JPH0324223A - 溶融金属の連続真空精錬方法 - 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〕 この発明は１パスで連続的に溶融金属の真空精錬を行な
う溶融金属の連続真空精錬方法に関する。 〔従来の技術〕 ＲＨ真空脱ガス法や取鍋真空脱ガス法等バッチ処理形式
で溶融金属の真空精錬が行なわれる処理方法では生産性
が低いため，第２図に示すように、真空槽（１）の浸漬
管（ｌａ）　（ｌｂ）を夫々別の取鍋（２ａ）　（２ｂ
）に浸漬せしめ（１の取鍋やタンディッシュを隔壁で２
つに仕切り，夫々に浸漬管を浸漬せしめても同じである
）、■の取鍋（２ａ）から真空槽（１）に吸い上げた溶
鋼（４）を該真空槽（１）中でｌバスで連続的に真空精
錬して、もう一方の取鍋（２ｂ）へ送出する連続真空精
＠法が提案されている。 更に、本発明者等は該連続真空精錬法の精錬効果を高め
るため、その精錬法を実施するに当り、前工程又は溶融
金属が真空槽に装入される直前に、予め該溶融金属中に
，これに可溶なガスを溶解せしめる方法の提案を行なっ
た。この方法によれば、真空槽中にこの溶融金属が吸い
上げられて真空にさらされた際に、溶解ガス或分を微細
ガス気泡として発生・浮上せしめることになる。そして
この微細ガス気泡が浮上してくる間に溶融金属中の微細
な介在物はガス気泡にトラップされて浮上することにな
る。一方、発生するガス気泡は溶融金属全域から小径の
ものが多量に発生するため、真空槽内における浴面のば
たつきが著しくなって真空にさらされた浴面の面積が拡
大し、その結果、脱ガス効率も向上することになる． 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の精錬法では、溶融金属が真空槽中に装入されてい
る間に微細ガス気泡が浴面まで上昇できるようにするた
め、従前の連続真空精錬法に比べ，浸漬管に径の太いい
ものを用いて真空槽内への装入量を増やし、上記ガス気
泡の浴面浮上のために十分な滞留時間を稼ぐようにして
いる。 しかし、入側の浸漬管（１ａ）の溶鋼（４）の流れは、
第２図に示すように、真空槽中央寄りでその流速が速く
、真空槽外縁部寄りで遅いものとなる。更に，真空槽（
１）中の溶鋼（４）の流れは、それまで浸漬管（１ａ）
を真空槽中央寄りに流れてきたものについては、真空槽
（１）中の滞留時間が短く、すぐに出側の浸漬管（ｌｂ
）の真空槽中央寄りに流れ出てしまうため，その部分の
溶鋼（４）の流速は速くなる。これに対し、反対側の溶
鋼（４）の流れは、これよりもはるかに遅いものとなる
， このように真空槽（１）の浸漬管（ｌａ）（ｌｂ）とし
て径の太いものを用いると、偏流を生じ、真空槽（１）
中で流れの速い部分では、微細ガス気泡が十分に抜けず
に取鍋（２ｂ）側に排出されてしまうことになる。その
ため微細ガス気泡を発生・浮上せしめる改良型の前記連
続真空精錬法が当初期待していたものほどの効果をあげ
ることができず、極端な場合は溶解ガス或分が溶鋼（４
）中にそのまま残存して、ＩＩ効果を却って損なうこと
にもなりかねないものであった６本発明は以上の問題に
鑑みなされたものであり、浸漬管及び真空槽中の浴の流
れに偏流が生じないようにし，真空槽中で該浴から一様
に微細ガス気泡が抜け出られるようにしたものである． 〔問題点を解決するための手段〕 そのため本発明は、真空槽の浸漬管として，複数本の径
の細い管から成る多孔管を訃いることを基本的特徴とし
ている。 このように浸漬管として多孔管を用いることにより、各
管中を流れる溶融金属の平均流速にばらつきが少なくな
り、真空槽中の溶融金属から微細ガス気泡を均一に発生
せしめることが可能となる。更に、各多孔管の断面積の
総和を，土本ものとして用いられていた従来の径の太い
浸漬管の断面積と略等しいものにすれば，微細ガス気泡
の浴面浮上のために十分な滞留時間を稼ぐ上で有効であ
る。尚、このように多孔管を用いると、溶融金属の接触
する比表面積が増えることになるが、容量や大きさから
考えて熱的には特に問題とならない。 一方，第２発明ではこのような多孔管の使用のほかに、
真空槽中で溶融金属から微細ガス気泡が発生・浮上して
くる間に，該溶融金属に対し超音波を印加することとし
、この超音波の印加により微細ガス気泡の浮上速度を増
大せしめ，溶融金属が真空槽中にある短時間の間にその
精錬を終了させることができるようにするものである。 散在している微粒子状のものに超音波を印加すると、こ
れらが集合・合体化することが知られているが、本発明
はこのような超音波の特性を前述した改良型の連続真空
ａｍ法に応用することにより或り立つもので、微細ガス
気泡は溶融金属中の微細な介在物を核として発生すると
考えられるため、上記した超音波の印加により、介在物
と共にこれらの微細ガス気泡も集合・合体化させること
ができ、気泡径の大きなものが生成される。そのため前
述のようにガス気泡の浮上速度を増大させることが可能
となる。 又、第１発明又は第２発明とも、前述のように、浸漬間
に多孔管を用いたため、溶融金属が通過する管内面の比
表面積が増大し、Ａｍ２０，系介在物が付着し易くなる
。しかも管径が細いのであるから目詰まりを起こし易い
。そこで多孔管の材質として表面のすべすべしているＺ
ｒＢ２等のジルコニア系耐火物やＢＮ等のものを用いれ
ば、目詰まりのないメンテナンスフリーの状態のものに
することができる。 これとは逆に多孔管をカルシア系耐火物で構或すれば、
その内側表面にＡＱｔＯ，系介在物が付着し易くなるが
、該介在物が付着することで溶融金属中の介在物除去が
一層進行し、精錬効果がより一層向上することになる。 但し、その目詰まり対策として、多孔管のバンドルを複
数用意し、各バンドルを水平回転可能な１の円板状保持
具で保持して、これらをリボルバ式に回転せしめ．適宜
交換するようにすれば良い。 〔実施例〕 以下本発明の具体的実施例につき説明する。 第１図に示すように、１本の径が３００圃の管を各４本
ずつまとめたＺｒＢ２製の多孔管（ｌｌａ）（ｌｌｂ）
で入側及び出側の各浸漬管が構或される、内径４ｍ、５
０ｒｎ”容量の炉殻からなる真空槽（１）を用いた。こ
れらの多孔管（ＩＬａ）　（ｌｌｂ）は，管壁（３）で
仕切られたタンディッシュ（２）の貯溜域Ａと排出域Ｂ
のｉｌｌ＃Ａ（４）に夫々浸漬せしめられている。そし
て入側の多孔管（ｌｌａ）は不活性ガス吹込み口が設け
られている。そこからＡｒガスが吹込まれれば、タンデ
ィッシュ（２）の貯溜域Ａ側の溶鋼（４）を真空槽（Ｌ
）内に吸上げ、更に排出域Ｂ側へ送り出せるような溶鋼
（４）の流れを作ることができる。 タンディッシュ（２）の貯溜域Ａ側には転炉精錬の終了
した溶１１（４）　（Ｔ・（０）　：　８５　ｐｐｍ，
　（Ｎ）　：１０　ｐｐｍ）が連続的に流し込まれ、こ
れに貯溜域Ａ底面側に設けられたノズルからＮ２ガスが
１００（ｌ　ＮＱ／ｗｉｎで吹込まれ、該溶１　（４）
中に溶解せしめられた。そして真空槽（１）中を真空ポ
ンプ（図示なし）により１　ｔｏｒｒまで減圧し、多孔
管（ｌｌａ）の不活性ガス吹込み口からＡｒガスを吹込
んで、溶鋼（４）を多孔管（ｌｌａ）の各管を通して真
空槽（１）内に吸い上げ、更に該真空槽（１）内から多
孔管（ｌｌｂ）の各管を通過せしめてタンディッシュ（
２）の排出域Ｂ側へ流し、これを連鋳設ｉ（図示なし）
に送って連続鋳造した。 上記のＡｒガス吹込み量は，排出域Ｂから溶鋼（４）の
送出される連鋳設備のにキャスティングスピードに応じ
て増減されるが、このキャスティングスピードに対応し
きれない場合は貯溜域Ａ側への溶鋼（４）の装入量を上
げ、排出域Ｂとの間に液面差を設けて、該溶鋼（４）の
流れを速めるようにした。 真空槽（１）内ではｍ鋼（４）全域から一様に微細ガス
気泡が発生した。そして連鋳設備側のキャスティングス
ピードが２．５　ｍ／ｉ＋ｉｎまで上昇して真空槽（１
）中を流れる溶鋼（４）の流速が１．２５Ｆ＋１’／Ｉ
ｌｉｎ程度になっても、上記現象には変わりがなく，タ
ンディッシュ（２）の排出域Ｂ側に排出された溶鋼（４
）にはガス気泡が残っておらず、該ガス気泡の発生・浮
上を伴うＩ鋼（４）の真空精錬が前記真空槽（１）中で
総て終了している（即ち，Ｔ・（０）　：　５　ｐｐｔ
ｓｔ　（：Ｎ）　：　１５　ｐｐｍ．）ことが明らかと
なった． 一方、本発明者等は入側及び出側の浸漬管を夫々径６０
０■の１本ものの管で構威した、上記の真空槽（１）と
同様な寸法を有する真空槽を用い、その他は前記実験と
全く同一条件で連続的に真空精錬し、それを更に連続鋳
造する実験も併せて行なった。この場合は連鋳設備のキ
ャスティングスピードが２．０　ｍ／ｍｉｎまで上昇し
て真空槽（１）中を流れる溶鋼（４）の流速が１．Ｏｒ
ｎ’／ａｋｉｎとなった辺りから次第に排出域Ｂ側へ流
れ込む溶鋼（４）中に微細ガス気泡が残るようになった
・ 次表は上記２実験において連鋳設備のキャスティングス
ピードを１，Ｏ〜２．５　ｍ／ｎ＋ｉｎの範囲とした場
合の鋳片内の

〔０〕濃度の達成状況を示す比較表である
。 ０：鋳片内の

〔０〕濃度が目標値（１５ｐｐｍ）以下に
なった場合Δ：鋳片内の

〔０〕濃度が目標値（１５ｐｐ
ｍ）まで達しながった場合×：鋳片内の〔Ｏ〕濃度が目
標値（１５ｐｐｍ）を大きく外れた場合更に本発明者等
は多孔管（Ｉｌａ）（ｌｌｂ）を有する真空槽（１）と
同じ型の真空槽であって、その外壁に超音波発振器が取
付けられているものを用い、該真空槽内部に装入される
溶鋼（４）に対して２０　ｋ｝ｌｚの超音波を印加しな
がら、同様に溶鋼（４）の連続真空精錬を行ない，更に
連続鋳造した。この場合は連鋳設備のキャスティングス
ピードを２．８ｍ／■ｉｎまで高めても、鋳片は目標値
以内の

〔０〕濃度のものが製造できた。 〔発明の効果〕 以上詳述した本発明法によれば、微細ガス気泡の発生・
浮上を伴うことで介在物・不純物の除去効果を高めた改
良型の連続真空精錬法を実施する場合に、浸漬管として
多孔管を用いた真空槽を使用しているため、該多孔管内
の溶融金属の流れに偏流を生ずることがなくなって、真
空槽内では溶融金属全域から一様に微細ガス気泡が発性
し、該真空槽から取り出される溶融金属に微細ガス気泡
が残ることがなくなる。又、第２発明法では、更に溶融
金属に超音波を印加することで微細ガス気泡の集合・合
体化を促し、その浮上速度を上げることができるため、
精錬処理速度を上げてもその精錬能力を維持することが
でき、従って連続的になされる後続処理のスピードを上
げるような場合でもＭ棟効果に影響を与えず，高生産性
を維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明法を実施した時の使用設備を示す説明図
、第２図は従来の連続真空精錬法の実施設備を示す説明
図である。 図中，（ｌ）は真空槽．　＜ｌｌａ）（ｌｌｂ）は多孔
管，（２）はタンディッシュ、（２ａ）　（２ｂ）は取
鍋、（３）は隔壁、（４）は溶鋼を各示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融金属の貯溜域と排出域の夫々に浸漬管が浸漬
   せしめられた真空槽中に、可溶なガスを溶解せしめた貯
   溜域側の溶融金属を装入し、真空にさらして該溶融金属
   の脱ガスを行なうと共に、この溶融金属中から溶解ガス
   成分を微細ガス気泡として発生・浮上せしめて介在物の
   除去及び脱ガスの促進を図り、排出域側にこれを排出せ
   しめる溶融金属の連続真空精錬方法において、溶融金属
   の装入・排出を行なう前記浸漬管として多孔管を用いる
   ことを特徴とする溶融金属の連続真空精錬方法。
2. （２）前項記載の溶融金属の連続真空精錬方法において
   、ジルコニア系耐火物から成る多孔管を浸漬管として用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶融
   金属の連続真空精錬方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載の溶融金属の連続真空
   精錬方法において、カルシア系耐火物から成る多孔管を
   浸漬管として用いることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の連続真空精錬方法。
4. （４）溶融金属の貯溜域と排出域の夫々に浸漬管が浸漬
   せしめられた真空槽中に、可溶なガスを溶解せしめた貯
   溜域側の溶融金属を装入し、真空にさらして該溶融金属
   の脱ガスを行なうと共に、この溶融金属中から溶解ガス
   成分を微細ガス気泡として発生・浮上せしめて介在物の
   除去及び脱ガスの促進を図り、排出域側にこれを排出せ
   しめる溶融金属の連続真空精錬方法において、溶融金属
   の装入・排出を行なう前記浸漬管として多孔管を用いる
   と共に、真空槽中で溶融金属から微細ガス気泡が発生・
   浮上してくる間に、該溶融金属に対し超音波を印加する
   ようにしたことを特徴とする溶融金属の連続真空精錬方
   法。
5. （５）前項記載の溶融金属の連続真空精錬方法において
   、ジルコニア系耐火物から成る多孔管を浸漬管として用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の溶融
   金属の連続真空精錬方法。
6. （６）特許請求の範囲第４項記載の溶融金属の連続真空
   精錬方法において、カルシア系耐火物から成る多孔管を
   浸漬管として用いることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の溶融金属の連続真空精錬方法。