に示すように、ランス噴霧角度θの上限は、噴霧方向の中心軸の延長線上に真空槽4の耐火物の側壁が会合する部分となるように(溶鋼2の着地の限界点)、R/(Hlance-Y)と設定することが望ましい。
It is desirable that the lance spray angle θ satisfies the expressions (1) and (2).
tanθ ≦ R / (Hlance-Y) (1)
{Rn + L H- (αn + Y) × tanθ '} / (Hlance-Y) ≦ tanθ (2)
However,
Bath depth Y = Hs + Ls-α (m)
Molten steel height Hs = (Pa-Pr) / ρg (m)
θ: Spray angle of powder blast 13 (deg)
R: Inner diameter (m) of vacuum chamber 4 at the height of the hot water surface at the center of vacuum chamber 4
Hlance: Lance height (m) which is a vertical distance from the tip of the powder top blowing lance 13 to the center of the vacuum chamber 4
Y: Bath depth at the bottom center of vacuum chamber 4 (m)
Rn: Horizontal distance from the center of the bottom of the vacuum chamber 4 to the reflux gas blowing tuyere 7 (m)
L H : Bubble arrival distance in the horizontal direction (m)
αn: Vertical distance (m) from the center of the bottom of the vacuum chamber 4 to the reflux gas injection tuyere 7 of the riser 5
θ ′: Bubble tower spread angle, 12-15 (deg)
Hs: Molten steel height (m) which is the vertical distance between the molten steel 2 in the center of the vacuum chamber 4 and the molten steel 2 in the ladle 3
Ls: Immersion depth of riser 5 into molten steel 2 (m)
α: Vertical distance from the center tank at the bottom of the vacuum chamber 4 to the tip of the riser 5 (m)
Pa: Atmospheric pressure (kPa)
Pr: Pressure inside the vacuum chamber 4 (kPa)
ρ: Specific gravity of molten steel 2 (g / cm 3 )
g: Gravitational acceleration (g / sec 2 )
It is.
As shown in FIG. 3 (a), the upper limit of the lance spray angle θ is such that the side wall of the refractory in the vacuum chamber 4 meets the extension line of the central axis in the spray direction (the limit of landing of the molten steel 2). Point), R / (Hlance-Y) should be set.

一方、図3(b)に示すように、ランス噴霧角度θの下限は、気泡塔の上昇領域の推定域に粉体噴霧範囲が重なるように、{Rn+LH-(αn+Y)×tanθ’}/(Hlance-Y)と設定することが望ましい。 On the other hand, as shown in FIG. 3 (b), the lower limit of the lance spray angle θ is {Rn + L H − (αn + Y) × so that the powder spray range overlaps the estimated region of the rising region of the bubble column. It is desirable to set tanθ ′} / (Hlance-Y).

なお、水平方向への気泡到達距離LH(m)は、図4に示すように、修正フルード数Fr,Hとノズル径dN(mm)および還流ガス吹込み羽口7でのガス流速VH(m/sec)より、LH(m)=3.7Fr,H 1/3dN=3.7{(ρg/ρL)×(VH 2/dNg)}1/3dNとして求めることが例示される。 As shown in FIG. 4, the bubble arrival distance L H (m) in the horizontal direction is the corrected fluid number Fr, H , the nozzle diameter d N (mm), and the gas flow velocity V at the reflux gas blowing tuyere 7. From H (m / sec), L H (m) = 3.7Fr, H 1/3 d N = 3.7 {(ρg / ρL) × (V H 2 / d N g)} 1/3 d N Is exemplified.

また、気泡塔広がり角度θ’は、図5に示すように、気泡到達距離LH(m)の位置から垂直に気泡塔が形成されるとし、領域は気泡塔広がり角度θ’=12〜15°として設定することが例示される。 In addition, as shown in FIG. 5, the bubble tower spread angle θ ′ is assumed to be formed vertically from the position of the bubble arrival distance L H (m), and the region has a bubble tower spread angle θ ′ = 12 to 15 Setting as ° is exemplified.

本発明では、粉体上吹きランス13の先端のランス孔18から、還流する溶鋼2の湯面19までの間の距離(すなわち、粉体上吹きランス13の先端のランス孔18から、粉体吹きランス13の中心軸の延長と還流する溶鋼2の湯面19との交点までの距離)Lを1.5〜3.5mとする。距離Lが、1.5m未満であると粉体上吹きランス13が溶損し、一方、3.5mを超えると真空槽4内で吹き込まれた脱硫フラックス14のCaO粒子が真空槽4の排気系11に吸引されて散逸し、脱S効率を高めることができないからである。   In the present invention, the distance from the lance hole 18 at the tip of the powder top blowing lance 13 to the molten metal surface 19 of the molten steel 2 to be refluxed (that is, from the lance hole 18 at the tip of the powder top blowing lance 13 to the powder The distance L) between the extension of the central axis of the blowing lance 13 and the molten steel surface 19 of the molten steel 2 to be refluxed is set to 1.5 to 3.5 m. If the distance L is less than 1.5 m, the powder top blowing lance 13 is melted, while if it exceeds 3.5 m, the CaO particles of the desulfurization flux 14 blown in the vacuum chamber 4 are exhausted from the vacuum chamber 4. It is because it is attracted | sucked by 11 and dissipates and removal S efficiency cannot be improved.

ここで、変動する湯面19の高さHsteelは、真空槽4外雰囲気の圧力をPaとし、真空槽4内圧力をPとし、溶鋼2の密度をρとし、重力加速度をgとした場合に、Hsteel=(Pa−P)/ρgとして求められるため、距離L=粉体吹きランス13の設定高さ−Hsteel=粉体吹きランス13の設定高さ−(Pa−P)/ρgとして求める。 Here, the fluctuating height H steel of the molten metal surface 19 is a case where the pressure outside the vacuum chamber 4 is Pa, the pressure inside the vacuum chamber 4 is P, the density of the molten steel 2 is ρ, and the gravitational acceleration is g. Since H steel = (Pa−P) / ρg, the distance L = the set height of the powder blowing lance 13 −H steel = the set height of the powder blowing lance 13− (Pa−P) / ρg Asking.

