JPH08337811A - Ｒｈ真空槽の地金付着防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空槽の耐火物を溶損することなく脱ガス処
理中の地金付着を防止する手段を提供する。 【構成】 ＲＨ真空脱ガス装置の真空槽の鋼浴面近傍の
耐火物を多孔質体、または多数の細管を嵌挿した耐火物
で構成し、この耐火物を通して酸素ガスまたは酸素を含
むガスを真空槽内に吹込み、該槽内のＣＯガスを燃焼さ
せて耐火物表面を地金融点以上の高温に保持すること
で、脱ガス処理中の地金付着を防止する方法。 【効果】 非処理中の地金除去工程を省略できる。連続
的な脱ガス処理が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＲＨ真空脱ガス装置
における真空槽の地金付着を防止する方法に係り、より
詳しくは真空槽の内壁に付着する地金を脱ガス処理中に
除去することができる地金付着防止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】転炉、電気炉等の製鋼炉で溶製された溶
鋼には、酸素、窒素、水素等のガス成分が多量に含まれ
ており、これらガス成分が製品に悪影響を及ぼすことが
知られている。そこで、その対策として溶鋼を減圧（真
空）下で処理してガス成分を取除く、いわゆる真空脱ガ
ス処理が行われている。そして、その真空脱ガス処理に
は、例えば図４に示すようなＲＨ真空脱ガス装置が用い
られている。

【０００３】図４に示すＲＨ脱ガス処理装置は、真空槽
１の下部に取付けられた吸上用と排出用の２本の浸漬管
２、３を取鍋５内の溶鋼６に浸漬した後、排気口４より
真空槽１内を高真空化（数ｔｏｒｒ〜数十ｔｏｒｒ）
し、吸上用浸漬管２で溶鋼６を逐次真空槽１内に吸上げ
て脱ガス処理を行い、脱ガス処理後の溶鋼を他方の排出
用浸漬管３より取鍋５に戻し、吸上用浸漬管２より吹込
まれる還流ガス７によりガスリフトポンプ原理により溶
鋼を還流しながら脱ガス処理を行うものである。

【０００４】ところで、還流ガス気泡や溶鋼内で発生し
たガス気泡は、鋼浴面に近づくにつれて膨張し、鋼浴面
に到達すると同時に破裂する。破裂時には溶鋼を含んだ
スプラッシュが発生し、真空槽１の内壁耐火物へ地金８
となって付着する。真空槽１内壁に付着した地金８は徐
々に堆積し、特に真空槽下部の浴面近傍においてはその
付着堆積した地金が真空槽中央部にまで張出すため、脱
ガス処理前より真空槽内径が狭くなり、真空脱ガス処理
時の真空到達度の制御不良や溶鋼成分調整のための合金
添加等の能力低下等の悪影響が生じてしまう。

【０００５】このため、従来、例えばバーナを用いて付
着地金を溶融除去する方法（特開平４−２８８１１号公
報等参照）が提案されている。この方法は、図５に示す
ごとく、真空槽１の上部に長尺ランス９を設置し、この
ランスの先端に設けた地金除去バーナ１０にて真空槽内
壁面の付着地金８を溶融除去する方法である。

【０００６】また、他の地金除去方法として、真空槽内
のＣＯを燃焼させて耐火物表面を高温に保持する方法
（特開平５−１８６８１９号公報等参照）が提案されて
いる。この方法は、図６に示すごとく、真空槽１の上部
に酸素上吹ランス１１を設置し、該ランスより酸素を鋼
浴に対し吹込むことにより鋼浴から発生するＣＯを燃焼
し、その燃焼熱により耐火物表面を高温に保持し、地金
が付着するのを防止する方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記方法には、以下に記載する欠点がある。すなわち、
図５に示すバーナを用いた付着地金の溶融除去方法は、
脱ガス処理中には実施することができないため、地金除
去を行うために操業を一時停止しなければならず、連続
的な脱ガス処理が不可能であり、その上、地金の溶融除
去には１時間程度かかるため、生産効率低下の原因とな
る。また、この方法は地金に直接燃焼用ガスを噴射し加
熱溶解を行うため、局部的に地金の付着していない部分
に対して燃焼用ガスを噴射した場合は、局所的な耐火物
の溶損が生じてしまうという欠点がある。さらに、バー
ナ等による溶融除去作業は、非処理中であっても危険を
伴う作業であるため安全性の面でも好ましくない。

