JP2812127B2 - 溶融金属の減圧下における精錬方法 - Google Patents
溶融金属の減圧下における精錬方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、溶融金属を減圧下に
おいて精錬する方法に関するものである。
おいて精錬する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、極低炭素鋼、特殊鋼等を製造す
るために、転炉で精錬された溶鋼に対し、脱ガスのため
に、ＲＨ式真空精錬法のように減圧下において精錬を施
すことが行われている。
るために、転炉で精錬された溶鋼に対し、脱ガスのため
に、ＲＨ式真空精錬法のように減圧下において精錬を施
すことが行われている。
【０００３】ＲＨ式真空精錬法は、その底壁から下方に
向って突出する２本の浸漬管を有する溶鋼精錬用真空槽
の下方に、溶鋼が収容された取鍋を位置せしめ、前記２
本の浸漬管を取鍋内の溶鋼中に浸漬し、真空槽内を真空
ポンプによって減圧しながら、２本の浸漬管のうちの一
方から不活性ガスを吹き込んで、取鍋内の溶鋼を一方の
浸漬管を通って真空槽内に吸い上げ、そして、真空槽内
に吸い上げられた溶鋼を、他方の浸漬管を通って取鍋内
に戻し、このようにして、取鍋内の溶鋼を取鍋と真空槽
との間を循環させることにより、脱ガスして精錬する方
法である。
向って突出する２本の浸漬管を有する溶鋼精錬用真空槽
の下方に、溶鋼が収容された取鍋を位置せしめ、前記２
本の浸漬管を取鍋内の溶鋼中に浸漬し、真空槽内を真空
ポンプによって減圧しながら、２本の浸漬管のうちの一
方から不活性ガスを吹き込んで、取鍋内の溶鋼を一方の
浸漬管を通って真空槽内に吸い上げ、そして、真空槽内
に吸い上げられた溶鋼を、他方の浸漬管を通って取鍋内
に戻し、このようにして、取鍋内の溶鋼を取鍋と真空槽
との間を循環させることにより、脱ガスして精錬する方
法である。
【０００４】上述したＲＨ式真空精錬法には、次のよう
な問題がある。即ち、取鍋内の溶鋼中への浸漬管の浸
漬、および、浸漬管による取鍋と真空槽との間の溶鋼の
循環等のために、精錬中の溶鋼の温度が降下することが
ある。このような溶鋼の降下温度は、30分の真空精錬処
理で約70℃になる。
な問題がある。即ち、取鍋内の溶鋼中への浸漬管の浸
漬、および、浸漬管による取鍋と真空槽との間の溶鋼の
循環等のために、精錬中の溶鋼の温度が降下することが
ある。このような溶鋼の降下温度は、30分の真空精錬処
理で約70℃になる。
【０００５】このような、溶鋼の温度降下が大きい場合
には、その溶鋼の連続鋳造が困難になる。そのために、
従来、転炉における精錬終了時の溶鋼温度を、上述した
温度降下に見合う分だけ高めることが行われている。し
かしながら、転炉における溶鋼の精錬温度を上述したよ
うに高めると、転炉の内張り耐火物の溶損が激しくなる
問題が生ずる。
には、その溶鋼の連続鋳造が困難になる。そのために、
従来、転炉における精錬終了時の溶鋼温度を、上述した
温度降下に見合う分だけ高めることが行われている。し
かしながら、転炉における溶鋼の精錬温度を上述したよ
うに高めると、転炉の内張り耐火物の溶損が激しくなる
問題が生ずる。
【０００６】上述した問題を解決するために、従来から
種々の研究が行われており、例えば、次のような方法が
知られている。 (1) 転炉における精錬終了時の溶鋼温度は通常の温度と
し、出鋼後、取鍋内に収容された溶鋼を、例えば電極に
よってアーク加熱し、取鍋内の溶鋼温度を、真空精錬時
に生ずる降下分に見合うだけ高める（以下、先行技術１
という）。 (2) 特開平２-194116 号公報等に開示されているよう
に、溶鋼精錬用真空槽において溶鋼を脱ガス処理する際
に、真空槽内にその上部よりランスを挿入し、真空槽内
で脱ガス処理される溶鋼に向け、ランスを通って酸素を
吹き込むことにより、前記溶鋼の温度を高める（以下、
先行技術２という）。 (3) 溶鋼精錬用真空槽において溶鋼を脱ガス処理する際
に、真空槽内で脱ガス処理される溶鋼中にアルミニウム
等の発熱剤を添加する（以下、先行技術３という）。
種々の研究が行われており、例えば、次のような方法が
知られている。 (1) 転炉における精錬終了時の溶鋼温度は通常の温度と
し、出鋼後、取鍋内に収容された溶鋼を、例えば電極に
よってアーク加熱し、取鍋内の溶鋼温度を、真空精錬時
に生ずる降下分に見合うだけ高める（以下、先行技術１
