(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空脱ガス槽を用いて溶鋼の脱水素精錬を行う際に、
予め、大気の温度および／または相対湿度の変化に応じて変動するパラメータである真空脱ガス処理時の前記真空脱ガス槽における平衡水素濃度を有する脱水素速度式に基づいて脱水素所要時間を決定しておき、
決定した該脱水素所要時間を目標として前記脱水素精錬を行うこと
を特徴とする溶鋼の脱水素精錬方法。
【請求項２】
前記平衡水素濃度は、前記真空脱ガス槽における水蒸気分圧の算出値と該真空脱ガス槽における溶鋼の酸素活量とに基づいて求められる請求項１に記載された溶鋼の脱水素精錬方法。
【請求項３】
前記平衡水素濃度は、さらに、前記真空脱ガス槽における溶鋼の温度に基づいて算出される請求項２に記載された溶鋼の脱水素精錬方法。
【請求項４】
前記真空脱ガス槽における水蒸気分圧の算出値は、前記大気の温度および／または相対湿度の測定値に基づいて算出される大気の水蒸気分圧と、前記真空脱ガス槽により得られる真空到達度とに基づいて、算出される請求項３に記載された溶鋼の脱水素精錬方法。
【請求項５】
前記大気の水蒸気分圧を下記(1)式により算出し、前記真空脱ガス槽における水蒸気分圧を下記(2)式により算出し、前記平衡水素濃度を下記(3)式により算出するとともに、前記脱水素所要時間を下記(4)式により決定する請求項４に記載された溶鋼の脱水素精錬方法。
【数１】
0003678132.tif 000021
【数２】
0003678132.tif 000022
【数３】
0003678132.tif 000023
【数４】
0003678132.tif 000024
ただし、
P＊H2O：大気の水蒸気分圧(atm)
T1：大気の温度(K)
e：大気の相対湿度(%)
a、b：定数
PH2O：真空脱ガス槽における水蒸気分圧(atm)
v：真空到達度(torr)
[H]e：平衡水素濃度(限界水素濃度)(ppm)
a0：溶鋼の酸素活量
T2：溶鋼の温度(K)
c、d：定数
t：脱水素所要時間(min)
f：定数
[H]0：脱水素処理を行われる前の溶鋼の水素濃度(ppm)
[H]aim：目標水素濃度(ppm)
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鋼の脱水素精錬方法に関し、より具体的には、真空脱ガス装置を用いて高真空下で溶鋼の脱水素精錬を正確かつ確実に行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラインパイプ用または造船用等として用いられる厚鋼板の製造では、水素脆化の発生を防止するために、例えば、(a)２本の浸漬管を下部に備える真空脱ガス槽を取鍋上に設置して一方の浸漬管からArガスを吹き込み気泡の上昇運動を利用して溶鋼を真空脱ガス槽内に導入するとともに他方の浸漬管から溶鋼を取鍋に戻すことにより脱水素精錬を行うRH法や、(b)真空脱ガス槽の下部に設けられた１本の吸上管を取鍋の溶鋼中に浸漬し、真空脱ガス槽内を真空にして溶鋼を吸い上げて溶鋼を真空脱ガス槽へ導入するとともに真空脱ガス槽を上昇させるかまたは取鍋を下降させることにより脱水素精錬を行うDH法等の、真空精錬法を利用した二次精錬を行うことによって、溶鋼の脱水素精錬を行っている。
【０００３】
この真空精錬法を利用した脱水素精錬では、脱水素精錬時間が短過ぎると所望の程度まで水素濃度を低下することができず、一方、長過ぎると処理コストの増加や生産性の低下を招く。そこで、これまでにも、脱水素精錬の効率化を目的として、精錬時間を、脱水素速度式に基づいて算出された脱水素処理時間に一致させて脱水素精錬を行う発明が多数提案されている。
【０００４】
例えば、特公平８−927 号公報には、脱水素精錬期間をその進行にしたがって、脱水素精錬開始から所定真空度到達までの精錬期間Ｉと、精錬期間Ｉの完了後脱水素速度定数が急激な減少を開始し始めるまでの期間IIと、期間IIから精錬完了までの期間III との３期間に区分し、各期間Ｉ〜III における脱水素速度定数からそれぞれの精錬時間を予測演算し、この予測演算値に基づいて脱水素精錬時間を決定する発明が提案されている。
【０００５】
ここで、一般的に脱水素速度式は、溶鋼中の水素濃度[H] の一次関数として、平衡水素濃度 [H]e (ppm) および定数ｋを用いて(5) 式により表される。
【０００６】
【数５】
0003678132.tif 000002
この平衡水素濃度 [H]e は、(6) 式に示される化学反応式に基づいて規定され、真空脱ガス槽内の水素分圧との平衡により決定される。
【０００７】
【数６】
0003678132.tif 000003
ここで、脱水素処理末期の処理条件 (真空度：0.3(torr) 、排ガス中水素濃度：1.5(％) 、溶鋼温度：1600 (℃))と (6)式の平衡定数ｋ1 とにより平衡水素濃度 [H]e を計算すると、平衡水素濃度 [H]e の値は、(7) 式の演算から求められるように、0.1(ppm)未満として算出される。
【０００８】
【数７】
0003678132.tif 000004
このように、脱水素処理末期における平衡水素濃度 [H]e は、通常の溶鋼中の水素濃度(2〜10(ppm))に比較して極めて小さく、(5) 式においては平衡水素濃度 [H]e ≒０として無視し得る値である。そこで、特公平８−927 号公報により提案された発明においても、(5) 式における平衡水素濃度 [H]e ＝０として得られる (8)式を、脱水素速度式として用いている。
【０００９】
【数８】
0003678132.tif 000005
