(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉から溶鋼保持容器に出鋼された溶鋼をＲＨ真空脱ガス装置で精錬するにあたり、溶鋼保持容器内の溶鋼上に存在するスラグの厚みが５０ｍｍ未満のときに、溶鋼保持容器内に造滓剤を添加し、溶鋼保持容器内の溶鋼上に存在するスラグの厚みを５０ｍｍ以上確保した状態で、ＲＨ真空脱ガス装置で精錬することを特徴とする、ＲＨ真空脱ガス装置の操業方法。
【請求項２】
転炉から溶鋼保持容器への出鋼後、溶鋼保持容器内に存在するスラグの厚みを測定し、スラグ厚みの測定値が５０ｍｍ未満のときに、前記造滓剤を溶鋼保持容器内に添加することを特徴とする、請求項１に記載のＲＨ真空脱ガス装置の操業方法。
【請求項３】
転炉の炉修後の出鋼回数と溶鋼保持容器内のスラグ厚みとの関係を予め求めておき、求めた前記関係から溶鋼保持容器内に存在するスラグの厚みを推定し、推定したスラグ厚みが５０ｍｍ未満のときに、前記造滓剤を出鋼時または出鋼後に溶鋼保持容器内に添加することを特徴とする、請求項１に記載のＲＨ真空脱ガス装置の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＨ真空脱ガス装置の操業方法に関し、詳しくは、溶鋼に浸漬させる浸漬管への地金付着が少なく、浸漬管の使用回数を増加することのできるＲＨ真空脱ガス装置の操業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧下で溶鋼の脱水素処理や脱炭処理などを行うＲＨ真空脱ガス装置は真空槽の下部に２本の浸漬管を備えており、取鍋内の溶鋼は、該溶鋼に浸漬した前記浸漬管を通って取鍋と真空槽との間を環流している。この浸漬管の上端外周は金属製のフランジ構造となっており、このフランジを介して真空槽側のフランジと連結し、浸漬管の交換の際にはフランジで切り離されるように構成されている。また、浸漬管は、通常、前記金属製のフランジと一体構造の金属製の筒体を有しており、この筒体の内周部及び外周部にそれぞれ耐火物が施工されて構成されている（例えば特許文献１を参照）。外周部の耐火物としては、一般的に、耐食性、耐スポーリング性、熱間強度に優れた不定形耐火物が用いられている。
【０００３】
溶鋼に浸漬させる浸漬管の外周には、溶鋼処理の都度、地金やスラグが付着し、付着量が多くなると、取鍋内の溶鋼に浸漬管を浸漬できなくなる、更には、特に地金の付着量が多くなると、その重量によって浸漬管が脱落するというトラブルが発生する。このようなことから、浸漬管での地金の付着或いはスラグの付着を防止する技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、有機質繊維を３質量％以下の割合で配合した吹き付け材を予めスラグが付着する耐火物の外周に吹き付けておき、該耐火物を溶湯処理に使用した後、機械的スラグ除去具で前記耐火物の外周に付着したスラグを剥離する方法が提案されている。特許文献２によれば、吹き付け材中の有機質繊維が熱により消失し、吹き付け材は機械的スラグ除去具で容易に崩壊し、同時に、吹き付け材の外周に付着したスラグも除去されるとしている。
【０００５】
特許文献３には、浸漬管のスラグライン部からフランジまでの外周部の耐火物として、カーボンと焼結助剤とを含有するカーボン含有定形耐火物を使用することが提案されている。特許文献３によれば、カーボン含有定形耐火物がスラグと反応しにくい材料であるので、スラグの付着が防止できるとしている。
【０００６】
また、特許文献４には、浸漬管外周面のスラグライン部に使用済みのスライディングノズルプレートを複数板配置した浸漬管が提案されている。特許文献４によれば、機械的スラグ除去具によるスラグ除去の際に、使用済みスライディングノズルプレートの剛性によって外周部の不定形耐火物への機械的スラグ除去具の衝撃が緩和され、不定形耐火物の剥離が防止されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−１１０６３０号公報
【特許文献２】特開昭６３−７２８１７号公報
【特許文献３】特開平８−１３０２５号公報
【特許文献４】特開２００９−２６３６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術には以下の問題点がある。
【０００９】
即ち、特許文献２及び特許文献４は、機械的スラグ除去具による除去作業を前提とする技術であり、つまり、浸漬管の外周面での地金付着及びスラグ付着が生じることを前提とした技術であり、地金付着及びスラグ付着を根本的に減少させるという技術ではなく、ＲＨ真空脱ガス装置の生産性を低下させるという問題点がある。
【００１０】
特許文献３は、スラグの付着自体を低減する技術であり、機械的スラグ除去具による除去作業を必要としないが、高温状態のカーボン含有定形耐火物は空気中で酸化され、カーボン含有定形耐火物が焼失し、浸漬管の長期使用を妨げるという基本的な問題がある。
【００１１】
また、特許文献２〜４は、どのような条件のときに付着量が増大するかを検討しておらず、また、主にスラグの付着を防止する技術であって地金の付着は考慮しておらず、特許文献２〜４の技術では地金付着の防止は極めて困難である。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ＲＨ真空脱ガス装置の浸漬管への地金付着を抑制することのできる、ＲＨ真空脱ガス装置の操業方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための第１の発明に係るＲＨ真空脱ガス装置の操業方法は、転炉から溶鋼保持容器に出鋼された溶鋼をＲＨ真空脱ガス装置で精錬するにあたり、溶鋼保持容器内に造滓剤を添加し、溶鋼保持容器内の溶鋼上に存在するスラグの厚みを５０ｍｍ以上確保した状態で、ＲＨ真空脱ガス装置で精錬することを特徴とする。
【００１４】
第２の発明に係るＲＨ真空脱ガス装置の操業方法は、第１の発明において、転炉から溶鋼保持容器への出鋼後、溶鋼保持容器内に存在するスラグの厚みを測定し、スラグ厚みの測定値が５０ｍｍ未満のときに、前記造滓剤を溶鋼保持容器内に添加することを特徴とする。
【００１５】
第３の発明に係るＲＨ真空脱ガス装置の操業方法は、第１の発明において、転炉の炉修後の出鋼回数と溶鋼保持容器内のスラグ厚みとの関係を予め求めておき、求めた前記関係から溶鋼保持容器内に存在するスラグの厚みを推定し、推定したスラグ厚みが５０ｍｍ未満のときに、前記造滓剤を出鋼時または出鋼後に溶鋼保持容器内に添加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、造滓剤の添加により、溶鋼保持容器内のスラグ厚みを５０ｍｍ以上確保した状態で、ＲＨ真空脱ガス装置での精錬を行うので、特に、転炉からのスラグ流出量の少ない転炉炉修立ち上げ初期であっても浸漬管への地金付着を抑制することができ、浸漬管の脱落トラブルも発生せず、浸漬管の使用回数を従来に比較して大幅に延長させることが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】浸漬管脱落トラブル発生頻度と取鍋内スラグ厚みとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
本発明者らは、ＲＨ真空脱ガス装置の浸漬管への地金付着による浸漬管の脱落トラブルを解決するべく、浸漬管での地金付着を詳細に調査した。その結果、地金付着による浸漬管の脱落トラブルは、転炉炉修の立ち上げ後に発生頻度が高いことが分った。これは、転炉炉修立ち上げ後の３０チャージ程度までの転炉炉修直後は、転炉炉体耐火物の溶損が進んでおらず、出鋼口の形状が設計図通りであり、これにより、出鋼の末期に溶鋼に混入して転炉から溶鋼保持容器に流出する転炉スラグの流出量が少なくなり、溶鋼保持容器内の溶鋼表面が十分にスラグで覆われておらず、この状態で浸漬管を浸漬することによって、浸漬管外周面に地金が凝固・付着するためであることが分った。
