JPH05239529A - 極低炭素鋼の溶製方法 - Google Patents
極低炭素鋼の溶製方法Info
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- JPH05239529A JPH05239529A JP4407392A JP4407392A JPH05239529A JP H05239529 A JPH05239529 A JP H05239529A JP 4407392 A JP4407392 A JP 4407392A JP 4407392 A JP4407392 A JP 4407392A JP H05239529 A JPH05239529 A JP H05239529A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、真空脱ガス処理により、極低炭素
鋼を効率的かつ経済的に溶製する方法を提供する。 【構成】 〔Ｃ〕濃度が０．０２ｍａｓｓ％以下の領域
において、炭素源を含まない固体水素化物を溶鋼に添加
し、発生するガスにより気・液反応界面積を増大させ、
脱炭反応を促進する。
鋼を効率的かつ経済的に溶製する方法を提供する。 【構成】 〔Ｃ〕濃度が０．０２ｍａｓｓ％以下の領域
において、炭素源を含まない固体水素化物を溶鋼に添加
し、発生するガスにより気・液反応界面積を増大させ、
脱炭反応を促進する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼の真空脱ガス装置
において、溶鋼中の炭素（以下、〔Ｃ〕と記す）の含有
量を極微量、例えば０．００１ｍａｓｓ％以下まで除去
し、極低炭素鋼を溶製するための効率的かつ経済的な方
法に関するものである。
において、溶鋼中の炭素（以下、〔Ｃ〕と記す）の含有
量を極微量、例えば０．００１ｍａｓｓ％以下まで除去
し、極低炭素鋼を溶製するための効率的かつ経済的な方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、製鉄業においては、溶鋼の脱炭
処理を、例えば第３版鉄鋼便覧II製銑・製鋼６７１〜６
８５ページに示されているような減圧脱炭装置を用いて
実施している。しかし、〔Ｃ〕濃度が０．００５ｍａｓ
ｓ％以下になると脱炭速度が急激に低下し、〔Ｃ〕含有
量を極微量まで迅速に低減することは容易でない。これ
は、溶鋼内部からのＣＯ気泡の発生を伴う脱炭反応が少
なくなり、溶鋼自由表面、あるいは吹込まれたＡｒ気泡
と溶鋼との界面における脱炭反応主体となるためである
と言われている。したがって、〔Ｃ〕濃度が０．００５
ｍａｓｓ％以下の領域において、気・液反応界面積を増
大させて脱炭反応を促進させる方策がとられる。
処理を、例えば第３版鉄鋼便覧II製銑・製鋼６７１〜６
８５ページに示されているような減圧脱炭装置を用いて
実施している。しかし、〔Ｃ〕濃度が０．００５ｍａｓ
ｓ％以下になると脱炭速度が急激に低下し、〔Ｃ〕含有
量を極微量まで迅速に低減することは容易でない。これ
は、溶鋼内部からのＣＯ気泡の発生を伴う脱炭反応が少
なくなり、溶鋼自由表面、あるいは吹込まれたＡｒ気泡
と溶鋼との界面における脱炭反応主体となるためである
と言われている。したがって、〔Ｃ〕濃度が０．００５
ｍａｓｓ％以下の領域において、気・液反応界面積を増
大させて脱炭反応を促進させる方策がとられる。
【０００３】例えば、ＲＨ真空脱ガス装置において、
〔Ｃ〕濃度が０．０１ｍａｓｓ％以下の領域で気・液反
応界面積の増大と溶鋼強攪拌を狙ってＨ2 ガス、Ｈ2 ＋
Ａｒガス、アンモニアガスなどの水素含有物質を溶鋼中
に吹込み、水素ガスボイリングを行わせることにより脱
