JPH06145770A - 極低炭素鋼の溶製方法 - Google Patents

極低炭素鋼の溶製方法

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JPH06145770A
JPH06145770A JP29747092A JP29747092A JPH06145770A JP H06145770 A JPH06145770 A JP H06145770A JP 29747092 A JP29747092 A JP 29747092A JP 29747092 A JP29747092 A JP 29747092A JP H06145770 A JPH06145770 A JP H06145770A
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JP
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molten steel
ladle
low carbon
steel
concentration
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JP29747092A
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Akito Kiyose
明人 清瀬
Muneyasu Nasu
宗泰 那須
Hironori Goto
裕規 後藤
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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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もので
ある。 【構成】 溶鋼を装入した取鍋を真空槽内に入れ、減圧
下で溶鋼の脱炭処理を実施するにあたり、溶鋼内部から
のCO気泡発生による脱炭を促進するため、浴表面近傍
での溶鋼の流れが取鍋中心軸の周りに旋回するように溶
鋼流を形成することを特徴とする極低炭素鋼の溶製方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼を装入した取鍋全
体を真空槽内に装入し、減圧下において溶鋼の脱ガス処
理を実施する装置(以下、取鍋型脱ガス装置と記す)を
用いて、溶鋼の脱炭処理を実施するにあたり、溶鋼中の
炭素(以下、[C]と記す)の含有量を極微量、例えば
0.0015mass%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】取鍋型脱ガス炉は、例えばR.J.Fr
uehan編“VACUUM DEGASSING O
F STEEL”(AIME,1990)、p.23〜
p.27に示されているように、溶鋼を装入した取鍋全
体を真空槽内に装入し、減圧下で、取鍋底部に設置した
ポーラスプラグより不活性ガスを溶鋼中に吹込み、溶鋼
の脱炭、脱水素、脱窒などの脱ガス処理を行う装置であ
る。この装置による脱炭処理中の溶鋼流れの特徴は、図
4(a)に示すように取鍋側壁近傍では下向きになって
いる点である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】後述するように、減圧
下における溶鋼の脱炭は、脱炭処理開始から[C]濃度
が0.003mass%以上の[C]濃度範囲では、溶
鋼内部からのCO気泡発生を伴う脱炭が主体となってい
ることが知られている。このCO気泡は主として溶鋼
と、溶鋼との濡れ性が悪い物質、例えば取鍋耐火物との
界面において発生する。取鍋型脱ガス炉では、そのよう
なCO気泡発生場所は、溶鋼と取鍋耐火物との界面に限
られる。
【0004】取鍋型脱ガス炉では、鍋底に設置したポー
ラスプラグよりガスを吹込むことが一般に行われている
が、その場合の溶鋼のマクロな流れは、図3(a)に示
すごとく、取鍋内溶鋼表面付近の取鍋耐火物/溶鋼界面
において下向きになっており、図4(a)に示すよう
に、耐火物表面で発生したCO気泡の耐火物表面からの
離脱、浮上を妨げるためCO気泡発生による脱炭を阻害
している。そのため、[C]濃度が0.003mass
%以上の[C]濃度領域では脱炭速度が小さく、到達
[C]濃度が高い。[C]を極低炭素濃度まで低減する
ためには、処理時間を延長しなければならず、脱炭処理
中の温度降下が大きい。したがって、前工程において溶
鋼温度を高めにしておくか、脱炭処理後に溶鋼の加熱工
程が必要であり、不経済である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、上記の
課題を有利に解決するためになされたものであり、図1
および図2に基づいて説明すると、下記のとおりであ
る。 (イ) 真空槽(1)内に溶鋼(2)を装入した取鍋
(3)を入れ、減圧下において、溶鋼(2)の脱ガス処
理を実施するにあたり、取鍋(3)の中心軸の周りに旋
回するような溶鋼流を与えることを特徴とする極低炭素
鋼の溶製方法。
【0006】(ロ) 上記(イ)において、取鍋(3)
の側壁に設置したガス噴出口からの不活性ガス吹込み、
あるいは取鍋(3)の周囲に設置された電磁攪拌装置の
いずれか一方または両方により溶鋼(2)に旋回流を与
えることを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法。
【0007】
【作用】以下、本発明について詳細に述べる。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。 (A)耐火物/溶鋼界面における[C]と溶鋼中の酸素
(以下、[O]と記す)との反応。この場合はCO気泡
の発生を伴う。
【0008】(B)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。 (C)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。 これらの反応の内、[C]濃度が0.003mass%
以上の領域では(A)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
生が起こり得る深さHの範囲は(1)式で表わされる。
【0009】
【数1】 ここで、Kは反応[C]+[O]=CO(g)の平衡定
数、P0 は真空槽内圧力、ρは溶鋼密度、gは重力加速
度である。[C]濃度が0.005mass%未満の
[C]濃度領域では、(A)の反応の割合が[C]濃度
の低下とともに小さくなり、[C]濃度が0.003m
