JP3090542B2 - 真空処理装置の操業方法 - Google Patents

真空処理装置の操業方法

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JP3090542B2
JP3090542B2 JP04227551A JP22755192A JP3090542B2 JP 3090542 B2 JP3090542 B2 JP 3090542B2 JP 04227551 A JP04227551 A JP 04227551A JP 22755192 A JP22755192 A JP 22755192A JP 3090542 B2 JP3090542 B2 JP 3090542B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼の二次精錬に際し
て使用する真空処理装置の操業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、量産高級鋼はRH設備にて処理さ
れる例が多くなっているが、中でもRH真空処理槽内の
溶鋼に酸素を供給し、溶鋼を積極的に脱炭する操業が広
く行われている。しかし脱炭処理に際しては溶鋼の温度
が降下するために溶鋼の温度低下に起因する多くの問題
点が発生しており、またRH真空処理槽の内壁面に多量
の地金が付着するという問題点が発生している。
【0003】RH真空処理槽内に電気抵抗発熱体を配す
る例はあるが、しかし従来の電気抵抗発熱体は溶鋼の温
度低下防止や地金の付着防止には不十分であった。また
従来の電気抵抗発熱体は設備コストや電極原単位や消費
電力コストが大きいために、RH処理コストが高くなる
という問題点がある。
【0004】本発明者等の知見によると、溶鋼を処理し
ていない待機中のRH真空槽内を十分に予熱しておく
と、溶鋼の温度低下や地金の付着は軽減する。しかし従
来の電気抵抗発熱体では加熱能力が不十分であるし、ま
た電極や消費電力コストが高いためRH処理コストが高
くなるという問題点がある。
【0005】特開昭53−81416号公報には、溶鋼
にAl,Si等を添加し、真空処理槽内の溶鋼に酸素を
吹きつけて溶鋼を加熱する方法が記載されている。しか
しこの方法は高価なAlやSi等を使用する方法であ
り、またこの方法では真空処理槽内に多量の地金が付着
するという問題点がある。
【0006】特開平2−77518号には、酸素を真空
処理槽内の溶鋼表面に吹付け、この酸素によって真空処
理槽内の溶鋼が放出するCOガスを燃焼させる方法が記
載されている。しかしこの方法では溶鋼が放出するCO
ガスのみを熱源として用いるために、加熱はCOガスの
放出量に制限されて、溶鋼の温度降下の防止には不十分
な場合があり、また熱源が小さいためにRH真空処理槽
への地金の付着を有効に防止することは難しい。
【0007】特開昭64−217号には、真空処理槽内
の溶鋼中に可燃性ガスを吹き込むと同時に真空槽内の溶
鋼浴面の上方から酸素を供給し、溶鋼を加熱昇温させる
方法が記載されている。しかしこの方法は可燃ガスを溶
鋼中に吹き込むために、溶鋼中のCやHが上昇するとい
う問題点があり、また溶鋼中に可燃ガスを吹き込む際
は、吹込装置やその保守が複雑となる。またこの方法で
は、溶鋼を処理していない待機中のRH真空処理槽を十
分に予熱する事はできない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電力を用い
る大規模な加熱装置を用いないで、またAlやSi等の
高価な合金鉄を用いないで、処理中の溶鋼の温度の低下
を防止する事ができ、真空処理槽の壁面の地金の付着を
防止する事ができ、また待機中の真空処理槽内を十分高
温に加熱する事ができる、真空処理装置の操業方法の提
供を課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は
(1)酸素と燃料ガスとの吹きつけが可能な上吹ランス
を溶鋼の真空処理槽の頂部に配設し、該上吹ランスか
ら、燃料ガスと、該燃料ガスを燃焼させるに必要な流量
よりも溶鋼トン当り2Nm3/hr以上過剰な流量の酸
素とを同時に、真空処理槽内の溶鋼に吹きつけて溶鋼を
脱炭する脱炭処理工程を有することを特徴とする、真空
処理装置の操業方法。
【0010】であり、また(2)酸素と燃料ガスとの吹
きつけが可能な上吹ランスを溶鋼の真空処理槽の頂部に
配設し、該上吹ランスから燃料ガスと該燃料ガスを燃焼
させるに必要な流量の酸素とを同時に真空処理槽内の溶
鋼に吹きつける溶鋼加熱工程と、該上吹ランスから燃料
ガスと該燃料ガスを燃焼させるに必要な流量よりも溶鋼
トン当り2Nm3/hr以上過剰な流量の酸素とを同時
に真空処理槽内の溶鋼に吹きつけて溶鋼を脱炭する脱炭
処理工程とを有することを特徴とする、真空処理装置の
操業方法。
【0011】であり、また(3)酸素と燃料ガスとの吹
きつけが可能な上吹ランスを溶鋼の真空処理槽の頂部に
