JPH0280506A - レードル内の鋼浴を加熱するための方法および装置 - 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】 吃！上り班里盆亘 本発明は鉄酸化物に富むスラグで覆われた鋼浴をレード
ル内で加熱する方法に係り、特に、連続的な鋼製造法、
例えばＫＶＡ法のために、金属の発熱を用いることによ
る方法、及びこの方法を実行するための装置に関する。

従来　術　　び発明が　決しようとする課題金属浴の中
に含まれている酸素と反応することのできる材料が酸素
除去の目的のために用いることができるということは知
られており、また装架された材料の酸化によって付加的
な熱が発生するので、金属浴がそのような酸化によって
加熱されることもよく知られている。この発生ずる熱は
浴内に溶けている酸素と反応する装架材料の反応熱に限
られず、部分的には金属浴内の装架材料の溶融熱も含ん
でいる。酸素除去の目的のためには、原則として、酸素
と反応する金属、例えば、アルミニウムあるいはシリコ
ン、あるいはアルカリ土類金属が用いられる。特に、連
続的に運転される鋼製造法、例えばＫＶＡ法においては
、液化温度以上ヒでほんのわずかに加熱されている溶融
金属がスラグを含んだ鉄酸化物とともに受け容器の中へ
流入し、溶融浴の加熱は、特に、金属発熱法のためにス
ラグの中に含まれている酸素をも用いることによって改
善されている。しかしながら、そのような方法の欠点は
、スラグの加熱と酸素除去反応とが金属発熱反応材料を
スラグに加えることによって行われるが、その結果、液
状スラグの中で生じる副反応によって金属浴の加熱が不
十分なものにしかならないという点にある。

課題を角決するための　段 本発明は溶融浴の酸素除去とともに溶融浴を効果的に加
熱し、浴とスラグとの間の相境界を破壊することなしに
、スラグの過熱を可能とし、従ってスラグの分離が乱さ
れない方法を提供しようとするものである。この問題を
解決するために、本発明による方法は、鋼浴の酸素およ
びスラグの酸素、また任意的に、例えば酸化カルシウム
、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム及び（あるいは
）二酸化珪素の様な粉末状のスラグ形成剤と発熱反応を
する金属、例えばアルミニウム、珪素、それ等の混合物
あるいは合金、特に珪化鉄が、レードルの充填中に、鋼
浴とスラグとの混合のために、受けレードルの底に設け
られたノズルを介して、希ガスによって吹き込まれるこ
とを特徴とする。

その様な金属は鋼浴の酸素及びスラグの酸素と発熱反応
をすることができるが、それは粉末状の混合物として注
入することができ、またその様な発熱反応のために問題
としている材料は、原則として、アルミニウム及びシリ
コン、さらにそれ等の混合物あるいは合金である。受け
レードルの底に設けられたノズルを介して希ガスによっ
て吹き込まれる、その様な金属発熱反応材料を考慮する
と同時に、その発熱反応材料を浴内で均一に分布させる
ことと、浴を均質的に過熱することを確実なものにして
いる。金属発熱反応材料を吹き込むことによって得られ
る発熱反応は、浴とスラグとの間の接触面において生じ
、この位置において熱を解放するが、この発熱反応のた
めに多量の発熱反応用の固体材料がうまく吹込まれるこ
とがわかる。このような吹込み作業が底部ノズルを介し
て行われ、方向性のある通路を有した床石を介して行わ
れてはいないことを考えると、より大きな粒子サイズの
吹込み材料が、レードルを充填するのに必要な時間間隔
の内に必要な量を吹込むために用いることができる。こ
の場合、金属浴とスラグとの間の接触面において望まし
い過熱効果を得るという目的のために必須のことは、鉄
酸化物に富むスラグと、金属発熱反応材料を吹込むため
の希ガスの使用とであり、それによって金属浴内での反
応をほぼ避けることができる。浴の過熱のことについて
いうと、溶融金属は液化温度以上にまでよりはっきりと
加熱され、スラグと金属浴との間には安定な相境界が形
成され、その相境界がスラグの分離を容易なものにする
。その様な金属発熱反応材料混合物は粉末状のスラグ形
成剤、例えば酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化
マグネシウム、二酸化珪素、あるいはそれ等の混合物を
一緒に吹込むことができ、従って、良好なスラグ形成が
信頼性高く確実なものとなり、受けレードルの底から吸
込まれる希ガスジェットのエネルギーは、発熱反応によ
って生じる熱が均質的かつ信頼性高く浴の中に分布する
ように調節することができ、また同時に、金属浴とスラ
グとの相互混合は、金属浴の中に溶けたシリコンとスラ
グの酸化鉄との反応及びそれによって生じる発熱反応に
よる加熱とが、溶融金属の更なる加熱に用いられる程度
にまで調節される。伝達される熱の相当な部分はこのよ
うにして相境界自体、即ち、鋼とスラグとの間の中間層
の中で発生し、この層の中で、発生した熱は下方の金属
浴へ高度に移送することができる。さらに、金属発熱反
応材料に加えて溶融熱が利用され、鋼浴の中に溶けた酸
素との反応によって酸素除去効果も得られる。

浴内及び浴とスラグとの境界内で生じる反応の熱エネル
ギーを最適利用する目的のために、本方法において、０
．１ないし２重量パーセント、特に０．５ないし２重量
パーセントの金属発熱反応材料が、レードル充填に必要
な時間間隔の２０ないし１００パーセントの内にレード
ルの底を介して吹き込まれる。金属発熱反応材料と一緒
に希ガスを吹込むことは、気圧式送給の場合には、吹込
みノズルを閉じることによって簡単に停止することがで
き、金属発熱反応材料を添加することなしに、希ガスを
付加的に吹込むことによって均一な分布と均一な加熱を
維持することができる。金属発熱反応材料をレードル充
填に必要な時間間隔の２０ないし１００パーセント内に
吹込む時には、本方法においては、この時の温度上昇に
応じて、この時間間隔の中でより大きなあるいはより小
さな吹込み速度が用いられる。

従って、上の方がら受けレードルの中へ流入させる金属
とスラグとの混合物の量を考えると、連続的な、しかし
ながら激しくない反応を得る目的ものために、吹込み速
度は単位時間あたりの流入量に対して、従って、スラグ
内に存在する酸化鉄の量に対して調節される。この場合
、本方法においては、金属発熱反応材料を吹込んでいる
間の希ガスの量は、吹込まれる固体材料１ｋｇあたりで
５ないし３０リットルの希ガスに調節される。吹込まれ
る固体材料１１ｃｇあたりの希ガスの各種量は、主とし
てレードルを充填する過程の中で各種の不純物除去のた
めのエネルギーを調節し、浴のレベルの上昇を考慮する
目的を果たすものである。金属発熱反応材料を０．１な
いし２重量パーセントという好適範囲に、また特に０．
５ないし２重量パーセントの範囲内に調節することは、
鋼内に過大な量のシリコンあるいはアルミニウムが存在
することを確実に防止することを目的としており、シリ
コンを使用することは、浴中の酸素を除去することの他
に、−酸化炭素の生成を考慮して、浴とスラグとの間の
相境界において望ましくない沸ｆｌ１反応が生じるのを
防ぐ効果を有していることもわかる。溶融浴の上及び浴
と溶融金属との間の相境界の上に存在しているスラグ層
は静かに維持され、浴内及び相境界において生じている
発熱反応の放熱損に月する断熱材として作用する。

この様な方法を実行し、がっ少なくとも１つの底部ノズ
ルを設けたレードルを有した本発明の装置は、少なくと
も１つの底部ノズルが金属発熱反応材料のための気圧式
送給装置に連結されているという特徴を有している。閉
鎖循環する浴の流れを考えて、良好な不純物除去効果を
得る目的のために、不純物除去装置を円形状に沿って配
置することが特に有利であることがわがっており、この
配置は好ましくは、複数個の底部ノズルカル−ドルの壁
からある距離をおいて設けられ、前記底部ノズルは、レ
ードルの直径の５０ないし７５パーセント程度の直径に
沿って、レードル壁に関して同心円状に配置されるよう
に選択される。もし、底部ノズルが包絡曲線の外周に沿
って等距離に配置され、また、もし気圧式送給装置に連
結された各々の底部ノズルに対して、希ガスが供給され
る工ないし３個の底部ノズルが設けられている場合には
、最適の混合効果と浴の均一な加熱とを得ることができ
、同じ半径上において工ないし３個の不純物除去装置を
吹込み装置として用いる場合には、吹込み作業を停止あ
るいは中断するようなプロセス段階中においても、別の
循環流、及び発生する反応熱の分布が信頼性高く維持さ
れることがわかる。不純物除去装置あるいはそれぞれの
不純物除去ノズルは、レードル底部の中心から計算して
、レードル底部の半径の３分の２内に位置していること
が有利である。望みの希ガスの量の調節と、吹込み作業
の中断の調節とは、対応するスロットル部材と、それぞ
れの吹込み管における閉止部材とによって行われる。

相境界におけるスラグ内の酸化鉄の反応を考えると、効
果的な加熱ができるという改善の他に、スラグ内の鉄酸
化物の鉄部分を減少させることにより、また鉄酸化物に
よるレードルの耐火材料に対する影響を減少させること
により、鉄の生産率を大きくすることもできる。シリコ
ンを用いる場合には、前述したような鉄酸化物の減少と
同時に、鋼浴の中に溶けているシリコンの量も減少し、
したがって、シリコン内の浴の必要とされる最大含有量
は、ガスジェットのエネルギー及び反応に関係する浴と
スラグとの間の相境界の厚さとを対応的に調節すること
によって調節することができる。しかしながら、同時に
、反応中に鋼浴の中のシリコン含有量を信頼性高く維持
することも可能であり、この様な含有シリコンは、酸素
除去効果の他に、相境界における望ましくない沸騰反応
を防ぐことにも貢献する。

そのような金属発熱反応材料を下から吹込むことにより
、上述したパラメータは簡単な方法で調節することがで
き、レードルの既存の充填レベルにも適用することがで
きる。

実施例 以下に、本発明について、その方法を実行するための装
置の実施例を概略的に示した図面を参照しながらさらに
説明する。

図において、溶融容器が参考数字１によって概略的に示
されており、前記容器からは金属とスラグの混合物２が
注ぎ口３を介して受けレードル５の中へ連続的に流れ、
前記レードルは高温にまで加熱され、カバー４を有して
いる。前記カバー４にはカバーバーナー６が設けられて
いて、したがって注ぎ作業中においてもレードルを十分
高温に加熱することができるようになっている。前記受
けレードル５はさらにスラグ排出ロアを有しており、こ
の排出口を介して浮遊しているスラグ８は、位置を変え
ることによって排出ロアに到達した時に、スラグバケツ
９の中へ流出する。鋼のレベル１０が排出ロアに到達す
ると、ただちに受けレードル５は新しいものと交換しな
ければならず、また同時にスラグバケツ９も新しいもの
と交換される。

鋼を十分に加熱する目的のために、受けレードルの底１
２から鋼浴１０の中へ気圧式送給装置１１によって粉末
状の金属の混合物が吹き込まれ、これが鋼浴の酸素およ
びスラグの酸素と発熱反応をし、また任意的に粉末状の
スラグ形成剤とも共通して反応する。前記粉末状の金属
混合物、例えば、アルミニウムあ″るいはシリコンが鋼
浴の酸素と反応し、スラグの酸素は気圧式送給装置１１
から供給管１３を通って、またレードルの底を貫通した
吹き込み口１４を通って吹き込まれる。便利な方法とし
ては、前記吹き込み口１４には概略的に１５で示された
滑り弁が設けられており、金属−発熱反応をする金属の
吹き込みを何時でも中断できるようにしている。鋼浴を
よりよく混合させるために、従って、また、金属−発熱
反応の最適特性を提供するために、レードルの底１２に
は、概略的に１６で示された希ガスのための不純物除去
装置が設けられている。この場合には、前記不純物除去
装置１６は、好ましくは、吹き込み口１４が配置されて
いるのと同じ半径上に配置されており、従って鋼浴とス
ラグの反応の度合いがさらに改善される。

同様に、鋼浴の酸素およびスラグの酸素と発熱反応する
金属のための吹き込み装置１４のそばにおいて、受けレ
ードル５の底１２上に幾つかの不純物除去装置１６を設
けることも可能であり、鋼浴の中で発熱反応材料をより
よく分布させることができ、鋼浴のより均一な加熱を信
頼性高く行うことができる。注入口１６を介して供給さ
れる希ガスの量を調節することによって、鋼浴とスラグ
との混合は、鋼浴の中に溶けているシリコンとスラグの
中の酸化鉄との反応が、スラグ８と溶融鋼１０との相境
界１７において生じるのを空間的に限定する程度まで、
調節することができ、従って、発生した熱はその下にあ
る溶融鋼１０に伝達される主部分のための熱となる。こ
の場合、スラグ層８は上方への放熱損に対する断熱層と
して作用される。

【図面の簡単な説明】

第１図はプロセス実施のための装置の実施例を示す概略
図である。 図において、 ５・・・レードル、８・・・スラグ、１０・・・鋼浴、
１１・・・気圧式送給装置、１２・・・レードル底部、
１４．１６・・・底部ノズル。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）特に、連続的な鋼製造法、例えば、ＫＶＡ法のた
   めに、金属の発熱を用いることによつて、鉄酸化物に富
   むスラグ（８）で覆われた鋼浴（１０）をレードル（５
   ）内で加熱する方法において、鋼浴の酸素およびスラグ
   の酸素、また任意的に、例えば酸化カルシウム、酸化ア
   ルミニウム、酸化マグネシウム及び（あるいは）二酸化
   珪素の様な粉末状のスラグ形成剤と発熱反応をする金属
   、例えばアルミニウム、珪素、それ等の混合物あるいは
   合金、特に珪化鉄が、レードル（５）の充填中に、鋼浴
   とスラグとの混合のために、受けレードル（５）の底（
   １２）に設けられたノズル（１４、１６）を介して、希
   ガスによつて吹き込まれることを特徴とするレードル内
   の鋼浴を加熱する方法。
2. （２）請求項１に記載された方法において、０．１ない
   し２重量パーセント、特に０．５ないし２重量パーセン
   トの金属発熱反応材料が、レードル充填に必要な時間間
   隔の２０ないし１００パーセントの内にレードルの底（
   １２）を介して吹き込まれるレードル内の鋼浴を加熱す
   る方法。
3. （３）請求項１あるいは２に記載された方法において、
   希ガスの量は、吹き込まれる固体材料１ｋｇあたりで５
   ないし３０リットルの希ガスに調節されるレードル内の
   鋼浴を加熱する方法。
4. （４）請求項１、２あるいは３に記載された方法を実行
   するための装置において、少なくとも１つの底部ノズル
   を有したレードル（５）を含み、少なくとも１つの底部
   ノズル（１４）は金属発熱反応材料のための気圧式送給
   装置（１１）に連結されていることを特徴とするレード
   ル内の鋼浴を加熱する装置。
5. （５）請求項４に記載された装置において、複数個の底
   部ノズル（１４、１６）がレードルの壁からある距離を
   おいて設けられ、前記底部ノズルは、レードルの直径の
   ５０ないし７５パーセント程度の直径に沿つて、レード
   ル壁に関して同心円状に配置されているレードル内の鋼
   浴を加熱する装置。
6. （６）請求項５に記載された装置において、前記底部ノ
   ズル（１４、１６）は包絡曲線の外周に沿つて等距離に
   配置され、気圧式送給装置（１１）に連結された各々の
   底部ノズル（１４）に対して、希ガスが供給される１な
   いし３個の底部ノズル（１６）が設けられているレード
   ル内の鋼浴を加熱する装置。