JPS6233285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼浴中脱酸処理装置に関するもので
ある。

〔従来技術およびその問題点〕

銑鉄から鋼に精練する場合、溶銑中の不要な諸
元素を酸化除去して成分調整すると共にその高い
酸化反応熱によつて溶融状態を維持するために、
溶銑中に多量の酸素を吹き込むものであるが、こ
の酸化精練の過程に於ける前記の吹き込み酸素
は、溶銑中の不要な諸元素の除去、即ち脱炭、脱
硫及び脱燐などを行なう一方、その他の大部分の
酸素は鋼浴中に含まれたまま多量に残留すること
になる。

然るに、この鋼中酸素は鋼塊を造る段階に於い
て必ずしも必要としないばかりか、用途によつて
はむしろ有害となるものであり、特にキルド鋼又
はセミキルド鋼を造塊する上で脱酸処理は必要不
可欠である。

而して、鋼中酸素は鋼中に含まれているマンガ
ン及びシリコンと反応するのでその一部は脱酸反
応を行なうが、これだけでは脱酸が不充分である
から、従来は脱酸剤として強制脱酸力を有するア
ルミニウム材を使用し、これを鋼浴中に投入して
脱酸処理を行なつている。

このアルミニウム材は、１Kgインゴツト、或い
はブリケツト状やシヨツト状の脱酸用アルミニウ
ム加工品を使用しており、この脱酸用アルミニウ
ム加工品を酸化精練終了後の鋼浴中に投入する
と、鋼中酸素と結合して酸化反応を促してアルミ
ナになるので、これを除滓することによつて脱酸
が行われるものである。

しかしながら、上記の脱酸用アルミニウム加工
品を製造する場合、多くの製造工数を要し且つ各
種機械設備を必要とするので製造コストが極めて
高くつき、また脱酸用アルミニウム加工品の炉内
投入作業に多くの時間と手数を要するなどの不利
を招来していた。

しかも、前記脱酸用アルミニウム加工品は固形
物であるから、これを鋼浴中に投入すると加工品
の表面形状及び大きさの差異に起因して酸化反応
時間にバラツキを生じ、またこのアルミニウム加
工品が溶融して鋼中酸素と反応するのに比較的時
間が掛かると共に、大量に投入された脱酸用アル
ミニウム加工品のうちの一部は酸化反応の遅れと
相俟て完全に溶解されないままスラグと共に除去
されるので、アルミニウムの歩留りは低いもので
あつた。

そこで、従来、密閉容器内で予めアルミニウム
加工品を溶解した後、溶解した溶融アルミニウム
を鋼浴中に添加して脱酸処理を行うようにした技
術が、特開昭57−73115号公報の「溶鋼中への溶
融添加物の添加装置」において提案されている。
この装置によれば、アルミニウム加工品の製造お
よびアルミニウム加工品の炉内装入作業が不要と
なるので、脱酸のための一連の作業工程の大幅な
省力化が実現でき、さらに、溶融アルミニウムが
鋼融酸素と素早く反応するので、酸化反応時間の
大幅な短縮、アルミニウムの歩留まりの大幅な向
上等の効果を奏することができる。また、特公昭
57−25608号公報に開示された「溶鋼へのAl添加
方法」は、アルミニウムの粉末を不活性ガスと共
に溶鋼中に吹込み、この吹込みによる撹拌効果等
によつて効率の良い脱酸処理を可能にしている。

ところが、上記「溶鋼へのAl添加方法」にあ
つては、添加用のアルミニウムを粉末の状態で溶
鋼に添加するというものであるから、前述したよ
うに、アルミニウムの粉末加工の費用が高くつく
と共に、溶融アルミニウムに比べて脱酸の効率が
低いという欠点を有している。また、「溶鋼中へ
の溶融添加物の添加装置」にあつては、アルミニ
ウムの溶融に独立の加熱手段を要するので、設備
費、溶解費用が高価になるという不具合を有して
いた。

本発明は、上記従来の諸欠点を解消した画期的
な鋼浴中脱酸処理装置の提供を目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本第１発明は、炉から発生せる多量
の高熱ガスをアルミニウム溶解炉の炉壁に導いて
この炉壁を加熱するように設け、前記アルミニウ
ム溶解炉に接続した溶融アルミニウム移送用導管
の他端部を冶金反応容器内に収容せる溶鋼中に深
く没入させたことを特徴とするものである。

また、本第２発明は、炉から発生せる多量の高
熱ガスをアルミニウム溶解炉の内部に導いて炉内
を直接加熱するように設け、前記アルミニウム溶
解炉に接続した溶融アルミニウム移送用導管の他
端部を冶金反応容器内に収容せる溶鋼中に深く没
入させたことを特徴とするものである。

〔実施例 １〕 本第１発明の一実施例を第１図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

１は酸化精錬後の脱酸処理を必要とする溶鋼Ｃ
を収容せる冶金反応容器であつて、該冶金反応容
器１は、例えば転炉、塩基性電気炉、塩基性平
炉、或いは取鍋であつてもよく、その種類につい
ては問わない。１３はアルミニウム溶解炉であつ
て、脱酸用アルミニウム塊Ａを収容するための内
炉壁１４と、該内炉壁１４の外周部を包囲する外
炉壁１５とから構成されており、この内炉壁１４
と外炉壁１５によつて囲まれた空隙部に内炉壁加
熱用高熱室１６を形成すると共に、前記外炉壁１
５の一端部には高熱ガス供給口１７を、同外炉壁
１５の他端部にガス排出口１８を設けてある。上
記内炉壁１４には、その底壁部中央に炉底孔部が
形成されている。６は上記内炉壁１４の炉底孔部
に一端部６ａを嵌着して連結した溶融アルミニウ
ム移送用導管であつて、該導管６の他端部６ｂを
前記冶金反応容器１の内底部近傍に臨ませて溶鋼
Ｃ中に深く投入してある。７は炉底孔部の前記導
管６の一端開口部６ａに着脱自在に嵌着したスト
ツパー棒、８は前記溶融アルミニウム移送用導管
６の外周部に沿つて設けた加熱ヒーターである。
尚、この加熱ヒーター８の構造等については具体
的に限定しない。前記溶融アルミニウム移送用導
管６の任意の個所には、不活性ガス供給用分岐管
９を分岐接続してある。これは、前記導管６を通
じて送給される溶融アルミニウムＢを、不活性ガ
ス供給用分岐管９から送り込んだアルゴンガス等
の不活性圧力ガスによつて圧力助送しながら、冶
金反応容器１内の溶鋼Ｃ中に吐出して脱酸処理す
るようになつている。１０は別設せる任意の炉で
ある。この炉１０の種類については問わない。１
１は前記炉１０の頂部開口上方に配設した集熱フ
ードである。１２は一端部を前記集熱フード１１
の排気口部に接続し、他端部をアルミニウム溶解
炉１３の外炉壁１５の高熱ガス供給口１７に接続
した送気ダクト、Ｆは前記送気ダクト１２に取付
けたフアンである。

上記の構成に於いて、冶金反応容器１の内部に
収容せる溶鋼Ｃを脱酸処理する場合、先ず、スト
ツパー棒７によつて炉底孔部を閉塞し、溶解炉１
３の内炉壁１４の内部に脱酸用アルミニウム塊Ａ
を装入した後、フアンＦを作動させてこれを溶解
して、脱酸用アルミニウム塊Ａを溶融状態にして
おく。ここで、別設炉１０の稼動によつて炉内か
らは1000℃以上の高熱ガスが多量に発生している
ので、この高熱ガスは集熱フード１１へ送られ、
フアンＦの送風作用によつて送気ダクト１２を介
して溶解炉１３の外炉壁１５の高熱ガス供給口１
７へ強制的に送り込まれる。溶解炉１３の内炉壁
加熱用高熱室１６に送られた高熱ガスは該高熱室
１６を通過する間に内炉壁１４を加熱し、その後
外炉壁１５のガス排出口１８を通じて外部へ排出
される。高熱ガスが前記内炉壁加熱用高熱室１６
を通過する間に溶解炉の内部を高温に加熱する
が、前記内炉壁１４の内部に装入された脱酸用ア
ルミニウム塊Ａの溶融点（659℃）は比較的低い
ので、前記高熱ガスの熱量によつて溶解され、溶
融アルミニウムＢが得られる。

一方、冶金反応容器１の内部には、溶銑中の不
要な緒元素の酸化除去、時に脱炭、脱硫、及び脱
燐などを行つて成分調整された溶鋼Ｃが収容され
ており、この鋼浴中には酸化精練の過程に於いて
多量に吹き込まれた酸素の大部分が残留してい
て、鋼浴中の酸素による高い酸化反応熱によつて
鋼は溶融状態に保たれている。

そこで、前記導管６を通じて送給される溶融ア
ルミニウムＢを、不活性ガス供給用分岐管９から
送り込んだアルゴンガス等の不活性圧力ガスによ
つて圧力助送しながら、冶金反応容器１内の溶鋼
Ｃ中に吐出して脱酸処理する。このとき、ストツ
パー棒７は外されていて炉底孔部は開放されてい
る。上記不活性ガスは、前記導管６を通じて送ら
れる溶融アルミニウムＢに対して圧力助送する作
用と共に、溶鋼Ｃ中に送り込まれた溶融アルミニ
ウムＢを鋼浴中において拡散する作用とを併用す
るものであつて、該不活性ガスを溶融アルミニウ
ムＢと同時に溶鋼Ｃ中に送り込むと、不活性ガス
のみ鋼中諸元素とは全く反応せずにそのまま浮上
して外部へ放出される。一方、冶金反応容器１の
内部に収容せる酸化精練終了後の溶鋼Ｃ中に溶融
アルミニウムＢが混入すると、溶融アルミニウム
Ｂと鋼中酸素が結合して酸化反応を促進し、アル
ミナとなつて浮上分離するので、他のスラグＤと
共に除去される。なお、内炉壁１４の内部の溶融
アルミニウムＢは前記不活性ガスによる圧力助送
によつて順次溶融アルミニウム移送用導管６の内
部へ助送されるが、その際、該導管６は加熱ヒー
ター８によつてアルミニウムの溶融温度以上の高
温に常時加熱されているから、該導管６の内部の
溶融アルミニウムＢは溶融状態に保たれたまま導
管６を通じてその他端部６ｂの開口部から冶金反
応容器１の内部の溶鋼Ｃ中に深く送り込まれる。

〔実施例 ２〕 第２図の実施例は第１図の変形例であつて、ア
ルミニウム溶解炉２９の炉壁胴部に螺旋状の高熱
ガス通過用通孔３０を設け、該通孔３０の一端開
口部に前記送気ダクト１２の連結端部を接続し、
同通孔３０の他端開口部に排出ガスを外部へ導く
ための排気ダクト３１の連結端部を連続した構造
であつて、前記炉１０から集熱フード１１及び送
気ダクト１２を介して送られて来た高熱ガスが溶
解炉２９の螺旋状の前記通孔３０を通過する間に
炉壁内部を加熱するので、炉内のアルミニウム塊
Ａは溶解される。

尚、溶解された溶融アルミニウムＢを冶金反応
容器１に送り込んで鋼中酸素を脱酸するための構
造は、第１図の実施例と同様である。

〔実施例 ３〕 第３図の実施例は、本第２発明の一実施例であ
つて、アルミニウム溶解炉１９の内部に装入せる
脱酸用アルミニウム塊Ａを炉１０から導いた高熱
ガスによつて直接加熱してこれを溶解する構造で
ある。即ち、溶解炉１９の炉内底部の湯溜り部２
０より若干上方の炉壁部に高熱ガス供給口２１を
設けて、該高熱ガス供給口２１を前記送気ダクト
１２に接続すると共に、同溶解炉１９の他壁上部
にガス排出口２２を設け、また同溶解炉１９の炉
底壁部に湯注出口２３を設けて、該湯注出口２３
を、開閉自在なストツパー２４を介して前記溶融
アルミニウム移送用導管６に接続したものであ
る。前記炉１０から発生した多量の高熱ガスは、
集熱フード１１及び送気ダクト１２を介して溶解
炉１９の高熱ガス供給口２１へ送り込まれ、炉内
室２５を通過してガス排出口２２から外部へ排出
されるので、溶解炉１９の内部の炉底湯溜り部２
０に装入せる脱酸用アルミニウム塊Ａは前記高熱
ガスによる炉内室２５の通過の間に直接加熱され
て溶解される。

尚、溶解された溶融アルミニウムＢを冶金反応
容器１に送り込んで鋼中酸素を脱酸するための構
造は、第１図の実施例と同様である。

〔実施例 ４〕 第４図の実施例は前記第３図の変形例であつ
て、前記炉１０から集熱フード１１及び送気ダク
ト１２を介して送られて来た高熱ガスをアルミニ
ウム溶解炉２６の上端開口部から直接炉内に吐出
して、該溶解炉２６の内部に装入せる脱酸用アル
ミニウム塊Ａを溶解する構造である。尚、２７は
前記溶解炉２６の周囲を包囲する状態に設けたガ
ス漏洩防止用防壁体であつて、該防壁体２７に
は、前記溶解炉２６の内部に吐出された高熱ガス
を加熱後排出するためのガス排出口２８が設けら
れている。

〔実施例 ５〕 第５図の実施例は、アルミニウム溶解炉１３に
収容された溶融アルミニウムＢ中に耐熱性浸漬ポ
ンプＰを深く浸漬し、該ポンプＰに接続された溶
融アルミニウム移送用導管６の他端部６ｂを冶金
反応容器１内の溶鋼Ｃ中に深く没入した構造であ
つて、前記耐熱性浸漬ポンプＰによつて吸引され
た溶融アルミニウムＢを冶金反応容器１内の溶鋼
Ｃ中に強制的に送り込んで鋼中酸素を脱酸するも
のである。本実施例におけるその他の構造は、第
１図の実施例と同様である。

