JPH028316A - 真空循環脱ガス方法ならびにその装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は真空循環脱ガス方法ならびにその装置に係り、
詳しくは、処理終了時の到達炭素部度を極めて低い領域
に迅速に処理可能にならしめる真空循環脱ガス方法なら
びにその装置に用いられる真空循環脱ガス装置の真空槽
内にスプラッシュ飛散防止装置を設Ｃプた真空循環脱ガ
ス方法ならひにその装置に係る。

従　　来　　の　　技　　術 真空循環脱ガス装置（以下、ＲＨ装置という。）は西独
の旧１ｅｉｎｓｔａｔ＋ｌ　Ｈｕｔｅｎｗｅｒｋｅ社に
よって開発されたもので、第５図に示すように、真空槽
下部には２本の浸漬管、すなわち、浸漬上昇管と浸漬下
降管とを具えたものであって、一方の浸漬上背管３に溶
＃Ａ環流用Ａｒカス５を吹込みつつ、取鋼内の溶鋼２を
真空槽６に吸上げ、他方の浸漬下降管４がら取鍋へ排出
しながら、取鍋内の溶鋼を連続的に真空槽内で脱炭や脱
ガスをする装置である。この装置においてはこの他に、
合金剤投入ロアがらの合金剤の投入による成分調整、ま
た、Ａｌや１１などの脱酸剤投入後、溶鋼環流による非
金属介在物の浮上分離による脱酸等が１）なわれる。時
には、真空槽内での酸素の吹付けによる脱炭反応の促進
策が取られることがある。ＲＨ装置における溶鋼環流量
は、Ａｒガス流量、到達真空度、浸漬管径等で支配され
るが、この環流量によって、脱炭、脱水素、脱酸の速度
やそれぞれの成分の到達濃度が異なる。

方、近年、薄鋼板の品質要求はより厳しくなりつつあり
、特に極低炭素鋼の場合、鋼板の加工性に直接関係する
炭素濃度に関しては、従来の［Ｃ］　−２５ｐｐｍより
更に厳しい低濃度のものが要求されており、例えば、［
Ｃ］　＝２０ｐｐｍ、望ましくは、［Ｃ］≦１５ｐｐｍ
の溶鋼が必要とされる。

極低炭素鋼の製造においては、転炉で［Ｃ］＝　０．０
２〜０．０４％程度まで脱炭して出鋼し、次に、ＲＨ装
置で所望の［Ｃ］まで真空脱炭処理を行ない、更に、脱
酸と成分調整を行なったのち、鋳造するのが一般的であ
る。この際、８Ｎ装置では次のような問題点がある。

（１）極低炭素（［Ｃ］≦２０ｐｐｍ）領域までの脱炭
には長い時間を要する。例えば、［Ｃ］　＝２５ｐｐｍ
までは、１０〜１５ｍ１ｎで到達するが、これ以降は脱
炭速度が極めて遅くなり、［０］≦２０１）ｌ）ｍを得
るには、２０ｍ団以上の処理時間を要する。

また、時には、極めて長い時間処理しても［Ｃ］≦２０
ｐｐｍを得られないことがある。脱炭のＲＨ装装置処理
区は１〜ｂ あるので、長時間処理の為には転炉での出鋼温度を高く
する必要がある。これは転炉耐火物の溶損が著しく増加
するので経済的に極めて不利である。

（２）脱炭速度の増大には処理初期の排気速度の増加、
場面への酸素の吹付け、Ａｒ吹込量の増すロ等が効果的
であるが、真空槽内でのスプラッシュの量が増し、高さ
も高くなるので、真空槽内壁への地金付着が増す。この
真空槽内壁への地金付着は、次の溶鋼処理において地金
イーを着の促進や箸しい溶鋼汚染をもたらすので、結局
、極低炭素鋼を安定して溶製することが難しい。

このような問題を解決する手段として、例えば、特開昭
５９−１１０７１７号公報において、第６図に示す如く
、真空槽の溶鋼面におおいがぶさる如く、耐火物のせり
だし部１２を設けたＲ）ｌ装置が提案されている。しか
し、この装置は、（１）せりだし部の耐火物の築造が難
しい。

（２）せりだし部を設けるため、真空槽の中央部を細く
したので、第６図の点線で示したような地金付着１０．
１１が進行する。この地金付着のうち、特に、下部の領
域１１はへ１゛ガスや発生するＣＯガスの排出を妨げる
ので、真空槽の下部へと上部Ｂとの間で圧力差が生ずる
結果となる。この為、脱炭に有効に作用する領ｍＡでの
排気速度が遅くなるので、結局脱炭速度の低下を招く。

（３）プラズマトーチ式による溶鋼加熱は地金付着を著
しく減少できるが、トーチ１７の損耗や加熱の為の電力
費が著しく高く、溶鋼コストが高くなりすぎるので経済
的な方法ではない。

このような理由がら、脱炭反応ｆｕんでＣＯガス気泡が
多量に発生し、溶鋼面がら放出される処理初期、特に処
理開始より３〜４ｍ１ｎ後までは低真空度で脱炭処理を
行なわざるを得ず、脱炭処理時間の短縮が阻害される大
きな要因となっていた。

以上要する（こ、上記の如く、従来例では取鍋内の溶鋼
を］（１１装置により脱ガスする装置や方法の開発が行
なわれているが、ＲＨ装置における真空槽内壁に付着し
た地金の成長防止する装置として、例えば、特開昭５’
ｌｌ−１１０７１７号公報に記載されている程度が提案
されているに過ぎない。

このため、ＲＨ装置における真空槽内壁へのスプラッシ
ュ飛散による地金付着を防止Ｊ−る方法若しくはその装
置にいたっては全く提案されていない。

発明が解決しようとする課題 本発明はこれらの問題を解決することを目的とし、具体
的【こは、極低炭素鋼等を製造するためのＲＨＩ買にお
ける脱ガス、脱炭処理時に高真空度で処理すると、スプ
ラッシュ飛散により真空槽内壁に地金付着し、更に、付
着の促進や溶鋼の汚染をもたらすこと、また、脱炭処理
時間の短縮かむづかしいこと、また、スプラッシュの飛
散により真空槽内壁への地金付着の防止方法やその装置
の研究開発がなされていない等の問題を解決することを
目的とする。

課題を解決するための 手段ならびにその作用 すなわち、本発明は、真空循環脱ガス法により取鋼内の
溶鋼を脱炭する際に、真空槽内の浸漬上昇管直上の溶鋼
面をスプラッシュ飛散防止板でおおい、高真空度で脱ガ
スすることを特徴とし、真空循環脱ガス装置において、
浸漬上昇管直上の溶鋼面上方にスプラッシュ飛散防止板
を設けて成ることを特徴とする。

ＲＨ装置により溶鋼の脱ガス、脱炭処理する際に、脱炭
初期に発生するＣＯガス気泡とＡｒガスによる溶鋼のス
プラッシュは、特に浸漬上昇管付近において著しいが、
本発明法によれば、真空槽内の浸漬上昇管の溶鋼面直上
を効率的にカバし、スプラッシュ飛散を防止することに
よって、初期の排気速度を増加して脱炭速度を促進させ
る口とができる。

そこで、これらの手段たる構成ならびにその作用につい
て更に具体的に説明すると、次の通りである。

本発明者等はＲＨ装置によって溶鋼の脱炭処理時に溶鋼
スプラッシ］により真空槽内壁への金属付着について検
討したところ、脱炭開始時直後ならひに浸漬上胃管直上
の溶鋼面上方に多いということがわがった。

更に、本発明者等は真空槽内壁への金属付着を防止する
ことについて研究を行なった結果に基づいて本発明は成
立したものである。

以下、本発明を図面により説明する。

第１図は本発明法を実施する際に用いられる装置の一例
を示す真空脱ガス装置の縦断面図であり、第２図（ａ）
ならびに（ｂｌはそれぞれ第１図の真空槽の上方から見
た飛散防止板の作動態様を示Ｔ　Ａ　−Ａ視の断面図で
あり、第３図は脱ガス処理時間と脱炭速度との関係を示
すグラフであり第４図は本発明法と従来法における脱ガ
ス処理時間と炭素量との関係を示すグラフであり、第５
図は従来例の真空脱ガス装置の縦断面図であり、第６図
は従来例のスプラッシュ飛散による真空槽内地金付着の
成長を防止した真空循環脱ガス装置の縦断面図である。

符号１は取鍋、２は溶鋼、３は浸漬上昇管、４は浸漬下
降管、５は環流用カス、６は真空槽、７は合金剤投入口
、８は排気孔、９はスライディングノズル、１０．１１
は地金付着、１２はせり出し部、１３はスプラッシュ飛
散防止板、１４は円板、１５は水平軸、１６はモータ、
１７はプラズマトーチを示す。

本発明のＲ）ｌ装置は、第１図に示すように浸漬上昇管
付近の溶鋼面直上に平坦な面を持つ耐火性で、円板状の
スプラッシュ飛散防止板１３を備えたものから構成する
。このスプラッシュ飛散防止板を構成する円板１４は、
上昇管の内径より大きい事が必要であり、断面積で１．
５倍以上あればスプラッシュ飛散防止効果がある。望ま
しくは断面積で２倍以上あれば、はぼ完全なスプラッシ
ュ飛散防仕効果が得られる。

また、このスプラッシュ飛散防止板１３は、必要に応じ
て第２図（ａ）ならびに（ｂ）に示すように、円板１４
を水平軸１５により真空槽内壁に回転可能に設置し、モ
＝り１６等の駆動装置により所定の位置に回転制御する
。

すなわち、スプラッシュ発生の著しい時期には、第２図
（ａ）のように円板の平坦面を溶鋼面と平行にしてスプ
ラッシュの飛散を防止する。また、合金剤や脱酸剤添加
時には第２図（ｂ）のようにして、これらの添加を円滑
にする。第３図は脱ガス処理時間と脱炭速度の関係を脱
ガス開始後脱ガス槽内の真空度が１ｔｏｒｒに至る時間
で層別したものである。このことがら脱炭初期の真空度
を高めることにより脱炭速度が増すことがわかる。従っ
て、［Ｃ］の濃度を効率的に低減しようとすれば、脱ガ
ス開始後２分以内に１ｔＯｒｌ゛にすれば良いことがわ
かる。

実施例 以下、実施例ならびに比較例をあげて更に本発明を説明
する。

実施例、比較例。

第１図に示す円板状のスプラッシュ飛散防止板を真空槽
内に設けたＲ）ｌ装置により炭素鋼を用いて脱炭を行な
った。その条件は次の通りである。

炭素鋼の処理前の［Ｃ］　　　−１８０〜２ｓｏｐｌ）
ｍ炭素鋼の処理前の温度　　−１５９０〜１６１０℃溶
　　　　　鋼　　　　　量　　　　　−２８５〜３００
　　ｔｏｎ浸漬管径（内径）　−５ｏｏｍｍ スプラッシュ飛散防止板径−９００ｍｍスプラッシュ飛
散防止板と真空槽内溶鋼面との距離毎５００ｍｍ 環流用Ａｒガス流！　＝　１５０ＯＮ　ｌ　／ｍｉｎな
お、以上の条件で真空処理を行なったが、真空槽内の真
空度は真空処理開始後、直ちに高真空状態に到達させる
ように真空ポンプの排気速度を大きくした結果、処理開
始後２ｍ１ｎ以内に１ｔＯｒｒ以下の高真空度を得るこ
とができた。この際、得られた脱炭曲線を第４図の処理
時間と炭素量との関係を示すグラフに示した。

比較のために、第１図に示ずＲ１１装置のスプラッシュ
飛散防止板を設けないものを用いた以外は、実施例と同
様に行なったところ、スプラッシュ飛散が激しく、処理
が困難であった。

そこで、初期の多量のスプラッシュ飛散を防止するため
、処理開始から４　ｍ　ｉ　ｒ＋までは約７０〜１０ｔ
ｏｒｒの低真空度で処理し、これ以１床は速やかに１ｔ
ｏｒｒで脱炭を行なった。この際、得られた脱炭曲線を
第４図に実施例の場合と併せて示した。

第４図から明らかなように、実施例の場合は、比較例の
場合に比べ箸しく処即時の脱炭速度が大きくなり、［Ｃ
］≦２０　ｐ　ｐ　ｍが従来例の場合より短かい処理時
間で安定して得られた。更に、従来例の場合は［Ｃ］≦
２０　ｐ　１）ｍが限度であるのに対して、実施例の場
合は［０１≦１４ｐｐｍまでたやす＜　［Ｃ］　ｍを低
減することができた。

これは初期の排気速度を大きくし、真空度を高めた結果
、ＧＯガス気泡生成に要する過飽和度が高くなり、溶鋼
中でのＧＯ気泡生成数が多くなす、脱炭速度が促進され
たものと推定される。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は、真空循環脱ガス法によ
り取鍋内の溶鋼を脱炭する際に、真空槽内の浸漬上昇管
直上の溶ｓ１４面をスプラッシュ飛散防止板でおおい、
高真空度で脱ガスすることを特徴とし、真空循環脱ガス
装置において、浸漬上昇管直上の溶鋼面上方にスプラッ
シュ飛散防止板を設けて成ることを特徴とするものであ
る。

従って、本発明法によれば真空槽の内壁への金属付着が
な〈従来例のものに比べて著しく脱炭速度が大となり短
い処理時間で所望する［ＣＪ量の極低炭素鋼が容易に得
ることができる。

また、本発明のＲＨ装置は従来例のＲＨ装置にスプラッ
シュ飛散防止板を設けたものであるので、スプラッシュ
飛散を防止することができ、また、回転可能にスプラッ
シュ飛散防止板が設けられているので、合金剤等の添加
にも何ら支障を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施する際に用いられる装置の一例
を示す真空炭ガス装置の縦断面図、第２図（ａ）ならび
に（ｂ＋はそれぞれ第１図の真空槽の上方から児た飛散
防止板の作動態様を示すへＡ視の断面図、第３図は脱カ
ス処理時間と脱炭速度との関係を示すグラフ、第４図は
本発明法と従来法における脱カス処理時間と炭素量との
関係を示すグラフ、第５図は従来例の真空脱ガス装置の
縦断面図、第６図は従来例のスプラッシュ飛散による真
空槽内地金イリ着の成長を防止した真空循環脱ガス装置
の縦断面図である。 符号１・・・・取鍋　　　　　２・・・・・・溶鋼３・
・・・・・浸漬上昇管　　４・・・・・・浸漬下降管５
・・・・・・環流用カス　　６・・・・・・真空槽７・
・・・・・合金剤投入口　８・・・・・・排気孔９・・
・・・・スライディングノズル １０．１１・・・・・・地金付着　１２・・・・・・せ
り出し部１３・・・・・・スプラッシュ飛散防止板１４
・・・・・・円板　　　　　１５・・・・・・水平軸１
６・・・・・・モ タ １７・・・・・・プラズマト チ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）真空循環脱ガス法により取鍋内の溶鋼を脱炭する際
   に、真空槽内の浸漬上昇管直上の溶鋼面をスプラッシュ
   飛散防止板でおおい、高真空度で脱ガスすることを特徴
   とする真空循環脱ガス方法。 ２）真空循環脱ガス装置において、浸漬上昇管直上の溶
   鋼面上方にスプラッシュ飛散防止板を設けて成ることを
   特徴とする真空循環脱ガス装置。 ３）スプラッシュ飛散防止板が水平軸を介して真空槽に
   対して回転可能に設けたものである請求項２記載の真空
   循環脱ガス装置。