JPH0436415A - 大気圧下での極低炭素鋼の溶製方法 - Google Patents
大気圧下での極低炭素鋼の溶製方法Info
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- JPH0436415A JPH0436415A JP14307190A JP14307190A JPH0436415A JP H0436415 A JPH0436415 A JP H0436415A JP 14307190 A JP14307190 A JP 14307190A JP 14307190 A JP14307190 A JP 14307190A JP H0436415 A JPH0436415 A JP H0436415A
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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
（産業上の利用分野）
本発明は、溶鋼に含有されている炭素（Ｃ）をｏ、ｏｔ
ｗｔχ程度まで除去するため、あるいは、さらに極微量
まで、例えば０．００１ Ｔｓｔ％以下まで除去するた
めの効率的、且つ、簡便で安価な溶鋼の脱炭方法に関す
るものである。 （従来の技術） 鋼に含まれる炭素の濃度は、自動車用薄鋼板、飲料缶用
薄鋼板として使用する場合には、加工性を向上させ、時
効による深絞り抵抗の増加を防止するために極微！であ
ることが必要である。 一般に、製鉄業においては、溶鋼の脱炭処理を、例えば
、第３版鉄鋼便覧■製銑・製鋼６７１〜６８５頁に示さ
れているような各種の真空・減圧脱炭設備を用いて実施
している。この場合には、溶鋼中に含有させた酸素〔０
〕、あるいは鉄鉱石Ｆｅ、（ＯＹ、酸素ガス０□などの
各種酸化源を用い、以下の反応によって溶鋼に含有され
る炭素〔Ｃ〕を除去している。 しかし、真空・減圧設備を用いても、溶鋼の炭素濃度〔
％Ｃ］が０．０１５ｗｔ％以下になると脱炭速度が低下
し始め、加えて、〔％Ｃ］が０．００５ｉｖｔχ程度か
ら更に脱炭速度が低下する。このため、低炭素濃度溶鋼
を製造するためには、脱炭処理のための時間を延長しな
ければならず、溶鋼温度が低下する。 従って、次工程では温度低下を補償するため番こ溶鋼を
再加熱するか、もしくは、前工程での出鋼温度を高温に
することで対処している。出鋼温度が高温になると、耐
火物が溶損され、耐火物原単位が大きくなり、脱炭処理
のための費用が高くなる。 このように、真空・減圧設備を用いても現行の脱炭処理
は効率・経済的観点からまだまだ解決すべき課題があり
、まして、大気圧下での上記炭素濃度以下の脱炭方法は
皆無に等しい。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は低炭素溶鋼溶製のための大気圧下での効率的、
且つ簡便な極低炭素鋼の溶製方法を捉供することを目的
とするものである。 （課題を解決するための手段） 本発明は、溶鋼の脱炭処理を実施するにあたり、その目
的を達成するために、大気圧相当の圧力下において、脱
炭すべき溶鋼の炭素濃度〔％Ｃ〕が０ 、０５ｗ ｔ％
以下の領域で、脱炭すべき溶鋼を低周波誘導で撹拌し、
且つ、不活性ガスあるいは不活性ガスに酸素含有ガスを
混合したガスをランスあるいはガス吹込み・プラグを介
して溶鋼に吹込み、誘導撹拌に基づく溶鋼流動によって
吹込んだ上記ガスの微細分散を図って、気・液反応界面
積を増加させ、且つ、気泡の溶鋼内滞留時間を増大させ
て、脱炭反応の速度を大きくすると同時に、溶鋼温度の
低下を補償あるいは軽減することを特徴とする。 さらに、〔％Ｃ〕が０．００５ｗｔ％以下の領域におい
て、溶鋼の酸素濃度〔χ０〕を、溶鋼に含有される硫黄
濃度〔χＳ〕に応じて、以下の関係式で制限される範囲
に保持することを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法であ
る。 （（１＋７２ （χＳ） ）／１６０ ） （１−０，
２５）≦〔％Ｏ〕≦（（１＋７２ （χｓ） ／１６０
） （１＋１．５） ・・・（２）即ち、本発明
の技術的思想の根源は、（１）式に従って溶鋼を脱炭処
理するにあたり、誘導撹拌によって溶鋼を流動させ、吹
込みガスの微細分散を図ることにより、気・液界面反応
のための面積を増大させ、且つ、微細分散された吹込み
ガスの滞留時間を増大させて、吹込みガスの利用効率を
高めることにより、大気圧下での脱炭処理の効率化を図
るものである。 さらに、極低炭素濃度領域の脱炭反応の速度は、界面活
性元素である（Ｓ）濃度に対応して