という）。 (2) 特開平２-194116 号公報等に開示されているよう
に、溶鋼精錬用真空槽において溶鋼を脱ガス処理する際
に、真空槽内にその上部よりランスを挿入し、真空槽内
で脱ガス処理される溶鋼に向け、ランスを通って酸素を
吹き込むことにより、前記溶鋼の温度を高める（以下、
先行技術２という）。 (3) 溶鋼精錬用真空槽において溶鋼を脱ガス処理する際
に、真空槽内で脱ガス処理される溶鋼中にアルミニウム
等の発熱剤を添加する（以下、先行技術３という）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術１においては、転炉から出鋼した溶鋼に対し
取鍋内において加熱処理を施すという別の工程を必要と
し、その加熱作業のための作業費および設備費が必要と
なる結果、製造コストが上昇する問題がある。先行技術
２においては、脱ガス処理中に発生したCOガスまたは C
O2ガスが、溶鋼に向けて吹き込まれた酸素で燃焼するこ
とによって生じた熱を熱源としているために、脱ガス処
理される溶鋼の温度上昇量は、10℃位で少なく、所期の
目的を達成することはできない。また、先行技術３にお
いては、脱ガス処理中の溶鋼に添加されたアルミニウム
等の発熱剤のために、溶鋼中に介在物が発生する結果、
溶鋼の清浄性が悪化する問題がある。
た先行技術１においては、転炉から出鋼した溶鋼に対し
取鍋内において加熱処理を施すという別の工程を必要と
し、その加熱作業のための作業費および設備費が必要と
なる結果、製造コストが上昇する問題がある。先行技術
２においては、脱ガス処理中に発生したCOガスまたは C
O2ガスが、溶鋼に向けて吹き込まれた酸素で燃焼するこ
とによって生じた熱を熱源としているために、脱ガス処
理される溶鋼の温度上昇量は、10℃位で少なく、所期の
目的を達成することはできない。また、先行技術３にお
いては、脱ガス処理中の溶鋼に添加されたアルミニウム
等の発熱剤のために、溶鋼中に介在物が発生する結果、
溶鋼の清浄性が悪化する問題がある。
【０００８】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、転炉で精錬された溶鋼のような溶融金属に対
し、脱ガスのために、ＲＨ式真空精錬法のように減圧下
において精錬を施すに際し、精錬中の溶融金属の温度低
下を適確に防止することができる、溶融金属の減圧下に
おける精錬方法を提供することにある。
を解決し、転炉で精錬された溶鋼のような溶融金属に対
し、脱ガスのために、ＲＨ式真空精錬法のように減圧下
において精錬を施すに際し、精錬中の溶融金属の温度低
下を適確に防止することができる、溶融金属の減圧下に
おける精錬方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した、
溶融金属に対し減圧下において精錬を施すに際し、精錬
中の溶融金属の温度低下を適確に防止し得る方法を開発
すべく鋭意研究を重ねた。その結果、真空槽内で精錬中
の溶融金属に向けて燃料ガスおよび酸素ガスを吹き込
み、前記燃料ガスを燃焼させれば、その燃焼熱によっ
て、溶融金属は加熱され、その温度低下を適確に防止し
得ることを知見した。
溶融金属に対し減圧下において精錬を施すに際し、精錬
中の溶融金属の温度低下を適確に防止し得る方法を開発
すべく鋭意研究を重ねた。その結果、真空槽内で精錬中
の溶融金属に向けて燃料ガスおよび酸素ガスを吹き込
み、前記燃料ガスを燃焼させれば、その燃焼熱によっ
て、溶融金属は加熱され、その温度低下を適確に防止し
得ることを知見した。
【００１０】 この発明は、上記知見に基づきなされた
ものであって、この発明の方法は、溶融金属を、精錬用
真空槽を使用し、減圧下において精錬するに際し、前記
真空槽内で精錬される溶融金属の浴面に向け、所定間隔
をあけて同心に配置された内管と外管とからなり、前記
内管と前記外管との間に所定長さにわたって連続した螺
旋状フィンが設けられたランスにより、前記内管および
前記外管の何れか一方から燃料ガスを、その他方から酸
素ガスをそれぞれ吹込み、前記外管から旋回状に噴出す
るガスにより、前記燃料ガスおよび前記酸素ガスに乱流
を発生させて前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によ
って前記真空槽内で精錬される溶融金属を加熱すること
に特徴を有するものである。
