JP4379176B2 - Method of suppressing Mn removal from molten steel and RH degassing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、溶鋼から脱炭を行なう際に、溶鋼からの脱Mnを抑制する方法、および溶鋼の2次精錬に用いられるRH脱ガス装置に関する。 The present invention relates to a method for suppressing deMn from molten steel when decarburizing from molten steel, and an RH degassing apparatus used for secondary refining of molten steel.
従来、溶鋼の2次精錬では、例えばRH(Ruhrstahl−Hausen)還流式真空脱ガス設備(以下、「RH脱ガス装置」という)が用いられている。RH脱ガス装置では、RH脱ガス装置の真空槽内と溶鋼を入れた取鍋との間で溶鋼を還流させつつ、真空槽内の溶鋼表面に酸素ガスを上吹ランスから噴射して溶鋼中に酸素を吹き込むことによって脱炭が行なわれる(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, in secondary refining of molten steel, for example, an RH (Ruhrstahl-Hausen) reflux-type vacuum degassing facility (hereinafter referred to as “RH degassing apparatus”) is used. In the RH degassing apparatus, the molten steel is recirculated between the inside of the vacuum chamber of the RH degassing apparatus and the ladle containing molten steel, and oxygen gas is injected from the top blowing lance to the molten steel surface in the vacuum tank. Decarburization is performed by blowing oxygen into the gas (see, for example, Patent Document 1).
なお、上吹ランスから噴射する酸素ガスは、通常、ランス高さ、および噴射する酸素ガスの単位時間当たりの酸素供給量(以下、「送酸速度」という)をそれぞれ一定にして吹き込みが行なわれている。
ところで、鋼材製品の要求成分にMnを含有する低炭素高Mn(マンガン)鋼等での溶鋼の2次精錬では、溶鋼から脱炭を行なう際に、溶鋼からMnが蒸発および酸化して、要求成分として必要なMnが少なからず失われる(以下、「脱Mn」とよぶ)。そのため、溶鋼から脱炭を行なう際に、溶鋼からの脱Mnを抑制することは重要な課題である。
ここで、溶鋼の表面に酸素ガスを噴射すると、酸素ガスの動圧によって溶鋼の表面に反応界面となる凹部が形成される(以下、「火点」とよぶ)。火点において酸素ガスの供給量が多くなれば、火点温度は上昇する。そして、火点温度の上昇につれてMnの蒸発および酸化も進行するため脱Mnの量も増大する。
By the way, in the secondary refining of molten steel with low carbon high Mn (manganese) steel containing Mn as a required component of steel products, when decarburizing from molten steel, Mn is evaporated and oxidized from the molten steel, Mn required as a component is lost to some extent (hereinafter referred to as “de-Mn”). Therefore, when decarburizing from molten steel, it is an important subject to suppress deMn from molten steel.
Here, when oxygen gas is injected onto the surface of the molten steel, a concave portion serving as a reaction interface is formed on the surface of the molten steel by the dynamic pressure of the oxygen gas (hereinafter referred to as “fire point”). If the supply amount of oxygen gas at the hot spot increases, the hot spot temperature rises. And, as the hot spot temperature rises, evaporation and oxidation of Mn also progress, so the amount of de-Mn increases.
しかしながら、脱Mnを抑制するために送酸速度を減少させれば火点温度は低下するものの、火点面積は小さくなり溶鋼に対する精錬能力も相対的に低下する。そのため、脱炭を効率良く行ないつつ脱Mnを抑制する上では、送酸速度を単に減少させるだけでは精錬時間の延長をきたすため、対策として不十分である。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、Mn(マンガン)を含有する溶鋼から脱炭を行なう際に、脱炭を効率良く行なうとともに脱Mnを抑制してMnの歩留まりを向上させる脱Mn抑制方法およびRH脱ガス装置を提供することを目的としている。
However, if the acid feed rate is decreased to suppress de-Mn, the hot spot temperature is lowered, but the hot spot area is reduced and the refining ability for the molten steel is also relatively lowered. Therefore, in order to suppress deMn while efficiently performing decarburization, simply reducing the acid feed rate will extend the refining time, and thus is insufficient as a countermeasure.
The present invention has been made paying attention to such problems. When decarburizing from molten steel containing Mn (manganese), the present invention efficiently performs decarburization and suppresses deMn. An object of the present invention is to provide a de-Mn suppression method and an RH degassing apparatus that improve the yield of RH.
通常、精錬初期ではMnよりも炭素が優先的に酸素と反応する(酸素供給律速)。そのため、精錬初期は、精錬終期に対してMnが失われる程度は相対的に少ない。したがって、精錬初期は、酸素を溶鋼中に多めに与えて炭素と酸素をCO反応によって優先的に反応させて脱炭を早めることが有効である。
しかし、精錬中期以降、ある程度脱炭反応が進行すると脱Mnの進行が始まる。これは溶鋼中の炭素濃度が低下して、反応界面近傍での溶鋼中の炭素がMnに対して少なくなるため、吹き込まれた酸素とMnとが反応する確率が増えるためである(炭素移動律速)。このように、溶鋼からの脱炭が進行するにつれて、酸素供給律速から炭素移動律速へ移行する度合いが次第に大きくなる。
Normally, carbon reacts preferentially with oxygen over Mn at the beginning of refining (oxygen supply rate limiting). Therefore, at the initial stage of refining, the degree to which Mn is lost is relatively small compared to the end of refining. Therefore, at the initial stage of refining, it is effective to expel decarburization by giving a large amount of oxygen to the molten steel and preferentially reacting carbon and oxygen by the CO reaction.
However, after the middle stage of refining, the progress of de-Mn starts when the decarburization reaction proceeds to some extent. This is because the carbon concentration in the molten steel decreases and the carbon in the molten steel near the reaction interface decreases with respect to Mn, so the probability that the injected oxygen reacts with Mn increases (carbon transfer rate limiting). ). As described above, as the decarburization from the molten steel proceeds, the degree of transition from the oxygen supply rate limiting rate to the carbon transfer rate limiting rate gradually increases.
そこで、本願発明者らは、酸素供給律速から炭素移動律速へ移行する度合い、つまり炭素濃度の低下に注目した。そして、脱Mnを抑制しつつ脱炭能力を維持するための上吹ランスからの酸素供給の研究を行ったところ、炭素濃度の低下に応じて火点温度を低下させ、且つ精錬終期での火点面積を精錬初期の状態に維持することによって炭素よりもMnが優先的に酸素と反応する条件を抑制しつつ脱炭能力を出来るだけ維持できることを知見した。そして、この知見に基づいて、上吹ランスの高さと、上吹ランスから噴射する酸素ガスの送酸速度とを最も効果的に設定することによって、ねらいとする精錬条件を得るに至った。 Therefore, the inventors of the present application paid attention to the degree of transition from oxygen supply rate limiting to carbon transfer rate limiting, that is, a decrease in carbon concentration. A study of oxygen supply from the top blowing lance to maintain the decarburization capability while suppressing deMn was carried out. As a result, the hot spot temperature was lowered according to the decrease in the carbon concentration, and the fire at the end of refining. It was found that by maintaining the point area in the initial stage of refining, the decarburization ability can be maintained as much as possible while suppressing the conditions under which Mn preferentially reacts with oxygen over carbon. And based on this knowledge, it came to obtain the refining conditions aimed at by setting the height of the top blowing lance and the oxygen feed rate of the oxygen gas injected from the top blowing lance most effectively.