本発明では、さらに、粉状の脱硫フラックス14を、環流ガス吹込み羽口7の直上から水平方向へ1m以内離れた範囲に存在する、溶鋼2の湯面へ向けて、吹込む。これにより、脱S効率を高めることができる。   In the present invention, the powdered desulfurization flux 14 is further blown toward the molten steel 2 surface, which is located within 1 m from the position directly above the reflux gas blowing tuyere 7 in the horizontal direction. Thereby, the removal S efficiency can be increased.

なお、脱硫フラックス14の粒度は10−5〜10−2mであることが好ましい。脱硫フラックス14の粒度が、10−5m未満であると真空槽3内で吹き込まれた脱硫フラックス14のCaO粒子が真空槽3の排気系11に吸引されて散逸し、脱S効率を高めることができず、一方、10−2m超であると、反応効率が低下してS濃度が50ppm以下の低S鋼を安定して溶製することができない。 In addition, it is preferable that the particle size of the desulfurization flux 14 is 10 < -5 > -10 <-2> m. When the particle size of the desulfurization flux 14 is less than 10 −5 m, the CaO particles of the desulfurization flux 14 blown in the vacuum chamber 3 are sucked into the exhaust system 11 of the vacuum chamber 3 and dissipated, thereby improving the deS-efficiency. On the other hand, when it is more than 10 −2 m, the reaction efficiency is lowered, and a low S steel having an S concentration of 50 ppm or less cannot be stably melted.

このようにして、本発明によれば、RH−PB法における脱S反応効率を高めることができ、環境負荷の大きいホタル石を用いずにS濃度が50ppm以下の低S鋼1を、より少ない脱硫フラックス14の使用量で効率的に安定して溶製できる。   Thus, according to the present invention, the de-S reaction efficiency in the RH-PB method can be increased, and the amount of low S steel 1 having an S concentration of 50 ppm or less is reduced without using fluorite having a large environmental load. The amount of desulfurization flux 14 used can be efficiently and stably melted.

図6(a)は、偏心ランス13を回転せずに脱硫フラックス14を吹き込む場合における脱硫フラックス14の噴霧範囲を示す上面図であり、図6(b)は、偏心ランス13を回転しながら脱硫フラックス14を吹き込む場合における脱硫フラックス14の噴霧範囲を示す上面図である。   6A is a top view showing a spray range of the desulfurization flux 14 when the desulfurization flux 14 is blown without rotating the eccentric lance 13, and FIG. 6B is a desulfurization while rotating the eccentric lance 13. It is a top view which shows the spraying range of the desulfurization flux 14 in the case of blowing the flux 14. FIG.

図6(a)および図6(b)に脱硫フラックス14の噴霧範囲の違いを示すように、本発明では、粉状の脱硫フラックス14の吹込み時に、偏心ランス13を、そのランス中心軸を回転中心として往復回転させることが望ましい。すなわち、RH―PB法による粉体吹込み中に、図6(a)に示すように偏心ランス13により脱硫フラックス14の吹込み方向を上昇管5側の湯面の方向へ偏心させた状態で、図6(b)に示すように、偏心ランス13をその中心軸を回転中心として往復回転(スイング)することによって、脱硫フラックス14の溶鋼2への着地点(溶鋼2への脱硫フラックス14の吹き込み位置)を変化させる。   As shown in FIG. 6 (a) and FIG. 6 (b), the difference in the spraying range of the desulfurization flux 14 is shown in the present invention. It is desirable to reciprocate as the center of rotation. That is, during the powder blowing by the RH-PB method, the blowing direction of the desulfurization flux 14 is decentered by the eccentric lance 13 toward the hot water surface on the rising pipe 5 side as shown in FIG. As shown in FIG. 6B, the eccentric lance 13 is reciprocated (swinged) around its central axis as a rotation center, whereby the desulfurization flux 14 is attached to the molten steel 2 (the desulfurization flux 14 is deposited on the molten steel 2). Change the blowing position).

これにより、吹き込まれた脱硫フラックス14の凝集抑制、および、脱硫フラックス14の噴霧範囲の拡大を図ることができ、プルームアイ15の周辺に脱硫フラックス14が吹き込まれ、脱硫フラックス14の巻き込み性を向上できるとともに、溶鋼2と脱硫フラックス14との間の脱S反応界面積を拡大することができる。本発明では、これらが相まって、脱硫フラックス14の反応が促進され、脱S率を向上できる。   Thereby, aggregation of the blown desulfurization flux 14 can be suppressed, and the spraying range of the desulfurization flux 14 can be expanded. In addition, the desulfurization reaction interfacial area between the molten steel 2 and the desulfurization flux 14 can be increased. In the present invention, these combine to accelerate the reaction of the desulfurization flux 14 and improve the desulfurization rate.

偏心ランス13を、水平面内の中心角θで、5〜180deg往復回転させることが望ましい。偏心ランス1の回転角度が5deg未満であると吹き込まれた脱硫フラックス9の凝集抑制、および、脱硫フラックス9の噴霧範囲の拡大を図ることができず、一方、偏心ランス1の回転角度が180deg超であると、溶鋼流速の早い領域を逸脱するからである。   It is desirable to reciprocate the eccentric lance 13 by 5 to 180 degrees at a central angle θ in the horizontal plane. When the rotation angle of the eccentric lance 1 is less than 5 deg, it is impossible to suppress the aggregation of the blown desulfurization flux 9 and to expand the spray range of the desulfurization flux 9, while the rotation angle of the eccentric lance 1 exceeds 180 deg. It is because it deviates from the area | region where the molten steel flow velocity is quick.

また、偏心ランス13の往復回転の回転速度は、1〜20(deg/sec)が望ましい。回転速度が1(deg/sec)未満であると粉体噴射方向の変化が小さくなり、吹き込まれた脱硫フラックス9の凝集抑制を図ることができず、20(deg/sec)超で回転させた場合は、回転による噴霧範囲拡大効果の影響が小さくなるからである。ただし、20(deg/sec)超の回転速度で吹き込んだ場合であっても、ランスの回転による脱硫促進効果を得ることは可能である。   Further, the rotational speed of the reciprocating rotation of the eccentric lance 13 is preferably 1 to 20 (deg / sec). When the rotational speed is less than 1 (deg / sec), the change in the powder injection direction becomes small, and it is impossible to suppress the aggregation of the blown desulfurization flux 9, and the rotation speed exceeds 20 (deg / sec). In this case, the effect of the spray range expansion effect due to rotation is reduced. However, even when blowing at a rotational speed of more than 20 (deg / sec), it is possible to obtain a desulfurization promoting effect by the rotation of the lance.