【００２０】
即ち、或る程度出鋼回数が進んで転炉からのスラグの流出量が多くなった時期と同等のスラグ量、具体的には５０ｍｍ以上の厚みのスラグ量を溶鋼保持容器内に確保することで、地金付着による浸漬管の脱落トラブルを防止できるとの知見を得た。
【００２１】
本発明は、上記知見に基づくものであり、転炉から溶鋼保持容器に出鋼された溶鋼をＲＨ真空脱ガス装置で精錬するにあたり、溶鋼保持容器内に造滓剤を添加し、溶鋼保持容器内の溶鋼上に存在するスラグの厚みを５０ｍｍ以上確保した状態で、ＲＨ真空脱ガス装置で精錬することを必須とする。
【００２２】
本発明によれば、溶鋼保持容器内に添加した造滓剤がスラグの代替となって、浸漬管への地金付着を抑制することが可能となる。添加する造滓剤としては、特に規定する必要はないが、溶鋼を汚染しないために、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3などの酸素親和力の大きい元素の酸化物を主体とするものであることが好ましい。また、スラグの代替となるためには迅速に滓化することが必要であり、このためには、融点が１５５０℃以下であることが好ましい。
【００２３】
これらの条件を満たす造滓剤としては、ＣａＯ及びＡｌ2Ｏ3を主成分とするものが好適である。ＣａＯとＡｌ2Ｏ3との濃度比が、３ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3、１２ＣａＯ−７Ａｌ2Ｏ3及びＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3の形成される濃度比であれば、融点を１４６０℃以下にすることができる。但し、造滓剤中のＣａＯ及びＡｌ2Ｏ3が単体であると、融点が高く滓化しないので、造滓剤としてはＣａＯとＡｌ2Ｏ3との化合物であることが必要である。これ以外の他の成分系としては、ＣａＯとＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2との化合物やＭｇＯとＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2との化合物などが造滓剤として使用できる。
【００２４】
造滓剤を添加しなくても、溶鋼保持容器内のスラグの厚みが５０ｍｍ以上である場合には、造滓剤を添加する必要はない。本発明者らの調査結果によれば、前述したように、転炉炉修の立ち上げから３０チャージ程度出鋼するまでは、転炉からのスラグの流出量が少ないので、主に、この期間を対象として本発明を適用すればよい。勿論、転炉炉修の立ち上げから３０チャージ以降までを対象としても構わない。
【００２５】
本発明の具体的な適用方法は、出鋼後の溶鋼保持容器内に存在するスラグの厚みを測定し、スラグ厚みが５０ｍｍ未満の場合に、スラグ厚みが５０ｍｍ以上になるように造滓剤を添加する。造滓剤の添加量は、スラグ厚みの測定値からスラグ厚みを５０ｍｍ以上とするために必要な体積を求め、その体積を溶融時の造滓剤の密度で除算することで、添加すべき造滓剤の質量を算出することができる。スラグ厚みは、スラグには溶融しないが溶鋼には溶融する測定棒（例えば鋼線）を、上方からスラグを貫通させて浸漬する方法などで測定することができる。また、スラグ表面を光学的に測定し、溶鋼湯面を電磁気学的に測定し、その差分をスラグ厚みとする方法でも測定することができる。要は、測定方法はどのようであっても構わない。
【００２６】
造滓剤を添加した後、溶鋼を収容した溶鋼保持容器をＲＨ真空脱ガス装置に搬送し、ＲＨ真空脱ガス装置において精錬を実施する。添加した造滓剤を滓化させるために、ＲＨ真空脱ガス装置へ搬送する前に、溶鋼保持容器内の溶鋼にＡｒガスなどの攪拌用ガスを吹き込んで、溶鋼を攪拌してもよい。この攪拌によって溶鋼とスラグとが混合され、造滓剤の滓化が促進される。
【００２７】
このとき、溶鋼保持容器内に存在するスラグの厚みを実測する代わりに、スラグ厚みを推定で求めてもよい。この推定は、転炉炉修直後には転炉からのスラグの流出量が少なく、転炉炉修後の出鋼回数が多くなるに伴って溶鋼保持容器内のスラグ厚みが増大するという傾向に基づいて行うもので、具体的には、転炉炉修後の出鋼回数とスラグ厚みとの関係を予め求めておくことで、転炉炉修後の出鋼回数を指標としてスラグ厚みを推定することができる。
【００２８】
また、転炉炉修後の出鋼回数が増加するとスラグ厚みが増加する傾向があることから、出鋼毎のスラグ厚み測定を数チャージに１回程度の測定頻度に省略し、過去の出鋼の際の測定値から現在の値を推定することもできる。また、数チャージ前の出鋼時のスラグ厚みの測定値を現在出鋼時の推定値として用いることも可能であり、この場合には、現在のスラグ厚みは数チャージ前の測定値よりも増大していると推定されるが、造滓剤の添加量が数チャージ前と同一であれば、確実に５０ｍｍ以上のスラグ厚みを確保することができる。スラグ厚みを推定する場合には、造滓剤の添加を転炉から溶鋼保持容器への出鋼中に行うこともできる。
【００２９】
地金付着を防止して浸漬管の脱落を抑制するためには、スラグ厚みを５０ｍｍ以上とすることが必要であり、また、それ以上に厚くしても地金付着の更なる改善は期待できず、従って、スラグ厚みの上限は特に規定するものではないが、スラグ厚みを厚くしすぎると造滓剤の添加量が多くなり、造滓剤コストが上昇するので、上限値は１５０ｍｍ程度とすればよい。
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、造滓剤の添加により、溶鋼保持容器内のスラグ厚みを５０ｍｍ以上確保した状態でＲＨ真空脱ガス装置での精錬を行うので、特に、転炉からのスラグ流出量の少ない転炉炉修立ち上げ初期であっても浸漬管への地金付着を抑制することができ、浸漬管の脱落トラブルも発生せず、浸漬管の使用回数を従来に比較して大幅に延長させることが実現される。
【実施例】
【００３１】
転炉炉修立ち上げから３０チャージを出鋼するまでの期間、転炉から溶鋼保持容器（取鍋）への出鋼中に、予め求めた出鋼回数と取鍋内スラグ厚みとの関係に基づき、造滓剤を１．５〜３．１ｋｇ／溶鋼−ｔの添加量で取鍋内に添加して取鍋内スラグの厚みを或る所定の厚みに調整し、その後、ＲＨ真空脱ガス装置にて真空脱ガス精錬を実施して、浸漬管の脱落トラブル発生頻度とスラグ厚みとの関係を調査した。取鍋内のスラグ厚みは、ＲＨ真空脱ガス処理前に実測し、目標の値であることを確認した。また、造滓剤を添加しない操業も行った。
【００３２】
つまり、転炉炉修の毎に、転炉炉修立ち上げから３０チャージを出鋼するまでの期間については、取鍋内のスラグ厚みがほぼ一定厚みになるように造滓剤を添加した。使用した造滓剤は、ＣａＯ：４５．５〜４８．５質量％、Ａｌ2Ｏ3：３７．０〜３９．０質量％、ＳｉＯ2：６．０質量％以下、ＭｇＯ：５．０〜７．０質量％の合成プリメルトフラックスである。尚、転炉炉修立ち上げから３０チャージを出鋼した時点では、出鋼時のスラグ厚みは５０ｍｍであった。
【００３３】
図１に、浸漬管の脱落トラブル発生頻度と取鍋内スラグ厚みとの関係を調査した結果を示す。図１の横軸は、転炉炉修立ち上げから３０チャージを出鋼するまでの或るキャンペーン期間における目標とするスラグ厚みである。
【００３４】
図１に示すように、取鍋内のスラグ厚みが５０ｍｍ未満の場合には、浸漬管の脱落トラブル発生頻度が４％以上と高く、また９％に達することもあり、これに対して、取鍋内のスラグ厚みが５０ｍｍ以上の場合には、浸漬管の脱落トラブル発生頻度は安定して３％以下であり、取鍋内のスラグ厚みを５０ｍｍ以上確保することにより、浸漬管の脱落トラブルを抑制できることが確認できた。
【００３５】
また、本発明を適用することにより、転炉炉修立ち上げ後の浸漬管の平均使用回数は９０チャージとなり、従来の１５チャージの平均使用回数に対して大幅に浸漬管の使用回数を延長することが実現できた。
【図１】
0005601185.tif 000002