JP3666306B2 - 溶鉄への粉体の供給方法および溶鋼の製造方法 - Google Patents
溶鉄への粉体の供給方法および溶鋼の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3666306B2 JP3666306B2 JP18377499A JP18377499A JP3666306B2 JP 3666306 B2 JP3666306 B2 JP 3666306B2 JP 18377499 A JP18377499 A JP 18377499A JP 18377499 A JP18377499 A JP 18377499A JP 3666306 B2 JP3666306 B2 JP 3666306B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- gas
- molten steel
- molten iron
- carrier gas
- 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鉄への粉体の供給方法および溶鋼の製造方法に関し、特に粉体の脱硫剤（以下、脱硫粉体ともいう）の供給方法および溶鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉から出銑された溶銑をトピードカーあるいは溶銑鍋に収容し、浸漬ランスから不活性ガスをキャリアーガスとして、例えば、粉体の脱硫粉体を溶銑中に吹き込んで脱硫処理を行っている。溶銑中に吹き込む脱硫粉体は、溶銑よりも比重が小さく、粉体粒子の上昇過程で脱硫反応が進行する。
【０００３】
溶銑は、転炉で脱炭吹錬が実施され、吹錬後取鍋に出鋼される。取鍋に収容された溶鋼は、Ａｌを添加して脱酸処理が行われ、浸漬ランスからキャリアーガスの不活性ガスとともに脱硫粉体を溶鋼中に吹き込んで脱硫処理を行っている。
【０００４】
以下、溶銑と溶鋼とをあわせて溶鉄ともいう。
溶鉄中への粉体の供給方法としては、浸漬ランスを使用する代わりに精錬容器の底部あるいは側壁に設けた羽口から粉体をインジェクションする方法がある。例えば、ＲＨ真空槽内壁に設けた羽口からキャリアーガスの不活性ガスとともに脱硫用粉体を吹き込む方法がある。
【０００５】
さらに、羽口を溶鉄中に浸漬しないで、溶鉄上部から溶鉄表面に吹き付ける方法として、ＶＯＤ−ＰＢまたはＲＨ−ＰＢプロセス等があり、これらは、真空下、上吹きランスからキャリアーガスの不活性ガスとともに脱硫用粉体を溶鋼表面に吹き付ける方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の不活性ガスをキャリアーガスとして脱硫用粉体を溶鉄中に吹き込む、あるいは、溶鉄表面に吹き付ける方法（以下、これらの方法を粉体供給方法ともいう）は、いずれも、不活性ガスとしてＡｒまたはＮ2 等を使用している。
【０００７】
不活性ガスは、ガス気泡が大きいため、崩壊しにくく、かつ上昇速度が大きいという特徴がある。そのため、不活性ガスとともに吹き込まれる粉体は、ガス気泡の外部に侵入しにくく、インジェクション時にガス気泡の内部にトラップされたままで、溶鉄との接触が不十分な状態で短時間に浮上し、溶鉄との反応性が低いという問題があった。
【０００８】
溶鉄上部から溶鉄表面に粉体を吹き付ける場合も、不活性ガスをキャリアーガスとして使用すると、吹き付けた粉体が溶鉄表面内部に進入しにくくなり、溶鋼表面を滑ってそのまま取鍋上部のスラグにトラップされ易く、脱硫用粉体の使用量が多くなるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、溶鉄との反応性を良好にする粉体の供給方法、特に脱硫粉体供給方法と、溶鋼の製造方法とを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、下記の知見を得た。
（Ａ）溶鉄中でＡｒガスまたは炭化水素ガスをキャリアーガスとして使用した粉体吹き込み試験を行い、気泡径をＸ線透過法で調べ比較した。
【００１１】
その結果、Ａｒガスをキャリアーガスとして使用すると、Ａｒガスの気泡径は非常に大きく、炭化水素ガスをキャリアーガスとして使用すると、気泡径が著しく小さくなることが判明した。
【００１２】
また、Ａｒガスをキャリアーガスとして使用すると、吹き込み粉体がＡｒガスの気泡内にトラップされ易く、炭化水素ガスをキャリアーガスとして使用すると、吹き込み粉体が気泡外の溶鉄中に進入し易いことも判明した。
【００１３】
吹き込み粉体が気泡外の溶鉄中に進入し易い理由は、炭化水素ガスの場合、最初に炭化水素ガスの気泡が生成し、その直後に炭化水素ガスの気泡が熱分解反応により水素ガス（以下、Ｈ2 ガスともいう）の気泡に変化する際に、気泡−溶鉄界面が乱れて気泡内に粉体を留めることができなくなるからであると推定できる。
【００１４】
以上の推定は、溶鉄内に粉体を吹き込んだ場合であるが、溶鉄表面上から粉体を吹き付けた場合でも、粉体の運動量でキャリアーガスが溶鉄中に巻き込まれ、溶鉄中に気泡が形成される。この気泡は、炭化水素ガスであると熱分解反応によりＨ2 ガスに変化する際に、気泡−溶鉄界面が乱れて気泡内に粉体を留めることができなくなるからであると同様に推定できる。
【００１５】
（Ｂ）脱硫反応は、脱硫粉体としてＣａＯを使用した場合、下記式に示す反応で進行する。
ＣａＯ＋Ｓ＝ＣａＳ＋Ｏ
上記式の右辺の酸素濃度が低い状態で、脱硫反応が促進される。
【００１６】
炭化水素ガスは、熱分解反応によりＨ2 ガスを生成する。例えば、炭化水素ガス：メタン（ＣＨ4 ）を攪拌ガスとして使用すると、下記反応式に示すように、Ｃと２分子のＨ2 を生成する。
【００１７】
ＣＨ4 ＝Ｃ＋２Ｈ2
熱分解反応で生成したＨ2 ガスは、強い還元性を有するガスであり、Ｈ2 ガス近傍の溶鉄中の酸素濃度を低下させる作用がある。
【００１８】
したがって、熱分解反応により生成したＨ2 ガスと脱硫粉体であるＣａＯが共存する領域では、脱硫反応が進行し易い。この結果、キャリアガスとして炭化水素ガスを使用すると、不活性ガスをキャリアガスとした場合よりも脱硫速度を高めることができる。
【００１９】
また、炭化水素ガスから熱分解反応で生成したＨ2 ガスの脱酸効果により、溶鉄の低酸素化、すなわち、溶鉄の清浄化が可能となり、鋼材の高清浄度化が可能となる。
【００２０】
さらに、溶鉄中の酸素および硫黄は、脱窒反応を阻害する表面活性元素であり、上記酸素および硫黄の低減効果により脱窒速度が増大し、溶鋼の低窒素化も可能となる。溶鉄の低窒素化は、特に、真空雰囲気化で著しい効果が得られる。
【００２１】
（Ｃ）しかし、粉体を炭化水素ガスをキャリアーガスとして吹き込みを行った場合、炭化水素ガスの熱分解時の吸熱反応で冷却され、炭化水素ガスの吹き込み用羽口近傍で溶鉄が凝固し吹き込み羽口が閉塞しやすくなるという問題が発生する。
【００２２】
炭化水素ガスの熱分解時の吸熱反応は一般に知られている。炭化水素ガスの熱分解が起こってもその吸熱分は、粉体冷却に使用され、通常の使用では羽口閉塞には至らないが、羽口を長時間使用する場合や、固気比が著しく低下した場合には、閉塞問題が生じる場合がある。
【００２３】
（Ｄ）粉体吹き込み用羽口の金属製パイプは、溶鉄に接した耐火物内を貫通しており、常温の攪拌ガスをパイプに供給しても、攪拌ガスは、パイプ内を通過する間に、溶鉄の熱で加熱され温度が上昇しやすくなる。
【００２４】
