JPH02247318A - 脱ガス精錬用浸漬管 - 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、ＲＨ脱ガス槽及び溶鋼鍋の間にて溶鋼を循
環させつつ脱ガス処理するための脱ガス精錬用浸漬管に
関する。

［従来の技術］ 近時、炭素含有量を極微量に調整した極低炭素鋼の需要
が高まり、これを迅速かつ安定に溶製する技術が要望さ
れている。このような背景から、溶鋼を効率よ（脱炭す
る技術として、ＲＨ脱ガス精錬が注目されている。

このため、従来からＲＨ脱ガス精錬の脱炭速度を向上さ
せるために、処理溶鋼の環流量を増大化することが検討
されている。

従来のＲＨ脱ガス槽は、その下部に着脱可能の１対の管
を有しており、これら１対の管を溶鋼に浸漬して減圧状
態の槽本体内に溶鋼を吸い上げ、一方の浸漬管に不活性
ガスを吹込むことにより脱ガス槽及び溶鋼鍋の間にて溶
鋼を循環させつつ脱ガス処理するようになっている。従
って、処理溶鋼の環流量の増大化を図るためには、ガス
吹込み量を増やすか、又は浸漬管の溶鋼通流断面積を大
きくする必要がある。しかし、ガス吹込み量の増加は技
術的に限界がある。結局、従来の溶鋼環流量の増大化技
術の方向として、浸漬管の溶鋼通流断面積を拡大化する
ことが種々検討されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のＲＨ脱ガス槽においては、浸漬管
（上昇管及び下降管）と脱ガス槽本体とがそれぞれフラ
ンジ接続されており、上昇管及び下降管のフランジ継手
が相互に干渉しあい、脱ガス槽本体の径を一定とした場
合に、浸漬管の溶鋼通流断面積を拡大化するには限界が
あった。

このような溶鋼環流量の増大化技術として、特開昭５９
−８５８１５号公報に記載された発明がある。これによ
れば、１対の浸漬管の断面形状をそれぞれ楕円とし、楕
円短軸が脱ガス槽中心に向くような配置として浸漬管相
互の干渉を回避し、溶鋼通流断面積を拡大化している。

しかしながら、上記の浸漬管は、真円のものに比べてそ
の強度及び耐久性に劣り、短寿命である。

また、上記浸漬管は特殊形状であるため、製造コスト及
び保守コストが高く、その製造が一般に困難である。

ところで、脱ガス反応は、脱ガス槽内における溶鋼の攪
拌状態のみでなく、鍋内における溶鋼の攪拌状態にも影
響を受ける。これは、下降管吐出流の攪拌力が弱いと、
鍋内溶鋼が均一に混合されるまでに長時間を要するため
である。特に、上昇管と下降管とを接近させた場合に、
下降管から鍋内に吐出された溶鋼の一部が上昇管により
吸い上げられる所謂短絡流が形成され、鍋内の溶鋼が均
一に混合されるのに長時間を要する。短絡流が形成され
ると、真空槽内で脱ガスされた溶鋼が下降流から有効に
鍋内に返戻されず、結局、鍋全体の脱ガス効率の低下を
きたす。また、鍋内溶鋼の均一混合時間が長くなると、
脱ガス槽内に投入された合金材が溶鋼中に均一に溶は込
まず、合金成分の偏在を生じ、これに起因して鋳片に偏
析を生じることもある。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、溶鋼環流量の増大化を図ることができると共に、下降
流から上昇流への短絡流を防止することができる脱ガス
精錬用浸漬管を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段］ 発明者等は、脱ガス槽の溶鋼環流量の増大化を目的とし
て、浸漬管の形状につき種々検討を重ねた。その結果、
従来の上昇管および下降管の概念を取払い、両者を一体
化し、仕切りにより溶湯通流路を仕切り、溶湯を循環さ
せたところ多くの知見を得ることができた。

この場合に、溶湯循環流を仕切りのみで分けると、上昇
部と下降部とが隣接するために、下降流の一部が上昇流
に吸込まれる短絡流が形成され、真空槽内で脱ガスされ
た溶鋼が下降流から有効に鍋内に返されず、結局、鍋全
体の脱ガス効率の低下をきたすと共に、下降流の溶湯攪
拌力が弱まる。

このような短絡流を防止するため、仕切り下端部を溶湯
吸込み口および吐出口より下方に突出させることも考え
られるが、仕切りのみを突出させるのでは仕切りの突出
部分が支持されず、仕切りの強度が低下し、短寿命とな
る。

この発明に係る脱ガス精錬用浸漬管は、ガス吹込み手段
によりガスを吹込み、脱ガス槽本体に溶湯を吸い上げる
上昇部と、前記上昇部と一体に形成され、脱ガス槽本体
に吸い上げた溶湯を吐出する下降部と、前記上昇部及び
下降部を仕切る仕切りと、を有し、前記上昇部の溶湯吸
い上げ口と前記下降部の溶湯吐出口とを仕切りを介して
段違いに設けていることを特徴とする。

［作用］ この発明に係る脱ガス精錬用浸漬管においては、上昇部
と下降部とを一体に形成し、両者の間に仕切りを設けで
あるので、上昇部及び下降部が仕切りを介して隣接する
こととなり、両者を大径化することが可能となる。この
ため、上昇部及び下降部における溶湯通流のための有効
断面積が拡大し、溶湯の環流量が増大化する。

また、仕切りを介して上昇部の溶湯吸い上げ口と下降部
の溶湯吐出口とを段違いに設けているので、上昇部およ
び下降部を近接させているにもかかわらず、仕―切りに
より下降流から上昇流への短絡が阻止される。このため
、鍋内の溶湯が短時間で均一混合され、添加合金材が偏
在することなく、溶鋼中に迅速かつ均一に溶は込むよう
になる。

また、上昇部および下降部の上下段違い箇所に仕切りを
設けているので、上昇部または下降部のいずれか一方の
構成部材により仕切りの突出部分が補強される。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。

第２図に示すように、脱ガス槽１０が取鍋２の上方に位
置し、脱ガス槽下部の浸漬管２０が取鍋内溶鋼３に浸漬
されている。取鍋２は、台車に搭裁され、図示しないリ
フティング装置により台車ごと昇降されるようになって
いる。なお、取鍋内溶鋼３は溶融スラグ４により覆われ
ている。脱ガス槽１０は、建屋に固定されており、その
上部に排気口１２を有する。この排気口１２は、排ガス
装置（図示せず）に連通され、脱ガス槽１０内部のガス
が排気されるようになっている。なお、脱ガス槽の本体
１１は、上部本体１１ａと下部本体１１ｂとからなり、
両者がフランジ継手１３により前説可能に接続されてい
る。また、脱ガス槽本体１１及び浸漬管２０上部が鉄皮
１５で覆われている。

第１図は、この発明の第１の実施例に係る脱ガスＲ１４
１用浸請管を有する脱ガス槽下部を拡大した縦断面図で
ある。浸漬管２０は、外周部２２と、内部を上昇部３０
と下降部３２とに仕切る仕切り２６とを有する。上昇部
３０の溶ｔｆＡ通流路にガス吹込み管２１が連通し、不
活性ガスが吹込まれるようになっている。

上昇部３０の吸込み口は、下降部３２の吐出口より下方
に位置している。すなわち、上昇部３０においては外周
部２２と共に仕切り２６が下方へ突出し、この溶鋼吸込
み口と下降部３２の吐出口とが上下段違いに形成されて
いる。

第３図は、浸漬管２０の横断面図である。浸漬管２０の
外周部２２では、円筒状の芯材２４の内側に耐火レンガ
２８が張付けられ、芯材２４の外側にキャスタブル２３
が所定の厚さに設けられている。また、仕切り２６では
、芯材２７の両面に耐火レンガ２８が張付けられている
。この場合に、芯材２４，２７に厚さ数ミリ乃至１０数
ミリの鉄板を、耐火レンガ２５．２８に耐スポーリング
性に優れたクロムマグネシア質レンガを、キャスタブル
２３に高アルミナ質キャスタブルを用いることが好まし
い。下記に浸漬管２０の各部のサイズの一例を示す。

仕切り２６の厚さＴ；　　５０ｃｍ＋ 上昇部３０と下降部３２との 段違い距＃ＥＬ；　　５０ｃｍ 上昇部３０のガス吹込み位置 における溶鋼通流路の半径Ｒ；　　９５ｃｍなお、仕切
り２６の厚さＴは、溶鋼通流断面積の減少を抑える一方
で、連続使用における耐溶損性を考慮し、３０〜８０ｃ
ｍの範囲とすることが望ましい。

また、段違い距ＭＬは、３０〜１００ｃｍの範囲とする
ことが望ましいが、５０ｅ麿程度にすることが最も好ま
しい。

次に、上記脱ガス槽を用いて極低炭素鋼を溶製する場合
について説明する。

炭素濃度［Ｃ］が約３００　ｐｐｍの転炉溶鋼を取鍋２
に受鋼し、これを脱ガス処理設備に搬送する。

溶鋼３の量は約２５０トンである。取鍋２をリフトし、
取鍋内溶鋼３に浸漬管２０を浸漬し、脱ガス槽１０の内
部を所定の圧力まで減圧する。これにより、溶鋼３が脱
ガス槽１０内に吸い上げられる。次いで、ガス吹込み管
２１を介して上昇部３０の溶鋼通流路に所定流量のアル
ゴンガス、例えば、毎分４００ＯＮＮの流量のアルゴン
ガスを吹込む。これにより溶鋼３の見掛けの比重が低下
し、溶鋼３がガス気泡と共に上昇部３０の通流路内を上
昇する。上昇部３０上方の湯面が盛上がり、スプラッシ
ュが発生し、溶鋼中［Ｃ］が［０］と反応してＣＯガス
またはＣＯ２ガスとなり、これが排気される。このよう
にして溶鋼３の脱炭が促進される。

次に、第４図乃至第６図を参照して、実施例の効果につ
いて説明する。

第４図は、横軸にアルゴンガス吹込み量をとり、縦軸に
溶鋼環流量をとって、両者の関係について本発明と従来
とを比較した結果を示すグラフ図である。図中、曲線Ａ
は本発明の結果を、曲線Ｂは従来の結果をそれぞれ示す
。図から明らかなように、アルゴンガス吹込み量を同一
量とした場合に、本発明のほうが従来より溶鋼環流量が
大幅に増加する。

第５図は、横軸に脱ガス処理時間をとり、縦軸に溶鋼の
炭素含有ｊｌ　［Ｃ］をとって、両者の関係について調
査した結果を示すグラフ図である。図中、曲線Ｃは溶鋼
環流量を毎分１５０トンとした従来の結果を、曲Ｉ９Ｄ
は溶鋼環流量を毎分３００トンとした本発明の実施例の
結果をそれぞれ示す。

図から明らかなように、溶鋼環流量を毎分３００トンと
すると、［Ｃ］を１０ｐｐｉ＋以下まで低減することが
でき、溶鋼を極低炭素鋼の領域に迅速に脱炭することが
できた。

第６図は、横軸に上昇部と下降部との段違い距ＭＬをと
り、縦軸に鍋内溶鋼の均一混合時間をとって、半径Ｒを
９．５　ｃ−とした場合における両者の関係について調
査した結果を示すグラフ図である。

図から明らかなように、段違い距離りが３０ｃ■以上の
範囲では均一混合時間が短縮され、段違い距１１ｉＬが
５００１１のときに約７０秒で鍋内溶鋼が均一混合され
る。しかしながら、距ＭＬが５０ｃ■を上回ると、顕著
な効果が認められなくなり、耐火物原単位がかえって上
昇する。

なお、上記実施例では、上昇部の吸込み口を下降部の吐
出口より下方に位置させた場合について説明したが、こ
の発明はこれに限られることなく、下降部の吐出口のほ
うを上昇部の吸込み口より下方に位置させてもよい。

［発明の効果］ この発明によれば、浸漬管の溶鋼通流断面積が拡大化し
、従来よりも溶鋼環流量を大幅に増大化することができ
る。例えば、従来型の１対の浸漬管では最大２５５０ｃ
ｍまでの溶鋼通流断面積しかとれなかったが、本願発明
の浸漬管では上昇部及び下降部の溶鋼通流断面積を合計
すると約１４１６９ｃｍにも達し、従来の５，６倍もの
溶鋼通流断面積が確保される。この結果、脱ガス精錬の
脱炭速度が飛躍的に大きくなり、炭素含有量が数ｐ１）
ｌ乃至数１０ｐｐｍレベルの極低炭素鋼を迅速かつ安定
に製造することができる。

また、この発明によれば、仕切りにより下降流が遮られ
るので、下降流から上昇流への短絡が阻止される。この
ため、鍋内溶湯の均一混合時間を大幅に短縮することが
でき、脱ガス槽内に投入された合金材が溶鋼中に迅速か
つ均一に溶は込み、合金成分の偏在を生じなくなる。

また、仕切りの下端に至るまで浸漬管外周部により支持
補強されるので、仕切りの寿命延長を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る脱ガス精錬用浸漬管を
有する脱ガス槽下部を拡大した縦断面図、第２図は脱ガ
ス槽の模式図、第３図は実施−１の浸漬管の横断面図、
第４図乃至第６図はそれぞれこの発明の詳細な説明する
ためのグラフ図、である。 １０；脱ガス槽、２０；浸漬管、２１；ガス吹込み管、
２２；外周部、２６；仕切り、３０；上昇部、３２；下
降部 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第３凶 第 図 綬遣イ距ｍＬ（ｃｍ） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガス吹込み手段によりガスを吹込み、脱ガス槽本体に溶
   湯を吸い上げる上昇部と、前記上昇部と一体に形成され
   、脱ガス槽本体に吸い上げた溶湯を吐出する下降部と、
   前記上昇部及び下降部を仕切る仕切りと、を有し、前記
   上昇部の溶湯吸い上げ口と前記下降部の溶湯吐出口とを
   仕切りを介して段違いに設けていることを特徴とする脱
   ガス精錬用浸漬管。