図7は、PB原単位と脱硫率の変化(ln[S]PB前/[S]PB後)の関係を示すグラフである。図7のグラフにおいて、「通常PB」とは、偏心ランスではなく通常のランスを用いる従来法を示し、「上昇管向きPB」とは、偏心ランスを用いる本発明法を示し、「上昇管スイングPB」とは、偏心ランスを往復回転する本発明法を示す。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the PB basic unit and the change in the desulfurization rate (before ln [S] PB / after [S] PB). In the graph of FIG. 7, “normal PB” indicates a conventional method using a normal lance instead of an eccentric lance, and “rising pipe direction PB” indicates the method of the present invention using an eccentric lance, and “rising pipe swing”. “PB” indicates the method of the present invention in which the eccentric lance is reciprocated.

図7のグラフに示すように、偏心ランス13を用いて、脱硫フラックス14を上昇管5側の湯面の方向へ向けて吹込むことにより脱硫フラックス14の吹込み量を約10%削減できる。また、偏心ランス13を、ランス中心軸を回転中心として往復回転させながら、脱硫フラックス14を吹込むことにより脱硫フラックス14の吹込み量を約20%削減できる。   As shown in the graph of FIG. 7, the blowing amount of the desulfurization flux 14 can be reduced by about 10% by blowing the desulfurization flux 14 toward the hot water surface on the ascending pipe 5 side using the eccentric lance 13. Further, the blowing amount of the desulfurization flux 14 can be reduced by about 20% by blowing the desulfurization flux 14 while reciprocating the eccentric lance 13 around the lance center axis.

脱硫フラックス14の吹込み量のこのような削減によって、製鋼スラグの発生量の削減により環境負荷を軽減でき、脱硫フラックス14に要するコストを削減できるとともに、溶鋼2の温度低下の低減による昇熱コスト(Al添加量)を削減できる。   Such a reduction in the blowing amount of the desulfurization flux 14 can reduce the environmental load by reducing the generation amount of steelmaking slag, reduce the cost required for the desulfurization flux 14, and increase the heating cost by reducing the temperature drop of the molten steel 2. (Al addition amount) can be reduced.

さらに、本発明では、粉状の脱硫フラックス14は、CaOを主体として含有し、10〜30質量%のCa系合金を含有することが望ましい。CaOを主体とする脱硫フラックス14にCa系合金を混合し、脱硫フラックス14中のCa合金の濃度を10質量%以上に制御することにより、吹込み時の溶鋼中Ca濃度を調整できる。これにより、吹込み時の溶鋼2に供給される[Ca]濃度を高めて平衡S濃度を減少させることができ、脱S反応が進行し易い条件として脱S速度を向上でき、脱S反応を効率的に進行させることができる。   Furthermore, in this invention, it is desirable for the powdery desulfurization flux 14 to contain CaO as a main component and to contain 10 to 30% by mass of a Ca-based alloy. The Ca concentration in the molten steel at the time of blowing can be adjusted by mixing the Ca-based alloy with the desulfurization flux 14 mainly composed of CaO and controlling the concentration of the Ca alloy in the desulfurization flux 14 to 10% by mass or more. As a result, the [Ca] concentration supplied to the molten steel 2 at the time of blowing can be increased to decrease the equilibrium S concentration, and the de-S rate can be improved as a condition for the de-S reaction to proceed easily. It can proceed efficiently.

Ca系合金としては、Ca−Si,Ca−Al,CaCが例示される。脱硫フラックス14におけるCaOの質量割合は例えば90%以上である。 Examples of the Ca-based alloy include Ca—Si, Ca—Al, and CaC 2 . The mass ratio of CaO in the desulfurization flux 14 is, for example, 90% or more.

図8は、フラックス中Ca合金濃度の変更による脱硫率の変化を示すグラフである。図8のグラフにおいて、「上昇管向きPB」とは、偏心ランスを用いる本発明法を示し、「フラックス中Ca合金濃度変更」とは、含有するCa合金の濃度を変更した脱硫フラックスを偏心ランスから吹き込む本発明法を示す。   FIG. 8 is a graph showing changes in the desulfurization rate due to changes in the Ca alloy concentration in the flux. In the graph of FIG. 8, “rising pipe direction PB” indicates the method of the present invention using an eccentric lance, and “Ca alloy concentration change in flux” means desulfurization flux with a changed concentration of Ca alloy contained in the eccentric lance. The method of the present invention blown from is shown.

図8のグラフに示すように、Ca合金の濃度を変更した脱硫フラックスを偏心ランスから吹き込むことにより、脱S効率をさらに高めることができる。   As shown in the graph of FIG. 8, the desulfurization efficiency can be further increased by blowing a desulfurization flux having a changed Ca alloy concentration from an eccentric lance.

このように、本発明で用いる脱硫フラックス14は、ホタル石を含まなくてもRH装置20での粉体吹込みを利用してS濃度が40ppm以下の低S鋼を、より少ない脱硫フラックス14の使用量で効率的に安定して溶製できるが、環境負荷が小さく実質的に問題を生じない少量であれば、脱硫フラックス14がホタル石を含んでいてもよい。   As described above, the desulfurization flux 14 used in the present invention is a low-S steel having an S concentration of 40 ppm or less using the powder blowing in the RH apparatus 20 without containing fluorite. The desulfurization flux 14 may contain fluorite as long as it can be efficiently and stably melted in the amount used, but the amount of environmental load is small and does not substantially cause a problem.

