JPH02197515A - 高清浄度極低炭素鋼の溶製方法 - Google Patents

高清浄度極低炭素鋼の溶製方法

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JPH02197515A
JPH02197515A JP1585489A JP1585489A JPH02197515A JP H02197515 A JPH02197515 A JP H02197515A JP 1585489 A JP1585489 A JP 1585489A JP 1585489 A JP1585489 A JP 1585489A JP H02197515 A JPH02197515 A JP H02197515A
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JP
Japan
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molten steel
vacuum degassing
ladle
steel
low carbon
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JP1585489A
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English (en)
Inventor
Kanji Aizawa
完二 相沢
Shinji Kojima
小島 信司
Nobumoto Takashiba
高柴 信元
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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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〕 本発明は高清浄度極低炭素鋼の溶製方法に係り、特にR
H,DH等の真空脱ガス処理方法の改良に関し、高清浄
度極低炭素鋼製造分野に利用される。 〔従来の技術〕 一般に極低炭素鋼の溶製工程は、先ず大気圧下で酸素を
吹込んで鉄の酸化損失の少いC:0.03〜0.05%
まで粗脱炭する工程と、該溶鋼を減圧下に露出させて0
0分圧を低減することにより、出鋼時500〜700p
pmに調整した溶存酸素と鋼中の(C)とのCOガス化
を促進させて、C:10〜20ppmまで脱炭する工程
と、に大別される。本発明は後者の工程に関するもので
ある。 この分野の技術は、従来、主としてステンレス鋼溶製時
の脱炭限界の向上、処理時間の短縮を目的として開発さ
れていたが、最近では連続焼鈍設備を用いた加工性の高
い冷延鋼板の製造工程の一貫として、量産化への対応、
鋼の清浄度の向上を加えて、この分野の技術が開発が進
められている。 上記分野での従来の技術では、不活性ガスを大量に吹込
む方法、減圧下での気体酸素の吹込み、減圧溶鋼中への
酸化鉄粉の吹込方法等が知られているが、これらには次
の如き問題点がある。 すなわち、不活性ガスの大量吹込みに関しては松永らく
鉄と8’il、 Vol、63、No、13.1977
年)、特願昭63−093497等いくつかの文献が見
られるが、これらは、脱ガス処理中の溶鋼環流速度の向
上、もしくはスプラッシュの増加による気液界面の増加
により脱炭速度の向上を図ったものである。しかしなが
ら、これらの方法では脱炭速度の向上がみられる反面、
真空脱ガス槽内の地金付着が増加するため、溶鋼成分!
11v!用の合金鉄歩留の不安定化のほか、鉄分歩留の
減少、真空脱ガス槽内付着地金除去のための休止時間の
発生、RH脱ガス環流管の耐火物寿命の低下等の多くの
操業上の問題が生じていた。 また減圧下の溶鋼浴面や浴面下に気体酸素を吹込む方法
は、溶存酸素量の増加を図ることになり、反応速度の向
上を図ることができるが、溶鋼浴面吹付けの場合は、不
活性ガスの大量吹込みと同様にスプラッシュの増加に伴
