JPH04131316A - 極低炭素鋼の真空脱ガス方法および装置 - Google Patents

極低炭素鋼の真空脱ガス方法および装置

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JPH04131316A
JPH04131316A JP25142690A JP25142690A JPH04131316A JP H04131316 A JPH04131316 A JP H04131316A JP 25142690 A JP25142690 A JP 25142690A JP 25142690 A JP25142690 A JP 25142690A JP H04131316 A JPH04131316 A JP H04131316A
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JP
Japan
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ladle
vacuum degassing
molten steel
carbon steel
low carbon
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JP25142690A
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Seiichi Suetsugu
末次 精一
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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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真空脱ガス方法および装置に係り
、特に高速連続鋳造に対応し得る〔C〕≦10pp■の
極低炭素鋼の高能率RH真空脱ガス処理操業を可能とす
る真空脱ガス方法および装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、〔C〕≦20PP11の極低炭素鋼は一般に次の
如き方法で溶製されている。
すなわち、転炉等の精錬炉で粗脱炭したC : 0.0
3〜0.05%、o : soo〜700pp+sの溶
鋼2を第4図に示す如く、取鍋4に出鋼し、取鍋4内の
スラグ6上にAQ滓等のスラグ改質剤を添加、撹拌して
脱酸し、この改質スラグ6を有する粗脱炭溶鋼をRH真
空脱ガス処理を行う。すなわち、取鍋4内の溶鋼2は環
流ガス吹込み口8から吹込まれる環流ガス10により上
昇浸漬管12から脱ガス槽14内に吸上げられ脱ガス処
理されるが、同時に脱ガス槽内に垂下したランス16に
より酸素を上吹きして溶鋼2の脱炭処理を行うもので、
槽内で脱炭、脱ガス処理された溶鋼2は下降浸漬管18
を介して取鍋4内に戻る。この環流が繰返されて脱炭さ
れ、脱ガスされ、溶鋼2中のO濃度が低減して30pρ
厘以下、スラグ中のT、Fe52%、CC)≦20ρρ
厘の極低炭素鋼が溶製される。
この脱ガス処理工程において、添加材添加シュート20
から合金材その他AQ等の脱酸剤が投入された後、溶鋼
環流による非金属介在物の分離による脱酸等が行われる
。このR,H真空脱ガス槽14における溶鋼環流量は、
Arガス流量、到達真空度、浸漬管12.18の管径等
に支配されるが、この環流量によって脱炭、脱水素、脱
酸の速度や、〔C〕その他の成分の到達濃度が異なる。
一方、近年に至り薄鋼板の品質要求は益々厳しくなり、
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)=25ρP@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
要とされるに至った。
ところが極低炭素鋼の製造においては、転炉で[C]=
0.03〜0.05程度まで粗脱炭して出鋼し、次にR
H真空脱ガス装置で所望の(C)まで真空脱炭処理を行
い、更に脱酸と成分調整を行った後。
連続鋳造するのが一般的であるが、従来のRH真空脱ガ
ス処理装置では次の如き問題点がある。
(イ)極低炭素鋼の〔C〕≦20PpH領域までの脱炭
に長い時間を要する。例えば(C]=25ppmまでは
10〜15分で到達するが、これ以降の脱炭速度が極め
て遅くなり、(C)≦20ppmを得るには20分以上
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)≦20ppmを得られないことがある。脱
炭のRH真空説ガス処理時には1〜b のために転炉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。
(III)従来のRH真空脱ガス処理装置においては、
取鍋4内の溶鋼2の撹拌が十分行われず、下降浸漬管1
8から取鍋4に排出された溶鋼が取鍋4内で十分撹拌さ
れないうちに再び上昇浸漬管12に吸入され、いわゆる
ショートサーキット現象を生ずる欠点がある。特にRH
処理開始初期には、真空脱ガス槽14内の真空度が低く
、取鍋4内の上部の溶鋼のみが上昇、下降を繰返すこと
となり、その結果処理時間が長時間を要するという問題
点もある。
RH真空説ガス処理の上記従来技術の問題点を解決する
ために、特開昭54−81111.特開昭56−721
16、特開昭57−20051.4等の開示がある。こ
れら従来技術の概要について説明する。
特開昭54−8111: この発明は、「真空排気系に接続された真空脱ガス槽の
底部に溶鋼の上昇管及び下降管を設け、該上昇管内に導
入される作動ガスの作用により該上昇管を通じて取鍋内
の溶鋼を連続的に該脱ガス槽内に吸上げる一方、該脱ガ
ス槽内の溶鋼を前記下降管を通じて取鍋内に排出せしめ
る型式の環流式真空脱ガス装置において、該脱ガス槽底
部に設けられる溶鋼の下降管を、該脱ガス槽の中心側に
向って傾斜せしめたことを特徴とする装置。」である。
特開昭56−72116: この発明は、「環流方式によって取鍋的溶鋼を順次真空
中にさらす脱ガス方法において、脱ガス処理開始初期に
おいて取鍋的溶鋼を強制撹拌することにより取鍋内溶鋼
上下濃度差をなくすことを特徴とする環流式真空脱ガス
方法。」であって、具体的実施例としては取鍋底部から
15(1/分のArを吹込む方法であって、この時の上
昇管からのArガス吹込量は40Q/分としている。
特開昭57−200514 : この発明は、「上昇管と下降管とを備えた脱ガス槽より
成る真空脱ガス装置により、鍋中の溶鋼を脱ガスする溶
鋼脱ガス法において、鍋底にガス吹込装置を設け、該ガ
ス吹込装置により鍋底からガスを吹込み、これにより前
記上昇管を通じて前記脱ガス槽中に溶鋼を環流させるこ
とを特徴とする溶鋼脱ガス法。」である。
これらの開示された従来技術は、いずれもRH真空脱ガ
ス装置において取鍋内の環流溶鋼を撹拌して。
その成分の均一化を図り、短い時間で脱ガスを可能なら
しめるを目的とするものであって、いずれも−応の効果
を挙げているものの、これらの技術によっても極低炭素
CC)≦l0PP11の極低炭素鋼を20分程度の短時
間で安定して脱炭、脱ガスするには未だ満足できる方法
もしくは装置ではない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、転炉等の精錬炉で粗脱炭した低炭素鋼
をRH真空脱ガス装置にて2次精錬するに際し、取鍋固
溶鋼を強力に撹拌し、(C)≦20ppmにおいても、
脱炭反応の停滞を来さず、円滑に脱炭、脱ガスして、(
C)≦10ppmの極低炭素鋼を20分以内の短時間で
溶製できる真空脱ガス方法および装置を提供するにある
〔課題を解決するための手段〕
本発明による極低炭素鋼の真空脱ガス方法の要旨とする
ところは次の如くである。
(1)転炉等の精錬炉にて粗脱炭した低炭素鋼を上昇お
よび下降浸漬管を有して成る真空脱ガス処理槽にて酸素
を上吹きして脱炭する極低炭素鋼の真空脱ガス方法にお
いて、前記真空脱ガス処理槽の下方に設置された取鍋の
前記上昇浸漬管直下に設けられた1個のポーラスプラグ
および前記上昇および下降浸漬管のそれぞれの中心を結
ぶ線上のほぼ中央で直交する水平線直下上に偏在させた
2個のポーラスプラグを介して不活性ガスを吹込み前記
上昇浸漬管における不活性ガス吹込みによる溶鋼環流の
強化と前記取鍋固溶鋼の撹拌を行うことを特徴とする極
低炭素鋼の真空脱ガス方法。
(2)前記取鍋底部に設けられた3個のポーラスプラグ
からの不活性ガス吹込量の合計は10〜20ONI2/
winである上記(1)に記載の極低炭素鋼の真空脱ガ
ス方法、である。
次に本発明による極低炭素鋼の真空脱ガス装置の要旨は
次のとおりである。
(3)溶鋼を収容する取鍋と、前記取鍋内の溶鋼中に先
端を浸漬する上昇および下降浸漬管と、前記上昇浸漬管
内に設けられた環流ガス吹込装置と、前記浸漬管の上部
に配設された真空脱ガス槽と、前記真空脱ガス槽の上蓋
を貫通して該槽内に昇降自在に垂下された酸素および/
または不活性ガス吹込用ランスと、を有して成る真空脱
ガス装置において、前記取鍋はその底部の前記上昇浸漬
管の直下部位および前記上昇、下降浸漬管のそれぞれの
中心を結ぶ線上のほぼ中央で直交する水平線直下に偏在
する対称部位に併せて3個の不活性ガスを吹込むポーラ
スプラグを有することを特徴とする極低炭素鋼の真空脱
ガス装置、である。
本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
先ず第1図(A)、(B)により本発明による極低炭素
鋼の真空脱ガス装置について説明する。
酸素上吹き真空脱ガス装置は、先に第4図にて説明した
如く、上昇浸漬管12の下端部に環流ガス吹込口8が設
けられ、上昇浸漬管12の内部に設けられたA「等の環
流ガス10の導入管を介して環流ガス10が吹込れてい
る。これにより取鍋4中の溶鋼2はエアーリフトポンプ
の原理により、真空脱ガス槽14中に吸い上げられ、真
空脱ガス処理された溶鋼2は、下降浸漬管18を介して
取鍋4に戻る。この間真空脱ガス槽14に垂下されたラ
ンス16により酸素もしくは酸素とArガスを同時に上
吹きして溶鋼2の脱炭処理を行うので、溶鋼2は取鍋4
→上昇浸漬管12→下降浸漬管18→取鍋4の環流を繰
返すことにより、次第に脱炭、脱ガスされる。しかし、
上昇浸漬管12の内面から吹込まれる不活性ガスのみで
は、[C]=20ppm前後で反応が停滞して著しく長
時間の処理を要するので、本発明では次の3カ所に新た
に不活性ガス吹込用のポーラスプラグ22を設けたのが
特徴である。
すなわち、第1図(B)および第2図に示す如く、取鍋
4の底部の上昇浸漬管12の直下部位にポーラスプラグ
22A、および上昇浸漬管12および下降浸漬管18の
中心を結ぶ線PQのほぼ中央で直交する水平線R5直下
上に偏在して2個のポーラスプラグ22B、22Cと、
合計3個のAr等の不活性ガスを吹込むポーラスプラグ
22を設けた。ポーラスプラグ22B、22Cの設置位
置はR8の直交水平線上、やや外側に近い方がよい。
かかる構成の取鍋4を有するのが本発明による真空脱ガ
ス装置の特徴である。
しかして、本発明による真空脱ガス方法は、上記取鍋4
の底部に設けられたポーラスプラグ22A、22B、2
2Gを通じて合計で少くとも1ONQ/winの不活性
ガスを吹込むもので、10 N A /win未満では
、溶鋼の環流力を強化し、また取鍋4内の流動不足領域
を撹拌する効果が現われない。好ましくは合計で20 
N Q Z履in以上程度の吹込量の方が望ましい。
これらのポーラスプラグ22A、22B、22Cから吹
込む不活性ガス量が多ければ多い程効果が大となるが、
200 N Q / winを越すと、脱ガス槽14内
における溶鋼2の隆起が約50a++となり、脱ガス槽
14へのスプラッシュの付着が甚しく、かつ50>の隆
起時の下降浸漬管18側の最下部は脱ガス槽14の下槽
底に達する危険があるので上限を20ONQ1層inと
した。経済的には100NQ/鳳inまでが好ましい。
〔作 用〕
脱ガス槽14内の真空度は0.1〜50トールと変化で
きるが、通常約1トールの真空度であり、上昇浸漬管1
2の内側面より吹込む環流ガス量は。
280〜300tの取鍋4内の溶鋼量にて浸漬管径60
0■のRH真空脱ガス装置においては2000〜300
ON Q /winとしているが、環流ガス量は上昇浸
漬管12の管径にも依存するので限度がある。そこで本
発明では取鍋4の底部にポーラスプラグ22Aを設けて
、上昇浸漬管12に上昇する環流ガス量を増加し環流溶
鋼速度を一段と強化した。
更に本発明では22B、22Gの2個のポーラスプラグ
を設けた3ポーラスプラグ22B、22Cの設置の目的
は、取鍋4内の溶鋼2の撹拌にあり、従来ややもすれば
下降浸漬管18がら上昇浸漬管12へ短絡しようとする
溶鋼2に対し、取鍋4中の溶鋼流が最もよどみ易い位置
にポーラスプラグ22B、22Cを設け、溶鋼上昇流を
生起させる不活性ガスを吹込むことにより、取鍋4内の
溶鋼2は均一に撹拌された後、環流力が強化された上昇
浸漬管12を通じ真空脱ガス槽14中に入り、脱炭、脱
ガスされる。
本発明によるポーラスプラグ22Aと、ポーラスプラグ
22B、22Cとを同時使用することにより大なる効果
が挙るものであって、ポーラスプラグ22Aのみ設置し
た従来技術の特開昭57−200514、もしくは脱ガ
ス処理開始の初期のみ取鍋内の溶鋼を撹拌する特開昭5
6−72116と著しく構成を異にするものである。
なお、本発明ではポーラスプラグ22A、22B、22
Cの不活性ガス吹込量を合計テ10〜20ON Q /
minと限定したが、通常の実施例によれば各プラグと
も30〜5ONQ/winの不活性ガス流量にて次に掲
げる如き効果を挙げることができた。
〔発明の効果〕
極低炭素鋼のRH真空脱ガス装置による2次精錬に当り
1本発明により取鍋底部の上昇浸漬管12の直下にポー
ラスプラグ22Aを設け、同時に上昇および下降浸漬管
のそれぞれの中心を結ぶ線上のほぼ中央で直交する水平
線直下上に偏在させた2個のポーラスプラグ22B、2
2Cを介して不活性ガスのAr等を吹込むことにより、
次の如き効果を挙げることができた。
(イ)ポーラスプラグ22Aの設置により上昇浸漬管1
2を上昇する不活性ガス量が増加し、環流溶鋼速度が強
化され、従って脱炭、脱ガスが促進される。
(Iポーラスプラグ22B、22Cの設置位置は、取鍋
4内の下降溶鋼流および上昇溶鋼流が短絡されて、溶鋼
流の最もよどみ易い部位であるので、22B、22Cの
設置により上昇流が加わることにより取鍋4内の溶@2
の撹拌が強化され、よどみ域が解消され、溶鋼成分の均
一化が達成された。
(ハ)ポーラスプラグ22A、22B、22Cの同時作
動により第3図に示す実施例の如く、上昇浸漬管12の
みによる不活性ガス吹込の従来法では[’C)≦20p
p論の到達C量に低減するに25分を要し、最低到達C
量は17pρ−であったが、本発明によりCCI≦10
ppmの最低到達C量が20分で達成された。
(ニ)本発明による効果は、22A、22B、22Cの
34Iのポーラスプラグのそれぞれの効果の相乗効果で
あって、いずれか単独にても効果はないことがないが、
同時に適用することにより大なる効果を挙げ得ることが
判明した。これが本発明の大きな特徴である。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、(B)は本発明による極低炭素鋼の真空
脱ガス装置の構成を示し、(A)は正断面図、(B)は
(A)図のB−BJI−矢視断面図、第2図は本発明の
詳細な説明する模式正断面図、第3図は本発明による極
低炭素鋼の溶製実施例を従来法による場合との比較を示
すRH真空脱ガス処理時間の経過による溶鋼中の〔C〕
値(ppm)の変化を示す線図、第4図は従来の酸素上
吹きRH真空脱ガス装置の全体を示す断面図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)転炉等の精錬炉にて粗脱炭した低炭素鋼を上昇お
    よび下降浸漬管を有して成る真空脱ガス処理槽にて酸素
    を上吹きして脱炭する極低炭素鋼の真空脱ガス方法にお
    いて、前記真空脱ガス処理槽の下方に設置された取鍋の
    前記上昇浸漬管直下の底部に設けられた1個のポーラス
    プラグおよび前記上昇および下降浸漬管のそれぞれの中
    心を結ぶ線上のほぼ中央で直交する水平線直下上に偏在
    させた2個のポーラスプラグを介して不活性ガスを吹込
    み前記上昇浸漬管における不活性ガス吹込みによる溶鋼
    環流の強化と前記取鍋内溶鋼の撹拌を行うことを特徴と
    する極低炭素鋼の真空脱ガス方法。
  2. (2)前記取鍋底部に設けられた3個のポーラスプラグ
    からの不活性ガス吹込量の合計は10〜200Nl/m
    inである請求項(1)に記載の極低炭素鋼の真空脱ガ
    ス方法。
  3. (3)溶鋼を収容する取鍋と、前記取鍋内の溶鋼中に先
    端を浸漬する上昇および下降浸漬管と、前記上昇浸漬管
    内に設けられた環流ガス吹込装置と、前記浸漬管の上部
    に配設された真空脱ガス槽と、前記真空脱ガス槽の上蓋
    を貫通して該槽内に昇降自在に垂下された酸素および/
    または不活性ガス吹込用ランスと、を有して成る真空脱
    ガス装置において、前記取鍋はその底部の前記上昇浸漬
    管の直下部位および前記上昇、下降浸漬管のそれぞれの
    中心を結ぶ線上のほぼ中央で直交する水平線直下に偏在
    する対称部位に併せて3個の不活性ガスを吹込むポーラ
    スプラグを有することを特徴とする極低炭素鋼の真空脱
    ガス装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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