JPH1096009A - 減圧精錬装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】減圧精錬炉の内部を真空吸引装置としての蒸気
エジェクタにより真空吸引を行って炉内部を所定の減圧
状態とし、その状態で減圧精錬を行うに際して、排気通
路上の排ガス組成を応答性良く且つ正確に分析できるよ
うにする。 【解決手段】減圧精錬炉１０内部の排気を行うための、
減圧精錬炉１０から延び出した排気通路１８上であっ
て、減圧精錬炉１０と蒸気エジェクタ２４の間の部位か
らガス分取を行い、分析するガス分析装置３０を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は精錬炉内部を排気
し、所定減圧状態下で精錬を行う減圧精錬装置に関し、
詳しくは排ガス中のガス分析を行うガス分析装置を備え
たものに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ステン
レス鋼で代表される含Ｃｒ鋼の製造に際して、精錬炉内
に収容した溶鋼に対してＯ₂ガスを含むガスを大気中で
吹き込んで溶鋼中のＣを脱炭し、溶鋼中のＣレベルを下
げることが行われている。この脱炭精錬はＡＯＤ法とし
て知られている。

【０００３】ところでこの大気中での脱炭精錬は、溶鋼
中のＣ量が低くなってくると吹き込んだＯ₂が脱炭のた
めに有効に働かず、Ｃｒを酸化してしまい脱炭効率が悪
くなる問題がある。

【０００４】このようなことから、Ｃ量がある一定レベ
ルまで低下した時点で炉内を２０〜２００Ｔｏｒｒ程度
の減圧度とした上、溶鋼中にＡｒガス等非酸化性ガスを
撹拌ガスとして吹き込み、溶鋼とスラグとを撹拌させる
中で、先の大気精錬に際して酸化生成した酸化クロムと
溶鋼中のＣとを反応させて脱炭を行うとともに、酸化ク
ロムを一部還元する方法が本出願人によって提案されて
いる。

【０００５】図５及び図６は上記大気精錬と減圧精錬と
を組み合わせた含Ｃｒ鋼の製造方法の実施設備の要部構
成及び同方法の各工程を表したものである。先ず図５に
おいて、１２は精錬炉１０における炉体で、１４は溶鋼
１６に対してガス吹込みを行うための羽口である。２２
は炉体１２の上部開口を閉塞する蓋で、排気通路１８が
これより延び出しており、この排気通路１８を通じて排
気を行うことによって、精錬炉１０内部を減圧状態とす
ることができる。尚、２０は溶鋼１６上のスラグを表し
ている。

【０００６】この精錬設備の場合、先ず蓋２２を除いた
状態で大気精錬を行い、しかる後蓋２２を装着して排気
通路１８を通じて炉内部を真空吸引し、精錬炉１０内部
を減圧状態として減圧精錬を行う。

【０００７】上記方法に従って含Ｃｒ鋼を製造する場
合、図６に示しているように先ず大気精錬によって、即
ち溶鋼中にＯ₂ガスを含むガス、通常はＯ₂ガスとその希
釈ガスとしてのＡｒガスとを吹き込んで溶鋼中のＣの脱
炭を行う。而して溶鋼中のＣ量がある一定レベルまで低
下したところで、蓋を被せて次に減圧精錬を行う。

【０００８】具体的には、今度は先ず溶鋼中にＡｒガス
等の非酸化性ガスを撹拌ガスとして吹き込み、これによ
り溶鋼とスラグとを激しく撹拌してスラグ中の金属酸化
物、主として酸化クロムと溶鋼中のＣとを反応させて溶
鋼中のＣの脱炭を行うとともに、酸化クロムを一部還元
する。そしてＣ量が目標レベルまで低下したところで、
次に還元剤を投入してクロム還元を行い、その後流滓，
出鋼する。

【０００９】この方法によると、脱炭精錬を短時間で迅
速に行うことができるとともに高価なＡｒガスの使用量
を少なくでき、併せてクロムの歩留りも向上させること
ができるなどの利点が得られる。

【００１０】ところで、上記精錬方法においては減圧精
錬の際に便宜上脱炭速度が一定であると見なして、減圧
精錬における脱炭時間を大気精錬から減圧精錬への切替
え時のＣ値に基づいて一義的に定め、脱炭精錬を実施し
ていた。例えばＳＵＳ３０４の精錬において、大気精錬
から減圧精錬への切替えをＣ量（Ｃ値）が０．１％とな
ったところで行うケースの場合、減圧精錬における脱炭
時間を５分と定めて操業していた。

【００１１】しかしながら実際には操業のばらつきによ
って大気精錬終了時のＣ値が０．１％よりも多い０．１
５％であることもあるし、また逆に０．１％よりも少な
い０．０８％であることもあり得、この場合安全を見込
んで脱炭時間を一律に５分と定めておくと、大気精錬終
了時のＣ値が０．０８％である場合には脱炭を過剰に行
うこととなり、その分能率が悪くなるとともにコストも
高くなり、更に精錬品質も過剰品質になるといった不都
合がある。

【００１２】この場合において、脱炭時間の経過ととも
に減少する溶鋼中のＣ量と排ガス中のＣＯ量との関係を
予め求めておけば、精錬操業時にその排ガス中のＣＯ量
測定を行うことによって、最終的な脱炭精錬時期を判定
することが可能である。

【００１３】また、排ガス中のガス分析を行うことでＣ
Ｏ爆発の危険も回避することが可能となる。即ち、減圧
精錬時に多量のＣＯガスが発生するとそのＣＯガスと酸
素との反応によってＣＯガス爆発を起こす危険が生ずる
が、排ガス中のガス分析を行うことでＣＯガス量或いは
酸素量を常に監視できれば、そのようなＣＯガス爆発を
未然に防ぐことができる。但しこの目的を達成するため
には、ガス組成を正確に分析できることが求められる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するために案出されたものである。而して本
願の発明の減圧精錬装置は、減圧精錬炉の内部を真空吸
引装置としての蒸気エジェクタにより真空吸引を行って
該精錬炉内部を所定の減圧状態として精錬を行う減圧精
錬装置において、該精錬炉内部の排気を行うための、該
精錬炉から延び出した排気通路上であって該精錬炉と前
記蒸気エジェクタの間の部位からガス分取を行い、ガス
分析するガス分析装置を設けたことを特徴とする。

【００１５】

【作用及び発明の効果】上記のように本発明は、真空吸
引装置として蒸気エジェクタを用いた減圧精錬装置にお
いて、その蒸気エジェクタと減圧精錬炉との間の部位か
ら排ガスを分取してガス分析を行うようにガス分析装置
を設けたものである。

【００１６】本発明者等は、蒸気エジェクタの下流部位
にガス分析装置を設け、その蒸気エジェクタの下流部位
より排気通路の排ガスを分取して分析を行った場合と、
精錬炉の直近部位、具体的には精錬炉と蒸気エジェクタ
との間の部位にガス分析装置を設けて同部位からガス分
取を行い、分析を行った場合とで、分析結果が異なるこ
とを見出した。

【００１７】その理由については現段階では明確でない
が、１つの理由として、蒸気エジェクタにより排気通路
上に噴出される蒸気によって、蒸気エジェクタの下流部
位と上流部位とでガス組成が異なってしまうことが考え
られる。

【００１８】或いはまた、精錬炉直近部位においては排
ガスは高温ガスであるために、排気通路上で排ガス成分
の何らかの反応が生じ、このために蒸気エジェクタの下
流部位でガス分析を行った場合と、蒸気エジェクタの上
流側でガス分析を行った場合とで異なった結果が出たも
のとも考えられる。

【００１９】何れにしても蒸気エジェクタより排気通路
上に噴出される蒸気によって排気通路内の排ガス組成が
影響を受けることは十分に考えられ、そこで蒸気エジェ
クタの上流部位であって精錬炉との間の部位から排ガス
分取して排ガス分析を行うようにしたところ、現に蒸気
エジェクタの下流部位では検出することのできなかった
酸素量を一定レベルで検出することができた。

【００２０】かかる本発明の装置によれば、排ガス中の
ガス分析を正確に行い得、従ってその分析結果に基づい
て溶鋼の精錬の進行状態を正確に把握することが可能と
なり、或いはまた含Ｃｒ鋼の減圧脱炭精錬に際してＣＯ
爆発の危険も未然に回避することが可能となる。

【００２１】

【実施例】次に本発明の実施例を以下に具体的に説明す
る。図１において、１０は減圧精錬炉である。この減圧
精錬炉１０は、例えばステンレス鋼を製造するに際して
大気中で溶鋼中にＯ₂ガスとＡｒガス等の酸素希釈兼撹
拌ガスを吹き込んで脱炭精錬を行う大気精錬を実施した
後において、減圧下で溶鋼中にＡｒガス等の撹拌ガスの
吹込みを行い、スラグ中の酸化クロムと溶鋼中のＣとの
反応により脱炭精錬を行う減圧精錬用等として用いられ
るものである。

【００２２】この減圧精錬炉１０は、炉体１２と、炉体
１２の上端開口を閉塞して内部を密閉状態とする蓋２２
とを備えており、また炉体１２の底部近傍には撹拌ガス
吹込みのための羽口１４が備えられている。