配設し、溶鋼を処理していない待機時に該上吹ランスか
ら燃料ガスと該燃料ガスを燃焼させるに必要な流量の酸
素とを同時に真空処理槽内に吹き込む真空処理槽加熱工
程と、その後の溶鋼の処理において、該上吹ランスから
燃料ガスと該燃料ガスを燃焼させるに必要な流量の酸素
とを同時に真空処理槽内の溶鋼に吹きつける溶鋼加熱工
程と、該上吹きランスから燃料ガスと該燃料ガスを燃焼
させるに必要な流量よりも溶鋼トン当り2Nm3/hr
以上過剰な流量の酸素とを同時に真空処理槽内の溶鋼に
吹きつけて溶鋼を脱炭する脱炭処理工程とを有すること
を特徴とする、真空処理装置の操業方法である。
【0012】以下代表的な真空処理装置であるRHを例
に説明する。本発明では、酸素と燃料ガスとの吹付けが
可能な上吹ランスを用いる。図1はこの上吹ランスの下
端部の例の説明図である。本発明者等は酸素の流路のス
ロート部1の下方に末広がり部2を設け、末広がり部2
の途中に燃料ガス噴出孔3を設けた上吹ランスを用い
た。本発明者等の知見によると図1で、末広がりの角度
が例えば5〜10°で、D/dが例えば3〜5の上吹ラ
ンスは、燃料ガスと、燃料ガスを燃焼させるに必要な流
量よりも溶鋼トン当り2Nm3/hr以上過剰な流量の
酸素とを同時に真空処理槽内の溶鋼に吹きつけるのに適
している。
【0013】本発明では、燃料ガスの種類は特に限定す
るものではなく、例えばLNGガスやCOガス等の各種
のガスを使用することができる。本発明の脱炭処理工程
では燃料ガスと酸素とを同時に真空処理槽内の溶鋼に吹
きつけて溶鋼を脱炭する。この際、燃料ガスは燃焼して
溶鋼を加熱する。酸素は燃料ガスを燃焼させるに必要な
流量よりも溶鋼(鍋内溶鋼)トン当り2Nm3/hr以
上過剰な流量を吹込むが、この過剰な酸素は、溶鋼を脱
炭する。2Nm3/hr未満では、溶鋼の脱炭の促進効
果が小さいため、本発明では過剰な流量を溶鋼トン当り
2Nm3/hr以上とするが、過剰な酸素流量を溶鋼(鍋
内溶鋼)トン当り例えば5〜30Nm/hrとする事
により、C含有量が0.1〜0.01重量%の溶鋼の脱
炭を極めて効率よく行う事ができる。
【0014】以上述べた如く、本発明では溶鋼の脱炭と
溶鋼の加熱とを同時に行うために、脱炭処理中も溶鋼の
温度降下が小さい。従来は脱炭処理中の溶鋼の温度降下
を考慮して、例えば転炉における出鋼温度を過度に高温
にする操業を余儀なくされていたが、本発明によると、
脱炭処理中の温度降下が小さいために転炉における出鋼
温度を過度に高温とする事が不必要となる。このため転
炉の生産能率が向上し、また製鋼耐火物の損耗を節減す
る事ができる。また従来は脱炭処理中の溶鋼の温度降下
を、設備上またコスト上高価な電力を用いる加熱によっ
て防止していたために、RHの操業コストは高かった
が、本発明では安価な燃料ガスを用いるために、RHの
操業コストの低減が可能となる。
【0015】本発明の第2の方法においては、酸素を用
いて脱炭を行う際は、前記の脱炭処理工程と同様に上吹
ランスから、燃料ガスと該燃料ガスを燃焼させるに必要
な流量よりも溶鋼トン当り2Nm3/hr過剰な流量の
酸素を用いると共に、酸素を用いて脱炭を行わない際
は、同じ上吹ランスを用いて、燃料ガスと該燃料ガスを
燃焼させるに必要な流量の酸素とを真空槽内の溶鋼に吹
きつける溶鋼加熱工程を行う方法である。
【0016】この第2の方法によると、酸素を用いる脱
炭を行う際も、また酸素を用いる脱炭を行わない際も、
真空処理槽内の溶鋼が加熱される。従ってRH処理開始
からRH処理終了に至る間の溶鋼の温度降下は一層小さ
い。このために既に述べたと同様の理由で転炉の生産性
の向上や製鋼耐火物の損耗を節減する効果が、あるいは
溶鋼加熱用の電力を節減する効果が一層顕著に達成でき
る。
【0017】本発明の第3の方法において、第2の方法
で述べたと同様の脱炭処理工程と溶鋼加熱工程を行う
が、更にRH真空処理槽が溶鋼の処理を行っていない待
機時にも、同じ上吹ランスを用いて、燃料ガスとこの燃
料ガスを燃焼させるに必要な流量の酸素を真空処理槽内
に吹き込む。
【0018】図1で述べた本発明で用いる上吹ランス
は、末広がり部の途中から燃料ガスを吹込む構造のため
に、別々に吹込む方式よりも燃料ガスと酸素との混合が
良く着火しやすい。
【0019】従来のRH真空処理槽の壁面は地金が付着
し易く、また地金の付着量が多くなると、操業を休止し
て地金を除去していたが、この地金の除去作業は極めて
煩わしかった。本発明の第3の方法によると、待機中に
もRH真空処理槽は高温に加熱されているため壁面に地
金が付着し難く、また上吹ランスが形成するフレームは
付着した地金を溶落させて、地金の付着量が過大になる
事を防止する。
【0020】図2は本発明で使用するRH真空処理装置
の例の説明図である。図2の装置で、上吹ランス5を、
矢印10方向に上下に移動可能に設けると、前記脱炭処
理工程の際に、あるいは前記の溶鋼加熱工程の際に、あ
るいは待機中のRH真空処理槽の加熱の際に、既に述べ
た本発明の効果を一層顕著に奏せしめることができる。
【0021】
【実施例】100トン転炉で溶製した溶鋼を図1に示す
上吹ランスを有する100トンRH真空脱ガス装置を用
いて表1に示す条件下で脱炭処理した。結果を表1に併
記した。表1の実験No.1〜5は本発明の実施例であ
る。表1で実験No.6は比較例で、脱炭に際して燃料を
用いなかった例であるが、表1の温度降下欄にみられる
如く、本発明の実施例の温度降下15〜25℃に比べ実
験No.6の場合は温度降下が30℃で大きく、また真空
槽内地金付指標欄にみられる如く、実験No.6は地金の
付着量が本発明の場合よりも多い。
【0022】
【表1】
【0023】表1で実験No.7は、燃料ガスを燃焼させ
るに必要な流量の酸素のみを用い、過剰酸素を用いなか
った比較例である。表1の脱炭処理後の濃度[C]欄、お
よび見かけの脱炭速度定数欄にみられる如く、この比較
例は本発明の実施例である実験No.1〜5に比べて脱炭
の進行が遅い。
【0024】表1で実験No.8は上吹ランスを用いなか
った比較例であるが、本発明の実施例に比べて、温度降
下が大きく、脱炭の進行も遅く、真空槽内の地金の付着
量も多い。
【0025】
【発明の効果】本発明によると、RH処理中の溶鋼の温
度低下を防止する事ができ、RH真空処理槽の壁面の地
金の付着を防止する事ができ、また待機中のRH真空処
理槽を十分高温に加熱することができる。本発明は大規
模な通電加熱装置を用いないためにまた高価な電力やA
lやSiを用いないために、従来よりも低コストでRH
処理中の溶鋼の温度の低下を防止する事ができる。もち
ろん本発明はRH以外の真空処理装置に適用可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明で使用する上吹ランスの下端部の例の説明
図、図2は本発明で使用する真空処理装置の例の説明
図、である。
【符号の説明】
1:酸素の流路のスロート部、 2:末広がり部、
3:燃料ガス噴出孔、4:末広がりの下端、 5:上吹
ランス、 6:RH真空処理槽、 7:取鍋、8:溶
鋼、 9:循環ガス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永浜 洋 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 延本 明 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 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 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21C 7/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸素と燃料ガスとの吹きつけが可能な上吹
    ランスを真空処理槽の頂部に配設し、該上吹ランスか
    ら、燃料ガスと、該燃料ガスを燃焼させるに必要な流量
    よりも溶鋼トン当り2Nm3/hr以上過剰な流量の酸
    素とを同時に、真空処理槽内の溶鋼に吹きつけて溶鋼を
    脱炭する脱炭処理工程を有することを特徴とする、真空
    処理装置の操業方法。
  2. 【請求項2】酸素と燃料ガスとの吹きつけが可能な上吹
    ランスを真空処理槽の頂部に配設し、該上吹ランスから
    燃料ガスと該燃料ガスを燃焼させるに必要な流量の酸素
    とを同時に真空処理槽内の溶鋼に吹きつける溶鋼加熱工
    程と、該上吹ランスから燃料ガスと該燃料ガスを燃焼さ
    せるに必要な流量よりも溶鋼トン当り2Nm3/hr以
    上過剰な流量の酸素とを同時に真空処理槽内の溶鋼に吹
    きつけて溶鋼を脱炭する脱炭処理工程とを有することを
    特徴とする、真空処理装置の操業方法。
  3. 【請求項3】酸素と燃料ガスとの吹きつけが可能な上吹
    きランスを真空処理槽の頂部に配設し、溶鋼を処理して
    いない待機時に該上吹ランスから燃料ガスと該燃料ガス
    を燃焼させるに必要な流量の酸素とを同時に真空処理槽
    内に吹き込む真空槽加熱工程と、その後の溶鋼の処理に
    おいて、該上吹ランスから燃料ガスと該燃料ガスを燃焼
    させるに必要な流量の酸素とを同時に真空処理槽内の溶
    鋼に吹きつける溶鋼加熱工程と、該上吹ランスから燃料
    ガスと該燃料ガスを燃焼させるに必要な流量よりも溶鋼
    トン当り2Nm3/hr以上過剰な流量の酸素とを同時
    に真空処理槽内の溶鋼に吹きつけて溶鋼を脱炭する脱炭
    処理工程とを有することを特徴とする、真空処理装置の
    操業方法。
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