ものであって、この発明の方法は、溶融金属を、精錬用
真空槽を使用し、減圧下において精錬するに際し、前記
真空槽内で精錬される溶融金属の浴面に向け、所定間隔
をあけて同心に配置された内管と外管とからなり、前記
内管と前記外管との間に所定長さにわたって連続した螺
旋状フィンが設けられたランスにより、前記内管および
前記外管の何れか一方から燃料ガスを、その他方から酸
素ガスをそれぞれ吹込み、前記外管から旋回状に噴出す
るガスにより、前記燃料ガスおよび前記酸素ガスに乱流
を発生させて前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によ
って前記真空槽内で精錬される溶融金属を加熱すること
に特徴を有するものである。
【００１１】
【作用】 この発明の方法によれば、真空槽内で精錬さ
れる溶融金属に向け、所定間隔をあけて同心に配置され
た内管と外管とからなり、前記内管と前記外管との間に
所定長さにわたって連続した螺旋状フィンが設けられた
ランスにより、前記内管および前記外管の何れか一方か
ら燃料ガスを、その他方から酸素ガスをそれぞれ吹込
み、前記外管から旋回状に噴出するガスにより、前記燃
料ガスおよび前記酸素ガスに乱流を発生させて前記燃料
ガスを燃焼させる。従って、真空槽内で精錬される溶融
金属は、燃料ガスの燃焼熱により加熱される結果、その
温度降下を適確に防止することができる。また、内管と
外管との間に所定長さにわたり連続して設けられた螺旋
状フィンによって、外管からガスが旋回状に噴出され、
噴出した燃料ガスおよび酸素ガスに乱流が発生する結
果、真空槽内に早い流速で燃料ガスおよび酸素ガスを吹
き込んでも、吹き込まれたガスに失火が生ずることはな
い。
れる溶融金属に向け、所定間隔をあけて同心に配置され
た内管と外管とからなり、前記内管と前記外管との間に
所定長さにわたって連続した螺旋状フィンが設けられた
ランスにより、前記内管および前記外管の何れか一方か
ら燃料ガスを、その他方から酸素ガスをそれぞれ吹込
み、前記外管から旋回状に噴出するガスにより、前記燃
料ガスおよび前記酸素ガスに乱流を発生させて前記燃料
ガスを燃焼させる。従って、真空槽内で精錬される溶融
金属は、燃料ガスの燃焼熱により加熱される結果、その
温度降下を適確に防止することができる。また、内管と
外管との間に所定長さにわたり連続して設けられた螺旋
状フィンによって、外管からガスが旋回状に噴出され、
噴出した燃料ガスおよび酸素ガスに乱流が発生する結
果、真空槽内に早い流速で燃料ガスおよび酸素ガスを吹
き込んでも、吹き込まれたガスに失火が生ずることはな
い。
【００１２】図１は、この発明の方法により、溶鋼をＲ
Ｈ式真空精錬法によって脱ガス精錬するための装置の一
例を示す概略垂直断面図である。図１に示すように、そ
の底壁から下方に向って突出する２本の浸漬管２，３を
有する溶鋼精錬用真空槽１の下方に、溶鋼５が収容され
た取鍋４を位置せしめ、２本の浸漬管２，３を取鍋４内
の溶鋼５中に浸漬する。真空槽１内を図示しない真空ポ
ンプによって減圧しながら、一方の浸漬管２に導管６に
よってアルゴンガスを吹き込んで、取鍋４内の溶鋼５を
一方の浸漬管２を通って真空槽１内に吸い上げ、そし
て、真空槽１内に吸い上げられた溶鋼５を、他方の浸漬
管３を通って取鍋４内に戻す。その結果、取鍋４内の溶
鋼５は取鍋４と真空槽１との間を循環し、その間に、溶
鋼５は脱ガス精錬される。
Ｈ式真空精錬法によって脱ガス精錬するための装置の一
例を示す概略垂直断面図である。図１に示すように、そ
の底壁から下方に向って突出する２本の浸漬管２，３を
有する溶鋼精錬用真空槽１の下方に、溶鋼５が収容され
た取鍋４を位置せしめ、２本の浸漬管２，３を取鍋４内
の溶鋼５中に浸漬する。真空槽１内を図示しない真空ポ
ンプによって減圧しながら、一方の浸漬管２に導管６に
よってアルゴンガスを吹き込んで、取鍋４内の溶鋼５を
一方の浸漬管２を通って真空槽１内に吸い上げ、そし
て、真空槽１内に吸い上げられた溶鋼５を、他方の浸漬
管３を通って取鍋４内に戻す。その結果、取鍋４内の溶
鋼５は取鍋４と真空槽１との間を循環し、その間に、溶
鋼５は脱ガス精錬される。
【００１３】真空槽１内には、その頂壁1aを貫通して、
実質的に垂直にランス７が挿入されている。ランス７
は、図２にその水平断面図で示すように、所定間隔をあ
けて互いに同心に配置された内管８と外管９とを有する
二重管からなっており、真空槽１内で精錬される溶鋼５
に向け、例えば、内管８を通して燃料ガスが吹き込ま
れ、そして、外管９を通して酸素ガスが吹き込まれる。
このようにして吹き込まれた燃料ガスは酸素ガスによっ
て燃焼し、その燃焼熱によって、真空槽１内で精錬中の
溶鋼５は加熱される。内管８を通して吹き込まれる燃料
ガスの流量、および、外管９を通して吹き込まれる酸素
ガスの流量は、各々別個に制御し得るようになってい
る。
実質的に垂直にランス７が挿入されている。ランス７
は、図２にその水平断面図で示すように、所定間隔をあ
けて互いに同心に配置された内管８と外管９とを有する
二重管からなっており、真空槽１内で精錬される溶鋼５
に向け、例えば、内管８を通して燃料ガスが吹き込ま
れ、そして、外管９を通して酸素ガスが吹き込まれる。
このようにして吹き込まれた燃料ガスは酸素ガスによっ
て燃焼し、その燃焼熱によって、真空槽１内で精錬中の
溶鋼５は加熱される。内管８を通して吹き込まれる燃料
ガスの流量、および、外管９を通して吹き込まれる酸素
ガスの流量は、各々別個に制御し得るようになってい
る。
【００１４】上述した、真空槽１内への燃料ガスおよび
酸素ガスの吹込みは、図３に概略垂直断面図で示すよう
に、真空槽１の側壁1bの下部に、所定間隔をあけて互い
に同心に配置された内管８と外管９とからなるノズル10
を設け、真空槽１内で精錬される溶鋼５に向け、例え
ば、ノズル10の内管８を通して燃料ガスを吹込み、そし
て、外管９を通して酸素ガスを吹き込むようにしてもよ
い。
酸素ガスの吹込みは、図３に概略垂直断面図で示すよう
に、真空槽１の側壁1bの下部に、所定間隔をあけて互い
に同心に配置された内管８と外管９とからなるノズル10
を設け、真空槽１内で精錬される溶鋼５に向け、例え
ば、ノズル10の内管８を通して燃料ガスを吹込み、そし
て、外管９を通して酸素ガスを吹き込むようにしてもよ
い。
【００１５】燃料ガスとしては、水素ガス、プロパンガ
ス等、どのような燃料ガスでも使用し得るが、製鉄所に
おいて、コークス炉から排出されるＣガスが好適であ
る。
ス等、どのような燃料ガスでも使用し得るが、製鉄所に
おいて、コークス炉から排出されるＣガスが好適であ
る。
【００１６】減圧下においては、熱力学的に、燃料ガス
中に含有される水素および炭素の燃焼しにくいことが予
想されていたが、実際には、その程度は僅かであった。
図５は、真空槽内における絶対温度が1873K の溶鋼に対
し、Ｃガスおよび酸素ガスを吹き込んだ際における、Ｃ
ガス中の水素および炭素の燃焼挙動に及ぼす圧力の影響
を示したグラフである。図５において、横軸は真空槽内
の圧力を示し、縦軸は燃料ガスの燃焼効率 (η) を示
す。なお、燃焼効率 (η) は、燃料ガス中のH2およびCO
が、下記反応式によって、H2O およびCO2 に燃焼する割
合である。 H2＋1/2 02→H2O 、 CO＋1/2 02→CO2
中に含有される水素および炭素の燃焼しにくいことが予
想されていたが、実際には、その程度は僅かであった。
図５は、真空槽内における絶対温度が1873K の溶鋼に対
し、Ｃガスおよび酸素ガスを吹き込んだ際における、Ｃ
ガス中の水素および炭素の燃焼挙動に及ぼす圧力の影響
を示したグラフである。図５において、横軸は真空槽内
の圧力を示し、縦軸は燃料ガスの燃焼効率 (η) を示
す。なお、燃焼効率 (η) は、燃料ガス中のH2およびCO
が、下記反応式によって、H2O およびCO2 に燃焼する割
合である。 H2＋1/2 02→H2O 、 CO＋1/2 02→CO2
【００１７】図５から明らかなように、１Torrの減圧下
においても、Ｃガス中に含有される水素は95% 以上の燃
焼効率が得られ、同じく炭素は90% 以上の燃焼効率が得
られた。
においても、Ｃガス中に含有される水素は95% 以上の燃
焼効率が得られ、同じく炭素は90% 以上の燃焼効率が得
られた。
【００１８】図４は、内管８と外管９とを有する二重管
からなるランス７の概略垂直断面図である。図４に示す
ように、ランス７の噴出端部における外管９と内管８と
の間には、所定長さにわたって、連続した螺旋状のフィ
ン11が設けられている。この螺旋状フィン11によって、
外管９からの酸素ガスは旋回状に噴出する。従って、ラ
ンス７の先端から噴出する燃料ガスおよび酸素ガスに乱
流が生ずる結果、真空槽内に早い流速で燃料ガスおよび
酸素ガスを吹き込んでも、吹き込まれたガスに失火が生
ずるようなことはない。このような螺旋状フィン11は、