【００２３】１８は減圧精錬炉１０、具体的には蓋２２
から延び出した排気通路で、この排気通路１８上に真空
吸引装置としての蒸気エジェクタ２４が２基並列に設け
られており、またその下流部位にはコンデンサ２６が、
更にその下流部位に同じく真空吸引装置としてのウォー
ターポンプ２８が複数（この例では４個）並列に接続さ
れている。

【００２４】ここで蒸気エジェクタ２４は、排気通路１
８内に蒸気噴射を行って減圧精錬炉１０内部を真空吸引
するものであり、またコンデンサ２６は、排気通路１８
上に噴射された蒸気を下流側で冷却・凝縮して液化し、
排ガスより分離するものである。

【００２５】本例において減圧精錬炉１０内部を減圧に
するには、先ずウォーターポンプ２８を作動させて減圧
精錬炉１０内部を排気通路１８を通じて排気し、減圧精
錬炉１０内部を例えば約２５０Ｔｏｒｒ程度の減圧度ま
で先ず減圧する。そして減圧精錬炉１０内部の減圧度が
所定減圧度となった時点で、蒸気エジェクタ２４を作動
させて、真空吸引を加速し、目標の減圧度まで減圧す
る。

【００２６】例えばこの例において、ウォーターポンプ
２８と蒸気エジェクタ２４とを共に作動させることによ
って、最終減圧度を３０〜５０Ｔｏｒｒ程度とすること
ができる。

【００２７】３０は排気通路１８内の排ガスのガス分析
装置で、本例ではこの排ガスのガス分析装置３０が、減
圧精錬炉１０と蒸気エジェクタ２４との間の部位に設け
られている。具体的には、排ガス分取用の通路３２が排
気通路１８に対して減圧精錬炉１０と蒸気エジェクタ２
４との間の部位に接続され、同部位から排気通路１８上
の排ガスが分取され分析されるようになっている。

【００２８】このように排ガスのガス分析装置３０を減
圧精錬炉１０の直近部位、即ち減圧精錬炉１０と蒸気エ
ジェクタ２４との間の部位に設けることによって、排ガ
ス分析を正確に行うことができる。

【００２９】因みに図３はこの減圧精錬装置において、
減圧精錬操業中の排ガス分析を行った結果を示してい
る。但しこの結果は、鋼種ＳＵＳ３１６Ｌについて、減
圧度４６Ｔｏｒｒの下に減圧脱炭精錬をＣ：０．０６６
％から行い、最終的にＣ：０．００５％まで脱炭したと
きの結果を示している。尚、図中Ｃｒ−ＲはＣｒ還元剤
を投入してＣｒ還元を行ったことを表している。

【００３０】一方図４は、図２の比較例図に示している
ように蒸気エジェクタ２４の下流部位、具体的にはコン
デンサ２６とウォーターポンプ２８との間の部位にガス
分析装置３０Ａを設けて、減圧精錬操業中の排ガス分析
を行った結果を示している。尚、この場合の脱炭精錬は
鋼種ＳＵＳ４３０について、減圧度４８Ｔｏｒｒの下で
減圧脱炭精錬開始時のＣ：０．０９０％から最終的に
Ｃ：０．０３６％まで脱炭したときの結果を示してい
る。

【００３１】これらの結果に見られるように、図１の本
例の装置によれば応答性良く排ガス分析を行うことがで
き、またガス分析装置３０Ａを蒸気エジェクタ２４の下
流部位に設けた場合には排ガス中のＯ₂の検出量がゼロ
であったのに対し、本例の装置では排ガス中のＯ₂を２
〜４％の値で検出し得ており、信頼できる分析結果とな
っている。

【００３２】以上本発明の実施例を詳述したが本発明は
他の目的，形態の減圧精錬炉或いは真空吸引装置を用い
た減圧精錬装置にも適用可能であるなど、その主旨を逸
脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である減圧精錬装置の図であ
る。

【図２】図１の減圧精錬装置の特徴を明らかにするため
に示した比較例図である。

【図３】図１の装置において排ガス分析を行った結果を
表す図である。

【図４】図２の装置を用いて排ガス分析を行った結果を
表す図である。

【図５】大気精錬と減圧精錬とを組み合わせて行う設備
の要部構成を表す図である。

【図６】図５の設備を用いて大気精錬と減圧精錬とを行
う際の工程の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 減圧精錬炉 １８ 排気通路 ２４ 蒸気エジェクタ ３０ ガス分析装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 減圧精錬炉の内部を真空吸引装置として
   の蒸気エジェクタにより真空吸引を行って該精錬炉内部
   を所定の減圧状態として精錬を行う減圧精錬装置におい
   て該精錬炉内部の排気を行うための、該精錬炉から延び
   出した排気通路上であって該精錬炉と前記蒸気エジェク
   タの間の部位からガス分取を行い、ガス分析するガス分
   析装置を設けたことを特徴とする減圧精錬装置。