JPH024912A - 容器内溶鋼の清浄化処理方法 - 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〉 本発明は製鋼工場や電気炉工場等で実施されている取鍋
等の容器内溶鋼の清浄化処理方法に関し、特に溶鋼のガ
スバブリング法の改良に関するものである。

〈従来の技術〉 製鋼工場で実施されている取鍋ガスバブリング方法の一
般的な処理方法は第４図に示すように取鍋１３の底吹ポ
ーラスプラグ１８ａにより、溶鋼１２を攪拌処理するか
、第５図に示すように昇降自在な上吹ランス２９による
溶鋼１２の攪拌処理である。これらの発展したものとし
て、第５図に示すように取鍋１３のポーラスプラグ１８
ａの上方で溶鋼１２中にスラグフェンス３０を浸漬して
攪拌処理するＣＡＳ法（特開昭４９−１２６５１０号公
報参照）が知られている。

上記いずれの方法も溶鋼の上下攪拌によって溶鋼温度の
均一化および非金属介在物の浮上促進を図ること、なら
びに溶鋼成分微調整のためにはだか湯面上に副原料合金
鉄関係が添加できるなどが主なる特徴である。

上記従来の方式について非金属介在物の浮上促進という
立場から考えるといずれもガスインジェクションを共通
の手段とするもので取鍋底部にガスをインジェクション
するだけである。ポーラスプラグ方式ではガス吹込量は
一般的には５０ＯＮＺ／分程度である。また上吹ランス
方式のガス吹込量は浸漬する耐火物ランスの損傷防止の
関係で一般的には取鍋容量が２５０ｔｏｎ／ｃｈ〜３０
０ｔｏｎ／　ｃｈクラスであると２０ＯＮ／／分〜５０
ＯＮＺ／分程度である。あとは非金属介在物の浮上促進
をはかるためには処理時間を延長して操業することも考
えられるがこれも例えば次工程の連鋳とのマツチング性
並びに溶鋼温度降下とのからみがあって５分〜１０分処
理が普通である。

このように非金属介在物の浮上促進による溶鋼の清浄化
手段の中でもスラグフェンス内のはだか場面を不活性ガ
ス雰囲気とするＣＡＳ法は、単なるガス吹込み法よりも
溶鋼成分調整の面で有利であるが、スラグフェンスが溶
鋼の攪拌を阻害するので非金属介在物の浮上促進という
点からは必ずしも満足できるものではない。

〈発明が解決しようとする課題〉 前記従来の取鍋処理では水モデル実験でも分かるように
ガスの上昇流領域を除くその他の部には偏流が起こり、
ガス上昇流により非金属介在物が一度取鍋表面に浮上し
てもさらに巻き込まれる。

この傾向はガス攪拌を強くするほど大きくなる。

すなわち第４図および第５図に示す従来法では同第４図
、第５図中に矢印で示すように取鍋１３内溶鋼１２中の
ガス吹込位置近傍ではガスの上昇流に沿って非金属介在
物が上昇するが、上昇したのち表面で方向転換して偏流
が生じ下降流に導かれて非金属介在物の一部が再び溶鋼
１２中に戻って来るという欠点がある。

また第６図に示すＣＡＳ法では下降流を耐火物製のスラ
グフェンス３０によって抑制するという利点があるが逆
にスラグフェンス３０が溶鋼１２の攪拌を邪魔し、ポー
ラスプラグ１８ａから吹込んだガスによる攪拌効果が及
び難く攪拌の弱い部分が生じるという欠点がある。

取鍋固溶鋼中の非金属介在物を何らかの手段を付加する
ことによってガスバブリング効果の最も発揮できる位置
に集めてまとめて浮上させることができれば非常に効率
的であり、溶鋼の清浄化が促進されることになる。

本発明はこの点に着目したものであり、ミクロの世界の
非金属介在物を積極的に取鍋内溶鋼の中央部に集めまと
めて浮上させると共に一旦浮上した非金属介在物が再び
下降するのを阻止して中央部に留めることによって効率
よく非金属介在物を除去することができる取鍋内溶鋼の
清浄化処理方法を提供することを目的とするものである
。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明の容器内溶鋼の清浄化
処理方法は、水平断面が円形の容器内に収納された溶鋼
中に上方から門型インペラを浸漬し、その回転軸を中心
として高速回転して上記溶鋼中の非金属介在物に働く求
心力によって上記非金属介在物を上記溶鋼の回転中心部
に導くと共に上記容器の底部中央から不活性ガスを吹込
むことによって上記溶鋼の回転中心部に導かれる非金属
介在物の浮上を促進し、上記溶鋼の表面上に存在するス
ラグに捕集して除去することを特徴とするものである。