従って、攪拌ガスとして炭化水素ガスを使用すると、前記パイプ内で熱分解し吸熱反応ため攪拌ガス吹き込み用羽口が冷却され閉塞し易くなる。この溶鉄の熱を遮断するためには、炭化水素ガスが流れるパイプの外側に断熱領域を確保すればよい。この着想に基づき、羽口を二重管構造とし、内管に炭化水素ガスを、外管に不活性ガスを流す方式が最も良いことが判明した。
【００２５】
（Ｅ）実機２５０ton取鍋に収容した溶鋼に対してＲＨ処理を行い、真空槽内壁に設けた粉体吹き込み羽口２本から下記のＡ〜Ｂ２の方法で吹き込み比較した。
Ａ：二重管羽口を用いて内管に炭化水素ガス：プロパン（以下、Ｃ３Ｈ８で表す）：２Ｎｍ３/minおよびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを、外管にＡｒ：０．２Ｎｍ３/minを流した。
【００２６】
Ｂ１：単管羽口を用いて、Ａｒ流量：２Ｎｍ3/minおよびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを流した。
【００２７】
Ｂ２：単管羽口を用いて、Ａｒ流量：８Ｎｍ3/min（炭化水素ガスの熱分解後の総ガス流量と同じ）およびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを流した。
【００２９】
上記の条件下での脱硫、脱酸および脱窒時の到達濃度を測定した結果を以下に示す。
【００３０】
処理前の溶鋼中の［Ｓ］濃度が４０ppmであったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、Ａの方法で４ppmまで低下した。Ｂ１およびＢ２では１０ppmまでしか低下しなかった。
【００３１】
処理前の溶鋼中の［Ｏ］濃度が６０〜７０ppmであったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、Ａの方法で７ppmまで低下した。Ｂ１およびＢ２では２２ppmまでしか低下しなかった。
【００３２】
処理前の溶鋼中の［Ｎ］濃度が４０〜５０ppmであったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、Ａの方法で１０〜１５ppmまで低下した。Ｂ１およびＢ２の方法では２０〜２５ppmまでしか低下しなかった。
【００３３】
（Ｆ）実機２５０ton 取鍋に収容した溶鋼に対してＲＨ処理を行い、真空槽上部から降下させたランスを真空槽内溶鋼湯面からの高さ２ｍにセットし、ランスノズルから下記のＡ〜Ｃの方法で吹き込み比較した。
【００３４】
Ａ：二重管ランスノズルを用いて内管に炭化水素ガス：Ｃ3 Ｈ8 ：２Ｎｍ3/min およびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを、外管にＡｒ：０．１Ｎｍ3/min を流した。
【００３５】
Ｂ１：単管ランスノズルを用いて、Ａｒ流量：２Ｎｍ3/minおよびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを流した。
【００３６】
Ｂ２：単管ランスノズルを用いて、Ａｒ流量：８Ｎｍ3/min（炭化水素ガスの熱分解後の総ガス流量と同じ）およびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを流した。
【００３７】
Ｃ：単管ランスノズルを用いて、炭化水素ガス：Ｃ3 Ｈ8 ：２Ｎｍ3/minおよびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを流した。
【００３８】
上記の条件下での脱硫、脱酸および脱窒時の到達濃度を測定した結果を以下に示す。
【００３９】
処理前の溶鋼中の［Ｓ］濃度が３０ppm であったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、ＡおよびＣの方法で４ppm まで低下した。Ｂ１およびＢ２では１０ppm までしか低下しなかった。
【００４０】
処理前の溶鋼中の［Ｏ］濃度が６０〜７０ppm であったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、ＡおよびＣの方法で７ppm まで低下した。Ｂ１およびＢ２では２２ppm までしか低下しなかった。
【００４１】
処理前の溶鋼中の［Ｎ］濃度が４０〜５０ppm であったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、ＡおよびＣの方法で１０〜１５ppm まで低下した。Ｂ１およびＢ２の方法では２０〜２５ppm までしか低下しなかった。
【００４２】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたもので、その要旨は、下記のとおりである。
（１）溶鉄の上方に配置したランスノズルを用いて溶鉄に粉体を供給する方法において、キャリアガスとして炭化水素ガスを使用して粉体を溶銑に吹き付けることを特徴とする溶鉄への粉体供給方法。
【００４３】
（２）溶鉄に粉体を供給する方法において、粉体を供給する羽口またはランスノズルが内管と外管とで構成される二重管を使用して、内管に炭化水素ガスをキャリアーガスとして粉体を、外管に不活性ガスをそれぞれ流すことを特徴とする溶鉄への粉体供給方法。
【００４４】
（３）粉体が脱硫用粉体であることを特徴とする上記（１）および（２）に記載の溶鉄への粉体供給方法。
（４）ＲＨ脱ガス装置を用いて溶鋼の真空処理を行う際に、ＲＨ脱ガス装置の真空槽の内部に収容された溶鋼の表面の上方に配置したランスから、キャリアガスとして炭化水素ガスを使用して粉体を溶鋼に吹き付けることを特徴とする溶鋼の製造方法。
【００４５】
【発明の実施の形態】
高炉から運搬された溶銑をそのまま、あるいは、脱硫などの溶銑処理を行った後、転炉に装入し吹錬を行う。溶銑装入後、転炉炉口上部から転炉吹錬用ランスを転炉内に降下させ、酸素吹酸による脱炭精錬を行い脱炭後の溶鋼を取鍋に出鋼する。出鋼後の溶鋼は二次精錬設備へ移送され、脱硫あるいはＲＨでの脱硫処理を行い、連続鋳造装置にてスラブを製造する。
【００４６】
図１〜３に基づいて本発明方法を行う方法例を説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、溶鋼への粉体吹き付け方法の一例であるＲＨ真空槽上方から脱硫粉体を吹き付ける方法を示した概念図であり、図１（ａ）はＲＨ真空槽の平面図、図１（ｂ）はＲＨ真空槽の側面図である。
【００４７】
同図に示すように、ＲＨ真空槽１の上方の昇降可能なランス２を下降させ、真空溶鋼表面３とランス先端との間の所定の距離を保持して、ランスノズルからＣａＯを主成分とする脱硫粉体をキャリアガスとともに吹き付ける。
【００４８】
図２（ａ）、（ｂ）は、溶鋼への粉体吹き込み方法の一例であるＲＨ真空槽側壁に設けた羽口から脱硫粉体を吹き込む方法を示した概念図であり、図２（ａ）はＲＨ真空槽の平面図、図２（ｂ）はＲＨ真空槽の側面図である。
【００４９】
同図に示すように、溶鋼７と接している真空槽側壁４に設けた吹き込み羽口からＣａＯを主成分とする脱硫粉体をキャリアガスとともに吹き込むものである。
この時の羽口構造は、二重管である。
【００５０】
図３は、溶鉄の脱硫方法の一例である取鍋上部から昇降可能なランスから脱硫粉体を溶鉄中に吹き込む方法を示した概念図である。
同図に示すように、取鍋６上部から昇降可能なランス２を溶鉄８中に浸漬し、ランスノズルからＣａＯを主成分とする脱硫粉体をキャリアガスとともに溶鉄８中に吹き込む。
【００５１】
