JPH0741833A - 極低炭素鋼の製造方法 - Google Patents
極低炭素鋼の製造方法Info
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- JPH0741833A JPH0741833A JP15371293A JP15371293A JPH0741833A JP H0741833 A JPH0741833 A JP H0741833A JP 15371293 A JP15371293 A JP 15371293A JP 15371293 A JP15371293 A JP 15371293A JP H0741833 A JPH0741833 A JP H0741833A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶鋼を真空槽内で脱ガスする真空精錬により
極低炭素鋼を製造する際に、従来よりも迅速に極低炭素
鋼を製造する。 【構成】 真空槽１内の圧力、真空槽１内の溶鋼３の表
面から水素吹き込み位置までの距離ｈ1 、溶鋼３の密度
ρおよび重力加速度ｇに規定される特定の範囲の吹き込
み圧力Ｐ、および特定の範囲の吹き込み位置で、水素ガ
スを溶鋼３に吹込んで一旦充分に溶鋼３に吸収させ、そ
の後に脱水素する。
極低炭素鋼を製造する際に、従来よりも迅速に極低炭素
鋼を製造する。 【構成】 真空槽１内の圧力、真空槽１内の溶鋼３の表
面から水素吹き込み位置までの距離ｈ1 、溶鋼３の密度
ρおよび重力加速度ｇに規定される特定の範囲の吹き込
み圧力Ｐ、および特定の範囲の吹き込み位置で、水素ガ
スを溶鋼３に吹込んで一旦充分に溶鋼３に吸収させ、そ
の後に脱水素する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼を真空槽内で脱ガ
スする真空精錬による極低炭素鋼の製造方法に関する。
スする真空精錬による極低炭素鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空精錬は、真空槽内に処理すべき溶鋼
を導き、溶鋼中に含有されるガスや蒸発し易い不純物元
素等を除去することにより溶鋼の脱ガス、成分調整さら
には清浄化を図るものであり、近年需要が著しく拡大さ
れた溶融亜鉛めっき鋼板の素材である極低炭素鋼の製造
に多用される炉外精錬の主要技術である。
を導き、溶鋼中に含有されるガスや蒸発し易い不純物元
素等を除去することにより溶鋼の脱ガス、成分調整さら
には清浄化を図るものであり、近年需要が著しく拡大さ
れた溶融亜鉛めっき鋼板の素材である極低炭素鋼の製造
に多用される炉外精錬の主要技術である。
【０００３】このような真空精錬としては、(i) 下部に
吸上げ管を１本設けた真空槽の下部に溶鋼を収容した取
鍋を配置しておき、真空槽内を吸引して真空または減圧
下とすることにより溶鋼を吸上げ、次にこの真空槽を引
き上げるかまたは取鍋を下げることにより脱ガス処理し
た溶鋼を取鍋へ戻すＤＨ法、(ii)下部に２本の浸漬管を
設けられた真空槽を取鍋上に配置しておき、真空槽内を
吸引して真空または減圧下とするとともに一方の浸漬管
からArガスを吹き込むことにより、気泡の上昇運動を利
用して溶鋼を環流させ、他方の管から脱ガス処理された
溶鋼を取鍋へ戻すＲＨ法、(iii) 真空槽内で電弧加熱が
可能な二次精錬炉を用いて溶鋼にArガスバブリングを行
いながら取鍋精錬を行うＶＡＤ法、(iv)溶鋼を真空 (減
圧) 槽中に置くことによりガスおよび不純物元素を除去
する真空脱ガス法、(v) 取鍋に収容した溶鋼を真空槽内
で、あるいは不活性ガス吸込み、または両者の併用によ
り水素、酸素、窒素を除去する取鍋脱ガス法、さらには
(vi)溶湯が収容された取鍋を真空容器内に配置し上方か
らランスを用いて酸素を吹き込むとともに取鍋の底部に
設けたポーラスプラグからArガスを吹き込むことによ
り、溶湯の攪拌、脱炭の促進、および成分の均一化を図
るＶＯＤ法等が知られている。
吸上げ管を１本設けた真空槽の下部に溶鋼を収容した取
鍋を配置しておき、真空槽内を吸引して真空または減圧
下とすることにより溶鋼を吸上げ、次にこの真空槽を引
き上げるかまたは取鍋を下げることにより脱ガス処理し
た溶鋼を取鍋へ戻すＤＨ法、(ii)下部に２本の浸漬管を
設けられた真空槽を取鍋上に配置しておき、真空槽内を
吸引して真空または減圧下とするとともに一方の浸漬管
からArガスを吹き込むことにより、気泡の上昇運動を利
用して溶鋼を環流させ、他方の管から脱ガス処理された
溶鋼を取鍋へ戻すＲＨ法、(iii) 真空槽内で電弧加熱が
可能な二次精錬炉を用いて溶鋼にArガスバブリングを行
いながら取鍋精錬を行うＶＡＤ法、(iv)溶鋼を真空 (減
圧) 槽中に置くことによりガスおよび不純物元素を除去
する真空脱ガス法、(v) 取鍋に収容した溶鋼を真空槽内
で、あるいは不活性ガス吸込み、または両者の併用によ
り水素、酸素、窒素を除去する取鍋脱ガス法、さらには
(vi)溶湯が収容された取鍋を真空容器内に配置し上方か
らランスを用いて酸素を吹き込むとともに取鍋の底部に
