JPS6173817A - 溶鋼制御精錬法および精錬装置 - Google Patents
溶鋼制御精錬法および精錬装置Info
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- JPS6173817A JPS6173817A JP59196191A JP19619184A JPS6173817A JP S6173817 A JPS6173817 A JP S6173817A JP 59196191 A JP59196191 A JP 59196191A JP 19619184 A JP19619184 A JP 19619184A JP S6173817 A JPS6173817 A JP S6173817A
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- Japan
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- molten steel
- gas
- ladle
- refining
- inert gas
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/10—Handling in a vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野コ
本発明は鋼の靭性、耐疲労性、冷間加工性などに対して
イ1害な鋼中の酸素および非金属介在物量を小咄、■、
1つ正確に低減せしめる溶鋼制御f「7錬法およびその
れ゛1錬装置に関するものである。
イ1害な鋼中の酸素および非金属介在物量を小咄、■、
1つ正確に低減せしめる溶鋼制御f「7錬法およびその
れ゛1錬装置に関するものである。
〔従来技術]
高品質の鋼の製造に当って非金属介在物の量と形態の制
御は・F要であり、そのためには非金属介在物の原因の
一つである溶鋼中の酸素の低減と溶鋼中にl″?遊して
いる非金属介在物を分離除去することが必要である。
御は・F要であり、そのためには非金属介在物の原因の
一つである溶鋼中の酸素の低減と溶鋼中にl″?遊して
いる非金属介在物を分離除去することが必要である。
Sへこの脱酸、脱介在物を効率よ(行なうため、最近で
は種々の炉外精錬法が実施または提案されている。
は種々の炉外精錬法が実施または提案されている。
これらは、溶解炉では予備精錬のみ行ない、炉外のレー
ドルにおいて仕」二げ精錬を行なう方法であり、本発明
もこの炉外精錬の一つに入る発明である。
ドルにおいて仕」二げ精錬を行なう方法であり、本発明
もこの炉外精錬の一つに入る発明である。
本発明の説明」二、以下に種々の炉外精錬の原理と特徴
とを説明する。
とを説明する。
(1)真空脱ガス法
本坊は特殊鋼の溶製に最も広(適用されている方法で、
その原)1jは未脱酸ないし半脱酸mfAを請度の↓°
〔空下で撹乱し、CO反応を激しく誘発させて脱水素と
脱酸を行うものである。
その原)1jは未脱酸ないし半脱酸mfAを請度の↓°
〔空下で撹乱し、CO反応を激しく誘発させて脱水素と
脱酸を行うものである。
得られた鋼の水素、酸素含仔量は極めて少なく、非金属
介在物も少ないが、弱点としてスラグ層を排除して溶鋼
を直接1°〔空にさらす必要かあるため。
介在物も少ないが、弱点としてスラグ層を排除して溶鋼
を直接1°〔空にさらす必要かあるため。
けん濁している)1仝金属在物粒子のスラグへの吸青除
去は行なわれず、必ずしも非金属介在物に関する問題は
解決できるわけではない。もう一つの欠「、’、iとし
て通常I Torr前後の真空度を要し、そのため人界
:、1のスチーム エノエクターが使用されるので、エ
ネルギーコストが極めて高くなる。
去は行なわれず、必ずしも非金属介在物に関する問題は
解決できるわけではない。もう一つの欠「、’、iとし
て通常I Torr前後の真空度を要し、そのため人界
:、1のスチーム エノエクターが使用されるので、エ
ネルギーコストが極めて高くなる。
(2)し−ドル・ファーネスl去
木仏は脱酸、脱介在物をL1的としており、原理はレー
ドルをエル一式アーク炉と同様の(1′4造となして、
カーバイド・スラグT1°1錬を行なうと」1、に、反
応促進のため、レードル底部より不活性ガスをアークを
不安疋としない程度に吹込んでガスバブリングを9−1
う方法である。
ドルをエル一式アーク炉と同様の(1′4造となして、
カーバイド・スラグT1°1錬を行なうと」1、に、反
応促進のため、レードル底部より不活性ガスをアークを
不安疋としない程度に吹込んでガスバブリングを9−1
う方法である。
で11
・【′1これによって必d充分な品質の鋼が得られるが
1、ソ 設備費が相]11高いたけでなく、反応速度が小さいた
め、処理時間は長く、その結果加熱電力、耐火物、電極
棒なとは業コストも相当高くなる欠点がある。
1、ソ 設備費が相]11高いたけでなく、反応速度が小さいた
め、処理時間は長く、その結果加熱電力、耐火物、電極
棒なとは業コストも相当高くなる欠点がある。
(3)がスバブリング1人
本法は土としてl:1A I!II:均一化と脱介在物
を[1的としており、原理は通気性耐火物を通して不活
性ガスをすでに金属脱酸された溶鋼に吹込み、沸騰処理
して、けん濁している非金属介在物をスラグへ吸着除去
させる方法である。
を[1的としており、原理は通気性耐火物を通して不活
性ガスをすでに金属脱酸された溶鋼に吹込み、沸騰処理
して、けん濁している非金属介在物をスラグへ吸着除去
させる方法である。
、ヘヘしかし、作業は簡り1で低コストであるが、脱酸
1、υ 脱介在物共不充分である。その理由は、吹込まれた不活
性ガス気心は真空脱ガスのように強烈なCO沸騰反応を
誘発せしめないことと、溶鋼が雰囲気空気によって酸化
されるためである。
1、υ 脱介在物共不充分である。その理由は、吹込まれた不活
性ガス気心は真空脱ガスのように強烈なCO沸騰反応を
誘発せしめないことと、溶鋼が雰囲気空気によって酸化
されるためである。
(4) Ca合金吹込法
本坊の原理は04合金粉を不活性ガスと共に耐火物管を
通して直接溶鋼に吹込み、同時に溶鋼表面は非酸化性の
塩基性スラグでおおって脱酸、脱硫、脱介在物を行うも
のである。
通して直接溶鋼に吹込み、同時に溶鋼表面は非酸化性の
塩基性スラグでおおって脱酸、脱硫、脱介在物を行うも
のである。
得られた鋼の品質水準、反応速度とも好ましく、設備費
も余り高くないが、晶価なC沈合金とアルボ/ガスを多
;11に必要上するので、操業コストに難点があるだけ
でなく 、 Ca、AQなどを含んではならない鋼種に
対しては不適切である。
も余り高くないが、晶価なC沈合金とアルボ/ガスを多
;11に必要上するので、操業コストに難点があるだけ
でなく 、 Ca、AQなどを含んではならない鋼種に
対しては不適切である。
−L述の従来方法では、それぞれ−長、−短があリ、l
;’71い品質を、にめるとコスト増が大きくなること
が分る。
;’71い品質を、にめるとコスト増が大きくなること
が分る。
一方、鋼の脱酸、脱介在物を効果的に進めるための条件
をまとめると次の通りである。
をまとめると次の通りである。
(イ)処理される溶鋼はf、’I itk方式、処理時
間、精錬[1標水準に応じて適切な予備精錬が必要であ
る。
間、精錬[1標水準に応じて適切な予備精錬が必要であ
る。
(o)脱酸、脱介在物速度を上げるため、溶鋼の撹乱は
不可欠であり、真空脱ガス処理のような強烈なCO沸騰
反応か9!ましい。
不可欠であり、真空脱ガス処理のような強烈なCO沸騰
反応か9!ましい。
(ハ)ノ1金属介在物を投首除去せしめるため、スラグ
で溶鋼をおおうこと。スラグ組成としては非酸化性であ
り、かつ脱硫および復硫防止をm視する場合には、塩基
性であること。
で溶鋼をおおうこと。スラグ組成としては非酸化性であ
り、かつ脱硫および復硫防止をm視する場合には、塩基
性であること。
(二lf+ff錬中、溶鋼およびスラグの酸化を完全に
防止すること。スラグ中のFe07H度は1%以下が望
ましい。
防止すること。スラグ中のFe07H度は1%以下が望
ましい。
本発明者は、さきにガスバブリング法における沸騰現象
に及ぼす雰囲気圧力の彫金を詳細に観察すると)(に、
反応を肝析することにより次のような屯蟹な°I(実を
見出した。
に及ぼす雰囲気圧力の彫金を詳細に観察すると)(に、
反応を肝析することにより次のような屯蟹な°I(実を
見出した。
すなわち、溶鋼初期条件、スラグ組成、性状、バブリン
グ強度および雰囲気圧力などの条件を適正にすることに
よって、効果的な脱酸、脱介在物をなし得ることが分り
、それらの適正条件を解明し、■ガスバブリング法をベ
ースにして、■これを真空に近い低圧力により、真空脱
ガス法同様の強烈なCQ沸騰反応を誘発せしめると共に
、非酸化雰囲気を確保すること。■この時脱介在物を効
果的に行なうため、半脱酸溶鋼を適切なスラグと共に沸
騰処理すること。■僅業コストを大幅に下げるため、必
要最低限の真空度を得るに当って、例えば水封式真空ポ
ンプ等を使用できることであり、この考えに基づ〈発明
は特願昭5[1−75574号(特開昭57−1922
目号)として出願されている。
グ強度および雰囲気圧力などの条件を適正にすることに
よって、効果的な脱酸、脱介在物をなし得ることが分り
、それらの適正条件を解明し、■ガスバブリング法をベ
ースにして、■これを真空に近い低圧力により、真空脱
ガス法同様の強烈なCQ沸騰反応を誘発せしめると共に
、非酸化雰囲気を確保すること。■この時脱介在物を効
果的に行なうため、半脱酸溶鋼を適切なスラグと共に沸
騰処理すること。■僅業コストを大幅に下げるため、必
要最低限の真空度を得るに当って、例えば水封式真空ポ
ンプ等を使用できることであり、この考えに基づ〈発明
は特願昭5[1−75574号(特開昭57−1922
目号)として出願されている。
[発明の目的、構成]
前記発明は半脱酸溶鋼をレードルに入れ、該溶鋼表面を
非酸化性ないし、FeOが5%以下のスラグでおおい、
該溶鋼上方の雰囲気圧力を30〜150Torrとし、
上記レー□ドル底部より不活性ガスを吹込んで3分間以
上ガスバブリング処理をすることおよびその装置にある
が、その後の実施により、前記溶鋼の沸騰反応の際の溶
鋼沸Ll!高さとして、後に詳述するように、ガス・ホ
ールド・アップ(ΔH/H)を0.1〜0.5の所定の
値に制御して、処ETを行なえば、常に迅速で、かつ安
定した反応速度が得られることが見出された。
非酸化性ないし、FeOが5%以下のスラグでおおい、
該溶鋼上方の雰囲気圧力を30〜150Torrとし、
上記レー□ドル底部より不活性ガスを吹込んで3分間以
上ガスバブリング処理をすることおよびその装置にある
が、その後の実施により、前記溶鋼の沸騰反応の際の溶
鋼沸Ll!高さとして、後に詳述するように、ガス・ホ
ールド・アップ(ΔH/H)を0.1〜0.5の所定の
値に制御して、処ETを行なえば、常に迅速で、かつ安
定した反応速度が得られることが見出された。
従って、本発明の第1の発明は上記のバブリング処理の
際、沸騰強さとして、ガス・ホールド・アップ(ΔH/
H)を0.1〜0.5の所定の値として制御する、迅
速かつ安定した溶鋼制御l?I錬法にある。
際、沸騰強さとして、ガス・ホールド・アップ(ΔH/
H)を0.1〜0.5の所定の値として制御する、迅
速かつ安定した溶鋼制御l?I錬法にある。
また、本発明の第2の発明は、前記ガス・ホールド・ア
ップ(ΔH/H)を0.1〜0.5の所定の値としつつ
、J’U空排気ガス中のCO濃度と流h1を連続的に測
定して、脱酸の進行状況をトレースしっつfI′7錬終
点をオンラインで判定する溶鋼制御精錬法にある。
ップ(ΔH/H)を0.1〜0.5の所定の値としつつ
、J’U空排気ガス中のCO濃度と流h1を連続的に測
定して、脱酸の進行状況をトレースしっつfI′7錬終
点をオンラインで判定する溶鋼制御精錬法にある。
また、本発明の第3の発明は前記第1、第2の発明の実
施に使用される装F/であって、側壁を気密t14造と
し、かつ」1下にrL空シカバーセットして全体を気密
にし、底部に不活性ガス吹込装置を設けたレードルと、
tl’l記上部1゛〔空力バーに1)1気ダクトを介し
て辻結された水封式真空ポンプと、該真空ポンプの上流
側に付設されたフィルター式除塵装置と、同じく下流側
に付設された水封水を循環し、かつその水温を30℃以
下に保持する封水制御装置を具備し、かつ溶鋼沸騰高さ
を検出する装置を含み、1lii記検出装置よりの信号
により、ガス吹込圧力調節弁または、および真空排気弁
を自動調節し得る制御器からなるガス・ホールド・アッ
プ制御基を具備する溶鋼精錬装置にあり、更に前記装置
に付設される装置を含む溶鋼精錬装置にある。
施に使用される装F/であって、側壁を気密t14造と
し、かつ」1下にrL空シカバーセットして全体を気密
にし、底部に不活性ガス吹込装置を設けたレードルと、
tl’l記上部1゛〔空力バーに1)1気ダクトを介し
て辻結された水封式真空ポンプと、該真空ポンプの上流
側に付設されたフィルター式除塵装置と、同じく下流側
に付設された水封水を循環し、かつその水温を30℃以
下に保持する封水制御装置を具備し、かつ溶鋼沸騰高さ
を検出する装置を含み、1lii記検出装置よりの信号
により、ガス吹込圧力調節弁または、および真空排気弁
を自動調節し得る制御器からなるガス・ホールド・アッ
プ制御基を具備する溶鋼精錬装置にあり、更に前記装置
に付設される装置を含む溶鋼精錬装置にある。
以下、本発明を図面を用いて説明する。
第1図は本発明装置の実施例の縦断面図である。
図において、1はレードルで、底部に不活性ガスを吹込
むための通気性耐火物より成るポーラスプラグ11が設
けられている。レードル1の鋼製側壁2は気密構造とな
っており、上部に゛は上部気密カバー3がセットされ、
下部には気密カバー4がセットされて、レードルl全体
が気密構造になっている。
むための通気性耐火物より成るポーラスプラグ11が設
けられている。レードル1の鋼製側壁2は気密構造とな
っており、上部に゛は上部気密カバー3がセットされ、
下部には気密カバー4がセットされて、レードルl全体
が気密構造になっている。
上部気密カバーには排気ダクト5を介してフィルター式
除塵装置6が接続されている。除U装置6は、内部のフ
ィルター7に排気を通すことによって、粉塵を除去する
ものである。
除塵装置6が接続されている。除U装置6は、内部のフ
ィルター7に排気を通すことによって、粉塵を除去する
ものである。
除塵された排気は排気ダクト8を通って水封式]’[空
ポンプ9により排気される。水封式真空ボ/ブの到達1
°〔空度は余りよくないが、真空度30〜150 To
rrに適し、操業コストが安(、メ/テナンスも容易で
ある。
ポンプ9により排気される。水封式真空ボ/ブの到達1
°〔空度は余りよくないが、真空度30〜150 To
rrに適し、操業コストが安(、メ/テナンスも容易で
ある。
が付設されている。封水制御装置10は真空ポンプ9の
水封水を循環させ、かつその水温を30℃以下に保持す
るものである。
水封水を循環させ、かつその水温を30℃以下に保持す
るものである。
前記気密カバー3には、溶鋼の沸騰高さを連続的に測定
するレベルセンサー13が設けられ、その+:号を受け
、ポーラスプラグ11への吹込ガス圧力調節弁14とT
Jト気ダクトS中アルrr、’F、 +Jl:気弁15
オJ:び不活性ガス吹込1P23等を制御する制御器1
6等からなるガス ホールド・アップ制御系I2を設け
、さらに、J゛[空ポンプ9のド流側ダクト内にCO7
:5度計17、気温計18、風速計19または風速計1
9にかわり、真空ポンプ回転数計20を設け、これらの
各検出器よりの信号は演算器21に入力して、本装置の
運転中CO総iltを連続的に測定し、脱酸量を連続的
に算出する脱酸トレーサー系22を設ける。
するレベルセンサー13が設けられ、その+:号を受け
、ポーラスプラグ11への吹込ガス圧力調節弁14とT
Jト気ダクトS中アルrr、’F、 +Jl:気弁15
オJ:び不活性ガス吹込1P23等を制御する制御器1
6等からなるガス ホールド・アップ制御系I2を設け
、さらに、J゛[空ポンプ9のド流側ダクト内にCO7
:5度計17、気温計18、風速計19または風速計1
9にかわり、真空ポンプ回転数計20を設け、これらの
各検出器よりの信号は演算器21に入力して、本装置の
運転中CO総iltを連続的に測定し、脱酸量を連続的
に算出する脱酸トレーサー系22を設ける。
より、本発明の溶鋼制御精錬法について説明する。
ます、溶解炉(例えばアーク炉):こおいて、溶鋼はM
nおよび、またはSlによってr備脱酸され、非酸化性
、かつ塩基性スラグと共に、レードル1に出鋼される。
nおよび、またはSlによってr備脱酸され、非酸化性
、かつ塩基性スラグと共に、レードル1に出鋼される。
レードル1を下部気密カバー4の」二に静置し、次にレ
ードル1の」−に上部気密カバー3をセットする。水封
式It空ボ/プ9を運転し、シードル1中の空気を+J
F気し、除塵装置6で粉塵を除去しなから1非気する。
ードル1の」−に上部気密カバー3をセットする。水封
式It空ボ/プ9を運転し、シードル1中の空気を+J
F気し、除塵装置6で粉塵を除去しなから1非気する。
シードル1内を減圧し、1″C空度を30〜l 50
Torrに保t、¥しながら、レードルIのILu f
fi<のポーラスプラグ11を通して不活性ガス、例え
ばN2.Arガス等を溶w412中に吹込み、雰囲気圧
力3θ〜I 50 Torrの状態で、3分間以」二保
持して強力なガスバブリングバブリング現象はt]1な
る撹乱から一変して強烈な沸騰現象となり、溶鋼、スラ
グ表面全域にわたって細かい気泡が発生し、カルメラ状
に数百11もり上る。この状態で3分間以上処理し、適
宜その中間で成分の微調整を行なう。
Torrに保t、¥しながら、レードルIのILu f
fi<のポーラスプラグ11を通して不活性ガス、例え
ばN2.Arガス等を溶w412中に吹込み、雰囲気圧
力3θ〜I 50 Torrの状態で、3分間以」二保
持して強力なガスバブリングバブリング現象はt]1な
る撹乱から一変して強烈な沸騰現象となり、溶鋼、スラ
グ表面全域にわたって細かい気泡が発生し、カルメラ状
に数百11もり上る。この状態で3分間以上処理し、適
宜その中間で成分の微調整を行なう。
反応速度は沸騰強さに依存するが、当然強烈なほど、精
錬が短時間でかたづくので、熱ロス、耐火物ロス、生産
性の観点より仔利である。
錬が短時間でかたづくので、熱ロス、耐火物ロス、生産
性の観点より仔利である。
そのため、限られた時間内において、溶鋼の沸騰高さを
所定の高位レベルに安定させて処理することが重要な技
術的α味をもつことになる。この目的でレベルセンサー
13が使用され、このセンサー13よりのレベル信号に
より、ガス・ホールド アップ制御系12が動作し、制
御器16により吹込ガス11一方弁14、真空排気弁1
5が調fa1される。例えば、沸騰レベルが低いときは
、ただちに吹込ガス11一方弁I4が調質1され、多:
11の不活性ガスが吹き込まれ、沸騰高さが所定のレベ
ルを超えると、吹込ガス圧力弁+<、2(空排気弁I5
はしぼりこまれ、依然として前記レベルを超えるときは
、前記弁のしゃ断とともに、レードルーL部頁空室への
不活性ガス弁23より、瞬時、多!4の不活性ガス吹込
がなされ、沸騰の沈静化が自動的に行われる。
所定の高位レベルに安定させて処理することが重要な技
術的α味をもつことになる。この目的でレベルセンサー
13が使用され、このセンサー13よりのレベル信号に
より、ガス・ホールド アップ制御系12が動作し、制
御器16により吹込ガス11一方弁14、真空排気弁1
5が調fa1される。例えば、沸騰レベルが低いときは
、ただちに吹込ガス11一方弁I4が調質1され、多:
11の不活性ガスが吹き込まれ、沸騰高さが所定のレベ
ルを超えると、吹込ガス圧力弁+<、2(空排気弁I5
はしぼりこまれ、依然として前記レベルを超えるときは
、前記弁のしゃ断とともに、レードルーL部頁空室への
不活性ガス弁23より、瞬時、多!4の不活性ガス吹込
がなされ、沸騰の沈静化が自動的に行われる。
率または体積率で、気/(気+液)または気/液として
定義される。
定義される。
これは気−液間の反応の強さの尺度として使用されてお
り、ここでは、静[δ状態の溶鋼表面高さをHとし、沸
騰中の溶鋼表面詩さと静1δ状r懲溶鋼表面高さの差Δ
Hとすれば、ΔH/Hで表わされる。
り、ここでは、静[δ状態の溶鋼表面高さをHとし、沸
騰中の溶鋼表面詩さと静1δ状r懲溶鋼表面高さの差Δ
Hとすれば、ΔH/Hで表わされる。
レベルセンサー13は、、沸騰処理直前の静置状態溶鋼
表面高さく又は深さ)Hと沸騰中の表面レベルH′を検
出し、H′が安全性のため許8値以ドであることと、H
’ −H=ΔHを演算して、ΔH/ Hが所定の(+1
′(になるように制御信号を出せばよい。
表面高さく又は深さ)Hと沸騰中の表面レベルH′を検
出し、H′が安全性のため許8値以ドであることと、H
’ −H=ΔHを演算して、ΔH/ Hが所定の(+1
′(になるように制御信号を出せばよい。
なお沸騰1ワiさは吹込みガス圧(LIi量)、Co反
応強さ、1°1空月、の関係できまるものである。
応強さ、1°1空月、の関係できまるものである。
次に、精錬の進行状況と終点をつかむため、COl:5
度シ117その他の検出器、演r+−器2.1で構成さ
れる脱酸トレーサー系22により、脱酸速度(ppm/
分)が所定のI+i’iまで下ってきたら、予め演rJ
、器2!に入力しであるデータと対比して演算し、精錬
末期と判定し、演算器21はその旨表示信号を出す。
度シ117その他の検出器、演r+−器2.1で構成さ
れる脱酸トレーサー系22により、脱酸速度(ppm/
分)が所定のI+i’iまで下ってきたら、予め演rJ
、器2!に入力しであるデータと対比して演算し、精錬
末期と判定し、演算器21はその旨表示信号を出す。
以上説明したように、減圧と不活性ガスによるガスバブ
リングにより、溶鋼中の酸素および非金属介在物が(r
効に除去される。脱酸、脱介在物が終れば、真空ポンプ
9および不活性ガスの吹込みを止め、上部気密カバー3
をレードル1より取外し、鋳造に供される。
リングにより、溶鋼中の酸素および非金属介在物が(r
効に除去される。脱酸、脱介在物が終れば、真空ポンプ
9および不活性ガスの吹込みを止め、上部気密カバー3
をレードル1より取外し、鋳造に供される。
本発明において用いられる、溶解炉で予備脱酸された半
脱酸溶鋼は、酸素含有量が100±30ppmが望まし
い。゛1′−脱酸溶鋼を用いる理由は、炉内においてJ
l’酸化性スラグを迅速に生成し得、またし−ドル&I
< Ii: 11.’iにcomvb反応を誘発できる
ためであり、一方、未脱酸では、レードル中の精錬時間
を長くヅして適切ではないからである。
脱酸溶鋼は、酸素含有量が100±30ppmが望まし
い。゛1′−脱酸溶鋼を用いる理由は、炉内においてJ
l’酸化性スラグを迅速に生成し得、またし−ドル&I
< Ii: 11.’iにcomvb反応を誘発できる
ためであり、一方、未脱酸では、レードル中の精錬時間
を長くヅして適切ではないからである。
また、本発明において、スラグを非酸化性にしておくの
は、精錬特に溶鋼がスラグによって酸化されるのを防止
するためであり、通常FeO5%以下なら、精錬初期に
急速にFeOが還元されて、FeO1%以下が得られ、
塩基性にしておくのは、鞘錬時に復リン、復硫を防止す
るためである。
は、精錬特に溶鋼がスラグによって酸化されるのを防止
するためであり、通常FeO5%以下なら、精錬初期に
急速にFeOが還元されて、FeO1%以下が得られ、
塩基性にしておくのは、鞘錬時に復リン、復硫を防止す
るためである。
また、溶鋼上方の雰囲気を30〜150 Torrとし
た理由は、l 50 Torrを超えると脱酸速度が小
さく、所定の脱酸素に到達する処理時間が長くなり、操
業コスト上不利である。一方、脱酸速度は本来低圧程大
きくて有利であるが、30 Torr未膚では、水封式
ポンプではこれ以下の圧力には到達し得す、他の方式の
f【空排気装置、例えばスチーム・エノエクター等が必
要となり、その場合、運転のためのエネルギー費用が過
大となり、コスト低減の目的から逸脱する。
た理由は、l 50 Torrを超えると脱酸速度が小
さく、所定の脱酸素に到達する処理時間が長くなり、操
業コスト上不利である。一方、脱酸速度は本来低圧程大
きくて有利であるが、30 Torr未膚では、水封式
ポンプではこれ以下の圧力には到達し得す、他の方式の
f【空排気装置、例えばスチーム・エノエクター等が必
要となり、その場合、運転のためのエネルギー費用が過
大となり、コスト低減の目的から逸脱する。
一般にレードル内圧力が低いほど脱酸速度が大きくなる
ことは、すでに述べたとおりであるが、スラグが共存す
る場合にはその効果の伸びが小さくなり、 3 Q T
orr未満の真空度の効果は余り大きくないことも1−
記圧力限定の根拠となっている。
ことは、すでに述べたとおりであるが、スラグが共存す
る場合にはその効果の伸びが小さくなり、 3 Q T
orr未満の真空度の効果は余り大きくないことも1−
記圧力限定の根拠となっている。
また、本発明において、−不活性ガスは、例えばN21
A’r s炭化水素ガス等が用いられ、これは溶鋼お
よびスラグに対して打害な化学反応を起させず、?11
に物理的な撹拌、吸着ガス分配などの作用だけに寄与す
るものである。
A’r s炭化水素ガス等が用いられ、これは溶鋼お
よびスラグに対して打害な化学反応を起させず、?11
に物理的な撹拌、吸着ガス分配などの作用だけに寄与す
るものである。
また、ガスバブリング処理を3分間以り行なうのは、脱
酸速度は約10pI)m /分程度であり、所定の脱酸
度を1するのに3分未満では困難となるからである。
酸速度は約10pI)m /分程度であり、所定の脱酸
度を1するのに3分未満では困難となるからである。
次に、本発明装置において、レードルの側壁を気密(−
■造にした理由は、tJ[気すべき空間容積をできるた
け小さく +’U +ilすると、短時間で所定の真空
度に達し、その結果、精錬時間を短縮できるが、そのた
めには、レードルそのものを真空タンクにするのが最適
であるからである。
■造にした理由は、tJ[気すべき空間容積をできるた
け小さく +’U +ilすると、短時間で所定の真空
度に達し、その結果、精錬時間を短縮できるが、そのた
めには、レードルそのものを真空タンクにするのが最適
であるからである。
またtJI気装同装置て水封式j°〔空ポンプを用いる
PI! Il+は、エノエクタ一方式に比べ、機械式1
°〔空ボ/プは運転コストがハ倒的に有利である反面、
精錬に使用した場合、多:11のf、)塵と熱等のため
、メンテナンスが極めて不利である。しかし1そのうち
、水封式r【空ポンプの到達真空度はあまりよくないが
、メンテナンス性が最も良好であるためである。
PI! Il+は、エノエクタ一方式に比べ、機械式1
°〔空ボ/プは運転コストがハ倒的に有利である反面、
精錬に使用した場合、多:11のf、)塵と熱等のため
、メンテナンスが極めて不利である。しかし1そのうち
、水封式r【空ポンプの到達真空度はあまりよくないが
、メンテナンス性が最も良好であるためである。
当然機械式のポンプでメンテナンス性が容認できる程度
であれば、他の機種でもよい。
であれば、他の機種でもよい。
また、上記真空ポンプの上流側にフィルター式除匹装置
を付設した理由は、真空ポンプのメンテナンス上必要で
、封水の粉塵による汚染を防止するためであり、防塵方
式としては真空のため静電吸着法は適用できす、若干の
圧力損があるが、フールタ一式が実用的であるからであ
る。
を付設した理由は、真空ポンプのメンテナンス上必要で
、封水の粉塵による汚染を防止するためであり、防塵方
式としては真空のため静電吸着法は適用できす、若干の
圧力損があるが、フールタ一式が実用的であるからであ
る。
また、上記真空ポンプの下流側に、水封水を循環させ、
かつその水温を30℃以下に保持する封水制御A置を付
設した理由は、封水温度が上昇すると、蒸気圧が急速に
大きくなり、到達真空度が悪くなるため、絶えず低温(
30℃以下)の封水を真空ポンプへ送る必要があるため
である。
かつその水温を30℃以下に保持する封水制御A置を付
設した理由は、封水温度が上昇すると、蒸気圧が急速に
大きくなり、到達真空度が悪くなるため、絶えず低温(
30℃以下)の封水を真空ポンプへ送る必要があるため
である。
ガス・ホールド・アップ制御系の設けられた理由は、許
容し得る最高の沸騰高さを維持するとともニ、オーバー
フローあるいはレードル不完全乾燥による耐火物中の水
分による急激沸騰発生という大+lj故を防11−する
ためである。
容し得る最高の沸騰高さを維持するとともニ、オーバー
フローあるいはレードル不完全乾燥による耐火物中の水
分による急激沸騰発生という大+lj故を防11−する
ためである。
脱酸トレーサー系を設けた理由は脱酸の終点に+l(確
を1す1し、無駄な運転と行なわないためである。
を1す1し、無駄な運転と行なわないためである。
次に、本発明の実施について説明する。
溶解炉において、詩炭素鋼の溶鋼はMn、Siによって
非酸化性、かつ塩基性のスラグ下で酸素含イf’r+’
[loO±30ppmに予備脱酸された後、スラグとと
もに、第1図に小すような精錬装置のレードル1に出鋼
される。
非酸化性、かつ塩基性のスラグ下で酸素含イf’r+’
[loO±30ppmに予備脱酸された後、スラグとと
もに、第1図に小すような精錬装置のレードル1に出鋼
される。
レードル1を「甲く気密となし、水封式真空ボ/ブ9を
運転して溶ml一方の雰囲気を減圧すると共に、シード
ル1底)■よりアルゴンガスを吹込む。
運転して溶ml一方の雰囲気を減圧すると共に、シード
ル1底)■よりアルゴンガスを吹込む。
この間の時間とイゾ囲気月力の変化および溶鋼、・ム^
1yの降トの関係は第2図に小ず通りである。まt−1
1力は′:1.速にトがり、杓2分以i&疋となること
が分る。
1yの降トの関係は第2図に小ず通りである。まt−1
1力は′:1.速にトがり、杓2分以i&疋となること
が分る。
また、バブリング処理時間と溶鋼の酸素含イ+ 1;+
の変化のIll係は第31×1に小すとおりである。
の変化のIll係は第31×1に小すとおりである。
バブリング現象は、雰囲気圧力が200 Torr以ト
となると強烈な沸騰現象となり、脱酸、税非金属介在物
が急速に進むが、本発明ではこの4R高さを、“、1ル
ベルとして安定に維持して処理が進行する。
となると強烈な沸騰現象となり、脱酸、税非金属介在物
が急速に進むが、本発明ではこの4R高さを、“、1ル
ベルとして安定に維持して処理が進行する。
?J 114高さの最適値はΔH/ H= GOOmm
/ 1800mm ”qo、3で、このときf1′i
錬時間は6分で完了する。ΔH/Hが0.1〜0.5の
節回にあればよい。
/ 1800mm ”qo、3で、このときf1′i
錬時間は6分で完了する。ΔH/Hが0.1〜0.5の
節回にあればよい。
精錬必要時間はガス・ホールド・アンプに比例する。
第4図はピアノ線材5WRA82Aの通常の生産におけ
る処理時間ヒストグラムであり、約10分で高度のf1
1!!が完了していることが分る。
る処理時間ヒストグラムであり、約10分で高度のf1
1!!が完了していることが分る。
第5図は脱酸トレーサー系による脱酸速度のオンライン
算出の一例で、約10分間の処理で、脱酸が限界に近い
ことを示している。
算出の一例で、約10分間の処理で、脱酸が限界に近い
ことを示している。
第6図は本発明による処理前および処PJA後の酸素含
イ11.(にヒストグラムを示す。本発明により、高度
に脱酸されるとともに、きわめてバラツキが小さいこと
が分る。
イ11.(にヒストグラムを示す。本発明により、高度
に脱酸されるとともに、きわめてバラツキが小さいこと
が分る。
第7図は本発明によりiUられた線材の非金属介在物径
分布を従来の大気1N:パブリング法によるものと比較
して示す。図より、本発明は鋼の清θ化にすぐれている
ことが分る。
分布を従来の大気1N:パブリング法によるものと比較
して示す。図より、本発明は鋼の清θ化にすぐれている
ことが分る。
[効果コ
以−L述べたように、本発明の第1の発明によれば、゛
1−説酸溶鋼をレードルに入れ、該溶鋼表面を41酸化
性ないしFeO5%以下のスラグで、かつ塩基性のスラ
グでおおうため、精錬時、溶鋼が酸化したり、塩リン、
復硫するのを防止し、かつ介在物が吸?1除去されやす
く、また、該溶鋼−L方の雰囲気汀、を30〜I 50
Torrとし、上記レードル底部より不活性ガスを吹
込んで3分以上ガスバブリ/グ処理する際、該時点の溶
鋼沸騰高さより、急速に不7Fj j’lガスの吹込量
を増加し、強烈なc o +; 騰反応を1;4発させ
て、溶鋼を精錬中高沸騰状態に安定相(〜して脱酸、脱
〕1仝属介在物をイ1効に促進することができる。
1−説酸溶鋼をレードルに入れ、該溶鋼表面を41酸化
性ないしFeO5%以下のスラグで、かつ塩基性のスラ
グでおおうため、精錬時、溶鋼が酸化したり、塩リン、
復硫するのを防止し、かつ介在物が吸?1除去されやす
く、また、該溶鋼−L方の雰囲気汀、を30〜I 50
Torrとし、上記レードル底部より不活性ガスを吹
込んで3分以上ガスバブリ/グ処理する際、該時点の溶
鋼沸騰高さより、急速に不7Fj j’lガスの吹込量
を増加し、強烈なc o +; 騰反応を1;4発させ
て、溶鋼を精錬中高沸騰状態に安定相(〜して脱酸、脱
〕1仝属介在物をイ1効に促進することができる。
また本発明の第2の発明によれば、極めて容易に脱酸状
況を的ちに知るこ七かてきる。
況を的ちに知るこ七かてきる。
史に本発明の第3の発明によれば、溶鋼沸騰1−jlさ
を検出するレベルセンサーを含むガス ホールド・アン
プ制御系をfi7錬装同装置えているので、精錬を安定
、かつ短時間で完rすることができ、史に安全運転を行
なうことができる。
を検出するレベルセンサーを含むガス ホールド・アン
プ制御系をfi7錬装同装置えているので、精錬を安定
、かつ短時間で完rすることができ、史に安全運転を行
なうことができる。
また、本発明の第4の発明によれば、本発明の装置によ
る溶鋼のれ°l錬完了をオンラインで知ることができ、
本精錬作又効率をδ・シ<向上させることができる。
る溶鋼のれ°l錬完了をオンラインで知ることができ、
本精錬作又効率をδ・シ<向上させることができる。
第1図は本発明装置の実施例をメ1<す。
第2図は本ブ^明における時間とレードル内の雰囲気圧
力の変化および溶w4温度の降下の関係を示す。 第3図は本発明方法の実施例におけるバブリング処理時
間と溶鋼の酸素含イT計の変化の関係を示す。 第4図はピアノ線材5WRA 82Aの通常の生産にお
ける処理時間ヒストグラムである。 第5図は脱酸トレーサー系22による脱酸速疫のオンラ
イン算出の一例で、約10分で処理か限界に近いことを
示す。 第6図は同w4種の本発明、処理前後の酸素含何量のヒ
ストグラムを示す。 第7図は本方法により得られた線材SAE 9254の
非金属介在物径分布を従来の大気圧下バブリングによる
ものと比較して示す。 1・・・し−ドル、2・・・鋼製側壁、3・・・上部気
密カバー、4・・・下部気密カバー、5.8・・・IJ
ト気ダクト、6・・・フィルター式除塵装置、7・・・
フィルター、9・・・水封式j′[空ポンプ、10・・
・封水制御装置、11・・・ポーラスプラグ、12・・
・ガス・ホールド・アップ3.り御系、13・・・レベ
ルセンサー、14・・・圧力調節弁、15・・・t’E
、 ’5In気弁、16・・・制御乙、17・・・CO
濃度計、I8・・・気温計、13・・・風速計、20・
・・t′し空ポツプ回転数計、21・・・演算2:L2
2・・・脱酸トレーサー系、23・・・不活性ガス吹込
弁。
力の変化および溶w4温度の降下の関係を示す。 第3図は本発明方法の実施例におけるバブリング処理時
間と溶鋼の酸素含イT計の変化の関係を示す。 第4図はピアノ線材5WRA 82Aの通常の生産にお
ける処理時間ヒストグラムである。 第5図は脱酸トレーサー系22による脱酸速疫のオンラ
イン算出の一例で、約10分で処理か限界に近いことを
示す。 第6図は同w4種の本発明、処理前後の酸素含何量のヒ
ストグラムを示す。 第7図は本方法により得られた線材SAE 9254の
非金属介在物径分布を従来の大気圧下バブリングによる
ものと比較して示す。 1・・・し−ドル、2・・・鋼製側壁、3・・・上部気
密カバー、4・・・下部気密カバー、5.8・・・IJ
ト気ダクト、6・・・フィルター式除塵装置、7・・・
フィルター、9・・・水封式j′[空ポンプ、10・・
・封水制御装置、11・・・ポーラスプラグ、12・・
・ガス・ホールド・アップ3.り御系、13・・・レベ
ルセンサー、14・・・圧力調節弁、15・・・t’E
、 ’5In気弁、16・・・制御乙、17・・・CO
濃度計、I8・・・気温計、13・・・風速計、20・
・・t′し空ポツプ回転数計、21・・・演算2:L2
2・・・脱酸トレーサー系、23・・・不活性ガス吹込
弁。
Claims (5)
- (1)半脱酸溶鋼をレードルに入れ、該溶鋼表面を非酸
化性ないし、FeOが5%以下のスラグでおおい、該溶
鋼上方の雰囲気圧力を30〜150Torrとし、上記
レードル底部より不活性ガスを吹込んでガスバブリング
処理する際の溶鋼沸騰高さとして、ガス・ホールド・ア
ップΔH/H=0.1〜0.5となるように、不活性ガ
ス吹込圧力または、および真空排気弁を調節し、所定の
ガス・ホールド・アップに維持しつつ精錬することを特
徴とする溶鋼制御精錬法。 但し、ΔH:沸騰中の溶鋼表面高さと静置溶鋼表面高さ
の差 H:静置溶鋼表面高さ - (2)半脱酸溶鋼をレードルに入れ、該溶鋼表面を非酸
化性ないし、FeOが5%以下のスラグでおおい、該溶
鋼上方の雰囲気圧力を30〜150Torrとし、上記
レードル底部より不活性ガスを吹込んでガスバブリング
処理する際の溶鋼沸騰高さとして、ガス・ホールド・ア
ップΔH/H=0.1〜0.5となるように、不活性ガ
ス吹込圧力または、および真空排気弁を調節し、所定の
ガス・ホールド・アップに維持して精錬しつつ、真空排
気ガス中のCO濃度と流量を連続的に測定し、かつ演算
して脱酸の進行状況をトレースしつつ、精錬終点をオン
ラインで判定することを特徴とする溶鋼制御精錬法。 - (3)側壁を気密構造とし、かつ上下に真空カバーをセ
ットして全体を気密にし、底部に不活性ガス吹込装置を
設けたレードルと、前記上部真空カバーに排気ダクトを
介して連結された水封式真空ポンプと、該真空ポンプの
上流側に付設されたフィルター式除塵装置と、同じく下
流側に付設された水封水を循環し、かつその水温を30
℃以下に保持する封水制御装置を具備し、かつ溶鋼沸騰
高さを検出するレベルセンサーを含み、前記レベルセン
サーよりの信号により、ガス吹込調節弁または、および
真空排気弁を自動調節し得る制御器からなるガス・ホー
ルド・アップ制御系を具備することを特徴とする溶鋼精
錬装置。 - (4)ガス・ホールド・アップ制御系に溶鋼上側に対す
る不活性ガスを瞬時大量に吹込む装置が含まれることを
特徴とする特許請求の範囲第3項記載の溶鋼精錬装置。 - (5)真空ポンプ下流側ダクト内に、すくなくともCO
濃度計と、風速計、または別にポンプ回転数計を設け、
これらと演算器とにより脱酸トレーサー系を形成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第3項または第4項記載
の溶鋼精錬装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59196191A JPS6173817A (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | 溶鋼制御精錬法および精錬装置 |
CA000490811A CA1238788A (en) | 1984-09-18 | 1985-09-16 | Method and apparatus for controlled melt refining |
BR8504529A BR8504529A (pt) | 1984-09-18 | 1985-09-17 | Processo e aparelho para a refinacao controlada de massa fundida |
KR1019850006824A KR920009989B1 (ko) | 1984-09-18 | 1985-09-18 | 용강제어 정련법 및 정련장치 |
US06/777,136 US4604137A (en) | 1984-09-18 | 1985-09-18 | Method and apparatus for controlled melt refining |
DE8585111820T DE3586277T2 (de) | 1984-09-18 | 1985-09-18 | Verfahren und vorrichtung zum kontrollierten raffinieren von schmelzen. |
EP85111820A EP0178480B1 (en) | 1984-09-18 | 1985-09-18 | Method and apparatus for controlled melt refining |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59196191A JPS6173817A (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | 溶鋼制御精錬法および精錬装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6173817A true JPS6173817A (ja) | 1986-04-16 |
JPH029087B2 JPH029087B2 (ja) | 1990-02-28 |
Family
ID=16353704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59196191A Granted JPS6173817A (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | 溶鋼制御精錬法および精錬装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4604137A (ja) |
EP (1) | EP0178480B1 (ja) |
JP (1) | JPS6173817A (ja) |
KR (1) | KR920009989B1 (ja) |
BR (1) | BR8504529A (ja) |
CA (1) | CA1238788A (ja) |
DE (1) | DE3586277T2 (ja) |
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-
1985
- 1985-09-16 CA CA000490811A patent/CA1238788A/en not_active Expired
- 1985-09-17 BR BR8504529A patent/BR8504529A/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-09-18 US US06/777,136 patent/US4604137A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-09-18 KR KR1019850006824A patent/KR920009989B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1985-09-18 DE DE8585111820T patent/DE3586277T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-09-18 EP EP85111820A patent/EP0178480B1/en not_active Expired - Lifetime
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