JPH04202710A - 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】

（技術分野） 本発明は、誘導加熱方式を用いた真空取鍋精錬方法に係
り、特に綱、特殊鋼、ステンレス鋼等の金属の生湯量の
溶湯の精錬に適した真空精錬手法に関するものである。 （背景技術） 従来から、特殊鋼の如き金属の製造は、多くの場合、ア
ーク炉でスクラップを溶解したものか、または高炉から
の溶銑を原料にして精錬を進めることによって行なわれ
ており、そしてそのような精錬のために各種の手法が提
案されているが、何れの手法にも何等かの問題が内在し
ている。 例えば、固定された炉を用いる方式として、精錬される
べき溶湯中にＡｒ及び０２ガスを炉の下方から吹き込み
、大気下にて精錬するＡＯＤ法や電極加熱による精錬を
行なった後、炉体を傾動して、羽口を溶湯表面下に浸漬
させ、そこからＡｒガスを吹き込むようにしたＧＲＡＦ
法等が知られているが、これらの手法にあっては、何れ
も、脱酸度や脱水素度及び非金属介在物の除去が不充分
であるという精錬上の問題に加えて、炉が固定されてい
るために、鋳込場所への溶湯の搬送に別の取鍋を使用す
る必要があり、そのような取鍋への出湯によって溶湯が
大気汚染される問題を生じており、また溶湯が少量時に
おいては精錬性能の低下が顕著である他、装置的に大型
化し、更には精錬温度が高くなるために、より耐火性に
優れた耐火物を用いる必要がある等の問題が内在してい
る。 一方、鋳込場所への溶湯の搬送が容易であり、大気汚染
を有利に低減せしめ得ると共に、基数を持つことによっ
て、各種の溶湯の精錬が可能で、成分汚染を考慮しなく
ても良い手法として、溶湯を取鍋に移注して、そこで精
錬を行なうＬＦ法も検討され、更に金属の品質向上策と
して有利に採り入れられる金属溶湯の炉外真空精錬の一
つとして、所謂ＶＬＦ法（真空取鍋精錬法）も提案され
ている。このＶＬＦ法は、溶湯を収容した取鍋を上蓋で
密閉し、そしてその上蓋を貫通するように電極を挿入し
て、電極（アーク）加熱せしめて、スラグ精錬した後、
電極を取り除いて上蓋を交換し、その後真空脱ガス処理
するものであるが、この手法においては、アーク加熱時
には真空に出来ず、一方真空時には加熱出来ないところ
から、所定の真空度を維持することが困難であって、高
度の脱ガス効果を期待することが出来ず、また二種類の
上蓋が必要となることに加えて、加熱操作と真空操作と
が別個となるために、操業も煩わしく、設備コストが大
となる問題も内在している。 また、かかるＶＬＦ法の変法として、電極加熱方式に代
えて、誘導加熱方式を採用する手法も考えられている。 この誘導加熱方式による手法は、取鍋の外側にコイルを
配置して、所定周波数の電力を供給することによって、
かかる取鍋内の金属溶湯を誘導加熱せしめる一方、取鍋
の上部開口部を上蓋にて密閉し、真空吸引することによ
り、取鍋内を真空と為すものであるところから、溶湯の
加熱処理と真空処理とを同時に行なうことが出来る利点
を有するものの、多孔性の耐火物からなる取鍋の壁部を
通して外部雰囲気（大気）が侵入して、取鍋内の真空度
を低下せしめ、高度の真空状態の実現が困難である問題
を内在している。 （解決課題） ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その解決すべき課題とするところは
、近年における金属材料に対する厳しい要求に応えるべ
く、真空取鍋精錬における真空度の著しい向上を達成し
て、脱酸、脱水素等の脱ガス度の向上を図ると共に、処
理時間を短縮化し、更に生産性の向上を図ることにある
。 （解決手段） そして、本発明は、上述の如き課題を解決するために、
製鋼炉や製ｆｉ１２−次精錬炉等にて溶製された溶湯を
取鍋内に注湯し、この取鍋を、内部に誘導加熱手段を備
えた密閉容器内に収容し、そしてこの密閉容器内を真空
状態ムこ保持すると共に、前記誘導加熱手段によって取
鍋中の金属溶湯を誘導加熱し、この溶湯に対し、各種精
錬を行なうことを特徴とする真空精錬方法を、その要旨
とするものである。 また、本発明において、前記精錬操作は、好適には、誘
導撹拌及び／又は不活性ガス撹拌を含むものであり、更
に、スラグ用フラックス及び／又は合金成分の添加と浴
温度の調整にて行なうことも含むものである。 （具体的構成・作用） 以下、図面を参照しつつ、本発明を更に具体的に明らか
にすることとする。 先ず、第１図は、本発明手法の実施に好適に用いられる
真空精錬装置の一例を概略的に示す図である。 かかる図において、２は、適当な金属材料からなる真空
容器であって、その下部を構成する容器本体４と、その
上部を構成し、かかる容器本体４の上部開口部を気密に
閉塞する、取り外し可能な（開閉可能な）蓋体６とから
構成されている。そして、容器本体４には真空吸引口８
が設けられ、図示しない真空ポンプ等の真空吸引装置に
接続されており、この真空吸引装置の作動によって、真
空容器２内が所望の真空状態下に保持されるようになっ
ている。 また、かかる真空容器２内には、その容器本体４内に、
所定部材にて、円筒状のコイルからなる誘導加熱装置１
０が立設固定せしめられている。 かかる誘導加熱装置１０には、図示しない電カケープル
を通じて所定周波数（１０〜１００Ｈｚ）の電力が給電
されるようになっており、それによって誘導加熱を行な
い得るようになっている。更に、該誘導加熱装置１０の
円筒形状内には、精錬されるべき所定の金属溶湯１４を
収容する取鍋１２が取り出し可能に載置されている。な
お、かかる取鍋１２には、通常用いられる各種の取鍋が
何れも用いられ得るが、本発明では、特に鉄皮構造の絶
縁分割タイプのものが好適に採用される。 そして、このような構造の装置を用いて、本発明に従っ
て、所定の金属溶湯を精錬するに際しては、先ず、かか
る真空容器２の蓋体６を開けて、通常のアーク炉やＡＯ
Ｄ炉等の製鋼炉或いは製鋼２次精錬炉等において溶製さ
れた、精錬されるべき金属溶湯１４を取鍋１２内に注湯
した後、この取鍋１２を真空容器２内に運び込み、そこ
に設置されている誘導加熱装置１０の円筒形状内にセッ
トする。 次いで、蓋体６を閉し、真空容器２を気密に密閉した後
、真空吸引口８を通じて、外部の真空ポンプ等によって
真空吸引することにより、真空容器２内を脱気して、所
定の真空状態と為すのである。なお、真空容器２内の真
空度は、一般に、０．１〜１ＱＴｏｒｒ程度において適
宜に選定されるが、精錬される溶鋼に応じて、Ｑ、ｌ　
Ｔｏｒｒ以下の真空度が好適に採用される場合もある。 そして、その真空状態を保持する一方、誘導加熱装置１
０に対して給電し、取鍋１２内の溶湯１４を誘導加熱す
るのである。 このような真空同時加熱によって、溶湯１４には、真空
脱ガス処理が施されることとなるが、更に有利には、か
かる誘導加熱時に発生する誘導電流により溶湯１４に対
して撹拌作用が加えられ、また必要に応じて、取鍋１２
の底部にポーラスプラグ１５が設けられて、所定の不活
性ガスが吹き込まれ、それによって撹拌が行なわれるこ
ととなる。また、かかる金属溶湯１４には、必要に応じ
て、スラグ用フラックス及び／又は合金成分が添加され
、浴温度が調整されることも可能であり、従ってスラグ
が存在させられることによって、真空スラグ精錬が施さ
れることも出来るのである。 また、このような真空同時加熱によって、所定の精錬操
作が施された溶湯１４は、取鍋１２に収容された状態に
おいて真空容器６内から取り出され、目的とする鋳込場
所に搬送された後、取鍋１２の底部に設けたスライディ
ングノズル１６を通じて出湯されるのである。 従って、このような精錬操作においては、精錬される金
属溶湯１４が取鍋１２内に収容された状態において、真
空容器２内に収容され、所望の真空状態下に保持され得
るものであるところから、溶湯１４を含む取鍋１２内の
雰囲気の真空度を容易に高めることが出来、しかもかか
る溶湯１４の加熱を誘導加熱方式にて短時間に行ない得
るものであるところから、出湯時の溶湯１４の脱酸や脱
水素等の脱ガス鋼を高く維持し得ると共に、精錬時間を
効果的に短縮化することが出来るのである。 しかも、かかる真空精錬操作を従来のＡＯＤ法と組み合
わせ、このＡＯＤ法の後に真空精錬を行なう複合精錬の
実施により、例えばＳＵＳ鋼においては、精錬ガスの一
つであるＡｒガスの吹込みも脱炭操作の後で行なう還元
操作の期間のみ吹き込めば足りるところから、Ａｒガス
の吹込み量も少なくすることが出来る等の特徴を享受す
ることが出来るのである。 （実施例） 以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に
具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのよ
うな実施例の記載によって何等の制約をも受けるもので
ないことは、言うまでもないところである。 また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、当業者の知識に基づいて種々な
る変更、修正、改良等を加え得ることが、理解されるべ
きである。 実施例　ｌ ５ＵＳ３０４の５　ｔｏｎをＡＯＤ炉にて溶製せしめ、
得られた溶鋼を、第１図に示される如き装置を用いて、
真空精錬した。 すなわち、かかるＡＯＤ炉から１６５０°Ｃにて出鋼さ
れた溶鋼（１４）を取鍋（１２）に注入した後、その取
鍋（１２）を真空容器（２）内に設けた誘導加熱装置（
１０）の円筒状の内部にセットせしめ、そして真空容器
（２）を密閉した。その後、真空容器（２）の真空吸引
口（８）から真空ポンプにて真空吸引することにより、
真空容器（２）内を脱気して、約１．　ＯＴｏｒｒの真
空下に保持しつつ、誘導加熱装置（１０）に給電して、
取鍋（１２）内の溶鋼（１４）を誘導加熱せしめ、また
溶＃（１４）内にはポーラスプラグ１５よりＡｒガスを
送給しつつ、精錬を約１０分間行なった。 その後、真空容器（２）の蓋体（６）を開いて取鍋（１
２）を取り出した後、１５８０　”Ｃで出鋼して、２．
５ｔｏｎＸＺ本のインゴットを鋳造し、更にその後、熱
間分塊圧延及び小型圧延を行ない、２０閣φの丸棒を得
た。 上記の如きプロセスにおいて、ＡＯＤ炉出鋼時の未精錬
溶鋼中の

〔０〕の含有量はｔ５ｏｐｐｍであったが、精
錬して得られた溶鋼から製造された丸棒では、７０ＰＰ
ｍまで低下したことが、判明した。 実施例　２ ＳＣＭ４１５の５　ｔｏｎをＡＦ炉にて溶製し、得られ
た溶鋼に対し、第１図の装置を用いて、真空精錬を施し
た。 先ず、ＡＦ炉から１６５０°Ｃにて出鋼された溶ａ（１
４）を取鍋（１２）中に入れ、実施例１と同様にして、
真空容器（２）中において約Ｉ　Ｔｏｒｒの真空下にて
誘導加熱を行なった。なお、その際、取鍋（１２）中ム
こＣａｂ、ＣａＦ２．Ａｊ２．Ｏ。 等のフラックスを５〜２５ｋｇ／ｌｏｎ添加しつつ、精
錬操作を約２０分間行なった。その後、真空容器（２）
を開蓋して、そこから取り出された取鍋（１２）から１
６４０°Ｃにて出鋼し、実施例１と同様のインゴットを
鋳造した後、熱間分塊圧延、小型圧延を行ない、２０ｍ
ｍφの丸棒を得た。 この結果、ＡＦ炉炉出待時は、〔Ｏ〕の含有量は１５０
ｐｐｍであったが、丸棒では３０　ｐ　ｐｍにまで低下
し、また（Ｈ）含有量についても、同じく、５ｐｐｍが
１．５　ｐ　ｐ　ｍにまで低下したことが、判明した。 実施例　３ 各種Ｃ０３ｆｉ度の溶鋼（ＳＮ０Ｍ４３９）に対して、
第１図に示される装置を用いて、真空同時加熱による真
空スラグ精錬を行なった。なお、真空度は５　Ｔｏｒｒ
、精錬温度は１６００°Ｃであった。 また、スラグを与えるフラックスとして、ＣａＯ：　Ａ
ｆ、０．＝６　：　４の割合のものを、２０）ｃｇ／溶
鯛トンの割合で添加した。 得られた結果を第２図に示すが、その結果から明らかな
ように、溶鋼中の（０）濃度を１５ｐｐｍ以下とするに
は、フラックスを添加してから僅かの撹拌時間内におい
て、実現することが出来た。 実施例　４ 第１図に示される装置を用いて、溶１ｉｉ１（ＳＵＳ４
０３）を真空同時加熱処理し、かかる溶鋼中の（Ｈ）濃
度の真空処理（精１）時間に対する推移を調べ、その結
果を第３図に示した。なお、真空度：５Ｔｏｒｒ、温度
：１５５０℃とし、また溶鋼の撹拌を、誘導電流による
撹拌と共に、Ａｒバブリングによる撹拌を加えた。 第３図から明らかなように、本発明に従う真空精錬操作
によって、極めて短時間にて、（Ｈ）１度を２．５　ｆ
）　Ｐ　ｍ以下とすることが出来た。 （発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、確実
に高真空が維持され、そして誘導加熱にて短時間で加熱
精錬を行なうことが出来るところから、金属溶湯の脱ガ
ス度を著しく高めることが出来、以て品質の良い金属材
料を有利に得ることが出来ると共に、その生産性の向上
を図ることが可能となったのである。しかも、精錬ガス
量を、従来のＡＯＤ法等に比して低減せしめることが可
能となる等の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明に用いられる真空誘導加熱取鍋精錬装
置の一例を示す縦断面概略図であり、第２図及び第３図
は、それぞれ、実施例３及び４において得られた結果を
示すグラフである。 ２：真空容器　　　　　４：容器本体 ６：１体　　　　　　　８：真空吸引口１０：誘導加熱
装置　　１２：取鍋

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）製鋼炉や製鋼２次精錬炉等にて溶製された溶湯を
   取鍋内に注湯し、この取鍋を、内部に誘導加熱手段を備
   えた密閉容器内に収容し、そしてこの密閉容器内を真空
   状態に保持すると共に、前記誘導加熱手段によって取鍋
   中の金属溶湯を誘導加熱し、この溶湯に対し、各種精錬
   を行なうことを特徴とする真空精錬方法。
2. （２）前記精錬が、誘導撹拌及び／又は不活性ガス撹拌
   を含む請求項（１）に記載の方法。
3. （３）前記精錬が、スラグ用フラックス及び／又は合金
   成分の添加と浴温度の調整にて行なわれる請求項（１）
   または（２）に記載の方法。