JPS63216916A - 溶湯精錬方法および装置 - 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、溶湯精錬方法および装置に関する。

更に詳述すれば、脱Ｐ、脱Ｓ、脱Ｓｉ等の予備処理済の
溶銑を粗脱炭する場合に特に効果的な溶湯精錬方法およ
び装置に関する。なお、以下にあって、「溶湯」として
「溶銑」を例にとって説明する。

（従来の技術） 溶湯、特に溶銑の精錬法は慣用的には、まず、適宜予備
処理を行ってから溶銑を転炉に装入していわゆる酸素精
錬を行い、精錬終了後は取鍋に移し、真空脱ガス等の処
理を経て連続鋳造工程に送られる。

ところで、近年に至り脱Ｐ、脱Ｓ、脱Ｓｉ等溶銑の予備
処理が普及してきたため、従来の転炉の機能の見直しが
行なわれている。かかる傾向は一つは転炉の負荷軽減、
一つは転炉そのものの簡略化を目的としたものである。

このような状況から従来の転炉に代わる新しい精錬法お
よび装置の出現が求められているのである。

例えば、真空脱ガス装Ｗ　（ＲＨ）は減圧下において物
理的に脱ガスを行い、清浄鋼を得るものであるが、最近
、真空脱ガス装置による清浄化処理に際して、酸素吹込
みを行って、脱炭機能をももたせることが一般に行われ
るようになっている。

従来の転炉と真空脱ガス装置とを兼ねようとするもので
ある。

しかしながら、減圧下で溶鋼に吹込んだ酸素ガスは鋼中
の炭素と反応し、溶湯表面で急激に体積膨張し、例えば
真空度１トールの場合、体積は常圧の場合に比べて、７
６０倍に達し、その際溶鋼も同時に吹き上げられ、スプ
ラッシュが発生する。

スプラッシュの過剰な発生は歩留りを減少させ、またガ
ス処理系への堆積、閉塞などの問題を生じる。

このため、吹込酸素ガス量には限界があり、転炉等の脱
炭装置に比較し著しく少量の酸素ガスしか吹込むことが
できない。

その他、溶銑段階での、あるいは転炉精錬終了後の各種
精錬法、装置としては次のような例を挙げることができ
る。

特公昭４９−７２９０号公報にはいわゆる気泡ポンプを
利用した精錬装置が開示されているが、これは脱硫剤と
溶湯との混合のため、リフトポンプで溶湯を吸い上げそ
の溶湯表面に脱硫剤を散布するための装置である。脱硫
剤散布後、溶湯は溶湯表面に流下して脱硫剤との混合を
促進する。

特公昭４８−２４１２３号公報には、取鍋内溶鋼に上昇
管および下降管を浸漬し、これら両管を連続する横行部
においてガスを吹込むことにより上昇管、横行部そして
下降管と連続する溶湯の循環流を形成するとともに横行
部に一部に設けたホッパーから脱硫剤を添加することが
開示されている。

しかしながら、これらはいずれも固液接触を促進するた
めであって、固体脱硫剤の配合を目的に循環流を形成し
ているにすぎない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、従来の転炉法に一部あるいは全部取っ
て替わり得るような方法、装置であって、大量の酸化性
ガスを吹込むことを可能にして、高速処理に適した高生
産性のコンパクトな精錬方法および装置を提供すること
である。

すなわち、溶銑予備処理と２次精錬の発展は製鋼工程の
機能を分化することにより、生産性の向上、品質の向上
およびコスト低減をもたらしてきたが、これを背景に本
発明の別の目的は、さらに転炉を単なる脱炭昇温の機能
のみの反応炉とするため、従来の重装備すぎる転炉に代
えて、生産性向上とコスト低減を狙った高性能精錬方法
およびｖｔ置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 従来、転炉は、溶銑中のｃ、ｓｉ、ｐＳｓや合金成分等
と温度とを所定の値に連中させる極めて複雑な単位反応
から成立っていたため、その操作には、回分反応器が適
していた。しかしながら、前述のような溶銑予備処理と
２次精錬の発展は、転炉を単なる脱炭のみの工程に変化
させつつある。

単一の反応操作をさせる反応器としては、その反応速度
が極めて遅い場合には、回分反応器が適している。しか
し、溶銑の脱炭反応は極めて化学反応速度の速い反応で
あり、溶湯中での物質の移動速度が律速の反応である。

これらの性質に着目したところ、処理する溶湯を全量反
応炉に張り込むのでなく、まず、例えば滞留槽部と反応
槽部より精錬炉を構成し、滞留槽部には、従来の運搬容
器である鍋を充当し、一部の溶湯のみを反応槽に送って
、そこで脱炭反応等の所要精錬反応を起こさせることが
考えられる。

同様の試みは、物理的な脱ガスを行わせる真空脱ガス装
置においても酸素吹込みを行って、脱炭機能をもたせる
ことが一般に行われている。しかしながら、前に述べた
ように真空下での酸化性ガスの吹込みには、転炉等に比
べ吹込管に著しい制限があり、大量の溶湯の脱炭処理に
は適さない。

本発明者らは、この欠点を改良するためリフトポンプの
原理を応用し、常圧下において、浸漬管である上昇管か
ら溶湯を上部の反応容器に持ち上げ、次いで同じ浸漬管
である下降管を経て溶湯容器内に環流させたところ、大
量の酸化性ガスを該反応容器内において溶湯に吹込むこ
とが可能になることを知り、本発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、溶湯の上昇管、
下降管およびこれらを接続する反応容器から成る溶湯精
錬装置を使った溶湯精錬方法であって、前記上昇管およ
び下降管を溶湯に浸漬するとともに上昇管内にガスを吹
込むことにより、該上昇管、反応容器そして下降管を流
れる溶湯の環流流れを形成し、前記反応容器内で酸化性
ガスと溶湯とを接触させて連続的に溶湯の脱炭処理をす
る溶湯精錬方法である。

また、別の面からは、本発明の要旨とするところは、反
応容器、該反応容器の底部に下向きに設けた、溶湯浸漬
用の上昇管および下降管、該上昇管の下部に設けたリフ
トポンプ用ガス吹込手段、および前記反応容器内に酸化
性ガスを吹込む手段から成る溶湯精錬装置である。

このように、本発明によれば、溶湯の運搬容器を兼ねて
もよい溶湯容器と、２本の浸漬管および酸化性ガス吹き
込みランスを備えた上部反応容器とを組み合せ、上部反
応容器を常圧下に保持するとともに溶湯容器の液面下に
浸漬した一方の浸漬管内にその下部からリフトガスを吹
き込み、溶湯容器と上部反応容器との間に溶湯の循環流
を起こさせ、上部反応容器内で酸化性ガス、つまり酸素
と溶湯とを接触させ連続的に脱炭するのである。

循環流の形成に際しては上部反応容器を降下しても、あ
るいはそれを固定しておいて溶湯容器を上昇させてもよ
い。

好ましくは本発明における処理の対象は溶銑、待に脱Ｐ
、脱Ｓ、脱Ｓｔなどの予備処理を行ったものである。

（作用） 添付図面は、本発明にかかる精ｉＩ装置の略式説明図で
ある。

図中、台車１で所定位置にまで運ばれてきた溶湯容器で
ある取鍋２は適宜昇降装置３によって上昇され、上部反
応容器４に設けた溶湯の上昇管５、下降管６は取鍋２内
に収容された溶湯内に浸漬する。このときの浸漬深さＬ
は好ましくは１０００＋ｍｓ以上である。上記上昇管５
と下降管６とは上部反応容器４の反応室７を介して接続
され、上昇管５の下部に設けたリフトガス吹込み手段８
によってこれら上昇管５、反応室７そして下降管６には
溶湯の循環流が形成される。溶湯中の矢印はその流れを
示す。

上部反応容器４の頂部には酸化性ガス吹込み用のランス
１０が設けられている。この反応容器４の一部は適宜ガ
ス処理装置（図示せず）に連絡されている０反応容器４
の内部は大気圧下でよい。

なお、大気圧下にあってはリフトガス吹き込み位置から
溶湯液面までの距離１−１反応容器床面までの距１１！
１１１．５−とすると、はぼ０．０８Ｎｍ’Ａｒ／　Ｔ
ｏｎ溶鋼以上で循環流が形成されると考えられる。

精錬処理終了後、ランスからの酸化性ガスの吹込みを停
止し、次いでリフトガスの吹込みを停止する。その後、
昇降装置によって取鍋２を下降させ、再び台車１によっ
て次工程の脱ガス等の処理工程に運搬される。

次に、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する
。

実施例 溶銑の前処理として脱Ｓｔ、脱Ｐ処理を行った第１１表
に示す組成の溶銑（１５）　）ンを添付図面に示す装置
によって精錬処理した。

１８分間精錬処理を行ってから取鍋を取り出して精錬を
終了した。このときの溶鋼組成は同じく第１表に示す。

なお、本例の精錬条件は第２表にまとめて゛示す。

第１表の結果からも、本発明によれば脱炭が速第１表 第２表 （発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば次のような効果が
得られる。

（１）溶湯容器と上部反応容器間に溶湯の循環流をおこ
させ、連続的に脱炭させるため従来の転炉のように溶湯
全量をいれる大容積の反応器を用意する必要がなくコン
パクトな反応器を使用できる。

（２）上、下の容器同士の接続が浸漬管の液シールのみ
で行われ、着脱が容易である。従来、転炉のような装入
、出鋼に必要な時間が著しく短縮できる。

（３）上部反応容器を容易に密閉化できるため溶湯脱炭
処理特技Ｎを防止できる。

（４）従来の転炉のようなし一ドルクレーンによる注銑
工程がないため、建屋をコンパクトにできる。

（５）上部反応容器および溶湯容器の溶湯は、循環流に
より各々常時更新され、さらに攪拌、混合されるため従
来転炉にみられたような、局部的な反応の進行による異
常反応がない。

（６）上下吹転炉等のガスバブリングによる攪拌のよう
な液面近（のみが著しく撹拌されることに起因する大量
のスプラッシュの飛散がないため、反応炉の上部の室間
（フリーボード）を著しく小さくできる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明にがかる溶湯精錬装置を示す略式縦
断面図である。 １２台車　　　　　　２：取鍋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶湯の上昇管、下降管およびこれらを接続する反
   応容器から成る溶湯精錬装置を使った溶湯精錬方法であ
   って、前記上昇管および下降管を溶湯に浸漬するととも
   に上昇管内にガスを吹込むことにより、該上昇管、反応
   容器そして下降管を流れる溶湯の環流流れを形成し、前
   記反応容器内で酸化性ガスと溶湯とを接触させて連続的
   に溶湯の脱炭処理をすることを特徴とする溶湯精錬方法
   。
2. （２）反応容器、該反応容器の底部に下向きに設けた、
   溶湯浸漬用の上昇管および下降管、該上昇管の下部に設
   けたリフトポンプ用ガス吹込手段、および前記反応容器
   内に酸化性ガスを吹込む手段から成る溶湯精錬装置。