JPH06240341A - 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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- JPH06240341A JPH06240341A JP3057393A JP3057393A JPH06240341A JP H06240341 A JPH06240341 A JP H06240341A JP 3057393 A JP3057393 A JP 3057393A JP 3057393 A JP3057393 A JP 3057393A JP H06240341 A JPH06240341 A JP H06240341A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】鋼中炭素濃度10ppm未満の極低炭素鋼を安
定的に製造することを可能とする。 【構成】溶鋼3を真空脱ガス装置1を用いて脱炭し、H
2 を溶鋼3中に溶解させるとともに、Alなどの脱酸用
金属又はMgOなどの酸化物を添加して非金属介在物を
供給し、CO及びH2 を含む気泡の生成を容易にして脱
炭を促進する。
定的に製造することを可能とする。 【構成】溶鋼3を真空脱ガス装置1を用いて脱炭し、H
2 を溶鋼3中に溶解させるとともに、Alなどの脱酸用
金属又はMgOなどの酸化物を添加して非金属介在物を
供給し、CO及びH2 を含む気泡の生成を容易にして脱
炭を促進する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製鋼炉で溶製された未
脱酸もしくは弱脱酸溶鋼をRH法、DH法、VOD法等
を用いて脱炭し、鋼中炭素濃度10ppm未満の極低炭
素鋼を迅速にかつ装置の操業性を損なうことなく溶製す
ることができる、真空脱炭処理による極低炭素鋼の溶製
方法に関するものである。
脱酸もしくは弱脱酸溶鋼をRH法、DH法、VOD法等
を用いて脱炭し、鋼中炭素濃度10ppm未満の極低炭
素鋼を迅速にかつ装置の操業性を損なうことなく溶製す
ることができる、真空脱炭処理による極低炭素鋼の溶製
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】冷延鋼板の焼鈍プロセスの短期化及び能
率向上の観点から、連続焼鈍設備の採用が近年盛んであ
る。これに適合する素材として鋼中炭素濃度(重量分
率、以下〔C〕と記す)が10ppmないし数ppmの
極低炭素鋼が要求されるようになってきた。
率向上の観点から、連続焼鈍設備の採用が近年盛んであ
る。これに適合する素材として鋼中炭素濃度(重量分
率、以下〔C〕と記す)が10ppmないし数ppmの
極低炭素鋼が要求されるようになってきた。
【0003】極低炭素鋼は従来から、転炉において
〔C〕=0.02〜0.05重量%まで脱炭した溶鋼
を、RH法等の真空脱ガス装置を用いて減圧下で脱炭す
る技術により溶製されてきた。真空脱ガス装置による脱
炭では、〔C〕<50ppmの極低炭領域において、次
第に脱炭速度が低下するため、〔C〕<10ppmとい
った極低炭素鋼を工業的に大量に溶製することは困難で
あった。例えばRH真空脱ガス装置を用いて転炉で溶製
された未脱酸溶鋼を〔C〕<10ppmまで脱酸する場
合には、還流速度を増大するなどの対策をとったとして
も30〜40分以上といった長時間の脱炭処理を必要と
していた。
〔C〕=0.02〜0.05重量%まで脱炭した溶鋼
を、RH法等の真空脱ガス装置を用いて減圧下で脱炭す
る技術により溶製されてきた。真空脱ガス装置による脱
炭では、〔C〕<50ppmの極低炭領域において、次
第に脱炭速度が低下するため、〔C〕<10ppmとい
った極低炭素鋼を工業的に大量に溶製することは困難で
あった。例えばRH真空脱ガス装置を用いて転炉で溶製
された未脱酸溶鋼を〔C〕<10ppmまで脱酸する場
合には、還流速度を増大するなどの対策をとったとして
も30〜40分以上といった長時間の脱炭処理を必要と
していた。
【0004】このような極低炭素濃度領域における反応
の律速過程は、溶鋼中の炭素の反応サイトへの物質移動
過程であると考えられていることから、反応界面積を増
大して反応速度を向上する試みがなされている。その場
合の反応サイトとしては、溶鋼内気泡/溶鋼界面、脱ガ
ス容器内鋼浴表面、気泡が鋼浴を離脱する際に随伴する
スプラッシュなどが想定されるが、その各々の寄与は必
ずしも明確ではなく、撹拌用あるいは還流用のArガス
量を増すことが上記3点に有効であろうとの観点から、
5Nm3 /分にも及ぶ大量のArガスを溶鋼中へ吹き込
む技術がRH脱ガス装置において採用されている現状に
とどまる。
の律速過程は、溶鋼中の炭素の反応サイトへの物質移動
過程であると考えられていることから、反応界面積を増
大して反応速度を向上する試みがなされている。その場
合の反応サイトとしては、溶鋼内気泡/溶鋼界面、脱ガ
ス容器内鋼浴表面、気泡が鋼浴を離脱する際に随伴する
スプラッシュなどが想定されるが、その各々の寄与は必
ずしも明確ではなく、撹拌用あるいは還流用のArガス
量を増すことが上記3点に有効であろうとの観点から、
5Nm3 /分にも及ぶ大量のArガスを溶鋼中へ吹き込
む技術がRH脱ガス装置において採用されている現状に
とどまる。
【0005】さらに、極低炭素濃度域での脱炭反応の促
進方法としては、真空脱炭処理中に溶鋼中に多量の水素
を添加して脱ガス容器内で気泡を活発に発生させること
により気液界面積を増し脱炭反応を促進する技術が、特
開昭57−194206号公報に開示されている。真空
脱炭処理を継続しながら水素含有物質を添加する技術で
は、脱炭を効果的に促進するには235トン規模のRH
真空脱ガス装置の場合で0.2〜1kg/分もの大量の
水素ガスを溶鋼鍋底部に設置した多孔質耐火物プラグ等
を通して溶鋼中に吹込む必要があった。本発明者らがこ
の方法について250トン規模のRH脱ガス装置で実験
を行ったところでは、効果的に脱炭反応を促進するため
に5ppm程度の鋼中水素濃度を維持するには、2.5
Nm3 /分もの大量の水素ガス相当の水素を溶鋼中に添
加することが必要である。
進方法としては、真空脱炭処理中に溶鋼中に多量の水素
を添加して脱ガス容器内で気泡を活発に発生させること
により気液界面積を増し脱炭反応を促進する技術が、特
開昭57−194206号公報に開示されている。真空
脱炭処理を継続しながら水素含有物質を添加する技術で
は、脱炭を効果的に促進するには235トン規模のRH
真空脱ガス装置の場合で0.2〜1kg/分もの大量の
水素ガスを溶鋼鍋底部に設置した多孔質耐火物プラグ等
を通して溶鋼中に吹込む必要があった。本発明者らがこ
の方法について250トン規模のRH脱ガス装置で実験
を行ったところでは、効果的に脱炭反応を促進するため
に5ppm程度の鋼中水素濃度を維持するには、2.5
Nm3 /分もの大量の水素ガス相当の水素を溶鋼中に添
加することが必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】RH真空脱ガス装置で
は、脱炭速度を増大するために還流速度を増大する手段
を講じても、〔C〕<10ppmまで脱炭するにはなお
30〜40分以上といった長時間の脱炭処理を必要と
し、大幅な溶製コストの増大と生産性の低下を招いてい
た。
は、脱炭速度を増大するために還流速度を増大する手段
を講じても、〔C〕<10ppmまで脱炭するにはなお
30〜40分以上といった長時間の脱炭処理を必要と
し、大幅な溶製コストの増大と生産性の低下を招いてい
た。
【0007】また真空脱炭処理中に溶鋼中に水素を添加
する方法では効果的に脱炭を促進するには大量の水素を
溶鋼中に添加する必要があった。しかし溶鋼鍋底部に設
置した多孔質耐火物プラグやインジェクションランスを
用いてこのような大量の水素ガスを取鍋内の溶鋼中に吹
込むことは、ガス撹拌に伴う溶鋼の飛散による設備損傷
の問題やガス吹込み羽口や浸漬管耐火物等の耐用性の観
点から工業的規模で実施することが困難であると考えら
れる。またRH脱ガス装置の場合浸漬管に設置された還
流ガス吹込み用羽口から水素ガスを吹込む方法も考えら
れるが、そのような方法では水素ガスの溶解効率が低
く、脱炭処理中の鋼中水素濃度が3ppm程度までしか
上昇せず、効果的な鋼中水素濃度を維持することができ
ないため脱炭の促進効果が小さかった。
する方法では効果的に脱炭を促進するには大量の水素を
溶鋼中に添加する必要があった。しかし溶鋼鍋底部に設
置した多孔質耐火物プラグやインジェクションランスを
用いてこのような大量の水素ガスを取鍋内の溶鋼中に吹
込むことは、ガス撹拌に伴う溶鋼の飛散による設備損傷
の問題やガス吹込み羽口や浸漬管耐火物等の耐用性の観
点から工業的規模で実施することが困難であると考えら
れる。またRH脱ガス装置の場合浸漬管に設置された還
流ガス吹込み用羽口から水素ガスを吹込む方法も考えら
れるが、そのような方法では水素ガスの溶解効率が低
く、脱炭処理中の鋼中水素濃度が3ppm程度までしか
上昇せず、効果的な鋼中水素濃度を維持することができ
ないため脱炭の促進効果が小さかった。
【0008】本発明は〔C〕<10ppmまでの極低炭
領域での脱炭を迅速に行うと共に、従来安定大量生産が
困難であった〔C〕<10ppmの超極低炭素鋼を安定
的に溶製可能な技術を提供しようとするものである。そ
の際に従来の方法に見られるような地金付きによる操業
性の悪化や、羽口や耐火物の耐用性などの問題を生じる
ことなく、工業的規模において上記課題を達成できる方
法を提供しようとするものである。
領域での脱炭を迅速に行うと共に、従来安定大量生産が
困難であった〔C〕<10ppmの超極低炭素鋼を安定
的に溶製可能な技術を提供しようとするものである。そ
の際に従来の方法に見られるような地金付きによる操業
性の悪化や、羽口や耐火物の耐用性などの問題を生じる
ことなく、工業的規模において上記課題を達成できる方
法を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空脱ガス装
置を用い、水素を溶鋼中に溶解して極低炭素濃度域の脱
炭を促進するに当り、所定の鋼中炭素濃度まで真空脱炭
をした後、溶鋼中酸素濃度
置を用い、水素を溶鋼中に溶解して極低炭素濃度域の脱
炭を促進するに当り、所定の鋼中炭素濃度まで真空脱炭
をした後、溶鋼中酸素濃度
〔0〕を200ppm以上に
保ちつつ、脱酸剤を添加して非金属介在物を生成し、C
Oを含む気泡の核生成を容易にし、脱炭を促進すること
を特徴とする極低炭素鋼の溶製方法である。ここで所定
の鋼中炭素濃度とは、あらかじめ定めた鋼中炭素濃度で
あって、例えば20ppm未満の値である。
保ちつつ、脱酸剤を添加して非金属介在物を生成し、C
Oを含む気泡の核生成を容易にし、脱炭を促進すること
を特徴とする極低炭素鋼の溶製方法である。ここで所定
の鋼中炭素濃度とは、あらかじめ定めた鋼中炭素濃度で
あって、例えば20ppm未満の値である。
【0010】上記溶製方法において、所定炭素濃度まで
真空脱炭を行った後、処理圧力を上昇して真空脱炭を実
質的に中断し、水素を所定溶鋼中水素濃度まで溶解した
後、第2次真空脱炭を開始し、このとき脱炭開始の直前
あるいは直後に、脱酸剤を添加することとすれば好適で
あり、また、これらの溶製方法において、真空脱ガス装
置としてRH真空脱ガス装置を用い、脱酸剤を取鍋内の
溶鋼中に連続的あるいは間欠的に添加しつつ真空脱炭を
行うこととすれば効率よく極低炭素鋼を得ることができ
る。
真空脱炭を行った後、処理圧力を上昇して真空脱炭を実
質的に中断し、水素を所定溶鋼中水素濃度まで溶解した
後、第2次真空脱炭を開始し、このとき脱炭開始の直前
あるいは直後に、脱酸剤を添加することとすれば好適で
あり、また、これらの溶製方法において、真空脱ガス装
置としてRH真空脱ガス装置を用い、脱酸剤を取鍋内の
溶鋼中に連続的あるいは間欠的に添加しつつ真空脱炭を
行うこととすれば効率よく極低炭素鋼を得ることができ
る。
【0011】また本発明の第2の発明は、真空脱ガス装
置を用い、水素を溶鋼中に溶解して極低炭素濃度域の脱
炭を促進するに当り、粉状の酸化物を溶鋼中に吹込み、
脱炭を促進することを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法
である。この場合、粉状の酸化物を溶鋼中に吹込むこと
に代り、粉状の酸化物を減圧下の溶鋼浴面に吹付けるこ
ととしてもよく、また、所定の溶鋼中炭素濃度まで真空
脱炭を行った後、処理圧力を上昇して水素の溶解を促進
し、所定の溶鋼中の水素濃度まで溶解した後、再度処理
圧力を低下させて第2次真空脱炭を行い、このとき、粉
状の酸化物を溶鋼中に再吹込みすることでもよく、さら
にこの再吹込みすることに代わり粉状の酸化物を減圧下
の溶鋼浴面上に吹付けることとしてもよい。
置を用い、水素を溶鋼中に溶解して極低炭素濃度域の脱
炭を促進するに当り、粉状の酸化物を溶鋼中に吹込み、
脱炭を促進することを特徴とする極低炭素鋼の溶製方法
である。この場合、粉状の酸化物を溶鋼中に吹込むこと
に代り、粉状の酸化物を減圧下の溶鋼浴面に吹付けるこ
ととしてもよく、また、所定の溶鋼中炭素濃度まで真空
脱炭を行った後、処理圧力を上昇して水素の溶解を促進
し、所定の溶鋼中の水素濃度まで溶解した後、再度処理
圧力を低下させて第2次真空脱炭を行い、このとき、粉
状の酸化物を溶鋼中に再吹込みすることでもよく、さら
にこの再吹込みすることに代わり粉状の酸化物を減圧下
の溶鋼浴面上に吹付けることとしてもよい。
【0012】
【作用】極低炭素濃度域での脱炭反応の促進方法とし
て、真空脱炭処理中に溶鋼中に多量の水素を添加して脱
ガス容器内で気泡を活発に発生させることにより、気液
界面積を増し脱炭反応を促進する方法について、主とし
て250トン規模のRH脱ガス装置で実験を行ったとこ
ろ、前述のように水素の添加方法に問題があり、工業的
規模においてこの方法を適用することは困難であった。
そこで脱炭を促進するための効果的な水素添加方法につ
いて発明者らが研究を行った結果、本方法を発明するに
到った。
て、真空脱炭処理中に溶鋼中に多量の水素を添加して脱
ガス容器内で気泡を活発に発生させることにより、気液
界面積を増し脱炭反応を促進する方法について、主とし
て250トン規模のRH脱ガス装置で実験を行ったとこ
ろ、前述のように水素の添加方法に問題があり、工業的
規模においてこの方法を適用することは困難であった。
そこで脱炭を促進するための効果的な水素添加方法につ
いて発明者らが研究を行った結果、本方法を発明するに
到った。
【0013】従来の水素を添加しながら脱炭する方法で
は、効果的に脱炭を促進するためには、水素濃度を5p
pmというような高い値に維持する必要があり、操業上
容易に達成可能な3ppm程度の水素濃度では、十分な
脱炭促進効果が得られていなかった。しかしこの3pp
mの溶鋼中水素濃度と平衡する水素ガス分圧は約11t
orrであって、脱ガス槽内の圧力1torrに比べて
高いことから、3ppm程度の溶鋼中水素濃度において
も水素ガス気泡生成の駆動力はある程度あると考えられ
る。
は、効果的に脱炭を促進するためには、水素濃度を5p
pmというような高い値に維持する必要があり、操業上
容易に達成可能な3ppm程度の水素濃度では、十分な
脱炭促進効果が得られていなかった。しかしこの3pp
mの溶鋼中水素濃度と平衡する水素ガス分圧は約11t
orrであって、脱ガス槽内の圧力1torrに比べて
高いことから、3ppm程度の溶鋼中水素濃度において
も水素ガス気泡生成の駆動力はある程度あると考えられ
る。
【0014】そこで、気泡の核生成を容易にする物質を
溶鋼中に分散させることにより水素ガス気泡の生成を容
易にし、気液界面積をさらに増大させる方法について検
討を行った。その結果Alなどの脱酸剤を溶鋼中に添加
して微細な非金属介在物を溶鋼中に分散させることが有
効であることを見出した。この際、脱酸剤の添加量が大
きすぎると〔O〕が低下しすぎて、脱炭速度が低下する
が、〔O〕が200ppm以上の範囲であれば〔O〕が
低下することによる影響は見られない。また脱酸剤の添
加タイミングとしては炭素活量ac が20ppm以下の
時点で添加することが好適である。これより高い炭素活
量ではCO気泡の自発的発生による脱炭の寄与が高いた
め、水素の溶解及び非金属介在物の分散による脱炭促進
の効果は相対的に小さくあまり有効ではない。
溶鋼中に分散させることにより水素ガス気泡の生成を容
易にし、気液界面積をさらに増大させる方法について検
討を行った。その結果Alなどの脱酸剤を溶鋼中に添加
して微細な非金属介在物を溶鋼中に分散させることが有
効であることを見出した。この際、脱酸剤の添加量が大
きすぎると〔O〕が低下しすぎて、脱炭速度が低下する
が、〔O〕が200ppm以上の範囲であれば〔O〕が
低下することによる影響は見られない。また脱酸剤の添
加タイミングとしては炭素活量ac が20ppm以下の
時点で添加することが好適である。これより高い炭素活
量ではCO気泡の自発的発生による脱炭の寄与が高いた
め、水素の溶解及び非金属介在物の分散による脱炭促進
の効果は相対的に小さくあまり有効ではない。
【0015】また生成した非金属介在物は比較的短い時
間で分離除去されるため、効果を長時間持続させること
は困難であるから、その意味でもac >20ppmの時
点において脱酸剤を添加することとはac ≒10ppm
の極低炭域まで効果を持続させるためには不利である。
添加する脱酸剤の量としては、脱酸生成物の酸素量で1
00ppm相当以上であって、溶鋼中酸素濃度〔O〕が
200ppm未満とならない範囲が好適である。上記よ
り少ない脱酸剤添加量では脱炭促進効果が小さい。従っ
て〔O〕を200ppm以上に保つこととした。
間で分離除去されるため、効果を長時間持続させること
は困難であるから、その意味でもac >20ppmの時
点において脱酸剤を添加することとはac ≒10ppm
の極低炭域まで効果を持続させるためには不利である。
添加する脱酸剤の量としては、脱酸生成物の酸素量で1
00ppm相当以上であって、溶鋼中酸素濃度〔O〕が
200ppm未満とならない範囲が好適である。上記よ
り少ない脱酸剤添加量では脱炭促進効果が小さい。従っ
て〔O〕を200ppm以上に保つこととした。
【0016】また、非金属介在物を溶鋼中に分散させる
本発明法は、溶鋼中水素濃度を5ppm程度以上まで上
昇させた場合にも特に効果的である。ac <20ppm
の所定炭素濃度まで脱炭した後、処理圧力を上昇して水
素を溶解することにより、容易に水素濃度を5ppm以
上まで溶解することが可能である。その後第2次真空脱
炭をする際に、脱酸剤を添加して、溶鋼中に非金属介在
物を分散させることにより、脱酸剤を添加しない場合に
比べて脱炭速度が大幅に向上する。これは気泡の生成サ
イトが増大したために気泡が微細化し、気液界面積が増
大したことによると推定される。
本発明法は、溶鋼中水素濃度を5ppm程度以上まで上
昇させた場合にも特に効果的である。ac <20ppm
の所定炭素濃度まで脱炭した後、処理圧力を上昇して水
素を溶解することにより、容易に水素濃度を5ppm以
上まで溶解することが可能である。その後第2次真空脱
炭をする際に、脱酸剤を添加して、溶鋼中に非金属介在
物を分散させることにより、脱酸剤を添加しない場合に
比べて脱炭速度が大幅に向上する。これは気泡の生成サ
イトが増大したために気泡が微細化し、気液界面積が増
大したことによると推定される。
【0017】また真空脱ガス装置としてRH真空脱ガス
装置を用いる場合には、取鍋内の溶鋼中に脱酸剤を添加
することにより、脱炭反応の生じる脱ガス槽内の溶鋼を
一時的に脱酸過剰として脱炭反応を阻害することを防止
しつつ非金属介在物を供給することが可能である。従っ
てRH真空脱ガス装置を用いる場合には脱酸剤を連続的
あるいは間欠的に取鍋内の溶鋼中に添加して、効率よく
非金属介在物を脱ガス槽内に供給することが望ましい。
装置を用いる場合には、取鍋内の溶鋼中に脱酸剤を添加
することにより、脱炭反応の生じる脱ガス槽内の溶鋼を
一時的に脱酸過剰として脱炭反応を阻害することを防止
しつつ非金属介在物を供給することが可能である。従っ
てRH真空脱ガス装置を用いる場合には脱酸剤を連続的
あるいは間欠的に取鍋内の溶鋼中に添加して、効率よく
非金属介在物を脱ガス槽内に供給することが望ましい。
【0018】次に、水素ガスを吹込んで溶鋼中水素濃度
を上昇させた後に、MgO,Al2O3 ,CaOなどの
酸化物を溶鋼中に吹込むかあるいは、溶鋼浴面上に吹付
けることにより効果的に脱炭を促進できる本発明の知見
を説明する。この場合、酸化物の種類としては、酸化鉄
などの酸素ポテンシャルの高いものでは効果がなく、M
gOなどの安定な酸化物でしかも溶鋼温度より高融点の
組成の方が効果が高い。これは吹込んだ酸化物が、物理
的に気泡の核生成に寄与しているためと考えられる。ま
た、MgO,Al2 O3 ,CaOなどの酸化物は工業的
に通常利用される安価な製品では、H2 O,CO2 と結
合したものを不純物としてある程度含んでいるが、本発
明法で用いる場合には、H2 O,CO2 の量ができるだ
け少ないもの、望ましくは各々1重量%以下のものを用
いることが肝要である。これはCO2 の場合直接炭素汚
染源となること、またH2 O,CO2 とも高酸素ポテン
シャルであるため、表面活性である酸素の影響により、
化学的に反応速度が低下するからである。
を上昇させた後に、MgO,Al2O3 ,CaOなどの
酸化物を溶鋼中に吹込むかあるいは、溶鋼浴面上に吹付
けることにより効果的に脱炭を促進できる本発明の知見
を説明する。この場合、酸化物の種類としては、酸化鉄
などの酸素ポテンシャルの高いものでは効果がなく、M
gOなどの安定な酸化物でしかも溶鋼温度より高融点の
組成の方が効果が高い。これは吹込んだ酸化物が、物理
的に気泡の核生成に寄与しているためと考えられる。ま
た、MgO,Al2 O3 ,CaOなどの酸化物は工業的
に通常利用される安価な製品では、H2 O,CO2 と結
合したものを不純物としてある程度含んでいるが、本発
明法で用いる場合には、H2 O,CO2 の量ができるだ
け少ないもの、望ましくは各々1重量%以下のものを用
いることが肝要である。これはCO2 の場合直接炭素汚
染源となること、またH2 O,CO2 とも高酸素ポテン
シャルであるため、表面活性である酸素の影響により、
化学的に反応速度が低下するからである。
【0019】酸化物の供給方法としては、気泡発生領域
である減圧下の溶鋼浴面付近に効果的に酸化物を供給す
ることが望ましく、上昇管に設置した環流ガス吹込み用
羽口から吹込む方法、上吹きランスから吹付ける方法、
あるいは脱ガス槽炉壁に設けた羽口から吹き込む方法が
効果的であった。また用いる酸化物の粒径としては、比
較的粒径の大きいものの方が効果が高く、50〜200
μmの粒子の割合が95%の場合よりも200〜100
0μmの粒子の割合がが90%の場合の方が効果が高か
った。これは、ある程度大きな粒子の方が気泡生成の活
性化エネルギーが小さくなることから、気泡生成に有利
なためと考えられる。
である減圧下の溶鋼浴面付近に効果的に酸化物を供給す
ることが望ましく、上昇管に設置した環流ガス吹込み用
羽口から吹込む方法、上吹きランスから吹付ける方法、
あるいは脱ガス槽炉壁に設けた羽口から吹き込む方法が
効果的であった。また用いる酸化物の粒径としては、比
較的粒径の大きいものの方が効果が高く、50〜200
μmの粒子の割合が95%の場合よりも200〜100
0μmの粒子の割合がが90%の場合の方が効果が高か
った。これは、ある程度大きな粒子の方が気泡生成の活
性化エネルギーが小さくなることから、気泡生成に有利
なためと考えられる。
【0020】さらに、酸化物を溶鋼中に分散させる本発
明法は、溶鋼中水素濃度を5ppm程度以上まで上昇さ
せた場合に特に効果的である。ac <20ppmの所定
炭素濃度まで脱炭した後、処理圧力を上昇して水素を溶
解することにより、容易に水素濃度を5ppm以上まで
溶解することが可能である。その後第2次真空脱炭をす
る際に、脱酸剤を添加して溶鋼中に酸化物を分散させる
ことにより、脱酸剤を添加しない場合に比べて脱炭速度
が大幅に向上する。これは気泡の生成サイトが増大した
ために気泡が微細化し、気液界面積が増大したことによ
るものと推定される。
明法は、溶鋼中水素濃度を5ppm程度以上まで上昇さ
せた場合に特に効果的である。ac <20ppmの所定
炭素濃度まで脱炭した後、処理圧力を上昇して水素を溶
解することにより、容易に水素濃度を5ppm以上まで
溶解することが可能である。その後第2次真空脱炭をす
る際に、脱酸剤を添加して溶鋼中に酸化物を分散させる
ことにより、脱酸剤を添加しない場合に比べて脱炭速度
が大幅に向上する。これは気泡の生成サイトが増大した
ために気泡が微細化し、気液界面積が増大したことによ
るものと推定される。
【0021】
実施例−1 本発明法を260トン規模のRH真空脱ガス装置におい
て実施した場合の例を示す。転炉で溶製した〔C〕が約
300ppmの低炭素鋼約260tを環流管径600m
mのRH脱ガス装置を用いて脱炭した。図1はRH脱ガ
ス装置の模式図であって、溶鋼3を保持した取鍋2に脱
ガス槽1の環流管を浸漬させ、脱ガス槽内の雰囲気を真
空ポンプで吸引し、環流ガス用羽口4から水素とアルゴ
ンを吹き込んで脱炭精練する。このとき金属鉄装入装置
5から脱酸剤を装入する。図2はさらに溶鋼3中に脱酸
剤を供給するワイヤフイーダ6を備えたものである。
て実施した場合の例を示す。転炉で溶製した〔C〕が約
300ppmの低炭素鋼約260tを環流管径600m
mのRH脱ガス装置を用いて脱炭した。図1はRH脱ガ
ス装置の模式図であって、溶鋼3を保持した取鍋2に脱
ガス槽1の環流管を浸漬させ、脱ガス槽内の雰囲気を真
空ポンプで吸引し、環流ガス用羽口4から水素とアルゴ
ンを吹き込んで脱炭精練する。このとき金属鉄装入装置
5から脱酸剤を装入する。図2はさらに溶鋼3中に脱酸
剤を供給するワイヤフイーダ6を備えたものである。
【0022】表1に実施例及び比較例を示した。実施例
No.1では、環流ガス用羽口4からArガス2.5N
m3 /分を吹き込みつつ脱ガス槽1内を大気圧から約1
torrまで減圧する脱炭処理を10分間にわたり継続
した後、環流ガスをH2 ガス3Nm3 /分、Arガス1
Nm3 /分に変更し、RH処理開始後20分まで継続し
た。RH処理開始後15分から20分の間は〔H〕は約
3ppmで定常となった。所定の溶鋼中炭素濃度として
平均〔C〕を約17ppmとし、この平均〔C〕となる
RH処理開始後15分の時点で、Alを0.5kg/t
脱ガス槽内に添加した。脱炭処理開始前及び終了時点で
の全溶鋼中酸素濃度〔T・O〕はそれぞれ平均800p
pm及び400ppmであった。RH処理開始後20分
の時点でAlを添加してAlキルド鋼にするとともに、
環流ガスをAr2.5Nm3 /分に変更して脱酸処理を
7分間継続した。
No.1では、環流ガス用羽口4からArガス2.5N
m3 /分を吹き込みつつ脱ガス槽1内を大気圧から約1
torrまで減圧する脱炭処理を10分間にわたり継続
した後、環流ガスをH2 ガス3Nm3 /分、Arガス1
Nm3 /分に変更し、RH処理開始後20分まで継続し
た。RH処理開始後15分から20分の間は〔H〕は約
3ppmで定常となった。所定の溶鋼中炭素濃度として
平均〔C〕を約17ppmとし、この平均〔C〕となる
RH処理開始後15分の時点で、Alを0.5kg/t
脱ガス槽内に添加した。脱炭処理開始前及び終了時点で
の全溶鋼中酸素濃度〔T・O〕はそれぞれ平均800p
pm及び400ppmであった。RH処理開始後20分
の時点でAlを添加してAlキルド鋼にするとともに、
環流ガスをAr2.5Nm3 /分に変更して脱酸処理を
7分間継続した。
【0023】実施例No.2は、実施例No.1と同様
の方法で、RH処理開始後15分にAlを脱ガス槽1内
に添加する代わりに、図2のAlワイヤーフィーダを用
いて、RH処理開始後15分から20分までの5分間に
0.1kg/t分の添加速度で取鍋内の溶鋼中に連続的
にAlを添加した場合の例である。実施例No.3で
は、実施例No.1と同様に15分間脱炭処理を行った
後、排気装置の運転を一部中断し、脱ガス槽内の圧力を
約100torrまで上昇して水素を溶解した。RH処
理開始後19分の〔H〕を約6ppmまで上昇した時点
で、排気装置の運転を再開し脱ガス槽内の圧力を約1t
orrまで急速に減圧するとともにAlを0.5kg/
tを脱ガス槽内に添加した。その後脱炭処理はRH処理
開始後24分まで5分間継続し、その間環流ガスはH2
を3Nm3 /分及びArを1Nm3 /分とした。
の方法で、RH処理開始後15分にAlを脱ガス槽1内
に添加する代わりに、図2のAlワイヤーフィーダを用
いて、RH処理開始後15分から20分までの5分間に
0.1kg/t分の添加速度で取鍋内の溶鋼中に連続的
にAlを添加した場合の例である。実施例No.3で
は、実施例No.1と同様に15分間脱炭処理を行った
後、排気装置の運転を一部中断し、脱ガス槽内の圧力を
約100torrまで上昇して水素を溶解した。RH処
理開始後19分の〔H〕を約6ppmまで上昇した時点
で、排気装置の運転を再開し脱ガス槽内の圧力を約1t
orrまで急速に減圧するとともにAlを0.5kg/
tを脱ガス槽内に添加した。その後脱炭処理はRH処理
開始後24分まで5分間継続し、その間環流ガスはH2
を3Nm3 /分及びArを1Nm3 /分とした。
【0024】実施例−2 本発明の第2の発明を260トン規模のRH脱ガス装置
において実施した。転炉で溶製した〔C〕が約30pp
mの低炭素鋼約260トンを環流管径600mmのRH
脱ガス装置を用いて脱炭した。図3はこの装置の模式図
を示す。参照番号1〜5は図1と同様である。水素とア
ルゴンを吹き込む系統に粉状の酸化物供給装置7を備え
ている。図4は上吹きランス8を備え、このランス8に
よって粉状の酸化物を減圧下の溶鋼3の浴面に吹きつけ
るものである。
において実施した。転炉で溶製した〔C〕が約30pp
mの低炭素鋼約260トンを環流管径600mmのRH
脱ガス装置を用いて脱炭した。図3はこの装置の模式図
を示す。参照番号1〜5は図1と同様である。水素とア
ルゴンを吹き込む系統に粉状の酸化物供給装置7を備え
ている。図4は上吹きランス8を備え、このランス8に
よって粉状の酸化物を減圧下の溶鋼3の浴面に吹きつけ
るものである。
【0025】表1に実施例及び比較例を示した。実施例
No.4では、環流ガス用羽口4からArガス2.5N
m3 /分を吹き込みつつ脱ガス槽1内を大気圧から約1
torrまで減圧する脱炭処理を10分間に渡り継続し
た後、環流ガスをH2 ガス3Nm3 /分、Arガス1N
m3 /分に変更し、RH処理開始後20分まで継続し
た。RH処理開始後15分から20分の間は〔H〕は約
3ppmで定常となった。脱炭処理開始後15分より、
脱炭処理終了の20分までの5分間にわたり、環流ガス
用羽口4より、MgO粉を100kg/分の吹込み速度
で吹込んだ。
No.4では、環流ガス用羽口4からArガス2.5N
m3 /分を吹き込みつつ脱ガス槽1内を大気圧から約1
torrまで減圧する脱炭処理を10分間に渡り継続し
た後、環流ガスをH2 ガス3Nm3 /分、Arガス1N
m3 /分に変更し、RH処理開始後20分まで継続し
た。RH処理開始後15分から20分の間は〔H〕は約
3ppmで定常となった。脱炭処理開始後15分より、
脱炭処理終了の20分までの5分間にわたり、環流ガス
用羽口4より、MgO粉を100kg/分の吹込み速度
で吹込んだ。
【0026】実施例No.5では、実施例No.4とほ
ぼ同様の溶製方法で、環流ガス用羽口4からMgO粉を
吹込む代わりに、図4の上吹きランス8よりMgO粉を
100kg/分の速度で、脱ガス槽1内の溶鋼浴面上に
吹付けた場合の例である。実施例No.6では実施例N
o.4と同様の方法で15分間脱炭処理を行った後、排
気装置の運転を一部中断し脱ガス槽内の圧力を約100
torrまで上昇しつつ水素を4分間に渡り溶解させ
て、〔H〕を約6ppmまで上昇した。その後、排気装
置の運転を再開し、脱ガス槽内の圧力を約1torrま
で急速に減圧するとともに、MgOを上吹きランス8よ
り100kg/分の速度で溶鋼浴面に吹付けて、脱炭処
理をさらに5分間行った。
ぼ同様の溶製方法で、環流ガス用羽口4からMgO粉を
吹込む代わりに、図4の上吹きランス8よりMgO粉を
100kg/分の速度で、脱ガス槽1内の溶鋼浴面上に
吹付けた場合の例である。実施例No.6では実施例N
o.4と同様の方法で15分間脱炭処理を行った後、排
気装置の運転を一部中断し脱ガス槽内の圧力を約100
torrまで上昇しつつ水素を4分間に渡り溶解させ
て、〔H〕を約6ppmまで上昇した。その後、排気装
置の運転を再開し、脱ガス槽内の圧力を約1torrま
で急速に減圧するとともに、MgOを上吹きランス8よ
り100kg/分の速度で溶鋼浴面に吹付けて、脱炭処
理をさらに5分間行った。
【0027】比較例No.1は実施例No.1,4とほ
ぼ同様の溶製方法で介在物生成用のAlの添加あるいは
MgO粉の吹込みのみ行わなかった場合の例である。比
較例No.2は実施例No.3,6とほぼ同様の溶製方
法で介在物生成用のAlの添加あるいはMgO粉の吹込
みのみ行わなかった場合の例である。比較例No.3
は、実施例No.5とほぼ同様の溶製方法であるが、H
2 ガスの吹込みは行わず、MgO粉の吹付けのみ行った
場合の例である。この場合環流ガスはArのみで、脱炭
処理開始から10分までは2.5Nm3 /分、10分か
ら脱炭処理終了の20分までの10分間は4.0Nm3
/分とした。
ぼ同様の溶製方法で介在物生成用のAlの添加あるいは
MgO粉の吹込みのみ行わなかった場合の例である。比
較例No.2は実施例No.3,6とほぼ同様の溶製方
法で介在物生成用のAlの添加あるいはMgO粉の吹込
みのみ行わなかった場合の例である。比較例No.3
は、実施例No.5とほぼ同様の溶製方法であるが、H
2 ガスの吹込みは行わず、MgO粉の吹付けのみ行った
場合の例である。この場合環流ガスはArのみで、脱炭
処理開始から10分までは2.5Nm3 /分、10分か
ら脱炭処理終了の20分までの10分間は4.0Nm3
/分とした。
【0028】表1より実施例No.1と比較例No.1
を比較するとAlを添加して介在物を生成することによ
り到達〔C〕値は平均3ppm(約30%)低下してい
る。また実施例No.1と実施例No.2を比較すると
RH脱ガス装置では介在物を連続的に生成する実施例N
o.2の方法がさらに効果的である。また実施例No.
3と比較例No.2を比較すると、〔H〕を6ppm程
度まで一時的に上昇させる方法をとった場合にも、脱炭
処理中に溶鋼中に非金属介在物を分散させる本発明法が
有効であることがわかる。
を比較するとAlを添加して介在物を生成することによ
り到達〔C〕値は平均3ppm(約30%)低下してい
る。また実施例No.1と実施例No.2を比較すると
RH脱ガス装置では介在物を連続的に生成する実施例N
o.2の方法がさらに効果的である。また実施例No.
3と比較例No.2を比較すると、〔H〕を6ppm程
度まで一時的に上昇させる方法をとった場合にも、脱炭
処理中に溶鋼中に非金属介在物を分散させる本発明法が
有効であることがわかる。
【0029】また、実施例No.4、5と比較例No.
1を比較すると、水素溶解させる条件は同じでも、Mg
O粉の吹込みあるいは吹付けにより到達〔C〕は、約3
0%以上低下していることがわかる。また、実施例N
o.5と比較例No.2を比較すると、単にMgO粉を
脱炭末期に吹付けただけでは効果はなく、水素を溶解さ
せる方法と併用することにより大きな効果が得られてい
ることがわかる。
1を比較すると、水素溶解させる条件は同じでも、Mg
O粉の吹込みあるいは吹付けにより到達〔C〕は、約3
0%以上低下していることがわかる。また、実施例N
o.5と比較例No.2を比較すると、単にMgO粉を
脱炭末期に吹付けただけでは効果はなく、水素を溶解さ
せる方法と併用することにより大きな効果が得られてい
ることがわかる。
【0030】さらに実施例No.6と比較例No.2を
比較すると〔H〕を6ppm程度まで一時的に上昇させ
る方法をとった場合にも、酸化物粉体を溶鋼中に吹込む
かあるいは吹付ける本発明法が有効であることがわか
る。
比較すると〔H〕を6ppm程度まで一時的に上昇させ
る方法をとった場合にも、酸化物粉体を溶鋼中に吹込む
かあるいは吹付ける本発明法が有効であることがわか
る。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】本発明によって極低炭域での脱炭を迅速
に行うことができ、その結果〔C〕<10ppmの極低
炭素鋼を安定して大量に溶製できるようになった。また
本発明法では溶鋼の飛散による設備損傷の危険や耐火物
の異常損耗等の操業阻害要因がなく、さらに既存設備の
ガス吹込み配管に水素ガスを供給するだけの小改造で実
施が可能なため、広く工業的に適用可能である。
に行うことができ、その結果〔C〕<10ppmの極低
炭素鋼を安定して大量に溶製できるようになった。また
本発明法では溶鋼の飛散による設備損傷の危険や耐火物
の異常損耗等の操業阻害要因がなく、さらに既存設備の
ガス吹込み配管に水素ガスを供給するだけの小改造で実
施が可能なため、広く工業的に適用可能である。
【図1】本発明を実施する設備の態様を示すRH装置の
模式断面図である。
模式断面図である。
【図2】本発明を実施する設備の態様を示すRH装置の
模式断面図である。
模式断面図である。
【図3】本発明を実施する設備の態様を示すRH装置の
模式断面図である。
模式断面図である。
【図4】本発明を実施する設備の態様を示すRH装置の
模式断面図である。
模式断面図である。
1 脱ガス槽 2 取鍋 3 溶鋼 4 環流ガス用
羽口 5 金属鉄投入装置 6 ワイヤフィ
ーダ 7 酸化物供給装置 8 上吹きラン
ス
羽口 5 金属鉄投入装置 6 ワイヤフィ
ーダ 7 酸化物供給装置 8 上吹きラン
ス
Claims (7)
- 【請求項1】 真空脱ガス装置を用い、水素を溶鋼中に
溶解して、極低炭素濃度域の脱炭を促進するに当り、所
定の溶鋼中炭素濃度まで真空脱炭をした後、溶鋼中酸素
濃度を200ppm以上に保ちつつ、脱酸剤を添加して
非金属介在物を生成させ、COを含む気泡の核生成を容
易にして脱炭を促進することを特徴とする極低炭素鋼の
溶製方法。 - 【請求項2】 前記所定の溶鋼中炭素濃度まで真空脱炭
をした後、処理圧力を上昇して該真空脱炭を実質的に中
断し、水素を所定溶鋼中水素濃度まで溶解した後、第2
次真空脱炭を開始し、このとき前記脱酸剤を添加するこ
とを特徴とする請求項1記載の極低炭素鋼の溶製方法。 - 【請求項3】 真空脱ガス装置としてRH真空脱ガス装
置を用い、脱酸剤を取鍋内の溶鋼中に連続的あるいは間
欠的に添加しつつ真空脱炭を行うことを特徴とする請求
項1又は2記載の極低炭素鋼の溶製方法。 - 【請求項4】 真空脱ガス装置を用い、水素を溶鋼中に
溶解して、極低炭素濃度域の脱炭を促進するに当り、粉
状の酸化物を溶鋼中に吹込み、脱炭を促進することを特
徴とする極低炭素鋼の溶製方法。 - 【請求項5】 粉状の酸化物を溶鋼中に吹込むことに代
り、粉状の酸化物を減圧下の溶鋼浴面に吹付けることを
特徴とする請求項4記載の極低炭素鋼の溶製方法。 - 【請求項6】 所定の溶鋼中炭素濃度まで真空脱炭を行
った後、処理圧力を上昇して水素の溶解を促進し、所定
の溶鋼中の水素濃度まで溶解した後、再度処理圧力を低
下させて第2次真空脱炭を行い、このとき、粉状の酸化
物を溶鋼中に吹込むことを特徴とする請求項4記載の極
低炭素鋼の溶製方法。 - 【請求項7】 粉状の酸化物を溶鋼中に吹込むことに代
わり粉状の酸化物を減圧下の溶鋼浴面上に吹付けること
を特徴とする請求項6記載の極低炭素鋼の溶製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057393A JPH06240341A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057393A JPH06240341A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06240341A true JPH06240341A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12307597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3057393A Withdrawn JPH06240341A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 極低炭素鋼の溶製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06240341A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160063096A (ko) * | 2014-11-26 | 2016-06-03 | 현대제철 주식회사 | 탈가스 처리 장치 및 방법 |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP3057393A patent/JPH06240341A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160063096A (ko) * | 2014-11-26 | 2016-06-03 | 현대제철 주식회사 | 탈가스 처리 장치 및 방법 |
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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: 20000509 |