JP3408934B2 - 低炭素鋼精錬用の真空脱ガス反応容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、低炭素鋼精錬用の
真空脱ガス反応容器に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】低炭素鋼の製造（精錬）方法において
は、通常酸素上吹（転炉）精錬によって、最終目標炭素
量まで脱炭し、次いで簡易取鍋精錬設備の二次精錬で最
終成分に調整して、次工程の連続鋳造工程へ移行するも
のである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記のごとく、酸素上
吹（転炉）精錬で低炭素鋼としての最終目標炭素量まで
脱炭処理することから、鋼中炭素量が低下（脱炭）する
に従い、鉄の酸化が優先してＦｅＯとしてスラグにな
り、鉄の酸化損失が増大するとともに、ＦｅＯ濃度の上
昇により精錬炉の耐火物の溶損が増大する。また、鉄の
酸化損失にともない、精錬中に成分調整のために投入す
るＭｎ鉱石中のＭｎ歩留りが低下する。更に、ＦｅＯ濃
度が高くなることによって、鋼中の酸素濃度が高くなり
後工程でＡｌ等による脱酸時に合金歩留りを低下させ、
かつ非金属介在物を多量に生成して材質上好ましくない
等の課題がある。 【０００４】このようなことから酸素上吹（転炉）精錬
で最終目標炭素量より若干高めに脱炭処理して、ＲＨ、
ＤＨ等の真空脱ガス装置で脱炭処理することが提案され
ているが、このような真空脱ガス装置は、本来約１．０
ｔｒの高真空度に保つため巨大な排気装置を設けてお
り、このような真空脱ガス装置を用いた処理において
は、蒸気、電力等のランニングコストが高くなること及
び脱ガス槽高さが高いことによる耐火物コストが高くな
る等経済的に不利である等の課題がある。本発明は、こ
のような課題を有利に解決するためなされたものであ
り、低炭素鋼を精錬するのに好適な真空脱ガス反応容器
を提供することを目的とするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、炭素量０．０２〜０．０５％の低炭素鋼を精錬す
るための真空脱ガス反応容器であって、反応容器高さ：
３５００〜７５００ｍｍ、反応容器直径：反応容器直径
と取鍋直径の比で０．２５〜０．５０に形成したことを
特徴とする低炭素鋼精錬用の真空脱ガス反応容器であ
る。即ち、本発明は、低炭素鋼精錬用の真空脱ガス反応
容器において、反応容器の高さ及び直径に着目し、その
適正な条件を見出し、新規な真空脱ガス反応容器を提供
するものである。 【０００６】 【発明の実施の形態】本発明の低炭素鋼精錬用真空脱ガ
ス装置を図面によって説明する。図１において、酸素上
吹精錬した溶鋼１を取鍋２に出鋼し、取鍋２内の溶鋼１
表面下に反応容器３の下部を浸漬位置せしめ、取鍋２底
部羽口４を介してＡｒガスを溶鋼１底部から吹き込み、
溶鋼１を攪拌しつつ同時に反応容器３内をメカニカルポ
ンプ５によって、軽真空度に維持するとともに、ランス
６から酸素ガスを反応容器３内へ吹き込み溶鋼１を低炭
素鋼に処理（精錬）することができる。 【０００７】本発明は、このように軽真空脱ガス処理す
るのに最適な低炭素鋼精錬用の反応容器を提供するもの
であり、反応容器高さ（長さ）Ｈとして３５００〜７５
００ｍｍ、反応容器直径は、反応容器直径Ｄ₁と取鍋直
径Ｄ₂の比（Ｄ₁／Ｄ₂）０．２５〜０．５０に構成する
ことによって、真空度１００〜５００ｔｒの軽真空度
で、炭素量０．０２〜０．０５％の低炭素鋼を安定して
確実に精錬することができる。このような反応容器で正
確に、しかも短時間で炭素量０．０２〜０．０５％の低
炭素鋼を精錬するには、前工程の酸素上吹精錬による溶
鋼精錬において、最終目標炭素量より０．０１〜０．１
０％高い炭素量に精錬した溶鋼を、上記のごとき真空脱
ガス反応容器で精錬することによって、低コストでか
つ、高生産性を維持しつつ炭素量０．０２〜０．０５％
の低炭素鋼を精錬することができる。このように酸素上
吹精錬で炭素量０．０３〜０．１５％最終目標炭素量よ
り０．０１〜０．１０％高い炭素量の溶鋼精錬は、Ｆｅ
Ｏスラグの発生が少なく精錬歩留りも高く、しかも鋼中
の酸素量も少ないことから後工程での合金鉄添加歩留り
等を向上することのできる溶鋼に溶鋼に精錬することが
できる。従って、前工程での酸素上吹精錬も最適な精錬
（操業）ができ、しかも引き続き低炭素鋼に精錬する次
工程の軽真空脱ガス処理においても低コストで確実に安
定して低炭素鋼に精錬することができるものである。し
かして、反応容器高さＨが３５００ｍｍ未満、反応容器
直径が、反応容器Ｄ₁と取鍋直径Ｄ₂の比（Ｄ₁／Ｄ₂）で
０．２５未満であると、軽真空脱ガス処理に際し反応容
器内壁に溶鋼地金の飛散付着が多くなり、溶鋼歩留りの
低下、操業が不安定になることがあり好ましくない。ま
た、反応容器高さが７５００ｍｍ超、反応容器直径が反
応容器直径Ｄ₁と取鍋直径Ｄ₂の比（Ｄ₁／Ｄ₂）で０．５
０超になるとＲＨ等の真空脱ガス装置とほぼ同等の大き
さとなり、ランニングコストを高め好ましくない。 【０００８】次に、上記のごとき軽真空脱ガス処理にお
いて、溶鋼飛散による反応容器への付着等を防止しつ
つ、操業することのできる反応容器の高さを設定する数
式の一例を挙げる。 【数１】 Ｄ：反応容器内径（ｍ）、Ｐ：真空度（ｔｏｒｒ）、Δ
Ｃ：脱炭量（％） Ｗ：溶鋼量（ｔ）、ｔ：脱炭時間（ｍｉｎ）、Ｑ_BB：ガ
ス吹込量（Ｎｍ³／Ｈ） Ｈ：反応容器高さ 【０００９】操業例 次に、本発明による真空脱ガス反応容器を用いた低炭素
鋼精錬の操業例を挙げる。操業例は、図１に示すごとく
上底吹き転炉で炭素濃度を０．０６９％に吹止めた溶鋼
を底吹き機能を有する取鍋２に出鋼した後、Ａｒガスを
３０Ｎｍ³／Ｈの割合で取鍋２に設けた底吹き羽口４か
ら底吹きしてスラグが排出された溶鋼１の表面部位に内
径１．５ｍ、内高４．５ｍの反応容器３をかぶせ、次い
で反応容器３をメカニカルポンプ５で排気しつつ、３０
０ｔｏｒｒの真空度に保持しながら、酸素ガスを反応容
器３に設けたランス６から吹き付けながら脱炭処理をほ
どこした。このときの溶鋼量は、２９１．３ｔである。
炭素濃度は脱炭前０．０６９％から５．１分後に０．０
４％まで脱炭でき、その後、脱酸用Ａｌを反応容器３内
へ添加して脱酸し、連続鋳造工程で鋳造した。 【００１０】比較例１は、最終炭素目標濃度０．０３％
の低炭素鋼をＲＨ脱ガス装置を用いて精錬した。上底吹
き転炉で炭素濃度を０．０６８％に吹止め、ＲＨ脱炭を
３分間実施したが、最終の脱炭濃度は０．０２５％であ
った。しかし使用した電力、蒸気量は溶鋼１ｔ当たり
７．７Ｗｈ、２．４Ｋｇに達した。また、温度降下が大
きく昇熱を要した。比較例２は、最終炭素目標濃度０．
０４％の低炭素鋼を上底吹き転炉で精錬した。生成した
転炉スラグ中のＦｅＯ濃度は２０．３％溶鋼酸素濃度
は、５４０ｐｐｍであった。また、転炉精錬中に投入す
るＭｎ鉱石中のＭｎ歩留りは３５％であった。 【００１１】次に、操業例と比較例１、２の結果を下表
に示す。 【表１】 【００１２】 【表２】（表１のつづき） 【００１３】 【表３】（表２のつづき） 【００１４】注１：反応容器径は、取鍋径（３９５０ｍ
ｍ）との比。 注２：精錬は、取鍋底部から溶鋼攪拌のため３０Ｎｍ³
／時間のＡｒガスを吹き込みつつ、ランスから酸素ガス
を吹き込み処理した。 注３：比較例のＲＨ型真空脱ガス処理は、反応容器高さ
１０７００ｍｍ、径２４００ｍｍの一般に用いられてい
る真空脱ガス処理装置。 注４：精錬後溶鋼成分のＯ量は、Ａｌ脱酸前のＯ量。 注５：電力使用量及び蒸気使用量は、真空度を保持する
ための使用量。 注６：耐火物原単位指標は、本発明を１とした場合の相
対値。 【００１５】 【発明の効果】本発明による真空脱ガス装置を用いるこ
とにより、酸素上吹精錬後の溶鋼を安定して、炭素量
０．０２〜０．０５％の低炭素鋼に精錬することができ
る。また、真空脱ガス処理においては、ランニングコス
トを著しく軽減することができ、低炭素鋼を低コスト
で、しかも高生産性を維持しつつ、製造することができ
る等工業的に大きな効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の真空脱ガス装置の一例を示す側面図で
ある。 【符号の説明】 １ 溶鋼 ２ 取鍋 ３ 反応容器 ４ 羽口 ５ メカニカルポンプ ６ ランス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21C 7/10 C21C 7/068

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 炭素量０．０２〜０．０５％の低炭素鋼
   を精錬するための真空脱ガス反応容器であって、反応容
   器高さ：３５００〜７５００ｍｍ、反応容器直径：反応
   容器直径と取鍋直径の比で０．２５〜０．５０に形成し
   たことを特徴とする低炭素鋼精錬用の真空脱ガス反応容
   器。