JPH0420967B2 - - Google Patents

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JPH0420967B2
JPH0420967B2 JP15759884A JP15759884A JPH0420967B2 JP H0420967 B2 JPH0420967 B2 JP H0420967B2 JP 15759884 A JP15759884 A JP 15759884A JP 15759884 A JP15759884 A JP 15759884A JP H0420967 B2 JPH0420967 B2 JP H0420967B2
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JP
Japan
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molten steel
ladle
vacuum
gas
pipe
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JP15759884A
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JPS6137912A (ja
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Yoshio Sato
Hiroyuki Aoki
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は溶鋼(ステンレス粗溶鋼を含む。)の
真空脱炭精錬方法に関する。 従来の技術 一般に溶鋼の真空脱炭精錬については、VOD
法あるいはRH−OB法(鉄鋼便覧、第3版、717
頁以降)等の方法がよく知られている。 このVOD法は、第2図に示す如く、転炉また
は電炉で溶解と粗脱炭された溶鋼A取鍋1に受け
て後に、真空容器2内に収容し、排気管7から吸
引して、真空下において、取鍋1の底部から不活
性ガスを吹込みつつ、溶鋼Aの表面にランス4を
介して酸素ガスを吹きつけて脱炭する方法であ
る。しかし、このVOD法は脱炭時の激しいボイ
ルによつて、溶鋼Aが取鍋1の外に溢出すること
を防ぐために、下記の犠牲を払わねばならない。 即ち、溶鋼表面と取鍋上端の間隔B(以下、
フリーボードと称する。)を1m程度にする必要
があり、1チヤージ当りの処理溶鋼量が制限さ
れ、生産性が低下する。処理前の溶鋼炭素含有
量に制限を加える必要があり、(好ましくは0.20
%〜0.50%〔C〕)、前工程の粗脱炭に負荷がかか
り、クロム歩留の低下とコスト・アツプを招く。
まだ、真空容器2に取鍋1を収容するので作業
時間が長い。取鍋から溶鋼が洩出した場合、設
備復旧に長時間要する、など改善すべき点が多い
のが実状である。 一方、RH−OB法は、第3図に示す如く、RH
真空槽6内に吸上げられた溶鋼A内に、真空槽6
側部に設けた二重管ノズル5(通常は内管が酸
素、外管がAr)を通して酸素を吹込んで脱炭す
る。このRHは、真空槽6の下部に上昇管8と下
降管9を設け、この2本を溶鋼A内に浸漬せしめ
て、該真空槽6内を真空にして、上昇管8の適所
から不活性ガス管3を介して不活性ガスを導入す
ると、ガスリフトポンプの原理により、真空槽6
内に上昇管8を通して溶鋼Aが吸上げられて脱ガ
スが行なわれて後に、下降管9から取鍋1内に流
下する。すなわち、溶鋼Aは、取鍋1と真空槽6
との間で循環しながら真空槽6内で脱ガスされる
方法である。 しかしながら、RH−OB法は、真空槽6内の
溶鋼深さCが浅い(通常200〜600mm)ために、酸
素を吹込む際に、真空槽6内での溶鋼飛沫(ス
プラツシユ)量の増大と、それによる槽内壁面へ
の地金付着の増大を招き、歩留損失と耐火物コス
トの上昇をきたす。スプラツシユ、ならびに耐
火物の溶損を抑制するためには、例えば吹込み用
単孔もしくは二重管ノズル5の酸素供給速度を低
下せざるを得ない。従つて、処理前の溶鋼Aの
炭素含有量に制限を加える(好ましくは〔C〕
0.20〜0.50%)ことが必要であり、結果として前
