JPS596334A - 溶融金属中の不純物除去方法及び装置 - 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】 本発明は、溶融金属中からガスや蒸発し易（・金属等の
不純物を除去する方法及び装置に関する。

製品の品質向上のために、真空下において溶融金属を処
理する方法が広く用いられて（・るが、特に製鉄におけ
る真空脱カス方法は、近年増々その重要性を増して（・
る。この方法には数多くの方式があるが、大規模処理に
おいては、ＪＬ用　　性に優れる槽脱ガス法が広く用い
られている。

この他取鍋脱ガス法、流滴脱ガス法も知られているが、
溶鋼のハンドリングにとって特に必要な温度管理の面か
ら、温度降Ｔが太きいと言う致命的欠陥のために取鍋脱
ガス法や流滴脱カス法の採用は減少の傾向にある。

取鍋の上方に配置した真空容器に取鍋内の溶鋼を導入し
、繰返し溶鋼を真空雰囲気に晒すことにより溶鋼の脱ガ
ス処理を行う方式には、１本の吸上管を通し、主として
真空容器を上下させることにより真空容器中の溶鋼を取
鍋中の溶鋼と置換させる昇降方式と、吸上管と吐出管を
通し、吸上管にアルゴンガス等の不活性ガスを導入し、
ガスリフトポンプの原理を応用して溶鋼を取鍋と真空容
器の間を循環すせることにより脱ガスを行う循環式脱ガ
ス方式、とがある。

これらの方式のうち、前者においては、１回の上下運動
で多量の溶鋼の吸上げ、吐出が可能で、真空容器と取鍋
との溶鋼の置換が速く、溶鋼の化学成分及び温度の均一
性を得易いが、脱カスは真空容器内の溶鋼について行な
われ、脱ガス終了の溶鋼は取鍋内の溶鋼と混合されると
（・うことを繰返すため、溶鋼全体について充分な脱ガ
スを行うには長時間を要する。又真空雰囲気と接触する
表面を大きくする必要から、真空容器の径をかなり大き
くする必要があり、そうすると取鍋と真空容器の組合せ
にお（・て吸上げ可能溶鋼量に制限を生じてしまう。

一方、後者においては、真空容器内の溶鋼の滞留時間が
極めて短かく、充分な脱カスを行うためには長時間を要
し、又溶鋼の循環機構が複雑で、ガスリフトによる循環
速度が所定の要求に応じ難い欠点を有していた。

この他、流滴脱ガス方式においては、その〕・ンドリン
グの困難さ、脱カス処理が１回のみと限定されること（
繰返しに自由度が少ない）、温度降下が大きいこと等か
ら、設備費が安価で真空表面積が大きくとれると言う利
点の割合には、最近では採用され難い。

これら製鋼用膜カス設備は、各々の欠点をもちながらも
、昇降式は大きな強制攪拌の機能故に、循環式は真空容
器が小さいがための処理溶鋼址の自由度と操作性から、
取鍋式及び流滴式は設備費が少ないことから、その目的
に応じて採用されているのが現状である。

又一方、真空処理においては、不純物元素の蒸発による
除去も理論的には期待できるが、脱カス速度に比し金属
の蒸発速度が遅く、上記槽脱カスを始め現在の脱ガス法
において、経済的な時間内では金属元素の蒸発除去は殆
んど期待することはできない。

本発明は、脱ガスの他に不純物金属元素を蒸発除去でき
る方法と設備について真空との接触面積を飛躍的に増大
するためには、流滴として何回も繰返し作業ができるこ
とが、最も効果的である、と言う考えに基づいて、前記
従来の溶鋼の真空処理法における各欠点を解決し得るよ
う、処理中の溶鋼温度を降下させずに、強制攪拌を行う
ことができ、かつ真空との接触面積を増大して不純物の
除去を効率よく行（・、しかも目標に応じて繰返し処理
が容易に行えるようにした溶融金属中の不純物除去方法
及び装置を提供すべく成したものである。

