JP6020603B2 - Method for cleaning molten metal and immersion lance for gas blowing - Google Patents

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Description

本発明は、取鍋に収容された溶鋼などの溶融金属にガスを吹き込んで溶融金属を攪拌し、溶融金属中の酸化物系非金属介在物などを浮上させて溶融金属を清浄化する方法、及び、それに用いるガス吹き込み用浸漬ランスに関する。   The present invention is a method for purifying a molten metal by blowing a gas into a molten metal such as molten steel contained in a ladle and stirring the molten metal to float oxide-based non-metallic inclusions in the molten metal, And it is related with the immersion lance for gas blowing used for it.

転炉での酸素吹錬による脱炭精錬によって溶銑から製造された溶鋼は、多量の溶存酸素(溶鋼中に溶解している酸素)を含有しており、この溶存酸素を除去するために、溶鋼は金属アルミニウムやフェロシリコンなどによって脱酸処理される。この脱酸処理により、溶存酸素は金属アルミニウムやフェロシリコンなどと反応して、Al23(アルミナ)やSiO2(シリカ)などの固体の酸化物が形成される。 Molten steel produced from hot metal by decarburization by oxygen blowing at the converter contains a large amount of dissolved oxygen (oxygen dissolved in the molten steel). In order to remove this dissolved oxygen, Is deoxidized with metallic aluminum or ferrosilicon. By this deoxidation treatment, dissolved oxygen reacts with metallic aluminum, ferrosilicon, etc., and solid oxides such as Al 2 O 3 (alumina) and SiO 2 (silica) are formed.

これらの固体の酸化物が鋼中に残存した場合には、これらの酸化物は酸化物系非金属介在物として鉄鋼材料の品質欠陥の原因となることから、溶鋼中に浮遊する酸化物系非金属介在物(以下、単に「介在物」と記す)は分離・除去される。介在物は溶鋼よりも比重が小さく、溶鋼を取鍋内で静置すれば、介在物は浮上して分離・除去されるが、介在物の浮上速度は遅く、特に粒径の小さい介在物の浮上速度は遅い。そこで、取鍋内の溶鋼中に不活性ガスを吹き込んで溶鋼を攪拌し、溶鋼中に懸濁する介在物の浮上を促進させる方法が広く行われている。   If these solid oxides remain in the steel, these oxides can cause quality defects in the steel material as oxide-based non-metallic inclusions. Metal inclusions (hereinafter simply referred to as “inclusions”) are separated and removed. Inclusions have a lower specific gravity than molten steel, and if the molten steel is left in the ladle, the inclusions will float and be separated and removed. The ascent rate is slow. In view of this, a method is widely used in which an inert gas is blown into the molten steel in the ladle to stir the molten steel to promote the floating of inclusions suspended in the molten steel.

この方法としては、取鍋内の溶鋼中に浸漬させた浸漬ランスから不活性ガスを吹き込む方法や、または、取鍋底部に設置したポーラス煉瓦などから不活性ガスを溶鋼中に吹き込む方法が一般的である。但し、吹き込まれたガスは、鉛直方向上方に浮上することから、ガスによる攪拌領域はガス吹き込み部位を頂点とする、上方に広がった円錐状の範囲であり、取鍋内の溶鋼全体を攪拌することはできない。つまり、介在物の浮上促進効果は限られた範囲でのみ得られるという問題がある。   As this method, a method of blowing inert gas from a dipping lance immersed in molten steel in a ladle or a method of blowing inert gas into molten steel from a porous brick installed at the bottom of the ladle It is. However, since the blown gas floats upward in the vertical direction, the gas stirring region is a conical range extending upward with the gas blowing site at the top, and the entire molten steel in the ladle is stirred. It is not possible. That is, there is a problem that the effect of promoting the floating of inclusions can be obtained only in a limited range.

この問題を解決するために、種々の方法が提案されている。例えば、特許文献1には、取鍋の上方から溶鋼中に浸漬管を挿入し、この浸漬管の内部の溶鋼全域に行き渡るように、前記浸漬管の下方の取鍋底部から不活性ガスを吹き込む方法が提案されている。   In order to solve this problem, various methods have been proposed. For example, in Patent Document 1, a dip tube is inserted into the molten steel from above the ladle, and an inert gas is blown from the bottom of the ladle below the dip tube so as to reach the entire molten steel inside the dip tube. A method has been proposed.

特開平6−33134号公報JP-A-6-33134

しかしながら、上記特許文献1には以下の問題がある。即ち、特許文献1では、浸漬管を取鍋内の溶鋼に浸漬させており、この浸漬管は、通常の二次精錬では使用されない装置であり、したがって、浸漬管を新たに設置する必要がある。また、浸漬管の内部に存在する溶鋼だけが攪拌されることから、取鍋内の溶鋼全体を攪拌するためには、断面積の大きな浸漬管を設置する必要があり、これに伴って大型の浸漬管昇降装置を必要とすることから、設備費用が高くなる。また更に、浸漬管は消耗品であることから、浸漬管の運転費用が必要で、製造コストの上昇を招く。   However, Patent Document 1 has the following problems. That is, in Patent Document 1, the dip tube is immersed in the molten steel in the pan, and this dip tube is an apparatus that is not used in normal secondary refining, and therefore, it is necessary to newly install the dip tube. . Moreover, since only the molten steel existing inside the dip tube is stirred, in order to stir the entire molten steel in the ladle, it is necessary to install a dip tube having a large cross-sectional area. Since a dip tube lifting device is required, the equipment cost increases. Furthermore, since the dip tube is a consumable item, the operation cost of the dip tube is required, which leads to an increase in manufacturing cost.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、取鍋に収容された溶鋼などの溶融金属にガスを吹き込んで溶融金属を攪拌し、溶融金属中の非金属介在物などを浮上させて溶融金属を清浄化するにあたり、安価に且つ効率的に溶融金属を攪拌して溶融金属を迅速に清浄化することのできる、溶融金属の清浄化方法を提供することであり、また、それに用いるガス吹き込み用浸漬ランスを提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to blow a gas into molten metal such as molten steel accommodated in a ladle to stir the molten metal and to include nonmetallic inclusions in the molten metal. In order to clean the molten metal by levitating etc., it is to provide a method for cleaning the molten metal that can rapidly and efficiently purify the molten metal by stirring the molten metal at low cost and efficiently. Moreover, it is providing the immersion lance for gas blowing used for it.

上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]取鍋に収容された溶融金属に浸漬ランスを浸漬し、浸漬ランスの吐出孔から溶融金属中にガスを吹き込んで溶融金属を攪拌する溶融金属の清浄化方法において、前記吐出孔からの吹き込み圧力が異なるガスを前記浸漬ランスから吹き込むことを特徴とする、溶融金属の清浄化方法。
[2]前記吹き込み圧力を2種とし、一方の吹き込み圧力を8kgf/cm2(784.5kPa)未満とし、他方の吹き込み圧力を8kgf/cm2(784.5kPa)以上とすることを特徴とする、上記[1]に記載の溶融金属の清浄化方法。
[3]吹き込み圧力が高い方のガスを、吹き込み圧力が低い方のガスよりも、浸漬ランスの鉛直方向下方の位置で吹き込むことを特徴とする、上記[1]または上記[2]に記載の溶融金属の清浄化方法。
[4]前記溶融金属は、溶鋼であり、且つ、前記ガスは、同一組成の不活性ガスであることを特徴とする、上記[1]ないし上記[3]のいずれか1項に記載の溶融金属の清浄化方法。
[5]前記浸漬ランスは、ガスを吹き込むための吐出孔の設置位置を鉛直方向の二箇所に有していることを特徴とする、上記[1]ないし上記[4]のいずれか1項に記載の溶融金属の清浄化方法。
[6]溶融金属中にガスを吹き込んで溶融金属を清浄化するガス吹き込み用浸漬ランスであって、該浸漬ランス内部に、吹き込み圧力の異なるガスをとおすための独立した複数の流路を有し、前記流路に、それぞれ2個以上の吐出孔が備えられていることを特徴とするガス吹き込み用浸漬ランス。
[7]前記吐出孔は、前記浸漬ランスの側面に設けられ、吹き込み圧力が高い方のガスの吐出孔が、吹き込み圧力が低い方のガスの吐出孔よりも、前記浸漬ランスの鉛直方向下方の位置に設置されていることを特徴とする、上記[6]に記載のガス吹き込み用浸漬ランス。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] In the molten metal cleaning method, the immersion lance is immersed in the molten metal accommodated in the ladle, and the molten metal is stirred by blowing gas into the molten metal from the discharge hole of the immersion lance. A method for cleaning molten metal, characterized in that gases having different blowing pressures are blown from the immersion lance.
[2] Two types of blowing pressures, one blowing pressure less than 8 kgf / cm 2 (784.5 kPa), and the other blowing pressure of 8 kgf / cm 2 (784.5 kPa) or more. The method for cleaning molten metal according to [1] above.
[3] The gas according to [1] or [2], wherein the gas having a higher blowing pressure is blown at a position below the immersion lance in the vertical direction than the gas having a lower blowing pressure. Method for cleaning molten metal.
[4] The molten metal according to any one of [1] to [3] above, wherein the molten metal is molten steel, and the gas is an inert gas having the same composition. Metal cleaning method.
[5] The above-mentioned [1] to [4], wherein the immersion lance has two positions in the vertical direction for providing discharge holes for blowing gas. The method for cleaning molten metal as described.
[6] A gas blowing immersion lance for blowing the gas into the molten metal to clean the molten metal, and having a plurality of independent flow paths for passing gases having different blowing pressures inside the immersion lance The gas blowing immersion lance is characterized in that each of the flow paths is provided with two or more discharge holes.
[7] The discharge hole is provided on a side surface of the immersion lance, and the gas discharge hole with the higher blowing pressure is located below the gas discharge hole with the lower blowing pressure in the vertical direction of the immersion lance. The gas blowing immersion lance as described in [6] above, which is installed at a position.

本発明によれば、吹き込み圧力の異なるガスを浸漬ランスから溶融金属中に吹き込むので、吹き込み圧力が相対的に高いガスは溶融金属中での気泡の水平方向への到達距離が大きく、吹き込み圧力が相対的に低いガスは、吹き込み圧力が相対的に高いガスによる攪拌領域の内側を攪拌し、これにより、溶融金属を広い範囲で攪拌することが可能となり、溶融金属中の介在物の浮上などが促進され、溶融金属を効率的に短時間で清浄化することが可能となる。   According to the present invention, since gases having different blowing pressures are blown from the immersion lance into the molten metal, a gas having a relatively high blowing pressure has a large distance in the horizontal direction of bubbles in the molten metal, and the blowing pressure is low. The relatively low gas stirs the inside of the agitation region by the gas having a relatively high blowing pressure, which makes it possible to stir the molten metal in a wide range, and to raise the inclusions in the molten metal. As a result, the molten metal can be efficiently cleaned in a short time.

本発明による溶融金属の清浄化方法を取鍋内の溶鋼に施している状況を示す概略図である。It is the schematic which shows the condition which has given to the molten steel in the ladle the cleaning method of the molten metal by this invention. 図1に示すA部の概略拡大図である。It is a schematic enlarged view of the A section shown in FIG. ガス吹き込み中での溶鋼中の全酸素濃度の推移を本発明例と従来例とで比較して示す図である。It is a figure which shows transition of the total oxygen concentration in the molten steel in gas blowing in comparison with the example of this invention, and a prior art example.

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明による溶融金属の清浄化方法を取鍋内の溶鋼に施している状況を示す概略図、図2は、図1に示すA部の概略拡大図であり、高圧ガス用流路の中心線をとおる面で切断した断面図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a situation where a molten metal cleaning method according to the present invention is applied to molten steel in a ladle, and FIG. 2 is a schematic enlarged view of part A shown in FIG. It is sectional drawing cut | disconnected by the surface which passes along the centerline of a road.

図1及び図2において、取鍋2に収容された溶鋼3に、取鍋2の上方から浸漬ランス1が挿入され、この浸漬ランス1を介して溶鋼中に不活性ガスが吹き込まれている。浸漬ランス1には、低圧ガス用供給管5と高圧ガス用供給管6とが接続されている。低圧ガス用供給管5は、浸漬ランス1を構成する耐火物1Aの内部に設置された低圧ガス用流路7と接続し、この低圧ガス用流路7を介して浸漬ランス1の下部に設置された低圧ガス用吐出孔9に接続している。一方、高圧ガス用供給管6は、浸漬ランス1を構成する耐火物1Aの内部に設置された高圧ガス用流路8に接続し、この高圧ガス用流路8を介して浸漬ランス1の下部に設置された高圧ガス用吐出孔10に接続している。   1 and 2, an immersion lance 1 is inserted into the molten steel 3 accommodated in the ladle 2 from above the ladle 2, and an inert gas is blown into the molten steel through the immersion lance 1. A low pressure gas supply pipe 5 and a high pressure gas supply pipe 6 are connected to the immersion lance 1. The low-pressure gas supply pipe 5 is connected to a low-pressure gas flow path 7 installed inside the refractory 1 </ b> A constituting the immersion lance 1, and is installed below the immersion lance 1 through the low-pressure gas flow path 7. The low-pressure gas discharge hole 9 is connected. On the other hand, the high-pressure gas supply pipe 6 is connected to a high-pressure gas flow path 8 installed inside the refractory 1 A constituting the immersion lance 1, and the lower portion of the immersion lance 1 is connected via the high-pressure gas flow path 8. Are connected to the high-pressure gas discharge hole 10.

つまり、低圧ガス用供給管5から供給された不活性ガスは、低圧ガス用流路7及び低圧ガス用吐出孔9をとおって溶鋼中に吹き込まれる。これとは別に、高圧ガス用供給管6から供給された不活性ガスは、高圧ガス用流路8及び高圧ガス用吐出孔10をとおって溶鋼中に吹き込まれるように構成されている。   That is, the inert gas supplied from the low-pressure gas supply pipe 5 is blown into the molten steel through the low-pressure gas passage 7 and the low-pressure gas discharge hole 9. Separately, the inert gas supplied from the high-pressure gas supply pipe 6 is configured to be blown into the molten steel through the high-pressure gas flow path 8 and the high-pressure gas discharge hole 10.

この場合、後述するように、高圧ガス用吐出孔10の方が低圧ガス用吐出孔9よりも浸漬ランス1の鉛直方向下方になるように、低圧ガス用吐出孔9及び高圧ガス用吐出孔10を設置することが好ましい。また、低圧ガス用供給管5から供給された不活性ガスと高圧ガス用供給管6から供給された不活性ガスとは混合しないように、低圧ガス用流路7及び高圧ガス用流路8はそれぞれ独立して構成されており、また、高圧ガス用吐出孔10から吐出される不活性ガスの吐出圧力が、低圧ガス用吐出孔9から吐出される不活性ガスの吐出圧力よりも高くなるように、低圧ガス用供給管5に供給される不活性ガスは、高圧ガス用供給管6に供給される不活性ガスよりも相対的に圧力を低く設定されている。   In this case, as will be described later, the low-pressure gas discharge hole 10 and the high-pressure gas discharge hole 10 are arranged so that the high-pressure gas discharge hole 10 is located below the immersion lance 1 in the vertical direction with respect to the low-pressure gas discharge hole 9. It is preferable to install. Further, the low-pressure gas flow path 7 and the high-pressure gas flow path 8 are arranged so that the inert gas supplied from the low-pressure gas supply pipe 5 and the inert gas supplied from the high-pressure gas supply pipe 6 are not mixed. The discharge pressure of the inert gas discharged from the high-pressure gas discharge hole 10 is higher than the discharge pressure of the inert gas discharged from the low-pressure gas discharge hole 9. In addition, the inert gas supplied to the low-pressure gas supply pipe 5 is set to have a lower pressure than the inert gas supplied to the high-pressure gas supply pipe 6.

低圧ガス用供給管5に供給される不活性ガスと、高圧ガス用供給管6に供給される不活性ガスとは、同一組成のガスとすることが好ましい。当然ではあるが、低圧ガス用供給管5に供給される不活性ガスと、高圧ガス用供給管6に供給される不活性ガスとを別の組成の不活性ガスとしても構わない。使用する不活性ガスとしては、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの希ガス、または、窒素ガスなどの非酸化性ガスを使用することができる。   It is preferable that the inert gas supplied to the low-pressure gas supply pipe 5 and the inert gas supplied to the high-pressure gas supply pipe 6 have the same composition. As a matter of course, the inert gas supplied to the low-pressure gas supply pipe 5 and the inert gas supplied to the high-pressure gas supply pipe 6 may be inert gases having different compositions. As the inert gas to be used, a rare gas such as argon gas or helium gas, or a non-oxidizing gas such as nitrogen gas can be used.

低圧ガス用吐出孔9及び高圧ガス用吐出孔10は水平方向を向いており、不活性ガスは水平方向に吐出される。尚、図2では、低圧ガス用吐出孔9及び高圧ガス用吐出孔10の吐出方向が水平方向であるが、吐出方向は水平方向に限るものではなく、水平方向から±45°の角度範囲内であれば、どのようであっても構わない。但し、溶鋼3を効率的に攪拌する観点からは、溶鋼中での気泡の水平方向への到達距離が大きくなることが好ましく、したがって、吐出方向は、気泡の水平方向への到達距離が最も大きくなる水平方向であることが好ましい。また、図2では、低圧ガス用吐出孔9及び高圧ガス用吐出孔10は、ともに、それぞれの出口が、同一直線上の相対する二カ所であるが、それぞれの出口を三カ所以上としても構わない。   The low-pressure gas discharge hole 9 and the high-pressure gas discharge hole 10 face the horizontal direction, and the inert gas is discharged in the horizontal direction. In FIG. 2, the discharge direction of the low-pressure gas discharge hole 9 and the high-pressure gas discharge hole 10 is the horizontal direction, but the discharge direction is not limited to the horizontal direction and is within an angle range of ± 45 ° from the horizontal direction. Anything can be used. However, from the viewpoint of efficiently stirring the molten steel 3, it is preferable that the distance in the horizontal direction of the bubbles in the molten steel is increased, and therefore the discharge direction is the largest in the horizontal direction of the bubbles. The horizontal direction is preferably. In FIG. 2, the low-pressure gas discharge hole 9 and the high-pressure gas discharge hole 10 both have two outlets on the same straight line, but may have three or more outlets. Absent.

低圧ガス用吐出孔9の断面積及び高圧ガス用吐出孔10の断面積は、不活性ガスの吹き込み流量に応じて、適宜設定されるものであり、基本的には、低圧ガス用吐出孔9の断面積と高圧ガス用吐出孔10の断面積とを同一とし、また、不活性ガスの吹き込み流量も低圧ガス用吐出孔9と高圧ガス用吐出孔10とで同一とする。当然ではあるが、高圧ガス用吐出孔10から吐出される不活性ガスの吐出圧力が、低圧ガス用吐出孔9から吐出される不活性ガスの吐出圧力よりも高くなる限り、断面積及び不活性ガスの吹き込み流量に差を付けても構わない。   The cross-sectional area of the low-pressure gas discharge hole 9 and the cross-sectional area of the high-pressure gas discharge hole 10 are appropriately set according to the flow rate of the inert gas, and basically the low-pressure gas discharge hole 9. And the cross-sectional area of the high-pressure gas discharge hole 10 are the same, and the flow rate of the inert gas is the same for the low-pressure gas discharge hole 9 and the high-pressure gas discharge hole 10. As a matter of course, as long as the discharge pressure of the inert gas discharged from the high-pressure gas discharge hole 10 is higher than the discharge pressure of the inert gas discharged from the low-pressure gas discharge hole 9, the cross-sectional area and inertness are increased. There may be a difference in the gas flow rate.

溶鋼3への不活性ガスの吹き込み前に、溶鋼3を金属アルミニウムで脱酸する。金属アルミニウムによる脱酸処理で溶鋼中にはAl23が形成される。金属アルミニウムによる脱酸の際に、フェロシリコン、フェロマンガン、シリコマンガンなどの脱酸剤を併用しても構わない。また、浮上する溶鋼中の介在物をスラグ4に効率的に吸収させるために、スラグ4に予めCaO系またはMgO系のフラックスを添加して、スラグ4の組成を調整してもよい。また、浮上する介在物の吸収を更に促進するべく、転炉からの出鋼の際に取鍋2に流出した転炉スラグを除去し、その後、フラックスを添加して浮上する介在物の吸収能に優れた合成スラグを形成させてもよい。 Before the inert gas is blown into the molten steel 3, the molten steel 3 is deoxidized with metallic aluminum. Al 2 O 3 is formed in the molten steel by deoxidation treatment with metallic aluminum. A deoxidizing agent such as ferrosilicon, ferromanganese, or silicomanganese may be used in combination when deoxidizing with metallic aluminum. Moreover, in order to make the slag 4 efficiently absorb inclusions in the molten steel that floats, a CaO-based or MgO-based flux may be added to the slag 4 in advance to adjust the composition of the slag 4. Further, in order to further promote the absorption of the inclusions that have floated, the converter slag that has flowed into the ladle 2 during steel removal from the converter is removed, and then the flux is added to absorb the inclusions that float. An excellent synthetic slag may be formed.

浸漬ランス1から不活性ガスを吹き込むことで溶鋼3は攪拌され、溶鋼中に浮遊するAl23などの介在物の浮上が促進される。浮上した介在物は溶鋼上に存在するスラグ4に吸収され、溶鋼3の清浄化が進行する。 By blowing an inert gas from the immersion lance 1, the molten steel 3 is stirred, and the floating of inclusions such as Al 2 O 3 floating in the molten steel is promoted. The floated inclusions are absorbed by the slag 4 existing on the molten steel, and the cleaning of the molten steel 3 proceeds.

低圧ガス用吐出孔9から吹き込まれた不活性ガスは、相対的に、吹き込み圧力、つまり吐出圧力が低いので、溶鋼中での気泡の水平方向への到達距離が小さく、主に、浸漬ランス1の近傍の溶鋼3を攪拌する。一方、高圧ガス用吐出孔10から吹き込まれた不活性ガスは、相対的に、吹き込み圧力、つまり吐出圧力が高いので、溶鋼中での気泡の水平方向への到達距離が大きく、つまり、水平方向への拡がりが大きく、浸漬ランス1から離れた位置に在る溶鋼3を攪拌する。この場合、相対的に圧力が高い不活性ガスを吹き込む高圧ガス用吐出孔10の方が、低圧ガス用吐出孔9よりも浸漬ランス1の鉛直方向下方に設置されているので、高圧ガス用吐出孔10から吹き込まれた不活性ガスと、低圧ガス用吐出孔9から吹き込まれた不活性ガスとが互いに衝突・合体せず、それぞれが効率的に溶鋼3を攪拌する。   The inert gas blown from the low-pressure gas discharge hole 9 has a relatively low blow pressure, that is, discharge pressure, so that the distance of bubbles in the molten steel in the horizontal direction is small. The molten steel 3 in the vicinity of is stirred. On the other hand, the inert gas blown from the high-pressure gas discharge hole 10 has a relatively high blown pressure, that is, a discharge pressure, so that the arrival distance of bubbles in the molten steel in the horizontal direction is large, that is, in the horizontal direction. The molten steel 3 located at a position away from the immersion lance 1 is stirred. In this case, the high-pressure gas discharge hole 10 for blowing the inert gas having a relatively high pressure is disposed below the immersion lance 1 in the vertical direction with respect to the low-pressure gas discharge hole 9. The inert gas blown from the hole 10 and the inert gas blown from the low-pressure gas discharge hole 9 do not collide with each other, and each agitates the molten steel 3 efficiently.

つまり、低圧ガス用吐出孔9から吹き込まれた不活性ガスと、高圧ガス用吐出孔10から吹き込まれた不活性ガスとで、溶鋼3の広い領域が効率的に攪拌され、溶鋼3の清浄化が短時間で達成される。この場合、両者のガスの軌跡を分離させるために、低圧ガス用吐出孔9から吹き込む不活性ガスの圧力(吐出圧力)を8kgf/cm2(784.5kPa)未満とし、高圧ガス用吐出孔10から吹き込む不活性ガスの圧力(吐出圧力)を8kgf/cm2(784.5kPa)以上とすることが好ましい(1kgf/cm2=98.0665kPa)。 That is, a wide area of the molten steel 3 is efficiently stirred by the inert gas blown from the low-pressure gas discharge hole 9 and the inert gas blown from the high-pressure gas discharge hole 10, thereby cleaning the molten steel 3. Is achieved in a short time. In this case, in order to separate the trajectories of both gases, the pressure (discharge pressure) of the inert gas blown from the low-pressure gas discharge hole 9 is set to less than 8 kgf / cm 2 (784.5 kPa), and the high-pressure gas discharge hole 10 It is preferable that the pressure (discharge pressure) of the inert gas blown from the air is 8 kgf / cm 2 (784.5 kPa) or more (1 kgf / cm 2 = 98.0665 kPa).

これは、高圧ガス用吐出孔10から吹き込む不活性ガスの圧力(吐出圧力)を8kgf/cm2(784.5kPa)とすることで、吹き込まれた不活性ガスの気泡が、一般的に使用される大きさの取鍋2の半径の1/2程度まで到達し、溶鋼3の広い領域が攪拌されるからである。尚、低圧ガス用吐出孔9及び高圧ガス用吐出孔10から吐出する気泡の到達距離LHは、下記の(1)式で算出することができる。 This is because, by setting the pressure (discharge pressure) of the inert gas blown from the high-pressure gas discharge hole 10 to 8 kgf / cm 2 (784.5 kPa), the bubble of the blown inert gas is generally used. This is because it reaches about ½ of the radius of the ladle 2 having a large size and a wide area of the molten steel 3 is stirred. The arrival distance L H of the bubbles discharged from the low-pressure gas discharge hole 9 and the high-pressure gas discharge hole 10 can be calculated by the following equation (1).

H=3.7×dn×Fr 1/3・・・(1)
但し、(1)式において、LHは到達距離(m)、dnは吐出孔の直径(m)、Frは、フルード数(無次元)であり、下記の(2)式で算出される。
L H = 3.7 × d n × F r 1/3 (1)
However, in (1), L H the reach distance (m), the d n diameters of the discharge holes (m), F r is the Froude number (dimensionless) is calculated by the following equation (2) The

r=ρg×Vo 2/[dn×g×(ρL−ρg)]・・・(2)
但し、(2)式において、ρgは不活性ガスの密度(kg/m3)、ρLは溶鋼などの溶融金属の密度(kg/m3)、Vo 2は吐出孔からの不活性ガスの吐出流速(m/s)、gは重力加速度(m/s2)、dnは吐出孔の直径(m)である。
F r = ρ g × V o 2 / [d n × g × (ρ L −ρ g )] (2)
However, in the formula (2), ρ g is the density of inert gas (kg / m 3 ), ρ L is the density of molten metal such as molten steel (kg / m 3 ), and V o 2 is inert from the discharge hole. discharge flow rate of gas (m / s), g is gravitational acceleration (m / s 2), the d n is the diameter of the discharge hole (m).

また、低圧ガス用吐出孔9から吹き込む不活性ガスの圧力(吐出圧力)と高圧ガス用吐出孔10から吹き込む不活性ガスの圧力(吐出圧力)との圧力差を3kgf/cm2(294.2kPa)以上、望ましくは4kgf/cm2(392.3kPa)以上とすることが更に好ましい。このようにすることで、取鍋全体に不活性ガス気泡が到達し、溶鋼3の攪拌が促進される。 The pressure difference between the pressure of the inert gas blown from the low-pressure gas discharge hole 9 (discharge pressure) and the pressure of the inert gas blown from the high-pressure gas discharge hole 10 (discharge pressure) is 3 kgf / cm 2 (294.2 kPa). ), More preferably 4 kgf / cm 2 (392.3 kPa) or more. By doing in this way, an inert gas bubble reaches the whole ladle, and stirring of molten steel 3 is promoted.

低圧ガス用吐出孔9から吹き込む不活性ガスの圧力(吐出圧力)及び高圧ガス用吐出孔10から吹き込む不活性ガスの圧力(吐出圧力)の下限値は、下記の(3)式で算出される溶鋼などの溶融金属の静圧以上とすればよい。   The lower limit value of the pressure of the inert gas blown from the low-pressure gas discharge hole 9 (discharge pressure) and the pressure of the inert gas blown from the high-pressure gas discharge hole 10 (discharge pressure) are calculated by the following equation (3). What is necessary is just to make it more than the static pressure of molten metals, such as molten steel.

P=ρL×g×H・・・(3)
但し、(3)式において、Pは溶融金属の静圧(Pa)、ρLは溶鋼などの溶融金属の密度(kg/m3)、gは重力加速度(m/s2)、Hは溶融金属湯面位置から浸漬ランスの吐出孔(低圧ガス用吐出孔または高圧ガス用吐出孔)までの距離(m)である。
P = ρ L × g × H (3)
In Equation (3), P is the static pressure (Pa) of the molten metal, ρ L is the density of molten metal such as molten steel (kg / m 3 ), g is the acceleration of gravity (m / s 2 ), and H is the molten metal. The distance (m) from the position of the metal surface to the discharge hole of the immersion lance (discharge hole for low pressure gas or discharge hole for high pressure gas).

例えば、浸漬ランスの吐出孔と溶鋼湯面との距離が2.5mの場合は、溶鋼3の密度が7000kg/m3であるので、不活性ガスの吐出圧力を1.75kgf/cm2(171.6kPa)以上とすればよい。尚、高圧ガス用吐出孔10から吹き込む不活性ガスの圧力(吐出圧力)の上限値は、15kgf/cm2(1471.0kPa)程度とすればよい。 For example, when the distance between the discharge hole of the immersion lance and the molten steel surface is 2.5 m, since the density of the molten steel 3 is 7000 kg / m 3 , the discharge pressure of the inert gas is 1.75 kgf / cm 2 (171 .6 kPa) or more. The upper limit of the pressure (discharge pressure) of the inert gas blown from the high-pressure gas discharge hole 10 may be about 15 kgf / cm 2 (1471.0 kPa).

以上説明したように、本発明によれば、吹き込み圧力の異なるガスを浸漬ランス1から溶融金属中に吹き込むので、吹き込み圧力が相対的に高いガスは溶融金属中での気泡の水平方向への到達距離が大きく、吹き込み圧力が相対的に低いガスは、吹き込み圧力が相対的に高いガスによる攪拌領域の内側を攪拌し、これにより、溶融金属を広い範囲で攪拌することが可能となり、溶融金属中の介在物の浮上などが促進され、溶融金属を効率的に短時間で清浄化することが可能となる。   As described above, according to the present invention, gases having different blowing pressures are blown from the immersion lance 1 into the molten metal, so that the gas having a relatively high blowing pressure reaches the bubbles in the horizontal direction in the molten metal. A gas having a large distance and a relatively low blowing pressure stirs the inside of the agitation region with a gas having a relatively high blowing pressure, which makes it possible to stir the molten metal in a wide range. The floating of the inclusions is promoted, and the molten metal can be efficiently cleaned in a short time.

尚、本発明は上記説明の範囲に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記説明では、高圧と低圧との2種の不活性ガスを使用しているが、圧力が3種以上に制御された不活性ガスをそれぞれ独立して吹き込むことで、本発明を実施することができる。   In addition, this invention is not limited to the range of the said description, A various change is possible. For example, in the above description, two types of inert gas, high pressure and low pressure, are used, but the present invention is implemented by independently blowing inactive gases whose pressures are controlled to three or more. be able to.

図1に示す溶融金属の清浄化方法を採用して、取鍋内に収容された約300トンの溶鋼に清浄化処理を施した。処理対象の溶鋼は、炭素濃度が0.45質量%の炭素鋼であり、清浄化対象の介在物はAl23である。使用した取鍋の内径は4m、浸漬ランスの溶鋼湯面からの浸漬深さは2.5m、浸漬ランスからのアルゴンガス吹き込み流量は400NL/minである。ここで、「NL」はノルマルリットルである。使用した浸漬ランスは、低圧ガス用吐出孔の出口及び高圧ガス用吐出孔の出口をそれぞれ二カ所に有し、低圧ガス用吐出孔からの吹き込み圧力、つまり吐出圧力を6.5kgf/cm2(637.4kPa)、高圧ガス用吐出孔からの吹き込み圧力、つまり吐出圧力を9.5kgf/cm2(931.6kPa)とし、吹き込み流量はそれぞれ200NL/minとした(本発明例)。 By adopting the molten metal cleaning method shown in FIG. 1, about 300 tons of molten steel accommodated in the ladle was subjected to a cleaning process. The molten steel to be treated is carbon steel having a carbon concentration of 0.45% by mass, and the inclusion to be cleaned is Al 2 O 3 . The inner diameter of the ladle used was 4 m, the immersion depth of the immersion lance from the molten steel surface was 2.5 m, and the argon gas blowing flow rate from the immersion lance was 400 NL / min. Here, “NL” is normal liters. The used immersion lance has two outlets for the low-pressure gas discharge hole and two for the high-pressure gas discharge hole. The blowing pressure from the low-pressure gas discharge hole, that is, the discharge pressure is 6.5 kgf / cm 2 ( 637.4 kPa), the blowing pressure from the high-pressure gas discharge hole, that is, the discharge pressure was 9.5 kgf / cm 2 (931.6 kPa), and the blowing flow rate was 200 NL / min (invention example).

また比較のために、吐出孔の出口を放射状の四カ所とする浸漬ランスを使用し、吹き込み圧力、つまり吐出圧力を6.5kgf/cm2(637.4kPa)とし、アルゴンガス吹き込み流量を400NL/minとする条件でアルゴンガスを吹き込んで溶鋼を清浄化する方法(従来例)も実施した。 For comparison, an immersion lance having four radial outlets is used, the blowing pressure, that is, the discharge pressure is set to 6.5 kgf / cm 2 (637.4 kPa), and the argon gas blowing flow rate is set to 400 NL / A method (conventional example) of purging molten steel by blowing argon gas under the condition of min was also carried out.

本発明例と従来例とで、ガス吹き込み中での溶鋼中の全酸素濃度の推移を比較した。図3に、ガス吹き込み中での溶鋼中の全酸素濃度の推移を本発明例と従来例とで比較した結果を示す。ここで、全酸素とは、溶鋼中の溶存酸素と酸化物形態の酸素とを合計したものである。   The transition of the total oxygen concentration in the molten steel during gas blowing was compared between the inventive example and the conventional example. In FIG. 3, the result of having compared transition of the total oxygen concentration in the molten steel in gas blowing with the example of this invention and a prior art example is shown. Here, total oxygen is the sum of dissolved oxygen in molten steel and oxygen in the form of oxides.

図3に示すように、本発明を適用することで、従来例に比較して溶鋼中の全酸素濃度を迅速に低減できることが確認された。   As shown in FIG. 3, it was confirmed that by applying the present invention, the total oxygen concentration in the molten steel can be rapidly reduced as compared with the conventional example.

1 浸漬ランス
2 取鍋
3 溶鋼
4 スラグ
5 低圧ガス用供給管
6 高圧ガス用供給管
7 低圧ガス用流路
8 高圧ガス用流路
9 低圧ガス用吐出孔
10 高圧ガス用吐出孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Immersion lance 2 Ladle 3 Molten steel 4 Slag 5 Low pressure gas supply pipe 6 High pressure gas supply pipe 7 Low pressure gas flow path 8 High pressure gas flow path 9 Low pressure gas discharge hole 10 High pressure gas discharge hole

Claims (4)

取鍋に収容された溶融金属に浸漬ランスを浸漬し、浸漬ランスの吐出孔から溶融金属中にガスを吹き込んで溶融金属を攪拌する溶融金属の清浄化方法において、全ての前記吐出孔の断面積を同一として、前記吐出孔からの吹き込み圧力が異なるガスを、吹き込み圧力が高い方のガスの吹き込み位置を、吹き込み圧力が低い方のガスの吹き込み位置よりも浸漬ランスの鉛直方向下方の位置として、前記浸漬ランスから吹き込むことを特徴とする、溶融金属の清浄化方法。 In the molten metal cleaning method, in which the immersion lance is immersed in the molten metal accommodated in the ladle, the gas is blown into the molten metal from the discharge hole of the immersion lance, and the molten metal is stirred , the cross-sectional area of all the discharge holes , The gas blowing position from the discharge hole is different , the gas blowing position of the higher blowing pressure, the position of the lower dip of the immersion lance than the gas blowing position of the lower blowing pressure, A method for cleaning molten metal, characterized by blowing from the immersion lance. 前記吹き込み圧力を2種とし、一方の吹き込み圧力を8kgf/cm2(784.5kPa)未満とし、他方の吹き込み圧力を8kgf/cm2(784.5kPa)以上とすることを特徴とする、請求項1に記載の溶融金属の清浄化方法。 The said blowing pressure is made into 2 types, One blowing pressure shall be less than 8 kgf / cm < 2 > (784.5 kPa), and the other blowing pressure shall be 8 kgf / cm < 2 > (784.5 kPa) or more, It is characterized by the above-mentioned. 2. The method for cleaning molten metal according to 1. 前記溶融金属は、溶鋼であり、且つ、前記ガスは、同一組成の不活性ガスであることを特徴とする、請求項1または請求項に記載の溶融金属の清浄化方法。 The method for cleaning a molten metal according to claim 1 or 2 , wherein the molten metal is molten steel, and the gas is an inert gas having the same composition. 溶融金属中にガスを吹き込んで溶融金属を清浄化するガス吹き込み用浸漬ランスであって、該浸漬ランス内部に、吹き込み圧力の異なるガスをとおすための独立した複数の流路を有し、前記流路に、それぞれ2個以上の吐出孔が、各流路に備えられた全ての吐出孔の断面積を同一として前記浸漬ランスの側面に設けられ、且つ、吹き込み圧力が高い方のガスの吐出孔が、吹き込み圧力が低い方のガスの吐出孔よりも、前記浸漬ランスの鉛直方向下方の位置に設置されていることを特徴とするガス吹き込み用浸漬ランス。 An immersion lance for gas blowing that blows gas into the molten metal to clean the molten metal, and has a plurality of independent flow paths for passing gases having different blowing pressures inside the immersion lance. Two or more discharge holes are provided on the side surface of the immersion lance with the same cross-sectional area of all of the discharge holes provided in each flow path, and the gas discharge holes having a higher blowing pressure However, the immersion lance for gas blowing is characterized in that it is installed at a position below the immersion lance in the vertical direction with respect to the gas discharge hole having a lower blowing pressure .
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