JPS5921453A - 高純度溶鋼の精錬鋳造法 - Google Patents

高純度溶鋼の精錬鋳造法

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JPS5921453A
JPS5921453A JP13130582A JP13130582A JPS5921453A JP S5921453 A JPS5921453 A JP S5921453A JP 13130582 A JP13130582 A JP 13130582A JP 13130582 A JP13130582 A JP 13130582A JP S5921453 A JPS5921453 A JP S5921453A
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JP
Japan
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molten steel
refining
slag
vacuum
tank
Prior art date
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Application number
JP13130582A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Nakamura
泰 中村
Satomi Yamamoto
山本 里見
Ryoshi Arima
有馬 良士
Yozo Takemura
竹村 洋三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS5921453A publication Critical patent/JPS5921453A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

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】
本発明は高純度溶、rIi10イ′3錬・υ音波および
その境面に関するものである。 鋼の品質向上や」禰の製歳玉(“l改善をはかも/(−
め、リン、硫哉5.水侶、窒素、1浚素等の成分]七素
の1個中含有碕を低下させることば製・At〜錬技術土
つ・k要な課題である。このほか、:1種によっては、
雪中、央素を極力低下させたい等の安来もある。 鋼の質的、偽度化とともにこれらの請求はいよいよ強ま
り、それに応えるために現在の製イ1法は1市種多様な
方策をとり入れ、組合せて実メイヘしている。 このため、Aの製造法はt■雑化の一途を、川っ−Cい
る。 とくに、いわゆる二次種線(、i:につい(−みろと、
真空脱力゛ス法をはじめとし・Pつ々゛−インク、クン
エン法、α元スラグ精錬法、)I!鋳タンフ゛イッンユ
精錬法、等々その方法は煩雑多岐にわたり、いらいちこ
こで列挙する暇もない。 1〜かしながら、これら種々の二次精錬法ケよそiLぞ
れ個−41の特Tj k ’h’するものの一長一短が
あり、冒頭に掲げたような成分元素を同時に低Fできる
民活的な10ヒスがないのが現状である。 本発明は、これら現状の二次精錬法について考察を進め
、丸・メめて?N純な方法で同時にこれらの目的を達成
し2、かつ従来得らIl、々かった高純度レベルの鋼の
製令金可能とする方法に関するもの−である。 ここで尺う高、t4IrLレベルとは、卓鋳鋳片で@j
中値R(,1試−ト〔S〕で表す) (0,005チ郷
場中水素(以ト〔)I〕で表す) < 1.5 p p
m禰中′塁素(以下[tC]で表す) <15 ppm
;1f4 「I〕I:u素(以ト〔C〕で表す)<0.
002チ程度の鋼金倉・末し、:用中酸虱(層、下T、
l:o〕で表Jつす)についでは1.舗(重によって種
々異なるためとくに規定しυハが、同一<1M種では+
rt来レベルよりイ氏い2i14 k J、味するもの
である。 以−ト桟体的に説明する。 従来方法で本発明に云う極イ氏(Sルベルの鋼を得よう
とする場合、一般にはまず溶銑の脱C8)予イ11h処
理が実%(1される。この予備処j111−c′]′J
1.「11[S )< 0.005チと−することはそ
れ桿困姉でr、jないが、転FfノliQ Cc )、
脱CP ) f/78 K %・いCQ′よこのような
低〔S〕域では実質的(・ζ始どIIQ [S Jは期
待できず、逆にスラグ、)や副JJA $・1の(」:
・7’<〆rどからによる〔S〕ピック・−1ツノ0力
;A、14す、跣111(S)レベルより高い値となZ
)ことさえある。 このため、出、濁後の溶鋼につり)ての11蛾〔8]処
理が必秩となる。その方法として、・’q 7eスクク
’fW錬法(たとえば所1.A1 レーj’−;1’・
ノアーイ・ス1友)やノ?ウダー・インノエクノヨン法
など75;広く1[]いラレテイル。iCしC) ノ方
b f +1、IC−K IIQ CS ) =−vみ
でな(t゛、[lの低下も同時Q′こζ・より・i+、
