JP3412269B2 - 極低硫鋼の製造方法 - Google Patents
極低硫鋼の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度鋼の溶製方法、
特に、効率的に極低硫化を図ることができる極低硫鋼の
製造方法に関するものである。
特に、効率的に極低硫化を図ることができる極低硫鋼の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、溶鉄の脱硫は溶銑段階で行う溶
銑脱硫と、転炉処理後の溶鋼段階で行われる溶鋼脱硫と
に分けられる。近年、溶鋼の高純度化に対する要求が高
まるなか、溶銑脱硫だけでは不十分であり溶鋼脱硫は製
鋼工程での必須プロセスとなっている。特に [Ｓ] ≦0.
001 wt％の極低硫鋼を溶製するためにはさらに高効率の
溶鋼脱硫法の開発が要求されている。
銑脱硫と、転炉処理後の溶鋼段階で行われる溶鋼脱硫と
に分けられる。近年、溶鋼の高純度化に対する要求が高
まるなか、溶銑脱硫だけでは不十分であり溶鋼脱硫は製
鋼工程での必須プロセスとなっている。特に [Ｓ] ≦0.
001 wt％の極低硫鋼を溶製するためにはさらに高効率の
溶鋼脱硫法の開発が要求されている。
【０００３】従来の溶鋼脱硫法としては、取鍋内で脱硫
剤をインジェクションする方法や、脱硫剤を添加した後
溶鋼を攪拌する方法などが採用されてきたが、溶鋼の温
度降下や大気からの [Ｎ] ピックアップが大きい等の問
題があった。
剤をインジェクションする方法や、脱硫剤を添加した後
溶鋼を攪拌する方法などが採用されてきたが、溶鋼の温
度降下や大気からの [Ｎ] ピックアップが大きい等の問
題があった。
【０００４】これらの問題を解決すべくRH真空脱ガス処
理中に脱硫剤を溶鋼に添加する方法が開発された。一番
簡単な方法としては、RH真空槽中間に設けられた合金鉄
添加口から脱硫剤を投入する方法があるが、排気系へ吸
引されるのを防ぐために脱硫剤の粒径を大きくする必要
があり反応効率の点から不利であった。
理中に脱硫剤を溶鋼に添加する方法が開発された。一番
簡単な方法としては、RH真空槽中間に設けられた合金鉄
添加口から脱硫剤を投入する方法があるが、排気系へ吸
引されるのを防ぐために脱硫剤の粒径を大きくする必要
があり反応効率の点から不利であった。
【０００５】さらに発展した方法としては、RH真空槽内
で溶鋼中に浸漬したノズルからキャリアガスと共に脱硫
剤をインジェクションする方法 (特開昭61−130413号公
報等) や、取鍋内に粉体吹き込みランスを浸漬させキャ
リアガスとともに脱硫剤を浸漬管 (上昇管) に向けてイ
ンジェクションする方法 (特開昭58−37112 号公報、特
開昭62−196317号公報参照) 等がある。しかし、両者と
も脱硫剤をインジェクションしない間も粉体吹き込み口
から溶鋼が侵入しないようにガスを流しておく必要があ
りコストおよび真空度維持の点から不利である。
で溶鋼中に浸漬したノズルからキャリアガスと共に脱硫
剤をインジェクションする方法 (特開昭61−130413号公
報等) や、取鍋内に粉体吹き込みランスを浸漬させキャ
リアガスとともに脱硫剤を浸漬管 (上昇管) に向けてイ
ンジェクションする方法 (特開昭58−37112 号公報、特
開昭62−196317号公報参照) 等がある。しかし、両者と
も脱硫剤をインジェクションしない間も粉体吹き込み口
から溶鋼が侵入しないようにガスを流しておく必要があ
りコストおよび真空度維持の点から不利である。
【０００６】そこで本発明者らはこれらの問題を解決す
る方法として、真空下にて上吹きランスを用いて溶鋼上
方から脱硫剤を上吹きする方法を発明した( 第1392090
号特許) 。
る方法として、真空下にて上吹きランスを用いて溶鋼上
方から脱硫剤を上吹きする方法を発明した( 第1392090
号特許) 。
【０００７】この方法は、小ロット炭素鋼、ステンレス
鋼を対象にしたVOD 炉における効率的な脱硫法として提
案されたものであった。その後に、これを量産鋼を対象
とするRH真空脱ガス処理法に適用することが提案され、
そのための方法がすでに特開昭63−114918号公報、特開
平６−65625 号公報、特開平５−171253号公報、特開平
５−214424号公報などにて提案されている。しかしなが
ら、それらの従来法にあっても、まだ改善の余地はあ
り、より効率的でより簡便な脱硫技術の開発が求められ
ている。
鋼を対象にしたVOD 炉における効率的な脱硫法として提
案されたものであった。その後に、これを量産鋼を対象
とするRH真空脱ガス処理法に適用することが提案され、
そのための方法がすでに特開昭63−114918号公報、特開
平６−65625 号公報、特開平５−171253号公報、特開平
５−214424号公報などにて提案されている。しかしなが
ら、それらの従来法にあっても、まだ改善の余地はあ
