JPH02282414A - 溶鋼を処理する方法および装置 - 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】 この発明は、真空アーク脱ガス方式よりも資本がかから
ず、操作が容易にして構造および作用が簡単な方法で、
溶融金属に含まれる酸素、水素およびある程度は窒素分
を低減させるように該溶融金属を処理する方法および装
置に関する。

従来の真空アーク脱ガス方式によれば、操作員は溶鋼の
酸素および水素の含有を、もし多くの断面において白点
のない水素レベルを望む場合には、水銀柱１ミリメート
ル以下の低い大気圧（または真空）と、交流電極および
溶鋼間に直接形成される交流アークと、不活性ガス、ｆ
−タンクとを使用することによって、低レベルに低減さ
せることができる。一つの代表例が米国特許第３，２３
１１ｉ、［７３５号および第３．５０１．２８９号に記
載されるが、本発明はこれを改良したものである。真空
アーク脱ガス方式として周知の前記米国特許第３，５０
１，２８９号の方式における真空はほとんど例外なく複
数個の蒸気ジェットエゼクタによって生成され、操作す
るには少なくとも米国においては免許を受けたボイラ管
理人が必要である。また、大多数の商業上の装置におい
ては、不活性パージガスが、好ましくは１個または多く
とも２個の多孔性レンガから生成され、毎分８５〜１４
０リットル（３〜５立方フィート）のパージガスが溶鋼
に注入される。ある場合には、同一の攪拌特性を備えた
羽目をパージレンガの代りに使用することができる。

かかる方式は、蒸気ジェットエゼクタ装置が比較的高価
なため、製造が比較的高価となり、さらに、蒸気発生の
費用および操作員が免許を必要とすることのために操作
費が比較的に高くなる。しかしながら、かかる方式は、
望ましいガス低減を達成する能力を有するとともに、温
度および化学的均質化その他を含めて従来装置よりも多
くの他の優れた利点を有する点で広い指示を受けている
。

しかしながら、前記技術は、前記米国特許第３．２３６
，６３５号の真空脱ガス方式および真空アーク脱ガス方
式のすべての利点または殆どすべての利点を安価な設備
費および操作費で達成するとともに操作の簡単な装置を
利用できることが非常に望ましい。

次に本発明を実施例について図面を参照して説明する。

すべての図面における同様な部材は同じ指示番号を付し
である。

第１図乃至第８図に示す第１実施例の本発明は従来の真
空アーク脱ガス方式におけるような封止タンクおよび封
止電極を必要とする。しかしながら、大気脚凝縮器、冷
却塔、循環ポンプ、および温水溜めを備えた大きな蒸気
エゼクタ装置を使用することな（、タンク排気連結路が
、例えば、１個または複数個の小さな圧縮空気エゼクタ
に接続されてパージ能力が著しく増大する。第１図は本
発明による方法の概略を示す。

前記方式は封止タンク（ｌＯ）を備え、該タンク（１０
）は処理すべき溶鋼のとりべ（１Ｋ）を収容し、該溶鋼
の上方空間を常時外部の周囲大気から封止する。この基
本的構造はフードを有する溶鋼用容器の形式のもので、
該フードおよび容器は共同して溶鋼上方に分離した包囲
環境を形成する。この実施例では、真空アーク脱ガス装
置が加熱処理されるために、３個の通常のグラファイト
電極のような交流非消耗電極１２が備えられる。もし容
器、通常は、とりべの側壁の摩損が心配ならば、１個の
電極を使用してもよい。この１個の電極を流れる電流は
、単相交流か、リプル電流となる３相Ｙ字状回路接続交
流か、または直流でもよい。このタンク（ｌＯ）は空気
エゼクタ（１４）に連通ずるパイプ（１３）を通って排
気され、このエゼクタ（１４）は、例えば約５０立方メ
ートル（１８００立方フィート）の室内で約６０トンの
低合金鋼の溶融体を処理する時に、該室内の圧力をこの
装置のグロー範囲の開始時、例えば、単なる一例ではあ
るが、約１０ｈｍＨｇ１　に低下させる能力を持つ。

グローが始まる明確な真空レベルは、グローが真空レベ
ル、電圧、電流、封止タンク内のガス成分、電極温度、
溶鋼のタンク内上方にある微粉、その他諸設備条件ごと
に変化する要因に従って異なるので、定義し得ないこと
が理解できよう。図示の実施例においては、約２３０ポ
ル）、１８，０００アンペアで作動する３５センチメー
トル（１４インチ）グラファイト電極が使用され、グロ
ーがほぼ１５０乃至８０＋＋＋ｓＨｇの範囲で開始する
のが観測された。

