JPH0741838A - Rh真空脱ガス処理方法 - Google Patents

Rh真空脱ガス処理方法

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JPH0741838A
JPH0741838A JP16122793A JP16122793A JPH0741838A JP H0741838 A JPH0741838 A JP H0741838A JP 16122793 A JP16122793 A JP 16122793A JP 16122793 A JP16122793 A JP 16122793A JP H0741838 A JPH0741838 A JP H0741838A
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JP
Japan
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molten steel
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depth
degassing treatment
vacuum chamber
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Withdrawn
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JP16122793A
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English (en)
Inventor
Kenichi Miyazawa
宮沢憲一
Akito Kiyose
清瀬明人
Hironori Goto
後藤裕規
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 RH脱ガス処理において、溶鋼の脱炭速度を
促進し、低炭素鋼の溶製を低コストでかつ安定して行
う。 【構成】 COガス気泡の発生限界深さHがH≧15c
mを満足する脱ガス処理時間内の期間において、真空槽
内の溶鋼深さを15cm以上かつ45cm以下の任意の
値で一定にして脱ガス処理することにより、真空槽の底
部におけるCOガス気泡の発生を促進して脱炭反応速度
を増加させる。ただし、Hは(1)式より求められる値
(cm)とする。 H=γ(PCO−PV −β) …(1) ここで、PCOは溶鋼中の炭素濃度と酸素濃度に平衡する
COガスの圧力(atm)、PV はRH真空槽内の圧力
(atm)、βは定数で0.02の値であり、γは係数
で140の値である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼のRH脱ガス処理
に関する。
【0002】
【従来の技術】溶鋼中の炭素を除去する方法として、R
H脱ガス処理を行うことは一般によく行われているが、
昨今、低炭素鋼の脱ガス処理時間の短縮の要求や、極低
炭素鋼製造の要求が高まり、脱炭速度のさらなる向上が
必要となっている。従来、RH脱ガス処理における脱炭
速度の促進には、上昇管からの吹込みガス量の増加や浸
漬管径の増加により溶鋼還流量を増大する方法、真空槽
内の溶鋼に酸素ガスを吹込み、溶鋼中の酸素濃度や気液
界面積を増大する方法などが平岡照祥:第143回西山
記念技術講座、1992、p.107−135[日本鉄
鋼協会](文献1)に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】文献1に開示されてい
る方法では、脱炭速度向上に有効であるが脱炭速度に限
度があり、また、上昇管からの吹込みガス量増加や真空
槽内の溶鋼への酸素吹きおよび浸漬管径の増加は操業コ
ストや設備費の増加を伴う。これらの理由で、さらなる
脱炭速度促進を低コストで行う方法が望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、RH脱ガス処
理において、減圧下で溶鋼中の炭素を酸素との反応によ
り除去する際、COガス気泡の発生限界深さHがH≧1
5cmを満足する脱ガス処理時間内の期間において、真
空槽内の溶鋼深さを15cm以上かつ45cm以下の任
意の値で一定にして脱ガス処理することにより、真空槽
の底部におけるCOガス気泡の発生を促進して脱炭反応
速度を増加することを特徴とするRH真空処理方法であ
る。ただし、Hは(1)式より求められる値(cm)と
する。
【0005】H=γ(PCO−PV −β) …(1) ここで、PCOは溶鋼中の炭素濃度と酸素濃度に平衡する
COガスの圧力(atm)、PV はRH真空槽内の圧力
(atm)、βは定数で0.02の値であり、γは係数
で140の値である。
【0006】
【作用】図1は、RH脱ガス処理方法を模式的に示した
図である。RH脱ガス処理方法としては、RH真空槽1
の下部に設置された浸漬管2および3を取鍋5内の溶鋼
10に浸漬し、真空槽内6を減圧すると、大気圧と真空
槽内の圧力の差に応じて取鍋内の溶鋼が真空槽に侵入す
る。浸漬管2の管壁よりArガスを吹き込むと、Arガ
スの浮力の作用によって溶鋼に上昇力が働き、溶鋼は取
鍋から浸漬管2に吸い込まれ真空槽内へ上昇し、真空槽
内の溶鋼9は浸漬管3から下降し、還流が生じることに
なる。
【0007】RH脱ガスプロセスにおいては、主に、
吹き込まれたArガス気泡と溶鋼の界面、真空槽内の
溶鋼湯面、真空槽内の溶鋼のスプラッシュ(溶鋼滴)
の界面などにおいて、溶鋼中の炭素と酸素との反応によ
りCOガスとなって気相側に脱ガスされることにより脱
炭が生じることの他に、真空槽内における溶鋼と耐火
物などとの不均一界面などにおいて、溶鋼中の炭素と酸
素との反応によりCOガス気泡が発生し、この気泡が溶
鋼中を浮上する間に脱炭が生じる。脱炭速度を増加する
ためには、これらからなどの種々の場所における反
応を促進することが重要であるが、RH脱ガス処理で
は、溶鋼中の炭素濃度と酸素濃度が比較的高い時期で
は、の真空槽内の耐火物界面におけるCOガス気泡に
よる脱炭が活発である。
【0008】このCOガス発生は、耐火物と溶鋼との不
均一界面で生じ易く、溶鋼の静圧が小さいほど、すなわ
ち溶鋼の深さが浅く、真空槽の圧力が小さいほど発生し
易い。また、耐火物との界面積が多いほどCO気泡の発
生場所は多くなり、COガス発生量が多くなる。
【0009】CO気泡が発生できる溶鋼深さの限界値H
(cm)は、気泡内の圧力が溶鋼静圧と気泡発生時の過
飽和圧力の和より大きい時に気泡が成長できると考えて
得られた次の(2)式で記述できる。
【0010】H=γ(PCO−PV −β) …(2) ここで、PCOは溶鋼中の炭素濃度と酸素濃度に平衡する
COガスの圧力(atm)、PV はRH真空槽内の圧力
(atm)、βは気泡が発生する際の過飽和圧力に関す
る定数で約0.02の値であり、γは係数で140の値
である。
【0011】COガス気泡が発生する耐火物と溶鋼との
界面には、図1において、真空槽内の内壁8と底部7が
あるが、真空槽内の溶鋼深さh1 を上記の(2)式で記
述される深さHより深くしてしまうと、COガス気泡は
内壁8の一部でしか発生せず、底部7からは発生しなく
なる。そこで、脱炭速度を増加するためには、真空槽の
溶鋼深さh1 をHより浅くして脱ガス操作をする必要が
ある。しかし、真空槽の溶鋼深さを余りにも浅くしてし
まうと、溶鋼の還流に支障が起こり、還流量が減少して
脱炭速度が減少するため、溶鋼深さの下限値が存在す
る。なお、真空槽の溶鋼深さh1 については、取鍋内湯
面から真空槽内湯面までの溶鋼高さ(h2)が主に真空
槽内の圧力と溶鋼還流量によって支配されるため、取鍋
の位置を上下に移動させることによって所望の溶鋼深さ
に制御できる。
【0012】図2は、溶鋼中の炭素濃度と酸素濃度に平
衡するCOガスの圧力PCOと真空槽内の圧力PV に関し
て、脱ガス処理時間中の経時変化を模式的に示した図で
ある。(2)式から、COガス気泡が発生できる溶鋼深
さの限界値Hは、PCOと(PV −β)の差が大きいほど
大きくなり、より深い位置でCOガス気泡が発生できる
ことが分かる。一方、図2から、PCOと(PV −β)の
差が正の値になり、Hの値が溶鋼の還流に支障を起こさ
ない値になる時期は、処理の初期と末期を除いた期間に
あり、この期間で真空槽内の溶鋼深さを十分に浅くなる
ように制御すれば、真空槽の底部からもCOガス気泡が
生じ、脱炭速度が増加する。
【0013】
【実施例】真空槽の内径が2.4m、浸漬管の内径が
0.65mのRH真空槽を使って、取鍋内の溶鋼(30
0t)の脱ガス処理実験を行った。処理前の溶鋼中の炭
素濃度は300ppm、酸素濃度は400ppmで、処
理時間中に一定間隔で取鍋内の溶鋼を採取し、溶鋼組成
の経時変化を測定した。
【0014】真空槽内の溶鋼深さは、10−50cmの
範囲の値で処理中一定となるよう取鍋の位置を上下させ
ることにより制御した。溶鋼深さを余りにも浅くすると
溶鋼還流量が、低下する。後述の実験結果でも示すよう
に、本実験では溶鋼深さが10cm以下の場合に脱炭速
度が減少したため、溶鋼深さを制御する期間について
は、H≧15cmの期間について検討し、(3)と
(1)式より計算で求めた。
【0015】PCO=K・CC ・CO …(3) ここで、CC は炭素濃度(mass%)で、CC =CC0
・exp(−kC ・T)で表され、CO は酸素濃度(m
ass%)である。酸素濃度の値としては、脱ガス処理
中の変化が比較的少ないため、実測値の平均値を用い
た。KはCO反応の平衡定数、CC0は初期炭素濃度(m
ass%)、TはT=t−t0 であり、tは脱ガス処理
時間(min)、t0 は定数(min)、また、kC
脱炭速度定数(1/min)である。定数t0 と定数k
C の値は、炭素濃度の経時変化の実測値に計算値が一番
良く一致するように決めることができる。RH脱ガス処
理では、処理開始から時間t0 の間、炭素濃度は見かけ
上ほぼ一定で、時間t0 の後、炭素濃度が減少し始め
る。本実験では、定数t0 の値は約2.5分であった。
また、各実験のkC の値を求めたが、真空槽の溶鋼深さ
を変えた結果では約0.17から0.25(1/mi
n)の範囲の値となった。
【0016】真空槽内の溶鋼深さ以外の操業条件は一定
にして実験を行った。なお、比較のために、処理中溶鋼
深さを50cmで一定にした実験も行った。また、溶鋼
深さを余りにも浅くすると溶鋼還流量が低下し、脱炭速
度が減少したため、Hの値が15cm以下になる期間に
おいては、溶鋼深さを50cmで一定にした。
【0017】実験の結果、真空槽の溶鋼深さを50cm
で一定にして処理した場合、処理時間15分における炭
素濃度は25ppmであった。これに対して、溶鋼深さ
を制御した場合に関し、脱ガス処理時間15分における
炭素濃度に及ぼす真空槽内の溶鋼深さの効果を図3に示
す。溶鋼深さ50cmで一定にした場合の炭素濃度25
ppmに対して、真空槽内の溶鋼高さが15〜45cm
の場合にはより低い炭素濃度になっており、本発明に従
って処理中に溶鋼深さを浅くする方法の効果があること
が分かる。溶鋼深さが10cmの場合には、溶鋼の還流
が悪化するため、処理開始15分後の炭素濃度は溶鋼深
さを制御しなかった場合の25ppmよりも高くなり、
好ましくないことが分かる。
【0018】
【発明の効果】本発明を実施すれば、溶鋼の脱炭速度を
容易に促進でき、低炭素鋼の溶製を低コストでかつ安定
して行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】RH脱ガス処理方法の概略図。
【図2】脱ガス処理中における真空槽の溶鋼深さの制御
期間を示す図。
【図3】脱ガス処理15分における溶鋼中の炭素濃度を
示す図。
【符号の説明】
1…真空槽 2…浸漬管(上昇
管) 3…浸漬管(下降管) 4…Arガス吹込
み位置 5…取鍋 6…真空槽内部 7…真空槽底部 8…真空槽内壁 9…真空槽内の溶鋼 10…取鍋内の溶
鋼 11…スラグ h1 …真空槽内溶
鋼深さ h2 …取鍋内湯面から真空槽内湯面までの高さ(溶鋼ヘ
ッド)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 RH脱ガス処理において、減圧下で溶鋼
    中の炭素を酸素との反応により除去する際、COガス気
    泡の発生限界深さHがH≧15cmを満足する脱ガス処
    理時間内の期間において、真空槽内の溶鋼深さを15c
    m以上かつ45cm以下の値で一定にして脱ガス処理す
    ることにより、真空槽の底部におけるCOガス気泡の発
    生を促進して脱炭反応速度を増加することを特徴とする
    RH真空処理方法 ただしHは(1)式より求められる値(cm) H=γ(PCO−PV −β) …(1) PCO:溶鋼中の炭素濃度と酸素濃度に平衡するCOガス
    の圧力(atm) PV :RH真空槽内の圧力(atm) β :定数で0.02の値 γ :係数で140の値
JP16122793A 1993-06-30 1993-06-30 Rh真空脱ガス処理方法 Withdrawn JPH0741838A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5630229A (en) * 1995-10-17 1997-05-20 Billy International, Ltd. Zipperless wetsuit
JP2008255421A (ja) * 2007-04-05 2008-10-23 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶鋼の加熱方法
JP2016211018A (ja) * 2015-04-30 2016-12-15 新日鐵住金株式会社 溶鋼の精錬処理方法

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