JPH02305915A - 極低炭素鋼の製造法 - 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） 本発明は、極低炭素鋼の溶製において、精練工程である
真空脱ガス処理に用いられる脱ガス槽を用いた極低炭素
鋼の製造法に関する。

（従来の技術） 従来、炭素含有量が５０ｐｐｍ以下の極低炭素鋼の製造
は、転炉吹錬により、炭素含有量（以下（Ｃ）と記す、
）を０．０２〜０．０５重量％程度にまで脱炭処理した
溶鋼をＲ’Ｈ法、ＤＢ法等により真空脱ガス槽を用いて
、槽内真空度を０．１〜１．０ｔｏｒｒ程度の条件とし
て１５〜２５分程度脱ガス処理を行うことにより、（Ｃ
）を２０〜４０ｐｐｍ程度にまで脱炭した後に、成分調
整を行い、さらに下流工程である鋳込み工程にて凝固さ
せ成品とすることにより行われていた。

（発明が解決しようとする課Ｂ） しかし、この公知手段には、次に示すような問題点があ
る。すなわち、 ■ＲＨ法等において用いられる脱ガス槽は、絶えず連続
して操業されているものではなく、処理対象鋼種の処理
時にのみ使用される、いわゆる間欠操業である。特に溶
製スケジュールとの関係上または耐火物の補修、交換等
との関係上、前処理との時間的な間隔が生じた場合には
、脱ガス槽内の耐火物の温度が降下し、当該鋼種の処理
中に溶鋼温度の降下が特に顕著なものとなる。

■一方、これに対しての一般的な脱ガス槽内の保温対策
として、黒鉛電極を用いて余熱を行う手段が多様されて
いるが、この手段の大きな欠点として次のようなことが
ある。すなわち、黒鉛電極は強度上問題があり、脱ガス
処理中にしばしば折損して溶鋼中に落下・混入してしま
い、成分外れや大幅な工程トラブル等が発生してしまう
ことである。

■このトラブルを未然に防止するには、極低炭素鋼溶製
前に予め黒鉛電極を抜き取っておくことが確実であるが
、槽内の予熱が全く不可能となるため、これを補償する
ため転炉の出鋼温度を高くせざるを得ない。

さらに、槽内付着地金の量が多い場合には、脱炭終了後
に付着地金の落下等により、（Ｃ）がピンクアンプし、
（Ｃ）外れとなる可能性もあった。

すなわち、極低炭素鋼溶製の際の一般的な手段を第６図
に示す、転炉吹錬において（Ｃ）　＝０．０４〜Ｏ，Ｏ
Ｓ重量％、出鋼温度約１６６０〜１６８０℃に調整した
溶鋼をＲＨ脱ガス処理により脱炭処理を約１５〜２０分
間行った後成分調整を約１０分間行うことにより（Ｃ）
＝２０〜３０ｐｐｍの極低炭素鋼を溶製している。処理
中に槽内付着地金の溶出による（Ｃ）ピンクアップを防
止するため、従来は槽内上部に設置された黒鉛電極加熱
法を用いてきた。しかしながら、付着地金の溶解は十分
ではなく、電極周辺部以外の地金は付着したままの状態
での処理であり、処理中の地金溶解による〔Ｃ〕ピック
アップが問題となっていた。

また、前述したように、黒鉛電極はその強度に問題があ
り、極低炭素鋼の処理中に折損すると大幅な（Ｃ）ピッ
クアップによる成分外れ、操業トラブル等に結び付くた
め、極低炭素処理前に取り外すことが必要であった。し
たがって、槽内の予熱を行うことかできなくなり、処理
中の溶鋼の温度降下が著しくなるという問題もあった。

以上詳述したように、従来の公知手段では、転炉の出鋼
温度を上昇させずに、極低炭素鋼の溶製において、精練
工程である真空脱ブス処理に用いられる脱ガス槽を用い
て、成分外れを防止することができる極低炭素鋼の製造
法は存在しなかったのである。

