JPH10158724A

JPH10158724A - 真空脱炭精錬炉

Info

Publication number: JPH10158724A
Application number: JP33756596A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kato; 勝彦加藤; Ryuzo Hayakawa; 隆造早川; Kenichiro Miyamoto; 健一郎宮本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 1998-06-16
Anticipated expiration: 2016-12-02
Also published as: JP3749582B2

Abstract

(57)【要約】【課題】排気ガスの流路抵抗を増大させることなく、
真空槽上部、酸素ランスを真空脱炭精錬中の輻射熱から
遮蔽すると共に、溶鋼のスプラッシュに伴う粉塵の真空
排気系への侵入を抑止し、生産性の高い操業を行うこと
のできる真空脱炭精錬炉を提供する。【解決手段】溶鋼１２を保持する取鍋１３と、溶鋼１
２に浸漬される浸漬管１４と、浸漬管１４の上部に配置
される真空槽１６と、真空槽１６を排気する真空排気装
置と、酸素ガスを浸漬管１４内の溶鋼面１８に吹き付け
る酸素ランス２１とを有する真空脱炭精錬炉１０におい
て、真空槽１６がその下部に形成される拡径部１７及び
拡径部１７の上部に形成される縮径部１９を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼に酸素ガスを
吹き込んで脱炭精錬を行う真空脱炭精錬炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＶＯＤ等の真空脱炭精錬に際して
は、酸素ガスを溶鋼に吹き込むことにより溶鋼中の炭素
を燃焼除去して、炭素濃度等を所定の範囲に調整する処
理が行なわれている。このようなＶＯＤ等の真空脱炭精
錬においては、ピット内に取鍋を設置し、フードで覆っ
て、全体を真空に保持するか、あるいは取鍋とフードの
全体を真空に保持して、脱炭精錬を行うために、真空処
理装置の大型化、あるいは脱炭速度を高めることができ
ないことからＶＯＤに供給される粗溶鋼の炭素濃度に制
約があった。このような真空脱炭精錬における粗溶鋼の
炭素濃度の制約による真空脱炭精錬炉の脱炭負荷を軽減
し、あるいは脱炭効率等の向上を図る方法として、例え
ば、特開平２−１３３５１０号公報には、溶融金属を収
容する取鍋と、前記溶融金属に浸漬される浸漬管を下端
に備えた真空槽と、該真空槽の内部を減圧する真空源に
接続された排気管と、前記真空槽の内部に配置された遮
蔽体とを備えており、前記浸漬管内にある湯面から２〜
５ｍの高さに前記遮蔽体を維持した真空処理装置が記載
されている。また、特開昭６１−３７９１２号公報に
は、取鍋内の溶鋼を浸漬管を介して真空槽内に吸上げ、
浸漬管の投影面下の取鍋内下位から不活性ガスを吹き込
み、且つ真空槽内の溶鋼表面に上部ランス（酸素ラン
ス）を介して酸化性ガスを吹き付ける溶鋼の真空精錬方
法において、該浸漬管の内径Ｄ₁と取鍋の内径Ｄ₀との
比Ｄ₁／Ｄ₀が０．４〜０．８の値となるよう浸漬管の
内径を定め、取鍋内の溶鋼深さをＨ₀、不活性ガスの吹
込位置を溶鋼表面からの深さＨ₁としたとき、Ｈ₁／Ｈ
₀が０．５から１．０の値となるよう不活性ガス吹込位
置を定める溶鋼の真空精錬方法が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平２−１３３５１０号公報に示されるように、真空槽
内に遮蔽体を設けて酸素吹き込みによる脱炭速度を高
め、高炭素域から脱炭精錬を行う方法では、以下のよう
な問題があった。真空槽内の排気ガスが遮蔽体間を通過する際に、排気
ガス中の溶鋼飛沫あるいはそれらの凝固してなる粉塵が
遮蔽体間に付着、蓄積して、排気ガスの流動抵抗が大き
くなり真空槽内の圧力損失を増大させる。排気ガスの流路となる遮蔽体間の間隔や、ダクト等の
通路が狭くなるので、高真空度を達成するために高出力
の真空排気装置が必要となる。遮蔽体間あるいは排気系ダクトの排気ガス流路に粉塵
が付着堆積すると、構造が複雑であるためにこの粉塵の
除去作業が困難であり多大の時間と手間を要する。温度が２０００℃を越える酸素ランスの火点では、そ
の輻射熱あるいは排ガスの流れによって火点近傍の耐火
物の損傷が激しくなる。

【０００４】また、ガス吹き込み管位置、取鍋内径、及
び浸漬管内径等の幾何学的配置を所定範囲に設定して脱
炭精錬時におけるスプラッシュを抑止する特開昭６１−
３７９１２号公報に記載の方法では、以下のような問題
があった。脱炭精錬中のスプラッシュ自体は抑制できるものの、
一旦粉塵等が発生すると、この粉塵を真空槽内で捕捉す
る手段がないために、粉塵を含むガスが真空排気ダクト
に送入され、排気系を損傷させる原因となる。高速吹酸（２０００ｍ³／ｈｒ以上）を行うと前記の
スプラッシュ等の粉塵が天井部や排気系に付着堆積して
真空度を阻害する。遮蔽体により真空槽の上部が真空精錬時の溶鋼からの
輻射熱に対して遮蔽されていないので、酸素ランスある
いは真空槽上部の耐火物の損傷が大きくなり、耐火物コ
ストが高くなる。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、排気ガスの流路抵抗を増大させることなく、真
空槽上部、酸素ランスを真空脱炭精錬中の輻射熱から遮
蔽すると共に、溶鋼のスプラッシュに伴う粉塵の真空排
気系への侵入を抑止し、生産性の高い操業を行うことの
できる真空脱炭精錬炉を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の真空脱炭精錬炉は、溶鋼を保持する取鍋と、該溶
鋼に浸漬される浸漬管と、該浸漬管の上部に配置される
真空槽と、該真空槽を排気する真空排気装置と、酸素ガ
スを前記浸漬管内の溶鋼面に吹き付ける酸素ランスとを
有する真空脱炭精錬炉において、前記真空槽がその下部
に形成される拡径部及び該拡径部の上部に形成される縮
径部を有する。真空槽の拡径部とは、浸漬管の内径部分
よりも拡径して形成される真空槽の下部構造をいう。真
空槽の縮径部とは、前記拡径部に続いてその上部に形成
され、該拡径部よりも縮径した内径を有する真空槽の絞
り部分をいう。請求項２記載の真空脱炭精錬炉は、請求
項１記載の真空脱炭精錬炉において、前記真空槽の拡径
部の内径Ｄ_Lと、前記酸素ランスの下端及び前記溶鋼面
間の酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（Ｄ_L／Ｌ）が０．５
〜１．２であり、かつ前記縮径部の内断面積Ｓ_Sと前記
拡径部の内断面積Ｓ_Lとの比（Ｓ_S／Ｓ_L）が０．５〜
０．９である。酸素ランス下端及び溶鋼面間の酸素ガス
吹付け距離Ｌとは、真空脱炭精錬時における酸素ランス
下端の位置と、酸素ランスによる吹き込みが開始される
前における静止状態の溶鋼面の位置との差をいう。縮径
部の内断面積Ｓ_Sと拡径部の内断面積Ｓ_Lとの比（Ｓ_S
／Ｓ_L）が０．５より小さくなると、排ガスの通過領域
が狭くなって、真空槽内の真空度を高くすることが困難
となり、脱炭酸素効率を低下させるので好ましくない。
また、Ｓ_S／Ｓ_Lが０．９より高くなると、上昇してき
たスプラッシュを捕捉する衝突面積が小さすぎるために
天蓋部の地金付着及び排気ダクト内への粉塵の侵入防止
効果が得られない問題がある。拡径部の内径Ｄ_Lと、前
記酸素ランスの下端及び前記溶鋼面間の酸素ガス吹付け
距離Ｌとの比（Ｄ_L／Ｌ）が０．５より小さくなる場合
には、酸素ガスのジェット流により形成される火点、及
び真空槽耐火物間の距離が近づき過ぎるために局部的な
耐火物の損耗が著しく促進されるので好ましくない。逆
にＤ_L／Ｌを１．２より大きくしても、耐火物損耗の抑
制効果は少なく、むしろ過剰な真空槽の大径化に伴う耐
火物ライニングコスト（耐火物コスト）の増大や設備取
り合い制約等が問題となる。

