JPH04325622A - 極低炭素鋼の製造方法 - Google Patents
極低炭素鋼の製造方法Info
- Publication number
- JPH04325622A JPH04325622A JP12279891A JP12279891A JPH04325622A JP H04325622 A JPH04325622 A JP H04325622A JP 12279891 A JP12279891 A JP 12279891A JP 12279891 A JP12279891 A JP 12279891A JP H04325622 A JPH04325622 A JP H04325622A
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- Japan
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- tuyere
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＲＨ，ＤＨ等の真空脱ガ
ス処理装置において、極低炭素で窒素、水素等ガス不純
物が極く少ない鋼を迅速に且つ大量に溶製する方法に関
するものである。
ス処理装置において、極低炭素で窒素、水素等ガス不純
物が極く少ない鋼を迅速に且つ大量に溶製する方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】連続焼鈍プロセスによる冷延鋼板に対す
る高加工性の要求の増大、メッキ鋼板における良メッキ
性確保の観点より、これに適合する素材として炭素含有
量１０ｐｐｍないし数ｐｐｍの極低炭素鋼が要求される
ようになった。またフェライト系ステンレス鋼において
は極低炭素（３０ｐｐｍ以下）、窒素（５０ｐｐｍ以下
）にすれば耐食性が飛躍的に向上することが知られてい
る。
る高加工性の要求の増大、メッキ鋼板における良メッキ
性確保の観点より、これに適合する素材として炭素含有
量１０ｐｐｍないし数ｐｐｍの極低炭素鋼が要求される
ようになった。またフェライト系ステンレス鋼において
は極低炭素（３０ｐｐｍ以下）、窒素（５０ｐｐｍ以下
）にすれば耐食性が飛躍的に向上することが知られてい
る。
【０００３】従来から極低炭素鋼はＲＨ，ＤＨ等の真空
脱ガス装置により溶製されてきた。図４は従来からのＲ
Ｈ脱ガス装置を示す説明図である。溶鋼鍋１１中の溶鋼
１０は上昇管３に設けられたガス吹き込みノズル２から
の不活性ガスにより真空槽８に吸引される。真空槽中の
溶鋼は下降管１２を通して溶鋼鍋に戻るがこの間に脱炭
反応や脱ガス反応が行なわれる。
脱ガス装置により溶製されてきた。図４は従来からのＲ
Ｈ脱ガス装置を示す説明図である。溶鋼鍋１１中の溶鋼
１０は上昇管３に設けられたガス吹き込みノズル２から
の不活性ガスにより真空槽８に吸引される。真空槽中の
溶鋼は下降管１２を通して溶鋼鍋に戻るがこの間に脱炭
反応や脱ガス反応が行なわれる。
【０００４】これらの装置では通常１Ｔｏｒｒ以下の真
空度で処理が行なわれている。真空脱ガス装置における
脱炭素のメカニズムは真空槽内ＣＯ分圧が極度に低いた
め（約０．００２Ｔｏｒｒ以下）溶鋼中の酸素と炭素が
結びつきＣＯガスとなり、排ガスとして排出され、結果
として溶鋼中の炭素濃度が低下する。さらには溶鋼中に
不活性ガスを吹き込むことによりＣＯ分圧ゼロの不活性
ガス気泡界面でも下記反応が進行するため脱炭素反応が
促進される。また窒素、水素も雰囲気中のこれらガスの
分圧が低下することにより同時に鋼中から除去される。
空度で処理が行なわれている。真空脱ガス装置における
脱炭素のメカニズムは真空槽内ＣＯ分圧が極度に低いた
め（約０．００２Ｔｏｒｒ以下）溶鋼中の酸素と炭素が
結びつきＣＯガスとなり、排ガスとして排出され、結果
として溶鋼中の炭素濃度が低下する。さらには溶鋼中に
不活性ガスを吹き込むことによりＣＯ分圧ゼロの不活性
ガス気泡界面でも下記反応が進行するため脱炭素反応が
促進される。また窒素、水素も雰囲気中のこれらガスの
分圧が低下することにより同時に鋼中から除去される。
【化１】
