JPH02247323A - 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常要
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。また、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
有効に鍋内に返されず、結局、鍋全体の脱ガス効率の低
下をきたす。

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。

このような短絡流の発生を防止するために、実開昭６１
−１７２１５６号公報に記載された考案によれば、従来
型の上昇管と下降管との間に邪魔板を挿入し、溶鋼の短
絡流を防止している。

しかしながら、上記の短絡流防止技術においては、鍋内
に邪魔板を設置するため、鍋内溶鋼の自由な攪拌が邪魔
板により阻害され、かえって溶鋼の均一混合に長時間を
要する。また、邪魔板を処理中の溶鋼に浸漬させておく
ので、溶鋼が汚染され易く、高級鋼を溶製する場合に不
都合を生じる。

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し、更に、鍋内溶鋼の均
一混合時間を短縮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、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
込み口および前記下降部の溶湯吐出口の少なくとも一方
が側方に形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を効
断面積が拡大し、溶湯の環流量が増大化する。

また、上昇部の溶湯吸込み口および下降部の溶湯吐出口
の少なくとも一方を、浸漬管の側方に形成しているので
、上昇流および下降流が互いに隣接する平行流とならな
い。従って、上昇部および下降部を仕切りを介して隣接
させているにもかかわらず、下降流から上昇流への短絡
が形成されない。このため、真空槽内と鍋内の溶鋼の交
換が確実に行われ、かつ、鍋内の溶湯が短時間で均一混
合され、悉加合金材が偏在することなく、溶湯中に迅速
かつ均一に溶は込むようになる。

［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ｗ４２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、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である。浸漬
管２０は、外周部２２と、内部を上昇部３０と下降部３
２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。

仕切り２６は、縦断面形状が逆Ｔ字形をなし、その下端
部２６ａにより浸漬管２０の底部が形成されている。浸
漬管の外周部２２には互いに対面する１対の開口３０ａ
、３２ａが形成されている。

第１の開口３０ａは、上昇部３０に連通し、溶鋼吸い上
げ口としての役割を有する。一方、第２の開口３２ａは
、下降部３２に連通し、溶鋼吐出口としての役割を有す
る。第１および第２の開口３０ａ、３２ａともに側方に
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；５０ｅ＋ｓ 各開口３０ａ、３２ａ の大きさ　　　　　　；縦３０ｃｓＸ横３０ｃＩｌ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；９５ｅｉなお、仕切り２
６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出性を考慮し、３０〜８０ｃｍの
範囲とすることが望ましい。

また、各開口３０ａ、３２ａの大きさは、縦が１０乃至
５０ｃ量の範囲で、横が１０乃至６０ｅａ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３ｏｏｐｐ−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Ｍ３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口のアル
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
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ｎ４３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口をとり、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ｒｐ、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口
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１１　［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［１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１０ｐｐ■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。

なお、上記実施例では、上昇部の溶鋼吸い上げ口（第１
の開口３０ａ）および下降部の吐出口（第２の開口３２
ａ）の両者ともに浸漬管側方に形成したが、この発明は
これに限られることな（、吸い上げ口または吐出口のい
ずれか一方のみを側方に形成しても短絡流が形成されな
い。

［発明の効果１ 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、上昇流および下降流の少なく
とも一方が水平方向に形成されるように、吸い上げ口お
よび吐出口が形成されている。従って、上昇流および下
降流が互いに隣接することなく、下降流から上昇流への
短絡が生じなくなる。

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
。

更に、吐出口の形状および大きさを種々変更することに
より、鍋内溶鋼のフローパターンを種々に制御すること
が可能になる。

【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／ｉ！
１管を有する脱ガス槽下部を拡大した縦断面図、第２図
は脱ガス機の模式図、第３図は実施例の浸漬管の横断面
図、第４図及び第５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、３０ａ、３２３；開口第１図 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

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
   上昇部の溶湯吸込み口および前記下降部の溶湯吐出口の
   少なくとも一方が側方に形成されていることを特徴とす
   る脱ガス精錬用浸漬管。