図３に示した、真空槽１の側壁1bの下部に設けられたノ
ズル10にも設けることが好ましい。
からなるランス７の概略垂直断面図である。図４に示す
ように、ランス７の噴出端部における外管９と内管８と
の間には、所定長さにわたって、連続した螺旋状のフィ
ン11が設けられている。この螺旋状フィン11によって、
外管９からの酸素ガスは旋回状に噴出する。従って、ラ
ンス７の先端から噴出する燃料ガスおよび酸素ガスに乱
流が生ずる結果、真空槽内に早い流速で燃料ガスおよび
酸素ガスを吹き込んでも、吹き込まれたガスに失火が生
ずるようなことはない。このような螺旋状フィン11は、
図３に示した、真空槽１の側壁1bの下部に設けられたノ
ズル10にも設けることが好ましい。
【００１９】図４に示した螺旋状フィン11の旋回角度θ
は、45°以上とすることが好ましい。図６は、螺旋状フ
ィン11の旋回角度θと、失火が生じない限界真空度との
関係を示すグラフである。図６から明らかなように、螺
旋状フィン11の旋回角度θを45°以上とすれば、真空槽
内の真空度が10Torr以下であっても、ランスから噴出し
た燃料ガスに失火が生ずることはなかった。
は、45°以上とすることが好ましい。図６は、螺旋状フ
ィン11の旋回角度θと、失火が生じない限界真空度との
関係を示すグラフである。図６から明らかなように、螺
旋状フィン11の旋回角度θを45°以上とすれば、真空槽
内の真空度が10Torr以下であっても、ランスから噴出し
た燃料ガスに失火が生ずることはなかった。
【００２０】真空槽内において減圧下でフォーミングし
ている溶鋼に、ランスまたはノズルによって燃料ガスお
よび酸素ガスを吹き込むことにより、上記ガスの溶鋼へ
の着熱効率は、理論的な上限値にほぼ近い値となった。
即ち、着熱効率ηの定義を、 η＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 但し、ΔＨ1 ：溶鋼に着熱した熱量、 ΔＨ2 ：燃料ガスの燃焼によって発熱した量、 とすると、理論的な上限値は約70% になる。
ている溶鋼に、ランスまたはノズルによって燃料ガスお
よび酸素ガスを吹き込むことにより、上記ガスの溶鋼へ
の着熱効率は、理論的な上限値にほぼ近い値となった。
即ち、着熱効率ηの定義を、 η＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 但し、ΔＨ1 ：溶鋼に着熱した熱量、 ΔＨ2 ：燃料ガスの燃焼によって発熱した量、 とすると、理論的な上限値は約70% になる。
【００２１】図７は、螺旋状フィン11の旋回角度θと、
上記着熱効率との関係を示すグラフである。図７から明
らかなように、螺旋状フィン11の旋回角度θを45°以上
とすることにより、約70% の着熱効率が得られた。
上記着熱効率との関係を示すグラフである。図７から明
らかなように、螺旋状フィン11の旋回角度θを45°以上
とすることにより、約70% の着熱効率が得られた。
【００２２】酸素ガスと共に吹き込まれる燃料ガスとし
て、例えばプロパンガスのような炭化水素系の有機化合
物からなるガス、または、炭化水素系の有機化合物から
なるガスを含有するガスを使用することが好ましい。こ
のようなガスを使用すれば、吹き込まれた燃料ガスが、
その分解時における吸熱反応により、ノズル先端部にお
いて冷却ガスとして作用する結果、ノズル先端部および
真空槽の内張り耐火物の溶損を防止することができる。
て、例えばプロパンガスのような炭化水素系の有機化合
物からなるガス、または、炭化水素系の有機化合物から
なるガスを含有するガスを使用することが好ましい。こ
のようなガスを使用すれば、吹き込まれた燃料ガスが、
その分解時における吸熱反応により、ノズル先端部にお
いて冷却ガスとして作用する結果、ノズル先端部および
真空槽の内張り耐火物の溶損を防止することができる。
【００２３】真空槽内に吹き込まれた燃料ガスによっ
て、溶鋼中に水素や炭素が不純物として溶解することが
考えられるが、燃料ガスと共に酸素ガスが吹き込まれる
ことによって、溶鋼中への炭素の溶解は全く生じない。
水素は若干溶鋼中に溶解するが、真空精錬後に溶鋼に施
される真空脱炭および脱酸工程において、自動的に除去
される。
て、溶鋼中に水素や炭素が不純物として溶解することが
考えられるが、燃料ガスと共に酸素ガスが吹き込まれる
ことによって、溶鋼中への炭素の溶解は全く生じない。
