JP6547734B2 - Method of manufacturing low-sulfur steel - Google Patents

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

本発明は、RH真空脱ガス装置などの真空精錬炉で溶鋼に脱硫処理を施して低硫鋼を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing low-sulfur steel by desulfurizing molten steel in a vacuum smelting furnace such as an RH vacuum degassing apparatus.

近年、鋼の高付加価値化や鉄鋼材料の使用用途拡大などに伴う材料特性向上のために、不純物の少ない高純度鋼溶製の要求が増加している。特に、鉄鋼材料の靭性を害する元素である硫黄(S)の含有量が少ない低硫鋼の要求が高い。硫黄含有量の少ない鋼は、脱硫効率の高い溶銑段階で脱硫処理を行い、その後、この溶銑を転炉で脱炭処理して製造される。但し、溶銑段階で硫黄を低減しても転炉での精錬中に硫黄がピックアップするので、例えば、硫黄含有量の規格値が0.0030質量%以下の低硫鋼は、溶銑段階の脱硫処理だけでは安定して製造することが困難である。そこで、高級電磁鋼板やラインパイプ用鋼材などの低硫鋼の製造の際には、転炉での精錬後に、取鍋精錬炉を用いて溶鋼段階でも脱硫処理が行われてきた。   In recent years, there has been an increasing demand for high-purity steel melts containing few impurities in order to improve material properties accompanying high added value of steel and expanded usage of steel materials. In particular, there is a high demand for low-sulfur steel having a low content of sulfur (S), which is an element that impairs the toughness of steel materials. A steel having a low sulfur content is produced by desulfurization treatment in a hot metal stage with high desulfurization efficiency, and then decarburizing this hot metal in a converter. However, even if sulfur is reduced in the hot metal stage, sulfur is picked up during refining in the converter. For example, low-sulfur steel with a sulfur content standard value of 0.0030% by mass or less is desulfurized in the hot metal stage. It is difficult to produce with stability alone. Therefore, in the production of low-sulfur steel such as high-grade electrical steel sheet and steel for line pipes, desulfurization treatment has been performed even at the molten steel stage using a ladle smelting furnace after refining in a converter.

しかし、取鍋精錬炉は減圧下での精錬機能を有しておらず、脱水素や脱窒素などの脱ガス処理が必要な場合には、取鍋精錬炉とRH真空脱ガス装置などの真空精錬炉との双方で精錬しなければならない。これにより、溶鋼温度の低下、作業能率の低下及び出鋼から鋳造までのリードタイムの延長などの操業上の問題のみならず、2つの二次精錬炉が必要であるという設備上の問題も生じる。そこで、二次精錬炉の統合と二次精錬工程の簡略化とを目的として、RH真空脱ガス装置などの真空精錬炉で脱硫処理する方法が行われるようになった。   However, if the ladle refining furnace does not have a refining function under reduced pressure and degassing treatment such as dehydrogenation or denitrification is required, vacuum such as ladle refining furnace and RH vacuum degassing device It must be refined with both refining furnaces. As a result, not only operation problems such as a decrease in molten steel temperature, a decrease in working efficiency and an increase in lead time from tapping to casting but also an installation problem that two secondary smelting furnaces are required . Therefore, for the purpose of integration of the secondary refining furnace and simplification of the secondary refining process, a method of desulfurizing treatment in a vacuum refining furnace such as an RH vacuum degassing apparatus has come to be performed.

RH真空脱ガス装置での脱硫処理方法は、真空槽に設けられた原料投入口から、脱硫剤を真空槽内の溶鋼上に投入し、溶鋼と脱硫剤とを攪拌する方法が一般的であったが、投入した脱硫剤が排気系へ吸引されるなどの影響により、脱硫剤の歩留まりが悪いという欠点があった。脱硫剤の粒径を大きくすれば、脱硫剤の排気系への吸引は防止できるが、脱硫反応界面積の低下を招き、反応効率の面からは不利となる。   The desulfurization treatment method with RH vacuum degassing apparatus is generally a method of introducing a desulfurization agent onto molten steel in a vacuum tank from a raw material inlet provided in the vacuum tank and stirring the molten steel and the desulfurization agent However, there is a disadvantage that the desulfurization agent yield is poor due to the influence of the desulfurization agent that has been input being sucked into the exhaust system. If the particle size of the desulfurizing agent is increased, suction of the desulfurizing agent into the exhaust system can be prevented, but the desulfurization reaction interface area is reduced, which is disadvantageous in terms of reaction efficiency.

そこで、真空精錬炉での溶鋼の脱硫処理において、脱硫剤の添加歩留まりを高め、溶鋼を効率的に脱硫することを目的として、多数の提案がなされている。   Therefore, in the desulfurization treatment of molten steel in a vacuum smelting furnace, a number of proposals have been made for the purpose of enhancing the addition yield of the desulfurizing agent and efficiently desulfurizing the molten steel.

特許文献1には、RH真空脱ガス装置の真空槽下部の溶鋼浴面下に設けた脱硫剤吹き込み羽口を介して粉体脱硫剤を搬送用ガスとともに溶鋼中に吹き込む方法が提案されている。しかしながら、特許文献1に提案される方法では、吹き込み羽口は消耗品であり、且つ、吹き込み羽口の保守・点検が必要であり、これらによって製造コストが嵩むのみならず、搬送用ガスの吹き込みによる溶鋼温度の低下が問題となる。また、脱硫剤の吹き込みを行わない期間も、脱硫剤吹き込み羽口に溶鋼が浸入して閉塞しないようにするために、希ガスを流す必要があり、希ガスの消費に伴う製造コストの上昇や、真空槽内の真空度が低下するなどの問題がある。   Patent Document 1 proposes a method of blowing a powder desulfurization agent into molten steel together with a carrier gas through a desulfurization agent injection tuyere provided below the surface of the molten steel in the lower part of the vacuum tank of the RH vacuum degassing apparatus. . However, in the method proposed in Patent Document 1, the blow-in tuyere is a consumable item, and maintenance and inspection of the blow-in tuyere are necessary, which not only increases the manufacturing cost but also blows the carrier gas. The decrease in molten steel temperature due to In addition, during periods when the desulfurization agent is not blown in, it is necessary to flow a rare gas in order to prevent the molten steel from infiltrating and clogging the desulfurization agent blowing tuyere. And the degree of vacuum in the vacuum chamber is reduced.

特許文献2には、RH真空脱ガス装置の真空槽に設置した上吹きランスから脱硫剤を搬送用ガスとともに真空槽内の溶鋼に吹き付けて溶鋼を脱硫する方法(固体物質を搬送用ガスとともに浴面に吹き付けることを「投射」ともいう)が提案されている。特許文献2のように、上吹きランスから脱硫剤を溶鋼に吹き付けて行う脱硫処理では、通常、脱硫剤の滓化を促進させるために、CaO−CaF系脱硫剤が使用されている。しかしながら、CaFを含有する脱硫剤を使用すると、フッ素(F)の溶出という環境上の問題から、生成した脱硫スラグの処理コストが嵩むという問題があり、また、脱硫剤中のCaFによって、取鍋や真空槽の内壁、及び、浸漬管の著しい溶損が発生し、耐火物コストの上昇という問題がある。 Patent Document 2 discloses a method of desulfurizing molten steel by spraying a desulfurizing agent from an upper blowing lance installed in a vacuum tank of an RH vacuum degassing device with a carrier gas onto the molten steel in the vacuum tank (a solid substance is bathed with a carrier gas Spraying on a surface is also called "projection"). As in Patent Document 2, in the desulfurization treatment performed by spraying a desulfurizing agent from the upper-blown lance onto molten steel, a CaO-CaF 2 -based desulfurizing agent is usually used in order to promote the degradation of the desulfurizing agent. However, when using a desulfurizing agent containing CaF 2 , there is a problem that the processing cost of the generated desulfurizing slag is increased due to the environmental problem of elution of fluorine (F), and by CaF 2 in the desulfurizing agent, There is a problem that significant melting damage occurs in the inner wall of the ladle and the vacuum tank, and the dip tube, and the cost of the refractory increases.

特許文献3には、CaO含有量が60質量%以上、Al含有量が5〜40%で、フッ素を含有しないCaO−Al系脱硫剤が提案されている。CaO−Al系脱硫剤を使用することで耐火物の著しい溶損は防止されるが、Al含有量が5〜40%の範囲ではCaO−Al系脱硫剤の融点は高く、添加したCaO−Al系脱硫剤の滓化速度は遅く、効率的な脱硫はできない。溶鋼温度で迅速に滓化させるためには、CaO−Al系脱硫剤に事前溶融処理(プリメルト処理)を施す必要があるが、特許文献3は、CaO−Al系脱硫剤に対して事前溶融処理を行っていない。 Patent Document 3 proposes a fluorine-free CaO-Al 2 O 3 -based desulfurizing agent having a CaO content of 60% by mass or more and an Al 2 O 3 content of 5 to 40%. By using the CaO-Al 2 O 3 desulfurization agent, remarkable erosion of the refractory is prevented, but in the range of 5 to 40% of the Al 2 O 3 content, the CaO-Al 2 O 3 desulfurization agent is used. The melting point is high, the rate of aging of the added CaO-Al 2 O 3 -based desulfurization agent is slow, and efficient desulfurization can not be performed. Although it is necessary to perform pre-melting treatment (pre-melt treatment) on the CaO-Al 2 O 3 -based desulfurization agent in order to rapidly cool at the molten steel temperature, Patent Document 3 describes the CaO-Al 2 O 3 -based desulfurization agent Has not been pre-melted.

特許文献4及び特許文献5には、RH真空脱ガス装置の真空槽に設置した上吹きランスから、脱硫剤、燃料ガス、酸素ガスを真空槽内の溶鋼浴面に向けて吹き付け、燃料ガスの燃焼によって上吹きランスの先端下方に形成されるバーナー火炎で脱硫剤を加熱または溶融し、加熱または溶融した脱硫剤で溶鋼を脱硫処理する方法が提案されている。バーナー火炎で脱硫剤を加熱または溶融することで、脱硫反応が促進され、且つ、溶鋼温度の低下が防止される。   According to Patent Document 4 and Patent Document 5, the desulfurizing agent, the fuel gas and the oxygen gas are sprayed toward the molten steel bath surface in the vacuum chamber from the upper blowing lance installed in the vacuum chamber of the RH vacuum degassing device, A method has been proposed in which a desulfurizing agent is heated or melted by a burner flame formed below the tip of the top-blowing lance by combustion, and desulfurizing treatment of molten steel with the heated or melted desulfurizing agent. By heating or melting the desulfurizing agent with the burner flame, the desulfurization reaction is promoted and a decrease in the molten steel temperature is prevented.

ところで、溶鋼の脱硫処理は、下記の(5)式の反応で進行する。この反応は酸素(O)と硫黄(S)との置換反応であり、溶鋼中の酸素含有量が増加すると、(5)式に示す脱硫反応は停滞する。   By the way, the desulfurization process of molten steel progresses by the reaction of following (5) Formula. This reaction is a substitution reaction of oxygen (O) and sulfur (S), and the desulfurization reaction shown in the equation (5) stagnates when the oxygen content in the molten steel increases.

CaO+S→CaS+O …(5)
真空槽内にバーナー火炎を形成する場合には、燃料ガスの燃焼用に供給している酸素ガスのうちの一部や、燃料ガスの燃焼によって生成するCOやHOなどの酸化性ガスが溶鋼浴面に到達し、溶鋼中の酸素含有量を低下するために添加された溶鋼中のアルミニウム(Al)と反応してアルミニウム酸化物(Al)を生成する。即ち、真空槽内にバーナー火炎を形成する場合には、アルミニウムの添加量に見合う、溶鋼中アルミニウム含有量の増加は達成できない。そのために、アルミニウムの添加による、溶鋼中酸素含有量を低減する効果が低減し、溶鋼中の酸素含有量が増加し、つまり、溶鋼中酸素の活量が上昇して、(5)式に示す脱硫反応が停滞する。また、酸化性ガスとの反応によって生成するAlによって、溶鋼の清浄性が低下するという問題もある。
CaO + S → CaS + O (5)
When forming a burner flame in a vacuum tank, oxidizing gas such as CO 2 or H 2 O generated by combustion of a part of oxygen gas supplied for combustion of fuel gas, or fuel gas Reaches the bath surface and reacts with aluminum (Al) in the molten steel added to reduce the oxygen content in the molten steel to form aluminum oxide (Al 2 O 3 ). That is, in the case of forming a burner flame in the vacuum chamber, an increase in the aluminum content in molten steel can not be achieved in proportion to the added amount of aluminum. Therefore, the effect of reducing the oxygen content in the molten steel by the addition of aluminum is reduced, and the oxygen content in the molten steel is increased, that is, the activity of oxygen in the molten steel is increased, as shown in equation (5) Desulfurization reaction stagnates. Further, the Al 2 O 3 generated by reaction of an oxidizing gas, cleanliness of molten steel is also lowered.

特許文献6には、取鍋内のスラグによる脱硫処理後の復硫(復硫とは、脱硫反応によって形成したCaSが酸化されてCaOになり、溶鋼中硫黄濃度が上昇する現象である)を防止するために、RH真空脱ガス装置での溶鋼の脱硫処理において、脱硫剤を添加した後、環流する溶鋼中もしくは取鍋内溶鋼中またはこの両方に、MgO、Al、CaO、ZrOのうちの1種類以上から構成され、融点が脱硫処理温度以上である粉体状のフラックスを添加し、取鍋内スラグ層の下部に当該フラックス層を形成させ、脱硫処理後の溶鋼と取鍋内スラグとの接触を妨げる方法が提案されている。 In Patent Document 6, resulfurization after desulfurization treatment with slag in a ladle (resulfurization is a phenomenon in which CaS formed by the desulfurization reaction is oxidized to CaO and the sulfur concentration in molten steel increases) is disclosed. In order to prevent the desulfurization of the molten steel in the RH vacuum degassing apparatus, after adding the desulfurizing agent, MgO, Al 2 O 3 , CaO, or ZrO is added to the circulating molten steel or ladle or both. A powdery flux consisting of one or more of 2 and having a melting point equal to or higher than the desulfurization treatment temperature is added, the flux layer is formed under the slag layer in the ladle, and the molten steel after desulfurization treatment is Methods have been proposed to prevent contact with in-pan slag.

特許文献6は、スラグ中のFeO濃度とMnO濃度との和が5質量%を超えると復硫が著しくなることを開示しているが、バーナー火炎で加熱または溶融した脱硫剤を吹き付けて溶鋼を脱硫処理する場合に、どの程度の燃焼用酸素ガスを供給すると、復硫が著しくなるかは、特許文献6からは推定することができない。   Patent Document 6 discloses that if the sum of the FeO concentration and the MnO concentration in the slag exceeds 5% by mass, resulfurization becomes remarkable, but a burner flame is sprayed with a heated or melted desulfurizing agent to melt the molten steel. From the Patent Document 6, it can not be estimated from what amount of combustion oxygen gas is supplied when desulfurizing treatment that re-curing becomes remarkable.

特開昭61−130413号公報JP-A-61-130413 特開平5−311231号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 5-311231 特開2003−129122号公報JP 2003-129122 A 特開平7−41826号公報JP-A-7-41826 特開2012−172213号公報JP, 2012-172213, A 特開平7−224318号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-224318

特許文献4、5に提案されるように、RH真空脱ガス装置などの真空精錬炉の真空槽に設置した上吹きランスの先端下方にバーナー火炎を形成させ、このバーナー火炎で脱硫剤を加熱または溶融し、加熱または溶融した脱硫剤を投射して溶鋼を脱硫処理することで、溶鋼温度の低下を抑制すると同時に、効率的な脱硫処理が可能となったが、高効率の脱硫率を得るための最適なアルミニウム添加量や、燃焼用酸素ガスなどによって溶鋼中に大量のAlが生成した場合の溶鋼の清浄性を確保するための手段については、未だ明らかにされていない。 As proposed in Patent Documents 4 and 5, a burner flame is formed below the tip of the upper blowing lance installed in the vacuum tank of a vacuum smelting furnace such as an RH vacuum degassing apparatus, and the burner flame heats the desulfurizing agent or By desulfurizing the molten steel by projecting the molten desulfurizing agent by melting, heating or melting, efficient desulfurization processing became possible at the same time as suppressing the lowering of the molten steel temperature, but to obtain a highly efficient desulfurization rate It has not been clarified yet about means for securing the cleanliness of the molten steel when a large amount of Al 2 O 3 is formed in the molten steel due to the optimum aluminum addition amount in the above and oxygen gas for combustion.

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、真空精錬炉の真空槽に設置した上吹きランスの先端下方にバーナー火炎を形成させ、このバーナー火炎で脱硫剤を加熱または溶融し、加熱または溶融した脱硫剤を溶鋼浴面に吹き付けて溶鋼を脱硫処理して低硫鋼を製造するにあたり、高い脱硫率で脱硫処理することができ、且つ、酸化物系非金属介在物(以下、単に「介在物」とも記す)の少ない、清浄性の高い溶鋼を製造することのできる、低硫鋼の製造方法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 of the present invention is to form a burner flame below the tip of the upper blowing lance installed in the vacuum tank of a vacuum smelting furnace, and heat the desulfurizing agent with this burner flame. Or when desulfurizing the molten steel by spraying molten, heated or molten desulfurizing agent on the bath surface of molten steel to produce low-sulfur steel, desulfurization can be performed at a high desulfurization rate, and oxide-based nonmetal intercalation It is an object of the present invention to provide a method for producing a low-sulfur steel which can produce a highly clean liquid steel having few substances (hereinafter, also simply referred to as "inclusions").

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]脱炭処理によって生成された転炉内の溶鋼を、転炉から取鍋へ出鋼する際に、下記の(1)式を満足する範囲でアルミニウムを取鍋内に添加して溶鋼を脱酸処理し、
その後、前記溶鋼を収容する取鍋を真空精錬炉に搬送し、該真空精錬炉の真空槽に設置された上吹きランスの先端下方にバーナー火炎を形成し、該バーナー火炎でCaO−Al系プリメルト脱硫剤を加熱しながら、前記上吹きランスからCaO−Al系プリメルト脱硫剤を搬送用ガスとともに真空槽内の溶鋼浴面に向けて吹き付けて溶鋼を脱硫処理し、
前記真空精錬炉での前記溶鋼の処理終了後、前記真空精錬炉での処理終了から次工程の連続鋳造設備での連続鋳造開始までの期間で、脱硫処理された前記溶鋼を収容する取鍋を10分間以上にわたって静置し(静置とは、取鍋内に収容した溶鋼を強制的に撹拌することを行わずに取鍋を静止すること)、その後、取鍋内の溶鋼の連続鋳造を開始することを特徴とする、低硫鋼の製造方法。
0.0011×aof+10×[%Al]LL+0.05≦WLD-Al≦0.0011×aof+10×[%Al]LL+1.30 …(1)
但し、(1)式において、aofは、転炉脱炭処理終点での溶鋼中酸素含有量(質量ppm)、[%Al]LLは、製造対象の低硫鋼から製造される鉄鋼製品のアルミニウム含有量規格値の下限値(質量%)、WLD-Alは、出鋼時の溶鋼へのアルミニウム添加量(kg/t)である。
[2]転炉から取鍋への出鋼後、溶鋼を収容する取鍋内のスラグ上に、下記の(2)式を満足する範囲でスラグ還元用のアルミニウムを添加するとともに、下記の(3)式を満足する範囲でスラグ成分改質用の生石灰を添加することを特徴とする、上記[1]に記載の低硫鋼の製造方法。
0.12×ln(aof)−0.5≦Wslag-Al≦0.12×ln(aof)−0.2 …(2)
0.0031×aof+1.5≦Wslag-CaO≦0.0031×aof+2.2 …(3)
但し、(2)式及び(3)式において、aofは、転炉脱炭処理終点での溶鋼中酸素含有量(質量ppm)、Wslag-Alは、スラグ還元用のアルミニウムの添加量(kg/t)、Wslag-CaOは、スラグ成分改質用の生石灰の添加量(kg/t)である。
[3]前記バーナー火炎は、燃料ガスを酸素ガスで燃焼させて形成される火炎であり、バーナー火炎を形成する前記酸素ガスの供給量が0.5Nm/t以上の場合は、脱硫処理が終了した後に、石灰含有副原料を下記の(4)式を満足する範囲で真空槽内の溶鋼に添加することを特徴とする、上記[1]または上記[2]に記載の低硫鋼の製造方法。
0.3≦WRH-CaO×XCaO≦1.5 …(4)
但し、(4)式において、WRH-CaOは、石灰含有副原料の添加量(kg/t)、XCaOは、石灰含有副原料のCaO含有量比率(−)である。
The gist of the present invention for solving the above-mentioned subject is as follows.
[1] When the molten steel in the converter produced by the decarburizing treatment is discharged from the converter to the ladle, aluminum is added to the ladle within the range satisfying the following equation (1) to make the molten steel Deacidified,
Thereafter, the ladle containing the molten steel is conveyed to a vacuum smelting furnace, and a burner flame is formed below the tip of the upper blowing lance installed in the vacuum tank of the vacuum smelting furnace, and the burner flame generates CaO-Al 2 O While heating the 3- system pre-melt desulfurization agent, the CaO-Al 2 O 3 -based pre-melt desulfurization agent is sprayed onto the molten steel bath surface in the vacuum tank together with the transport gas from the upper blowing lance to desulfurize the molten steel,
After the processing of the molten steel in the vacuum smelting furnace is completed, a ladle containing the molten steel desulfurized by the period from the end of the processing in the vacuum smelting furnace to the start of continuous casting in the continuous casting facility of the next step Let stand for 10 minutes or more (stationary means making the ladle stand without forcibly stirring the molten steel contained in the ladle), and then perform continuous casting of the molten steel in the ladle A method for producing low-sulfur steel, characterized by starting.
0.0011 × a of + 10 × [% Al] LL + 0.05 ≦ W LD −Al ≦ 0.0011 × a of + 10 × [% Al] LL +1.30 (1)
However, in the equation (1), a of represents the oxygen content in molten steel (mass ppm) at the end point of converter decarburization treatment, and [% Al] LL is a steel product manufactured from low-sulfur steel to be manufactured The lower limit value (mass%) of the aluminum content specification value, W LD -Al is the amount of added aluminum (kg / t) to the molten steel at the time of tapping.
[2] After tapping the steel from the converter to the ladle, add aluminum for slag reduction within the range satisfying the following equation (2) onto the slag in the ladle containing the molten steel, and 3) The method for producing low-sulfur steel according to the above-mentioned [1], characterized in that quick lime for reforming the slag component is added in a range satisfying the formula.
0.12 × ln (a of ) −0.5 ≦ Wslag−Al ≦ 0.12 × ln (a of ) −0.2 (2)
0.0031 × a of + 1.5 ≦ W ≦ slag-CaO ≦ 0.0031 × a of +2.2 (3)
However, in the equations (2) and (3), a of is the oxygen content in molten steel (mass ppm) at the end point of converter decarburization treatment, W slag-Al is the addition amount of aluminum for slag reduction ( kg / t), Wslag-CaO is the addition amount (kg / t) of quick lime for slag component modification.
[3] The burner flame is a flame formed by burning a fuel gas with oxygen gas, and the desulfurization treatment is performed when the supply amount of the oxygen gas forming the burner flame is 0.5 Nm 3 / t or more. After completion, the lime-containing auxiliary material is added to the molten steel in the vacuum tank in the range satisfying the following equation (4), the low-sulfur steel according to the above [1] or [2] Production method.
0.3 ≦ W RH−CaO × X CaO ≦ 1.5 (4)
However, in the formula (4), W RH-CaO is the addition amount (kg / t) of the lime-containing auxiliary material, and X CaO is the CaO content ratio (-) of the lime-containing auxiliary material.

本発明によれば、CaO−Al系プリメルト脱硫剤を、真空槽の頂部に設けた上吹きランスの先端下方に形成させたバーナー火炎で加熱しながら真空槽内の溶鋼に吹き付けて溶鋼の脱硫処理を行うにあたり、転炉出鋼後に適切な量のアルミニウムを添加して、溶鋼中のアルミニウム含有量を高く保持し且つ溶鋼中の酸素活量の上昇を抑制するので、脱硫反応の進行が促進されて低硫鋼を安定して製造することができる。また、脱硫処理後、脱硫処理した溶鋼を収容する取鍋を10分間以上にわたって静置(静置とは、取鍋内に収容した溶鋼を強制的に撹拌することを行わずに取鍋を静止すること)し、その後、取鍋内の溶鋼を連続鋳造するので、バーナー火炎によって生成する溶鋼中のAlを十分にスラグ中に浮上させることができ、これにより、酸化物系非金属介在物が少なく、清浄度の高い低硫鋼を安定して溶製することができる。 According to the present invention, the CaO-Al 2 O 3 -based pre-melt desulfurizing agent is sprayed onto the molten steel in the vacuum tank while heated by the burner flame formed below the tip of the upper blowing lance provided at the top of the vacuum tank In the desulfurization treatment of steel, an appropriate amount of aluminum is added after converter steel removal to keep the aluminum content in the molten steel high and to suppress the increase in oxygen activity in the molten steel, so the progress of the desulfurization reaction Is promoted to stably produce low-sulfur steel. In addition, after the desulfurization treatment, the ladle containing the desulfurized molten steel is allowed to stand for 10 minutes or more (stationization means that the ladle can be stopped without forcibly stirring the molten steel contained in the ladle. Then, since the molten steel in the ladle is continuously cast, Al 2 O 3 in the molten steel generated by the burner flame can be sufficiently floated in the slag, thereby making the oxide-based nonmetal It is possible to stably melt low-sulfur steel having a high degree of cleanliness with few inclusions.

本発明を実施する際に用いるRH真空脱ガス装置の1例の概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of one example of RH vacuum degassing apparatus used when implementing this invention.

以下、本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described.

高炉から出銑された溶銑を、溶銑鍋やトーピードカーなどの保持容器や搬送容器で受銑し、受銑した溶銑を、脱炭処理を行う製鋼工程に搬送する。この搬送の途中で、溶銑には、通常、脱硫処理や脱燐処理などの溶銑予備処理が施されており、本発明は、鉄鋼製品の硫黄含有量の規格値が0.0030質量%以下の低硫鋼を対象としていることから、溶銑に対して脱硫処理を実施することが必須である。この溶銑を転炉に装入し、装入した溶銑を酸素吹錬して脱炭処理する。脱炭処理後、溶銑が脱炭処理されて生成した転炉内の溶鋼を取鍋に出鋼する。   The hot metal discharged from the blast furnace is received by a holding container or a transfer container such as a hot metal pot or torpedo car, and the received hot metal is transferred to a steel making process for decarburizing treatment. During this transportation, the hot metal is usually subjected to a hot metal pretreatment such as desulfurization and dephosphorization, and the present invention has a specification value of the sulfur content of the steel product of 0.0030 mass% or less From the viewpoint of low sulfur steel, it is essential to carry out desulfurization treatment on hot metal. The molten metal is charged into a converter, and the charged molten metal is deoxidized by oxygen blowing. After the decarburization treatment, the molten steel in the converter is decarburized and the molten steel in the converter is discharged to a ladle.

転炉から取鍋への出鋼時、溶鋼成分調整用のマンガン系合金鉄やフェロシリコン合金鉄、及び、溶鋼を脱酸処理するためのアルミニウムを取鍋内に添加する。マンガン系合金鉄やフェロシリコン合金鉄の添加によって溶鋼中に形成されるSiOやMnOの生成量を軽減するために、アルミニウムの添加後に、つまり、溶鋼をアルミニウムで脱酸処理して溶存酸素を低減した後に、マンガン系合金鉄やフェロシリコン合金鉄を添加することが好ましい。また、アルミニウムの添加量は、溶鋼中の酸素を除去し、鉄鋼製品のアルミニウム含有量規格値の下限値を確保し、且つ、効率的な脱硫処理を行うために、下記の(1)式を満足する範囲内とする必要がある。 At the time of tapping from the converter to the ladle, a manganese-based alloy iron or ferrosilicon alloy iron for adjusting the molten steel component and aluminum for deoxidizing the molten steel are added to the ladle. In order to reduce the amount of SiO 2 and MnO formed in the molten steel by the addition of manganese-based alloy iron and ferrosilicon alloy iron, after the addition of aluminum, that is, the molten steel is deoxidized with aluminum to dissolve oxygen After reduction, it is preferable to add manganese-based alloy iron or ferrosilicon alloy iron. In addition, the amount of added aluminum removes oxygen in the molten steel, secures the lower limit value of the aluminum content standard value of the steel product, and performs the desulfurization treatment efficiently, the following equation (1) is It should be within the range of satisfaction.

0.0011×aof+10×[%Al]LL+0.05≦WLD-Al≦0.0011×aof+10×[%Al]LL+1.30 …(1)
但し、(1)式において、aofは、転炉脱炭処理終点での溶鋼中酸素含有量(質量ppm)、[%Al]LLは、製造対象の低硫鋼から製造される鉄鋼製品のアルミニウム含有量規格値の下限値(質量%)、WLD-Alは、出鋼時の溶鋼へのアルミニウム添加量(kg/t)である。添加するアルミニウムが金属アルミニウムの場合は、金属アルミニウムの添加量をWLD-Alの範囲とすればよく、添加するアルミニウムがAl−Fe合金のようなアルミニウム含有合金の場合は、アルミニウム含有合金のアルミニウム純分の添加量がWLD-Alの範囲となるようにすればよい。ここで「kg/t」とは、溶鋼1トンあたりの添加量(kg)を表している。
0.0011 × a of + 10 × [% Al] LL + 0.05 ≦ W LD −Al ≦ 0.0011 × a of + 10 × [% Al] LL +1.30 (1)
However, in the equation (1), a of represents the oxygen content in molten steel (mass ppm) at the end point of converter decarburization treatment, and [% Al] LL is a steel product manufactured from low-sulfur steel to be manufactured The lower limit value (mass%) of the aluminum content specification value, W LD -Al is the amount of added aluminum (kg / t) to the molten steel at the time of tapping. When the aluminum to be added is metal aluminum, the addition amount of metal aluminum may be in the range of W LD-Al , and when the aluminum to be added is an aluminum-containing alloy such as an Al-Fe alloy, the aluminum of the aluminum-containing alloy The addition amount of the pure portion may be in the range of W LD -Al. Here, "kg / t" represents the added amount (kg) per ton of molten steel.

また、転炉での脱炭処理時に生成した転炉内のスラグ(「転炉スラグ」という)が、出鋼時に溶鋼に混入して取鍋に排出され、出鋼後の取鍋内には、不可避的に転炉スラグが溶鋼上に存在する。転炉スラグはFeOやMnOを多量に含有しており、このFeOやMnOが溶鋼中のアルミニウムと反応して、溶鋼中にAlを形成し、生成したAlが溶鋼の清浄性を劣化させるので、これを防止するために、取鍋内のスラグ上にアルミニウムやアルミニウムドロスなどの脱酸剤を添加して転炉スラグを還元すること、及び、取鍋内のスラグ上に生石灰(CaO)を添加して、転炉スラグの塩基度(質量%CaO/質量%SiO)を高め、且つ、転炉スラグ中のFeO及びMnOを希釈することが好ましい。この生石灰は、スラグ成分改質用の生石灰という。 In addition, the slag in the converter (referred to as "converter slag") generated at the time of decarburization treatment at the converter is mixed with the molten steel at the time of tapping steel and discharged to the ladle, and it is contained in the ladle after tapping steel. Inevitably, converter slag is present on the molten steel. Converter slag is contained a large amount of FeO and MnO, the FeO and MnO reacts with aluminum in the molten steel, clean Al 2 O 3 is formed in the molten steel, is generated Al 2 O 3 of the molten steel The converter slag is reduced by adding a deoxidizing agent such as aluminum or aluminum dross on the slag in the ladle to reduce the corrosion property, and on the slag in the ladle. It is preferable to add quick lime (CaO) to increase the basicity (mass% CaO / mass% SiO 2 ) of the converter slag and to dilute FeO and MnO in the converter slag. This quicklime is referred to as quicklime for reforming the slag component.

スラグ還元用のアルミニウムの添加量は、下記の(2)式を満足する範囲内とすることが好ましく、また、スラグ成分改質用の生石灰の添加量は、下記の(3)式を満足する範囲内とすることが好ましい。   The addition amount of aluminum for slag reduction is preferably in the range satisfying the following equation (2), and the addition amount of quick lime for reforming the slag component satisfies the following equation (3) It is preferable to be in the range.

0.12×ln(aof)−0.5≦Wslag-Al≦0.12×ln(aof)−0.2 …(2)
0.0031×aof+1.5≦Wslag-CaO≦0.0031×aof+2.2 …(3)
但し、(2)式及び(3)式において、aofは、転炉脱炭処理終点での溶鋼中酸素含有量(質量ppm)、Wslag-Alは、スラグ還元用のアルミニウムの添加量(kg/t)、Wslag-CaOは、スラグ成分改質用の生石灰の添加量(kg/t)である。尚、スラグ還元用のアルミニウム源としてアルミニウムドロスを使用する場合には、アルミニウムドロス中のアルミニウム純分が(2)式の範囲を満足するように、アルミニウムドロスのアルミニウム純分に応じて添加する。
0.12 × ln (a of ) −0.5 ≦ Wslag−Al ≦ 0.12 × ln (a of ) −0.2 (2)
0.0031 × a of + 1.5 ≦ W ≦ slag-CaO ≦ 0.0031 × a of +2.2 (3)
However, in the equations (2) and (3), a of is the oxygen content in molten steel (mass ppm) at the end point of converter decarburization treatment, W slag-Al is the addition amount of aluminum for slag reduction ( kg / t), Wslag-CaO is the addition amount (kg / t) of quick lime for slag component modification. In addition, when using aluminum dross as an aluminum source for slag reduction, it is added according to the aluminum purity of aluminum dross so that the aluminum content in aluminum dross may satisfy the range of (2) type.

スラグ還元用のアルミニウム及びスラグ成分改質用の生石灰の添加後、添加したこれらの物質と取鍋内のスラグとを十分に反応させるために、溶鋼に浸漬させた浸漬ランスや取鍋底部に設置したポーラスプラグから希ガスを吹き込み、溶鋼とスラグ還元用のアルミニウム及びスラグ成分改質用の生石灰とを攪拌することが好ましい。   After the addition of aluminum for slag reduction and quick lime for slag component modification, in order to fully react these added materials with the slag in the ladle, it is installed in the immersion lance or ladle bottom immersed in molten steel It is preferable to blow in a rare gas from the obtained porous plug and stir the molten steel, aluminum for reducing the slag and quick lime for reforming the slag component.

その後、溶鋼を収容した取鍋を、RH真空脱ガス装置、DH真空脱ガス装置、VAD炉、VOD炉などの真空精錬炉に搬送する。尚、使用する溶鋼としては、高炉から出銑された溶銑を転炉で脱炭処理した溶鋼に限るものではなく、鉄スクラップなどを電気炉で溶解して精錬した溶鋼であってもよい。   Thereafter, the ladle containing the molten steel is transferred to a vacuum smelting furnace such as an RH vacuum degassing apparatus, a DH vacuum degassing apparatus, a VAD furnace, a VOD furnace, and the like. The molten steel used is not limited to the molten steel obtained by decarburizing the molten iron from the blast furnace in the converter, and may be a molten steel in which iron scraps and the like are melted and refined in the electric furnace.

本発明で用いることができる真空精錬炉には、RH真空脱ガス装置、DH真空脱ガス装置、VAD炉、VOD炉などがあるが、それらの中で最も代表的なものは、RH真空脱ガス装置である。そこで、図1に示すRH真空脱ガス装置を例にとって説明する。   Among vacuum smelting furnaces that can be used in the present invention, there are RH vacuum degassing apparatus, DH vacuum degassing apparatus, VAD furnace, VOD furnace, etc. Among them, the most representative of them is RH vacuum degassing It is an apparatus. Therefore, the RH vacuum degassing apparatus shown in FIG. 1 will be described as an example.

図1において、1はRH真空脱ガス装置、2は取鍋、3は溶鋼、4はスラグ、5は真空槽、6は上部槽、7は下部槽、8は上昇側浸漬管、9は下降側浸漬管、10は環流用ガス吹き込み管、11はダクト、12は原料投入口、13は上吹きランスであり、真空槽5は上部槽6と下部槽7とから構成されている。また、上吹きランス13は真空槽内を上下移動が可能となっており、この上吹きランス13から、燃料ガス及び燃料ガス燃焼用の酸素含有ガスが噴射されて、上吹きランス13の先端下方にバーナー火炎が形成され、且つ、希ガスまたは酸素含有ガスを搬送用ガスとして粉状の脱硫剤が、バーナー火炎によって加熱されながら溶鋼浴面に吹き付けられるように構成されている。燃料ガス燃焼用の酸素含有ガスは、搬送用ガスとしての酸素含有ガスを兼ねることができる。燃料ガスとしては、メタンガス、プロパンガス、LNGなどの炭化水素系のガスを使用し、燃料ガス燃焼用の酸素含有ガスとしては、酸素ガス(純酸素)、希ガスと酸素ガスとの混合ガス、空気、酸素富化空気などを使用する。   In FIG. 1, 1 is an RH vacuum degassing apparatus, 2 is a ladle, 3 is molten steel, 4 is slag, 5 is a vacuum tank, 6 is an upper tank, 7 is a lower tank, 8 is a rising side dip pipe, 9 is a descending A side immersion pipe 10 is a reflux gas blowing pipe 11 is a duct 12 is a raw material inlet, 13 is an upper blowing lance, and the vacuum tank 5 is composed of an upper tank 6 and a lower tank 7. Further, the upper blowing lance 13 can move up and down in the vacuum tank, and the fuel gas and the oxygen-containing gas for fuel gas combustion are injected from the upper blowing lance 13 to lower the tip of the upper blowing lance 13 downward. A burner flame is formed, and a powdery desulfurizing agent is sprayed to the molten steel bath surface while being heated by the burner flame, using a rare gas or an oxygen-containing gas as a carrier gas. The oxygen-containing gas for fuel gas combustion can also serve as the oxygen-containing gas as the carrier gas. As fuel gas, hydrocarbon gas such as methane gas, propane gas and LNG is used, and as oxygen-containing gas for fuel gas combustion, oxygen gas (pure oxygen), mixed gas of rare gas and oxygen gas, Use air, oxygen-enriched air, etc.

この構成のRH真空脱ガス装置1において、溶鋼3に対して以下のようにして脱硫処理を実施する。   In the RH vacuum degassing apparatus 1 of this configuration, the molten steel 3 is subjected to the desulfurization treatment as follows.

溶鋼3を収納する取鍋2を真空槽5の直下に搬送する。取鍋2の内部には転炉や電気炉などにおける精錬で発生したスラグ4が一部混入し、溶鋼3の浴面を覆っている。搬送した取鍋2を昇降装置(図示せず)によって上昇させ、上昇側浸漬管8及び下降側浸漬管9を取鍋2に収容された溶鋼3に浸漬させる。そして、環流用ガス吹き込み管10から上昇側浸漬管8の内部にアルゴンガスを環流用ガスとして吹き込むとともに、真空槽5の内部をダクト11に連結される排気装置(図示せず)にて排気し、真空槽5の内部を減圧する。真空槽5の内部が減圧されると、取鍋2に収容された溶鋼3は、環流用ガス吹き込み管10から吹き込まれるアルゴンガスによるガスリフト効果によってアルゴンガスとともに上昇側浸漬管8を上昇して真空槽5の内部に流入し、その後、下降側浸漬管9を介して取鍋2に戻る流れ、所謂、環流を形成してRH真空脱ガス精錬が溶鋼3に対して施される。   The ladle 2 accommodating the molten steel 3 is conveyed immediately below the vacuum tank 5. In the inside of the ladle 2, a part of the slag 4 generated by the refining in the converter or the electric furnace is mixed, and the bath surface of the molten steel 3 is covered. The conveyed ladle 2 is raised by a lifting device (not shown), and the rising side immersion pipe 8 and the descending side immersion pipe 9 are immersed in the molten steel 3 accommodated in the ladle 2. Then, argon gas is blown as reflux gas into the inside of the rising side immersion pipe 8 from the reflux gas injection pipe 10, and the inside of the vacuum tank 5 is exhausted by an exhaust device (not shown) connected to the duct 11. The pressure in the vacuum chamber 5 is reduced. When the inside of the vacuum chamber 5 is depressurized, the molten steel 3 stored in the ladle 2 is lifted with the argon gas by the gas lift effect by the argon gas blown from the reflux gas blowing tube 10 to vacuum After flowing into the inside of the tank 5 and thereafter returning to the ladle 2 via the downside dip tube 9, a so-called reflux is formed to apply RH vacuum degassing to the molten steel 3.

このRH真空脱ガス精錬中に、脱硫処理前の溶鋼中のアルミニウム含有量を分析し、アルミニウム含有量が鉄鋼製品のアルミニウム含有量規格値の下限値を下回る場合には、溶鋼中のアルミニウム含有量が、アルミニウム含有量規格値の下限値よりも0.005質量%高く、且つ、アルミニウム含有量規格値の上限値を超えない範囲で、アルミニウムを原料投入口12を介して溶鋼3に添加する。   During this RH vacuum degassing, the aluminum content in the molten steel before desulfurization treatment is analyzed, and if the aluminum content falls below the lower limit of the aluminum content specification value of steel products, the aluminum content in the molten steel However, aluminum is added to the molten steel 3 through the raw material inlet 12 in a range which is 0.005 mass% higher than the lower limit value of the aluminum content specification value and does not exceed the upper limit value of the aluminum content specification value.

その後、上吹きランス13から、搬送用ガス(一般的には希ガスを使用する)とともに粉状の石灰系脱硫剤、及び、燃料ガス、燃料ガス燃焼用の酸素含有ガスを真空槽5の内部の溶鋼3に向けて吹き付けて添加し、燃料ガスを酸素含有ガスで燃焼して上吹きランス13の先端下方にバーナー火炎を形成し、このバーナー火炎で粉状の石灰系脱硫剤を加熱しながら溶鋼3に吹き付けて(「バーナー投射」という)、溶鋼3に脱硫処理を施す。石灰系脱硫剤としては、CaFを含有しない、CaO含有量が55〜75質量%、Al含有量が25〜45質量%である、事前溶融処理(プリメルト処理)を施したCaO−Al系脱硫剤(「プリメルト脱硫剤」と称す)を用いる。 Thereafter, from the upper blow lance 13, a powdery lime-based desulfurization agent, a fuel gas, and an oxygen-containing gas for fuel gas combustion together with the transport gas (generally using a rare gas) are contained in the vacuum tank 5. The fuel gas is burned with an oxygen-containing gas to form a burner flame below the tip of the upper lance 13, and the burner flame heats the powdery lime-based desulfurizing agent with this burner flame. The molten steel 3 is sprayed with the molten steel 3 (referred to as “burner projection”), and the molten steel 3 is desulfurized. As a lime-based desulfurization agent, CaO-containing pre-melted (premelted) containing no CaF 2 and having a CaO content of 55 to 75% by mass and an Al 2 O 3 content of 25 to 45% by mass An Al 2 O 3 -based desulfurizing agent (referred to as “pre-melt desulfurizing agent”) is used.

脱硫処理の際に、真空槽5の内部の真空度を高くすると、上吹きランス13からの噴出ガス速度の減衰が少なくなるので、搬送用ガス流量を一定とした場合でも、噴出ガスの溶鋼3の浴面におけるガス動圧が高くなり、脱硫剤の歩留まり向上及び脱硫反応促進の観点から有利である。但し、真空度を高くしすぎると、排気系に吸引される脱硫剤が増加するので、真空槽5の真空度は20〜100torr(2.7〜13.3kPa)に調整することが好ましい。   If the degree of vacuum inside the vacuum tank 5 is increased during desulfurization processing, the attenuation of the jetted gas velocity from the upper blowing lance 13 is reduced, so the molten steel 3 of the jetted gas is obtained even when the flow rate of the transfer gas is constant. The dynamic pressure of the gas on the bath surface is high, which is advantageous from the viewpoint of improving the yield of the desulfurizing agent and promoting the desulfurization reaction. However, if the degree of vacuum is too high, the desulfurizing agent attracted to the exhaust system will increase, so the degree of vacuum of the vacuum chamber 5 is preferably adjusted to 20 to 100 torr (2.7 to 13.3 kPa).

使用するCaO−Al系脱硫剤はCaFを含有しないが、これは、耐火物の溶損を防止するため、及び、脱硫剤価格を安価にするためには、必要なことである。CaO−Al系脱硫剤のCaO含有量が55質量%未満の場合は、脱硫能が乏しいことから好ましくなく、一方、CaO含有量が75質量%を超えると、脱硫剤の融点が高くなり、バーナー火炎内で溶融せず、溶鋼中に侵入しても速やかに溶融せず、脱硫反応が遅滞することから、好ましくない。 Although the CaO-Al 2 O 3 -based desulfurizing agent used does not contain CaF 2 , this is necessary to prevent melting of the refractory and to reduce the price of the desulfurizing agent. . If the CaO content of the CaO-Al 2 O 3 -based desulfurization agent is less than 55% by mass, it is not preferable because the desulfurization ability is poor, and if the CaO content exceeds 75% by mass, the melting point of the desulfurization agent is high. It is not preferable because it does not melt in the burner flame, does not melt quickly even if it penetrates into the molten steel, and the desulfurization reaction is delayed.

使用するCaO−Al系脱硫剤の粒度は、反応効率の観点から、粒径1mm未満、望ましくは粒径150μm未満が質量比率で80%以上であることが好ましい。一方、排気系に吸引される量を少なくする観点からは、微粉分は少ない方が望ましく、したがって、粒径10μm未満が質量比率で10%未満であるのが好ましく、粒径50μm未満が10%未満であるのがより好ましい。尚、CaO−Al系脱硫剤には不純物として5質量%までのSiOは許容できる。SiO含有量が5質量%を超えると、脱硫能が低下するので好ましくない。 From the viewpoint of reaction efficiency, the particle size of the CaO-Al 2 O 3 -based desulfurizing agent used is preferably less than 1 mm in particle diameter, and more preferably 80% or more by mass ratio. On the other hand, from the viewpoint of reducing the amount sucked into the exhaust system, it is desirable for the fine powder content to be small. Therefore, it is preferable that the particle size less than 10 μm is less than 10% by mass ratio, and the particle size less than 50 μm is 10% More preferably, Incidentally, SiO 2 up to 5 wt% as an impurity in the CaO-Al 2 O 3 based desulfurizing agent is acceptable. When the SiO 2 content exceeds 5% by mass, the desulfurization ability is unfavorably reduced.

更に、脱硫処理時の溶鋼3の酸素ポテンシャルを低位に維持するとともに、脱硫後の復硫を効果的に防止するために、RH真空脱ガス装置1にてCaO−Al系脱硫剤をバーナー投射する前に、真空槽5の内部の溶鋼3にMgO源を投入することが好ましい。MgO源の投入方法としては、原料投入口12から投入する方法、または、CaO−Al系脱硫剤を投射する上吹きランス13から投射する方法のどちらであっても構わないが、排気系への吸引量を少なくし、且つ、塊状のマグネシアクリンカーなども使用できる点からは、原料投入口12から投入する方法を採用することが好ましい。 Furthermore, the CaO-Al 2 O 3 -based desulfurization agent is used in the RH vacuum degassing apparatus 1 to maintain the oxygen potential of the molten steel 3 at the time of the desulfurization treatment at a low level and to effectively prevent resulfurization after desulfurization. It is preferable to introduce an MgO source into the molten steel 3 inside the vacuum chamber 5 before the burner projection. As a method of introducing the MgO source, either of a method of injecting from the raw material inlet 12 or a method of projecting from the upper blowing lance 13 which projects the CaO-Al 2 O 3 -based desulfurization agent may be used. From the viewpoint of reducing the amount of suction into the system and using massive magnesia clinker etc., it is preferable to adopt the method of introducing from the raw material inlet 12.

真空槽5の内部に投入されたMgO源は、下降側浸漬管9から溶鋼流に随伴されて取鍋2に収容された溶鋼3に流出し、取鍋内の溶鋼中を浮上して、取鍋内の溶鋼3の浴面上に存在するスラグ4と溶鋼3との間に高融点のバリア層を形成する。このバリア層により、スラグ4に含有されるFeOやMnOなどの酸化性成分による溶鋼3の再酸化が防止でき、脱硫に好適な低酸素ポテンシャルの雰囲気を維持することができるとともに、復硫も防止できる。   The MgO source introduced into the inside of the vacuum tank 5 flows from the downside dip pipe 9 to the molten steel 3 accommodated in the ladle 2 along with the molten steel flow, and floats up in the molten steel in the ladle to be removed. A high melting point barrier layer is formed between the slag 4 present on the bath surface of the molten steel 3 in the pan and the molten steel 3. This barrier layer can prevent reoxidation of the molten steel 3 due to oxidizing components such as FeO and MnO contained in the slag 4, can maintain an atmosphere of low oxygen potential suitable for desulfurization, and also prevent resulfurization. it can.

MgO源としてはマグネシアクリンカーのほか、MgO系耐火物屑なども使用できる。上記効果を発揮させるための好ましいMgO源の投入量は、1kg/t以上、より好ましくは1.5kg/t以上である。但し、多量に投入すると溶鋼3の温度降下をきたすので、好ましくは、上限を5kg/tとし、より好ましくは3kg/tとする。   In addition to magnesia clinker, MgO-based refractory scraps can also be used as the MgO source. A preferable input amount of the MgO source for exhibiting the above effect is 1 kg / t or more, more preferably 1.5 kg / t or more. However, since a temperature drop of the molten steel 3 is caused when a large amount is introduced, the upper limit is preferably 5 kg / t, more preferably 3 kg / t.

上吹きランス13は、ランスの軸中心部に設けられた、溶鋼3に吹き付けるCaO−Al系脱硫剤が搬送用ガスとともに通る通路と、この通路の先端において前記CaO−Al系脱硫剤を噴出する中心孔と、燃料ガス燃焼用の酸素含有ガスの通る通路と、燃料ガスの通る通路と、燃料ガス燃焼用の酸素含有ガスと燃料ガスとで火炎を形成することのできる周囲孔と、からなる上吹きランス、または、酸素含有ガスを搬送用ガスとしてCaO−Al系脱硫剤を噴出する中心孔と、この中心孔の先端に燃料ガスが合流する上吹きランスのいずれを用いても構わない。 The upper blowing lance 13 is provided at the axial center of the lance, and a passage through which the CaO-Al 2 O 3 -based desulfurizing agent sprayed to the molten steel 3 passes along with the carrier gas, and the CaO-Al 2 O 3 at the tip of this passage. A flame can be formed by a central hole for injecting a desulfurization agent, a passage through which an oxygen-containing gas for fuel gas combustion passes, a passage through which a fuel gas passes, and an oxygen-containing gas for fuel gas combustion and a fuel gas An upper-blowing lance consisting of a peripheral hole, or a central hole that ejects a CaO-Al 2 O 3 -based desulfurizing agent using an oxygen-containing gas as a carrier gas, and an upper-blowing lance where the fuel gas merges with the tip of this central hole Any of the above may be used.

溶鋼3の硫黄含有量が目標値以下になったなら、CaO−Al系脱硫剤、燃料ガス、及び燃料ガス燃焼用の酸素含有ガスの供給を停止して脱硫処理を終了する。脱硫処理終了後、溶鋼3を環流しながら合金成分の調整を行い、その後、RH真空脱ガス精錬を終了する。 When the sulfur content of the molten steel 3 falls below the target value, the supply of the CaO-Al 2 O 3 -based desulfurizing agent, the fuel gas, and the oxygen-containing gas for fuel gas combustion is stopped to complete the desulfurization treatment. After completion of the desulfurization treatment, adjustment of alloy components is carried out while refluxing the molten steel 3, and then RH vacuum degassing refining is finished.

但し、脱硫処理時に、燃料ガス燃焼用の酸素含有ガスとして酸素ガスを使用し、上吹きランス13からの燃料ガス燃焼用の酸素ガスの供給量が0.5Nm/t以上となった場合には、溶鋼中にAlが大量に生成し、溶鋼3の清浄性を劣化させる可能性がある。鋼中のAl介在物は、後工程の圧延時に鋼製品で表面割れなどの欠陥の原因となる。そこで、燃料ガス燃焼用の酸素ガスの供給量が0.5Nm/t以上である場合には、燃料ガス燃焼用の酸素ガスの供給が終了した後、軽焼ドロマイト、生石灰などの石灰含有副原料を真空槽内の溶鋼3に原料投入口12を介して添加し、添加後、溶鋼3を5分間以上環流させることが好ましい。 However, when the desulfurization treatment uses oxygen gas as the oxygen-containing gas for fuel gas combustion and the supply amount of oxygen gas for fuel gas combustion from the upper blowing lance 13 is 0.5 Nm 3 / t or more. In the molten steel, a large amount of Al 2 O 3 is generated in the molten steel, which may deteriorate the cleanliness of the molten steel 3. Al 2 O 3 inclusions in the steel cause defects such as surface cracks in the steel product during rolling in a post process. Therefore, when the supply amount of oxygen gas for fuel gas combustion is 0.5 Nm 3 / t or more, after the supply of the oxygen gas for fuel gas combustion is completed, lime-containing secondary such as light-burning dolomite or quick lime It is preferable to add the raw material to the molten steel 3 in the vacuum tank through the raw material inlet 12 and allow the molten steel 3 to reflux for 5 minutes or more after the addition.

軽焼ドロマイト、生石灰などの石灰含有副原料の添加量は、下記の(4)式を満足する範囲内とすることが好ましい。   It is preferable that the addition amount of lime-containing auxiliary materials such as light-burned dolomite and quicklime be in the range satisfying the following equation (4).

0.3≦WRH-CaO×XCaO≦1.5 …(4)
但し、(4)式において、WRH-CaOは、石灰含有副原料の添加量(kg/t)、XCaOは、石灰含有副原料のCaO含有量比率(−)である。
0.3 ≦ W RH−CaO × X CaO ≦ 1.5 (4)
However, in the formula (4), W RH-CaO is the addition amount (kg / t) of the lime-containing auxiliary material, and X CaO is the CaO content ratio (-) of the lime-containing auxiliary material.

石灰含有副原料を添加し、溶鋼3と攪拌することで、石灰含有副原料中のCaOと溶鋼中のAlとが結合し、この結合によって生成するCaO−Al系介在物は、融点が低下して浮上しやすく、溶鋼中を浮上してスラグ中に除去される。この効果を発揮させるための好ましい溶鋼3の環流時間は5分間以上、より好ましくは7分間以上である。但し、長すぎると溶鋼3の温度降下をきたすので、好ましくは上限を10分間とする。 By adding the lime-containing auxiliary material and stirring it with the molten steel 3, CaO in the lime-containing auxiliary material and Al 2 O 3 in the molten steel are combined, and the CaO-Al 2 O 3 inclusions formed by this combination The melting point lowers and easily floats, and floats in the molten steel and is removed in the slag. The refluxing time of the molten steel 3 is preferably 5 minutes or more, more preferably 7 minutes or more to exert this effect. However, if the length is too long, the temperature of the molten steel 3 drops, so the upper limit is preferably 10 minutes.

RH真空脱ガス装置1での溶鋼3の処理終了後、RH真空脱ガス装置1での処理終了から次工程の連続鋳造設備での連続鋳造開始までの期間で、脱硫処理された溶鋼3を収容する取鍋2を10分間以上にわたって静置する。尚、「静置」とは、取鍋内に収容した溶鋼3を強制的に撹拌することを行わずに取鍋2を静止することを指す。   After processing of molten steel 3 in RH vacuum degassing apparatus 1 is completed, desulfurized molten steel 3 is stored from the end of processing in RH vacuum degassing apparatus 1 to the start of continuous casting in the continuous casting facility of the next process Let the ladle 2 stand for more than 10 minutes. "Standing" indicates that the ladle 2 stands still without forcibly stirring the molten steel 3 stored in the ladle.

脱硫処理後の溶鋼3を収容する取鍋2を10分間以上にわたって静置することで、溶鋼3に懸濁して存在する介在物は、溶鋼中を浮上してスラグ4に至り、スラグ4に吸収されて、溶鋼3の清浄性が向上する。取鍋2の静置場所は、RH真空脱ガス装置1に備えられた台車やRH真空脱ガス装置1の周囲であっても、または、溶鋼3を収容する取鍋2を次工程の連続鋳造設備に搬送し、その連続鋳造設備の周囲、もしくは、スイングタワーなどの連続鋳造設備自体であっても構わない。   By leaving the ladle 2 containing the molten steel 3 after desulfurization treatment to stand for 10 minutes or more, inclusions suspended and present in the molten steel 3 float up in the molten steel and reach the slag 4 and absorbed into the slag 4 And the cleanliness of the molten steel 3 is improved. The standing place of the ladle 2 is a carriage provided in the RH vacuum degassing apparatus 1 or even around the RH vacuum degassing apparatus 1 or continuous casting of the ladle 2 containing the molten steel 3 in the next step It may be transported to a facility and may be around the continuous casting facility or in a continuous casting facility itself such as a swing tower.

脱硫処理後の溶鋼3を収容する取鍋2を10分間以上にわたって静置して溶鋼中介在物をスラグ4に浮上させた後に、連続鋳造設備にて溶鋼3の連続鋳造を開始する。上記静置効果を発揮させるための静置時間は10分間以上必要であり、好ましくは15分間以上である。但し、長すぎると溶鋼3の温度降下をきたすので、好ましくは上限を25分間とする。静置時間が10分間未満であると溶鋼中介在物が十分に浮上せず、品質が悪化する。   After the ladle 2 accommodating the molten steel 3 after the desulfurization treatment is allowed to stand for 10 minutes or more to float inclusions in the molten steel on the slag 4, continuous casting of the molten steel 3 is started in a continuous casting facility. The standing time for exerting the standing effect is required for 10 minutes or more, preferably 15 minutes or more. However, if the length is too long, the temperature of the molten steel 3 drops, so the upper limit is preferably 25 minutes. If the standing time is less than 10 minutes, the inclusions in the molten steel do not rise sufficiently and the quality deteriorates.

以上説明したように、本発明によれば、CaO−Al系プリメルト脱硫剤を、真空槽5の頂部に設けた上吹きランス13の先端下方に形成させたバーナー火炎で加熱しながら真空槽内の溶鋼3に吹き付けて溶鋼3の脱硫処理を行うにあたり、転炉出鋼後に適切な量のアルミニウムを添加して、溶鋼中のアルミニウム含有量を高く保持し且つ溶鋼中の酸素活量の上昇を抑制するので、脱硫反応の進行が促進されて低硫鋼を安定して製造することができる。また、脱硫処理後、脱硫処理した溶鋼3を収容する取鍋2を10分間以上にわたって静置し、その後、取鍋内の溶鋼3を連続鋳造するので、バーナー火炎によって生成する溶鋼中のAlを十分にスラグ中に浮上させることができ、これにより、酸化物系非金属介在物が少なく、清浄度の高い低硫鋼を安定して溶製することができる。 As described above, according to the present invention, the CaO-Al 2 O 3 -based pre-melt desulfurizing agent is heated while being heated by the burner flame formed below the tip of the upper blowing lance 13 provided at the top of the vacuum chamber 5. When desulfurizing the molten steel 3 by blowing on the molten steel 3 in the tank, an appropriate amount of aluminum is added after the converter is discharged to keep the aluminum content in the molten steel high and to keep the oxygen activity in the molten steel Since the increase is suppressed, the progress of the desulfurization reaction is promoted, and the low-sulfur steel can be stably manufactured. Also, after the desulfurization treatment, the ladle 2 accommodating the desulfurized molten steel 3 is allowed to stand for 10 minutes or more, and then the molten steel 3 in the ladle is continuously cast, so Al 2 in the molten steel formed by the burner flame O 3 can be sufficiently floated in the slag, and this makes it possible to stably melt low-sulfur steel having a high degree of cleanliness with less oxide nonmetallic inclusions.

尚、上記説明は真空精錬炉としてRH真空脱ガス装置1を使用した例で説明したが、本発明は、RH真空脱ガス装置1に限るものではなく、上吹きランス13を有するならば、DH真空脱ガス装置、VAD炉、VOD炉などにも上記説明に沿って実施することができる。   Although the above description has been described using the RH vacuum degassing apparatus 1 as the vacuum smelting furnace, the present invention is not limited to the RH vacuum degassing apparatus 1 and it is possible to use DH if the upper blowing lance 13 is provided. A vacuum degassing apparatus, a VAD furnace, a VOD furnace, etc. can also be implemented along the above description.

転炉から取鍋への出鋼時の取鍋内への金属アルミニウムの添加量を変化させ、且つ、RH真空脱ガス装置での脱硫処理後の静置時間を変化させ、出鋼時のアルミニウム添加量の脱硫効率に及ぼす影響、及び、脱硫処理後の静置時間の清浄性に及ぼす影響を調査する試験を行った(試験番号1〜15)。   Change the amount of metal aluminum added to the ladle at the time of tapping steel from the converter to the ladle, and change the standing time after desulfurization treatment in the RH vacuum degassing device A test was conducted to investigate the influence of the addition amount on the desulfurization efficiency and the influence of the standing time after the desulfurization treatment on the cleanliness (Test No. 1 to 15).

転炉から出鋼された約300トンの溶鋼を、図1に示すRH真空脱ガス装置に搬送し、そのRH真空脱ガス装置を用いて溶鋼の脱硫処理を行った。RH真空脱ガス処理前の溶鋼組成は、炭素含有量が0.08〜0.10質量%、珪素含有量が0.1〜0.2質量%、硫黄含有量が0.0030〜0.0032質量%であり、溶鋼温度は1600〜1650℃であった。脱硫処理時の上吹きランスのランス高さは6mとした。   About 300 tons of molten steel extracted from the converter was transported to the RH vacuum degassing apparatus shown in FIG. 1, and the molten steel was desulfurized using the RH vacuum degassing apparatus. The molten steel composition before RH vacuum degassing treatment has a carbon content of 0.08 to 0.10 mass%, a silicon content of 0.1 to 0.2 mass%, and a sulfur content of 0.0030 to 0.0032 It was mass% and the molten steel temperature was 1600 to 1650 ° C. The lance height of the top blowing lance at the desulfurization treatment was 6 m.

転炉から出鋼された溶鋼に、マンガン系合金鉄、フェロシリコン合金鉄及び金属アルミニウムなどを添加した後、この溶鋼をRH真空脱ガス装置に搬送し、必要に応じて溶鋼温度の測定を行い、脱硫剤の添加前に必要な溶鋼温度が確保できているかを確認した。その後、出鋼時に添加したアルミニウム量だけでは十分な溶鋼中アルミニウム濃度が確保されていない場合は、金属アルミニウムを添加して溶鋼中アルミニウム濃度を調整し、その後、真空槽の上部から挿入した上吹きランスの先端を溶鋼浴面から6mの位置で固定し、燃料ガスとしてLNGを供給し、且つ、燃料ガス燃焼用の酸素含有ガスとして酸素ガスを供給して、上吹きランスの先端下方にバーナー火炎を形成させ、アルゴンガスを搬送用ガスとして、CaO−Al系プリメルト脱硫剤(CaO含有量;70質量%、Al含有量;30質量%)を175kg/minの添加速度で5kg/t投射して脱硫処理を行い、脱硫効率を各試験で評価した。 After adding manganese-based alloy iron, ferrosilicon alloy iron, metallic aluminum, etc. to the molten steel delivered from the converter, this molten steel is transported to the RH vacuum degassing apparatus, and the molten steel temperature is measured as necessary. Before the addition of the desulfurizing agent, it was confirmed whether the required molten steel temperature could be secured. After that, when sufficient aluminum concentration in molten steel is not ensured only with the amount of aluminum added at the time of steel extraction, metallic aluminum is added to adjust the aluminum concentration in molten steel, and then inserted above the top of the vacuum tank The tip of the lance is fixed at a position 6 m from the molten steel bath surface, LNG is supplied as the fuel gas, and oxygen gas is supplied as the oxygen-containing gas for fuel gas combustion, and a burner flame is provided below the tip of the top blowing lance. CaO-Al 2 O 3 -based pre-melt desulfurization agent (CaO content; 70 mass%, Al 2 O 3 content; 30 mass%) at an addition rate of 175 kg / min. The desulfurization treatment was performed by projecting 5 kg / t, and the desulfurization efficiency was evaluated in each test.

全ての試験で、脱硫処理時のLNGの供給流量は400Nm/h、酸素ガスの供給流量は920Nm/h、搬送用ガスのアルゴンガス流量は400Nm/h、環流用アルゴンガス流量は3000NL/minとした。出鋼時のスラグ成分改質用の生石灰の添加量は3kg/tとした。脱硫処理後の溶鋼を収容する取鍋の静置場所は、連続鋳造設備のスイングタワーとした。つまり、取鍋をスイングタワーに上架させた状態で所定の時間静置させた。また、試験を行った鋼種(鉄鋼製品)のアルミニウム含有量規格値の下限値は、0.015質量%、上限値は0.035質量%であった。表1に各試験における操業条件及び操業結果を示す。 In all tests, the supply flow rate of LNG during desulfurization treatment is 400 Nm 3 / h, the supply flow rate of oxygen gas is 920 Nm 3 / h, the argon gas flow rate of the carrier gas is 400 Nm 3 / h, and the argon gas flow rate for reflux is 3000 NL / Min. The addition amount of quick lime for slag component reforming at the time of tapping was 3 kg / t. The place where the ladle containing the molten steel after desulfurization treatment was placed was the swing tower of the continuous casting facility. That is, the ladle was allowed to stand for a predetermined time in a state of being put on the swing tower. Moreover, the lower limit of the aluminum content specification value of the steel type (iron and steel product) which tested was 0.015 mass%, and the upper limit was 0.035 mass%. Table 1 shows the operating conditions and results in each test.

Figure 0006547734
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表1から以下のことがわかる。尚、表1中の脱硫指数は、単位脱硫剤原単位あたりの脱硫率(硫黄濃度低下量/初期硫黄濃度)を指数化したものであり、脱硫指数が大きいほど、脱硫反応が促進されることを示す。また、RH真空脱ガス精錬終了直後の溶鋼中介在物を評価し、介在物指数として示した。この介在物指数は、数値が大きいほど介在物が多いことを表す。   Table 1 shows the following. The desulfurization index in Table 1 is obtained by indexing the desulfurization rate (sulfur concentration reduction amount / initial sulfur concentration) per unit of desulfurization agent, and the larger the desulfurization index, the faster the desulfurization reaction. Indicates In addition, inclusions in molten steel immediately after the completion of RH vacuum degassing were evaluated and indicated as an inclusion index. The inclusion index indicates that the larger the number, the more inclusions.

バーナー火炎を形成しなかった試験番号1は、脱硫剤投射前後での溶鋼温度降下が37℃であったのに対して、バーナー火炎を形成した試験番号2〜15は、溶鋼温度降下が25〜27℃であり、試験番号1よりも溶鋼温度降下が抑制されていた。これは、バーナー火炎の熱が溶鋼へ着熱したものである。また、試験番号1は、脱硫指数が0.4であったのに対して、試験番号2〜15は、脱硫指数が0.7〜0.8と高位であった。これは、脱硫剤をバーナー投射することで、脱硫剤の滓化・溶融が促進され、脱硫反応が促進されたことによると考えられる。   The test No. 1 which did not form a burner flame had a molten steel temperature drop before and after the desulfurization agent projection was 37 ° C., whereas the test Nos. 2 to 15 which formed a burner flame had a molten steel temperature drop of 25 to 5 The temperature was 27 ° C., and the molten steel temperature drop was suppressed more than in Test No. 1. This is what the heat of the burner flame heats up to the molten steel. In addition, test No. 1 had a desulfurization index of 0.4, whereas test Nos. 2 to 15 had a high desulfurization index of 0.7 to 0.8. It is considered that this is because the desulfurizing agent is sprayed onto the burner to promote the degreasing agent's aging and melting, thereby promoting the desulfurization reaction.

また、転炉出鋼時のアルミニウム添加量(WLD-Al)が(1)式を満たしている試験番号4〜9、13〜15では、RH真空脱ガス精錬の処理時間が29〜31分間であった。これは、RH真空脱ガス装置で金属アルミニウムを添加する必要がないために、処理時間が他の試験に比較して短くなったことによる。転炉出鋼時のアルミニウム添加量(WLD-Al)が(1)式の範囲よりも少ない試験番号2、3では、RH真空脱ガス精錬の処理時間が35〜36分間であり、試験番号4〜9、13〜15に比較して長くなった。これは、試験番号2、3では、溶鋼中のアルミニウム濃度を調整するために、RH真空脱ガス装置で金属アルミニウムを添加したことによる。転炉出鋼時のアルミニウム添加量(WLD-Al)が(1)式の範囲よりも大きい試験番号10、11、12では、RH真空脱ガス精錬の処理時間が33〜38分間であり、試験番号4〜9、13〜15に比べて長くなった。これは、転炉出鋼時のアルミニウム添加量(WLD-Al)が多すぎて、溶鋼中のアルミニウム含有量がアルミニウム含有量規格値の上限値を上回る濃度であったことから、RH真空脱ガス装置で真空槽内の溶鋼に送酸を行い、脱アルミニウム処理を実施したことによる。 In addition, in the test numbers 4 to 9 and 13 to 15 in which the added amount of aluminum (W LD-Al ) at the time of steel tapping from the converter satisfies the formula (1), the processing time of RH vacuum degassing refining is 29 to 31 minutes Met. This is due to the fact that the processing time is shorter compared to the other tests because it is not necessary to add metallic aluminum in the RH vacuum degassing apparatus. In Test Nos. 2 and 3 in which the aluminum addition amount (W LD-Al ) at the time of tapping the converter is smaller than the range of Formula (1), the processing time of RH vacuum degassing refining is 35 to 36 minutes, and the test No. It became longer than 4-9 and 13-15. This is because in Test Nos. 2 and 3, metal aluminum was added in the RH vacuum degassing apparatus to adjust the aluminum concentration in the molten steel. In the test numbers 10, 11 and 12 where the aluminum addition amount (W LD-Al ) at the time of tapping the converter is larger than the range of formula (1), the processing time of RH vacuum degassing refining is 33 to 38 minutes, It became longer than test numbers 4-9 and 13-15. This is because the concentration of aluminum added to the converter steel (W LD -Al ) was too large, and the aluminum content in the molten steel was higher than the upper limit of the aluminum content specification value. This is because the molten steel in the vacuum chamber was fed with a gas device and the dealumination treatment was performed.

また、溶鋼を収容した取鍋を10分間以上静置した試験番号2〜12、15では、静置時間が10分間以下であった試験番号13,14に比べて、介在物指数が低位であった。これは、静置時間を十分確保したことで、溶鋼中介在物がスラグに浮上し、溶鋼の清浄性が上昇したためであると考えられる。   In addition, in the test numbers 2 to 12 and 15 in which the ladle containing the molten steel was allowed to stand for 10 minutes or more, the inclusion index is low compared to the test numbers 13 and 14 in which the standing time was 10 minutes or less. The It is considered that this is because the inclusions in the molten steel float on the slag and the cleanliness of the molten steel is increased by securing a sufficient standing time.

転炉からの出鋼後に、取鍋内のスラグ上に添加するスラグ還元用のアルミニウムの添加量及びスラグ成分改質用の生石灰の添加量を変化させ、脱硫反応に及ぼす影響を調査する試験を行った(試験番号21〜29)。   A test is conducted to investigate the effect on desulfurization reaction by changing the addition amount of aluminum for slag reduction and the addition amount of quick lime for slag component modification added on the slag in the ladle after tapping steel from the converter It carried out (test number 21-29).

転炉から出鋼された約300トンの溶鋼を図1に示すRH真空脱ガス装置に搬送し、そのRH真空脱ガス装置で溶鋼の脱硫処理を実施した。全ての試験で、転炉出鋼時の溶鋼脱酸用のアルミニウム添加量(WLD-Al)は(1)式を満足する範囲とし、且つ、RH真空脱ガス装置での脱硫処理は、脱硫剤添加速度、ランス高さ、真空度などの処理条件を実施例1と同一条件とした。試験を行った鋼種(鉄鋼製品)のアルミニウム含有量規格値の下限値は0.015質量%、上限値は0.035質量%であり、脱硫処理後の溶鋼を収容する取鍋の静置場所は連続鋳造設備のスイングタワーとし、静置時間は12分間とした。表2に各試験における操業条件及び操業結果を示す。 About 300 tons of molten steel extracted from the converter was conveyed to the RH vacuum degassing apparatus shown in FIG. 1, and desulfurization of the molten steel was carried out by the RH vacuum degassing apparatus. In all tests, the aluminum addition amount (W LD-Al ) for molten steel deoxidation at the time of tapping from the converter is in the range satisfying the formula (1), and the desulfurization treatment with the RH vacuum degassing apparatus is a desulfurization treatment. The processing conditions such as the agent addition speed, lance height, and the degree of vacuum were the same as in Example 1. The lower limit value of the aluminum content specification value of the steel type (steel product) tested is 0.015% by mass, the upper limit value is 0.035% by mass, and the standing place of the ladle containing the molten steel after the desulfurization treatment Was a swing tower for continuous casting equipment, and the standing time was 12 minutes. Table 2 shows the operating conditions and results in each test.

Figure 0006547734
Figure 0006547734

表2から以下のことがわかる。   The following can be seen from Table 2.

スラグ還元用のアルミニウムの添加量(Wslag-Al)が(2)式を満足し、スラグ成分改質用の生石灰の添加量(Wslag-CaO)が(3)式を満足し、且つ、スラグ還元用のアルミニウム及びスラグ成分改質用の生石灰の添加後に溶鋼を攪拌した試験番号22、23では、浸漬管の溶損はなく、脱硫指数は、1.0〜1.1であり、脱硫反応が促進されていた。 The addition amount of aluminum for slag reduction ( Wslag-Al ) satisfies the equation (2), and the addition amount of quick lime for reforming the slag component ( Wslag-CaO ) satisfies the equation (3), and In Test Nos. 22 and 23 where the molten steel was stirred after addition of aluminum for slag reduction and quick lime for slag component modification, there is no dissolution loss of the immersion pipe, and the desulfurization index is 1.0 to 1.1, and desulfurization The reaction was promoted.

これに対して、スラグ還元用のアルミニウムの添加量(Wslag-Al)が(2)式よりも少ない、または、スラグ成分改質用の生石灰の添加量(Wslag-CaO)が(3)式よりも少ない試験番号21、26、27では、脱硫指数は0.7〜0.8であり、試験番号22、23に比較して脱硫効率が低下していた。これは、試験番号21では、スラグ還元用のアルミニウムの添加量が少なく、スラグの酸化度が高かったためであると考えられ、試験番号26、27では、スラグ成分改質用の生石灰の添加量が少なかったために、スラグの塩基度が十分に高くならず、スラグから溶鋼への復硫が多かったと考えられる。 On the other hand, the addition amount ( Wslag-Al ) of aluminum for slag reduction is smaller than the formula (2) or the addition amount ( Wslag-CaO ) of quicklime for reforming the slag component is (3) In the test numbers 21, 26 and 27 less than the formula, the desulfurization index was 0.7 to 0.8, and the desulfurization efficiency was reduced compared to the test numbers 22 and 23. This is considered to be due to the fact that in Test No. 21, the amount of addition of aluminum for slag reduction was small and the degree of oxidation of slag was high, and in Test Nos. 26 and 27, the amount of addition of quicklime for reforming the slag component was It was considered that because of low content, the basicity of the slag did not become sufficiently high, and there was a lot of resurgence from slag to molten steel.

試験番号24、25では、脱硫指数は高かったものの、処理時間が34〜35分間になり、試験番号22、23に比べて長くなった。これは、スラグ還元用のアルミニウムの添加量が多すぎ、スラグ還元用のアルミニウムの一部が溶鋼中のアルミニウム濃度の上昇に寄与してしまい、アルミニウム規格上限値を上回る濃度であったために、真空槽内の溶鋼に送酸を実施して脱アルミニウム処理を実施したことが原因である。   In the test numbers 24 and 25, although the desulfurization index was high, the treatment time was 34 to 35 minutes and was longer than the test numbers 22 and 23. This is because the addition amount of aluminum for slag reduction is too large, and a part of the aluminum for slag reduction contributes to the increase of the aluminum concentration in the molten steel, and the concentration exceeds the upper limit of the aluminum specification. The cause is that the molten steel in the tank is subjected to acidification to carry out dealumination treatment.

試験番号28は、脱硫指数は高かったものの、浸漬管の溶損が大きくなった。これは、スラグ成分改質用の生石灰の添加量が多すぎたために、浸漬管の溶損が大きくなってしまったと考えられる。   In Test No. 28, although the desulfurization index was high, the melting loss of the immersion tube increased. This is considered to be due to the fact that the dissolution loss of the immersion pipe has increased because the addition amount of the quick lime for reforming the slag component is too large.

試験番号29は、スラグ還元用のアルミニウム及びスラグ成分改質用の生石灰を添加した後に、溶鋼を攪拌しなかったために、スラグ還元用のアルミニウム及びスラグ成分改質用の生石灰とスラグとが十分反応せず、スラグ還元用のアルミニウム及びスラグ成分改質用の生石灰の添加効果が発揮されず、脱硫率が低位であったと考えられる。   In Test No. 29, after adding aluminum for slag reduction and quick lime for reforming slag component, the molten steel was not stirred, so the reaction between quick lime for slag reduction aluminum and slag component and slag was sufficient. It is considered that the desulfurization rate was low, without the effect of adding aluminum for slag reduction and quick lime for slag component reforming.

実施例1と同様に、図1に示すRH真空脱ガス装置で約300トンの溶鋼の脱硫処理を実施した際に、RH真空脱ガス装置での脱硫処理で、燃料ガス燃焼用の酸素ガスの供給量が0.5Nm/tとなった場合に、酸素ガスの供給が終了した後に、石灰含有副原料として、軽焼ドロマイトまたは生石灰を添加する試験を実施した(試験番号31〜41)。軽焼ドロマイト中のCaO含有量は60質量%(CaO含有量比率=0.6)である。 When desulfurizing treatment of about 300 tons of molten steel is performed by the RH vacuum degassing apparatus shown in FIG. 1 in the same manner as in Example 1, the oxygen gas for fuel gas combustion is obtained by the desulfurizing process by the RH vacuum degassing apparatus. When the supply amount was 0.5 Nm 3 / t, after the supply of oxygen gas was finished, a test was conducted to add light-baked dolomite or quick lime as a lime-containing auxiliary raw material (Test No. 31 to 41). The CaO content in the calcined dolomite is 60% by mass (CaO content ratio = 0.6).

全ての試験で、転炉出鋼時の溶鋼脱酸用のアルミニウム添加量(WLD-Al)は(1)式を満足する1.5kg/tとし、且つ、RH真空脱ガス装置での脱硫処理は、脱硫剤添加速度、ランス高さ、真空度などの処理条件を実施例1と同一条件とし、スラグ還元用のアルミニウムの添加量(Wslag-Al)を0.4kg/t、スラグ成分改質用の生石灰の添加量(Wslag-CaO)を3.5kg/tとした。 In all tests, the aluminum addition amount (W LD-Al ) for molten steel deoxidation at the time of tapping from the converter is 1.5 kg / t which satisfies the formula (1), and desulfurization with an RH vacuum degassing apparatus The treatment conditions are the same as Example 1, such as the desulfurizing agent addition rate, lance height, and vacuum degree, the addition amount of aluminum for slag reduction ( Wslag-Al ) is 0.4 kg / t, and the slag component The amount of quick lime added for modification ( Wslag-CaO 2 ) was 3.5 kg / t.

試験を行った鋼種(鉄鋼製品)のアルミニウム含有量規格値の下限値は0.015質量%、上限値は0.035質量%であり、脱硫処理後の溶鋼を収容する取鍋の静置場所は連続鋳造設備のスイングタワーとし、静置時間は12分間とした。表3に各試験における操業条件及び操業結果を示す。   The lower limit value of the aluminum content specification value of the steel type (steel product) tested is 0.015% by mass, the upper limit value is 0.035% by mass, and the standing place of the ladle containing the molten steel after the desulfurization treatment Was a swing tower for continuous casting equipment, and the standing time was 12 minutes. Table 3 shows the operating conditions and results in each test.

Figure 0006547734
Figure 0006547734

表3から、以下のことがわかる。試験番号31〜41のいずれにおいても、脱硫指数は1.5であった。RH真空脱ガス装置での溶鋼への酸素ガス供給が終了した後に添加した軽焼ドロマイトまたは生石灰の添加量が(4)式を満たしている試験番号33〜39では介在物指数が0.1〜0.3であった。   From Table 3, the following can be seen. The desulfurization index was 1.5 in all of the test numbers 31 to 41. The inclusion index is 0.1 in the test numbers 33 to 39 in which the added amount of light-burned dolomite or quicklime added after the oxygen gas supply to the molten steel in the RH vacuum degassing apparatus is completed satisfies the formula (4) It was 0.3.

一方、軽焼ドロマイトまたは生石灰の添加量が(4)式を満たしていない試験番号31、32、40、41では、介在物指数が0.5〜0.6となり、試験番号33〜39に比べて高い値となった。これは、試験番号31、32では、軽焼ドロマイト及び生石灰の添加量が少なかったために、十分に鋼中のAlを捕捉しきれず、試験番号40、41では、軽焼ドロマイトまたは生石灰の添加量が多すぎたため、CaO系の介在物が鋼中に残存してしまったものと考えられる。 On the other hand, in the test numbers 31, 32, 40 and 41 in which the addition amount of light-burned dolomite or quick lime does not satisfy the formula (4), the inclusion index is 0.5 to 0.6, which is higher than the test numbers 33 to 39. It became a high value. This is because Test No. 31 and 32 do not sufficiently capture Al 2 O 3 in the steel due to the small addition amount of lightening dolomite and quick lime, and Test No. 40 and 41 show that lightening dolomite or quick lime It is considered that CaO-based inclusions remain in the steel because the amount added is too large.

1 RH真空脱ガス装置
2 取鍋
3 溶鋼
4 スラグ
5 真空槽
6 上部槽
7 下部槽
8 上昇側浸漬管
9 下降側浸漬管
10 環流用ガス吹き込み管
11 ダクト
12 原料投入口
13 上吹きランス
1 RH vacuum degassing apparatus 2 ladle 3 molten steel 4 slag 5 vacuum tank 6 upper tank 7 lower tank 8 rising side immersion pipe 9 descending side immersion pipe 10 reflux gas injection pipe 11 duct 12 raw material inlet 13 top blow lance

Claims (3)

脱炭処理によって生成された転炉内の溶鋼を、転炉から取鍋へ出鋼する際に、下記の(1)式を満足する範囲でアルミニウムを取鍋内に添加して溶鋼を脱酸処理し、
その後、前記溶鋼を収容する取鍋を真空精錬炉に搬送し、該真空精錬炉の真空槽に設置された上吹きランスの先端下方にバーナー火炎を形成し、該バーナー火炎でCaO−Al系プリメルト脱硫剤を加熱しながら、前記上吹きランスからCaO−Al系プリメルト脱硫剤を搬送用ガスとともに真空槽内の溶鋼浴面に向けて吹き付けて溶鋼を脱硫処理し、
前記真空精錬炉での前記溶鋼の処理終了後、前記真空精錬炉での処理終了から次工程の連続鋳造設備での連続鋳造開始までの期間で、脱硫処理された前記溶鋼を収容する取鍋を10分間以上にわたって静置し(静置とは、取鍋内に収容した溶鋼を強制的に撹拌することを行わずに取鍋を静止すること)、その後、取鍋内の溶鋼の連続鋳造を開始することを特徴とする、低硫鋼の製造方法。
0.0011×aof+10×[%Al]LL+0.05≦WLD-Al≦0.0011×aof+10×[%Al]LL+1.30 …(1)
但し、(1)式において、aofは、転炉脱炭処理終点での溶鋼中酸素含有量(質量ppm)、[%Al]LLは、製造対象の低硫鋼から製造される鉄鋼製品のアルミニウム含有量規格値の下限値(質量%)、WLD-Alは、出鋼時の溶鋼へのアルミニウム添加量(kg/t)である。
When the molten steel in the converter produced by the decarburizing treatment is discharged from the converter to the ladle, aluminum is added to the ladle within the range satisfying the following equation (1) to deoxidize the molten steel. Process
Thereafter, the ladle containing the molten steel is conveyed to a vacuum smelting furnace, and a burner flame is formed below the tip of the upper blowing lance installed in the vacuum tank of the vacuum smelting furnace, and the burner flame generates CaO-Al 2 O While heating the 3- system pre-melt desulfurization agent, the CaO-Al 2 O 3 -based pre-melt desulfurization agent is sprayed onto the molten steel bath surface in the vacuum tank together with the transport gas from the upper blowing lance to desulfurize the molten steel,
After the processing of the molten steel in the vacuum smelting furnace is completed, a ladle containing the molten steel desulfurized by the period from the end of the processing in the vacuum smelting furnace to the start of continuous casting in the continuous casting facility of the next step Let stand for 10 minutes or more (stationary means making the ladle stand without forcibly stirring the molten steel contained in the ladle), and then perform continuous casting of the molten steel in the ladle A method for producing low-sulfur steel, characterized by starting.
0.0011 × a of + 10 × [% Al] LL + 0.05 ≦ W LD −Al ≦ 0.0011 × a of + 10 × [% Al] LL +1.30 (1)
However, in the equation (1), a of represents the oxygen content in molten steel (mass ppm) at the end point of converter decarburization treatment, and [% Al] LL is a steel product manufactured from low-sulfur steel to be manufactured The lower limit value (mass%) of the aluminum content specification value, W LD -Al is the amount of added aluminum (kg / t) to the molten steel at the time of tapping.
転炉から取鍋への出鋼後、溶鋼を収容する取鍋内のスラグ上に、下記の(2)式を満足する範囲でスラグ還元用のアルミニウムを添加するとともに、下記の(3)式を満足する範囲でスラグ成分改質用の生石灰を添加することを特徴とする、請求項1に記載の低硫鋼の製造方法。
0.12×ln(aof)−0.5≦Wslag-Al≦0.12×ln(aof)−0.2 …(2)
0.0031×aof+1.5≦Wslag-CaO≦0.0031×aof+2.2 …(3)
但し、(2)式及び(3)式において、aofは、転炉脱炭処理終点での溶鋼中酸素含有量(質量ppm)、Wslag-Alは、スラグ還元用のアルミニウムの添加量(kg/t)、Wslag-CaOは、スラグ成分改質用の生石灰の添加量(kg/t)である。
After tapping steel from the converter to the ladle, aluminum for slag reduction is added on the slag in the ladle containing the molten steel within the range satisfying the following equation (2), and the following equation (3) The method for producing low-sulfur steel according to claim 1, characterized in that quick lime for reforming the slag component is added in a range satisfying the following conditions.
0.12 × ln (a of ) −0.5 ≦ Wslag−Al ≦ 0.12 × ln (a of ) −0.2 (2)
0.0031 × a of + 1.5 ≦ W ≦ slag-CaO ≦ 0.0031 × a of +2.2 (3)
However, in the equations (2) and (3), a of is the oxygen content in molten steel (mass ppm) at the end point of converter decarburization treatment, W slag-Al is the addition amount of aluminum for slag reduction ( kg / t), Wslag-CaO is the addition amount (kg / t) of quick lime for slag component modification.
前記バーナー火炎は、燃料ガスを酸素ガスで燃焼させて形成される火炎であり、バーナー火炎を形成する前記酸素ガスの供給量が0.5Nm/t以上の場合は、脱硫処理が終了した後に、石灰含有副原料を下記の(4)式を満足する範囲で真空槽内の溶鋼に添加することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の低硫鋼の製造方法。
0.3≦WRH-CaO×XCaO≦1.5 …(4)
但し、(4)式において、WRH-CaOは、石灰含有副原料の添加量(kg/t)、XCaOは、石灰含有副原料のCaO含有量比率(−)である。
The burner flame is a flame formed by burning a fuel gas with oxygen gas, and when the supply amount of the oxygen gas forming the burner flame is 0.5 Nm 3 / t or more, after the desulfurization treatment is completed. The method for producing low-sulfur steel according to claim 1 or 2, wherein the lime-containing auxiliary material is added to the molten steel in the vacuum tank within a range satisfying the following equation (4).
0.3 ≦ W RH−CaO × X CaO ≦ 1.5 (4)
However, in the formula (4), W RH-CaO is the addition amount (kg / t) of the lime-containing auxiliary material, and X CaO is the CaO content ratio (-) of the lime-containing auxiliary material.
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