JPH09111330A - 取鍋精錬装置における溶鋼の昇温方法 - Google Patents
取鍋精錬装置における溶鋼の昇温方法Info
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- JPH09111330A JPH09111330A JP29473395A JP29473395A JPH09111330A JP H09111330 A JPH09111330 A JP H09111330A JP 29473395 A JP29473395 A JP 29473395A JP 29473395 A JP29473395 A JP 29473395A JP H09111330 A JPH09111330 A JP H09111330A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶鋼の精錬に使用される取鍋精錬装置におい
て、耐火物の溶損を防止して寿命の増大と、精錬コスト
の低減を図った溶鋼の昇温方法を提供する。 【解決手段】 取鍋精錬装置において、内部のＡｌとの
発熱反応に必要な量のＦｅ系酸化物を被覆した昇温用添
加材を投入し、取鍋内の溶鋼中で溶解して、その反応熱
により昇温することを特徴とする。
て、耐火物の溶損を防止して寿命の増大と、精錬コスト
の低減を図った溶鋼の昇温方法を提供する。 【解決手段】 取鍋精錬装置において、内部のＡｌとの
発熱反応に必要な量のＦｅ系酸化物を被覆した昇温用添
加材を投入し、取鍋内の溶鋼中で溶解して、その反応熱
により昇温することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼の精錬に使用
される取鍋精錬装置において、耐火物の溶損を防止しつ
つ、溶鋼を効果的に昇温する方法に関する。
される取鍋精錬装置において、耐火物の溶損を防止しつ
つ、溶鋼を効果的に昇温する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高級鋼はもちろんのこと、普通鋼におい
ても品質向上のため取鍋精錬装置を使って炉外精錬が行
われている。この取鍋精錬装置においては、溶鋼を循
環、撹拌、混合させることにより、脱炭、脱ガス、脱
酸、介在物浮上及び成分調整等の精錬効果が得られる。
したがって、溶鋼の精錬中は溶鋼の温度低下を防ぎ、溶
鋼温度を確保する必要がある。そのため、従来から溶鋼
に酸素ガスを供給する方法や酸化反応熱の大きい金属を
添加する方法が知られている。
ても品質向上のため取鍋精錬装置を使って炉外精錬が行
われている。この取鍋精錬装置においては、溶鋼を循
環、撹拌、混合させることにより、脱炭、脱ガス、脱
酸、介在物浮上及び成分調整等の精錬効果が得られる。
したがって、溶鋼の精錬中は溶鋼の温度低下を防ぎ、溶
鋼温度を確保する必要がある。そのため、従来から溶鋼
に酸素ガスを供給する方法や酸化反応熱の大きい金属を
添加する方法が知られている。
【０００３】前記溶鋼に酸素ガスを供給する方法は、溶
鋼中のＡｌ、Ｓｉと酸素との発熱反応により溶鋼の昇温
を行うので、酸素ガス吹き込みノズルを溶鋼中に浸漬し
ておく必要があり、そのため酸素ガス吹き込みが終了し
た後も、なんらかのガスを吹き込みノズルの閉鎖を防止
する必要がある。
鋼中のＡｌ、Ｓｉと酸素との発熱反応により溶鋼の昇温
を行うので、酸素ガス吹き込みノズルを溶鋼中に浸漬し
ておく必要があり、そのため酸素ガス吹き込みが終了し
た後も、なんらかのガスを吹き込みノズルの閉鎖を防止
する必要がある。
【０００４】また、後者の方法として、例えば循環式真
空脱ガス装置における溶鋼の昇温方法について説明す
る。図３に示すように、真空槽１１は周壁中央に合金投
入口３を有し、その下方に細管からなる酸素ガス送入用
の羽口１３を設け、下端に突設した還流管１４a、１４b
を取鍋１２の溶鋼１７中に浸漬してなり、合金投入口３
から溶鋼１７中に酸化反応熱の大きいＡｌ添加材１５を
投入し、また羽口１３から酸素ガスを送入することによ
り、その際の酸化反応熱により溶鋼を加熱するのであ
る。
空脱ガス装置における溶鋼の昇温方法について説明す
る。図３に示すように、真空槽１１は周壁中央に合金投
入口３を有し、その下方に細管からなる酸素ガス送入用
の羽口１３を設け、下端に突設した還流管１４a、１４b
を取鍋１２の溶鋼１７中に浸漬してなり、合金投入口３
から溶鋼１７中に酸化反応熱の大きいＡｌ添加材１５を
投入し、また羽口１３から酸素ガスを送入することによ
り、その際の酸化反応熱により溶鋼を加熱するのであ
る。
【０００５】前記循環式真空脱ガス装置における溶鋼の
昇温方法では、図３に示すように、局所的に高温域１６
ができ、その高温域は溶鋼還流が下降する還流管１４a
側へ運ばれ、真空槽１１の耐火物を溶損してしまう。
昇温方法では、図３に示すように、局所的に高温域１６
ができ、その高温域は溶鋼還流が下降する還流管１４a
側へ運ばれ、真空槽１１の耐火物を溶損してしまう。
【０００６】また、酸素ガスを供給する手段が溶鋼表面
付近に埋め込まれた複数本の細管からなる羽口１３を用
いているために、脱ガス処理中に溶鋼表面から高温のス
プラッシュや輻射熱を受け、羽口詰まりや羽口が溶損し
てしまうという問題がある。
付近に埋め込まれた複数本の細管からなる羽口１３を用
いているために、脱ガス処理中に溶鋼表面から高温のス
プラッシュや輻射熱を受け、羽口詰まりや羽口が溶損し
てしまうという問題がある。
【０００７】更に、溶鋼の昇温が必要でないときは、羽
口詰まりや溶損防止のために、Ａｒ等の不活性ガスを吹
き込んでいるが、この不活性ガスも高価なため溶鋼の精
錬コストに大きな影響を及ぼしている。
口詰まりや溶損防止のために、Ａｒ等の不活性ガスを吹
き込んでいるが、この不活性ガスも高価なため溶鋼の精
錬コストに大きな影響を及ぼしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記のごとく、従来の
酸化反応熱の大きい金属を添加する方法における溶鋼の
昇温方法では、局所的な高温域の発生により真空槽耐火
物の溶損を引き起こすと共に、酸素ガス供給用羽口の詰
まりや溶損防止を考慮する必要があり、溶鋼の精錬コス
トに大きな影響を及ぼしている。
酸化反応熱の大きい金属を添加する方法における溶鋼の
昇温方法では、局所的な高温域の発生により真空槽耐火
物の溶損を引き起こすと共に、酸素ガス供給用羽口の詰
まりや溶損防止を考慮する必要があり、溶鋼の精錬コス
トに大きな影響を及ぼしている。
【０００９】本発明は、前記の現状に鑑み、従来の溶鋼
の昇温方法に見られる問題点を解決し、取鍋精錬装置に
おいて耐火物の溶損を防止して寿命の増大と、精錬コス
トの低減を図った溶鋼の昇温方法を提供するものであ
る。
の昇温方法に見られる問題点を解決し、取鍋精錬装置に
おいて耐火物の溶損を防止して寿命の増大と、精錬コス
トの低減を図った溶鋼の昇温方法を提供するものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は溶鋼の精錬に使用される取鍋精錬装置にお
いて、内部のＡｌとの発熱反応に必要な量のＦｅ系酸化
物を被覆した昇温用添加材を投入し、取鍋内の溶鋼中で
溶解して、その反応熱により昇温することを特徴とす
る。
め、本発明は溶鋼の精錬に使用される取鍋精錬装置にお
いて、内部のＡｌとの発熱反応に必要な量のＦｅ系酸化
物を被覆した昇温用添加材を投入し、取鍋内の溶鋼中で
溶解して、その反応熱により昇温することを特徴とす
る。
【００１１】本発明は、昇温用添加材の酸化反応熱によ
り溶鋼の昇温を行う、全ての取鍋精錬装置に適用するこ
とができる。また、昇温用添加材の被覆層に用いるＦｅ
系酸化物としては、Ｆｅ2Ｏ3やＦｅＯを使用することが
でき、酸化反応熱を効果的に得るため、後記するように
Ａｌ球に対し一定量の厚さに被覆する。
り溶鋼の昇温を行う、全ての取鍋精錬装置に適用するこ
とができる。また、昇温用添加材の被覆層に用いるＦｅ
系酸化物としては、Ｆｅ2Ｏ3やＦｅＯを使用することが
でき、酸化反応熱を効果的に得るため、後記するように
Ａｌ球に対し一定量の厚さに被覆する。
【００１２】
【発明の実施の形態】取鍋精錬装置として、図１に示す
循環式真空脱ガス装置について、本発明の溶鋼の昇温方
法を説明する。この装置は、真空槽１の底面に突設した
２本の還流管４a、４bを取鍋２中の溶鋼１０に浸漬し、
一方の還流管４bに不活性ガスを還流ガス１８として吹
き込むことにより、ガスリフトポンプの原理を用いて、
真空槽１と取鍋２の間で還流管４aを下降流用として溶
鋼１０を一定方向に循環させながら、真空槽１内の溶鋼
表面よりガスを排出して排気口５から排気し脱ガス精錬
を行うのである。
循環式真空脱ガス装置について、本発明の溶鋼の昇温方
法を説明する。この装置は、真空槽１の底面に突設した
２本の還流管４a、４bを取鍋２中の溶鋼１０に浸漬し、
一方の還流管４bに不活性ガスを還流ガス１８として吹
き込むことにより、ガスリフトポンプの原理を用いて、
真空槽１と取鍋２の間で還流管４aを下降流用として溶
鋼１０を一定方向に循環させながら、真空槽１内の溶鋼
表面よりガスを排出して排気口５から排気し脱ガス精錬
を行うのである。
【００１３】転炉から出鋼した溶鋼の成分及び温度が連
続鋳造機での要求値に満たない場合には、この循環式脱
ガス装置において成分調整及び昇温が行われる。成分調
整は、合金投入口３から成分調整用の添加合金を投入
し、一定時間以上溶鋼を循環させて均一に溶解させて行
われる。
続鋳造機での要求値に満たない場合には、この循環式脱
ガス装置において成分調整及び昇温が行われる。成分調
整は、合金投入口３から成分調整用の添加合金を投入
し、一定時間以上溶鋼を循環させて均一に溶解させて行
われる。
【００１４】また、溶鋼の昇温時には、図２に示すよう
に、ある直径（ｄ1）のＡｌ球６aにある一定量の厚さ
｛（ｄ2−ｄ1）／２｝のＦｅ系酸化物６bを被覆した昇
温用添加材６を合金投入口３より投入する。なお、昇温
用添加材の粒径は、設備や処理条件により変えて最大温
度上昇点の制御効果が得られるようにする。
に、ある直径（ｄ1）のＡｌ球６aにある一定量の厚さ
｛（ｄ2−ｄ1）／２｝のＦｅ系酸化物６bを被覆した昇
温用添加材６を合金投入口３より投入する。なお、昇温
用添加材の粒径は、設備や処理条件により変えて最大温
度上昇点の制御効果が得られるようにする。
【００１５】真空槽１内に投入された昇温用添加材６
は、下降流用の還流管４aを通り取鍋２内に流れ込む。
この際、Ａｌ球６aを被覆したＦｅ系酸化物６bが溶鋼の
熱により徐々に溶解し、溶解し終わると引続きＡｌが溶
解する。溶鋼に溶解したＦｅ系酸化物、例えばＦｅ2Ｏ3
は、同様に溶解したＡｌと以下に示す化学式により発熱
反応を起こし、その反応熱により溶鋼の昇温が可能とな
る。
は、下降流用の還流管４aを通り取鍋２内に流れ込む。
この際、Ａｌ球６aを被覆したＦｅ系酸化物６bが溶鋼の
熱により徐々に溶解し、溶解し終わると引続きＡｌが溶
解する。溶鋼に溶解したＦｅ系酸化物、例えばＦｅ2Ｏ3
は、同様に溶解したＡｌと以下に示す化学式により発熱
反応を起こし、その反応熱により溶鋼の昇温が可能とな
る。
【００１６】 ２Ａｌ＋Ｆｅ2Ｏ3→Ａｌ2Ｏ3＋２Ｆｅ＋ΔＨ ただし ΔＨ＝−２．０４×１０5 （ｋｃａｌ／ｋｇ
−Ａｌ）
−Ａｌ）
【００１７】また、昇温用添加材の粒径と添加量は、要
求される昇温量並びに取鍋内の耐火物の溶損状況に応じ
て変化させる。この際の昇温用添加材におけるＡｌを被
覆するＦｅ系酸化物（Ｆｅ2Ｏ3またはＦｅＯ）の厚さに
より、溶鋼中の加熱域を制御することになる。
求される昇温量並びに取鍋内の耐火物の溶損状況に応じ
て変化させる。この際の昇温用添加材におけるＡｌを被
覆するＦｅ系酸化物（Ｆｅ2Ｏ3またはＦｅＯ）の厚さに
より、溶鋼中の加熱域を制御することになる。
【００１８】その際のＡｌ球径ｄ1とＦｅ系酸化物径ｄ2
は、以下の関係を満たすものとする。 ｄ2＝１．４ｄ1
は、以下の関係を満たすものとする。 ｄ2＝１．４ｄ1
【００１９】また、昇温用添加材径Ｄρの上限として
は、以下に示す浮上速度Ｕmの式より、
は、以下に示す浮上速度Ｕmの式より、
【００２０】
【数１】
【００２１】下降流用還流管側の還流速度をＵｃとする
と、昇温用添加材の昇温しない条件は、Ｕｍ＜Ｕｃであ
るから、Ｕｃ近似１とすると、
と、昇温用添加材の昇温しない条件は、Ｕｍ＜Ｕｃであ
るから、Ｕｃ近似１とすると、
【００２２】
【数２】
【００２３】より、Ｄρ＜０．０６（ｍ）であれば浮上
しないことになるので、これを最大の上限値とする。こ
こで、ｇ＝９．８ （ｍ／ｓ2）、Ｃ＝０．４４ 、溶
鋼密度ρ＝７０００（ｋｇ／ｍ3）、昇温用添加材の平
均密度ρρ＝４５００（ｋｇ／ｍ3）とした。
しないことになるので、これを最大の上限値とする。こ
こで、ｇ＝９．８ （ｍ／ｓ2）、Ｃ＝０．４４ 、溶
鋼密度ρ＝７０００（ｋｇ／ｍ3）、昇温用添加材の平
均密度ρρ＝４５００（ｋｇ／ｍ3）とした。
【００２４】以上説明したように、Ａｌ球径ｄ1と被覆
したＦｅ系酸化物径ｄ2の関係がｄ2＝１．４ｄ1で、か
つ昇温用添加材径Ｄρが０．０６（ｍ）以下の条件を満
足すれば、投入された昇温用添加材は、溶鋼中で効果的
に発熱反応を起こし、その反応熱により溶鋼を昇温でき
る。
したＦｅ系酸化物径ｄ2の関係がｄ2＝１．４ｄ1で、か
つ昇温用添加材径Ｄρが０．０６（ｍ）以下の条件を満
足すれば、投入された昇温用添加材は、溶鋼中で効果的
に発熱反応を起こし、その反応熱により溶鋼を昇温でき
る。
【００２５】
【実施例】例えば、転炉から出鋼された溶鋼２７０t入
りの取鍋に対し、取鍋精錬装置の内図１に示す循環式真
空脱ガス装置を使って脱ガス処理を行い、引続き本発明
方法の実施により溶鋼の昇温を行った。この際、真空槽
１の下部と取鍋２に４か所の温度測定点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
を設定し、それぞれに熱電対７、８、９a、９bを設け、
本発明による実施例（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び比較の
ため金属Ａｌを添加する従来法の４つの方法について比
較試験した。
りの取鍋に対し、取鍋精錬装置の内図１に示す循環式真
空脱ガス装置を使って脱ガス処理を行い、引続き本発明
方法の実施により溶鋼の昇温を行った。この際、真空槽
１の下部と取鍋２に４か所の温度測定点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
を設定し、それぞれに熱電対７、８、９a、９bを設け、
本発明による実施例（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び比較の
ため金属Ａｌを添加する従来法の４つの方法について比
較試験した。
【００２６】この試験に用いた昇温用添加材を表１に示
す。なお、用いた昇温用添加材の個数は、溶鋼の処理
量、昇温量、添加材のＡｌ球径ｄ1に応じて決定した。
す。なお、用いた昇温用添加材の個数は、溶鋼の処理
量、昇温量、添加材のＡｌ球径ｄ1に応じて決定した。
【００２７】
【表１】
【００２８】上記温度上昇測定結果を図４に示す。この
結果より、従来法では最大温度上昇点が測定点Ａで測定
され、その最大温度上昇分は３００℃と高い値を示す
が、本発明法（ａ）は測定点Ｂで、本発明法（ｂ）は測
定点Ｃで、本発明法（ｃ）は測定点Ｄで、それぞれ異な
った位置で最大温度上昇点が測定され、その最大温度上
昇点も従来法のおおよそ１／４程度であった。そして、
これら本発明法（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で用いた昇温用
添加材をそれぞれ処理５０チャージごとに切り替えて使
った結果、図５に示すように、従来法では真空槽下部の
寿命が６００チャージ程度しか保たなかったものが、本
発明法の実施によれば９００チャージとほぼ１．５倍保
つようになった。
結果より、従来法では最大温度上昇点が測定点Ａで測定
され、その最大温度上昇分は３００℃と高い値を示す
が、本発明法（ａ）は測定点Ｂで、本発明法（ｂ）は測
定点Ｃで、本発明法（ｃ）は測定点Ｄで、それぞれ異な
った位置で最大温度上昇点が測定され、その最大温度上
昇点も従来法のおおよそ１／４程度であった。そして、
これら本発明法（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で用いた昇温用
添加材をそれぞれ処理５０チャージごとに切り替えて使
った結果、図５に示すように、従来法では真空槽下部の
寿命が６００チャージ程度しか保たなかったものが、本
発明法の実施によれば９００チャージとほぼ１．５倍保
つようになった。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、さまざまな粒径の昇温
用添加材を用いることにより、溶鋼内の最大温度上昇点
の制御が容易となり、また昇温用添加材の粒径を適切に
変えることにより、取鍋精錬装置の寿命を増大し、溶鋼
精錬コストの削減に寄与できる。
用添加材を用いることにより、溶鋼内の最大温度上昇点
の制御が容易となり、また昇温用添加材の粒径を適切に
変えることにより、取鍋精錬装置の寿命を増大し、溶鋼
精錬コストの削減に寄与できる。
【図１】本発明法の実施のために使用する真空脱ガス装
置の概略を示す説明図である。
置の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の実施において使用する昇温用添加材の
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
【図３】従来法により溶鋼精錬を行うための真空脱ガス
装置の概略を示す説明図である。
装置の概略を示す説明図である。
【図４】図１の真空脱ガス装置を使って溶鋼精錬を行っ
た際の昇温用添加材の違いによる最大温度上昇の変化を
示すグラフである。
た際の昇温用添加材の違いによる最大温度上昇の変化を
示すグラフである。
【図５】本発明法と従来法により真空脱ガス装置を使っ
て溶鋼精錬を行った場合の真空槽下部の寿命を比較して
示すグラフである。
て溶鋼精錬を行った場合の真空槽下部の寿命を比較して
示すグラフである。
１ 真空槽 ２ 取鍋 ３ 合金投入口 ４a、４b 還流管 ５ 排気口 ６ 昇温用添加材 ６a Ａｌ球 ６b Ｆｅ系酸化物 ７、８、９a、９b 熱電対 １０ 溶鋼 １１ 真空槽 １２ 取鍋 １３ 羽口 １４a、１４b 還流管 １５ Ａｌ添加材 １６ 高温域 １７ 溶鋼 １８ 還流ガス
Claims (1)
- 【請求項１】 取鍋精錬装置において、内部のＡｌとの
発熱反応に必要な量のＦｅ系酸化物を被覆した昇温用添
加材を投入し、取鍋内の溶鋼中で溶解して、その反応熱
により昇温することを特徴とする取鍋精錬装置における
溶鋼の昇温方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29473395A JPH09111330A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 取鍋精錬装置における溶鋼の昇温方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29473395A JPH09111330A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 取鍋精錬装置における溶鋼の昇温方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09111330A true JPH09111330A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=17811607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29473395A Pending JPH09111330A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 取鍋精錬装置における溶鋼の昇温方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09111330A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000071955A1 (de) * | 1999-05-20 | 2000-11-30 | Sms Mevac Gmbh | Verfahren und anlage zum behandeln von flüssigen metallen |
| WO2001083833A1 (en) * | 2000-04-28 | 2001-11-08 | Qual-Chem Limited | Reheating molten steel by aluminium-iron oxide additive |
| KR100851179B1 (ko) * | 2001-12-03 | 2008-08-08 | 주식회사 포스코 | 용강 단열발열제를 이용한 2차정련방법 |
| JP2010243171A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Nippon Steel Corp | 溶鋼の連続測温方法 |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP29473395A patent/JPH09111330A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000071955A1 (de) * | 1999-05-20 | 2000-11-30 | Sms Mevac Gmbh | Verfahren und anlage zum behandeln von flüssigen metallen |
| WO2001083833A1 (en) * | 2000-04-28 | 2001-11-08 | Qual-Chem Limited | Reheating molten steel by aluminium-iron oxide additive |
| KR100851179B1 (ko) * | 2001-12-03 | 2008-08-08 | 주식회사 포스코 | 용강 단열발열제를 이용한 2차정련방법 |
| JP2010243171A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Nippon Steel Corp | 溶鋼の連続測温方法 |
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