尚、アルミニウム溶解炉の内部に溶融アルミニ
ウムＢを治金反応容器１内の溶鋼Ｃ中に深く送り
込む手段として、第１図乃至第４図の如く溶融ア
ルミニウム移送用導管６に不活性ガス供給用分岐
管９を接続して、該分岐管９より供給される不活
性圧力ガスによつて溶融アルミニウムＢを圧力助
送する構造と、第５図の如く耐熱性浸漬ポンプＰ
によつて溶融アルミニウムＢを吸引移送する構造
と、アルゴンガス又は窒素ガスなどの不活性ガス
をアルミニウム溶解炉の内部に供給し炉内圧力を
高めて溶融アルミニウム導管を通じて溶融アルミ
ニウムを圧送する構造とがあるが、各実施例に於
いて上記の溶融アルミニウムＢ移送手段を相互に
置換変更することは任意に可能である。

また、前記溶融アルミニウム移送用導管６の外
周部に設けた加熱ヒーター８は、前記導管６の内
部を通過する溶融アルミニウムＢの溶融状態を保
つ上で有効であるが、アルミニウム溶解炉から冶
金反応容器１へ移送する手段に於いて溶融アルミ
ニウムＢが凝固する虞れのない場合は、前記加熱
ヒーター８を設けることは必ずしも要しない。従
つて、この加熱ヒーター８の存否は、上記各実施
例に於いて相互の置換変更が任意に可能であり、
第１図乃至第４図の実施例に於いて加熱ヒーター
８を設けない構造、或いは第５図の実施例に於い
て加熱ヒーター８を設けた構造であつても、それ
ぞれ実施可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本第１発明は、炉から発生せる
多量の高熱ガスをアルミニウム溶解炉の炉壁に導
いてこの炉壁を加熱するように設け、前記アルミ
ニウム溶解炉に接続した溶融アルミニウム移送用
導管の他端部を冶金反応容器内に収容せる溶鋼中
に深く没入させた構成である。これにより、アル
ミニウムの溶融点が比較的低いことに基因して、
アルミニウム溶融炉に独立の加熱手段を必要とせ
ず、排熱利用によつて顕著な省エネルギー効果が
得られるという効果を奏する。

また、本第２発明は、炉から発生せる多量の高
熱ガスをアルミニウム溶解炉の内部に導いて炉内
を直接加熱するように設け、前記アルミニウム溶
解炉に接続した溶融アルミニウム移送用導管の他
端部を冶金反応容器内に収容せる溶鋼中に深く没
入させた構成である。これにより、上記本第１発
明の効果に加え、アルミニウム塊の直接加熱によ
つて溶解時間を大幅に短縮するという効果を併せ
て奏することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はそれぞれ本発明の実施例を
示す概略説明図である。 １は冶金反応容器、１３，１９，２６，２９は
アルミニウム溶解炉、６は溶融アルミニウム移送
用導管、７はストツパー棒、８は加熱ヒーター、
９は不活性ガス供給用分岐管、１０は炉、１１は
集熱フード、１２は送気ダクト、２４はストツパ
ー、Ａはアルミニウム塊、Ｂは溶融アルミニウ
ム、Ｃは溶鋼、Ｆはフアンである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炉から発生せる多量の高熱ガスをアルミニウ
   ム溶解炉の炉壁に導いてこの炉壁を加熱するよう
   に設け、前記アルミニウム溶解炉に接続した溶融
   アルミニウム移送用導管の他端部を冶金反応容器
   内に収容せる溶鋼中に深く没入させたことを特徴
   とする鋼浴中脱酸処理装置。 ２ 前記アルミニウム溶解炉を、高熱ガス供給口
   及びガス排出口を有する外炉壁と、脱酸用アルミ
   ニウム塊を収容する内炉壁とからなし、前記外炉
   壁と内炉壁の間に高熱ガスを通過し得る内炉壁加
   熱用高熱室が形成されている特許請求の範囲第１
   項記載の鋼浴中脱酸処理装置。 ３ 前記アルミニウム溶解炉の炉壁部に高熱ガス
   通過用通孔が設けられている特許請求の範囲第１
   項記載の鋼浴中脱酸処理装置。 ４ 炉から発生せる多量の高熱ガスをアルミニウ
   ム溶解炉の内部に導いて炉内を直接加熱するよう
   に設け、前記アルミニウム溶解炉に接続した溶融
   アルミニウム移送用導管の他端部を冶金反応容器
   内に収容せる溶鋼中に深く没入させたことを特徴
   とする鋼浴中脱酸処理装置。 ５ 前記アルミニウム溶解炉の炉内底部の湯溜り
   部より上方の炉壁部に高熱ガス供給口及びガス排
   出口が設けられている特許請求の範囲第４項記載
   の鋼浴中脱酸処理装置。