【０００７】請求項３記載の真空脱炭精錬炉は、溶鋼を
保持する取鍋と、該溶鋼に浸漬される浸漬管と、該浸漬
管の上端に配置される真空槽と、該真空槽を排気する真
空排気装置と、酸素ガスを前記浸漬管内の溶鋼面に吹き
付ける酸素ランスとを有する真空脱炭精錬炉において、
前記真空槽がその下部に形成される拡径部及び該拡径部
の上部に多段配置される複数の扇形遮蔽体を有すると共
に、該拡径部の内径Ｄ_Lと、前記酸素ランスの下端及び
前記溶鋼面間の酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（Ｄ_L／
Ｌ）が０．５〜１．２であり、かつ前記扇形遮蔽体の前
記溶鋼面へのそれぞれの投影により、酸素ランス周辺部
を除く該溶鋼面の全てが覆われている。扇形遮蔽体と
は、その外円弧部が真空槽の側壁に配置され、酸素ラン
ス側の内円弧部と酸素ランス間に所定の空隙を有して配
置され、溶鋼の飛沫、あるいは火点からの輻射熱を遮る
ための水平断面が扇形となる遮蔽体である。また、扇形
遮蔽体の配置される真空槽の円周上において、その非遮
蔽部分が排ガス流路となるようになっている。酸素ラン
ス周辺部とは、複数の扇形遮蔽体の内円弧部と酸素ラン
ス外周間の空隙部分が溶鋼面に投影されてなる略円形状
の領域をいう。なお、Ｄ_LとＬとの関係の設定理由は前
記請求項１に示したものと同じ理由による。

【０００８】請求項４記載の真空脱炭精錬炉は、請求項
３記載の真空脱炭精錬炉において、前記酸素ランス周辺
部の外半径と前記酸素ランスの外半径との差が１００〜
３００ｍｍである。酸素ランス周辺部の外半径と前記酸
素ランスの外半径との差が１００ｍｍより小さいと、酸
素ランスに付着する地金によって酸素ランスと扇形遮蔽
体とが固着して、酸素ランスの昇降等が不能となる等の
生産障害を生じる。また前記の差が３００ｍｍを越える
と、扇形遮蔽体が溶鋼面に投影されて得られる投影面積
の全溶鋼面積に対する被覆率が低下して、真空槽におけ
る天蓋部等の地金付着を生じるため好ましくない。

【０００９】請求項５記載の真空脱炭精錬炉は、請求項
１〜４のいずれか１項に記載の真空脱炭精錬炉におい
て、前記拡径部の垂直方向の長さが１〜３ｍである。拡
径部の垂直方向の長さが１ｍより短いと、火点からの輻
射熱、あるいは溶鋼のスプラッシュ等から真空槽の側壁
を実質的に保護することが困難となる。また、拡径部の
垂直方向の長さが３ｍより長くなると、所定の真空度を
維持するための真空排気装置にかかる負荷が大きくなる
と共に、耐火物ライニングコストを含む設備費用等も増
大するので好ましくない。

【００１０】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに図１は本発明の第１の実施の
形態に係る真空脱炭精錬炉の側断面図、図２は同真空脱
炭精錬炉の部分斜視図、図３は同真空脱炭精錬炉の平断
面図、図４は本発明の第２の実施の形態に係る真空脱炭
精錬炉の側断面図、図５は同真空脱炭精錬炉の部分斜視
図、図６は同真空脱炭精錬炉の平断面図である。

【００１１】以下、本発明の第１の実施の形態に係る真
空脱炭精錬炉について説明する。真空脱炭精錬炉１０
は、図１〜図３に示すようにガス吹き込みノズル１１が
底部に配置され溶鋼１２を保持する取鍋１３と、取鍋１
３中の溶鋼１２に浸漬される浸漬管１４と、図示しない
真空排気装置に繋がる排気孔１５を備えた真空槽１６
と、真空槽１６の上部に設けられた酸素ランス２１とを
有している。前記の各構成要素について、さらに詳細に
説明する。取鍋１３は略円筒状の鉄製容器であり、溶鋼
１２と接する内面壁は、例えばアルミナシリカ質あるい
はアルミナジルコン質等の耐火物で内張りされている。
取鍋１３のガス吹き込みノズル１１を介して溶鋼１２中
に吹き込まれる不活性ガスの上昇、運動エネルギーによ
り、取鍋１３内の溶鋼１２を攪拌して、溶鋼１２におけ
る真空精錬反応の効率が高められる。

【００１２】浸漬管１４は内径Ｄ_I（ｍｍ）を有する略
円筒形であり、溶鋼１２に浸漬される下部は、例えばア
ルミナシリカ質等の不定形耐火物を用いて流し込み施工
されており、上部は例えばマグネシアクロミア質等の耐
火れんがを積層することにより構成されている。浸漬管
１４の上部に配置される真空槽１６は、主としてマグネ
シアクロミア質等の耐火れんがで内張りされた真空精錬
処理のための容器であり、その一部を不定形耐火物によ
って構成することもできる。真空槽１６には、下部に内
径Ｄ_L（ｍｍ）及び垂直方向の長さがＡ（ｍｍ）となる
拡径部１７が設けられ、この拡径部１７で形成される真
空槽１６内の空間部分で溶鋼１２のスプラッシュを分散
させると共に、溶鋼面１８あるいは火点からの輻射熱を
抑制して、真空槽１６の内壁部分の耐火物損耗を軽減で
きる。また、拡径部１７に続く上部には内径Ｄ_Sとなる
縮径部１９（絞り部）が配置されていて、真空槽１６の
天蓋部２０あるいは排気孔１５に巻き込まれる排気ガス
中の粉塵の侵入を阻止することができる。従って、前記
各内径（Ｄ_I、Ｄ_L、Ｄ_S）間の大小関係はＤ_L＞
Ｄ_I、Ｄ_L＞Ｄ_Sのようになっている。真空槽１６及び
取鍋１３は図示しない移動機構によりそれぞれの相対位
置を変更して、浸漬管１４の下部を取鍋１３内の溶鋼１
２に浸漬させることができる。そして、水蒸気エジェク
ター、真空ポンプ等の図示しない真空排気装置に排気孔
１５が連結されていて該真空排気装置を作動させること
により真空槽１６内の真空度を必要なレベルに維持する
ことができる。

【００１３】酸素ランス２１は酸素ガス、精錬剤等の供
給路が内部に形成された図示しない水冷構造の多重管か
らなり、その先端部には酸素ガス、及び精錬剤等を溶鋼
に吹き付けるためのノズルが設けてある。酸素ランス２
１の真空槽１６内への挿入位置を変更して、酸素ガスの
吹付け前における静止状態の溶鋼面１８の位置と酸素ラ
ンス２１の下端位置との差である酸素ガス吹付け距離Ｌ
（ｍｍ）を必要に応じて調整することができるようにな
っている。

【００１４】続いて、前記説明した本発明の第１の実施
の形態に係る真空脱炭精錬炉１０を用いる真空精錬方法
について説明する。まず、転炉等の精錬炉において溶鋼
成分の濃度、溶鋼温度等を所定の範囲に設定した溶鋼１
２を取鍋１３に収容する。次に、前記の取鍋１３の底部
からガス吹き込みノズル１１を介して不活性ガスを吹き
込みつつ、真空槽１６の下部に配置された浸漬管１４の
下端部を溶鋼１２に浸漬させると共に、真空槽１６内を
減圧して、浸漬管１４内の溶鋼面１８を引き上げる。そ
して、このような減圧状態を維持したまま、引き続きガ
ス吹き込みノズル１１を介してアルゴンガスを吹き込む
ことにより溶鋼１２を攪拌すると共に、酸素ランス２１
から酸素ガスを浸漬管１４内の溶鋼１２に供給して、溶
鋼１２の真空脱炭精錬を行う。

【００１５】このような真空下での脱炭精錬に際して
は、溶鋼１２に直接浸漬されることのない真空槽側壁部
（フリーボード部）における耐火物の溶損は、耐火物の
表面温度、雰囲気ガスの温度及び耐火物稼働面に衝突す
るガスの流速により支配される。従って、フリーボード
部の耐火物寿命の延長のためには、吹酸、脱炭反応によ
り発生する高温火点から前記耐火物をできるだけ遠ざけ
ること、さらには耐火物稼働面に衝突するガスの流速を
抑制することが重要である。酸素ランス２１から吐出さ
れる酸素ガスのジェット流と溶鋼１２との衝突面（火
点）においては、溶鋼中の炭素が酸素ガスによって酸化
され、ＣＯガスを発生すると共に、火点近傍の温度はこ
の脱炭反応に伴う発生熱量により約２４００℃と高温に
なる。さらに、発生するＣＯガスが雰囲気中で燃焼する
二次燃焼反応（ＣＯ＋（１／２）Ｏ₂→ＣＯ₂）を起こ
すために、火点直上部のガス温度（雰囲気温度）も極め
て高くなる。また、ＣＯガス流速も発生直後における火
点直上部の領域で最大となる。このように、真空脱炭精
錬におけるフリーボード部においては、高温の火点及び
火点直上部から、輻射熱、あるいはガス流等による損耗
作用を被るために、火点及びフリーボード部間の幾何学
的配置を適正に保つことが重要である。本実施の形態に
おいては、このような火点〜真空槽耐火物間の幾何学的
配置を特定範囲に設定することにより、フリーボード部
及び酸素ランス等の耐火物溶損を最少限度に抑制すると
共に、溶鋼１２のスプラッシュに伴う粉塵の真空排気系
への侵入を抑止して生産性の高い真空脱炭精錬の操業を
行うことができる。

【００１６】ここで、表１、表２に示す実施例１〜６
は、前記説明したフリーボード部に相当する拡径部１７
の内径Ｄ_L、及び内断面積Ｓ_L（ｍ²）、拡径部の長さ
Ａ、酸素ガス吹付け距離Ｌ、内径Ｄ_Sである縮径部１９
の内断面積Ｓ_S（ｍ²）等の真空脱炭精錬条件を種々の
値に設定して、真空脱炭精錬を行ったときの結果を示し
たものである。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】同表から明らかなように、真空精錬におけ
る真空槽１６の幾何学的配置を規定する（Ｄ_L／Ｌ）比
及び（Ｓ_S／Ｓ_L）比をそれぞれ０．５〜１．２、０．
５〜０．９の範囲に設定した実施例１〜６においては、
真空槽内地金付着及び、溶鋼面直上部（火点直上部）の
水平位置に対応する耐火物溶損はそれぞれ微小（無）で
あり、耐火物コストが表中の○印で示すように所定水準
内に維持される状態であり、評価結果は良好（○）とな
ることが分かる。ここで、脱炭酸素効率とは酸素ランス
により供給される酸素ガスの全量に対して、脱炭素反応
に寄与した酸素ガスの量の比率をいい、実施例１〜６に
おいては脱炭酸素効率は６８〜７８％のレベルであっ
た。また、均一混合時間とは、真空精錬における溶鋼１
２の攪拌結果の程度を示す指標であり、例えば溶鋼中に
標識となる金属元素等を投入して、その金属元素の濃度
が一様、又は一定になるまでに要する時間で表示される
値であり、実施例１〜６においては、３８〜５１秒の範
囲となっている。

【００２０】因みに、表３の比較例１〜４は、前記（Ｄ
_L／Ｌ）比及び（Ｓ_S／Ｓ_L）比のいずれかが適正範囲
を外れる例を示している。比較例１は（Ｄ_L／Ｌ）比が
０．４と適正範囲を外れていて溶鋼面直上部の水平位置
に対応する耐火物溶損が大となるために評価結果は不良
（×）となっている。比較例２は（Ｄ_L／Ｌ）比が１．
５と適正範囲を大きく外れていて、吹酸される酸素が溶
鋼面に吹付けられる力が弱く、脱炭反応の大幅な低下の
ために評価結果は不良（×）となっている。比較例３は
（Ｓ_S／Ｓ_L）比が０．４と適正範囲より低いので、排
ガスの流路抵抗が大きくなって、真空度が悪化し評価結
果は不良（×）となっている。比較例４は（Ｓ_S／
Ｓ_L）比が１．０と適正範囲より大きいために真空槽内
地金付着が大となって不良（×）となる結果を示してい
る。

【００２１】

【表３】

【００２２】次に、本発明の第２の実施の形態に係る真
空脱炭精錬炉について説明する。第２の実施の形態に係
る真空脱炭精錬炉３０は、第１の実施の形態に示した真
空脱炭精錬炉１０における真空槽１６の縮径部１９の構
造を扇形遮蔽体３１、３２、３３による構造に変えたも
のであり、その他の構成は略同一であるので、これらに
ついては同一の符号を付して、その詳しい説明を省略す
る。真空脱炭精錬炉３０は、図４〜図６に示すように溶
鋼１２を保持する取鍋１３と、取鍋１３中の溶鋼１２に
浸漬される浸漬管１４と、図示しない真空排気装置に繋
がる排気孔１５を備えた真空槽３４と、真空槽３４の上
部に設けられた酸素ランス２１とを有している。

【００２３】真空槽３４には、下部に内径Ｄ_L（ｍｍ）
である拡径部１７ａが形成されていて、その始点から上
部に配置された扇形遮蔽体３１の下端までの長さＢが２
３００ｍｍとなっている。このため、拡径部１７ａの空
間で溶鋼１２のスプラッシュを分散させると共に、溶鋼
面１８あるいは精錬中の火点からの輻射熱を抑制して、
真空槽３４の内壁部分の耐火物損耗を軽減できるように
なっている。また、図４に示すように、真空槽３４の拡
径部１７ａに続く上部には拡径部１７ａに吸い上げられ
るスプラッシュ及び溶鋼面１８からの輻射熱等を遮るた
めの３つの扇形遮蔽体３１、３２、３３が互いに垂直位
置を異ならせて配置されて、図６に示すように、扇形遮
蔽体３１、３２、３３の溶鋼面１８への投影により酸素
ランス周辺部３５を除く全ての溶鋼面１８が覆われるよ
うになっている。

【００２４】そして、扇形遮蔽体３１は、図５に示され
るように、その外周側の部分が真空槽３４の側壁に取付
けられ、その酸素ランス２１側は酸素ランス２１に対し
て空隙Ｇを有して配置される。各扇形遮蔽体３１、３
２、３３は、例えば真空槽３４の鉄皮３６の内側部分に
冷却用空気流路３９を内蔵する芯金３７を固定して、芯
金３７に取付けられたＹ型スタッド３８を介して、例え
ばアルミナ系キャスタブル等の不定形耐火物４０を芯金
３７上に固定することにより得られる。このような扇形
の角度θを有する扇形遮蔽体３１、３２、３３を拡径部
１７ａの上部に互いに垂直方向の距離を有して配置し
て、それぞれの空隙部分の溶鋼面１８への垂直方向の投
影により酸素ランス周辺部３５が形成される。ここで
は、酸素ランス周辺部３５の外半径と内半径（酸素ラン
スの外半径）との差が適正範囲（１００〜３００ｍｍ）
内である２５０ｍｍに設定されている。従って、溶鋼面
１８上の火点からの輻射熱、及びスプラッシュを有効に
遮ることができると共に、真空槽３４の排気流路を確保
し排気抵抗を増大させることなく真空脱炭精錬を行うこ
とができる。

【００２５】続いて、前記第２の実施の形態に係る真空
脱炭精錬炉３０を用いる真空精錬方法について説明す
る。まず、真空槽３４の下部に配置された浸漬管１４の
下端部を溶鋼１２に浸漬させ、真空槽３４内を減圧して
浸漬管１４内の溶鋼面１８を引き上げる。そして、この
ような減圧状態を維持したまま、ガス吹き込みノズル１
１を介してアルゴンガスを吹き込むことにより溶鋼１２
を攪拌すると共に、酸素ランス２１から酸素ガスを浸漬
管１４内の溶鋼１２に供給して、溶鋼１２の真空脱炭精
錬を行う。

【００２６】このような真空下での脱炭精錬に際して
は、溶鋼１２の攪拌に加えて、精錬反応に伴うＣＯガス
の発生により、溶鋼１２のスプラッシュが激しくなる。
そして、このようなスプラッシュ（飛沫）あるいはこの
飛沫の凝固してなる鉄粉を含む粉塵が排気ガスと共に真
空槽３４内を上昇するが、真空槽３４の上部に形成され
る扇形遮蔽体３１、３２、３３に衝突して、その上昇運
動を抑制することができる。また、火点からの輻射熱も
３つの扇形遮蔽体３１、３２、３３によって阻止され、
特に真空槽３４の天蓋部２０における耐火物の損傷を少
なくできる。

【００２７】表２に示す実施例７は（Ｄ_L／Ｌ）比を
０．９として、扇形の角度（θ）がそれぞれ約１２０〜
１８０゜である３個の扇形遮蔽体３１、３２、３３を上
下に１５０ｍｍの間隔を有して、しかも、溶鋼面１８へ
の各投影により酸素ランス周辺部３５を除く全ての溶鋼
面１８を覆うように配置した例である。表に示すよう
に、真空槽内地金付着及び、溶鋼面直上部（火点直上
部）の水平位置に対応する耐火物溶損はそれぞれ微小
（無）であり、耐火物コストが所定水準内に維持される
状態（○）であり、評価結果は良好（○）となる。

【００２８】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。本実施の形態においては、扇形遮蔽体を不
定形耐火物で形成させる場合について述べたが、例えば
マグネシアクロミア質の耐火れんが等の定形耐火物によ
って扇形遮蔽体を構成することもできる。また、酸素ラ
ンス周辺部を除く溶鋼面の全てが、各扇形遮蔽体のそれ
ぞれの投影によって覆われていさえすれば、各扇型遮蔽
体における扇形の角度θを全て同一の値とする必要はな
く、扇形遮蔽体の数も３個に限定されるものではない。
さらに、溶鋼面における扇形遮蔽体の各投影に重複する
部分が生じても操業上の問題はなく、このような場合も
本発明の適用範囲である。

【００２９】

【発明の効果】請求項１、２及び５記載の真空脱炭精錬
炉においては、真空槽がその下部に形成される拡径部及
び拡径部の上部に形成される縮径部を有するので、スプ
ラッシュ又は粉塵の真空槽上部への移動が阻止されると
共に、真空精錬を効果的に行うことができる。特に、請
求項２記載の真空脱炭精錬炉においては、拡径部の内径
Ｄ_Lと酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（Ｄ_L／Ｌ）、及び
縮径部の内断面積Ｓ_Sと拡径部の内断面積Ｓ_Lとの比
（Ｓ_S／Ｓ_L）をそれぞれ特定範囲としているので、真
空槽から排気される排気ガスの流路が適正に確保され、
真空槽内の真空度を維持して、脱炭酸素効率を低下させ
ることなく、しかもスプラッシュの天蓋部への付着及び
排気ダクトへの粉塵の侵入を防止することができる。

【００３０】請求項３〜５記載の真空脱炭精錬炉におい
ては、真空槽がその下部に形成される拡径部及び拡径部
の上部に多段配置される複数の扇形遮蔽体を有するの
で、排気ガスの流路抵抗を増大させることなく、排気ガ
スの流路を確保することができ、真空精錬を効率的に行
うことができる。そして、拡径部の内径Ｄ_Lと、酸素ガ
ス吹付け距離Ｌとの比（Ｄ_L／Ｌ）を特定範囲内とし
て、かつ扇形遮蔽体の溶鋼面へのそれぞれの投影によ
り、酸素ランス周辺部を除く溶鋼面の全てが覆われるよ
うにしているので、天蓋部及び真空槽の耐火物へのスプ
ラッシュ、及び輻射熱を効果的に遮ることができ、耐火
物の損耗を抑制して、耐火物コストを適正に維持するこ
とができる。

【００３１】また、請求項４記載の真空脱炭精錬炉にお
いては、酸素ランス周辺部の外半径と酸素ランスの外半
径との差を特定範囲とするので、真空槽天蓋部における
地金付着を抑止すると共に、酸素ランスに付着するスプ
ラッシュによる酸素ランスと扇型遮蔽体との固着あるい
は衝突を回避して、酸素ランスの交換等に伴う生産障害
を防止することができる。

【００３２】特に、請求項５記載の真空脱炭精錬炉にお
いては、拡径部の垂直方向の長さを特定範囲とするの
で、火点からの輻射熱、あるいは溶鋼のスプラッシュ等
から真空槽の側壁部分及び酸素ランスの耐火物をさらに
効果的に保護することができ、必要以上に設備費用を増
加させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る真空脱炭精錬
炉の側断面図である。

【図２】同真空脱炭精錬炉の部分斜視図である。

【図３】同真空脱炭精錬炉の平断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る真空脱炭精錬
炉の側断面図である。

【図５】同真空脱炭精錬炉の部分斜視図である。

【図６】同真空脱炭精錬炉の平断面図である。

【符号の説明】

１０真空脱炭精錬炉１１ガス吹き
込みノズル１２溶鋼１３取鍋１４浸漬管１５排気孔１６真空槽１７拡径部１７ａ拡径部１８溶鋼面１９縮径部２０天蓋部２１酸素ランス３０真空脱炭
精錬炉３１扇形遮蔽体３２扇形遮蔽
体３３扇形遮蔽体３４真空槽３５酸素ランス周辺部３６鉄皮３７芯金３８Ｙ型スタ
ッド３９冷却用空気流路４０不定形耐
火物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶鋼を保持する取鍋と、該溶鋼に浸漬さ
れる浸漬管と、該浸漬管の上部に配置される真空槽と、
該真空槽を排気する真空排気装置と、酸素ガスを前記浸
漬管内の溶鋼面に吹き付ける酸素ランスとを有する真空
脱炭精錬炉において、前記真空槽がその下部に形成される拡径部及び該拡径部
の上部に形成される縮径部を有することを特徴とする真
空脱炭精錬炉。
【請求項２】前記真空槽の前記拡径部の内径Ｄ_Lと、
前記酸素ランスの下端及び前記溶鋼面間の酸素ガス吹付
け距離Ｌとの比（Ｄ_L／Ｌ）が０．５〜１．２であり、
かつ前記縮径部の内断面積Ｓ_Sと前記拡径部の内断面積
Ｓ_Lとの比（Ｓ_S／Ｓ_L）が０．５〜０．９であること
を特徴とする請求項１記載の真空脱炭精錬炉。
【請求項３】溶鋼を保持する取鍋と、該溶鋼に浸漬さ
れる浸漬管と、該浸漬管の上端に配置される真空槽と、
該真空槽を排気する真空排気装置と、酸素ガスを前記浸
漬管内の溶鋼面に吹き付ける酸素ランスとを有する真空
脱炭精錬炉において、前記真空槽がその下部に形成される拡径部及び該拡径部
の上部に多段配置される複数の扇形遮蔽体を有すると共
に、該拡径部の内径Ｄ_Lと、前記酸素ランスの下端及び
前記溶鋼面間の酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（Ｄ_L／
Ｌ）が０．５〜１．２であり、かつ前記扇形遮蔽体の前
記溶鋼面へのそれぞれの投影により、酸素ランス周辺部
を除く該溶鋼面の全てが覆われることを特徴とする真空
脱炭精錬炉。
【請求項４】前記酸素ランス周辺部の外半径と前記酸
素ランスの外半径との差が１００〜３００ｍｍであるこ
とを特徴とする請求項３記載の真空脱炭精錬炉。
【請求項５】前記拡径部の垂直方向の長さが１〜３ｍ
であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
記載の真空脱炭精錬炉。