JPH0649528A - 極低炭素鋼の減圧脱炭精錬方法 - Google Patents

極低炭素鋼の減圧脱炭精錬方法

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JPH0649528A
JPH0649528A JP20921392A JP20921392A JPH0649528A JP H0649528 A JPH0649528 A JP H0649528A JP 20921392 A JP20921392 A JP 20921392A JP 20921392 A JP20921392 A JP 20921392A JP H0649528 A JPH0649528 A JP H0649528A
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JP
Japan
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gas
molten steel
steel
low carbon
refining
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JP20921392A
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Kenichiro Miyamoto
健一郎 宮本
Shinya Kitamura
北村信也
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 極低炭素領域まで脱炭速度を低下させること
なく効率的な精錬が可能となる極低炭素鋼の精錬方法を
提供する。 【構成】 転炉、電気炉などの精錬炉より出鋼された取
鍋内溶鋼に大径の直胴形状の容器を浸漬するとともに、
該直胴浸漬槽内を減圧し、鋼浴の底部からガス体を供給
し、ガス体による気泡活性面の形成とガスリフトによる
溶鋼循環機能を併用する溶鋼の精錬方法において、低部
からのガス吹込みを偏心させ、反対側の下降流サイドの
浸漬管半周に設けたガス吹込みノズルより鋼浴表面下5
00〜1500mmの位置から不活性ガスを、浸漬管ガ
ス量(GS )/低部ガス量(GB )=1.0〜3.0の
範囲で吹込み、且つ、真空槽内に溶鋼全表面積の10%
以上の気泡活性面を形成することにより極低炭素鋼を効
率的に溶製できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、極低炭素領域まで脱炭
速度を低下させることなく効率的な精錬が可能となる極
低炭素鋼の効率的な精錬方法に関する。
【0002】
【従来の技術】極低炭素鋼の減圧脱炭方法としては、R
H、DHが広く用いられている。しかし、炭素濃度を2
0ppm以下に低下させる場合には脱炭速度が停滞し、
長時間を要するという問題があった。これを解決するた
めには、通常RHにおける還流用Arガス流量の増加や
浸漬管径の拡大、あるいはDHにおける槽昇降速度の増
加等による溶鋼還流速度の増大といった方法が取られて
いる。しかしながら、これらの方法のうち、還流用Ar
ガス流量の増加は耐火物の寿命の低下を招くため限界が
あり、浸漬管径の増大は寸法制約上の限界があり、槽昇
降速度の増加も溶鋼の追従性からの限界がある。
【0003】また、材料とプロセス、第3巻(199
0)、168においてRHにおける槽内へのArガス吹
き込みによる反応界面積の増大方法が提示されている
が、極低炭素濃度域において効果を得るためには50N
l/(ton・min)以上という大量のガス吹き込み
が必要であり、槽内で激しいスプラッシュを発生させる
ため、操業性を著しく損ねるという問題がある。さら
に、特開昭57−200514号公報によれば、RHに
おいて還流用のガスを取鍋の底部より吹き込む方法が示
されているが、極低炭素濃度領域で効果を出すために大
量のガスを導入した場合には浸漬管耐火物下端部に気泡
が衝突するため耐火物損耗が激しいという問題を有して
いる。
【0004】これに対して、特開昭53−67605号
公報には、円筒形の管を浸漬し管内を減圧する減圧精錬
炉が提示されているが、この方法では処理中に管内溶鋼
と管外溶鋼とを混合させることを目的として、複数回、
減圧/複圧を繰り返すため、溶鋼反応表面積が高真空下
にさらされる時間が短く、極低炭素鋼の溶製の場合には
長時間を要するという問題がある。一方、特開昭51−
55717号公報においては、円筒形の管を浸漬し管内
を減圧した上で取鍋底部のポーラスれんがよりArガス
をふきこむ減圧精錬炉が提示されている。しかし、これ
らで示されているような、円筒形の浸漬管に溶鋼を吸い
上げ、取鍋底部に設けたガス吹き込み孔から不活性ガス
を導入する方式のみでは、安定して極低炭素領域まで脱
炭できないため実用化には至っていなく、また、この方
法のみでは、処理中のスプラッシュ発生も安定して抑制
できず、また、転炉スラグを巻き込むため、高清浄度鋼
の安定した溶製も難しいという問題がある。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】以上で示したよう
に、材料とプロセス、第3巻(1990)、168に示
された方法の場合には、激しいスプラッシュを生じると
いう問題点があり、また、特開昭57−200514号
公報に示された方法には耐火物損耗が激しいという問題
点を有していた。さらに、特開昭53−67605号公
報に示された方法では、処理中に減圧/複圧を繰り返す
ために溶鋼反応表面積が高真空下にさらされる時間が短
く、極低炭素鋼溶製の場合には長時間を要するという問
題があった。さらに、特開昭53−67605号公報や
特開昭51−55717号公報に示された方法で、溶鋼
の還流改善を積極的に図っても、安定して極低炭素領域
まで脱炭することができない上に、処理中のスプラッシ
ュ発生も安定して抑制できず、また、高清浄度鋼の安定
した溶製も難しいという問題があった。
【0006】従って、本発明の目的とするところは、激
しいスプラッシュの発生、耐火物損耗、清浄度の低下と
いう問題を起こすことなく、しかも、短時間処理で極低
炭素領域まで脱炭速度を低下させずに効率的な精錬を可
能とすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の従
来技術の問題点を解決するために、真空精錬下で取鍋内
溶鋼に大径の浸漬管を浸漬し、該浸漬管内にガス体を供
給して、気泡活性面の形成を全溶鋼表面の10%以上と
した脱炭法を先に出願した。本発明はさらに、真空下で
の脱炭について鋭意検討を行った結果、今回、気泡脱炭
を進行させるには真空面側のある特定の深さ内の気泡が
有効であるということを知見し得た。本発明はこの知見
に基づきなされたものである。
【0008】その要旨とするところは、転炉、電気炉な
どの精錬炉より出鋼された取鍋内溶鋼に、大径の直胴形
状の容器を浸漬するとともに、該直胴浸漬槽内を減圧
し、鋼浴の底部からガス体を供給し、ガス体による気泡
活性面の形成とガスリフトによる溶鋼循環機能を併用す
る溶鋼の精錬方法において、低部からのガス吹込みを偏
心させ、反対側の下降流サイドの浸漬管半周に設けた複
数個のガス吹込みノズルより、鋼浴表面下500〜15
00mmの位置から不活性ガスを、浸漬管ガス流量(G
S )と低部ガス流量(GB )との比率の関係においてG
S /GB =1.0〜3.0の範囲で吹き込み、且つ、真
空槽内に溶鋼全表面積の10%以上の気泡活性面を形成
することにより、溶鋼中炭素濃度を6ppm以下とする
ことにある。
【0009】
【作用】本発明は以下に記載する気泡脱炭を促進させる
ことに立脚している。今、取鍋底部から吹き込まれた不
活性ガスは溶鋼の静圧を受けているためにCO分圧が比
較的高く、脱炭反応が進行しにくくなっている。本発明
者らは種々の実験を行うことにより、吹き込まれた気泡
が溶鋼から受ける静圧の影響が小さくなる、つまり気泡
と溶鋼界面のCO分圧が十分に低くなり、気泡脱炭を促
進する領域としては、真空表面下の1500mm以内で
あるとの知見を見出した。つまり、1500mmより深
い位置からガス吹込みを行っても気泡脱炭は進行しない
ことになる。今、取鍋低部からガス吹込みを行った場合
について考えてみると、低部より吹き込まれたガスは溶
鋼との比重差により浮上する。そして、気泡が上昇し、
静圧の影響を受けなくなる領域まで来ると気泡脱炭は進
行するが、低部からの吹込みガスは常に上昇流を形成し
ているため、この領域に滞留している時間は非常に短
く、従って低部から供給されるガスによって気泡脱炭を
進行させることは困難である。
【0010】そこで、本発明者は気泡脱炭を効率的に起
こさせる方法として、低部からのガス吹込みを偏心さ
せ、反対側の下降流サイドの浸漬管半周より不活性ガス
を吹込むことにより、気泡脱炭を著しく向上させる方法
を発明した。この方法によれば、取鍋底部から供給され
るガスによって真空槽表面に気泡活性面を形成し、表面
脱炭を促進させた上で、浸漬管からの吹込みガスにより
気泡脱炭を起こさせるため、総括の脱炭反応としては非
常に大きな脱炭反応速度となる。
【0011】このように、表面脱炭を促進させた上で気
泡脱炭を促進させるための条件を種々の実験で検討した
結果、取鍋低部からのガス吹込みを偏心させた上で反対
側の下降流側の浸漬管半周に設けた複数個のガス吹込み
ノズルより鋼浴表面下500〜1500mmの位置から
不活性ガスを、浸漬管ガス流量(GS )と低部ガス流量
(GB )との比率の関係においてGS /GB =1.0〜
3.0の範囲で吹き込み、且つ、真空槽内に溶鋼全表面
積の10%以上の気泡活性面を形成することにより、成
し遂げられることを明らかにした。
【0012】図1に示す如く取鍋1底部の中心位置以外
よりガス吹込みノズル5より吹込みを行った場合、浮上
する気泡に伴って、溶鋼3の循環流が形成される。この
とき、ガス吹込み位置とは反対側の下降流が形成される
側の浸漬管2の半周からガス吹込みノズル5からガス吹
込みを行うと浸漬管から吹き込まれた不活性ガスは底部
から供給されたガスによって形成された下降流と気泡の
浮力がバランスするつまり、下降流により気泡の浮上が
抑えこまれるために、長時間、気泡脱炭が進みやすい深
さに気泡が滞留し、さらに整流化された下降流と上昇気
泡が衝突することにより気泡は分散するため、飛躍的に
脱炭が進むことになる。また、このとき、浸漬管からの
吹込みガスが500mmより浅い場合には、整流化され
た下降流が形成されていないため、吹き込まれた気泡が
直ちに浮上してしまい、気泡脱炭が進行しなくなる。さ
らに、吹込み位置が1500mmより深い場合では、下
降流で浴の底部(気泡脱炭が起こらない領域)へ気泡が
巻き込まれて、次いで、速い上昇流に乗り急速浮上する
ために気泡脱炭の進行が悪くなる。
【0013】また、底部からのガス流量と浸漬管からの
ガス流量の比率について、底部からのガス流量が過大で
あると、下降流が速すぎて気泡が浴低部へ巻き込まれ
て、気泡脱炭の進行が妨げられてしまい、過少であると
表面脱炭が進行しなくなるなどの障害を生じる。さら
に、浸漬管からのガス流量が過大であると、気泡が合体
粗大化し浮力が大きくなって吹き込まれると直ちに浮上
してしまい、気泡脱炭が進行が妨げられ、且つ、多量の
スプラッシュが発生するため、槽内の地金付着も激しく
なり操業性の悪化を招くことになる。また、浸漬管から
のガスが過少であると、今度は気泡脱炭量そのものが少
なくなる。
【0014】よって、浸漬管からのガス流量(GS )と
底部からのガス流量(GB )の比率としてはGS /GB
=1.0〜3.0の範囲が最適となる。
【0015】
【実施例】図1に示した如く、取鍋1、浸漬管2、溶鋼
3、ポーラスプラグ4、ガス吹込みノズル5において、
175ton規模の真空精錬装置を用いた場合の実施例
を表1に示す。転炉での吹止め炭素濃度は0.03〜
0.04%とし、底吹きArガス流量は一律、300N
l/分にて真空精錬を行った。
【0016】表1から明らかなように本発明方法が極低
炭素鋼の溶製に際し、非常に優れた方法であることがわ
かる。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】本発明を用いることにより、激しいスプ
ラッシュの発生を伴うことなく、しかも、短時間処理で
極低炭素濃度域まで脱炭速度を低下させることなく効率
的に精錬を行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による減圧精錬法の実施の態様の一例を
示す図。
【図2】浸漬管のノズル配置を示す図。
【図3】浸漬管からのガス吹込み深さと脱炭速度定数の
関係を表す図。
【図4】浸漬管ガス流量(GS )/低部ガス流量(G
B )比と脱炭速度定数の関係を表す図。
【図5】従来法と本発明法の脱炭挙動の経時変化(片対
数表示)の比較図。
【符号の説明】
1…取鍋 2…浸漬管 3…溶鋼 4…ポーラスプラ
グ 5…ガス吹込みノズル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 精錬炉より出鋼された取鍋内溶鋼に、大
    径の直胴形状の容器を浸漬するとともに、該直胴浸漬槽
    内を減圧し、鋼浴の底部からガス体を供給しガス体によ
    る気泡活性面の形成とガスリフトによる溶鋼循環機能を
    併用する溶鋼の減圧脱炭精錬方法において、低部からの
    ガス吹込みを偏心させ、反対側の下降流サイドの浸漬管
    半周に設けた複数個のガス吹込みノズルより、鋼浴表面
    下500〜1500mmの位置から不活性ガスを、浸漬
    管ガス流量(GS )と低部ガス流量(GB )の比率の関
    係においてGS /GB =1.0〜3.0の範囲で吹き込
    み、且つ、真空槽内に溶鋼全表面積の10%以上の気泡
    活性面を形成することを特徴とする効率的な極低炭素鋼
    の減圧脱炭精錬方法。
JP20921392A 1992-08-05 1992-08-05 極低炭素鋼の減圧脱炭精錬方法 Withdrawn JPH0649528A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014029325A1 (zh) * 2012-08-24 2014-02-27 马钢(集团)控股有限公司 直筒型真空精炼装置及其使用方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014029325A1 (zh) * 2012-08-24 2014-02-27 马钢(集团)控股有限公司 直筒型真空精炼装置及其使用方法
US9809868B2 (en) 2012-08-24 2017-11-07 Magang (Group) Holding Co. Ltd. Straight barrel type vacuum refining device and method for use the same

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Effective date: 19991005