炭反応を促進する方法が特公昭６０−２１２０７号公報
に開示されている。
〔Ｃ〕濃度が０．０１ｍａｓｓ％以下の領域で気・液反
応界面積の増大と溶鋼強攪拌を狙ってＨ2 ガス、Ｈ2 ＋
Ａｒガス、アンモニアガスなどの水素含有物質を溶鋼中
に吹込み、水素ガスボイリングを行わせることにより脱
炭反応を促進する方法が特公昭６０−２１２０７号公報
に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この方法の場合、水素
含有ガスを溶鋼中に吹込む際、ガスを吹込むためのポー
ラスレンガや浸漬ランスの異常溶損のため安定して溶鋼
にガスを吹込むことは困難である。さらに、水素を一旦
溶鋼中に溶解させるため、脱炭処理の後に水素を除去す
る工程が必要である。このことは、処理時間の延長をも
たらし、経済的には不利である。
含有ガスを溶鋼中に吹込む際、ガスを吹込むためのポー
ラスレンガや浸漬ランスの異常溶損のため安定して溶鋼
にガスを吹込むことは困難である。さらに、水素を一旦
溶鋼中に溶解させるため、脱炭処理の後に水素を除去す
る工程が必要である。このことは、処理時間の延長をも
たらし、経済的には不利である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、減圧下において、溶鋼の脱炭処理を実施するにあ
たり、溶鋼中の炭素濃度が０．０２０ｍａｓｓ％以下の
領域で、真空槽内の溶鋼に、固体水素化物を添加するこ
とを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法にある。
ろは、減圧下において、溶鋼の脱炭処理を実施するにあ
たり、溶鋼中の炭素濃度が０．０２０ｍａｓｓ％以下の
領域で、真空槽内の溶鋼に、固体水素化物を添加するこ
とを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法にある。
【０００６】
【作用】以下、本発明について詳細に述べる。本発明の
本質は、ガス成分含有物質を溶鋼に添加したときに瞬間
的に分解して発生するガスによって、気・液反応界面積
を増大させることにある。一般に、減圧下での溶鋼の脱
炭反応は、大きく次の３種類に分類される。 （１）溶鋼内部、耐火物表面での〔Ｃ〕と〔Ｏ〕との反
応。この場合はＣＯ気泡の発生を伴う。 （２）減圧雰囲気に曝されている溶鋼自由表面での
〔Ｃ〕と〔Ｏ〕との反応。 （３）溶鋼中に吹込まれたアルゴン気泡と溶鋼との界面
で起こる〔Ｃ〕と〔Ｏ〕との反応。
本質は、ガス成分含有物質を溶鋼に添加したときに瞬間
的に分解して発生するガスによって、気・液反応界面積
を増大させることにある。一般に、減圧下での溶鋼の脱
炭反応は、大きく次の３種類に分類される。 （１）溶鋼内部、耐火物表面での〔Ｃ〕と〔Ｏ〕との反
応。この場合はＣＯ気泡の発生を伴う。 （２）減圧雰囲気に曝されている溶鋼自由表面での
〔Ｃ〕と〔Ｏ〕との反応。 （３）溶鋼中に吹込まれたアルゴン気泡と溶鋼との界面
で起こる〔Ｃ〕と〔Ｏ〕との反応。
【０００７】これらの反応の内、〔Ｃ〕濃度が０．０２
０ｍａｓｓ％超の領域では（１）の反応が主体であるこ
とが明らかにされている。この領域では、溶鋼内部から
ＣＯ気泡発生が活発に起こっており、ガス成分含有物質
を溶鋼に添加して、気・液反応界面積を拡大しても脱炭
反応の促進には効果が小さい。〔Ｃ〕濃度が０．０２０
ｍａｓｓ％以下、０．００５ｍａｓｓ％超の領域では、
（１）の反応の割合が〔Ｃ〕濃度の低下とともに小さく
なるので、気・液反応界面積を増大させ脱炭反応を促進
させるため、ガス発生物質を添加することは重要である
が、ガス発生物質添加による脱炭反応促進効果は不十分
である。
０ｍａｓｓ％超の領域では（１）の反応が主体であるこ
とが明らかにされている。この領域では、溶鋼内部から
ＣＯ気泡発生が活発に起こっており、ガス成分含有物質
を溶鋼に添加して、気・液反応界面積を拡大しても脱炭
反応の促進には効果が小さい。〔Ｃ〕濃度が０．０２０
ｍａｓｓ％以下、０．００５ｍａｓｓ％超の領域では、
（１）の反応の割合が〔Ｃ〕濃度の低下とともに小さく
なるので、気・液反応界面積を増大させ脱炭反応を促進
させるため、ガス発生物質を添加することは重要である
が、ガス発生物質添加による脱炭反応促進効果は不十分
である。
【０００８】一方、〔Ｃ〕濃度が０．００５ｍａｓｓ％
以下の領域では、脱炭反応は、（２）の溶鋼自由表面お
よび（３）のアルゴン気泡と溶鋼との界面での反応が主
体となる。この領域では、気・液反応界面積を大きくす
ることが脱炭反応の促進には特に重要である。脱炭促進
のために溶鋼に添加すべきガス成分含有物質は、溶鋼に
接触したときすぐに分解し、ガスを発生させ、かつ炭素
源を含有しないものが望ましい。したがって、ガス成分
を含有する物質として、ＴｉＨ2 、ＭｇＨ2 、ＶＨ2 、
ＺｒＨ 2 、ＴｉＦｅＨ2 を用いることとする。さらに、
これらの物質を単独で添加しても、２種以上を混合して
添加してもよく、脱炭促進効果は同等である。
以下の領域では、脱炭反応は、（２）の溶鋼自由表面お
よび（３）のアルゴン気泡と溶鋼との界面での反応が主
体となる。この領域では、気・液反応界面積を大きくす
ることが脱炭反応の促進には特に重要である。脱炭促進
のために溶鋼に添加すべきガス成分含有物質は、溶鋼に
接触したときすぐに分解し、ガスを発生させ、かつ炭素
源を含有しないものが望ましい。したがって、ガス成分
を含有する物質として、ＴｉＨ2 、ＭｇＨ2 、ＶＨ2 、
ＺｒＨ 2 、ＴｉＦｅＨ2 を用いることとする。さらに、
これらの物質を単独で添加しても、２種以上を混合して
添加してもよく、脱炭促進効果は同等である。
【０００９】ＴｉＨ2 あるいはＭｇＨ2 を溶鋼に添加し
たときには次の反応により、気泡が発生する。 ＴｉＨ2 →〔Ｔｉ〕＋Ｈ2 ＭｇＨ2 →〔Ｍｇ〕＋Ｈ2 固形ガス成分含有物質として、水素化物の他に、水酸化
物（Ｃａ（ＯＨ）2 、Ｍｇ（ＯＨ）2 など）があるが、
水酸化物の場合には、溶鋼に添加したとき、水酸基が分
解して酸素が発生し、溶鋼中の酸素濃度が増加する。こ
のために、後工程の脱酸工程で用いるアルミニウムの原
単位が増加し、経済的に不利になるとともに、アルミナ
系介在物の生成量は多くなり、品質的にも不利である。
それに対して、固体水素化物を用いる場合には、溶鋼中
の酸素濃度を増加させないので、脱酸工程で用いるアル
ミニウムの原単位を増加させることなく脱炭反応を促進
できる。
たときには次の反応により、気泡が発生する。 ＴｉＨ2 →〔Ｔｉ〕＋Ｈ2 ＭｇＨ2 →〔Ｍｇ〕＋Ｈ2 固形ガス成分含有物質として、水素化物の他に、水酸化
物（Ｃａ（ＯＨ）2 、Ｍｇ（ＯＨ）2 など）があるが、
水酸化物の場合には、溶鋼に添加したとき、水酸基が分
解して酸素が発生し、溶鋼中の酸素濃度が増加する。こ
のために、後工程の脱酸工程で用いるアルミニウムの原
単位が増加し、経済的に不利になるとともに、アルミナ
系介在物の生成量は多くなり、品質的にも不利である。
それに対して、固体水素化物を用いる場合には、溶鋼中
の酸素濃度を増加させないので、脱酸工程で用いるアル
ミニウムの原単位を増加させることなく脱炭反応を促進
できる。
【００１０】水素含有ガスを溶鋼中に吹込む場合は、ガ
スを吹込むためのポーラスレンガや浸漬ランスの異常溶
損のため安定して溶鋼にガスを吹込むことは困難であ
る。さらに、水素を一旦溶鋼中に溶解させるため、脱炭
処理の後に水素を除去する工程が必要である。このこと
は、処理時間の延長をもたらし、経済的には不利であ
る。
スを吹込むためのポーラスレンガや浸漬ランスの異常溶
損のため安定して溶鋼にガスを吹込むことは困難であ
る。さらに、水素を一旦溶鋼中に溶解させるため、脱炭
処理の後に水素を除去する工程が必要である。このこと
は、処理時間の延長をもたらし、経済的には不利であ
る。
【００１１】本発明のように固形物質を溶鋼に添加する
場合には、ポーラスレンガやランスの異常溶損はなく、
溶鋼中に溶解する水素の量も少ないため、脱水素工程も
不要である。ガス成分含有物質の添加方法は、溶鋼の上
方から添加する方法、溶鋼中にランスを浸漬させて、不
活性ガスを搬送ガスとして溶鋼中に吹込む方法のいずれ
でもよい。
場合には、ポーラスレンガやランスの異常溶損はなく、
溶鋼中に溶解する水素の量も少ないため、脱水素工程も
不要である。ガス成分含有物質の添加方法は、溶鋼の上
方から添加する方法、溶鋼中にランスを浸漬させて、不
活性ガスを搬送ガスとして溶鋼中に吹込む方法のいずれ
でもよい。
【００１２】本発明は、種々の真空脱ガス装置、例えば
ＲＨ、ＤＨ、ＶＯＤに適用することができる。さらに、
本発明は、脱炭反応と同様に気・液界面で起こる脱窒反
応の促進にも有効である。
ＲＨ、ＤＨ、ＶＯＤに適用することができる。さらに、
本発明は、脱炭反応と同様に気・液界面で起こる脱窒反
応の促進にも有効である。
【００１３】
実施例１ 初期成分が〔Ｃ〕；０．０２ｍａｓｓ％、〔Ｓｉ〕；
０．１ｍａｓｓ％以下、〔Ｍｎ〕；０．０１〜０．５ｍ
ａｓｓ％、〔Ｐ〕；０．００５〜０．０２ｍａｓｓ％、
〔Ｓ〕；０．００３〜０．０１５ｍａｓｓ％、〔Ａ
ｌ〕；０．００２ｍａｓｓ％以下で重量が３００トンの
溶鋼をＲＨ真空脱ガス装置を用いて脱炭処理を実施し
た。真空槽内の溶鋼に上方から粒径１〜２ｍｍのＴｉＨ
2 ３００ｋｇを連続的に添加した。このときの〔Ｃ〕濃
度の経時変化を図１に示す。比較例１は、真空槽内の溶
鋼に上方から粒径１〜２ｍｍのＣａ（ＯＨ）2 ３００ｋ
ｇを連続的に添加した場合の〔Ｃ〕濃度の経時変化であ
る。ＴｉＨ2 を添加した場合には、Ｃａ（ＯＨ）2 を添
加した場合よりも脱炭促進効果が大きい。
０．１ｍａｓｓ％以下、〔Ｍｎ〕；０．０１〜０．５ｍ
ａｓｓ％、〔Ｐ〕；０．００５〜０．０２ｍａｓｓ％、
〔Ｓ〕；０．００３〜０．０１５ｍａｓｓ％、〔Ａ
ｌ〕；０．００２ｍａｓｓ％以下で重量が３００トンの
溶鋼をＲＨ真空脱ガス装置を用いて脱炭処理を実施し
た。真空槽内の溶鋼に上方から粒径１〜２ｍｍのＴｉＨ
2 ３００ｋｇを連続的に添加した。このときの〔Ｃ〕濃
度の経時変化を図１に示す。比較例１は、真空槽内の溶
鋼に上方から粒径１〜２ｍｍのＣａ（ＯＨ）2 ３００ｋ
ｇを連続的に添加した場合の〔Ｃ〕濃度の経時変化であ
る。ＴｉＨ2 を添加した場合には、Ｃａ（ＯＨ）2 を添
加した場合よりも脱炭促進効果が大きい。
【００１４】実施例２ 初期成分が〔Ｃ〕；０．０２ｍａｓｓ％、〔Ｓｉ〕；
０．１ｍａｓｓ％以下、〔Ｍｎ〕；０．０１〜０．５ｍ
ａｓｓ％、〔Ｐ〕；０．００５〜０．０２ｍａｓｓ％、
〔Ｓ〕；０．００３〜０．０１５ｍａｓｓ％、〔Ａ
ｌ〕；０．００２ｍａｓｓ％以下で重量が３００トンの
溶鋼をＲＨ真空脱ガス装置を用いて脱炭処理を実施し
た。真空槽内の溶鋼に上方から粒径１〜２ｍｍの表１に
示す固体水素化物３００ｋｇを連続的に添加した。この
ときの脱炭処理開始から２０分後の〔Ｃ〕濃度を表１に
併示した。比較例２は、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 を
添加した場合である。比較例２の物質を溶鋼に添加した
場合は、脱炭促進効果は本発明で用いるガス成分含有物
質に比べて小さく、２０分の脱炭処理後の〔Ｃ〕濃度は
０．００１０ｍａｓｓ％程度である。これに対して、本
発明で用いるガス成分含有物質を添加した場合には、２
０分の脱炭処理後、いずれも〔Ｃ〕濃度を０．０００７
ｍａｓｓ％以下に下げることができる。
０．１ｍａｓｓ％以下、〔Ｍｎ〕；０．０１〜０．５ｍ
ａｓｓ％、〔Ｐ〕；０．００５〜０．０２ｍａｓｓ％、
〔Ｓ〕；０．００３〜０．０１５ｍａｓｓ％、〔Ａ
ｌ〕；０．００２ｍａｓｓ％以下で重量が３００トンの
溶鋼をＲＨ真空脱ガス装置を用いて脱炭処理を実施し
た。真空槽内の溶鋼に上方から粒径１〜２ｍｍの表１に
示す固体水素化物３００ｋｇを連続的に添加した。この
ときの脱炭処理開始から２０分後の〔Ｃ〕濃度を表１に
併示した。比較例２は、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 を
添加した場合である。比較例２の物質を溶鋼に添加した
場合は、脱炭促進効果は本発明で用いるガス成分含有物
質に比べて小さく、２０分の脱炭処理後の〔Ｃ〕濃度は
０．００１０ｍａｓｓ％程度である。これに対して、本
発明で用いるガス成分含有物質を添加した場合には、２
０分の脱炭処理後、いずれも〔Ｃ〕濃度を０．０００７
ｍａｓｓ％以下に下げることができる。
【００１５】さらに、脱炭処理後の脱酸工程におけるア
ルミニウムの添加量は、表２に示すように、本発明によ
り５０ｋｇ／ｃｈ削減できる。
ルミニウムの添加量は、表２に示すように、本発明によ
り５０ｋｇ／ｃｈ削減できる。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【発明の効果】本発明により、〔Ｃ〕濃度が０．００１
ｍａｓｓ％以下の極低炭素鋼を容易に溶製できるように
なった。
ｍａｓｓ％以下の極低炭素鋼を容易に溶製できるように
なった。
【図１】〔Ｃ〕濃度の経時変化を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 減圧下において、溶鋼の脱炭処理を実施
するにあたり、溶鋼中の炭素濃度が０．０２０ｍａｓｓ
％以下の領域で、真空槽内の溶鋼に、固体水素化物を添
加することを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4407392A JPH05239529A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4407392A JPH05239529A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05239529A true JPH05239529A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=12681456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4407392A Withdrawn JPH05239529A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05239529A (ja) |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4407392A patent/JPH05239529A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |