JPH02247322A - 脱ガス精錬用浸漬管 - 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］ この発明は、ＲＨ脱ガス槽及び溶鋼鍋の間にて溶鋼を循
環させつつ脱ガス処理するための脱ガス精錬用浸漬管に
関する。

［従来の技術］ 近時、炭素含有量を極微量に調整した極低炭素鋼の需要
が高まり、これを迅速かつ安定に溶製する技術が要望さ
れている。このような背景から、溶鋼を効率よく脱炭す
る技術として、ＲＨ脱ガス精錬が注目されている。

このため、従来からＲＨ脱ガス精練の脱炭速度を向上さ
せるために、処理溶鋼の環流量を増大化することが検討
されている。

従来のＲＨ脱ガス槽は、その下部に着脱可能の１対の管
を有しており、これら１対の管を溶鋼に浸漬して減圧状
態の槽本体内に溶鋼を吸い上げ、一方の浸漬管に不活性
ガスを吹込むことにより脱ガス槽及び溶鋼鍋の間にて溶
鋼を循環させつつ脱ガス処理するようになっている。従
って、処理溶鋼の環流量の増大化を図るためには、ガス
吹込み量を増やすか、又は浸漬管の溶鋼通流断面積を大
きくする必要がある。しかし、ガス吹込み量の増加は技
術的に限界がある。結局、従来の溶鋼環流量の増大化技
術の方向として、浸漬管の溶鋼通流断面積を拡大化する
ことが種々検討されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のＲＨ脱ガス槽においては、浸漬管
（上昇管及び下降管）と脱ガス槽本体とがそれぞれフラ
ンジ接続されており、上昇管及び下膵管のフランジ継手
が相互に干渉しあい、脱ガス槽本体の径を一定とした場
合に、浸漬管の溶鋼通流断面積を拡大化するには限界が
あった。

このような溶鋼環流量の増大化技術として、特開昭５９
−８５８１５号公報に記載された発明がある。これによ
れば、１対の浸漬管の断面形状をそれぞれ楕円とし、楕
円短軸が脱ガス槽中心に向くような配置として浸漬管相
互の干渉を回避し、溶鋼通流断面積を拡大化している。

しかしながら、上記の浸漬管は、真円のものに比べてそ
の強度及び耐久性に劣り、短寿命である。

また、上記浸漬管は特殊形状であるため、製造コスト及
び保守コストが高く、その製造が一般に困難である。

一方、脱ガス反応は、脱ガス槽内における溶鋼の攪拌状
態のみでなく、鍋内における溶鋼の攪拌状態にも影響を
受ける。これは、下降管吐出流の攪拌力が弱いと、鍋内
溶鋼が均一に混合されるまでに長時間を要するためであ
る。従って、脱ガス反応の促進を図るには、下降管から
鍋内に吐出される溶鋼の流速度を増大させ、鍋内溶鋼の
攪拌を向上させ、均一混合時間の短縮を図る必要がある
。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、溶鋼環流量の増大化を図ることができると共に、反応
界面積の増大および鍋内溶鋼の均一混合時間を短縮する
ことができる脱ガス精錬用浸漬管を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ ところで、脱ガス槽内の反応は、ガス気泡が湯面で弾け
てスプラッシュを生じるときに促進される。すなわち、
減圧下にて脱ガス槽内の反応界面積を増大させると、脱
ガス反応が促進される。通常、上昇管へのガス吹込み量
を増加させると、スプラッシュ発生量が増大し、反応が
促進されるが、一方で浸漬管耐火物の損耗が著しく大き
くなり、耐火物コストが上昇する。このため、浸漬管耐
火物の損耗量を増大させることなく、脱ガス槽内の反応
界面積を増大させることが種々検討されている。

この発明に係る脱ガス精錬用浸漬管は、ガス吹込み手段
によりガスを吹込み、脱ガス槽本体に溶湯を吸い上げる
上昇部と、前記上昇部と一体に形成され、脱ガス槽本体
に吸い上げた溶湯を吐出する下降部と、を有し、前記上
昇部および下降部を合わせて３分割以上に仕切る仕切り
を設けたことを特徴とする。

［作用］ この発明に係る脱ガス精錬用浸漬管においては、上昇部
と下降部とを一体に形成し、両者の間に仕切りを設けで
あるので、上昇部及び下降部が仕切りを介して隣接する
こととなり、両者を大径化することが可能となる。この
ため、上昇部及び下降部における溶湯通流のための有効
断面積が拡大し、溶湯の環流量が増大化する。

更に、仕切りにより、上昇部および下降部を合計３分割
以上に仕切っているので、上昇部および下降部の通流溶
湯を種々の割合いに変更することができ、環流量の増大
化または溶鋼流動パターンの制御を図ることができる。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。

第２図に示すように、脱ガス槽１０が取鍋２の上方に位
置し、脱ガス槽下部の浸漬管２０が取鍋内溶鋼３に浸漬
されている。取鍋２は、台車に搭載され、図示しないリ
フティング装置により台車ごと昇降されるようになって
いる。なお、取鍋内溶鋼３は溶融スラグ４により覆われ
ている。脱ガス槽１０は、建屋に固定されており、その
上部に排気口１２を有する。この排気口１２は、排ガス
装置（図示せず）に連通され、脱ガス槽１０内部のガス
が排気されるようになっている。なお、脱ガス槽の本体
１１は、上部本体１１ａと下部本体１１ｂとからなり、
両者がフランジ継手１３により着脱可能に接続されてい
る。また、脱ガス槽本体１１及び浸漬管２０上部が鉄皮
１５で覆われている。

第１図は、第１の実施例の浸漬管を有する脱ガス槽下部
を拡大した縦断面図である。浸漬管２０は、外周部２２
と、内部を上昇部３０と下降部３２とに仕切る仕切り２
６とを有する。第３図に示すように、仕切り２６は、そ
の横断面が十字形をなし、浸漬管２０の溶湯通流路を４
分割している。４分割された溶湯通流路のそれぞれは、
はぼ同じ断面積を有する各１対の上昇部３０及び下降部
３２を形成している。この場合に、上昇部３０と下降部
３２とは互いに隣合うように配置されている。

各上昇部３０の溶鋼通流路にはガス吹込み管２１が連通
し、不活性ガスが吹込まれるようになっている。

浸漬管２０の外周部２２では、円筒状の芯材２４の内側
に耐火レンガ２８が張付けられ、芯材２４の外側にキャ
スタブル２３が所定の厚さに設けられている。また、仕
切り２６では、芯材２７の両面に耐火レンガ２８が張付
けられている。この場合に、芯材２４，２７に厚さ数ミ
リ乃至１０数ミリの鉄板を、耐火レンガ２５．２８に耐
スポーリング性に優れたクロムマグネシア質レンガを、
キャスタブル２３に高アルミナ質キャスタブルを用いる
ことが好ましい。下記に浸漬管２０の各部のサイズの一
例を示す。

仕切り２６の厚さＴ；５０ｅｓ 上昇部３０及び下降部３２の 溶鋼通流路の半径Ｒ；９５ｃ麿 なお、仕切り２６の厚さＴは、溶鋼通流断面積の減少を
抑える一方で、連続使用における耐溶損性を考慮し、３
０〜８０Ｃ１の範囲とすることが望ましい。

次に、第１図および第２図を参照しながら、上記脱ガス
槽を用いて極低炭素鋼を溶製する場合について説明する
。

炭素濃度［Ｃ］が約３００　ｐｐｍの転炉溶鋼を取鍋２
に受鋼し、これを脱ガス処理設備に搬送する。

溶鋼３の量は約２５０トンである。取鍋２をリフトし、
取鍋内溶鋼３に浸漬管２０を浸漬し、脱ガス槽１０の内
部を所定の圧力まで減圧する。これにより、溶鋼３が脱
ガス槽１０内に吸い上げられる。次いで、各ガス吹込み
管２１を介して各上昇部３０の溶鋼通流路に、所定流量
のアルゴンガス、例えば、毎分４００ＯＮｆｌの流量の
アルゴンを吹込む。これにより溶鋼３の見掛けの比重が
低下し、溶鋼３がガス気泡と共に上昇部３０の通流路内
を上昇する。上昇部３０上方の場面が盛上がり、スプラ
ッシュが発生し、溶鋼中［Ｃ］が［０］と反応してＣＯ
ガスまたはＣＯ２ガスとなり、これが排気される。この
ようにして溶鋼３の脱炭が促進される。

次に、第４図及び第５図を参照して、実施例の効果につ
いて説明する。

第４図は、横軸にアルゴンガス吹込み瓜をとり、縦軸に
溶鋼環流量をとって、両者の関係について本発明と従来
とを比較した結果を示すグラフ図である。図中、曲線Ａ
は本発明の結果を、曲ＩＩＢは従来の結果をそれぞれ示
す。図から明らかなように、アルゴンガス吹込み量を同
一量とした場合に、本発明のほうが従来より溶鋼環流量
が大幅に増加する。一方、上記実施例においては、真空
槽内で上昇流が対向流となり、その衝突した地点で界面
の撹乱およびスプラッシュの大量発生によって反応界面
積が増大する。

第５図は、横軸に脱ガス処理時間をとり、縦軸に溶鋼の
炭素含有ｆｆｉ　［Ｃ］をとって、両者の関係について
調査した結果を示すグラフ図である。図中、曲線Ｃは溶
鋼環流量を毎分１５０トンとした従来の結果を、曲線り
は溶鋼環流量を毎分３００トンとした本発明の実施例の
結果をそれぞれ示す。

図から明らかなように、溶鋼環流量を毎分３００トンと
すると、［Ｃ］を１０ｐｐｍ以下まで低減することがで
き、溶鋼を極低炭素鋼の領域に迅速に脱炭することがで
きた。

なお、上記第１の実施例では、１対のガス吹込み管２１
からのガス吹込み量を同量としたが、これに限られるこ
となく、両者のガス吹込み量を互いに変更することによ
り、種々の処理条件を選択することが可能となる。

第６図は、第２の実施例の浸漬管を示す横断面図である
。第２の実施例の浸漬管４０は、上記第１の実施例と同
様の仕切り２６を有し、溶湯通流路が４分割されている
。４分割された溶湯通流路の１つのみにガス吹込み管２
１が連通され、上昇部３０が形成されている。残りの３
つの溶湯通流路は、下降部３２の役割を有する。

上記第２の実施例によれば、下降部３２のほうが上昇部
３０より溶湯通流有効断面積が大きくなるので、槽内に
吸い上げられる溶鋼量より鍋内に返戻される溶鋼量のほ
うが多くなり、高環流の脱ガス処理を行うことができる
。

第７図は、第３の実施例の浸漬管を示す横断面図である
。第３の実施例の浸漬管５０も、上記第１および第２の
実施例と同様の仕切り２６を有し、溶湯通流路が４分割
されている。４分割された溶湯通流路のうち３つに、ガ
ス吹込み管２１がそれぞれ連通され、３つの上昇部３０
が形成されている。残りの溶湯通流路は、下降部３２の
役割を有する。

上記第３の実施例によれば、下降部３２のほうが上昇部
３０より溶湯通流有効断面積が小さくなるので、下降部
３２から鍋内に吐出される溶鋼の流速が上昇し、鍋内溶
鋼が強攪拌され、溶鋼の均一混合時間が短縮される。こ
れによって、鍋内の脱酸が促進（介在物の除去）され、
溶鋼中［０］を総量で１０ｐｐｍ以下に低減することが
可能となり、清浄鋼の溶製を容易に実現することができ
た。

第８図は、第４の実施例の浸漬管を示す横断面図である
。第４の実施例の浸漬管６０は、横断面が三叉状の仕切
り３６を有し、溶湯通流路が３分割されている。３分割
された溶湯通流路のうち２つに、ガス吹込み管２１がそ
れぞれ連通され、２つの上昇部３０が形成されている。

残りの溶湯通流路は、下降部３２の役割を有する。

上記第４の実施例によれば、下降部３２のほうが上昇部
３０より溶湯通流有効断面積が小さくなるので、下降部
３２から鍋内に吐出される溶鋼の流速が上昇し、鍋内溶
鋼が強攪拌され、溶鋼の均一混合時間が短縮される。こ
れによって、鍋内の脱酸が促進（介在物の除去）され、
溶鋼中［０］を総量で１０ｐｐ−以下に低減することが
可能となり、清浄鋼の溶製を容易に実現することができ
た。

第９図は、第５の実施例の浸漬管を示す横断面図である
。第５の実施例の浸漬管７０も、横断面が三叉状の仕切
り３６を有し、溶湯通流路が３分割されている。３分割
された溶湯通流路の１つに、ガス吹込み管２１が連通さ
れ、１つの上昇部３０が形成されている。残り２つの溶
湯通流路は、下降部３２の役割を有する。

上記第５の実施例によれば、下降部３２のほうが上昇部
３０より溶湯通流有効断面積が大きくなるので、槽内に
吸い上げられる溶鋼量より鍋内に返戻される溶鋼量のほ
うが多くなり、高環流の脱ガス処理を行うことができる
。

［発明の効果］ この発明によれば、浸漬管の溶鋼通流断面積が拡大化し
、従来よりも溶鋼環流量を大幅に増大化することができ
る。例えば、従来型の１対の浸漬管では最大２５５０ｃ
ｍまでの溶鋼通流断面積しかとれなかったが、本願発明
の浸漬管では上昇部及び下降部の溶鋼通流断面積を合計
すると約１４１６９ｃｊにも達し、従来の５゜６倍もの
溶鋼通流断面積が確保される。この結果、脱ガス精錬の
脱炭速度が飛躍的に大きくなり、炭素含有量が数ｐｐｍ
乃至数ＩＱｐｐｉ＋レベルの極低炭素鋼を迅速かつ安定
に製造することができる。

また、この発明によれば、仕切りで浸漬管の溶湯通流路
を種々に仕切ることにより、上昇部と下降部との溶湯通
流断面積の比率を種々設定することができ、高環流ある
いは吐出流速の向上を達成することができる。このため
、溶鋼を迅速に脱ガス処理することができ、極低炭素鋼
を効率よく製造することができると同時に極低酸素レベ
ルの清浄鋼の溶製が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例に係る脱ガス精錬用浸
漬管を示す縦断面図、第２図は脱ガス槽の模式図、第３
図は第１の実施例の浸漬管を示す横断面図、第４図及び
第５図はそれぞれ第１の実施例の効果を説明するための
グラフ図、第６図乃至第９図はそれぞれ第２乃至第５の
実施例の浸漬管を示す横断面図である。 １０；脱ガス槽、２０，４０，５０．６０゜７０；浸漬
管、２１；ガス吹込み管、２２；外周部、２６，３６．
仕切り、３０；上昇部、３２；下降部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガス吹込み手段によりガスを吹込み、脱ガス槽本体に溶
   湯を吸い上げる上昇部と、前記上昇部と一体に形成され
   、脱ガス槽本体に吸い上げた溶湯を吐出する下降部と、
   を有し、前記上昇部および下降部を合わせて３分割以上
   に仕切る仕切りを設けたことを特徴とする脱ガス精錬用
   浸漬管。