JPH0949013A

JPH0949013A - 真空脱ガス装置による溶鋼の精錬方法及び真空脱ガス装置

Info

Publication number: JPH0949013A
Application number: JP20011095A
Authority: JP
Inventors: Kimitoshi Yonezawa; 公敏米澤; Kunihiko Fujiwara; 邦彦藤原
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ＲＨタイプの真空脱ガス装置に代えて、槽底
のない、真空槽の下部に直胴型浸漬管を有する真空脱ガ
ス装置を用い、真空槽内の真空度、浸漬管内の湯面から
の凹み深さ、真空槽の昇降制御、ランス〜湯面間距離を
適正に維持する効率のよい溶鋼の精錬。【解決手段】真空槽１の下部に直胴型浸漬管１２を有
する真空脱ガス装置による溶鋼の精錬方法であって、１
００〜３００Ｔｏｒｒの低真空度において真空槽１の上
方から挿入した上吹きランスにより送酸し、酸素ジェッ
ト７による静止湯面に対する凹み深さを５０ｍｍ〜４０
０ｍｍに保持する真空脱ガス装置による溶鋼の製練。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空脱ガス装置に
よる溶鋼の精錬方法に関し、特に、真空槽の下部に直胴
型浸潰管を有する真空脱ガス装置を用い、真空槽内に挿
入した上吹きランスからの酸素吹き込みにより溶鋼を精
錬する方法及び真空脱ガス装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、槽底を有するＲＨタイプの真
空脱ガス装置を用い、真空槽上部から挿入した水冷の上
吹きランスから酸素ジェットの吹き込みによる送酸によ
って溶鋼を精錬する方法については、例えば、特開平２
−５４７１４号公報等に示されるように、広く知られて
いる。

【０００３】図２は従来のＲＨタイプの真空脱ガス装置
による精錬方法の説明図であり、図２に示すように、Ｒ
Ｈタイプの真空脱ガス装置は、真空槽１の槽底２に設け
られた上昇管３の下端からガスを吹き込んで溶鋼４を取
鍋５から真空槽１へ吸い上げ、真空槽１で上吹きランス
６から酸素ジェット７の吹き込みを行って溶鋼４の脱炭
処理、Ａｌ昇熱を行い、処理された溶鋼４を下降管８か
ら再び取鍋５に戻すものである。溶鋼４は、取鍋５と真
空槽１との間を循環する間に連続的に処理される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記ＲＨタ
イプの真空脱ガス装置における上吹きランス６による送
酸方法は、前記装置が真空槽１に槽底２を有する構造で
あるがために、各種の制約を受けることとなり、以下の
問題が生じる。

【０００５】まず、ＲＨタイプの真空脱ガス装置では、
取鍋５内の溶鋼４を真空により吸い上げて真空槽１の槽
底２まで到達させるために必要な真空度は、通常、２０
０Ｔｏｒｒ以下であり、この後、溶鋼４を環流させるた
めに、さらに真空度が上げられ１５０Ｔｏｒｒ以下の高
真空度が必要となる。さらに、滅圧下で上吹きランス６
から送酸する場合には、高真空度に保持しないと、溶鋼
深さ１１が浅いため、酸素ジェット７による槽底２の底
たたき現象がおこり、これにより槽底耐火物の損傷が発
生する。したがって、ハードブローを行う場合には、キ
ャビティー９の凹み深さ１０を確保するのに、例えば、
１０Ｔｏｒｒ程度のきわめて高い真空度にして溶鋼ヘッ
ドを高くして真空槽１内での槽底２上の溶鋼深さ１１を
確保しなければならないという制約がある。

【０００６】また、低真空度下で送酸を実施しようとす
る場合には、溶鋼の吸い上げ量が少なく、真空槽１内の
溶鋼深さ１１が小さいため、前述と同様に酸素ジェット
７による槽底２の底たたき現象によって槽底耐火物の損
傷が発生するという理由から、酸素ジェット７による凹
み深さ１０が制約を受け、ハードブローは不可能であ
り、ソフトブローを強いられる。

