JPS5881913A - 溶融添加物の溶鋼中への添加方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は脱酸材あるい祉合金成分豐の添加物を溶鋼中
に添加するための方法、装置に関し、特にその添加物を
溶融状態で添加するための方法、装置に関するものであ
る。

転炉等の精錬炉から出鋼した溶鋼に、その成分調整や清
浄化のために、アルミニウムやその合金等を添加してい
ることは周知の通シであ）、その添加方法として、従来
、精錬炉から取鍋に出鋼する際に、その出鋼流特に出鋼
流の落下点に向叶て添加材を投入する方法や、取鍋に受
鋼した後、取鍋内の溶鋼中に添加材を添加する所謂簡易
取鍋精錬法などが知られている。

しかしながら、前者の出鋼流に向けて添加材を程度溶鋼
中に溶は込むが、添加材は一般に溶鋼よシも密度が小さ
いので、投入した添加材のうちかなりの部分が浴上に浮
き上がシ、その結果浮上した添加材が大気中の酸素やス
ラグと反応し、添加材としての用をなさなくなる問題が
あシ、また取鍋内の溶鋼量が増えるに従って取鍋内に生
じる攪拌流の範囲が狭くなシ、またその流速も限られて
くるので、添加材が溶鋼中に混入しにくくなる問題があ
り、いずれにしても前者の方法では添加歩留りが悪く、
また添加歩留りのばらつきが大きく陰るなどの問題があ
った。

また前述した従来方法のうち後者の簡易取鍋精錬法には
、線状に形成した添加材を適宜の供給装置から繰シ出し
て溶鋼中に押し込むワイヤーフィーダ法や弾丸状の添加
材を投射機で溶鋼中に打ち込む合金弾投射法、あるい鉱
耐大物製の密閉槽で取鍋スラグを排除、分離し、その密
閉槽内に添加材を供給することによシ裸の溶鋼面に添加
材を添加するＣＡＳ法等があるが、これらの方法では、
取鍋内の溶鋼に攪拌力が生じないので、取鍋にボーラス
プラグを取付け、攪拌用のＡｒガス等を供給する必要が
あシ、これに加え添加材を線状もしくは弾丸状に加工す
るための費用が嵩んだシ、必要量を短時間のうちに添加
することが困難であるなどの問題があった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、添加物
の添加歩留シを向上させ、また添加歩留りのばらつきを
低減し、ひいては溶鋼の成分の安定化を図ることのでき
る添加方法および添加装置を提供することを目的とする
ものである。

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

まず、この発明の添加装置の実施例について添付の図面
を参照しそ説明すると、溶融状態の添加物例えば溶融ア
ルミ１を収容するための容器２は、それぞれ鉄皮に耐火
物を内貼夛してなる本体２１と蓋体２ｂとで密閉構造と
されておシ、その蓋体２ｂに、溶融添加物流出管３と加
圧用気体供給管４と湯面検出用電極５とが貫通して取付
けられている。前記流出管３は第１図に示すように、全
体としてほぼ逆Ｕ字状をなし、その一端部が前記蓋体２
ｂにシール用スリーブ（図示せず）を介して摺動自在に
嵌合されるとともに１その開口端が溶融アルミ１中に所
定深さまで浸漬されておシ、また流出管３の前記容器２
内に挿入された端部で前記溶融アルミ１の湯面よシも上
部に杜、容器２内に供給した加圧用気体を流出管３内に
入シ込ませるための給気孔６が形成されており、さらに
流出管３の他端部が取鍋７内の溶鋼８中に浸漬されてい
る。前記流出管３は全体を耐火物で形成してもよいこと
は勿論のこと、鉄パイプの内部に耐火物パイプを挿入し
、あるいは溶融アルミ１の凝固付着を防止するために鉄
パイプの内部に、水ガラスおよび雲母粉を含浸・混入さ
せた石綿パイプを挿入した構成としてもよい、なお、流
出管３に鉄パイプを用いた場合、溶融アルミ１による溶
損を防ぐために、少なくとも溶融アルミ１中に浸漬する
部分の外周面には、ＣａＣＯ３と水ガラスとを混合した
ペーストを塗布するなど、防食処理を施すことが好まし
い、また、前記流出管３の溶鋼８中に浸漬される端部は
、溶鋼８の熱によって溶損し易いので、溶鋼８に浸漬す
る部分は、紙を多数層に巻いてなる安備な紙管３畠とし
、１チヤージ毎にその紙管３麿を新品と交換する消耗式
とすることが好ましく、このようにすれば経費を削減す
ることができると同時に、保守管理が容易になる。さら
に、前記蓋体２ｂの上部に前記流出管３を上下動させる
ための油圧シリンダー９が配置され、この油圧シリンダ
ー９によって流出管３を上下動させることにより溶融ア
ルミ１に対する流出管３の浸漬深さを調整するようにな
っている。

また、前記加圧用気体供給管４は、流量制御弁１０およ
び減圧弁１１を介して加圧用気体供給源１２に接続され
ている。ここでｄの加圧用気体供給源１２から前記容器
２内に供給される気体は、容器２内の圧力を高めること
によシ溶融アルミ１を流出管３を介して押し出すもので
あり、Ａ「ガス等の不活性ガス、Ｎ２ガスあるいは空気
を加圧用気体とすることができるが、溶融アルミ１の酸
化損失を防ぐために、加圧用気体としてはＡｒガス等の
不活性ガスあるいはＮ２ガスを用いることが好ましい。

さらに前記湯面検出用電極５は、その下端部の位置を調
整するため、気密性を保持した状態で上下動し得るよう
前記蓋体２ｂに挿入されておシ、この電極５は電源１３
および電流計等の検出器１４に接続され、さらにこの検
出器１４には、容器２の内面に露出するよう前記容器本
体２為の底部耐火物に埋め込んだ下部電極１５が接続さ
れておシ、シたがって前記電極５が溶融アルミ１の湯面
に接触したときに電流が流れるので、電流が流れた時点
における電極５の下端位置をもって溶融アルミ１の湯面
レベルを検出するようになっている・なお、前記各電極
５，１５はその溶損を防ぐために、カーボンあるいはモ
リブデンを素材としたものを用いることが好ましい。

なお、第１図中符号１６は取鍋スラグを示す。

つぎに、上記の装置によシ溶融アルミ１を溶鋼８に添加
する方法すなわちこの発明の添加方法を説明する。ｔず
、予め加熱溶解した溶融アルミ１を容器２内に収容し、
その容器２を取鍋７に対して下降させることによシ、前
記流出管３の端部を取鍋７内の溶鋼８中に浸漬する。こ
の状態では、容器２内の溶融アルミ１と取鍋７内の溶鋼
８とが流出管３を介して連通した状態になシ、したがっ
て容器２内に前記加圧用気体供給源１２から加圧気体を
送シ込めば、容器２内の圧力が高まるので、溶融アルミ
ｌが流出管３を経て取鍋７内の溶鋼８中に圧送・添加さ
れる。この場合、流出管３には、前述したように給気孔
６が形成されているので、容器２内に送シ込んだ加圧気
体の一部がこの給気孔６から流出管３内に入シ込み、し
たがって溶融アルミ１は加圧気体との混相状態となって
溶鋼８中に添加される。その結果取鍋７内には、溶融ア
ルミ１を圧送・添加したことに伴う攪拌流に加え、溶融
アルミ１と共に送シ込まれた加圧気体が気泡となって浮
上することに伴う攪拌流が生じるのて、溶融アルミ１を
効率良く溶鋼８に混入させることができ、同時に両者の
反応を促進することができる。ま九、加圧気体として不
活性ガスあるいはＮ２ガスを用いれば、溶融アルミ１を
酸素に触れさせることなく溶鋼８中に添加することがで
き、ま九流出管３を溶鋼８中に浸漬しているから、溶鋼
アルミ１が直接取鍋スラグ１６に接触して反応すること
がないので、溶融アルミ１の添加前における酸化損失を
防ぐことができる。

また、上記の装置では、溶融アルミ１の添加量を流量計
尋の検出器を用いずに容易に設定・調整することができ
る。すなわち、その操作について説明すると、加圧気体
を容器２内に供給するに先立って、湯面検出用電極５を
上下動することにょシ、電流が流れ始めた時点での電極
５の下端部の位置を調べ、もって容器２内における溶融
アルミ１の湯面レベルを検出しておく。他方、容器２か
ら送シ出される溶融アルミ１の量は、溶融アルミｌの湯
面から流出管３の開口端までの寸法と容器２の内部の断
面積との積となるから、流出管３を前記油圧シリンダー
９で上下動させることにょシ溶融アルミ１に対する浸漬
探さを前記検出した湯面レベルに基づいて所望の深さに
設定する。このようにすれば、流出管３を浸漬した深さ
まで溶融アルミ１が流出し、それ以降は加圧気体が流出
管３内に入シ込むのみで、溶融アルミ１が流出しないの
で、予め設定した深さまで、すなわち予め設定した量の
溶融アルミ１を溶鋼８に添加することができる。

なおここで、前記流出管３に形成し九給気孔６について
説明すると、給気孔６の開口断面積が加圧気体の供給速
度に対して大きすぎると、加圧気体による容器２内の圧
力が十分上昇せずに、加圧気体のみが給気孔６を通って
溶鋼８中に噴出することになυ、また逆に給気孔６の開
口断面積が小さすぎると、流出管３内に入シ込む加圧気
体め量が少なくなシ、その結果流出管３内における混相
流中の加圧気体の割合が少なくなるため、溶鋼８中に加
圧気体の気泡で生じる攪拌流が不十分となシ、溶融アル
ミ１を溶鋼８中に均一に混入・溶解させることが困難に
なる。したがって前記給気孔６の開口断面積は、加圧気
体と溶融アルミ１との混相流を流出管３内に生成し得る
範囲で可及的に大きく設定することが好ましく、その限
界値は実験的に求めることができる。

また、上記の装置では、加圧用気体供給管４に介装した
流量制御弁１０および減圧弁１１を調整することＫよシ
、容器２内の圧力を適宜に調整することができ、それに
伴って溶融アルミ１の流出速度を調整することができる
。

なシ、上記の実施例では、溶融アルミ１を添加する場合
を例にとって説明したが、この発明は１記実施例に限ら
ず、種々の溶融添加物を溶鋼中に添加する場合に応用し
得ること社勿論である。また、この発明の装置において
、溶融添加物の冷却・凝固を防ぐために、密閉容器に加
熱装置を付加してもよい。

つぎにこの発明の添加方法の実験例を記す。

溶融添加物としてアルミニウム溶解炉にて溶解した約３
００ｋｇのアルミニウムを前述した構成の密閉容器に収
容し、その容器を昇降装置を用いて下降させ、前述した
構成の流出管の先端部を取鍋内の１００トンの溶鋼中に
浸漬した。実験に使用した溶鋼は公称能力８０トンの純
酸素上吹き転炉で溶製した約１００トンの溶鋼であシ、
その成分は第１表に示す通シである。また加圧気体には
Ａｒガスを用い、密閉容器内を３気圧（絶対圧力）に加
圧した。さらに、流出管は、先端部Ｋｉｔ付けた紙管を
含めて内径を５０■とじた０以上の条件の下で溶融アル
ミを溶鋼中に１０〜２０秒間添加し、添加終了後加圧気
体を１０〜２０秒間溶鋼中に噴出させて溶融アルミの溶
鋼中への均一分散化を図シ、しかる後密閉容器を昇降装
置で上昇させて流出管を溶鋼中から引き上げ、添加操作
を終了した。

このような添加操作による添加歩留シおよびそのばらつ
きを求めたところ、第１表に記載した結果を得た。また
、第１表には比較例として、固体アルミを転炉からの出
鋼流の近傍に投入した場合の添加歩留シおよびそのばら
つきを記す。

第１表に示す結果から明らかなように、この発明の添加
方法によれば、添加歩留シを従来方法に比べて２２％程
度向上させることができ、また添加歩留シのばらつきを
極端に少なくすることができる。

以上の説明で明らか表ようにこの発明の添加方法および
添加装置によれば、溶融添加物を、これを溶鋼中に圧送
・供給するための気体との混相状態で溶鋼中に添加する
ようＫしたから、溶鋼中には溶融添加物を圧送・供給す
ることに伴う攪拌流に加え、溶融添加物と共に供給され
た気体が気泡とたって浮上することに伴う攪拌流が生じ
るので、添加物を溶鋼中に均一に分散させ、溶解させる
ことができ、同時に所要量の添加物を短時間で添加する
ことができる。また、加圧気体を不活性ガスあるいはＮ
２ガスとすれば、溶融添加物を無酸化雰囲気に保つこと
ができるとともに１ス２グに直接接触させることなく溶
鋼中に添加することができるので、溶融添加物の酸化損
失がなく、添加物の溶鋼中への均一分散をし得ることと
相まって、添加歩留りを向上させ、またそのばらつきを
低減することができる。さらにこの発明では、添加物を
線状あるいは弾丸状等の特殊形状に予め加工しておく必
要がないので、それだけ所要経費を削減し、製鋼原価の
低廉化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の添加装置の一実施例を示す略解断面
図である。 １・・・溶融アルミ、２・・・密閉容器、３・・・溶融
添加物流出管、６・・・給気孔、８・・・溶鋼、１２・
・・加圧用気体供給源。 出願人川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士　豊田武人 （ばか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶鋼中に加圧供給される溶融添加物に気体を混入さ
   せることによシ、その溶融添加物を気体との混相状態で
   溶鋼中に添加することを特徴とする溶融添加物の溶鋼中
   への添加方法。 ２、前記気体が、窒素ガスもしくは不活性ガスである特
   許請求の範囲第１項記載の溶融添加物の溶鋼中への添加
   方法。 ３、溶融添加物を収容する密閉容器内に、溶融添加物流
   出管の一端部が上方から挿入されるとともにそめ開口端
   が溶融添加物中に浸漬され、かつその溶融添加物流出管
   の他端部が溶鋼中に浸漬され、さらに前記溶融添加物流
   出管の前記密閉容器内の端部で溶融゛添加物の湯面よシ
   上部に祉給気孔が形成されるとともに、前記密閉容器に
   れその内部に加圧用気体を供給するための加圧気体供給
   源が接続されていることを特徴とする溶融添加物の溶鋼
   中への添加装置。