JPH02247320A - 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、炭素や窒素の含有量を極微量に調整した極低炭素
鋼および極低窒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、溶鋼を効率よく脱炭および脱窒素する技術として、
ＲＨ脱ガス精練が注目されている。

このため、従来からＲＨ脱ガス精錬の反応速度を向上さ
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
Ｊ−とか種々検討されていＺンδ［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１７だ
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。

近時、鋼材の高級化に伴い、窒素含有量を極微量に：Ａ
整した極低窒素鋼の需要が急増し、ＲＨ脱ガス精錬によ
り極低窒素鋼が溶製されている。このようなＲＨ脱ガス
精錬においては、脱ガス処理中に処理系内へ大気が浸入
しないように、脱ガス槽本体を鉄皮で覆い、気密構造と
している。

しかしながら、浸漬管は、溶鋼中に浸漬されるため、耐
溶損性および耐スポーリング性に優れた多孔質耐火物で
覆われているので、この被覆耐火物の気孔を介して大気
が処理系内に浸入し、溶鋼に窒素が溶は込む所謂窒素ピ
ックアップが生じる。

特に、下降管の側において溶鋼の窒素ピックアップが著
しい。このため、処理溶鋼の窒′ｓａ度［Ｎ］を十分に
低減することができず、極微量レベルの窒素を含有する
極低窒素鋼の溶製に不都合を生じていた。

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、極微量レベル
の極低炭素鋼を溶製することができると共に、溶鋼の窒
素ピックアップを有効に防止し、極微量レベルの極低窒
素鋼をも溶製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］ この発明に係る脱ガス精錬用浸漬管は、溶湯中に浸漬さ
れ、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、耐火物の多孔体で覆われ、脱ガ
ス槽本体に吸い上げた溶湯を返戻する下降部と、前記上
昇部及び下降部を仕切る仕切りと、を有し、前記下降部
の耐火物多孔体溶湯に浸漬されない露出部分から溶湯通
流路に至るまでの間に、大気の浸入を遮断するための大
気遮断部材を設け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、大気遮断部材を、下降部の耐火物多孔体の溶湯に
浸漬されない露出部分から溶湯通流路に至るまでの間に
設けであるので、下降部の被覆耐火物を介して処理系内
に実質的に大気が浸入しなくなり、溶鋼の窒素ピックア
ップが有効に防止される。

［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が取鍋自溶鋼３に浸漬
されている。取鍋２は、台車に搭載され、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、取鍋自溶＃１３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ｆ（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、浸漬管２０
は、脱ガス槽の本体１１にフランジ１３゜１４により着
脱可能に接続されている。また、脱ガス槽本体１１は、
耐火物で内張すされ、その外側が鉄皮１５で覆われてい
る。

第１図は、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、その内部を上昇部３０と
下降部３２とに仕切る仕切り２６と、を有する。上昇部
３０の溶鋼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。

第３図は、浸漬管２０の横断面図である。浸漬管２０の
外周ｇ２２では、円筒状の芯材２４の内側に耐火レンガ
２５が張付けられ、芯材２４の外側に多孔質のキャスタ
ブル２３ａが所定の厚さに吹付けられ、キャスタブル２
３ａの層の外側が円筒状の大気遮断部材２９で覆われ、
更に大気遮断部材２９の外側に多孔質のキャスタブル２
３ｂが所定厚さに吹付けられている。この場合に、大気
遮断部材２９は、厚さ数ミリの金属板からなり、フラン
ジ１４の下面から浸漬管２０の下端までの範囲に設けら
れ、上昇部３０および下降部３２を大気から遮断するよ
うになっている。なお、大気遮断部材２９の内外面には
多数の突起２９ａが取付けられ、突起２９ａにより内外
のキャスタブル２３ａ、２３ｂが大気遮断部材２９に保
持されている。

一方、仕切り２６では、芯材２７の両面に耐火レンガ２
８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、多孔質キャスタブル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及び下降部３２の 溶鋼通流路の半径Ｒ；９５ｃｓ 大気遮断部材２９の厚さ；２〜３■ 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、３
０〜８０ｅ−の範囲とすることが望ましい。

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３０．Ｏｐｐ■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、
取鍋自溶鋼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］がガス化し、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図及びｍ５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＃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、曲線りは
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１ｏｐｐ−以下のレベルまで低減する
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。

次に、上記脱ガス槽を用いて極低窒素鋼を溶製する場合
について説明する。

窒素濃度［Ｎ］が約１２ｐｐｍ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、
取鍋自溶鋼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［Ｎ］がガス化し、これが排気
される。このようにして溶鋼３の脱窒素が促進される。

第６図は、横軸に脱ガス処理前の溶鋼中窒素含有量［Ｎ
］をとり、縦軸に脱ガス処理後の溶鋼中窒素含有量［Ｎ
］をとって、本発明の浸漬管および従来の浸漬管により
それぞれ溶鋼を脱ガス処理した場合の両者の関係を示す
グラフ図である。図中、白丸は溶鋼環流量を毎分３００
トンとして大気遮断部材を設けた本発明の結果を、斜線
領域は溶鋼環流量を毎分１５０トンとした従来の結果を
それぞれ示す。図から明らかなように、本発明の実施例
に係る浸漬管を用いれば、下降部における処理系内への
大気の浸入を有効に防止することができ、従来の浸漬管
では達成困難なレベルであった１０ｐｐ−以下のレベル
まで［Ｎ］を低減することができた。このため、溶鋼を
極低窒素鋼の領域に溶鋼を迅速に溶製することができた
。

なお、上記実施例では、上昇部および下降部の両者を大
気遮断部材２９で取囲むようにしたが、これに限られる
ことなく、第７図に示すように、大気遮断部材３３を芯
材２４から多孔質キャスタブル２３の外周面に至るまで
の間に設け、キャスタブル２３を上下に遮断するように
してもよい。

また、第８図に示すように、浸漬管２０の溶鋼に浸漬さ
れない上部外面を、大気遮断部材３４としての鉄皮で覆
うようにしてもよい。すなわち、大気遮断部材３４で浸
漬管２０の露出部分を覆い、処理系内への大気の浸入を
部材３４により阻止する。このようにしても、上記実施
例と同様の効果を得ることができる。

［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。

また、大気遮断部材を浸漬管に設けて、処理系内への大
気の浸入を阻止している。この結果、脱ガス精錬の脱窒
素速度が飛躍的に大きくなり、窒素含有量が５　ｐｐｍ
乃至１０　ｐｐｍレベルの極低窒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、浸漬管が単純形状であるので
、低コストであると共に強度及び耐久性に優れており、
長寿命の浸漬管を提供することができる。

【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
示す縦断面図、第２図は脱ガス槽の模式図、第３図は浸
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、第７図及び第８図は
それぞれ浸漬管の変形例を示す部分断面図である。 １０；脱ガス槽、２０；浸漬管、２１；ガス吹込み管、
２２；外周部、２６；仕切り、２９゜３３．３４：大気
遮断部材、３０；上昇部、３２；下降部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶湯中に浸漬され、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、耐火物の多孔体
   で覆われ、脱ガス槽本体に吸い上げた溶湯を返戻する下
   降部と、前記上昇部及び下降部を仕切る仕切りと、を有
   し、前記下降部の耐火物多孔体溶湯に浸漬されない露出
   部分から溶湯通流路に至るまでの間に、大気の浸入を遮
   断するための大気遮断部材を設けることを特徴とする脱
   ガス精錬用浸漬管。