JPH06235018A - 取鍋精錬における底吹きガス制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】取鍋精練において、精練時間の短縮、高清浄鋼
の製造を可能とする底吹きガス制御方法を提供する。 【構成】取鍋の底部に３本の底吹きガスプラグを設け、
各プラグへの供給ガス流量を周期的に変化させると共
に、各プラグの配列順にその周期的変化波形に位相差を
持たせ、溶鋼に水平旋回流動を与えるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼を取鍋にて精錬す
る製鋼分野における溶鋼の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼に対する品質要求が厳格化している昨
今では、溶鋼の脱炭、脱酸、脱硫、介在物除去及び最終
成分調整を取鍋にて行う取鍋精錬が一般的に実施されて
いる。取鍋精錬では、取鍋内の溶鋼を撹拌する技術が重
要であり、電磁力を使ったり、真空槽による吸い上げに
よったり、浸漬したランスからのガス吹き込みを行った
りと、種々の方法が試されているが、取鍋に底吹き可能
なプラグを設置して、そのプラグからガスを吹き込むこ
とによる底吹きガス撹拌が、効率的であり、設備的にも
安易であることから最も多く利用されている技術である
と言える。

【０００３】この取鍋底吹きガス撹拌では、一般的に取
鍋底部に耐火物製のポーラスプラグを設け、アルゴンや
窒素等の不活性ガスを溶鋼内に吹き込んで溶鋼を流動さ
せるのであるが、精錬に応じて撹拌の条件を最適にする
ためには、底吹きプラグの構造を改良・変更する、或は
プラグの個数を増加してガス流量を増加する、又はプラ
グの設置場所を特定することによって、撹拌の強度や効
率を制御し、撹拌条件を変更していた。

【０００４】特にＶＯＤ（Vacuum Oxygen Decarburizat
ion ）のように真空下で送酸脱炭を行い、しかる後に脱
炭中に生じた酸化物をＦｅＳｉ等の還元剤を添加し還元
・脱酸を行うプロセスにおいては、脱炭時の脱炭効率及
び到達Ｃ値、還元後の溶鋼中酸素値に及ぼす底吹きガス
による撹拌の影響が大きく、従来より、複数個のプラグ
を最適な位置関係において設置することはもとより、特
開平１−２８７２１８号公報に示すようにその流量値を
規定することや、特公昭５６−４９９６９号公報に示す
ようにガスの初期平均気泡径を規定することによって精
錬に適した撹拌条件を作り出すことが試みられている。

【０００５】さらに、複数個のプラグに供給するガスの
制御についても、特開昭６３−４０１５号公報に示され
るように、窒素ガス添加を目的として、プラグ別に個別
にガス種類や流量を制御している例はあるが、溶鋼の流
動を制御することを目的として、その流量制御値を時系
列的に変化させた例はなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、取鍋精
錬における底吹きガス撹拌は、装置が簡便であり、撹拌
効率も比較的高いことから、非常に有用な溶鋼撹拌方法
であると言える。一方で、年々厳しくなる、鋼への品質
要求に伴い、溶鋼の清浄性に対する要求も厳しくなり、
さらに不純物の低減ニーズが高まりつつあることから
も、取鍋精錬における溶鋼撹拌技術の改善は、重要な技
術開発項目となることは明らかである。

【０００７】しかしながら、従来の取鍋精錬における底
吹きガス撹拌方法では、取鍋底部に設置するプラグの制
約上、それほど大きなガス流量が確保できないこと、お
よび取鍋底面の物理的制約上、プラグ設置の場所・個数
ともに制限があること、さらに、仮に大流量のガス吹き
が可能なプラグが開発されたとしても、大量のガス吹き
は、プラグの損耗速度を早め、またガスの使用量が増え
るといった経済的な不具合が生じるとともに、ガスが溶
鋼を離脱する際の溶鋼飛散量の増大といった操業上のト
ラブル発生の危険性を増大させるという不具合も生じる
ことになる。

【０００８】従って、従来の底吹きガス撹拌方法では、
現状以上の溶鋼撹拌の改善は困難であるという技術的背
景があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の技
術的背景に鑑み、従来、溶鋼の撹拌条件向上に限界のあ
った取鍋精練において、底吹きガスの流量制御を複数の
プラグに対して個別に実施し、かつ時系列的なズレを設
けることによって、ガス流量やプラグ配置だけでは制御
できなかった溶鋼の流動形態を溶鋼の化学反応促進に好
適なものに制御できることに気付いた。

【００１０】本発明は、取鍋精錬における底吹きガス制
御方法に適用され、次の方法を採った。すなわち、取鍋
に複数個の底吹きプラグを設け、該各プラグへのガス供
給流量を周期的に変化させると共に、該各プラグの配列
順に該周期的変化波形に位相差を持たせ、溶鋼に水平旋
回流動を生ぜしめることを特徴とする取鍋精錬における
底吹きガス制御方法である。

【００１１】

【作用】本発明は上述の方法により、底吹きガス流量を
制御することによって、従来底吹きガス撹拌で得られて
いた溶鋼の振動的鋼浴の流動に加えて、溶鋼に水平旋回
流を与えることができるため、溶鋼の撹拌状態が変化
し、スラグ−メタル間の反応界面積の増大や介在物の衝
突合体頻度の向上がもたらされるため、従来と同一ガス
流量を使用するとしても、溶鋼とスラグおよび介在物の
反応性を大幅に向上させることを可能とし、不純物除去
を効率的に行うことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明法の実施例について説明する。
本実施例は、５０ｔｏｎＶＯＤによるステンレス鋼の精
錬における脱炭処理終了後に引続き行う還元工程で行っ
たものである。本実施例で使用した取鍋の底吹きプラグ
の設置状況を図４に示す。底吹きプラグ２は、従来例、
本実施例とも同一ポーラスプラグ３個を同一位置に配置
し、ガス流量の制御のみを変えて行った。底吹きガス
は、何れもアルゴンガスである。

【００１３】図１は底吹きガスのプラグ別流量制御の例
を示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本
発明の実施例１、２を示し、図１（ｃ）は従来例のもの
である（各プラグとも流量は約４００Ｎｌ／ｍｉｎ一定
である）。実施例１に示すように、個々のプラグに供給
するガス流量を２０秒周期の正弦波とし、かつ３本のプ
ラグ（Ｎｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．３）のガス供給量増
減周期の位相を２０／３秒づつ遅らせた流量設定パター
ンで還元精錬中の溶鋼撹拌を行った。

【００１４】実施例２は流量変化を実施例１の正弦波に
代えて階段波としたものであるが、実施例１と同様の効
果が得られることが確認された。なお、本実施例では、
プラグＮｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．３の順で位相差を付
与したが、Ｎｏ．１，Ｎｏ．３，Ｎｏ．２の順であって
もよい。要は溶鋼に、溶鋼の化学反応促進に好適な水平
旋回流動を付与することができればよい。

【００１５】表１、２に還元精錬の実施条件の一例を示
す。表１〜２に示すような条件下で実施した還元精錬中
のスラグ中Ｃｒ酸化物濃度の推移を図２に示す。図２か
ら、本発明によれば、スラグ中酸化物の還元速度が増大
されていることが分かる。すなわち、同一のガス流量
で、溶鋼−スラグ間の反応が促進され処理時間の短縮が
図られる。

【００１６】さらに、鋼板中の介在物量を調査した結果
を図３に示す。図から明らかなように、本発明法の方が
従来法に比べ介在物が大幅に減じ、清浄度の優れた鋼を
製造できることが分かる。なお、前記実施例は、ＶＯＤ
処理における還元精錬の場合について説明したが本発明
はこれに限るものではなく、大気下、真空下を問わず、
取鍋底部から複数のプラグを用いて底吹きガス撹拌を行
う取鍋精錬であれば、同等の効果が得られることは言う
までもない。また、本実施例は、３本のポーラスプラグ
に２０秒周期のガス流量増減の設定を行ったが、底吹可
能な複数個のプラグであればプラグ種類もポーラスプラ
グに限られたものではなくプラグの本数も何本でもよ
く、また、流量増減周期を変化させてもよい。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】

【発明の効果】本発明は、精錬時間の短縮、ガス使用量
の低減が可能となり、清浄溶鋼の生産性を大いに向上さ
せることができた。また、従来製造が困難であった超清
浄鋼の溶製が容易となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラグ別の底吹きガス流量制御の例を示す説明
図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の実施例
１、２を示し、（ｃ）は従来例のものである。

【図２】ＶＯＤ還元処理における実施例におけるスラグ
中Ｃｒ酸化物濃度の推移を示すグラフである。

【図３】本発明と従来例における鋼中介在物指数との比
較図である。

【図４】実施例における取鍋底吹きプラグの配置を示す
説明図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は底面の平面
図である。

【符号の説明】

１ 取鍋 ２ 底吹きプラ
グ ３ 取鍋底面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取鍋精錬における底吹きガス制御方法に
   おいて、取鍋に複数個の底吹きプラグを設け、該各プラ
   グへのガス供給流量を周期的に変化させると共に、該各
   プラグの配列順に該周期的変化波形に位相差を持たせ、
   溶鋼に水平旋回流動を生ぜしめることを特徴とする取鍋
   精錬における底吹きガス制御方法。