JP2915772B2 - 直胴型浸漬管を用いた真空精錬炉への酸素ガス上吹き方法 - Google Patents
直胴型浸漬管を用いた真空精錬炉への酸素ガス上吹き方法Info
- Publication number
- JP2915772B2 JP2915772B2 JP32692193A JP32692193A JP2915772B2 JP 2915772 B2 JP2915772 B2 JP 2915772B2 JP 32692193 A JP32692193 A JP 32692193A JP 32692193 A JP32692193 A JP 32692193A JP 2915772 B2 JP2915772 B2 JP 2915772B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- molten steel
- blown
- secondary combustion
- oxygen
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
スの供給方法に関するものであり、効率的な脱炭、酸素
富化、槽内付着地金の除去を可能とするものである。
目的がある。1つは、酸素と鋼浴中の炭素とを直接反応
させて脱炭させることであり、例えばステンレス鋼の仕
上げ脱炭に利用されている。2つ目は、溶鋼中の酸素濃
度を高めることであり、普通鋼精錬において転炉の吹き
止め炭素を上げて転炉耐火物コストを下げ、真空炉で脱
炭させる場合に、精錬初期に酸素が不足することを補う
目的で用いられている。3つ目は、槽内付着地金を除去
するためであり、槽内空間で脱炭により生成したCOガ
スをCO2 に燃焼させる時の発熱反応(2次燃焼反応)
を利用するものである。このうち、第1の目的と第2の
目的のためには、酸素ガスは直接溶鋼と接触する方が効
率的であるのに対して、第3の目的のためには、酸素ガ
スは直接には溶鋼と接触させない方が効果的となる。
公報には、RH脱ガス炉を利用して高クロム鋼に対して
上方より酸素を吹き付けた方法が開示されている。ま
た、特開昭60−145316号公報には、同様にRH
脱ガス炉を利用して高クロム鋼に対して未脱酸溶鋼処理
時の湯面位置よりは低く、脱酸溶鋼処理時の湯面位置よ
りは高い位置より酸素を吹き付ける方法が開示されてい
る。しかし、いずれの方法でも、脱炭は効率的に進行す
るものの、3つ目の目的に示した2次燃焼は考慮してい
ないため、多量のスプラッシュが発生する上に、それら
が槽内に付着するため操業に大きな支障を与えるという
問題があった。
溶鋼湯面から所定位置離した上方から、適正範囲の湯面
到達圧力になるように酸素ガスを吹き付けることで2次
燃焼反応を積極的に利用する方法が開示されている。こ
の場合には、到達圧力が大きすぎる場合には2次燃焼が
利用できなくなり、逆に、小さすぎる場合には着熱効率
が悪化するという問題が生じ、適正操業条件は大きく制
約を受けるという問題がある。
着熱効率が悪化する理由は、2次燃焼反応が起こる領域
が湯面から遠方になるためである。これは、2次燃焼反
応が起こる領域で発生した熱をメタル液滴を介して着熱
させるのではなく、2次燃焼領域からの輻射により溶鋼
に着熱させるため、湯面直上で反応させる必要があるた
めである。また、いわゆるハードブローの場合に2次燃
焼率が低下するのは、激しく発生するスプラッシュのた
め、スプラッシュが2次燃焼領域でCO2 と反応(脱
炭)しCOガスへと戻るためである。
特公昭49−12810号公報や特開昭60−1453
16号公報に開示されている技術には、多量のスプラッ
シュが発生する上に、それらが槽内に付着するため操業
に大きな支障を与えるという問題点を有していた。ま
た、特開平2−77518号公報に開示されている技術
には、到達圧力が大きすぎる場合には2次燃焼が利用で
きなくなり、逆に、小さすぎる場合には着熱効率が悪化
するため、適正操業条件が大きく制約を受けるという問
題点があった。従って、本発明の目的とするところは、
ハードブロー時の激しいスプラッシュの発生や2次燃焼
率の低下が起こりにくく、逆に、ソフトブロー時の着熱
効率の大幅な低下が起こりにくい技術により、広い適正
条件で操業を可能とすることにある。
き込まれガス気泡が浮上する表面領域(気泡活性面)を
利用し、そこに酸素ガスを吹き付けることで広い操業条
件範囲で2次燃焼による熱補償と効率的脱炭反応を成し
遂げられるという知見を得た。本発明はこの知見に基づ
きなされたものである。その要旨とするところは、転
炉、電気炉などの精錬炉より出鋼された取鍋内溶鋼に対
して、大径の直胴形状の容器を溶鋼に浸漬するととも
に、該直胴浸漬槽内を減圧する溶鋼の真空精錬方法にお
いて、真空に暴露されている溶鋼表面に上方より、酸
素、または酸化性ガスを次式で定義される上吹きガスの
動圧に対応するパラメータ(Q)が0.05〜5.0と
なるように吹き付けるとともに、取鍋低部より吹き込ま
れる攪拌用ガスにより生成される気泡活性面領域と、上
吹きガスの鋼浴表面での重なり面積が、浸漬槽内溶鋼面
位置での浸漬槽断面積の30〜90%とすることによ
り、効率的な酸素供給を可能とした、直胴型浸漬管を用
いた真空精錬炉への酸素ガス上吹き方法である。 Q=(F/n)/(h×d×P1/2 ) ここで、Fは上吹きガス流量(Nm3 /Hr)、hはラ
ンス先端と静止湯面間の距離(cm)、dはランスノズ
ル直径(cm)、nはノズル孔数、Pは雰囲気圧力(T
orr)を示す。
に着目したものである。ここで、気泡活性面は、吹き込
まれたガス気泡が表面に浮上する領域という定義であ
り、その決定方法は、水モデル、水銀モデル、あるい
は、実機での観察結果より、垂直方向に吹き込まれたガ
スに対する気泡活性面積(AN )は(1)式で、水平方
向に吹き込まれたガスに対する気泡活性面積(AV )は
(2)式で与えるものである。 AN =3.14×(0.212×T)2 ・・・・(1) AV =3.14×(7×M0.67)2 /2・・・・(2) ここで、Tは吹き込み位置から溶鋼面までの距離(m)
であり、Mはノズル1個当りのガス吹き込み量(Nm3
/s)である。
次燃焼に対する気泡活性面の効果を詳細に調査した結
果、以下の結論を得た。 1)2次燃焼による生成熱の溶鋼への着熱は、輻射によ
るものと、2次燃焼域へ飛散したメタル液滴を媒体とす
るものの2つあり、気泡活性面が狭い場合には、吹き込
まれたガスが狭い領域に集中するためメタル液滴が必要
以上に高く上がり、いわゆるスプラッシュとなり槽壁面
に付着するのみで熱媒体として作用しにくいのに対し
て、気泡活性面を広くした場合には、メタル液滴は広い
範囲から発生し槽壁面へ付着することなく再び溶鋼へ戻
る割合が非常に大きくなるため、効率的な熱媒体とな
る。したがって、気泡活性面を広くした場合には、輻射
にたよることなしに着熱することができるため、熱媒体
として作用するメタル液滴の飛散する高さまで2次燃焼
域を比較的高い位置にしても高い着熱効率が得られる。
動圧に加え、気泡活性面領域と上吹きガスの衝突領域の
鋼浴表面での重なり面積が重要となり、浸漬槽内溶鋼面
位置での浸漬槽断面積の30〜90%であれば、かなり
のソフトブローであっても高い着熱効率が得られる。こ
こで、上吹きガスの湯面での動圧はガスのノズル出口流
速をV(m3 /Hr)、ノズル径をd(cm)、ランス
先端と静止湯面間の距離をh(cm)、ガス密度をρ
(g/Nm3 )、重力加速度をg(m/s2 )、雰囲気
圧力をP(Torr)とすると、(ρ×P)×(d×V
/h)2 /(2g)となり、これを標準状態で表わした
酸素流量(F:Nm3 /Hr)、とノズル数(n)で書
き直し指標化するとQを得る。図1に示した種々の実験
により、この値が0.05までは高い着熱効率が得られ
るが、0.05よりも小さくなると2次燃焼域が高い位
置になるため、到達する液滴量が少なくなり着熱効率が
悪化した。逆にQが5.0よりも大きいと2次燃焼域で
熱交換した液滴がメタル浴に戻らず、そのまま系外に飛
散するため着熱効率が悪化する。 Q=(F/n)/(h×d×P1/2 )
プラッシュ発生は、上吹きガスの運動エネルギーによる
発生に加えて、表面直下での急激なCOガスの発生によ
るものも多い。この急激なCOガス発生は、表面直下で
ミクロ的な濃度の不均一が生じた場合に、[C]や
[O]の濃度の局所的に高い位置で爆発的に脱炭反応が
生じるための現象である。また、2次燃焼雰囲気でスプ
ラッシュが多量に発生すると、スプラッシュ中の炭素分
がCO2 により酸化されCOに戻る逆反応が生じるため
2次燃焼率が低下する。
ロ的な濃度の不均一を生じさせないことと、スプラッシ
ュを上記の熱媒体として作用する分以上に多量に生じさ
せないことの2つが重要となる。ここで、気泡活性面は
湯面下から浮上してくるガスで常に更新されているため
ミクロ的な濃度の不均一は生じにくく、広い気泡活性面
と上吹き位置とを組み合わせることで、小爆発的なスプ
ラッシュの発生は起こりにくくなる。この場合でもメタ
ル粒滴は2次燃焼域に入るが、CO2 の逆反応の場合に
は粒滴中の[C]の物質移動が律速となるため、前記の
粒滴への熱伝導に比べて長い時間が必要となる。
O2 の逆反応を抑制することは可能であり、その条件と
しては、気泡活性面領域と上吹きガスの衝突領域との鋼
浴表面での重なり面積が浸漬槽内溶鋼の幾何学的表面積
の30%以上であることにより、小爆発的なスプラッシ
ュの発生を抑制するとともに、図2に示すように、Qを
5.0以下とすることで、上吹きガスの運動エネルギー
によるスプラッシュの発生を抑制することになる。この
2つの条件を満たさない場合には、スプラッシュが激し
くなる上に、2次燃焼域に長時間スプラッシュ粒が滞留
するため逆反応が生じ2次燃焼率が低下する。
浸漬管を浸漬し該管内を減圧するとともに、炉底に設け
たポーラス煉瓦よりガスを供給し鋼浴を攪拌する真空精
錬装置で実施した。約350トンの未脱酸溶鋼を約20
分間処理し、約300ppmの炭素濃度から10ppm
まで脱炭する最中に、上吹きランスより酸素ガスを供給
した。2次燃焼率(PCR)は浸漬槽上方のガス中のC
O2 /(CO+CO 2 )×100で定義した。また、着
熱効率(η)はCOがCO2 になる反応熱のうちでメタ
ルの温度上昇に利用された熱の割合として計算した。実
験条件は、上吹きランスを種々変更させてQを大幅に変
化させた以外に、図4に示した気泡活性面と上吹きガス
の浴面衝突面積との重なり領域の面積(A:幾何学的計
算値)も変化させた。ここで、浸漬槽断面積をGとし
た。ここで、Fは上吹きガス流量(Nm3 /Hr)、h
はランス先端と静止湯面間の距離(cm)、dはランス
ノズル直径(cm)、Pは雰囲気圧力(Torr)を示
す。
示すように、実施例の1から12は本発明を示す。上吹
きガス流量、ランス先端と静止湯面間距離、ランスノズ
ル直径、雰囲気圧力を種々変化させてもA/Gが0.3
以上であり、かつ、Qが0.05〜5.0の範囲にあれ
ば、高い2次燃焼率と着熱効率を得ることがわかる。中
でも、Qが0.5から3.0の範囲にあるものは特に良
い結果を得ている。一方、13から19は比較例を示
す。13〜15はQが0.05よりも小さい場合である
が、2次燃焼は起こるものの着熱効率が極めて悪化して
いる。16と19はQが0.5よりも大きい場合である
が、逆反応により2次燃焼率が低下し、熱媒体である粒
鉄が系外に飛散するため着熱効率も低下している。17
と18はA/Gが0.3よりも小さい場合で、従来、R
Hで上方から酸素を供給していた場合に類似した試験条
件であるが、Qは適正範囲であっても着熱効率が悪い。
ー時の激しいスプラッシュの発生や2次燃焼率の低下が
起こりにくく、逆に、ソフトブロー時の着熱効率の大幅
な低下が起こりにくい技術により、広い適正条件での、
脱炭処理初期の酸素付加、酸素吹き付けによる脱炭速度
向上や、脱炭処理中の2次燃焼による地金付着防止が可
能となった。
Claims (1)
- 【請求項1】 精錬炉より出鋼された取鍋内溶鋼に対し
て、直胴形状の浸漬槽を溶鋼に浸漬するとともに、該浸
漬槽内を減圧する溶鋼の真空精錬方法において、真空に
暴露されている溶鋼表面に上方より、上吹きガスとし
て、酸素または酸化性ガスを(1)式で定義されるパラ
メータQが0.05〜5.0となるように吹き付けると
ともに、取鍋低部より吹き込まれる攪拌用ガスにより生
成される気泡活性面領域と、上吹きガスの鋼浴表面での
重なり面積が、浸漬槽内溶鋼面位置での浸漬槽断面積の
30%以上、90%以下とすることを特徴とする、直胴
型浸漬管を用いた真空精錬炉への酸素ガス上吹き方法。 Q=(F/n)/(h×d×P1/2 )・・・・(1) ここで、Fは上吹きガス流量(Nm3 /Hr)、hはラ
ンス先端と静止湯面間の距離(cm)、dはランスノズ
ル直径(cm)、nはノズル孔数、Pは雰囲気圧力(T
orr)を示す。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32692193A JP2915772B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 直胴型浸漬管を用いた真空精錬炉への酸素ガス上吹き方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32692193A JP2915772B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 直胴型浸漬管を用いた真空精錬炉への酸素ガス上吹き方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07179930A JPH07179930A (ja) | 1995-07-18 |
JP2915772B2 true JP2915772B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=18193251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32692193A Expired - Lifetime JP2915772B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 直胴型浸漬管を用いた真空精錬炉への酸素ガス上吹き方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2915772B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100214927B1 (ko) * | 1995-08-01 | 1999-08-02 | 아사무라 타카싯 | 용강의 진공 정련 방법 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32692193A patent/JP2915772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07179930A (ja) | 1995-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW406131B (en) | Vacuum refining method for molten steel | |
JP2915772B2 (ja) | 直胴型浸漬管を用いた真空精錬炉への酸素ガス上吹き方法 | |
JP2593175B2 (ja) | 真空脱ガス処理による極低炭素鋼の製造方法 | |
JPH05239534A (ja) | 無方向性電磁鋼板材の溶製方法 | |
JP2582316B2 (ja) | 真空精錬炉を用いた低炭素鋼の溶製法 | |
CN1316045C (zh) | 钢水的精炼方法及精炼装置 | |
JP3293023B2 (ja) | 溶鋼の真空吹酸方法 | |
CN1090241C (zh) | 简易钢包精炼方法 | |
JP2648769B2 (ja) | 溶鋼の真空精錬方法 | |
JP3153048B2 (ja) | 低真空精錬による低窒素鋼の溶製方法 | |
JP3720984B2 (ja) | 高効率減圧精錬方法 | |
JP3706451B2 (ja) | 高クロム鋼の減圧脱炭方法 | |
JP3377325B2 (ja) | 高清浄度極低炭素鋼の溶製方法 | |
JP3025042B2 (ja) | 極低炭素鋼の製造方法 | |
JPH08109410A (ja) | ステンレス鋼の仕上脱炭精錬方法 | |
JP2819424B2 (ja) | 極低炭素鋼の製造方法 | |
JP2988737B2 (ja) | 極低炭素鋼の製造方法 | |
JP3749622B2 (ja) | 溶鋼の脱水素方法 | |
JPH0873925A (ja) | 溶鋼の真空脱ガス脱炭方法 | |
JPH1171612A (ja) | 溶鋼の脱炭精錬方法 | |
JPH05295419A (ja) | 溶鋼の脱炭方法 | |
JP2000096127A (ja) | 溶鋼の脱水素方法 | |
JPH05311226A (ja) | 溶融金属の減圧・真空脱ガス精錬方法 | |
JPH08134530A (ja) | 溶鋼の真空脱ガス方法 | |
JPH0617114A (ja) | 溶鋼の真空脱ガス処理方法及び真空脱ガス処理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990406 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080416 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090416 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090416 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100416 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110416 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120416 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 14 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 14 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 14 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416 Year of fee payment: 15 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |