JPH0987732A - 溶鋼の精錬方法 - Google Patents

溶鋼の精錬方法

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JPH0987732A
JPH0987732A JP24623395A JP24623395A JPH0987732A JP H0987732 A JPH0987732 A JP H0987732A JP 24623395 A JP24623395 A JP 24623395A JP 24623395 A JP24623395 A JP 24623395A JP H0987732 A JPH0987732 A JP H0987732A
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JP
Japan
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molten steel
vacuum degassing
vacuum
desulfurization
refining
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JP24623395A
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English (en)
Inventor
Eiju Matsuno
英寿 松野
Toshio Takaoka
利夫 高岡
Takeshi Murai
剛 村井
Kazutoshi Kawashima
一斗士 川嶋
Eiji Sakurai
栄司 櫻井
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 RH脱ガス設備を使用して溶鋼中に効率良く
Caを添加する。 【解決手段】 RH真空脱ガス設備を使用してCaを添
加する溶鋼の精練方法において、減圧精練後、真空脱ガ
ス槽内の真空度を50〜250torrに規制し、真空
脱ガス槽内の溶鋼中または上昇する溶鋼環流に向かっ
て、金属CaまたはCa合金を吹き込むことを特徴とす
る溶鋼の精練方法である。 【効果】 RH単一プロセスで脱水素、脱硫、Ca添加
処理並びに清浄鋼の溶製が同時に達成され、トータルの
処理時間短縮、精練コストの低減が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、RH真空脱ガス設
備を用いてCaを溶鋼中に添加する溶鋼の精錬方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、ラインパイプ材における鋼材品質
への要求は厳しくなっている。この要求に答えるために
は、極低水素化、極低硫化に加えて、Ca添加による硫
化物(介在物)の形態制御、並びに高清浄化の4つの条
件を満たす鋼の溶製が必要不可欠となっている。
【0003】このような鋼を溶製するため、従来は真空
脱ガス設備で脱水素した後、取鍋精錬設備に移動して脱
硫し、Caを添加していたため、トータルの処理時間の
延長や溶鋼温度降下による熱ロスを招いていた。
【0004】最近、上記4つの条件を満たす鋼を、真空
脱ガス設備を用いて溶製する技術が開示されている。例
えば、特開平5−287356号公報には、真空脱ガス
設備を用いた取鍋精錬方法において、減圧し、取鍋底部
に設けたランスから溶鋼中にCaOを主体とするフラッ
クスとCa合金を吹き込んで脱硫した後、真空脱ガス槽
内を大気圧に復圧し、再びCa合金を吹き込んでCa処
理を行う方法が開示されている。
【0005】特開昭58−22320号公報には、前述
と同様に真空脱ガス設備を用いた取鍋精錬方法におい
て、真空脱ガス槽内を減圧した状態(1〜2torrの
高真空)とし、取鍋内溶鋼中に脱硫剤を吹き込んで、脱
水素、脱硫、脱酸し、引続いて減圧状態でガスを吹き込
んで脱水素(脱硫剤が持ち込んだ水分を抜く)した後、
大気圧に復圧し、Ca合金またはCa化合物を吹き込ん
でCa添加処理を行い、脱水素、脱硫、Ca添加処理を
行いつつ、清浄鋼を溶製する方法が開示されている。
【0006】これら2つの従来技術は、いずれも真空脱
ガス槽と取鍋を組み合わせた単一の精錬プロセスで、前
述の4つの条件を満たす鋼を溶製するため、トータルの
処理時間短縮と、溶鋼温度降下の低減による熱ロス低減
を得るものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
2つの従来技術は、Caを添加する際に、いずれも高真
空状態(1〜2torr程度)から大気圧に復圧するた
め、処理時間は延長し、溶鋼温度降下量も増大する問題
がある。
【0008】また、大気圧下でCaを添加するから、真
空脱ガス槽と取鍋間の溶鋼環流が停止してしまって、添
加されたCaが溶鋼中に均一に分散するまでの時間(こ
れを均一化時間という)が増加して、処理時間の延長を
招く。
【0009】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るために提案されたものであって、RH真空脱ガス設備
を用いてCaを添加するにあたり、大気圧に復圧するこ
となくCaを添加して処理時間の短縮を図り、しかも安
定したCa添加歩留の得られる溶鋼の精錬方法を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、RH真空脱ガ
ス設備を使用してCaを添加する溶鋼の精錬方法におい
て、減圧精錬後、真空脱ガス槽内の真空度を50〜25
0torrに規制し、真空脱ガス槽内の溶鋼中または上
昇する溶鋼環流に向かって金属CaまたはCa合金を吹
き込むことを特徴とする溶鋼の精錬方法である。
【0011】一般に、RH真空脱ガス設備を使用してC
a添加を行う溶鋼温度領域は、通常1500℃以上であ
るので、Caは沸点を越えており、かつその蒸気圧が高
い。特に減圧下では、Caは容易に蒸発してしまうか
ら、Caを溶鋼中に安定して歩留らせることは従来より
困難であった。
【0012】本発明者らは、上記問題点を解決するため
鋭意研究を行った結果、真空脱ガス精練、真空脱炭精
練、または脱硫フラックスを減圧下の溶鋼中に吹き込ん
で脱硫精練をする等の、いわゆる減圧精練を行った後、
真空脱ガス槽内の真空度を50〜250torrに規制
し、Caを吹き込むことにより、安定したCa歩留と、
処理時間の短縮が得られることを見出した。
【0013】ここで、真空度が50torr未満では、
吹き込まれたCaはCa蒸気として容易に抜け出てしま
い、Caを安定して歩留らせることができない。真空度
が250torrを越えると、安定したCa添加歩留を
得られるが、溶鋼環流量が減少して、Caの均一化時間
が増大してしまい、処理時間延長を招く。
【0014】この際に、上記真空度範囲に規制しつつ、
真空脱ガス槽内の溶鋼中または上昇する溶鋼環流に向か
ってCaを吹き込むので、Caは溶鋼中を攪拌されなが
ら、溶鋼環流に伴われて真空脱ガス槽から下降管を経由
して取鍋内に循環する。この過程で、Caは溶鋼中の硫
黄、酸素と反応し、生成した脱硫生成物、脱酸生成物は
取鍋内を浮上して、溶鋼は脱硫、清浄化されるととも
に、溶鋼中に溶解したCa(溶鋼中に歩留ったCa)は
溶鋼中で均一に分散する。
【0015】Caの吹き込み箇所として、真空脱ガス槽
内の溶鋼中に換えて、上昇管側壁に貫通して設けた羽
口、または上昇管直下の溶鋼中に浸漬させた吹き込みラ
ンス等の、いわゆる上昇する溶鋼環流に向かってCaを
吹き込む方法を採用すると、吹き込み位置は低くなっ
て、Ca蒸気(気泡)が溶鋼から受けるヘッド圧はより
増大するから、更に安定したCa歩留が得られる。
【0016】またCaの形態として、金属Ca(Ca純
度はほぼ100%)に比べ、Ca純度の低いCa合金を
吹き込むことにより、Caの吹き込み速度(単位時間当
たり吹き込み重量)は減少する。このため、吹き込み中
のCa蒸気発生量は減少して、湯面の暴れが減少し、安
定した添加歩留が確保される。
【0017】本発明における減圧精練の一例として、脱
硫フラックスを減圧下、例えば1torr以下の溶鋼中
に吹き込んで脱硫精練を実施すれば、脱硫と同時に脱ガ
ス処理も進行するから、別途脱ガス工程が省略できる
し、脱硫フラックス吹き込みによる水素ピックアップ
(フラックス中に含有する水分から溶鋼中に持ち込まれ
た水素)も防止できる。
【0018】従って、この後のCa吹き込みを組み合わ
せることにより、RH真空脱ガス設備を使用した単一精
錬プロセスにより、脱水素、脱硫、Ca添加処理、並び
にCa添加による清浄鋼の溶製が同時に達成されるた
め、これを溶製する際のトータルの処理時間は短縮さ
れ、しかも安定したCa添加歩留が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、RH真空脱ガス設備を使
用して、Caを添加する溶鋼の精錬方法の一実施形態を
示す。
【0020】ここで、1は真空脱ガス槽、2は上昇管、
3は下降管、4は排気管、5は合金鉄投入口、6は取
鍋、7は溶鋼、8は取鍋スラグ、9は吹き込みランス、
10は気泡、11はフラックス粒子、12は環流用Ar
ガス供給配管、13は脱硫フラックスホッパー、14は
Ca−Si合金ホッパー、15は粉体供給配管ある。
【0021】吹き込みランス9は金属製パイプの表面に
耐火物が被覆されており、先端部は、上昇管2直下の取
鍋6内の溶鋼7中に浸漬され、噴出口が上昇管2の開口
部に向けて配置されており、この噴出口より環流用Ar
ガスを吹き込むと、全てのArガスは上昇管2内に誘導
されて、溶鋼を環流するために働く。
【0022】真空脱ガス槽内が減圧され、環流用Arガ
ス供給配管12より所定の環流用Arガス流量が供給さ
れると、真空脱ガス槽1と取鍋6の間で溶鋼は環流す
る。
【0023】吹き込みランス9の後端部は、環流用Ar
ガス供給配管12と粉体供給配管15が接続されてお
り、粉体供給配管15には脱硫フラックスホッパー1
3、Ca−Si合金ホッパー14が接続されている。
【0024】粉体状の脱硫フラックスが、Arガス(キ
ャリアーガス)と共に粉体供給配管15を経由して、吹
き込みランス9の噴出口より吹き込まれると、Arガス
気泡10およびフラックス粒子11は溶鋼環流に導かれ
て、真空脱ガス槽1内に入った後、下降管3を経由して
取鍋6内の溶鋼7に入って環流する。
【0025】このフラックス粒子11は溶鋼と接触する
と加熱されて溶融する。またキャリアーガスは環流用A
rガスと合流し、両者の合計流量が環流するために働
く。
【0026】フラックス粒子11は、真空脱ガス槽1内
のおける溶鋼7との攪拌、および取鍋6内を浮上する過
程で、メタルースラグ反応が促進され脱硫が進行する。
【0027】脱硫フラックス組成としては、脱硫反応が
トランジトリーな反応であり迅速に溶解する必要がある
から、CaO−CaF2 系が望ましい。しかし、CaF
2 を添加すると、浸漬管等の耐火物損傷が増大する。こ
れを抑制するため、MgOおよびAl2 3 を添加した
CaO−CaF2 −MgO−Al2 3 系フラックスが
望ましく、本発明者らは、両者のバランスを考慮し、5
0〜70%CaO、20〜50%CaF2 、5〜20%
MgO、5〜10%Al2 3 の範囲を選択した。
【0028】脱硫処理後、金属CaまたはCa合金が、
Arガス(キャリアーガス)と共に、吹き込みランス9
の噴出口より上昇管2の開口部に向かって吹き込まれて
Caが添加される。
【0029】添加されるCaの形態は、安定かつ高い添
加歩留が得られるCa−Si合金を選択し、粒径は3〜
30mm範囲とする。
【0030】また脱硫フラックスを溶鋼中に吹き込んで
減圧下で脱硫処理をする方法として、真空脱ガス槽内の
溶鋼中または上昇する溶鋼環流に向かって、脱硫フラッ
クスを吹き込む方法等がある。どちらも、溶鋼環流の持
つ攪拌エネルギーによって、フラックスの溶解および脱
硫反応の促進作用を得られるが、上昇する溶鋼環流に向
かって吹き込む方が、脱硫フラックスは吹き込まれた後
から取鍋内を浮上するまでの滞留時間、言い換えると、
溶鋼と長い接触時間が確保できるため、脱硫反応はより
効率良く進行する。
【0031】
【実施例】図1のRH真空脱ガス設備を使用して、脱
硫、Ca添加試験を実施した。以下に説明する。
【0032】高炉溶銑に対して脱珪、脱燐、脱硫処理
(溶銑予備処理)を実施し、予備処理溶銑を転炉に装入
した。転炉では主に脱炭精錬を行い、出鋼成分としてS
濃度を40ppm以下、可溶性酸素濃度をおよそ400
ppmに調整した未脱酸溶鋼250トンを取鍋6内に出
鋼した。
【0033】転炉出鋼時、炉裏から取鍋内スラグ上に焼
石灰を1トン、金属Alを200kg投入して、スラグ
中の酸素ポテンシャルを低減して過酸化スラグを改質
し、この後の脱硫以降のRH処理中に発生する取鍋スラ
グの揺動(溶鋼環流エネルギーにより上下方向に5〜1
50mm揺動する)による復硫並びに溶鋼酸化の防止を
図った。
【0034】このような転炉溶鋼に対して、RH真空脱
ガス設備では、吹き込みランス9より環流用Arガス流
量1500Nl/minを吹き込みつつ減圧して、溶鋼
を環流させて、合金鉄投入口5から金属Alを200k
g投入して溶鋼を還元した後、吹き込みランス9より、
Arガス(キャリアーガス)と共に、60%CaO−2
0%CaF2 −15%MgO−5%Al2 3 組成の脱
硫フラックス3〜7kg/tonを、真空度2torr
以下で20分間吹き込んで、脱硫処理を実施した。
【0035】脱硫処理中の真空度を2torr以下と
し、脱水素も同時に進行させるとともに、脱硫生成物の
浮上も図った。
【0036】脱硫処理後、実施例では真空度を50〜2
50torr範囲に復圧し、粒度5〜30mmの65%
Ca−Si合金を吹き込みランス9から1kg/ton
吹き込んでCa添加処理を実施した。Ca成分の均一
化、およびCa添加による脱硫、脱酸生成物の浮上促進
を図るため、Ca吹き込み開始から3分間、環流用Ar
ガス流量を1500Nl/min流して、全ての処理を
終了した。一方、比較例では、真空度を1、40、27
0、300torrに各々復圧し、実施例と同様の条件
でCa添加処理を実施した。
【0037】また、本試験では、Ca吹き込み後、取鍋
内溶鋼を採取し、Ca成分の均一化時間を測定した。表
1に試験結果を示す。
【0038】
【表1】
【0039】表1の結果より、脱硫フラックスを3〜7
kg/ton吹き込みにより、S濃度は10ppm以下
に脱硫された。またCa添加時の真空度が低下するに従
って、添加後のCa濃度は増加しており、真空度が50
torr以上の実施例1〜実施例5では、15ppm以
上のCa濃度が確保され、Ca成分の均一化時間も3分
以内であった。
【0040】一方、真空度が50torr未満の比較例
1、比較例2では、15ppm以上のCa濃度が確保さ
れなかった。また真空度が250torrを越える比較
例3、比較例4では、実施例1〜実施例5に比べ更に高
いCa歩留が得られたが、Ca成分の均一化時間はおよ
そ6分間を要した。
【0041】
【発明の効果】本発明は、RH真空脱ガス設備を用いて
Caを添加する際に、減圧精練後、真空度を適切な範囲
に規制するから、安定したCa歩留が確保でき、かつ処
理時間も短縮できる。また、減圧精練として脱硫フラッ
クスを減圧下の溶鋼中に吹き込むことにより、脱水素、
脱硫、Ca添加処理並びにCa添加による清浄鋼の溶製
が同時に達成される。この結果、RH真空脱ガス設備を
使用した単一精錬プロセスにより、上記の4つの条件を
満たす鋼を溶製する際のトータルの処理時間は短縮さ
れ、精錬コストも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】RH真空脱ガス設備を使用して、Ca添加処理
を実施している本発明の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
1 真空脱ガス槽 2 上昇管 3 下降管 7 溶鋼 9 吹き込みランス 12 環流用Arガス供給配管 13 脱硫フラックスホッパー 14 Ca−Si合金ホッパー 15 粉体供給配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川嶋 一斗士 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 櫻井 栄司 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 RH真空脱ガス設備を使用してCaを添
    加する溶鋼の精錬方法において、 減圧精錬後、真空脱ガス槽内の真空度を50〜250t
    orrに規制し、真空脱ガス槽内の溶鋼中または上昇す
    る溶鋼環流に向かって、金属CaまたはCa合金を吹き
    込むことを特徴とする溶鋼の精錬方法。
JP24623395A 1995-09-25 1995-09-25 溶鋼の精錬方法 Pending JPH0987732A (ja)

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