JPH02247321A - 脱ガス精錬方法及び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ｍｍの間にて溶鋼を循
環させつつ脱ガス処理する脱ガス精錬方法及びこれに用
いられる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、これらを迅速かつ
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脱ガス精錬が注目されている。

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
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。

近時、鋼材の高級化に伴い、窒素含有量を極微量に調整
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外気
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、処理溶鋼の窒素濃度［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ると共に、処理
溶鋼の窒素ピックアップを有効に防止することができる
脱ガス精錬方法および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方法は、脱ガス槽本体に溶湯
を吸い上げるための上昇部と、吸い上げた溶湯を返戻す
るための下降部とを一体に形成すると共に、前記上昇部
及び下降部の間に仕切りを設け、前記上昇部にガスを吹
込み、溶湯を上昇部から下降部に向かって循環させる一
方、前記下降部にもガスを吹込むことを特徴とする。

また、この発明の脱ガス精錬用浸漬管は、第１のガス吹
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
にガスを吹込むための第２のガス吹込み手段を設け、こ
の第２のガス吹込み手段が前記第１のガス吹込み手段の
ガス吹込み量より少ないガスを吹込みうるように構成さ
れ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方法及び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Ｈ効断面積が拡大し、溶湯の環流量が増
大化する。更に、上昇部のみでなく、下降部にもガスを
吹込むので、下降部の溶湯通流路内壁がガス気泡で覆わ
れ、下降部の耐火物を介して処理系内に浸入しようと外
気を有効に遮断することができる。

このため、下降部における溶湯の窒素ピックアップが防
止される。更に、脱ガス槽内の反応界面積が増大し、脱
炭反応が促進される。

［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ｗ４２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により着脱可能に接続されて
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、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
鋼通流路に第１のガス吹込み管２１が連通し、不活性ガ
スが吹込まれるようになっている。一方、第２のガス吹
込み管２９が、下降部３２の溶鋼通流路に連通し、不活
性ガスが吹込まれるようになっている。この場合に、第
１のガス吹込み管２１は上昇部３０の下端近傍にて開口
し、第２のガス吹込み管２９は下降部３２の下端近傍に
て開口している。

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及び下降部３２の 溶鋼通流路の半径Ｒ；９５ｅ■ 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
０〜８０ｃｍ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、
取鍋内情ｗ４３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ｗ４３
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４００ＯＮｊ）の流量の
アルゴンを吹込む。これにより溶ｊＭ３の見掛けの比重
が低下し、溶ｆ１４３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上方の場面が盛上がり、
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図及び第５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１ｕＪをとり、縦軸に溶
鋼の炭素含有量［Ｃ］をとって、両者の関係について、
凋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トンとじた従来の結果を、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１Ｏｐｐｍ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、
取鍋的溶鋼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。

一方、第２のガス吹込み管２９を介して毎分５００〜１
００ＯＮｊｌの流量のアルゴンガスを下降部３２に吹込
む。これにより、下降部３２の溶湯通流路の内壁がアル
ゴンガスの気泡で覆われ、耐火物を介して処理系内に浸
入しようとする大気が遮断される。このため、下降部３
２における溶鋼の窒素ピックアップが有効に防止され、
溶鋼３の脱窒素が促進される。また、脱ガス槽内への吹
込みガスの総量が増加し、溶鋼が更に撹拌され、脱ガス
反応が促進される。

第６図は、横軸に脱ガス処理前の溶鋼中窒素含＃Ｑ　［
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３０
０トンとした本発明の結果を、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１Ｏｐｐ−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
迅速に脱窒素することができた。

［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
シ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１４１６９ｃシにも達し、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ｐｐｍ
乃至数１０ｐｐ−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、下降部にも不活性ガスを吹込
むので、下降部における処理溶湯の窒素ピックアップを
有効に防止することができると共に、脱ガス槽内の反応
界面積が増大し、脱ガス反応の促進を図ることができる
。この結果、脱ガス精錬の脱炭および脱窒素の速度が飛
躍的に大きくなり、炭素および窒素の含有量が数ｐｐ■
乃至数１０ｐｐ１１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。

【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である。 １０；脱ガス槽、２０；浸漬管、２１，２９；ガス吹込
み管、２２；外周部、２６；仕切り、３０；上昇部、３
２；下降部 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 纂 図 す３ 図 第 図 み環前［Ｎ］（ｐｐｍ） 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）脱ガス槽本体に溶湯を吸い上げるための上昇部と
   、吸い上げた溶湯を返戻するための下降部とを一体に形
   成すると共に、前記上昇部及び下降部の間に仕切りを設
   け、前記上昇部にガスを吹込み、溶湯を上昇部から下降
   部に向かって循環させる一方、前記下降部にもガスを吹
   込むことを特徴とする脱ガス精錬方法。
2. （２）第１の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、前記下降部にガスを吹込むための第２のガス吹
   込み手段を設け、この第２のガス吹込み手段が前記第１
   のガス吹込み手段のガス吹込み量より少ないガスを吹込
   みうるように構成されていることを特徴とする脱ガス精
   錬用浸漬管。