JPH06322431A

JPH06322431A - 溶鋼の脱硫脱窒方法

Info

Publication number: JPH06322431A
Application number: JP10841893A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Maya; 敬一真屋; Akihiko Ebihara; 明彦海老原; Kaoru Masame; 薫眞目
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-05-10
Filing date: 1993-05-10
Publication date: 1994-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】減圧下において脱硫剤や脱窒剤等の精錬剤粉体
を溶鋼に十分侵入させ得る脱硫脱窒処理方法を提供す
る。【構成】(1) 減圧下溶鋼精錬において、アルカリ金属お
よびアルカリ土類金属からなる群の酸化物および炭酸塩
の１種もしくは２種以上の合計で50％以上、アルカリ金
属およびアルカリ土類金属からなる群のフッ化物および
塩化物の１種もしくは２種以上の合計で１〜30％、なら
びに酸素と親和力の強い金属および合金からなる群の１
種もしくは２種以上の合計で１〜20％を含有し、その粒
径が10〜200 μm の脱硫脱窒剤粉体を、供給速度は 0.1
〜１kg/min・トンで、上吹ランスから溶鋼表面へ吹付け
る溶鋼の脱硫脱窒方法。 (2) 取鍋全体を真空雰囲気にする装置を用いる減圧下溶
鋼精錬において、上記(1) のランスと溶鋼表面との距離
を 0.5〜２m とする上記(1) の溶鋼の脱硫脱窒方法。【効果】脱硫速度を低下させることなく、〔Ｎ〕、
〔Ｓ〕がともに10ppm 以下の極低硫、低窒素鋼を容易に
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、減圧下で溶鋼を効果的
に脱硫脱窒処理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶鋼の脱硫剤としては、例えば C
aO−CaF₂系フラックス、Ca−Si系等の合金粉体等がよく
用いられている。

【０００３】溶鋼の脱硫方法としては、(a) 粉体の脱硫
剤、例えば CaO−CaF₂系フラックスを溶鋼表面に吹き付
ける方法（フラックストップブローイング）、(b) 粉体
のCa−Si系合金を溶鋼表面に吹き付ける方法（合金トッ
プブローイング）、または溶鋼中に吹き込む方法 (Ca−
Siインジェクション) 、(c) 上記フラックス等の脱硫剤
を、バブリング用のガスにより溶鋼中に吹き込む方法
(フラックスインジェクション法) 、(d) 減圧下におか
れた溶鋼の表面に、例えば粉体の CaO−CaF₂系フラック
スを吹き付ける方法 (減圧下フラックスインジェクショ
ン法) 、等がある。

【０００４】上記の各方法のうち、(a) 、(b) および
(c) 法は大気中で脱硫処理するものである。これらの方
法を用いて、耐食性の向上等のために低窒素化が要望さ
れる高純度フェライト系ステンレス鋼、耐水素誘起割れ
鋼等の溶鋼を低硫化する場合は、大気からの吸窒があっ
て好ましくない。一方、 (d)法による場合は減圧下雰囲
気におかれた溶鋼を脱硫処理するため、吸窒のない状況
で極低硫化し、到達〔Ｓ〕としては 10ppm以下にするこ
とが可能である。

【０００５】しかし、上記 (d)法による場合にあって
も、例えば溶鋼表面に浮上しているスラグ中の FeO、 M
nO、Cr₂O₃等の酸性酸化物 (低級酸化物) が多いときに
は、溶鋼と脱硫剤粉体との界面で酸素レベルが高くなっ
て、粉体により一旦脱硫された溶鋼の〔Ｓ〕が再び増加
するという復硫現象が生じる。このため、脱硫速度と脱
硫率＝〔（処理前〔Ｓ〕％−処理後〔Ｓ〕％）〕が低下
するという問題点がある。また溶鋼とそれを貯留する容
器の耐火物との反応によって、溶鋼中の〔Ｏ〕が高くな
る。このような場合にも脱硫速度や脱硫率の低下は起こ
る。

【０００６】上記の脱硫速度と脱硫率の低下を防止する
には、スラグ中の酸性酸化物を低下させ、溶鋼の脱酸を
徹底する必要があるが、脱硫前に生成したスラグ中の酸
性酸化物を完全に還元することや、また耐火物からもた
らされる〔Ｏ〕による再酸化を防ぐことはともに難し
い。このため、スラグ中の酸性酸化物の還元速度を速
め、脱硫速度を更に向上させる必要がある。

【０００７】脱硫速度の向上は、脱硫剤粉体の供給速度
または供給量を増加して、溶鋼と脱硫剤との接触界面積
を増大させることにより可能となるが、供給速度または
供給量を過大にした場合には、脱硫剤粉体が結合して巨
大化し、このため、上記接触界面積が逆に小さくなる。
従って、供給速度または供給量には上限があり、このた
め脱硫速度にも上限が存在する。

【０００８】本発明者らは、特開昭61−87815 号公報に
おいて、 CaOに媒溶剤、脱酸剤等を所要量配合した脱硫
剤を減圧下で上吹ランスから吹き込むことにより、スラ
グ中の酸性酸化物とともに溶鋼中の〔Ｏ〕を低減させ、
脱硫速度と脱硫率を向上させることができる溶鋼の脱硫
方法を提案した。この脱硫剤は、酸化カルシウムを60％
以上、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の弗化物ま
たは塩化物の１種または２種以上を１〜30％、酸素と親
和力の強い金属または合金の１種または２種以上を１〜
15％、をそれぞれ含有するものである。

【０００９】図７は真空容器内でこの脱硫剤を上吹ラン
スから吹き込んで脱硫を行う方法を説明する縦断面図で
ある。図示する装置は高周波真空溶解炉である。溶鋼１
は上吹ランス３、添加剤貯留および投入設備４、排気ダ
クト７を備えた高周波真空溶解炉２内の溶鋼容器５に貯
留され、溶鋼１の表面に脱硫剤６が上吹ランス３から吹
き込まれる。

【００１０】本出願人が提案した特開平１−92314 号公
報には、真空排気が可能な筒状浸漬管を用いる取鍋精錬
方法が示されている。図８および図９はこの方法を説明
する縦断面図である。

【００１１】図８は脱炭と脱ガスを主目的とする装置で
ある。この装置では、取鍋８内の溶鋼１に、排気口11、
添加剤投入口12を備えた筒状浸漬管９-1を浸漬して、表
面のスラグ10をカットし、この浸漬管９-1内を真空にし
た状態で、浸漬管９-1の外から溶鋼１内に浸漬された吹
込ランス13と取鍋８の底部に設けたポーラス羽口14から
不活性ガス等の精錬用ガスを吹き込んで精錬を行う。

【００１２】図９は脱硫を目的とする場合の類似の装置
である。脱硫剤は基本的に塊状で添加剤投入口12から投
入される。この場合では、スラグ−メタル反応を促進さ
せ脱硫率の向上を図るため、浸漬管９-2の内部にもスラ
グ10があり、また浸漬管９-2の内径は図８の装置よりも
大きい。しかし、この方法では脱硫剤粉体を溶鋼内に十
分侵入させることができず、しかも脱硫反応は溶鋼表面
のスラグ−メタル反応のみに支配されるので、望ましい
脱硫速度や脱硫率が得られない。さらに、短時間で所望
の極低硫と低窒素が同時に達成された鋼を得ることがで
きない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決するためになされたものであり、本発明の目的は、
減圧下において、脱硫剤や脱窒剤等の精錬剤粉体を溶鋼
内に十分侵入させ、極低硫で、しかも低窒素の鋼を容易
に得ることができる脱硫脱窒処理方法を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の方法
にある。

【００１５】(1) 減圧下における溶鋼の精錬において、
アルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群の酸化
物および炭酸塩の１種もしくは２種以上の合計で50重量
％以上、アルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる
群のフッ化物および塩化物の１種もしくは２種以上の合
計で１〜30重量％、ならびに酸素と親和力の強い金属お
よび合金からなる群の１種もしくは２種以上の合計で１
〜20重量％を含有し、その粒径が10〜200 μm の脱硫脱
窒剤粉体を、供給速度は 0.1〜１kg/min・トンの範囲内
で、キャリアガスにより上吹ランスから溶鋼表面へ吹き
付けることを特徴とする溶鋼の脱硫脱窒方法。