ｗｔχ程度まで除去するため、あるいは、さらに極微量
まで、例えば０．００１ Ｔｓｔ％以下まで除去するた
めの効率的、且つ、簡便で安価な溶鋼の脱炭方法に関す
るものである。 （従来の技術） 鋼に含まれる炭素の濃度は、自動車用薄鋼板、飲料缶用
薄鋼板として使用する場合には、加工性を向上させ、時
効による深絞り抵抗の増加を防止するために極微！であ
ることが必要である。 一般に、製鉄業においては、溶鋼の脱炭処理を、例えば
、第３版鉄鋼便覧■製銑・製鋼６７１〜６８５頁に示さ
れているような各種の真空・減圧脱炭設備を用いて実施
している。この場合には、溶鋼中に含有させた酸素〔０
〕、あるいは鉄鉱石Ｆｅ、（ＯＹ、酸素ガス０□などの
各種酸化源を用い、以下の反応によって溶鋼に含有され
る炭素〔Ｃ〕を除去している。 しかし、真空・減圧設備を用いても、溶鋼の炭素濃度〔
％Ｃ］が０．０１５ｗｔ％以下になると脱炭速度が低下
し始め、加えて、〔％Ｃ］が０．００５ｉｖｔχ程度か
ら更に脱炭速度が低下する。このため、低炭素濃度溶鋼
を製造するためには、脱炭処理のための時間を延長しな
ければならず、溶鋼温度が低下する。 従って、次工程では温度低下を補償するため番こ溶鋼を
再加熱するか、もしくは、前工程での出鋼温度を高温に
することで対処している。出鋼温度が高温になると、耐
火物が溶損され、耐火物原単位が大きくなり、脱炭処理
のための費用が高くなる。 このように、真空・減圧設備を用いても現行の脱炭処理
は効率・経済的観点からまだまだ解決すべき課題があり
、まして、大気圧下での上記炭素濃度以下の脱炭方法は
皆無に等しい。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は低炭素溶鋼溶製のための大気圧下での効率的、
且つ簡便な極低炭素鋼の溶製方法を捉供することを目的
とするものである。 （課題を解決するための手段） 本発明は、溶鋼の脱炭処理を実施するにあたり、その目
的を達成するために、大気圧相当の圧力下において、脱
炭すべき溶鋼の炭素濃度〔％Ｃ〕が０ 、０５ｗ ｔ％
以下の領域で、脱炭すべき溶鋼を低周波誘導で撹拌し、
且つ、不活性ガスあるいは不活性ガスに酸素含有ガスを
混合したガスをランスあるいはガス吹込み・プラグを介
して溶鋼に吹込み、誘導撹拌に基づく溶鋼流動によって
吹込んだ上記ガスの微細分散を図って、気・液反応界面
積を増加させ、且つ、気泡の溶鋼内滞留時間を増大させ
て、脱炭反応の速度を大きくすると同時に、溶鋼温度の
低下を補償あるいは軽減することを特徴とする。 さらに、〔％Ｃ〕が０．００５ｗｔ％以下の領域におい
て、溶鋼の酸素濃度〔χ０〕を、溶鋼に含有される硫黄
濃度〔χＳ〕に応じて、以下の関係式で制限される範囲
に保持することを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法であ
る。 （（１＋７２ （χＳ） ）／１６０ ） （１−０，
２５）≦〔％Ｏ〕≦（（１＋７２ （χｓ） ／１６０
） （１＋１．５） ・・・（２）即ち、本発明
の技術的思想の根源は、（１）式に従って溶鋼を脱炭処
理するにあたり、誘導撹拌によって溶鋼を流動させ、吹
込みガスの微細分散を図ることにより、気・液界面反応
のための面積を増大させ、且つ、微細分散された吹込み
ガスの滞留時間を増大させて、吹込みガスの利用効率を
高めることにより、大気圧下での脱炭処理の効率化を図
るものである。 さらに、極低炭素濃度領域の脱炭反応の速度は、界面活
性元素である（Ｓ）濃度に対応して
〔０〕濃度を制御す
ることで大きくすることを極低炭素鋼の溶製方法として
、既に、特開昭６１−８２２３９号公報で開示したが、
本発明では、吹込みガスの微細分散により脱炭反応サイ
トを大きくすると同時に、〔χＳ〕に応じ脱酸剤を添加
して〔χ０〕を調整し、脱炭反応の阻害因子を小さくす
ることで脱炭速度を大きくすることが特徴である。 （作 用） 第９図に本発明を実施するための装置の模式図を示す。 １は溶鋼の収容容器、２は誘導撹拌・加熱用コイル、３
はガス吹込みプラグまたはガス吹込みノズル、４はガス
吹込みランス、５は精錬すべき溶鋼である。 本発明の方法における誘導撹拌の効果は重要である。 反応速度を大きくするためには溶鋼の撹拌を強化し、反
応界面積を増大する必要があり、従来からそのためにガ
ス・バブリングやガス・インジェクションが実施されて
いる。しかし、これまでの方法においては、吹込みガス
量を増加しても吹込みガスの合体、吹抜は等により、反
応サイトである気・液反応界面積を十分に確保できず、
第１図の比較例に示すように、脱炭速度は極めて小さか
った。一方、本発明方法のように誘導撹拌を組合せると
