JPS5848609B2 - 不活性ガス雰囲気にて除滓を伴なう溶鋼の精錬方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 溶鋼の精錬とは一言で云うと、有害な不純物を除くこと
であり、溶鋼中の硫黄は鋼に対する有害元素の１つであ
る。

通常、鋼中には０．０１０〜０．０３０％程度の硫黄が
含有されているが、厚内の構造物を溶接によって製造す
る場合、又は高張力鋼の製造の際には硫黄含有量を０．
０１０％以下にすることが望ましく、更に連続鋳造鋳片
の品質のよいものを望む場合には特に硫黄含有量は０．
０１０％以下が好ましい。

従来の脱硫方法としては、ＣＡｍ解炉中で行う場合と、
（Ｂ）出鋼後の取鍋中で行う場合がある。

（Ａ） 溶解炉中で行う場合は、精錬雰囲気を還元雰
囲気にして （イ）溶鋼とそれをカバーしているスラグとの反応によ
りスラグ中に硫黄を吸収させる。

この際、スラグはＣａＯ成分の多い方が好ましい。

（口）溶鋼中に硫黄と反応しやすい元素、例えばＭｎ
ｔ Ｃａ ｔ希土類元素等を脱硫材として添加し、硫黄
をそれらの金属の硫化物の形としてスラグ中に吸収させ
る。

（Ｂ） 取鍋中で行う場合は、溶鋼を電気的、機械的、
ガス吹込み等の方法で撹拌し、上記溶解炉中で行うよう
な（イ），（口）の方法で脱流精錬を行う。

上記した従来の方法を要約すれば、鋼中の硫黄を、それ
をカバーしているスラグ中に移行、吸収させるものであ
る。

そしてこの基本条件としては（ａ）還元雰囲気であるこ
と（中性雰囲気でもよい）、（ｂ） ＣａＯ成分の多
いスラグであること、等があげられている。

そのため、この基本条件が変化すれば脱硫は十分に進行
しなくなる。

例えば、（Ｚ）還元雰囲気が弱くなり、ついには極端に
酸化雰囲気になるとか、 （肖 スラグ中のＣａＯの成分率が低下し、ついには
ＳＩＯ２成分が多くなるとか、 すると、スラグ中の硫黄の吸収力が低下し、ついには能
力が全くなくなるどころか、せっかくスラグ中に吸収し
た硫黄が溶鋼中に戻り出し、即ち復硫が行われて極端な
場合には総て戻ってしまう。

またもう一つの問題点は、スラグが硫黄を吸収するにし
てもそれに限界があることである。

そのため更に脱硫を進めるには、硫黄を多量に吸収した
スラグを除去し、新しいスラグで溶鋼をカバーし改めて
、再び新しいスラグに硫黄を吸収させるという繰返し脱
硫精錬を行わなければならない。

また近年特に取鍋内で溶鋼を撹拌して脱硫するような方
式が種々研究されているが、いずれも脱硫率が低く鋼中
における硫黄含有量を０．０１０％以下にするのは大変
困難である。

このため、本発明は酸素を伴なっていない不活性ガス雰
囲気中で脱硫を行うことにより、上記在来方式の問題点
を解決し得たもので、溶鋼昇降管をもつ精錬室を取鍋の
上方に位置し、上記溶鋼昇降管の下端を取鍋内の溶鋼中
に浸漬せしめた状態において取鍋内雰囲気を気密にする
と共に前記精錬室内を不活性ガス雰囲気に保持させ、上
記取鍋雰囲気の圧力を調整することにより溶鋼を溶鋼昇
降管を介して精錬室内に人出せしめ、該精錬室内の溶鋼
表面を精錬用スラグで覆うことにより不活性ガス雰囲気
にて精錬を行わしめ、精錬後溶鋼の上面スラグを不活性
ガス雰囲気内において取り除くことを特徴とする不活性
ガス雰囲気にて除滓を伴なう溶鋼の精錬装置、に係るも
のである。

以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

内部に溶鋼２を入れるようにした取鍋１を包囲して気密
雰囲気を形成するようにした気密容器３上に対し、精錬
室４を包囲するように形成されたカバー５の下端を０
１Ｊング６を介してボルト７により気密に取付けている
。

上記精錬室４の下部にはその下端が取鍋１内の溶鋼２内
まで伸びる溶鋼昇降管８が設けられている。

また精錬室４の上部には、添加材投入装置９及び不活性
ガス出入口１０が設けられており、該不活性ガス出入口
１０には矢印で示す冷却水にて冷却されるようにした接
続パイプ１１を介して皮などで形成された拡縮袋１２が
連結されている。

