JPH0361310A - 脱ガス精錬方法及び脱ガス槽 - 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脱ガス精錬方法及び脱ガス槽
に関する。

［従来の技術］ 近時、鋼材の高級化に伴い、各種元素の含ａ量を極微量
に調整した特殊鋼、同えば、窒素や炭素の含有量を極微
量に調整した極低窒素鋼および極低炭素鋼の需要が高ま
り、これら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、溶鋼を効率よく脱窒素およ
び脱炭する技術として、ＲＨ脱ガス精錬が注目されてい
る。

例えば、極低炭素鋼をＲＨ脱ガス槽により脱ガス処理す
る場合は、脱ガス槽下部の１対の侵漬管を溶鋼中に浸漬
し、溶鋼を鍋および脱ガス槽の間で循環させつつ脱ガス
する一方、槽内に吸い上げた溶鋼に副原料および合金材
を投入添加し、これを所望の目標成分とする。

１対の浸漬管のそれぞれは、保守点検できるように、継
手フランジにより下部槽に着脱可能に設けられている。

一方の浸漬管（上昇管）にはガス吹き込み用の管が設け
られている。溶鋼を脱ガス処理する場合は、上昇管にガ
スを吹き込み、見掛けの比重を減少させて溶鋼を上昇さ
せ、鍋から脱ガス槽内に溶鋼を吸い上げる。溶鋼は、搏
内で脱ガス処理された後に、他方の浸漬管（下降管）を
介して鍋に返戻される。このような脱ガス精錬では、溶
鋼が大気中の窒素および酸素により汚染されるのを防止
する必要がある。このため、脱ガス槽本体を鉄皮で覆い
、気密構造とし、処理系内を大気から遮断している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、通常の脱ガス精錬においては、脱ガス槽
本体を大気から遮断しているにもかかわらず、脱ガス槽
下部の浸漬管にて窒素ピックアップを生じる。このため
、溶鋼中［Ｎ］を所定レベルまで低域することができず
、例えば、［Ｎ］が１０ｐｐＩ１１以下の極低窒素鋼を
効率よく溶製することが極めて困難であった。

そこで、実開昭６０−１４７６５９号公報、実開昭６０
−１８５６４５号公報、並びに特開昭６０−１７４８１
５号公報に記載されているように、浸漬管に種々の大気
侵入阻止部材を設けることにより大気の侵入を阻止し、
極低窒素鋼の溶製を図る工夫がなされている。

しかしながら、上記の従来技術は、いずれにおいても、
浸漬管の構造が複雑になり、浸漬管が全体として重量化
する。また、大気侵入阻止部材を設けるために、耐火物
の被覆厚さ等が制限される。

このため、浸漬管が短寿命となり、保守点検に多大の労
力を要する。

発明者等は、浸漬管における大気の侵入につき詳細に調
査した結果、溶鋼の窒素ピックアップは、主として下降
管の側で生・じることを見出だした。

通常、浸漬管は耐溶損性および耐スポーリング性に優れ
た多孔質耐火物で覆われている。大気は、この被覆耐火
物の気孔を通過して処理系内に侵入する。特に、下降管
側で溶鋼の窒素ピックアップか著しいのは、下降管側で
は清浄溶鋼が単に通流するのに対して、上昇管側ではそ
の内壁が吹き込みガスで覆われており、ガスにより大気
の侵入が阻止されるためと考えられる。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたちのであって
、溶鋼の窒素ピックアップを有効に防止し、極低窒素鋼
を溶製することができる脱ガス精錬方法および脱ガス槽
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］ この発明に係る脱ガス精錬方法は、上昇管にガスを吹き
込み、脱ガス槽本体に溶湯を吸い上げる一方、吸い上げ
た溶湯を下降管により返戻し、溶湯を上昇管から下降管
に向かって循環させつつ脱ガス処理する脱ガス精錬方法
において、前記下降管の周囲にガスを音速以上の速度で
噴射することを特徴とする。

また、この発明に係る脱ガス槽は、脱ガス槽本体の下部
にそれぞれ継手フランジにより着脱可能に設けられた上
昇管および下降管を有する脱ガス槽であって、前記下降
管の、ＩＩ手フランジにガス噴射口が形成され、下降管
の周囲にガスを音速以上の速度で噴射するガス噴射手段
を具備することを特徴とする。

［作　用］ この発明に係る脱ガス精錬方法及び脱ガス槽においては
、ガスを音速以上の速度で噴射するので、噴射ガスのジ
ェット気流によりガス遮断層が下降管の周囲に形成され
る。このため、下降管が外気から遮断されて、下降管に
おける溶湯の窒素ピックアップが阻止される。

［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１図はこの発明の実施例に係る
脱ガス槽の下部を模式的に示す縦断面図、第２図は下降
管を示す溝断面図である。

ＲＨ脱ガス設備の建屋−階に軌条が敷設され、取鍋２が
走行台車により転炉工場から搬送されるようになってい
る。脱ガス槽１０が、建屋上部に設けられ、この直下に
取鍋２を昇降するためのリフティングテーブル６が設置
されている。

脱ガス槽１０は、その外面が鉄皮１１で覆われ、鉄皮１
１に耐火物１２が内張すされている。脱ガス槽１０の上
部には、ガス排気気孔および合金材投入孔（図示せず）
が設けられている。一方、脱ガス槽１０の下部には１対
の短管部１４．１６が形成されており、短管部１４には
上昇管２４が、短管部１６には下降管２６が、それぞれ
継手フランジ１８．１つにより接続されている。上昇管
２４および下降管２６は、それぞれ心材の内側に耐火レ
ンガが設けられ、心材の外側がアルミナキャスタブルで
覆われている。ガス吹き込み管１５か、上昇管２４を貫
通し、そのガス吹き込み口が通路２５にて開口している
。

一方、ガス噴射管１７の一端が下降管２６の継手フラン
ジ１つに接続されている。ガス噴射管１７の他端は、圧
縮機（図示せず）および流星調節弁（図示せず）を介し
てガス供給源３２の供給口に連通している。

第２図に示すように、ガス噴射管１７のガス通路は、下
降管２６のフランジ］、９内で分岐し、フランジ１９の
下面の噴勾１０１７ａにて開口している。ガス噴射口１
７ａは、同心円上に所定のピッチ間隔で多数が形成され
ている。この場合に、ガス噴１・１０１７ａは、そのピ
ッチ間隔が５０ｍｍ以下、その径が１〜２■であること
が好ましい。

なお、ガス供給源３２は、アルゴンガス。

ＣＯ２ガス等の各種のガスがそれぞれ貯蔵された複数の
タンクを内臓している。この場合に、ガスの種類は、窒
素ガスを除く非酸化性のガスであればいずれであっても
よい。各ガスタンクは、それぞれ流量調節弁を具備し、
プロセスコンピュータ３０によってガス流量がコントロ
ールされるようになっている。コンピュータ３０の入力
側は、リフティングテーブル６の昇降装置（図示せず）
に接続されている。

次に、上記脱ガス槽を用いて極低窒素鋼を溶製する場合
について説明する。　窒素濃度［Ｎ］が約１５ｐｐｍ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ｍ３の瓜は約２５０トンである。取鍋２をリ
フトし、取鍋的溶鋼３に浸漬管２４．２６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ｎ４３が脱ガス槽１０内に吸い上げられる。

リフティングテーブル６の昇降装置に詭けられたリミッ
トスイッチがＯＮになり、コンピュータ３０に信号が送
られる。コンピュータ３０に信号か人力されると、これ
に基づきガス供給源３２に指令信号が送られ、ガス吹き
込み管１５およびガス噴η・を管１７にそれぞれガスが
供給される。

ガス吹込み管１５を介して上昇管２４の溶鋼通路２５に
毎分４００ＯＮｇの流量のアルゴンガスを吹込む。これ
により、溶＃Ａ３の見掛けの比重が低下し、溶鋼３がガ
ス気泡と共に通路２５内を上昇する。上昇管２４の上方
湯面か盛上がり、スプラッシュが発生し、溶鋼中［Ｎ］
がガス化し、これが排気される。溶Ｔｌ４３は、上昇管
２４から下降管２６に向かって流れ、鍋２および脱ガス
＃ｆｊ１０の間を循環する。

一方、ガス噴射管１７に毎分２０００〜４００ＯＮ、Ｑ
の流量のアルゴンガスを供給し、噴射口１７ａから音速
（マツハ１）以上の速度で下向管２６の周囲にガスを噴
射させる。このガスジェットにより下降管２６の露出部
分が外気から遮断され、大気が被覆耐火物を介して処理
系内に浸入しなくなる。この結果、下降管２６における
溶鋼の窒素ピックアップが有効に防止され、溶鋼３の脱
窒素が促進される。

第２図は、横軸に噴射ガスの流速をとり、縦軸に溶鋼の
窒素ピックアツプ量をとって、ガス流速を種々変更した
場合に、処理溶鋼の窒素ピックアツプ量に対する影響に
ついて調べた結果を示すグラフ図である。図から明らか
なように、噴射ガスの流速が増加するに従って、窒素ピ
ックアツプ量が急激に減少する。特に、ガス流速が音速
を越えると、下降管における窒素ピックアツプ量が実質
的にゼロになり、［Ｎ］を極低窒素鋼のレベルまで低減
することができる。

第３図は、横軸に脱ガス処理前の溶鋼中窒素含ｆ’Ｔｒ
ｉ［Ｎ］をとり、縦軸に脱ガス処理後の溶鋼中窒素含有
ｒ：Ｌ［Ｎ］をとって、本発明の実地例に係る脱ガス槽
および従来の脱ガス槽によりそれぞれ溶鋼を脱ガス処理
した場合の両者の関係を示すグラフ図である。図中、白
丸はアルゴンガスシールをした本発明の結果を、斜線領
域は従来の結果をそれぞれ示す。図から明らかなように
、本発明の実施例に係る脱ガス槽を用いれば、下降管に
おける処理系内への大気の侵入を有効に防止することが
でき、従来の脱ガス槽では達成困難なレベルであった１
０ｐｐｏ以下のレベルまで［Ｎ］を低減することができ
た。

なお、上記実施例では、噴射ガスにアルゴンガスを用い
たが、この代わりにＣＯ２の単体ガス、ＣＯ２およびア
ルゴンの混合ガスを使用してもよい。

［発明の効果コ この発明によれば、下降管の周囲にガスを噴射するので
、ガスジェットにより下降管の露出部分が外気から遮断
される。このため、大気の処理系内への侵入を阻止でき
、溶湯の窒素ピックアップを有効に防止することができ
る。この結果、脱ガス精錬の脱窒素速度が飛耀的に大き
くなり、窒素の含有量が数ｐｐｍ乃至数１０ｐｐｍレベ
ルの極低窒素鋼を迅速かつ安定に製造することができる
。

また、被覆耐火物内に大気遮断部材を設ける必要がない
ので、下降管の大径化、重量化を防ぐことができ、保守
点検をすることが容易になる。

更に、ガス噴射口を下降管の継手フランジに設けている
ので、フランジがガス冷却され、寿命延長を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る脱ガス槽の下部を模式
的に示す縦断面図、第２図は下降管を示す横断面図、第
３図および第４図はそれぞれこの発明の詳細な説明する
ためのグラフ図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上昇管にガスを吹き込み、脱ガス槽本体に溶湯を
   吸い上げる一方、吸い上げた溶湯を下降管により返戻し
   、溶湯を上昇管から下降管に向かって循環させつつ脱ガ
   ス処理する脱ガス精錬方法において、前記下降管の周囲
   にガスを音速以上の速度で噴射することを特徴とする脱
   ガス精錬方法。
2. （２）脱ガス槽本体の下部にそれぞれ継手フランジによ
   り着脱可能に設けられた上昇管および下降管を有する脱
   ガス槽であって、前記下降管の継手フランジにガス噴射
   口が形成され、下降管の周囲にガスを音速以上の速度で
   噴射するガス噴射手段を具備することを特徴とする脱ガ
   ス槽。