JPH09157733A - ステンレス鋼の真空精錬方法 - Google Patents
ステンレス鋼の真空精錬方法Info
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- JPH09157733A JPH09157733A JP31451595A JP31451595A JPH09157733A JP H09157733 A JPH09157733 A JP H09157733A JP 31451595 A JP31451595 A JP 31451595A JP 31451595 A JP31451595 A JP 31451595A JP H09157733 A JPH09157733 A JP H09157733A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クロム酸化が少なく高速の脱炭精錬が可能な
ステンレス鋼の真空精錬方法を提供する。 【解決手段】 取鍋内溶鋼表面の一部に、真空槽の下部
に連結した直胴型浸漬管を浸漬する真空脱ガス装置で、
該真空槽の上方より挿入したガス供給用上吹きランスか
ら溶鋼面に酸素ガスを吹き付ける真空精錬装置を用い、
送酸開始時点の炭素濃度Ｃ0 を０．５〜１％、真空度Ｑ
0 を１００〜３００Ｔｏｒｒ 、酸素供給速度Ｆ0 を１
７〜２７Ｎｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ）とした場合、炭素濃
度Ｃに応じて、酸素供給速度Ｆを０．８ＦO （Ｃ／
ＣO ）〜１．２Ｆ0 （Ｃ／Ｃ0 ）の範囲で制御する、ク
ロムを５％以上含むステンレス鋼の精錬方法において、
０．７Ｆ 0 〜０．３５ＦO 、１００〜３００Ｔｏｒｒの
範囲で適正膨張となるランスノズルを用いる。
ステンレス鋼の真空精錬方法を提供する。 【解決手段】 取鍋内溶鋼表面の一部に、真空槽の下部
に連結した直胴型浸漬管を浸漬する真空脱ガス装置で、
該真空槽の上方より挿入したガス供給用上吹きランスか
ら溶鋼面に酸素ガスを吹き付ける真空精錬装置を用い、
送酸開始時点の炭素濃度Ｃ0 を０．５〜１％、真空度Ｑ
0 を１００〜３００Ｔｏｒｒ 、酸素供給速度Ｆ0 を１
７〜２７Ｎｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ）とした場合、炭素濃
度Ｃに応じて、酸素供給速度Ｆを０．８ＦO （Ｃ／
ＣO ）〜１．２Ｆ0 （Ｃ／Ｃ0 ）の範囲で制御する、ク
ロムを５％以上含むステンレス鋼の精錬方法において、
０．７Ｆ 0 〜０．３５ＦO 、１００〜３００Ｔｏｒｒの
範囲で適正膨張となるランスノズルを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空精錬装置によ
るステンレス溶鋼の精錬方法に関するものであり、詳し
くは、直胴型浸漬管を有する真空精錬装置を用い、真空
槽内に挿入したランスから酸素を吹き付けることによ
り、クロム酸化が少なく、高速の脱炭精錬を可能とする
真空精錬方法に関する。
るステンレス溶鋼の精錬方法に関するものであり、詳し
くは、直胴型浸漬管を有する真空精錬装置を用い、真空
槽内に挿入したランスから酸素を吹き付けることによ
り、クロム酸化が少なく、高速の脱炭精錬を可能とする
真空精錬方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼の真空精錬技術としては、
ＶＯＤとＲＨＯＢが広く用いられている。ＶＯＤは、取
鍋全体を真空に減圧し、取鍋底のポーラス煉瓦から不活
性ガスを供給して溶鋼を攪拌しつつ上吹き酸素を吹き付
けるものであり、またＲＨＯＢは、溶鋼に浸漬される上
昇管と下降管を有する真空槽を用い、この真空槽に吸い
上げた溶鋼に酸素を吹き付けるものである。
ＶＯＤとＲＨＯＢが広く用いられている。ＶＯＤは、取
鍋全体を真空に減圧し、取鍋底のポーラス煉瓦から不活
性ガスを供給して溶鋼を攪拌しつつ上吹き酸素を吹き付
けるものであり、またＲＨＯＢは、溶鋼に浸漬される上
昇管と下降管を有する真空槽を用い、この真空槽に吸い
上げた溶鋼に酸素を吹き付けるものである。
【０００３】一般に、クロムと炭素を比較すると、真空
度や酸素供給速度、攪拌力に応じて炭素がクロムよりも
優先的に酸化される濃度範囲は経験的に規定され、優先
脱炭領域と呼ばれている。この優先脱炭領域は、大気圧
下の上底吹き転炉精錬では０．６〜０．８％の炭素濃度
までであり、それよりも炭素濃度が低くなった場合に
は、高価なクロムが優先的に酸化されるため、経済的に
著しい損失を招く。従って、この炭素濃度以下の領域で
は真空精錬を実施することが望ましいが、ＲＨＯＢの場
合には、取鍋内溶鋼の攪拌が、真空槽内でのガスを吹き
込まれた上昇管側溶鋼とガスを吹き込まれない下降管側
溶鋼のヘッド差に起因するものでしかないために非常に
小さく、酸素供給速度を大きくできずに、脱炭に長時間
を要するという問題が生じる。このため、クロム酸化を
引き起こしてでも、上底吹き転炉精錬では０．１％程度
の炭素濃度まで吹き下げた後にＲＨＯＢ処理を実施する
のが実情であり、経済的には効率的な方法とは言い難
い。
度や酸素供給速度、攪拌力に応じて炭素がクロムよりも
優先的に酸化される濃度範囲は経験的に規定され、優先
脱炭領域と呼ばれている。この優先脱炭領域は、大気圧
下の上底吹き転炉精錬では０．６〜０．８％の炭素濃度
までであり、それよりも炭素濃度が低くなった場合に
は、高価なクロムが優先的に酸化されるため、経済的に
著しい損失を招く。従って、この炭素濃度以下の領域で
は真空精錬を実施することが望ましいが、ＲＨＯＢの場
合には、取鍋内溶鋼の攪拌が、真空槽内でのガスを吹き
込まれた上昇管側溶鋼とガスを吹き込まれない下降管側
溶鋼のヘッド差に起因するものでしかないために非常に
小さく、酸素供給速度を大きくできずに、脱炭に長時間
を要するという問題が生じる。このため、クロム酸化を
引き起こしてでも、上底吹き転炉精錬では０．１％程度
の炭素濃度まで吹き下げた後にＲＨＯＢ処理を実施する
のが実情であり、経済的には効率的な方法とは言い難
い。
【０００４】これに対してＶＯＤは、取鍋底のポーラス
煉瓦からの不活性ガス攪拌のため、攪拌力はＲＨＯＢよ
りもはるかに大きいことから、酸素供給速度を上げるこ
とは原理的には可能となる。しかし、溶鋼面より上部の
空間（フリーボード）が小さいため、上吹き酸素供給速
度を大きくした時に発生するスプラッシュが取鍋上部や
天蓋に付着堆積して、操業を困難にするという問題があ
る。
煉瓦からの不活性ガス攪拌のため、攪拌力はＲＨＯＢよ
りもはるかに大きいことから、酸素供給速度を上げるこ
とは原理的には可能となる。しかし、溶鋼面より上部の
空間（フリーボード）が小さいため、上吹き酸素供給速
度を大きくした時に発生するスプラッシュが取鍋上部や
天蓋に付着堆積して、操業を困難にするという問題があ
る。
【０００５】これらを解決する手段としては、特開昭５
２−５２１１０号公報、特開平１−１５６４１６号公
報、特開昭６１−３７９１２号公報が開示されている。
これらは、何れも直胴型浸漬槽を用いることにより、取
鍋底に設けたポーラス煉瓦から不活性ガスを供給して溶
鋼を攪拌する際の酸素供給速度の制限を解消するととも
に、ＶＯＤにおいてフリーボードが少ないという欠点を
巧みに解消した方法である。しかし、これらの方法であ
っても、取鍋に設置されるポーラス煉瓦から吹き込み得
るガス量には限界があるため、高い酸素供給速度のまま
で精錬を続けると炭素濃度の低下に伴いクロムの酸化が
起こる。従って、炭素濃度の低下に応じて、酸素供給速
度を低下させるか、あるいはさらにそれに加えて真空度
を高真空とするという制御が必要となる。
２−５２１１０号公報、特開平１−１５６４１６号公
報、特開昭６１−３７９１２号公報が開示されている。
これらは、何れも直胴型浸漬槽を用いることにより、取
鍋底に設けたポーラス煉瓦から不活性ガスを供給して溶
鋼を攪拌する際の酸素供給速度の制限を解消するととも
に、ＶＯＤにおいてフリーボードが少ないという欠点を
巧みに解消した方法である。しかし、これらの方法であ
っても、取鍋に設置されるポーラス煉瓦から吹き込み得
るガス量には限界があるため、高い酸素供給速度のまま
で精錬を続けると炭素濃度の低下に伴いクロムの酸化が
起こる。従って、炭素濃度の低下に応じて、酸素供給速
度を低下させるか、あるいはさらにそれに加えて真空度
を高真空とするという制御が必要となる。
【０００６】しかし、酸素を供給するための上吹きラン
スは、設計された真空度、酸素供給速度、２次圧の下で
のみエネルギー損失が少ない噴流を得ることができるよ
うな先広がり形状（ラバールノズル）で設計されている
ため、設計値よりも大幅に酸素供給速度を低下させた場
合には、エネルギー損失が大きく浴面到達流速が小さ
い、いわゆるソフトブローにならざるを得ない。このよ
うにソフトブローになった場合には、酸素噴流と溶鋼が
衝突する場所に形成される火点の温度が低下するため、
十分な精錬効果が得られなくなる。
スは、設計された真空度、酸素供給速度、２次圧の下で
のみエネルギー損失が少ない噴流を得ることができるよ
うな先広がり形状（ラバールノズル）で設計されている
ため、設計値よりも大幅に酸素供給速度を低下させた場
合には、エネルギー損失が大きく浴面到達流速が小さ
い、いわゆるソフトブローにならざるを得ない。このよ
うにソフトブローになった場合には、酸素噴流と溶鋼が
衝突する場所に形成される火点の温度が低下するため、
十分な精錬効果が得られなくなる。
【０００７】また、高真空にすると、噴流に対する雰囲
気ガスの抵抗が小さくなるため、同一ランスでも浴面到
達流速が大きい、いわゆるハードブローになる。ハード
ブローになることは、火点温度が上昇するため精錬効果
としては望ましいが、必要以上にハードブローにする
と、スプラッシュが激しく発生するため、適正範囲での
制御が必要である。しかし、真空下での噴流特性につい
ては、従来ほとんど知見がない。
気ガスの抵抗が小さくなるため、同一ランスでも浴面到
達流速が大きい、いわゆるハードブローになる。ハード
ブローになることは、火点温度が上昇するため精錬効果
としては望ましいが、必要以上にハードブローにする
と、スプラッシュが激しく発生するため、適正範囲での
制御が必要である。しかし、真空下での噴流特性につい
ては、従来ほとんど知見がない。
【０００８】上記の各公報には、上吹きランス構造につ
いての記載はなく、また炭素濃度の低下に応じた精錬制
御に関する記載もないため、このままではクロム酸化を
抑制した効率的な精錬はできない。
いての記載はなく、また炭素濃度の低下に応じた精錬制
御に関する記載もないため、このままではクロム酸化を
抑制した効率的な精錬はできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特開昭５２
−５２１１０号公報、特開平１−１５６４１６号公報、
特開昭６１−３７９１２号公報に開示された技術におい
ては、上吹きランス構造についての記載や炭素濃度の低
下に応じた精錬制御に関する記載がなく、このままでは
クロム酸化を抑制した効率的な精錬はできないという問
題点を解決し、クロム酸化が少なく、高速の脱炭精錬を
可能とする真空精錬方法を提供することを目的とするも
のである。
−５２１１０号公報、特開平１−１５６４１６号公報、
特開昭６１−３７９１２号公報に開示された技術におい
ては、上吹きランス構造についての記載や炭素濃度の低
下に応じた精錬制御に関する記載がなく、このままでは
クロム酸化を抑制した効率的な精錬はできないという問
題点を解決し、クロム酸化が少なく、高速の脱炭精錬を
可能とする真空精錬方法を提供することを目的とするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、噴流特性
に対する詳細な実験、検討を繰り返した結果、噴流特性
に対する背圧と真空度の影響を適切に考慮したランスデ
ザインとすることにより、雰囲気圧力が変わった場合に
おいても適正な条件で送酸が可能であることを見出し
た。さらに、この知見を、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
を導入する方式に対して適用した結果、噴流特性と冶金
特性の２つの視点に立つことで、安定してクロム酸化を
限界まで抑制した脱炭を高速で行うことが可能となっ
た。
に対する詳細な実験、検討を繰り返した結果、噴流特性
に対する背圧と真空度の影響を適切に考慮したランスデ
ザインとすることにより、雰囲気圧力が変わった場合に
おいても適正な条件で送酸が可能であることを見出し
た。さらに、この知見を、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
を導入する方式に対して適用した結果、噴流特性と冶金
特性の２つの視点に立つことで、安定してクロム酸化を
限界まで抑制した脱炭を高速で行うことが可能となっ
た。
【００１１】本発明は上記の知見に基づきなされたもの
であり、その要旨とするところは下記のとおりである。 （１）取鍋内溶鋼表面の一部に、真空槽の下部に連結し
た直胴型浸漬管を浸漬する真空脱ガス装置で、該真空槽
の上方より挿入したガス供給用上吹きランスから溶鋼面
に酸素ガスを吹き付ける真空精錬装置を用い、送酸開始
時点の炭素濃度ＣO を０．５〜１％、真空度ＱO を１０
０〜３００Ｔｏｒｒ、酸素供給速度ＦOを１７〜２７Ｎ
ｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ）とした場合、炭素濃度Ｃに応じ
て、酸素供給速度Ｆを０．８〜１．２ＦO （Ｃ／ＣO ）
の範囲で制御するクロムを５％以上含むステンレス鋼の
精錬方法において、０．７〜０．３５ＦO 、１００〜３
００Ｔｏｒｒの範囲で適正膨張となるランスノズルを用
いることを特徴とするステンレス鋼の真空精錬方法。
であり、その要旨とするところは下記のとおりである。 （１）取鍋内溶鋼表面の一部に、真空槽の下部に連結し
た直胴型浸漬管を浸漬する真空脱ガス装置で、該真空槽
の上方より挿入したガス供給用上吹きランスから溶鋼面
に酸素ガスを吹き付ける真空精錬装置を用い、送酸開始
時点の炭素濃度ＣO を０．５〜１％、真空度ＱO を１０
０〜３００Ｔｏｒｒ、酸素供給速度ＦOを１７〜２７Ｎ
ｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ）とした場合、炭素濃度Ｃに応じ
て、酸素供給速度Ｆを０．８〜１．２ＦO （Ｃ／ＣO ）
の範囲で制御するクロムを５％以上含むステンレス鋼の
精錬方法において、０．７〜０．３５ＦO 、１００〜３
００Ｔｏｒｒの範囲で適正膨張となるランスノズルを用
いることを特徴とするステンレス鋼の真空精錬方法。
【００１２】（２）前記（１）において、処理開始から
０．６〜０．２５ＦO の流量までの間は１００〜３００
Ｔｏｒｒを維持し、酸素供給速度を０．６〜０．２５Ｆ
O よりも低下させる場合に、ＱS を１００〜３００Ｔｏ
ｒｒ、ＦS を０．６〜０．２５ＦO として、ＱS ×（Ｆ
／ＦS ）2 の関係を満足するように真空度Ｑを低下させ
ることを特徴とするステンレス鋼の真空精錬方法。
０．６〜０．２５ＦO の流量までの間は１００〜３００
Ｔｏｒｒを維持し、酸素供給速度を０．６〜０．２５Ｆ
O よりも低下させる場合に、ＱS を１００〜３００Ｔｏ
ｒｒ、ＦS を０．６〜０．２５ＦO として、ＱS ×（Ｆ
／ＦS ）2 の関係を満足するように真空度Ｑを低下させ
ることを特徴とするステンレス鋼の真空精錬方法。
【００１３】ここで、真空精錬装置は、取鍋底から１．
５〜５．５Ｎｌ／（ｍｉｎ・ｔｏｎ）の不活性ガスを供
給することが望ましい。また、０．７〜０．３５ＦO 、
１００〜３００Ｔｏｒｒの範囲で適正膨張となるランス
ノズルとは、Ｆ’を設計酸素供給速度（０．７〜０．３
５ＦO ：Ｎｍ3／（Ｈｒ・ｔｏｎ））、Ｗを溶鋼量（ｔ
ｏｎ）、ｎをノズル数、Ｐを設計２次圧（３〜１３ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 ・Ｇが望ましい）、Ｑ’を設計真空度（１０
０〜３００Ｔｏｒｒ）とすると、以下の方法で、上吹き
ランスのノズルスロート部直径（ｄt ：ｍｍ）と、ノズ
ル出口部直径（ｄe ：ｍｍ）が決定されたものを言う。
５〜５．５Ｎｌ／（ｍｉｎ・ｔｏｎ）の不活性ガスを供
給することが望ましい。また、０．７〜０．３５ＦO 、
１００〜３００Ｔｏｒｒの範囲で適正膨張となるランス
ノズルとは、Ｆ’を設計酸素供給速度（０．７〜０．３
５ＦO ：Ｎｍ3／（Ｈｒ・ｔｏｎ））、Ｗを溶鋼量（ｔ
ｏｎ）、ｎをノズル数、Ｐを設計２次圧（３〜１３ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 ・Ｇが望ましい）、Ｑ’を設計真空度（１０
０〜３００Ｔｏｒｒ）とすると、以下の方法で、上吹き
ランスのノズルスロート部直径（ｄt ：ｍｍ）と、ノズ
ル出口部直径（ｄe ：ｍｍ）が決定されたものを言う。
【００１４】ｄt ＝（１．２７×Ｓt ）1/2 Ｓt ＝Ｆ／（０．５８１×ｎ×（Ｐ＋Ｑ／７３０）） Ｆ＝Ｆ’×Ｗ ｄe ＝（１．２７×Ｓe ）1/2 Ｓe ＝Ｓt ×｛（１＋０．２ＭOP 2 ）／１．２｝3 ／Ｍ ＭOP＝２．２４×〔｛（Ｐ＋Ｑ' ／７３０）／（Ｑ' ／
７３０）｝2/7−１〕1/2 上吹きランスとしては、１〜４孔を有する水冷上吹きラ
ンスが望ましく、ランス先端は浴面から１〜４ｍの位置
に設定される。
７３０）｝2/7−１〕1/2 上吹きランスとしては、１〜４孔を有する水冷上吹きラ
ンスが望ましく、ランス先端は浴面から１〜４ｍの位置
に設定される。
【００１５】図１に本発明の実施パターンを模式的に示
す。つまり、真空度がＱO まで低下した時点で、酸素供
給速度ＦO で送酸を開始し、その時点の炭素濃度をＣO
とする。送酸速度Ｆは炭素の低下に応じて、０．８〜
１．２ＦO （Ｃ／ＣO ）の関係を満たすように、吹き止
め時まで一貫して低下させる。ＦがＦS になるまでの間
は、真空度は１００〜３００Ｔｏｒｒを維持する（パタ
ーンＩ）。酸素供給速度がＦS まで低下すると、それ以
降はパターンIIに移行する。この場合には、真空度Ｑを
ＱS ×（Ｆ／ＦS ）2 の関係を満足するように低下す
る。ここで、炭素濃度は、質量分析を用いて排ガスを分
析することにより推定する方法や、過去の実績値に基づ
く回帰式により推定する方法などで求められる。
す。つまり、真空度がＱO まで低下した時点で、酸素供
給速度ＦO で送酸を開始し、その時点の炭素濃度をＣO
とする。送酸速度Ｆは炭素の低下に応じて、０．８〜
１．２ＦO （Ｃ／ＣO ）の関係を満たすように、吹き止
め時まで一貫して低下させる。ＦがＦS になるまでの間
は、真空度は１００〜３００Ｔｏｒｒを維持する（パタ
ーンＩ）。酸素供給速度がＦS まで低下すると、それ以
降はパターンIIに移行する。この場合には、真空度Ｑを
ＱS ×（Ｆ／ＦS ）2 の関係を満足するように低下す
る。ここで、炭素濃度は、質量分析を用いて排ガスを分
析することにより推定する方法や、過去の実績値に基づ
く回帰式により推定する方法などで求められる。
【００１６】本発明者らは、種々のランスノズルから噴
出された噴流の特性を、真空度を大幅に変更させた条件
下で詳細に研究した結果、以下の事実に到達するに至っ
た。 真空度にかかわらず、ノズルを噴出したガスは、流
速が低下しないポテンシャルコア域を経て、流速がノズ
ル先端からの距離の１乗に反比例して低下する特性減衰
域へと至るという挙動をとる。
出された噴流の特性を、真空度を大幅に変更させた条件
下で詳細に研究した結果、以下の事実に到達するに至っ
た。 真空度にかかわらず、ノズルを噴出したガスは、流
速が低下しないポテンシャルコア域を経て、流速がノズ
ル先端からの距離の１乗に反比例して低下する特性減衰
域へと至るという挙動をとる。
【００１７】 同一ノズルで真空度を高めた場合に
は、周囲のガスの巻き込み量が低下するため減衰し難く
なり、ポテンシャルコアの長さ（Ｈc ：ｍｍ）が伸びる
が、特性減衰域での挙動は影響を受けず、真空度の影響
はポテンシャルコア長さでのみ表される。 真空度の影響は、ランスデザイン（スロート径、出
口径）を変更しても変わらない。
は、周囲のガスの巻き込み量が低下するため減衰し難く
なり、ポテンシャルコアの長さ（Ｈc ：ｍｍ）が伸びる
が、特性減衰域での挙動は影響を受けず、真空度の影響
はポテンシャルコア長さでのみ表される。 真空度の影響は、ランスデザイン（スロート径、出
口径）を変更しても変わらない。
【００１８】この３つの知見により、ノズル先端からの
距離Ｙ（ｍｍ）の位置での噴流最大流速Ｕ（ｍ／ｓ）は
（１）式で表され、ポテンシャルコア長さ（Ｈc ：ｍ
ｍ）は（２）式で表される。 Ｕ＝３２０・Ｈc ／Ｙ ……（１）
距離Ｙ（ｍｍ）の位置での噴流最大流速Ｕ（ｍ／ｓ）は
（１）式で表され、ポテンシャルコア長さ（Ｈc ：ｍ
ｍ）は（２）式で表される。 Ｕ＝３２０・Ｈc ／Ｙ ……（１）
【００１９】
【数１】
【００２０】これにより、あらゆるノズルから噴出する
噴流挙動が、如何なる真空度条件でも推定可能となる。
本発明者らは、この式に基づき、真空下で２次圧を大幅
に変化させた場合のＵの変化を測定した結果、図２に示
すように、２次圧を大きく変化させてもＵがほとんど変
化しない条件があり、さらにこの条件は真空度にはほと
んど依存しないことを知見した。これより、真空脱ガス
装置で吹酸精錬する場合、操業時のランス２次圧Ｐ
O （ｋｇｆ／ｃｍ2 ・Ｇ）を設計２次圧Ｐ（ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 ・Ｇ）の０．７〜２．５倍の範囲で変更させること
で、操業中の酸素ガス流量を変化させても湯面到達流速
はほとんど変化せず、ハードブローを維持したままで必
要に応じた任意の流量で送酸が可能となる。これがパタ
ーンＩの発明となった。
噴流挙動が、如何なる真空度条件でも推定可能となる。
本発明者らは、この式に基づき、真空下で２次圧を大幅
に変化させた場合のＵの変化を測定した結果、図２に示
すように、２次圧を大きく変化させてもＵがほとんど変
化しない条件があり、さらにこの条件は真空度にはほと
んど依存しないことを知見した。これより、真空脱ガス
装置で吹酸精錬する場合、操業時のランス２次圧Ｐ
O （ｋｇｆ／ｃｍ2 ・Ｇ）を設計２次圧Ｐ（ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 ・Ｇ）の０．７〜２．５倍の範囲で変更させること
で、操業中の酸素ガス流量を変化させても湯面到達流速
はほとんど変化せず、ハードブローを維持したままで必
要に応じた任意の流量で送酸が可能となる。これがパタ
ーンＩの発明となった。
【００２１】つまり、０．７〜０．３５ＦO 、１００〜
３００Ｔｏｒｒの範囲で適正膨張となるランスノズルを
用いれば、処理開始時の酸素供給速度ＦO から、２次圧
を低下させることで、０．６〜０．２５ＦO の流量まで
酸素供給速度を低下させても、真空度を１００〜３００
Ｔｏｒｒで維持したままで湯面到達流速はほとんど変化
せずにハードブローを維持することができる。
３００Ｔｏｒｒの範囲で適正膨張となるランスノズルを
用いれば、処理開始時の酸素供給速度ＦO から、２次圧
を低下させることで、０．６〜０．２５ＦO の流量まで
酸素供給速度を低下させても、真空度を１００〜３００
Ｔｏｒｒで維持したままで湯面到達流速はほとんど変化
せずにハードブローを維持することができる。
【００２２】この時期は、吹錬前半に相当するため炭素
濃度が比較的高く、高速で酸素を供給することが望まし
い。従って、スプラッシュの発生を抑制するためには、
真空度は１００Ｔｏｒｒ以上にする必要がある。また、
３００Ｔｏｒｒよりも低真空にすると、ＣＯ分圧の希釈
効果が小さい高速吹酸時にクロム酸化が避け難いという
問題が起こる。従って、ランス設計条件としては１００
〜３００Ｔｏｒｒの範囲で適正膨張となることが必要に
なる。
濃度が比較的高く、高速で酸素を供給することが望まし
い。従って、スプラッシュの発生を抑制するためには、
真空度は１００Ｔｏｒｒ以上にする必要がある。また、
３００Ｔｏｒｒよりも低真空にすると、ＣＯ分圧の希釈
効果が小さい高速吹酸時にクロム酸化が避け難いという
問題が起こる。従って、ランス設計条件としては１００
〜３００Ｔｏｒｒの範囲で適正膨張となることが必要に
なる。
【００２３】酸素供給速度は、吹酸開始時に対して０．
６ＦO よりも高流量域でパターンＩからパターンIIへと
移行させ真空度を低下させるとスプラッシュが多量に発
生し、０．２５ＦO よりも高流量域まで真空度を低下さ
せないパターンＩを続けるとクロム酸化が大きくなる。
ランスノズルの設計条件としての酸素供給速度が０．７
ＦO よりも大きい場合には、パターンＩで低流量にした
場合に噴流流速が低下してソフトブローとなるため火点
温度が下がりクロム酸化が大きくなる。また、０．３５
ＦO よりも小さい場合には、パターンＩで吹酸開始時の
高流量域で噴流流速が高くなりすぎてスプラッシュが激
しく発生する。
６ＦO よりも高流量域でパターンＩからパターンIIへと
移行させ真空度を低下させるとスプラッシュが多量に発
生し、０．２５ＦO よりも高流量域まで真空度を低下さ
せないパターンＩを続けるとクロム酸化が大きくなる。
ランスノズルの設計条件としての酸素供給速度が０．７
ＦO よりも大きい場合には、パターンＩで低流量にした
場合に噴流流速が低下してソフトブローとなるため火点
温度が下がりクロム酸化が大きくなる。また、０．３５
ＦO よりも小さい場合には、パターンＩで吹酸開始時の
高流量域で噴流流速が高くなりすぎてスプラッシュが激
しく発生する。
【００２４】一方、パターンＩのみを続けても炭素濃度
が低下した場合にはクロム酸化が起こるため、真空度の
制御が必要となる。本発明者らの真空中での噴流特性に
関する知見に基づけば、基準となる真空度ＱS 、酸素供
給速度ＦS に対して、ＱS ×（Ｆ／ＦS ）2 の関係を満
足するように真空度Ｑを低下させることで、酸素供給速
度を炭素濃度の低下に対応して減少させても噴流強度は
低下せず、適正なハードブローを維持できることにな
る。
が低下した場合にはクロム酸化が起こるため、真空度の
制御が必要となる。本発明者らの真空中での噴流特性に
関する知見に基づけば、基準となる真空度ＱS 、酸素供
給速度ＦS に対して、ＱS ×（Ｆ／ＦS ）2 の関係を満
足するように真空度Ｑを低下させることで、酸素供給速
度を炭素濃度の低下に対応して減少させても噴流強度は
低下せず、適正なハードブローを維持できることにな
る。
【００２５】ここで、基準となる真空度ＱS 、酸素供給
速度ＦS はパターンＩからパターンIIに変化させる時の
ＱとＦであり、ＱS は１００〜３００Ｔｏｒｒ、ＦS は
０．６〜０．２５ＦO である。ＱS が１００Ｔｏｒｒよ
りも高真空の場合には真空度が必要以上に高いためにス
プラッシュが激しく、３００Ｔｏｒｒよりも低い場合に
はクロム酸化を引き起こす。また、ＦS が０．６ＦO よ
りも大きい場合には酸素供給速度が大きすぎるうちに真
空度が低下するためスプラッシュの発生が激しく、０．
２５ＦO よりも小さいとクロム酸化が大きくなる。
速度ＦS はパターンＩからパターンIIに変化させる時の
ＱとＦであり、ＱS は１００〜３００Ｔｏｒｒ、ＦS は
０．６〜０．２５ＦO である。ＱS が１００Ｔｏｒｒよ
りも高真空の場合には真空度が必要以上に高いためにス
プラッシュが激しく、３００Ｔｏｒｒよりも低い場合に
はクロム酸化を引き起こす。また、ＦS が０．６ＦO よ
りも大きい場合には酸素供給速度が大きすぎるうちに真
空度が低下するためスプラッシュの発生が激しく、０．
２５ＦO よりも小さいとクロム酸化が大きくなる。
【００２６】本発明の上吹き方法は、図３に示すよう
な、取鍋内溶鋼表面の一部に真空槽の下部に連結した直
胴型浸漬管を浸漬する真空脱ガス装置に適用した場合に
最も有効である。これは、浸漬管による大きなフリーボ
ードの確保が可能なことと、底吹きガス攪拌のため強い
攪拌が付与できることによる。また、送酸開始時点の炭
素濃度ＣO を０．５〜１％、真空度ＱO を１００〜３０
０Ｔｏｒｒ、酸素供給速度ＦO を１７〜２７Ｎｍ3 ／
（Ｈｒ・ｔｏｎ）とする必要がある。炭素濃度ＣO が
０．５％よりも低い場合には転炉でのクロム酸化損失が
大きい上に、真空処理においても初期の低温時にクロム
の酸化が生じ、１％よりも高い場合には真空吹錬時間が
長くなるため実用的ではない。また、真空度ＱO が１０
０Ｔｏｒｒよりも高真空の場合にはスプラッシュが発生
し、３００Ｔｏｒｒよりも低真空の場合にはクロム酸化
が大きくなる。酸素供給速度ＦO が１７Ｎｍ3 ／（Ｈｒ
・ｔｏｎ）よりも小さい場合には精錬時間が長くなって
実用的ではなく、２７Ｎｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ）よりも
大きい場合には本発明を適用しても酸素供給過剰となる
ためクロム酸化が大きくなる。
な、取鍋内溶鋼表面の一部に真空槽の下部に連結した直
胴型浸漬管を浸漬する真空脱ガス装置に適用した場合に
最も有効である。これは、浸漬管による大きなフリーボ
ードの確保が可能なことと、底吹きガス攪拌のため強い
攪拌が付与できることによる。また、送酸開始時点の炭
素濃度ＣO を０．５〜１％、真空度ＱO を１００〜３０
０Ｔｏｒｒ、酸素供給速度ＦO を１７〜２７Ｎｍ3 ／
（Ｈｒ・ｔｏｎ）とする必要がある。炭素濃度ＣO が
０．５％よりも低い場合には転炉でのクロム酸化損失が
大きい上に、真空処理においても初期の低温時にクロム
の酸化が生じ、１％よりも高い場合には真空吹錬時間が
長くなるため実用的ではない。また、真空度ＱO が１０
０Ｔｏｒｒよりも高真空の場合にはスプラッシュが発生
し、３００Ｔｏｒｒよりも低真空の場合にはクロム酸化
が大きくなる。酸素供給速度ＦO が１７Ｎｍ3 ／（Ｈｒ
・ｔｏｎ）よりも小さい場合には精錬時間が長くなって
実用的ではなく、２７Ｎｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ）よりも
大きい場合には本発明を適用しても酸素供給過剰となる
ためクロム酸化が大きくなる。
【００２７】吹錬中の酸素供給速度Ｆは、パターンＩ、
パターンIIの何れの領域においても、炭素濃度Ｃに応じ
て０．８〜１．２ＦO （Ｃ／ＣO ）の範囲で制御する必
要がある。酸素供給速度Ｆが０．８ＦO （Ｃ／ＣO ）よ
りも小さい場合には吹酸時間が不必要に長時間となり、
１．２ＦO （Ｃ／ＣO ）よりも大きい場合にはクロム酸
化を生じる。
パターンIIの何れの領域においても、炭素濃度Ｃに応じ
て０．８〜１．２ＦO （Ｃ／ＣO ）の範囲で制御する必
要がある。酸素供給速度Ｆが０．８ＦO （Ｃ／ＣO ）よ
りも小さい場合には吹酸時間が不必要に長時間となり、
１．２ＦO （Ｃ／ＣO ）よりも大きい場合にはクロム酸
化を生じる。
【００２８】
〔実施例〕表１に示す実施例１は、１７５トンの転炉出
鋼溶鋼を用いて図３に示した形状の真空精錬炉にて実施
した。図３に示すように、真空槽１は、下部の取鍋３中
の溶鋼２に浸漬される直胴浸漬管６を有し、該真空槽１
の上部からは上吹き水冷ランス４が挿入され、該上吹き
水冷ランス４は真空槽１の天蓋に設けられたランス把持
装置７により把持されており、適正なランス−溶鋼表面
間距離を維持するために昇降制御される。取鍋３の鍋底
のポーラス煉瓦８からはＡｒガスを直胴型浸漬管６内に
偏心して吹き込み、溶鋼２は直胴型浸漬管６内の片側壁
に沿ってガスとともに上昇し、他方側から降下して取鍋
３と直胴型浸漬管６内を環流する。
鋼溶鋼を用いて図３に示した形状の真空精錬炉にて実施
した。図３に示すように、真空槽１は、下部の取鍋３中
の溶鋼２に浸漬される直胴浸漬管６を有し、該真空槽１
の上部からは上吹き水冷ランス４が挿入され、該上吹き
水冷ランス４は真空槽１の天蓋に設けられたランス把持
装置７により把持されており、適正なランス−溶鋼表面
間距離を維持するために昇降制御される。取鍋３の鍋底
のポーラス煉瓦８からはＡｒガスを直胴型浸漬管６内に
偏心して吹き込み、溶鋼２は直胴型浸漬管６内の片側壁
に沿ってガスとともに上昇し、他方側から降下して取鍋
３と直胴型浸漬管６内を環流する。
【００２９】ランスは表２のＡに示すものを用いた。Δ
Ｃｒは吹錬前後のクロム濃度低下（％）であり、処理終
了時の炭素濃度は０．０３５〜０．０２％、処理前のク
ロム濃度は１５〜１６％であった。表２において、ｆは
設計送酸速度（Ｎｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ））、ｎはノズ
ル数、Ｐは設計２次圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ・Ｇ）、Ｑは設
計真空度（Ｔｏｒｒ）、ｄ t は上吹きランスのノズルス
ロート部直径（ｍｍ）、ｄe はノズル出口部直径（ｍ
ｍ）である。
Ｃｒは吹錬前後のクロム濃度低下（％）であり、処理終
了時の炭素濃度は０．０３５〜０．０２％、処理前のク
ロム濃度は１５〜１６％であった。表２において、ｆは
設計送酸速度（Ｎｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ））、ｎはノズ
ル数、Ｐは設計２次圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ・Ｇ）、Ｑは設
計真空度（Ｔｏｒｒ）、ｄ t は上吹きランスのノズルス
ロート部直径（ｍｍ）、ｄe はノズル出口部直径（ｍ
ｍ）である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】表３に示す実施例２では、表１の試験番号
１の条件の下に行った。パターンＩは処理前半の一定真
空度範囲にする領域を示し、パターンIIは酸素供給速度
Ｆの低下に伴い真空度ＱをＱS ×（ＦS ×Ｆ）2 の関係
で変化させる領域を示す。ここで、パターンＩからパタ
ーンIIヘ移行する真空度がＱS （Ｔｏｒｒ）、酸素供給
速度がＦS （Ｎｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ））である。
１の条件の下に行った。パターンＩは処理前半の一定真
空度範囲にする領域を示し、パターンIIは酸素供給速度
Ｆの低下に伴い真空度ＱをＱS ×（ＦS ×Ｆ）2 の関係
で変化させる領域を示す。ここで、パターンＩからパタ
ーンIIヘ移行する真空度がＱS （Ｔｏｒｒ）、酸素供給
速度がＦS （Ｎｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ））である。
【００３３】
【表３】
【００３４】
【発明の効果】本発明により、クロム酸化が少なく、高
速の脱炭精錬をスプラッシュの発生を抑制しつつ、かつ
連鋳生産サイクルに合った高い生産性で実現することが
可能となった。
速の脱炭精錬をスプラッシュの発生を抑制しつつ、かつ
連鋳生産サイクルに合った高い生産性で実現することが
可能となった。
【図１】本発明における炭素濃度、酸素供給速度、真空
度の関係を示す模式図である。
度の関係を示す模式図である。
【図２】Ｐ／ＰO とＵの関係の実験結果を示す図であ
り、Ｐは設計２次圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ・Ｇ）、ＰO は操
業２次圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ・Ｇ）、Ｕは噴流の最大流速
を示す。
り、Ｐは設計２次圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ・Ｇ）、ＰO は操
業２次圧（ｋｇｆ／ｃｍ2 ・Ｇ）、Ｕは噴流の最大流速
を示す。
【図３】本発明の実施形態を示す模式図である。
１ 真空槽 ２ 溶鋼 ３ 取鍋 ４ 上吹き水冷ランス ５ ガスジェット ６ 直胴型浸漬管 ７ ランス把持装置 ８ ポーラス煉瓦
Claims (2)
- 【請求項１】 取鍋内溶鋼表面の一部に、真空槽の下部
に連結した直胴型浸漬管を浸漬する真空脱ガス装置で、
該真空槽の上方より挿入したガス供給用上吹きランスか
ら溶鋼面に酸素ガスを吹き付ける真空精錬装置を用い、
送酸開始時点の炭素濃度ＣO を０．５〜１％、真空度Ｑ
O を１００〜３００Ｔｏｒｒ、酸素供給速度ＦO を１７
〜２７Ｎｍ3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ）とした場合、炭素濃度
Ｃに応じて、酸素供給速度Ｆを０．８〜１．２ＦO （Ｃ
／ＣO ）の範囲で制御するクロムを５％以上含むステン
レス鋼の精錬方法において、０．７〜０．３５ＦO 、１
００〜３００Ｔｏｒｒの範囲で適正膨張となるランスノ
ズルを用いることを特徴とするステンレス鋼の真空精錬
方法。 - 【請求項２】 請求項１において、処理開始から０．６
〜０．２５ＦO の流量までの間は１００〜３００Ｔｏｒ
ｒを維持し、酸素供給速度を０．６〜０．２５ＦO より
も低下させる場合に、ＱS を１００〜３００Ｔｏｒｒ、
ＦS を０．６〜０．２５ＦO として、ＱS ×（Ｆ／
ＦS ）2 の関係を満足するように真空度Ｑを低下させる
ことを特徴とするステンレス鋼の真空精錬方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31451595A JPH09157733A (ja) | 1995-12-01 | 1995-12-01 | ステンレス鋼の真空精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31451595A JPH09157733A (ja) | 1995-12-01 | 1995-12-01 | ステンレス鋼の真空精錬方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09157733A true JPH09157733A (ja) | 1997-06-17 |
Family
ID=18054219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31451595A Pending JPH09157733A (ja) | 1995-12-01 | 1995-12-01 | ステンレス鋼の真空精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09157733A (ja) |
-
1995
- 1995-12-01 JP JP31451595A patent/JPH09157733A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050104 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050510 |