設けたポーラスプラグからArガスを吹き込むことによ
り、溶湯の攪拌、脱炭の促進、および成分の均一化を図
るＶＯＤ法等が知られている。
【０００４】ところで、従来、これらの真空精錬により
溶鋼の脱ガス、成分調整さらには清浄化を図って極低炭
素鋼を製造する場合、溶鋼の[C] が30ppm 超の領域では
脱炭速度は比較的高く、脱炭反応は迅速に進行する。
溶鋼の脱ガス、成分調整さらには清浄化を図って極低炭
素鋼を製造する場合、溶鋼の[C] が30ppm 超の領域では
脱炭速度は比較的高く、脱炭反応は迅速に進行する。
【０００５】しかし、溶鋼の脱炭が進行して[C] が30pp
m 以下となると脱炭速度が著しく低下してしまう。した
がって、真空精錬により例えば[C] が５ppm の鋼を製造
しようとすると著しく長い脱炭処理時間が必要であり
(通常の場合35〜40分間程度)、前述のように、溶融亜鉛
めっき鋼板の素材である極低炭素鋼の需要が著しく拡大
されたため、脱炭処理時間の低減は製造コストの低減の
ために極めて重要な技術的課題になっている。
m 以下となると脱炭速度が著しく低下してしまう。した
がって、真空精錬により例えば[C] が５ppm の鋼を製造
しようとすると著しく長い脱炭処理時間が必要であり
(通常の場合35〜40分間程度)、前述のように、溶融亜鉛
めっき鋼板の素材である極低炭素鋼の需要が著しく拡大
されたため、脱炭処理時間の低減は製造コストの低減の
ために極めて重要な技術的課題になっている。
【０００６】そこで、[C] が30ppm 以下の場合に脱炭速
度を上昇するための検討が種々行われている。例えばＣ
ＡＭＰ−ＩＳＩＪ(1990) 164〜167 頁には、真空精錬の
一つであるＲＨ脱ガス処理において、真空槽の排気速度
および環流量の増大を図るとともに、脱炭反応が停滞し
始める領域である[C] ≦30ppm におけるCOガス発生量(8
00Nl/min程度) と等量のArガスを真空槽内へ吹き込むこ
とにより、従来に比較して200ppmから15ppm までの脱炭
処理時間を３〜６分間程度短縮できたことが報告されて
いる。
度を上昇するための検討が種々行われている。例えばＣ
ＡＭＰ−ＩＳＩＪ(1990) 164〜167 頁には、真空精錬の
一つであるＲＨ脱ガス処理において、真空槽の排気速度
および環流量の増大を図るとともに、脱炭反応が停滞し
始める領域である[C] ≦30ppm におけるCOガス発生量(8
00Nl/min程度) と等量のArガスを真空槽内へ吹き込むこ
とにより、従来に比較して200ppmから15ppm までの脱炭
処理時間を３〜６分間程度短縮できたことが報告されて
いる。
【０００７】一方ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ(1990) 168〜171
頁には、ＲＨ真空槽の上昇管内、真空槽内およびスプラ
ッシュ飛散場所の各脱炭反応サイトの溶鋼を直接採取し
た結果に基づき、脱炭反応の停滞は鋼浴内脱炭反応領域
の減少により生じると考え、脱炭速度および到達[C] レ
ベルをともに向上させるには環流速度の増加とともに、
特に脱炭末期での溶鋼の攪拌強化による溶鋼自由表面積
と鋼浴内反応領域の増大、さらには気泡生成圧力の低下
をそれぞれ図ることが有効であると報告されている。
頁には、ＲＨ真空槽の上昇管内、真空槽内およびスプラ
ッシュ飛散場所の各脱炭反応サイトの溶鋼を直接採取し
た結果に基づき、脱炭反応の停滞は鋼浴内脱炭反応領域
の減少により生じると考え、脱炭速度および到達[C] レ
ベルをともに向上させるには環流速度の増加とともに、
特に脱炭末期での溶鋼の攪拌強化による溶鋼自由表面積
と鋼浴内反応領域の増大、さらには気泡生成圧力の低下
をそれぞれ図ることが有効であると報告されている。
【０００８】これらの報告は、ともに、ＲＨ脱ガス装置
の真空槽内にArガスを吹き込むことにより、[C] ≦30pp
m である脱炭反応停滞領域においても脱炭反応サイトを
確保して脱炭速度の低下を抑制するものである。
の真空槽内にArガスを吹き込むことにより、[C] ≦30pp
m である脱炭反応停滞領域においても脱炭反応サイトを
確保して脱炭速度の低下を抑制するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの報
告において吹き込みノズルから真空槽内の溶鋼へ吹き込
まれるArガスの気泡の径は 1.0〜5.0cm 程度である。一
方、溶鋼中の[C] 、[O]が結合しCO気泡の核生成が行わ
れる際の気泡の径は極めて微細であり0.1cm 以下であ
る。これは、前述のArガスの気泡に比較すると著しく微
細であり、[C] 、[O] が結合し、形成される気泡は脱炭
反応サイトの形成効果がAr気泡に比較して著しく大き
い。
告において吹き込みノズルから真空槽内の溶鋼へ吹き込
まれるArガスの気泡の径は 1.0〜5.0cm 程度である。一
方、溶鋼中の[C] 、[O]が結合しCO気泡の核生成が行わ
れる際の気泡の径は極めて微細であり0.1cm 以下であ
る。これは、前述のArガスの気泡に比較すると著しく微
細であり、[C] 、[O] が結合し、形成される気泡は脱炭
反応サイトの形成効果がAr気泡に比較して著しく大き
い。
【００１０】したがって、前述の報告にも記載されてい
るように確かにArガスの吹き込みにより脱炭反応は促進
されるものの、促進の程度は僅かであり、極低炭素鋼を
迅速に溶製することはできなかった。
るように確かにArガスの吹き込みにより脱炭反応は促進
されるものの、促進の程度は僅かであり、極低炭素鋼を
迅速に溶製することはできなかった。
【００１１】ここに、本発明の目的は、溶鋼を真空槽内
で脱ガスする真空精錬により極低炭素鋼を製造する際
に、従来よりも脱炭速度を上昇して迅速に極低炭素鋼を
製造する方法を提供することにある。
で脱ガスする真空精錬により極低炭素鋼を製造する際
に、従来よりも脱炭速度を上昇して迅速に極低炭素鋼を
製造する方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前述したよ
うに、Arガスを吹き込む従来の技術において、特に[C]
≦30ppm の領域で脱炭速度が低下してしまうのは、脱炭
時に溶鋼中のＣとＯとが結び付いてCO気泡の核生成が行
われる際の気泡の径は0.1cm 以下であるのに対し、吹き
込みノズルから吹き込まれたArガスの気泡の径は 1.0〜
5.0cm 程度と極めて大きいために脱炭反応サイトの確保
が不充分になって、脱炭反応を促進する効果が不足する
からであると考えた。
うに、Arガスを吹き込む従来の技術において、特に[C]
≦30ppm の領域で脱炭速度が低下してしまうのは、脱炭
時に溶鋼中のＣとＯとが結び付いてCO気泡の核生成が行
われる際の気泡の径は0.1cm 以下であるのに対し、吹き
込みノズルから吹き込まれたArガスの気泡の径は 1.0〜
5.0cm 程度と極めて大きいために脱炭反応サイトの確保
が不充分になって、脱炭反応を促進する効果が不足する
からであると考えた。
【００１３】そこで、本発明者は、Arガスの吹き込み以
外の手段により脱炭反応サイトを確保して脱炭反応を促
進する手段を種々検討した結果、まず、真空槽内の圧
力、真空槽内の溶鋼表面と水素ガス吹き込み位置との間
の垂直方向の距離、溶鋼の密度および重力加速度に規定
される特定の値の範囲の吹き込み圧力、および特定の範
囲の吹き込み位置により、水素ガスを溶鋼に吹込んで一
旦充分に溶鋼に吸収させ、その後に脱水素することによ
り、溶鋼中で2[H]→H2(g) なる反応を進行させることに
より水素ガスの核生成を進行させ、確実に脱炭反応の促
進を図ることが可能となることを知見して、本発明を完
成した。
外の手段により脱炭反応サイトを確保して脱炭反応を促
進する手段を種々検討した結果、まず、真空槽内の圧
力、真空槽内の溶鋼表面と水素ガス吹き込み位置との間
の垂直方向の距離、溶鋼の密度および重力加速度に規定
される特定の値の範囲の吹き込み圧力、および特定の範
囲の吹き込み位置により、水素ガスを溶鋼に吹込んで一
旦充分に溶鋼に吸収させ、その後に脱水素することによ
り、溶鋼中で2[H]→H2(g) なる反応を進行させることに
より水素ガスの核生成を進行させ、確実に脱炭反応の促
進を図ることが可能となることを知見して、本発明を完
成した。
【００１４】ここに、本発明の要旨とするところは、溶
鋼を真空槽内で脱ガスすることにより溶鋼の成分調整お
よび清浄化を図る真空精錬で極低炭素鋼を製造する方法
であって、溶鋼の[C] が100ppm未満のときに、吹き込み
圧力Ｐが下記式を満足するとともに吹き込み位置と発
生した気泡が溶鋼から離脱する位置との間の距離ｈ2が
下記式を満足するようにして、溶鋼に水素ガスを吹き
込むことを特徴とする極低炭素鋼の製造方法である。
鋼を真空槽内で脱ガスすることにより溶鋼の成分調整お
よび清浄化を図る真空精錬で極低炭素鋼を製造する方法
であって、溶鋼の[C] が100ppm未満のときに、吹き込み
圧力Ｐが下記式を満足するとともに吹き込み位置と発
生した気泡が溶鋼から離脱する位置との間の距離ｈ2が
下記式を満足するようにして、溶鋼に水素ガスを吹き
込むことを特徴とする極低炭素鋼の製造方法である。
【００１５】
【数３】 Ｐ＝Ｐ1 ＋ｈ1 ρｇ≧７×104 (Pa) ・・・・・・・・・ ただし、 Ｐ1 ：真空槽内の圧力(Pa) ｈ1 ：真空槽内の溶鋼の表面と水素ガス吹き込み位置と
の間の垂直方向距離 (ｍ) ρ ：溶鋼の密度 (＝７×103kg/ｍ3) ｇ ：重力加速度(9.8ｍ/sec2)
の間の垂直方向距離 (ｍ) ρ ：溶鋼の密度 (＝７×103kg/ｍ3) ｇ ：重力加速度(9.8ｍ/sec2)
【００１６】
【数４】 ｈ2 ≧ 0.8 (ｍ） ・・・・・・・・・ 本発明における「真空精錬」とは、前述した一般的な意
味に用いており、真空槽内に処理すべき溶鋼を導き、溶
鋼中に含有されるガスや蒸発し易い不純物元素等を除去
することにより溶鋼の脱ガス、成分調整さらには清浄化
を図る処理をいい、具体的には、ＤＨ法、ＲＨ法、ＶＡ
Ｄ法、真空脱ガス法、取鍋脱ガス法さらにはＶＯＤ法等
が例示される。
味に用いており、真空槽内に処理すべき溶鋼を導き、溶
鋼中に含有されるガスや蒸発し易い不純物元素等を除去
することにより溶鋼の脱ガス、成分調整さらには清浄化
を図る処理をいい、具体的には、ＤＨ法、ＲＨ法、ＶＡ
Ｄ法、真空脱ガス法、取鍋脱ガス法さらにはＶＯＤ法等
が例示される。
【００１７】水素ガスを吹き込む態様は、何ら限定を要
するものではなく、公知の吹き込み手段を利用すること
ができる。例えば真空精錬としてＲＨ法を用いる場合に
は、真空槽の浸漬管の一部、および／または、真空槽の
下部に設置した取鍋の内面の一部にポーラスプラグを設
置しておき、該ポーラスプラグから溶鋼に水素ガスを吹
き込めばよい。
するものではなく、公知の吹き込み手段を利用すること
ができる。例えば真空精錬としてＲＨ法を用いる場合に
は、真空槽の浸漬管の一部、および／または、真空槽の
下部に設置した取鍋の内面の一部にポーラスプラグを設
置しておき、該ポーラスプラグから溶鋼に水素ガスを吹
き込めばよい。
【００１８】前記式における真空槽内の圧力Ｐ1 は、
例えば、真空槽に公知の圧力計を設置しておき、該圧力
計により測定することにより得られる。真空槽内の溶鋼
の表面と水素ガス吹き込み位置との間の垂直方向の距離
ｈ1(ｍ) は、真空槽内を環流中の溶鋼の上端位置と、溶
鋼への水素ガスの吹き込み位置との間の垂直方向の距離
を意味する。
例えば、真空槽に公知の圧力計を設置しておき、該圧力
計により測定することにより得られる。真空槽内の溶鋼
の表面と水素ガス吹き込み位置との間の垂直方向の距離
ｈ1(ｍ) は、真空槽内を環流中の溶鋼の上端位置と、溶
鋼への水素ガスの吹き込み位置との間の垂直方向の距離
を意味する。
【００１９】溶鋼の密度ρ、重力加速度ｇはともに定数
であって、それぞれ７×103kg/ｍ3、9.8 ｍ/sec2 を意
味する。さらに、前記式における距離ｈ2 は、水素ガ
スの吹き込み位置と発生した気泡が溶鋼から離脱する位
置との間の垂直方向の距離を意味する。
であって、それぞれ７×103kg/ｍ3、9.8 ｍ/sec2 を意
味する。さらに、前記式における距離ｈ2 は、水素ガ
スの吹き込み位置と発生した気泡が溶鋼から離脱する位
置との間の垂直方向の距離を意味する。
【００２０】
【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明では、溶鋼の真空精錬の際に、溶鋼の[C] が100ppm
未満になったときに、溶鋼中に水素ガスを吹込んで一旦
充分に溶鋼に吸収させ、その後に脱水素することによ
り、溶鋼中の[C] 、[O] が結合しCO気泡の核生成が行わ
れる際の気泡径である0.1cm 以下の直径の気泡を生成さ
せて、[C] ≦30ppm である脱炭反応停滞領域においても
脱炭反応サイトを確保することを目的とし、そのために
特定の吹き込み圧力および吹き込み位置で溶鋼中へ水素
ガスを吹き込む。
発明では、溶鋼の真空精錬の際に、溶鋼の[C] が100ppm
未満になったときに、溶鋼中に水素ガスを吹込んで一旦
充分に溶鋼に吸収させ、その後に脱水素することによ
り、溶鋼中の[C] 、[O] が結合しCO気泡の核生成が行わ
れる際の気泡径である0.1cm 以下の直径の気泡を生成さ
せて、[C] ≦30ppm である脱炭反応停滞領域においても
脱炭反応サイトを確保することを目的とし、そのために
特定の吹き込み圧力および吹き込み位置で溶鋼中へ水素
ガスを吹き込む。
【００２１】なお、本発明において、水素ガスの吹き込
みタイミングを[C] ＜100ppmと限定しているのは、[C]
≧100ppmで水素ガスの吹き込みを行うと脱炭によるCO発
生と、脱水素によるH2発生とが重なり、排気系への負荷
が増加し、所望の真空度を維持できなくなるからであ
る。さらに、溶鋼中の[H] が増大するのに要する時間を
考慮して[C]:20ppm 程度のときとすることが望ましい。
このように、脱炭反応の促進に有効な直径の気泡を生成
するために、前記式および式を満足させて溶鋼中に
水素ガスを吸収させる。
みタイミングを[C] ＜100ppmと限定しているのは、[C]
≧100ppmで水素ガスの吹き込みを行うと脱炭によるCO発
生と、脱水素によるH2発生とが重なり、排気系への負荷
が増加し、所望の真空度を維持できなくなるからであ
る。さらに、溶鋼中の[H] が増大するのに要する時間を
考慮して[C]:20ppm 程度のときとすることが望ましい。
このように、脱炭反応の促進に有効な直径の気泡を生成
するために、前記式および式を満足させて溶鋼中に
水素ガスを吸収させる。
【００２２】ここで、前記式における、真空槽内の溶
鋼の表面から水素ガス吹き込み位置までの垂直方向の距
離ｈ1(ｍ) 、および水素ガスの吹き込み位置と発生した
気泡が溶鋼から離脱する位置との間の距離ｈ2(ｍ) を図
１を参照しながら説明する。なお、以降の説明では、真
空精錬としてＲＨ処理を用いた場合を例にとるが、これ
はあくまでも説明をできるだけ具体的に行って理解を容
易とするための便宜上の処置であり、本発明における真
空精錬がＲＨ処理のみを意味するものではない。
鋼の表面から水素ガス吹き込み位置までの垂直方向の距
離ｈ1(ｍ) 、および水素ガスの吹き込み位置と発生した
気泡が溶鋼から離脱する位置との間の距離ｈ2(ｍ) を図
１を参照しながら説明する。なお、以降の説明では、真
空精錬としてＲＨ処理を用いた場合を例にとるが、これ
はあくまでも説明をできるだけ具体的に行って理解を容
易とするための便宜上の処置であり、本発明における真
空精錬がＲＨ処理のみを意味するものではない。
【００２３】図１は、真空精錬としてＲＨ処理を選択し
た場合の状況を模式的に示す説明図であり、溶鋼３への
水素の吹き込み位置が異なる場合を３例併せて示す。な
お、同図における符号１は真空槽を、符号２は取鍋を、
符号4a、4b、4cはそれぞれ水素ガス吹き込みのためのポ
ーラスプラグを、それぞれ示している。また、ＲＨ処理
では、２本の浸漬管5a、5bのうちの一方の浸漬管から溶
鋼３へArガスを吹き込み気泡の上昇運動を利用して溶鋼
３の環流を行うが、図１では説明の便宜上、かかるArガ
スの吹き込みのための装置の記載は省略してある。
た場合の状況を模式的に示す説明図であり、溶鋼３への
水素の吹き込み位置が異なる場合を３例併せて示す。な
お、同図における符号１は真空槽を、符号２は取鍋を、
符号4a、4b、4cはそれぞれ水素ガス吹き込みのためのポ
ーラスプラグを、それぞれ示している。また、ＲＨ処理
では、２本の浸漬管5a、5bのうちの一方の浸漬管から溶
鋼３へArガスを吹き込み気泡の上昇運動を利用して溶鋼
３の環流を行うが、図１では説明の便宜上、かかるArガ
スの吹き込みのための装置の記載は省略してある。
【００２４】図１に示すように、取鍋２に収容された溶
鋼３に浸漬管5aおよび5bを浸漬させた状態で真空槽１が
配置されており、真空槽１の内部は排気孔1aから吸引・
排気されて真空または減圧状態とされている。また、浸
漬管5aの一部に図示しないArガス吹き込み装置が設置さ
れており、取鍋２内の溶鋼３が真空槽１内に導入される
とともに浸漬管5bを介して取鍋２へ環流している。
鋼３に浸漬管5aおよび5bを浸漬させた状態で真空槽１が
配置されており、真空槽１の内部は排気孔1aから吸引・
排気されて真空または減圧状態とされている。また、浸
漬管5aの一部に図示しないArガス吹き込み装置が設置さ
れており、取鍋２内の溶鋼３が真空槽１内に導入される
とともに浸漬管5bを介して取鍋２へ環流している。
【００２５】このようなＲＨ処理において、前述のよう
に、本発明では、真空槽１および／または取鍋２に例え
ばポーラスプラグ等の水素ガスの吹き込み装置を設置し
て、処理すべき溶鋼３中に水素ガスを吹き込む。図１に
おける一点鎖線Ｂ−Ｂ' より左側は吹き込まれた水素ガ
スの気泡が真空槽１内に導入される場合を、図１におけ
る一点鎖線より右側は吹き込まれた水素ガスの気泡が真
空槽１には導入されず取鍋２から開放される場合をそれ
ぞれ示している。なお、ポーラスプラグを用いる場合、
その口径が 0.3〜3.0 mm程度の通常のポーラスプラグを
用いればよい。
に、本発明では、真空槽１および／または取鍋２に例え
ばポーラスプラグ等の水素ガスの吹き込み装置を設置し
て、処理すべき溶鋼３中に水素ガスを吹き込む。図１に
おける一点鎖線Ｂ−Ｂ' より左側は吹き込まれた水素ガ
スの気泡が真空槽１内に導入される場合を、図１におけ
る一点鎖線より右側は吹き込まれた水素ガスの気泡が真
空槽１には導入されず取鍋２から開放される場合をそれ
ぞれ示している。なお、ポーラスプラグを用いる場合、
その口径が 0.3〜3.0 mm程度の通常のポーラスプラグを
用いればよい。
【００２６】吹き込まれた水素ガスの気泡が真空槽１内
に導入される場合、すなわち図１においてはポーラスプ
ラグ4aおよび／または4bから水素ガスを吹き込む場合、
真空槽１内の溶鋼３の表面（図１における水平線Ａ−
Ａ' の高さ) と水素ガスの吹き込み位置との間の垂直方
向の距離ｈ1(ｍ) と、水素ガスの吹き込み位置と発生し
た気泡が溶鋼から離脱する位置との間の垂直方向の距離
ｈ2(ｍ) とは同じであり、ｈ1 ＝ｈ2 となる。なお、こ
のような場合としては、図１の一点鎖線Ｂ−Ｂ'より左
方に示したＲＨ法以外に、真空精錬として取鍋そのもの
が真空チャンバに完全に収容される例えばＶＯＤ法があ
る。
に導入される場合、すなわち図１においてはポーラスプ
ラグ4aおよび／または4bから水素ガスを吹き込む場合、
真空槽１内の溶鋼３の表面（図１における水平線Ａ−
Ａ' の高さ) と水素ガスの吹き込み位置との間の垂直方
向の距離ｈ1(ｍ) と、水素ガスの吹き込み位置と発生し
た気泡が溶鋼から離脱する位置との間の垂直方向の距離
ｈ2(ｍ) とは同じであり、ｈ1 ＝ｈ2 となる。なお、こ
のような場合としては、図１の一点鎖線Ｂ−Ｂ'より左
方に示したＲＨ法以外に、真空精錬として取鍋そのもの
が真空チャンバに完全に収容される例えばＶＯＤ法があ
る。
【００２７】吹き込まれた水素ガスの気泡が真空槽１内
に導入されず取鍋２から開放される場合、すなわち図１
においてはポーラスプラグ4cから水素ガスを吹き込む場
合、真空槽１内の溶鋼３の表面と水素ガス吹き込み位置
(ポーラスプラグ4aまたは4bの設置高さ) との間の垂直
方向の距離ｈ1(ｍ) と、水素ガスの吹き込み位置と発生
した気泡が溶鋼から離脱する位置との間の距離ｈ2(ｍ)
とは異なる。
に導入されず取鍋２から開放される場合、すなわち図１
においてはポーラスプラグ4cから水素ガスを吹き込む場
合、真空槽１内の溶鋼３の表面と水素ガス吹き込み位置
(ポーラスプラグ4aまたは4bの設置高さ) との間の垂直
方向の距離ｈ1(ｍ) と、水素ガスの吹き込み位置と発生
した気泡が溶鋼から離脱する位置との間の距離ｈ2(ｍ)
とは異なる。
【００２８】なお、本発明者の知見によれば、[C] ≦20
ppm の極低炭素量領域において脱水素を行いながら脱炭
を促進するには、真空槽内の圧力Ｐ1 は４×102Pa 以
下、具体的には60〜120 pa程度であることが望ましい。
したがって、式における吹き込み圧力Ｐは、実質的に
は、真空槽内の溶鋼の表面と水素ガスの吹き込み位置と
の間の垂直方向の距離ｈ1 により決定される。
ppm の極低炭素量領域において脱水素を行いながら脱炭
を促進するには、真空槽内の圧力Ｐ1 は４×102Pa 以
下、具体的には60〜120 pa程度であることが望ましい。
したがって、式における吹き込み圧力Ｐは、実質的に
は、真空槽内の溶鋼の表面と水素ガスの吹き込み位置と
の間の垂直方向の距離ｈ1 により決定される。
【００２９】このようにして、本発明では、真空槽内の
溶鋼の表面と水素ガスの吹き込み位置との間の垂直方向
の距離ｈ1 と、吹き込み位置と発生した気泡が溶鋼から
離脱する位置との間の距離ｈ2 とを決定し、式および
式を満足するようにして溶鋼に水素ガスを吹き込む。
溶鋼の表面と水素ガスの吹き込み位置との間の垂直方向
の距離ｈ1 と、吹き込み位置と発生した気泡が溶鋼から
離脱する位置との間の距離ｈ2 とを決定し、式および
式を満足するようにして溶鋼に水素ガスを吹き込む。
【００３０】ここで、水素ガスの吹き込み圧を式のよ
うに、また水素ガスの吹き込み位置と発生した気泡が溶
鋼から離脱する位置との間の垂直方向の距離ｈ2 を式
のように限定するのは、ともに溶鋼中への水素ガスの吸
収を確保するためである。以下、この理由を詳述する。
うに、また水素ガスの吹き込み位置と発生した気泡が溶
鋼から離脱する位置との間の垂直方向の距離ｈ2 を式
のように限定するのは、ともに溶鋼中への水素ガスの吸
収を確保するためである。以下、この理由を詳述する。
【００３１】本発明者は、水素ガスを溶鋼に吹き込み吸
収させる条件を調べるため、槽内圧力Ｐ1 を種々変更し
た真空チャンバーを用いて、該真空チャンバー内に、所
定の浴深となるように溶鋼を装入した取鍋を配置し、こ
の取鍋の底部壁面に配置したポーラスプラグ（ｈ1 ：一
定）から溶鋼中へ水素ガスを吹き込んだ。
収させる条件を調べるため、槽内圧力Ｐ1 を種々変更し
た真空チャンバーを用いて、該真空チャンバー内に、所
定の浴深となるように溶鋼を装入した取鍋を配置し、こ
の取鍋の底部壁面に配置したポーラスプラグ（ｈ1 ：一
定）から溶鋼中へ水素ガスを吹き込んだ。
【００３２】Ｐ1 ＝２×102 paの条件下において、吹き
込み圧力Ｐ＝Ｐ1 ＋ｈ1 ρｇ＝1.0×105 paを基準とし
て、水素ガス吸収効率、大気圧 (≒1.0 ×105 Pa) の際
の水素ガス吸収量を規準 (1.0)として水素ガス吸収効率
を算出した。すなわち、初期 [H]濃度＝ 0.6〜1.0 ppm
の溶鋼 275ton に対して、水素ガス(H2) 25Nm3を 2.5Nm
3/min の速度で吹き込み水素濃度の上昇を調査した。つ
まり、
込み圧力Ｐ＝Ｐ1 ＋ｈ1 ρｇ＝1.0×105 paを基準とし
て、水素ガス吸収効率、大気圧 (≒1.0 ×105 Pa) の際
の水素ガス吸収量を規準 (1.0)として水素ガス吸収効率
を算出した。すなわち、初期 [H]濃度＝ 0.6〜1.0 ppm
の溶鋼 275ton に対して、水素ガス(H2) 25Nm3を 2.5Nm
3/min の速度で吹き込み水素濃度の上昇を調査した。つ
まり、
【００３３】
【数５】
【００３４】水素ガス吸収効率の調査結果を (Ｐ1 ＋ｈ
1 ρｇ) との関係で図２にグラフで示す。同図に示すグ
ラフから、溶鋼中に充分に水素ガスを吸収させるために
は、 (Ｐ1 ＋ｈ1 ρｇ) ≧７×104 Paであることが必要
である。
1 ρｇ) との関係で図２にグラフで示す。同図に示すグ
ラフから、溶鋼中に充分に水素ガスを吸収させるために
は、 (Ｐ1 ＋ｈ1 ρｇ) ≧７×104 Paであることが必要
である。
【００３５】また、本発明者は、同一の装置を用いて、
水素ガスの吹き込み位置と発生した気泡が溶鋼から離脱
する位置との間の距離ｈ2 と、水素ガス吸収効率との関
係を調査した。水素ガス吸収効率の調査結果をｈ2 との
関係で図３にグラフで示す。
水素ガスの吹き込み位置と発生した気泡が溶鋼から離脱
する位置との間の距離ｈ2 と、水素ガス吸収効率との関
係を調査した。水素ガス吸収効率の調査結果をｈ2 との
関係で図３にグラフで示す。
【００３６】同図に示すグラフから、水素ガスの吹き込
み位置と発生した気泡が溶鋼から離脱する位置との間の
距離ｈ2 ：1.5 ｍのときの水素ガス吸収効率を基準(1.
0) とすると0.8 ｍ前後を境に急激に減少するため、ｈ
2 ≧0.8 ｍと限定した。
み位置と発生した気泡が溶鋼から離脱する位置との間の
距離ｈ2 ：1.5 ｍのときの水素ガス吸収効率を基準(1.
0) とすると0.8 ｍ前後を境に急激に減少するため、ｈ
2 ≧0.8 ｍと限定した。
【００３７】なお、式による吹き込み圧は、通常のＲ
Ｈ処理装置の場合には、７×104 〜3.5 ×105 pa程度と
なる。
Ｈ処理装置の場合には、７×104 〜3.5 ×105 pa程度と
なる。
【００３８】このように、本発明によれば、真空精錬時
の溶鋼中に水素ガスを吹き込んで確実に吸収させ、その
後に脱水素することにより、溶鋼中で2[H]→H2(g) なる
反応を進行させることにより水素ガスの核生成を進行さ
せ、確実に脱炭反応の促進を図ることが可能となる。さ
らに、本発明を実施例を参照しながら説明するが、これ
は本発明の例示であり、これにより本発明が限定される
ものではない。
の溶鋼中に水素ガスを吹き込んで確実に吸収させ、その
後に脱水素することにより、溶鋼中で2[H]→H2(g) なる
反応を進行させることにより水素ガスの核生成を進行さ
せ、確実に脱炭反応の促進を図ることが可能となる。さ
らに、本発明を実施例を参照しながら説明するが、これ
は本発明の例示であり、これにより本発明が限定される
ものではない。
【００３９】
【実施例】図４に示すように、処理溶鋼８の最大量：30
0ton、浸漬管6a、6b (ただし、6aは上昇管、6bは下降
管) の内径：0.70ｍ、還流用Arガス最大流量：2500Nl/m
inの諸元を有する、真空槽６および取鍋７により構成さ
れたＲＨ処理装置を用いて、以下に記す条件により、Ｒ
Ｈ脱ガス処理前の[C] ：300 〜350 ppm 、[O] ＝550〜7
00 ppm の溶鋼の脱炭実験を行った。
0ton、浸漬管6a、6b (ただし、6aは上昇管、6bは下降
管) の内径：0.70ｍ、還流用Arガス最大流量：2500Nl/m
inの諸元を有する、真空槽６および取鍋７により構成さ
れたＲＨ処理装置を用いて、以下に記す条件により、Ｒ
Ｈ脱ガス処理前の[C] ：300 〜350 ppm 、[O] ＝550〜7
00 ppm の溶鋼の脱炭実験を行った。
【００４０】なお、真空槽６および取鍋７には、図４に
示す各位置にポーラスプラグ9a、9b、9c、9d、9e、9fが
それぞれ配設されており、これらのポーラスプラグ9a、
9b、9c、9d、9eまたは9fから溶鋼８中へ水素ガスを吹き
込むことができるように構成されている。
示す各位置にポーラスプラグ9a、9b、9c、9d、9e、9fが
それぞれ配設されており、これらのポーラスプラグ9a、
9b、9c、9d、9eまたは9fから溶鋼８中へ水素ガスを吹き
込むことができるように構成されている。
【００４１】脱炭実験は、まずポーラスプラグからの
水素吹き込み位置の違いによる脱炭速度の影響を調査
し、その後に水素吹き込み開始時期の違いによる脱炭
速度の影響を調査した。
水素吹き込み位置の違いによる脱炭速度の影響を調査
し、その後に水素吹き込み開始時期の違いによる脱炭
速度の影響を調査した。
【００４２】水素ガス吹き込み位置 水素ガス吹き込み位置の違いに基づく脱炭速度の影響を
調査した。図４に示すＲＨ処理装置を用いて真空脱炭処
理を開始してから８分間経過した時に、各ポーラスプラ
グ9a、9b、9c、9d、9eまたは9fから溶鋼８中へ水素ガス
を2500Nl/min吹き込み、水素ガス吹き込み開始から15分
間経過時、および25分間経過時の溶鋼中の[C] を測定し
た。測定結果を表１にまとめて示す。なお、比較のた
め、表１には水素ガスの吹き込みを行わない従来の方法
によった場合の測定結果を併せて示す。
調査した。図４に示すＲＨ処理装置を用いて真空脱炭処
理を開始してから８分間経過した時に、各ポーラスプラ
グ9a、9b、9c、9d、9eまたは9fから溶鋼８中へ水素ガス
を2500Nl/min吹き込み、水素ガス吹き込み開始から15分
間経過時、および25分間経過時の溶鋼中の[C] を測定し
た。測定結果を表１にまとめて示す。なお、比較のた
め、表１には水素ガスの吹き込みを行わない従来の方法
によった場合の測定結果を併せて示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】表１から、本発明により、15分間のＲＨ処
理により溶鋼濃度を５〜６ppm に、25分間のＲＨ処理に
より溶鋼濃度を３〜４ppm にそれぞれ低減することがで
きた。これは、従来 [C]＝５ppm を得るには35〜40分の
脱炭処理が必要であったのに対して (従来技術) 約半分
の時間であり、本発明により、[C] ≦30ppm の領域にお
ける脱炭処理速度を約２倍程度に上昇することができ
た。
理により溶鋼濃度を５〜６ppm に、25分間のＲＨ処理に
より溶鋼濃度を３〜４ppm にそれぞれ低減することがで
きた。これは、従来 [C]＝５ppm を得るには35〜40分の
脱炭処理が必要であったのに対して (従来技術) 約半分
の時間であり、本発明により、[C] ≦30ppm の領域にお
ける脱炭処理速度を約２倍程度に上昇することができ
た。
【００４５】水素ガス吹き込み開始時期 ポーラスプラグ9fのみを用いて、溶鋼中に水素ガスを25
00Nl/min吹き込み、水素ガス吹き込み開始から15分間経
過時、および25分間経過時の溶鋼中の[C] を測定した。
なお、水素ガスの吹き込みタイミングは、表２に示すよ
うに、溶鋼中の[C] が150 〜10ppm になった時の７水準
とした。測定結果を表２にまとめて示す。
00Nl/min吹き込み、水素ガス吹き込み開始から15分間経
過時、および25分間経過時の溶鋼中の[C] を測定した。
なお、水素ガスの吹き込みタイミングは、表２に示すよ
うに、溶鋼中の[C] が150 〜10ppm になった時の７水準
とした。測定結果を表２にまとめて示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】表２に示すように、[C] ≧100 ppm で水素
ガスの吹込みを行うと脱炭速度が低下する。これは、脱
炭によるCO発生と脱水素によるH2発生とが重なり、排気
系への負荷が増加するためである。よって、水素ガスの
吹き込みを行うのは、溶鋼中の[C] が100 ppm 未満にな
ったときである。
ガスの吹込みを行うと脱炭速度が低下する。これは、脱
炭によるCO発生と脱水素によるH2発生とが重なり、排気
系への負荷が増加するためである。よって、水素ガスの
吹き込みを行うのは、溶鋼中の[C] が100 ppm 未満にな
ったときである。
【００４８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、溶
鋼を真空槽内で脱ガスする真空精錬により極低炭素鋼を
製造する際に、従来よりも迅速に極低炭素鋼を製造する
ことが可能となった。
鋼を真空槽内で脱ガスする真空精錬により極低炭素鋼を
製造する際に、従来よりも迅速に極低炭素鋼を製造する
ことが可能となった。
【図１】真空精錬としてＲＨ処理を選択した場合の状況
を模式的に示す説明図である。
を模式的に示す説明図である。
【図２】水素ガス吸収効率の調査結果を (Ｐ1 ＋ｈ1 ρ
ｇ) との関係で示すグラフである。
ｇ) との関係で示すグラフである。
【図３】水素ガス吸収効率の調査結果をｈ2 との関係で
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】実施例で用いたＲＨ処理装置の構成を示す説明
図である。
図である。
１：真空槽 1a：排気孔 ２：取鍋 ３：溶鋼 4a 〜4c：ポーラスプラグ 5a、5b：浸漬管 ６：真空槽 6a、6b：浸漬管 ７：取鍋 ８：溶鋼 9a〜9f：ポーラスプラグ
Claims (1)
- 【請求項１】 溶鋼を真空槽内で脱ガスすることにより
溶鋼の成分調整および清浄化を図る真空精錬で極低炭素
鋼を製造する方法であって、前記溶鋼の[C]が100ppm未
満のときに、吹き込み圧力Ｐが下記式を満足するとと
もに吹き込み位置と発生した気泡が溶鋼から離脱する位
置との間の距離ｈ2 が下記式を満足するようにして、
前記溶鋼に水素ガスを吹き込むことを特徴とする極低炭
素鋼の製造方法。 【数１】 Ｐ＝Ｐ1 ＋ｈ1 ρｇ≧７×104 (Pa) ・・・・・・・・・ ただし、 Ｐ1 ：真空槽内の圧力(Pa) ｈ1 ：真空槽内の溶鋼の表面と水素ガス吹き込み位置と
の間の垂直方向の距離 (ｍ) ρ ：溶鋼の密度 (＝７×103kg/ｍ3) ｇ ：重力加速度(9.8ｍ/sec2) 【数２】 ｈ2 ≧ 0.8 (ｍ） ・・・・・・・・・
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15371293A JPH0741833A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 極低炭素鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15371293A JPH0741833A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 極低炭素鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0741833A true JPH0741833A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=15568454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15371293A Withdrawn JPH0741833A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 極低炭素鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0741833A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7036968B2 (en) | 2002-09-10 | 2006-05-02 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Vehicular lamp with cover including cylindrical lens step portion |
| KR100925596B1 (ko) * | 2002-12-23 | 2009-11-06 | 주식회사 포스코 | 극저탄소강 제조를 위한 용강의 정련방법 |
| CN114703342A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-07-05 | 北京科技大学 | 去除钢液杂质的方法和冶金方法 |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP15371293A patent/JPH0741833A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7036968B2 (en) | 2002-09-10 | 2006-05-02 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Vehicular lamp with cover including cylindrical lens step portion |
| KR100925596B1 (ko) * | 2002-12-23 | 2009-11-06 | 주식회사 포스코 | 극저탄소강 제조를 위한 용강의 정련방법 |
| CN114703342A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-07-05 | 北京科技大学 | 去除钢液杂质的方法和冶金方法 |
| CN114703342B (zh) * | 2022-04-15 | 2022-11-08 | 北京科技大学 | 去除钢液杂质的方法和冶金方法 |
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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: 20000905 |