【０００８】また、図６に示す上吹ランスによる方法で
は、ランス先端から噴出した酸素ジェットは鋼浴面から
発生するＣＯと反応し、高温のＣＯ_２となって鋼浴面近
傍の耐火物を溶損してしまうという欠点がある。また、
酸素ジェット自体大きな運動量を有するため、鋼浴面に
衝突する際の還流ガスおよび溶鋼内部発生ガスの鋼浴面
での破裂を助長し、スプラッシュによる地金付着量を増
加させてしまうという欠点がある。

【０００９】この発明は、このような従来技術の欠点を
解消するためになされたもので、特に鋼浴から発生する
ＣＯを燃焼し、その燃焼熱により耐火物表面を高温に保
持し、地金が付着するのを防止する方法により、真空槽
の耐火物を溶損することなく脱ガス処理中の地金付着を
防止し得る方法を提案しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、真空槽内の
地金の最も付着する部分より酸素ガスまたは酸素を含む
ガスを真空槽内に吹込んで該真空槽内のＣＯガスを燃焼
させて内面耐火物表面を地金融点以上の高温に保持する
ことで、脱ガス処理中の地金付着を防止する方法であっ
て、真空槽下部の浴面近傍の耐火物を多孔質体とし、こ
の多孔質体の耐火物を通して酸素ガスまたは酸素を含む
ガスを真空槽内に吹込む方法、または多数の細管を嵌挿
した耐火物を用い、その細管より酸素ガスまたは酸素を
含むガスを真空槽内に吹込む方法を要旨とするものであ
る。

【００１１】

【作用】この発明において、酸素ガスまたは酸素を含む
ガスを真空槽内に吹込む手段として、多孔質体の耐火物
または多数の細管を嵌挿した耐火物を用いたのは、当該
耐火物の損傷軽減と、部分的に破損、溶損が生じた場合
の補修の簡易化をはかるためと、スプラッシュの発生を
軽減するためである。

【００１２】また、この多孔質体の耐火物または多数の
細管を嵌挿した耐火物の設置位置として、真空槽下部の
浴面近傍としたのは、通常この位置が最も地金付着量が
多いためである。具体的には、高さが１０ｍ程度の真空
槽の場合は、鋼浴面から０．５〜１．５ｍの高さ位置が
最も地金付着量が多いことが実操業で確認されているた
め、この高さ位置に耐火物を設置するのが好ましい。従
って、この多孔質体耐火物または細管付き耐火物を設置
する位置は、ＲＨ真空槽の大きさに応じて地金付着量が
最も多い位置を考慮して定めればよい。

【００１３】多孔質体耐火物としては、特に限定するも
のではないが、一般的には取鍋底部バブリング用の多孔
質体煉瓦（商品名：アルミナポーラス）を用いる。この
アルミナポーラスの材質はＡｌ_２Ｏ_３が主成分であり、
その気孔径は１ｍｍ、気孔頻度は４０個／ｃｍ^２であ
り、特徴として高耐食性、高通気性、球状粒子を有す
る。

【００１４】また、多数の細管を嵌挿した耐火物におけ
る該細管の材質は、特に限定するものではないが、通常
ステンレスパイプ（ＳＵＳ３０６等）を用い、該パイプ
径は５ｍｍ、その頻度は１個／ｃｍ^２程度である。

【００１５】上記多孔質体耐火物、多数の細管を嵌挿し
た耐火物に酸素ガスまたは酸素を含むガスを供給する方
法としては、例えば上記耐火物で作った筒体の上下面お
よび外周面を金属製カバーで囲繞し、該カバーの外周に
ガス供給パイプを接続する方法を用いることができる。