すなわち、上記課題を解決するために、本発明の第一の態様は、Mnを含有する溶鋼の表面に上吹ランスから酸素ガスを噴射して前記溶鋼からの脱炭を行なう際に、前記溶鋼からの脱Mnを抑制する方法であって、前記溶鋼中の炭素濃度の低下に基づいて、前記上吹ランスからの酸素ガスの送酸速度を低下させるとともに、前記酸素ガスの噴射によって前記溶鋼の表面に形成される凹部の面積である火点面積の減少を抑制するように前記上吹ランスの高さを前記溶鋼表面に接近させ、前記上吹ランスの高さを溶鋼表面に接近させることによる前記火点面積の減少の抑制は、当該火点面積を一定に保つように実施することを特徴としている。 That is, in order to solve the above-mentioned problem, the first aspect of the present invention is the method in which the molten steel is decarburized from the molten steel by injecting oxygen gas from the top blowing lance onto the surface of the molten steel containing Mn. The method of suppressing de-Mn from the steel, wherein the oxygen feed rate of the oxygen gas from the top blowing lance is reduced based on the decrease in the carbon concentration in the molten steel, and the molten steel is injected by the oxygen gas injection. the height of the upper blowing lance is brought close to the surface of molten steel so as to suppress the reduction in the fire spot area is the area of the recesses formed on the surface, due to be brought close to the height of the upper blowing lance to the molten steel surface The suppression of the reduction of the hot spot area is carried out so as to keep the hot spot area constant.
また、本発明の第二の態様は、二次精錬に用いられるRH脱ガス装置であって、溶鋼の表面に酸素ガスを噴射する上吹ランスと、該上吹ランスから噴射される酸素ガスの送酸速度を調節する送酸速度調節装置と、前記上吹ランスの高さを移動させるランス高さ移動装置と、前記二次精錬によって排出される排気ガスから前記溶鋼中の炭素濃度を測定する炭素濃度測定装置と、該炭素濃度測定装置によって測定された炭素濃度に基づいて、前記送酸速度調節装置で調整する送酸速度を所望の送酸速度に制御するとともに、前記ランス高さ移動装置で移動させる上吹ランスの高さを所望の高さに制御する上吹ランス制御手段と、を備え、前記上吹ランス制御手段は、前記所望の高さおよび所望の送酸速度を、前記上吹ランスからの酸素ガスの噴射によって前記溶鋼の表面に形成される凹部の面積である火点面積の減少を抑制するように前記上吹ランスの高さを前記溶鋼表面に接近させ、前記上吹ランスの高さを溶鋼表面に接近させることによる前記火点面積の減少の抑制は、当該火点面積を一定に保つように制御することを特徴としている。
ここで、本発明の第二の態様に係るRH脱ガス装置において、前記上吹ランス制御手段は、精錬が酸素供給律速から炭素移動律速へ移行する度合いに基づいて、段階的に複数の管理炭素濃度が予め設定されており、逐次読み込まれた現在の炭素濃度が各段階の管理炭素濃度に達したら順次に次の管理段階に移行して、移行する前の管理段階に対して火点面積を一定に維持しつつ、移行する前の管理段階よりも上吹ランスの高さを下げるとともに酸素ガスの送酸速度を低下させるようになっていれば、脱炭を効率良く行なうとともに脱Mnを抑制してMnの歩留まりを向上させる構成とする上で好適である。
The second aspect of the present invention is an RH degassing apparatus used for secondary refining, wherein an upper blowing lance for injecting oxygen gas onto the surface of the molten steel, and an oxygen gas injected from the upper blowing lance. Measures the carbon concentration in the molten steel from the exhaust gas discharged by the secondary refining, the lance height moving device that moves the height of the upper blowing lance, and the oxygen feeding rate adjusting device that adjusts the acid feeding rate. A carbon concentration measuring device, and based on the carbon concentration measured by the carbon concentration measuring device, the acid feeding rate adjusted by the acid feeding rate adjusting device is controlled to a desired acid feeding rate, and the lance height moving device An upper blowing lance control means for controlling the height of the upper blowing lance to be moved to a desired height, and the upper blowing lance control means controls the desired height and the desired acid feed rate to Injection of oxygen gas from the blowing lance Therefore, the height of the upper blowing lance is brought close to the molten steel surface so as to suppress the reduction of the hot spot area, which is the area of the recess formed on the surface of the molten steel, and the height of the upper blowing lance is set to the molten steel surface. The suppression of the reduction of the hot spot area by making it approach is characterized by controlling the hot spot area to be kept constant .
Here, in the RH degassing apparatus according to the second aspect of the present invention, the upper blowing lance control means includes a plurality of management carbons in a stepwise manner based on the degree of refining shifting from oxygen supply rate limiting to carbon transfer rate limiting. The concentration is set in advance, and when the current carbon concentration read sequentially reaches the control carbon concentration of each step, the process proceeds to the next control step in sequence, and the hot spot area is set to the control step before the transfer. While maintaining a constant level, if the height of the top lance is lowered and the oxygen gas feed rate is reduced compared to the management stage before the transition, decarburization is efficiently performed and de-Mn is suppressed. Thus, it is suitable for improving the yield of Mn.
本発明によれば、溶鋼中の炭素濃度の低下に基づいて、酸素ガスの送酸速度を低下させることができる。これにより、火点に供給される酸素量が減少するため火点温度を低下させることが可能になる。したがって、脱Mnを抑制してMnの歩留まりを向上させることができる。さらに、酸素ガスの送酸速度を低下するに際して、反応界面である火点面積の減少を抑制するように当該火点面積を一定に保つようにしているので、脱炭効率の低下も抑制することができる。 According to the present invention, based on the decrease in the carbon concentration in the molten steel, the oxygen gas feeding rate can be reduced. As a result, the amount of oxygen supplied to the hot spot decreases, so the hot spot temperature can be lowered. Therefore, removal of Mn can be suppressed and the yield of Mn can be improved. Furthermore, since the hot spot area is kept constant so as to suppress the reduction of the hot spot area, which is the reaction interface, when reducing the oxygen gas feeding rate, the reduction in decarburization efficiency is also suppressed. Can do .
なお、本発明を適用する上で、炭素濃度の監視は、炭素濃度を直接および間接(パラメータを介して)監視する場合のいずれであってもよい。すなわち、炭素濃度自体を直接監視する場合は勿論、通常、精錬が経過するにつれて炭素濃度が減少することは自明であるから、例えば過去の操業実績から精錬経過時間に対応する炭素濃度の関係を明らかにしておけば、精錬経過時間に基づいて、つまり精錬経過時間をパラメータとすることで、間接的に炭素濃度の低下に基づく判断が可能となる。 In applying the present invention, the carbon concentration may be monitored either directly or indirectly (via a parameter). In other words, it is obvious that the carbon concentration usually decreases as the refining progresses, as well as directly monitoring the carbon concentration itself. For example, the relationship between the carbon concentration corresponding to the refining elapsed time is clarified from the past operation results. If it is made, based on the elapsed time of refining, that is, by using the elapsed time of refining as a parameter, it is possible to make a determination based on a decrease in carbon concentration indirectly.
本発明によれば、脱炭を効率良く行なうとともに脱Mnを抑制してMnの歩留まりを向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, decarburization can be performed efficiently and de-Mn can be suppressed and the yield of Mn can be improved.