第１図に３個の多孔性パージングレンガ１５．１８．１
７およびアルゴンのようなパージガス源カ示される。弁
を適当に操作することによって、プラグごとのパージガ
ス量を毎分約０乃至２４０リットル（０乃至８．５立方
フィート）の範囲で変化させることができる。

試験的に幾つかの溶鋼に対して、通常の２個のプラグの
代りに３個のパージプラグを使用したところ、合計値が
毎分７０８リットル（２５立方フィート）に達する高い
パージ率が得られた。

これは、現在使用される通常のパージ率の約５倍である
。

かかる処理は、アークを形成してガス除去率を高める「
動的窓」を十分に活用する。この動的窓は、裸金属をア
ークにさらしもって次の方程式に従ってアルミナをアル
ミニウムと酸素とに容易に分離し、続いてこの酸素が炭
素と結合して一酸化炭素を発生させることによって形成
される。

Ａｌ２Ｏ３（ｓ）＋３Ｇ＝２ＡＩ＋３ＣＯ（ｇ）酸素は
、浴中の酸素と、鋼または電極中の炭素との反応生成物
として該浴から除去される。

アルミナの分離熱はマサチュセッッ州のアディソン・ウ
ェスレイ出版会社の１３６０年の論文集第１巻ＩＧＩ、
　１８２および２７７ページにおけるエリオツドおよび
グライサの「製鋼の熱化学」から知られよう。

前述した高いパージ率と空気エゼクタ装置とを組合せる
と低い絶対圧力が達成でき、従って高度の水素除去が、
全く蒸気ジェットエゼクタの設備や操作経費なしに、可
能となることに注目されたい。

小さなダイヤフラム真空ポンプがとりべの周縁近くで真
空タンクに接続されて排ガスを測定した。このポンプの
排出物がホリバモデルＰＩＲ−２０００の一酸化炭素分
析器に正圧および流量を発生させる。

第１実施例の方法は、本質的に空気エゼクタおよび従来
の真空アーク脱ガスサイクルよりも高いパージ率にアー
クを組合せ使用することから成る。中間の真空レベルが
達成される。代表的なサイクルが第２図に図示される。

溶鋼試験体の量は標準的に６０トンであった。

最初の１５分間、合計値が毎分　３４０リットル（１２
立方フィート）となる５０％のパージ率を使用してアー
クを形成させた。このアーク形成時間は、酸素除去およ
び温度制御を高めるのに利用された。このサイクルの次
の１５分間（アーク形成なし）は、合計値が毎分７０８
リットル（２５立方フィート）となる　１００％のパー
ジ率で操作し、空気エゼクタによって極めて低い真空レ
ベルに降下させて水素除去を促進させた。比較的に大容
量のタンクに対しては、所望の成果を達成するために、
さらに多量のパージガスの送入が必要であり、同様に、
比較的に小容量のタンクに対しては比較的に少量のパー
ジガスの送入で足りることが理解できよう。

最良の成果を達成するためには、溶鋼を実行可能な最低
の水素レベルで電気炉から取り出すことである。かかる
成果を達成する一つの方法は電気炉からの取出しの直前
に一酸化炭素の活発な沸騰を電気炉内に発生させること
である。

そのうえ、電気炉の合金およびスラグ中の水分を確実に
最小にすることに注意すべきである。

平均的水素レベルの溶鋼を最大的３．２ｐＩ）ＩＩＩの
真空タンクに入れることが望ましい。

特に硫黄分の少ないことが望ましいならば、最大量のガ
スを除去するのに流動スラグが必要である。石灰珪酸比
が約２１／４対１である低い融点すなわち１５００℃（
２７３２”　Ｆ）を有する珪酸二石灰スラグ（Ｄａ、５
ｌｏ４）を使用することが非常に有利である。

異なる成分を有する６種の試験的溶鋼について測定した
。標準グレード米国鉄鋼協会（ＡＩＳ　Ｉ　”）　１０
３５および４３４０と特にダイス鋼Ｐ−２０とが表■（
別添）に示すように処理された。

空気エゼクタ装置を使用して得られた結果が表■（別添
）に示される。この場合に、製品仕様書が白点のない鋼
を要求したので、すべての溶鋼に対してｌ　ｌｌＨｇ以
下の標準の極低真空サイクル処理を行った。この特別な
措置は永年にわたる経験不足のために必要なものと考え
られた。

極低真空サイクル処理後のガス分析が示される。

溶鋼の試料ピンがガス分析に使用された。このピンはス
プーン試料から作成されて排気ガラス管に入れられ氷水
内で直ちに急冷された。酸素および窒素がＬＥＣＯＴＣ
３０機械で測定され、水素カ月ｔａｃ０１機械で測定さ
れた。

空気エゼクタサイクル中の酸素除去量は平均が５６％で
あるが７１％から３９％まで変化した。空気エゼクタサ
イクルおよびこれと比較するために真空アーク脱ガスサ
イクルに対する平均の酸素レベルが第３図に示される。

空気エゼクタを使用した結果は平均４７ｐｐｍの酸素が
除去された。極低真空サイクルによってさらに３　ｐｐ
ｍの酸素が除去された。空気エゼクタによる酸素除去は
最大７５ｐｐｍであり、最少２４．５ｐｐｍであった。

空気エゼクタサイクル中の大量の酸素除去は該サイクル
の開始時における高いパージ率とアークとの組合せによ
って得られる。第４図において、真空室内に存在する一
酸素化炭素がアーク形成の間に１０％となり、アークが
消滅すると急速に減少することに注目されたい。もし白
点のない製品を必要としない場合（すなわち水素が最大
２．２ｐｐｍ）従って酸素だけが問題とされた場合には
、高いパージ率および加熱処理を使用した１５分の短か
いサイクルで目的が達成されよう。

空気エゼクタサイクルによる水素の除去量は平均３１％
であるが、３８％から２０％まで変化した。

平均の水素レベルを第５図に示す。

空気エゼクタを使用して平均１　ｐｐｍの水素が除去さ
れた。もし鋼が溶融装置から送られる時に充分に低い水
素含有量、例えば３．２ｐｐｍ以下の水素を有するなら
ば、空気エゼクタ処理だけで白点のない水素レベルに到
達可能である。多段階蒸気エゼクタ極低真空サイクルに
よってさらニ０．９ｐｐｍ＋の水素が除去された。空気
エゼクタを使用したときの水素除去は最大１．５ｐｐｍ
であり、最少０．５９ｐ曹であった。

空気エゼクタサイクルによる窒素除去量は平均１２％で
あるが、２０％から３％まで変化した。

平均の窒素レベルが第８図に示される。

第７図は別の実施例を示し、前述した空気エゼクタ（１
４）、または約５対１の圧縮比を持つメカニカルポンプ
が、ルーフ送風機（１３）すなわち羽根、ピストンまた
はスクリュー形式の送風機または約２対１の圧縮比を持
つ水リングポンプの下流の排気管路中に配設される。そ
の結果、約７５ｍｇ＋Ｈｇの絶対真空が封止タンク（１
０）内に得られる。前記ポンプの上流の適正な濾過がポ
ンプの寿命を保持するのに必須であることは勿論である
。

高いパージ率および空気エゼクタ装置とによって低い絶
対圧が達成され、従って、蒸気ジェットエゼクタの設備
や操作費を全く必要とせずに、高度の水素除去が可能で
あることに注目されたい。

空気エゼクタは小型かつ安価であり、蒸気ジェットエゼ
クタの故障時のすぐれた代替物である。、２個の５セン
チメートル（２インチ）空気エゼクタと、１個の７．６
センチメードル（３インチ）空気エゼクタとが前述した
試験的な溶鋼に対して使用された。

空気エゼ　吸込入口 フタの数 １　　　　　　７．８ｔセンチートル （３インチ） ２　　　　　５ｔセンチートル （２インチ） 作動入口　作動流体 （圧縮空気） ５センチメートル　　　２０５０＃１０ｒ（２インチ） ３．２センチメートル　各１０２５１／Ｈｒ（１，２５
インチ） ５センチメートル（２インチ）空気エゼクタはまさにホ
ガーのように平行して作動し２００ｍｍＨに引下げた。

この真空レベルにおいて、空気の供給は７．６センチメ
ードル（３インチ）空気エゼクタに切換えられてさらに
約１００＋ｎＨｇの極低真空に引下げられた。この操作
を実施するに当り、作動流体は本質的に７　Ｋｇ／ｃｍ
”　（１００ｐｓｉｇ）の圧縮空気の流量が２０５０１
／Ｉｌｒ　（毎分４８２立方フィート）に保持されるよ
うに要求された。空気は７４８Ｋｇ１／ｓｅｅ　（１０
０馬力）の回転スクリュー圧縮機によって供給された。

アークと高パージ率とを組合せた空気エゼクタは、従来
の蒸気エゼクタ装置における蒸気供給故障時に独立型代
替装置として溶鋼を処理する手段である。これらの試験
に使用される空気エゼクタは従来の真空アーク脱ガス装
置に代わりとして作用する。

最大パージ率は、タンク内にフリーボードを設けた時に
沸騰を防止し得る最大値として説明される。この最大パ
ージ率は構成設備ごとに異なる。事実上、この設備に生
じた部分真空に高パージ率が加わると１ｍ鵬Ｈｇ絶対圧
に等しい水素分圧が発生するものと信じられる。

本発明は技術、整備、および操作員が不足する発展途上
国において前述の諸利点を達成しつる唯一の手段として
使用される。もし加熱と、脱酸と、合金添加とが同時に
なされもってｌ　ｍｍ８ｇ絶対圧にならないようにする
ならば短いサイクルが可能となろう。作動流体として圧
縮空気を使用することによって、真空装置の複雑性が劇
的に減少し、蒸気エゼクタ装置に必須の多数の部材が、
（Ｉ）大きなエゼクタ、復水器および配管、（■）ボイ
ラおよび給水装置、（■）大きな冷却塔を含めて削除可
能となろう。空気エゼクタを備えた本発明の装置は蒸気
エゼクタを備えた従来の真空アーク脱ガス方式よりも約
２０％安価となろう。

別の利点は真空アーク脱ガスタンク装置とアーク形成装
置とが設計に変更がないことである。

もし工場製品の配合物に変更があり、すべての溶鋼に極
低真空が必要とされる場合には、必要な部材を容易に付
加できよう。本発明の装置が適切に設計されているので
、従来の蒸気エゼクタ装置を付加することは構造上の簡
単な作業であろう。

さらに、本発明の装置は、従来の蒸気エゼクタ方式にお
いては冬期の零度以下の時に水を加熱する必要があるよ
うな、極寒地方でも使用することができる。

第８図の実施例において、真空タンク装置およびアーク
加熱装置は第１図乃至第７図の実施例に示したものと同
一である。しかしながら、この実施例の装置においては
、タンク排出口（２０）は２方（または３方）閉止弁（
２１）を有し、該弁はタンク（１０）の内部を、［ａ］
上下流管（２２）を経て多段式蒸気エゼクタ装置（２３
）と接続させて空気エゼクタサイクロン分離器およびバ
ッグハウスを含む組立体（２４）との連結を遮断するか
、または［ｂ］バイパス管（２５）を経て前記組立体（
２４）と接続させて多段式蒸気エゼクタ装置（２３）と
の連結を遮断する機能を果たす。前記真空タンク装置お
よびアーク加熱装置は共に共通の真空室と関連設置しか
つ操作しろることは図面に示す通りである。非常に特別
な使用目的で白点のない鋼が要望される時のようにどう
しても極低真空が必要となる場合には、蒸気エゼクタ装
置が空気エゼクタ装置と共にまたは空気エゼクタ装置の
助けなしに使用されうるちのと理解されたい。図面中、
部材番号（Ｓｌ）乃至（Ｓ５）は５段式の各蒸気エゼク
タ装置を示し、部材番号（１０）および（２Ｃ）は共通
の汚水受は器に注ぐ通常の復水器を示す。

次に、空気エゼクタ装置に関し、バイパス管（２５）は
ダストおよびダートを伴なう排気ガスをサイクロン分離
器（２６）に送る。ここで、用語「ダート」は大部分が
ミクロンサイズよりも大きい固体粒子を意味し、用語「
ダスト」は大部分がミクロンサイズ以下の固体粒子を意
味する。

かかる定義は妥当なものであり当業者には意味を持った
概念を与えるものと信じられるけれども、操作中にタン
クから除去されるガス以外の成分については現在のとこ
ろ広く受入れられる定義はないものと信じる。

タンクからの排気ガスに伴なわれるダートが大量でなけ
ればその大部分がサイクロン分離器（２６）内で除去さ
れる。この分離器は操作事情が許す時々に容易に清掃す
ることができる。

管路（２７）はサイクロン分離器から出たほぼダートの
ないガスを開閉進入弁（２８）を経て空気エゼクタ（Ａ
Ｊ−１）、または開閉進入弁（２９）を経て空気エゼク
タ（ＡＪ−２）へ接続する。出口管路（３０）は空気エ
ゼクタ（ＡＪ−１）をバッグハウス管路（３１）へ接続
し、出口管路（３２）は空気エゼクタ（ＡＪ−２）をバ
ッグハウス管路（３Ｉ）へ接続する。

モータ（３６）によって駆動される空気圧縮機（３５）
は圧縮空気を、［ａ］管路（３７）から入口管路（３８
）へ供給し、開閉弁（３９ａ）によって制御されて空気
エゼクタ（ＡＪ−１）へ送入するか［ｂ］管路（３７）
から入口管路（４０）へ供給し、開閉弁（３９ｂ）によ
って制御されて空気エゼクタ（ＡＪ−２）へ送入する。

前記両空気エゼクタから出る冷却ガスはバッグハウス（
４１）に入り、該バッグハウスにおいて、大部分の残留
ダストおよび多分いくらかのダートが通常の方法で除去
される。排気ファン（４２）が大気中に排気する。この
排気ファンはガスをバッグハウス（４りから押出すのに
エネルギが不足する時に使用される。もちろん、この排
気ファンは特別な設備においてさらに便利であればバッ
グハウス（４１）の上流に配置してもよい。図示のよう
に排気ファン（４２）をバッグハウスの下流に配置する
時は、ガスはダートおよびダストが除去された後にファ
ンに到達する。

代表的な操作サイクルは、概略以下の通りである。

閉止弁（２１）によって蒸気エゼクタ装置（２３）を遊
離させると、ダートおよびダストを伴なったガスは管路
（２５）を通うてサイクロン分離器（２Ｂ）に流入する
。該サイクロン分離器に流入するガスの代表的温度は約
３１５℃（６００°Ｆ）程度である。進入弁（２３）が
閉位置にありかつ進入弁（２８）が開位置にあると、管
路（２５Ｌ　（２７）および弁（２８）内の圧力は、も
し空気エゼクタ（ＡＪ−１）が前述したように約７．６
センチメードルの吸入口と約５センチメートルの作動入
口とを何するならば、水銀柱約３００■■Ｈｇ程度であ
る。この絶対圧レベルに到達した後に、もし弁（２８）
を閉じることによって空気エゼクタ（ＡＪ−１）を閉じ
るとともに弁（２９）を閉くことによって空気エゼクタ
（ＡＪ−２）を作動させるならば、圧力は前述した諸装
置パラメータによって決定されるように、水銀柱約７５
乃至１５０ｍｄｇの範囲、とにかくグロー範囲以上にな
ろう。

いずれにしても、バッグハウス入口管路（３１）内の温
度は約５４℃（１３０”　Ｆ）程度であり圧力は大気圧
となろう。

バッグハウス内に多くの残留ダートがあればダストとと
もにこれらを伴なうガスが分離し、ダートおよびダスト
をほぼ持たないガスが大気中に排出される。バッグハウ
ス中に分離されたダートおよびダストは当業者に周知の
清浄装置（４３）によって定期的に清掃される。

以上に記載の実施例の利点は以下の通りである。

すべての真空アーク脱ガス装置においてダートおよびダ
ストは共通の問題である。すなわち、真空管から出たダ
ートおよびダストはエゼクタ段階、特にブースタ段階に
集結し、また温水溜め、沈澱槽その他の場所に蓄積する
。

ダートおよびダスト収集して除去する取外し袋や取出し
口が備えられたがこれらの手段は最小の成果しか得られ
なかった。手動または組込みの高圧水噴射器の使用はエ
ゼクタのスロート部における集結を除去するのに効果が
あったが、清掃前のエゼクタの能率が最適以下であるた
めに問題の解決にはならず、ダートおよびダストは装置
中の他の望ましくない場所に集積する。

金属性コイルを使用するダート分離器を試行したところ
若干の成果が得られたが保守が厄介である。当業者が自
然に思い浮かぶ手段はブースタエゼクタ段階をバイパス
してガスを複数個の復水器のうちの１個またはウォータ
リングポンプに送ることである。かかる手数はブースタ
エゼクタ内にダストおよびダートが集結するのを緩和す
るけれども、水系統全体の集結を矯正できない。若干の
工場は、かかる水系統中にダートが集結する局部的要因
に大きな関心があって、水系統全体を常時できるだけ清
浄に維持しようと努力する。

前記タンクから排気ガスを真空下で作動する通常のバッ
グハウスに直接送入し、次いで最終段階の真空装置に送
入する可能性は、商業規模で広く使用されるようなバッ
グハウスの許容作業温度が排気ガスの温度よりもかなり
低いために考えられ得ない。例えば、バッグハウスの最
大許容温度は、通常約１０７℃（２２５°Ｆ）でしかな
く、排気ガスの温度は約３１５℃（ＧＯＯｍＦ）である
。蒸気を冷却するために考えられる通常の手段は高温の
排気ガスに空気を混合して緩和し、すなわち温度を低下
させてこの温度をバッグハウス温度の限界まで低下させ
ることであろう。

しかしながら、この装置に空気を緩和用に使用すること
は、必要空気量が異常に大きなポンプ能力を要求するの
で本発明の装置においては不可能である。別法として、
バッグハウスの前方に多管式熱交換器を使用することが
考えられようが、サイクロン分離器から出た後の排気ガ
ス中に残留するダートおよびダストがこの熱交換器を閉
塞しよう。

前記実施例は、空気エゼクタを真空タンクの直後に設置
し、空気エゼクタからのガス流を、通常１０７℃（２２
５”　Ｆ）以下であるがいずれにせよバッグハウスの限
界内の排出温度および大気圧で、通常のバッグハウス分
離器に直接に送入することによって前述したすべての問
題を解決している。

前述したように２個の空気エゼクタを使用して６０トン
の溶鋼に対して行なった試験結果は次の通りである。

作動空気　　毎分１２７４（ｌｌ））ル（４５０立方フ
イー））圧送ガス　　毎分５Ｂ６０リフドル（２００立
方フィート）合　　　　計　　　　毎分１８４０Ｇリフ
ドル（８５０立方フィート）５４．４℃（１３０°Ｆ）
で送られた実際のガスは毎分２０５００　　リットル（
７２４立方フィート）この量は通常のアーク溶融炉のバ
ッグハウスの容量に比較したガス量の増加が極めて微少
であることを示す。

この装置の作動上の利点はダートが水系統中に集結する
のを除去すること、熱交換コンデンサの代りにバッグハ
ウスを使用すること（バッグハウスは匹敵する熱交換コ
ンデンサよりも本質的に能率が良い）、清掃回数に比較
して処理量が大きく従って処理量の大きな工場では特に
有利であることである。そのうえ、空気エゼクタから出
たガスは乾燥している。

硫黄含有量が０．０１０以下となるように溶融する必要
のある鋼に関する本発明の装置の大きな利点は、蒸気エ
ゼクタ装置が過度に品質を低下させることなく鋼を製造
しうろことである。硫黄含有量が少ないことは最終的に
水素が通常の許容標準である２　、２ｐｐｍ以下である
必要があり、周知のように、白点のない性質を有するか
かる少ない硫黄含有量の鋼を製造することは製鋼業者に
とって困難な作業である。しかしながら、第８図に示す
装置によれば、操作パラメータの理想的な組合せが得ら
れて所望の成果が達成される。特に、第８図の空気エゼ
クタを含む組立体（２４）は多量のダートおよびダスト
が除去される迄作動し、ダートおよびダストが除去され
ると、前記組立体（２４）は閉止弁（２１）によって切
換えられて蒸気エゼクタ装置（２３）が作動して鋼を必
要な極めて低い真空にする。その結果として、蒸気エゼ
クタ装置中にダートもダストも殆んど集積しない。この
蒸気エゼクタ装置の操作は実用的見地からも有利である
。周知のように、真空アーク脱ガス装置の真空タンクの
内部は最初のうち不透明であり、はとんど視覚できない
。

しかしながら、雰囲気からダートがなくなるようになる
と、タンク内部は透明となり、直ちに作業員は蒸気エゼ
クタ装置の作動が開始し該装置内にダストの集結がない
ことを知る。

バッグハウスを購入する必要があるにせよ、本発明の装
置は従来の考えうる最良の装置（すなわち、熱交換器コ
ンデンサと関連して作動するウォータリング分離器ポン
プ）よりも経済的に勝っており、約４４．０００ドル（
圧縮機３０．０００ドル、空気エゼクタ２個分４．００
０ドル、バッグハウス１０，０００ドル）に対し、従来
の方式においては約８０．０００ドル（ウォータリング
ポンプｅｏ　、ｏｏ。

ドル、熱交換器コンデンサ２０，０００ドル）を必要と
する。

第８図に示す空気エゼクタ装置を使用する別の実施例に
おいては、アーク加熱装置または蒸気エゼクタ装置を使
用せずに空気エゼクタ装置と共に内部のパージ速度を超
高速としたタンクを使用する。

詳述するに、第１図乃至第７図および第８図の実施例に
関して前述したように封止タンクが使用されるが、第８
図におけるアーク電極（１２）および蒸気エゼクタ装置
全体を使用しないか作動させない。溶鋼は各パージガス
入口ごとに毎分約２８３リットル（１０立方フィート）
の超高不活性ガスバージを受け、空気エゼクタ装置は真
空タンク内に中間真空を発生させるように作用する。通
常のとりべに基準値として５４トン（ＧＯショート・ト
ン）の溶鋼を入れることが好ましく、約４５トン（５０
シ日−ト・トン）までの溶鋼に対しては１個のガス入口
、約４５トンから約１３５　トン（５０シｅ−トφトン
から　１５０ショート・トン）までの溶鋼に対しては２
個のガス入口、約１３５　（１５０シＰ−ト・トン）以
上の溶鋼に対しては３個のガス入口を使用する。当業者
は前述のガスバージ率が極めて高いことを認識するであ
ろう。バージの必然的な結果として極めて激しい沸騰が
生じよう。ガス入口が１個の場合には、本発明における
空気エゼクタ装置に関して使用されるパージ率が高いの
で、約１メートルのフリーボードを必要とし、２個また
はそれ以上のガス入口を使用する場合は約１．５メート
ルのフリーボードを必要としよう。このフリーボードは
、特に白点を有する鋼を製造しようとする場合には有害
な過熱が生ずる前に急速に処理するための唯一の因子で
ある。激しい沸騰はスラグと鋼との反応を早めて時間周
期を短縮する。低合金鋼製造の場合には、これはタッピ
ング温度が１５７０℃乃至１８２０℃（２８５０°Ｆ乃
至２９５０°Ｆ）であることを意味する。

本発明の好ましい実施例について記載したが、本発明は
特許請求の範囲内で修正でき、すなわち本発明の要旨は
特許請求の範囲の記載によって定義される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の第１実施例の概略図、第２図は
第１図の装置の加熱処理における時間に関する真空レベ
ルの棒グラフ、第３図は酸素除去を示すグラフ、第４図
は時間に関する一酸化炭素の発生関係を示すグラフ、第
５図は水素除を示す棒グラフ、第６図は窒素除去を示す
棒グラフ、第７図は本発明の装置の別の実施例の概略図
、第８図は本発明の装置のさらに別の実施例の概略図で
ある。 １４、 タンク 電極 ＡＪ−Ｌ　ＡＪ−２・・・空気エゼクタパージガス源 サイクロン分離器 バッグハウス 特許出願代理人　弁理士　関　根　秀　太１．２　６３
　２０　　ＡＶ ０．９　６４　３６　　＾マ １．４　６１　　４４　１ １．９　　ｇ＋　　２４　　ＡＶ ０．８６４ＡＶ １．２５５３３　ＡＴ ＦＩＧ、　２ 時間（分） 表−Ｕ 空気 Ｇ３５ ２ｇ３０ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、　５ 空気エゼクタ真空後 蒸気エゼクタ後 ４づへρレビクタｊ（空土茫 蒸気エゼクタ後 ＦＩＧ、　６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）溶鋼から望ましくないガス含有物を減少させる方
   法にして、望ましくないガスまたはガス源または両者を
   含有する溶鋼を、凝固時に前記ガスが最終的に容認でき
   ないほど多く含有するようになる周囲大気から分離しも
   って溶鋼の上方に大気の少ない領域を形成させ、パージ
   剤を、大気と接しない面の下方から溶鋼中を上方へ通過
   させ、 溶鋼の上方領域におけるガスを、該領域が大気圧以下と
   なるのに十分な速度で空気エゼクタ装置に送り、 該上方領域のガスおよび前記空気エゼクタ装置に付加さ
   れうるガスを通常のバックハウスの温度許容範囲内の温
   度で前記空気エゼクタ装置から排出させる、 の諸工程を含有する方法。 （２）前記パージ剤を、前記溶鋼の上方領域におけるガ
   スが前記空気エゼクタ装置によって流路を変えられる少
   なくとも一部分の時間中に前記溶鋼中を上方へ通過させ
   ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 （３）前記溶鋼の上方領域から流路を変えられたガスと
   該ガス中に伴われた固体粒子とをサイクロン分離器中を
   通過させて該固体粒子の一部分を除去することを特徴と
   する請求項１に記載の方法。 （４）前記溶鋼の上方領域から流路を変えられたガスを
   前記サイクロン分離器中を通過させた後に前記空気エゼ
   クタ装置中を通過させることを特徴とする請求項３に記
   載の方法。 （５）前記空気エゼクタ装置から排出されたガスが約１
   ０７℃（２２５°Ｆ）以下の温度でありかつほぼ大気圧
   を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。 （６）前記空気エゼクタ装置から排出されたガスをバッ
   グハウス中を通過させ、もって該空気エゼクタ装置から
   出る時のガス中に伴なわれた固体粒子の少なくとも一部
   分を該バッグハウス中で除去することを特徴とする請求
   項１に記載の方法。 （７）前記空気エゼクタ装置の下流のガス流路にある装
   置によって前記バッグハウスを横切って圧力差が形成さ
   れることを特徴とする請求項６に記載の方法。 （８）前記バッグハウスの下流のガス流路にある装置に
   よって該バッグハウスを横切って圧力差が形成されるこ
   とを特徴とする請求項６に記載の方法。 （９）溶鋼に加熱アークを作用させることを特徴とする
   請求項１に記載の方法。 （１０）前記加熱アークが電極から溶鋼の面に直接作用
   させた交流から形成されることを特徴とする請求項９に
   記載の方法。 （１１）前記電極が本質的に３個の炭素電極から成るグ
   ループまたは１個の直流電極から選定されることを特徴
   とする請求項１０に記載の方法。 （１２）前記パージ剤を、前記溶鋼の上方領域における
   ガスが前記空気エゼクタ装置によって該領域から送られ
   る少なくとも一部分の時間中に前記溶鋼中を上方へ通過
   させることを特徴とする請求項１に記載の方法。 （１３）ガスのパージ速度がガスパージ入口ごとに毎分
   約２８３リットル（１０立方フィート）以上であること
   を特徴とする請求項１２に記載の方法。 （１４）パージガス入口の数が約４５トン（５０ショー
   ト・トン）までの溶鋼に対しては１個のガス入口、約４
   ５トンから約１３５トン（５０ショート・トンから１５
   ０ショート・トン）までの溶鋼に対しては２個のガス入
   口、約１３５トン（１５０ショート・トン）以上の溶鋼
   に対しては３個のガス入口で処理されるように溶鋼量と
   共に変化することを特徴とする請求項１３に記載の方法
   。 （１５）溶鋼の上方に大気圧より低い領域を有するタン
   クと、 前記溶鋼の上面の下方位置に配置されたパージ剤装置と
   、 前記溶鋼の上方にあって大気圧より低い領域に接続され
   るとともに該領域中のガスおよび該ガスに伴なわれた固
   体粒子とを排出口へ向って流動させうる空気エゼクタ装
   置と、 前記ガスに伴なわれた固体粒子を該ガスから除去した後
   に該ガスを大気中に排出する装置と、 を含有する溶鋼処理装置。 （１６）前記パージ剤装置がパージ剤を１個のパージ剤
   入口ごとに毎分約２８３リットル（１０立方フィート）
   以上のパージ速度で溶鋼に送入させる装置を含むことを
   特徴とする請求項１５に記載の装置。 （１７）前記パージ剤入口が、約４５トン（５０ショー
   ト・トン）までの溶鋼に対しては１個の入口、約４５ト
   ンから約１３５トン（５０ショート・トンから１５０シ
   ョート・トン）までの溶鋼に対しては２個の入口、約１
   ３５トン（１５０ショート・トン）以上の溶鋼に対して
   は３個の入口の割合基準で配設されることを特徴とする
   請求項１８に記載の装置。 （１８）前記空気エゼクタ装置がガスと該ガスに伴なわ
   れうる固体粒子とをバッグハウスの温度許容範囲内の温
   度で排出するようになっており、 前記固体粒子を除去する装置がバッグハウスを有するこ
   とを特徴とする請求項１５に記載の装置。 （１３）前記固体粒子を除去する装置がサイクロン分離
   器を有し、 該サイクロン分離器がガス流路のうち、溶鋼の上方の大
   気圧よりも低い領域と空気エゼクタ装置との間に配設さ
   れることを特徴とする請求項１８に記載の装置。 （２０）溶鋼の面を周囲大気と分離させ、 該溶鋼の面の上方を空気エゼクタ装置によって大気圧以
   下にさせ、 パージ剤を該溶鋼中を上方に通過させ、 該溶鋼に加熱アークを作用させる、 の諸工程を含有する溶鋼処理方法。