JPH05287357A - 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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- JPH05287357A JPH05287357A JP8376192A JP8376192A JPH05287357A JP H05287357 A JPH05287357 A JP H05287357A JP 8376192 A JP8376192 A JP 8376192A JP 8376192 A JP8376192 A JP 8376192A JP H05287357 A JPH05287357 A JP H05287357A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 真空脱ガス処理により、極低炭素鋼を効率的
かつ経済的に溶製する方法を提供する。 【構成】 溶鋼を装入した取鍋を真空槽内に装入し、減
圧下で溶鋼の脱炭処理を実施するにあたり、ランスを溶
鋼に浸漬し、ランスを特定の角速度で回転し、気泡を溶
鋼中に分散させながらガスを吹込むことにより脱炭速度
を向上させる。
かつ経済的に溶製する方法を提供する。 【構成】 溶鋼を装入した取鍋を真空槽内に装入し、減
圧下で溶鋼の脱炭処理を実施するにあたり、ランスを溶
鋼に浸漬し、ランスを特定の角速度で回転し、気泡を溶
鋼中に分散させながらガスを吹込むことにより脱炭速度
を向上させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼を装入した取鍋全
体を真空槽内に装入し、減圧下において溶鋼の脱ガス処
理を実施する装置（以下、取鍋型脱ガス装置と記す）に
おいて、溶鋼中の炭素（以下、［Ｃ］と記す）の含有量
を極微量、例えば、０．００１ｍａｓｓ％以下まで除去
し、極低炭素鋼を溶製するための効率的かつ経済的な極
低炭素鋼の溶製方法に関するものである。
体を真空槽内に装入し、減圧下において溶鋼の脱ガス処
理を実施する装置（以下、取鍋型脱ガス装置と記す）に
おいて、溶鋼中の炭素（以下、［Ｃ］と記す）の含有量
を極微量、例えば、０．００１ｍａｓｓ％以下まで除去
し、極低炭素鋼を溶製するための効率的かつ経済的な極
低炭素鋼の溶製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】取鍋型脱ガス装置における極低炭素鋼溶
製方法として本発明者らは、溶鋼中にランスを浸漬し、
不活性ガスを吹込むとともに、取鍋底部に設置したガス
吹込み口より不活性ガスを吹込む方法（特開平０３−２
８１７１８）をすでに考案している。この方法により、
２０分間の脱炭処理で、［Ｃ］濃度が０．００１〜０．
００１５ｍａｓｓ％の極低炭素鋼を製造する技術を確立
している。しかしながら、最近、極低炭素鋼の加工性向
上、時効硬化防止の観点からさらなる極低炭素化の要求
が強くなってきており、これに対応していくことを考慮
すると、上記方法では、必ずしも十分とは言えない。
製方法として本発明者らは、溶鋼中にランスを浸漬し、
不活性ガスを吹込むとともに、取鍋底部に設置したガス
吹込み口より不活性ガスを吹込む方法（特開平０３−２
８１７１８）をすでに考案している。この方法により、
２０分間の脱炭処理で、［Ｃ］濃度が０．００１〜０．
００１５ｍａｓｓ％の極低炭素鋼を製造する技術を確立
している。しかしながら、最近、極低炭素鋼の加工性向
上、時効硬化防止の観点からさらなる極低炭素化の要求
が強くなってきており、これに対応していくことを考慮
すると、上記方法では、必ずしも十分とは言えない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の取鍋底部に設置
したガス吹込み口より不活性ガスを吹込む方法において
は、ガス吹込み口付近の耐火物の溶損が大きく、鍋の補
修・整備に手間がかかり、生産性に悪影響を及ぼす。さ
らにポーラスプラグを用いてガスを溶鋼に吹込む場合に
は、大量のガスを吹込むためには、多数のポーラスプラ
グを設置することが必要になり、ますます鍋の整備に手
間がかかる。このように従来以上の脱炭を促進すること
は容易ではない。
したガス吹込み口より不活性ガスを吹込む方法において
は、ガス吹込み口付近の耐火物の溶損が大きく、鍋の補
修・整備に手間がかかり、生産性に悪影響を及ぼす。さ
らにポーラスプラグを用いてガスを溶鋼に吹込む場合に
は、大量のガスを吹込むためには、多数のポーラスプラ
グを設置することが必要になり、ますます鍋の整備に手
間がかかる。このように従来以上の脱炭を促進すること
は容易ではない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、減圧下において、溶鋼の脱炭処理を実施す
るにあたり、真空槽５内の溶鋼１にガス噴出方向が互い
に逆向きの２つのガス噴出口２Ａ，２Ｂを有するランス
３を溶鋼１に浸漬し、Ｔをガス噴出口２Ａ，２Ｂからの
気泡の発生周期，ｎを自然数としたとき、 （４ｎ−３）π／（４Ｔ）＜ω＜（４ｎ−１）π／（４
Ｔ） を満たす角速度ωでランス（３）をその中心軸の周りに
回転させながら不活性ガスを吹込むことを特徴とする極
低炭素鋼の溶製方法、を提供するものである。
決するため、減圧下において、溶鋼の脱炭処理を実施す
るにあたり、真空槽５内の溶鋼１にガス噴出方向が互い
に逆向きの２つのガス噴出口２Ａ，２Ｂを有するランス
３を溶鋼１に浸漬し、Ｔをガス噴出口２Ａ，２Ｂからの
気泡の発生周期，ｎを自然数としたとき、 （４ｎ−３）π／（４Ｔ）＜ω＜（４ｎ−１）π／（４
Ｔ） を満たす角速度ωでランス（３）をその中心軸の周りに
回転させながら不活性ガスを吹込むことを特徴とする極
低炭素鋼の溶製方法、を提供するものである。
【０００５】
【作用】以下、本発明について詳細に述べる。一般に、
減圧下での溶鋼の脱炭反応は、大きくつぎの３種類に分
類される。すなわち、 溶鋼内部、耐火物表面で［Ｃ］と酸素（以下、［Ｏ］
と記す）との反応、この場合はＣＯ気泡の発生を伴う。 減圧雰囲気にさらされている溶鋼自由表面での、
［Ｃ］と［Ｏ］との反応。 溶鋼中に吹込まれたアルゴン気泡と溶鋼との界面で起
こる［Ｃ］と［Ｏ］との反応。 とに分類される。これらの反応の内、［Ｃ］濃度が０．
０２０ｍａｓｓ％超の領域ではの反応が主体であるこ
とが明らかにされている。この領域では、溶鋼内部から
ＣＯ気泡発生が活発に起こっており、Ａｒガスを溶鋼中
に分散させて、気・液反応界面積を拡大しても脱炭反応
の促進には効果が小さい。
減圧下での溶鋼の脱炭反応は、大きくつぎの３種類に分
類される。すなわち、 溶鋼内部、耐火物表面で［Ｃ］と酸素（以下、［Ｏ］
と記す）との反応、この場合はＣＯ気泡の発生を伴う。 減圧雰囲気にさらされている溶鋼自由表面での、
［Ｃ］と［Ｏ］との反応。 溶鋼中に吹込まれたアルゴン気泡と溶鋼との界面で起
こる［Ｃ］と［Ｏ］との反応。 とに分類される。これらの反応の内、［Ｃ］濃度が０．
０２０ｍａｓｓ％超の領域ではの反応が主体であるこ
とが明らかにされている。この領域では、溶鋼内部から
ＣＯ気泡発生が活発に起こっており、Ａｒガスを溶鋼中
に分散させて、気・液反応界面積を拡大しても脱炭反応
の促進には効果が小さい。
【０００６】［Ｃ］濃度が０．０２０ｍａｓｓ％以下、
０．００５ｍａｓｓ％超の領域では、の反応の割合が
［Ｃ］濃度の低下とともに小さくなり、気・液反応界面
積を増大させ脱炭反応を促進させるため、吹込みＡｒガ
スを分散させることは重要であるが、Ａｒガス分散によ
る脱炭反応促進効果は不十分である。
０．００５ｍａｓｓ％超の領域では、の反応の割合が
［Ｃ］濃度の低下とともに小さくなり、気・液反応界面
積を増大させ脱炭反応を促進させるため、吹込みＡｒガ
スを分散させることは重要であるが、Ａｒガス分散によ
る脱炭反応促進効果は不十分である。
【０００７】一方、［Ｃ］濃度が０．００５ｍａｓｓ％
以下の領域では、脱炭反応は、の溶鋼自由表面及び
のアルゴン気泡と溶鋼との界面での反応が主体となる。
この領域では、溶鋼中に吹込むＡｒガスの流量を多くす
るとともに、吹込まれたＡｒ気泡を溶鋼中に分散させて
気・液反応界面積を大きくすることが脱炭反応の促進に
は特に重要である。
以下の領域では、脱炭反応は、の溶鋼自由表面及び
のアルゴン気泡と溶鋼との界面での反応が主体となる。
この領域では、溶鋼中に吹込むＡｒガスの流量を多くす
るとともに、吹込まれたＡｒ気泡を溶鋼中に分散させて
気・液反応界面積を大きくすることが脱炭反応の促進に
は特に重要である。
【０００８】本発明者は、溶鋼中にＡｒガスを分散する
ための方法として溶鋼中にランスを浸漬し、ランスを回
転させながらＡｒガスを吹込む方法を検討した。
ための方法として溶鋼中にランスを浸漬し、ランスを回
転させながらＡｒガスを吹込む方法を検討した。
【０００９】図１は、本発明の実施様態を示す図であ
る。すなわち、減圧下において、溶鋼の脱炭処理を実施
するにあたり、真空槽５内の溶鋼１にガス噴出方向が互
いに逆向きの２つのガス噴出口２Ａ，２Ｂを有するラン
ス３を溶鋼１に浸漬し、ランス３をその中心軸の周りに
回転させながら不活性ガスを吹込むことによりＡｒ気泡
を溶鋼中に分散させる。
る。すなわち、減圧下において、溶鋼の脱炭処理を実施
するにあたり、真空槽５内の溶鋼１にガス噴出方向が互
いに逆向きの２つのガス噴出口２Ａ，２Ｂを有するラン
ス３を溶鋼１に浸漬し、ランス３をその中心軸の周りに
回転させながら不活性ガスを吹込むことによりＡｒ気泡
を溶鋼中に分散させる。
【００１０】Ａｒ気泡を溶鋼中に分散させるにあたり、
ランス３の回転速度は重要である。
ランス３の回転速度は重要である。
【００１１】図２は、ランスの回転の角速度ωと脱炭反
応の容量係数ｋｃとの関係を示した図である。ここで、
脱炭反応の容量係数は（１）式で定義される。
応の容量係数ｋｃとの関係を示した図である。ここで、
脱炭反応の容量係数は（１）式で定義される。
【００１２】 −ｄ［ｍａｓｓ％Ｃ］／ｄｔ＝・［ｍａｓｓ％Ｃ］ （１） ただし、［ｍａｓｓ％Ｃ］は［Ｃ］濃度、ｔは時間であ
る。
る。
【００１３】気泡発生周期をＴとすると、ω＝ｎπ／Ｔ
（ｎは自然数）のときはＡｒガスが一定の方向にしか噴
出されず、噴出された気泡が容易に合体するため、脱炭
促進効果は小さい。それに対して、角速度ωを（２）式
の範囲にしたときはＡｒガスがいろいろな方向に噴出さ
れ、気泡が取鍋内に分散されるため脱炭促進効果が大き
く、ガスをランス３を回転しない場合に比べて約５倍ｋ
ｃが大きくなっている。
（ｎは自然数）のときはＡｒガスが一定の方向にしか噴
出されず、噴出された気泡が容易に合体するため、脱炭
促進効果は小さい。それに対して、角速度ωを（２）式
の範囲にしたときはＡｒガスがいろいろな方向に噴出さ
れ、気泡が取鍋内に分散されるため脱炭促進効果が大き
く、ガスをランス３を回転しない場合に比べて約５倍ｋ
ｃが大きくなっている。
【００１４】 （４ｎ−３）π／（４Ｔ）＜ω＜（４ｎ−１）π／（４Ｔ） （２） 以上、溶鋼の脱炭処理に本発明の方法を適用する場合に
ついて説明したが、本発明の方法は、脱炭ならず、溶鋼
の脱窒、脱水素にも有効である。
ついて説明したが、本発明の方法は、脱炭ならず、溶鋼
の脱窒、脱水素にも有効である。
【００１５】さらに、本発明の方法は、ＲＨ，ＤＨのよ
うに取鍋内の溶鋼の一部を真空槽内に吸い上げて脱炭処
理を行う装置においても真空槽内の溶鋼にＡｒガスを吹
込む方法として有効である。
うに取鍋内の溶鋼の一部を真空槽内に吸い上げて脱炭処
理を行う装置においても真空槽内の溶鋼にＡｒガスを吹
込む方法として有効である。
【００１６】
【実施例】初期成分が［Ｃ］；０．０２ｍａｓｓ％，
［Ｓｉ］；０．１ｍａｓｓ％以下、［Ｍｎ］；０．０１
〜０．５ｍａｓｓ％，［Ｐ］；０．００５〜０．０２ｍ
ａｓｓ％、［Ｓ］；０．００３〜０．００５ｍａｓｓ
％，［Ａｌ］；０．００２ｍａｓｓ％以下の溶鋼の脱炭
実験を真空溶解炉を用いて実施した。溶鋼１中にランス
３を浸漬し、ガス噴出口２Ａ，２Ｂより互いに逆向きに
Ａｒガスを溶鋼中に吹込んだ。
［Ｓｉ］；０．１ｍａｓｓ％以下、［Ｍｎ］；０．０１
〜０．５ｍａｓｓ％，［Ｐ］；０．００５〜０．０２ｍ
ａｓｓ％、［Ｓ］；０．００３〜０．００５ｍａｓｓ
％，［Ａｌ］；０．００２ｍａｓｓ％以下の溶鋼の脱炭
実験を真空溶解炉を用いて実施した。溶鋼１中にランス
３を浸漬し、ガス噴出口２Ａ，２Ｂより互いに逆向きに
Ａｒガスを溶鋼中に吹込んだ。
【００１７】溶鋼重量は１００ｋｇで、槽内の圧力は１
７０ｍｍＨｇである。ガス噴出口の直径は０．００２
ｍ，吹込み深さは０．２５ｍ，吹込みガス流量は毎分２
Ｎｌ，ガス噴出口の数は２個である。
７０ｍｍＨｇである。ガス噴出口の直径は０．００２
ｍ，吹込み深さは０．２５ｍ，吹込みガス流量は毎分２
Ｎｌ，ガス噴出口の数は２個である。
【００１８】気泡発生周期Ｔは、気泡直径を（３）式の
Davidson and Amickの式（Journalof American Institu
te of Chemical Engineering,vol.2(1956),p.337）を用
いて計算し、気泡１個当りの体積と、ガス噴出口１個当
りの吹込みガス流量から（４）式で求めた。
Davidson and Amickの式（Journalof American Institu
te of Chemical Engineering,vol.2(1956),p.337）を用
いて計算し、気泡１個当りの体積と、ガス噴出口１個当
りの吹込みガス流量から（４）式で求めた。
【００１９】
【数１】
【００２０】ここで、ＤB は気泡直径（ｍ），Ｑはガス
噴出口１個当りの吹込みガス流量（ｍ3 ／ｓ），ｄN は
ガス噴出口の直径（ｍ）を表わす。本実施例の条件で
は、気泡発生周期は約０．０１秒であった。
噴出口１個当りの吹込みガス流量（ｍ3 ／ｓ），ｄN は
ガス噴出口の直径（ｍ）を表わす。本実施例の条件で
は、気泡発生周期は約０．０１秒であった。
【００２１】図３に［Ｃ］濃度の経時変化を示す。本発
明の方法では、２５πラジアン／秒の角速度でランスを
回転させた。比較例は、ランスを５０πラジアン／秒で
回転した場合である。２０分の脱炭処理後の［Ｃ］の濃
度は、比較例では０．００１５ｍａｓｓ％であるのに対
して本発明の方法では、０．０００７ｍａｓｓ％まで達
した。
明の方法では、２５πラジアン／秒の角速度でランスを
回転させた。比較例は、ランスを５０πラジアン／秒で
回転した場合である。２０分の脱炭処理後の［Ｃ］の濃
度は、比較例では０．００１５ｍａｓｓ％であるのに対
して本発明の方法では、０．０００７ｍａｓｓ％まで達
した。
【００２２】
【発明の効果】本発明により、取鍋４全体を真空槽５内
に装入し、溶鋼１中に不活性ガスを吹込む方式の真空脱
ガス装置において、従来の様な、ポーラスプラグによる
ガス吹込み方法ではなく、所定の回転速度で旋回するラ
ンス３によるガス吹込み方法により、溶損の大きいポー
ラスプラグに起因する鍋の修理・整備に掛かる手間を省
く事ができ、更に、吹込みガス流量も容易に増大する事
ができるので［Ｃ］濃度が、０．００１％以下の極低炭
素鋼を容易に出来る様になった。
に装入し、溶鋼１中に不活性ガスを吹込む方式の真空脱
ガス装置において、従来の様な、ポーラスプラグによる
ガス吹込み方法ではなく、所定の回転速度で旋回するラ
ンス３によるガス吹込み方法により、溶損の大きいポー
ラスプラグに起因する鍋の修理・整備に掛かる手間を省
く事ができ、更に、吹込みガス流量も容易に増大する事
ができるので［Ｃ］濃度が、０．００１％以下の極低炭
素鋼を容易に出来る様になった。
【図１】本発明の方法の実施様態を示す図。
【図２】脱炭反応の容量係数とランス回転の角速度との
関係を示す図。
関係を示す図。
【図３】［Ｃ］濃度の経時変化を示す図。
１…溶鋼 ２Ａ，２Ｂ…ガス
噴出口 ３…ランス ４Ａ…取鍋 ５…真空槽
噴出口 ３…ランス ４Ａ…取鍋 ５…真空槽
Claims (1)
- 【請求項１】 減圧下において、溶鋼の脱炭処理を実施
するにあたり、真空槽（５）内の溶鋼（１）にガス噴出
方向が互いに逆向きの２つのガス噴出口（２Ａ），（２
Ｂ）を有するランス（３）を溶鋼（１）に浸漬し、Ｔを
ガス噴出口（２Ａ），（２Ｂ）からの気泡の発生周期，
ｎを自然数としたとき、 （４ｎ−３）π／（４Ｔ）＜ω＜（４ｎ−１）π／（４
Ｔ） を満たす角速度ωでランス（３）をその中心軸の周りに
回転させながら不活性ガスを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 |
|---|---|---|---|
| JP8376192A JPH05287357A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8376192A JPH05287357A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05287357A true JPH05287357A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=13811562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8376192A Withdrawn JPH05287357A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05287357A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902374A (en) * | 1995-08-01 | 1999-05-11 | Nippon Steel Corporation | Vacuum refining method for molten steel |
-
1992
- 1992-04-06 JP JP8376192A patent/JPH05287357A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902374A (en) * | 1995-08-01 | 1999-05-11 | Nippon Steel Corporation | Vacuum refining method for molten steel |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |