JPH0361318A - 極低炭素鋼の溶製方法 - Google Patents
極低炭素鋼の溶製方法Info
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- JPH0361318A JPH0361318A JP19270389A JP19270389A JPH0361318A JP H0361318 A JPH0361318 A JP H0361318A JP 19270389 A JP19270389 A JP 19270389A JP 19270389 A JP19270389 A JP 19270389A JP H0361318 A JPH0361318 A JP H0361318A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
この発明は、溶鋼の炭素濃度[C]が極微量のレベルに
なるように脱ガス処理する極低炭素鋼の溶製方法に関す
る。
なるように脱ガス処理する極低炭素鋼の溶製方法に関す
る。
[従来の技術]
近年、鋼材の高級化に伴い、炭素含有量を極微量に:J
3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。
3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。
転炉工程においては、通常、溶鋼中炭素[C]が0.0
2〜0.04重量%の範囲に入ると出鋼する。更に、出
n4溶鋼を種々の精錬設備で脱炭処理し、所望の炭素濃
度とする。極低炭素鋼は、炭素含有量が0.003重量
%以下と極微量のレベルを要求されるために、一般に、
大量の溶鋼を安定かつ効率よく溶製することが困難であ
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。
2〜0.04重量%の範囲に入ると出鋼する。更に、出
n4溶鋼を種々の精錬設備で脱炭処理し、所望の炭素濃
度とする。極低炭素鋼は、炭素含有量が0.003重量
%以下と極微量のレベルを要求されるために、一般に、
大量の溶鋼を安定かつ効率よく溶製することが困難であ
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。
RH脱ガス法により極低炭素鋼を溶製する場合は、脱ガ
ス槽下部の1対の浸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処理する。すな
わち、RH脱ガス精錬においては、一方の浸漬管(上昇
管)に不活性ガスを吹き込み、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。槽内はガス排気されて減圧下にあるので、溶鋼中の
[C]と[O1とが反応して多量のCOガスが発生する
。脱炭反応により生じたCOガスは、上昇管に吹き込ま
れたアルゴンガスと共にスプラッシュを形成する。この
スプラッシュにより、溶鋼とガスとの接触面積が増大し
、更に脱炭反応が促進される。溶鋼は、槽内で脱ガス処
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。
ス槽下部の1対の浸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処理する。すな
わち、RH脱ガス精錬においては、一方の浸漬管(上昇
管)に不活性ガスを吹き込み、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。槽内はガス排気されて減圧下にあるので、溶鋼中の
[C]と[O1とが反応して多量のCOガスが発生する
。脱炭反応により生じたCOガスは、上昇管に吹き込ま
れたアルゴンガスと共にスプラッシュを形成する。この
スプラッシュにより、溶鋼とガスとの接触面積が増大し
、更に脱炭反応が促進される。溶鋼は、槽内で脱ガス処
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(脱炭)処理中に、槽内に副原料およ
び合金材を投入添加し、溶鋼を所望の目標成分とする。
び合金材を投入添加し、溶鋼を所望の目標成分とする。
〔発明が解決しようとする課題]
しかしながら、従来の溶製方法においては、処理の後半
に至ると脱炭速度が低下し、更に[C]を低減するには
長時間を要し、極低炭素鋼を安定かつ迅速に溶製するこ
とができない。
に至ると脱炭速度が低下し、更に[C]を低減するには
長時間を要し、極低炭素鋼を安定かつ迅速に溶製するこ
とができない。
第7図は、横軸にRH脱ガス法による処理時間をとり、
縦軸に処理溶鋼の炭素濃度[C]をとって、上昇管への
アルゴンガス吹き込み量を毎分3000〜500ONI
Iの範囲で種々変更し、従来゛の脱ガス処理の各時期に
おける[C]の推移について調べたグラフ図である。図
中にて、斜線領域、白丸、黒丸は、それぞれアルゴンガ
ス吹き込み量を毎分300ONj11.400ONN。
縦軸に処理溶鋼の炭素濃度[C]をとって、上昇管への
アルゴンガス吹き込み量を毎分3000〜500ONI
Iの範囲で種々変更し、従来゛の脱ガス処理の各時期に
おける[C]の推移について調べたグラフ図である。図