ass%未満の[C]濃度領域では、(B)あるいは
(C)の反応が主体となって脱炭反応が起こる。
【0010】本発明は、(A)の反応による脱炭を促進
し、脱炭処理時間の短縮と到達[C]濃度の低減を図る
ものである。(A)の反応において重要なことはCO気
泡が取鍋耐火物/溶鍋界面で発生していることである。
耐火物/溶鋼界面でのCO気泡発生をより詳細に検討し
た結果、耐火物表面での微小な空孔においてCO気泡が
成長し、CO気泡の浮力が、溶鋼/耐火物間の界面張力
に基づく力より大きくなったときにCO気泡は耐火物表
面から離脱し、溶鋼中を浮上することを解明した。した
がって、図4(b)に示すように、CO気泡の浮上方向
に溶鋼を流すことにより、CO気泡の耐火物表面からの
離脱を促進することができ、脱炭速度を大きくすること
ができる。また、気泡の浮上方向に溶鋼を流す場合に比
べると若干劣るが、取鍋側壁に平行で水平方向に溶鋼を
流すことも耐火物表面でのCO気泡離脱促進には有効で
ある。取鍋耐火物/溶鋼界面付近において、取鍋側壁に
平行で水平方向向きの溶鋼流を形成するためには、図3
(b)に示すように、取鍋側壁に設置したガス噴出口よ
り不活性ガスを吹込む方法、あるいは図3(c)に示す
ように、電磁誘導攪拌装置を用いる方法があり、いずれ
か一方または両方の方法を用いることができる。なお、
図3(b)および(c)では、上方から見て反時計回り
の旋回流を記したが、上方から見て時計回りの旋回流を
形成させても脱炭促進効果は同等である。
【0011】次に、取鍋中心軸周りに旋回流を形成すべ
き領域の溶鋼表面からの距離(深さ)について述べる。
(1)式で示されるCO発生が可能な浴深は、通常の溶
鋼の脱ガス処理においては高々500mm程度である。
脱炭促進のためにはこの領域でのCO気泡の耐火物表面
からの離脱を促進すればよい。したがって、浴表面から
の距離が少なくとも500mm以下の範囲において旋回
流を形成すればよい。
【0012】[C]濃度が0.003mass%以上の
[C]濃度領域において脱炭反応を促進するためには、
(1)式のCO気泡発生深さを深くすることが有効であ
る。CO気泡発生深さを深くするためには、(1)式よ
り、[O]濃度を高くするか、あるいは真空槽内の圧力
を下げることが有効である。したがって、本発明に従い
脱炭処理を実施する際は、[O]濃度を高めにし、槽内
圧力を低減することが望ましい。
【0013】
【実施例】
(実施例1)初期成分が[C];0.03mass%、
[Si];0.1mass%以下、[Mn];0.01
〜0.5mass%、[P];0.005〜0.02m
ass%、[S];0.003〜0.02mass%、
[Al];0.002mass%以下で重量が300ト
ンの溶鋼を取鍋型脱ガス装置を用いて脱炭処理を実施し
た。その際、図3(b)に示すように、取鍋側壁に設置
した4個のガス噴出口よりそれぞれ毎分250NlのA
rガスを溶鋼中に吹込み、取鍋内溶鋼の表面から少なく
とも500mm以下の範囲において取鍋中心軸の周りに
旋回流を形成させた。
【0014】比較例1は、取鍋底部に設置したポーラス
プラグより、毎分1000NlのArガスを溶鋼中に吹
込んだ場合である。このとき、取鍋内の溶鋼流は取鍋側
壁の溶鋼表面から少なくとも500mm以下の範囲では
図3(a)に示すように下向きになっていた。図5に本
発明による脱炭処理時の[C]濃度の経時変化を比較例
1の場合と比較して示す。比較例1の方法では20分の
脱炭処理での到達[C]濃度は0.0017mass%
であるのに対して、本発明によると0.0012mas
s%まで[C]濃度を低減することができる。
【0015】(実施例2)初期成分が[C];0.03
mass%、[Si];0.1mass%以下、[M
n];0.01〜0.5mass%、[P];0.00
5〜0.02mass%、[S];0.003〜0.0
2mass%、[Al];0.002mass%以下で
重量が300トンの溶鋼を取鍋型脱ガス装置を用いて脱
炭処理を実施した。その際、電磁誘導攪拌装置を用い
て、図3(c)に示すような取鍋側壁の溶鋼表面から少
なくとも500mm以下の範囲で取鍋中心軸の周りに旋
回流を形成させた。
【0016】図6に本発明による脱炭処理時の[C]濃
度の経時変化を比較例1の場合と比較して示す。比較例
1の方法では20分の脱炭処理での到達[C]濃度は
0.0017mass%であるのに対して、本発明によ
ると0.0012mass%まで[C]濃度を低減する
ことができる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、取鍋型脱ガス装置にお
いて、脱炭時間を延長することなく、[C]濃度が0.
0015mass%以下の極低炭素鋼を容易に溶製でき
るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施装置の縦断面図である。
【図2】図1のA−A’線に沿う横断面図である。
【図3】取鍋内の溶鋼流れを模式的に示す図である。
【図4】耐火物表面におけるCO気泡の離脱と溶鋼流を
模式的に示す図である。
【図5】[C]濃度の経時変化を示す図である。
【図6】[C]濃度の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
1…真空槽 2…溶鋼 3…取鍋 4…溶鋼流の方向

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空槽(1)内に溶鋼(2)を装入した
    取鍋(3)を入れ、減圧下において、溶鋼(2)の脱ガ
    ス処理を実施するにあたり、取鍋(3)の中心軸の周り
    に旋回するように溶鋼流を与えることを特徴とする極低
    炭素鋼の溶製方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、取鍋(3)の側壁に
    設置したガス噴出口からの不活性ガス吹込み、あるいは
    取鍋(3)の周囲に設置された電磁攪拌装置のいずれか
    一方または両方により溶鋼(2)に旋回流を与えること
    を特徴とする極低炭素鋼の溶製方法。
JP29747092A 1992-11-06 1992-11-06 極低炭素鋼の溶製方法 Withdrawn JPH06145770A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989000056A1 (en) * 1987-07-07 1989-01-12 Terumo Kabushiki Kaisha Blood storage tank

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