JPH04235213A - 取鍋内溶鋼の加熱方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は溶融金属容器、主とし
て取鍋内の溶鋼の加熱方法に係り、取鍋内溶鋼に不活性
ガスを吹込みつつ送酸して溶鋼を加熱する方法に関する
。

【０００２】

【従来の技術】転炉出鋼時に溶鋼を加熱する方法として
は、ＬＦ（アーク加熱）法、ＲＨＯＢ法、ＣＡＳＯＢ法
が挙げられる。

【０００３】ＬＦ法は、図６に示すごとく、取鍋１内の
溶鋼２の上にのっている溶融スラグ３に電極４を浸漬し
、ランス５より不活性ガスを吹込みつつ、サブマージド
アーク加熱を行う方法である。

【０００４】ＲＨＯＢ法は、図７に示すごとく、取鍋１
内の溶鋼２中にＲＨ真空槽６を浸漬し、取鍋内溶鋼を環
流させながら、ＲＨ真空槽内に酸素ガスを例えば酸素吹
込みノズル７より供給し、溶鋼中のＡｌと酸化反応させ
ることによりその反応熱で溶鋼を加熱する方法である。

【０００５】ＬＴＯＢ法は、図８に示すごとく、取鍋１
内の溶鋼２中に常圧下で攪拌用ガス吹込ランス８より不
活性ガスを吹込んでガスバブリングし、溶鋼２を攪拌し
ながら上吹ランス９より酸素ガスを溶鋼に吹付け、前記
ＲＨＯＢ法と同様にその酸化反応熱で溶鋼を加熱する方
法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記したＬＦ
加熱法は、電気加熱方式であるため消費電力が大きく、
それに伴い大型の電源装置が必要となり、経済的な問題
が大きい。また、アーク加熱による取鍋のホットスポッ
ト（火点）局部溶損が生じ、耐火物の原単位が増大する
。また、取鍋内上部の局部加熱のためガス攪拌が必要で
あるが、溶鋼温度均一化のために攪拌ガス流量を増大さ
せると湯面変動が大きくなり、アークが不安定になると
いう問題がある。

【０００７】ＲＨＯＢ法は、溶鋼の環流量が浸漬管径が
小さいために少なく、酸素の供給に対するＡｌの酸化反
応が追随できず、Ａｌ以外の有価金属（Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆ
ｅ、Ｔｉ等）の酸化ロスが生じる。その結果、成分調整
用の投入合金原単位が上昇するばかりでなく、酸化ロス
により低級酸化物が取鍋内スラグ中で増加し、溶鋼の清
浄性が悪化するという問題がある。また、溶鋼環流速度
が小さいため、槽内酸素吹込みによる発熱量が十分に取
鍋内溶鋼に伝わらず、槽内温度が過度に上昇して槽内耐
火物が溶損されるという問題がある。

【０００８】ＬＴＯＢ法は、ガスバブリングによる取鍋
内溶鋼の循環流量が大きいため、ＲＨＯＢよりも送酸領
域への溶鋼中Ａｌの供給速度が大きい。このため、ＲＨ
ＯＢに比しＡｌ以外の有価金属の酸化ロスは許容できる
程度に小さいが、溶鋼の昇熱速度を上げるために送酸速
度を増加させると有価金属の酸化ロスは許容できないほ
ど大きくなる。その場合、ＲＨＯＢ法と同様に合金原単
位の上昇、溶鋼の清浄性悪化の問題が生じる。

【０００９】この発明は、前記した従来法の問題を解決
するため、浸漬管による真空排気方式により溶鋼の環流
または循環を高めて有価金属の酸化ロスおよび合金原単
位の低減をはかり、溶鋼の清浄性を確保し得る取鍋内溶
鋼の加熱方法を提案しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、取鍋内溶鋼
の循環流量を高める方法として、雰囲気圧力を減圧し、
攪拌用ガスの浮力を増大させることによって、取鍋内溶
鋼の循環流量を確保する方法であり、その要旨は、真空
排気槽の下部に取付けた１本の浸漬管を取鍋内溶鋼に浸
漬し、前記槽内を減圧排気して浸漬管内に溶鋼を吸い上
げ、取鍋内溶鋼の下部より攪拌用ガスを吹込みつつ、浸
漬管内溶鋼に酸素ガスを供給する方法を要旨とするもの
である。

【００１１】

【作用】この発明において、溶鋼循環流量を確保する手
段として、雰囲気圧力を減圧し、ガスの浮力を増大させ
る方法をこうじた理由を以下に説明する。

【００１２】取鍋内溶鋼を攪拌しながら酸素吹込みによ
り加熱する場合は、溶鋼の循環速度を高めることがＡｌ
以外の有価金属の酸化ロス低減に有効である。一方、ガ
スバブリング法での溶鋼循環速度は、ガス流量、ガス吹
込深さ、雰囲気圧力によって決まることが知られている
が、ガス流量を増大させると、スラグ、溶鋼が取鍋から
溢出する可能性がある他、ガス配管圧力が現状設備では
不十分である等の問題がある。また、ガス吹込深さも現
状の取鍋サイズにより制約を受ける。このため、雰囲気
圧力を減圧する方法をとったのである。

【００１３】上記雰囲気圧力を減圧する方法として、真
空排気槽の下部に取付けた１本の浸漬管を取鍋内溶鋼に
浸漬し、真空排気槽内を減圧排気する方法をとったのは
、以下に示す理由による。

【００１４】取鍋全体を真空チェンバー内に収納する方
法では、取鍋の出入れ、真空チェンバーの蓋の開閉のハ
ンドリングに多くの手間と時間がかかり、大量溶製プロ
セスに適さない。また、真空チェンバーの中で大量の攪
拌用ガスを吹込むと、大気圧下でのガス攪拌よりも大き
な溶鋼、スラグの揺動、溢出現象が生じる。溶鋼、スラ
グの揺動を抑制するためには、取鍋のフリーボードを大
きくしたり、取鍋蓋を設置する等の対策が必要となる。 取鍋のフリーボードを大きくするには、処理溶鋼量を減
らす必要があり、また取鍋蓋の設置はハンドリングの問
題や溶鋼付着の問題がある。このため、前記と同様大量
溶製プロセスには適用できない。

【００１５】また、浸漬管を１本に限定したのは、溶鋼
の循環流量を確保するには、浸漬管径を大きくすること
が有効であるが、浸漬管を複数本にすると浸漬管径に大
きな制約を受けるためである。例えば、２５０トン取鍋
でのＲＨ真空槽は内径約２ｍであり、この範囲に２本の
浸漬管をセットする場合、フランジ構造により交換可能
にするという条件下では浸漬管内径は７００ｍｍが限界
となる。しかし、浸漬管１本の場合は、２本の場合より
も大きな内径を有する浸漬管を使用できるため、浸漬管
は１本に限定したのである。

【００１６】

【実施例】図１〜図３はこの発明方法による取鍋内溶鋼
の加熱方法を例示したもので、酸素の供給方法として、
図１は上吹法を採用した溶鋼加熱方法、図２は斜め上吹
法を採用した溶鋼加熱方法、図３はインジェクション法
を採用した溶鋼加熱方法をそれぞれ示す。

【００１７】図１の方法は、真空排気槽（図面省略）の
下部に取付けた浸漬管１０を取鍋１内の溶鋼２中に浸漬
し、真空排気槽内を減圧排気して浸漬管１０内に溶鋼２
を吸い上げる。浸漬管１０内の所定レベルまで溶鋼２を
吸い上げると、ランス８より攪拌用ガスを吹込みつつ、
上吹ランス９より酸素ガスを浸漬管１０内の溶鋼に吹付
ける。ランス８より吹込まれる攪拌用ガスは、浸漬管１
０内が減圧されているので溶鋼２中での浮力が増大し、
取鍋内溶鋼中を高速で上昇する。したがって、取鍋内溶
鋼はこの高速で上昇する攪拌用ガスにより激しく攪拌さ
れ、循環流量が著しく増大する。

【００１８】図２の方法は、浸漬管１０内の所定レベル
まで吸い上げた溶鋼２に対する酸素ガスの吹込み方法と
して、該浸漬管に斜めに穿設したノズル１１より酸素ガ
スを吹込む方法を採用した取鍋内溶鋼の加熱方法である
。

【００１９】図３の方法は、浸漬管１０内の所定レベル
まで吸い上げた溶鋼２に対する酸素ガスの吹込み方法と
して、浸漬管１０内の溶鋼レベルより下方に設けたノズ
ル１２よりインジェクション法により酸素ガスを吹込む
方法を採用した取鍋内溶鋼の加熱方法である。

【００２０】

【実施例１】第１図に示す溶鋼加熱方法により溶鋼２８
０トンを取鍋内径３．８５ｍ、浸漬管内径１．８３ｍの
条件で処理した時の攪拌Ａｒ流量に対する溶鋼循環量を
求めた結果を、従来法と比較して図４に示す。本実施例
では、Ｃｕトレーサー　　１００Ｋｇを浸漬管内に投入
後、１５秒間隔でサンプリングし、Ｃｕ濃度が一定とな
る均一混合時間ｔから下記式により循環速度Ｗを求めた
。

【００２１】Ｗ＝３／ｔ

【００２２】ここで、均一混合時間ｔは次のように定義
した。すなわち、トレーサーを投入後、トレーサー濃度
は順次増加し、やがて最終的な一定値に近づきその近傍
にて振動する。この場合、投入後最終値から±５％以内
の濃度に到達するまでの所要時間を均一混合時間とした
。

【００２３】図４より明らかなごとく、同一Ａｒ流量に
おいて、本発明法は従来のＬＴ法の２倍、ＲＨ法の５倍
の循環速度が得られた。

【００２４】次に、図１、図２、図３に示す酸素吹込み
方法を採用した場合の、溶鋼昇熱時の全送酸量のうちＡ
ｌとの酸化燃焼に使用された割合を、従来法と比較して
図５に示す。

【００２５】図５より、本発明法は従来法と比べてＡｌ
燃焼割合が大きく、有価金属の酸化ロスが小さいことが
わかる。

【００２６】また、送酸速度が増加すると、酸素吹込点
へのＡｌ供給速度すなわち（バルク浴のアルミ濃度）×
（溶鋼の循環速度）よりも酸素の供給速度が大きく、そ
の結果酸素吹込み近傍でＡｌ濃度が著しく低下する。そ
のため、供給された酸素はＡｌと反応してもなお過剰に
存在し、Ａｌよりも酸素供給力の弱いＳｉ、Ｍｎ等と反
応する。したがって、送酸速度が増加すると、Ａｌ反応
割合が低下する。

【００２７】また、酸素吹込方法の違いによる効果の差
異は小さく、設備、操業条件に応じて選択すればよいこ
とも判明した。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したごとく、この発明方法によ
れば、溶鋼攪拌用不活性ガスの流量を増加させることな
く取鍋内溶鋼循環流量を増大することができるので、有
価金属の酸化ロスおよび溶鋼清浄度の悪化を抑制しなが
ら高速溶鋼加熱が可能となり、清浄度の高い溶鋼を安価
に溶製できるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の、上吹法を採用した溶鋼加熱方法の
一例を示す概略図である。

【図２】この発明の、斜め上吹法を採用した溶鋼加熱方
法の一例を示す概略図である。

【図３】この発明の、インジェクション法を採用した溶
鋼加熱方法の一例を示す概略図である。

【図４】この発明の実施例における溶鋼循環量を示す図
である。

【図５】この発明の実施例におけるＡｌ燃焼割合を示す
図である。

【図６】従来のＬＦ加熱法を示す概略図である。

【図７】従来のＲＨＯＢ加熱法を示す概略図である。

【図８】従来のＬＴＯＢ加熱法を示す概略図である。

【符号の説明】 １　　　　取鍋 ２　　　　溶鋼 ８　　　　ランス ９　　　　上吹ランス １０　　浸漬管 １１　　酸素吹込ノズル １２　　酸素吹込ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　真空排気槽の下部に取付けた１本の浸
   漬管を取鍋内溶鋼に浸漬し、前記槽内を減圧排気して浸
   漬管内に溶鋼を吸い上げ、取鍋内溶鋼の下部より攪拌用
   ガスを吹込みつつ、浸漬管内溶鋼に酸素ガスを供給する
   ことを特徴とする取鍋内溶鋼の加熱方法。