以下、図面を参照゛して本発明の詳細な説明する。

第１図乃至４４図に示す如く、長手方向一端上部に注湯
口（２）を有し、他端側底部に排湯口（３）を有する密
閉ｉｊＪ能な横型円筒状の真空容器（１）において、該
真空容器（１）の長手方向他端軸心位置に、上部通路（
４）にて真空容器（１）内と連通ずる排気ダクト（５）
を連設すると共に、該排気ダクト（５）を、回転継手（
６）を弁し抽気エゼクタ−（図示せず）　ＩＪ４！ｌの
ダクト（７）と接続して、真空容器（１）内を真空吸引
し得るよう構成する。

真空容６　（１）内の底部には、長手方向に沿うよう所
要高さの堰（８）を半径方向へ向は突設して、真空容器
（１）の底部を２分割し、又真空容器（１）の外周部に
、大歯車（９）とタイヤ（１０とを所要の範囲に亘り並
設し、大歯車（９）にはモータ（■υの正、逆駆動によ
り真空容器（１）を約１８０°の範囲で揺動せしめるビ
ニオン（２）を噛合せしめ、一方タイヤ０・Ｏには揺動
時の真空容器（１）を支持するための支持ローラＱ３を
接設する。

図中、（１４）は非処理中に耐火物（１α）を保温する
ため注湯口（２）部の蓋Ｑｆ９に取付けた予熱パーナ−
、０１Ｇは溶融金属（溶鋼）αηの状態を調べるための
マンホール、（１８）は排湯口（３）のノズル、Ｑ９は
排湯口（３）の下方に配した取鍋、（ホ）は抽気エゼク
タ−側への熱影響を減少するためのガスクーラ、■υは
真空容器（す揺動時に堰（８）から溶融金属Ｑカが流下
する部分の耐火物（１α）を通常混銑車等に有する如く
厚肉形成した湯当りレンカ（第４図参照）、（イ）はモ
ータａυの減速機である。

斯かる構成において、注湯口（２）より例えば溶鋼θカ
を真空容器（１）に注入すると、第２図及び第６図に示
すように、底部に突設した堰（８）によって溶鋼α力は
２分割された状態で収められる。この状態において、モ
ータＱηを駆動してピニオン＠と大歯車（９）との噛合
により真空容器（１〕を所定時間毎に約１８０°の範囲
で揺動させる。真空容器（１）が揺動すると、第４図（
イ）（ロ）に示すように、堰（８）によって分割形成さ
れた一方の室内の溶鋼す７）が、堰（８）の傾斜に従い
堰（８）を超えて他方の室内に移動し、この移動はあた
かも小さな滝の様に多くの飛沫と薄（・層状の溶鋼流れ
で行なわれるため、著しく大きい比表面積を得ることが
でき、又溶鋼Ｑ７１落下のエネルギーにより溶鋼＜１７
１の攪拌が強制的に行われる。従って、この揺動を繰返
し行うことによって、従来の流滴脱ガスを何回も行う場
合と同様な溶鋼α力の真空処理効果を得、しかも流滴脱
ガスのくり返しと全く異なり、溶鋼（１７）は大気と真
空にくり返し晒されることがない。

尚上記において、溶鋼α力が堰（８）を超えて滴下する
部分の耐火物α９には湯当りレンカＱｖを設けであるの
で、耐火物（１α）の部分的な消耗が防止される。

ところで、溶鋼が温度降下する主な原因は、■溶鋼から
雰囲気への放熱、■耐火物への伝熱、■冷たい周囲部に
対する輻射である。槽脱カスの場合、槽内を加熱してい
るため真空容器内での熱損失が少なく、温度降下も比較
的少な（・が、取鍋脱カスは上記■■■により、流滴脱
カスの場合も同様に■■■、特に■によって熱損失が太
きかった。

しかし本発明にお（・では、注湯口（２）の蓋（１５１
部に予熱バーナーａ→が設けであるので、非処理中に該
バーナー（１４）によって耐火物（１α）を加熱保温す
ることができ、槽脱ガスの場合と同様に、処理中の溶鋼
０７）の温度降下を非常に少なくすることができる。

