JPH0881712A - 溶鋼の真空脱ガス法 - Google Patents

溶鋼の真空脱ガス法

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JPH0881712A
JPH0881712A JP21902394A JP21902394A JPH0881712A JP H0881712 A JPH0881712 A JP H0881712A JP 21902394 A JP21902394 A JP 21902394A JP 21902394 A JP21902394 A JP 21902394A JP H0881712 A JPH0881712 A JP H0881712A
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JP
Japan
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molten steel
nozzle
oxygen
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exothermic agent
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JP21902394A
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Hiroyuki Ikemiya
洋行 池宮
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空脱ガス処理に際して、溶鋼中のFe、Mnを
酸化させずにAlだけを燃焼させて溶鋼の昇温を行う方法
を提供する。 【構成】 酸素と反応して発熱する粉粒状の発熱剤を真
空槽内の溶鋼へ吹き付け、発熱剤が溶鋼表面に到達する
以前に、発熱剤と酸素とを混合し、燃焼させ、燃焼ガス
を溶鋼表面に吹付ける。使用するランスノズルには、ス
トレートタイプ、ラバールタイプがある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼の真空脱ガス法、
特に溶鋼の真空脱ガス処理時の溶鋼の昇熱方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】真空脱ガス処理に際しての溶鋼の昇熱方
法は、特公昭56−50763 号公報に報告される内容で処理
するのが一般的である。
【0003】このとき用いる発熱剤としては一般に塊状
のAl材を用い均圧されたホッパーより目的とする昇温量
に見合ったAl材を溶鋼に添加すると同時に真空槽の側壁
から酸素ガスを供給し、溶鋼中で発熱剤を酸化させてAl
の燃焼量に伴う昇温を行うことができる。
【0004】このとき反応生成した酸化物は介在物とな
って鋼中に残存するのでCaO 等を添加し介在物を浮上、
吸着させる方法をとっている。このように、従来法にあ
っては、塊状のAl材を投入して溶鋼中のAl濃度を上げる
とともに酸素吹きにより溶鋼中でAl材を燃焼させて昇温
させる。
【0005】しかしながら、このような従来法ではこの
とき一緒に溶鋼中のMn、Fe等も燃焼し酸化物となり、ス
ラグ中のFeO 、MnO 濃度が増加してしまう。その際にAl
との反応で部分的にはFeO 、MnO が還元されるが、極く
わずかであるばかりでなく、この生成増加したFeO 、Mn
O が介在物の原因となり、鋼の清浄性が問題となってい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来法に
おいては、真空槽内の溶鋼へ発熱剤を添加しても、すぐ
に槽内溶鋼と混合されるために発熱剤の濃度はたかだか
3%程度までである。したがって、この溶鋼に酸素を吹
き込むと、Fe、Mn等が優先的に酸化され、後でAlによっ
て還元されてもスラグ中のFeO 、MnO が上昇する。しか
も、後で鋼中のAlによって還元されるが、生成したFeO
、MnO が介在物となって鋼の品質を大きく悪化させる
原因となっている。
【0007】従来法ではスラグにCaO 等を添加吸着させ
る方法により、浮上したFeO 、MnOの鋼中への再巻込み
を防止しているが、高清浄性を要求される鋼においては
対応しきれなくなっている。ここに、本発明の目的は、
極力、Fe、Mnを酸化させずにAlだけを燃焼させて溶鋼の
昇温を行う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】特公昭56−50763 号公報
に提示されるような溶鋼中に発熱材を添加する方法にお
いては、発熱材の濃度があまり高くならないために必然
的に介在物の要因となるFeO 、MnO 等の不純物が生成し
やすくなる。したがって、上述の目的を達成すべく、検
討の結果、次のような知見を得た。
【0009】1)Al材を燃焼させるか、Al濃度の高いとこ
ろで反応を終了させる方法として粉粒状のAl材を添加す
ることが良い。 2)粉粒状のAl材は微細すぎると飛散する問題を生じる
が、酸素ガスに同伴させて溶鋼に当てると飛散の問題も
解消され、効率的な昇温が可能となる。
【0010】3)発熱剤は粉粒体を使用し、溶鋼に到達す
る以前に、あるいはランスノズルの先端部で、発熱材と
酸素ガスとを混合することにより、燃焼性をより一層上
げて火炎を溶鋼表面に吹き付けることができる。 4)そのような吹き付けによれば、溶鋼の酸化によるFeO
、MnO の生成を極力少なくして高清浄度鋼が溶製で
き、同時に、熱を溶鋼に付加できる。
【0011】かくして、本発明は、溶鋼の真空脱ガス処
理に際し、酸素と反応して発熱する粉粒状の発熱剤を真
空槽内の溶鋼へ吹き付けて該溶鋼を昇温させる方法であ
って、前記発熱剤が溶鋼表面に到達する以前に、該発熱
剤と酸素とを混合し、燃焼させ、燃焼ガスを溶鋼表面に
吹付けることにより溶鋼を昇温することを特徴とする溶
鋼の真空脱ガス法である。
【0012】本発明の好適態様によれば、中心に発熱剤
用のノズル、その周囲に複数個の酸素ガスを供給するノ
ズルを備えたランスノズルにより、発熱剤および酸素ガ
スの吹き付け、燃焼を行うようにしてもよい。
【0013】さらに別の態様によれば、中心に発熱剤用
のノズル、その周囲に複数の酸素ガスを供給するノズ
ル、さらに先端部に前記発熱剤と酸素ガスとの混合部を
備えたランスノズルにより、該発熱剤と酸素ガスとの燃
焼、吹き付けを行うようにしてもよい。
【0014】このように、本発明は、粉粒状のAl材をラ
ンスノズルより溶鋼に吹き付けて、同時にその部分に酸
素ガスを供給吹き付ける方法であり、さらに本発明は、
粉粒状のAl材をランスノズル先端で酸素ガスと混合して
から溶鋼に吹き付ける方法である。
【0015】本発明にあって、粉粒状のAl材は気体輸送
により供給することになるが、配管内で燃焼しないよう
にキャリアガスとしてArガスなどの不活性ガスを用いる
のが望ましい。
【0016】
【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。
【0017】図1は、本発明にかかる溶鋼の真空脱ガス
法の概略説明図であり、図中、取鍋10に収容された溶鋼
12は真空槽14内に一部が吸引されており、この真空槽内
に収容された溶鋼12に対して槽内部の上部よりランスノ
ズル20から粉粒状のAl材22および酸素ガス24が同時に溶
鋼表面に向かって吹き付けられる。
【0018】本発明によれば、このようにランスノズル
は、基本的には、粉粒状のAl材を添加し、Al濃度の高い
ガスにあるいは粉粒状のAl材に酸素ガスを付加するので
ある。したがって、ノズル形状には特に制限されない
が、好ましくは、次のような形状を採る。
【0019】 ノズル径 : 16〜18mm×4孔 酸素ガス流量 : 30〜40Nm3/min 4孔 ガス流速 : 491 〜830 Nm/sec 処理時間 : 2 〜10分 Al粉 : 48〜65Kg/min Arガス : 2.0 〜1.5Nm3/min。
【0020】図2は、本発明において用いるランスノズ
ル20の先端部の拡大断面図であり、中心ノズル30からは
粉粒状のAl材が例えばArガスなどに同伴されながら吹き
出される。中心孔30の周囲には酸素ガス用の周囲ノズル
32が設けられている。この周囲ノズル32は図3および図
4にその底面図でそれぞれ示すように、孔式ノズル34で
あっても、スリット式ノズル36であってもよい。
【0021】本発明の別の態様によれば、更に効果的に
粉粒状のAl材の燃焼を行う目的で酸素ノズルの出口で酸
素ガスとAl材との混合を行うべく構成するもので、配管
内でAl材と酸素ガスとを混合すると発火するおそれがが
あるので、ノズルの先端部で混合し、炉内でAl材を燃焼
させて溶鋼の昇温を行う方法である。
【0022】この態様によれば、酸素を供給する際、溶
鋼への到達をよくするために先端ノズルをラバールノズ
ルとし、マッハ1 〜4程度の音速にて供給する。図5お
よび図6は、この態様において用いるランスノズルの先
端部の断面図である。
【0023】図5は、ストレートタイプのランスノズル
の場合を示し、粉粒状のAl材用ノズルの先端は全体のノ
ズル先端より距離Lだけ短くなっており、それによりノ
ズル先端部には酸素ガスとAl材との混合部38が設けられ
ている。
【0024】図6はいわゆるラバールタイプのノズルを
用いた場合のその先端部の拡大断面図であり、図中、粉
粒状のAl材用のノズルの先端に設けられた混合部38の先
は絞られており、次いで先広型となっている。
【0025】また、発熱剤の一部が溶鋼に未反応のまま
で侵入したとしても、同時に酸素ガスが発熱剤の濃化し
た溶鋼に当たるので、溶鋼の酸化によるFe、Mn等の酸化
は極く僅かですむことになり、FeO 、MnO の生成は少な
い。
【0026】本発明において用いる発熱剤としては、酸
化性が強く、発熱反応であれば何でもよいが、Al材およ
びMg材等が好ましい。それらは酸化してもAl2O3 あるい
はMgO となるが、それらは耐火物にも使用されているの
で安定した組成である。当然にそれらは鋼中に入ると介
在物の原因となるが、処理後は浮上してスラグにトラッ
プされるものが好ましい。また、本発明にかかる方法に
おける発熱剤の粒度は0.1 〜15mmが飛散ロスおよび燃焼
効率の面で効果的である。
【0027】本発明によれば、この溶鋼の真空脱ガス処
理に際し、真空槽溶鋼表面に粉粒状のAl等の発熱剤を酸
素ガスと供に添加することにより、発熱剤の反応速度を
向上させ、発熱剤の大部分を溶鋼に着地する以前に燃焼
させて吹付け、その燃焼熱を溶鋼に着熱するように構成
するのである。
【0028】したがって、発熱剤に溶鋼に着地する前に
完全燃焼するための条件がさらに重要となる。それに影
響する因子としてはランスと溶鋼間の距離、Al材と酸素
の供給速度等があり、現在解明されている範囲からは、
次の条件が好ましい。ランス溶鋼間距離は1〜4m、酸
素の供給速度は供給Al材の理論燃焼量の10%以内であ
る。
【0029】さらに、本発明において用いるAl材および
酸素がス供給用のランスノズルは粉粒体が中心、酸素ガ
スはその外側の複数個のノズルから供給することにより
粉粒体が酸素ガスに巻き込まれて反応が促進される。し
たがって、粉粒体のガス流速より酸素ガスのガス流速を
高くすることが望ましく、その速度比は2倍以上になる
ことが燃焼効率的に良好である。
【0030】なお、酸素ガスキャリアで粉粒状のAl材を
気体輸送することも考えられるが、そのような態様は気
送配管内でAl材が燃焼する可能性があるので安全上好ま
しくない。
【0031】本発明において使用する発熱剤の粒度は、
ノズル吐出口径の1/5 以下、かつ<15mmがノズルの詰ま
り防止、燃焼効率の面で効果的である。さらに、粉粒体
である発熱剤を中心から、外周から酸素ガスをそれぞれ
供給し、その速度差は粉粒体のキャリアガス流速の2倍
以上の流速にすることにより、エゼクター効果により混
合と粉粒体の供給が安定する。
【0032】また、図5および6に示すように、ノズル
先端にAl材と酸素ガスとの混合部を設ける態様にあって
は、ノズル中心管の内径をD、ノズル最先端から中心管
先端までの距離をLとしたとき、1≦L/D≦50の条件
を満たすストレートノズル(図5参照) 、あるいは締り
ノズルの場合の締りノズルから中心管先端までの距離を
Kとしたとき、1≦K/D≦50の条件を満たす締りノズ
ル( 図6参照) にみられる混合部を有するノズルを使用
することにより、発熱剤の燃焼効率は一層増加する。
【0033】このように、本発明は溶鋼の真空脱ガス処
理時の溶鋼の昇熱を図る際に、発熱剤を直接溶鋼に投入
するのではなく、発熱剤の酸化燃焼熱として付加しよう
とするのである。
【0034】すなわち、特公昭56−50763 号公報におけ
る溶鋼への発熱剤の直接添加および酸素ガスの供給と
は、その原理において異なり、その効果の点からも、上
記公報の方法では発熱剤の濃度が高くならないために溶
鋼中で優先的にFe、Mnの酸化反応が生じ介在物の生成が
起ってしまうが、本発明にあってはそのような欠点はな
い。
【0035】したがって、本発明は、鋼質に悪影響を及
ぼすFeO 、MnO 等の酸化物の生成を極力抑制する溶鋼の
昇熱方法であり、そのため鉄等の歩留を向上し、鋼質を
従来法に比べ向上させるという優れた作用効果を発揮で
きる。
【0036】なお、転炉操業においても溶鋼温度確保の
ため補助ランスによりCOガスの燃焼を行うことがある
が、これは本発明のそれと比較した場合、転炉で発生す
るCOガスの燃焼により溶鋼に熱を付与する方法であり、
外部からは発熱剤の添加は行われない点で、本質的に異
なる。なお、転炉におけるように酸素だけを吹き付けた
場合には、多量のFeO 、MnOの生成は避けられない。
【0037】
【実施例】本例では、図1に示す要領で、図2および図
6に示すランスノズルをそれぞれ用いて、表1に示す溶
鋼の真空脱ガス処理を行った。このとき生成させたスラ
グ組成は表2に示す。また、用いたAl粉の粒度は1.0 mm
である。
【0038】なお、比較例では、従来法のAl塊とは異な
り、Al粉である発熱剤を真空槽内の上部から投入し、一
方酸素ガスは側面から溶鋼内に吹き込んだ。操業条件お
よび結果は表3にまとめて示す。
【0039】実施例1、2は図2に示すランスノズルを
使用した場合、実施例3、4は図6のそれを使用した場
合である。実施例3、4におけるノズル形態は表4の通
りであった。
【0040】これらの結果からも分かるように、本発明
によれば、実施例1および2に示すように、FeO +MnO
量はほぼ半減し、さらにラバールノズルを用いた実施例
3および4では、実施例1および2に比較してさらに、
20%程度の低減が可能に成った。
【0041】
【表1】
【0042】
【表3】
【0043】
【表4】
【0044】
【発明の効果】従来法と同等の昇温効果が得られ、かつ
従来法に比べ低級酸化物 (FeO +MnO)は約1/2 に低減可
能で低級酸化物の吸着剤の量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる溶鋼の真空脱ガス法の概略説明
図である。
【図2】本発明において用いるランスノズルの先端部の
拡大断面図である。
【図3】図2の1つの態様のランスノズルの底面図であ
る。
【図4】図2の別の態様のランスノズルの底面図であ
る。
【図5】ストレートタイプのランスノズルの先端部の略
式断面図である。
【図6】ラバールタイプのランスノズルの先端部の略式
断面図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶鋼の真空脱ガス処理に際し、酸素と反
    応して発熱する粉粒状の発熱剤を真空槽内の溶鋼へ吹き
    付けて該溶鋼を昇温させる方法であって、前記発熱剤が
    溶鋼表面に到達する以前に、該発熱剤と酸素とを混合
    し、燃焼させ、燃焼ガスを溶鋼表面に吹付けることによ
    り溶鋼を昇温することを特徴とする溶鋼の真空脱ガス
    法。
  2. 【請求項2】 中心に発熱剤用のノズル、その周囲に複
    数個の酸素ガスを供給するノズルを備えたランスノズル
    により、発熱剤および酸素ガスの吹き付け、燃焼を行う
    請求項1記載の溶鋼の真空脱ガス法。
  3. 【請求項3】 中心に発熱剤用のノズル、その周囲に複
    数の酸素ガスを供給するノズル、さらに先端部に前記発
    熱剤と酸素ガスとの混合部を備えたランスノズルによ
    り、該発熱剤と酸素ガスとの燃焼、吹き付けを行う請求
    項1記載の溶鋼の真空脱ガス法。
JP21902394A 1994-09-13 1994-09-13 溶鋼の真空脱ガス法 Withdrawn JPH0881712A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009084672A (ja) * 2007-10-03 2009-04-23 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶鋼の加熱方法および圧延鋼材の製造方法
JP2019167561A (ja) * 2018-03-22 2019-10-03 日本製鉄株式会社 溶鋼の昇温方法

Cited By (2)

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JP2009084672A (ja) * 2007-10-03 2009-04-23 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶鋼の加熱方法および圧延鋼材の製造方法
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