り、より効率的でより簡便な脱硫技術の開発が求められ
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一般的な目的
は、極低硫鋼のより効率的な製造方法を提供することで
ある。さらに本発明の具体的な目的は、RH真空脱ガス処
理に際して脱硫剤を溶鋼に添加して行う、極低硫鋼のよ
り効率的な製造方法を提供することである。
は、極低硫鋼のより効率的な製造方法を提供することで
ある。さらに本発明の具体的な目的は、RH真空脱ガス処
理に際して脱硫剤を溶鋼に添加して行う、極低硫鋼のよ
り効率的な製造方法を提供することである。
【０００９】またより具体的には、本発明の目的は、RH
真空脱ガス処理に際して脱硫剤を溶鋼に添加し、脱硫剤
原単位2 〜3kg/T で脱硫率70％以上というように、より
効率的な脱硫を行う、Ｓ≦10ppm の極低硫鋼の製造方法
を提供することである。
真空脱ガス処理に際して脱硫剤を溶鋼に添加し、脱硫剤
原単位2 〜3kg/T で脱硫率70％以上というように、より
効率的な脱硫を行う、Ｓ≦10ppm の極低硫鋼の製造方法
を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かかる技術課題を達成すべく、種々検討を重ねた結果、
RH真空槽内に吸引された溶鋼表面に向かって脱硫剤を上
吹きする方法において、より効果的に脱硫するためには
複雑に流動する溶鋼中に歩留よく脱硫剤粉体を上吹きす
ることが重要であることに着目し、それに大きな影響を
およぼす『水平方向に対する上吹きランスの設置角度』
についての検討したところ、従来から見られるそれとは
全く異なった角度の領域に最適領域があることを知り、
本発明を完成した。
かかる技術課題を達成すべく、種々検討を重ねた結果、
RH真空槽内に吸引された溶鋼表面に向かって脱硫剤を上
吹きする方法において、より効果的に脱硫するためには
複雑に流動する溶鋼中に歩留よく脱硫剤粉体を上吹きす
ることが重要であることに着目し、それに大きな影響を
およぼす『水平方向に対する上吹きランスの設置角度』
についての検討したところ、従来から見られるそれとは
全く異なった角度の領域に最適領域があることを知り、
本発明を完成した。
【００１１】なお、従来においてそのような角度は単に
装置上の必要から決定されており、それによって引き起
こされる冶金現象については何ら考慮は払われていなか
った。また、そのよう角度と脱硫との相関についても何
ら知られていなかった。
装置上の必要から決定されており、それによって引き起
こされる冶金現象については何ら考慮は払われていなか
った。また、そのよう角度と脱硫との相関についても何
ら知られていなかった。
【００１２】ここに、本発明の要旨とするところは、RH
真空脱ガス装置内に吸引された溶鋼表面に、上吹きラン
スから不活性ガスをキャリアガスとして脱硫剤を吹き付
ける極低硫鋼の製造方法において、水平方向に対して50
度以上90度未満の角度に上部から傾斜して設置された上
吹きランスからランス−湯面距離１〜３ｍで粒径100〜3
00 μｍの脱硫剤を溶鋼に吹き付けて精錬することを特
徴とする極低硫鋼の製造方法である。ただしRH真空脱ガ
ス装置の下部槽内部を貫通して設ける態様を除くが、こ
れは実開昭63−123659号公報の開示態様を排除する趣旨
である。
真空脱ガス装置内に吸引された溶鋼表面に、上吹きラン
スから不活性ガスをキャリアガスとして脱硫剤を吹き付
ける極低硫鋼の製造方法において、水平方向に対して50
度以上90度未満の角度に上部から傾斜して設置された上
吹きランスからランス−湯面距離１〜３ｍで粒径100〜3
00 μｍの脱硫剤を溶鋼に吹き付けて精錬することを特
徴とする極低硫鋼の製造方法である。ただしRH真空脱ガ
ス装置の下部槽内部を貫通して設ける態様を除くが、こ
れは実開昭63−123659号公報の開示態様を排除する趣旨
である。
【００１３】本発明の好適態様によれば、前記脱硫剤と
しては、CaO : 60重量％以上、残部CaF2、Al2O3 および
MgO のうちの１種または２種以上からなる脱硫剤を使用
するか、または CaO : 60 重量％以上、Al、Ca、Siおよ
びTi、ならびにそれらの混合物および合金のうちの１種
または２種以上合計１〜20重量％、残部CaF2、Al2O3お
よびMgO のうちの１種または２種以上からなる脱硫剤を
使用する。
しては、CaO : 60重量％以上、残部CaF2、Al2O3 および
MgO のうちの１種または２種以上からなる脱硫剤を使用
するか、または CaO : 60 重量％以上、Al、Ca、Siおよ
びTi、ならびにそれらの混合物および合金のうちの１種
または２種以上合計１〜20重量％、残部CaF2、Al2O3お
よびMgO のうちの１種または２種以上からなる脱硫剤を
使用する。