【００１６】真空槽下部の浴面近傍の地金付着量の最も
多い部分を上記の多孔質体耐火物または多数の細管を嵌
挿した耐火物で構成し、該耐火物より酸素ガスまたは酸
素を含むガスを真空槽内に吹込むと、その吹込まれた酸
素ガスまたは酸素を含むガスは、溶鋼表面から発生する
ＣＯと反応し、この反応熱により該耐火物の表面は地金
融点以上に保持され、槽内壁に付着したスプラッシュに
よる地金は直ちに真空槽内鋼浴面に溶融落滴する。従っ
て、脱ガス処理中であっても真空槽内壁に付着堆積する
地金の量を大幅に少なくできる。

【００１７】

【実施例】

実施例１ 図１はこの発明の一実施例を示すＲＨ真空脱ガス装置の
概略縦断面図、図２は図１のＡーＡ線上の横断平面図、
図３は図１に示す真空脱ガス装置の地金の最も付着する
部分に施工する耐火物を例示したもので、（ａ）は多孔
質体耐火物の一部を拡大して示す縦断面図、（ｂ）は多
数の細管を嵌挿した耐火物の一部を拡大して示す縦断面
図で、１２は酸素ガスまたは酸素を含むガスを真空槽内
に吹込むための耐火物（以下説明の便宜上「ガス吹込用
耐火物」と称する）、１２ａは多孔質体耐火物、１２ｂ
は細管付き耐火物、１３ａ、１３ｂは耐火物カバー、１
４ａ、１４ｂはガス導入管である。

【００１８】すなわち、この発明は、真空槽１下部の地
金が多量に付着しやすい部分の鋼浴面近傍の耐火物をガ
ス吹込用耐火物１２で構成する。このガス吹込用耐火物
１２の設置位置は前記した通り、高さ１０ｍ程度の真空
槽の場合は鋼浴面から０．５〜１．５ｍの高さ位置が適
当である。

【００１９】このガス吹込用耐火物１２としては、図３
（ａ）に示す多孔質体耐火物１２ａ、または図３（ｂ）
に示す細管付き耐火物１２ｂを用いる。多孔質体耐火物
１２ａには、例えば前記したようなＡｌ_２Ｏ_３が主成分
で、気孔径１ｍｍ、気孔頻度４０個／ｃｍ^２のアルミナ
ポーラスを用い、この耐火物を真空槽の径および側壁の
厚さに応じて円筒状に形成し、該円筒状耐火物の内面を
除いて上下面および外面全体を金属製の耐火物カバー１
３ａで囲み、この耐火物カバー１３ａにガス導入管１４
ａを接続する。すなわち、この多孔質体耐火物１２ａ
は、ガス導入管１４ａから導入されたガスが該耐火物の
内表面から真空槽内に噴出する構造となっている。一
方、細管付き耐火物１２ｂは、図３（ｂ）に示すごと
く、通常の真空槽用耐火物製もしくは前記と同じ多孔質
体耐火物製の円筒状耐火物にパイプ径が５ｍｍ程度のス
テンレスパイプ１２ｂ−１を１個／ｃｍ^２程度の頻度で
筒体全体に嵌挿したもので、この細管付き耐火物１２ｂ
の場合も、内面を除いて上下面および外面全体を金属製
の耐火物カバー１３ｂで囲み、この耐火物カバー１３ｂ
に接続したガス導入管１４ｂにより導入されたガスがス
テンレスパイプ１２ｂ−１を通流して該耐火物の内表面
から真空槽内に噴出する構造となっている。

【００２０】なお、上記多孔質体耐火物１２ａ、細管付
き耐火物１２ｂは、部分的に破損、溶損が生じた場合に
補修を容易にできるように、図２に示すごとく例えば、
円筒状耐火物を円周方向に８つに分割し、設置すること
ができる。その場合、各分割耐火物の継目には適当な耐
熱部材を介在させればよい。

【００２１】上記構成のＲＨ真空脱ガス装置において、
脱ガス処理中にガス吹込用耐火物１２より酸素ガスまた
は酸素を含むガスを真空槽１内に吹込むと、槽内鋼浴面
から発生するＣＯと下記（１）式に示す反応を起こし、
槽内表面にカーテン状の炎を形成する。それにより、ガ
ス吹込用耐火物１２の表面は地金融点以上に保持され、
該耐火物の内面にスプラッシュによる地金が付着しても
直ちに溶融して鋼浴面に落滴する。従って、ガス吹込用
耐火物１２の表面に地金が付着堆積することはほとんど
ない。

【００２２】 ＣＯ＋１／２ＣＯ_２＝ＣＯ_２ …（１）式 △Ｈ＝ー３０２０（ｋｃａｌ／Ｎｍ^３ーＣＯ）

【００２３】また、この時、多孔質体耐火物１２ａまた
は細管付き耐火物１２ｂは、多孔質体またはステンレス
パイプ内部と酸素ガスとの間で熱交換が行われることに
より冷却されるので、耐火物の損傷も著しく軽減され
る。

【００２４】なお、真空脱ガス処理する鋼種により、地
金付着速度に違いがあるために真空槽内に吹込む酸素ガ
スまたは酸素を含むガスの量は、処理する鋼種によって
変更する。具体的には、吹込むガスが酸素であればその
ガス量Ｆは下記（２）式〜（４）式により決定される

【００２５】 △ｔ＝ｔｍｚーｔｗ …（２）式 Ｑ＝１０００・ｗ・（Ｃｐ・△ｔ＋Ｌｆ） …（３）式 Ｆ＝｜△Ｈ｜／Ｑ …（４）式 ｔｍｚ：地金融点（約１５２０℃） ｔｗ：真空槽内壁表面温度（約１０００℃） Ｃｐ：地金比熱（＝０．２０５ｋｃａｌ／（ｋｇ・
℃）） Ｑ：地金溶融に必要な熱量（ｋｃａｌ／ｍｉｎ） Ｌｆ：地金融解潜熱（＝５９．１ｋｃａｌ／ｋｇ） ｗ：地金付着速度（ｔ／ｍｉｎ）

【００２６】実施例２ 溶鋼１８０トン処理のＲＨ真空脱ガス装置に本発明法を
適用し、鋼浴面から０．５〜３ｍの範囲内において高さ
１．５ｍの領域を多孔質体耐火物として酸素を吹込んだ
場合と、細管付き耐火物として酸素を吹込んだ場合と、
従来法として図に示すように真空槽の上方に設置した上
吹ランスより酸素を上吹きした場合の結果を以下に説明
する。

【００２７】本実施例では、多孔質体として前記したよ
うなＡｌ_２Ｏ_３が主成分で、気孔径１ｍｍ、気孔頻度４
０個／ｃｍ^２のアルミナポーラスで、気孔径１ｍｍ、気
孔頻度４０個／ｃｍ^２のものを用い、また、細管付き耐
火物としてパイプ径５ｍｍのステンレスパイプ（ＳＵＳ
３０６等）を頻度１個／ｃｍ^２程度で嵌挿した耐火物を
用いた。また、多孔質体耐火物、細管付き耐火物は、そ
れぞれ部分的補修を容易にするため円周方向に８つに分
割して構成した。

【００２８】表１には、従来の真空槽（本発明のガス吹
込用耐火物なし）の平均地金付着速度ｗおよび本発明の
酸素ガス量Ｆを示す。普通鋼（Ｃ≧８０ｐｐｍ）では１
ｃｈ当りの地金付着速度は０．２ｔ／ｃｈであるのに対
し、極低炭素鋼（Ｃ≦８０ｐｐｍ）では０．３５ｔ／ｃ
ｈである。また、各処理時間は、平均で普通鋼が１７
分、極低炭素鋼が２５分であるので、１分間当りの地金
付着速度は、それぞれ０．０５７８ｔ／ｍｉｎ、０．１
４６ｔ／ｍｉｎとなる。これらをもとに、前記（２）式
〜（４）式に従い、本発明の多孔質体およびステンレス
パイプに通流させる酸素ガス量を、普通鋼で３．１３Ｎ
ｍ^３／ｍｉｎ、極低炭素鋼で８．１Ｎｍ^３／ｍｉｎと決
定した。

【００２９】本実施例の結果を表２に示す。表２の結果
より、従来法では地金付着量が処理５０ｃｈですでに操
業中止ラインの１５ｔを超え、また耐火物溶損も部分的
に発生し操業中止を余儀なくされたのに対し、本発明法
を採用した実施例１〜５では、いずれも耐火物溶損は見
られず、また処理５０ｃｈにおける地金付着量は操業中
止ライン以下であり、ほぼ連続的な操業が可能となり、
付着地金の除去工程の省略がほぼ可能となった。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】以上説明したごとく、この発明方法によ
れば、鋼浴面から発生するＣＯを燃焼させるための酸素
ガスまたは酸素を含むガスを槽壁耐火物から槽内に噴出
させる方法をこうじたことにより、鋼浴面近傍の耐火物
を溶損することなく、当該耐火物表面を地金融点以上の
高温に保持することができるとともに、酸素ガスまたは
酸素を含むガスは鋼浴面に対しほぼ水平方向に噴出し鋼
浴面に衝突することがないため、還流ガスおよび溶鋼内
部発生ガスの鋼浴面での破裂を助長することがなく、ス
プラッシュによる地金付着量を増加させることもない。
また、槽内壁耐火物表面に地金が付着しても直ちに溶融
落滴するため、非処理中での作業上危険を伴う地金除去
工程の省略がほぼ可能となり、連続的な脱ガス処理が可
能となることにより、生産性を飛躍的に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すＲＨ真空脱ガス装置
の概略縦断面図である。

【図２】図１のＡーＡ線上の横断平面図である。

【図３】図１に示す真空脱ガス装置の地金の最も付着す
る部分に施工する耐火物を例示したもので、（ａ）は多
孔質体耐火物の一部を拡大して示す縦断面図、（ｂ）は
多数の細管を嵌挿した耐火物の一部を拡大して示す縦断
面図である。

【図４】この発明の対象とするＲＨ真空脱ガス装置の一
例を示す概略縦断面図である。

【図５】同上のＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内壁に付着
した地金をバーナにより溶融除去する方法を示す概略縦
断面図である。

【図６】同じくＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内壁に付着
した地金を上吹ランスにより溶融除去する方法を示す概
略縦断面図である。

【符号の説明】

１ 真空槽 ２ 吸上用浸漬管 ３ 排出用浸漬管 ４ 排気口 ５ 取鍋 ６ 溶鋼 ７ 還流ガス ８ 地金 １２ ガス吹込用耐火物 １２ａ 多孔質体耐火物 １２ｂ 細管付き耐火物 １２ｂ−１ ステンレスパイプ １３ａ、１３ｂ 耐火物カバー １４ａ、１４ｂ ガス導入管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内面の地金
   付着を防止する方法において、前記真空槽下部の浴面近
   傍の耐火物を多孔質体とし、かつ該多孔質体耐火物から
   酸素ガスまたは酸素を含むガスを噴出させ、前記真空槽
   内の一酸化炭素ガスを燃焼させて地金の付着を防止する
   ことを特徴とするＲＨ真空槽の地金付着防止方法。
2. 【請求項２】 ＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内面の地金
   付着を防止する方法において、前記真空槽下部の浴面近
   傍の耐火物を多数の細管を嵌挿してなる耐火物で構成
   し、該耐火物の前記細管から酸素ガスまたは酸素を含む
   ガスを噴出させ、前記真空槽内の一酸化炭素ガスを燃焼
   させて地金の付着を防止することを特徴とするＲＨ真空
   槽の地金付着防止方法。