このようにして本発明によれば、二次精錬設備であるRH装置20での粉体吹込みを利用して、すなわちRH−PB法により、環境負荷の大きいホタル石を用いずに、S濃度が40ppm以下の低S鋼を、より少ない脱硫フラックス14の使用量で効率的に安定して溶製できる。   In this way, according to the present invention, the S concentration is obtained by utilizing the powder blowing in the RH apparatus 20 as the secondary refining equipment, that is, by using the RH-PB method without using fluorite having a large environmental load. Can be efficiently and stably melted with a smaller amount of the desulfurization flux 14 used.

出鋼温度:1600〜1700℃、出鋼C濃度:0.01〜0.20質量%、脱炭後S濃度:0.0010〜0.0050質量%の条件下で出鋼された溶鋼に、図1〜3に示すRH装置20を用いて、合金添加孔12よりCaOを上置き添加してスラグの塩基度調整を行った後、CaO系の脱硫フラックス14の粉体を偏心ランス13より溶鋼2に吹込むことにより、RH−PB法による脱硫処理を行った。   Steel discharge temperature: 1600-1700 ° C., Steel output C concentration: 0.01-0.20 mass%, S concentration after decarburization: 0.0010-0.0050 mass% 1 to 3, CaO is added over the alloy addition hole 12 to adjust the basicity of the slag, and then the CaO-based desulfurization flux 14 powder is molten from the eccentric lance 13 to the molten steel. By blowing into 2, desulfurization treatment by RH-PB method was performed.

また、従来例として、上記の溶鋼に、図9に示すRH装置1を用いて、合金添加孔12よりCaOを上置き添加してスラグの塩基度調整を行った後、CaO系の脱硫フラックス10の粉体を偏心ランス13より溶鋼2に吹込むことにより、RH−PB法による脱硫処理を行った。   Further, as a conventional example, CaO is added to the above molten steel using the RH apparatus 1 shown in FIG. Was blown into the molten steel 2 through the eccentric lance 13 to perform a desulfurization treatment by the RH-PB method.

この脱硫処理の条件(溶鋼処理量、還流量、フラックス吹き込み原単位、ランスの粉体吹込み方向、試験条件、ランス偏心角度)、および判定結果(初期S濃度、終点S濃度、脱S率/フラックス吹込み原単位、Ca系合金配合比率)を表1に示す。   Conditions for this desulfurization treatment (molten steel treatment amount, reflux amount, flux blowing basic unit, lance powder blowing direction, test conditions, lance eccentric angle) and determination results (initial S concentration, end point S concentration, desulfurization rate / Table 1 shows the flux blowing basic unit and Ca-based alloy blending ratio.

表1における試験No.1〜4では、Ca系合金の配合比率を30質量%とした脱硫フラックス14を、先端のランス孔18からランス中心軸の延長と還流する溶鋼2との交点までの距離を2mに設定した偏心ランス13から、ランス中心軸を回転中心とする中心角40°で偏心ランス13を往復回転させながら、噴霧角度θ5°で吹込み、脱硫フラックス14を、環流ガス吹込み羽口7の直上から水平方向へ1m以内離れた範囲に存在する湯面へ向けて、吹き込んだ。   Test No. 1 in Table 1 In 1-4, the desulfurization flux 14 in which the mixing ratio of the Ca-based alloy is 30 mass% is an eccentricity in which the distance from the lance hole 18 at the tip to the intersection of the extension of the lance central axis and the molten steel 2 to be returned is set to 2 m While the eccentric lance 13 is reciprocatingly rotated at a central angle of 40 ° centered on the center axis of the lance from the lance 13 and blown at a spray angle θ of 5 °, the desulfurized flux 14 is horizontal from directly above the reflux gas blowing tuyere 7. It was blown toward the hot water surface existing within a distance of 1 m in the direction.

試験No.5〜9では、Ca系合金の配合比率を10質量%とした脱硫フラックス14を、先端のランス孔18からランス中心軸の延長と還流する溶鋼2との交点までの距離を2mに設定した偏心ランス13から、ランス中心軸を回転中心とする中心角40°で偏心ランス13を往復回転させながら、噴霧角度θ5°で吹込み、脱硫フラックス14を、環流ガス吹込み羽口7の直上から水平方向へ1m以内離れた範囲に存在する湯面へ向けて、吹き込んだ。   Test No. 5 to 9, the desulfurization flux 14 having a Ca-based alloy blending ratio of 10% by mass is eccentrically set to a distance of 2 m from the lance hole 18 at the tip to the intersection of the extension of the lance central axis and the molten steel 2 to be refluxed. While the eccentric lance 13 is reciprocatingly rotated at a central angle of 40 ° centered on the center axis of the lance from the lance 13 and blown at a spray angle θ of 5 °, the desulfurized flux 14 is horizontal from directly above the reflux gas blowing tuyere 7. It was blown toward the hot water surface existing within a distance of 1 m in the direction.

試験No.10〜14では、Ca系合金の配合比率を10質量%とした脱硫フラックス14を、先端のランス孔18からランス中心軸の延長と還流する溶鋼2との交点までの距離を2mに設定した偏心ランス13から噴霧角度θ7°で吹込み、脱硫フラックス14を、環流ガス吹込み羽口7の直上から水平方向へ1m以内離れた範囲に存在する湯面へ向けて、吹き込んだ。   Test No. 10-14, the desulfurization flux 14 with a Ca-based alloy blending ratio of 10% by mass is eccentrically set to a distance of 2 m from the lance hole 18 at the tip to the intersection of the lance center axis extension and the molten steel 2 to be refluxed. The lance 13 was blown at a spray angle θ7 °, and the desulfurized flux 14 was blown toward the hot water surface existing within a range of 1 m in the horizontal direction from directly above the reflux gas blowing tuyere 7.

試験No.15〜19では、Ca系合金の配合比率を10質量%とした脱硫フラックス14を、先端のランス孔18からランス中心軸の延長と還流する溶鋼2との交点までの距離を2mに設定した偏心ランス13から噴霧角度θ5°で吹込み、脱硫フラックス14を、環流ガス吹込み羽口7の直上から水平方向へ1m以内離れた範囲に存在する湯面へ向けて、吹き込んだ。   Test No. In Nos. 15 to 19, the desulfurization flux 14 having a Ca-based alloy blending ratio of 10% by mass is eccentrically set to a distance of 2 m from the lance hole 18 at the tip to the intersection of the extension of the lance central axis and the molten steel 2 to be refluxed. The lance 13 was blown at a spray angle θ of 5 °, and the desulfurized flux 14 was blown toward the hot water surface existing within a range of 1 m in the horizontal direction from directly above the reflux gas blowing tuyere 7.

試験No.20〜24では、Ca系合金の配合比率を10質量%とした脱硫フラックス14を、先端のランス孔18からランス中心軸の延長と還流する溶鋼2との交点までの距離を2mに設定した偏心ランス13から噴霧角度θ3°で吹込み、脱硫フラックス14を、環流ガス吹込み羽口7の直上から水平方向へ1m以内離れた範囲に存在する湯面へ向けて、吹き込んだ。   Test No. 20 to 24, the desulfurization flux 14 with a Ca-based alloy blending ratio of 10% by mass is eccentrically set to a distance of 2 m from the tip lance hole 18 to the intersection of the lance central axis extension and the molten steel 2 to be refluxed. The lance 13 was blown at a spray angle θ3 °, and the desulfurization flux 14 was blown toward the hot water surface existing within 1 m in the horizontal direction from directly above the reflux gas blowing tuyere 7.

なお、試験No.1〜24では、
真空槽4の中心部の湯面高さにおける真空槽4の内径R:1.574(m)、
粉体上吹きランス13の先端〜真空槽4の中心部の鉛直方向距離であるランス高さHlance:2.5(m)、
真空槽4の底部中心から羽口7までの水平方向距離Rn:0.44(m)、
水平方向への気泡到達距離LH:0.06m)、
真空槽4の底部中心〜上昇管5の還流ガス吹込み羽口7までの鉛直方向距離αn:1.22(m)、
気泡塔広がり角度θ’:15(deg)、
上昇管5の溶鋼2への浸漬深さLs:0.5(m)、
大気圧Pa:101.325(kPa)、
真空槽4の槽内圧力Pr:5(kPa)、
真空槽4の中心部の溶鋼2と取鍋3の溶鋼2の鉛直方向距離である溶鋼高さ:1.40(m)、(槽内圧力Prが5(kPa)の場合)
真空槽4の底部中心槽〜上昇管5の先端までの鉛直方向距離α:1.62(m)、
溶鋼2の比重ρ:7(g/cm3)、
重力加速度g:9.80665(g/sec2)である。このため、真空槽4の底部中心における浴深Y:0.28(m)であった。したがって、例えば噴霧角度θ:3°および気泡塔広がり角度θ’:12°の場合には、(1)式は満足するものの(2)式は満足しない。
In Test Nos. 1 to 24,
The inner diameter R of the vacuum chamber 4 at the hot water level at the center of the vacuum chamber 4: 1.574 (m),
Lance height Hlance: 2.5 (m), which is the vertical distance from the tip of the powder top blowing lance 13 to the center of the vacuum chamber 4
Horizontal distance Rn: 0.44 (m) from the bottom center of the vacuum chamber 4 to the tuyere 7
Horizontal bubble arrival distance L H : 0.06m),
Vertical distance αn: 1.22 (m) from the center of the bottom of the vacuum chamber 4 to the reflux gas injection tuyere 7 of the riser 5
Bubble tower spread angle θ ': 15 (deg),
The immersion depth Ls of the riser pipe 5 into the molten steel 2 is 0.5 (m),
Atmospheric pressure Pa: 101.325 (kPa),
Vacuum pressure in vacuum chamber 4 Pr: 5 (kPa),
Molten steel height, which is the vertical distance between the molten steel 2 in the center of the vacuum chamber 4 and the molten steel 2 in the ladle 3, is 1.40 (m) (when the pressure Pr in the chamber is 5 (kPa))
Vertical distance α from the bottom central tank of the vacuum chamber 4 to the tip of the rising pipe 5: 1.62 (m),
Specific gravity ρ of molten steel 2: 7 (g / cm 3 ),
Gravitational acceleration g: 9.80665 (g / sec 2 ). Therefore, the bath depth Y at the center of the bottom of the vacuum chamber 4 was 0.28 (m). Therefore, for example, when the spray angle θ is 3 ° and the bubble column spread angle θ ′ is 12 °, the equation (1) is satisfied but the equation (2) is not satisfied.

一方、試験No.25〜28では、Ca系合金の配合比率を10質量%とした脱硫フラックス10を、先端のランス孔からランス中心軸の延長と還流する溶鋼2との交点までの距離を2mに設定したランス9から、ランス中心軸の方向(鉛直下方向)へ向けて吹き込んだ。   On the other hand, test no. In Nos. 25 to 28, the desulfurization flux 10 having a Ca-based alloy blending ratio of 10% by mass is set to a lance 9 in which the distance from the tip lance hole to the intersection of the extension of the lance central axis and the refluxed molten steel 2 is set to 2 m. The air was blown in the direction of the center axis of the lance (vertically downward).

表1に示すように、本発明例である試験No.1〜24は、終点S濃度:6〜18ppm,脱S率/フラックス吹込み原単位:7.6〜20.6%・ton/kgであり、RH−PB法により、環境負荷の大きいホタル石を用いずに、S濃度が40ppm以下の低S鋼を、より少ない脱硫フラックス14の使用量で効率的に安定して製造できたことが分かる。   As shown in Table 1, test no. 1 to 24 are end point S concentration: 6 to 18 ppm, desulfurization rate / flux injection basic unit: 7.6 to 20.6% · ton / kg, and the RH-PB method has a large environmental load. It can be seen that a low S steel having an S concentration of 40 ppm or less could be efficiently and stably produced with a smaller amount of desulfurization flux 14 used.

特に、試験No.15〜19と試験No.5〜9とを対比することにより、ランス中心軸を回転中心として偏心ランス13を往復回転させることにより脱硫フラックス14の使用量をいっそう削減でき、また、試験No.5〜9と試験No.1〜4とを対比することにより、ランス中心軸を回転中心として偏心ランス13を往復回転させるとともに脱硫フラックス14中のCa合金配合比率を高めることにより、脱硫フラックス14の使用量をさらにいっそう削減できることがわかる。   In particular, test no. 15-19 and Test No. 5 to 9, the amount of the desulfurization flux 14 used can be further reduced by reciprocating the eccentric lance 13 with the lance center axis as the center of rotation. 5-9 and test no. By comparing 1 to 4, the eccentric lance 13 is reciprocated around the center axis of the lance and the Ca alloy blending ratio in the desulfurized flux 14 is increased, thereby further reducing the amount of desulfurized flux 14 used. I understand.

このため、本発明によれば、例えば、油井管やラインパイプをはじめとする耐サワー性や耐HIC性を要求される管材用の溶鋼を低コストで提供できる。   For this reason, according to this invention, the molten steel for pipe materials which requires sour resistance and HIC resistance including an oil well pipe and a line pipe can be provided at low cost, for example.

これに対し、従来例である試験No.25〜28では、終点S濃度が11〜14ppmであり、S濃度が40ppm以下の低S鋼を製造できたものの、脱S率/フラックス吹込み原単位が3.7〜5.5%・ton/kgと低く、脱硫フラックス10の使用量を削減できず、製造コストが嵩んだ。   On the other hand, test No. which is a conventional example. 25 to 28, the end point S concentration was 11 to 14 ppm, and a low S steel having an S concentration of 40 ppm or less could be produced, but the de-S ratio / flux blowing basic unit was 3.7 to 5.5% · ton. The amount of desulfurization flux 10 used cannot be reduced and the manufacturing cost is increased.

1 従来のRH装置
2 溶鋼
3 取鍋
4 真空槽
5 上昇管
6 下降管
7 還流ガス吹込み羽口
8 環流ガス
9 粉体上吹きランス
10,14 脱硫フラックス
11 排気系
12 合金添加孔
13 粉体上吹きランス(偏心ランス)
15 プルームアイ
16 スラグ
17 裸湯
18 ランス孔
19 湯面
20 本発明に係るRH装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conventional RH apparatus 2 Molten steel 3 Ladle 4 Vacuum tank 5 Rising pipe 6 Lowering pipe 7 Reflux gas blowing tuyere 8 Recirculation gas 9 Powder blowing lance 10, 14 Desulfurization flux 11 Exhaust system 12 Alloy addition hole 13 Powder Top blowing lance (eccentric lance)
15 Plume eye 16 Slag 17 Bare hot water 18 Lance hole 19 Hot water surface 20 RH device according to the present invention

Claims (8)

溶鋼を収容する取鍋の上方に配置された真空槽の下部に設けられた上昇管に設けられた還流ガス吹込み羽口から還流ガスを上方へ吹き込むことにより前記溶鋼を、前記上昇管、前記真空槽、該真空槽の下部に設けられた下降管および前記取鍋の順に還流させながら、前記真空槽の内部に配置された粉体上吹きランスから、還流する溶鋼の湯面に粉状の脱硫フラックスを吹込むことにより前記溶鋼を脱硫する方法において、
前記粉体上吹きランスとして、粉体吹き込み方向の中心方向がランス中心軸の方向に対してランス噴霧角度傾斜した偏心ランスを用い、
前記粉体上吹きランスのランス孔から、該粉体吹きランスの中心軸の延長と前記還流する溶鋼との交点までの距離を1.5〜3.5mとし、さらに、
前記粉状の脱硫フラックスを、前記環流ガス吹込み羽口の直上から水平方向へ1m以内離れた範囲に存在する前記湯面へ向けて、吹込む、溶鋼の脱硫方法。
The molten steel is blown upward from a reflux gas blowing tuyere provided in a riser pipe provided at a lower portion of a vacuum chamber disposed above a ladle containing molten steel, the riser pipe, the riser pipe, While refluxing the vacuum tank, the downcomer provided in the lower part of the vacuum tank and the ladle in this order, from the powder top blowing lance placed inside the vacuum tank, In the method of desulfurizing the molten steel by blowing desulfurization flux,
As the powder top blowing lance, an eccentric lance in which the center direction of the powder blowing direction is inclined with respect to the direction of the lance central axis with respect to the lance spray angle,
The distance from the lance hole of the powder blowing lance to the intersection of the extension of the central axis of the powder blowing lance and the refluxed molten steel is 1.5 to 3.5 m,
A method for desulfurizing molten steel, in which the powdery desulfurization flux is blown toward the molten metal surface located within a distance of 1 m in the horizontal direction from immediately above the reflux gas blowing tuyere.
前記ランス噴霧角度θは、式(1)および式(2)を満足する、請求項1に記載の溶鋼の脱硫方法。
tanθ≦R/(Hlance-Y) ・・・(1)
{Rn+LH-(αn+Y)×tanθ’}/(Hlance-Y)≦tanθ ・・・(2)
ただし、
浴深Y=Hs+Ls-α(m)
溶鋼高さHs=(Pa-Pr)/ρg(m)
θ:粉体上吹きランスの噴霧角度(deg)
R:真空槽の中心部の湯面高さにおける真空槽の内径(m)
Hlance:粉体上吹きランスの先端〜真空槽の中心部の鉛直方向距離であるランス高さ(m)
Y:真空槽の底部中心における浴深(m)
Rn:真空槽の底部中心から還流ガス吹込み羽口までの水平方向距離(m)
LH:水平方向への気泡到達距離(m)
αn:真空槽の底部中心〜上昇管の還流ガス吹込み羽口までの鉛直方向距離(m)
θ’:気泡塔広がり角度であり12〜15(deg)
Hs:真空槽の中心部の溶鋼と取鍋内の溶鋼の鉛直方向距離である溶鋼高さ(m)
Ls:上昇管の溶鋼への浸漬深さ(m)
α:真空槽の底部中心槽〜上昇管の先端までの鉛直方向距離(m)
Pa:大気圧(kPa)
Pr:真空槽の槽内圧力(kPa)
ρ:溶鋼の比重(g/cm3)
g:重力加速度(g/sec2)
である。
The said lance spray angle (theta) is a desulfurization method of the molten steel of Claim 1 which satisfy | fills Formula (1) and Formula (2).
tanθ ≦ R / (Hlance-Y) (1)
{Rn + LH- (αn + Y) × tanθ '} / (Hlance-Y) ≦ tanθ (2)
However,
Bath depth Y = Hs + Ls-α (m)
Molten steel height Hs = (Pa-Pr) / ρg (m)
θ: Spray angle of powder blast lance (deg)
R: Inner diameter of the vacuum chamber (m) at the surface height of the center of the vacuum chamber
Hlance: Lance height (m), which is the vertical distance from the tip of the powder blasting lance to the center of the vacuum chamber
Y: Bath depth at the center of the bottom of the vacuum chamber (m)
Rn: Horizontal distance from the center of the bottom of the vacuum chamber to the reflux gas injection tuyere (m)
L H : Bubble arrival distance in the horizontal direction (m)
αn: Vertical distance from the center of the bottom of the vacuum chamber to the reflux gas injection tuyere of the riser (m)
θ ′: Bubble tower spread angle, 12-15 (deg)
Hs: Molten steel height (m) which is the vertical distance between the molten steel in the center of the vacuum chamber and the molten steel in the ladle
Ls: Immersion depth of riser in molten steel (m)
α: Vertical distance from the center tank at the bottom of the vacuum chamber to the tip of the riser (m)
Pa: Atmospheric pressure (kPa)
Pr: Pressure inside the vacuum chamber (kPa)
ρ: Specific gravity of molten steel (g / cm 3 )
g: Gravitational acceleration (g / sec 2 )
It is.
前記粉状の脱硫フラックスの吹込み時に、前記偏心ランスを、前記ランス中心軸を回転中心として往復回転させる、請求項1または2に記載の溶鋼の脱硫方法。   The molten steel desulfurization method according to claim 1 or 2, wherein the eccentric lance is reciprocally rotated about the center axis of the lance when the powdery desulfurization flux is blown. 前記粉状の脱硫フラックスは、CaOを主体として含有し、10〜30質量%のCa系合金を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の溶鋼の脱硫方法。   The method for desulfurizing molten steel according to any one of claims 1 to 3, wherein the powdery desulfurization flux contains CaO as a main component and contains 10 to 30% by mass of a Ca-based alloy. 前記粉状の脱硫フラックスは、ホタル石を含まない、請求項1〜4のいずれかに記載の溶鋼の脱硫方法。   The method for desulfurizing molten steel according to claim 1, wherein the powdery desulfurization flux does not contain fluorite. 溶鋼を収容する取鍋と、
前記取鍋の上方に配置される真空槽と、
該真空槽の下部に設けられて前記溶鋼に浸漬される上昇管および下降管と、
前記上昇管に設けられる還流ガス吹込み羽口とを備え、
前記還流ガス吹込み羽口から還流ガスを上方へ吹き込むことにより前記溶鋼を、前記上昇管、前記真空槽、前記下降管および前記取鍋の順に還流させながら、前記真空槽の内部に配置された粉体上吹きランスから、還流する溶鋼の湯面に粉状の脱硫フラックスを吹込むことにより前記溶鋼を脱硫する装置において、
前記粉体上吹きランスは、粉体吹き込み方向の中心方向がランス中心軸の方向に対してランス噴霧角度傾斜した偏心ランスであるとともに、前記粉状の脱硫フラックスを、前記環流ガス吹込み羽口の直上から水平方向へ1m以内離れた範囲に存在する前記湯面へ向けて、吹込み、かつ
前記粉体上吹きランスのランス孔から、該粉体吹きランスの中心軸の延長と前記還流する溶鋼との交点までの距離は1.5〜3.5mである、溶鋼の脱硫装置。
A ladle containing molten steel;
A vacuum chamber disposed above the ladle;
An ascending pipe and a descending pipe provided in the lower part of the vacuum chamber and immersed in the molten steel;
A reflux gas blowing tuyere provided in the riser,
The molten steel was arranged inside the vacuum tank while refluxing the reflux gas from the tuyere of the reflux gas, and refluxing the molten steel in the order of the riser pipe, the vacuum tank, the downcomer pipe, and the ladle. In the apparatus for desulfurizing the molten steel by blowing a powdered desulfurization flux from the powder blasting lance to the molten steel surface to be refluxed,
The powder top blowing lance is an eccentric lance in which the center direction of the powder blowing direction is inclined by a lance spray angle with respect to the direction of the lance center axis, and the powdered desulfurized flux is supplied to the reflux gas blowing tuyere Blowing toward the molten steel surface within a distance of 1 m in the horizontal direction from directly above, and extending the center axis of the powder blowing lance and the reflux from the lance hole of the powder blowing lance The distance to the intersection with molten steel is 1.5 to 3.5 m.
前記ランス噴霧角度θは、式(1)および式(2)を満足する、請求項6に記載の溶鋼の脱硫装置。
tanθ≦R/(Hlance-Y) ・・・(1)
{Rn+LH-(αn+Y)×tanθ’}/(Hlance-Y)≦tanθ ・・・(2)
ただし、
浴深Y=Hs+Ls-α(m)
溶鋼高さHs=(Pa-Pr)/ρg(m)
θ:粉体上吹きランスの噴霧角度(deg)
R:真空槽の中心部の湯面高さにおける真空槽の内径(m)
Hlance:粉体上吹きランスの先端〜真空槽の中心部の鉛直方向距離であるランス高さ(m)
Y:真空槽の底部中心における浴深(m)
Rn:真空槽の底部中心から還流ガス吹込み羽口までの水平方向距離(m)
LH:水平方向への気泡到達距離(m)
αn:真空槽の底部中心〜上昇管の還流ガス吹込み羽口までの鉛直方向距離(m)
θ’:気泡塔広がり角度であり12〜15(deg)
Hs:真空槽の中心部の溶鋼と取鍋内の溶鋼の鉛直方向距離である溶鋼高さ(m)
Ls:上昇管の溶鋼への浸漬深さ(m)
α:真空槽の底部中心槽〜上昇管の先端までの鉛直方向距離(m)
Pa:大気圧(kPa)
Pr:真空槽の槽内圧力(kPa)
ρ:溶鋼の比重(g/cm3)
g:重力加速度(g/sec2)
である。
The molten steel desulfurization apparatus according to claim 6, wherein the lance spray angle θ satisfies the expressions (1) and (2).
tanθ ≦ R / (Hlance-Y) (1)
{Rn + L H- (αn + Y) × tanθ '} / (Hlance-Y) ≦ tanθ (2)
However,
Bath depth Y = Hs + Ls-α (m)
Molten steel height Hs = (Pa-Pr) / ρg (m)
θ: Spray angle of powder blast lance (deg)
R: Inner diameter of the vacuum chamber (m) at the surface height of the center of the vacuum chamber
Hlance: Lance height (m), which is the vertical distance from the tip of the powder blasting lance to the center of the vacuum chamber
Y: Bath depth at the center of the bottom of the vacuum chamber (m)
Rn: Horizontal distance from the center of the bottom of the vacuum chamber to the reflux gas injection tuyere (m)
L H : Bubble arrival distance in the horizontal direction (m)
αn: Vertical distance from the center of the bottom of the vacuum chamber to the reflux gas injection tuyere of the riser (m)
θ ′: Bubble tower spread angle, 12-15 (deg)
Hs: Molten steel height (m) which is the vertical distance between the molten steel in the center of the vacuum chamber and the molten steel in the ladle
Ls: Immersion depth of riser in molten steel (m)
α: Vertical distance from the center tank at the bottom of the vacuum chamber to the tip of the riser (m)
Pa: Atmospheric pressure (kPa)
Pr: Pressure inside the vacuum chamber (kPa)
ρ: Specific gravity of molten steel (g / cm 3 )
g: Gravitational acceleration (g / sec 2 )
It is.
前記粉体上吹きランスは、前記粉状の脱硫フラックスの吹込み時に、前記ランス中心軸を回転中心として往復回転自在である、請求項6または7に記載の溶鋼の脱硫装置。   The molten steel desulfurization apparatus according to claim 6 or 7, wherein the powder top blowing lance is reciprocally rotatable around the center axis of the lance when the powdery desulfurization flux is blown.
JP2017000330A 2017-01-05 2017-01-05 Desulfurization method and desulfurization equipment for molten steel Active JP6848437B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017000330A JP6848437B2 (en) 2017-01-05 2017-01-05 Desulfurization method and desulfurization equipment for molten steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017000330A JP6848437B2 (en) 2017-01-05 2017-01-05 Desulfurization method and desulfurization equipment for molten steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018109213A true JP2018109213A (en) 2018-07-12
JP6848437B2 JP6848437B2 (en) 2021-03-24

Family

ID=62844360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017000330A Active JP6848437B2 (en) 2017-01-05 2017-01-05 Desulfurization method and desulfurization equipment for molten steel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6848437B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109504822A (en) * 2018-12-05 2019-03-22 鞍钢股份有限公司 A kind of RH refining rotating injecting powder device and method of deoxidation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05287359A (en) * 1992-04-14 1993-11-02 Kawasaki Steel Corp Method for desulfurizing molten steel using rh vacuum degassing apparatus
JPH0665625A (en) * 1992-08-24 1994-03-08 Sumitomo Metal Ind Ltd Desulphurization method for molten steel
JPH0741825A (en) * 1993-07-14 1995-02-10 Nkk Corp Top blowing lange device in vacuum degassing equipment
JPH0860226A (en) * 1994-08-15 1996-03-05 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of extra-low sulfur steel
JP2005344129A (en) * 2004-05-31 2005-12-15 Jfe Steel Kk Method for refining molten steel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05287359A (en) * 1992-04-14 1993-11-02 Kawasaki Steel Corp Method for desulfurizing molten steel using rh vacuum degassing apparatus
JPH0665625A (en) * 1992-08-24 1994-03-08 Sumitomo Metal Ind Ltd Desulphurization method for molten steel
JPH0741825A (en) * 1993-07-14 1995-02-10 Nkk Corp Top blowing lange device in vacuum degassing equipment
JPH0860226A (en) * 1994-08-15 1996-03-05 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of extra-low sulfur steel
JP2005344129A (en) * 2004-05-31 2005-12-15 Jfe Steel Kk Method for refining molten steel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109504822A (en) * 2018-12-05 2019-03-22 鞍钢股份有限公司 A kind of RH refining rotating injecting powder device and method of deoxidation

Also Published As

Publication number Publication date
JP6848437B2 (en) 2021-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPWO2018135344A1 (en) Method for desulfurizing molten steel and desulfurizing agent
JP4998676B2 (en) Method of stirring molten metal using impeller
JP4845078B2 (en) Hot metal desulfurization method
JP5195737B2 (en) Hot metal desulfurization method
JP4961787B2 (en) Hot metal desulfurization method
JP5177170B2 (en) Hot metal desulfurization method
JP6848437B2 (en) Desulfurization method and desulfurization equipment for molten steel
JP5401938B2 (en) Hot metal desulfurization method
JP2015218390A (en) Desulfurization method of molten pig iron using combination of mechanical stirring and gas stirring
JP2000073116A (en) Production of high clean extra-low sulfur steel
JP2007270178A (en) Method for manufacturing extra-low sulfur steel
JP2017206719A (en) Desulfurization method of molten steel
JP6358039B2 (en) Desulfurization method for molten steel
JP6416634B2 (en) Desiliconization and desulfurization methods in hot metal ladle
JP4984928B2 (en) Hot metal desulfurization method
JP2808197B2 (en) Vacuum refining of molten steel using large diameter immersion tube
JP6238019B2 (en) Hot metal desulfurization method with less recuperation
JP2007092159A (en) Method for producing extremely low carbon steel excellent in cleanliness
JP6052436B2 (en) Method for preventing hot metal after desulphurization
JP5949637B2 (en) Method for preventing hot metal after desulphurization
JP6623933B2 (en) Desulfurization method of molten steel
JP6354472B2 (en) Desulfurization treatment method for molten steel
JP6289204B2 (en) Desiliconization and desulfurization methods in hot metal ladle
JP3377325B2 (en) Melting method of high cleanness ultra low carbon steel
JP3290794B2 (en) Molten steel refining method under reduced pressure

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190904

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200423

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200630

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200828

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210215

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6848437

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151