JPH0841529A - 溶鋼の真空脱炭方法 - Google Patents
溶鋼の真空脱炭方法Info
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- JPH0841529A JPH0841529A JP6178198A JP17819894A JPH0841529A JP H0841529 A JPH0841529 A JP H0841529A JP 6178198 A JP6178198 A JP 6178198A JP 17819894 A JP17819894 A JP 17819894A JP H0841529 A JPH0841529 A JP H0841529A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶鋼の真空処理を実施して、短時間に極低濃
度まで効率的且つ、経済的に脱炭する方法を提供する。 【構成】 脱ガス精錬設備を用いて溶鋼の脱炭を実行す
るにあたり、Ｐco *＝ｋ・［Ｏ］・［Ｃ］≦２５ｍｍＨ
ｇで、［Ｓ］濃度に応じて、［Ｏ］濃度を以下の範囲に
制御する事を特徴とする溶鋼の脱炭方法。 【数１】
度まで効率的且つ、経済的に脱炭する方法を提供する。 【構成】 脱ガス精錬設備を用いて溶鋼の脱炭を実行す
るにあたり、Ｐco *＝ｋ・［Ｏ］・［Ｃ］≦２５ｍｍＨ
ｇで、［Ｓ］濃度に応じて、［Ｏ］濃度を以下の範囲に
制御する事を特徴とする溶鋼の脱炭方法。 【数１】
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼あるいは溶融合金
に含有されている炭素［Ｃ］を減圧・真空下で除去する
ための効率的な脱ガス方法に関するものである。
に含有されている炭素［Ｃ］を減圧・真空下で除去する
ための効率的な脱ガス方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼や合金に含まれる炭素や窒素は、自動
車用薄鋼板、飲料缶用薄鋼板として使用する鋼板の場合
には、加工性向上、時効防止等のために極微量である事
が要求される。
車用薄鋼板、飲料缶用薄鋼板として使用する鋼板の場合
には、加工性向上、時効防止等のために極微量である事
が要求される。
【０００３】一般に、製鉄業においては、溶鋼あるいは
溶融合金（以下単に溶鋼と記述する）の脱炭処理を、例
えば、第３版鉄鋼便覧II製銑製鋼編６７１〜６８５ペー
ジに示されているような、各種の真空精錬設備を用い、
（３）式で示される反応を活用して実施している。
溶融合金（以下単に溶鋼と記述する）の脱炭処理を、例
えば、第３版鉄鋼便覧II製銑製鋼編６７１〜６８５ペー
ジに示されているような、各種の真空精錬設備を用い、
（３）式で示される反応を活用して実施している。
【０００４】 ［Ｃ］＋［Ｏ］＝ＣＯ ……（３） しかし、［Ｃ］がおよそ０．００５０ｍａｓｓ％以下に
なると脱炭速度が極端に低下し、短時間での脱炭処理で
［Ｃ］が０．００３０ｍａｓｓ％以下である極低炭素溶
鋼の溶製は極めて困難であり、その溶製コストは高いも
のである。
なると脱炭速度が極端に低下し、短時間での脱炭処理で
［Ｃ］が０．００３０ｍａｓｓ％以下である極低炭素溶
鋼の溶製は極めて困難であり、その溶製コストは高いも
のである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は溶鋼の減圧・
真空処理を実施して、効率良く経済的に極低炭素鋼を溶
製するための脱ガス方法を提供することを目的とするも
のである。
真空処理を実施して、効率良く経済的に極低炭素鋼を溶
製するための脱ガス方法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】本発明は、真空脱ガス精
錬設備を用いて溶鋼の脱炭処理を実施するにあたり、脱
炭処理中の真空槽中の圧力が１０ｍｍＨｇ以下である時
の溶鋼の炭素濃度［Ｃ］が、その時の溶鋼酸素濃度
［Ｏ］p を用いて、（１）式で示される値以下の領域に
おいて、該溶鋼中酸素濃度［Ｏ］の値を、溶鋼温度Ｔ
（℃）と該溶鋼の硫黄濃度［Ｓ］に応じて、（２）式で
示される濃度範囲に保持して溶鋼の脱炭処理を実施す
る。
錬設備を用いて溶鋼の脱炭処理を実施するにあたり、脱
炭処理中の真空槽中の圧力が１０ｍｍＨｇ以下である時
の溶鋼の炭素濃度［Ｃ］が、その時の溶鋼酸素濃度
［Ｏ］p を用いて、（１）式で示される値以下の領域に
おいて、該溶鋼中酸素濃度［Ｏ］の値を、溶鋼温度Ｔ
（℃）と該溶鋼の硫黄濃度［Ｓ］に応じて、（２）式で
示される濃度範囲に保持して溶鋼の脱炭処理を実施す
る。
【０００７】
【数２】
【０００８】
【作用】本発明の技術的思想の根源は、脱炭反応形態の
相違に応じて最適な処理条件を付与する事で脱炭反応を
速やかに進行させるものである。
相違に応じて最適な処理条件を付与する事で脱炭反応を
速やかに進行させるものである。
【０００９】本発明者らは、特公平６−１９１０２号公
報で開示したごとく、［Ｃ］が０．００５ｍａｓｓ％の
以下の領域で、［Ｓ］に応じて［Ｏ］を制御する事で速
やかに脱炭反応を進行させる極低炭素溶鋼の溶製方法を
提示した。
報で開示したごとく、［Ｃ］が０．００５ｍａｓｓ％の
以下の領域で、［Ｓ］に応じて［Ｏ］を制御する事で速
やかに脱炭反応を進行させる極低炭素溶鋼の溶製方法を
提示した。
【００１０】一般に、脱炭反応の進行は、溶鋼内部で
のＣＯ気泡の発生と、気相／溶鋼界面でのＣＯ生成の
総和として進行する。
のＣＯ気泡の発生と、気相／溶鋼界面でのＣＯ生成の
総和として進行する。
【００１１】前記のＣＯ気泡発生反応進行の有無は溶
鋼のＰCO * （＝Ｋ・［Ｏ］・［Ｃ］：ｍｍＨｇ）と真空
槽内圧力Ｐtotal （ｍｍＨｇ）との大小関係で決定さ
れ、（４），（５）式で示される関係により脱炭反応の
進行形態が異なる事を見出した。ここで、Ｋは平衡定数
であり、１０(1160.0/(T+273)+2.003)であることが良く
知られている。
鋼のＰCO * （＝Ｋ・［Ｏ］・［Ｃ］：ｍｍＨｇ）と真空
槽内圧力Ｐtotal （ｍｍＨｇ）との大小関係で決定さ
れ、（４），（５）式で示される関係により脱炭反応の
進行形態が異なる事を見出した。ここで、Ｋは平衡定数
であり、１０(1160.0/(T+273)+2.003)であることが良く
知られている。
【００１２】 ＰCO * ＞Ｐtotal ＋２５ ｍｍＨｇ ……（４） ：溶鋼内部からのＣＯ気泡発生による脱炭進行 ＰCO * ＜Ｐtotal ＋２５ ｍｍＨｇ ……（５） ：気相／溶鋼界面での脱炭支配領域 つまり、ＣＯ気泡発生反応による脱炭反応は、［Ｏ］が
高濃度であるほど速やかに進行し、その速度は大きい。
一方、気相／溶鋼界面でのＣＯ生成反応による脱炭速度
は、ＣＯ気泡生成に基づく脱炭速度よりも小さく、界面
吸着元素である［Ｏ］と［Ｓ］の存在によりＣＯ生成反
応による脱炭反応が阻害される。しかし、［Ｏ］はＣＯ
生成反応進行には必須成分であり、従って、［Ｓ］の値
に応じて［Ｏ］を制御する事で脱炭速度を大きくでき
る。つまり、反応形態に応じて、最適な処理条件を付与
する事で脱炭反応を速やかに進行させる事が出来る。す
なわち、一般的な脱炭処理においては、［Ｃ］が０．０
０５０ｍａｓｓ％以下の領域ではＰtotal はおよそ１０
ｍｍＨｇ以下であり、実用上は１ｍｍＨｇ程度であるか
ら、ＣＯ気泡発生反応が停止する時の［Ｃ］の値は
（１）式で示される。ただし、［Ｏ］P は、Ｐtotal が
１０ｍｍＨｇ以下であるときの酸素濃度である。
高濃度であるほど速やかに進行し、その速度は大きい。
一方、気相／溶鋼界面でのＣＯ生成反応による脱炭速度
は、ＣＯ気泡生成に基づく脱炭速度よりも小さく、界面
吸着元素である［Ｏ］と［Ｓ］の存在によりＣＯ生成反
応による脱炭反応が阻害される。しかし、［Ｏ］はＣＯ
生成反応進行には必須成分であり、従って、［Ｓ］の値
に応じて［Ｏ］を制御する事で脱炭速度を大きくでき
る。つまり、反応形態に応じて、最適な処理条件を付与
する事で脱炭反応を速やかに進行させる事が出来る。す
なわち、一般的な脱炭処理においては、［Ｃ］が０．０
０５０ｍａｓｓ％以下の領域ではＰtotal はおよそ１０
ｍｍＨｇ以下であり、実用上は１ｍｍＨｇ程度であるか
ら、ＣＯ気泡発生反応が停止する時の［Ｃ］の値は
（１）式で示される。ただし、［Ｏ］P は、Ｐtotal が
１０ｍｍＨｇ以下であるときの酸素濃度である。
【００１３】
【数３】
【００１４】したがって、［Ｃ］が（１）式で示される
値以下では、脱炭反応は気相／溶鋼界面で進行するた
め、脱炭速度を最大にするために、［Ｓ］に応じて
［Ｏ］を（２）式の範囲で制御する。
値以下では、脱炭反応は気相／溶鋼界面で進行するた
め、脱炭速度を最大にするために、［Ｓ］に応じて
［Ｏ］を（２）式の範囲で制御する。
【００１５】
【数４】
【００１６】ただし、［Ｏ］を狭い範囲で精度よく制御
する事は非常に難しい。したがって、実用上、最適
［Ｏ］の−５０％〜＋０．０１００ｍａｓｓ％の範囲を
許容する。この範囲では、脱炭反応阻害作用の影響が小
さい。
する事は非常に難しい。したがって、実用上、最適
［Ｏ］の−５０％〜＋０．０１００ｍａｓｓ％の範囲を
許容する。この範囲では、脱炭反応阻害作用の影響が小
さい。
【００１７】ＣＯ気泡が溶鋼内部から発生する領域で
は、脱炭速度を大きくするためには、［Ｏ］は高濃度ほ
ど有利であるが、実用的には０．０４０〜０．０８０ｍ
ａｓｓ％の範囲に保持するのが良い。
は、脱炭速度を大きくするためには、［Ｏ］は高濃度ほ
ど有利であるが、実用的には０．０４０〜０．０８０ｍ
ａｓｓ％の範囲に保持するのが良い。
【００１８】本発明の方法において、［Ｏ］を（２）式
で示される範囲に制御するための方法は、すでに一般的
に用いられている脱酸剤（Ａｌ，Ｔｉ等）を溶鋼に添加
する方法が有効である。この際、目的の［Ｏ］に制御す
るための脱酸剤の添加時間は、脱炭反応を阻害しないよ
うに、好ましくは、１〜２ｍｉｎ程度の時間をかけて実
施するのが好ましい。すなわち、短時間での添加では、
真空槽内溶鋼の一時的な強脱酸がおこり、脱炭反応の進
行が阻害されるからである。
で示される範囲に制御するための方法は、すでに一般的
に用いられている脱酸剤（Ａｌ，Ｔｉ等）を溶鋼に添加
する方法が有効である。この際、目的の［Ｏ］に制御す
るための脱酸剤の添加時間は、脱炭反応を阻害しないよ
うに、好ましくは、１〜２ｍｉｎ程度の時間をかけて実
施するのが好ましい。すなわち、短時間での添加では、
真空槽内溶鋼の一時的な強脱酸がおこり、脱炭反応の進
行が阻害されるからである。
【００１９】（１）式で示される［Ｃ］への到達時間
は、これまでに開示されている［Ｃ］推定方法（例え
ば、特願平０５−２６６５５７）に基づく予測時間で決
定してもよく、直接分析によって確認してもよく、その
精錬炉の経験に基づく特性値の積み上げによって決定し
てもよい。
は、これまでに開示されている［Ｃ］推定方法（例え
ば、特願平０５−２６６５５７）に基づく予測時間で決
定してもよく、直接分析によって確認してもよく、その
精錬炉の経験に基づく特性値の積み上げによって決定し
てもよい。
【００２０】
実施例１ 図５（ａ）に示すようなＲＨ脱ガス設備を用いて、２５
０トンの溶鋼の脱炭処理を実施した。図中１は溶鋼、２
はガス吹込みノズル、３は真空槽（ＲＨ型真空槽）、４
は攪拌用吹込みプラグ、５はガス吹付けランス、６は取
鍋、７は還流用ガス吹込みノズルを示す。［Ｓ］は０．
０１２ｍａｓｓ％であり、処理前［Ｏ］は０．０５０ｍ
ａｓｓ％で、溶鋼温度は１６００±１０℃である。図１
に［Ｃ］と［Ｏ］の経時変化を示す。脱炭開始１０ｍｉ
ｎ後には、雰囲気圧力Ｐtotal は１０ｍｍＨｇ以下であ
った。［Ｏ］P は０．０３８ｍａｓｓ％であり、個体電
解質による［Ｏ］濃度測定方法で決定した。Ｐco * ＝２
５ｍｍＨｇの時に、ＡｌとＴｉを真空槽に落としこみ、
［Ｏ］を制御した。ＡｌとＴｉの添加時間は１．５ｍｉ
ｎ間である。従来の方法に比較して、本発明の方法によ
り極低炭素溶鋼の溶製が効率的に実施できた。
０トンの溶鋼の脱炭処理を実施した。図中１は溶鋼、２
はガス吹込みノズル、３は真空槽（ＲＨ型真空槽）、４
は攪拌用吹込みプラグ、５はガス吹付けランス、６は取
鍋、７は還流用ガス吹込みノズルを示す。［Ｓ］は０．
０１２ｍａｓｓ％であり、処理前［Ｏ］は０．０５０ｍ
ａｓｓ％で、溶鋼温度は１６００±１０℃である。図１
に［Ｃ］と［Ｏ］の経時変化を示す。脱炭開始１０ｍｉ
ｎ後には、雰囲気圧力Ｐtotal は１０ｍｍＨｇ以下であ
った。［Ｏ］P は０．０３８ｍａｓｓ％であり、個体電
解質による［Ｏ］濃度測定方法で決定した。Ｐco * ＝２
５ｍｍＨｇの時に、ＡｌとＴｉを真空槽に落としこみ、
［Ｏ］を制御した。ＡｌとＴｉの添加時間は１．５ｍｉ
ｎ間である。従来の方法に比較して、本発明の方法によ
り極低炭素溶鋼の溶製が効率的に実施できた。
【００２１】実施例２ 図５（ｂ）に示すような直胴型真空槽を有する脱ガス設
備を用いて、３００トンの溶鋼の脱炭処理を実施した。
［Ｓ］は０．０２０ｍａｓｓ％であり、処理前［Ｏ］は
０．０５００ｍａｓｓ％で、溶鋼温度は１６００±１０
℃である。図２に［Ｃ］と［Ｏ］の経時変化を示す。脱
炭開始１０ｍｉｎ後には、雰囲気圧力Ｐtotal は２ｍｍ
Ｈｇ以下であった。［Ｏ］P は０．０４１ｍａｓｓ％で
あり、個体電解質による［Ｏ］濃度測定方法で決定し
た。Ｐco * ＝２５ｍｍＨｇの時に、Ａｌを真空槽に落と
しこみ、［Ｏ］を制御した。Ａｌの添加時間は１ｍｉｎ
間である。従来の方法に比較して、本発明の方法により
極低炭素溶鋼の溶製が効率的に実施できた。
備を用いて、３００トンの溶鋼の脱炭処理を実施した。
［Ｓ］は０．０２０ｍａｓｓ％であり、処理前［Ｏ］は
０．０５００ｍａｓｓ％で、溶鋼温度は１６００±１０
℃である。図２に［Ｃ］と［Ｏ］の経時変化を示す。脱
炭開始１０ｍｉｎ後には、雰囲気圧力Ｐtotal は２ｍｍ
Ｈｇ以下であった。［Ｏ］P は０．０４１ｍａｓｓ％で
あり、個体電解質による［Ｏ］濃度測定方法で決定し
た。Ｐco * ＝２５ｍｍＨｇの時に、Ａｌを真空槽に落と
しこみ、［Ｏ］を制御した。Ａｌの添加時間は１ｍｉｎ
間である。従来の方法に比較して、本発明の方法により
極低炭素溶鋼の溶製が効率的に実施できた。
【００２２】実施例３ 図５（ｃ）に示すような直胴型真空槽を有する脱ガス設
備を用いて、３００トンの溶鋼の脱炭処理を実施した。
図中８はガス吹付け吹込みランス、９は攪拌ガス吹込み
プラグ、１０は真空タンク（タンク型精錬設備）を示す
［Ｓ］は０．０２０ｍａｓｓ％であり、処理前［Ｏ］は
０．０５２０ｍａｓｓ％で、溶鋼温度は１６００±１０
℃である。図３に［Ｃ］と［Ｏ］の経時変化を示す。脱
炭開始１０ｍｉｎ後には、雰囲気圧力Ｐtotal は２ｍｍ
Ｈｇ以下であった。［Ｏ］P は０．０４１ｍａｓｓ％で
あり、個体電解質による［Ｏ］濃度測定方法で決定し
た。Ｐco * ＝２２ｍｍＨｇの時に、ＡｌとＴｉを真空槽
に落としこみ、［Ｏ］を制御した。ＡｌとＴｉの添加時
間は１ｍｉｎ間である。従来の方法に比較して、本発明
の方法により極低炭素溶鋼の溶製が効率的に実施でき
た。
備を用いて、３００トンの溶鋼の脱炭処理を実施した。
図中８はガス吹付け吹込みランス、９は攪拌ガス吹込み
プラグ、１０は真空タンク（タンク型精錬設備）を示す
［Ｓ］は０．０２０ｍａｓｓ％であり、処理前［Ｏ］は
０．０５２０ｍａｓｓ％で、溶鋼温度は１６００±１０
℃である。図３に［Ｃ］と［Ｏ］の経時変化を示す。脱
炭開始１０ｍｉｎ後には、雰囲気圧力Ｐtotal は２ｍｍ
Ｈｇ以下であった。［Ｏ］P は０．０４１ｍａｓｓ％で
あり、個体電解質による［Ｏ］濃度測定方法で決定し
た。Ｐco * ＝２２ｍｍＨｇの時に、ＡｌとＴｉを真空槽
に落としこみ、［Ｏ］を制御した。ＡｌとＴｉの添加時
間は１ｍｉｎ間である。従来の方法に比較して、本発明
の方法により極低炭素溶鋼の溶製が効率的に実施でき
た。
【００２３】実施例４ 図５に示す脱ガス設備を用いて、２５０トンの溶鋼の脱
炭処理を実施した。溶鋼温度は１６１０±１５℃の範囲
である。［Ｏ］は０．００３〜０．０９５ｍａｓｓ％の
範囲で変更し、［Ｓ］は０．００２５〜０．０３５ｍａ
ｓｓ％の範囲である。
炭処理を実施した。溶鋼温度は１６１０±１５℃の範囲
である。［Ｏ］は０．００３〜０．０９５ｍａｓｓ％の
範囲で変更し、［Ｓ］は０．００２５〜０．０３５ｍａ
ｓｓ％の範囲である。
【００２４】Ｐco * ＝Ｋ・［Ｏ］・［Ｃ］≦２５ｍｍＨ
ｇでの脱炭速度容量係数比（Ｋｃ’／Ｋｃ’ｍａｘ．）
と［Ｏ］との関係を図４に示す。
ｇでの脱炭速度容量係数比（Ｋｃ’／Ｋｃ’ｍａｘ．）
と［Ｏ］との関係を図４に示す。
【００２５】ただし、Ｋｃ’ｍａｘ．は、［Ｏ］を（１
＋７２・［Ｓ］）／１８０に制御したときの脱炭速度容
量係数である。Ｋｃ’／Ｋｃ’ｍａｘ．の値は［Ｏ］／
（（１＋７２・［Ｓ］）／１８０）＝１附近で最大値を
示す。
＋７２・［Ｓ］）／１８０に制御したときの脱炭速度容
量係数である。Ｋｃ’／Ｋｃ’ｍａｘ．の値は［Ｏ］／
（（１＋７２・［Ｓ］）／１８０）＝１附近で最大値を
示す。
【００２６】
【発明の効果】溶鋼の極低炭素濃度領域の脱炭速度が増
大し、超極以上炭素濃度溶鋼の溶製が効率良くできるよ
うになった。
大し、超極以上炭素濃度溶鋼の溶製が効率良くできるよ
うになった。
【図１】ＲＨ脱ガス炉での［Ｃ］と［Ｏ］の経時変化を
示す図。
示す図。
【図２】直胴型真空槽を有する脱ガス炉での［Ｃ］と
［Ｏ］の経時変化を示す図。
［Ｏ］の経時変化を示す図。
【図３】タンク型真空精錬設備での［Ｃ］と［Ｏ］の経
時変化を示す図。
時変化を示す図。
【図４】脱炭速度容量係数比（Ｋｃ’／Ｋｃ’ｍａ
ｘ．）と［Ｏ］濃度との関係を示す図。
ｘ．）と［Ｏ］濃度との関係を示す図。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明を実施する
ための脱ガス炉の概念図。
ための脱ガス炉の概念図。
１…溶鋼 ２…ガス吹込み
ノズル ３…真空槽（ＲＨ型真空槽） ４…攪拌用吹込
みプラグ ５…ガス吹付けランス ６…取鍋 ７…還流用ガス吹込みノズル ８…ガス吹付け
吹込みランス ９…攪拌ガス吹込みプラグ １０…真空タンク（タンク型精錬設備）
ノズル ３…真空槽（ＲＨ型真空槽） ４…攪拌用吹込
みプラグ ５…ガス吹付けランス ６…取鍋 ７…還流用ガス吹込みノズル ８…ガス吹付け
吹込みランス ９…攪拌ガス吹込みプラグ １０…真空タンク（タンク型精錬設備）
Claims (1)
- 【請求項１】 真空脱ガス精錬設備を用いて溶鋼の脱炭
処理を実施するにあたり、脱炭処理中の真空槽内の圧力
が１０ｍｍＨｇ以下である時の溶鋼の炭素濃度［Ｃ］
が、その時の溶鋼酸素濃度［Ｏ］p を用いて、（１）式
で示される値以下の領域において、該溶鋼中酸素濃度
［Ｏ］の値を、溶鋼温度Ｔ（℃）と該溶鋼の硫黄濃度
［Ｓ］に応じて、（２）式で示される濃度範囲に保持す
る事を特徴とする溶鋼の脱炭方法。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6178198A JPH0841529A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 溶鋼の真空脱炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6178198A JPH0841529A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 溶鋼の真空脱炭方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0841529A true JPH0841529A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16044303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6178198A Pending JPH0841529A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 溶鋼の真空脱炭方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0841529A (ja) |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP6178198A patent/JPH0841529A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030304 |