【００１４】本発明によれば、溶鋼に脱硫剤粉体を効果
的に侵入させることにより脱硫率を改善するのであり、
水平方向に対する上吹きランスの設置角度を50度以上90
度未満とすることによって、例えば脱硫剤原単位３kg/T
で脱硫率は、70％以上にまで改善されるのであり、しか
もそれは単にランス設置角度を従来よりも大きくする、
または小さくするというだけで達成されるのであり、そ
の実用上の意義は大きい。
的に侵入させることにより脱硫率を改善するのであり、
水平方向に対する上吹きランスの設置角度を50度以上90
度未満とすることによって、例えば脱硫剤原単位３kg/T
で脱硫率は、70％以上にまで改善されるのであり、しか
もそれは単にランス設置角度を従来よりも大きくする、
または小さくするというだけで達成されるのであり、そ
の実用上の意義は大きい。
【００１５】
【作用】次に、従来技術と対比させながら、本発明の作
用を詳述する。まず、脱硫反応はスラグ−メタル反応で
あり、これを促進させる有効な手段として、反応界面の
面積を増大させる方法がある。反応界面を増大させるに
は、溶鋼の攪拌を強く行う方法または脱硫剤を微細な粉
体にして吹き込む方法などが効果的である。しかし、RH
真空脱ガス処理は取鍋精錬であり、強い攪拌は行われず
溶鋼とその上に浮いているスラグとの間に反応促進は期
待できない。したがって、微細な脱硫剤を溶鋼中に吹き
込む事が有効な手段であると考えられる。
用を詳述する。まず、脱硫反応はスラグ−メタル反応で
あり、これを促進させる有効な手段として、反応界面の
面積を増大させる方法がある。反応界面を増大させるに
は、溶鋼の攪拌を強く行う方法または脱硫剤を微細な粉
体にして吹き込む方法などが効果的である。しかし、RH
真空脱ガス処理は取鍋精錬であり、強い攪拌は行われず
溶鋼とその上に浮いているスラグとの間に反応促進は期
待できない。したがって、微細な脱硫剤を溶鋼中に吹き
込む事が有効な手段であると考えられる。
【００１６】そこで、本発明者らは、先に示した特許発
明( 第1392090 号特許) を基本として開発した特開平６
−65625 号公報にて示すRH真空脱ガス処理での精錬剤粉
体上吹きによる脱硫法を検討した。
明( 第1392090 号特許) を基本として開発した特開平６
−65625 号公報にて示すRH真空脱ガス処理での精錬剤粉
体上吹きによる脱硫法を検討した。
【００１７】図１はその装置を略式で示すもので、真空
槽１内には浸漬管( 上昇管)2a から溶鋼が吸引されてお
り、溶鋼は同じく浸漬管( 下降管)2b を経て下方の取鍋
３に戻される。浸漬管( 上昇管)2a には還流ガス吹込み
羽口４が設けられており、また槽内には上部から上吹ラ
ンス５が垂直に延設されている。上吹ランス５からは脱
硫剤粉体が不活性ガスとともに溶鋼表面に吹き付けられ
る。このとき脱硫剤粉体は、溶鋼表面がその拡大図に示
すように、浸漬管( 上昇管)2a の上方で盛り上がってい
るため、斜め方向から吹き込まれるようになっている。
槽１内には浸漬管( 上昇管)2a から溶鋼が吸引されてお
り、溶鋼は同じく浸漬管( 下降管)2b を経て下方の取鍋
３に戻される。浸漬管( 上昇管)2a には還流ガス吹込み
羽口４が設けられており、また槽内には上部から上吹ラ
ンス５が垂直に延設されている。上吹ランス５からは脱
硫剤粉体が不活性ガスとともに溶鋼表面に吹き付けられ
る。このとき脱硫剤粉体は、溶鋼表面がその拡大図に示
すように、浸漬管( 上昇管)2a の上方で盛り上がってい
るため、斜め方向から吹き込まれるようになっている。
【００１８】この方法により、170 トンRH真空槽におい
て、CaO を主成分とする脱硫剤粉体を用いて、処理前
[Ｓ] ＝25〜35ppm 、真空度≦20Torr、および溶鋼温度
＝1640〜1680℃のRH真空脱ガス処理条件にて溶鋼脱硫を
行ったところ、次のような結果を得た。 脱硫剤原単位３kg/ ton にて、脱硫率50〜70％ 脱硫剤原単位５kg/ ton にて、脱硫率85〜95％。
て、CaO を主成分とする脱硫剤粉体を用いて、処理前
[Ｓ] ＝25〜35ppm 、真空度≦20Torr、および溶鋼温度
＝1640〜1680℃のRH真空脱ガス処理条件にて溶鋼脱硫を
行ったところ、次のような結果を得た。 脱硫剤原単位３kg/ ton にて、脱硫率50〜70％ 脱硫剤原単位５kg/ ton にて、脱硫率85〜95％。
【００１９】ここで、図１の拡大図に示したように、鉛
直方向に設置されたランスより上吹きされる脱硫剤が、
RH真空槽内にて激しく盛り上がりながら流動している溶
鋼に対して、粉体の最も着地・侵入しやすい方向、例え
ば垂直に近い方向から上吹きされているとは考えられな
い。
直方向に設置されたランスより上吹きされる脱硫剤が、
RH真空槽内にて激しく盛り上がりながら流動している溶
鋼に対して、粉体の最も着地・侵入しやすい方向、例え