【０００７】したがって、ＲＨタイプの真空脱ガス装置
では、前述の制約により、減圧下で送酸する際、排気初
期での低真空度下では、ハードブローができないために
脱炭時間が長くなり、ソフトブロー化により脱炭酸素効
率が低下し、Ａｌ昇熱時の昇熱効率も低下する等の問題
が生じている。

【０００８】そこで、本発明は、ＲＨタイプの真空脱ガ
ス装置に代えて、槽底のない、真空槽の下部に直胴型浸
漬管を有する真空脱ガス装置を用い、真空槽内の真空
度、浸漬管内の湯面からの凹み深さ、真空槽の昇降制
御、ランス〜湯面間距離を適正に維持する効率のよい溶
鋼の精錬方法及び脱ガス装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空槽の下部
に直胴型浸漬管を有する真空脱ガス装置による溶鋼の精
錬方法であって、１００〜３００Ｔｏｒｒの低真空度に
おいて真空槽の上方から挿入した上吹きランスにより送
酸し、酸素ジェットによる静止湯面に対する凹み深さを
５０ｍｍ〜４００ｍｍに保持することを特徴とする。

【００１０】また、前記方法において、Ａｌ昇熱又は脱
炭処理を実施する際に、真空度の変化によって生じる静
止湯面高さに対してランスー湯面間距離を一定に維持す
るためにランス高さを制御するとともに、浸漬管の浸漬
深さを一定に維持するために浸漬管昇降又は溶鋼鍋の昇
降を制御することを特徴とする。

【００１１】さらに、槽の昇降するタイプの真空脱ガス
設備においては、前記精錬方法を実施するための真空槽
の下部に直胴型浸漬管を有する真空脱ガス装置は、前記
真空槽上部の挿入孔から挿入される上吹きランスを昇降
可能に把持するため真空槽上部に設けられた把持装置
と、ランスー湯面間距離及び浸漬管の浸漬深さを一定に
維持するためのランス高さ及び浸漬管昇降を制御する手
段とを有し、浸漬管の昇降とランス昇降を追従させるこ
とにより、湯面ーランス間距離制御精度を向上させるこ
とを特徴とするものである。

【００１２】本発明は、直胴型浸漬管を有する真空脱ガ
ス装置を用いて溶鋼を精錬する際に、送酸によるスピッ
チングを生じることなく、しかも脱炭等の送酸目的に応
じた送酸条件について検討した結果、脱炭送酸を実施す
る場合には、従来のＲＨタイプの真空脱ガス装置では実
現不可能であった真空度を１００Ｔｏｒｒ以上の低真空
度で、酸素ジェットにより形成される凹み深さを常時１
５０ｍｍ〜４００ｍｍに制御することにより、安定した
脱炭酸素効率が維持でき、溶鋼の酸化や、槽内での二次
燃焼による酸素ロスを回避できた。

【００１３】図２は、キャビティー深さと脱炭酸素効率
との関係を示すグラフであり、グラフから明らかなとお
り、キャビティー深さが低下するにしたがって脱炭素効
率が低下するので、７０％以上の脱炭酸素効率を確保す
るには、少なくとも５０ｍｍ以上のキャビティー深さが
必要である。

【００１４】図３は、キャビティー深さと槽内真空度と
の関係を示すグラフであり、真空度が１００Ｔｏｒｒ以
上で直胴型浸漬管を有する真空脱ガス装置の溶鋼還流限
界である３００Ｔｏｒｒ以下の低真空度の範囲で、キャ
ビティー深さが４００ｍｍ以下で溶鋼飛散がなくなるこ
とが分かる。

【００１５】また、溶鋼のＡｌ昇熱を実施する場合に
は、やはり、低真空度下においてハードブローが望まし
いことも明らかとなった。低真空度下で送酸することに
より、ハードブロー化により脱炭反応を極力抑制し、昇
熱酸素効率を上昇させることが可能である。具体的に
は、１００〜３００Ｔｏｒｒにおいて、キャビティーを
５０〜４００ｍｍ確保することが効果的である。

【００１６】一方でこうしたハードブロ一送酸を実施す
るときには、湯面ーランス間距離が重要な制御項目とな
るため、槽内の真空度に応じた推定湯面高さを常時算出
し、湯面ーランス間距離を自動制御させる。真空槽が昇
降するタイプの直胴型浸漬管を有する真空脱カス装置の
場合には、真空槽天蓋部に設置したランスの把持装置に
より真空槽の昇降動作とランス昇降動作を連動させるこ
とにより、制御性を向上させることができる。

【００１７】

【作用】本発明は、槽底を有さない、真空槽の下部に直
胴型浸漬管を有する真空脱カス装置を用いることによ
り、任意の真空度で上吹きランスから送酸が可能であ
り、目的に応じた酸素ジェットで送酸する際、従来の槽
底を有するＲＨタイプの真空脱ガス装置では不可能であ
った低真空度下でも送酸が可能となる。減圧下での送酸
については、ハードブロー化することで酸素効率は向上
するが、ハードブロー化を実施する場合には、スピッチ
ングの発生があるために低真空下において実施する必要
があるが、低真空下でのハードブローは前述のとおり従
来のＲＨタイブの真空槽では槽底耐火物の溶損により不
可能であるが、本発明においては、直胴型浸漬管を有す
る真空脱カス装置を適用することによリ、低真空下での
ハードブロー化が可能となり、また、取鍋の鍋底からの
環流ガス吹き込みにより、低真空下でも高い環流が得ら
れるため、低真空度下での環流不足による問題も発生し
ない。

【００１８】

【実施例】本発明の１実施例を図１を用いて説明する。

【００１９】図１は、本発明を実施するための直胴型浸
潰管を有する真空脱ガス装置の説明図で、図１におい
て、真空脱ガス装置は、真空槽１の下部に取鍋５中の溶
鋼４に浸漬される直胴型浸漬管１２を有し、真空槽１の
上部から水冷ランス６が挿入され、水冷ランス６は、真
空槽１の天蓋に設けられたランス把持装置１３により把
持されており、真空槽１が昇降する場合、ランスを適正
な湯面ーランス間距離とするために昇降制御される。取
鍋５の鍋底のポーラスプラグ１４からはアルゴンなどの
ガスが直胴型浸漬管１２内の片側に吹き込まれ、溶鋼４
は、直胴型浸漬管１２内の片側をガスとともに上昇し、
他方側から降下して、取鍋５と直胴型浸漬管１２内を還
流する。

【００２０】還流する溶鋼４には、真空槽１の上方から
挿入された水冷ランス６から酸素ジェット７が噴射さ
れ、キャビティー９が形成される。

【００２１】前記脱ガス装置の実機（３５０ｔ）で脱カ
ス試験を実施した。

【００２２】真空槽内へ上方より挿入した水冷ランスか
ら、３０００Ｎｍ³／ｈの送酸速度で酸素を溶鋼面に吹
き付けた。この時の各条件を表１に示す。なお、滅圧下
でのキャビティー深さは、大気圧下での吹き込み時のそ
れと同一とした。

【００２３】

【表１】表１から明らかなように、槽内地金付着を抑制しつつ、
脱炭酸素効率を７０％以上に確保するためには、１００
Ｔｏｒｒ以上の低真空下で、且つ、計算キャビティー深
さを１５０〜４００ｍｍに設定することがより効果的で
あることが分かる。

【００２４】Ａｌ昇熱の場合にも、ほぼ同様の傾向が認
められ、１００Ｔｏｒｒ以上の低真空下においてハード
ブロー（キャビティー５０〜４００ｍｍ）で送酸するこ
とによリ高い昇熱効率が得られた。

【００２５】また送酸時に、湯面ーランス間距離の制御
を精度良く実施するため、以下の方法で真空槽及びラン
スの相対高さ制御を実施した。まず、真空槽昇降高さに
ついては、浸漬管の浸漬深さが寞空度の変化に係わらず
一定となるように、（１）式にて真空度の変化に対して
槽（又は鍋）を昇降させる。

【００２６】ＨＶ＝（７６０−Ｐ）×１３．６×Ｄｌ²／［ρ｛（ＤＬ²− ＤＯ²）＋ＤＩ²｝］・・・・・・・・・・・・・・（１）ここで、ＨＶ：槽（又は鍋）昇降補正量（ｍｍ）Ｐ：槽内真空度（Ｔｏｒｒ）Ｄｌ：浸漬管内径（ｍｍ） ρ：溶鋼比重（ｇ／ｃｍ³）ＤＬ：鍋内径（ｍｍ）ＤＯ：浸漬管外径（ｍｍ）したがって、槽内湯面高さ（ＨＨ）、すなわち、溶鋼ヘ
ッド（ｍｍ）は、真空槽に対して真空度のみの関数とな
り、（２）式で算出可能である。

【００２７】ＨＨ＝１３．６／ρ×（７６０ーＰ）・・・・・・・・（２）このようにして、真空度の変化に追従させ常時湯面ーラ
ンス間距離を精度良く制御することが可能である。

【００２８】実機での試験でも、大幅に真空度の変化す
る排気初期段階において、常時適正なキャビティー深さ
に制御するよう、ランス高さを制御した結果、安定した
脱炭及び昇熱ができた。

【００２９】

【発明の効果】本発明の効果は、次のとおりである。

【００３０】（１）従来の槽底を有するＲＨタイプの
真空脱ガス装置と異なり、槽底がない直胴型浸漬管を有
する真空脱ガス装置を用いるので、ＲＨタイプの真空脱
ガス装置では実現不可能であった低真空下で精錬処理す
ることができる。

【００３１】（２）ＲＨタイプの真空脱ガス装置では
実施できない低真空下でのハードブロー送酸を実施する
ことができ、高い脱炭又は昇熱効率が得られ、また、真
空度の低い排気初期での送酸が可能となることにより、
脱ガス時間が短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に用いる真空脱ガス装置の説明
図。

【図２】キャビティー深さと脱炭酸素効率との関係を示
すグラフ。

【図３】キャビティー深さと槽内真空度との関係を示す
グラフ。

【図４】従来のＲＨタイプの真空脱ガス装置による精錬
方法の説明図。

【符号の説明】１真空槽、２槽底、３上昇管、４溶鋼、
５取鍋、６水冷ランス、７酸素ジェット、
８下降管、９キャビティー、１０凹み深さ、
１１溶鋼深さ、１２直胴型浸漬管、１３ラ
ンス把持装置、１４ポーラスプラグ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空槽の下部に直胴型浸漬管を有する真
空脱ガス装置による溶鋼の精錬方法であって、１００〜
３００Ｔｏｒｒの低真空度において真空槽の上方から挿
入した上吹きランスにより送酸し、酸素ジェットによる
静止湯面に対する凹み深さを５０ｍｍ〜４００ｍｍに保
持することを特徴とする真空脱ガス装置による溶鋼の精
錬方法。
【請求項２】ランスー湯面間距離を一定に維持するた
めにランス高さを制御するとともに、浸漬管の浸漬深さ
を一定に維持するために浸漬管昇降を制御することを特
徴とする請求項１記載の真空脱ガス装置による溶鋼の精
錬方法。
【請求項３】槽が昇降する真空槽の下部に直胴型浸漬
管を有する真空脱ガス装置であって、前記真空槽上部の
挿入孔から挿入される上吹きランスを昇降可能に把持す
るため真空槽上部に設けられた把持装置と、ランスー湯
面間距離及び浸漬管の浸漬深さを一定に維持するための
ランス高さ及び浸漬管昇降を制御する手段とを有するこ
とを特徴とする直胴型浸漬管を有する真空脱ガス装置。
【請求項４】真空槽の下部に直胴型浸漬管を有する真
空脱ガス装置による溶鋼の精錬方法であって、１００〜
３００Ｔｏｒｒの低真空度において真空槽内にＡｌある
いはＡｌ合金を添加し、上方から挿入した上吹きランス
により送酸し、酸素ジェットによる静止湯面に対する凹
み深さを５０ｍｍ〜４００ｍｍに保持することを特徴と
する真空脱ガス装置による溶鋼の精錬方法。