図１に示す粉体吹き付けの例では、ランスノズル構造は単管でも二重管でもよい。また、図２、３に示す粉体吹き込みの例では、羽口構造は二重管である。この二重管を使用する場合には、ランスノズルでも羽口でも、内管に炭化水素ガスを含有させ、外管に不活性ガスを使用する。
【００５２】
二重管は、内管、外管の２つのパイプから構成されているが、この二本のパイプの中間部（スリット部）には、クリアランスを一定にするためにスペーサーを設置、あるいは、いずれかのパイプに切り込みを入れて使用することが望ましい。
【００５３】
本発明では、粉体のキャリアーガスとして炭化水素ガスあるいは炭化水素ガスを含有するガス、例えば、炭化水素ガスと不活性ガスの混合ガスを使用できる。
好ましくは、１００％炭化水素ガスである。
二重管羽口の場合は外管に不活性ガスを導入する。
【００５４】
炭化水素ガスはメタン（ＣＨ4 ）、エタン（Ｃ2 Ｈ6 ）、プロパン（Ｃ3 Ｈ8 ）、ブタン（Ｃ4 Ｈ10）などのガスを単独あるいは混合して用い、不活性ガスとしてはＡｒまたはＮ2 ガス等の他に、ＣＯまたはＣＯ2 などのガスを単独あるいは混合して用いる。
【００５５】
二重管羽口の場合、炭化水素ガスと不活性ガスとの使用体積比率（炭化水素ガス／不活性ガス）は、１〜１００である。好ましくは、２〜５０である。
【００５６】
【実施例】
（実施例１）
高炉から出銑した溶銑をトピードカーで搬送後、２５０ton 溶銑取鍋に移し替えてインジェクション脱硫を行った。取鍋内径は３．５ｍ、浴深は３．７ｍとした。ランスはＡｌ2 Ｏ3 キャスタブルで被覆したものを用い、浸漬深さはランス先端が取鍋底面から３００mmの高さとした。ランス先端から１８０mmの高さに逆Ｔ字型の２孔ノズルを設け、２孔ノズルとも内径が１８ｍｍの単管、２孔ノズルとも内径１８mmで外管のスリット幅が０．５mmの二重管を用いて粉体を吹き込んだ。
【００５７】
溶銑温度は１３５０〜１３８０℃であり、処理前の溶銑中の［Ｓ］濃度は２４０〜２６０ppm であった。使用ガス流量は単管ノズルでは２Ｎｍ3/min、二重管ノズルでは内管が２Ｎｍ3/min、外管が０．５Ｎｍ3/minとした。この単管ノズルおよび二重管ノズルの内管の２Ｎｍ3/minのガスをキャリアガスとして粉体：９５重量％ＣａＯ−５重量％ＣａＦ2 （以下、単に％で重量％を表す）を０．４ｋｇ/ton・min の速度で６分間吹き込んだ。
表１は、試験条件と脱硫処理結果を示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１に示すように、キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱硫率が８４％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を用い、二重管ノズルから吹き込むことにより、脱硫率が９５〜９６％の高脱硫率が得られた。
【００６０】
（実施例２）
溶銑中の［Ｓ］濃度が４０ppm 程度まで溶銑脱硫した溶銑２５０ton を転炉に装入し、上吹き酸素および底吹き攪拌ガスにより脱炭吹錬を行った。吹錬後の溶鋼を出鋼口から取鍋中に出鋼し、出鋼中に脱酸剤である金属Ａｌを添加して溶鋼を脱酸した。
【００６１】
その後、大気圧下でのランスノズルから粉体を溶鋼中に吹き込み脱硫処理を行った。取鍋内径は３．８ｍ、浴深は３．２ｍである。
【００６２】
ランスはＡｌ2 Ｏ3 キャスタブルで被覆したものを用い、浸漬深さはランス先端が取鍋底面から２５０mmの高さとした。ランス先端から１５０mmの高さに逆Ｔ字型の２孔ノズルを設け、２孔とも内径が１８mmの単管、２孔とも内径１８mmで外管のスリット幅が０．５mmの二重管を用いて粉体を吹き込んだ。粉体吹き込み前の溶鋼温度は１６２０〜１６５０℃であり、、処理前の溶鋼中の［Ｓ］濃度は３５〜４５ppm であった。
【００６３】
使用ガス流量は単管ノズルでは２Ｎｍ3/min、二重管ノズルでは内管が２Ｎｍ3/min 、外管が０．５Ｎｍ3/min とした。この２Ｎｍ3/min のガスをキャリアガスとして粉体７０％ＣａＯ−３０％ＣａＦ2 を０．４ｋｇ/ton・min の速度で８分間吹き込んだ。
表２は、試験条件と脱硫処理、脱酸処理および脱窒処理結果を示す。
【００６４】
【表２】
【００６５】
表２に示すように、キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱硫率が７４〜７５％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を用い、二重管ノズルから吹き込むことにより、脱硫率が９２〜９３％の高脱硫率が得られた。
【００６６】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱酸率が６６〜６８％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を使用して二重管ノズルから吹き込むことにより、脱酸率が８９〜９１％の高脱酸率が得られた。
【００６７】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱窒率が２２〜２６％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を使用して二重管ノズルから吹き込むことにより、脱窒率が５３〜４７％の高脱窒率が得られた。
【００６８】
なお、表２に記載していないが処理後の溶鋼中の［Ｈ］濃度は、Ａｒキャリアガスでは平均１．６ppm に対し、炭化水素ガスのキャリアガスでは平均１．８ppm と若干高くなった。通常の鋼種では、このまま連続鋳造装置にて鋳込んだが、極低水素鋼種では、この後にＲＨ脱ガス装置にて脱水素処理を７分間施し、溶鋼中の［Ｈ］濃度を１ppm 以下として鋳造に供した。
【００６９】
（実施例３）
溶銑中の［Ｓ］濃度が４０ppm 程度まで溶銑脱硫した溶銑２５０ton を転炉に装入し、上吹き酸素および底吹き攪拌ガスにより脱炭吹錬を行った。吹錬後の溶鋼を出鋼口から取鍋中に出鋼し、出鋼中に脱酸剤である金属Ａｌを添加して溶鋼を脱酸した。
【００７０】
その後、取鍋をＲＨ脱ガス装置に搬送し、ＲＨ浸漬管を取鍋内溶鋼に浸漬するとともに上昇管から２Ｎｍ3/minの環流用Ａｒガスを８本の単管羽口から吹き込み、真空度２Torrで真空処理を開始した。その際、真空槽下部槽に設けた側壁羽口から粉体を吹き込んで脱硫処理を行った。羽口の位置は下部槽底面からの高さ１００mm、上昇管と下降管の中間位置で、対称の位置に２カ所設けた。２羽口とも内径が１８mmの単管羽口、２孔とも内径１８mmで外管のスリット幅が０．５mmの二重管羽口を用いて粉体を吹き込んだ。粉体吹き込み前の溶鋼温度は１６２０〜１６５０℃であり、処理前の溶鋼中の［Ｓ］濃度は３５〜４５ppm であった。使用ガス流量は単管羽口では２Ｎｍ3/min、二重管羽口では内管が２Ｎｍ3/min 、外管が０．５Ｎｍ3/minとした。この２Ｎｍ3/minのガスをキャリアガスとして粉体７０％ＣａＯ−３０％ＣａＦ2 を０．４ｋｇ/ton・min の速度で８分間吹き込んだ。
表３は、試験条件と脱硫処理、脱酸処理および脱窒処理結果を示す。
【００７１】
【表３】
【００７２】
表３に示すように、キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管羽口でも二重管羽口でも脱硫率が７４〜７６％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を使用して、二重管羽口から吹き込むことにより、脱硫率が９２〜９３％の高脱硫率が得られた。
【００７３】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管羽口でも二重管羽口でも脱酸率が６３〜６７％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を使用して二重管羽口から吹き込むことにより、脱酸率が９２〜９３％の高脱酸率が得られた。
【００７４】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管羽口でも二重管羽口でも脱窒率が４３〜４７％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を使用して二重管羽口から吹き込むことにより脱窒率が７３〜７６％の高脱窒率が得られた。
【００７５】
なお、表３に記載していないが処理後の溶鋼中の［Ｈ］濃度は、Ａｒキャリアガスでは平均０．９ppm に対して、炭化水素ガスのキャリアガスでは平均１．０ppm と若干高くなった。しかし、極低水素鋼種でも要求される溶鋼中の［Ｈ］濃度は、１．０ppm 以下であり、脱硫処理終了とともにＲＨ処理を終了し、連続鋳造に供した。
【００７６】
（実施例４）
溶銑中の［Ｓ］濃度が４０ppm 程度まで溶銑脱硫した溶銑２５０ton を転炉に装入し、上吹き酸素および底吹き攪拌ガスにより脱炭吹錬を行った。吹錬後の溶鋼を出鋼口から取鍋中に出鋼し、出鋼中に脱酸剤である金属Ａｌを添加して溶鋼を脱酸した。
【００７７】
その後、取鍋をＲＨ脱ガス装置に搬送し、ＲＨ浸漬管を取鍋内溶鋼に浸漬するとともに上昇管から２Ｎｍ3/minの環流用Ａｒガスを８本の単管羽口から吹き込み、真空度２Torrで真空処理を開始した。その際、真空槽上方に設けた昇降ランスノズルから粉体を溶鋼表面に吹きつけて脱硫処理を行った。
【００７８】
ランス高さは真空槽内溶鋼表面から２ｍで、ランスノズルは単管構造の場合、スロート径２５mmとした。
二重管構造の場合は、内管径を２５mm、スリット幅を１mmとした。
【００７９】
ランスは上昇管と下降管の中間位置である下部槽のほぼ中心に位置して、粉体を溶鋼表面に吹きつけて脱硫処理を行った。
粉体吹きつけ前の溶鋼温度は１６２０〜１６５０℃であり、処理前の溶鋼中［Ｓ］濃度は３５〜４５ppm であった。
【００８０】
使用ガス流量は単管ノズルでは２Ｎｍ3/min、二重管ノズルでは内管が２Ｎｍ3/min 、外管が０．５Ｎｍ3/min とした。この単管ノズルまたは二重管ノズルの内管で、２Ｎｍ3/minのガスをキャリアガスとして粉体７０％ＣａＯ−３０％ＣａＦ2 を０．４ｋｇ/ton・min の速度で８分間吹きつけた。
表４は、試験条件と脱硫処理、脱酸処理および脱窒処理結果を示す。
【００８１】
【表４】
【００８２】
表４に示すように、キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱硫率が７４〜７６％と低かった。キャリアガスとしてＣ3 Ｈ8 を使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱硫率が９２〜９３％の高脱硫率が得られた。
【００８３】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱酸率が６６〜６７％と低かった。キャリアガスとしてＣ3 Ｈ8 を使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱酸率が８９〜９０％の高脱酸率が得られた。
【００８４】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱窒率が５２〜５３％と低かった。キャリアガスとしてＣ3 Ｈ8 を使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱窒率が７３〜７６％の高脱窒率が得られた。
【００８５】
なお、表２に記載していないが処理後の溶鋼中の［Ｈ］濃度は、Ａｒキャリアガスでは平均０．９ppm に対して、炭化水素ガスのキャリアガスでは平均１．０ppm と若干高くなった。しかし、極低水素鋼種でも要求される溶鋼中の［Ｈ］濃度は、１．０ppm 以下であり、脱硫処理終了とともにＲＨ処理を終了し、連続鋳造に供した。
【００８６】
【発明の効果】
本発明により、粉体と溶鉄との反応性を良好にすることが可能となり、特に脱硫粉体との反応性を良好にすることが可能となり溶鉄の極低硫化、極低酸素化および極低窒素化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶鋼への粉体吹き付け方法の一例であるＲＨ真空槽上方から脱硫粉体を吹き付ける方法を示した概念図であり、図１（ａ）はＲＨ真空槽の平面図、図１（ｂ）はＲＨ真空槽の側面図である。
【図２】溶鋼への粉体吹き込み方法の一例であるＲＨ真空槽側壁に設けた羽口から脱硫粉体を吹き込む方法を示した概念図であり、図２（ａ）はＲＨ真空槽の平面図、図２（ｂ）はＲＨ真空槽の側面図である。
【図３】溶鉄の脱硫方法の一例である取鍋上部から昇降可能なランスから脱硫粉体を溶銑中に吹き込む方法を示した概念図である。
【符号の説明】
１：ＲＨ真空槽、
２：ランス、
３：真空溶鋼表面、
４：真空槽側壁、
５：吹き込み羽口、
６：取鍋、
７：溶鋼、
８：溶鉄。
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鉄への粉体の供給方法および溶鋼の製造方法に関し、特に粉体の脱硫剤（以下、脱硫粉体ともいう）の供給方法および溶鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉から出銑された溶銑をトピードカーあるいは溶銑鍋に収容し、浸漬ランスから不活性ガスをキャリアーガスとして、例えば、粉体の脱硫粉体を溶銑中に吹き込んで脱硫処理を行っている。溶銑中に吹き込む脱硫粉体は、溶銑よりも比重が小さく、粉体粒子の上昇過程で脱硫反応が進行する。
【０００３】
溶銑は、転炉で脱炭吹錬が実施され、吹錬後取鍋に出鋼される。取鍋に収容された溶鋼は、Ａｌを添加して脱酸処理が行われ、浸漬ランスからキャリアーガスの不活性ガスとともに脱硫粉体を溶鋼中に吹き込んで脱硫処理を行っている。
【０００４】
以下、溶銑と溶鋼とをあわせて溶鉄ともいう。
溶鉄中への粉体の供給方法としては、浸漬ランスを使用する代わりに精錬容器の底部あるいは側壁に設けた羽口から粉体をインジェクションする方法がある。例えば、ＲＨ真空槽内壁に設けた羽口からキャリアーガスの不活性ガスとともに脱硫用粉体を吹き込む方法がある。
【０００５】
さらに、羽口を溶鉄中に浸漬しないで、溶鉄上部から溶鉄表面に吹き付ける方法として、ＶＯＤ−ＰＢまたはＲＨ−ＰＢプロセス等があり、これらは、真空下、上吹きランスからキャリアーガスの不活性ガスとともに脱硫用粉体を溶鋼表面に吹き付ける方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の不活性ガスをキャリアーガスとして脱硫用粉体を溶鉄中に吹き込む、あるいは、溶鉄表面に吹き付ける方法（以下、これらの方法を粉体供給方法ともいう）は、いずれも、不活性ガスとしてＡｒまたはＮ2 等を使用している。
【０００７】
不活性ガスは、ガス気泡が大きいため、崩壊しにくく、かつ上昇速度が大きいという特徴がある。そのため、不活性ガスとともに吹き込まれる粉体は、ガス気泡の外部に侵入しにくく、インジェクション時にガス気泡の内部にトラップされたままで、溶鉄との接触が不十分な状態で短時間に浮上し、溶鉄との反応性が低いという問題があった。
【０００８】
溶鉄上部から溶鉄表面に粉体を吹き付ける場合も、不活性ガスをキャリアーガスとして使用すると、吹き付けた粉体が溶鉄表面内部に進入しにくくなり、溶鋼表面を滑ってそのまま取鍋上部のスラグにトラップされ易く、脱硫用粉体の使用量が多くなるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、溶鉄との反応性を良好にする粉体の供給方法、特に脱硫粉体供給方法と、溶鋼の製造方法とを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、下記の知見を得た。
（Ａ）溶鉄中でＡｒガスまたは炭化水素ガスをキャリアーガスとして使用した粉体吹き込み試験を行い、気泡径をＸ線透過法で調べ比較した。
【００１１】
その結果、Ａｒガスをキャリアーガスとして使用すると、Ａｒガスの気泡径は非常に大きく、炭化水素ガスをキャリアーガスとして使用すると、気泡径が著しく小さくなることが判明した。
【００１２】
また、Ａｒガスをキャリアーガスとして使用すると、吹き込み粉体がＡｒガスの気泡内にトラップされ易く、炭化水素ガスをキャリアーガスとして使用すると、吹き込み粉体が気泡外の溶鉄中に進入し易いことも判明した。
【００１３】
吹き込み粉体が気泡外の溶鉄中に進入し易い理由は、炭化水素ガスの場合、最初に炭化水素ガスの気泡が生成し、その直後に炭化水素ガスの気泡が熱分解反応により水素ガス（以下、Ｈ2 ガスともいう）の気泡に変化する際に、気泡−溶鉄界面が乱れて気泡内に粉体を留めることができなくなるからであると推定できる。
【００１４】
以上の推定は、溶鉄内に粉体を吹き込んだ場合であるが、溶鉄表面上から粉体を吹き付けた場合でも、粉体の運動量でキャリアーガスが溶鉄中に巻き込まれ、溶鉄中に気泡が形成される。この気泡は、炭化水素ガスであると熱分解反応によりＨ2 ガスに変化する際に、気泡−溶鉄界面が乱れて気泡内に粉体を留めることができなくなるからであると同様に推定できる。
【００１５】
（Ｂ）脱硫反応は、脱硫粉体としてＣａＯを使用した場合、下記式に示す反応で進行する。
ＣａＯ＋Ｓ＝ＣａＳ＋Ｏ
上記式の右辺の酸素濃度が低い状態で、脱硫反応が促進される。
【００１６】
炭化水素ガスは、熱分解反応によりＨ2 ガスを生成する。例えば、炭化水素ガス：メタン（ＣＨ4 ）を攪拌ガスとして使用すると、下記反応式に示すように、Ｃと２分子のＨ2 を生成する。
【００１７】
ＣＨ4 ＝Ｃ＋２Ｈ2
熱分解反応で生成したＨ2 ガスは、強い還元性を有するガスであり、Ｈ2 ガス近傍の溶鉄中の酸素濃度を低下させる作用がある。
【００１８】
したがって、熱分解反応により生成したＨ2 ガスと脱硫粉体であるＣａＯが共存する領域では、脱硫反応が進行し易い。この結果、キャリアガスとして炭化水素ガスを使用すると、不活性ガスをキャリアガスとした場合よりも脱硫速度を高めることができる。
【００１９】
また、炭化水素ガスから熱分解反応で生成したＨ2 ガスの脱酸効果により、溶鉄の低酸素化、すなわち、溶鉄の清浄化が可能となり、鋼材の高清浄度化が可能となる。
【００２０】
さらに、溶鉄中の酸素および硫黄は、脱窒反応を阻害する表面活性元素であり、上記酸素および硫黄の低減効果により脱窒速度が増大し、溶鋼の低窒素化も可能となる。溶鉄の低窒素化は、特に、真空雰囲気化で著しい効果が得られる。
【００２１】
（Ｃ）しかし、粉体を炭化水素ガスをキャリアーガスとして吹き込みを行った場合、炭化水素ガスの熱分解時の吸熱反応で冷却され、炭化水素ガスの吹き込み用羽口近傍で溶鉄が凝固し吹き込み羽口が閉塞しやすくなるという問題が発生する。
【００２２】
炭化水素ガスの熱分解時の吸熱反応は一般に知られている。炭化水素ガスの熱分解が起こってもその吸熱分は、粉体冷却に使用され、通常の使用では羽口閉塞には至らないが、羽口を長時間使用する場合や、固気比が著しく低下した場合には、閉塞問題が生じる場合がある。
【００２３】
（Ｄ）粉体吹き込み用羽口の金属製パイプは、溶鉄に接した耐火物内を貫通しており、常温の攪拌ガスをパイプに供給しても、攪拌ガスは、パイプ内を通過する間に、溶鉄の熱で加熱され温度が上昇しやすくなる。
【００２４】
従って、攪拌ガスとして炭化水素ガスを使用すると、前記パイプ内で熱分解し吸熱反応ため攪拌ガス吹き込み用羽口が冷却され閉塞し易くなる。この溶鉄の熱を遮断するためには、炭化水素ガスが流れるパイプの外側に断熱領域を確保すればよい。この着想に基づき、羽口を二重管構造とし、内管に炭化水素ガスを、外管に不活性ガスを流す方式が最も良いことが判明した。
【００２５】
（Ｅ）実機２５０ton取鍋に収容した溶鋼に対してＲＨ処理を行い、真空槽内壁に設けた粉体吹き込み羽口２本から下記のＡ〜Ｂ２の方法で吹き込み比較した。
Ａ：二重管羽口を用いて内管に炭化水素ガス：プロパン（以下、Ｃ３Ｈ８で表す）：２Ｎｍ３/minおよびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを、外管にＡｒ：０．２Ｎｍ３/minを流した。
【００２６】
Ｂ１：単管羽口を用いて、Ａｒ流量：２Ｎｍ3/minおよびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを流した。
【００２７】
Ｂ２：単管羽口を用いて、Ａｒ流量：８Ｎｍ3/min（炭化水素ガスの熱分解後の総ガス流量と同じ）およびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを流した。
【００２９】
上記の条件下での脱硫、脱酸および脱窒時の到達濃度を測定した結果を以下に示す。
【００３０】
処理前の溶鋼中の［Ｓ］濃度が４０ppmであったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、Ａの方法で４ppmまで低下した。Ｂ１およびＢ２では１０ppmまでしか低下しなかった。
【００３１】
処理前の溶鋼中の［Ｏ］濃度が６０〜７０ppmであったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、Ａの方法で７ppmまで低下した。Ｂ１およびＢ２では２２ppmまでしか低下しなかった。
【００３２】
処理前の溶鋼中の［Ｎ］濃度が４０〜５０ppmであったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、Ａの方法で１０〜１５ppmまで低下した。Ｂ１およびＢ２の方法では２０〜２５ppmまでしか低下しなかった。
【００３３】
（Ｆ）実機２５０ton 取鍋に収容した溶鋼に対してＲＨ処理を行い、真空槽上部から降下させたランスを真空槽内溶鋼湯面からの高さ２ｍにセットし、ランスノズルから下記のＡ〜Ｃの方法で吹き込み比較した。
【００３４】
Ａ：二重管ランスノズルを用いて内管に炭化水素ガス：Ｃ3 Ｈ8 ：２Ｎｍ3/min およびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを、外管にＡｒ：０．１Ｎｍ3/min を流した。
【００３５】
Ｂ１：単管ランスノズルを用いて、Ａｒ流量：２Ｎｍ3/minおよびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを流した。
【００３６】
Ｂ２：単管ランスノズルを用いて、Ａｒ流量：８Ｎｍ3/min（炭化水素ガスの熱分解後の総ガス流量と同じ）およびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを流した。
【００３７】
Ｃ：単管ランスノズルを用いて、炭化水素ガス：Ｃ3 Ｈ8 ：２Ｎｍ3/minおよびＣａＯ系粉体：１００ｋｇ/minを流した。
【００３８】
上記の条件下での脱硫、脱酸および脱窒時の到達濃度を測定した結果を以下に示す。
【００３９】
処理前の溶鋼中の［Ｓ］濃度が３０ppm であったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、ＡおよびＣの方法で４ppm まで低下した。Ｂ１およびＢ２では１０ppm までしか低下しなかった。
【００４０】
処理前の溶鋼中の［Ｏ］濃度が６０〜７０ppm であったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、ＡおよびＣの方法で７ppm まで低下した。Ｂ１およびＢ２では２２ppm までしか低下しなかった。
【００４１】
処理前の溶鋼中の［Ｎ］濃度が４０〜５０ppm であったが、ＣａＯ系脱硫粉体を吹き込んだ結果、ＡおよびＣの方法で１０〜１５ppm まで低下した。Ｂ１およびＢ２の方法では２０〜２５ppm までしか低下しなかった。
【００４２】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたもので、その要旨は、下記のとおりである。
（１）溶鉄の上方に配置したランスノズルを用いて溶鉄に粉体を供給する方法において、キャリアガスとして炭化水素ガスを使用して粉体を溶銑に吹き付けることを特徴とする溶鉄への粉体供給方法。
【００４３】
（２）溶鉄に粉体を供給する方法において、粉体を供給する羽口またはランスノズルが内管と外管とで構成される二重管を使用して、内管に炭化水素ガスをキャリアーガスとして粉体を、外管に不活性ガスをそれぞれ流すことを特徴とする溶鉄への粉体供給方法。
【００４４】
（３）粉体が脱硫用粉体であることを特徴とする上記（１）および（２）に記載の溶鉄への粉体供給方法。
（４）ＲＨ脱ガス装置を用いて溶鋼の真空処理を行う際に、ＲＨ脱ガス装置の真空槽の内部に収容された溶鋼の表面の上方に配置したランスから、キャリアガスとして炭化水素ガスを使用して粉体を溶鋼に吹き付けることを特徴とする溶鋼の製造方法。
【００４５】
【発明の実施の形態】
高炉から運搬された溶銑をそのまま、あるいは、脱硫などの溶銑処理を行った後、転炉に装入し吹錬を行う。溶銑装入後、転炉炉口上部から転炉吹錬用ランスを転炉内に降下させ、酸素吹酸による脱炭精錬を行い脱炭後の溶鋼を取鍋に出鋼する。出鋼後の溶鋼は二次精錬設備へ移送され、脱硫あるいはＲＨでの脱硫処理を行い、連続鋳造装置にてスラブを製造する。
【００４６】
図１〜３に基づいて本発明方法を行う方法例を説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、溶鋼への粉体吹き付け方法の一例であるＲＨ真空槽上方から脱硫粉体を吹き付ける方法を示した概念図であり、図１（ａ）はＲＨ真空槽の平面図、図１（ｂ）はＲＨ真空槽の側面図である。
【００４７】
同図に示すように、ＲＨ真空槽１の上方の昇降可能なランス２を下降させ、真空溶鋼表面３とランス先端との間の所定の距離を保持して、ランスノズルからＣａＯを主成分とする脱硫粉体をキャリアガスとともに吹き付ける。
【００４８】
図２（ａ）、（ｂ）は、溶鋼への粉体吹き込み方法の一例であるＲＨ真空槽側壁に設けた羽口から脱硫粉体を吹き込む方法を示した概念図であり、図２（ａ）はＲＨ真空槽の平面図、図２（ｂ）はＲＨ真空槽の側面図である。
【００４９】
同図に示すように、溶鋼７と接している真空槽側壁４に設けた吹き込み羽口からＣａＯを主成分とする脱硫粉体をキャリアガスとともに吹き込むものである。
この時の羽口構造は、二重管である。
【００５０】
図３は、溶鉄の脱硫方法の一例である取鍋上部から昇降可能なランスから脱硫粉体を溶鉄中に吹き込む方法を示した概念図である。
同図に示すように、取鍋６上部から昇降可能なランス２を溶鉄８中に浸漬し、ランスノズルからＣａＯを主成分とする脱硫粉体をキャリアガスとともに溶鉄８中に吹き込む。
【００５１】
図１に示す粉体吹き付けの例では、ランスノズル構造は単管でも二重管でもよい。また、図２、３に示す粉体吹き込みの例では、羽口構造は二重管である。この二重管を使用する場合には、ランスノズルでも羽口でも、内管に炭化水素ガスを含有させ、外管に不活性ガスを使用する。
【００５２】
二重管は、内管、外管の２つのパイプから構成されているが、この二本のパイプの中間部（スリット部）には、クリアランスを一定にするためにスペーサーを設置、あるいは、いずれかのパイプに切り込みを入れて使用することが望ましい。
【００５３】
本発明では、粉体のキャリアーガスとして炭化水素ガスあるいは炭化水素ガスを含有するガス、例えば、炭化水素ガスと不活性ガスの混合ガスを使用できる。
好ましくは、１００％炭化水素ガスである。
二重管羽口の場合は外管に不活性ガスを導入する。
【００５４】
炭化水素ガスはメタン（ＣＨ4 ）、エタン（Ｃ2 Ｈ6 ）、プロパン（Ｃ3 Ｈ8 ）、ブタン（Ｃ4 Ｈ10）などのガスを単独あるいは混合して用い、不活性ガスとしてはＡｒまたはＮ2 ガス等の他に、ＣＯまたはＣＯ2 などのガスを単独あるいは混合して用いる。
【００５５】
二重管羽口の場合、炭化水素ガスと不活性ガスとの使用体積比率（炭化水素ガス／不活性ガス）は、１〜１００である。好ましくは、２〜５０である。
【００５６】
【実施例】
（実施例１）
高炉から出銑した溶銑をトピードカーで搬送後、２５０ton 溶銑取鍋に移し替えてインジェクション脱硫を行った。取鍋内径は３．５ｍ、浴深は３．７ｍとした。ランスはＡｌ2 Ｏ3 キャスタブルで被覆したものを用い、浸漬深さはランス先端が取鍋底面から３００mmの高さとした。ランス先端から１８０mmの高さに逆Ｔ字型の２孔ノズルを設け、２孔ノズルとも内径が１８ｍｍの単管、２孔ノズルとも内径１８mmで外管のスリット幅が０．５mmの二重管を用いて粉体を吹き込んだ。
【００５７】
溶銑温度は１３５０〜１３８０℃であり、処理前の溶銑中の［Ｓ］濃度は２４０〜２６０ppm であった。使用ガス流量は単管ノズルでは２Ｎｍ3/min、二重管ノズルでは内管が２Ｎｍ3/min、外管が０．５Ｎｍ3/minとした。この単管ノズルおよび二重管ノズルの内管の２Ｎｍ3/minのガスをキャリアガスとして粉体：９５重量％ＣａＯ−５重量％ＣａＦ2 （以下、単に％で重量％を表す）を０．４ｋｇ/ton・min の速度で６分間吹き込んだ。
表１は、試験条件と脱硫処理結果を示す。
【００５８】
【表１】
表１に示すように、キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱硫率が８４％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を用い、二重管ノズルから吹き込むことにより、脱硫率が９５〜９６％の高脱硫率が得られた。
【００６０】
（実施例２）
溶銑中の［Ｓ］濃度が４０ppm 程度まで溶銑脱硫した溶銑２５０ton を転炉に装入し、上吹き酸素および底吹き攪拌ガスにより脱炭吹錬を行った。吹錬後の溶鋼を出鋼口から取鍋中に出鋼し、出鋼中に脱酸剤である金属Ａｌを添加して溶鋼を脱酸した。
【００６１】
その後、大気圧下でのランスノズルから粉体を溶鋼中に吹き込み脱硫処理を行った。取鍋内径は３．８ｍ、浴深は３．２ｍである。
【００６２】
ランスはＡｌ2 Ｏ3 キャスタブルで被覆したものを用い、浸漬深さはランス先端が取鍋底面から２５０mmの高さとした。ランス先端から１５０mmの高さに逆Ｔ字型の２孔ノズルを設け、２孔とも内径が１８mmの単管、２孔とも内径１８mmで外管のスリット幅が０．５mmの二重管を用いて粉体を吹き込んだ。粉体吹き込み前の溶鋼温度は１６２０〜１６５０℃であり、、処理前の溶鋼中の［Ｓ］濃度は３５〜４５ppm であった。
【００６３】
使用ガス流量は単管ノズルでは２Ｎｍ3/min、二重管ノズルでは内管が２Ｎｍ3/min 、外管が０．５Ｎｍ3/min とした。この２Ｎｍ3/min のガスをキャリアガスとして粉体７０％ＣａＯ−３０％ＣａＦ2 を０．４ｋｇ/ton・min の速度で８分間吹き込んだ。
表２は、試験条件と脱硫処理、脱酸処理および脱窒処理結果を示す。
【００６４】
【表２】
表２に示すように、キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱硫率が７４〜７５％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を用い、二重管ノズルから吹き込むことにより、脱硫率が９２〜９３％の高脱硫率が得られた。
【００６６】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱酸率が６６〜６８％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を使用して二重管ノズルから吹き込むことにより、脱酸率が８９〜９１％の高脱酸率が得られた。
【００６７】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱窒率が２２〜２６％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を使用して二重管ノズルから吹き込むことにより、脱窒率が５３〜４７％の高脱窒率が得られた。
【００６８】
なお、表２に記載していないが処理後の溶鋼中の［Ｈ］濃度は、Ａｒキャリアガスでは平均１．６ppm に対し、炭化水素ガスのキャリアガスでは平均１．８ppm と若干高くなった。通常の鋼種では、このまま連続鋳造装置にて鋳込んだが、極低水素鋼種では、この後にＲＨ脱ガス装置にて脱水素処理を７分間施し、溶鋼中の［Ｈ］濃度を１ppm 以下として鋳造に供した。
【００６９】
（実施例３）
溶銑中の［Ｓ］濃度が４０ppm 程度まで溶銑脱硫した溶銑２５０ton を転炉に装入し、上吹き酸素および底吹き攪拌ガスにより脱炭吹錬を行った。吹錬後の溶鋼を出鋼口から取鍋中に出鋼し、出鋼中に脱酸剤である金属Ａｌを添加して溶鋼を脱酸した。
【００７０】
その後、取鍋をＲＨ脱ガス装置に搬送し、ＲＨ浸漬管を取鍋内溶鋼に浸漬するとともに上昇管から２Ｎｍ3/minの環流用Ａｒガスを８本の単管羽口から吹き込み、真空度２Torrで真空処理を開始した。その際、真空槽下部槽に設けた側壁羽口から粉体を吹き込んで脱硫処理を行った。羽口の位置は下部槽底面からの高さ１００mm、上昇管と下降管の中間位置で、対称の位置に２カ所設けた。２羽口とも内径が１８mmの単管羽口、２孔とも内径１８mmで外管のスリット幅が０．５mmの二重管羽口を用いて粉体を吹き込んだ。粉体吹き込み前の溶鋼温度は１６２０〜１６５０℃であり、処理前の溶鋼中の［Ｓ］濃度は３５〜４５ppm であった。使用ガス流量は単管羽口では２Ｎｍ3/min、二重管羽口では内管が２Ｎｍ3/min 、外管が０．５Ｎｍ3/minとした。この２Ｎｍ3/minのガスをキャリアガスとして粉体７０％ＣａＯ−３０％ＣａＦ2 を０．４ｋｇ/ton・min の速度で８分間吹き込んだ。
表３は、試験条件と脱硫処理、脱酸処理および脱窒処理結果を示す。
【００７１】
【表３】
表３に示すように、キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管羽口でも二重管羽口でも脱硫率が７４〜７６％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を使用して、二重管羽口から吹き込むことにより、脱硫率が９２〜９３％の高脱硫率が得られた。
【００７３】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管羽口でも二重管羽口でも脱酸率が６３〜６７％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を使用して二重管羽口から吹き込むことにより、脱酸率が９２〜９３％の高脱酸率が得られた。
【００７４】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管羽口でも二重管羽口でも脱窒率が４３〜４７％と低かった。キャリアガスとしてＣ３Ｈ８を使用して二重管羽口から吹き込むことにより脱窒率が７３〜７６％の高脱窒率が得られた。
【００７５】
なお、表３に記載していないが処理後の溶鋼中の［Ｈ］濃度は、Ａｒキャリアガスでは平均０．９ppm に対して、炭化水素ガスのキャリアガスでは平均１．０ppm と若干高くなった。しかし、極低水素鋼種でも要求される溶鋼中の［Ｈ］濃度は、１．０ppm 以下であり、脱硫処理終了とともにＲＨ処理を終了し、連続鋳造に供した。
【００７６】
（実施例４）
溶銑中の［Ｓ］濃度が４０ppm 程度まで溶銑脱硫した溶銑２５０ton を転炉に装入し、上吹き酸素および底吹き攪拌ガスにより脱炭吹錬を行った。吹錬後の溶鋼を出鋼口から取鍋中に出鋼し、出鋼中に脱酸剤である金属Ａｌを添加して溶鋼を脱酸した。
【００７７】
その後、取鍋をＲＨ脱ガス装置に搬送し、ＲＨ浸漬管を取鍋内溶鋼に浸漬するとともに上昇管から２Ｎｍ3/minの環流用Ａｒガスを８本の単管羽口から吹き込み、真空度２Torrで真空処理を開始した。その際、真空槽上方に設けた昇降ランスノズルから粉体を溶鋼表面に吹きつけて脱硫処理を行った。
【００７８】
ランス高さは真空槽内溶鋼表面から２ｍで、ランスノズルは単管構造の場合、スロート径２５mmとした。
二重管構造の場合は、内管径を２５mm、スリット幅を１mmとした。
【００７９】
ランスは上昇管と下降管の中間位置である下部槽のほぼ中心に位置して、粉体を溶鋼表面に吹きつけて脱硫処理を行った。
粉体吹きつけ前の溶鋼温度は１６２０〜１６５０℃であり、処理前の溶鋼中［Ｓ］濃度は３５〜４５ppm であった。
【００８０】
使用ガス流量は単管ノズルでは２Ｎｍ3/min、二重管ノズルでは内管が２Ｎｍ3/min 、外管が０．５Ｎｍ3/min とした。この単管ノズルまたは二重管ノズルの内管で、２Ｎｍ3/minのガスをキャリアガスとして粉体７０％ＣａＯ−３０％ＣａＦ2 を０．４ｋｇ/ton・min の速度で８分間吹きつけた。
表４は、試験条件と脱硫処理、脱酸処理および脱窒処理結果を示す。
【００８１】
【表４】
表４に示すように、キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱硫率が７４〜７６％と低かった。キャリアガスとしてＣ3 Ｈ8 を使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱硫率が９２〜９３％の高脱硫率が得られた。
【００８３】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱酸率が６６〜６７％と低かった。キャリアガスとしてＣ3 Ｈ8 を使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱酸率が８９〜９０％の高脱酸率が得られた。
【００８４】
キャリアガスとしてＡｒを使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱窒率が５２〜５３％と低かった。キャリアガスとしてＣ3 Ｈ8 を使用した場合は、単管ノズルでも二重管ノズルでも脱窒率が７３〜７６％の高脱窒率が得られた。
【００８５】
なお、表２に記載していないが処理後の溶鋼中の［Ｈ］濃度は、Ａｒキャリアガスでは平均０．９ppm に対して、炭化水素ガスのキャリアガスでは平均１．０ppm と若干高くなった。しかし、極低水素鋼種でも要求される溶鋼中の［Ｈ］濃度は、１．０ppm 以下であり、脱硫処理終了とともにＲＨ処理を終了し、連続鋳造に供した。
【００８６】
【発明の効果】
本発明により、粉体と溶鉄との反応性を良好にすることが可能となり、特に脱硫粉体との反応性を良好にすることが可能となり溶鉄の極低硫化、極低酸素化および極低窒素化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶鋼への粉体吹き付け方法の一例であるＲＨ真空槽上方から脱硫粉体を吹き付ける方法を示した概念図であり、図１（ａ）はＲＨ真空槽の平面図、図１（ｂ）はＲＨ真空槽の側面図である。
【図２】溶鋼への粉体吹き込み方法の一例であるＲＨ真空槽側壁に設けた羽口から脱硫粉体を吹き込む方法を示した概念図であり、図２（ａ）はＲＨ真空槽の平面図、図２（ｂ）はＲＨ真空槽の側面図である。
【図３】溶鉄の脱硫方法の一例である取鍋上部から昇降可能なランスから脱硫粉体を溶銑中に吹き込む方法を示した概念図である。
【符号の説明】
１：ＲＨ真空槽、
２：ランス、
３：真空溶鋼表面、
４：真空槽側壁、
５：吹き込み羽口、
６：取鍋、
７：溶鋼、
８：溶鉄。
Claims (4)
- 溶鉄の上方に配置したランスノズルを用いて該溶鉄に粉体を供給する方法において、キャリアガスとして炭化水素ガスを使用して前記粉体を前記溶鉄に吹き付けることを特徴とする溶鉄への粉体供給方法。
- 溶鉄に粉体を供給する方法において、粉体を供給する羽口またはランスノズルが内管と外管とで構成される二重管を使用して、内管に炭化水素ガスをキャリアガスとして粉体を、外管に不活性ガスをそれぞれ流すことを特徴とする溶鉄への粉体供給方法。
- 粉体が脱硫用粉体であることを特徴とする請求項１または２に記載の溶鉄への粉体供給方法。
- ＲＨ脱ガス装置を用いて溶鋼の真空処理を行う際に、該ＲＨ脱ガス装置の真空槽の内部に収容された溶鋼の表面の上方に配置したランスから、キャリアガスとして炭化水素ガスを使用して粉体を溶鋼に吹き付けることを特徴とする溶鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18377499A JP3666306B2 (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 溶鉄への粉体の供給方法および溶鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18377499A JP3666306B2 (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 溶鉄への粉体の供給方法および溶鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001011517A JP2001011517A (ja) | 2001-01-16 |
| JP3666306B2 true JP3666306B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=16141725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18377499A Expired - Fee Related JP3666306B2 (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 溶鉄への粉体の供給方法および溶鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3666306B2 (ja) |
-
1999
- 1999-06-29 JP JP18377499A patent/JP3666306B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001011517A (ja) | 2001-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3953199A (en) | Process for refining pig iron | |
| KR960009168B1 (ko) | 고순도 강의 용제방법(溶劑方法) | |
| KR20180102179A (ko) | 진공 탈가스 설비에 있어서의 용강의 정련 방법 | |
| JP3463573B2 (ja) | 高清浄極低硫鋼の製造方法 | |
| JP3666306B2 (ja) | 溶鉄への粉体の供給方法および溶鋼の製造方法 | |
| JP4483713B2 (ja) | 極低硫高清浄鋼の溶製方法 | |
| JP3319244B2 (ja) | 溶鋼の昇熱精錬方法 | |
| JP3777630B2 (ja) | 溶鋼の昇熱精錬方法 | |
| JPH05239534A (ja) | 無方向性電磁鋼板材の溶製方法 | |
| JP3214730B2 (ja) | 環流式真空脱ガス装置を用いた高純度鋼の精錬方法 | |
| JP3843589B2 (ja) | 高窒素ステンレス鋼の溶製方法 | |
| JP3267177B2 (ja) | 溶鋼の昇熱精錬方法 | |
| JP3496529B2 (ja) | Ｒｈ真空精錬方法 | |
| JP7468567B2 (ja) | 溶鋼の脱窒処理方法 | |
| JPS62196314A (ja) | 転炉操業方法 | |
| JPH0665625A (ja) | 溶鋼の脱硫方法 | |
| JP3577988B2 (ja) | 低Ａｌ極低硫鋼の製造方法 | |
| JP2940358B2 (ja) | 清浄鋼の溶製方法 | |
| JP2001049330A (ja) | 清浄性に優れた極低炭素鋼の製造方法 | |
| JPH0633133A (ja) | 極低炭素鋼の製造方法 | |
| JP3671769B2 (ja) | 精錬時のスラグフォーミングの抑制方法 | |
| JP4020125B2 (ja) | 高清浄度鋼の溶製方法 | |
| JP3922189B2 (ja) | 溶鋼の取鍋精錬方法 | |
| JP3297765B2 (ja) | 溶鋼の脱硫方法 | |
| JPH04318119A (ja) | 高清浄度鋼の溶製方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040720 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040927 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050315 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050328 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |