JPS61195915A

JPS61195915A - 減圧ガスアトマイジングによる溶湯の精錬方法及び装置

Info

Publication number: JPS61195915A
Application number: JP3698585A
Authority: JP
Inventors: Kenji Takahashi; 謙治高橋; Hideo Nakamura; 英夫中村; Akiya Ozeki; 尾関　昭矢
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1985-02-26
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1986-08-30

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】

〔産業上の利用分野〕この発明は、溶鋼等の溶湯を減圧下で処理することによ
り、溶湯を脱炭及び′又は脱窒し、炭素濃度〔Ｃ〕及び
／又は窒素濃度（Ｎｉｌが低い溶湯を得ることができる
溶湯の精錬方法及びその装置に関する。〔従来の技術〕〔Ｃ〕及び（Ｎｉｌが低い溶鋼の精錬方法として、取鍋
精錬によるＲ）を税ガス法がある。このＲＨ税ガス法く
おいては、溶鋼中に浸漬ランスを介して大量のＡｒガス
を吹き込み、溶鋼の環流速度を高めて、溶鋼の脱炭及び
脱窒を促進させる。まぁ、真空税ガス（ＶＯＤ　）法においては、溶室する
。更に、溶鋼を粒滴化することにより、溶鋼を脱ガスする
流滴税ガス法（鉄鋼便覧■、第３版、製銑・製鋼第５９
２乃至５９３頁）が公知である。この方法においては、
真空容器内に鋳型又は取鍋を設置し、この真空容器の上
部から溶鋼を真空槽内に注入する。〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、これらの従来技術においては、以下に示
す糧々の欠点がある。先ず、ＲＨ脱税ガス法おいては、Ａｒガスを溶鋼に吹き
込むことにより、真空槽の側壁に地金が付着しやすい。また、極低炭素域（〔Ｃ〕が約３０　ｐｐｍ　）で、脱
炭及び脱窒反応が停滞する。更に、処理に、３０乃至４０分かかるため、迅速々溶鋼
精錬が困難である。また、ＶＯＤ法においては、脱炭及び脱窒反応がバブリ
ング表面及び鋼浴表面にのみ限られるので、処理時間が
長い。そして、鋼浴を攪拌するために、取鍋の底にプー
ラスプラグを設け、このポーラスプラグを介して大量の
ガスを溶鋼中に吹き込んでいるので、このガス吹込みが
、耐火物を劣化させる要因となっている。更く、粒滴脱ガス法においては、溶鋼中の水素は十分に
除去され、５０乃至７０９６の脱水素率が得られている
が、〔Ｃ〕及び〔Ｎ〕は殆んど低下せず、従来の粒滴脱
ガス法ておいては、脱炭及び脱窒は困難である。なお、溶銑に対する粒滴悦ガス法として、ＢＩｇＲＡ法
（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｂ＠１ｒｏｎ　ａｎｄ　８
ｔ＠＊１１ｕｓｔ口ｕｔ＊（１９６７）第８１０頁）が
公知であり、この方法ておいては、大気圧下で流下する
溶湯流に酸素及び造滓剤を添加して、脱炭、脱硫及び悦
リンの各反応を連続的に行わせる。しかし、この方法に
おいては、脱炭反応が進行したとしても、大気圧下での
処理であるので、溶鋼中の〔Ｃ〕と

〔０〕との関係が、
ＣＯ分圧ＰＣＯが１気圧の条件で規律され、低炭域まで
脱炭することは困難である。〔問題点を解決するための手段〕この発明は、斯かる事情に鑑みてなされたもので、迅速
に溶鋼を脱炭及び／又は脱窒することができ、操業上の
不都合を招来することなく極低〔Ｃ〕及び（Ｎ）の溶湯
を得ることができる減圧ガスアトマイジ／グによる溶湯
の精錬方法及び装置を提供することを目的とする。この発明に係る減圧ガスアトマイジングによる溶湯の精
錬方法は、溶湯を収容した溶湯容器から容器を、注湯装
量を介して、減圧された減圧槽に注入する減圧ガスアト
マイジングによる溶湯の精錬方法において、溶湯の注入
流てガスを混合させることにより、減圧槽に注入される
溶湯の粒滴を微細化することを特徴とする。ま九、この発明に係る減圧ガスアトマイジングによる溶
湯の精錬装置は、溶湯を収容した溶湯容器と、減圧され
九減圧槽と、溶湯容器内の溶湯を減圧槽内に注入する注
入装置とを有する減圧ガスア）−ｒイジングによる溶湯
の精錬装置において、前記注入装置は、減圧槽内に注入
される溶湯にガスを混合させる混合手段を有し、注入流
にガスを混合させることにより、溶湯の粒滴を微細化す
ることを特徴とする。この発明は、溶鋼を高効率で脱炭及び脱窒するためには
、溶鋼の脱ガス反応の反応界面積を飛躍的に増大させる
ことが必要であるとの知見のもと疋なされたものである
。即ち、本願発明者等は、従来の粒滴脱ガス法において、
溶湯の脱炭及び脱窒が困難であるのは、粒滴径が数１以
上であると、粒が大きすぎるために、溶湯の脱炭及び脱
窒反応が十分に進行しないことに起因することを見出し
、減圧槽内で溶湯の粒滴を極めて微細にすることにより
、反応界面積を飛躍的に増大させて脱炭及び脱窒反応を
促進させることによって、迅速且つ高効率で溶湯を脱炭
Ｏ脱窒することができることに想到した。具体的には、溶湯注入流にガスを吹き込み、溶湯とガス
とを混合させた状態で、真空ゾンデ等により減圧された
減圧槽内に導入し、混合体中のガスが減圧槽内で急激に
膨張することによるエネルギで溶湯粒滴を微細化する。そうすると、減圧槽内で生成する微細粒滴の界面におい
ては、減圧効果と吹込みガスの希釈効果によシ、ＣＯガ
ス分圧及びＮ２ガス分圧が極めて低いこと、及び溶湯粒
滴の微細化によりガス／溶湯の界面積が極めて大きいこ
と等の理由により、溶湯の脱炭・脱窒反応が急速に進行
する。この発明はこのような知見に基いてなされたもの
である。〔実施例〕次に、この発明の実施例くついて具体的に説明する。第
１図はこの発明の第１の実施例に係る装置を示す。取鍋
１内に溶鋼２が収容されておシ、この取鍋１の底部には
筒状の注湯ノズル３が取付けられている。ノズル３の下
端は減圧槽４の上板に固定され、ノズル３を介して取鍋
ｌと減圧槽４とが連結されている。減圧槽４内には溶鋼
受用容器５が設置されており、減圧槽４は真空Ｉンデ等
の排気手段（図示せず）Ｋより減圧されている。取鍋１Ｐ３Ｉ／ｃは、耐火物製のストツノ４６が昇降装
置７により昇降可能に設置されており、ストツノ４６が
降下してノズル３を閉塞することによシ取鍋１内の溶鋼
２の流出が阻止される。一方、ストッ／＃６が上昇する
と、取鍋１内の溶鋼２がノズル３を介して減圧槽４に注
入され、そのスト、パ６の位置を調節することによシ、
溶鋼注入量が調節される。ス）、／＃１５には、その横
断面のはぼ中央に長手方向に延びるガス通流道８が形成
されている。このガス通流道８には、ノクイデ９を介し
てＡｒガスの供給源（図示せず）が連結されている。従
って、ノズル３から注入される溶鋼に、ガス通流道８を
介して、　Ａｒガスを吹き込み、注入流ＫＡｒガスを混
合させることができる。このようにして構成される装置においては、ガス通流道
８にＡｒガスを供給しつつ、ストッＩ４６を上昇させる
と、取鍋１内の溶鋼２はノズル３を介して減圧槽４内に
注入される。Ａｒガスはガス通流道８の下端から、ノズ
ル３を介して注入されている溶鋼中に吹き込まれ、Ａｒ
ガスが溶鋼に混合される。溶鋼は減圧槽４内に入ると、下記反応式により脱炭及び
脱窒されてＣＯガス及びＮ、ガスが発生する。（ｃ）　＋　（ｏ）　＝　ｃ　ｏガス２　（Ｎ〕＝　Ｎ２ガスそして、この溶鋼中に発生するＣＯガス及びＮ２ガス並
びに溶鋼中に吹き込まれたＡｒガスが、減圧槽４内で急
速に膨張し、溶鋼を微細な粒滴化する。そうすると、溶
鋼と減圧槽内ガスとの間の反応界面積が極めて大きくな
る。更に、吹き込まれたＡｒガスの希釈効果により、微
細粒滴の界面でのＣＯガス分圧及びＮ２ガス分圧が低減
される。これらの効果によって、溶鋼の脱炭反応及び脱
窒反応が急速に進行し、溶鋼の〔Ｃ〕及び〔Ｎ〕が迅速
に低下する。なお、溶湯容器としては、取鍋ＩＫ限らず、タンディク
シ１等、他の容器を使用してもよいことは勿論である。また、注入流に吹き込むガスはＡｒガスに限らず、また
、耐火物製ランスを溶鋼中に浸漬し、このランスを介し
て注入流忙ガスを吹き込んでもよい。次に、この発明の！ａ２の実施例にっｈて、第２図を参
照して説明する。第２図におｈて、第１図と同一物には
同一符号を付して説明を省略する。取＠ｌと減圧槽４と
を連結する注入用ノズル１１には、その外周から内周に
向って延びる複数のガス通流孔１２が形成さｔ′ＬＩ：
ｃ、いる、ノズル１１の周囲はハウジング１３に取り囲
まれており、Ａｒ、ｆス供給源（図示せず）に連結され
九ノクイデ１４がハウジング１３内に連通している。従
って、ハウジング１３内に供給されたＡｒガスは、ノズ
ルＩＩＶＣ設けられたガス通流孔１２を介して、ノズル
１１を通流している溶鋼注入流に吹き込まれ、溶鋼中に
混合される。これにより、第１の実施例と同様に、減圧
槽４内で溶鋼が微細な粒滴になり、溶鋼の脱炭及び脱窒
反応が急速に進行する。次に、この発明によシ、溶鋼を脱炭及び脱窒した試験結
果について説明する。試験１及び試験２における処理条
件は第１表に示すとおシである。１＄、１表その結果、試験１においては、減圧槽内の溶鋼粒滴は約
０．５　ｗａｓ径に微細化されており、約９０チの脱炭
率が得られた。また、試験２は、溶鋼の成分調整時にＡ
ｔ脱酸した後、この発明により脱炭及び脱窒したもので
あるが、脱炭率が約９１％であシ、脱窒率−が約６１チ
であった。第３図は、脱炭を目的として、この発明により溶鋼を精
錬した結果を、横軸に処理前の〔Ｃ〕をとり、縦軸に処
理後の〔Ｃ〕をとって示す。なお、図中、試験１の結果
も含み、各直線は脱炭率が一定の関係を示す。第３図か
ら明らかなよう和、いずれも６０乃至９０％の高脱炭率
が得られている。また、第４図は、脱窒を目的として、この発明により溶
鋼を精錬した結果を、横軸だ処理前の（Ｎ）をとり、縦
軸に処理後の〔Ｎ〕をとって示す。なお、図中、試験２
の結果も含み、各直線は脱窒率が一定の関係を示す。第
４図かられかるように％脱窒率はいずれも４０乃至８０
％であり、良好な脱窒率が得られた。なお、前記実施例においては、溶鋼中の〔Ｃ〕と〔Ｏ〕
とを反応させてＣＯガスを生成させることによシ脱炭し
ているが、溶鋼中の

〔０〕が低い中・高炭素域（（Ｃ〕
）０．０５％）の既脱酸鋼については、溶鋼中に吹き込
むガスに酸化性ガス（例えば、０２ガス）を添加するご
とくよシ、この酸化性ガスとの反応によって脱炭するこ
とができる。〔発明の効果〕この発明によれば、減圧槽内で溶鋼の粒滴を極めて微細
にすることができるので、溶鋼の反応界面積が著しく上
昇し、溶鋼を迅速に且つ高効率で脱炭・脱窒することが
できる。しかも、耐火物の劣化等の操業上の不都合も生
じない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す図、第２図はこ
の発明の第２の実施例を示す図、第３図及び第４図はこ
の発明の効果を示すグラフ図である。１・・・取鍋、２・・・溶鋼、３．ＩＩ・・・ノズル、
４・・・真空槽、５・・・容器、６，１５・・・スト、
ノ９．７・・・昇降装置、８・・・ガス通流道、１２・
・・ガス通流孔、１３・・・ハウジング。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図第２図第３図ヌ膠イ約　　　（Ｃ）、”ム第４図．８ゴ豹（Ｎ）　、ＰＰｍ６０．４．１９昭和　年　月　日特許庁長官　　志　　賀　　　字数１゜事件の表示特願昭６０−３６９８５号２、発明の名称３、補正をする者事件との関係　特許出願人（４１２）日本餉管株式会社４、代理人５、自発補正７、補正の内容（１）　　明細書第１２頁、第１表の試験２についての
処理後（Ｃ）ａ≦：ｒＯ，０１４％」とあるの！、「−
」に訂正する。（２）明細書第１３頁、第５行目及び第６行目に、「脱
炭及び脱窒したものであるが、・・・・・・約６１％で
あった。」とあるのｔ、「脱窒したものであるが、脱窒
率が約６１％であった。」に訂正する。（３）　　図面第３図を、添付図面；幣書のように訂正
する。第３図処理箔　（ｃ）、ｙ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶湯を収容した溶湯容器から溶湯を、注湯装置を
介して、減圧された減圧槽に注入する減圧ガスアトマイ
ジングによる溶湯の精錬方法において、溶湯の注入流に
ガスを混合させることにより、減圧槽に注入される溶湯
の粒滴を微細化することを特徴とする減圧ガスアトマイ
ジングによる溶湯の精錬方法。
（２）溶湯を収容した溶湯容器と、減圧された減圧槽と
、溶湯容器内の溶湯を減圧槽内に注入する注入装置とを
有する減圧ガスアトマイジングによる溶湯の精錬装置に
おいて、前記注入装置は、減圧槽内に注入される溶湯に
ガスを混合させる混合手段を有し、注入流にガスを混合
させることにより、溶湯の粒滴を微細化することを特徴
とする減圧ガスアトマイジングによる溶湯の精錬装置。
（３）前記注入装置は、溶湯容器と減圧槽とを連結する
ノズルと、このノズルの開度を調節するストッパとを有
し、混合手段は、ストッパ内に設けられノズルに向けて
開口するガス通流道と、このガス通流道にガスを供給す
る供給手段とを有することを特徴とする特許請求の範囲
第２項に記載の装置。
（４）前記注入装置は、溶湯容器と減圧槽とを連結する
ノズルと、このノズルの開度を調節するストッパとを有
し、混合手段は、ノズルの側壁に設けられノズル内側に
開口するガス通流孔と、このガス通流孔にガスを供給す
る供給手段とを有することを特徴とする特許請求の範囲
第２項に記載の装置。