【００１６】(2) 取鍋全体を真空雰囲気にする装置を用
いる減圧下における溶鋼の精錬において、上吹ランスと
溶鋼表面との距離を 0.5〜２m とすることを特徴とする
上記(1) の溶鋼の脱硫脱窒方法。

【００１７】(3) 取鍋内溶鋼中に浸漬しその内部を排気
して真空にする筒状浸漬管、この浸漬管内の溶鋼表面に
粉体を吹き込む上吹ランスおよび取鍋の底部に不活性ガ
スを吹き込む羽口または浸漬ランスを備えた取鍋精錬装
置を用いる減圧下における溶鋼の精錬において、この上
吹ランスと溶鋼表面との距離を 0.5〜２m とすることを
特徴とする上記(1) の溶鋼の脱硫脱窒方法。

【００１８】(4) 環流式真空脱ガス装置およびこの装置
内で粉体を吹き込む上吹ランスを用いる減圧下における
溶鋼の精錬において、この上吹ランスと溶鋼表面との距
離を１〜３m とすることを特徴とする上記(1) の溶鋼の
脱硫脱窒方法。

【００１９】本発明でいう減圧下または真空とは、20To
rr以下の雰囲気を意味する。

【００２０】

【作用】まず、本発明の脱硫脱窒剤（以下、フラックス
という）の作用とともに、その成分、粒径および供給速
度等の脱硫脱窒（以下、単に精錬ともいう）条件を前記
のように限定した理由を説明する。

【００２１】フラックスは、下記のような成分からなる
ものである。

【００２２】(a) アルカリ金属およびアルカリ土類金属
の酸化物、炭酸塩：これらは、脱硫成分として作用する
ものである。アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属の炭
酸塩、アルカリ土類金属の酸化物およびアルカリ土類金
属の炭酸塩の中から選んだ１種もしくは２種以上を一定
量以上で配合する。

【００２３】これらの金属の酸化物は塩基性酸化物とし
て知られ、従来のフラックス系脱硫剤においても主成分
として使用されているものである。この種の酸化物は、
溶鋼の脱酸生成物の吸収除去に役立つとともに、同時に
生ずる脱硫反応生成物の吸収安定に不可欠である。代表
的な酸化物として CaOとMgO が挙げられる。

【００２４】一部の上記酸化物は常温において不安定で
あり、または吸湿性が激しく、その取扱が困難であるた
め、炭酸塩の形で配合してもよい。この例として、Na₂C
O₃、Li₂CO₃、BaCO₃が挙げられる。これらの炭酸塩は、
精錬温度で分解してそれぞれNa₂O、Li₂O、BaO で表され
る酸化物になるので、酸化物を配合した場合と同様の効
果となる。

【００２５】(b) アルカリ金属およびアルカリ土類金属
のフッ化物、塩化物：上記(a) に述べた脱硫成分、すな
わち塩基性酸化物（炭酸塩の熱分解後に生成した酸化物
を含む）は、通常の精錬温度である1600℃より高融点で
あり、スラグ形成に時間を要する。スラグ化速度を促進
するため、融点を低下させる媒溶剤として、アルカリ金
属のフッ化物、アルカリ金属の塩化物、アルカリ土類金
属のフッ化物およびアルカリ土類金属の塩化物の中から
選んだ１種もしくは２種以上を一定量範囲で添加する。
これらのフッ化物および塩化物の媒溶剤としての効果は
周知であり、代表例はCa₂F₂ とCaCl₂ である。これらの
成分と上記 CaOのような塩基性酸化物とで形成されたス
ラグが脱硫能を高くする効果を示すことも、従来のフラ
ックス系脱硫剤においてよく知られているところであ
る。

【００２６】(c) 酸素との親和力の強い金属および／ま
たは合金：これらの金属または合金は脱酸剤として用い
るものであって、溶鋼中の酸素と結合して酸化物を形成
したり、溶鋼表面等に存在する FeO、 MnO、Cr₂O₃等の
低級酸化物を還元する作用をもっており、系全体を還元
性の高い状態に導く。脱酸反応で生成した酸化物はスラ
グ化して、スラグ全体に脱硫に有利なスラグ流動性を与
える。代表例はAl、Mg、Ca、Si、Tiなどの金属およびこ
れらの合金であり、これらから選んだ１種もしくは２種
以上を一定量範囲で添加する。

【００２７】各成分の量的範囲の限定理由は次の通りで
ある。％は全て重量％である。

【００２８】脱硫成分(a) ：この成分は脱硫剤の主体を
なす成分であり、鋼中の〔Ｓ〕を確実に10ppm 以下にす
るために、フラックスの50％以上、好ましくは55％以上
を占めるように配合する。

【００２９】媒溶剤成分(b) ：媒溶剤は、スラグ化速度
を増し、脱硫能を高める効果があることから、その比率
は多い方がよいとされている。しかし、操業時にスラグ
が溶鋼表面上に堆積した後では取鍋などの耐火物を溶損
させる問題があることから、30％以下とした。

【００３０】一方、１％未満では塩基性酸化物の融点低
下という媒溶剤としての機能を発揮できない。これらの
理由から、成分(b) の配合割合は１〜30％とした。望ま
しい範囲は15〜20％程度である。

【００３１】脱酸剤成分(c) ：脱酸剤は、溶鋼の脱酸や
スラグ中の低級酸化物の還元に必要であるので、これら
の条件（すなわち、溶鋼の所望脱酸量、あるいは前工程
でのスラグ中の低級酸化物の残存量）に応じて適宜配合
割合を選択すればよい。ただし、多すぎるとそのまま溶
鋼中に溶解することになり、例えばAlの場合ではsol.Al
が鋼の成分規格を超えることがあるので注意を要する。
また、一般に粉体中にこれらの粉末を20％を超えて含有
させると、発火等の粉末取扱い上での危険性が増す。こ
のような観点から配合割合の上限を20％とした。一方、
１％未満では脱酸不能となり、脱硫、脱窒ともに十分な
効果が得られない。よって、脱酸剤の配合割合の範囲は
１〜20％とした。

【００３２】以上に述べたように、上記成分 (a)、(b)
および(c) の作用が相互に相乗的に寄与して、脱硫効率
の向上とともに、低〔Ｏ〕、低〔Ｓ〕という脱窒に有利
な条件を同時に達成することが可能となる。

【００３３】フラックスは、上記範囲内の組成のもので
あれば任意の配合のものが使用できる。例えば、次の
〜のような組成が可能である。

【００３４】70％CaO −20％CaF₂−10％Al 50％CaO −10％MgO −25％CaF₂−15％Al 70％CaO −20％CaCl₂−10％CaSi 60％CaO −30％CaF₂−10％Ti 70％Na₂CO₃−10％CaO −10％NaCl−10％Al 上記は、一般に不安定なアルカリ金属の酸化物に変え
て、炭酸塩の形で配合する場合の例である。この場合で
も前記のように、アルカリ金属の炭酸塩は精錬温度で次
式に従って分解し、酸化物を生成する。

【００３５】ＭCO₃ →ＭO ＋CO＋Ｏ（ただし、Ｍ：アル
カリ金属）次いで、上記のようなフラックスの粉体を真空下で溶鋼
内へ十分侵入させるための精錬条件を説明する。ここで
真空下とは、20Torr以下の雰囲気を指す。

【００３６】この精錬条件として、粉体の粒径、粉体の
供給速度および粉体を吹込む上吹ランス先端と湯面との
距離（以下、ランス−湯面間距離という）を用いる真空
精錬装置毎に定量的に決定することが必要である。

【００３７】粉体の粒径の範囲は10〜200 μm が適切で
ある。粒径が10μm 未満の粉体では飛散が多く、安定し
て溶鋼へ粉体を供給することが困難である。一方、 200
μmを超えると溶鋼内へ侵入させても粉体全体の反応界
面積が著しく小さくなり、後述する実施例の図４で示す
ように、精錬効果が低下する。

【００３８】粉体供給速度の範囲は 0.1〜１kg/min・ト
ンが適切である。供給速度が 0.1kg/min・トン未満で
は、精錬反応そのものが遅く非効率となる。一方、１kg
/min・トンを超えると精錬反応が過大な粉体供給に追従
できず、後述する実施例の図５で示すように脱硫効果は
低下し、粉体が未反応のまま溶鋼表面に堆積するだけで
ある。

【００３９】20Torr以下の真空下で粉体を十分溶鋼内に
侵入させることができるランス−湯面間距離は、以下の
〜のとおりである。

【００４０】溶鋼の容器としての取鍋全体を真空雰囲
気にする装置、例えばＶＯＤ炉では0.5 〜２m （後述図
６参照）。

【００４１】例えば、前記特開平１−92314 号公報で
提案されている浸漬管内を排気して真空にした状態で、
取鍋の底部羽口または浸漬吹込ランスから不活性ガスを
吹き込む取鍋精錬装置では 0.5〜２m 。

【００４２】環流式真空脱ガス装置では１〜３m 。

【００４３】ここで、ランス−湯面間距離の下限は、ラ
ンスが溶鋼スプラッシュにより溶損されない最小値、そ
の上限は、粉体を十分溶鋼内に侵入させることができる
最大値である。これらは全て種々操業して得られた精錬
効果に基づくデータと経験値とによるものである。

【００４４】本発明の方法を適用する装置例を図１〜図
３に示す。

【００４５】図１は、前記図８の装置の浸漬管９-1内
に、ランス−湯面間距離を調整することができる上吹ラ
ンス３を備えた装置である。前記条件のフラックス15は
ランス−湯面間距離の範囲を 0.5〜２m として吹き込ま
れる。

【００４６】図２は、前記図９の装置の浸漬管９-2内
に、ランス−湯面間距離を調整することができる上吹ラ
ンス３を備えた装置である。この装置でも、前記条件の
フラックス15はランス−湯面間距離の範囲を 0.5〜２m
として吹き込まれる。浸漬管９-2内の溶鋼表面にスラグ
10が存在していても、本発明の精錬条件を維持すれば、
フラックス15は十分溶鋼１内に侵入する。そして、この
装置は元々脱硫装置であるから、その効果は増大し、同
時に脱窒も進行するのである。

【００４７】図１または図２に示す装置では、浸漬管９
-1または９-2の内部は減圧されるから、取鍋８の底部か
ら攪拌ガスを吹き込む方法として、浸漬ランス13または
ポーラス羽口14のいずれかを用いれば十分である。

【００４８】図３は、環流式真空脱ガス装置16内に同様
の上吹ランス３を備えた装置である。この装置では、前
記条件のフラックス15はランス−湯面間距離の範囲を１
〜３m として吹き込まれる。精錬効果は図１および図２
の装置と同じであるが、ランス−湯面間距離をやや高め
に限定するのは、環流式真空脱ガス装置16内の環流溶鋼
はその流れが激しく、上吹ランス３の溶損の危険がある
ためである。

【００４９】前記図７の装置は、フラックス吹き込み用
の上吹ランス３を備え、しかも取鍋と同等の溶鋼容器５
の全体を真空雰囲気にする装置であるから、この装置は
本発明の方法を実施するのに用いることができる。公知
のＶＯＤ炉にフラックス吹き込み用の上吹ランスを備え
たものであってもよい。この種の装置では、前記条件の
フラックスは、ランス−湯面間距離の範囲を 0.5〜２m
として吹き込まれるのである。

【００５０】上吹ランス３の粉体噴出孔の形状は、スト
レート型などであって、Arガスなどにより20Torr以下の
雰囲気でマッハ１程度の粉体供給速度で上吹きできるも
のであればよい。

【００５１】本発明の方法で処理する対象の鋼種は、ス
テンレス鋼を始めとして、高品質が望まれ、上述のよう
な減圧下精錬処理が施される炭素鋼および合金鋼の全て
である。ここでは便宜上「鋼」および「溶鋼」という用
語を用いているが、これにはFeの含有量が50重量％以下
の合金、例えばNi基合金も包含される。

【００５２】

【実施例】

（試験１）到達〔Ｓ〕に及ぼすフラックスの粒径と供給
速度、およびランス−湯面間距離の影響を試験した。条
件は次のとおりである。％は全て重量％を意味する。

【００５３】装置：図７に示すような50トンＶＯＤ炉フラックス：75％CaO −20％CaF₂−５％Al フラックス総量：10kg／トン上吹ランス孔径：25mmφ、単孔ストレートキャリアーガス：Ar＝３Ｎm³/min 真空度：20Ｔorr 溶鋼：炭素鋼初期〔Ｓ〕：35〜45ppm 溶鋼温度：1600℃ 図４は、フラックスの供給速度を0.5kg/min ・トン、ラ
ンス−湯面間距離を１m として、フラックスの粒径を変
化させたときの到達〔Ｓ〕の差を示す図である。粒径が
50μm を下回ると供給が困難である。10〜200 μm の範
囲で到達〔Ｓ〕は10ppm 以下になることがわかる。

【００５４】図５は、粒径を50〜100 μm の一定とし、
供給速度を変化させたときの到達〔Ｓ〕の差を示す図で
ある。この速度が 0.1〜１kg/min・トンの範囲で到達
〔Ｓ〕は10ppm 以下になることがわかる。

【００５５】図６は、フラックスの供給速度を0.5kg/mi
n ・トンの一定とし、ランス−湯面間距離を変化させた
ときの到達〔Ｓ〕の差を示す図である。この距離が0.5
m を下回るとランスの溶損が発生した。 0.5〜２m の範
囲で到達〔Ｓ〕は10ppm 以下になることがわかる。

【００５６】以下に、真空精錬装置に応じた実施例を示
す。％は全て重量％を意味する。

【００５７】（試験２）図７に示すような50トンＶＯＤ
炉を用いて、75％CaO −20％CaF₂−５％Al系フラックス
粉体を、粉体供給速度は 0.5kg/min・トン、粉体粒径は
50〜100 μm および 300〜500 μm 、ランス−湯面間距
離は１m の条件で、炭素鋼の溶鋼表面に総量９kg／トン
上吹きした。上吹ランス孔径とキャリアーガス流量は試
験１と同じである。

【００５８】真空度は20Torr、溶鋼温度は1600℃とし、
取鍋底部に底吹き攪拌用のポーラス羽口を２個設けてAr
ガスを３〜５Ｎリットル/min・トンで供給した。精錬効
果の評価は吹込前後の鋼中〔Ｓ〕、〔Ｎ〕、〔Al〕の比
較で行った。この結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】本発明例１では脱硫、脱窒ともに良好に進
行した。しかし、比較例１では粉体の粒径が大きいため
に脱硫、脱窒ともに悪化した。

【００６１】（試験３）試験２と同じ装置および炭素鋼
の溶鋼を用いて、50％CaO −10％MgO −25％CaF₂−15％
Al系フラックス粉体を、粉体供給速度は 0.05 、0.2 、
１および２ kg/min ・トン、粉体粒径は50〜100 μm 、
ランス−湯面間距離は１m の条件で、総量８kg／トン上
吹きした。上吹ランス孔径とキャリアーガス流量は試験
１と同じである。

【００６２】真空度は10Torr、溶鋼温度は1620℃、底吹
き攪拌ガス条件は試験２と同じとした。精錬効果の評価
は処理時間および吹込前後の鋼中〔Ｓ〕、〔Ｎ〕、〔A
l〕の比較で行った。この結果を表２に示す。

【００６３】

【表２】

【００６４】本発明例２、３では脱硫、脱窒が良好に進
行した。しかし、比較例２、３に示すように、粉体供給
速度のみを0.05kg/min・トンに変えた場合、脱硫、脱窒
は進行するものの、処理時間が長くなり操業上問題点が
多い。また、２kg/min・トンに変えた場合、脱硫、脱窒
ともに悪化した。

【００６５】（試験４）試験２と同じ装置および炭素鋼
の溶鋼を用いて、70％CaO −20％CaF₂−10％Al系フラッ
クス粉体を、粉体供給速度は 0.5kg/min・トン、粉体粒
径は50〜100 μm 、ランス−湯面間距離は 0.5、２およ
び2.5 m の条件で総量10kg／トン上吹きした。上吹ラン
ス孔径とキャリアーガス流量は試験１と同じである。

【００６６】真空度は10Torr、溶鋼温度は1650℃、底吹
き攪拌ガス条件は試験２と同じとした。評価は吹込前後
の鋼中〔Ｓ〕、〔Ｎ〕、〔Al〕の比較で行った。これら
の結果を表３に示す。

【００６７】

【表３】

【００６８】本発明例４、５では、脱硫、脱窒が良好に
進行した。しかし、比較例４に示すように、ランス−湯
面間距離のみを 2.5m に変えた場合、脱硫、脱窒ともに
悪化した。このとき、大量のフラックス粉体が真空槽内
を舞い上がるのが観察された。

【００６９】（試験５）図２に示す浸漬管を用いる装置
(250トン取鍋精錬装置）で、炭素鋼を対象として、70％
CaO −25％CaF₂−５％Al系フラックス粉体を、粉体供給
速度は 0.5kg/min・トン、粉体粒径は50〜100 μm 、ラ
ンス−湯面間距離は 0.5、２および 2.5m の条件で総量
７kg／トン上吹きした。上吹ランス孔径とキャリアーガ
ス流量は試験１と同じである。

【００７０】真空度は１Torr、溶鋼温度は1650〜1700
℃、底吹き攪拌ガス条件は10Ｎリットル/min・トンとし
た。評価方法は試験４と同じである。これらの結果を表
４に示す。

【００７１】

【表４】

【００７２】本発明例６、７では、脱硫、脱窒が良好に
進行した。しかし、比較例５に示すように、ランス高さ
のみを2.5 m に変えた場合、脱硫、脱窒ともに悪化し
た。

【００７３】（試験６）図３に示す 250トン環流式真空
脱ガス装置（ＲＨ）と炭素鋼の溶鋼を用いて、70％CaO
−25％CaF₂−５％Al系フラックス粉体を、粉体供給速度
は１kg/min・トン、粉体粒径は50〜100 μm 、ランス−
湯面間距離は１、３および3.5 m の条件で総量８kg／ト
ン上吹きした。上吹ランス孔径とキャリアーガス流量は
試験１と同じである。

【００７４】真空度は５Torr、溶鋼温度は1650〜1700
℃、環流ガスは５〜８Ｎリットル/min・トンとした。評
価方法は試験４と同じである。これらの結果を表５に示
す。

【００７５】

【表５】

【００７６】本発明例８、９では、脱硫、脱窒が良好に
進行した。しかし、比較例６に示すように、ランス−湯
面間距離のみを3.5 m に変えた場合、脱硫、脱窒ともに
悪化した。

【００７７】（試験７）試験２と同じ装置および炭素鋼
の溶鋼を用いて、フラックス粉体の組成を表６に示すよ
うに変更して本発明例（２例）の試験を行った。粉体供
給速度は0.5kg/min ・トン、粉体粒径は50〜100 μm 、
ランス−湯面間距離は１m とした。その他の条件は試験
２と同じである。ただし、表６に示す本発明例ではいず
れも、Na₂OはNa₂CO₃の形で添加した。これらの結果を表
６に示す。

【００７８】

【表６】

【００７９】表６から明らかなように、本発明例10、11
ともに脱硫、脱窒は良好に進行し、またNa金属の炭酸塩
としての添加も同等な効果がある。

【００８０】（試験８）比較例７〜11として、前記試験
２と同じ装置と炭素鋼を用い、表７に示すようにフラッ
クス粉体の組成を変更して、粉体供給速度は0.5kg/min
・トン、粉体粒径は50〜100 μm 、ランス−湯面間距離
は１m の条件で総量９kg／トン上吹きした。その他の条
件は試験２と同じである。これらの試験結果を表７に併
せて示す。

【００８１】

【表７】

【００８２】表７の比較例７、８から明らかなように、
本発明で定める範囲外のフラックス組成を用いた場合に
は、前記試験１〜７の本発明例１〜11に比較して、いず
れも脱硫、脱窒の精錬効果が劣り、所望のレベルに到達
しない。また、CaF₂またはAlが高すぎる比較例９〜11で
は、精錬効果はやや認められるものの、その到達レベル
は低位であり、さらに後述するような他の精錬上の問題
をもたらした。

【００８３】例えば、比較例８ではフラックスの融点が
高すぎて、望ましい精錬効果をもたらす反応が起こらな
かったと推定される。比較例９ではCaF₂の配合量が高す
ぎるため、耐火物の溶損が激しく、フラックス組成とし
て不適当であった。比較例10では脱酸剤のAlが配合され
ていないため、比較的類似のフラックス組成を用いた本
発明例１などと比較して、脱硫、脱窒レベルが低位であ
った。比較例11のように、脱酸剤のAl配合量が本発明で
定める上限値20％を超えると、フラックス粉体の取扱い
に注意を要するため、作業性が悪化した。

【００８４】

【発明の効果】本発明の方法によれば、脱硫速度を低下
させることなく、〔Ｎ〕、〔Ｓ〕がともに10ppm 以下の
極低硫、低窒素鋼を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための、浸漬管を用い
る真空精錬装置の例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の方法を実施するための、浸漬管を用い
る別の真空精錬装置の例を示す縦断面図である。

【図３】本発明の方法を実施するための、環流式真空脱
ガス装置の例を示す縦断面図である。

【図４】到達〔Ｓ〕に及ぼすフラックスの粒径の影響の
例を示す図である。

【図５】到達〔Ｓ〕に及ぼすフラックスの供給速度の影
響の例を示す図である。

【図６】到達〔Ｓ〕に及ぼすランス−湯面間距離の影響
の例を示す図である。

【図７】従来の、真空容器内で脱硫剤を上吹ランスから
吹き込んで脱硫を行う装置を示す縦断面図である。

【図８】従来の、脱炭と脱ガスを主目的とする、浸漬管
を用いる真空精錬装置を示す縦断面図である。

【図９】従来の、脱硫を目的とする、浸漬管を用いる真
空精錬装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１：溶鋼、２：高周波真空溶解炉、３：
上吹ランス、４：添加剤貯留および投入設備、
５：溶鋼容器、６：脱硫剤、７：排
気ダクト、８：取鍋、９-1、９-2：浸漬管、
10：スラグ、 11：排気口、12：添加剤投入
口、 13：浸漬吹込ランス、 14：ポーラス羽口、
15：フラックス、 16：環流式真空脱ガス装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧下における溶鋼の精錬において、アル
カリ金属およびアルカリ土類金属からなる群の酸化物お
よび炭酸塩の１種もしくは２種以上の合計で50重量％以
上、アルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群の
フッ化物および塩化物の１種もしくは２種以上の合計で
１〜30重量％、ならびに酸素と親和力の強い金属および
合金からなる群の１種もしくは２種以上の合計で１〜20
重量％を含有し、その粒径が10〜200 μm の脱硫脱窒剤
粉体を、供給速度は 0.1〜１kg/min・トンの範囲内で、
キャリアガスにより上吹ランスから溶鋼表面へ吹き付け
ることを特徴とする溶鋼の脱硫脱窒方法。
【請求項２】取鍋全体を真空雰囲気にする装置を用いる
減圧下における溶鋼の精錬において、上吹ランスと溶鋼
表面との距離を 0.5〜２m とすることを特徴とする請求
項１記載の溶鋼の脱硫脱窒方法。
【請求項３】取鍋内溶鋼中に浸漬しその内部を排気して
真空にする筒状浸漬管、この浸漬管内の溶鋼表面に粉体
を吹き込む上吹ランスおよび取鍋の底部に不活性ガスを
吹き込む羽口または浸漬ランスを備えた取鍋精錬装置を
用いる減圧下における溶鋼の精錬において、この上吹ラ
ンスと溶鋼表面との距離を 0.5〜２m とすることを特徴
とする請求項１記載の溶鋼の脱硫脱窒方法。
【請求項４】環流式真空脱ガス装置およびこの装置内で
粉体を吹き込む上吹ランスを用いる減圧下における溶鋼
の精錬において、この上吹ランスと溶鋼表面との距離を
１〜３m とすることを特徴とする請求項１記載の溶鋼の
脱硫脱窒方法。