JP2617948B2 - 溶鋼の取鍋精錬法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は精錬炉から取鍋内に出鋼された溶鋼の精錬方
法に関する。

（従来の技術） 一般に精錬炉から出湯された溶鋼の温度が低目に外れ
た場合においては、再び精錬炉に返送するかあるいは特
開昭53−149826号公報の如く浸漬管内にAl、Si等の発熱
体を添加するとともに、吹酸して該溶鋼を昇熱してい
る。

一方、取鍋内に出鋼された溶鋼の脱硫においては、溶
鋼中のＳ分が目標範囲よりも高めに外れた場合、あるい
は特殊な用途に使用される厚板や電気特性を改善するた
めの電磁鋼板等には、30ppm以下の極めて低いＳが要求
される場合に実施される。

この脱硫方法としては特開昭62−38405号公報に示す
装置を用いてCaO、CaF₂等の混合脱硫剤を、Arガスある
いはN₂ガスの気流中に混合して、耐火物で外張りされた
吹込ランスを使用して、取鍋の溶鋼深く吹込む方法が多
く採用されている。

しかしながら、これ等の方法は昇熱処理を行なって後
に、前記の脱硫処理を行なうか、あるいは逆に脱硫して
後に昇熱を行なうことから、処理に極めて長時間を要
し、しかも多量の脱硫剤を用いるにも拘らず脱硫率に限
界がある。

また、長時間の取鍋内精錬は取鍋内溶鋼を耐火物ある
いは添加フラックス等によって逆に汚染し、溶鋼の品質
阻害をも招来する結果となる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、これ等従来の取鍋精錬の欠点である溶鋼の
昇熱及び脱硫等を同時に行なう多機能精錬の実現を図る
とともに、昇熱及び脱硫等の精錬効果を大巾に向上せし
めた溶鋼の精錬法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は前述した如く取鍋精錬の多機能化と、そ
の精錬効率の大巾な向上を図るために種々の研究を行な
った。

その結果溶鋼の吹酸昇熱は、その火点域にAl₂O₃、FeO
等の酸化物が形成された酸素ポテンシャルの高い状態で
あることから、溶鋼の脱硫が阻害され、吹酸昇熱と脱硫
処理の相互作用が達成できない。

しかし、この吹酸昇熱に伴う高温火点域及びその近傍
は温度が高く、脱硫反応に好条件であり、昇熱条件によ
っては相反する吹酸昇熱と脱硫が同時に行ない得ること
が判明した。

また、この精錬は取鍋内溶鋼に浸漬させた浸漬管の中
で、AlあるいはAl合金を連続的に投入しつつ同時にO₂を
吹酸して、Alを酸化燃焼させ溶鋼を昇熱すると同時に、
吹酸昇熱の大部分に亘って脱硫剤を吹込むことにより溶
鋼昇熱と同時に溶鋼脱硫が可能である。

さらに、この反応は高温域で、且つ限定区域内で生起
されることから、極めて反応効率が高く大巾な精錬能が
期待できること等を知見し得た。

本発明はこれ等の知見に基づきなされたもので、取鍋
内溶鋼に浸漬管を浸漬せしめ、該浸漬管内にAlあるいは
Al合金からなる発熱剤を連続的に添加しつつ、同時にラ
ンスを介して吹酸して該溶鋼を昇熱する。

この昇熱と同時に、浸漬管の投影下で、しかも前吹酸
昇熱によって形成される高温の火点域よりも下方部にCa
O、CaF₂、Ca−Si等の単体あるいはこれ等２種以上の混
合物からなる脱硫剤を、不活性ガスとともに吹込む（以
下端にPI法と称する。）ことにある。

このように火点域下の取鍋下部に吹込こまれた脱硫剤
は、上昇過程で脱硫し、溶鋼表面はAl酸化昇熱で、局部
的に超高温域が形成されており、脱硫剤はこの超高温域
で更に強力な脱硫を起こすことになる。

この際この超高温域は供給させる酸素で酸化されるAl
の量の1.2の多量のAlが供給されており、該領域は完全
に鋼中〔Ｏ〕が低い領域となっている。

このAl又はAl合金が酸素による理論酸化量の1.2より
小さいと、溶鋼若しくは該溶鋼中の有価元素の酸化消失
を招くとともに、極度に脱硫能が低下する。

この理由は酸化雰囲気中でありながら、Alによる還元
作用と低酸素ポテンシャルの溶鋼域であること及び酸素
吹込みによる高温火点域の直下で且つ限定域内であるこ
とから、該浸漬管内も極めて高温域を形成している。

この状態において浸漬管の投影下面の前記の火点域下
方にCaO、CaF₂その他の脱硫剤を供給することにより、
該脱硫剤は浸漬管下方部を対流、循環して、外流しつつ
ある前記条件を備えた溶鋼に接触して、一挙に昇熱と脱
硫が達成され、その反応は極めて高効率となる。

この様に超高温域と低〔Ｏ〕域が形成され、その領域
に脱硫が存在することにより強力な脱硫が起ることが本
発明の特徴の１つである。

又脱硫処理中には溶鋼中の〔％Ｏ〕が低いこともあっ
て、空気中の窒素を吸収し易い環境にあるため、これを
防止するのに従来では取鍋を覆う蓋の内部を完全にAl雰
囲気にする等、細心の注意を払わなければならないが、
本発明では小形浸漬管を溶鋼内に浸漬しているため、空
気の遮断は十分であり、窒素のピックアップは皆無であ
る。

更にまた本発明では取鍋溶鋼を任意の温度まで、15〜
20℃／分の高速昇温ができとともに、脱硫中の温度降下
は浸漬管内に投入されるAlの酸化発熱によって補償され
るため、転炉での溶鋼温度を高める必要はなく、転炉耐
火物の溶損が増大したり、石灰等の副材料が増加するこ
ともない利点を有になる。

（実施例） 第１図は本発明の取鍋内溶鋼の精錬法の概念図であ
る。

取鍋１内の溶鋼２の表面にベル状浸漬管３（以下単に
浸漬管と称する）を設置し、浸漬管３の上方には発熱剤
投入口８と、酸素ランス４が侵入する孔と、脱硫剤吹込
用ランス５が侵入する孔が設置されている。

浸漬管３は処理中溶鋼２内に浸漬するため、上下昇降
が可能な構造となっている。

脱硫剤吹込ランス５は、脱硫剤吹込用タンク６と吹込
用ガス管７に接続されており、取鍋内溶鋼２の底部に下
降させて、脱硫剤をArガスで吹込む作業を行う。

浸漬管３、脱硫剤吹込ランス５、吹酸用ランス４は夫
々耐火物で被覆されており、繰返し使用が可能な構造に
なっている。又取鍋１の底部には、ポーラスプラグ９が
設けてある。

上述の如く構成された装置を用いて、実際の脱硫作業
の一例を述べる。

取鍋溶鋼２の重量は350tonであり、浸漬管３の内径は
短辺1.6m長辺2.1mの楕円形状であり、高さは2mである。
溶鋼２内の浸漬深さは400mとした。

先ず、浸漬管３を溶鋼２に浸漬するに先立ち、浸漬管
３の下方のスラグを除去する目的で脱硫剤吹込ランス５
を溶鋼２内に装入し、Arガス2Nm³/分を吹込むと、上昇
したArガスにより上方スラグは除去出来る。

その後脱硫剤吹込ランス５からのArガス吹込を継続し
つつ、浸漬管３を下降させ、溶鋼２内に400mm浸漬させ
る。

引続き脱硫剤吹込タンク６から、150kg/分の一定速度
で脱硫剤を搬送し、吹込ランス５の先端ノズルから溶鋼
２内に吹込む。吹込時間は脱硫の程度により異なるが、
５〜10分程度である。

吹込を開始した後、吹酸ランス４を浸漬管内に下降さ
せ、上方よりAlを連続的に添加しながら、吹酸ランス４
から吹酸しAlを酸化発熱させる。

Alの添加量は120kg/minで、連続投入とし、吹酸速度
は4000Nm³/Hrで約５分間である。

吹酸昇熱後Al投入と吹酸は停止し、吹酸ランス４は巻
上げられる。

脱硫剤吹込ランス５からのArガスは脱硫剤の吹込は通
常吹酸昇熱終了後も継続される。少なくともArガス吹込
みは吹酸終了後、溶鋼温度の均一化、介在物の浮上除去
を目的に３分間以上は継続される。

脱硫剤吹込終了あるいはArガス吹込み終了後は、脱硫
剤吹込ランス５を巻上げた後、Arガス停止させ、浸漬管
３を巻上げて一連の作業を終了する。

なお、初期Arガス吹込み及び脱硫処理後のArガス撹拌
は、取鍋１の底部に設けたポーラスプラグ９から行なっ
ても良く、又脱硫剤の吹込みも、第２図に示す如く傾斜
浸漬ランスを用いるかあるいは第３図の如く底部のノズ
ル10から行なっても同等の降下が得られる。

以上の操作結果を第１表に従来法比較をしたが、本発
明法によると転炉の吹止温度は50℃も低下出来、転炉寿
命を延長出来た。この現象は高級鋼で吹止温度が高い鋼
種程顕著である。

又両者は脱硫剤の使用量は同量であるにもかかわら
ず、到達〔Ｓ〕は33ppmと低くなっており、脱硫に関し
て効率的であることが解る。

本装置の特徴は処理時間が大巾に短縮されたにもかか
わらず、効率的な脱硫が出来るところにある。

又介在物の形態制御のためにCa合金を吹込むことも可
能である。

（発明の効果） 以上の如く本発明の装置によれば、脱硫処理の脱硫精
錬効率を大巾に向上できるとともに高速昇熱によって温
度降下を補償するため、転炉の吹止温度を高める必要は
なく、転炉の寿命を延長することが出来る。

又出鋼後の高〔Ｓ〕による救済も可能となり、産業上
裨益するところが極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の取鍋精錬装置を示す断面図、第２図は
第１図における脱硫剤吹込みを傾斜ランスによる場合の
概念図、第３図は脱硫剤を底部ノズルから行なう場合の
概念図を示す。 1:取鍋、2:溶鋼、 3:浸漬管、4:吹酸ランス、 5:脱硫剤吹込ランス、6:脱硫剤吹込タンク、 7:脱硫剤吹込用ガス配管、20:フラックス。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】取鍋内溶鋼に浸漬管を浸漬せしめて、該浸
   漬管内に発熱剤を連続添加しつつ、同時に上方より吹酸
   昇熱するとともに、該浸漬管投影下面域で、且つ前記吹
   酸に伴う火点形成域より下方に脱硫剤を吹込むことを特
   徴とする溶鋼の取鍋精錬法。