、■電磁誘導による溶鋼流動により、吹込まれたガスが
引きちぎられて溶鋼内部に微細に分散され、気・液反応
界面積が増大する、■微細気泡が電磁誘導による溶鋼流
れに乗り、溶鋼内部に滞留する時間が増大する、ことで
脱炭速度が極めて大きくなる。 この時、吹込みガスの微細分散効果は、溶鋼の流速に依
存するゆえ、誘導撹拌の強さは、溶鋼流速を２０ （ｃ
ｍ／ｓ）以上にする電力をコイルに投入する必要がある
。本発明の方法で用いられる誘導撹拌の方式は、第１０
図に示すような（ａ）水平方向回転誘導撹拌、（ｂ）垂
直方向誘導撹拌、（Ｃ）垂直両方向誘導撹拌が有効であ
る。 本発明の方法におけるガス吹込み方法も重要である。
ることで大きくすることを極低炭素鋼の溶製方法として
、既に、特開昭６１−８２２３９号公報で開示したが、
本発明では、吹込みガスの微細分散により脱炭反応サイ
トを大きくすると同時に、〔χＳ〕に応じ脱酸剤を添加
して〔χ０〕を調整し、脱炭反応の阻害因子を小さくす
ることで脱炭速度を大きくすることが特徴である。 （作 用） 第９図に本発明を実施するための装置の模式図を示す。 １は溶鋼の収容容器、２は誘導撹拌・加熱用コイル、３
はガス吹込みプラグまたはガス吹込みノズル、４はガス
吹込みランス、５は精錬すべき溶鋼である。 本発明の方法における誘導撹拌の効果は重要である。 反応速度を大きくするためには溶鋼の撹拌を強化し、反
応界面積を増大する必要があり、従来からそのためにガ
ス・バブリングやガス・インジェクションが実施されて
いる。しかし、これまでの方法においては、吹込みガス
量を増加しても吹込みガスの合体、吹抜は等により、反
応サイトである気・液反応界面積を十分に確保できず、
第１図の比較例に示すように、脱炭速度は極めて小さか
った。一方、本発明方法のように誘導撹拌を組合せると
、■電磁誘導による溶鋼流動により、吹込まれたガスが
引きちぎられて溶鋼内部に微細に分散され、気・液反応
界面積が増大する、■微細気泡が電磁誘導による溶鋼流
れに乗り、溶鋼内部に滞留する時間が増大する、ことで
脱炭速度が極めて大きくなる。 この時、吹込みガスの微細分散効果は、溶鋼の流速に依
存するゆえ、誘導撹拌の強さは、溶鋼流速を２０ （ｃ
ｍ／ｓ）以上にする電力をコイルに投入する必要がある
。本発明の方法で用いられる誘導撹拌の方式は、第１０
図に示すような（ａ）水平方向回転誘導撹拌、（ｂ）垂
直方向誘導撹拌、（Ｃ）垂直両方向誘導撹拌が有効であ
る。 本発明の方法におけるガス吹込み方法も重要である。
【ガス吹込み位置】 ガスの吹込み位置は微細分散によ
って生成する気泡の滞留時間を長くし、気泡への脱炭量
を多くして反応効率を高める目的から、出来る限り溶鋼
の深層部に選定する必要がある。好ましくは溶鋼収容容
器の底部とし、少なくとも、溶鋼自由表面から５ＣＩＩ
１以上の深さに設置すべきである。
って生成する気泡の滞留時間を長くし、気泡への脱炭量
を多くして反応効率を高める目的から、出来る限り溶鋼
の深層部に選定する必要がある。好ましくは溶鋼収容容
器の底部とし、少なくとも、溶鋼自由表面から５ＣＩＩ
１以上の深さに設置すべきである。
【ガス吹込みの手段】 本発明を実施する上でのガス吹
込みの手段は、耐火物製のポーラス・プラグまたは耐火
物に埋め込んだ細孔ノズルを有するプラグ、また耐火物
製の浸漬ランスあるいは耐火物でコーティングされた浸
漬ランスを用いることでその効果が発揮できる。
込みの手段は、耐火物製のポーラス・プラグまたは耐火
物に埋め込んだ細孔ノズルを有するプラグ、また耐火物
製の浸漬ランスあるいは耐火物でコーティングされた浸
漬ランスを用いることでその効果が発揮できる。
【ガス吹込み量】 本発明の方法では、反応速度は吹込
みガス量の増加に比例して大きくなる故、目的の精錬時
間にマツチする吹込み量を選定すればよい。
みガス量の増加に比例して大きくなる故、目的の精錬時
間にマツチする吹込み量を選定すればよい。
【吹込みガスの種類】 本発明の方法に使用する吹込み
ガスは、不活性ガス単独もしくは不活性ガスに酸素含有
ガスを加えた混合ガスを使用することができる。この吹
込みガスと同時に、酸素含有ガスを別途用いても良い。 −船釣には不活性ガスとしてＡｒ、酸素含有ガスとして
、酸素ガスあるいは不活性ガスと酸素ガスの混合ガスが
好ましい。 Ａｒの代替として窒素ガスや水素ガスの吹込みでもその
効果は同じである。窒素ガスを吹込みガスとして用いた
時には、（Ｎ）濃度が増加する。しかし、
ガスは、不活性ガス単独もしくは不活性ガスに酸素含有
ガスを加えた混合ガスを使用することができる。この吹
込みガスと同時に、酸素含有ガスを別途用いても良い。 −船釣には不活性ガスとしてＡｒ、酸素含有ガスとして
、酸素ガスあるいは不活性ガスと酸素ガスの混合ガスが
好ましい。 Ａｒの代替として窒素ガスや水素ガスの吹込みでもその
効果は同じである。窒素ガスを吹込みガスとして用いた
時には、（Ｎ）濃度が増加する。しかし、
〔０〕濃度が
例えば０．０３ｗｔ％以上の場合には、（Ｎ） １ｌｌ
１度の増加は極めて少量となる。 また、本発明の方法における〔％Ｏ〕の規制も重要であ
る。
例えば０．０３ｗｔ％以上の場合には、（Ｎ） １ｌｌ
１度の増加は極めて少量となる。 また、本発明の方法における〔％Ｏ〕の規制も重要であ
る。
〔０〕と（Ｓ）は気・液界面に吸着し、ガスメタル間の
反応を著しく阻害する。特に、〔％Ｃ］が０．００５０
ｗｔ％以下の領域ではその影響が顕著である。したがっ
て、〔％Ｃ〕が０ 、００５０ｗ ｔ％以下の領域では
〔χＳ〕に応じて、以下の関係式で示す〔％Ｏ〕に制御
する。 （（１＋７２（χＳ） ）／１６０ ） （１−０，２
５） ≦（２０〕≦（（１＋７２ （χＳ） ／１６０
） （１＋１．５）（０）濃度の制御方法は（０）が高
濃度の場合にはＡＺ ＋ Ｔ ｉに代表される脱酸剤を
添加してもよく、水素ガスあるいは不活性ガスと水素ガ
スの混合ガスを吹き込むことで実施してもよい。
反応を著しく阻害する。特に、〔％Ｃ］が０．００５０
ｗｔ％以下の領域ではその影響が顕著である。したがっ
て、〔％Ｃ〕が０ 、００５０ｗ ｔ％以下の領域では
〔χＳ〕に応じて、以下の関係式で示す〔％Ｏ〕に制御
する。 （（１＋７２（χＳ） ）／１６０ ） （１−０，２
５） ≦（２０〕≦（（１＋７２ （χＳ） ／１６０
） （１＋１．５）（０）濃度の制御方法は（０）が高
濃度の場合にはＡＺ ＋ Ｔ ｉに代表される脱酸剤を
添加してもよく、水素ガスあるいは不活性ガスと水素ガ
スの混合ガスを吹き込むことで実施してもよい。
〔０〕
が低濃度の場合には酸素ガスの吹込みあるいは吹付けに
より、また鉄鉱石、マンガン鉱石、クロム鉱石等に代表
される固体酸化物を溶鋼に加えることにより実施する。 （実施例） 実施例１ 底部にガス吹込みプラグを装着した容器に、組成が０．
０１５ ｗｔχ （Ｃ：ｌ −０，０４ｗｔχ（０）
−０，００６ｗｔχ（Ｓ）である８ト、の溶鋼を装入し
、大気圧下で誘導撹拌を実施しつつ、上記プラグから吹
込む計ガス流量を変化させて精錬した。プラグからの計
ガス流量 Ｆａｒ（ｆ／ｍ１ｎ）と脱炭速度比Ｖ ｒｍ
ｔｔｏとの関係を第１図に実線で示す。ここで脱炭速度
比■０１．。は、ｒ誘導撹拌＋Ａｒ吹込み」の時に得ら
れる脱炭速度■Ａｒ。１Ｎと、誘導撹拌だけを実施して
プラグからのＡｒ吹込みを実施しなかった時の脱炭速度
■、との比を表す。■１．．。はＦＡｒの増加と共に増
大する。比較のために、第１図には誘導撹拌を実施せず
にプラグからのＡｒガス吹込みだけを実施した例を破線
で示す。この時の脱炭速度の増大は極めて小さい。さら
に、Ａｒガス吹込みだけの場合には、溶鋼の飛散が激し
く、ＦＡｒが２００（ｆ／ｌ１ｉｎ ）以上の流量を確
保するのは困難であった。 吹込みＡｒガスの代りに、Ａｒ＋ＨｚあるいはＡｒ 十
Ｈ１の混合ガス、およびＮ、あるいはＨ２ガス単独で吹
込んだ場合の吹込みガス流量Ｆｘ （ｆｆｉ／ｓｉｎ
）と脱炭速度比Ｖ ｒｍｔｉ。との関係を一点鎖線で第
１図に示す。Ｖ ｒｌｌｔｉ６の増加速度は＾ｒ単独吹
込みの場合とほぼ同じである。 実施例２ 底部にガス吹込みプラグを装着した容器に、組成が０．
０１５ ｗｔＸ（Ｃ） −０，０４ｗｔＸ（０） −０
，００６ｗｔχ（Ｓ）である８ト、の溶鋼を装入し、大
気圧下で誘導撹拌を実施しつつ、プラグから吹込むＡｒ
ガス流量ＦＡｒを１００（１／ｌｌｌ１ｎ ）一定とし
、溶鋼流速を変化させるために誘導撹拌電力を変化させ
て精錬した。 溶鋼流速Ｖ ｔｔｅｅｔ と脱炭速度比Ｖ ｒｍｔｉ。 との関係を第２図に示す。 脱炭速度比Ｖ ｒｍｔ＝。は、ｒ誘導撹拌子Ａｒ吹込み
１の時に得られる脱炭速度ＶＡｒｌＮと、プラグからＡ
ｒ吹込みだけを実施した時に得られる脱炭速度 ＶＡ？
との比を表す。■、い。はｖｓｔｅ＊ｔ の値が２０
（ｃｍ／ｓ）以上になると急激に大きくなる。 実施例３ 底部にガス吹込みプラグを複数個装着した容器に、組成
が０．０１５ ｗｔＸ （Ｃ） −０，０４ｗｔＸ〔０
〕−〇、００６ｗｔχ （Ｓ）である８ト、の溶鋼を装
入し、大気圧下で誘導攪拌を実施しつつ、プラグ１個当
り２０ （Ｎｊ２／ ｍ１ｎ）のＡｒガスを供給して精
錬した。脱炭速度比 Ｖ ｒ ＠ ｔ ｉ。とプラグ個
数との関係を第３図に示す。脱炭速度比Ｖ ｒｍい。は
その時に得られる脱炭速度Ｖ ”Ａｒ＋ＩＮと１個のプ
ラグを用いたときの脱炭速度ＶＡｒｉＮとの比である。 Ｖ ｒ ＠ ｔ ｉ。はプラグ個数の増加と共に増大す
る。 実施例４ 底部にガス吹込みプラグを装着した容器に、組成が０．
０４１ ｗｔＸ（Ｃ） −０，０４ｗｔＸ（０） −０
，００６ｗｔχ（Ｓ）である８ト、の溶鋼を装入し、大
気圧下で誘導攪拌を実施しつつ、２個のプラグから合計
２００（Ｎ ｌ ／ｗｉｎ）のＡｒガスを吹込んだ。一
方、上部に設置したランスより、■鉄鉱石、■マンガン
鉱石、■酸素ガスと鉄鉱石、■鉄鉱石とマンガン鉱石を
、いずれの場合もＡｒガスを搬送ガスとして用いて、溶
鋼に供給しながら精錬した。 更に、（Ｃ）濃度がおよそ０．００５ ｓｖｔ％ｗｔＸ
領域ではＡＩあるいはＴｉを溶鋼に添加し、（０）濃度
を０．０１９〜０．０２２ ｗｔＸの範囲に制御した。 この時の（Ｃ）濃度と（０）濃度の経時変化を第４図に
示す。供給した酸素源の種類と脱酸剤の種類によらず、
２０ｍ１ｎＯ脱炭処理で〔Ｃ〕濃度が０．００１０ｗｔ
％以下の極低炭素濃度溶鋼が溶製できた。比較のために
、（Ｃ）濃度が５０ｐｐｍ以下の領域で（０）濃度を制
御しなかった時の脱炭挙動を破線で示した。この場合に
は、５０ｐｐｍ以下の領域における（Ｃ）濃度の減少速
度が小さくなる。 実施例５ 底部にガス吹込みプラグを装着した容器に、組成が０．
０４１ ｗｔＸ（Ｃａｌ −０，０４ｉｎｔχ（０）
−０，００６ｗｔχ（Ｓ）である８ト、の溶鋼を装入し
、大気圧下で誘導攪拌を実施しつつ、２個のプラグから
Ａｒガスの合計２００ （Ｎｆ／ｍ１ｎ）の計と酸素の
混合ガスを吹込み溶鋼を精錬した。混合ガスの酸素濃度
は５〜４０％の範囲である。 更に、〔Ｃ）濃度がおよそ０．００５ ｗｔ％以下の領
域では、酸素ガスの流量をゼロとし、ＡＩを溶鋼に添加
して、
が低濃度の場合には酸素ガスの吹込みあるいは吹付けに
より、また鉄鉱石、マンガン鉱石、クロム鉱石等に代表
される固体酸化物を溶鋼に加えることにより実施する。 （実施例） 実施例１ 底部にガス吹込みプラグを装着した容器に、組成が０．
０１５ ｗｔχ （Ｃ：ｌ −０，０４ｗｔχ（０）
−０，００６ｗｔχ（Ｓ）である８ト、の溶鋼を装入し
、大気圧下で誘導撹拌を実施しつつ、上記プラグから吹
込む計ガス流量を変化させて精錬した。プラグからの計
ガス流量 Ｆａｒ（ｆ／ｍ１ｎ）と脱炭速度比Ｖ ｒｍ
ｔｔｏとの関係を第１図に実線で示す。ここで脱炭速度
比■０１．。は、ｒ誘導撹拌＋Ａｒ吹込み」の時に得ら
れる脱炭速度■Ａｒ。１Ｎと、誘導撹拌だけを実施して
プラグからのＡｒ吹込みを実施しなかった時の脱炭速度
■、との比を表す。■１．．。はＦＡｒの増加と共に増
大する。比較のために、第１図には誘導撹拌を実施せず
にプラグからのＡｒガス吹込みだけを実施した例を破線
で示す。この時の脱炭速度の増大は極めて小さい。さら
に、Ａｒガス吹込みだけの場合には、溶鋼の飛散が激し
く、ＦＡｒが２００（ｆ／ｌ１ｉｎ ）以上の流量を確
保するのは困難であった。 吹込みＡｒガスの代りに、Ａｒ＋ＨｚあるいはＡｒ 十
Ｈ１の混合ガス、およびＮ、あるいはＨ２ガス単独で吹
込んだ場合の吹込みガス流量Ｆｘ （ｆｆｉ／ｓｉｎ
）と脱炭速度比Ｖ ｒｍｔｉ。との関係を一点鎖線で第
１図に示す。Ｖ ｒｌｌｔｉ６の増加速度は＾ｒ単独吹
込みの場合とほぼ同じである。 実施例２ 底部にガス吹込みプラグを装着した容器に、組成が０．
０１５ ｗｔＸ（Ｃ） −０，０４ｗｔＸ（０） −０
，００６ｗｔχ（Ｓ）である８ト、の溶鋼を装入し、大
気圧下で誘導撹拌を実施しつつ、プラグから吹込むＡｒ
ガス流量ＦＡｒを１００（１／ｌｌｌ１ｎ ）一定とし
、溶鋼流速を変化させるために誘導撹拌電力を変化させ
て精錬した。 溶鋼流速Ｖ ｔｔｅｅｔ と脱炭速度比Ｖ ｒｍｔｉ。 との関係を第２図に示す。 脱炭速度比Ｖ ｒｍｔ＝。は、ｒ誘導撹拌子Ａｒ吹込み
１の時に得られる脱炭速度ＶＡｒｌＮと、プラグからＡ
ｒ吹込みだけを実施した時に得られる脱炭速度 ＶＡ？
との比を表す。■、い。はｖｓｔｅ＊ｔ の値が２０
（ｃｍ／ｓ）以上になると急激に大きくなる。 実施例３ 底部にガス吹込みプラグを複数個装着した容器に、組成
が０．０１５ ｗｔＸ （Ｃ） −０，０４ｗｔＸ〔０
〕−〇、００６ｗｔχ （Ｓ）である８ト、の溶鋼を装
入し、大気圧下で誘導攪拌を実施しつつ、プラグ１個当
り２０ （Ｎｊ２／ ｍ１ｎ）のＡｒガスを供給して精
錬した。脱炭速度比 Ｖ ｒ ＠ ｔ ｉ。とプラグ個
数との関係を第３図に示す。脱炭速度比Ｖ ｒｍい。は
その時に得られる脱炭速度Ｖ ”Ａｒ＋ＩＮと１個のプ
ラグを用いたときの脱炭速度ＶＡｒｉＮとの比である。 Ｖ ｒ ＠ ｔ ｉ。はプラグ個数の増加と共に増大す
る。 実施例４ 底部にガス吹込みプラグを装着した容器に、組成が０．
０４１ ｗｔＸ（Ｃ） −０，０４ｗｔＸ（０） −０
，００６ｗｔχ（Ｓ）である８ト、の溶鋼を装入し、大
気圧下で誘導攪拌を実施しつつ、２個のプラグから合計
２００（Ｎ ｌ ／ｗｉｎ）のＡｒガスを吹込んだ。一
方、上部に設置したランスより、■鉄鉱石、■マンガン
鉱石、■酸素ガスと鉄鉱石、■鉄鉱石とマンガン鉱石を
、いずれの場合もＡｒガスを搬送ガスとして用いて、溶
鋼に供給しながら精錬した。 更に、（Ｃ）濃度がおよそ０．００５ ｓｖｔ％ｗｔＸ
領域ではＡＩあるいはＴｉを溶鋼に添加し、（０）濃度
を０．０１９〜０．０２２ ｗｔＸの範囲に制御した。 この時の（Ｃ）濃度と（０）濃度の経時変化を第４図に
示す。供給した酸素源の種類と脱酸剤の種類によらず、
２０ｍ１ｎＯ脱炭処理で〔Ｃ〕濃度が０．００１０ｗｔ
％以下の極低炭素濃度溶鋼が溶製できた。比較のために
、（Ｃ）濃度が５０ｐｐｍ以下の領域で（０）濃度を制
御しなかった時の脱炭挙動を破線で示した。この場合に
は、５０ｐｐｍ以下の領域における（Ｃ）濃度の減少速
度が小さくなる。 実施例５ 底部にガス吹込みプラグを装着した容器に、組成が０．
０４１ ｗｔＸ（Ｃａｌ −０，０４ｉｎｔχ（０）
−０，００６ｗｔχ（Ｓ）である８ト、の溶鋼を装入し
、大気圧下で誘導攪拌を実施しつつ、２個のプラグから
Ａｒガスの合計２００ （Ｎｆ／ｍ１ｎ）の計と酸素の
混合ガスを吹込み溶鋼を精錬した。混合ガスの酸素濃度
は５〜４０％の範囲である。 更に、〔Ｃ）濃度がおよそ０．００５ ｗｔ％以下の領
域では、酸素ガスの流量をゼロとし、ＡＩを溶鋼に添加
して、
〔０〕濃度を０．０１９〜０．０２２ ｗｔＸの
範囲に制御した。この時の（Ｃ）濃度と
範囲に制御した。この時の（Ｃ）濃度と
〔０〕濃度の経
時変化を第５図に示す。 供給した混合ガス中の酸素濃度によらず２０ｍ１ｎの脱
炭処理で、〔Ｃ〕濃度が０．００１０ｗｔ％以下の極低
炭素濃度溶鋼が溶製できた。 実施例６ 底部にガス吹込みプラグを１個装着した容器に、組成が
０．００４５ｉｖｔχ（Ｃ）−０，００６ｉｖｔχ（Ｓ
）と０．００４５賀ｔχ（Ｃ）−０，０２１０ｗｔχ（
Ｓ）である８ト、の溶鋼を装入し、それぞれの場合につ
いて大気圧下で誘導撹拌を実施しつつ、１ 、ＯＯ（Ｎ
ｌ ／ｌｌ１ｉｎ）のＡｒガスを供給して脱炭した。 この時、
時変化を第５図に示す。 供給した混合ガス中の酸素濃度によらず２０ｍ１ｎの脱
炭処理で、〔Ｃ〕濃度が０．００１０ｗｔ％以下の極低
炭素濃度溶鋼が溶製できた。 実施例６ 底部にガス吹込みプラグを１個装着した容器に、組成が
０．００４５ｉｖｔχ（Ｃ）−０，００６ｉｖｔχ（Ｓ
）と０．００４５賀ｔχ（Ｃ）−０，０２１０ｗｔχ（
Ｓ）である８ト、の溶鋼を装入し、それぞれの場合につ
いて大気圧下で誘導撹拌を実施しつつ、１ 、ＯＯ（Ｎ
ｌ ／ｌｌ１ｉｎ）のＡｒガスを供給して脱炭した。 この時、
〔０〕濃度を０．００３〜０．１０ｗｔ％の範
囲で変化させた。 脱炭速度比Ｖ ｒ ａ Ｌ ｉ。と（０，１濃度との関
係を第６図に示す。脱炭速度比■、い。はその時に得ら
れた脱炭速度■”ＩＡｒ＋ＩＮと
囲で変化させた。 脱炭速度比Ｖ ｒ ａ Ｌ ｉ。と（０，１濃度との関
係を第６図に示す。脱炭速度比■、い。はその時に得ら
れた脱炭速度■”ＩＡｒ＋ＩＮと
〔０〕濃度が０．０１
ｗｔ％の時に得られた脱炭速度Ｖ １０１ ＋０・０Ｉ
Ａｒ、、Ｎとの比である。Ｖ ｒｍｔｉ。の値は
ｗｔ％の時に得られた脱炭速度Ｖ １０１ ＋０・０Ｉ
Ａｒ、、Ｎとの比である。Ｖ ｒｍｔｉ。の値は
〔０〕
濃度及び（Ｓ）濃度に依存し、 （（１＋７２．（χｓ） ／１６０） （１−０，２５
）≦〔χ０］≦（（１＋７２・〔χＳ） ）／１６０
） （１＋１．５）の時に大きな脱炭速度が得られるこ
とがわかる。 実施例７ 収容容器に、組成が０．０１５ｉｖｔχ（Ｃ）−０，０
４賀ｔχ（０）−０，００６ｗｔχ（Ｓ）である８ト、
の溶鋼を装入し、ガス吹込みランスの浸漬深さを変化さ
せて、大気圧下で誘導攪拌を実施しつつ、浸漬ランスか
ら１００ （Ｎｆ！／ｍ１ｎ）のＡｒガスを供給しなが
ら精錬した。 脱炭速度比Ｖ ｒ ｍ ｔ ｉ。とランス浸漬深さとの
関係を第７図に示す。脱炭速度比■ｒ□、。は、浸漬深
さを変更した時の脱炭速度ｖＡｒ＋ＩＨと、ランス浸漬
深さがゼロの時に得られた脱炭速度■ＯＡ、、。、Ｎと
の比である。Ｖ ｒ ｍ ｔ ｉ。の値はランス浸漬深
さが５ｃｍ以上の時に大きくなる。 実施例８ 底部にガス吹込みプラグを装着した容器に、組成が０．
０４５ｗｔχ（Ｃ）−０，０４５ｗｔχ（０） −０，
０１６ｗｔχ〔Ｓ〕である日ト、の溶鋼を装入し、大気
圧下で第１Ｏ図に示す各種の誘導攪拌を実施しつつ、２
個のプラグから合計２００（Ｎ１／ｌｌ１ｉｎ）のＡｒ
ガスを吹込み、上部に設置したランスより鉄鉱石を計ガ
スを搬送ガスとして用いて、溶鋼に供給しながら精錬し
た。 更に、〔Ｃ〕濃度がおよそ０．００５ ｈｔ％以下の領
域でＡＩを溶鋼に添加して、（０）濃度を０．０２５〜
０．０３１ ｗｔ％の範囲に制御した。この時の（Ｃ）
濃度と
濃度及び（Ｓ）濃度に依存し、 （（１＋７２．（χｓ） ／１６０） （１−０，２５
）≦〔χ０］≦（（１＋７２・〔χＳ） ）／１６０
） （１＋１．５）の時に大きな脱炭速度が得られるこ
とがわかる。 実施例７ 収容容器に、組成が０．０１５ｉｖｔχ（Ｃ）−０，０
４賀ｔχ（０）−０，００６ｗｔχ（Ｓ）である８ト、
の溶鋼を装入し、ガス吹込みランスの浸漬深さを変化さ
せて、大気圧下で誘導攪拌を実施しつつ、浸漬ランスか
ら１００ （Ｎｆ！／ｍ１ｎ）のＡｒガスを供給しなが
ら精錬した。 脱炭速度比Ｖ ｒ ｍ ｔ ｉ。とランス浸漬深さとの
関係を第７図に示す。脱炭速度比■ｒ□、。は、浸漬深
さを変更した時の脱炭速度ｖＡｒ＋ＩＨと、ランス浸漬
深さがゼロの時に得られた脱炭速度■ＯＡ、、。、Ｎと
の比である。Ｖ ｒ ｍ ｔ ｉ。の値はランス浸漬深
さが５ｃｍ以上の時に大きくなる。 実施例８ 底部にガス吹込みプラグを装着した容器に、組成が０．
０４５ｗｔχ（Ｃ）−０，０４５ｗｔχ（０） −０，
０１６ｗｔχ〔Ｓ〕である日ト、の溶鋼を装入し、大気
圧下で第１Ｏ図に示す各種の誘導攪拌を実施しつつ、２
個のプラグから合計２００（Ｎ１／ｌｌ１ｉｎ）のＡｒ
ガスを吹込み、上部に設置したランスより鉄鉱石を計ガ
スを搬送ガスとして用いて、溶鋼に供給しながら精錬し
た。 更に、〔Ｃ〕濃度がおよそ０．００５ ｈｔ％以下の領
域でＡＩを溶鋼に添加して、（０）濃度を０．０２５〜
０．０３１ ｗｔ％の範囲に制御した。この時の（Ｃ）
濃度と
〔０〕濃度の経時変化を第８図に示す。
誘導撹拌方法の種類によらず２０ｍ１ｎＯ脱炭処理で、
（Ｃ）濃度が０．００１０ｗｔ％以下の極低炭素濃度溶
鋼が溶製できた。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明に従い誘導攪拌とガス吹込
みを組合せると、■電磁誘導による溶鋼流動によって、
吹込まれたガスが引きちぎられて溶鋼内部に微細に分散
され、気・液反応界面積が増大する、■微細気泡が電磁
誘導による溶鋼流れに乗り、溶鋼内部に滞留する時間が
増大する、ことにより、大気圧相当の圧力下でも容易に
極低炭素網の溶製ができる。
（Ｃ）濃度が０．００１０ｗｔ％以下の極低炭素濃度溶
鋼が溶製できた。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明に従い誘導攪拌とガス吹込
みを組合せると、■電磁誘導による溶鋼流動によって、
吹込まれたガスが引きちぎられて溶鋼内部に微細に分散
され、気・液反応界面積が増大する、■微細気泡が電磁
誘導による溶鋼流れに乗り、溶鋼内部に滞留する時間が
増大する、ことにより、大気圧相当の圧力下でも容易に
極低炭素網の溶製ができる。
第１図は、プラグからの吹込みガス流量ＦＡ ｒ ＋Ｆ
ｘと脱炭速度比ｖ４１．。との関係を示す図、第２図は
、溶鋼流速（溶鋼表面流速）■８、。１と脱炭速度比Ｖ
ｒａｔｉ。との関係を示す図、第３図は、脱炭速度比
Ｖ ｒａｔｉ。とガス吹込みプラグ個数との関係を示す
図、第４図は、酸素源あるいは脱酸剤の種類を変えたと
きの精錬時間に対する〔Ｃ〕濃度と
ｘと脱炭速度比ｖ４１．。との関係を示す図、第２図は
、溶鋼流速（溶鋼表面流速）■８、。１と脱炭速度比Ｖ
ｒａｔｉ。との関係を示す図、第３図は、脱炭速度比
Ｖ ｒａｔｉ。とガス吹込みプラグ個数との関係を示す
図、第４図は、酸素源あるいは脱酸剤の種類を変えたと
きの精錬時間に対する〔Ｃ〕濃度と
〔０〕濃度の経時変
化を示す図、第５図は、混合ガス中の（０）濃度を変化
させたときの精錬時間に対する〔Ｃ）濃度と
化を示す図、第５図は、混合ガス中の（０）濃度を変化
させたときの精錬時間に対する〔Ｃ）濃度と
〔０〕濃度
の経時変化を示す図、第６図は、脱炭速度比■、□ｉ０
と（０）濃度及び（Ｓ）濃度との関係を示す図、第７図
は、脱炭速度比Ｖ ｒｍＬｉ。とランス浸漬深さとの関
係を示す図、第８図は、誘導攪拌方法を変えたときの精
錬時間に対する（Ｃ）濃度と
の経時変化を示す図、第６図は、脱炭速度比■、□ｉ０
と（０）濃度及び（Ｓ）濃度との関係を示す図、第７図
は、脱炭速度比Ｖ ｒｍＬｉ。とランス浸漬深さとの関
係を示す図、第８図は、誘導攪拌方法を変えたときの精
錬時間に対する（Ｃ）濃度と
〔０〕濃度の経時変化を示
す図、第９図は、本発明の方法を実施するだめの装置の
一例を示す概念図、また、第１０図は、本発明の方法を
実施するための電磁誘導攪拌方式の概念図で、（ａ）は
水平方向回転誘導攪拌、（ｂ）は垂直方向誘導攪拌、（
Ｃ）は垂直両方向誘導攪拌を示す。 第 図 ２と、Ｆｘ （Ｉ／漕／’／）ン 力゛スプ友込与フ０う７″イ固牧（イ固）第２図 １’；ｔｅｅｌ （ｃｔｎ／ｓ ） 第 図 籟９ｇ１時藺 （ｒｎｒｎ ） 第 図 θ ＠鏡峙問 （ｙｎＩｎ ） 第 図 θ プ′ス吹込呵うンス浸瑣ｊ釆ざ （Ｏｍ） 第６図 θθｏｚ θ：０ＯＳ Ｏ１θ／ ０．０２ ｃ％Ｏ］ θ、Ｏ５ ０，１０ 第８図 θ 頼］陳簡聞 （ｍｒｎ ） 第９図
す図、第９図は、本発明の方法を実施するだめの装置の
一例を示す概念図、また、第１０図は、本発明の方法を
実施するための電磁誘導攪拌方式の概念図で、（ａ）は
水平方向回転誘導攪拌、（ｂ）は垂直方向誘導攪拌、（
Ｃ）は垂直両方向誘導攪拌を示す。 第 図 ２と、Ｆｘ （Ｉ／漕／’／）ン 力゛スプ友込与フ０う７″イ固牧（イ固）第２図 １’；ｔｅｅｌ （ｃｔｎ／ｓ ） 第 図 籟９ｇ１時藺 （ｒｎｒｎ ） 第 図 θ ＠鏡峙問 （ｙｎＩｎ ） 第 図 θ プ′ス吹込呵うンス浸瑣ｊ釆ざ （Ｏｍ） 第６図 θθｏｚ θ：０ＯＳ Ｏ１θ／ ０．０２ ｃ％Ｏ］ θ、Ｏ５ ０，１０ 第８図 θ 頼］陳簡聞 （ｍｒｎ ） 第９図
Claims (2)
- （１）溶鋼の脱炭処理を実施するにあたり、大気圧相当
の圧力下で、脱炭すべき溶鋼に対して低周波による誘導
撹拌を実施しつつ、不活性ガス単独あるいは不活性ガス
に酸素含有ガスを混合したガスを該溶鋼に吹込むことを
特徴とする大気圧下での極低炭素鋼の溶製方法。 - （２）請求項第１項の方法において、脱炭すべき溶鋼の
炭素濃度〔％Ｃ〕が０．００５ｗｔ％以下の領域におい
て、該溶鋼の酸素濃度〔％Ｏ〕を、該溶鋼に含有される
硫黄濃度〔％Ｓ〕に応じて、以下の関係式で制限される
範囲に保持することを特徴とする大気圧下での極低炭素
鋼の溶製方法。 ｛（１＋７２〔％Ｓ〕）／１６０｝（１−０．２５）≦
〔％Ｏ〕≦｛（１＋７２〔％Ｓ〕／１６０｝（１＋１．
５）
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14307190A JPH0436415A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 大気圧下での極低炭素鋼の溶製方法 |
| PCT/JP1991/000734 WO1991019013A1 (fr) | 1990-05-31 | 1991-05-31 | Procede de raffinage pour metaux ou alliages en fusion |
| EP19910910194 EP0486695A4 (en) | 1990-05-31 | 1991-05-31 | Process for refining molten metal or alloy |
| US08/072,663 US5454854A (en) | 1990-05-31 | 1993-06-03 | Method of refining molten metal or molten alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14307190A JPH0436415A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 大気圧下での極低炭素鋼の溶製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436415A true JPH0436415A (ja) | 1992-02-06 |
Family
ID=15330247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14307190A Pending JPH0436415A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 大気圧下での極低炭素鋼の溶製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0436415A (ja) |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP14307190A patent/JPH0436415A/ja active Pending
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