JPH0776716A

JPH0776716A - 溶鋼の真空脱ガス加熱方法

Info

Publication number: JPH0776716A
Application number: JP22345493A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Kurokawa; 伸洋黒川; Nobuhide Aoki; 伸秀青木; Hiroshi Ikenaga; 寛池永; Shintaro Matsumoto; 伸太郎松本; Mitsuhiro Yamamoto; 光博山本; Yuko Sato; 祐功佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】既脱酸鋼または未脱酸あるいは弱脱酸鋼のい
ずれにも適用でき、爆発等の危険性のない、真空脱ガス
処理に際しての温度降下を低減する技術の開発。【構成】真空脱ガス処理槽３内における溶鋼２の浴面
から所定距離をおいて酸素あるいは酸素含有ガスと炭素
含有粉体とを同一ランス５（７）によりあるいは別々の
ランス５，７から浴面方向に吹き付け、浴面直上でこの
炭素含有粉体を燃焼させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶鋼の真空脱ガス加
熱方法に関し、詳述すれば、真空脱ガス処理槽内での真
空処理中に、該槽内において可燃性固体燃料粉（例：炭
素含有粉体）を燃焼させることにより、取鍋内溶鋼の効
果的な加熱、昇温あるいは温度降下抑制を実現する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、清浄鋼に対する需要が拡大し、炉
外精錬の１種として真空脱ガス処理が広く行われるよう
になってきているが、特に高度の脱ガス処理が要求され
る場合には処理時間の延長に伴って溶鋼温度の低下が問
題となることがある。

【０００３】ところで、従来にあっても、真空脱ガス処
理に際して溶鋼を加熱する方法は公知であった。例え
ば、特開平２−77518 号公報に開示されている方法によ
れば、製鋼炉で溶製された未脱酸溶鋼、もしくは弱脱酸
溶鋼の脱ガス、脱炭処理を行うに際し、真空処理槽内に
おける溶鋼の浴面から所定距離、離れた上方位置から酸
素あるいは酸素含有ガスを溶鋼表面に吹き付け、溶鋼の
脱炭反応を進行させると共に、脱ガス処理中に発生する
COガスを燃焼させ、溶鋼温度の降下量を低減させてい
る。

【０００４】また、同じく特開昭64−217 号公報には、
真空処理槽を用いる溶鋼の真空精錬プロセスにおいて、
真空処理槽下方から溶鋼中にまたは溶鋼中と溶鋼浴面上
に可燃性ガスを吹き込むと同時にその真空処理槽内の溶
鋼浴面の上方から酸素を供給し、溶鋼浴面上方域に燃焼
域を形成させることにより、溶鋼を加熱昇温させつつ精
錬を行うことを特徴とする方法が開示されている。

【０００５】しかしながら、上記特開平２−77518 号公
報に開示される方法では、処理中に酸素含有ガスを吹き
付けて脱炭するため、溶鋼の種類が未脱酸、弱脱酸に限
定される。広く処理対象となるAl−Si−Mnキルド鋼に適
用できないため効果が限定される。

【０００６】また、特開昭64−217 号公報に開示される
方法では、可燃性物体としてガスを用いるため、配管経
路上の弁、継手部からのガスのリークの危険性がある。
このとき、実際に溶鋼の入った取鍋付近は高温雰囲気下
にあるため、爆発等安全面で問題がある。特に安価な可
燃性ガスとして例えばコークス炉ガスの様な水素含有ガ
スを用いる場合、分子量が小さいため、ガスのリークが
しばしば発生し安全面で実用に耐えない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の目的
は、既脱酸鋼または未脱酸あるいは弱脱酸鋼のいずれに
も適用でき、安全面でリーク・爆発等の危険性のない、
真空脱ガス処理に際して簡便に採用できる溶鋼の加熱方
法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決すべく
種々検討を重ねたところ、固体燃料としてグラファイト
のような固体炭素を使用することに着目して、さらに研
究開発を続け、固体酸素の燃焼熱を利用することで脱ガ
ス処理に何ら影響を与えずに溶鋼の効果的な加熱が行い
うることを知り、本発明を完成した。