ここに、本発明の目的は、上記の課題を解決することが
可能な極低炭素鋼の製造法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の課題を解決するため種々検討を重
ねた結果、極低炭素鋼の溶製の際に、その頂部にガスバ
ーナを有するＲ）Ｉ真空槽を利用することにより、成品
成分および熱効率の点で格段に優れた処理を行うことが
可能であることを知見した。すなわち、極低炭素鋼のＲ
Ｈ脱ガス処理の約１〜１　、５Ｒｒ前にＲＨ真空槽の頂
部のガスバーナを着火し脱ガス槽内の雰囲気温度を１３
００−１５００℃以上に保持することにより、槽内付着
地金の溶解を行うとともに槽内予熱を開始する。そして
、脱ガス処理開始直前（約１０分前）にバーナを消化す
ることにより、処理中の溶鋼温度の降下を最小限にする
ことができることを知見した。

また、この手段によれば従来問題であった黒鉛電極溶損
によるカーボン分の鋼中への混入や、槽内付着地金の溶
解による鋼中への混入を完全に防止することができ、（
Ｃ）が１０〜１５ｐｐＩ１１である極低炭素鋼の溶製が
可能となり、さらにはＲＨ処理後の規格値である（Ｃ）
≦２０ｐｐｍを１００％達成することができることを知
見して、本発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、その頂部にガス
バーナを有するＲＨ真空槽を用いて、前記バーナにより
、非操業中に槽内付着地金を溶解・除去するとともに槽
内を予熱・保温し、前記バーナを消化した後に、直ちに
真空脱ガス処理を行うことを特徴とする極低炭素鋼の製
造法である。

（作用） 以下、本発明を、作用効果とともに弟達する。なお、本
明細書において、「％」ば特にことわりがない限り「体
積％」を意味するものとする。

本発明において用いるＲＨ真空脱ガス槽の例を第１図に
示す、脱ガス槽１の頂部にバーナ７が設けられており、
コークス炉で発生する一酸化炭素ガス、酸素および空気
を酸素濃度が２５〜６０％となるように混合して燃焼加
熱する。このバーナ７を活用して脱ガス処理前約５ｈｒ
”１０ｍ１ｎの任意の時間、槽内加熱を行うことにより
、槽内付着地金の溶解・除去および槽内の予熱を実施す
る。このように、本発明においては、脱ガス処理前に槽
内の加熱を行うため、槽内付着地金による溶鋼汚染の問
題が解消し、成分連中率が向上する。また、極低炭素鋼
のＲＨ脱ガス処理中の温度降下を従来より１０℃程度抑
制することにより、転炉出鋼温度を約１０℃低下するこ
とができ、またＲＨ脱ガス処理に要する時間を約２分間
短縮することが可能となった。

つまり、本発明により、 ■槽内付着地金がほとんどなくなり、脱ガス効率が大幅
に向上するために脱炭に要する時間を短縮することがで
きる、 ■極低炭素鋼を従来にない程安定して実現するとともに
、 ■従来以上の極低（Ｃ）レベルを達成することができる
（成分の安定を図ることができる）、こととなった。

さらに、本発明を実施例を用いて詳述するが、これはあ
くまでも本発明の例示であり、これにより本発明が限定
されるものではない。

実施例 本発明の実施例について第１図に示した装置を用いた場
合の例を以下に示す、第１図において、待機位置にある
脱ガス槽１の頂部から第２図中）に示すようにバーナ７
により形成される６〜８Ｉ１１の長火炎により脱ガス槽
内を加熱する。燃焼条件としては酸素濃度が２５〜６０
％になるように調節した燃焼用空気１０００〜４００Ｏ
Ｎ＋ｍ”／ｈｒ、−酸化炭素カス３ｏ。

〜１０１００ＯＮ／ｈｒ程度の条件とすることが好適で
ある。

本実施例においては、−例として燃焼用空気２００ＯＮ
ｔｓ！／ｈｒ、−酸化炭素カスフ００　Ｎｍ”／ｈｒ、
酸素濃度６０％の場合の、第２図（ト））に示す槽内各
部ａ−ｅの雰囲気温度の経時変化を第２図（ａｌに示す
。第２図（ａｌから明らかなように、本発明により加熱
開始３０分以内に槽内の雰囲気温度は１６００〜１７０
０”Ｃ程度に到達することがわかる。

この方法を用いての極低炭素Ｉ溶製パターンを第３図に
示す。

第３ｒｇＪの溶製パターンにおいて、極低炭素鋼の脱ガ
ス処理前に６０分間予熱を実施し、予熱完了１゜分後に
脱ガス処理を実施した場合の処理中温度推移のデータを
前記予熱なしの場合のデータと比較して第４図に示す。

第４図から、予、熱有りの場合、予熱無しの場合と比べ
て処理中の溶鋼の温度降下が約１０℃低減したことがわ
かる。

さらに、第５図は転炉出鋼温度の分布について、本発明
にかかる方法によるＲＨ槽予熱の有無に起因する出鋼温
度の違いを比較して示したグラフである。第５図から明
らかなように、本発明にかかる方法により予熱を行うこ
とにより、処理中の溶鋼の温度降下が抑制され、出鋼温
度が約１０℃低減されたことがわかる。

また、本発明にかかる方法によれば、極低炭素鋼の処理
前にＲＨ槽内付着地金の溶解が可能となり、処理中の槽
内付着地金の溶解がな（なるので、溶鋼の到達（Ｃ）値
が従来よりさらに５　ｐｐｍはど低い超極低炭素鋼が得
られ、現規格においては成分連中率が１００％となった
。また、脱ガス効率の向上により、脱炭処理時間が約５
分間短縮され、このため処理中温度降下の抑制をも実現
することが可能となった。

これに対して、従来の一般的な槽内予熱手段を第７図に
模式的に示す、この手段によれば、槽内は真空槽中央部
に設けられた黒鉛電極によって予熱される。この手段に
よる槽内予熱時の脱ガス槽各部ａ　−ｄの温度推移を第
８図に示す。電極付近は、１３００〜１４００℃程度ま
で上昇する（第８図中のａ参照）が、電極から離れた部
分（第８図中のｂ、Ｃおよびｄ参照）での保温性は良く
ない。また、地金溶解についても同様であり、電極周辺
の付着地金は溶解するが、離れた部分での付着地金はほ
とんど溶解しなかった。さらに、この手段の大きな問題
点として電極の折損がある。特に極低炭素鋼の処理中に
折損が発生して溶鋼中に落下・混入すると、溶鋼中の（
ＣＥ値が上昇し、清浄な処理を行うことが困難となって
しまう。このため、このトラブルを未然に防止するため
に、極低炭素処理前に電極を外すことにより対応してい
たが、作業性が悪いばかりではなく、予熱を行うことが
できなくなるという問題点があった。

つまり、本発明により、従来の問題点を解消することが
できたことがわかる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明により ■極低炭素鋼脱ガス処理中の溶鋼の温度降下を約１０℃
程度に抑制することができた。したがって、転炉出鋼温
度の約１０℃の低減を達成することができ、転炉、取鍋
、ＲＨ槽の耐火物の補修にかかるコストの低下を図るこ
とができる、 ■脱ガス効率が向上するので、脱炭処理時間の低減をは
かることができる、さらに ■処理中、槽内地金の溶解・混入による各成分のアップ
が情無となり成分通中率１００％を達成することができ
る、 ■従来にない低（Ｃ）レベルの極低炭素鋼を得ることが
できる、 という効果を得ることができた。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は極めて著し
い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図（ｂｌは、本発明の実施例において
用いた装置の略式説明図： 第２図（ａｌは、第２図中）の各部ａ　−ｅにおける温
度推移を示すグラフ； 第３図は、本発明にがかる極低炭素鋼の溶製パターンを
示す説明図； 第４Ｖ！Ｊは、脱ガス処理前に予熱を行った場合と行わ
ない場合の溶鋼の処理温度の低下量をそれぞれ比較して
示すグラフ： 第５図は、転炉出鋼温度の分布について、本発明にかか
る方法によるＲＨ槽予熱に起因する出鋼温度の違いを示
すグラフ； 第６図は、従来の極低炭素鋼の溶製パターンを示す説明
図； 第７図は、従来の一般的な脱ガス槽内の予熱手段を模式
的に示すグラフ；および 第８図は、第７図に示した脱ガス槽内の各部ａ〜ｄに於
ける温度推移を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. その頂部にガスバーナを有するＲＨ真空槽を用いて、前
   記バーナにより、非操業中に槽内付着地金を溶解・除去
   するとともに槽内を予熱・保温し、前記バーナを消化し
   た後に、直ちに真空脱ガス処理を行うことを特徴とする
   極低炭素鋼の製造法。