ば垂直に近い方向から上吹きされているとは考えられな
い。
【００２０】すなわち、鉛直方向に設置されたランスか
ら脱硫剤を上吹きする場合、溶鋼への脱硫剤の着地効率
の観点から、ランス設置角度が最適でないと推定され
る。従って、本発明者らは、ランス設置角度の最適化に
より、粉体の着地効率の向上が図られ、脱硫率の改善が
期待されることに着想した。
ら脱硫剤を上吹きする場合、溶鋼への脱硫剤の着地効率
の観点から、ランス設置角度が最適でないと推定され
る。従って、本発明者らは、ランス設置角度の最適化に
より、粉体の着地効率の向上が図られ、脱硫率の改善が
期待されることに着想した。
【００２１】また同時に、ランス設置角度の最適化によ
り、粉体の溶鋼への侵入深さも大きくなり、粉体の溶鋼
内滞留時間延長も図られ、この観点からも脱硫率の改善
が期待される。
り、粉体の溶鋼への侵入深さも大きくなり、粉体の溶鋼
内滞留時間延長も図られ、この観点からも脱硫率の改善
が期待される。
【００２２】そこで、本発明者らは、さらなる脱硫効率
向上、ならびにそれに伴うフラックス原単位低減を目的
として、図２に示すように、水平方向に対する脱硫剤上
吹きランスの設置角度、θを種々変更して、脱硫率にお
よぼす上吹きランスの設置角度について検討した。
向上、ならびにそれに伴うフラックス原単位低減を目的
として、図２に示すように、水平方向に対する脱硫剤上
吹きランスの設置角度、θを種々変更して、脱硫率にお
よぼす上吹きランスの設置角度について検討した。
【００２３】すなわち、図２に略式で示すように、上吹
きランス５を単に上部から垂下させるのではなく、水平
方向に対し図中、角度θで示す角度をもって傾斜して設
置し、好ましくは、その先端が真空槽内の溶鋼の盛り上
がり部、特にその頂部から傾斜面に向き合うように設置
するのである。なお、図１と同一部材は同一符号でもっ
て示す。
きランス５を単に上部から垂下させるのではなく、水平
方向に対し図中、角度θで示す角度をもって傾斜して設
置し、好ましくは、その先端が真空槽内の溶鋼の盛り上
がり部、特にその頂部から傾斜面に向き合うように設置
するのである。なお、図１と同一部材は同一符号でもっ
て示す。
【００２４】このときの脱硫剤粉体と溶鋼表面との衝突
の様子はその拡大図に示すように盛り上がった溶鋼表
面、つまり下降流れ面に対してほぼ直角をなすように脱
硫剤粉体は溶鋼に投入される。ただし、溶鋼表面は絶え
ず流動しているため、脱硫剤の投入を溶鋼表面に対して
直角をなすようにするためには角度θがある範囲にある
ことが必要であることがわかる。
の様子はその拡大図に示すように盛り上がった溶鋼表
面、つまり下降流れ面に対してほぼ直角をなすように脱
硫剤粉体は溶鋼に投入される。ただし、溶鋼表面は絶え
ず流動しているため、脱硫剤の投入を溶鋼表面に対して
直角をなすようにするためには角度θがある範囲にある
ことが必要であることがわかる。
【００２５】ここで、図２に示す装置を使用して上吹き
ランス５の設置角度θを変更しながら脱硫剤の吹き込み
試験を行った。その結果を図３にグラフで示す。なお、
試験条件は、ランス設置角度を除いて前述の従来条件と
同様であった。
ランス５の設置角度θを変更しながら脱硫剤の吹き込み
試験を行った。その結果を図３にグラフで示す。なお、
試験条件は、ランス設置角度を除いて前述の従来条件と
同様であった。
【００２６】本図に示すように、『水平方向に対する上
吹きランスの設置角度』が50度以上90度未満、望ましく
は、60〜85度の場合、脱硫が一層促進されることが判っ
た。特に、脱硫剤原単位3kg/T で70％以上の脱硫率を達
成でき、Ｓ≦10ppm の極低硫鋼の効率的な製造方法が確
立される。
吹きランスの設置角度』が50度以上90度未満、望ましく
は、60〜85度の場合、脱硫が一層促進されることが判っ
た。特に、脱硫剤原単位3kg/T で70％以上の脱硫率を達
成でき、Ｓ≦10ppm の極低硫鋼の効率的な製造方法が確
立される。
【００２７】かかる優れた効果は、溶鋼流れ面に対して
粉体が効果的に着地、侵入するためと考えられる。従っ
て、ランス設置角度をこの条件内にすることで脱硫率改
善によるフラックス原単位節減が図れることになる。
粉体が効果的に着地、侵入するためと考えられる。従っ
て、ランス設置角度をこの条件内にすることで脱硫率改
善によるフラックス原単位節減が図れることになる。
【００２８】本発明においてランスの数および設置位置
などについては必要に応じて適宜決定できる。好ましく
は、図２に示すように、上吹きランスを一本使用し、上
昇管上部の溶鋼表面に脱硫剤が衝突するように設置する
ことであり、さらに好ましくは、吹き付け角度を60〜85
度とするのである。
などについては必要に応じて適宜決定できる。好ましく
は、図２に示すように、上吹きランスを一本使用し、上
昇管上部の溶鋼表面に脱硫剤が衝突するように設置する