るところに大きな特質がある。 しかしながし、これらの方法は′常F]ニートでイ4錬
r行なうものであるため、脱(C)や1見(II )、
・院CN)など全同時に行なうこと力;できな1V)t
X力・りか、むしろ逆にスラグ゛およ(jメタルの)(
・気との接触が積極的に行なわれるため(こ〔l()や
[N J 、6;処理前よりも増加してしまう欠点カー
ある。(HJ卦よび[INl]の増IPa防1F、のた
め大気浸入防止のiつkがなされてい乙ものの、これら
を完全に防止することはでさない。したがって、次なる
処理として別余真′・°2悦ザス情錬の実施が必要とな
る。 −力、D It法やRH法のような真空脱ノfスは脱〔
C〕、IIQ CIt )、脱CN)、説
〔0〕等の機
能?有す−るが、悦[SJは期待できない。また、悦[
N]に−9いてはCN)濃度の高い領域ではある程度”
J ii):であるが、本発明が対象とするような低濃
度領1或では実質的に悦CN)が起らないばかりか、[
fv、渦浴面部のスラグまだはメタルが大気に接触して
いるため、ここから〔N〕の供給が起り、むしろ1況カ
゛ス(g理前より高い値となってし−まうことすらある
。〔1(〕についても同様な現象が起ることは、I)H
,、RH法等取鍋浴面部が大気に接しで1./)るに′
と脱ガス法の一つの宿命とも云えよう。 房だ、真l況説がス法では脱
〔0〕が行なわれることは
・n実であるが、既述スラグ精錬で得られるような低′
r、 [olしi 、/Lには到っていないのが実情で
ある。 したがって、〔N〕は別として、本発明がz」象とする
ような諸成分の高純度し・くルの溶鋼を得ようとすれば
、スラグオ冑錬、星へ学説ガス精錬の−1に程を組合せ
て実施することは小町純となり、このため製造設備の膨
大化、処理時間の長大化、それに伴う出鋼温度の上昇、
ノ・ント゛リング、製造コスト面等へ好ましくない大き
な影響を及はしている。 これらの簡素化をはかるため、スラグfi#錬と真空脱
ガス精錬を組合せて一工程としようとする試みも種々性
なわれており、その代表的な例と1−すASEA−8K
F法を挙げることができよう。 この方法は、真空タンク内に配置された電磁1歎拌装置
を具備する取鍋溶鋼上に精錬フラックスと供給し、電磁
攪拌動力によって浴を動かし、真空脱ガス精錬金しなが
らスラグ−メタルの接触を促進させることによってスラ
グ精錬を同時に行なわさせようとするものである。しか
しながら、このような方法においては、鋼浴面をスラグ
が(褪うこととなり真空脱ガス精錬に最も重安ながスー
メタル反応界面がスラグにより遮蔽される結果となり、
本来の脱カース眼能を大[1]にそこねてしまう、逆に
脱ガス機4tuを維持しようとすれば、精錬用のスラグ
を削減していくほかなく、今度はスラグ精錬機能がそこ
ねらり、ると云う本質的欠陥があり、結局満足する結果
を得ることができない。D H法やRf(法においでも
、真空槽内への精錬用フラックスの添加が試みられるこ
とがあるが、同じ理由から結局同じ結果となることは自
明の理である。 このような訳から、高級訓の製造を対象とする現在の製
鋼二次精錬法は、すでに述べてきたよう、に(1異なる
二種の装置を用いて真空脱がス精錬−L程とスラグね゛
錬工稈の組合せを基本として構成さrしているのである
。 しかしながら、このような方法を採用してもなお、本癒
明がメ1果とするような高純度の鋼を安定して製造する
こと、:・よきわめて困難である。それは次のような理
由による。すなわち、〔SJのようにスラグ中への分配
によってメタル系外に除去される成分<−、RlCC)
のようにCOガスとして系外に除ノtされる成分元素に
ついては問題ないが、〔N玉〔■1〕、〔OCKついて
は、大気中にN2、o2、rJ2oが常に存在すること
から、大気に接触する工程を経由すると、たとえそれ以
前にCNL[H)、〔O〕の低減処理が施されていても
、容易に尼の状態に戻ってしまうことによる。さらにっ
け加えれば、先にも述べたようにこitらを除去するた
めの装置であるDH,R)−r法等の真空脱ガス法自体
取鍋の浴面が大気と直接接しているため除去すべき成分
元素を供給しながら除去処理していると尺う矛盾した面
をもっているのでちる。 スラグ精錬、真空脱ガス精練を終えた取鍋内の溶Aは、
連AJ型に注入するため−まずタンメ゛イッシ1.に移
しかえられるが、通常、タンディツシュは大気にさらさ
れているためここで−に6己各成分ノC素についての溶
鋼中への吸収が起ってしまう(・)である。これを避け
るためにロング・ノ、<ルを丹]いて取鍋からタンディ
ツシュへの移しかえ時の1と気との接触を防ぎ、時とし
ては密閉化した蓋を用い不活性ガスを吹込んでそれを防
止する等の方法も行なわれてはいるが、完全に大気との
接触を防止でき−J゛、また・・ンドリング−Lの問題
も多く 、艇′! h4’T[−全な方7^、かない実
情にある。 つ1す、現在の製鋼法はこれら有害成分元素についての
除去、吸収を徒らに繰返し悪戦苦闘しでいるのである。 次に、現在その操業性の良さから鋼の大鼠処理と1−2
で最も広く用いられている田(法やRH法の嶌2戸脱ガ
ス留錬法の冶<■ントの問題点について論及する。 これらの五学説プfス法はbわゆる浴面脱ガス法である
。真YF、 、1Qlj内で1−′を空に(a接に接し
ているのはあくまでに空槽内の鋼(谷[−11であり、
少量のスデラノ/=−の表面である。浴面下では浴深に
相当する沼・鋼・′律圧を受し〕、L′1?槽内の操業
圧力をいかに低トさせても真、空処理の効果が大きく阻
害される。 例え(・乙わずか??i而丁面5mの位置で実に01気
o−(=; 76耐Hg)に相当する静圧を受け、した
がって(・ψ業圧を118g (= 011013気圧
)にしても、0.1気11−以下相当の脱ノfス効果は
期待できないのである。1〜たがって、こJしらの場合
取鍋内の溶L:AをいかにI!r空槽r谷1ζ+i K
 露出させうるかが極めて重要となり、I)H法では列
降回数余、RH法ではアルーノ゛ンがスによる循環速度
を1?♂すことによって十〇[−1的を達し2ようとし
ている。L〜かし、そのような努力によりてもなお実際
に(4%らtlている真空脱−Nス処理の結果−1、K
学説炭の例で示すと第1図に示すように操業圧力が1 
mHg (= 0.0013気j[−)以下であるにも
かかわらず、高々Q、 1〜0.05気圧相肖にしか低
下しておらず操業圧力に見合う脱びス結果を得ようkす
れば無限大の時間が必要となり到底不呵能である。IH
)につい1も同様である。これらの改善向上をはかり、
−に学説Wスの効率を上げるには、溶鋼静圧を回付でき
る他の方法によらなければならないこと(でする。この
点で11Y来の^学説ガス法の中ですぐれていると考え
らtしるのが流滴脱がス法である。氏空処理((、′7
間の短さにもかかわらず、流滴脱がス法はたとえば脱〔
[I〕等について到達値が低いことiI′i周知の事実
であり、その−の証左とも云えよう。 しかし、流滴脱ガス法は温度降−tが大きいこと、ハン
ドリング上の問題などもあり、その利用噴[)、tJt
i(,1か毛り限宇されているのが実情である。 仁のように、む空1)・ぐ、ガス法自体についても、現
行の方法(よ+1h々の問題をもっていることが明らか
であろう。 本”;I’、、 [jl)は、これら複雑かつ非合理的
な現状の製鋼二次梢錬ノi法の欠点を改め、中棒化しつ
つ、かつ従来では1′4らtシなかった高純度し・ベル
の鋳片をi;)るだめの191らしい方θ、を提供する
ものである。 次に本官〕明の方法について述べる。 不η゛、明の基本的動機とするところは、i>よそ次の
6h点に砦約できる。 1)転炉−そLニア)他の脱炭精鋼!炉で一次精錬を終
えた俗調を縦型の白9空槽へ流下させ真空脱がス精錬ず
Z、。真空Illψ1ガス(H錬の効果を高めるために
、流入する溶鋼に除去すべき成分元素以外のガスを導入
シフ、妨−1−溶tlNのん空槽内での断熱膨張によっ
てン゛トシき;りっfr−4メく、店;とする。 2)〆(空楯紳槽内にxS錬用スラグを配し、気泡で泡
立った溶夕4のB51i、滴をこのスラグに衝突させ、
その破裂によ−って溶鋼を微細化せI−め、微細な溶鋼
粒子のスラグ内沈降によ−)で反応表面積のきわめて大
きな効率よい真空スラグ精錬ケ 、+、;空脱学説ス精
錬の効果全損ねることなく真りと下で行方う。 3)真空精錬槽の下部に気体導入部を設け、気体の浮上
膨張による帽拌ホリカによってメタル及びスラグの債拌
を積袷的に行lわ(7め、スフグ自科の含有水素の除去
低減をはかり、スラグによる妊(1中への水素の再吸収
を防止[7、併せて溶鋼中非金属介在物の浮上分離を促
進すると共に、スラグ−メタルの接触を助長させスラグ
精砕の効果を−・層大きくさせる。 4)スラグ下方に堆積した溶鋼に合金添加装置を附設し
、鋼材必要組成に調整する。 5)  A2p脱ガス精錬槽下万部に俗’AM +#出
開閉バルブを設け、このようにtζ、学説ガス梢鍾−真
空スラグ精錬−真空成分調整¥連紗的に行ないつつ■j
1造鋳型へ直接注入する。 本発明の実施態様の一例を示1第2図においで、■は転
炉、電気炉、連続脱疾炉などの脱炭精錬炉である。脱炭
精錬炉工で一次精錬を終えたt1イ寸朔l1−・1(1
す(〕鍋に穴、汀・堝し5.ウー後、もしくはLノ1示
のようにi代+>41中間受t、”J、’: 21・皿
体キt[る。中間受容器2は大気に開力(され−りいる
こともあるが、好゛ましくはイ1蓋−C不活flガス’
x;”tcよる雰[7+1気コントロールできるものσ
)方がよりト1い結果をもたらす。 3 (ti 1%タ?5IIi九lfスb゛j錬(・こ
L 4は即−゛2デポンfloへ接遵・Aすイ、1(1
気ダ−7トである。5は中間受容器2からの淫((隅Z
市人制侮j−?パブ、6ば!(空槽3に堆積しA二溶訂
、・;の鋳型5への流出鼠制御バルブであり、没Yl′
イノズA8介斤して鋳119に接続している。 /Iマ鋼r1f:’、入* L’:C,出バルブ5,6
は処理開始前は予め閉じC−)バーrE−J、′−リ、
E′巨)うIPングioに↓り真空槽3 ノI’m f
’rl ii 4;’ニー %3 操作圧カー1 テ減
LE # h テイル。この−乞窒槽3内部にQ」また
、予め溶融した精錬用スラグがスラグ(tLA六I’−
1t 1より導入さtしている。梢ρ1!川スラグの1
.(’?、[1のコントロールは可!k)1式の力[1
熱川ft+’、 i+ ] 2 を二よって任、0、に
行なうことができる。 加5メζは’tallえば↓(望棺錬槽耐大書勿内また
はイ曹外部に設けた雨宿でコイノ;7によりまたは九空
槽内耐火I吻に所重体に用いることによって行なうこと
ができる。 精錬用スラグとしては、檀伸能の大きなスラグであわば
よ(、Cab−CaF2 、 Ca0−CsF’7−A
t20,5 、 CaO−八t203 、  Ca0−
CaF7−At203−S107  、  CnO−C
aF7−MgO−A1203など二元−iたは多元系ス
ラグをFT意に用いることができる613に1合金供給
口ならびに干11給装置、14はk、空精錬槽下部に設
けられた撹拌用ifス吹込み装置、15はそれにOf設
された振動装置である。 中間受容器2内の溶鋼は、流入制御バルブ5を開放する
ことによってノズル16内全曲って、予め排気された真
空精錬槽3内に噴出さfする。、溶鋼の発泡を促進する
ため、ノズル16には除〕tすべき成分元素以外のガス
が17より導入される。 18は真空槽内落下中の溶鋼流滴であり、ガスの体積膨
張によりあたかも石ケンの泡のように泡立ち、見かけの
表面積が著るしく増大し、また溶鋼静圧を受けな−ため
真空槽内落下中の脱ガ′ス効率を品める。この流滴jc
j1、予め溶融り、^−空槽内に装入されている精錬ス
ラグr?419に衝突すると気泡の破裂によって微細な
粒子−20に分裂し2スラグ層内を冒し降すZ)。i¥
i ’11・lのi:+lt、滴が微細化することによ
っ−テ丁、ス゛ノグーメpAの反応表面積が著るしく増
加−すると共に、スラグ内を沈降する時間すなわちIQ
I←、’t 11.’1間が延長−4ることによって極
めて効率のよいスラグ(青線がiiJ能となるのである
。 このように−6T脱がス精錬、真空スラグ精錬を終えた
溶鋼は白−空4#+ 41’i槽のF方部に堆積し、高
純r、+:)−溶ψi1を層21を一形成する。精錬ス
ラグは一般には銅よりも水素3−不11kが便、いため
、このスラグ層を溶鋼が’+lT、’l ifl’Δす
る際に、(1+び鋼中水素濃度を高める危険がある。ス
ラグ中含廟水素1度を下げるためには原料の乾燥その他
(・こ手数がかかり、その割に(′よ肩出1スフグ中の
水素4度に下げることが困難であるが、&4i、?僧内
にスラグを[lSgすることにより′fス易かで)効果
的にスラグ中の水素儂Illを低下させることができる
。そのためには真空下にさらされるスラグ表面積の増大
をはかることが大切であり、このだめα空槽下部のガス
吹込み口14を通じて除去すべき成分以外のガスを吹込
みスラグ層の攪拌k ’?−iう。この処理はR寸劇の
処理に先立って行ない、引t21.さ浴(1・呪処珪中
も?−j乃うのが最も望゛才[7いが、前半は省略する
こともできる。浴沁処理中にこのガス攪拌を行なう利点
は、堆積(〜た高純度溶鋼層2I内の介在物浮上ならび
にスラグ−メタA2界而の接触をも助長することであり
、一層高純Ifの鋼を得るために有効である。介在物[
6の効(L的な低減除去をはかるためには、吹込む気泡
の粒径は小さいことが好甘しく、このためガス吹込み[
コからの気泡の分離を促進し峰の成艮を抑制するために
振動装置15を1月いることが良い結果をもたらす。 鋼材の要求する目標成分組成に調整するだめの合金鉄の
f8鋼への添加は、中間受容器2.1六は真空精錬槽下
部に設けられた合金鉄添加し1]3より行なう。入京脱
炭をとくに重視する場合には合金鉄添加口13から行な
うのが最もよ<、tfr、窒素の吸収を防止するために
も該添加C113から行なうことの方が望ましい。 合金鉄の添加速度は、合金鉄添加口13から行なう場合
には真空精錬槽への溶鋼流入速度に見台うIll、中間
受j’ j!:S 2で行なう場合には脱炭炉1から中
間・ン′?11器2・\の俗調流人速度に見合う和とし
、イjl金11i1.l (卸することにより均一な溶
鋼組成にてき2)。↓4!′、tx #、’、、ll錬
4’;# I成品からのガス吹込みは、合金添加時Q−
月′、イー組成の均−y溶解にも役立つのである。 l+1.学説がスfW錬 −、Z窒スラグ精錬を終えた
溶鋼は(′1、)と梢ζ・i何+lq Hハ、部に堆積
してくるが、この部分に少なくとも15 (1(3)(
以−[二のkr鋼が溜ってから溶鋼の鋳)い・\の流出
バルブ6全開き、鋳J(すへの注入を開始−する。勿論
このとき& 71脱ifス梢錬、真空スラグ4n錬が継
←r’A シーこ行なわれていることは云うまでもなく
、か1)真り、す梢蝕槽からの浴用流出速度より、中間
受り器から1’L空梢錬槽へのその流入速度が大またt
、t ;9Lいことが必些である。その理由は、入気よ
と釣合って−L′→、7.’e 41V錬槽内溶鋼レベ
ルが常に−51−にイ1417、−ノlる結(4)、−
ににし:の条件が保たれない場合し二t、1、・[イ・
要とする浴用流出−が得られなくなるためである。大気
圧に釣合う槽内溶鋼レベルは、貞−空スラグ梢錬で用い
るスラグのifi類ずなわちその比重と、スラグの厚み
によって変るが、スラグ金片いなし)S台で約1501
、スラグを用いピ)場合に1は次式によって与えられる
。 溶鋼比重(y−AM) このような条件が保f(れる用台、溶鋼流出バルブ6の
開Iv調整によって鋳)(す7へのiN出溶鋼kfは任
意に制御できる。一方、Jlj:空槽への流1大連度が
)1イ・要流出速度を下廻ると連鋳鋳119の引抜き連
1α゛を流入速度まで低下させなければ^Q jtl、
:関係が保てなくなり安定した鋳造ができなくなるばか
りか、時には鋳片9と浸漬ノズル8で構成される気密が
破れ、この部分から空気のU人が起るため「1的とする
真空精錬ができなくなってし寸うのである。 次に、溶鋼の精錬処理全終炬するときの方法について述
べる。この場合にし」1、t:i’上部の溶鋼流入ノズ
ル16に附設される制御バルブ15を閉じ、また真空1
r¥錬槽と排気ダクト間の真空精錬槽近接部に設置され
た遮断弁22を閉じ、^空ボンア10の運転を止めると
共に、リーク弁23がらは除去すべき成分元素以外のが
スを、リー  り71”24からは安価なびスたとえば
N2N空気等を供給してイ51LLシ、大気圧に戻す。 この場合、真空精錬槽内分と411気ダクト部分のリー
ク・ガス種が異なる理由は、本発明が目的とする高純度
レベルの鋼を得るためには、通常一般の真空脱がス装置
で用いられているN2又は空気等のリークによる慣用法
では真空槽内に残留する溶鋼がこれらのガス種により汚
染し例えばCN3ピック・アップが起るなど、その目的
全速し得なくなるためである。従来の真空脱ガス装置は
極めて設備規模が大きく、リーク用ガ゛ス駁が膨大であ
るため安価なN2や空気によらざるを得す、その結果と
して真空処理後の溶鋼を再汚染する欠陥を避けられなか
ったわけであるが、本発明は連続処理装置であるため設
備規模を著るしく小さくすることができ、真空拮錬槽と
排気ダクト部を弁で仕切ることによって少清のガスで槽
内全装fitできるため、槽内に溶鋼の非汚染ガスを供
給して大気Vこ戻すことができ本発明で云う高純度t・
・ダルの溶鋼が得られるのである。 廊、空槽内溶鋼は大気復IE後は容易に排出L=J能と
なるので、排出調整・ぐルブ6のii”T整により−5
−:、>伸度で鋳造処理を終えることができる。この場
合、鋳型内に精錬用スラグが流5人゛することtよ操業
1−ならびに品質上好ま(−7くなく、こh−をIB6
止することが必要である。この目的で、真空精錬槽内体
【]−ドセル等による秤(−系に接続しており、精錬
処理開始前の重量に達したとき溶鋼流出・ぐルブ6を閉
じることによってスラグの流出を伴なうことなく鋳造を
完了することができる。 真空精錬槽内に残溜した精錬用スラグil:tぞの寸、
ま次の精錬処理に用いられ、′1j、たその機能が低十
した場合には、スラグ排出口25、才たtまバルブ6を
開いてノズル8から一部又は全部流出させ、再び精錬用
スラグ供給口11からスラグfA空精錬槽内に供給して
以下1Jび既述の操作f繰返せばよい。 本発明に対しで、多量のアAコ゛ンガスならびに霧化ノ
ズルを用いて溶鋼を微細化し、そのガスにより不活性雰
囲気すなわち化学的真η°状態を構成することによって
溶鋼を脱ガスし7、またへ什jγ??M1の流F1もI
#−i’lに:1v1錬)1)スラグを配置どtし、ス
ラグ−メダル反応を効率よ〈行わゼしめ、脱ガス精錬と
スラグ精錬を同時に試みる方法が得案されている(′特
開昭52−42412号公報)。 この方法は従来の二次精錬法にくらべ、脱ガス精錬、ス
ラグ鞘錬庖二独〜”Lさせつつ、かつ同時に行なう方法
J−シてすぐれた方法と考えられる。しかしながら、こ
の方法には次のような欠点がある。 1 )  も、tt)のアルゴンガスが必要であり、ガ
ス純IWも高くないと脱−1fス効果が得られず処理二
ノストが茗るしく ivy、 くなること。 2)々■4が微細化し、多最のガスが用いられるため溶
鋼の抜熱喰が大きく、溶鋼の温度降下量が大きくな一ン
てL7まうこと。 3)霧化ノズルが溶鋼の熱および飛散により損傷、閉塞
しやすいため工業化しにくいことつ4)スラグが静止、
浴であるため、スラグ中水素の脱プfスが殆ど行なわれ
ず、またスラク゛自体の含有水素1が大きいため、スラ
グ通過中に〔H〕の吸収が起り、低CH3溶鋼を得難い
こと。 5)脱φスースラグ留針4行乙っ/、−後、再びタ′ン
ブ′イ、ンユ等−・の注入が行なわれる/、Tめに、既
述のように〔H] 、 [N :等の再販11Vが起っ
てし、7甘い本発明が対象とするような高純度鋼をイク
ることかできないこと。 などでちゃ、処理の効果が光分生か一11′ないことで
ある。 本発明はこれらの欠点を本質的に改め、従来法では得ら
れなかった高純度l/ペルの鋼を1.易かつ安価に安定
して造り得るようにしたものである。 すなわち、脱ガス精錬とスラグ精錬を分離り、、脱ガス
精錬は溶鋼静圧を受けない自由落下方式、すなわち一般
に流滴脱ガス法とし2て知られる方法全採用しているこ
とは本質的には特開昭52−42412号公報記載の方
法と何ら変るものではない。しかし1ldl′開昭52
−42412号公報の方法がその一つの最も大きな特徴
としている溶鋼の微細化方式は前記のような大きな欠陥
な・持っているため、他の手段による溶鋼′lソ面積の
増大方法を採用1−1前記公開公報の方法で問題となる
がス糾mなどに::(7響さ〕17いBit、ノ、+ 
、−l、法、すなわちに空ハ見ザス法をギ1″、)11
する6流3滴B)、 trス法σ)7)、11羽人を、
鳶めるため、輻射ならびに伝熱による熱ロスを抑えつつ
1ス工色表i石積 を !(;9 大 さ 1ト る 
j)゛ンノミ と L7て 4.+1 B自 5 2 
−106315[2公報記載の−Jy法が4.IJ案さ
れてふ・す、この方法を利用−することが効県的である
。 木兄1111の一つのIIWは、精錬スラグ内を’>+
3ハするrs g(□iはその反応表面積l増大させる
たd)に微細化することである。特11i昭52−42
412号公報i己載のブ1rljこの微1)11化の点
です(” tl、−Uいる力;既に述べたような欠点も
1↑(イ1するプこめ実用できなし)。 本発明&;j:この点に門し2て渚察乃:○、びに実馬
へを1iTh Lでその最もイi力なJj法とし2て次
0事実を明らめ・にした。tなわち、ff□]立−1た
溶鋼流滴をスラグにイ市J突さ、1↓<fil (1,
Y+力えると、気泡を含ス、だ溶鋼C)流滴tit瞬時
に気2fv、の破裂によって微細な溶鋼’P1子に分散
ずイ)こJ−である。この41央はを〕た力旭も、シャ
1?ン玉がも、のに1゛;・l! ′!して破裂すると
き石ケン水の微細filイに分散す、ル)ととを想定す
7tは理解さi′]−よう。 庫発明pi冒i・いでにt、上方力・ら落−F−1−る
溶鋼IN、滴力;運動エネルギーをもってスラグに衝突
するため郊J果的に微細化が起るのである。スラグ中を
通過−す−るとき溶鋼が微細化しても、スラグ温度が十
分高いので溶鋼の温度低下もなく、微細化に伴う何らの
トラブルもなく真空脱ガス精錬ならびに真空スラグ精錬
の目的を同時に達成できる。 なお、精錬スラグ中の水素の除去が、K空梢錬槽底部か
らのガス吹込みによってう甘く行えることは既に詳しく
述べたとおりである。 本発明の最も重要な点は、これら効率のよいん学説ガス
精錬ならびに真空スラグ精錬を同時に行ないながら、さ
らにそれと同時に処理を終えた溶鋼の直接鋳型内への鋳
造が併行して行なわれることにある。この方法では、高
純化精錬中ならびに精錬後の溶鋼は一切大気に接するこ
とがなく、シまたがって大気に=る溶鋼の汚染が全く起
らないことである。 さらに、真空槽底部から、連続鋳造鋳型に、精錬後の溶
鋼を注入するに際・しては、入京槽底部と鋳型上端部間
を気密にシールし、この空間にAr−ノ゛ス等、除去す
べき成分71′、累以外のガス?導入、加1F−り、、
大気からの窒素を遮断することが好′まし2い。 そ−の際、;−ルアXれた、注入ノズルを・取囲む空間
のArがス等のルカに見合って、真空槽内の、情錬後の
溶S:11静圧全晶〈することは勿論であ乙。 1fL家から、IJ47?処LIl’l/こ溶鋼全鋳型
へ直接鋳込む方法はいくつか1.ν案さJシ、実施さね
、でいる。−その7.、.1、も代況的なものが叩空鋳
債法であり、この方法では排気した貞空lンク内に据え
られた鋳型内、−すたは密閉わV気された鋳型内に取鍋
内の溶鋼全rtき゛】へみ道空抑、がス(,7ながら鋳
造を行なうものであZ)。しかし、この−り法は所謂鋼
塊用鋳型の場合に適用1できるものの、連鋳用鋳型への
適用は不可能であり天川fζ・jlも開、′1・ない。 その他二、三の提案もあZ)もののいずバーも中にIC
空脱ガスと鋳造工程の一体沌す化を]」的とするに止捷
る。また、スラグ精錬と九苧脱ノf−Of、の一体化に
つい′Cは先に詳細に説明し7たように(・I々の試み
もあるようであごが、本発明に1.・0るように、真空
脱ガス精錬、九空スラグ精錬、A空下における鋳造の玉
名金一体化し、完全な形での高純化精錬k t’−1’
 l’it+とするノーIθ、V、、jこれ壕で類例を
みないのである。本発明はしかも、イ!Y来行なわれて
いた複雑な「稈含ニー気に中棒化することに成功し、し
かも従来の諸方法が・ぐツブであるために巨大化(7て
いた人々のff1−−一処理:C’> l’ll°11
奮人rl+に縮小することにも成功し、たものである。 以−に述べてきた説明を一層明確にするため、’、Ll
施例ならびに比較例をあげて不発、明の効果を71(す
。 先ず比較例について述べ次いでンに対応する本発明の実
施例を述べて本発明の効果金明らかにする。 比(絞例1 100Tf底吹転炉で溶銅の一次梢紳を行ない、出鋼後
、]lfx常高級鋼製造法として用いらt]ている二次
楯錬法全適用して下記成分組成の厚板1)1連朽鋳ハを
製渭した。 出鋼時に必要合金鉄の人″1′を添加(−5、プラ、′
/スイン791り・/、4ン処I甲、次いでRHによる
真空11B冒fス処Ft! ’k fllffi L 
、11じ終的成外調整を行った後、り/”、−7” イ
:7 ’−−・を介しで連鋳鋳片に鋳込んだ。 こ(′)とき、谷処理工程間で採取した〔S」。 CII ] 、 〔N〕、 T、〔olのイ直は表1の
ようであつA−、。 衣・      l I                  ・    −
−−志−rW+−□、−、−= −一−−−t7’tわ
ち、〔8]についてはインノ、クシせン々ルJjlによ
り帳低111′口こ達L2以後ピックアップもなく[]
(店’4 fll’lをイ尋2.ことが′−ζき/こ。 〔■(〕についでは出jN 11 、インジェタン冒ン
処理後と順次θ9.<なったがA ′、−とIjVll
、がス処Jll! 4k 2.0 ppmを得た。しか
じ連鋳士−ルド内で書ひ1曽加が認められた。CNIに
ついては転炉用vへ1前に極小値ン−’、?I/、7−
ものの、J’1佳行上行工程2経とに[N5(1,j一
方的に憎加し2、極めて高いイ1μとなった6また。T
〔0〕につい−(はイン7y□クシ9ン処J甲により
人f1]に低「が11.りd)らハ/こものの、真空脱
ガス処理で(lよ殆ど低−ト書、i: i n・−)/
こっすなわち、[S] 、T−[,0]についてはほぼ
本発明が対象とする高純度レベルをイ:1だものの、[
+1〕。 CN)についてははるかに)用い値とな、)で[74つ
た。とくに鋳造初期ならびに、神連鋳継目部でし、1[
: l(] 、 [N ] 、 T、COEとも表に示
し、た(1白より丁Xらに高い値となった。 実施例1 前記比較例1と同じ鋼種の制令に対し2て第2図の装置
により本発明の方法f 二、に′%ji L r欠。す
なわち、予めスラグ溶解炉で溶融し/こ鳴基度が約3の
Ca0−CaF2−A)、203−8j02 f主成分
とする精錬スラグ15)をA空精錬炉内に装入し、加熱
+■」電、極112で保熱しつつ、底部のガス吹込み「
]14から−7、n ニア” yゲスを流しながら開口
部を閉じて予備排気(−7スラグ中水素の低減処理を行
なっ;&、、L、かる後10(、I T1底吹転炉か1
゛〕未脱酸の状りηで取鍋に出鋼され4゜溶斜1をアA
 二、hンガス雰1.!+1気に調整しである中間受容
器2に1ンシ、なから、貞空精錬槽への溶鋼流入ノズル
の調整バルブ5を開いて57々の速度で溶鋼を鉦空精錬
漕内に導入I7た。このとき、渾1人ノズへ内に(廿4
 (1(I A15)の−アルゴンがスを吹込んだ。 槽内溶鋼レベルが約16(lcxに達したとき、下部溶
鋼1’lF、出・ぐル!6を開き、注入ノズル8を介し
て連鋳四1り内への鋳造全開始し、た。槽下部の溶鋼滞
留部に1・;↓予め溶融したFeMn + Fe5l 
r A)、を合金添加113より必要量添加し成分調整
をした。処理中$−1〉の脱炭がA14っ/こが=7=
クス粉を回部より添加l−1て[1標成分とすることが
できた。溶鋼の流出速Ill、’ 4;Lはぼ一定の5
 T/”y)−にA整し、安定した鋳造作業ができ7へ
。、糸中r(tv鍋を交換して2ヒートの連連諸紮′J
″!l′1.li L、 fζが・条件はほぼ同一であ
った。このとき、転り・・炉内、11旨−イセJi’、
!鍋内および連鋳鋳型内から採取し2/こ、[S 〕、
 CH] 、 CN ) 、 T、co〕の1直は−(
++、(2のようであった。 表     2 すなわち、本発明による方法で1rJ5、A学説がス情
錬2真空スラグ精錬の効果が遺憾なく発揮ネれ、各対象
成分とも著る(〜く純度の高い連鋳1+ 1’>’ k
簡易に得ることができた。 通常工程では複雑方I桿を経由するため、転炉出鋼前の
溶鋼温aは、注入温度1540℃を確保−Jるため17
30℃を要したが、本発明実施の場合は1630℃で十
分であり、人[1」に出LOj@t1情度の低トーがで
き、壕だ出鋼後から2ビ一ト鋳造兇了才でに萼した時間
は通常法の場合120分要1たのに11シ、本発明実施
の場合は約半分の65分で酒んだ。 さらに著るし7い変化としては、通常法実施の場合鋳造
初期ならびに連連鋳爵目部4tj当(+”t−貿鋳ハ長
さ約10m間にわたって定常部より(: U ]が0〜
Q、6   ppm、   CN  〕 ノ5eo  
〜 、1.  7  ppm、   T、[0]  が
 0〜2 (l ppm品〈7S二つ、と−のに対し、
本発明実施の場合は卆鋳[目(−わに、ってこのような
異常部分は【13められず、冶どイν′2に小!、た値
と同一であった。 比較例2 1flOT転炉で低炭素A牙浴製1〜(1仄+J: 〔
CJ +勺0.04%)、IζI(によ!)約25分間
Q処理によ心裏′ε脱炭紮イ■lい、し7戸る佐A/−
栄1(11鼻讐P僧内しく一癌加し、極低炭素−アルミ
キルド:Iとlし連、出納)いJぐこ鋳造(〜て鋳片全
f(5)た。 RHA窒脱ガス処理前、処理広ならυに連曾駒型内で採
取した試料(てよるしCJ 、LSJ 、Log。 CN 〕、 T、〔lの値は表3のようであった。 表  3 すなわち、〔CJについてはA債呪ガ゛ス抜0.(10
3チまで低ドしたものの連鋳タンディ、/−1で11ノ
コ用した保温(Jよl:(lのビ、り・アー2fがあ!
]、↓Aj 、1−i(璽ユ0. tJ (−+ 5殆
とl−)た。フ ラ ノ クス滅lノを埋(′4丁「j
1γわγ/ハツjr A−めl、 S J &こりいて
は変化がみら才Lr、 、:、gr−−)fr、。しN
J&j一ついてはA vp % 121!で1人下し7
1い(・、1゛かりか、At、 (」\!〕旧こ伴ない
むしろビツクアノゾ1′)1+を己り、いらQこ1本ぶ
麺タンディ5.ソーケ経由すること;(1,↓ニリt<
 Ill f(’l’ 5.りが起り1氏[N)鋼は得
られ、デカ\−〕グこ◎ ′人3 施 1’−12 ζノしに対し1.4も光用の方法?適用した場合の結果
〒代・目′で1(3げグこ。友施の院領は実施例]と全
く同様であるが、1史用し、たフラ7.クスはCaO−
CaF2−Az2o3を−L、bg汁とする1益基朋約
4のものとした。 衣     11 −1 1LCJ  It−SJ   1. 〔HJ   Ic
NJ   l’f’LOJ!−4′わら、本′1う明実
剣の場G %真空脱炭の限界が法゛・入1−1かてクタ
ンフ” イノ/:> ’C社」t→ぜずj用炭諒もf(
、g″−fこめvE宋法よ!+ 1 、t−グー1代い
しCJ IuRを召Iることができた。ま7煮、シS−
1ならひに1’、L(JJにつ)いではA仝スシグ梢殊
の幼果、こより+iu 7+’+ 74 ′と脱ガス法
より著しく低い値鞘侍だ。まyr、 〔Ii J V←
ついても、CCJと同様(愼めで11(い1的にでさた
は〃・、CNI(=ζ9いても[−N Jピノクーfツ
ノ(よI[t2らず、わずかなから[NJの八)も認め
らも、19めで低い値を得ることができ、このように対
象と−(−る各成分元素全同時に低下させることができ
た。 なお、本実施例に用いグこFRH^空脱ガ学説円谷h1
1に対し、4−発明になる真空精錬鼾J竜装置の(■内
容量Vよ約1/4程度の入ささてあり、著しく小憾な装
置で実施例に示したよりl大さな幼果をイS+◇ことに
成功したものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は1.−酸化炭素分用ど、鋼中固溶炭素、同浴酸
素の関係?示す図、第2図は、本発明り装置の一例ケ示
す概略説明図である。 〔C)   %

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)脱炭(a諌炉で一次精錬された溶鋼を、中間受容
    器を介して、真空梢錬漕内に流下せしめて真と脱がス檀
    錬金行ない、かくして真空精錬された溶、@を該A空精
    錬漕下部に設けられた溶鋼流山開IVIパルプを介して
    連続鋳造用1祷覗内に注入して肖へすること全特徴とす
    る高純度溶鋼の精錬鋳造法。
  2. (2)  説災梢凍戸て一次精錬された溶鋼を、中間受
    容器を介して、十々錬用スラグが存在する真空楕錬漕内
    に、除去すべき成分元素以外のガスを前記# 、4i中
    に導入し、なから流下させて気泡を多く含み泡立った溶
    、1個の流滴として真空脱がス精錬を施し、この溶、・
    個流滴金スラグ層に衝突破裂させて微細化し、この+X
    f +MTl化した溶鋼粒子がスラグ内を沈降する際に
    スラブ・メタル反応により、該溶鋼゛粒子に貞空スラグ
    +々錬を施し、かくして精錬された溶鋼を該に空4゛N
    錬漕下部の溶鋼流出開閉パルプを介して連続関造用涛県
    内に注入して、用布することに’h徴とする高純度溶鋼
    の精錬鋳造法。
  3. (3) 真空精錬槽下部に気体・岸入部を設け、気体の
    真空部への放出に能う(W作動力によって、(δll1
    1およびスラグの攪拌を行なう特許請求の・1・九間第
    1項又は第2項記載の方法。
  4. (4)  真空脱ガス精錬、真空スラグ精錬を終えて真
    空精錬槽下部に堆積した溶鋼に合金鉄を溶鋼rM。 大速度に見合う添加速度で添加し、桐材必要組成に調整
    する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の方法。
  5. (5)真空精錬哨耐大物内または僧外部に設けた電磁コ
    イルまたは真空槽内は大物に導鵬体を用いることによっ
    て、或いは精錬スラグに電極を配置し、これらに電気を
    通ずることによって電気的加熱を行ない、スラグならび
    溶鋼の加熱を行なう’If許請求の範囲第2項記載の方
    法。
  6. (6)炉底からのガス導入部に電気的振動装置■を併設
    し、気i包放出端における気泡の成長を抑制しながらそ
    の分離を促進し、微細気泡の吹込みをイjなう′持ま′
    l請求の1′l旧j11第3項記載の方法。
  7. (7)  、l’l;空梢凍漕と排気jクト間の真空槽
    近接部に遮断fPを設け、社空処理終了時の復圧時には
    この遮1υ7弁金閉じ、氏空精錬漕部ては除去すべきブ
    ス成分以外のがスを吹出して大気圧に戻す特許請求の範
    囲第1項又は第2項記載の方法。
  8. (8)  −一次情、棟された溶Xk受容するだめの、
    下部に溶鋼流出開閉パルプ金有する中間受容器と、頂部
    に・外気から億1析される中間受容器下部との連結部を
    有するとともに、下部が、溶鋼流出開閉・ぐルブを介L
    7て庫、統・力造用鋳威−\の注入ノズルに連結されて
    いる黍へ空槽とからなることを特徴とする高純度(容器
    の情1東裟首。
  9. (9)  −次精錬された溶鋼を受容するための、下部
    に溶鋼流出t、i1J :′11パルグを有する中間受
    容器と、旧都に外気から部所される中間受容器下部との
    連結部金有するとともに、下部が溶鋼流出開閉)マルブ
    を介(〜て11に快朋造碕型への注入ノズルに連結さJ
    Ll さ[)に外部からフラックス或はスラグを供給す
    るスラグ供給[」を有していることを特徴とする1r?
    ll純度溶鋼の1′〃錬装置。
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