更に、本発明においては、真空容器（１）の上部にマン
ホール◇０が設けであるので、製鋼工程における微少の
成分調整及び測温を行う必要のある場合には、このマン
ホールＱ！５部の上方に更に真空室等を設けることによ
り、測温、サンプリングの操作が可能となる。

尚、前記実施例においては、加熱装置としてバーナーを
設けたが、一般の抵抗電極による電気加熱装置を設けて
更に温度降下防止を効果的に行うようにしてもよく、又
真空容器の底部にＡｒ＋　０２ガスの吹込み口を設けて
強制脱炭を行うようにしてもよく、その他本発明の要旨
を逸脱しない限り種々変更を加え得ることは勿論である
。

以上説明したように本発明によれば、 （ｉＪ　　真空容器を適宜繰返し揺動させて、溶融金属
を滝のように落下させることにより、非常に大きい比表
面積が得られるので、脱カス反応のみならず蒸発し易い
金属をも除去できる。

（１１）溶融金属の落下エネルギーを利用できるため強
制攪拌が行え、成分の均一化、温度の均一化に非常に有
効である、 （ｉｉｉｌ　　溶融金属を加熱された容器内で処理する
ため、処理中の温度損失が少なく溶融金属の温度降下を
著しく小さくすることができる、（１ｖ）真空容器中で
流滴落丁を行うためスラグの存在は溶融金属が真空に晒
される面積を減少することにさほど影響しなくなり、従
って真空処理前にスラグ除去を行う必要がなく、運搬中
の温度降下を防ぐのを始め、真空処理中にスラグ、と溶
融金属との強力な攪拌による反応が期待できる、 （Ｖｌ　　装置が横型であるため高さが低く、転炉、電
気炉の出鋼口等から直接樋を通じて真空容器内に注湯す
ることが可能となるので、溶融金属のハンドリングが容
易であり、又処理も単に揺動を繰返すのみでよいため運
転が簡単である （ｖｌ）　　処理容量に自由度がある、（ｖｉｌｌ　　
本装置を一種の昇降式と考えた場合、従来の昇降式に比
して実質溶融金属の重量のみを昇降させ且つ速度も非常
に遅いため、使用するエネルギーが少なくて済む、 等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の切断側面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ方向切断端面図、第６図は右半分を第１図のＢ方
向より又左半分を＠１図のＣ方向より夫々見た切断端面
図、第４図（イ（ロ）は夫々作動状態を示す説明図であ
る。 （１）・・・真空容器、（２〕・・・注湯口、（３）・
・・排湯口、（５）・・・排気ダクト、（８）・・・堰
、（９）・・・大歯車、すυ・・・モータ、（２）・・
・ピニオン、ｕ４）・・・予熱バーナ。 第３図 図 （ロ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２室に収められた溶融金属を、真空下において一方
   の室から他方の室へ、又他方の室から一方の室へと２室
   の仕切壁を越えて適宜繰返し移動させることにより、溶
   融金属中の不純物を真空中へ蒸発除去することを特徴と
   する溶融金属中の不純物除去方法。 ２）横型円筒状の真空容器内の底部に、該真空容器内を
   長手方向に沿って２分するよう所要高さの堰を突設し、
   且つ該堰によって分割形成された各室内の溶融金属を前
   記堰を超えて隣りの室内に移動させ得るよう、前記真空
   容器を揺動させるための駆動装置を設けたことを特徴と
   する溶融金属中の不純物除去装置。 ３）−横型円筒状の真空容器内の底部に、該真空容器内
   を長手方向に沿って２分するよう所要高さの堰を突設し
   、且つ該堰によって分割形成された各室内の溶融金属を
   前記堰を超えて隣りの室内に移動させ得るよう、前記真
   空容器を揺動させるための駆動装置を設け、更に前記真
   空容器を加熱するための加熱装置を備えたことを特徴と
   する溶融金属中の不純物除去装置。