ことであり、さらに好ましくは、吹き付け角度を60〜85
度とするのである。
【００２９】ここで使用する脱硫剤は、融点が低く滓化
性の良好なもので、かつ脱硫能が高いものが効果的であ
る。例えば、通常脱硫に用いられるCaO を主成分とし
て、融点降下のためにCaF2、脱硫能向上のためのAl2O3
を添加したものが一般的である。その他、RH真空槽内の
耐火物 (例えば MgO・Cr2O3)保護の観点からMgO を含有
させてもよい。
性の良好なもので、かつ脱硫能が高いものが効果的であ
る。例えば、通常脱硫に用いられるCaO を主成分とし
て、融点降下のためにCaF2、脱硫能向上のためのAl2O3
を添加したものが一般的である。その他、RH真空槽内の
耐火物 (例えば MgO・Cr2O3)保護の観点からMgO を含有
させてもよい。
【００３０】すなわち、本発明で使用する脱硫剤は、好
適態様によれば、CaO : 60重量％以上、残部CaF2、Al2O
3 およびMgO のうちの１種または２種以上からなる。ま
た、本発明で使用する脱硫剤としては、上述した成分の
他に酸素との親和力の強い金属を含むものを使用するの
が脱硫率を向上する上でさらに望ましい。
適態様によれば、CaO : 60重量％以上、残部CaF2、Al2O
3 およびMgO のうちの１種または２種以上からなる。ま
た、本発明で使用する脱硫剤としては、上述した成分の
他に酸素との親和力の強い金属を含むものを使用するの
が脱硫率を向上する上でさらに望ましい。
【００３１】酸素との親和力の強い金属を含有すると
は、具体的には、Al、Ca、SiおよびTiの１種類以上を単
独の金属として、または混合物として１〜20重量％添加
するか、あるいはこれらの合金を１種以上１〜20重量％
添加するものを意味している。
は、具体的には、Al、Ca、SiおよびTiの１種類以上を単
独の金属として、または混合物として１〜20重量％添加
するか、あるいはこれらの合金を１種以上１〜20重量％
添加するものを意味している。
【００３２】すなわち、本発明の好適態様において使用
される脱硫剤は CaO：60重量％以上、Al、Ca、Siおよび
Tiのうちの１種または２種以上合計１〜20重量％、残部
CaF2、Al2O3 およびMgO のうちの１種または２種以上か
らなる脱硫剤である。上記脱硫剤においてCaO 60重量％
以上と限定するのは所定の脱硫効果を発揮させるためで
ある。
される脱硫剤は CaO：60重量％以上、Al、Ca、Siおよび
Tiのうちの１種または２種以上合計１〜20重量％、残部
CaF2、Al2O3 およびMgO のうちの１種または２種以上か
らなる脱硫剤である。上記脱硫剤においてCaO 60重量％
以上と限定するのは所定の脱硫効果を発揮させるためで
ある。
【００３３】脱硫剤中の金属量および種類は、溶鋼の脱
酸量やスラグ中の低級酸化物量に応じて適宜選択するの
が良いが、これらの金属を20重量％を越えて添加すると
発火の危険性があり、１重量％未満の添加では効果が現
れない。
酸量やスラグ中の低級酸化物量に応じて適宜選択するの
が良いが、これらの金属を20重量％を越えて添加すると
発火の危険性があり、１重量％未満の添加では効果が現
れない。
【００３４】これらの金属単体あるいは合金は、溶鋼中
の酸素と結合して酸化物を形成したり、溶鋼中あるいは
溶鋼表面に存在するFeO 、MnO 、Cr2O3 等の低級酸化物
を還元したりするような、脱硫反応場を還元性雰囲気に
することによる脱硫効率を増加する作用を有している。
の酸素と結合して酸化物を形成したり、溶鋼中あるいは
溶鋼表面に存在するFeO 、MnO 、Cr2O3 等の低級酸化物
を還元したりするような、脱硫反応場を還元性雰囲気に
することによる脱硫効率を増加する作用を有している。
【００３５】上記脱硫剤はCaF2、Al2O3 、MgO の少なく
とも１種が残部を構成するが、これらの成分は脱硫剤の
溶解を促進するものであって通常20〜40％程度含有され
る。
とも１種が残部を構成するが、これらの成分は脱硫剤の
溶解を促進するものであって通常20〜40％程度含有され
る。
【００３６】また脱硫剤を吹き込む際、溶鋼中に十分侵
入させることによりさらに効果的に脱硫処理が可能とな
る。粉体上吹き法において粉体を溶鋼中に十分侵入させ
るには、ランス−溶鋼表面間距離を小さくする、雰
囲気を高真空にすることが有効であることから、本発明
においてそのような構成を採用してもよい。
入させることによりさらに効果的に脱硫処理が可能とな
る。粉体上吹き法において粉体を溶鋼中に十分侵入させ
るには、ランス−溶鋼表面間距離を小さくする、雰
囲気を高真空にすることが有効であることから、本発明
においてそのような構成を採用してもよい。
【００３７】かかる構成をとる場合、ランスと溶鋼表面
の距離を小さくし、できるだけ深くランスを下げること
により脱硫剤の飛散ロスが低減できる。さらに雰囲気を
高真空化することによりキャリアガスの膨張とともにそ
の流速も増大する。また粉体が受ける抵抗も低減し溶鋼
表面に到達したときの粉体の速度も大きくなるため溶鋼
中への粉体の侵入深さが増大する。
の距離を小さくし、できるだけ深くランスを下げること
により脱硫剤の飛散ロスが低減できる。さらに雰囲気を
高真空化することによりキャリアガスの膨張とともにそ
の流速も増大する。また粉体が受ける抵抗も低減し溶鋼
表面に到達したときの粉体の速度も大きくなるため溶鋼
中への粉体の侵入深さが増大する。
【００３８】これに関して、種々調査した結果、効果的
な脱硫が得られる条件は ランス−湯面間距離 １〜３ｍ 真空度 ≦20Torr であった。
な脱硫が得られる条件は ランス−湯面間距離 １〜３ｍ 真空度 ≦20Torr であった。
【００３９】なお、ここでランス−湯面間距離の上限は
粉体が溶鋼表面に到達する最高値、下限はランスが溶鋼
スピッチングにより溶損されない最小値である。このラ
ンス−湯面間距離の定量化には、厳密に言えばランスの
設置角度θを考慮すべきであるが、ここでは近似的にラ
ンス先端とRH真空槽内溶鋼レベルの平均値の間の距離と
した。
粉体が溶鋼表面に到達する最高値、下限はランスが溶鋼
スピッチングにより溶損されない最小値である。このラ
ンス−湯面間距離の定量化には、厳密に言えばランスの
設置角度θを考慮すべきであるが、ここでは近似的にラ
ンス先端とRH真空槽内溶鋼レベルの平均値の間の距離と
した。
【００４０】また、真空度の限界値は粉体が溶鋼へ着地
できる境界値と推定される。使用するランスは冷却水等
を用いて冷却できる事が望ましい。非冷却型のランスを
用いた場合、ランスの溶損、ランスへの地金付着による
昇降不能等のトラブルが発生し、ランスと溶鋼湯面との
距離を正確に保持することが不可能になる事も予想でき
る。またランス本体が健全であってもランス先端のノズ
ル部が溶損すればガス流速が変化するとともに粉体の吹
き込み方向も変化し所定の吹き込み条件を維持できない
可能性がある。次に、実施例によって本発明の作用効果
をより具体的に説明する。
できる境界値と推定される。使用するランスは冷却水等
を用いて冷却できる事が望ましい。非冷却型のランスを
用いた場合、ランスの溶損、ランスへの地金付着による
昇降不能等のトラブルが発生し、ランスと溶鋼湯面との
距離を正確に保持することが不可能になる事も予想でき
る。またランス本体が健全であってもランス先端のノズ
ル部が溶損すればガス流速が変化するとともに粉体の吹
き込み方向も変化し所定の吹き込み条件を維持できない
可能性がある。次に、実施例によって本発明の作用効果
をより具体的に説明する。
【００４１】
(実施例１)170 トンRH真空槽内に、水平方向に対し種々
の傾斜角度θを有する水冷上吹きランスを設置した。そ
して、その先端に設けた直径25mmノズルからキャリアAr
ガス５Nm3/min とともに、CaO を主成分とする種々の脱
硫剤粉体を、Al脱酸が終了した溶鋼に対して上吹きし
た。
の傾斜角度θを有する水冷上吹きランスを設置した。そ
して、その先端に設けた直径25mmノズルからキャリアAr
ガス５Nm3/min とともに、CaO を主成分とする種々の脱
硫剤粉体を、Al脱酸が終了した溶鋼に対して上吹きし
た。
【００４２】なお、その他の精錬条件は以下のとおりで
あった。 処理前 [Ｓ] ：25〜35ppm 溶鋼温度： ＝1640〜1680℃ 真空度： ≦20Torr ランス高さ： ２ｍ 脱硫剤原単位：３kg/ ton 脱硫剤粒径： 約100 〜300 μm なお、ここで上吹きランスの傾斜角度θと、RH浸漬管の
うち上昇管の位置関係は、図２に示したとおりである。
あった。 処理前 [Ｓ] ：25〜35ppm 溶鋼温度： ＝1640〜1680℃ 真空度： ≦20Torr ランス高さ： ２ｍ 脱硫剤原単位：３kg/ ton 脱硫剤粒径： 約100 〜300 μm なお、ここで上吹きランスの傾斜角度θと、RH浸漬管の
うち上昇管の位置関係は、図２に示したとおりである。
【００４３】本例の結果は表１にまとめて示す。同様に
して脱硫剤80％CaO −20％CaF2を使用した場合につい
て、脱硫剤原単位３kg/tonおよび５kg/tonにしたときの
上吹ランスの設置角度 (θ) と脱硫率との関係を図３に
グラフにまとめて示す。
して脱硫剤80％CaO −20％CaF2を使用した場合につい
て、脱硫剤原単位３kg/tonおよび５kg/tonにしたときの
上吹ランスの設置角度 (θ) と脱硫率との関係を図３に
グラフにまとめて示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】以上の結果から判るように、上吹きランス
の傾斜角度を50〜90度に傾けることが有効であった。 (比較例１)上吹きランスの傾斜角度θを除けば、実施例
１と同様に試験を行った。
