JPH059554A - 減圧下における溶融金属の酸素精錬方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＲＨ脱ガス槽内の減圧下における溶鋼の効率
のよい脱炭、または鋼浴昇熱の２つを選択的に行うこと
ができる精錬法を達成する。 【構成】 ＲＨ脱ガス槽１内の減圧下における溶鋼３の
ストレートランス４からの酸素ガス上吹き時間中に、脱
ガス槽１内の圧力を 130トール未満とする脱炭を主体と
する工程、脱ガス槽１内の圧力を 130トール以上にする
槽内でのCOガス二次燃焼を主体とする工程、を単独また
は複合して行い、適度の脱炭と昇熱を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、減圧下における溶融金
属の酸素精錬方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】減圧下に酸素上吹ランスによって鋼浴の
脱炭を行うにあたり、低炭領域での脱炭効率を上げる方
法としては特開昭54−137421号公報に開示された技術が
ある。さらに上吹酸素ランスのノズルチップをラバール
形状として脱炭効率を上げる方法として特開昭57−1374
15号、特開昭52-43717号、特開昭50−104714号、特開平
２-54714号公報に開示された技術がある。

【０００３】前記特開昭54−137421号に開示された技術
は、高Cr溶鋼に対し真空中で脱炭を行う場合、溶鋼中の
Ｃ濃度に応じてランスノズルの有効開孔断面積を変化さ
せ、極低Ｃ濃度までの脱炭を行うものである。しかし、
この方法では実操業を考慮した場合、操業中にランスチ
ップ径を変更することは１本単管ランスでは不可能であ
り、２本ランス或いは多重管ランスにすると設備が複雑
となる。また、ランスチップ先端に弁体とその駆動系を
具え断面積を変更するタイプとすることは高熱のため過
大な冷却構造を必要とするという問題がある。

【０００４】特開昭57−137415号公報等に開示された技
術は、ラバール型ノズルの所定マッハ数が吹錬中の槽内
圧力の上限で得られるように設計することによって脱炭
を効率良く行う方法である。しかしながら槽内圧力は76
0Torrの常圧から 0.1Torr程度の真空にまで変化するた
め、設計圧力をどの圧力にとるかを決定することは困難
である。また、本法によれば脱炭と昇熱の作用のうち、
脱炭のみが効率よく行われるが昇熱を効率良く行うこと
はできない。さらに真空度を制御しないため、ラバール
ノズルの効率を設計通り発揮できず、酸素圧力を変化し
た時設計マッハ数が変動し、ラバールノズルの設計操作
域をはずれ易いという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の従来
技術の問題点を解決し減圧下における効率のよい脱炭、
または鋼浴昇熱の２つを選択的に達成し得る酸素精錬技
術を提供するためになされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、減圧容器中の
溶融金属浴面に上方から少なくとも酸素ガスを含む気体
を上吹きすることにより溶融金属の脱炭を行う減圧下に
おける溶融金属の酸素精錬方法において、下記（Ａ）、
（Ｂ）の工程を単独または複合して選択的に行うことを
特徴とする減圧下における溶融金属の酸素精錬方法であ
る。

【０００７】（Ａ）少なくとも酸素ガスを含む気体の上
吹き時間中に、減圧容器内の圧力を130トール未満とす
ることにより上吹き気体で溶融金属の脱炭を主に行わせ
る工程。 （Ｂ）少なくとも酸素ガスを含む気体の上吹き時間中
に、減圧容器内の圧力を130トール以上にすることによ
り上吹き気体で二次燃焼を主に行わせる工程。

【０００８】なお本発明では、前記において、工程
（Ｂ）の後に工程（Ａ）を続けて行うようにすることが
できるのは勿論である。

【０００９】

【作 用】脱炭を効率よく行わせるには、（１）上吹き
酸素ガスジェットの直進性を保持し、できる限り高速で
酸素を浴面に到達させること、または、（２）減圧容器
の酸素ガスにより圧力を制御し、浴面より発生した一酸
化炭素ガスの燃焼しにくい条件下で酸素ガスを浴面に吹
き付けることが有効である。後者の（２）の場合酸素ガ
スジェットの直進性はそれ程必要ではないし、流速も大
きくなくてよい。

【００１０】一方、溶融金属浴の昇熱を効率よく行わせ
るためには、（１）ある程度の脱炭効率を保持しながら
酸素ジェットを拡散させ、溶融金属浴から脱炭によって
発生する一酸化炭素ガスと酸素ガスを効率良く接触させ
一酸化炭素ガスを２次燃焼させること、更に（２）減圧
内の圧力を一酸化炭素と酸素ガスとの燃焼可能範囲に制
御することが有効である。

【００１１】本発明者らは、減圧下での一酸化炭素ガス
の爆発限界を定量化するに当たり、実験装置として日本
工業規格ＪＩＳ−2301に規定する燃料ガスのヘンペル分
析法の爆発法を利用することにし、真空脱炭中に発生す
る排ガス組成の範囲で爆発が起こる真空圧がどのように
変化するかを求めた。その結果を図２に示す。図２に示
すように、本実験を通して容器内の圧力が 130トール未
満ではCO濃度が約50％以上と高くてもほとんど燃焼し得
なくなることを見出した。そこで本知見により下記のこ
とが成り立つことになる。

【００１２】（１）酸素ガス上吹き中 130トール未満の
真空度で保持すれば、二次燃焼は減圧容器内空間では生
じず、吹き付けたO₂は脱炭に優先的に用いられる。 （２）酸素ガス上吹き中 130トール以上の真空度で保持
すれば、減圧容器内空間で一酸化炭素の二次燃焼が生
じ、二次燃料熱を有効に金属浴の昇熱に利用できる。

【００１３】（３）上記の（１）から（２）項へ連続的
に移行すれば、昇熱と脱炭の両方を効率よく行わせるこ
とが可能である。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の方法に使用するＲＨ装置の概
略断面図である。同図１に示すようにＲＨ脱ガス槽１の
上部からストレートランス４が昇降可能に挿入されてい
る。このストレートランス４は溶鋼３への酸素供給が必
要な時に、適当な高さまで下降させて鋼浴面へ酸素ガス
を吹き付ける。ランス４を通して酸素だけでなくアルゴ
ンガス等の酸素以外のガスを供給することもできる。２
は溶鋼３を入れた取鍋を示す。

【００１５】転炉で一次脱炭精錬された 230トン／ヒー
トの溶鋼を２分で循環できる循環流量の図１に示すＲＨ
脱ガス設備を用い、上吹きによって15Nm³／分の酸素流
量で酸素吹錬を行った。 実施例（１） ストレートランスを用い蒸気ブースターの使用段数およ
び／またはリーク空気流量の制御によって排気能力を制
御することによって 125トールにＲＨ脱ガス槽内圧力を
固定した。酸素ガス上吹き時間は20分とした。

【００１６】実施例（２） ストレートランスを用い排気能力を制御し 135トールに
ＲＨ脱ガス槽内圧力を固定した。酸素ガス上吹き時間は
20分とした。 実施例（３） ストレートランスを用い排気能力を制御し 135トールで
10分、 125トールで10分酸素ガスの上吹きを行った。

【００１７】比較例 ラバールランスにて 300〜100 トールの間で上吹きを20
分実施した。容器内圧力は一定には制御しなかった。各
操業結果を比較して表１に示す。

【００１８】

【表１】 脱炭主目的の実施例（１）では、処理後の炭素濃度が比
較例より低く、バラツキσも減少している。昇熱が主目
的の実施例（２）では、比較例に比べて処理後炭素濃度
のバラツキσの低減と、昇熱の増大約14℃が得られてい
る。複合法の実施例（３）では、比較例に比べて処理後
炭素濃度も低く、バラツキσが減少しており、昇熱量も
約７℃多く得られている。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の方法によれ
ば、減圧容器内の圧力を 130トール未満、 130トール以
上のいずれかに制御することにより、上吹き酸素ガスに
よる脱炭もしくは一酸化炭素ガスの二次燃焼による昇熱
を選択的に行うことができる。また、同一ビート内で 1
30トール以上での酸素ガスの上吹きと 130トール未満で
の上吹きを順次行うことにより、適度の脱炭と昇熱効果
の両方が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用したＲＨ脱ガス装置の概
略断面図である。

【図２】ＪＩＳ−2301のヘンペル分析法による減圧下で
の一酸化炭素含有ガスの酸素ガスによる燃焼実験結果を
示す線図である。

【符号の説明】

１ ＲＨ脱ガス槽 ２ 取鍋 ３ 溶鋼 ４ ストレートランス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 減圧容器中の溶融金属浴面に上方から少
   なくとも酸素ガスを含む気体を上吹きすることにより溶
   融金属の脱炭を行う減圧下における溶融金属の酸素精錬
   方法において、下記（Ａ）、（Ｂ）の工程を単独または
   複合して選択的に行うことを特徴とする減圧下における
   溶融金属の酸素精錬方法。 （Ａ）少なくとも酸素ガスを含む気体の上吹き時間中
   に、減圧容器内の圧力を130トール未満とすることによ
   り上吹き気体で溶融金属の脱炭を主に行わせる工程。 （Ｂ）少なくとも酸素ガスを含む気体の上吹き時間中
   に、減圧容器内の圧力を130トール以上にすることによ
   り上吹き気体で二次燃焼を主に行わせる工程。
2. 【請求項２】 工程（Ｂ）の後に工程（Ａ）を続けて行
   う請求項１記載の減圧下における溶融金属の酸素精錬方
   法。