JP2724035B2 - 溶鋼の減圧脱炭法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、取鍋溶鋼の減圧脱炭法、特に真空槽内に溶
鋼を吸い上げて、少なくとも上吹きランスから酸素ガス
を吹きつける溶鋼の減圧脱炭法に関するものである。

〈従来の技術〉 ステンレス鋼の減圧脱炭、あるいは普通鋼の極低炭域
までの減圧脱炭では、減圧下での脱炭が広く利用されて
いるが、また減圧下で酸素吹精を行うことも一般的であ
る。しかしながら、これら減圧下の仕上脱炭法の問題
は、酸素供給律速で脱炭反応が進行する高炭素域での減
圧処理中で脱炭速度を上げるため上吹き酸素の供給速度
を増加すると、真空槽内でスプラッシュの発生が激し
く、また通常真空槽内はスラグで覆われていない裸の状
態であるため、上吹き酸素によるCOガスの２次燃焼熱の
溶鋼への効率のよい着熱を得ることが困難であるという
問題があった。

これらに対し、特開昭60-136613号公報にはスプラッ
シュ防止と脱炭促進を目的に、上吹き酸素とともに酸化
鉄あるいは酸化ニッケルを含む粉体を吹き付ける技術が
開示されている。この技術は固体酸素と気体酸素の和と
して必要酸素量を得ることによって、気体酸素供給量を
抑制あるいは減少させ、気体酸素ジェットによるスプラ
ッシュの発生を増加させることなく脱炭速度を向上しよ
うというものである。しかしながら、本技術はスプラッ
シュ防止という点では優れてはいるが、脱炭速度に関し
ては溶鋼中へ侵入した酸化物と溶鋼中の炭素との反応の
みを期待しているため脱炭速度の向上効果は未だ不十分
であり、また上吹き酸素による鋼浴の熱補償を考えた場
合、溶鋼面上にスラグが存在せずスラグより熱吸収率の
小さい鋼浴面に槽内雰囲気ガスが接触しているため著し
く不利である。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、少なくとも
上吹き酸素ガスを利用し得る減圧脱炭法において、造滓
剤を減圧下溶鋼面上に添加し鋼浴面をカバーすることで
スプラッシュを防止し、かつスラグ−メタル反応を脱炭
反応に寄与させ、また上吹き酸素によって不可避的にあ
るいは積極的に生じるCOガスの２次燃焼による熱を熱吸
収率の大きいスラグを介し有効に鋼浴に着熱させること
によって、脱炭と温度補償を効果的に運用することがで
きる技術を提供するためになされたものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、取鍋内の溶鋼中に環流式脱ガス装置の真
空槽下部環流管の一部を浸漬し、前記真空槽内を減圧し
て溶鋼を吸い上げると共に、槽内溶鋼に上吹きランスを
介して酸素ガスを吹付け、減圧脱炭した後、引き続き酸
素ガスの吹付けを停止して減圧脱炭を行い所定の溶鋼中
炭素濃度を得る溶鋼の減圧脱炭法において、真空槽内溶
鋼面上に造滓剤および／またはスラグを添加して酸化性
のスラグを造滓することを特徴とする溶鋼の減圧脱炭法
であり、また取鍋内の溶鋼中に耐火物浸漬管の一部を
浸漬し、浸漬管内部を減圧して溶鋼を吸い上げると共
に、浸漬管内部の溶鋼に上吹きランスを介して酸素ガス
を吹付け減圧脱炭した後、引き続き酸素ガスの吹付けを
停止して減圧脱炭を行い所定の溶鋼中炭素濃度を得る溶
鋼の減圧脱炭法において、真空槽内溶鋼面上に造滓剤お
よび／またはスラグを添加して酸化性のスラグを造滓す
ることを特徴とする溶鋼の減圧脱炭法であり、さらに
造滓剤として固形転炉製鋼スラグを用いる前項または
記載の溶鋼の減圧脱炭法である。

〈作用〉 本発明にはつぎのような作用がある。すなわち、 減圧下の溶鋼表面に造滓することとしたため、上吹
き酸素によるスロッピングが減少する。これは、酸素ジ
ェットの勢いがカバースラグ中で減衰し、鋼浴スプラッ
シュが生じにくくなるためである。第３図にカバースラ
グの体積分率とスプラッシュ指数（カバースラグ無しを
1.0とした）との関係を示す。この図から５％程度のカ
バースラグでスプラッシュ防止効果が得られることが明
らかである。

また、カバースラグによる溶鋼＋スラグ面の輻射熱
吸収率がスラグ無しに比べ約２倍になることで、上吹き
酸素によるCOガスの２次燃焼熱の鋼浴への着熱量が飛躍
的に増加する。第４図にカバースラグ体積分率と10分間
処理中の溶鋼の温度上昇量との関係を示す。カバースラ
グ体積分率が30％程度までは溶鋼の温度上昇は増え、そ
れ以上では飽和する。これは鋼浴流動があっても30％以
上では鋼浴表面の全面がカバーされたためである。

造滓剤として転炉製鋼スラグを用いることによって
スラグ中に10〜25％含まれるトータルFeの酸化物の寄与
により脱炭速度が大幅に向上する。第５図にカバースラ
グ体積分率と脱炭速度との関係を示す。カバースラグの
量の増加により脱炭速度は向上していることが明らかで
ある。

〈実施例〉 第１図に、本発明の実施に好適な装置構成例とそれに
よる本発明方法の実施状況を模式図により示した。第１
図において、1aは取鍋２に収容された溶鋼で、この溶鋼
中にRH式環流脱ガス装置の真空槽３の下部に取り付けら
れた環流管（上昇管）10aおよび環流管（下降管）10bの
一部を浸漬し、図示しない真空ポンプによって排気管６
から真空槽３の内部を減圧すると、取鍋内溶鋼1aの一部
が1b（槽内溶鋼）に示すように真空槽内に吸い上げられ
る。

前記上昇管10aには、溶鋼の環流用Arガス導入管７が
取り付けられており、この導管を通して上昇管10a内の
溶鋼中にArガスを吹き込むと、ガスリフトポンプの原理
により取鍋内溶鋼は第１図の矢印に示すように上昇管10
aを通って真空槽３内に吸い上げられ、真空槽内溶鋼1b
は下降管10bを通って取鍋２内に戻る。真空槽３の上方
から酸素ランス８を介して酸素ガスジェット12を槽内溶
鋼1bの表面に吹き付けるとともに、造滓剤ホッパー4aか
ら造滓剤投入シュート4bを介して前記槽内溶鋼1b表面に
造滓剤および／またはスラグが添加されカバースラグ９
を形成する。

第２図は本発明の実施に好適な別の装置構成例とそれ
による本発明方法の実施状況を模式図で示した。

第２図において、２は取鍋、13は浸漬管であって、取
鍋２内の溶鋼1aにその開口下端部が浸漬されるように配
設される。浸漬管13はその内面を耐火物で内張りされ、
他の開口部は排気管６を介して図示せぬ真空ポンプに連
結される。14はAr底吹きポーラスプラグであって、この
実施例では取鍋２の底面中央部に配設され、Arガスを取
鍋内溶鋼1a内に吹込み、その気泡11によって溶鋼を攪拌
するのに用いられる。８は上吹きランスであって、浸漬
管13内に上昇した溶鋼1bの表面に指向して酸素含有ガス
を吹付けるべく機能する。浸漬管13には造滓剤投入シュ
ート4bと造滓剤ホッパー4aが付設されていることは第１
図の場合と同様であり、これらの装置から槽内溶鋼1bの
表面に造滓剤５が投入されカバースラグ９が形成され
る。

（実施例１） 第１図に示すRHタイプの環流式脱ガス装置の減圧処理
用の真空槽３を用いて230Tの溶鋼を減圧処理した。その
際上吹きランス８にて酸素ガスをＣ濃度が100ppmまで下
る間吹精した。酸素吹精製後Ｃ濃度が20ppmになるまで
減圧脱炭処理し次工程へ供した。本発明法を実施するに
あたり真空槽３の側壁に造滓剤ホッパー4aおよび造滓剤
投入シュート4bを設け固体スラグなどを投入できるよう
にした。

従来法によって出鋼Ｃ濃度520ppm、真空処理前O濃度3
00ppmにコントロールし、酸素上吹き減圧脱炭処理を行
った。

実施例としては、出鋼Ｃ濃度520ppm、真空処理前O濃
度300ppmにコントロールし、上吹き減圧処理中転炉スラ
グ（T.Fe10％）を真空槽内体積分率で10％添加した。

この結果を第１表に示す。

本発明方法によれば、上吹きはＣ＝100ppmまでと決め
ているため、100ppmまでの到達時間が従来法に比べて2m
in短縮された。すなわち、脱炭速度は1.7倍に上昇し
た。上吹き時間が短いにもかかわらず、鋼浴着熱は従来
法に比べ４℃上昇し、カバースラグの着熱効率向上への
寄与が明らかである。

RH処理時間は4min短縮され、低炭素域での脱炭効果も
向上した。スロッピングは処理後槽内視察の結果では半
減した。RH歩留りはスロッピングの減少により1.0％向
上した。RH処理中の溶鋼温度降下は時間短縮により８〜
10℃少なくなった。処理後の溶鋼清浄度の指標として次
工程である連鋳でのイマージョンノズル詰まり指数を示
したがほぼ同程度と観察された。

（実施例２） 第２図に示した浸漬管13を用いて230Tの溶鋼を減圧処
理した。その際上吹きランス８にて酸素ガスをＣ濃度10
0ppmまでの間吹精した。酸素吹精後Ｃ濃度20ppmまで減
圧脱炭処理し次工程へ供した。本発明法を実施するにあ
たり浸漬管13の側壁に造滓剤ホッパー4aおよ造滓剤投入
シュート4bを設け、固体スラグを投入できるようにし
た。従来法によって出鋼Ｃ濃度520ppm、真空処理前O濃
度300ppmにコントロールし酸素上吹き減圧脱炭処理を行
った。

実施例としては出鋼Ｃ濃度520ppm、真空処理前O濃度3
00ppmにコントロールし、上吹き減圧処理中転炉スラグ
（T.Fe10％）を真空槽内体積分率で10％添加した。

この結果を第２表に示す。

本発明方法によれば、上吹きはＣ濃度100ppmまでと決
めているため、100ppmまでの到達時間が従来法に比べて
2min短縮された。すなわち、脱炭速度は1.6倍に上昇し
た。上吹き時間が短いにもかかわらず、鋼浴着熱は従来
法に比べ４℃上昇し、カバースラグの着熱効率向上への
寄与が明らかである。

RH処理時間は実施例で4min短縮され、低炭素域での脱
炭効果も向上した。スロッピングは処理後槽内観察の結
果では半減した。RH歩留りはスロッピングの減少により
1.0％向上した。RH処理中の溶鋼温度降下は時間短縮に
より８〜10℃少なくなった。処理後の溶鋼清浄度の指標
として次工程である連鋳のイマージョンノズル詰まり指
数を示したがほぼ同程度と観察された。

〈発明の効果〉 本発明方法によると、真空槽内溶鋼面上を造滓するこ
とによつてスロッピングを防止でき、溶鋼着熱が増加し
た。また、造滓剤として転炉スラグを利用することによ
り造滓コストが安価であるのに加えて、スラグ中鉄酸化
物の脱炭への寄与により脱炭速度が大幅に向上した。

また、スラグ中鉄酸化物が金属鉄として溶鋼中に回収
でき歩留りが向上した。

【図面の簡単な説明】 第１図は、RH式環流脱ガス装置を用いた本発明の実施に
好適な装置の一実施例の構成と実施状況を示す説明図、
第２図は、本発明の実施に好適な別の装置の一実施例を
示す構成と実施状況を示す説明図、第３図は、カバース
ラグ体積分率とスプラッシュ指数との関係を示す特性
図、第４図は、カバースラグ体積分率と溶鋼の温度上昇
量との関係を示す特性図、第５図は、カバースラグ体積
分率をパラメータとして真空処理時間と溶鋼中Ｃ濃度と
の関係を示す特性図である。 1a……取鍋内溶鋼、1b……槽内溶鋼、２……取鍋、３…
…真空槽、4a……造滓剤ホッパー、4b……造滓剤投入シ
ュート、５……投入剤（造滓剤）、６……排気管、７…
…環流用Arガス導入管、８……上吹きランス、９……カ
バースラグ、10a……環流管（上昇管）、10b……環流管
（下降管）、11……気泡、12……酸素ガスジェット、13
……浸漬管、14……Ar底吹きポーラスプラグ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−30711（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−298111（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】取鍋内の溶鋼中に環流式脱ガス装置の真空
   槽下部環流管の一部を浸漬し、前記真空槽内を減圧して
   溶鋼を吸い上げると共に、槽内溶鋼に上吹きランスを介
   して酸素ガスを吹付け、減圧脱炭した後、引き続き酸素
   ガスの吹付けを停止して減圧脱炭を行い所定の溶鋼中炭
   素濃度を得る溶鋼の減圧脱炭法において、真空槽内溶鋼
   面上に造滓剤および／またはスラグを添加して酸化性の
   スラグを造滓することを特徴とする溶鋼の減圧脱炭法。
2. 【請求項２】取鍋内の溶鋼中に耐火物浸漬管の一部を浸
   漬し、浸漬管内部を減圧して溶鋼を吸い上げると共に、
   浸漬管内部の溶鋼に上吹きランスを介して酸素ガスを吹
   付け減圧脱炭した後、引き続き酸素ガスの吹付けを停止
   して減圧脱炭を行い所定の溶鋼中炭素濃度を得る溶鋼の
   減圧脱炭法において、真空槽内溶鋼面上に造滓剤および
   ／またはスラグを添加して酸化性のスラグを造滓するこ
   とを特徴とする溶鋼の減圧脱炭法。
3. 【請求項３】造滓剤として固形転炉製鋼スラグを用いる
   請求項１または２記載の溶鋼の減圧脱炭法。