の傾斜角度を50〜90度に傾けることが有効であった。 (比較例１)上吹きランスの傾斜角度θを除けば、実施例
１と同様に試験を行った。
【００４６】
【表２】
【００４７】以上の結果から判るように、上吹きランス
の傾斜角度が本発明の範囲を外れると、脱硫率は満足さ
れない。
の傾斜角度が本発明の範囲を外れると、脱硫率は満足さ
れない。
【００４８】(実施例２)170 トンRH真空槽内に、水平方
向に対し種々の傾斜角度、θを有する水冷上吹きランス
を設置した。そして、その先端に設けた直径25mmノズル
からキャリアArガス５Nm3/min とともに、CaO に加え、
Al、Ca、Si、Tiのうち１種以上の金属粉体を主成分とす
る種々の脱硫剤粉体を、Al脱酸が終了した溶鋼に対して
上吹きした。
向に対し種々の傾斜角度、θを有する水冷上吹きランス
を設置した。そして、その先端に設けた直径25mmノズル
からキャリアArガス５Nm3/min とともに、CaO に加え、
Al、Ca、Si、Tiのうち１種以上の金属粉体を主成分とす
る種々の脱硫剤粉体を、Al脱酸が終了した溶鋼に対して
上吹きした。
【００４９】なお、その他の精錬条件は以下のとおりで
あった。 処理前 [Ｓ] ：25〜35ppm 溶鋼温度 ：＝1640〜1680℃ 真空度 ：≦20Torr ランス高さ ：２ｍ 脱硫剤原単位：３kg／ton 脱硫剤粒径 ：約100 〜300 μｍ なお、ここで上吹きランスの傾斜角度、θとRH浸漬管の
うち上昇管の位置関係は、図２に示したとおりである。
本例の結果は表３にまとめて示す。
あった。 処理前 [Ｓ] ：25〜35ppm 溶鋼温度 ：＝1640〜1680℃ 真空度 ：≦20Torr ランス高さ ：２ｍ 脱硫剤原単位：３kg／ton 脱硫剤粒径 ：約100 〜300 μｍ なお、ここで上吹きランスの傾斜角度、θとRH浸漬管の
うち上昇管の位置関係は、図２に示したとおりである。
本例の結果は表３にまとめて示す。
【００５０】図４は同様にして脱硫剤70％CaO −20％Ca
F2−10％Alを使用した場合について、脱硫剤原単位３kg
/tonおよび５kg/tonにしたときの上吹きランス５の設置
角度θと脱硫率との関係を示すグラフである。酸素との
親和力の強い金属を含有しない脱硫剤を用いた図３の結
果と比較すると、Alを含有する脱硫剤を使用した方が、
脱硫効率の最大値が高く、その時の最適ランス角度も若
干異なっていることがわかる。
F2−10％Alを使用した場合について、脱硫剤原単位３kg
/tonおよび５kg/tonにしたときの上吹きランス５の設置
角度θと脱硫率との関係を示すグラフである。酸素との
親和力の強い金属を含有しない脱硫剤を用いた図３の結
果と比較すると、Alを含有する脱硫剤を使用した方が、
脱硫効率の最大値が高く、その時の最適ランス角度も若
干異なっていることがわかる。
【００５１】
【表３】
【００５２】以上の結果から判るように、上吹きランス
の傾斜角度を50〜90度に傾けることが有効であった。 (比較例２)上吹きランスの傾斜角度、θを除けば、実施
例１と同様に試験を行った。
の傾斜角度を50〜90度に傾けることが有効であった。 (比較例２)上吹きランスの傾斜角度、θを除けば、実施
例１と同様に試験を行った。
【００５３】
【表４】
【００５４】以上の結果から判るように、上吹きランス
の傾斜角度を50〜90度以外の範囲であれば、脱硫が不芳
であった。 (実施例３)フラックス中にAlを配合していないことを除
けば、実施例２の実施No.3と同様な条件にて、試験を行
った。
の傾斜角度を50〜90度以外の範囲であれば、脱硫が不芳
であった。 (実施例３)フラックス中にAlを配合していないことを除
けば、実施例２の実施No.3と同様な条件にて、試験を行
った。
【００５５】
【表５】
【００５６】以上の結果から判るように、実施例２の実
験No.3に比べ、脱硫率が若干悪かった。
験No.3に比べ、脱硫率が若干悪かった。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば、RH真空槽での真空脱ガ
ス処理に際して、脱硫剤の添加によって効果的な脱硫が
可能である。
ス処理に際して、脱硫剤の添加によって効果的な脱硫が
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第1392090 号特許で示すRH真空槽での脱流剤粉
体上吹き処理操作の概念図である。
体上吹き処理操作の概念図である。
【図２】本発明によるRH真空槽での脱流剤粉体上吹き処
理操作の概念図である。
理操作の概念図である。
【図３】実施例１における水平方向に対する上吹きラン
スの設置角度におよぼす脱硫率の影響を示すグラフであ
る。
スの設置角度におよぼす脱硫率の影響を示すグラフであ
る。
【図４】実施例２における図３と同様のグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 樋口 善彦
大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友
金属工業株式会社内
(72)発明者 岡田 泰和
和歌山市湊1850番地 住友金属工業株式
会社和歌山製鉄所内
(56)参考文献 特開 平３−274217（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−159909（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−42710（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−123659（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21C 7/00 - 7/10
Claims (3)
- 【請求項１】 RH真空脱ガス装置内に吸引された溶鋼表
面に、上吹きランスから不活性ガスをキャリアガスとし
て脱硫剤を吹き付ける極低硫鋼の製造方法 (ただし、下
部槽内部を貫通して設ける態様を除く) において、水平
方向に対して50度以上90度未満の角度に上部から傾斜し
て設置された上吹きランスからランス−湯面距離１〜３
ｍで粒径100 〜300 μｍの脱硫剤を下降流れ面の溶鋼に
吹き付けて精錬することを特徴とする極低硫鋼の製造方
法。 - 【請求項２】 CaO : 60重量％以上、残部CaF2、Al2O3
およびMgO のうちの１種または２種以上からなる脱硫剤
を使用することを特徴とする請求項１記載の脱硫方法。 - 【請求項３】 CaO : 60重量％以上、Al、Ca、Siおよび
Ti、ならびにそれらの混合物および合金のうちの１種ま
たは２種以上合計１〜20重量％、残部CaF2、Al2O3 およ
びMgO のうちの１種または２種以上からなる脱硫剤を使
用することを特徴とする請求項１記載の脱硫方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19158294A JP3412269B2 (ja) | 1994-08-15 | 1994-08-15 | 極低硫鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19158294A JP3412269B2 (ja) | 1994-08-15 | 1994-08-15 | 極低硫鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0860226A JPH0860226A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3412269B2 true JP3412269B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=16277053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19158294A Expired - Lifetime JP3412269B2 (ja) | 1994-08-15 | 1994-08-15 | 極低硫鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412269B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3577988B2 (ja) * | 1999-04-09 | 2004-10-20 | 住友金属工業株式会社 | 低Ａｌ極低硫鋼の製造方法 |
| JP3577989B2 (ja) * | 1999-04-09 | 2004-10-20 | 住友金属工業株式会社 | 溶鋼の高速脱硫方法 |
| KR100422186B1 (ko) * | 2001-09-13 | 2004-03-18 | 주식회사 포스코 | 진공탈가스 정련장치용 산소분사랜스 |
| JP6358039B2 (ja) * | 2014-10-17 | 2018-07-18 | 新日鐵住金株式会社 | 溶鋼の脱硫方法 |
| JP6848437B2 (ja) * | 2017-01-05 | 2021-03-24 | 日本製鉄株式会社 | 溶鋼の脱硫方法および脱硫装置 |
-
1994
- 1994-08-15 JP JP19158294A patent/JP3412269B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0860226A (ja) | 1996-03-05 |
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