JPH01217A - 溶鋼の真空精錬法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、溶鋼の真空精錬法に関し、とくに真空処理
槽内における脱ガス処理中に該槽内においてガスを燃焼
させることにより、取鍋自溶鋼の効果的な加熱昇温を実
現しようとするものである。

現在、転炉、電気炉によって生産される高級鋼、低合金
鋼、特殊鋼は何らかの形で真空精錬が施されるようにな
ってきた。その代表的な方式としては、ＲＨ法、ＤＨ法
およびＡＳＥ＾−５ＫＦ法などが知られているが、この
発明はＲ８式や０１式真空精錬に適用してとりわけ好適
な取鍋自溶鋼の加熱技術を提案するものである。

（従来の技術） ＲＨ真空精錬法は２本の浸漬管のうち一方の浸漬管（上
昇管）から主にＡｒガスを吹き込みガスリフトポンプの
原理で取鍋内の溶鋼をＲＨ真空槽内に吸い上げつつ、他
方の浸漬管（下降管）から吐出しすることにより、取鍋
内の溶鋼を循環させつつ撹拌、混合して、溶鋼から脱水
素、脱酸および脱窒等の脱ガスや、溶鋼の真空脱炭、さ
らには撹拌による溶鋼成分、温度の均一化や鋼中の非金
属介在物浮上の促進等を図り、もって高純度鋼を溶製す
る取鍋精錬技術である。

ところで近年、たとえば特開昭５２−８８２１５号や同
５２−８９５１３号各公報に開示されているように、Ｒ
１１ｌ内に第２図に示すような位置に酸素吹込みノズル
を設置し、真空精錬中に溶鋼浴内もしくは溶鋼浴面上に
酸素を吹き込み、鋼中の炭素や鉄、けい素などの金属を
燃焼させて、その燃焼熱で溶鋼を加熱する技術が開発さ
れた。

図中番号ｌは真空処理槽、２は上昇管、３は下・　降管
であり、４は環流ガスの吹込みノズル、５は環流ガスの
供給装置、また６ａ　、　６ｂは酸素ガスの吹込みノズ
ル、７ａ　、　７ｂは酸素ガスの供給装置、そして８は
溶鋼、９は取鍋である。

上記したような溶鋼加熱技術の開発により、低りん鋼や
高Ｃｒ１４を容易に製造できるようになった。

というのは転炉での出鋼温度を下げることが可能・にな
ったので脱りん能が高まり、出１４Ｐ濃度を低くするこ
とができ、また真空中なので高Ｃｒ歩留り下に脱炭がで
きるようになったからである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のように鋼浴中に酸素を吹き込む方
式になる溶鋼加熱技術では、鋼中のＣが高い鋼種の場合
には、吹込み酸素は脱Ｃと脱Ｃにより発生するＣＯガス
の燃焼に供されるので、転炉出鋼時のＣ量を脱ガスでの
脱Ｃ量を見越して調整出鋼すればよいけれども、鋼種が
低Ｃや極低Ｃの場合には、溶鋼加熱用の熱源として、鋼
そのものであるＦｅや、鋼中のＭｎ　、　Ｓｉ等を燃焼
させたり、さらには槽内にＡＩ等を添加して燃焼させる
ことが必要となるため、鋼中のＦｅ歩留りやＭｎ　、　
Ｓｉ等の合金鉄歩留りの低下を招くだけでなく、これら
の酸化物が鋼中に存在して品質の低下をきたすという問
題があった。更に例えば、けい素鋼などＡＩの含有を嫌
う鋼種では、溶鋼加熱用熱源としてＡＩを添加すること
はできない。

これらの理由から、特に溶鋼加熱昇温の必要な低Ｃ鋼や
極低Ｃ鋼あるいはステンレス鋼では、歩留りの低下や成
分調整の難しさを承知のうえで、酸素を吹込み加熱せざ
るを得なかったのである。

また脱ガス装置そのものは、前述の如く、脱酸の機能を
大きな目的としているわけであるから、鋼浴中に、酸素
を吹き込むことは本章ではない。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、低Ｃ
鋼や極低Ｃ鋼においても、歩留り−の低下や成分組成の
変動などを招く不利なしに、溶鋼の効果的な加熱上昇を
可能ならしめた新規な溶鋼の真空精錬法を提案すること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は、従来、溶鋼循環のために浸漬管から吹込ん
でいたＡｒに代えて可燃性ガスを使用し、脱ガス槽内の
鋼浴面から真空槽内に噴出させつつ槽上方から鋼浴面に
酸素を低速で（望ましくは３０１八以下程度で）吹き付
け、鋼浴面直上で燃焼させることによって所期した目的
が有利に達成されることの知見に由来するものである。

すなわちこの発明は、真空処理槽を用いる溶鋼の真空精
錬プロセスにおいて、真空処理槽下方から、溶鋼中、ま
たは溶鋼中および溶鋼浴面上に可燃性ガスを吹込むと同
時に、該真空処理槽内の溶鋼浴面の上方から酸素を供給
し、該溶鋼浴面上方域に燃焼域を形成させることにより
、溶鋼を加熱昇温させつつ精錬を行うことからなる溶鋼
の真空精錬法である。

この発明において可燃性ガスとしては、ＣＯガスをはじ
めとして、製鉄所内で多量に発生するコークス炉ガス、
高炉ガス、転炉ガスならびにそれらの混成ガスがとりわ
け有利に適合する。

以下この発明を具体的に説明する。

第１図に、この発明の実施に用いて好適なＲＨ真空精錬
装置を模式で示す。構成の骨子は前掲第２図に示した従
来装置と等しいので同一の番号を付して表わし、とくに
１０ａ　、　１０ｂが可燃性ガスの吹込みノズル、１１
が可燃性ガスの供給装置、１２が０２ガス吹込みランス
、１３がＯ富ガスの供給装置、そして１４　、１５　、
１６　、１７　、１８はいずれもガス切換え弁である。

（作　用） さてこの発明では、図中１０ａ　、　１０ｂで示した可
燃性ガスの吹込みノズルのいずれか一方または両方から
可燃性ガスを溶鋼浴中、または溶鋼中および溶鋼浴面上
に供給する一方、真空処理槽１の上部に配置した０、ガ
スの吹込みランス１２から０２ガスを供給して、該可燃
性ガスを燃焼させ、この燃焼熱を利用して溶鋼を加熱す
るわけであるが、ここに０！ガス吹込みランス１２の高
さとガス吹出し速度とを適切に制御することによって、
溶鋼浴面上方で良好なガス燃焼域が形成され、かくして
溶鋼８゛の効果的な加熱上昇が実現されるのである。

なお可燃性ガスの真空処理槽１内への供給は、吹込みノ
ズル１０ａ　、　ｌＯｂからだけに限るものではなく、
ガス切換え弁１７　、１５を介して、環流ガスの吹込み
ノズル４から溶鋼日中に吹込むようにしてもよく、この
ときには可燃性ガスが環流ガスとしての役割りも兼ねる
ことになる。

（実施例） 前掲第１図に示したＲ１＋真空精錬装置を用いて次の要
領で実験を行った。

実施例１ 取鍋９内に装入した溶鋼２５０トンに対し、ＣＯガスを
、環流ガス吹込みノズル４から１ＯＮｍ３／ｍｉｎ　。

またＣＯガス吹込みノズル１０ａから６０８ｍ３７ｗ１
ｎの合計７ＯＮｍ３／ｍｉｎ吹込むと共に、溶鋼浴面の
上方１５００鵜の位置に配置した０２ガス吹込みランス
１２から、ＣＯガスの燃焼に必要な０□ガス：　２１０
０Ｎｍ”／ｈを初速３０ｍ／ｓで吹込んだ。

その結果、ＣＯガス燃焼熱の溶鋼−・の着熱率は約８０
％で、かかる加熱処理により３．５°Ｃ／ｍｉｎの温度
上昇が達成された。しかも精錬時における槽内圧力は５
０Ｔｏｒｒに維持できたので、溶鋼加熱中にも通常の脱
ガス能力とほぼ同程度の脱酸、脱水素、脱窒が達成でき
た。

なお溶鋼を所定の温度まで加熱昇温させたのちは、燃焼
ガスとしてのＣＯガスや０２ガスの供給は停止し、槽内
圧力を０．５Ｔｏｒｒ程度に維持して、本来の脱ガス装
置の機能を発揮させればよい。

実施例２ 取鍋９内に装入した溶鋼２５０トンに対し、表１に示し
た各種の可燃性ガスを環流ガス吹込みノズル４から約５
Ｎｍ”／ｍｉｎ　、また可燃性ガス吹込みノズル１０ａ
から約９ＯＮｍ３／ａ＋ｉｎ吹込むと共に、溶鋼浴面の
上方２０００ａｕ＋＋の位置に設置した０２ガス吹込み
ランス１２から０２ガスを必要量、初速２０〜３０ｍ／
ｓで吹込んだ。

上記の各精錬における着熱率について調べた結果を表１
に併記する。

表１ 同表より明らかなように、この発明に従う場合（実験Ｎ
α１〜４）はいずれも、ガス燃焼熱の溶鋼への着熱率は
７０％〜８０％と良好であり、効果的な溶鋼加熱昇温を
行うことができた。また、実験中の槽内圧力は、５０Ｔ
ｏｒｒ以下に維持できたうえ、槽内溶鋼への０２ガスの
衝突流速も小さかったことから、可燃性ガスに含まれる
水素、硫黄などの鋼に有害な元素の溶鋼への溶解はほと
んどなく、実験前後の濃度は変化がなかった。

なお、溶鋼を所定の温度まで加熱昇温させたのちは、可
燃性ガスや０２ガスの供給は停止し、槽内圧力を０．５
Ｔｏｒｒ程度に維持して通常の脱ガス処理を行なえば良
いのは実施例１の場合と同じである。

以上実施例では、この発明をＲＨ真空精錬に適用した場
合について主に説明したが、その他ＤＨ真空精錬に対し
ても同様にして適用できるのはいうまでもない。

（発明の効果） この発明によれば、従来の脱ガス機能を何ら損うことな
く、新たに次のような効果を得ることができる。

１）低Ｃ鋼や極低Ｃｆｍ　（Ｃ’、　１０１００ｐｐ　
用ｆ１４ｍ　サラニは高Ｃｒ低Ｓ鋼などの製造時におい
て、鋼中Ｃに何らの影響も与えることなしに溶鋼温度を
昇温できる。

２）脱ガス槽内の鋼浴面上方で可燃性ガスを燃焼させる
ことにより、その輻射熱等で槽内が加熱されるので、槽
内の地金付がなくなり、従って高純度鋼の溶製が容易と
なり、また設備的にも高コストな電極加熱などが不必要
となる。

３）溶鋼循環用ガスとして、高価な＾ｒガスの代りに安
価な可燃性ガスを利用することにより、１０〜２０円／
ｌのコスト削減が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に用いて好適なＲ１真空精錬
装置の模式図、 第２図は、従来のＲＨ真空精錬装置の模式図である。 ｌ・・・真空処理槽　　　　２・・・上昇管３・・・下
降管 ４・・・環流ガスの吹込みノズル ５・・・環流ガスの供給装置 ６ａ、　６ｂ・・・酸素ガスの吹込みノズル７ａ、　７
ｂ・・・酸素ガスの供給装置８・・・溶鋼 ９・・・取鍋 １０ａ、　１０ｂ・・・可燃性ガスの吹込みノズル１１
・・・可燃性ガスの供給装置 １２・・・０□ガスの吹込みランス １３・・・０□ガスの供給装置 １４、１５．１６．１７．１８・・・ガス切換え弁筒２
位１ ９−一一取４Ｉｖ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空処理槽を用いる溶鋼の真空精錬プロセスにおい
   て、 真空処理槽下方から、溶鋼中、または溶鋼 中および溶鋼浴面上に可燃性ガスを吹込むと同時に、該
   真空処理槽内の溶鋼浴面の上方から酸素を供給し、該溶
   鋼浴面上方域に燃焼域を形成させることにより、溶鋼を
   加熱昇温させつつ精錬を行うことを特徴とする溶鋼の真
   空精錬法。