図中１３は精錬室４の内部上方に設けられた加熱装置で
ある。

上記精錬室４の側面における適宜高さ位置には、スラグ
取出口１４及びドア１５が設けられていて該ドア１５を
開けて精錬室４の外部に設けた除滓装置１６を挿入する
ことにより精錬室４内の溶鋼上面のスラグ１７をスラグ
ポット１８内にかき出すことができるようになっている
。

また上記ドア１５を開けた際の不活性ガス雰囲気を保持
するために、スラグポット１８を包囲すると共に除滓装
置１６を気密状態でスライド自在に支持し且つのぞき孔
１９を備えてなるシール室２０を精錬室４外側部に設け
ている。

図中２１は前記気密容器３内（取鍋雰囲気）の圧力を調
整するために前記カバー５に設けた給排気孔であり、ま
た２２は溶鋼２の流出を円滑且つ完全ならしめるために
精錬室４の底部に形成した傾斜部、４２はスラグポット
１８を出し入れするためのシール機能を備えた蓋である
。

第２図は、前記シール室２０における除滓装置１６の支
持部の詳細を示すもので、支持部にはユニバーサルシー
ル２３が設けらレ、該ユニハーサルシール２３は０ １
Ｊング２４ ，２５を介して前記除滓装置１６の掻出棒
２６を把持するシール球２７と、このシール球２７をＯ
リング２８．２９を介して把持する半球状の２個のシー
ル殼３０とからなっており、このような構造によって掻
出棒２６はシール室２０内外の気密を保持した状態で回
動できるようになっている。

またシール室２０内には、上記掻出棒２６を支持するた
めの丸棒３１を支えるようにした二本（図示では一本を
省略している）の回動棒３２を設けて該回動棒３２の下
端をシール室２０内面にピン３３枢着している。

またシール室２０を貫通し且つその貫通部が０ １Ｊン
グ３４を備えたシールリング３５により気密に保持され
てなるロツド３６を備えており、該ロツド３６はシール
室２０外部に設けたモータ３７によりウオームギャ３８
を介して左右にスライドするようになっており、且つシ
ール室２０内側端部が回動棒３２にピン３９連結された
アーム４０の端部にピン４１を介して連結されている。

従ってモータ３７の駆動によりロツド３６を左右に押し
引きして回動棒３２を回動させることにより、丸棒３１
の高さ位置を変えて、前記掻出棒２６をユニバーサルシ
ール２３を中心に上下に回動させることができるように
なっている。

上記したような構成において、まず適宜の方式により精
錬室４内部、シール室２０内部を不活性ガスにて充満せ
しめる。

このとき、拡縮袋１２の内部のガスは除き、該袋１２を
縮ませておく。

次に給排気孔２１より高圧空気又は不活性ガスを供給せ
しめると、気密容器３内の圧力が上昇しそれにより取鍋
１内の溶鋼２は溶鋼昇降管８を通って精錬室４内に流入
するので、この精錬室４内に流入した溶鋼２の高さが任
意の高さＨになるように前記気密容器３内の圧力を調整
して一定に保持する。

このとき、精錬室４に溶鋼２が流入してくることにより
精錬室４内の空間が狭くなるので、その分の不活性ガス
は拡縮袋１２内に送られるようになる。

次に精錬室４の上部に設けた添加材投入装置９より造滓
材を投入して該造滓材のスラグ化により溶鋼２の精錬を
行い、更に取鍋雰囲気の加圧、減圧を繰返して溶鋼２を
精錬室４内に出入させることにより、精錬を繰返し行わ
せる。

この際、溶鋼の流動性を保持するために、溶鋼２は加熱
装置１３により加熱されている。

精錬が終了したら、給排気孔２１から更に流体を導入し
て気密容器３内の圧力を高くすることにより取鍋１内の
溶鋼２を押し上げるようにし、精錬室４内の溶鋼２の上
面がスラグ取出口１４の下辺位置（下辺より僅かに低い
位置）になるように高さＨ′を調整する。

続いてドア１５を開けると共に、モータ３７を作動する
ことによりロツド３６、回動棒３２及び丸棒３１を介し
て除滓装置１６の掻出棒２６の高さ位置を調整してスラ
グ取出口１４より挿入し、再び掻出棒２６の高さ位置を
スラグ１７の掻出しに適当な高さに調整した後、掻出棒
２６を引き出して、スラグ１７をスラグポット１８内に
掻き出す。

この際、シール室２０内も気密構造であるため不活性雰
囲気に保持されている。

除滓が終了したら気密容器３内の圧力を低下させて精錬
室４内の溶鋼２を取鍋１内に総て戻して溶鋼２の精錬作
業を終了する。

上述したように、精錬室４内において溶鋼量が変化して
も、不活性ガスを拡縮袋１２内に逃がしたりまた戻した
りするようになっているので、精錬室４内を常に不活性
雰囲気とすることができ、且つ気圧がかからない状態に
することができるので、取鍋雰囲気の圧力を変えて精錬
室４内の溶鋼２の上面高さを容易且つ確実に調整するこ
とができる。

上記本発明に従って実験を行った結果、溶鋼２中の硫黄
含有量を常に０．００４〜０．００７％程度に低下させ
ることができた。

尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく
、拡縮袋は他の材料にて種々の形状のものを形成し得る
こと、スラグの除去方式及びシール室の形状並びにシー
ル方式は図示以外の種々のものを採用し得ること、その
他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を
加え得ること、等は勿論である。

上述した本発明の不活性雰囲気にて除滓を伴なう溶鋼の
精錬方法および装置によれば、 （１）不活性ガス雰囲気中で精錬を行わしめていること
により、スラグ中に硫黄がより十分に吸収されることに
なり、大気中の場合より十分な脱硫が可能である。

（１１）精錬室内においてスラグを取り除くようにして
いるため、溶鋼を取鍋内に戻した際、取鍋中において硫
黄が再び溶鋼に復帰するようなことは全く考えられない
。

（ｉｉｉ） 精錬室内でスラグを取り除くようにして
いるので、溶鋼を取鍋内に戻した際、精錬室の底部にス
ラグが残存して、次の処理の脱硫効果を低下させるよう
な心配もない。

（１ｖ）不活性雰囲気にて精錬室から除滓するため、除
滓時の復硫の危険性がない。

（ｖ）精錬室内では溶鋼の深さが比較的浅いので、スラ
グーメタル反応が容易に進行して脱硫効果をあげること
ができ、更に溶鋼を機械的又は電磁気的に撹拌するよう
にすれば更に良好な効果が期待できる。

（■１）精錬スラグを必要に応じて何回もとりかえるこ
とができるため、脱硫効率の向上を図ることができる。

〜１）拡縮袋を設けたことにより精錬室内を常に経済的
に容易に不活性雰囲気に保持させることができる。

等、種々の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す説明図、第２図はシール
室に対する除滓装置の支持部分詳細説明図である。 １は取鍋、２は溶鋼、３は気密容器、４は精錬室、５は
カバー、８は溶鋼昇降管、９は添加材投入装置、１０は
不活性ガス出入口、１２は拡縮袋、１４はスラグ取出口
、１５はドア、１６は除滓装置、１７はスラグ、２０は
シール室、２１は給排気孔、２３はユニバーサルシール
、２６は掻出棒、３０はシール殼、３１は丸棒、３２は
回動棒、３６はロツド、３７はモータ、３８はウオーム
ギャを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶鋼昇降管をもつ精錬室を取鍋の上方に位置し、上
   記溶鋼昇降管の下端を取鍋内の溶鋼中に浸漬せしめた状
   態において取鍋雰囲気を気密にすると共に前記精錬室内
   を不活性ガス雰囲気に保持させ、上記取鍋雰囲気の圧力
   を調整することにより溶鋼を溶鋼昇降管を介して精錬室
   内に人出せしめ、該精錬室内の溶鋼表面を精錬用スラグ
   で覆うことにより不活性ガス雰囲気にて精錬を行わしめ
   、精錬後溶鋼の上面スラグを不活性ガス雰囲気内におい
   て取り除くことを特徴とする不活性ガス雰囲気にて除滓
   を伴なう溶鋼の精錬方法。 ２ 取鍋の上部において、該取鍋内の溶鋼にその下端が
   浸漬する溶鋼昇降管を備え且つ内部を不活性ガス雰囲気
   に保持してなる精錬室を設け、該精錬室下部における取
   鍋雰囲気を気密且つ圧力調整可能に構或し、且つ上記精
   錬室の適宜側部位置に対し、スラグ取出口及び該取出口
   からスラグを取り出すための除滓装置、並びにそれらを
   不活性ガス雰囲気に保持し得るシール室を装備している
   ことを特徴とする不活性ガス雰囲気にて除滓を伴なう溶
   鋼の精錬装置。