【０００９】よって、本発明の要旨とするところは、製
鋼炉で溶製された既脱酸溶鋼または未脱酸あるいは弱脱
酸溶鋼を真空脱ガス処理に供するに当たり、真空脱ガス
処理槽内における溶鋼の浴面から、所定距離をおいて、
上方位置から酸素あるいは酸素含有ガスと共に炭素含有
粉体のような可燃性固体燃料粉を、例えば同一ランスに
よって浴面方向に吹き付け、浴面直上で上記固体燃料粉
を燃焼させることにより溶鋼あるいは槽耐火物を加熱
し、処理中の溶鋼温度の降下量を低減させることを特徴
とする溶鋼の真空脱ガス処理期間中の溶鋼の加熱方法
（以下、単に溶鋼の真空脱ガス加熱方法という）であ
る。

【００１０】なお、製鋼炉で溶製された未脱酸あるいは
弱脱酸溶鋼を真空脱ガス処理に供する場合には、真空脱
ガス処理中に脱酸剤を添加し、溶鋼を脱酸した後に、上
述の炭素含有粉体の燃焼を行ってもよい。

【００１１】さらに本発明の別の態様によれば、例えば
２本のランスを使用することで、上述の酸素あるいは酸
素含有ガスと、可燃性固体燃料粉とを別々に浴面方向に
吹き付けるようにしてもよい。

【００１２】ここに、上記酸素含有ガスとは純酸素、二
酸化炭素と酸素ガスとの混合ガス、その他空気を例示で
き、また可燃性固体燃料粉としては炭素含有粉体、すな
わちグラファイトなどの炭素粉、コークス粉を例示でき
る。

【００１３】

【作用】次に、添付図面を参照しながら、本発明の作用
についてさらに具体的に説明する。なお、同一部材は同
一符号をもって示す。

【００１４】図１は、本発明を実施する真空脱ガス装置
の１例の概略説明図であり、図示例では、真空脱ガス処
理槽３直上から酸素あるいは酸素含有ガスとともに可燃
性固体燃料粉である炭素含有粉体を吹き付けるためのラ
ンス５(7) を真空処理中に槽内に下降させ浴面上所定位
置に達したところで停止後、上記ガスおよび粉体を浴面
に吹き付け、粉体を燃焼させる。

【００１５】図２は、別の態様を示す同じく真空脱ガス
装置の概略説明図であり、真空脱ガス処理槽３上部側壁
部から斜め下方の浴面に向け上記ランス５(7) を下降さ
せ、浴面上所定位置に達したところで停止後、上記ガス
および粉体を浴面に吹き付け粉体を燃焼させる。

【００１６】図３は、さらに別の態様を示すもので、真
空脱ガス処理槽３直上から酸素あるいは酸素含有ガスを
吹き付けるためのランス５を真空処理中に槽内に下降さ
せ、浴面上所定位置に達したところで停止後、上記ガス
を浴面に吹き付けるとともに槽下部側壁に設置した粉体
吹き付けノズル７から炭素含有粉体を浴面に吹き付け浴
面上で前記酸素あるいは酸素含有ガスにより粉体を燃焼
させる。

【００１７】いずれの場合も、未脱酸溶鋼または弱脱酸
溶鋼を脱ガス処理する場合には、脱ガス処理中に適宜脱
酸剤を溶鋼中に投入して脱酸を継続させてもよい。

【００１８】図１ないし３の装置において、この発明に
よれば、取鍋１に収容された溶鋼は、既脱酸鋼または未
脱酸あるいは弱脱酸鋼のいずれであってもよい。溶鋼２
に対しては、炭素含有粉体を粉体吹き付けノズル７から
浴面方向に粉体を吹き付けるとともに酸素あるいは酸素
含有ガスをランス５から供給して該炭素含有粉体を燃焼
させ、この燃焼熱を利用して溶鋼あるいは槽耐火物を加
熱する。符号６は還流ガス配管を示すもので、これは慣
用のものであればよい。燃焼排ガスは排気ダクト４を経
て取り出される。

【００１９】ここに、ランス５の先端と真空処理槽内浴
面間の距離あるいは粉体吹き付けノズル７の先端と真空
処理槽内浴面間の距離を適切に制御することによって、
溶鋼浴面上方で良好な粉体燃焼領域８が形成され、溶鋼
２の脱ガス処理中に見られる温度降下防止が実現され
る。換言すれば、この粉体燃焼領域８を浴面上に浴面か
ら離間させて形成させることが、真空脱ガス処理に悪影
響を及ぼさないためには重要である。

【００２０】なお、図１、図２においては粉体吹き付け
ノズル７と酸素あるいは酸素含有ガス吹き付けランス５
は同一部材であり、この場合は粉体吹き付け用キャリア
ガスは上記酸素あるいは酸素含有ガスが役割を兼ねるこ
とになる。図３では粉体吹き付けノズル７と酸素あるい
は酸素含有ガス吹き付けランス５が別部材として構成さ
れる。

【００２１】炭素含有粉体を燃焼させるべく供給する酸
素あるいは酸素含有ガスについては、該粉体との十分な
混合をはかることにより粉体含有炭素との化学量論比に
相当する供給量で100 ％炭素との反応に消費されるよう
にするのが好ましい。

【００２２】換言すれば、粉体燃焼領域８ですみやか
に、かつ完全に燃焼するだけの炭素含有粉末および酸素
または酸素含有ガスを吹込めばよく、その限りにおいて
通常これ以上制限されることはない。

【００２３】従って、ランス５からの酸素あるいは酸素
含有ガスが真空槽内の溶鋼浴面に到達することはなく、
鋼中の各成分も酸化されないため、成分歩留、介在物量
の点で本発明方法は、通常の真空処理方法と何ら変わる
ものではない。

【００２４】ところで、図１で示した方法では槽上部に
ランスを上昇、下降できる物理的空間が必要であるが、
図２の方法では、この空間がない場合も本発明方法が適
用できる。

【００２５】通常、溶鋼湯面に粉体を着地させる場合、
図２で示したように斜め上吹きを行うと着地効率が低下
する等の問題が生ずるが、本発明方法では粉体の溶鋼浴
面への着地は一切考慮していないため図２で説明した方
法は何らのデメリットとはならない。

【００２６】一方、図３で説明した態様の特徴は、装置
レイアウト上、槽上部に酸素および粉体を吹き付けるだ
けのランスを設置するスペースがない場合、機能を分化
させ、上方からは酸素のみの供給、下部側壁からは炭素
含有粉体を供給するように構成したものである。もしく
はその逆であってもよい。粉体燃焼領域８にガスと粉体
をうまく混合することができれば図３の方法においても
特に問題なく粉体を燃焼させることができる。

【００２７】かくして、本発明方法によれば安全上問題
のない可燃性固体を燃料とするため目的を容易に達成す
ることができる。しかもその量を酸素ガスとともに適宜
調整することで、真空脱ガス処理には何ら悪影響を及ぼ
さないものとすることができる。

【００２８】

【実施例】図１ないし図３に示した真空脱ガス処理装置
を使い、本発明の加熱方法の効果について、次の要領で
実験を行った。

【００２９】真空排気能力上、燃焼ガス発生量は6000kg
/hr (100 kg/min)におさえた。このとき、250 Ｔの溶鋼
に対し、供給炭素量は27.3 kg/min となるため、理論昇
熱量は0.44℃/minであった。溶鋼比熱は0.2 kcal/kg ℃
とした。

【００３０】なお、ここでは炭素含有粉体として製銑〜
製鋼過程で発生するグラファイトを集塵器で集めたもの
を用いた。平均炭素含有率は85％であったため、粉体供
給速度は27.3×100/85≒32 kg/min とした。また酸素供
給量は理論値の50 Nm³/min(2.27kmol/min)とした。

【００３１】(実施例１)図１に示す装置により、炭素含
有粉体と純酸素を溶鋼浴面に向けて供給した。溶鋼還流
速度は100 〜150 Ｔ/ min の範囲で変化させたが、温度
降下抑制効果に顕著な差はなかった。これは以下の実施
例についても同様であった。

【００３２】通常、この発明のように燃焼熱により温度
降下を補償しない場合 (従来例という、以下同じ) 、処
理中の平均の温度降下速度は2.0 ℃/ min であったが、
これに対し本実施例では1.6 ℃/ min であった。これか
ら着熱効率は91％であり、非常に高効率であったことが
分かる。

【００３３】(実施例２)図２に示す装置により炭素含有
粉体と純酸素を溶鋼浴面に向けて供給した。本実施例で
は、処理中の温度降下速度は1.6 ℃/ min であった。着
熱効率は91％であった。

【００３４】(実施例３)図３に示す装置により炭素含有
粉体と純酸素を溶鋼浴面に向けて供給した。本実施例で
は、処理中温度降下速度は1.7 ℃/ min であった。着熱
効率は68％にまで低下した。これは粉体と酸素の混合が
不充分であったことを示唆している。

【００３５】以上の実施例の結果を表１にまとめて示
す。同表より明らかな様に、この発明に従う場合 (実施
例１〜３) 、いずれも燃焼熱の溶鋼への着熱率は68〜91
％と良好であり、真空脱ガス処理中に見られる温度降下
抑制が効果的に図れた。

【００３６】また、実験中の燃焼ガス発生量は6000 kg/
hrに抑えたため、真空排気能力上100Torr までの真空度
確保が可能であった。このとき脱ガスを必要としない成
分調整には充分な溶鋼還流速度が確保できるため、実用
上さしつかえなかった。しかも、処理中、各成分元素の
酸化が見られなかったことから、供給された酸素が100
％粉体中炭素と反応していることが確認できた。

【００３７】以上、これらの実施例では、この発明をRH
真空精錬に適用した場合について説明したが、その他、
DH、VOD 等の真空精錬に対しても同様にして適用できる
のはいうまでもない。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】この発明によれば、次に示す効果を得る
ことが出来る。

【００４０】(1) 脱ガス処理中の既脱酸鋼において、鋼
中成分に何らの変化も与えることなしに温度降下速度を
15〜20％低減できる。これは、例えば10分間の脱ガス処
理を考えた場合、３〜４℃の転炉出鋼温度低減に相当す
るため、25円/ Ｔ以上のコスト低減になる。

【００４１】(2) 脱ガス槽内の鋼浴面上方で炭素含有粉
体を燃焼させることにより、その輻射熱で槽内が加熱さ
れるので、槽内の地金付がなくなり、従って高純度鋼の
溶製および各化学成分の狭幅制御が可能となる。

【００４２】(3) 炭素含有粉体としてグラファイト粉を
使用する場合、燃料費は作業費のみであるため、安価に
(1) の効果が達成できるとともに、資源の有効利用、環
境保全の面での効果も大きい。

【００４３】(4) 溶鋼温度が高く流動性が良好なため、
槽内真空度100 Torrでも真空処理の通常のレベルＣ＝40
ppm までは真空処理でき、さらに溶鋼還流速度も維持で
きる。なお、従来の鋼浴温度が低い場合には、100 Torr
では真空処理は困難であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する真空脱ガス処理装置の概略説
明図である。

【図２】本発明を実施する別の真空脱ガス処理装置の概
略説明図である。

【図３】本発明を実施するさらに別の真空脱ガス処理装
置の概略説明図である。

【符号の説明】

１：取鍋２：溶鋼３：真空脱ガス処理槽４：排気ダクト５：ランス６：還流ガス配
管７：炭素含有粉体吹き付け用ノズル８：粉体燃焼領
域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本伸太郎茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者山本光博茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者佐藤祐功茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製鋼炉で溶製された既脱酸溶鋼または未
脱酸あるいは弱脱酸溶鋼を真空脱ガス処理に供するに当
たり、真空脱ガス処理槽内における溶鋼の浴面から、所
定距離をおいて、上方位置から酸素あるいは酸素含有ガ
スと共に可燃性固体燃料粉を浴面方向に吹き付け、浴面
直上で上記固体燃料粉を燃焼させることにより溶鋼ある
いは槽耐火物を加熱し、処理中の溶鋼温度の降下量を低
減させることを特徴とする溶鋼の真空脱ガス加熱方法。
【請求項２】前記酸素あるいは酸素含有ガスと前記固
体燃料粉とを別々に浴面方向に吹き付け、浴面直上で上
記固体燃料粉を燃焼させることを特徴とする請求項１記
載の溶鋼の真空脱ガス加熱方法。