JPH06200316A - 溶融金属の精錬方法、同精錬容器および同精錬容器用羽口 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ガスと溶融金属間の界面で生じる
反応を利用して溶融金属の精錬を行う際、反応速度を増
大させて精錬時間を短縮し、生産性を向上することを目
的とする。 【構成】 本発明は、溶融金属精錬容器において、底吹
きガスによる攪拌を行いながら溶融金属を精錬する際、
ガス出口形状がスリット状の底吹羽口により底吹きする
ことを特徴とする。本発明によれば、発生気泡が微細化
され、ガス−メタル間の反応界面積が増大し、かつ気泡
の滞留時間も増加して、溶融金属の精錬を短時間で行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は溶融金属の精錬方法、同
精錬容器および同精錬容器用羽口に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属を気液反応を利用して精錬する
場合、例えば低炭素域における溶鋼の脱炭処理を行うよ
うな場合には、溶鋼中の炭素は溶鋼中の酸素と結びつ
き、ＣＯガスとなって気液界面から抜けていく。このよ
うな気液界面における反応を利用した精錬においては、
容器の底からガスを吹き込むなどして気液界面積を増大
させることで反応を促進し、処理時間を短縮することが
可能となる。

【０００３】従来、溶鋼にガスを吹き込む方法は、例え
ば特開平２−２１７４１２号公報あるいは特開平３−６
１３１６号公報のように減圧・真空槽内の溶鋼に不活性
ガスを吹き込む方法が公知であり、脱炭速度の向上には
それなりの効果が期待できる。その時、ガスは多孔質の
プラグや円管ノズルから吹き込まれる。吹き込みガス流
量が等しい場合、吹き込まれた気泡径が小さければ小さ
いほど気液反応界面積が増大し、精錬反応時間が短縮で
きる。

【０００４】気泡径は吹き込みノズル径に依存するた
め、気泡を小さくするためにはノズル径を極力小さくす
る必要があるが、その場合ノズル１本当たりの吹き込み
流量が制限されるため、同じ流量を確保するためには多
数のノズルを必要とする。そのような底吹き羽口とし
て、細管を集合したＣＢ羽口が知られているが、この場
合ノズル間の距離が短く、気泡が合体してしまい、小さ
な気泡は生成されない。気泡が合体しないようなノズル
間距離を確保するためには、１本の細管ノズルを有した
羽口を多数精錬容器に設置しなければならず、羽口れん
がや羽口スリーブれんが等のコストが増大する。また、
多孔質のプラグを用いた場合も、一つ一つの気孔は小さ
くてもやはり気孔間の距離が極めて小さく、また溶融金
属とプラグの濡れ性が悪いため、ガスはプラグ表面に広
がって気泡の合体が生じ、やはり小さな気泡は生成され
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガスを吹き
込みながら溶融金属を精錬する際に、小さな気泡を生成
することでガス−メタル界面積を増大させ、精錬反応を
促進し、処理時間を短縮する溶融金属の精錬方法、同方
法を実施する精錬容器および同精錬容器用羽口を提供す
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは下記のとおりである。 （１） 溶融金属精錬容器を用いて、底吹きガスによる
攪拌を行いながら溶融金属を精錬する際、ガス出口形状
がスリット状の底吹き羽口により底吹きすることを特徴
とする溶融金属の精錬方法。

【０００７】（２） 底吹きガスによる攪拌を行いなが
ら溶融金属を精錬する際に用いる溶融金属の精錬容器に
おいて、底吹き羽口のガス出口形状をスリット状とした
ことを特徴とする溶融金属の精錬容器。 （３） 底吹きガスによる攪拌を行いながら溶融金属を
精錬する際に用いる溶融金属の精錬容器に用いる底吹き
羽口であって、そのガス出口形状をスリット状としたこ
とを特徴とする溶融金属の精錬容器用羽口。

【０００８】本発明の特徴とするところは、底吹き羽口
のガス出口形状をスリット状にすることで、ノズル１本
当たりのガス流量を減少させることなく生成気泡径を小
さくし、ガス−メタル界面積を増大させ、気液界面で生
じる反応を従来よりも速やかに進ませることを可能とし
た点にある。

【０００９】

【作用】本発明の作用を図１、２、３に従って説明す
る。図１は羽口の形状を示した図、図２はその羽口を用
いて溶鋼の低炭素域での脱炭を実施した例の説明図、図
３は図２Ａ部の拡大図である。図１のように、羽口れん
が１内部の円管ノズル３の途中にスリット部２を設ける
と、ガスの出口形状は細長い矩形となる。この羽口７を
図２のように溶融金属５の精錬容器４の底部に設置し
て、Ａｒガスを吹き込むと、気泡６は図３に示すように
矩形のノズル出口の短辺の長さに規定されて溶融金属中
に吹き込まれる。スリット状であるため、短辺の長さが
非常に小さく、発生する気泡も小さくなるが、出口断面
積は例えば短辺の長さを直径とする円管のノズルと比較
するとかなり大きく、大流量のガスを吹き込むことがで
きる。溶融金属中に吹き込まれたＡｒ気泡の表面で溶鋼
中の炭素と酸素が反応し、ＣＯガスとなって脱炭反応が
進行するが、Ａｒ気泡が小さいほど反応界面積が増大す
る。また気泡が小さいほど気泡の浮上速度も小さくなる
ため、気泡の溶鋼滞留時間も増加する。以上２つの理由
から、吹き込みガス流量が等しい場合は、気泡が小さい
ほどトータルの脱炭反応速度が増大する。

【００１０】以上の理由により、従来よりも短い処理時
間で、ガス−メタル間の界面で生じる反応を利用した溶
融金属の精錬を行うことが可能となる。本発明者らは、
水モデル、および溶融金属を入れた小型るつぼの内部を
Ｘ線透視観察して、発生気泡径がノズルスリット部の短
辺の長さで規定されることを確認した。

【００１１】

【実施例】内径１．１ｍの底吹き攪拌機能を有する円筒
型の精錬容器を用いて、低炭素溶鋼の脱炭実験を行っ
た。羽口のノズルスリット部は短辺の長さ０．５ｍｍ、
長辺の長さ２５ｍｍとした。実験は、Ｃ濃度を２９０〜
３１０ｐｐｍに調整した溶鋼を用いて行った。溶鋼重量
は６ｔ、Ａｒガス吹き込み量は１００Ｎｌ／ｍｉｎ、精
錬時間は１０分間とした。精錬開始後、２分おきに金属
サンプルを採取してＣ分析を行った。図４に、本実験中
の溶鋼中のＣ濃度の経時変化を示す。比較として、ノズ
ル出口断面積がほぼ等しい内径４ｍｍの円管ノズルを有
する羽口を使用した場合のＣ濃度の経時変化を併せて示
す。本発明による精錬方法の場合の方が、一定のＣ濃度
に到達する時間が短いことが確認できた。

【００１２】

【発明の効果】本発明によって、ガス−メタル間の界面
で生じる反応を利用した精錬の時間を短くでき、生産性
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノズル出口形状をスリット状とした羽口の透視
図である。

【図２】底からＡｒガスを吹き込んで溶鋼の脱炭を行う
精錬容器に本発明を適用した例の説明図である。

【図３】図２のＡ部拡大説明図である。

【図４】脱炭実験時の溶鋼中のＣ濃度変化を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１：羽口れんが ２：ノズルスリット部 ３：円管ノズル ４：精錬容器 ５：溶融金属 ６：気泡 ７：羽口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属精錬容器を用いて、底吹きガス
   による攪拌を行いながら溶融金属を精錬する際、ガス出
   口形状がスリット状の底吹き羽口により底吹きすること
   を特徴とする溶融金属の精錬方法。
2. 【請求項２】 底吹きガスによる攪拌を行いながら溶融
   金属を精錬する際に用いる溶融金属の精錬容器におい
   て、底吹き羽口のガス出口形状をスリット状としたこと
   を特徴とする溶融金属の精錬容器。
3. 【請求項３】 底吹きガスによる攪拌を行いながら溶融
   金属を精錬する際に用いる溶融金属の精錬容器に用いる
   底吹き羽口であって、そのガス出口形状をスリット状と
   したことを特徴とする溶融金属の精錬容器用羽口。