JP2601407Y2 - 真空脱ガス槽の浸漬管構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、環流式真空脱ガス法に
使用される真空脱ガス槽の浸漬管構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】環流式真空脱ガス法は、ＲＨ法とも呼ば
れ、鋼中の不純ガス、非金属介在物等を低減させること
ができるため、純度の高い鋼材の生産に適用されてい
る。

【０００３】使用する真空脱ガス槽には、上昇管と下降
管からなる２本の浸漬管が設けられ、これら上昇管およ
び下降管を取鍋等の溶鋼中に浸して使用される。真空脱
ガス槽内を減圧することにより、前記上昇管から溶鋼を
吸い上げ、環流用のガス吹込口より不活性ガスを吹き込
んでそのガス浮上力を利用して、溶鋼を真空脱ガス槽内
に導き、下降管より下降させて溶鋼を循環、脱ガス精錬
処理が行われる。

【０００４】環流式真空脱ガス法において、従来より、
溶鋼処理能力増大のため種々の対策が取られており、そ
の一つとして、環流量を増やすことを目的とし、浸漬管
全体の内径を拡大することが行われている。

【０００５】しかしながら、このような手段では、他の
関連設備との問題で種々の制約を受け、設備の改造も必
要となるうえ、浸漬管のライニング層が薄くなり、寿命
が短くなって取換え作業が煩雑になる。

【０００６】また、環流速度を早め脱ガス処理時間の短
縮を図るため、複数のガス吹込み孔を備えた真空脱ガス
槽の浸漬管が、実開平１−１６４７５２号公報において
開示されている。

【０００７】図５は同公報に開示された浸漬管２０の構
造を示す縦断面図で、図中、２１は分割成形された焼成
耐火物、２２は外張りキャスタブル、２３は芯金、２４
は取付け用のフランジである。供給された不活性ガス
は、焼成耐火物２１のガス吹込孔２５から、脱ガス槽
（図示せず）に吸い上げられる溶鋼流通路２６内の溶鋼
中へと吹込まれる。

【０００８】このようなガス吹込みに際し、溶鋼の環流
促進による脱ガス及び非金属介在物の除去等を効率的に
行うためには、吹き込まれる不活性ガスの溶鋼中の気泡
径を小さくさせることが必要となる。

【０００９】しかしながら、この浸漬管２０は、不活性
ガス吹込孔２５が、内張り耐火物２１の壁面と同一面上
にあるため、壁面に沿って上昇するガスの集合による大
気泡となり、この吹き込まれた不活性ガスと共に上昇す
る溶鋼の乱流からくる、いわゆるバックアタックによ
り、ガス吹込み位置より上部へ約２００ｍｍにわたっ
て、耐火物侵食損傷が大きくなる等の問題がある。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】本考案において解決す
べき課題は、浸漬管に供給される不活性ガスが、耐火物
表面近傍に集合することなく溶鋼中に効率良く小気泡化
され、不活性ガス吹込み位置より上部の耐火物侵食損傷
を抑えることによって、浸漬管の取換え頻度を減らし、
さらに、溶鋼環流速度を速めることで脱ガス精錬処理時
間の短縮を図ることにある。

【００１１】

【課題を解決しようとする手段】本考案は、溶鋼流通路
を形成する内張り耐火物壁面に、不活性ガス吹込み用の
ガス吹込孔を設けた真空脱ガス槽の浸漬管において、前
記ガス吹込孔のガス吹込口配設位置から上方に向かっ
て、溶鋼流通路の内径を拡大させた傾斜面を形成したこ
とによって、上記課題を解決した。

【００１２】この傾斜面の傾斜角としては、上昇管の溶
鋼流通路内垂直線若しくはガス吹込口下部壁面延長線に
対して、約１８度以内、特に３〜１２度の範囲とするの
が好ましい。

【００１３】また、溶鋼流通路を形成する内張り耐火物
壁面に不活性ガス吹込用のガス吹込孔を設けた真空脱ガ
ス槽の浸漬管において、前記ガス吹込孔の吹込口を同吹
込口上部の内張り耐火物壁面よりも内側に３０〜５０ｍ
ｍ突設させた突出部を形成したものとすることもでき
る。

【００１４】なお、内張り耐火物としては、焼成れん
が、不焼成れんが、不定形材料をブロック化したもの等
が使用される。

【００１５】

【作用】溶鋼へ吹込まれた不活性ガスは、一般に、図３
に示すように、上方向に約２４度（中心線からみて１２
度）の角度の範囲内で上昇，拡散することが知られてい
る。本考案はこの性状を利用したもので、不活性ガス拡
散角に沿うよう内張り円周側に向けて入り込ませること
によって、ガスの集合がなくなり、また溶鋼上昇速度も
加速され、吹き込まれた不活性ガスによる効率的な溶鋼
の環流が可能となる。

【００１６】図４は、傾斜角度と鋼中カーボンの減少量
との関係を示す図で、同図に示すように、特に、傾斜角
度が３〜１２度の範囲内で、優れた効果が見られた。ま
た傾斜角の上限は１８度程度が望ましい。これ以上にな
ると、構造的な問題として、上昇管のガス吹込口より上
部のライニング層が薄くなり、寿命を縮めることにな
る。

【００１７】また、このような効果は、上記した傾斜面
を形成することなく、ガス吹込孔の吹込口を同吹込口上
部の内張り耐火物壁面よりも内側に３０〜５０ｍｍ突設
させることによっても、同様に奏することができる。

【００１８】つまり、傾斜面または突出部を形成するこ
とで、上昇管ガス吹込口上部の内径が、ガス拡散角と一
致した大きさとなることで、不活性ガス気泡の集合を減
らして上昇する溶鋼の乱流を減少させて、侵食作用を抑
え、さらに環流速度を早めさせる。

【００１９】

【実施例】図１は本考案の第１の実施例を示す真空脱ガ
ス槽の浸漬管構造の縦断面図である。

【００２０】同図において、１ａ，１ｂ，１ｃは３段か
らなる内張り耐火物、２は外張りキャスタブル、３は外
張りキャスタブル２内に形成された耐火物保持用及びガ
スシール用の芯金、４は取付け用のフランジである。

【００２１】内張り耐火物１ａ，１ｂ，１ｃは、内部に
水平断面が円形の溶鋼流通路５を形成する。中段の内張
り耐火物１ｂには、不活性ガス吹込管（図示せず）と連
通したガス吹込孔６が形成されている。さらに内張り耐
火物１ｂのガス吹込口７の形成位置から上方に向かっ
て、内径をＤ₁ からＤ₂ に増大させ、ここを傾斜面８と
している。本実施例では、傾斜面８が、ガス吹込口７の
配設位置より下部壁面の延長線に対して、１２度となる
ように形成した。

【００２２】上記構成において、不活性ガス供給管から
供給された不活性ガスは、内張り耐火物１ｂの不活性ガ
ス吹込孔６から、溶鋼流通路５内を真空脱ガス槽（図示
せず）に吸い上げられる溶鋼中に吹込まれる。その際、
不活性ガス吹込口７上部の壁面に１２度の傾斜面８が形
成されているため、吹込まれた不活性ガスが、この傾斜
面８に片寄ることなく拡散しながら上昇する。これによ
って、気泡の集合もなくなり、環流速度を速めることが
できる。また、ガス吹込口７上部の傾斜面８の角度と合
うように不活性ガスが拡散上昇し、ガス吹込口７上部の
内張り耐火物壁面と不活性ガスによる溶鋼乱流が減少す
るため、侵食作用が減り、浸漬管の取り換え頻度が減少
する。

【００２３】図１に示す浸漬管を実際のＲＨ炉槽におい
て使用したところ、鋼中カーボン量を１０^-3 ×１５％
まで下げる処理時間（分／チャージ）が、従来構造では
２０分を要していたところを１５分で可能となった。更
に、浸漬管の耐火物寿命は、従来の４５〜５０回処理
が、１１０回へと向上して浸漬管交換頻度も減り、簡単
な構造で真空脱ガス処理能力を大巾に向上させることが
できた。

【００２４】更に図２は、本考案の第２の実施例を示す
縦断面図である。なお図２に示す実施例において、図１
の真空脱ガス槽の浸漬管構造に対応するものは、同じ符
号を付けて説明を省略する。

【００２５】本実施例の浸漬管は、４段からなる第１，
第２，第３，第４の内張り耐火物１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄで構成し、第３の内張り耐火物１０ｃに不活
性ガス吹込孔６を設け、さらに、第１，第２，第４の内
張り耐火物１０ａ，１０ｂ，１０ｄの壁面よりも、内側
へ３０ｍｍ突設させて突出部１１を形成しガス吹込口７
を設けている。

【００２６】なお、このガス吹込孔６は上向きに穿孔さ
れ、上昇する溶鋼流に吹込み易くし、突出部１１も角を
落として溶鋼流の抵抗を少なくした。

【００２７】このような構造によっても、第３の耐火物
１０ｃの突出部１１と、第２の耐火物１０ｂとの間の段
差によって、上部へ約２００ｍｍ前後にわたって耐火物
と不活性ガスの気泡を含んだ溶鋼の乱流発生を減少させ
ることができ、１２度の傾斜角を持たせた図１の実施例
と同様の効果を得られる。特に図１のものに比べ、内張
り耐火物の形状が簡単ですむ。

【００２８】

【考案の効果】本考案によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００２９】（１）傾斜面あるいは突起の形成により、
不活性ガスの拡散が効果的に行われ、上昇管内の溶鋼比
重も均一に下げることができ、環流速度が向上し溶鋼脱
ガス反応の促進が達成され、脱ガス精錬処理効率の向上
が可能になった。

【００３０】（２）吹込みガスのバックアタックが軽減
されることから、耐火物の侵食も小さくなり、浸漬管の
寿命が向上した。

【００３１】（３）浸漬管交換頻度の減少により、真空
脱ガス処理能力が大巾に向上した。

【００３２】（４）従来の浸漬管の金物構造を変更する
必要もなく施工できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例である真空脱ガス槽の浸漬
管構造の縦断面図である。

【図２】本考案の第２実施例である真空脱ガス槽の浸漬
管構造の縦断面図である。

【図３】溶鋼中におけるガス拡散状態を示す図である。

【図４】傾斜角度と鋼中カーボンの減少量との関係を示
す図である。

【図５】従来の浸漬管構造を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ，１０ａ〜１０ｄ 内張り耐火物 ２ 外張りキャスタブル ３ 芯金 ４ フランジ ５ 溶鋼流通路 ６ ガス吹込孔 ７ ガス吹込口 ８ 傾斜面 １１ 突出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 三木 隆 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友 金属工業株式会社 鹿島製鐵所内 (72)考案者 平山 清衛 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友 金属工業株式会社 鹿島製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭51−6103（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−122015（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−11150（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21C 7/10

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶鋼流通路を形成する内張り耐火物壁面
   に、不活性ガス吹込み用のガス吹込孔を設けた真空脱ガ
   ス槽の浸漬管において、前記ガス吹込孔のガス吹込口配
   設位置から上方に向かって、溶鋼流通路の内径を拡大さ
   せた傾斜面を形成したことを特徴とする真空脱ガス槽の
   浸漬管構造。
2. 【請求項２】 溶鋼流通路を形成する内張り耐火物壁面
   に、不活性ガス吹込み用のガス吹込孔を設けた真空脱ガ
   ス槽の浸漬管において、 前記ガス吹込孔を有する耐火物をその上部の溶鋼流通炉
   壁面を形成する耐火物の内面より内側に３０〜５０ｍｍ
   突設させた突出部とし、 前記ガス吹込孔のガス吹込口を前記突出部の先端に開口
   したことを特徴とする真空脱ガス槽の浸漬管構造。