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図1は、本発明に係るRH脱ガス装置の構成を説明する説明図であり、同図では、装置の一部をブロック図で示すとともに、RH脱ガス装置の真空槽を縦断面で示している。
同図に示すように、RH脱ガス装置10は、真空槽13と、上吹きランス11とを備えている。
上吹きランス11は、真空槽13の頂部から真空槽13内に垂下して設置されており、垂下したランス先端の開口部から酸素ガス200を噴射可能になっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is an explanatory view for explaining the configuration of an RH degassing apparatus according to the present invention, in which a part of the apparatus is shown in a block diagram and a vacuum tank of the RH degassing apparatus is shown in a longitudinal section. Yes.
As shown in the figure, the
The upper blowing
真空槽13は、略円筒状の容器であり、真空槽13の上部には排ガス管16が接続されている。真空槽13は、この排ガス管16を介して不図示の真空排気装置に接続されており、真空槽13内を真空排気装置によって真空引き可能になっている。また、真空槽13の下部には取鍋300内の溶鋼100中に浸漬させる吸上管14および排出管15がそれぞれ接続されている。吸上管14には、アルゴンガスの吹き込み管12がさらに接続されており、吹き込み管12から吹き込まれたアルゴンガスによるエアリフトポンプ作用で吸上管14内の溶鋼を吸上げて溶鋼100を真空槽13内に上昇可能になっている。そして、真空槽13内では、真空槽13内に取り込んだ溶鋼100の平衡分圧を下げるとともに上吹きランス11から酸素ガス200を噴射することによって、溶鋼100中からガス成分を除去して排ガス管16から排気する。そして、真空槽内に取り込まれた溶鋼100は、排出管15から再び取鍋300に戻される。このようにして、RH脱ガス装置10は、真空槽13内と溶鋼100を入れた取鍋300との間で溶鋼100を還流させつつ、溶鋼100の脱炭が可能になっている。
The
ここで、このRH脱ガス装置10は、図1に示すように、炭素濃度測定装置20と、ランス高さ移動装置30と、送酸速度調節装置40と、上吹ランス制御部50と、をさらに備えており、上吹きランス11の高さおよび上吹きランス11からの酸素ガスの送酸速度を、それぞれ制御可能になっている。
詳しくは、炭素濃度測定装置20は、ガス流量計21と、炭素濃度演算部22と、不図示のタイマとを備えている。ガス流量計21は、排ガス量を測定可能なように真空槽13上部の排ガス管16に設置されている。また、タイマは、溶鋼の脱炭処理時間を測定可能になっている。そして、炭素濃度演算部22は、ガス流量計21で測定した排ガス量と、予め測定されている当該RH脱ガス装置10による直近の実績排ガス量との差である排ガス流量差とから、タイマが計測している脱炭処理時間での、その時点における炭素濃度の推定値を随時演算して、溶鋼中の炭素濃度を測定(推定)可能になっている。なお、炭素濃度演算部22は、所定のプログラムに基づいて溶鋼中の炭素濃度の測定(推定)処理が実行されるが、当該炭素濃度の測定処理は、本願出願人によりすでに開示された技術(特許第3293674号)に基づいて実施可能であるので、詳しい説明は省略する。
Here, as shown in FIG. 1, the
Specifically, the carbon
ランス高さ移動装置30は、真空槽13の頂部部分に設置されたランス高さ移動部31と、そのランス高さ移動部31を制御するランス高さ制御部32と、を備えている。
ランス高さ移動部31は、移動アクチュエータ部31cと、気密シール部31fと、を備えて構成されている。
移動アクチュエータ部31cは、直線案内装置31aと、移動アクチュエータ31bとを有する。直線案内装置31aは、上吹きランス11の先端部分の開口部と反対側の端部と作動的に連結されており、上吹きランス11を所定の軌道上で支持する。移動アクチュエータ31bは、不図示の例えばラック・ピニオン機構によって上吹きランス11と作動的に連結されており、上吹きランス11を上昇・下降させて所定の位置に設定するようになっている。なお、移動アクチュエータ31bにはサーボモータが使用されている。
The lance
The lance
The
気密シール部31fは、気密シール31dと、気密シール圧力制御弁31eとを有する。
気密シール31dは、真空槽13頂部の鉄皮13aに取り付けられており、内部に高圧ガスを導入可能な中空部を有する伸縮可能な弾性部材である。気密シール圧力制御弁31eは、気密シール31dの内部に導入する高圧ガスの圧力を調整する。気密シール31dは、気密シール圧力制御弁31eから内部に高圧のガスが導入されると、上吹きランス11との隙間を閉塞する方向に気密シール31dが拡張して真空槽13内を気密しつつ上吹きランス11を把持することができる。また、気密シール31d内の高圧ガスが気密シール圧力制御弁31eで適度に減圧されると、上吹きランス11の把持力を弱める。これにより、気密シール部31fは、真空槽13内を気密するとともに、上吹きランス11を把持可能になっている。
The
The
ランス高さ制御部32は、気密シール31d内に供給する高圧ガスの流量を調節する気密シール圧力制御弁31eの開閉制御をする制御部(不図示)と、移動アクチュエータ31bを駆動するドライバ(不図示)と、を備えて構成されており、後述する上吹ランス制御部50からの制御信号によって、気密シール31dの拡張量および上吹きランス11の高さをそれぞれ制御可能になっている。すなわち、ランス高さ制御部32は、上吹ランス制御部50からの制御信号によって、まず、気密シール31d内の高圧ガスを適度に減圧させ、次いで、移動アクチュエータ31bを駆動させて所望の位置まで上吹きランス11を移動させ、次いで、移動アクチュエータ31bを停止させるとともに気密シール31d内の圧力を再び高圧にして真空槽13内を気密しつつ上吹きランス11を把持させる。
The lance
送酸速度調節装置40は、流量制御弁41と、絞り弁アクチュエータ42とから構成されている。
流量制御弁41は、酸素ガスの供給ライン上に設置されており、酸素ガスの送酸速度を調節することができる。絞り弁アクチュエータ42は、流量制御弁41内の絞り弁を開閉するアクチュエータである。これにより、送酸速度調節装置40は、後述する上吹ランス制御部50からの制御信号によって、流量制御弁41内の絞り弁を駆動して上吹きランス11から噴射される酸素ガスの送酸速度を調節可能になっている。
The acid feed
The flow
次に、上吹ランス制御部について詳しく説明する。
上吹ランス制御部50は、所定の制御プログラムに基づいて、演算およびシステム全体を制御するCPUと、所定領域にあらかじめCPUの制御プログラム等を格納しているROMと、ROM等から読み出したデータやCPUの演算過程で必要な演算結果を格納するためのRAMと、操作デスク60を含めた、炭素濃度演算部22、ランス高さ制御部32、絞り弁アクチュエータ42等の外部装置に対してデータの入出力を媒介するI/Fとで構成されている。これらは、データを転送するための信号線であるバスで相互にかつデータ授受可能に接続されている。これにより、監視者は、操作デスク60から上吹ランス制御部50へ上吹ランス制御処理の実行指令を入力可能になっている。また、上吹ランス制御部50は、炭素濃度演算部22、ランス高さ制御部32、絞り弁アクチュエータ42への所定の実行指令を出力可能になっている。
Next, the upper blowing lance control unit will be described in detail.
Based on a predetermined control program, the upper blow
図2は、上吹ランス制御部で実行される上吹ランス制御処理を示すフローチャートである。なお、以下のフローチャート中、「第n段階の管理テーブルデータ」は、予め測定された上吹ランスの高さおよび酸素ガスの送酸速度に基づいて、「火点面積」を一定に保つような上吹ランスの高さLHnおよび酸素ガスの送酸速度Jnのデータが、各段階ごとの管理テーブルデータとして、ROMの所定領域に適宜参照可能にそれぞれ予め格納されている。 FIG. 2 is a flowchart showing an upper blowing lance control process executed by the upper blowing lance control unit. In the following flowchart, “the management table data at the n-th stage” indicates that the “fire point area” is kept constant based on the height of the upper blow lance and the oxygen gas feeding rate measured in advance. The data of the top blowing lance height LHn and the oxygen gas acid feeding rate Jn are stored in advance as management table data for each stage so that they can be referred to as appropriate in a predetermined area of the ROM.
ここで、「火点面積」とは、図3に示すように、上吹ランス11から噴射される酸素ガス200の動圧によって溶鋼100の表面に形成される凹部の面積をいう。なお、この凹部(火点)は、上吹ランス11の軸方向から見た形状が、通常円形であるので、本実施形態では、「火点面積」の大きさを、同図に示すように、溶鋼表面での円の直径Dkをもって表すことにする。
Here, the “fire point area” refers to the area of a recess formed on the surface of the
上吹ランス制御部50では、RH脱ガス装置による2次精錬において、監視者が操作デスク60から上吹ランス制御処理の実行指令を入力すると、図2に示す上吹ランス制御処理がCPUにおいて実行されて、まず、ステップS100に移行するようになっている。なお、CPUは、マイクロプロセッシングユニットMPU等からなり、ROMの所定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、そのプログラムに従って、図2のフローチャートに示す上吹ランス制御処理を実行可能になっている。
In the upper blowing
ステップS100では、上吹ランス制御処理の管理段階nを「n=1」に設定し、ステップS102に移行する。ステップS102では、第n段階での管理炭素濃度Knを「第n段階の管理テーブルデータ」から読み込み、ステップS104に移行する。また、ステップS104では、第n段階での管理ランス高さLHnを「第n段階の管理テーブルデータ」から読み込み、その読み込んだ管理ランス高さLHnになるように現在のランス高さを移動させる所定の実行指令をランス高さ制御部32へ出力して、ステップS106に移行する。さらに、ステップS106では、第n段階での管理送酸速度Jnを「第n段階の管理テーブルデータ」から読み込み、その読み込んだ管理送酸速度Jnになるように現在の送酸速度を調整させる所定の実行指令を絞り弁アクチュエータ42へ出力して、ステップS108に移行する。ステップS108では、上記炭素濃度測定装置20によって測定されてRAMの所定領域に格納されている現在の炭素濃度Kdを炭素濃度演算部22から読み出して、ステップS110に移行する。
In step S100, the management stage n of the top blowing lance control process is set to “n = 1”, and the process proceeds to step S102. In step S102, the management carbon concentration Kn in the nth stage is read from the “nth stage management table data”, and the process proceeds to step S104. In step S104, the management lance height LHn at the nth stage is read from the “nth stage management table data”, and the current lance height is moved so as to become the read management lance height LHn. Is output to the lance
ステップS110では、炭素濃度演算部22から読み出した現在の炭素濃度Kdが、所定の目標炭素濃度Kに到達しているか否かを判定する。すなわち、現在の炭素濃度Kdが、所定の目標炭素濃度Kを超えている(濃度が薄い)と判定したとき(Yes)は、一連の上吹ランス制御処理を終了して元の処理に復帰させるが、そうでないと判定したとき(No)は、ステップS112に移行する。
In step S110, it is determined whether or not the current carbon concentration Kd read from the
ステップS112では、現在の炭素濃度Kdが、第n段階での管理炭素濃度Knに到達しているか否かを判定する。すなわち、現在の炭素濃度Kdが、第n段階での管理炭素濃度Knを超えている(濃度が薄い)と判定したとき(Yes)は、ステップS114に移行するが、そうでないと判定したとき(No)は、ステップS108に処理を戻す。
ステップS114では、上吹ランス制御処理の管理段階nを「n=n+1」に改めて設定し、ステップS102に処理を戻す。
In step S112, it is determined whether or not the current carbon concentration Kd has reached the management carbon concentration Kn in the n-th stage. That is, when it is determined that the current carbon concentration Kd exceeds the control carbon concentration Kn in the n-th stage (the concentration is low) (Yes), the process proceeds to step S114, but when it is determined that it is not ( No) returns the process to step S108.
In step S114, the management stage n of the upper blowing lance control process is newly set to “n = n + 1”, and the process returns to step S102.
ここで、上記フローチャートにおいて、上吹ランス制御手段には、ステップS100からステップS114が対応している。なお、上吹ランス制御部50からの各信号は、監視者が操作する操作デスク60の監視ディスプレー上に、監視者が認識可能な形態で随時表示されるように構成されており、これにより、監視者は、そのディスプレー上の表示によって上吹ランスの状態を容易に知ることが可能になっている。
Here, in the flowchart, steps S100 to S114 correspond to the upper blowing lance control means. In addition, each signal from the upper blow
次に、上記構成からなるRH脱ガス装置による二次精錬の方法について、図4を適宜参照しつつ詳しく説明する。なお、本実施形態では、上記「第n段階の管理テーブルデータ」として、精錬初期、精錬中期、および精錬終期の三段階(図2でのn=1〜3)の状態にそれぞれ管理する例について説明する。
RH脱ガス装置10による二次精錬では、真空槽13内の、Mnを含有する溶鋼100表面に上吹ランス11から酸素ガス200を噴射して、溶鋼100中に酸素を吹き込むことによって脱炭が行なわれるが、上述したように、精錬初期ではMnよりも炭素が優先的に酸素と反応する(酸素供給律速)。
Next, a secondary refining method using the RH degassing apparatus having the above-described configuration will be described in detail with reference to FIG. 4 as appropriate. In this embodiment, as the “n-th stage management table data”, an example of managing each of the three stages (n = 1 to 3 in FIG. 2) of the initial stage of refining, the middle stage of refining, and the end stage of refining. explain.
