JPS6137912A - 溶鋼の真空精錬法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は溶鋼（ステンレス粗溶鋼を含む。）の真空脱炭
精錬方法に関する。

従来の技術 一般に溶鋼の真空脱炭精錬については、ＶＯＤ法あるい
はＲＨ−ＯＢ法（鉄鋼便覧、第３版、７１７頁以降）等
の方法がよく知られている。

このＶＯＤ法は、第２図に示す如く、転炉または電炉で
溶解と粗脱炭された溶鋼Ａを取鍋ｌに受けて後に、真空
容器２内に収容し、排気管７から吸引１７て、真空下に
おいて、取鍋１の底部から不活性ガスを吹込みつつ、溶
鋼Ａの表面にランス４を介して酸素ガスを吹きつけて脱
炭する方法である。しかし、このＶＯＤ法は脱炭時の激
しいボイルによって、溶鋼Ａが取鍋ｌの外に溢出するこ
とを防ぐために、下記の犠牲を払わねばならない。

即ち、■溶鋼表面と取鍋上端の間隔Ｂ（以下、フリーボ
ードと称する。）を１ｍ程度にする必要があり、１チャ
ージ当りの処理溶鋼量が制限され、生産性が低下する。

■処理前の溶鋼炭素含有量に制限を加える必要があり、
（好ましくは０．２０％〜０．５０％（Ｃ））、前工程
の粗脱炭に負荷がかかり、クロム歩留の低下とコスト・
アップを招く。■また、真空容器２に取鍋ｌを収容する
ので作業時間が長い。■取鍋から溶鋼が洩出した場合、
設備復旧に長時間要する、など改善すべき点が多いのが
実状である。

一方、ＲＨ−ＯＢ法は、第３図に示す如く、ＲＨ真空槽
６内に吸上げられた溶鋼Ａ内に、真空槽６側部に設けた
二重管ノズル５（通常は内管が酸素、外管がＡｒ）を通
して酸素を吹込んで脱炭する。このＲＨは、真空槽６の
下部に上昇管８と°下降管９を設け、この２本を溶鋼Ａ
内に浸漬せしめて、該真空□槽６内を真空にして、上昇
管８の適所から不活性ガス管３を介して不活性ガスを導
入すると、ガスリフトポンプの原理により、真空槽６内
に上昇管８を通して溶鋼Ａが吸上げられて脱ガスが行な
われて後に、下降管９から取鍋ｌ内に流下する。すなわ
ち、溶鋼Ａは、取鍋ｌと真空槽６との間で循環しながら
真空槽６内で脱ガスされる方法である。

しかしながら、ＲＨ−ＯＢ法は、真空槽６内の溶鋼深さ
Ｃが浅い（通常２００〜８００ｍｍ　）ために、酸素を
吹込む際に、■真空槽６内での溶鋼飛沫（スプラッシュ
）量の増大と、それによる槽内壁面への地金刺着の増大
を招き、歩留損失と耐火物コストの上昇をきたす。■ス
プラッシュ、ならびに耐火物の溶損を抑制するためには
、例えば吹込み用単孔もしくは二重管ノズル５の酸素供
給速度を低下せざるを得ない。■従って、処理前の溶鋼
Ａの炭素含有量に制限を加える（好ましくは（Ｃ）　０
．２０〜０．５０％）ことが必要であり、結果として前
工程の脱炭精錬が過負荷となり、クロム歩留、および鉄
分歩留等の低下を招く等の欠点を有している。

したがって、溶鋼の真空脱炭精錬においては、処理前溶
鋼の炭素含有量の許容値が高く、高速真空脱炭法が可能
なこと、またフリーボードに制限のないこと、および真
空槽内の地金付着量の少ない精錬法が切望されているの
が実状である。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、前述した如き従来法の欠点を改良するもので
、すなわち高速真空脱炭精錬が可能であり、槽内の地金
付着等の障害がなく、しかもフリーボードの制限のない
精錬法であって、スプラッシュがなく、極めて高いクロ
ム、および鉄歩留が得られるとともに、耐火物コストの
安価な溶鋼の精錬法である。

問題点を解決するための手段・作用 本発明者等は、従来の溶鋼精錬法の欠点を改良すべく、
鋭意検討と実験を重ねた結果、取鍋内の溶鋼の真空槽内
への吸入と攪拌混合、およびスプラッシュ抑制に関し、
新しい知見を得たことに基づきなされたもので、浸漬管
の内径（Ｄ１）／取鍋の内径（Ｄｏ　）を０．４〜０．
８にするとともに、該浸漬管を浸漬せしめて、取鍋内溶
鋼を吸上げて保持し、次いで該浸漬管の投影面下の溶鋼
深さの渉以上の下位から不活性ガスを吹込むと共に、前
記の真空槽内上方から酸化性ガスを吹きつけることを特
徴とする極めて優れた溶鋼の真空精錬法である。

すなわち、真空槽下部に設置する浸漬管はＲＨ−ＯＢ法
と異なり、適切な径であれば一木で良く、この際の溶鋼
の攪拌混合は不活性ガスの吹込みで行なうとともに、そ
の位置は前記浸漬管の投影面下で取鍋内溶鋼の適切な位
置を選°択すれば短時間で溶鋼の均一攪拌状態が得られ
スプラッシュが少ないことを知見し得た。

以下本発明の精錬法を図に示す一実施例に基づいて詳述
する。

第１図は、本発明の一実施例の説明図であり、溶鋼Ａは
、取鍋１に収容され、真空槽６の下部に浸漬管ｌＯが配
置される。浸漬管１０は、取鍋１内の溶鋼Ａに浸漬静止
される。真空槽６は、排気管７と導通し、真空槽内の真
空度に応じて真空槽６内に浸漬管ｌＯを経由して溶鋼Ａ
が吸上げられる。

浸漬管１０の下部断面が垂直下方に投影する面内の取鍋
１の底部から、ノズル、または多孔質プラグによって、
不活性ガスが溶鋼中に吹き込まれ、溶鋼Ａが攪拌混合さ
れる。この攪拌混合と同時に、真空槽６内の溶鋼表面に
ランス４を通して、酸化性ガスを吹きつけることにより
効果的に脱炭される。

更に、本発明においては、浸漬管１０の内径（Ｄ１）と
取鍋ｌの内径（Ｄ０）との関係、及び不活性ガス吹き込
み位置から取鍋固溶鋼表面の距離（Ｈ１）と取鍋内溶鋼
深さくＨａ）との関係が次式によって規制される。

０．４≦Ｄｓ　（ｍ）　／Ｄｏ　（ｍ）≦０．８ＳＡ　
（Ｈｏ　）　（ｍ）≦Ｈ＋（１）≦Ｈｏ（ＩＩＩ）以下
この点について説明する。

本発明の方法を実施する場合、特に重要な事は、脱炭反
応の促進に重要な役割を果すガス吹込みによる溶鋼Ａの
攪拌強さを適性化することである。本発明者等の実験に
よると上記のように攪拌強さと浸漬管内径（Ｄ＋ｆｆ１
）／取鍋内径（Ｄｏｍ）との間には、重要な関係がある
ことが判った。

即ち、第４図に示す如＜ＤＩ／Ｄ１／Ｄ０が０．４未満
では、取鍋ｌと真空槽６間での溶鋼Ａの循環が不充分と
なり、溶鋼Ａ全体の攪拌力が低下することから真空下で
の脱炭の効率低下をきたすことになる。

また、浸漬管１０への地金、スラグ付着等による肥大が
あっても円滑な浸漬が可能なこと、さらには、浸漬中に
取鍋１内溶鋼の温度測定、試料採取を可能にする間隔の
確保で、浸漬管１０の大きさには制限を加える必要があ
る。本発明者らの実験によるとＤｒ／Ｄｏ＝０．８が上
限として最適であった。

次にガス吹込みによる溶鋼Ａの攪拌強さを適性化するう
えで重要な事は、ガス吹込みの位置である。公知のごと
く、ガスによる溶鋼の攪拌力は次の式で表わされる。

ここで、 Ｍｉ：溶鋼重量（ｔｏｎ）、Ｖｇ：吹込みガス量（Ｎｍ
”／ｍ１ｎ）Ｔｉ：　　溶鋼温度　（°Ｋ）、Ｔｏ：　
吹込み口でのガス温度（°Ｋ）ｈｏ：吹込み深さくｍ）
　、　Ｐ　：槽内雰囲気圧（ａｔｍ）ｅ　Ｍ　：　Ｒ押
動力（Ｗ／１） すなわち、ガスの吹込み深さｈＯは深い程、溶鋼中の攪
拌動力へは大きい。また槽内雰囲気圧Ｐが小さい程、攪
拌動力Ｊは大きい。

したがって、ガスの吹き込み位置は、浸漬管１０の投影
面内で、ガスは鉛直上方に向けて行ない、真空槽６内溶
鋼表面からガスが離脱するように吹き込む事が攪拌動力
を大きくする上で重要なことであり、このことから取鍋
底部より、ガスを吹込む場合が最大の攪拌力を得ること
になる。

発明者らの実験によると、ガス吹き込み位置と反応効率
との間には関連があり、第５図に示す如く、充分な反応
効率を確保するには、取鍋固溶鋼表面とのガス吹込み位
置の距！！ＩＩ　Ｈｔと取鍋内溶鋼深さＨＯとをＨｔ　
／　Ｈｏ　＝　０．５〜１．０とすることが必要であり
、Ｈ＋／Ｈ１／Ｄ０が０．５より小さいと急激に溶鋼の
攪拌力が低下する。なお、不活性ガスの取鍋固溶鋼表面
からの吹込み位置の距離Ｈ１は取鍋底部から行なうこと
が攪拌強化の点から望ましい。

本発明を実施する場合、吹込みガスが溶鋼中を浮上し浸
漬管１０を経て真空槽６に入った時、槽内でのスプラッ
シュを少なくして槽内地金付着を軽減することが必要で
あり、このスプラッシュを小さくする上でも可能な限り
取鍋内溶鋼深さの深い位置からガス吹込みを行う事が必
要である。

実施例 次に１５０７の取鍋を用いて、次の手順で溶鋼の真空脱
炭精錬を実施し、４０分の短時間で脱炭、脱ガス、成分
調整を実施し、表−１の結果を得た。

（１）真空度１００　Ｔｏｒｒ、上吹ランスかららガス
量ＯＯＮｍ″／Ｈで脱炭を２５分行なった。取鍋底部の
２個のポーラスプラグから、合計ＩＮｍ’／ｗｉｎのＡ
ｒガスを吹込んだ。Ｈ，／Ｈ，＝１．０で行った。

（２）底部からのＡｒガスはそのままの状態で上吹ラン
スからの酸素ガスの供給を停止させ、真空度２０Ｔｏｒ
ｒで脱炭を５分間継続した。

（３）真空度１０ＴｏｒｒでＦｅ−５ｉ、’Ｆｅ−Ｍｎ
合金を添加し成分調整を行なった。１０分要した。ポー
ラスプラグからのＡｒ吹込み量は０．３Ｎｒｎ”／ａ＋
ｉｎとした。

上記操業は、取鍋内径り。＝３．３４ｍ、浸漬管内径Ｄ
　１＝　２．０ｍ、　Ｄ　ｒ　／　Ｄｏ中０．６で行な
った。

表−１（単位：％） 発明の効果 以上述べた如く、本発明方法は、処理前溶鋼の炭素含有
量の許容値が高く、迅速脱炭が可能で、精錬装置として
のフリーボードの制限、および地金、スラグ等の付着が
少なく、クロム、鉄歩留の極めて高い優れた精錬法であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の精錬法の一実施例の説明図、第２図は
従来法であるＶＯＤ法の説明図、第３図は従来法である
ＲＨ−ＯＢ法の説明図であり、第４図は本発明の溶鋼の
ガス攪拌強度と浸漬管径との関係図で、第５図は反応効
率とガス吹込み深さとの関係図である。 １・働・取鍋、２・・・真空容器、３・・番茶活性ガス
吹込管、４・・争ランス、５・・・二重管ノズル、６畳
・・真空槽、７・・・排気管、８・・・」二昇管、９・
ｓｏ下降管、１０・・・浸漬管、Ａ−・・溶鋼、Ｂ１１
Φ・フリーボード、Ｃ・・・槽内溶鋼深さ、Ｄ１Φ・・
浸漬管内径、Ｄ。 ・・・取鍋内径、ＨＯ・嗜Φ取鍋内溶鋼深さ。 代理人　弁理士　井　上　雅　生 第１図 第２図 第３図 第４図 ０ｙＤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 取鍋内の溶鋼を浸漬管を介して真空槽内に吸上げ、浸漬
   管の投影面下の取鍋内下位から不活性ガスを吹込み、且
   つ真空槽内の溶鋼表面に上部ランスを介して酸化性ガス
   を吹付ける溶鋼の真空精錬方法において、 （１）該浸漬管の内径（Ｄ＿１）と取鍋の内径（Ｄ＿０
   ）との比Ｄ＿１／Ｄ＿０が０．４〜０．８の値となるよ
   う浸漬管の内径を定め、 （２）取鍋内の溶鋼深さをＨ＿０、不活性ガスの吹込位
   置を溶鋼表面からの深さＨ＿１としたとき、Ｈ＿１／Ｈ
   ＿０が０．５〜１．０の値となるよう不活性ガス吹込位
   置を定めたことを特徴とする溶鋼の真空精錬法。