JP2972493B2 - 溶鋼の真空精錬方法 - Google Patents

溶鋼の真空精錬方法

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JP2972493B2 JP5175694A JP17569493A JP2972493B2 JP 2972493 B2 JP2972493 B2 JP 2972493B2 JP 5175694 A JP5175694 A JP 5175694A JP 17569493 A JP17569493 A JP 17569493A JP 2972493 B2 JP2972493 B2 JP 2972493B2
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼の真空精錬方法に
関する。さらに詳しくは、真空精錬および脱硫、脱リン
などのフラックス精錬を同時に行なうことができる溶鋼
の真空精錬方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、溶鋼の品質向上のため、溶鋼は、
真空精錬などによって処理されるようになりつつある。
かかる真空精錬の代表的な方法としては、真空槽内に取
鍋内の溶鋼を吸い上げて真空と接触させ、真空精錬を行
なう吸上式真空精錬法(以下、RH法という)が知られ
ており、さらに脱硫を行なうために、真空槽の上方から
ガス吹きつけランスを挿入し、該ガス吹きつけランスか
ら脱硫用フラックスを投射する方法が提案されている
(材料とプロセス、(1992)p.1240)。
【0003】前記方法においては、脱硫用フラックスと
して、CaO−CaF2 系フラックス、CaO系フラッ
クスなどが用いられており、脱硫率を向上させるため
に、CaF2 の含有量が多い脱硫用フラックスの使用が
好ましい。
【0004】しかしながら、前記方法を用いたばあいに
は、脱硫用フラックスの投射により、溶鋼の顕熱が奪わ
れ、該脱硫用フラックスを投射しないばあいと対比して
溶鋼温度が低下するため、該脱硫用フラックスが溶融し
がたくなったり、また脱硫率を向上させるためにCaF
2 の含有率が高い脱硫用フラックスを使用したばあいに
は、CaF2 によって取鍋や真空処理装置の耐火物の溶
損が助長され、これら取鍋などの寿命が短くなってしま
うという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、溶鋼温度をあまり低下
させずに維持することができ、精錬用フラックス中のC
aF2 の含有率を低下させても脱硫効率の向上を図るこ
とができる溶鋼の真空精錬方法を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は燃料
ガス、酸素ガスを同時に噴出できるランスを真空脱ガス
槽頂部に配置し、燃料ガス、酸素ガスを同時に噴出して
ランスの下方で溶鋼浴面上方にバーナー火炎を形成する
真空精錬方法において、該ランスにキャリアーガスで精
錬用フラックスも同時に噴出させると共に、精錬用フラ
ックスを前記バーナー火炎内を通して加熱後、溶鋼浴面
に到達させる溶鋼の真空精錬方法に関する。
【0007】
【作用および実施例】本発明においては、燃料ガス、酸
素ガスを同時に噴出できるランスを真空脱ガス槽頂部に
配置し、燃料ガス、酸素ガスを同時に噴出してランスの
下方で溶鋼浴面上方にバーナー火炎を形成する真空精錬
方法において、該ランスにキャリアーガスで精錬用フラ
ックスも同時に噴出させると共に、精錬用フラックスを
前記バーナー火炎内を通して加熱後、溶鋼浴面に到達さ
せることにより、溶鋼の真空精錬が行なわれる。
【0008】以下、本発明の溶鋼の真空精錬方法を図面
にもとづいて説明する。
【0009】図1は、燃料ガス、酸素ガスを同時に噴出
できるランスを真空脱ガス槽頂部に配置し、燃料ガス、
酸素ガスを同時に噴出してランスの下方で溶鋼浴面上方
にバーナー火炎を形成する真空精錬方法において、該ラ
ンスにキャリアーガスで精錬用フラックスも同時に噴出
させると共に、精錬用フラックスを前記バーナー火炎内
を通して加熱後、溶鋼浴面に到達させるという投射の
あいの概略説明図である。
【0010】図1において、取鍋1上には、真空処理装
置2が配置されており、取鍋1内に充填された溶鋼3
は、吸引口4から真空処理装置2内を脱気することによ
り、該真空処理装置2内に導入される。
【0011】真空処理装置2内の圧力は、溶鋼3の精錬
効果を高めるために、10mmHg以下、好ましくは5
mmHg以下、さらに好ましくは1mmHg以下の真空
度となるように調整することが望ましい。
【0012】なお、取鍋1および真空処理装置2内の溶
鋼3全体を充分に精錬するために、ガス導入パイプ5を
用いて、たとえばアルゴンガスなどの不活性ガスを浸漬
管6内に吹き込み、ガスリフトポンプの原理で溶鋼3を
循環させることが好ましい。
【0013】真空処理装置2の上方には、ランス7が設
けられており、ランス7に設けられたバーナーにより溶
鋼3が加熱され、また該ランス7から精錬用フラックス
が溶鋼浴面上に投射される。
【0014】ランス7には、精錬用フラックス用パイプ
8、酸素ガス用パイプ9および燃料用パイプ10が設け
られている。
【0015】精錬用フラックス用パイプ8から、ランス
7内に精錬用フラックスが導入される。
【0016】前記精錬用フラックスの具体例としては、
たとえばCaO、CaO−CaF2などの酸化カルシウ
ムを主成分とするものがあげられるが、本発明はかかる
例示のみに限定されるものではない。かかる精錬用フラ
ックスの平均粒子径は、通常0.1〜2mm程度であれ
ばよい。
【0017】精錬用フラックスの投射量は、溶鋼中のイ
オウ量などによって異なるので一概には決定することが
できず、通常目的とする脱硫率となるまで投射すること
が好ましい。
【0018】精錬用フラックスの投射は、たとえばアル
ゴンガスなどの不活性ガスを用いて行なうことができ
る。
【0019】酸素ガス用パイプ9から燃料を燃焼させる
ための酸素ガスが、また燃料用パイプ10から燃料ガス
がランス7内に導入され、ランス7の先端に設けられた
バーナーから燃焼ゾーンが形成される。
【0020】なお、溶鋼3の浴面からランス7の先端ま
での距離(ランス高さ)は、とくに限定がないが、通常
2〜6mの範囲内であることが好ましい。
【0021】本発明に用いることができるランス7の一
実施態様を図2に示す。
【0022】図2は、本発明に用いることができるラン
ス7の先端部における概略断面図である。
【0023】図2において、11は燃料ガス導入孔、1
2は酸素ガス導入孔、13は精錬用フラックスの導入
孔、14はバーナーである。図2では、燃料ガス導入孔
11は4カ所設けられたばあいの例が示されているが、
該燃料ガス導入孔11は、たとえば2、3カ所設けられ
ていてもよく、さらに5カ所以上設けられていてもよ
い。
【0024】なお、図2に示されたランス7において、
スロート径aおよび出口径bは、とくに限定がないが、
通常スロート径aが10〜30mm程度、出口径bが5
0〜90mm程度であればよい。
【0025】かくして溶鋼をバーナーで加熱しながら減
圧下で溶鋼浴面上に精錬用フラックスを投射することに
より、溶鋼の脱硫・真空処理を行なうことができる。
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】本発明の溶鋼の真空精錬方法によれば、バ
ーナーにより溶鋼が加熱されるため、溶鋼温度の低下が
抑制され、さらに溶鋼面が高温になっているので、投
れた精錬用フラックスが溶融しやすくなるという利点
がある。
【0033】また、本発明においては、精錬用フラック
スを溶鋼に投射したときに、該溶鋼の温度低下が小さい
ので、CaOを多量に溶融させることができるため、耐
火物浸食作用があるCaF2の使用量を減少させても脱
硫率の向上を図ることができる。
【0034】また、本発明において、溶鋼浴面上に精錬
用フラックスを投射する手段を用いたばあいには、バー
ナー燃焼熱によって精錬用フラックス自体があらかじめ
加熱されるため、該精錬用フラックスが溶融されやすく
なるという利点がある。
【0035】つぎに、本発明の溶鋼の真空精錬方法を実
施例にもとづいてさらに詳細に説明するが、本発明はか
かる実施例のみに限定されるものではない。
【0036】実施例1〜3 転炉にて溶製し、出鋼時にアルミ脱酸した溶鋼100ト
ンを使用した。この溶鋼中に含有されたイオウ濃度は
0.0030〜0.0050重量%であった。この溶鋼
を入れた取鍋を真空処理設備であるRHに移動し、溶鋼
脱ガスおよび脱硫精錬を行なった。
【0037】各実施例で使用したRHの全体構成を図1
に示す。真空処理装置2には、その頂部の中央から図2
に示される形状のランス7が挿入されており、ランス高
さを表1に示すようにそれぞれ調整した。ランス7はス
ロート径aが18mm、出口径bが80mmで燃料ガス
導入孔11が3カ所設けられた形状のものを使用した。
【0038】真空処理にあたっては、RHの浸漬管6を
取鍋1の溶鋼に浸漬するとともに、浸漬管6から還流用
ガス(アルゴンガス)を吹き込み、併せて真空排気装置
を運転し、溶鋼3を真空処理装置2内で循環させて真空
にさらした。処理の到達真空度は1mmHg以下であっ
た。
【0039】処理開始から1分間経過後に酸素流量25
4Nm3 /hr、LNG流量114Nm3 /hrの条件
でバーナー吹きを行ない、処理開始から10分間経過後
に表1に示す組成からなる精錬用フラックス(平均粒子
径0.5mm)を投射し、処理開始から20分間経過後
に精錬用フラックスの投射を終了し、以後は溶鋼成分の
微調整を行ない、処理開始から30分間経過時にバーナ
ー吹きおよび真空処理を終了した。投射された精錬用フ
ラックス量を表1に示す。
【0040】このようにして脱硫処理が施されたが、こ
のときの脱硫率、耐火物溶損指標および溶鋼の温度低下
幅を以下の方法にしたがって調べた。その結果を表1に
示す。
【0041】(イ)脱硫率 処理前のイオウ含有濃度[S]o と処理後のイオウ含有
濃度[S]r を組成分析し、次式にしたがって脱硫率を
求めた。
【0042】脱硫率={([S]o −[S]r )÷
[S]o }×100(%) (ロ)耐火物溶損指標 真空処理装置2の浸漬管6の内径を処理前後で測定し、
フラックスを使用しない処理のばあいの処理1回あたり
の浸漬管6の内径の変化量をベース条件として、各処理
における浸漬管6の内径の寸法を処理後に測定し、ベー
ス条件の何倍になるかを指標とした。
【0043】(ハ)溶鋼の温度低下幅 処理開始時の溶鋼温度および処理終了時の溶鋼温度をそ
れぞれ通常用いられる白金熱電対プローブによる温度測
定法で実測した。溶鋼の温度低下幅はこの処理前後の温
度差とした。
【0044】比較例1 実施例1〜3において、バーナー吹きを行なわず、ラン
ス高さ、精錬用フラックスの組成および精錬用フラック
ス量を表1に示すように変更したほかは、実施例1〜3
と同様にして脱硫処理を行なった。その結果を表1に示
す。
【0045】
【表1】
【0046】実施例1および比較例1の結果を対比して
明らかなように、脱硫率が80%となるように調整した
ばあい、実施例1では、精錬用フラックス中における酸
化カルシウムの含有率が高くても溶鋼の温度低下幅が小
さい状態で精錬用フラックス量を少なくすることがで
き、しかも耐火物溶損指標を格段に小さくさせうること
がわかる。
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【0057】
【発明の効果】本発明の溶鋼の真空精錬方法によれば、
精錬用フラックスに含まれる脱硫効果が高いフッ化カル
シウムの使用量を低減させても、溶鋼の脱硫効果を高め
ることができ、しかも該フッ化カルシウムの使用量を低
減させることができることにより、耐火物の溶損をきわ
めて小さくさせることができるという効果が奏される。
【0058】また、本発明の溶鋼の真空精錬方法によれ
ば、精錬用フラックスの使用量自体を低減させることが
できるので、製鋼コストの削減を図ることができるとい
う効果が奏される。
【0059】さらに、本発明の溶鋼の真空精錬方法によ
れば、溶鋼の処理温度の低下幅を抑制することができる
ので、精錬用フラックスの溶融効率が維持されるため、
迅速に溶鋼の脱硫処理を行なうことができるという効果
が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溶鋼の真空精錬方法の概略説明図であ
る。
【図2】本発明の溶鋼の真空精錬方法に用いられるラン
スの先端部における概略断面図である。
【符号の説明】
3 溶鋼 14 バーナー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井口 雅夫 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日 本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 福田 和久 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日 本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 御福 浩樹 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日 本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (56)参考文献 特開 平2−228418(JP,A) 特開 昭61−270326(JP,A) 特開 昭47−7301(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21C 7/10 C21C 7/076

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料ガス、酸素ガスを同時に噴出できる
    ランスを真空脱ガス槽頂部に配置し、燃料ガス、酸素ガ
    スを同時に噴出してランスの下方で溶鋼浴面上方にバー
    ナー火炎を形成する真空精錬方法において、該ランスに
    キャリアーガスで精錬用フラックスも同時に噴出させる
    と共に、精錬用フラックスを前記バーナー火炎内を通し
    て加熱後、溶鋼浴面に到達させる溶鋼の真空精錬方法。
  2. 【請求項2】 精錬用フラックスが酸化カルシウムを主
    成分とするものである請求項1記載の溶鋼の真空精錬方
    法。
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