【０００５】現状の真空脱ガス装置における脱炭処理は
槽内の真空度と溶鋼循環用のアルゴンガスによるもので
あり、４００ｐｐｍの溶鋼中炭素を約１５分で約３０ｐ
ｐｍまで低下させる能力を有する。しかしながら、前記
の極低炭素鋼大量溶製の要求に対応するためにはさらな
る脱炭促進技術が、特に脱炭反応速度の低下する３０ｐ
ｐｍ以下の脱炭処理においては必須となる。
槽内の真空度と溶鋼循環用のアルゴンガスによるもので
あり、４００ｐｐｍの溶鋼中炭素を約１５分で約３０ｐ
ｐｍまで低下させる能力を有する。しかしながら、前記
の極低炭素鋼大量溶製の要求に対応するためにはさらな
る脱炭促進技術が、特に脱炭反応速度の低下する３０ｐ
ｐｍ以下の脱炭処理においては必須となる。
【０００６】脱炭反応速度をより大きくするには反応界
面積を大きくとるか、真空脱ガス装置における溶鋼循環
量を大きくとることが重要となる。しかしながら溶鋼循
環量を大きくするためにアルゴンガスを大量に吹込むと
図４に示すように槽内のスプラッシュ９が激しくなり地
金付着１３により操業困難な状態になる。また浸漬管か
らの不活性ガス吹込み量をいかに多くしても真空槽内で
は気泡は上昇管近傍に集中するので真空槽内容積全体を
有効に利用するという点では不十分であるといえる。
面積を大きくとるか、真空脱ガス装置における溶鋼循環
量を大きくとることが重要となる。しかしながら溶鋼循
環量を大きくするためにアルゴンガスを大量に吹込むと
図４に示すように槽内のスプラッシュ９が激しくなり地
金付着１３により操業困難な状態になる。また浸漬管か
らの不活性ガス吹込み量をいかに多くしても真空槽内で
は気泡は上昇管近傍に集中するので真空槽内容積全体を
有効に利用するという点では不十分であるといえる。
【０００７】そこで真空槽において対策を講じて反応界
面積を増大し、脱ガスを促進する方法が考えられる。こ
の方法として真空槽側壁に羽口を設け不活性ガスを吹込
む方法、特にこの場合羽口径を３ミリメートル以下とし
て吹込み圧力を２０ｋｇｆ／平方センチメートル以上と
高圧にするのが好ましいとする方法が特開平２−２１７
４１２号公報に開示されている。また真空槽底部の溶鋼
に接する位置に超音波加振子を設置し、真空槽内にすで
にある気泡を破砕微細化すると共にキャビテーション現
象により新たな気泡を生成せしめるという技術が特開平
２−１７３２０４号公報に開示されている。
面積を増大し、脱ガスを促進する方法が考えられる。こ
の方法として真空槽側壁に羽口を設け不活性ガスを吹込
む方法、特にこの場合羽口径を３ミリメートル以下とし
て吹込み圧力を２０ｋｇｆ／平方センチメートル以上と
高圧にするのが好ましいとする方法が特開平２−２１７
４１２号公報に開示されている。また真空槽底部の溶鋼
に接する位置に超音波加振子を設置し、真空槽内にすで
にある気泡を破砕微細化すると共にキャビテーション現
象により新たな気泡を生成せしめるという技術が特開平
２−１７３２０４号公報に開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先にに
述べた真空槽底部側壁に羽口を設けて不活性ガスを吹込
む方法は微細な気泡を真空槽内全体にわたって吹込む必
要があり、これがため小径の羽口で高圧のガスを吹込む
ことを推奨している。しかし一方、小径の羽口は詰まり
を生じやすく、高圧ガス設備は設備保全のコストが増大
するという問題がある。また溶鋼中に超音波を入射させ
る方法は振動子の耐熱性、耐久性等解決すべき問題があ
る。
述べた真空槽底部側壁に羽口を設けて不活性ガスを吹込
む方法は微細な気泡を真空槽内全体にわたって吹込む必
要があり、これがため小径の羽口で高圧のガスを吹込む
ことを推奨している。しかし一方、小径の羽口は詰まり
を生じやすく、高圧ガス設備は設備保全のコストが増大
するという問題がある。また溶鋼中に超音波を入射させ
る方法は振動子の耐熱性、耐久性等解決すべき問題があ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記従来技術の
問題点を有利に解決するためのものであって、ＲＨ、Ｄ
Ｈ等の真空槽に溶鋼を吸上げて精練を行なう極低炭素鋼
の溶製方法において、真空槽下部の側壁に１または２以
上の下部槽羽口を設け、不活性ガスを粗密波状に吹込む
ことを特徴とする。
問題点を有利に解決するためのものであって、ＲＨ、Ｄ
Ｈ等の真空槽に溶鋼を吸上げて精練を行なう極低炭素鋼
の溶製方法において、真空槽下部の側壁に１または２以
上の下部槽羽口を設け、不活性ガスを粗密波状に吹込む
ことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の特徴の一つである羽口より不活性ガス
を粗密波状に吹込むことについてまず説明する。図３は
真空槽下部、いわゆる下部槽に設けられた下部槽羽口１
を示す断面図であって、５は鉄皮、４は耐火物である。 従来の方法でガスを吹込む場合には、図３示すように下
部槽羽口１から溶融金属１０中にガス１５が気泡１６と
なって離脱するとき、膨らんで表面張力の平衡が保たれ
なくなったところで切れる。ところが本発明の方法によ
れば、図２に示すようにガス１５が粗密波Ｗとなって下
部槽羽口１から出るので細かい気泡となって溶融金属中
に離脱する。すなわち密な部分では圧力が高く粗な部分
では圧力が低くなっているので、粗密波の圧力の振幅が
十分大きければ粗な部分ではいわばくさび効果により羽
口で流れが切られ細かい気泡を形成できる。
を粗密波状に吹込むことについてまず説明する。図３は
真空槽下部、いわゆる下部槽に設けられた下部槽羽口１
を示す断面図であって、５は鉄皮、４は耐火物である。 従来の方法でガスを吹込む場合には、図３示すように下
部槽羽口１から溶融金属１０中にガス１５が気泡１６と
なって離脱するとき、膨らんで表面張力の平衡が保たれ
なくなったところで切れる。ところが本発明の方法によ
れば、図２に示すようにガス１５が粗密波Ｗとなって下
部槽羽口１から出るので細かい気泡となって溶融金属中
に離脱する。すなわち密な部分では圧力が高く粗な部分
では圧力が低くなっているので、粗密波の圧力の振幅が
十分大きければ粗な部分ではいわばくさび効果により羽
口で流れが切られ細かい気泡を形成できる。
【００１１】本発明の方法を実施するためにはガスの流
れに粗密波を発生する手段が必要である。粗密波は音波
に他ならないから、単純にいえば「笛」を羽口への配管
途中に置けばよい。しかしながら羽口で気泡を確実に細
かくするには粗密の圧力差が十分に大きい必要がある。 したがってガスの流れを効率よく粗密波に変換する機構
が必要となる。
れに粗密波を発生する手段が必要である。粗密波は音波
に他ならないから、単純にいえば「笛」を羽口への配管
途中に置けばよい。しかしながら羽口で気泡を確実に細
かくするには粗密の圧力差が十分に大きい必要がある。 したがってガスの流れを効率よく粗密波に変換する機構
が必要となる。
【００１２】本発明者等は粗密波発生のための装置をい
くつか開発したが、そのうちの一例を図１に示す。ノズ
ル２のガス供給側配管２０と下部槽羽口１に至る配管２
２とを交叉して結合し、前記ガス供給側配管２０を前記
交叉した部分２３より延長して閉塞して共鳴管２１とす
る。一方前記浸漬管羽口１に至る配管２２を前記交叉し
た部分２３より延長して閉塞し空間部２４を形成する。
くつか開発したが、そのうちの一例を図１に示す。ノズ
ル２のガス供給側配管２０と下部槽羽口１に至る配管２
２とを交叉して結合し、前記ガス供給側配管２０を前記
交叉した部分２３より延長して閉塞して共鳴管２１とす
る。一方前記浸漬管羽口１に至る配管２２を前記交叉し
た部分２３より延長して閉塞し空間部２４を形成する。
【００１３】このガス吹込みノズルにおいて、ガス供給
側配管２０から超音速で供給された不活性ガス１５は交
叉した部分２３において空間部２４により広くなった空
間に開放される。これにより圧力の不安定現象を生じ粗
密波を発生する。このとき共鳴管２１が設けられている
のでこれの寸法で定まる共鳴現象を生じ、強力な粗密波
を発生する。共鳴の周波数ｆは音速をｃ［ｍ／ｓ］、共
鳴管の長さ、径をそれぞれｌ、ｄ［ｍ］としたとき次式
で与えられる。
側配管２０から超音速で供給された不活性ガス１５は交
叉した部分２３において空間部２４により広くなった空
間に開放される。これにより圧力の不安定現象を生じ粗
密波を発生する。このとき共鳴管２１が設けられている
のでこれの寸法で定まる共鳴現象を生じ、強力な粗密波
を発生する。共鳴の周波数ｆは音速をｃ［ｍ／ｓ］、共
鳴管の長さ、径をそれぞれｌ、ｄ［ｍ］としたとき次式
で与えられる。
【数１】
【００１４】気泡の大きさはガスの共鳴周波数を高くす
る程小さくなるが、共鳴周波数は通常１０から１００ｋ
Ｈｚ程度が望ましい。また吹込みガスの流速は２から３
マッハにすることが望ましい。
る程小さくなるが、共鳴周波数は通常１０から１００ｋ
Ｈｚ程度が望ましい。また吹込みガスの流速は２から３
マッハにすることが望ましい。
【００１５】図５は本発明の方法を実施するためのＲＨ
脱ガス装置の上昇管に沿って切断した断面図である。真
空槽の下部、いわゆる下部槽８Ａに下部槽羽口１を設け
不活性ガスを粗密波状に吹込む。この装置の例において
は吹込みノズルは共鳴管２１の長さをピストン機構２６
とエアシリンダ２７により自在に変えられるようになっ
ている。なお、ＲＨ脱ガス装置は上昇管３内にリフトガ
スを吹込むが、これのノズルもこの装置例においては粗
密波状に吹込むようになっている。
脱ガス装置の上昇管に沿って切断した断面図である。真
空槽の下部、いわゆる下部槽８Ａに下部槽羽口１を設け
不活性ガスを粗密波状に吹込む。この装置の例において
は吹込みノズルは共鳴管２１の長さをピストン機構２６
とエアシリンダ２７により自在に変えられるようになっ
ている。なお、ＲＨ脱ガス装置は上昇管３内にリフトガ
スを吹込むが、これのノズルもこの装置例においては粗
密波状に吹込むようになっている。
【００１６】図６は真空槽内部を上方から見た本発明の
実施状況を示す図であるが、８本の下部槽羽口が設けら
れており真空槽全体に気泡が分布している。気泡の到達
距離Ｌはガスの流速をＶ、羽口径をＤ、係数をｋとする
と次式の関係にある。
実施状況を示す図であるが、８本の下部槽羽口が設けら
れており真空槽全体に気泡が分布している。気泡の到達
距離Ｌはガスの流速をＶ、羽口径をＤ、係数をｋとする
と次式の関係にある。
【数２】
【００１７】したがって吹込みの流速Ｖを変えれば気泡
到達距離を変えられる。本発明のガス吹込みノズルにお
いては共鳴管の長さｌを変えれば粗密波の周波数が変わ
り気泡の大きさも変わるので、先に述べたようにｌを調
整できるようにしておけば気泡の大きさと気泡到達距離
は別個独立に変化する。
到達距離を変えられる。本発明のガス吹込みノズルにお
いては共鳴管の長さｌを変えれば粗密波の周波数が変わ
り気泡の大きさも変わるので、先に述べたようにｌを調
整できるようにしておけば気泡の大きさと気泡到達距離
は別個独立に変化する。
【００１８】
【実施例】転炉にて吹錬を完了した炭素量２００ｐｐｍ
の溶鋼２５０ｔを本発明の方法を適用したＲＨ脱ガス装
置で処理した。下部槽羽口は８本あり、羽口径は３．５
ミリメートルで羽口ガス圧は９気圧（ゲージ圧）である
。アルゴンガス流量は３０００ｌ／分、気流マッハ数は
２．３で、粗密波の周波数は２０ｋＨｚである。その他
に上昇管羽口からはリフトガスを吹込んでいるが、これ
は従来からのものでアルゴンガス流量は１５００ｌ／分
である。その結果を下部槽羽口からのアルゴンガス吹込
みを行なわない従来技術と対比して表１に示す。これで
わかるように本発明の方法によれば脱炭反応が促進され
、従来法に比べ短時間で１０ｐｐｍ以下の極低炭素鋼を
溶製することができた。
の溶鋼２５０ｔを本発明の方法を適用したＲＨ脱ガス装
置で処理した。下部槽羽口は８本あり、羽口径は３．５
ミリメートルで羽口ガス圧は９気圧（ゲージ圧）である
。アルゴンガス流量は３０００ｌ／分、気流マッハ数は
２．３で、粗密波の周波数は２０ｋＨｚである。その他
に上昇管羽口からはリフトガスを吹込んでいるが、これ
は従来からのものでアルゴンガス流量は１５００ｌ／分
である。その結果を下部槽羽口からのアルゴンガス吹込
みを行なわない従来技術と対比して表１に示す。これで
わかるように本発明の方法によれば脱炭反応が促進され
、従来法に比べ短時間で１０ｐｐｍ以下の極低炭素鋼を
溶製することができた。
【表１】
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば真空槽下部において不活
性ガスを粗密波状に吹込むので微細な気泡を真空槽内全
域に分布させることができ、溶鋼を迅速に極低炭素化す
ることが可能である。さらに気泡微細化によりスプラッ
シュが軽減され、下部槽付着地金量も低下させることが
できる。
性ガスを粗密波状に吹込むので微細な気泡を真空槽内全
域に分布させることができ、溶鋼を迅速に極低炭素化す
ることが可能である。さらに気泡微細化によりスプラッ
シュが軽減され、下部槽付着地金量も低下させることが
できる。
【図１】本発明のガス吹込み方法を実施するためのガス
吹込みノズルの一例を示す図
吹込みノズルの一例を示す図
【図２】本発明のガス吹込み方法による気泡の生成状態
を示す図
を示す図
【図３】従来のガス吹込み方法による気泡の生成状態を
示す図
示す図
【図４】従来からのＲＨ真空脱ガス装置の断面図
【図５
】本発明のガス吹込み方法を実施するための真空槽の断
面図
】本発明のガス吹込み方法を実施するための真空槽の断
面図
【図６】本発明を実施したときの真空槽内部を上から見
た図
た図
Claims (1)
- 【請求項１】 真空槽に溶鋼を吸上げて精練を行なう
極低炭素鋼の溶製方法において、真空槽下部の側壁に１
または２以上の下部槽羽口を設け、不活性ガスを粗密波
状に吹込む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 |
|---|---|---|---|
| JP12279891A JPH04325622A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 極低炭素鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12279891A JPH04325622A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 極低炭素鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325622A true JPH04325622A (ja) | 1992-11-16 |
Family
ID=14844899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12279891A Withdrawn JPH04325622A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 極低炭素鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04325622A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102816896A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-12-12 | 马钢(集团)控股有限公司 | 直筒型真空精炼装置及其使用方法 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP12279891A patent/JPH04325622A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102816896A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-12-12 | 马钢(集团)控股有限公司 | 直筒型真空精炼装置及其使用方法 |
| JP2015526598A (ja) * | 2012-08-24 | 2015-09-10 | ▲馬▼▲鋼▼（集▲団▼）控股有限公司 | 直胴型真空精錬装置及びその使用方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |