JPH05239530A - 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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- JPH05239530A JPH05239530A JP4407492A JP4407492A JPH05239530A JP H05239530 A JPH05239530 A JP H05239530A JP 4407492 A JP4407492 A JP 4407492A JP 4407492 A JP4407492 A JP 4407492A JP H05239530 A JPH05239530 A JP H05239530A
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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Ｍｇ（ＯＨ）2 、Ｆｅ
（ＯＨ）2 の１種もしくは２種を溶鋼に添加し、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Ｍｇ（ＯＨ）2 、Ｆｅ
（ＯＨ）2 の１種もしくは２種を溶鋼に添加し、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製鉄・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製鉄・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、Ｍｇ（ＯＨ）2 、Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）2 の１種もしくは２種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、Ｍｇ（ＯＨ）2 、Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）2 の１種もしくは２種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、Ｍｇ（ＯＨ）2 、Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）2 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、Ｍｇ（ＯＨ）2 、Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）2 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】Ｍｇ（ＯＨ）2 あるいはＦｅ（ＯＨ）2 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。 Ｍｇ（ＯＨ）2 →ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＭｇＯ＋［Ｏ］＋Ｈ
2 Ｆｅ（ＯＨ）2 →ＦｅＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＦｅＯ＋［Ｏ］＋Ｈ
2 １モルのＭｇ（ＯＨ）2 、Ｆｅ（ＯＨ）2 、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）2 より１モルのＨ2Ｏ、Ｈ2 が発生する。したがっ
て、分子量の小さいＭｇ（ＯＨ）2 の方がＣａ（ＯＨ）
2 よりも単位添加重量当たりのガス発生量が多い。その
ために、Ｃａ（ＯＨ）2 よりもＭｇ（ＯＨ）2 を用いた
方が脱炭促進効果は大きい。
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。 Ｍｇ（ＯＨ）2 →ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＭｇＯ＋［Ｏ］＋Ｈ
2 Ｆｅ（ＯＨ）2 →ＦｅＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＦｅＯ＋［Ｏ］＋Ｈ
2 １モルのＭｇ（ＯＨ）2 、Ｆｅ（ＯＨ）2 、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）2 より１モルのＨ2Ｏ、Ｈ2 が発生する。したがっ
て、分子量の小さいＭｇ（ＯＨ）2 の方がＣａ（ＯＨ）
2 よりも単位添加重量当たりのガス発生量が多い。その
ために、Ｃａ（ＯＨ）2 よりもＭｇ（ＯＨ）2 を用いた
方が脱炭促進効果は大きい。
【００１０】また、Ｆｅ（ＯＨ）2 は分子量がＣａ（Ｏ
Ｈ）2 よりも大きいため単位添加量当たりのガス発生量
は少ないが、比重が大きいため溶鋼に添加したときに溶
鋼内部まで侵入するので、発生する気泡の滞留時間が長
くなり、脱炭促進効果が大きくなる。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。
Ｈ）2 よりも大きいため単位添加量当たりのガス発生量
は少ないが、比重が大きいため溶鋼に添加したときに溶
鋼内部まで侵入するので、発生する気泡の滞留時間が長
くなり、脱炭促進効果が大きくなる。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。
【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。さらに、溶鋼に添加するガス成分含有物質
の粒径も重要である。すなわち、粒径が小さすぎると、
真空排気のためのガスの流れにより系外に運ばれてしま
うので、溶鋼への添加歩留りが小さくなるため不利であ
る。また、粒径が大きすぎると、溶鋼に添加したときに
発生する気泡が大きくなり、単位添加量当りの気・液反
応界面積増大効果が小さい。粒径について、詳細に調査
した結果、０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であれば、添加
歩留りが大きく、気・液反応界面積増大効果も大きく、
脱炭促進には効果的であることが明らかとなった。した
がって、ガス成分含有物質の粒径は０．２ｍｍ以上１０
ｍｍ以下が望ましい。
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。さらに、溶鋼に添加するガス成分含有物質
の粒径も重要である。すなわち、粒径が小さすぎると、
真空排気のためのガスの流れにより系外に運ばれてしま
うので、溶鋼への添加歩留りが小さくなるため不利であ
る。また、粒径が大きすぎると、溶鋼に添加したときに
発生する気泡が大きくなり、単位添加量当りの気・液反
応界面積増大効果が小さい。粒径について、詳細に調査
した結果、０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であれば、添加
歩留りが大きく、気・液反応界面積増大効果も大きく、
脱炭促進には効果的であることが明らかとなった。した
がって、ガス成分含有物質の粒径は０．２ｍｍ以上１０
ｍｍ以下が望ましい。
【００１２】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。本発明は、種々の真空脱ガス装置、例えばＲ
Ｈ、ＤＨ、ＶＯＤに適用することができる。
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。本発明は、種々の真空脱ガス装置、例えばＲ
Ｈ、ＤＨ、ＶＯＤに適用することができる。
【００１３】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。
液界面で起こる脱窒反応の促進にも有効である。
【００１４】
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Ｍｇ
（ＯＨ）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
３００ｋｇを連続的に添加した場合の［Ｃ］濃度の経時
変化である。Ｍｇ（ＯＨ）2 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Ｍｇ
（ＯＨ）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
３００ｋｇを連続的に添加した場合の［Ｃ］濃度の経時
変化である。Ｍｇ（ＯＨ）2 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。
【００１５】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
示すガス成分含有物質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 を添加した
場合である。Ｃａ（ＯＨ）2 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０．００
１０ｍａｓｓ％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、２０分の脱
炭処理後、いずれも［Ｃ］濃度を０．０００７ｍａｓｓ
％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
示すガス成分含有物質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 を添加した
場合である。Ｃａ（ＯＨ）2 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０．００
１０ｍａｓｓ％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、２０分の脱
炭処理後、いずれも［Ｃ］濃度を０．０００７ｍａｓｓ
％以下に下げることができる。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【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、Ｍｇ（ＯＨ）2 、
Ｆｅ（ＯＨ）2 の１種もしくは２種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 |
|---|---|---|---|
| JP4407492A JPH05239530A (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 |
|---|---|---|---|
| JP4407492A JPH05239530A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05239530A true JPH05239530A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=12681481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4407492A Withdrawn JPH05239530A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05239530A (ja) |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4407492A patent/JPH05239530A/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 |