JPS63206422A - 溶鋼の脱水素処理方法 - Google Patents

溶鋼の脱水素処理方法

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JPS63206422A
JPS63206422A JP3967687A JP3967687A JPS63206422A JP S63206422 A JPS63206422 A JP S63206422A JP 3967687 A JP3967687 A JP 3967687A JP 3967687 A JP3967687 A JP 3967687A JP S63206422 A JPS63206422 A JP S63206422A
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JP
Japan
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molten steel
inert gas
space
molten
hydrogen
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JP3967687A
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English (en)
Inventor
Yoshiyasu Shirota
城田 良康
Keiichi Yamanaka
慶一 山中
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、非真空下において、溶鋼中の水素を有効に
除去する方法に関する。
〔従来の技術〕
溶鋼中の水素を除去する方法としては、従来より流滴脱
ガス法、DH脱ガス法、RH肌脱ガス法どの真空脱ガス
法が知られている。
流滴脱ガス法は、第5図に示すように、真空槽l内に設
置した取鍋2′または鋳型に、真空槽1内を排気して減
圧した後、上部の取鍋2から溶鋼3を注入して脱ガスす
る方法。
DH脱ガス法は、第6図に示すように、下部に吸上げ管
4を備えた真空M1を、取鍋2の上部に設置し、吸上げ
管4を溶鋼3に浸して真空槽lを減圧すると、溶鋼3は
大気圧との差だけ真空槽l内に吸い上げられ脱ガスされ
る6次に真空槽lを少し上昇させると、溶鋼は大部分が
取鍋2にもどる。この操作を繰り返して、取鍋2内の全
溶a3を脱ガスする方法。
RH肌脱ガス法、第7図に示すように、真空槽l下部に
吸上げ管4と吐出し管5があり、両方の管4,5を溶鋼
3に浸し、吸上げ管4の下端からアルゴン・ガスを通じ
て溶鋼3を真空槽l内に吸い上げ、脱ガスを行い、脱ガ
スされた溶鋼を吐出し管5から再び取鍋2にもどす。こ
の循環脱ガス操作によって、取鍋2内の全溶鋼3を脱ガ
スする方法である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
然しなから、これらの真空脱ガス法には、次のような問
題がある。
■ 脱ガス効果を高めるためには、真空槽1内をITo
 r r以下の高真空に保持しなければならいが、工業
的にこのような高真空状態を作ると、どうしても空気リ
ークを生じる。このため、溶鋼中「N」の上昇をきたす
■ 溶鋼3が真空槽l内に入ると、微細な飛沫となって
飛散する。このため、溶鋼3の一部が真空槽lの壁面に
付着し、耐火物が侵食される。
■ DH脱ガス法やRH肌脱ガス法場合、脱ガスされた
溶鋼と末成ガス溶鋼とが取M42内で混合され、繰り返
し真空槽lへ導入される。このため、真空槽lには取鍋
2内溶鋼3量の数倍の溶鋼を通すことになり、脱ガス効
率が悪く、処理に長時間を要する。
本発明は、真空脱ガス法のこのような問題に鑑みなされ
たもので、非真空下で溶鋼中の水素を除去するという全
く新規な脱水素処理方法を提供しようとするものである
〔問題点を解決するための手段〕
以下、本発明を第1図に示す概念図を用いて説明する。
図に示すように、本発明法では下注ぎ型の容器6に脱水
素処理を行なう溶鋼3を入れる。そして容器6の下方に
溶鋼受容器7を配置する。溶鋼受容器7は、容器6の注
湯ノズル8より排出される溶鋼3を受は入れるもので、
溶鋼3の落下空間9が他の空間から分離させである。こ
の落下空間9の分離は、例えば耐火物管lOの一端を容
器6の下面に注湯ノズル8と同心で固着し、他端を溶鋼
受容器7内部に臨ませることにより実現することができ
る。耐火物管lOには、ガス供給管11と排気管12と
が設けられている。耐火物管の内部すなわち落下空間9
には、上記ガス供給管11よりアルゴン等の不活性ガス
を供給し、排気管12から大気を排出させて、落下空間
9をP、t<10−’atmまたはPnzo < 10
−”a t mの不活性ガス雰囲気に調整しておく。
そうして、前記容器6の注湯ノズル8を開放すると、注
湯ノズル8より排出された溶鋼3は、落下空間9を落下
し、その勢いで周囲の不活性ガスを巻き込みながら溶鋼
受容器7内の湯面13に衝突する。この衝撃で、湯面1
3内には、不活性ガスの気泡14が無数に発生する。こ
れらの気泡14は、前述したようにP nz< 10−
3a t mまたははP。。< 10−’a tmの気
泡であり、溶鋼中の水素を差圧で気泡内に吸引する脱水
素能を有している。これらの気泡14が、湯面13に落
下した溶鋼3中を浮上する過程で、水素と接触し、これ
を吸収することによって、連続的な脱水素処理が行われ
るのである。
本発明法において、上記脱水素処理を効果的に行うため
には、まず溶鋼3の落下流が湯面13に衝突した際、こ
の場面13内に水素を除去するのに十分な量の不活性ガ
ス気泡14を発生させることである。この気泡量は、溶
鋼3が落下中に巻き込む不活性ガスの巻き込み速度(V
g)から求めることができる。
巻き込み速度(V g)の求め方を第2図を参照して一
部する(倉林ら、日本機械学会論文集、25  (19
59)P、1266より)と、VgO値は実験式の(1
)式から計算される。
Vg=0.02V+ ((Rc−a) /ao l ’
  −−−−11まただし、キャビティ半径Rcは(2
)式で与える。
Rc = ((1,14+0.00089 E+ ) 
””  −−−−−−−f21(2)式のElは液柱乱
れ部分の質量mの衝突時運動エネルギーであり(3)式
により、またmを(4)式で表す。
E + −(1/ 2 ) m U ”  −・・−−
−・−−−−−・−−−−−・−−−(31m −πρ
λ(2a ε−ε意/2)  −−−−−−・−・−・
・・−(4)ここでに−2π/λ=0.75/aから得
られるλ =8.38a  ・・・−・−・−・−・・
・・−・・・・−・−・−・・−−−−−・−・−・・
−・−・・・(5)および巻き込み位置での液柱半径a
および線速度μに関する(6)〜(8)式 %式%(6) さらに乱れεおよび初期乱れε。を表す(9)およびα
ω式 %式% I n  (ao / to )  ”44.3 <N
o /Do )  −’・75・Re−’1 ・・−・
・−−−一−−・・−・・−〜−一・−−−−・・−・
・−・−−−一・・−・・・−・−aoを(11〜(4
)式に使用すればVgを算出することができる。
a、ao:注入高さ2及びノズル出口液柱半径(am) Do :ノズル直径        (aII)D :
浴面衝突時液柱直径    (al)m :乱れ部分の
質量      (g)λ :波長         
  (cs )ε、ε。:注入高さ2及びノズル出口で
の乱れ振幅(備) メツ 二粘度           (P)ν :動粘
度         (c+J/ s )ρ :密度 
         (g/cd)σ :表面張力   
   (d y n /am)u、  uo: zTJ
Lびノズル出口液速度 (caa/5ec)We:ウニ
バー数 We=Ua”ρD、/aFr+フルード数 F
 r = tJo ” / D@ gRe:レイノズル
数 Re−ρDIIUI+/μV1 :注入速度   
     (cd/5ee)10 :ノズル長さくam
) つぎに、気泡14の径をできるだけ小さくし、溶銅との
綿密な接触を図るために、注湯ノズル8の内径(第2図
D6)に応じて注湯ノズル8先端から場面までの距離(
第2図Z)を予め調整しておく0例えば、注湯ノズル8
の径が900φの場合では、上記の落下路*2は300
f1以上とする必要がある。
さらに、耐火物管lOは気泡14が全て管内で浮上する
ような内径にする。すなわち、気泡14と接触する溶鋼
体積を極力小さくし、溶鋼受容器7内の脱水素済みの溶
鋼との混合を防止して下記00式に示す脱水素速度を高
めるのである。この耐火物管lOの内径は湯面13衝突
時の溶鋼流の直径(第2図D)により決定され、一様で
はないが、例えば注湯ノズル8の内径D0が90w1φ
の場合では、600nφ程度であればよい。また、耐火
物管lOの先は、溶鋼受容器7内の溶鋼中に、200〜
400m程度浸漬している状態が好ましく、この状態が
常時保持されるよう、溶鋼受容器7内の溶銅量をコント
ロールする必要がある6dt       V Ho  :注大溶綱水素濃度 A’/V:ガスーメタル間比界面積 t  :ガスーメタル間接触時間 k   :(H)物質移動係数 K  :平衡定数 〔作 用〕 本発明によれば、不活性ガス雰囲気の空間9を落下する
溶鋼中に巻き込まれ、t8鋼受容器7内の湯面13との
衝突によって発生する不活性ガスの気泡(14)が、湯
面13内に落下した溶鋼中の水素を吸収しながら浮上し
、湯面13に出て消滅することにより、水素が除去され
る。従って、真空槽を使用せずに溶鋼の脱水素処理を行
うことができ、従来の真空脱ガス法の問題を全て回避す
ることができる。
〔実施例〕
本発明法を用いて連続鋳造鋳片の製造実験を行った。
すなわち、第3図に示すように、連続鋳造設備のタンデ
ィツシュ15上方に、下注ぎ型の取鍋16を設置し、耐
火物管lOで落下空間9を形成した。取鍋16の注湯ノ
ズル8内径D0ば9cm、注湯ノズル8先端からタンデ
ィツシュ15内湯面13までの距離Zは106国、耐火
物管10の内径Wは52C11である。また耐火物管l
O内の落下空間9には、アルゴンガスを3m’/分の割
合で供給し、pHtをl Q−’a Lmとした。
供試溶′w43として、水素濃度をそれぞれippm、
2ppm、3pmmとした3種の溶鋼各30Qtonを
準備し、これらを順番に上記取鍋16に入れて注湯ノズ
ル8よりタンディツシュ15に落下させ、脱水素処理を
行った。また、上記の各供試t8ffについて、落下空
間9のPHtを10−”atmとした場合の脱水素効果
を試す実験も行った。
結果は第4図に示すとおり、連続鋳造設備のモ−ルビ1
フ内より採取した溶鋼の水素量は、水素濃度tppmの
供試溶鋼を処理した場合では、大きな効果が認められな
かったが、水素濃度2ppmの供試溶鋼を処理した場合
では約lppmに、また水素濃度3ppmの供試fiI
t4では約1.5 ppmにそれぞれ半減しており、は
ぼ50%の脱水素率を得られることが判明した。なお、
落下空間のpHzを10−zatmとした場合では、い
ずれも脱水素効果を得ることができなかった。
〔発明の効果〕
以上に説明したとおり、本発明によれば、真空槽を使用
することなく、常圧下で溶鋼の脱水素処理を行うことが
できる。従って、従来の真空脱ガス法に比べて設備費、
ランニングコスト、メインテナンス費用等の諸経費が安
くてすむ、また、溶鋼受容器内において、脱水素処理済
み溶鋼と未処理溶鋼とが混合することがなく、処理済み
溶鋼を繰り返し処理し直す必要もないから、脱水素効率
が高く、処理時間も短くてすむ、しかも処理溶鋼中の窒
素が上昇する虞れもない。
さらに、RH脱ガス法などの真空脱ガス法と組合わせて
脱水素処理を行い、真空脱ガス法による処理時間を短縮
させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を説明する概念図、第2図はガス巻き込
み速度(V g)算出のための参考図、第3図は本発明
の一実施例を示す要部縦断側面図、第4図は第3図に示
す取鍋的溶鋼中の水素濃度とモールド内溶鋼中の水素量
との比較図、第5図は従来の流滴脱ガス法を説明する縦
断側面図、第6図は従来のDH脱ガス法を説明する縦断
側面図、第7図は従来のRH脱ガス法を説明する縦断側
面図である。 38溶鋼、6:容器、7:溶鋼受容器、9;落下空間、
10:耐火物管、13:湯面、14:気泡。 m 3 図 第 4 図 &東南1勾5M−4!@l中Ha  (PPm)第  
1  図 第  2 図 第7図 第5図 第  6 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶鋼の落下空間を他の空間から分離し、該落下空
    間を不活性ガス雰囲気とした溶鋼受容器内に溶鋼を落下
    させ、溶鋼中に不活性ガスを巻き込んで気泡を発生させ
    ることにより、溶鋼中の水素を除去することを特徴とす
    る溶鋼の脱水素処理方法。
JP3967687A 1987-02-23 1987-02-23 溶鋼の脱水素処理方法 Pending JPS63206422A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117305536A (zh) * 2023-09-28 2023-12-29 河北普阳钢铁有限公司 一种在非真空条件下生产超低氢含量钢的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117305536A (zh) * 2023-09-28 2023-12-29 河北普阳钢铁有限公司 一种在非真空条件下生产超低氢含量钢的方法
CN117305536B (zh) * 2023-09-28 2024-06-07 河北普阳钢铁有限公司 一种在非真空条件下生产超低氢含量钢的方法

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