う問題があり、また浴面下に吹込む方法は1羽口周辺耐
火物の損耗に伴う真空脱ガス槽の寿命低下を招く欠点が
ある。更に両方法とも溶鋼全体の溶解酸素量を増大させ
るため、脱酸処理後の脱酸生成物が大量発生し、溶鋼清
浄度の悪化およびこれに起因する鋼材製品における疵の
発生の増加を助長するおそれがあり、この面での配慮に
全く欠けていた。 更に、特開昭60−181217や、日本鉄鋼協会講演
論文集CAMP−ISIJ  Vol、1(1988,
P、1.185)等に見られる如き、減圧下で溶鋼面に
酸化物粉体を上吹きする方法、もしくは、特開昭63−
169321に開示された如き、減圧下の溶鋼に酸素ポ
テンシャルの高い粉体を浴面下に設けた羽口より直接溶
鋼中に吹込む方法では、鋼浴内に侵入、拡散した粉体の
近傍に酸素ポテンシャルの高い部分が生成し、局部的な
領域での脱炭が促進される結果、溶鋼全体の清浄度悪化
を制御しなから脱炭限界の向上、極低炭酸における脱炭
速度の向上が可能となる反面、スプラッシュの増加や、
羽口の損耗の問題は解決されておらず、特に極低炭素処
理を行っていない場合でも、羽口の閉塞防止のために不
活性ガスを吹き続けなければならない点は、羽目周辺耐
火物の損耗を助長するだけでなく、コスト的にも無駄の
多い技術と言わざるを得ない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、真空脱ガス処理による高清浄度極低炭
素鋼の溶製技術における上記従来技術の問題点を解決し
、特にスプラッシュの飛散、真空脱ガス槽耐火物の寿命
低下、溶鋼清浄度の悪化を防止しつつ、効果的に高清浄
度極低炭素鋼を得る溶製方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の要旨とするところは次の如くである。 すなわち、真空脱ガス処理による高清浄度極低炭素鋼の
溶製方法において、取鍋等減圧容器外の溶鋼中に底部に
設けたポーラスプラグを介して微細気泡を発生する不活
性ガスを吹込む工程と、前記微細気泡を含む溶鋼を減圧
下の容器へ循環させる工程と、を有して成ることを特徴
とする高清浄度極低炭素鋼の溶製方法。である。 溶鋼中では炭素と溶存酸素が結合しても、CO気泡にな
ることは熱力学的にも困難であって、気液もしくは固液
界面を有する何らかの気泡発生核が必要である。本発明
は、かくの如き気泡発生核として、溶鋼中に分散した0
0分圧の低い不活性ガスより成る微細気泡を供給して浴
面下での脱炭反応を促進させようとするものであって、
上記従来技術と技術思想を全く異にする方法である。 本発明者らの水モデル実験によれば、微細気泡を核とし
て減圧下で成長する気泡は小さく、かつ分散しているの
で崩壊時のスプラッシュは極めて軽度であり、実操業に
おける地金付着も極めて少いものと考えられる。更に、
本発明では、溶鋼の清浄化を図るために、微細気泡の発
生に際しては酸素源となるものは用いず不活性ガスのみ
を用いる。しかも気泡を微細化することにより、微細な
脱酸生成物を吸着する確率を高め、浮上分離による溶鋼
清浄化効果を持たせるようにした。また、微細気泡の発
生場所を真空脱ガス槽外の取鍋を選ぶことにより、既設
設備への適用を容易とすると共に、真空槽の寿命短縮を
防止することができる。 なお、本発明でいう真空脱ガス槽とは、RHやDH式真
空脱ガス装置中、浸漬管の如く短期間で交換することを
前提としている部分を含まないものとする。 本発明における微細気泡の生成方法については。 特に限定を要さず、いずれの方法でもよいが、原理的に
微細に分裂した気泡を大量に製造し得る方法が好ましい
ことは当然である。しかして微細気泡としては大気圧換
算直径で2m以下の気泡が望ましい。かくの如き、微細
気泡を発生する不活性ガスを取鍋底部のポーラスプラグ
より吹込んだ後、該溶鋼を通常の脱ガス処理方法に従っ
て減圧下の真空脱ガス槽へ循環させるものである。 本発明の実施例を添付図面を参照して更に詳細説明する
。第1図はRH式真空脱ガス処理装置を用いて、高清浄
度極低炭素鋼を溶製した場合の装置の模式断面図である
。 転炉等の精錬炉でC: 0.03〜0.05%まで粗脱
炭した溶鋼2を収容した取鍋4の底部には。 複数のポーラスプラグ6が取付けられており、このポー
ラスプラグ6を介してAr、 N2等の不活性ガス7を
溶5r42中に吹込むことにより微細気泡8を発生する
。取鍋4中の溶鋼2の表面にはスラグ1oが浮遊し外気
が遮断されている。 真空脱ガス処理槽12は、上部の真空脱ガス槽14内は
約1トールの真空度であって、下端に上昇側浸漬管16
と下降側浸漬管18とが設けられ、いずれもその下端を
取鍋4内の溶12中に浸漬している。上昇側浸漬管16
の外周からは環流用吹込ガス20としてAr等の不活性
ガスが別途吹込まれるので、取鍋4中の溶鋼2は、その
ポンプ作用によって取鍋4から上昇側浸漬管16を通じ
、真空脱ガス槽14中に吸上げられ、脱ガス処理された
後、下降側浸漬管18を通じて再び取鍋4中に戻る。こ
の循環を繰返すことによりポーラスプラグ6より吹込ま
れた不活性ガスの微細気泡8を含む新たな溶鋼2は、上
昇側浸漬管16を通じ真空脱ガス槽14にて脱ガス処理
される。 本発明による微細気泡8を溶鋼2に効果的に含ませるた
めに、ポーラスプラグ6を溶鋼流の激しい上昇側浸漬管
16および/または下降側浸漬管18の直下に設けた方
が、微細気泡8を溶n42中に分散させる上で効果的で
ある。 〔作用〕 環流用ガス20によって微細気泡8を含む溶鋼2が真空
脱ガス槽14中に吸上げられると、溶鋼2は循環流2A
を形成する。真空脱ガス槽14内では溶存酸素と炭素が
反応してCoガス化し得る圧力に減圧されているので、
微細気泡8を核とする無数のCO気泡が成長し、浮力の
急増により浴面に浮上して槽外に排出される。浴面下で
もこの反応が進行し、順次浴面に浮上し槽外に排出され
、微細気泡8を核とする脱炭反応が容易に、かつ急速に
進行する。真空脱ガス槽14内の脱炭処理が終了すると
、槽内の溶鋼2にA1等の脱酸剤を投入して溶WI2内
の溶存酸素を除去するが、この脱酸剤の投入により大量
のA1□0.が発生する。 Al、O,が溶鋼2中に残存すると非金属介在物として
圧延後の疵の原因となるが、本発明における微細気泡8
の存在によって生成されたAI、○、は微細気泡8に吸
着し易く、容易に浮上して取鍋4内に浮上するスラグ1
0に集積される。従って、微細気泡8は脱酸生成物Al
、O,の浮上にも効果があり、清浄化作用があることが
判明した。 〔実施例〕 本発明の効果を確認するために、実機によって本発明方
法と従来の比較例により、高清浄度極低炭素鋼を溶製し
、いずれも連鋳機で鋳込んだ時のタンデイツシュ内の溶
鋼の全酸素を比較する比較試験を行った。すなわち、転
炉にてC: 0.03〜0.05%まで粗脱炭した28
0tの溶鋼2を取鍋4に収容し、真空脱ガス処理するに
当り、槽内真空度を約1トールとし、環流用Ar流量を
2 Nm3/lll1nとした。脱ガス処理前の溶鋼温
度はいずれも1610〜1620℃の温度範囲であり。 処理前
〔0〕は650〜700ppmであった。 本発明法によるものは、真空処理装置の下降側の浸漬管
18の直下の取鍋4の底部に設けられた合計0.15m
のポーラスプラグ6よりArガス200 N Q /m
inを処理中を通じて吹込み、微細気泡8を発生させた
。この時、取鍋4の浴面に装入した丸棒に付着した溶鋼
地金の凹凸から発生した微細気泡は1〜2mmφである
ことを確認した。この微細気泡8を含む溶鋼2を真空脱
ガス槽12に循環して脱炭処理した。 本発明法によらない比較例は、微細気泡8の吹込みを行
わず、直ちに真空脱ガス処理を行った。 両者の脱炭処理時間の経過によるC濃度の低減状況は第
2図に示すとおりである。 第2図より明らかな如く、本発明法による場合は、従来
、脱炭が停滞するといわれている〔C〕≦20ppmに
おいても、脱炭が進行し、脱ガス処理開始後約20分で
(C) 弁10PPOIに到達することができた。一方
、微細気泡処理を行わない比較例においては、第2図に
示す如<、(C)≦20ppmの脱炭速度は極めて緩慢
で、処理開始後20分では精々(C) 415〜20p
pm(7)範囲であった。 本発明例ならびに比較例とも、脱炭処理終了直前脱酸剤
投入後約5分間開−脱炭処理を行った後、連鋳機で鋳込
んだが、鋳込直前のタンデイツシュ内溶鋼の全酸素は、
比較例はいずれも28〜33ppmであったのに対し1
本発明例はいずれも12〜15ppmであり、本発明の
効果が明確に認められた。 〔発明の効果〕 真空脱ガス処理による従来の高清浄度極低炭素鋼の溶製
方法は、真空脱ガス層内の地金付着の増加、環流管の耐
火物寿命の低下等多くの操業上の問題があることに鑑み
、本発明は先ず取鍋等の減圧容器外の溶鋼中に底部に設
けたポーラスプラグを介して不活性ガスを吹込んで微細
気泡を発生させ、該微細気泡を含む溶鋼を通常の方法に
より真空脱ガス槽に循環させる方法を採ったので、次の
如き効果を挙げることができた。 (イ) 真空脱ガス処理槽においては、溶鋼中に分散し
た00分圧の低い不活性ガスより成る微細気泡を発生核
として、浴面下の脱炭反応が著しく促進される。 (ロ) 微細気泡を核として減圧下で成長する気泡は小
さく、かつ分散しているので崩壊時のスプラッシュは極
めて軽度であり、脱ガス槽壁への地金の付着は極めて少
い。 (ハ) 脱炭処理終了後のA1等の脱酸剤投入により発
生するAl2O,等の脱酸生成物は、微細に分散されて
いる溶鋼中の微細気泡に吸着され、浮上分離されるので
溶鋼の清浄化が助長される。 (ニ) 微細気泡の発生を真空脱ガス槽以外の取鍋等で
行うので、既設設備への適用が容易となるほか、真空処
理槽内のスプラッシュの発生の減少と相俟って真空処理
槽の耐火物の損耗が少く寿命の延長が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による高清浄度極低炭素鋼の溶製方法を
説明するRH真空脱ガス処理槽内の溶鋼流を示す模式断
面図、第2図は本発明の実施例と比較例とを対比する真
空脱炭処理時間の経過に伴なう溶鋼中の(C)濃度(p
pm)の変化を示す線図である。 2・・・溶鋼 6・・・ポーラスプラグ 10・・・スラグ 14・・・真空脱ガス槽 18・・・下降側浸漬管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真空脱ガス処理による高清浄度極低炭素鋼の溶製
    方法において、取鍋等減圧容器外の溶鋼中に底部に設け
    たポーラスプラグを介して微細気泡を発生する不活性ガ
    スを吹込む工程と、前記微細気泡を含む溶鋼を減圧下の
    容器へ循環させる工程と、を有して成ることを特徴とす
    る高清浄度極低炭素鋼の溶製方法。
  2. (2)前記微細気泡は前記真空脱ガス処理装置の浸漬管
    直下に吹込む請求項(1)記載の高清浄度極低炭素鋼の
    溶製方法。
  3. (3)前記微細気泡の直径は大気圧換算にて2nm以下
    である請求項(1)もしくは(2)記載の高清浄度極低
    炭素鋼の溶製方法。
JP1585489A 1989-01-25 1989-01-25 高清浄度極低炭素鋼の溶製方法 Pending JPH02197515A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2713660A1 (fr) * 1993-12-08 1995-06-16 Lorraine Laminage Procédé de décarburation d'acier contenu dans une poche.

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57200514A (en) * 1981-06-03 1982-12-08 Nippon Kokan Kk <Nkk> Method for degassing molten steel

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