水素は若干溶鋼中に溶解するが、真空精錬後に溶鋼に施
される真空脱炭および脱酸工程において、自動的に除去
される。
【００２４】
【実施例】次に、この発明の方法を、実施例により更に
説明する。図１に示したＲＨ式真空精錬装置により、図
４に示したランスを使用して、真空槽１内の溶鋼に向け
て燃料ガスおよび酸素ガスを吹込みながら、下記条件に
より溶鋼を真空精錬した。 (1) 溶鋼の化学成分組成：
説明する。図１に示したＲＨ式真空精錬装置により、図
４に示したランスを使用して、真空槽１内の溶鋼に向け
て燃料ガスおよび酸素ガスを吹込みながら、下記条件に
より溶鋼を真空精錬した。 (1) 溶鋼の化学成分組成：
【００２５】 (2) 溶鋼の処理屯数 ： 250 ton (3) ランスの螺旋状フィンの旋回角度： 45° (4) 燃料ガス ：Ｃガス (5) ランスの内管からの燃料ガスの吹込み量：3,000 Nm
3/H (6) ランスの外管からの酸素ガスの吹込み量：3,000 〜
3,600 Nm3/H (7) 真空槽内の真空度 ：10〜100
Torr
3/H (6) ランスの外管からの酸素ガスの吹込み量：3,000 〜
3,600 Nm3/H (7) 真空槽内の真空度 ：10〜100
Torr
【００２６】真空槽１内を減圧し、取鍋４内の溶鋼５
が、槽１内の所定位置まで吸い上げられた時点で、槽１
内にその頂壁1aを貫通して実質的に垂直に挿入されたラ
ンス７の内管から燃料ガスをそしてその外管から酸素ガ
スを、槽１内で精錬される溶鋼５に向け、上記量で22分
間吹き込んだ。
が、槽１内の所定位置まで吸い上げられた時点で、槽１
内にその頂壁1aを貫通して実質的に垂直に挿入されたラ
ンス７の内管から燃料ガスをそしてその外管から酸素ガ
スを、槽１内で精錬される溶鋼５に向け、上記量で22分
間吹き込んだ。
【００２７】下記に溶鋼温度の推移を示す。 (a) 転炉における精錬終点温度 ： 1630 ℃、 (b) 出鋼後の取鍋内における温度 ： 1580 ℃、 (c) RH式真空精錬装置に到着時の温度 ： 1570 ℃、 (d) 真空槽内での精錬開始時（溶鋼の加熱開始時）の温
度： 1540 ℃、 (e) 真空槽内での溶鋼加熱終了温度 ： 1610 ℃、 (f) 真空槽内での精錬終了時の温度 ： 1580 ℃。
度： 1540 ℃、 (e) 真空槽内での溶鋼加熱終了温度 ： 1610 ℃、 (f) 真空槽内での精錬終了時の温度 ： 1580 ℃。
【００２８】上記 (c)のRH式真空精錬装置に到着時か
ら、上記 (d)の真空槽内での精錬開始時（溶鋼の加熱開
始時）までの間に、溶鋼温度は30℃降下した。これは、
真空槽１の底壁に設けられた、耐火物からなる２本の浸
漬管２，３を取鍋４内の溶鋼５に浸漬したときの、浸漬
管２，３による抜熱のためである。上記 (d)の真空槽内
での精錬開始時に、ランス７からの燃料ガスおよび酸素
ガスの吹込みにより、溶鋼の加熱が開始され、燃料ガス
の燃焼熱の溶鋼への着熱によって、上記 (e)の加熱終了
までの間に、溶鋼温度は70℃上昇した。このようにして
加熱終了後、上記(f) の精錬終了までの間に、溶鋼の温
度は30℃降下した。これは、上述した間における、真空
槽内の内張り耐火物による熱ロス、および、脱硫フラッ
クスの添加による顕熱の上昇のためである。なお、脱硫
フラックスの添加量は、溶鋼１ｔ当り５Kgであり、フラ
ックスの顕熱上昇分を溶鋼顕熱に換算すると15℃とな
る。
ら、上記 (d)の真空槽内での精錬開始時（溶鋼の加熱開
始時）までの間に、溶鋼温度は30℃降下した。これは、
真空槽１の底壁に設けられた、耐火物からなる２本の浸
漬管２，３を取鍋４内の溶鋼５に浸漬したときの、浸漬
管２，３による抜熱のためである。上記 (d)の真空槽内
での精錬開始時に、ランス７からの燃料ガスおよび酸素
ガスの吹込みにより、溶鋼の加熱が開始され、燃料ガス
の燃焼熱の溶鋼への着熱によって、上記 (e)の加熱終了
までの間に、溶鋼温度は70℃上昇した。このようにして
加熱終了後、上記(f) の精錬終了までの間に、溶鋼の温
度は30℃降下した。これは、上述した間における、真空
槽内の内張り耐火物による熱ロス、および、脱硫フラッ
クスの添加による顕熱の上昇のためである。なお、脱硫
フラックスの添加量は、溶鋼１ｔ当り５Kgであり、フラ
ックスの顕熱上昇分を溶鋼顕熱に換算すると15℃とな
る。
【００２９】ランス７からの燃料ガスおよび酸素ガスの
吹込みによる溶鋼の加熱時に、燃料ガスに対する酸素ガ
スの割合を、燃料ガスの完全燃焼比よりも多くしたこと
により、溶鋼中の炭素含有量は低下し、上記精錬後に行
われた８分間の真空脱炭によって、下記表２に示すよう
に、炭素含有量は15ppm 以下になった。一方、溶鋼中の
水素含有量は若干上昇したが、上記８分間の真空脱炭お
よび５分間の真空脱酸によって脱水素が進行し、下記表
２に示すように、水素含有量は１ppm 以下になった。
吹込みによる溶鋼の加熱時に、燃料ガスに対する酸素ガ
スの割合を、燃料ガスの完全燃焼比よりも多くしたこと
により、溶鋼中の炭素含有量は低下し、上記精錬後に行
われた８分間の真空脱炭によって、下記表２に示すよう
に、炭素含有量は15ppm 以下になった。一方、溶鋼中の
水素含有量は若干上昇したが、上記８分間の真空脱炭お
よび５分間の真空脱酸によって脱水素が進行し、下記表
２に示すように、水素含有量は１ppm 以下になった。
【００３０】精錬終了後の溶鋼の化学成分組成：
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
転炉で精錬された溶鋼のような溶融金属に対し、脱ガス
のために、ＲＨ式真空精錬法のように減圧下において精
錬を施すに際し、精錬中の溶融金属の温度低下を適確に
防止することができる、工業上有用な効果がもたらされ
る。
転炉で精錬された溶鋼のような溶融金属に対し、脱ガス
のために、ＲＨ式真空精錬法のように減圧下において精
錬を施すに際し、精錬中の溶融金属の温度低下を適確に
防止することができる、工業上有用な効果がもたらされ
る。
【図１】この発明の方法により、溶鋼をＲＨ式真空精錬
法によって脱ガス精錬するための装置の一例を示す概略
垂直断面図である。
法によって脱ガス精錬するための装置の一例を示す概略
垂直断面図である。
【図２】この発明の方法において使用されるランスの一
例を示す水平断面図である。
例を示す水平断面図である。
【図３】この発明の方法により、溶鋼をＲＨ式真空精錬
法によって脱ガス精錬するための装置の他の例を示す概
略垂直断面図である。
法によって脱ガス精錬するための装置の他の例を示す概
略垂直断面図である。
【図４】この発明の方法において使用されるランスの他
の例を示す概略垂直断面図である。
の例を示す概略垂直断面図である。
【図５】Ｃガス中の水素および炭素の燃焼挙動に及ぼす
圧力の影響を示したグラフである。
圧力の影響を示したグラフである。
【図６】ランスの螺旋状フィンの旋回角度と、失火が生
じない限界真空度との関係を示すグラフである。
じない限界真空度との関係を示すグラフである。
【図７】ランスの螺旋状フィンの旋回角度と、着熱効率
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
１ 真空槽、 ２ 浸漬管、 ３ 浸漬管、 ４ 取鍋、 ５ 溶鋼、 ６ 導管、 ７ ランス、 ８ 内管、 ９ 外管、 10 ノズル、 11 フィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水上 秀昭 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 (56)参考文献 特開 昭64−39316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−102819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−217（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−73434（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−135456（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭60−43417（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21C 7/10 C21C 7/00 C22B 9/04
Claims (5)
- 【請求項１】 溶融金属を、精錬用真空槽を使用し、減
圧下において精錬するに際し、 前記真空槽内で精錬される溶融金属の浴面に向け、所定
間隔をあけて同心に配置された内管と外管とからなり、
前記内管と前記外管との間に所定長さにわたって連続し
た螺旋状フィンが設けられたランスにより、前記内管お
よび前記外管の何れか一方から燃料ガスを、その他方か
ら酸素ガスをそれぞれ吹込み、前記外管から旋回状に噴
出するガスにより、前記燃料ガスおよび前記酸素ガスに
乱流を発生させて前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱
によって前記真空槽内で精錬される溶融金属を加熱する
ことを特徴とする、溶融金属の減圧下における精錬方
法。 - 【請求項２】 前記ランスを、前記真空槽の頂壁を通し
て、前記真空槽内に実質的に垂直に挿入する、請求項１
記載の方法。 - 【請求項３】 前記ランスを、前記真空槽の側壁を通し
て、前記真空槽内に挿入する、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記ランスの、前記内管と前記外管との
間に設けられた前記螺旋状フィンの旋回角度を４５°以
上とする、請求項１から３の何れか１つに記載の方法。 - 【請求項５】 前記燃料ガスは、炭化水素系の有機化合
物からなるガス、または、前記炭化水素系の有機化合物
からなるガスを含むガスからなっている、請求項１から
４の何れか１つに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031235A JP2812127B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 溶融金属の減圧下における精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031235A JP2812127B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 溶融金属の減圧下における精錬方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220521A JPH06220521A (ja) | 1994-08-09 |
| JP2812127B2 true JP2812127B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=12325747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5031235A Expired - Fee Related JP2812127B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 溶融金属の減圧下における精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2812127B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102819A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-07 | Kawasaki Steel Co | Decarburizing and smelting method of molten steel by means of vacuum degas treatment chamber |
| JPS58135456U (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-12 | 住友金属工業株式会社 | 溶鋼内吹込みランス |
| JPS6043417A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-08 | Daido Steel Co Ltd | 炉操業方法 |
| JP2590909B2 (ja) * | 1987-08-03 | 1997-03-19 | 大同特殊鋼株式会社 | 鋼の精錬方法および精錬装置 |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP5031235A patent/JP2812127B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06220521A (ja) | 1994-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |