JPH02145717A - 環流式真空脱ガス装置 - 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〉 本発明は、溶鋼の脱炭、脱ガスを行う環流式真空脱ガス
装置、特に溶ｗ４湯面下からガスを吹込む際のガス吹込
み管に関するものである。

〈従来の技術〉 ｙＲ流式真空脱ガス装置（以下ＲＨ脱ガス装置と称す）
では、減圧下で溶鋼の脱炭を行うため、転炉などのよう
に大気圧下で脱炭する場合に比べて鉄などの有価金属の
酸化…失を大幅に低減できるので、極低炭素鋼の溶製に
際してはＲＨ脱ガス装置による脱炭の役割が重要であり
、ＲＨ脱ガス装百での脱炭反応速度によって極低炭素鋼
の溶製コストおよび生産性が大きく左右される。従来、
ＲＩ（脱ガス装置において反応速度向上の方法としては
、■？８鋼環流量の増大、■真空脱ガス槽内物質移動の
促進、を図る方法が種々実施されてきた。

例えば、特公昭６２−６６１１号公報では１！２流量の
増大を図るためにＲＨ脱ガス装置の環流管の断面形状を
従来の真円形から長円形として断面積を増大し、脱炭速
度を向上している。また、にｕｗａｂａｒａ　ｅｔ。

ａｌ、　ＣＴｒａｎｓ　ｌ５ＩＪ、　Ｖｏｌ、　２８　
（１９８８）、　Ｐ　３０５〜３１４）によって真空脱
ガス槽底面に複数本の直管構造の羽りを設け、この羽目
から＾ｒガスを吹き込むことにより槽内物質移動を促進
し、極低炭素域においても、脱炭速度を向上する技術が
示されている。

〈発明がＭ決しようとする課題〉 前者の環流管の断面形状を長円形として環流管断面積を
拡大する技術では、長円形断面の環流管部の製作費用が
真円形断面の場合より高くなるため、ｔａ耗速度が大き
く交換頻度の高い環流管部に−そのような形状を用いる
ことはコスト面で不利であった。また炭素濃度が２０〜
４０−以下の極低炭素領域において脱炭速度が著しく低
下するという問題は十分には解決されていなかった。

また、後者の真空脱ガス槽底面から直管構造の羽目を用
いて＾ｒガスを吹き込む技術を本発明者らが実施したと
ころ、多量の溶鋼飛散による真空脱ガス槽内地金付きの
問題が生じ、操業を安定に行うためには＾ｒガス゛の吹
込み端を小さくせざるを得ず、従って脱炭速度の改善幅
はわずかなものであった。また実験的にＡ「ガスの吹込
み量を増しても、炭素濃度２０〜４〇−以下の極低炭素
５■域での脱炭速度はわずかに改善されるだけで、脱炭
処理間開全体を通して見ると極低炭素間域において脱炭
速度が低下する問題が依然として残った。これは、鋼浴
深さが２００・−６００Ｍ程度と浅く、しかも１〜１０
Ｔｏｒｒ以ｒといった残圧下である真空脱ガス槽内に、
直管構造の羽目を用いて鉛直方向にガスを吹き込んだ場
合、ガスが溶鋼中を吹き抜けているためと考えられる。

すなわち真空脱ガス槽の底面から吹き込んだＡｒガスが
溶鋼中を吹き抜ける状態であるために溶鋼の飛散量が大
きく、またガスによる溶鋼の撹拌効率も低いために、吹
込みガス量を増してもあまり効果がなかったものと考え
られる。さらに羽目周辺の耐火物ＩＩ耗速度も大きく、
耐火物コストの増大が問題となった。

〈Ｌ＋！題を解決するための手段〉 本発明は、真空脱ガス槽の底面部にガス吹込み管を有し
、溶鋼吸上管と溶鋼下降管とを備えた環流式真空脱ガス
装置において、前記ガス吹込み管から溶鋼中に噴射する
ガスが、該ガス吹込み管の先端部で、互いに異なる方向
に岬旋・流とされるような構造の、？Ｍ数個のガス吹込
み管を備えたことを特徴とする環流式３Ｎ空脱ガス装置
である。

〈作　川〉 本発明に係る第１閲に示すような環流式真空脱ガス装置
のガス吹込み管２５−用いると、当該ガス吹込み管から
ン容鋼中に噴射されるガスが、ガス吹込め管の先端部で
複数の互いに異なる方向に岬旋流とされる。このような
ガス吹き込み管を用いると発生するガス気泡７の大きさ
を小さくすることができ、又ある範囲ではガス？ｉｔ量
を増しても気泡径が粗大になることはない、これによっ
て溶鋼飛散や吹込みガスのｊｇＥ中の吹抜けを抑制しつ
つ、大量のガスを溶鋼中に吹込むことができるようにな
った０本発明者らの研究結果によると本発明に係るガス
吹込み管から複数の互いに異なる方向にガスを噴射する
場合には、従来のＫｉ管構造のガス吹込み管の場合に比
べ”Ｃ著しく気泡径が小さく、特に鋼浴深さが浅い場合
および真空ガス槽が滅庄雰囲気下の場合に従来の直管構
造のガス吹き込み管の場合に比較して気泡の小径化の効
果が著しい。

気泡の小径化によって、溶鋼飛散による地金付きの問題
を軽減しつつ真空脱ガス槽内の気液反応界面積を大幅に
増大することができ、また物質移動速度を増大し槽内の
溶鋼を効率よく攪拌できるようになった。これにより顕
著な脱炭速度の向−Ｊ＝がｊｌられなか、特に脱炭反応
の主体が気液界面を通してのＣＯの移動に依存する炭素
濃度２０〜４０−以下の極低炭素領域において１．脱炭
速度が著しく向上した。

また、本発明において適用した１１η造のガス吹込み管
の場合には、ガス吹込み管近傍で気泡が分裂して微細化
するため、鋼浴深さがガス吹込み管径の２０倍程度と浅
くても気泡径が大きくなることはな（、従って鋼浴の浅
い条件下でも気液反応界面積を這保し、かつ溶鋼ｆ＊拌
を効率的に行える。例えば、水モデル実験において、平
均気泡径のガス吹込み管上端からの距離すなわち真空脱
ガス槽鋼浴深さによる変化を調べたところ第４図に示し
た結果が得られ、また水銀モデル実験や鋼浴での実験で
も同様の事実が観察された。すなわら本発明に係るガス
吹込み管によると真空脱ガス槽鋼浴深さが浅くても、従
来の直管構造の羽口に比べて平均気泡径は、著しく小さ
く、また鋼浴深さが深い場合に比べて気泡径が大きくな
ることはない。このように気泡径が小さいので従来のよ
うな吹込み管周辺の耐火物のｔ員耗は著しく減少する。

〈実施例〉 本発明では真空脱ガス槽内の７８１！浴而下へのガス吹
込み管の構造を第２図のような痺数個の管を相互に隣接
させて、かつそれらの管を相互にねじり伶わせたＩＩＩ
造、あるいは第３図のような直管内にねじれた案内板９
を有して、この案内板によってガスを複数の異なる方向
に噴射するｔｌｌ造とし５て２゜）容鋼中に吹込む気泡
を細かいものとすることにより、ガスが溶鋼中を吹抜は
難くし、気液反応界面積および物質移動速度を増大し脱
炭速度をさらに向上することができた。また従来のｉ８
網飛散や耐火物ｔＵ耗速度が大きいという問題も大幅に
軽減された６ 本発明の具体的実施例を従来例と比較して以Ｆに示ず。

用いたＲＩＩ脱ガス装置および壕業の条件を第１表に示
す。

Ｃ：　　３００ｐ、　Ｓｉ　：　ｔｒ、　Ｍｎ　：　０
．１０重猾％、Ｐ：０．０１０重量％、　　Ｓ　：　　
０．０１０重量％、　　ＯＣＧｏｏ四を含有する温度１
６００’Ｃの溶鋼を第１表ＯＲＨ脱ガス装置および操業
の条件の下で２０分間脱炭処理を行った６脱炭反応の結
月１−を第２表に示す。これから、本発明によって脱炭
速度が従来例に１ｉ、、べ大幅に向上しており、特に処
理開始１０分から２０分での脱炭速度を比較すると、本
発明では見掛けの反応速度は約１．５倍に向上した。本
発明では特に炭素濃度２０〜４０蒋雇以下の捲低炭素領
域において脱炭速度の向上が著しい。

また、本発明では従来例に比べ耐火物寿命が約３０％向
上し、ガス吹込み竹のない真空脱ガス槽の場合とほぼ同
レベルの−ＩＪ命となった。また従来例では實験キャン
ペーン中に槽内地金イ」きによる操！Ｊトラブルが頻繁
に発生したため、定常的に操業を行うためにはガス吹込
み量を約１／２の１５０ＯＮ／、／　ｍ１１１以下にせ
ざるを得なかった。従って、脱炭速度も比較例の場合よ
りさらに低下したが、本発明例ではそのような地金付き
の問題はあまりなく、ガス吹込みを行わない場合と同程
度だったので、安定して極低炭素鋼を溶製することがで
きた。

第１表 〈発明の効果〉 本発明によると、操業性の悪化や耐火物などの大幅なコ
スト上４を伴わずに、安定して炭素濃度ｌ〇四以下とい
った極低炭素鋼をＲ１１脱ガス装置によって短時間に７
’８Ｍすることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の説明図で、（ａ）は側断面図、（Ｉ
））は（ａ）の八−Ａ′断面図、第２図は、ガス吹込み
管（例）の図面で、（ａ）は側面図、（＋３）は（ａ）
のＢＢ′断面図、第３図は、ガス吹込み管（例）の図面
で、（ａＪは側面図、（ｂ）は（ａ）のｃ−ｃ’断面図
、第４図は、真空脱ガス槽鋼浴深さと平均気泡径との関
係を示す特性図である。 １・・・真空脱ガス槽、　２・・・ガス吹込み管、３・
・・溶鋼吸上管、　　　４・・・環流ガス吹込み竹、５
・・・溶鋼下降管、　　６・・・取　堝、７・・・気　
泡、　　　　８・・・溶　鋼、９・・・案内板。 特許出願人　　　川崎５！鉄株式会社 弔 （σ） （ｂ”） 図 第　２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空脱ガス槽の底面部にガス吹込み管を有し、溶鋼吸上
   管と溶鋼下降管とを備えた環流式真空脱ガス装置におい
   て、前記ガス吹込み管から溶鋼中に噴射するガスが、該
   ガス吹込み管の先端部で、互いに異なる方向に螺旋流と
   されるような構造の、複数個のガス吹込み管を備えたこ
   とを特徴とする環流式真空脱ガス装置。