中にて、斜線領域、白丸、黒丸は、それぞれアルゴンガ
ス吹き込み量を毎分300ONj11.400ONN。
500011とした場合の結果を示す。図から明らかな
ように、処理前期(領域I)では溶鋼中[C]が急激に
減少するが、処理後期(領域■)では[C]の減少率が
大幅に低下する。[C]が領域■に至ると脱炭速度が小
さくなり、10〜20 ppmより更に低l農度レベル
の極低炭素鋼の領域まで脱炭するには長時間を要する。
ように、処理前期(領域I)では溶鋼中[C]が急激に
減少するが、処理後期(領域■)では[C]の減少率が
大幅に低下する。[C]が領域■に至ると脱炭速度が小
さくなり、10〜20 ppmより更に低l農度レベル
の極低炭素鋼の領域まで脱炭するには長時間を要する。
また、図から明らかなように、上昇管へのアルゴンガス
吹き込み量は毎分4000 N、Qが最適であり、これ
より少なくとも多くとも迅速な脱炭処理を行うことがで
きない。これは、ガス吹き込み量が過剰になると、ガス
の吹き抜けが生じることに起因する。
吹き込み量は毎分4000 N、Qが最適であり、これ
より少なくとも多くとも迅速な脱炭処理を行うことがで
きない。これは、ガス吹き込み量が過剰になると、ガス
の吹き抜けが生じることに起因する。
このため、上昇管へのアルゴンガス吹き込み量を増大す
ることにより、脱炭速度を向上させるには限界がある。
ることにより、脱炭速度を向上させるには限界がある。
第8図は、横軸に脱ガス槽及び鍋の間における溶鋼のサ
イクルタイムをとり、縦軸に上記領域Iの脱炭速度定数
KCをとって、種々の処理条件下で両者の関係を調べた
グラフ図である。ここで、脱炭速度定数KCとは、下記
(1)式で規定される脱炭の一次反応における指数をい
う。
イクルタイムをとり、縦軸に上記領域Iの脱炭速度定数
KCをとって、種々の処理条件下で両者の関係を調べた
グラフ図である。ここで、脱炭速度定数KCとは、下記
(1)式で規定される脱炭の一次反応における指数をい
う。
(d [C] /d t) =Kc [C] −(
1)図から明らかなように、溶鋼のサイクルタイムが短
くなると、脱炭速度定数K。が向上する。従って、脱ガ
ス槽による溶鋼環流量を増大化して、サイクルタイムを
短縮すると、溶鋼の脱炭反応を促進させることができる
。しかしながら、一般に、溶鋼環流量の増大化を図るこ
とは困難であり、脱炭速度を飛躍的に向上させることが
できない。
1)図から明らかなように、溶鋼のサイクルタイムが短
くなると、脱炭速度定数K。が向上する。従って、脱ガ
ス槽による溶鋼環流量を増大化して、サイクルタイムを
短縮すると、溶鋼の脱炭反応を促進させることができる
。しかしながら、一般に、溶鋼環流量の増大化を図るこ
とは困難であり、脱炭速度を飛躍的に向上させることが
できない。
第9図は、横軸にRH脱ガス槽の排気時間をとり、縦軸
にCOガス発生in (Nl /分)および脱ガス槽内
の真空度(トール)をそれぞれとって、領域Iおよび領
域■におけるそれぞれの変化を調べたグラフ図である。
にCOガス発生in (Nl /分)および脱ガス槽内
の真空度(トール)をそれぞれとって、領域Iおよび領
域■におけるそれぞれの変化を調べたグラフ図である。
図から明らかなように、領域lに比べて領域■のCOガ
ス発生量が大幅に低下することがわかる。
ス発生量が大幅に低下することがわかる。
第10図は、横軸にRH脱ガス処理時間をとり、縦軸に
脱炭反応速度定数KcおよびCOガスによる真空脱ガス
槽内の攪拌力Sをそれぞれとって、両者の関係について
それぞれ調べたグラフ図である。なお、脱炭反応速度定
数Kcは、下記(2)式に基づき3分間ごとにそれぞれ
求めた。
脱炭反応速度定数KcおよびCOガスによる真空脱ガス
槽内の攪拌力Sをそれぞれとって、両者の関係について
それぞれ調べたグラフ図である。なお、脱炭反応速度定
数Kcは、下記(2)式に基づき3分間ごとにそれぞれ
求めた。
[C]
−[Cコ 0 − e x p (−Kc
t) −(2)また、ガス攪往力S
は、上記のCOガス発生量に基づき下記(3)式により
求めた。
t) −(2)また、ガス攪往力S
は、上記のCOガス発生量に基づき下記(3)式により
求めた。
S = (6,18X q X T s / Vs )
x (In (1+ρ、・g−h/P)+ (1−T、
/Ts ) l ・・・(3)ただし、■、は真
空槽体積、hは溶鋼の深さ、T、は溶m温度、ρ、は溶
鋼密度、Pは真空槽内圧力、gは重力加速度をそれぞれ
表す。
x (In (1+ρ、・g−h/P)+ (1−T、
/Ts ) l ・・・(3)ただし、■、は真
空槽体積、hは溶鋼の深さ、T、は溶m温度、ρ、は溶
鋼密度、Pは真空槽内圧力、gは重力加速度をそれぞれ
表す。
図から明らかなように、脱炭反応速度定数KCおよびガ
ス攪拌力Sは、同じ傾向を示し、攪拌力Sの低下に伴っ
て速度定数Kcも低下する。従って、処理後期(領域■
)においては脱炭速度が苦しく低下し、極低炭素鋼を溶
製する場合に不利である。
ス攪拌力Sは、同じ傾向を示し、攪拌力Sの低下に伴っ
て速度定数Kcも低下する。従って、処理後期(領域■
)においては脱炭速度が苦しく低下し、極低炭素鋼を溶
製する場合に不利である。
この発明は、かかる車情に鑑みてなされたちのてあって
、脱ガス槽内における溶鋼攪拌力の向上を図ると共に、
気液異面積を増大させることができる極低炭素鋼の溶製
方l去及びその装置を捉供することを目的とする。
、脱ガス槽内における溶鋼攪拌力の向上を図ると共に、
気液異面積を増大させることができる極低炭素鋼の溶製
方l去及びその装置を捉供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
発明者等は、RH脱ガス下部槽の側壁に種々のタイプの
ノズルを設け、各種のガスを気泡化して溶鋼に吹き込む
ことにより気液界面積を増大させ、脱炭反応を促進させ
ることについて種々検討した。
ノズルを設け、各種のガスを気泡化して溶鋼に吹き込む
ことにより気液界面積を増大させ、脱炭反応を促進させ
ることについて種々検討した。
その結果、ポーラスプラグの場合には、ガス吹き込み速
度がマツハ1を超えず、気泡ガスがバブリング状態とな
って脱炭速度を上昇させることができないが、単管ノズ
ル又は二重管ノズルを用いると、ガス吹き込み速度がマ
ッノ\1を超えて、気泡ガスがジェツテイング状態とな
って分散し、脱炭速度の上昇に寄与するという知見を得
た。
度がマツハ1を超えず、気泡ガスがバブリング状態とな
って脱炭速度を上昇させることができないが、単管ノズ
ル又は二重管ノズルを用いると、ガス吹き込み速度がマ
ッノ\1を超えて、気泡ガスがジェツテイング状態とな
って分散し、脱炭速度の上昇に寄与するという知見を得
た。
また、ノズル内径がIIImを下回ると、ガス吹き込み
口に溶鋼が差し込み、凝固金属によりガス通路が塞がれ
て、ノズル詰まりが生じ、一方、ノズル内径が5mmを
上回ると、ガス供給圧力(背圧)を上昇させたとしても
、吹き込みガスの到達距離が短く、気泡ガスの分散化を
図ることができないという知見を得た。更に、吹き込み
ガスの到達距離が短くなると、ガスが側壁に沿ってl乎
上し、気泡ガスが合体成長して分散しにくくなると共に
、脱ガス槽側壁の耐火物が著しく溶損するという知見を
得た。
口に溶鋼が差し込み、凝固金属によりガス通路が塞がれ
て、ノズル詰まりが生じ、一方、ノズル内径が5mmを
上回ると、ガス供給圧力(背圧)を上昇させたとしても
、吹き込みガスの到達距離が短く、気泡ガスの分散化を
図ることができないという知見を得た。更に、吹き込み
ガスの到達距離が短くなると、ガスが側壁に沿ってl乎
上し、気泡ガスが合体成長して分散しにくくなると共に
、脱ガス槽側壁の耐火物が著しく溶損するという知見を
得た。
第4図は、横軸にノズル内径dをとり、縦軸にノズル1
本あたりのガス吹き込み量をとって、両者の関係につい
て調べたグラフ図である。図中の斜線領域がガス吹き込
み可能範囲である。図から明らかなように、ノズル内径
dが1〜5■の範囲が最適であることかわかる。
本あたりのガス吹き込み量をとって、両者の関係につい
て調べたグラフ図である。図中の斜線領域がガス吹き込
み可能範囲である。図から明らかなように、ノズル内径
dが1〜5■の範囲が最適であることかわかる。
また更に、吹き込みガスの冷却能が大きくなると、ガス
吹き込み口に多孔質の凝固金属(以下、「マツシュルー
ム」という)が付着し、気泡ガスの合体が生じてバブリ
ング状態となる。従って、ガスジェツテイング用のノズ
ルには、二重管ノズルより単管ノズルのほうが適してい
るという知見を?11た。また、純アルゴンガスを吹き
込むと、マツシュルームが形成されやすいという知見も
得た。
吹き込み口に多孔質の凝固金属(以下、「マツシュルー
ム」という)が付着し、気泡ガスの合体が生じてバブリ
ング状態となる。従って、ガスジェツテイング用のノズ
ルには、二重管ノズルより単管ノズルのほうが適してい
るという知見を?11た。また、純アルゴンガスを吹き
込むと、マツシュルームが形成されやすいという知見も
得た。
ところで、特公昭56−49968号公報には、RH脱
ガス下部槽にてアルゴンガスおよび酸素ガスからなる混
合ガスをサイドインジェクションするという類似の技術
が開示されている。この技術によれば、脱ガス槽内の溶
鋼に二重管ノズルを用いて酸素ガスおよび不活性ガスか
らなる混合ガスを吹き込み、クロム成分等の酸化防止を
図りつつ溶鋼を脱炭し、ステンレス鋼、ケイ*m、並び
に高張力高合金鋼を溶製する技術として所謂RH−OB
法が開示されている。RH−OB法では、減圧下の溶鋼
の溶存酸素量を積極的に高め、COガス生成速度を向上
させることにより合金鋼溶鋼の脱炭促進を図る。
ガス下部槽にてアルゴンガスおよび酸素ガスからなる混
合ガスをサイドインジェクションするという類似の技術
が開示されている。この技術によれば、脱ガス槽内の溶
鋼に二重管ノズルを用いて酸素ガスおよび不活性ガスか
らなる混合ガスを吹き込み、クロム成分等の酸化防止を
図りつつ溶鋼を脱炭し、ステンレス鋼、ケイ*m、並び
に高張力高合金鋼を溶製する技術として所謂RH−OB
法が開示されている。RH−OB法では、減圧下の溶鋼
の溶存酸素量を積極的に高め、COガス生成速度を向上
させることにより合金鋼溶鋼の脱炭促進を図る。
しかしながら、上記のRH−OB法においては、低P
co (脱ガス槽内におけるCOガス分圧)領域で処理
溶鋼の溶存酸素[O1mを高める結果となり、処理開始
前の脱酸処理が生かされなくなると共に、耐火物の溶損
量が増大する傾向にある。脱ガス下部槽は、高価なマグ
ネシアクロム質の耐火レンガで内張すされている。一般
に、脱ガス下部槽においては側をレンガより敷レンガの
ほうが寿命が短く、下部槽の寿命は、敷レンガ、特に浸
漬管通路の間に設けられた敷レンガが浮きだすおそれが
ある残厚によって決定される。このため、下部槽の交換
回数が増え、耐火物コストか上昇するという欠点がある
。
co (脱ガス槽内におけるCOガス分圧)領域で処理
溶鋼の溶存酸素[O1mを高める結果となり、処理開始
前の脱酸処理が生かされなくなると共に、耐火物の溶損
量が増大する傾向にある。脱ガス下部槽は、高価なマグ
ネシアクロム質の耐火レンガで内張すされている。一般
に、脱ガス下部槽においては側をレンガより敷レンガの
ほうが寿命が短く、下部槽の寿命は、敷レンガ、特に浸
漬管通路の間に設けられた敷レンガが浮きだすおそれが
ある残厚によって決定される。このため、下部槽の交換
回数が増え、耐火物コストか上昇するという欠点がある
。
また、上X[E RH−OB法は、合金鋼の溶製を目的
とする技術を開示するものではあるが、極低炭素鋼のよ
うな合金量が少量の普通鋼の溶製技術を開示するもので
はない。
とする技術を開示するものではあるが、極低炭素鋼のよ
うな合金量が少量の普通鋼の溶製技術を開示するもので
はない。
これに対して、この発明に係る極低炭素鋼の溶製方法は
、減圧下の溶鋼に気泡ガスを吹き込み、気泡ガスにより
溶鋼中[C]及び[O]の脱炭反応を促進させる場合に
、脱炭反応により生じるCOガス発生量を把握し、CO
ガス発生量と前記気泡ガスの吹き込み量との合計量が、
少なくとも処理前期のCOガス発生量を超えるように、
前記気泡ガスの吹き込み量を制御することを特徴とする
。吹き込みガスには、COガス生成反応を積極的に阻害
するガス種以外のものであれば、いずれの種類のガスを
採用し°(もよく、例えばアルゴンガス、ヘリウムガス
、酸素ガス、窒素ガス、水素ガス、CO2ガス、COガ
ス、エア、並びにこれらの混合ガスのうちいずれのガス
をも採用することができる。特に、気泡ガスとして、少
量の酸素ガスを含むアルゴンガスを溶鋼に吹き込むこと
が望ましい。なお、COガスを溶鋼に吹き込む場合は、
COガス生成反応が阻害されることを考慮し、COガス
単体でなく、他のガスとの混合ガスとすることが好まし
い。
、減圧下の溶鋼に気泡ガスを吹き込み、気泡ガスにより
溶鋼中[C]及び[O]の脱炭反応を促進させる場合に
、脱炭反応により生じるCOガス発生量を把握し、CO
ガス発生量と前記気泡ガスの吹き込み量との合計量が、
少なくとも処理前期のCOガス発生量を超えるように、
前記気泡ガスの吹き込み量を制御することを特徴とする
。吹き込みガスには、COガス生成反応を積極的に阻害
するガス種以外のものであれば、いずれの種類のガスを
採用し°(もよく、例えばアルゴンガス、ヘリウムガス
、酸素ガス、窒素ガス、水素ガス、CO2ガス、COガ
ス、エア、並びにこれらの混合ガスのうちいずれのガス
をも採用することができる。特に、気泡ガスとして、少
量の酸素ガスを含むアルゴンガスを溶鋼に吹き込むこと
が望ましい。なお、COガスを溶鋼に吹き込む場合は、
COガス生成反応が阻害されることを考慮し、COガス
単体でなく、他のガスとの混合ガスとすることが好まし
い。
[作 用]
この発明に係る極低炭素鋼の溶製方法においては、脱ガ
ス処理中のCOガス発生量を把掘し、このCOガス発生
量に応じて気泡ガスの吹き込み量を制御し、COガス発
生量および気泡ガスの吹き込み量の合計量が、処理前期
のCOガス発生量を超えるようにしている。すなわち、
処理前期(領域I)における溶鋼中[C]および[O]
は高濃度領域にあるため、多量のCOガスが発生し、溶
鋼が強攪拌され、スプラッシュ発生量も多く、脱炭反応
速度が大きい。これに対して、処理後期(領域■)では
溶鋼中[C]および[O]が低濃度領域に移行するため
、COガス発生量が低下し、溶鋼攪拌力および気液界面
積が減少して、脱炭反応速度が小さくなる。そこで、処
理後期に至ると、COガス発生量の低下に応じて気泡ガ
スの吹き込み量を増量し、領域■におけるCOガス発生
量の不足分を補う。この補償ガスの吹き込みにより溶鋼
攪拌力および気液界面積を増大化させ、領域■の脱炭反
応速度を高め、溶鋼の脱炭を促進させる。
ス処理中のCOガス発生量を把掘し、このCOガス発生
量に応じて気泡ガスの吹き込み量を制御し、COガス発
生量および気泡ガスの吹き込み量の合計量が、処理前期
のCOガス発生量を超えるようにしている。すなわち、
処理前期(領域I)における溶鋼中[C]および[O]
は高濃度領域にあるため、多量のCOガスが発生し、溶
鋼が強攪拌され、スプラッシュ発生量も多く、脱炭反応
速度が大きい。これに対して、処理後期(領域■)では
溶鋼中[C]および[O]が低濃度領域に移行するため
、COガス発生量が低下し、溶鋼攪拌力および気液界面
積が減少して、脱炭反応速度が小さくなる。そこで、処
理後期に至ると、COガス発生量の低下に応じて気泡ガ
スの吹き込み量を増量し、領域■におけるCOガス発生
量の不足分を補う。この補償ガスの吹き込みにより溶鋼
攪拌力および気液界面積を増大化させ、領域■の脱炭反
応速度を高め、溶鋼の脱炭を促進させる。
因みに、上記RH−OB法は、脱酸後の低PCO領域で
のサイドインジェクションであるのに対して、この発明
では、処理前期の高PCO領域から処理後期の低PCO
領域に至るまでの広範な領域においてサイドイジェクシ
ョンするものである。このため、槽内を高PCO領域か
ら低PCO領域に移行させる(脱炭)と共に、溶鋼を高
溶存酸素[O]領域から低溶存酸素[O]領域に移行さ
せる(脱酸)ことができ、脱酸剤の添加量が低減するこ
とにもなる。
のサイドインジェクションであるのに対して、この発明
では、処理前期の高PCO領域から処理後期の低PCO
領域に至るまでの広範な領域においてサイドイジェクシ
ョンするものである。このため、槽内を高PCO領域か
ら低PCO領域に移行させる(脱炭)と共に、溶鋼を高
溶存酸素[O]領域から低溶存酸素[O]領域に移行さ
せる(脱酸)ことができ、脱酸剤の添加量が低減するこ
とにもなる。
[実施例]
以下、添付の図面を参照しながら、この発明の実施例に
ついて具体的に説明する。
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極低炭素鋼の溶製方法
に使用されたRH脱ガス装置を示す模式図、第2図は脱
ガス下部槽の横断面図、第3図はガス吹き込み装置の部
分を示す縦断面図である。
に使用されたRH脱ガス装置を示す模式図、第2図は脱
ガス下部槽の横断面図、第3図はガス吹き込み装置の部
分を示す縦断面図である。
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110が、8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。
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110が、8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t!10は、その外面が鉄皮11で覆われ、鉄皮
11に耐火レンガ12a、12bが内張すされている。
11に耐火レンガ12a、12bが内張すされている。
脱ガスtfllOの上部には、排気ダクト30およびシ
ュータ32が設けられている。排気ダクト30は、図示
しないガス排気装置に連通している。シュータ32は、
副原料または合金材を貯蔵したホッパ31に連通してい
る。脱ガス槽10は、上部槽と下部槽とに分離可能にフ
ランジ継手(図示せず)により接続されている。
ュータ32が設けられている。排気ダクト30は、図示
しないガス排気装置に連通している。シュータ32は、
副原料または合金材を貯蔵したホッパ31に連通してい
る。脱ガス槽10は、上部槽と下部槽とに分離可能にフ
ランジ継手(図示せず)により接続されている。
脱ガス下部冶には1対の短管部が形成されており、一方
の短管部には上昇管24が、他方の短管部には下降管2
6が、それぞれフランジ継手(図示せず)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(溶鋼通路25.27の側)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。
の短管部には上昇管24が、他方の短管部には下降管2
6が、それぞれフランジ継手(図示せず)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(溶鋼通路25.27の側)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が、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。
吹き込み口が通路25にて開口している。
ガス吹き込み管15の基端側は、流量調節弁を備えたア
ルゴンガス供給源(図示せず)に連通している。
ルゴンガス供給源(図示せず)に連通している。
下部槽の側壁に複数のガス吹き込み装置4oが設けられ
、それぞれの吹き込み口47が下部槽の敷レンガ12a
近傍にて開口している。ガス吹き込み装置40の基端側
は、ガス供給源37に連通している。ガス供給源37は
、アルゴンガスタンク、酸素ガスタンク、並びに流量調
節弁を有し、アルゴンガスに所定の割合で酸素ガスをK
6 した混合ガスをガス吹き込み装置40に供給する
ようになっている。
、それぞれの吹き込み口47が下部槽の敷レンガ12a
近傍にて開口している。ガス吹き込み装置40の基端側
は、ガス供給源37に連通している。ガス供給源37は
、アルゴンガスタンク、酸素ガスタンク、並びに流量調
節弁を有し、アルゴンガスに所定の割合で酸素ガスをK
6 した混合ガスをガス吹き込み装置40に供給する
ようになっている。
プロセスコンピュータ36の出力側かガス供給源37の
流星調節弁に接続され、一方、コンピュータ36の入力
側は、排気ダクト30のガス流量計34および分析=f
35に接続されている。すなわち、流量計34および分
析計35の検出結果に基づきコンピュータ36ではCO
ガス発生量を算出し、これに基づきコンピュータ36か
らガス吹き込み装置40へ所定の指令信号が出され、所
定量のガスが槽内の溶鋼3に吹き込まれるようになって
いる。
流星調節弁に接続され、一方、コンピュータ36の入力
側は、排気ダクト30のガス流量計34および分析=f
35に接続されている。すなわち、流量計34および分
析計35の検出結果に基づきコンピュータ36ではCO
ガス発生量を算出し、これに基づきコンピュータ36か
らガス吹き込み装置40へ所定の指令信号が出され、所
定量のガスが槽内の溶鋼3に吹き込まれるようになって
いる。
第3図に示すように、ガス吹き込み装置40は、上昇管
の通路25および下降管の通路27を避けるように、中
心角25″の間隔をもって放射状に4本2組の合計8本
が設けられている。なお、ガス吹き込み口47の数は多
ければ多いほどよいが、吹き込み口47が相互に接近し
すぎるとインジェクションガス同士が干渉しあい、ガス
気泡が大径化するので、これらは適度に離隔させる。こ
の場合に、ガス吹き込みロ47相互のピッチ間隔は、1
40ma+以上とすることが望ましく、200〜500
mgの範囲とすることがより好ましい。
の通路25および下降管の通路27を避けるように、中
心角25″の間隔をもって放射状に4本2組の合計8本
が設けられている。なお、ガス吹き込み口47の数は多
ければ多いほどよいが、吹き込み口47が相互に接近し
すぎるとインジェクションガス同士が干渉しあい、ガス
気泡が大径化するので、これらは適度に離隔させる。こ
の場合に、ガス吹き込みロ47相互のピッチ間隔は、1
40ma+以上とすることが望ましく、200〜500
mgの範囲とすることがより好ましい。
第4図に示すように、ガス吹き込み装置4oの細管ノズ
ル46は、耐火レンガ12cに埋め込まれ、その先端吹
き込み口47が側壁耐火レンガ12bより内方に約50
mm突出している。一方、細管ノズル46の基端部は、
鉄皮11より突出し、保護カバー44で保護されている
。保護カバー44は、鉄皮11に溶接され、その外側に
ユニオンエルボ43が接続されている。更に、エルボ4
3はカップリング42によりホース41に着脱可能に接
続されている。なお、この場合に、細管ノズル46はス
テンレス鋼でつくられており、その内径が2■、その外
径が31Imである。耐溶損性の観点から、細管ノズル
46の受熱面積は少ないほうが好ましく、細管ノズル4
6は薄肉厚であることが望ましい。
ル46は、耐火レンガ12cに埋め込まれ、その先端吹
き込み口47が側壁耐火レンガ12bより内方に約50
mm突出している。一方、細管ノズル46の基端部は、
鉄皮11より突出し、保護カバー44で保護されている
。保護カバー44は、鉄皮11に溶接され、その外側に
ユニオンエルボ43が接続されている。更に、エルボ4
3はカップリング42によりホース41に着脱可能に接
続されている。なお、この場合に、細管ノズル46はス
テンレス鋼でつくられており、その内径が2■、その外
径が31Imである。耐溶損性の観点から、細管ノズル
46の受熱面積は少ないほうが好ましく、細管ノズル4
6は薄肉厚であることが望ましい。
次に、上記脱ガス槽を用いて、炭素な有量が10ppm
以下の極低炭素鋼を溶製する場合について説明する。
以下の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200〜300 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。
を取鍋2に受鋼し、これを脱ガス処理設備に搬送する。
溶fI4Bの量は約250トンであり、スラグ4で覆わ
れている。取鍋2をリフトし、取鍋山の溶M3に浸漬管
24.26を浸漬し、脱ガス槽10の内部を減圧する。
れている。取鍋2をリフトし、取鍋山の溶M3に浸漬管
24.26を浸漬し、脱ガス槽10の内部を減圧する。
約200トールまで減圧すると、溶鋼3が下部槽の敷レ
ンガ12aの上面に到達する。更に、槽内を減圧すると
、溶鋼3が脱ガス槽10内に取鍋湯面から約1.5mの
高さまで吸い上げられる。ガス吹き込み管15に毎分1
00ONIlのアルゴンガスを供給し、約5分間後に毎
分260ONNにアルゴンガス供給量を増加させる。こ
れにより、溶m3の見掛けの比重が低下し、溶M3がガ
ス気泡と共に通路25内を上昇する。上昇管24の上方
湯面が盛上がり、スプラッシュが発生し、溶鋼中[C]
が[O]と反応してガス化し、このCOガスがυr気さ
れる。溶鋼3は、上昇管24から下降管26に向かつて
流れ、w42および脱ガス槽1oの間を循環する。この
とき、溶鋼環流量は毎分17Nm31i度に達する。
ンガ12aの上面に到達する。更に、槽内を減圧すると
、溶鋼3が脱ガス槽10内に取鍋湯面から約1.5mの
高さまで吸い上げられる。ガス吹き込み管15に毎分1
00ONIlのアルゴンガスを供給し、約5分間後に毎
分260ONNにアルゴンガス供給量を増加させる。こ
れにより、溶m3の見掛けの比重が低下し、溶M3がガ
ス気泡と共に通路25内を上昇する。上昇管24の上方
湯面が盛上がり、スプラッシュが発生し、溶鋼中[C]
が[O]と反応してガス化し、このCOガスがυr気さ
れる。溶鋼3は、上昇管24から下降管26に向かつて
流れ、w42および脱ガス槽1oの間を循環する。この
とき、溶鋼環流量は毎分17Nm31i度に達する。
上昇管24へのアルゴンガス吹き込みを開始すると、溶
鋼が攪拌されてCOガスを主成分とする多量のガスが発
生する。発生したガスは、排気ダクト30を通過して排
気装置(図示せず)にD1気されるが、このとき流量計
34及び分析計35によりガス流量およびCOガス濃度
が検出される。
鋼が攪拌されてCOガスを主成分とする多量のガスが発
生する。発生したガスは、排気ダクト30を通過して排
気装置(図示せず)にD1気されるが、このとき流量計
34及び分析計35によりガス流量およびCOガス濃度
が検出される。
これらの検出信号は、コンピュータ36の人力部に送ら
れる。コンピュータ36に検出信号が人力されると、こ
れに基づきcoガス発生量が算出される。処理前期にお
けるCOガス発生量は、毎分3000〜6000 Nf
f程度である。コンピュータ36の演算部では、予め設
定された基準ガス量(所定レベル以上のガス攪拌力を得
るに心変なトータル攪拌ガス量)からCOガス発生量(
排気ガス検出値に基づき算出したガス量)を引いて差を
求め、この差に見合うだけのガス量がガス吹き込み装置
40に供給されるように指令信号がガス供給源37に送
る。これにより、ガス吹き込み装置40の細管ノズル4
6に混合ガスが供給され、ガスが細かな気泡となって吹
き込み口47から勢いよく溶ff43に噴射される。こ
のとき、ガス気泡の到達距離は約400Illalであ
る。
れる。コンピュータ36に検出信号が人力されると、こ
れに基づきcoガス発生量が算出される。処理前期にお
けるCOガス発生量は、毎分3000〜6000 Nf
f程度である。コンピュータ36の演算部では、予め設
定された基準ガス量(所定レベル以上のガス攪拌力を得
るに心変なトータル攪拌ガス量)からCOガス発生量(
排気ガス検出値に基づき算出したガス量)を引いて差を
求め、この差に見合うだけのガス量がガス吹き込み装置
40に供給されるように指令信号がガス供給源37に送
る。これにより、ガス吹き込み装置40の細管ノズル4
6に混合ガスが供給され、ガスが細かな気泡となって吹
き込み口47から勢いよく溶ff43に噴射される。こ
のとき、ガス気泡の到達距離は約400Illalであ
る。
インジェクションガスの気泡が核となり、溶鋼中[C]
と[O〕とのガス生成反応が促進され、多量のCOガス
が発生する。これにより、溶鋼3の脱炭が急激に進行す
る。また、インジェクションガスには酸素が含まれてい
るので、吹き込みロ47近傍にマツシュルームが形成さ
れない。すなわち、吹き込みガスが断熱膨張して生じる
吸熱量が、溶鋼の酸化発熱量により補償され、吹き込み
口47への溶鋼の凝固付着が阻止される。
と[O〕とのガス生成反応が促進され、多量のCOガス
が発生する。これにより、溶鋼3の脱炭が急激に進行す
る。また、インジェクションガスには酸素が含まれてい
るので、吹き込みロ47近傍にマツシュルームが形成さ
れない。すなわち、吹き込みガスが断熱膨張して生じる
吸熱量が、溶鋼の酸化発熱量により補償され、吹き込み
口47への溶鋼の凝固付着が阻止される。
やがて、処理後期(領域■)に至ると、溶鋼中[C]、
[O1が小さくなり、COガス発生量が毎分1ooo〜
200 ON1以下に低下するが、排気ガス検出信号に
基づくコンピュータ演算により攪拌ガスの不足分を求め
、これに基づきガス吹き込み装置40から気泡ガスを吹
き込み、不足分を補う。これにより、処理後期(領域■
)においても処理前期(領域l)と同様のガス攪拌力及
び気液界面積を得ることができ、脱炭反応が促進され、
所定の目標成分の極低炭素鋼が溶製される。
[O1が小さくなり、COガス発生量が毎分1ooo〜
200 ON1以下に低下するが、排気ガス検出信号に
基づくコンピュータ演算により攪拌ガスの不足分を求め
、これに基づきガス吹き込み装置40から気泡ガスを吹
き込み、不足分を補う。これにより、処理後期(領域■
)においても処理前期(領域l)と同様のガス攪拌力及
び気液界面積を得ることができ、脱炭反応が促進され、
所定の目標成分の極低炭素鋼が溶製される。
第5図は、横軸にRH脱脱ガス処理量間とり、縦軸に溶
鋼の炭素濃度[C]をとって、本発明と従来技術とを比
較説明するためのグラフ図である。
鋼の炭素濃度[C]をとって、本発明と従来技術とを比
較説明するためのグラフ図である。
図中、斜線領域はサイドインジェクションしない従来の
脱ガス処理の結果を、白丸はサイドインジェクションを
有する本発明の結果をそれぞれ示す。
脱ガス処理の結果を、白丸はサイドインジェクションを
有する本発明の結果をそれぞれ示す。
第6図は、横軸に溶鋼の炭素濃度[C]をとり、縦軸に
脱炭反応速度定数Kcをとって、本発明と従来技術とを
比較説明するためのグラフ図である。
脱炭反応速度定数Kcをとって、本発明と従来技術とを
比較説明するためのグラフ図である。
図中、斜線領域はサイドインジェクションしない従来の
脱ガス処理の結果を、白丸はサイドインジェクションを
有する本発明の結果をそれぞれ示す。
脱ガス処理の結果を、白丸はサイドインジェクションを
有する本発明の結果をそれぞれ示す。
両図から明らかなように、本発明の実施例によれば脱ガ
ス処理の全ての期間において脱炭速度を向上させること
ができ、特に処理後期(領域■)の脱炭速度を向上させ
ることができた。このため、従来の方法では達成困難な
レベルであった10pp11以下のレベルまで短時間で
[C]を低減することができ、極低炭素鋼を安定かつ迅
速に溶製することができた。
ス処理の全ての期間において脱炭速度を向上させること
ができ、特に処理後期(領域■)の脱炭速度を向上させ
ることができた。このため、従来の方法では達成困難な
レベルであった10pp11以下のレベルまで短時間で
[C]を低減することができ、極低炭素鋼を安定かつ迅
速に溶製することができた。
なお、上記実施例では、RHHガス法の場合について説
明したが、本発明はこれのみに限られることなく、DH
脱ガス法に本発明を採用してもよい。
明したが、本発明はこれのみに限られることなく、DH
脱ガス法に本発明を採用してもよい。
また、上記実施例では、アルゴンガスに対して酸素ガス
が1〜20容積%の割合の混合ガスをサイドインジェク
ションした場合について説明したが、ガス種はこれのみ
に限られることなく、COガス生成反応を積極的に阻害
するガス種以外のものであれば、いずれの種類のガスを
採用してもよく、例えばアルゴンガス、ヘリウムガス、
酸素ガス、窒素ガス、水素ガス、CO2ガス、COガス
。
が1〜20容積%の割合の混合ガスをサイドインジェク
ションした場合について説明したが、ガス種はこれのみ
に限られることなく、COガス生成反応を積極的に阻害
するガス種以外のものであれば、いずれの種類のガスを
採用してもよく、例えばアルゴンガス、ヘリウムガス、
酸素ガス、窒素ガス、水素ガス、CO2ガス、COガス
。
エア、並びにこれらの混合ガスのうちいずれのガスをも
採用することができる。
採用することができる。
また、上記実施例では、ガス吹き込み用の細管ノズルに
ステンレス鋼管を用いたが、これに限られることなく、
他の種類の金属管やセラミック管を用いることもできる
。
ステンレス鋼管を用いたが、これに限られることなく、
他の種類の金属管やセラミック管を用いることもできる
。
[発明の効果]
この発明によれば、COガス発生量の不足分に見合うだ
けの補償ガスを溶鋼に吹き込むので、処理後期において
も処理前期と同様のガス攪拌力及び気液界面積を得るこ
とができ、処理後期のCOガス生成反応を大幅に促進さ
せることができる。
けの補償ガスを溶鋼に吹き込むので、処理後期において
も処理前期と同様のガス攪拌力及び気液界面積を得るこ
とができ、処理後期のCOガス生成反応を大幅に促進さ
せることができる。
このため、[C]が101)I)−以下のレベルの極低
炭素鋼を安定かつ迅速に溶製することができる。
炭素鋼を安定かつ迅速に溶製することができる。
また更に、槽内で発生するスプラッシュ量も増大化し、
脱炭反応と共に、脱窒素等の他の反応も促進され、極低
炭素鋼のみならず極低窒素鋼を溶製する場合にも有効で
ある。
脱炭反応と共に、脱窒素等の他の反応も促進され、極低
炭素鋼のみならず極低窒素鋼を溶製する場合にも有効で
ある。
第1図はこの発明の実施例に係る極低炭素鋼の溶製方法
に使用された脱ガス槽を示す模式図、第2図は脱ガス下
部槽の横断面図、第3図はガス吹き込み装置の部分を示
す拡大縦断面図、第4図乃至第6図はそれぞれ本発明の
作用効果を説明するためのグラフ図、第7図乃至第10
図はそれぞれ従来技術を説明するためのグラフ図である
。
に使用された脱ガス槽を示す模式図、第2図は脱ガス下
部槽の横断面図、第3図はガス吹き込み装置の部分を示
す拡大縦断面図、第4図乃至第6図はそれぞれ本発明の
作用効果を説明するためのグラフ図、第7図乃至第10
図はそれぞれ従来技術を説明するためのグラフ図である
。
Claims (1)
- 減圧下の溶鋼に気泡ガスを吹き込み、気泡ガスにより溶
鋼中[C]及び[O]の脱炭反応を促進させる場合に、
脱炭反応により生じるCOガス発生量を把握し、COガ
ス発生量と前記気泡ガスの吹き込み量との合計量が、少
なくとも処理前期のCOガス発生量を超えるように、前
記気泡ガスの吹き込み量を制御することを特徴とする極
低炭素鋼の溶製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19270389A JPH0361318A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19270389A JPH0361318A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0361318A true JPH0361318A (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=16295646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19270389A Pending JPH0361318A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0361318A (ja) |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19270389A patent/JPH0361318A/ja active Pending
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