JPS5844723B2 - 不活性ガス雰囲気にて除滓を伴なう溶鋼の精錬方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 溶鋼の精錬とは一言で云うと、有害な不純物を除くこと
であり、溶鋼中の硫黄は鋼に対する有害元素の１つであ
る。

通常、鋼中には０．０１０−０．０３０％程度の硫黄が
含有されているが、厚内の構造物を溶接によって製造す
る場合、又は高張力鋼の製造の際には硫黄含有量を０．
０１０％以下にすることが望ましく、更に連続鋳造鋳片
の品質のよいものを望む場合には特に硫黄含有量は０．
０１０％以下が好ましい。

従来の脱硫方法としては、（４）溶鋼炉中で行う場合と
、（Ｂ）出鋼後の取鍋中で行う場合がある。

（４）溶解炉中で行う場合は、精錬雰囲気を還元雰囲気
にして （イ）溶鋼とそれをカバーしているスラグとの反応によ
りスラグ中に硫黄を吸収させる。

この際、スラグはＣａＯ成分の多い方が好ましい。

（ロ）溶鋼中に硫黄と反応しやすい元素、例えばＭｎ、
Ｃａ、希土類元素等を脱硫材として添加し、硫黄をそれ
らの金属の硫化物の形としてスラグ中に吸収させる。

（Ｂ） 取鍋中で行う場合は、溶鋼を電気的、機械的
、ガス吹込み等の方法で攪拌し、上記溶鋼炉中で行うよ
うな（イ）（ロ）の方法で脱硫精錬を行う。

上記した従来の方法を要約すれば、鋼中の硫黄を、それ
をカバーしているスラグ中に移行、吸収させるものであ
る。

そしてこの基本条件としては（ａ） 還元雰囲気であ
ること（中性雰囲気でもよい）、（ｂ）ＣａＯ成分の多
いスラグであること、等があげられている。

そのため、この基本条件が変化すれは脱硫は十分に進行
しなくなる。

例えば、 （−還元雰囲気が弱くなり、ついには極端に酸化雰囲気
になるとか、 （１））スラグ中のＣａＯの成分率が低下し、ついには
ＳｉＯ２成分が多くなるとか、 すると、スラグ中の硫黄の吸収力が低下し、ついには能
力が全くなくなるどころか、せっかくスラグ中に吸収し
た硫黄が溶鋼中に戻り出し、即ち復硫が行われて極端な
場合には総て戻ってしまう。

またもう一つの問題点は、スラグが硫黄を吸収するにし
てもそれに限界があることである。

そのため更に脱硫を進めるには、硫黄を多量に吸収した
スラグを除去し、新しいスラグで溶鋼をカバーし改めて
、再び新しいスラグに硫黄を吸収させるという繰返し脱
硫精錬を行わなければならない。

また近年特に取鍋内で溶鋼を攪拌して脱硫するような方
式が種々研究されているが、いずれも脱硫率が低く鍋中
における硫黄含有量を０．０１０％以下にするのは大変
困難である。

このため、本発明は酸素を伴っていない不活性ノｊス雰
囲気中で脱硫を行うことにより、上記在来方式の問題点
を解決し得たもので、溶鋼上昇管と溶鋼下降管をもつ精
錬室を上方に位置し、上記溶鋼上昇管と溶鋼下降管の下
端を取鍋内の溶鋼中に浸漬せしめた状態にかいて取鍋雰
囲気を気密にすると共に上記精錬室内を不活性ガス雰囲
気に保持サヒ、上記取鍋雰囲気の圧力を上昇させて、溶
鋼を上記溶鋼上昇管及び溶鋼下降管を介して精錬室に入
れ、更に溶鋼を取鍋、溶鋼上昇管、精錬室、溶鋼下降管
、の順に循環させ、上記精錬室内の溶鋼表面を精錬用ス
ラグで覆うことにより不活性ガス雰囲気にて精錬を行わ
しめ、精錬後湾鋼の上面スラグを不活性ガス雰囲気内に
おいて取り除くことを特徴とする不活性ガス雰囲気にて
除滓を伴なう溶鋼の精錬方法および装置に係るものであ
る。

以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

内部に溶鋼２を入れるようにした取鍋１を包囲して気密
雰囲気を形成するようにした気密容器３上に対し、精錬
室４を包囲するように形成されたカバー５の下部を０１
Ｊング６を介してボルト７により気密に取付けている。

上記精錬室４の下部にはその下端が取鍋１内の溶鋼２内
まで伸びる溶鋼上昇管８及び溶鋼下降管９が設けられて
いると共に上記溶鋼上昇管８の外周には電磁ポンプ１０
が取り付けられている。

また精錬室４の上部には、添加材投入装置１１及び不活
性ガス出入口１２が設けられており、該不活性ガス出入
口１２には冷却装置１３にて冷却されるようにした接続
パイプ１４を介して皮などで形成された拡縮袋１５が連
結されている。

図中１６は精錬室４の内部上方に設けられた加熱装置で
ある。

上記精錬室４の側面における適宜高さ位置には、スラグ
取出口１７及びドア１８が設けられていて該ドア１８を
開けて精錬室４の外部に設けた除滓装置１９を挿入する
ことにより精錬室４内の溶鋼上面のスラグ２０をスラグ
ポット２１内にかき出すことができるようになっている
。

また上記ドア１８を開けた際の不活性ガス雰囲気を保持
するために、スラグポット２１を包囲すると共に除滓装
置１９を気密状態でスライド自在に支持し且つのぞき孔
２２を備えてなるシール室２３を精錬室４外側部に設け
ている。

図中２４は前記気密容器３内（取鍋雰囲気）の圧力を調
整するために前記カバー５に設けた給排気孔、２５は溶
鋼２の循環を容易ならしめるために精錬室４の底部に形
成した傾斜部、４５はスラグポット２１を出し入れする
ためのシール機能を備えた蓋を示す。

第２図は、前記シール室２３における除滓装置１９の支
持部の詳細を示すもので、支持部にはユニバーサルシー
ル２６が設けられ、該ユニバーサルシール２６は０１Ｊ
ング２７，２８を介して前記除滓装置１９の掻出枠２９
を把持するシール球３０と、このシール球３０をＯリン
グ３Ｌ３２を介して把持する半球状の２個シール殻３３
とからなっており、このような構造によって掻出枠２９
はシール室２３内外の気密を保持した状態で回動できる
ようになっている。

またシール室２３内には、上記掻出枠２９を支持するた
めの丸棒３４を支えるようにした二本（図示では一本省
略している）の回動枠３５を設けて該回動枠３５の下端
をシール室２３内面にビン３６枢着している。

またシール室２３を貫通し且つその貫通部が０１Ｊング
３７を備えたシールリング３８により気密に保持されて
なるロッド３９を備えており、該ロッド３９はシール室
２３外部に設けたモータ４０によりウオームギヤ４１を
介して左右スライドするようになっており、且つシール
室２３内側端部が回動枠３５にピン４２連結されたアー
ム４３の端部にピン４４を介して連結されている。

従ってモータ４０の駆動によりロッド３９を左右に押し
引きして回動枠３５を回動させることにより、丸棒３４
の高さ位置を変えて、前記掻出棒２９をユニバーサルシ
ール２６を中心に上下に回動させることができるように
なっている。

上記したような構成において、まず適宜の方式により精
錬室４内部、シール室２３内部を不活性ガスにて充満せ
しめる。

このとき、拡縮袋１５の内部のガスを抜き、拡縮袋１５
は縮ませておく。

次に給排気孔２４より高圧空気又は不活性ガスを供給せ
しめると、気密容器３内の圧力が上昇しそれにより取鍋
１内の溶鋼２は溶鋼上昇管８及び溶鋼下降管９を通って
精錬室４内に流入するので、この精錬室４内に流入した
溶鋼２の高さが任意の高さＨになるように前記気密容器
３内の圧力を調整して一定に保持する。

このとき、精錬室４に溶鋼２が流入してくることにより
精錬室４内の空間が狭くなるので、その分の不活性ガス
は拡縮袋１５内に送られるようになる。

この状態で電磁ポンプ１０を作動させ、溶鋼２を溶鋼上
昇管８内を通して上昇させると、精錬室４内の溶鋼２は
溶鋼下降管９を通って取鍋１に戻り、該取鍋１と精錬室
４との間を溶鋼２が循環することになる。

この際、加熱装置１６により溶鋼の流動性が保持されて
いる。

上記溶鋼２の循環状態において添加材投入装置１１より
造滓材を投入し、造滓材のスラグ化により溶鋼２の精錬
、脱硫を効率よく行わしめる。

精錬が終了したら、給排気孔２４から更に流体を導入し
て気密容器３内の圧力を高くすることにより取鍋１内の
溶鋼２を押し上げるようにし、精錬室４内の溶鋼２の上
面がスラグ取出口１７の下辺位置（下辺より僅かに低い
位置）になるように高さＨ′を調整する。

続いてドア１８を開けると共に、モータ４０を作動する
ことによりロッド３９、回動枠３５及び丸棒３４を介し
て除滓装置１９の掻出棒２９の高さ位置を調整してスラ
グ取出口１７より挿入し、再び掻出棒２９の高さ位置を
スラグ２０の掻出しに適当な高さに調整した後、掻出棒
２９を引き出してスラグ２０をスラグポット２１内に掻
き出す。

この際、シール室２３内も気密構造であるため不活性雰
囲気に保持されている。

除滓が終了したら気密容器３内の圧力を低下させて精錬
室４内の溶鋼２を取鍋１内に総て戻して溶鋼２の精錬作
業を終了する。

上述したように精錬室４内において溶鋼量が変化しても
、不活性ガスを拡縮袋１５内に逃がしたり戻したりする
ようになっているので、精錬室４内を常に不活性ガス雰
囲気とすることができ、且不活性ガスに気圧をかけない
ようになっているので、取鍋雰囲気の圧力を変えて精錬
室４内の溶鋼２の上面高さを容易且つ確実に調整するこ
とができる。

上記本発明に従って実験を行った結果、溶鋼２中の硫黄
含有量を常に０．００４〜０．００７％程度に低下させ
ることができた。

尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく
、拡縮袋は他の材料にて種々の形状のものを形成し得る
こと、スラグの除去方式及びシール室の形状並びにシー
ル方式は図示以外の種々のものを採用し得ること、その
他車発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を
加え得ること、等は勿論である。

上述した本発明の不活性ガス雰囲気にて除滓を伴なう溶
鋼の精錬方法および装置によれば（１）不活性ガス雰囲
気中で精錬を行わしめていることにより、スラグ中に硫
黄がより十分に吸収されることになり、大気中の場合よ
り十分な脱硫が可能である。

（１１）精錬室内においてスラグを取り除くようにして
いるため、溶鋼を取鍋内に戻した際、取鍋中において硫
黄が再び溶鋼に復帰するようなことは全く考えられない
。

０１１）精錬室内でスラグを取り除くようにしているの
で、溶鋼を取鍋内に戻した際、精錬室の底部にスラグが
残存して、次の処理の脱硫効果を低下させるような心配
もない。

４Ｖ） 不活性雰囲気にて精錬室から除滓するため、
除滓時の復硫の危険性がない。

（Ｖ） 精錬室内では溶鋼の深さが比較的浅いので、
スラグ−メタル反応が溶射に進行して脱硫効果をあげる
ことができ、更に溶鋼を機械的に攪拌するようにすれば
更に良好な効果が期待できる。

（ｖＩ 精錬スラグを必要に応じて何回もとりかえる
ことができるため、脱硫効率の向上を図ることができる
。

Ｑｌｌ）拡縮袋を設けたことにより精錬室内を常に経済
的に容易に不活性雰囲気に保持させることができる。

等、種々の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す説明図、第２図はシール
室に対する除滓装置の支持部分詳細説明図である。 １は取鍋、２は溶鋼、３は気密容器、４は精錬室、８は
溶鋼上昇管、９は溶鋼下降管、１０は電磁ポンプ、１１
は添加材投入装置、１２は不活性ガス出入口、１５は拡
縮袋、１７はスラグ取出口、１９は除滓装置、２０はス
ラグ、２３はシール室、２４は給排気孔、２６はユニバ
ーサルシール、２９は掻出棒、３４は丸棒、３５は回動
棒、３９はロッド、４０はモータ、４１はウオームギヤ
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶鋼上昇管と溶鋼下降管をもつ精錬室を上方に位置
   し、上記溶鋼上昇管と溶鋼下降管の下端を取鍋内の溶鋼
   中に浸漬せしめた状態において取鍋雰囲気を気密にする
   と共に上記精錬室内を不活性ガス雰囲気に保持させ、上
   記取鍋雰囲気の圧力を上昇させて、溶鋼を上記溶鋼上昇
   管及び溶鋼下降管を介して精錬室に入れ、更に溶鋼を取
   鍋、溶鋼上昇管、精錬室、溶鋼下降管の順に循環させ、
   上記精錬室内の溶鋼表面を精錬用スラグで覆うことによ
   り不活性ガス雰囲気にて精錬を行わしめ、精錬後溶鋼の
   上面スラグを不活性ガス雰囲気内において取り除くこと
   を特徴とする不活性ガス雰囲気にて除滓を伴なう溶鋼の
   精錬方法。 ２ 取鍋の上部において、該取鍋内の溶鋼にその下端が
   浸漬する溶鋼下降管及び外部に電磁ポンプを備えた溶鋼
   上昇管を備え且つ内部を不活性ガス雰囲気に保持してな
   る精錬室を設け、該精錬室下部における取鍋雰囲気を気
   密且つ圧力調整可能に構成し、且つ上記精錬室の適宜側
   部位置に対し、スラグ取出口及び該取出口からスラグを
   取り出すための除滓装置、並びにそれらを不活性ガス雰
   囲気に保持し得るシール室を装備していることを特徴と
   する不活性ガス雰囲気にて除滓を伴なう溶鋼の精錬装置
   。