JPS6173818A

JPS6173818A - 清浄鋼の製造方法および装置

Info

Publication number: JPS6173818A
Application number: JP19739584A
Authority: JP
Inventors: Kiminari Kawakami; 川上　公成; Kenji Takahashi; 謙治高橋; Yoshiteru Kikuchi; 良輝菊地; Masato Hirasaka; 平坂　正人; Hiroyuki Yamaguchi; 宏之山口
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1984-09-20
Filing date: 1984-09-20
Publication date: 1986-04-16
Also published as: JPH024652B2

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】〔発明の技術分野〕この発明は、真空誘導溶解法によって、極低硫、極低酸
素の清浄鋼を製造するための方法および装置に関するも
のである。

〔従来技術およびその問題点〕

極低炭素、極低窒素などの清浄鋼を製造する方法として
、真空誘導溶解法が知られている。この方法は、真空タ
ンク内に誘導炉を設置し、誘導炉に装入された鉄原料を
、誘導炉の炉壁内に埋設されたコイルによって加熱し、
真空中で溶解精錬の後、真空中で鋳造することからなっ
ている。この方法によれば、真空精錬によって溶鋼のＣ
−０反応、脱ガス反応等が促進され、炭素、窒素等の含
有量が極めて低い清浄鋼を製造することができる。

しかしながら、上述した従来の方法には、次のような問
題がある。

（１）誘導炉内における溶鋼およびスラグの攪拌が不十
分なため１反応の進行が著しく遅く、精錬に長時間を要
する。

（２）誘導炉内の溶湯は、炉壁内に埋設されたコイルに
よって加熱されるが、溶湯の表面は、炉壁に設けられた
水冷コイルによって冷却されるため、溶湯表面のスラグ
の溶融保持が困難となり、脱硫反応の進行が少なく、脱
硫を十分に行なうことができない。

（３）鋳造時における溶鋼とスラグとの分離が困難なた
め、スラグの一部が鋼塊内に巻き込まれ、鋼材の清浄化
を妨げる。

（４）溶鋼中に分散した微細なスラグ粒子を分離するこ
とが困難なため、鋼材の清浄化を妨げる。

（５）誘導炉の耐火物に付着したスラグにより、次チャ
ージ以降の溶解時お↓び鋳造時において、溶鋼を汚染す
る。

〔発明の目的〕

従って、この発明の目的は、反応が活発に行なわれて、
脱硫、脱酸反応が促進され、且っスラグの混入によって
鋼塊の清浄化が妨げられることのない、極低硫、極低酸
素の清浄鋼を製造し得る、清浄鋼の製造方法および装置
を提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明の方法は、真空誘導溶解法によって清浄鋼を製
造する方法において、誘導炉内の溶湯中に不活性ガスを
吹込むことによって精錬反応を促進し、溶湯表面に浮遊
スラグを、誘導炉に設けられた加熱手段により加熱して
溶融状態に保持し、一次精錬の終った浴湯をスラグが混
入しないように＠型に注入して銅塊となし、次いで、前
記鋼塊を、炉壁にスラグが付着していない誘導炉を使用
して真空下で二次精錬し、このようにして二次精錬され
た溶湯をスラグが混入しないように鋳型に注入すること
に特徴を有するものである。

〔。発明の構成〕

次に、この発明を、区間を参照しながら説明する。

第１図は、この発明の方法に使用される装置の１つの実
施態様を示す概略断面図である。真空タンク１の上部に
は原料装入装置２が設けられ、その一方の側壁には、真
空排気系へ接続される排気口３が設けられている。真空
タンクｌ内には、原料装入装置２の下方に誘導炉４が設
けられている。

誘導炉４は、台５上に載置され、台５の一端部に取付け
られ、その他端側がモータの主軸７にかけ回されている
ワイヤ６を巻上げまたは巻戻すことによって、矢印ａ方
向に傾動可能となっている。

誘導炉４の傾動位置には、タンディツシュ８およびタン
ディツシュ８の下部に位置する鋳型９が設けられている
。タンディツシュ８および鋳型９は１台車１０上に載置
されており１台車１０によって真空タンク１から出入自
在になっている。１１は真空タンク１内に設けられた、
矢印す方向に回動自在の合金鉄添加用シュータ−１１２
は真空タンク１の上部に設けられた溶鋼の測温およびサ
ンプリング機構、１３は誘導炉４内の原料の突き徹１４
は真空タンク１の上部および側部に設けられた覗き窓、
２６は秤量器である。

誘導炉４の炉壁には、加熱用コイル１５が埋設されてお
り、更に、湯面近傍の炉壁土部内に、炉内のスラグを加
熱するための、スラグ加熱手段としての発熱体１６が埋
設されている。真空タンク１の上部には、誘導炉４内の
溶湯中にその先端が浸漬されて、前記溶湯を不活性ガス
の吹込みにより撹拌するための、不活性ガス吹込み手段
としてのランス１７が上下動自在に設けられている。１
Ｂは真空タンク１の外に設けられた、ランス１７に不活
性ガスを供給するためのボンベ、１９はガスコントロー
ル装置である。上述１７た不活性ガス吹込み手段は、ラ
ンス１７によりその上方から誘導炉４内の溶湯を撹拌す
る代りに、誘導炉４の炉底に不活性ガス吹込み用プラグ
２０を設け、プラグ２ｏにその一端が接続されたガス共
給管２１を通して、真空タンク１の外に設けられたボン
ベ１８′、ガスコントロール装置１９′により、前記プ
ラグ２０から誘導炉４内の溶湯に不活性ガスを吹込むよ
うにしてもよい。

タンディツシュ８は、第２図に拡大断面図で示すように
、その底部に設けられたノズル２２の途中に、溶鋼のみ
を通しスラグの流出を阻止するための、スラグ分離手段
としての耐火物製の多孔質フィルター２３が設けられて
いる。２４はノズル２２の壁内に埋設された発熱体であ
る。

次に、上述した装置の作用について説明する。

所定の真空度に保持された真空タンク１内の誘導炉４に
、原料装入装置２によって原料を供給し、誘導炉４のコ
イル１５に通電して原料を加熱し溶解する。精錬段階に
おいてシュータ−１１かう所定成分となるように、誘導
炉４円に所定量の合金鉄を投入し、ランス１７を降下し
てその先端を誘導炉４の溶湯２５内に浸漬し、ランス１
７を通して不活性ガスを吹込むことにより溶湯２５を攪
拌する。溶湯２５の攪拌は、誘導炉４の底部に設けられ
たプラグ２０を通して溶湯２５内に不活性ガスを吹込、
んでもよい。

このよりな加熱精錬中、誘導炉４の湯面近傍の炉壁上部
に埋設された発熱体１６により、湯面上のスラグを加熱
することによって、溶湯表面に浮遊するスラグは溶融状
態に保持される。スラグ加熱手段としての発熱体１６は
高闇波による誘導発熱可能物質を使用するほか、アーク
やガスプラズマなどの加熱手段を使用してもよい。

上述のようにして一次精棟終了後、モータを作動して誘
導炉４を傾動し、誘導炉４内の溶鋼をタンディツシュ８
を経て鋳型９内に注入する。このとさ、タンディツシュ
８のノズル２２に、スラグ分離手段としてのフィルター
２３が取付けられているので、フィルター２３によって
スラグの大部分は分離される。

なお、スラグ分離手段としては、フ、イルター２３の代
りに耐火物製の邪魔板を誘導炉４の上部や、タンディツ
シュ８の上部に取付け、前記邪魔板によってスラグの流
出を妨げるようにしてもよく、または、誘導炉４から排
出される溶湯の始めの部分は殆んど溶鋼であるからこれ
をタンディツシュ８に注入し、終りに近い部分のスラグ
が混入している溶湯は、別の容器に排出するようにして
もよい。

次いで、鋳型９から一塊を取出し、この鋼塊をスラグに
より汚染されていない耐火物によって内張すされた誘導
炉内において、再び真空下で溶解し２次精錬を行なう。

かくして鋼塊中に分散している微細なスラグが分離され
た溶鋼を、鋳型内に注入し鋳造することによって、清浄
鋼が製造される。

なお、一度使用した誘導炉の耐火物には、かなり上部ま
でスラグが付着しており、これを除去するための洗浄溶
解でメタル量を増加しても、スラグを完全に除去するこ
とは不可能である。従って、そのままでは次チャージ以
降の清浄鋼の溶製に使用することができないから、早急
に耐火物の張替えを行なう必要がある。そのために、予
め新しい耐火物でライニングされた数基の誘導炉を準備
しておくことが望ましい。

〔発明の実施例〕

次に、この発明を更に実施例により説明する。

舅１図および第２図に示す装置を使用し、真空りンク１
内に設けられたマグネ・ノア耐火物によってライニング
されている誘導炉４内に、電解鉄１４４に２を３回に分
けて装入し、真空タンクｌ内の真空度を２　Ｘ　１Ｏ−
２Ｔｏｒｒ　　に保持した状態で溶解、精錬した。真空
脱酸後、グラファイト１７０ｉｉ’、金属シリコン３９
０７、金、あマンガン２．５０Ｏｆ、金属ニッケル７５
０７、金属クロム３８０７、金属モリブデン３０５７お
よび金嬬アルミニウム１３５りを、ンユーター１１によ
って誘導炉４内の溶湯中に添加した。暉加して５分後に
測温・サンプリング機構１２によって、浴湯の測温およ
びサンプリングを行ない、以後浴湯の温度が約１６００
℃になるように、誘導炉４の負荷電圧を調整した。

次いで、脱硫剤として、試薬１．欲のＣａＯ６０ｗｔ。

％ＣｃＦｅ　：３０　ｗｔ、％＋　Ｍ２Ｏ３’、　ｌ　
ＯＷｔ、　％　の割合で混合したフラツクス１．２　Ｋ
ノを溶湯内に添加した。

フラツクスは添加して３分後に溶融したので、マグネシ
ア製の外径４５關、ノズル径２ｍｓのランス１７を降下
し、ランス１７の先端゛ノズルを溶湯内に浸漬した北、
５Ｎｔ／ｍｉｎの量のアルゴンガスを溶湯２５内に吹込
み、溶湯２５を攪拌した。

この間、誘導炉４の炉壁土部に埋設された発熱体１６の
加熱によって、スラグは溶融状態（で維持され、湯面よ
り上部の炉壁へ飛散し付着したスラグも少なかった。

このような精錬を１５分間行なった後に測温・サンプリ
ング機構１２によって、溶湯の測温およびサンプリング
を行ない、次いでランス１７によるアルゴンガスの吹込
みを止め、ランス１７を上昇させたつ誘導炉４を、モータの主軸７にかけ回されているワイヤ
６の巻上げにより傾動し、誘導炉４内の溶鋼２５をタン
ディツシュ８を経て鋳型９内に注入した。このとき、タ
ンディツシュ８のノズル２２に設けられたフィルター２
３により、スラグの大部分はタンディツシュ８内に残留
し、鋳型９内には流入しなかった。このような一次精錬
によって、直径１８０１Ｌ！、高さ２８０ｕの鋼塊が調
製された。

次いで、誘導炉４の炉体を交換し、スラグの付着してい
ない新しい炉体を取付け、この誘導炉４内に上記鋼塊を
装入して溶解し、上記と同じ方法で二次精錬を行なった
。成分調整のために浴湯中にグラファイト３０？、金属
マンガンｓａｙおよび金属アルミニウム５２１を添加し
て５分間精錬した。次いで、測温およびサンプリングを
行ない１分後出鋼し、溶鋼をタンディツシュ８を経て鋳
型９内に注入し、かくして清浄鋼を製造した。

第１表は、上記一次精錬および二次精錬における溶鋼の
温度および成分である。

第１表から明らかなように、一次ｆＬＩｌｊの際の脱硫
処理によって、溶鋼中のＳはｌ　ｐｐｍまで低下し、二
次精錬後の最終鋼塊中のＳは２　＋）ｌ）ｍとなった。

また一次精練後の鋼塊中のＴ、Ｏは３１　ｐｐｍであっ
たが、二次精錬後の最終鋼塊中のＴ、Ｏは１２　ｐｐｍ
まで低下した。

第２表は、上記この発明の実施例と比較Ｉ９１」との最
終Ｓ量およびＴ、Ｏ量の比較である。比較例１は二次精
錬を行なわなかった場合、比較列２は鋳型への溶鋼注入
時にスラグ分離を行なわなかった場合、比較例３は誘導
炉内の溶湯のスラグ加熱を行なわなかった場合、比較列
４は誘導炉内の溶湯の攪拌を行なわなかった場合でちる
。

第２表上記において、脱硫処理の時間、溶鋼温度、添加剤の量
および真空度の条件はほぼ同じである。

第２表から明らからように、二次精錬を行なわない比較
例１およびスラグ分離を行なわない比較例２の場合は、
極低酸素化が不十分であり、また。

スラグ加熱を行なわない比較例３およびバブリングを行
なわない比較例４の場合は、極低硫化が不十分であった
。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明の方法および装置によれ
ば、真空誘導溶解法によって清浄鋼を製造するに当り、
精錬反応が促進されて、脱硫および脱燐が十分に行なわ
れ、スラグの混入によって一塊のｍ浄化が妨げられるこ
とはなく、極低硫。

極低酸素の清浄鋼を製造することができる工業上優れた
効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法に使用される装置の１つの実施
態様を示す概略断面図、第２図はタンディツシュ部分の
拡大断面図である。図面において、１・・・真空タンク
、　　　２・・・原料装入装置。３・・・排気口、　　　　　４・・・誘導炉、５・・・
台、　　　　　　　６・・・ワイヤ、７・・・主軸、　
　　　　　８・・・タンディ、ツシュ、９・・・鋳型、
　　　　　１０・・・台車、１１・・・シュータ−１１２・・・測温・サンプリング機構。１３・・・突き棒、１４・・・覗き窓、１５・・・加熱
用コイル、　１６・・・発熱体、１７・・・ランス、　
　　　　　１８．１８’・・・ボンベ、１９．１９’・
・・ガスコントロール装置、　２０・・・プラグ、２１
・・・ガス供給管、　　　２２・・・ノズル２３・・・
フィルター、　　　２４・・・発熱体、２５・・・溶湯
、　　　　　　２６・・・秤量器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鉄原料を、真空タンク内に設置された誘導炉によ
り真空下で溶解、精錬し、このようにして精錬された溶
鋼を、前記真空タンク内に設置された鋳型に注入するこ
とによつて、清浄な鋼塊を製造する清浄鋼の製造方法に
おいて、前記誘導炉における精錬反応を促進するために、前記誘
導炉内の溶湯中に不活性ガスを吹込むことによつて、前
記浴湯を攪拌し、そして、前記誘導炉内の溶湯表面に浮
遊するスラグを、前記誘導炉に設けられた加熱手段によ
り加熱して溶融状態に保持し、このようにして一次精錬の終つた溶湯を、スラグが混入
しないようにこれを分離して前記鋳型に注入することに
よつて鋼塊となし、次いで、前記鋼塊を、炉壁にスラグが付着していない誘
導炉を使用して、前記真空下で溶解して二次精錬を行な
い、このようにして二次精錬の終つた溶湯を、スラグが混入
しないようにこれを分離して前記鋳型に注入することに
よつて、清浄な鋼塊を製造することを特徴とする清浄鋼
の製造方法。
（２）その内部を所定の真空度に保持するための真空タ
ンクと、前記真空タンク内に設置された、鉄原料を真空
下で溶解、精錬するための誘導炉および前記誘導炉によ
つて精錬された溶鋼を鋳造するための鋳型とからなる清
浄鋼の製造装置において、前記誘導炉は、炉内の溶湯を不活性ガスの吹込みによつ
て攪拌するための不活性ガス吹込み手段と、炉内の溶湯
表面に浮遊するスラグを加熱して溶融状態に保持するた
めのスラグ加熱手段とを有し、前記鋳型内に、精錬され
た溶鋼を注入するための前記鋳型上部に設けられたタン
デイツシユは、スラグの前記鋳型内への流入を防止する
ためのスラグ分離手段を有していることを特徴とする清
浄鋼の製造装置。