〈作　用〉 本発明は上記の手段により溶鋼は従来のような上下方向
の攪拌ではなく水平方向に高速で回転攪拌されるので比
重の大きい溶鋼には容器の炉壁側に押しやられる力が作
用し、それに伴って比重の小さい非金属介在物には求心
力が作用するので非金属介在物は溶鋼の回転中心部に導
かれる。

溶鋼の下部中心には不活性ガスが吹込まれるので溶鋼の
回転中心部に導かれた非金属介在物は強制的に浮上され
、浮上した後にも回転中心部に留まるので再び溶鋼中に
戻ることはなく溶鋼上に存在するスラグに容易に捕集さ
れる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明の実施例の要部を示す概略説明図、第２
図は本発明の実施例の全体を示す概略説明図である。

第１図に示すように回転軸４の先端にフランジ２１を介
して連結されている門型インペラ１は横腕材１ａと、横
腕材１ａに垂直に取付げられた撹拌脚１ｂとで構成され
ている。なお図面では攪拌脚１ｂの２木を一対としたも
のを示しているが３本以上としてもよい。２２は横腕材
１ａと攪拌脚１ｂを連結するフランジであり、攪拌脚１
ｂを取替できるようになっている。凹型インペラ１の中
央部には下向きにＮ２ガス供給管８が設けてあり、回転
軸４の中心に設けたガス通路２３を通して窒素ガス等の
不活性ガスが供給される構造になっている。

１４はＮ２ガスヘッダであり、Ｎ２ガスヘッダ１４はＮ
２ガス配管１５を介して回転軸４のガス通路２３に連結
されている。

この門型インペラ１は第２図に示すように回転軸４の軸
心を中心にして回転可能に昇降フレーム１０に設置され
ている。３はフレーム１０に搭載されている回転駆動装
置であり、回転駆動装置３の歯車２０ａは回転軸４に取
付けられている歯車２０ｂと噛み合っている。また昇降
フレーム１０は半開台車２のフレーム２４に沿って昇降
自在となっている。

２５は昇降ガイドフレーム１０に取付けられたガイドロ
ールであり、５は半開台車２の車輪である。これら一連
の機構によって門型インペラ１は回転および昇降を自在
に操作することができる。

昇降フレーム１０の下端にはカバー９が取付けてありさ
らにカバー９の下端にはシール布１６が吊り下げである
。１１は半開台車２のフレーム２４に設置しであるフラ
ックスタンクであり、フラックスタンク１１内のフラッ
クス１９は下部に接続されている切出装置２６およびシ
ュート２７を介して取鍋１３に投入される。

取鍋１３の底部中央に配設されているポーラスプラグ１
８には配管７からＡｒガスあるいは窒素ガスが供給され
るようになっている。６は配管７を連結するカップリン
グである。

前記の装置によって、まず取鍋Ｉ３をクレーン（図示省
略）で定位置に置いた後、半開台車２が走行し取鍋１３
の位置で停止する。引続き昇降フレームが下降してカバ
ー９に取付けたシール布１６を取鍋１３のステイフナ１
７に接続させたのちＮ２ガスヘッダ１４．　Ｎｚガス配
管２１．ガス通路２３およびＮ２ガス供給管８を通して
Ｎ２ガスを例えば流量５０ＯＮ／／分。

圧力２ｋｇｆ／ｃｆｆｌで供給してカバー９内をＮ２ガ
ス雰囲気とする。

それと共にカップラ６で連結しである配管７を介して取
鍋１３の底部中央に配設しであるポーラスプラグ１８に
溶鋼攪拌用の例えば計ガスを流量約４５ＯＮｌ１分、圧
力６　、５　ｋｇ　ｆ　／　ｃａで供給し、取鍋１３内
Ｑ溶鋼１２中に供給する。

一方、凹型インペラ１を回転駆動装置３の駆動によって
歯車２０ａ、２０ｂおよび回転軸４を介して回転すると
共に昇降フレーム１０を下降してインペラ１の回転軸４
を取鍋１３の中心軸にほぼ一致さゼた状態で一対の攪拌
脚１ｂを取鍋１３内の溶鋼１２中に浸漬したのち、門型
インペラ１を５０〜６０　ｒ、ｐ、ｍの回転速度で溶鋼
１２を強力に回転攪拌する。

その後、フラックスタンク１１より非金属介在物吸着用
の非酸化性合成フラックス１９を切出装置２６によって
切出しシュート２７を介して取鍋１３内の溶鋼１２上に
装入する。非酸化性合成フラックス１９は市販品でよく
例えばＣａＯ３５〜４５％、　Ｓｉ０□３５〜４５％、
　Ａｈｏｙ　１５〜２５％程度のものを使用する。

上記一連の操作によりカバー９内をＮ２ガス雰囲気にし
た状態で取鍋１３内の溶鋼１２は凹型インペラによって
高速水平攪拌されるので比重の大きい溶鋼は遠心力によ
って第１図に矢印で示すように取鍋１３の内壁面側に押
しやられ、逆に比重の小さい非金属介在物等は求心力に
よって溶鋼の回転中心部に集められる。

このようにして溶鋼１２の回転中心に集まって来る非金
属介在物は取鍋１３の底部中央に配設されているポーラ
スプラグ１８からインジェクションされるアルゴンガス
バブルの上昇に伴ってまとめて浮上し、−旦浮上した非
金属介在物は回転中心部に求心力により留まるので溶鋼
１２上に装入された合成フラックス１９によって形成さ
れたスラグ２８に効率よく吸収除去される。

第３図は上記の手順により取鍋１内に低炭素アルミキル
ド溶鋼を２００　を収納し、合成フラックスを５〜８ｋ
ｇ／を装入して処理した本発明法と門型インペラによる
攪拌を行わないでポーラスプラグからのガスインジェク
ション攪拌のみで処理した従来法とを、処理過程中にお
ける鋼中の全酸素量（ｐｐｍ）を比較して示したもので
ある。

第３図から、本発明法によれば従来法に比較して処理開
始当初から全酸素量の低下が著しく、約１１分間の処理
により従来法では全酸素量は４０〜６０ｐｐｍ程度しか
低減することができなかったのに対し、本発明法によれ
ば２０ｐｐｍ以下まで低減できる。

また第１表は本発明法および従来法によって処理した鋼
中のＡ系非金属介在物、Ｂ先非金属介在物およびＣ系非
金属介在物の含有量（％）を比較して示したものである
。

第１表から本発明法では従来法に比較して比重の小さい
Ａ系非金属介在物およびＢ先非金属介在物が特に有効に
低減されており、非金属介在物合計では従来法の半分以
下に低下していることが分かる。

〈発明の効果〉 上記のように本発明によれば溶鋼中の非金属介在物やガ
ス成分が効率よく除去することができ、溶鋼中の全酸素
量は従来せいぜい４０ｐｐｍにするのがやっとであった
が、２０ｐｐｍ以下を安定して確保することができ、ま
た非金属介在物も従来の半分以下になるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部を断面で表した概略説明
図、第２図は本発明の実施例の全体を一部断面で表した
概略説明図、第３図は処理中における鋼中の全酸素量（
ｐｐｍ　）の経時変化を本発明法と従来法について示し
たグラフ、第４図はポーラスプラグ方式による従来例を
断面で表した概略説明図、第５図は上吹ランス方式によ
る従来例を断面で表した概略説明図、第６図はＣＡＳ方
式による従来例を断面で表した概略説明図である。 １・・・門型インペラ、　　３・・・回転駆動装置、４
・・・回転軸、 ９・・・カバー １１・・・フシックスタンク、 １３・・・取　鍋、 １７・・・ステイフナ、 １９・・・合成フラックス、 ２６・・・切出装置、 ２８・・・スラグ。 ８・・・不活性ガス供給管、 １０・・・昇降フレーム、 １２・・・溶　鋼、 １６・・・シール布、 １８・・・ポーラスプラグ、 ２３・・・ガス通路、 ２７・・・シュート、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水平断面が円形の容器内に収納された溶鋼中に上方から
   門型インペラを浸漬し、その回転軸を中心として高速回
   転して上記溶鋼中の非金属介在物に働く求心力によって
   上記非金属介在物を上記溶鋼の回転中心部に導くと共に
   上記容器の底部中央から不活性ガスを吹込むことによっ
   て上記溶鋼の回転中心部に導かれる非金属介在物の浮上
   を促進し、上記溶鋼の表面上に存在するスラグに捕集し
   て除去することを特徴とする容器内溶鋼の清浄化処理方
   法。