In secondary refining by the
そこで、第一の管理段階(n=1)である精錬初期は、上吹ランス11からの酸素ガスの送酸速度を多くしている。このとき、上吹ランス11の高さが低すぎると、酸素ガスの動圧による溶鋼の跳ね上がり(スピッティング)によって真空槽13内壁に地金が付着する量が増大するという問題がある。そのため、このスピッティングをできるだけ抑制しつつ反応界面となる火点面積をできるだけ大きくするように上吹ランス11の高さを決定して操業を開始するようにしている。すなわち、この精錬初期を第一の管理段階(n=1)とし(ステップS100)、「第1段階の管理テーブルデータ」が参照されて、図4(a)に示すように、上吹ランス11の高さをLH1、そのランス高さLH1に対応する酸素ガスの送酸速度をJ1、および、ランス高さLH1と酸素送酸速度J1によって形成される火点面積をDk1に設定して二次精錬が開始される(ステップS102〜S106)。
Therefore, in the initial stage of refining, which is the first management stage (n = 1), the oxygen gas sending rate from the
ここで、精錬が開始されて、ある程度脱炭反応が進行すると脱Mnの進行が始まる。これは溶鋼中の炭素濃度が低下して、反応界面近傍での溶鋼中の炭素がMnに対して少なくなり、吹き込まれた酸素とMnとが反応する確率が増えるためである(炭素移動律速)。
そこで、このRH脱ガス装置10による二次精錬では、二次精錬が開始されると、炭素濃度測定装置20によって溶鋼中の炭素濃度の測定(推定)が随時なされ、上吹ランス制御部50で、その時点における現在の炭素濃度Kdが逐次読み込まれて、刻々変化する炭素濃度が監視される(ステップS108)。
Here, when the refining is started and the decarburization reaction proceeds to some extent, the progress of de-Mn starts. This is because the carbon concentration in the molten steel decreases, the carbon in the molten steel in the vicinity of the reaction interface decreases with respect to Mn, and the probability that the injected oxygen reacts with Mn increases (carbon transfer rate limiting). .
Therefore, in the secondary refining by the
このとき、酸素供給律速から炭素移動律速へ移行する度合いに基づいて、これまでの操業実績から適切な管理炭素濃度K1が設定されているため、逐次読み込まれた現在の炭素濃度Kdが、その管理炭素濃度K1に達したら第一の管理段階(n=1)である精錬初期が終了したものとみなし(ステップS112)、第一の管理段階(n=1)から第二の管理段階(n=2)に移行することができる(ステップS114)。 At this time, since the appropriate management carbon concentration K1 is set based on the past operation results based on the degree of shift from the oxygen supply-controlled rate to the carbon transfer-controlled rate, the current carbon concentration Kd read sequentially is managed as When the carbon concentration K1 is reached, it is considered that the refining initial stage which is the first management stage (n = 1) is completed (step S112), and the first management stage (n = 1) to the second management stage (n = 2) (Step S114).
次いで、第二の管理段階(n=2)である精錬中期では、「第2段階の管理テーブルデータ」が参照されて、図4(b)に示すように、上吹ランス11の高さをLH2に下げるとともに、酸素ガスの送酸速度をJ2に低下させる。このとき、ランス高さLH2および酸素送酸速度J2は、形成される火点面積Dk2が、第一の管理段階での火点面積Dk1とほぼ一定になるように設定されている(ステップS102〜S106)。すなわち、第二の管理段階(n=2)では、現在の炭素濃度Kdの低下に基づいて酸素ガスの送酸速度を送酸速度J1から送酸速度J2に低下させることによって、火点温度を低下させ、且つ精錬中期での火点面積Dk2を精錬初期での火点面積Dk1の状態とほぼ一定にすることによって炭素よりもMnが優先的に酸素と反応する条件を抑制しつつ脱炭能力を出来るだけ維持している。 Next, in the refining middle stage which is the second management stage (n = 2), the “second stage management table data” is referred to, and as shown in FIG. While lowering to LH2, the oxygen gas feeding rate is reduced to J2. At this time, the lance height LH2 and the oxygen delivery rate J2 are set so that the formed hot spot area Dk2 is substantially constant with the hot spot area Dk1 in the first management stage (steps S102 to S102). S106). That is, in the second management stage (n = 2), the hot spot temperature is reduced by reducing the oxygen gas feed rate from the acid feed rate J1 to the acid feed rate J2 based on the current reduction in the carbon concentration Kd. Decreasing and decarbonizing capability while suppressing the condition where Mn preferentially reacts with oxygen over carbon by making the hot spot area Dk2 in the middle of refining almost the same as the state of fire point area Dk1 in the refining initial stage Is maintained as much as possible.
そして、精錬中期では、酸素供給律速から炭素移動律速へ移行する度合いに基づいて、これまでの操業実績から適切な管理炭素濃度K2が設定されている。そのため、逐次読み込まれた現在の炭素濃度Kdが、その管理炭素濃度K2に達したら第二の管理段階(n=2)である精錬中期が終了したものとみなし(ステップS112)、第二の管理段階(n=2)から第三の管理段階(n=3)に移行することができる(ステップS114)。 In the middle of refining, an appropriate management carbon concentration K2 is set based on the past operation results based on the degree of shift from oxygen supply rate-limiting to carbon transfer rate-limiting. For this reason, when the current carbon concentration Kd read sequentially reaches the control carbon concentration K2, it is considered that the refining middle period, which is the second control stage (n = 2), has ended (step S112), and the second control The stage (n = 2) can be shifted to the third management stage (n = 3) (step S114).
次いで、同様にして、第三の管理段階(n=3)である精錬終期では、「第3段階の管理テーブルデータ」が参照されて、図4(c)に示すように、上吹ランス11の高さをLH3に下げるとともに、酸素ガスの送酸速度をJ3に低下させる。このとき、ランス高さLH3および酸素送酸速度J3は、形成される火点面積Dk3が、第一および第二の管理段階での火点面積Dk1、Dk2とほぼ一定になるように設定されている(ステップS102〜S106)。すなわち、第三の管理段階(n=3)では、現在の炭素濃度Kdの低下に基づいて酸素ガスの送酸速度を送酸速度J2から送酸速度J3に低下させることによって、火点温度をさらに低下させ、且つ精錬終期での火点面積Dk3を精錬中期での火点面積Dk2の状態とほぼ一定にすることによって、炭素よりもMnが優先的に酸素と反応する条件を抑制しつつ脱炭能力を出来るだけ維持している。そして、逐次読み込まれた現在の炭素濃度Kdが、二次精錬での目標炭素濃度酸素Kに達したら精錬が終了したものと上吹ランス制御部50が判定して当該二次精錬を終了する(ステップS110)。
Next, in the same manner, at the final stage of refining, which is the third management stage (n = 3), the “third stage management table data” is referred to, and as shown in FIG. Is lowered to LH3, and the oxygen gas feeding rate is lowered to J3. At this time, the lance height LH3 and the oxygen delivery rate J3 are set so that the formed hot spot area Dk3 is substantially constant with the hot spot areas Dk1 and Dk2 in the first and second management stages. (Steps S102 to S106). That is, in the third management stage (n = 3), the hot spot temperature is reduced by reducing the oxygen gas feed rate from the acid feed rate J2 to the acid feed rate J3 based on the current reduction in the carbon concentration Kd. Further, by reducing the hot spot area Dk3 at the end of refining to the state of the hot spot area Dk2 at the middle of refining, the condition where Mn preferentially reacts with oxygen over carbon is suppressed while suppressing the conditions. Maintaining charcoal capacity as much as possible. When the current carbon concentration Kd read sequentially reaches the target carbon concentration oxygen K in the secondary refining, the upper blowing
次に、本発明に係るRH脱ガス装置による二次精錬の作用・効果について説明する。
上述したように、RH脱ガス装置は、真空槽13内と取鍋300との間で溶鋼100を還流させつつ、真空槽13内の溶鋼100表面に酸素ガス200を上吹ランス11から噴射して溶鋼100中に酸素を吹き込むことによって脱炭をおこなうものである。
そして、特に、このRH脱ガス装置10は、上吹ランス11から噴射される酸素ガス200の送酸速度を調節する送酸速度調節装置40と、上吹ランス11の高さを移動させるランス高さ移動装置30と、二次精錬によって排出される排気ガスから溶鋼100中の炭素濃度を測定する炭素濃度測定装置20と、その炭素濃度測定装置20によって測定された炭素濃度Kdに基づいて、送酸速度調節装置40で調整する送酸速度Jを所望の送酸速度(J1,J2,J3)に制御するとともに、ランス高さ移動装置30で移動させる上吹ランス11の高さLHを所望の高さ(LH1,LH2,LH3)にそれぞれ制御する上吹ランス制御部50と、を備えている。そして、上吹ランス制御部50は、所望の高さ(LH1,LH2,LH3)および所望の送酸速度(J1,J2,J3)を、火点面積Dkの減少を抑制するように、より具体的には、火点面積Dkがほぼ一定になるように(つまり、Dk1≒Dk2≒Dk3)制御している。
Next, the operation and effect of secondary refining by the RH degassing apparatus according to the present invention will be described.
As described above, the RH degassing apparatus injects the
In particular, the
このような構成によって、このRH脱ガス装置10による二次精錬では、Mnを含有する溶鋼100の表面に酸素ガス200を噴射して溶鋼100からの脱炭を行なう際に、溶鋼100中の炭素濃度Kdの低下に基づいて、酸素ガス200の送酸速度Jを、火点面積Dkの減少を抑制しつつ低下させることができる。より具体的には、溶鋼100中の炭素濃度Kdの低下に基づいて、上吹ランス11からの酸素ガス200の送酸速度Jを低下させるとともに、火点面積Dkの減少を抑制するように、上吹ランス11の高さLHを溶鋼表面に接近させることを可能にしている。
With such a configuration, in the secondary refining by the
これにより、このRH脱ガス装置10での二次精錬によれば、溶鋼100中の炭素濃度Kdの低下に応じて、火点温度を低下させることが可能になる。そのため、脱Mnを抑制してMnの歩留まりを向上させることができる。さらに、火点面積Dkを一定になるようにして、火点面積Dkの減少を抑制しているから、酸素ガス200の送酸速度Jを低下させても脱炭効率を維持することができる。したがって、脱炭を効率良く行なうとともに脱Mnを抑制してMnの歩留まりを向上させることができる。
Thereby, according to the secondary refining by this
なお、本発明に係るRH脱ガス装置および脱Mn防止方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、炭素濃度自体を監視して管理段階の移行時期を決めているが、これに限定されず、例えば精錬経過時間で管理段階の移行時期を管理することも可能である。この場合、精錬時間が経過するにつれて炭素濃度が減少することは自明であるから、例えば過去の操業実績から精錬経過時間に対応する炭素濃度の関係を明らかにしておけば、精錬経過時間に基づいて管理段階を移行した場合であっても、間接的に炭素濃度の減少に応じて上吹ランスを制御できるからである。なお、時間管理による管理段階移行時期は、鋼種や初期の炭素量によって変えるようにすれば種々の条件に対しても対応することができる。例えば後述する実施例での低炭素高Mn鋼であれば、上記第一の管理段階(n=1)から第二の管理段階(n=2)に移行する時期は、精錬開始から約9分前後のタイミングで移行させればよい。しかし、酸素供給律速から炭素移動律速へ移行する度合いをより的確に判断して、各管理段階をより好適に移行させる上では、上記実施形態のように、実際の炭素濃度を監視して、管理段階の移行時期を決めることが望ましい。なおまた、上記実施形態では、本願出願人によりすでに開示された技術(特許第3293674号)に基づいて炭素濃度自体を監視して管理段階の移行時期を決めているが、これに限定されず、炭素濃度を測定可能な構成であれば本発明に適用可能である。
Note that the RH degassing apparatus and the deMn prevention method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the transition time of the management stage is determined by monitoring the carbon concentration itself, but the present invention is not limited to this. For example, the transition stage of the management stage can be managed by the refining elapsed time. In this case, it is obvious that the carbon concentration decreases as the refining time elapses. For example, if the relationship between the carbon concentration corresponding to the refining elapsed time is clarified from the past operation results, the refining elapsed time is based on the refining elapsed time. This is because even when the management stage is shifted, the top blowing lance can be indirectly controlled according to the decrease in the carbon concentration. In addition, if the management stage transition time by time management is changed according to the steel type and the initial carbon content, it can cope with various conditions. For example, in the case of the low-carbon high-Mn steel in the examples described later, the time to shift from the first management stage (n = 1) to the second management stage (n = 2) is about 9 minutes from the start of refining. What is necessary is just to transfer at the timing before and after. However, in order to more accurately determine the degree of shift from oxygen supply rate-controlled to carbon transfer rate-controlled and more appropriately shift each management stage, the actual carbon concentration is monitored and managed as in the above embodiment. It is desirable to determine the stage transition time. In the above embodiment, the carbon concentration itself is monitored based on the technology already disclosed by the applicant of the present application (Japanese Patent No. 3293684) to determine the transition time of the management stage. However, the present invention is not limited to this. Any configuration capable of measuring the carbon concentration is applicable to the present invention.
また、例えば、上記実施形態では、3つの管理段階(n=1〜3)によってランスの高さおよび送酸速度をそれぞれ制御しているが、これに限定されず、管理段階は、例えば2段階としてもよいし、さらに多くの管理段階(n=4以上)によってランスの高さおよび送酸速度を制御してもよい。さらにまた、段階的ではなく、連続的にランスの高さおよび送酸速度を制御してもよい。ここで、上述したランス高さ移動装置30によって上吹きランス11を移動させる際は、気密シール31d内を減圧して上吹きランス11の把持力を弱める必要があるが、このとき、真空槽13のガスのリークが生じるとともに、槽内の真空率が低下する。そのため、このような観点から操業安定性を勘案すれば、上吹ランス制御処理の管理段階数nは、上記実施形態のように三段階程度に設定することが望ましい。なお、真空槽13のガスのリーク等の問題が生じない構成であればこの限りでないことは勿論である。
Further, for example, in the above-described embodiment, the height of the lance and the acid feed rate are controlled by three management stages (n = 1 to 3), respectively, but the invention is not limited to this, and the management stage is, for example, two stages. Alternatively, the height of the lance and the acid feed rate may be controlled by more management steps (n = 4 or more). Furthermore, the height of the lance and the acid feed rate may be controlled continuously instead of stepwise. Here, when the
また、例えば、上記実施形態では、3つの管理段階(n=1〜3)での、ランスの高さおよび送酸速度によって形成される火点面積を、それぞれほぼ一定になるようにランスを制御しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、火点面積が必ずしも一定でない場合であっても、火点面積の減少を抑制しつつ送酸速度を低下するようにランスが制御されていれば、本発明の効果を奏する。 Further, for example, in the above-described embodiment, the lance is controlled so that the hot spot area formed by the height of the lance and the acid delivery rate in each of the three management stages (n = 1 to 3) is substantially constant. However, the present invention is not limited to this, and even if the hot spot area is not always constant, the lance is controlled so as to reduce the acid feed rate while suppressing the reduction of the hot spot area. If it is done, the effect of the present invention is achieved.
具体的には、火点面積の減少を抑制しつつ送酸速度を低下する例として、例えば図5に示すようなランス制御を例示できる。すなわち、同図(a)に示すように、この例では、送酸速度Jを時間tが経過するに従って連続的に低下させている。このとき、ランス高さLHは、同図(b)に示すように、上記実施形態同様に、所定のタイミングで三段階に制御している。これにより、当該送酸速度Jおよびランス高さLHによって形成される火点面積Dkは、同図(c)に示すように上下に振動することになる。しかし、従来のランス制御での火点面積は、同図(c)で破線にて示すように減少していたことになるからΔDkの差が生じる。したがって、この例に示すようなランス制御であっても、脱炭効率の低下、および脱Mnを多少なりとも抑制することが可能であり、本発明の効果を奏するものである。 Specifically, for example, lance control as shown in FIG. 5 can be exemplified as an example of lowering the acid feed rate while suppressing the reduction of the hot spot area. That is, as shown in FIG. 5A, in this example, the acid feed rate J is continuously decreased as time t elapses. At this time, the lance height LH is controlled in three stages at a predetermined timing as in the above embodiment, as shown in FIG. As a result, the hot spot area Dk formed by the acid feed rate J and the lance height LH oscillates up and down as shown in FIG. However, since the hot spot area in the conventional lance control has been reduced as shown by the broken line in FIG. Therefore, even with the lance control as shown in this example, it is possible to suppress the decarburization efficiency and the Mn removal to some extent, and the effects of the present invention are exhibited.
次に、本発明に係るRH脱ガス装置による二次精錬の実施例について説明する。
本実施例は、上記実施形態の構成からなるRH脱ガス装置による二次精錬を、低炭素高Mn鋼を溶製するに際して適用した例である。なお、この実施例でのRH脱ガス装置は、真空槽内の火点等の状態を、監視カメラ等によって確認可能になっている。
この低炭素高Mn鋼は、炭素およびMnの目標成分値が、それぞれ〔C〕0.02±(許容値)重量%、〔Mn〕1.55重量%以上とする例であり、本実施例では、二次精錬での上記管理段階を、上記実施形態同様に、精錬初期、精錬中期、精錬終期の三段階で管理した。なお、当該各管理段階は、上述したRH脱ガス装置の上吹ランス制御部50により自動制御されるため、ここでは制御に係る説明は適宜省略する。
Next, an example of secondary refining by the RH degassing apparatus according to the present invention will be described.
In this example, secondary refining by the RH degassing apparatus having the configuration of the above embodiment is applied when melting low carbon high Mn steel. In the RH degassing apparatus in this embodiment, the state of a fire point or the like in the vacuum chamber can be confirmed by a monitoring camera or the like.
This low-carbon high-Mn steel is an example in which the target component values of carbon and Mn are [C] 0.02 ± (allowable value) wt% and [Mn] 1.55 wt% or more, respectively. Then, the said management stage in the secondary refining was managed in three stages of the refining initial stage, the refining middle stage, and the refining final stage similarly to the said embodiment. In addition, since each said management step is automatically controlled by the upper blowing
図6に示すように、精錬初期C1(第一の管理段階(n=1))では、「第1段階の管理テーブルデータ」での上吹ランス11からの酸素ガスの送酸速度J1を、60〔Nm3/min〕に、また、ランス高さLH1は、2.0〔m〕に設定した。このときの火点面積はDk1である。
ここで、精錬初期C1から精錬中期C2(第二の管理段階(n=2))への移行時期の基準となる管理炭素濃度K1は、〔C〕0.09重量%に設定した。これは、過去の精錬実績から、溶鋼中の炭素濃度が〔C〕0.09重量%を境界として酸素供給律速から炭素移動律速に移行する割合が特に大きくなると判断したからである。この条件で精錬を開始した。なお、精錬初期での溶鋼の炭素濃度は、〔C〕0.15重量%であった。
As shown in FIG. 6, in the refining initial stage C1 (first management stage (n = 1)), the oxygen gas feed rate J1 from the
Here, the management carbon concentration K1 that is a reference for the transition time from the refining initial stage C1 to the refining middle stage C2 (second management stage (n = 2)) was set to [C] 0.09 wt%. This is because, based on past refining results, it has been determined that the rate at which the carbon concentration in the molten steel shifts from oxygen supply-limited to carbon-transfer-limited at a boundary of [C] 0.09 wt% is particularly large. Refining started under these conditions. In addition, the carbon concentration of the molten steel in the initial stage of refining was [C] 0.15% by weight.
精錬開始から約9分が経過したとき、炭素濃度測定装置20によって測定された現在の炭素濃度Kdが〔C〕0.09重量%に到達した。これにより、精錬初期C1から精錬中期C2への移行制御が上吹ランス制御部50により実行された。なお、精錬中期C2では、図6に示すように、「第2段階の管理テーブルデータ」での送酸速度J2を、45〔Nm3/min〕に設定した。このときの火点面積Dk2は、上記精錬初期C1での火点面積Dk1とほぼ一定となるようにランス高さLH2を制御した。また、精錬終期C3(第三の管理段階(n=3))への移行時期の基準となる管理炭素濃度K2は、〔C〕0.07重量%に設定した。
When about 9 minutes passed from the start of refining, the current carbon concentration Kd measured by the carbon
次いで、精錬中期C2への移行後まもなく、現在の炭素濃度Kdが〔C〕0.07重量%に到達した。これにより、精錬中期C2から精錬終期C3への移行制御が上吹ランス制御部50により実行された。なお、精錬終期C3では、図6に示すように、「第3段階の管理テーブルデータ」での送酸速度J3を、35〔Nm3/min〕とし、このときの火点面積Dk3が、上記精錬初期C1および精錬中期C2での火点面積Dk1、Dk2とほぼ一定となるようにランス高さLH2を設定した。なお、同図では、比較例として、ランス高さおよび噴射する酸素ガスの送酸速度をそれぞれ一定にして吹き込みが行なわれていた際のグラフをあわせて図示しており、同図に示すように、比較例では、送酸速度Jを、60〔Nm3/min〕に、また、このときのランス高さLHは、2.0〔m〕に設定されていた。
Next, shortly after the transition to the refining mid-term C2, the current carbon concentration Kd reached [C] 0.07% by weight. Thereby, the transition control from the refining intermediate period C2 to the refining final stage C3 was executed by the upper blowing
次いで、精錬終期C3への移行後、現在の炭素濃度Kdが〔C〕0.02重量%(目標炭素濃度酸素K)に到達した。これにより、予定した脱炭処理が上吹ランス制御部50により終了と判断されて精錬を終了した。
図7は、上記実施例での二次精錬における、溶鋼中のMn濃度と処理時間との関係を示すグラフである。なお、同図では、比較例として、ランス高さおよび送酸速度をそれぞれ一定にして吹き込みが行なわれていた際のグラフをあわせて図示している。
Next, after the transition to the refining end C3, the current carbon concentration Kd reached [C] 0.02 wt% (target carbon concentration oxygen K). Thereby, the scheduled decarburization process was judged by the upper blow
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the Mn concentration in the molten steel and the treatment time in the secondary refining in the above example. In addition, in the same figure, as a comparative example, a graph when the blowing is performed with the lance height and the acid feeding speed being fixed is also shown.
同図から分かるように、精錬中期C2(処理時間約9分経過時)以降は、Mn濃度の減少が抑制されていることが分かる。また、精錬処理時間も、約25分で終了しており、比較例と変らない処理時間であり、処理時間の延長をきたすことなく、所定の炭素濃度まで脱炭することが可能となっていることが分かる。ここで、同図の矢印Bで示すように、精錬終了時でのMn濃度は、比較例に対して、〔Mn〕0.10重量%の濃度の減少が抑制された。 As can be seen from the figure, the decrease in the Mn concentration is suppressed after the refining middle period C2 (when the processing time is about 9 minutes). Moreover, the refining treatment time is also completed in about 25 minutes, which is the same treatment time as the comparative example, and it is possible to decarburize to a predetermined carbon concentration without extending the treatment time. I understand that. Here, as shown by the arrow B in the figure, the Mn concentration at the end of the refining was suppressed from decreasing the concentration of [Mn] 0.10 wt% with respect to the comparative example.
図8は、上記実施例での二次精錬における、溶鋼中の平均炭素濃度に対する平均Mn濃度の割合をプロットして示している。なお、同図では、比較例として、ランス高さおよび送酸速度をそれぞれ一定にして吹き込みが行なわれていた際の例をあわせて図示している。
同図から分かるように、平均炭素濃度が〔C〕0.09重量%より低い範囲(同図に示す矢印E)において、実施例では、比較例に比べて平均Mn濃度の割合が大きく減少していることが分かる。
FIG. 8 plots the ratio of the average Mn concentration to the average carbon concentration in the molten steel in the secondary refining in the above example. In addition, in the same figure, the example at the time of blowing in with each lance height and acid sending speed | velocity | rate being made constant as a comparative example is also shown in figure.
As can be seen from the figure, in the range where the average carbon concentration is lower than [C] 0.09% by weight (arrow E shown in the figure), the proportion of the average Mn concentration is greatly reduced in the examples as compared with the comparative example. I understand that
図9は、上記低炭素高Mn鋼を溶製するに際して使用したMetMnの使用量の推移を、MetMn原単位(kg/t)について月毎に集計した結果を示すグラフである。同図では、6月度から9月度までは、従来のRH脱ガス装置による二次精錬(比較例)による結果を示しており、10月度は、本発明のRH脱ガス装置による二次精錬(実施例)での結果を示している。 FIG. 9 is a graph showing the results of summing up the amount of MetMn used for melting the low-carbon high-Mn steel by month for the MetMn basic unit (kg / t). In the figure, from June to September, the results of secondary refining (comparative example) using a conventional RH degassing apparatus are shown, and in October, secondary refining (implementation using the RH degassing apparatus of the present invention) Example) shows the result.
同図から分かるように、本発明のRH脱ガス装置による二次精錬を実施した9月以降(10月度)は、MetMnの使用量が大幅に抑制されてMetMnの歩留まりが向上していることが分かる。
以上説明したように、本発明のRH脱ガス装置および本発明の脱Mn抑制方法によれば、脱炭を効率良く行なうとともに脱Mnを抑制して、Mnの歩留まりを向上させることができることが確認された。
As can be seen from the figure, after September (October), when secondary refining using the RH degassing apparatus of the present invention was implemented, the amount of MetMn used was greatly suppressed and the yield of MetMn was improved. I understand.
As described above, according to the RH degassing apparatus of the present invention and the deMn suppressing method of the present invention, it is confirmed that decarburization can be efficiently performed and deMn can be suppressed to improve the yield of Mn. It was done.
10 脱ガス装置
11 上吹ランス
12 吹き込み管
13 真空槽
14 吸上管
15 排出管
16 排ガス管
20 炭素濃度測定装置
21 ガス流量計
22 炭素濃度演算部
30 移動装置
31 移動部
32 制御部
40 送酸速度調節装置
41 流量制御弁
42 弁アクチュエータ
50 上吹ランス制御部
60 操作デスク
100 溶鋼
200 酸素ガス
300 取鍋
C1 精錬初期
C2 精錬中期
C3 精錬終期
Dk 火点の直径(火点面積)
Jn 管理送酸速度
K 目標炭素濃度
Kd 現在の炭素濃度
Kn 管理炭素濃度
DESCRIPTION OF
Jn Managed acid feed rate K Target carbon concentration Kd Current carbon concentration Kn Managed carbon concentration
Claims (3)
前記溶鋼中の炭素濃度の低下に基づいて、前記上吹ランスからの酸素ガスの送酸速度を低下させるとともに、前記酸素ガスの噴射によって前記溶鋼の表面に形成される凹部の面積である火点面積の減少を抑制するように前記上吹ランスの高さを前記溶鋼表面に接近させ、前記上吹ランスの高さを溶鋼表面に接近させることによる前記火点面積の減少の抑制は、当該火点面積を一定に保つように実施することを特徴とする脱Mn抑制方法。 A method of suppressing de-Mn from the molten steel when performing decarburization from the molten steel by injecting oxygen gas from an upper blowing lance onto the surface of the molten steel containing Mn,
Based on the decrease in the carbon concentration in the molten steel, the oxygen point from the upper blowing lance is decreased, and the fire point is the area of the recess formed on the surface of the molten steel by the injection of the oxygen gas. The suppression of the reduction of the hot spot area by bringing the height of the upper blowing lance closer to the surface of the molten steel so as to suppress the decrease of the area and bringing the height of the upper blowing lance closer to the molten steel surface A method for suppressing Mn removal, which is carried out so as to keep the point area constant.
溶鋼の表面に酸素ガスを噴射する上吹ランスと、該上吹ランスから噴射される酸素ガスの送酸速度を調節する送酸速度調節装置と、前記上吹ランスの高さを移動させるランス高さ移動装置と、前記二次精錬によって排出される排気ガスから前記溶鋼中の炭素濃度を測定する炭素濃度測定装置と、該炭素濃度測定装置によって測定された炭素濃度に基づいて、前記送酸速度調節装置で調節する送酸速度を所望の送酸速度に制御するとともに、前記ランス高さ移動装置で移動させる上吹ランスの高さを所望の高さに制御する上吹ランス制御手段とを備え、
前記上吹ランス制御手段は、前記所望の高さおよび所望の送酸速度を、前記上吹ランスからの酸素ガスの噴射によって前記溶鋼の表面に形成される凹部の面積である火点面積の減少を抑制するように前記上吹ランスの高さを前記溶鋼表面に接近させ、前記上吹ランスの高さを溶鋼表面に接近させることによる前記火点面積の減少の抑制は、当該火点面積を一定に保つように制御することを特徴とするRH脱ガス装置。 An RH degassing device used for secondary refining,
An upper blowing lance for injecting oxygen gas onto the surface of the molten steel, an acid feeding speed adjusting device for adjusting an acid feeding speed of oxygen gas injected from the upper blowing lance, and a lance height for moving the height of the upper blowing lance A carbon concentration measuring device for measuring the carbon concentration in the molten steel from the exhaust gas exhausted by the secondary refining, and the acid feed rate based on the carbon concentration measured by the carbon concentration measuring device. And an upper blowing lance control means for controlling the acid feeding speed adjusted by the adjusting device to a desired acid feeding speed and controlling the height of the upper blowing lance moved by the lance height moving device to a desired height. ,
The upper blowing lance control means reduces the hot spot area, which is the area of a recess formed on the surface of the molten steel by injecting oxygen gas from the upper blowing lance so that the desired height and the desired acid feed rate are obtained. In order to suppress the reduction of the hot spot area by bringing the height of the upper blowing lance closer to the surface of the molten steel and suppressing the height of the upper blowing lance closer to the molten steel surface, An RH degassing apparatus that is controlled so as to be kept constant .
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