工程の脱炭精錬が過負荷となり、クロム歩留、お
よび鉄分歩留等の低下を招く等の欠点を有してい
る。 したがつて、溶鋼の真空脱炭精錬においては、
処理前溶鋼の炭素含有量の許容値が高く、高速真
空脱炭法が可能なこと、またフリーボードに制限
のないこと、および真空槽内の地金付着量の少な
い精錬法が切望されているのが実状である。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、前述した如き従来法の欠点を改良す
るもので、すなわち高速真空脱炭精錬が可能であ
り、槽内の地金付着等の障害がなく、しかもフリ
ーボードの制限のない精錬法であつて、スプラツ
シユがなく、極めて高いクロム、および鉄歩留が
得られるとともに、耐火物コストの安価な溶鋼の
精錬法である。 問題点を解決するための手段・作用 本発明者等は、従来の溶鋼精錬法の欠点を改良
すべく、鋭意検討と実験を重ねた結果、取鍋内の
溶鋼の真空槽内への吸入と撹拌混合、およびスプ
ラツシユ抑制に関し、新しい知見を得たことに基
づきなされたもので、浸漬管の内径D1/取鍋の
内径D0を0.4〜0.8にするとともに、該浸漬管を浸
漬せしめて、取鍋内溶鋼を吸上げて保持し、次い
で浸漬管の投影面下の溶鋼深さの1/2以上の下位
から不活性ガスを吹込むと共に、前記の真空槽内
上方から酸化性ガスを吹きつけることを特徴とす
る極めて優れた溶鋼の真空精錬法である。 すなわち、真空槽下部に設置する浸漬管はRH
−OH法と異なり、適切な径であれば一本で良
く、この際の溶鋼の撹拌混合は不活性ガスの吹込
みで行なうとともに、その位置は前記浸漬管の投
影面下で取鍋内溶鋼の適切な位置を選択すれば短
時間で溶鋼の均一撹拌状態が得られスプラツシユ
が少ないことを知見し得た。 以下本発明の精錬法を図に示す一実施例に基づ
いて詳述する。 第1図は、本発明の一実施例の説明図であり、
溶鋼Aは、取鍋1に収容され、真空槽6の下部に
浸漬管10が配置される。浸漬管10は、取鍋1
内の溶鋼Aに浸漬静止される。真空槽6は、排気
管7と導通し、真空槽内の真空度に応じて真空槽
6内に浸漬管10を経由して溶鋼Aが吸上げられ
る。 浸漬管10の下部断面が垂直下方に投影する面
内の取鍋1の底部から、ノズル、または多孔質プ
ラグによつて、不活性ガスが溶鋼中に吹き込ま
れ、溶鋼Aが撹拌混合される。この撹拌混合と同
時に、真空槽6内の溶鋼表面にランス4を通し
て、酸化性ガスを吹きつけることにより効果的に
脱炭される。 更に、本発明においては、浸漬管10の内径
D1と取鍋1の内径D0との関係、及び不活性ガス
吹き込み位置から取鍋内溶鋼表面の距離H1と取
鍋内溶鋼深さH0とのか関係が次式によつて規制
される。 0.4≦D1(m)/D0(m)≦0.8 1/2(H0)(m)≦H1(m)≦H0(m) 以下この点について説明する。 本発明の方法を実施する場合、特に重要な事
は、脱炭反応の促進に重要な役割を果すガス吸込
みによる溶鋼Aの撹拌強さを適性化することであ
る。本発明者等の実験によると上記のように撹拌
強さと浸漬管内径D1m/取鍋内径D0mとの間に
は、重要な関係があることが判つた。 即ち、第4図に示す如くD1/D0が0.4未満で
は、取鍋1と真空槽6間での溶鋼Aの循環が不充
分となり、溶鋼A全体の撹拌力が低下することか
ら真空下での脱炭の効率低下をきたすことにな
る。 また、浸漬管10への地金、スラグ付着等によ
る肥大があつても円滑な浸漬が可能なこと、さら
には、浸漬中に取鍋1内溶鋼の温度測定、試料採
取を可能にする間隔の確保で、浸漬管10の大き
さには制限を加える必要がある。本発明者らの実
験によるとD1/D0=0.8が上限として最適であつ
た。 次にガス吹込みによる溶鋼Aの撹拌強さを適性
化するうえで重要な事は、ガス吸込みの位置であ
る。公知のごとく、ガスによる溶鋼の撹拌力は次
の式で表わされる。 ε〓=6.18Vg・Ti/Mi{(1n(1+ho/1.47×P) +(1−To/Ti)} ……(1) ここで、 Mi:溶鋼重量(ton)、Vg:吹込みガス量(N
m3/min) Ti:溶鋼温度(〓)、To:吹込み口でのガス
温度(〓) ho:吹込み深さ(m)、P:槽内雰囲気圧
(atm) ε〓:撹拌動力(W/t) すなわち、ガスの吹込み深さhoは深い程、溶
鋼中の撹拌動力ε〓Mは大きい。また槽内雰囲気圧P
が小さい程、撹拌動力ε〓Mは大きい。 したがつて、ガスの吹き込み位置は、浸漬管1
0の投影面内で、ガスは鉛直上方に向けて行な
い、真空槽6内溶鋼表面からガスが離脱するよう
に吹き込む事が撹拌動力を大きくする上で重要な
ことであり、このことから取鍋底部より、ガスを
吹込む場合が最大の撹拌力を得ることになる。 発明者らの実験によると、ガス吹き込み位置と
反応効率との間には関連があり、第5図に示す如
く、充分な反応効率を確保するには、取鍋内溶鋼
表面とのガス吹込み位置の距離H1と取鍋内溶鋼
深さH0とをH1/H0=0.5〜1.0とすることが必要
であり、H1/H0が0.5より小さいと急激に溶鋼の
撹拌力が低下する。なお、不活性ガスの取鍋内溶
鋼表面からの吹込み位置の距離H1は取鍋底部か
ら行なうことが撹拌強化の点から望ましい。 本発明を実施する場合、吹込みガスが溶鋼中を
浮上し浸漬管10を経て真空槽6に入つた時、槽
内でのスプラツシユを少なくして槽内地金付着を
軽減することが必要であり、このスプラツシユを
小さくする上でも可能な限り取鍋内溶鋼深さの深
い位置からガス吹込みを行う事が必要である。 実施例 次に150Tの取鍋を用いて、次の手順で溶鋼の
真空脱炭精錬を実施し、40分の短時間で脱炭、脱
ガス、成分調整を実施し、表−1の結果を得た。 (1) 真空度100Torr、上吹ランスからO2ガス
5000Nm3/Hで脱炭を25分行なつた。取鍋底部
の2個のポーラスプラグから、合計1Nm3
minのArガスを吹込んだ。H1/H0=1.0で行つ
た。 (2) 底部からのArガスはそのままの状態で上吹
ランスからの酸素ガスの供給を停止させ、真空
度20Torrで脱炭を5分間継続した。 (3) 真空度10TorrでFe−Si、Fe−Mn合金を添
加し成分調整を行なつた。10分要した。ポーラ
スプラグからのAr吹込み量は、0.3Nm3/min
とした。 上記操業は、取鍋内径D0=3.34m、浸漬管内
径D1=2.0m、D1/D0≒0.6で行なつた。
【表】 発明の効果 以上述べた如く、本発明方法は、処理前溶鋼の
炭素含有量の許容値が高く、迅速脱炭が可能で、
精錬装置としてのフリーボードの制限、および地
金、スラグ等の付着が少なく、クロム、鉄歩留の
極めて高い優れた精錬法がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の精錬法の一実施例の説明図、
第2図は従来法であるVOD法の説明図、第3図
は従来法であるRH−OB法の説明図であり、第
4図は本発明の溶鋼のガス撹拌強度と浸漬管径と
の関係図で、第5図は反応効率とガス吹込み深さ
との関係図である。 1……取鍋、2……真空容器、3……不活性ガ
ス吹込管、4……ランス、5……二重管ノズル、
6……真空槽、7……排気管、8……上昇管、9
……下降管、10……浸漬管、A……溶鋼、B…
…フリーボード、C……槽内溶鋼深さ、D1……
浸漬管内径、D0……取鍋内径、H0……取鍋内溶
鋼深さ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 取鍋内の溶鋼を浸漬管を介して真空槽内に吸
    上げ、浸漬管の投影面下の取鍋内下位から不活性
    ガスを吹込み、且つ真空槽内の溶鋼表面に上部ラ
    ンスを介して酸化性ガスを吹付ける溶鋼の真空精
    錬方法において、 (1) 該浸漬管の内径D1と取鍋の内径D0との比
    D1/D0が0.4〜0.8の値となるよう浸漬管の内径
    を定め、 (2) 取鍋内の溶鋼深さをH0、不活性ガスの吹込
    位置を溶鋼表面からの深さH1としたとき、
    H1/H0が0.5〜1.0の値となるよう不活性ガス
    吹込位置を定めたことを特徴とする溶鋼の真空
    精錬法。
JP15759884A 1984-07-30 1984-07-30 溶鋼の真空精錬法 Granted JPS6137912A (ja)

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