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、RH脱ガス装置やDH脱ガス装置等の真空脱ガス装置の脱水素能力は、一般的に、夏季において著しく低下することが経験的に知られている。この原因は、大気の温度の上昇に伴って真空脱ガス装置の真空排気能力が大幅に低下するためであると、これまで考えられてきた。そこで、従来より、夏季にも真空脱ガス装置の真空排気能力を充分に確保するために、様々な設備改造による真空排気能力の増強が図られてきた。これらの設備改造により、確かに、真空脱ガス装置における季節変化による到達真空度の不足が改善されるようになってきた。しかしながら、これらの設備改造によっても、夏季における到達真空度の不足を操業上問題ない程度に解消できたというわけではない。
【００１１】
一方、前述したように、特公平８−927 号公報により開示された発明は、脱水素速度式を大気の温度には依らずに一定とした (8)式により決定するため、季節変化に依存して変動する脱水素の挙動を忠実に表現していない。このため、この発明に基づいて脱水素時間を決定しても、やはり大気の温度が上昇する夏季には、設定した脱水素時間では脱水素精錬後の溶鋼の水素濃度を目標値にまで低下することができなかった。したがって、溶鋼の水素濃度を目標値にまで低減するには、脱水素精錬時間を増加せねばならず、コスト上昇は避けられなかった。
【００１２】
本発明の目的は、真空脱ガス装置を用いて高真空下で溶鋼の水素濃度を所望の目標値まで低減する脱水素精錬を、季節変化に関係なく、正確かつ確実に行うことができる脱水素精錬方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、真空脱ガス装置の夏季における脱水素能力の低下には真空脱ガス装置の真空排気能力の大幅な低下以外に何らか別の季節的な原因があるのではないか、との前提にたって鋭意検討を重ねた結果、この原因は、夏季の大気の温度や相対湿度に応じて大気中の水蒸気が真空脱ガス槽内へ侵入し、これにより、真空脱ガス槽内の平衡水素濃度 [H]e が大幅に高まってしまうことである、という新規かつ重要な知見を得た。
【００１４】
そこで、本発明者らは、さらに検討を重ねた結果、この平衡水素濃度 [H]e をパラメータとして脱水素速度式に導入し、この脱水素速度式を用いて脱水素所要時間を演算・決定することにより、水素濃度の目標値への適中精度を著しく向上させることができ、これにより、季節の変化に関係なく真空脱ガス装置を用いて高真空下で溶鋼の水素濃度を目標値に正確かつ確実に管理できるようになることを知見して、本発明を完成した。
【００１５】
本発明は、真空脱ガス槽を用いて溶鋼の脱水素精錬を行う際に、予め、大気の温度および／または相対湿度の変化に応じて変動するパラメータである真空脱ガス処理時の前記真空脱ガス槽における平衡水素濃度を有する脱水素速度式に基づいて脱水素所要時間を決定しておき、決定したこの脱水素所要時間を目標として前記脱水素精錬を行うことを特徴とする溶鋼の脱水素精錬方法である。
【００１７】
また、これらの本発明にかかる溶鋼の脱水素精錬方法では、脱水素速度式が、さらに、脱水素精錬を行われる前の溶鋼の水素濃度、およびこの溶鋼の脱水素精錬を行われた後の目標水素濃度をいずれもパラメータとして有することが、例示される。
【００１８】
また、これらの本発明にかかる溶鋼の脱水素精錬方法では、平衡水素濃度が、真空脱ガス槽における水蒸気分圧の算出値とこの真空脱ガス槽における溶鋼の酸素活量とに基づいて求められることが、望ましい。
【００１９】
また、この本発明にかかる溶鋼の脱水素精錬方法では、平衡水素濃度が、さらに、真空脱ガス槽における溶鋼の温度に基づいて算出されることが、望ましい。また、これらの本発明にかかる溶鋼の脱水素精錬方法では、真空脱ガス槽における水蒸気分圧の算出値が、大気の温度および相対湿度のうちの少なくとも一方の測定値に基づいて算出される大気の水蒸気分圧と、真空脱ガス槽により得られる真空到達度とに基づいて、算出されることが、例示される。
【００２０】
具体的には、これらの本発明にかかる溶鋼の脱水素精錬方法では、大気の水蒸気分圧を上記(1) 式により算出し、真空脱ガス槽における水蒸気分圧を上記(2) 式により算出し、平衡水素濃度を上記(3) 式により算出するとともに、脱水素所要時間を上記(4) 式により決定することが、例示される。
【００２１】
ただし、(1) 式〜(4) 式において、P * H2O は大気の水蒸気分圧 (atm)を示し、T1は大気の温度 (K)を示し、e は相対湿度(%) を示し、ａ、ｂは定数を示し、 PH2O は真空脱ガス槽における水蒸気分圧 (atm)を示し、v は真空到達度 (torr) を示し、 [H]e は平衡水素濃度 (限界水素濃度)(ppm)を示し、a0は溶鋼の酸素活量を示し、T2は溶鋼の温度 (K)を示し、c 、d は定数を示し、t は脱水素所要時間(min) を示し、f は定数を示し、 [H]o は脱水素処理を行われる前の溶鋼の水素濃度(ppm) を示し、さらに、 [H]aim は目標水素濃度(ppm) を示す。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる溶鋼の脱水素精錬方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本発明者らの新規な知見によれば、前述したように、真空脱ガス槽を用いて溶鋼の脱水素精錬を行う際、特に高温および多湿の条件である夏季において真空脱ガス槽の脱水素能力が著しく低下する原因は、大気中の水蒸気が真空脱ガス槽内に侵入することによる汚染により、 (9)式に示す化学反応により脱水素精錬時に吸水素反応が進行してしまうためである考えられる。
【００２４】
【数９】
0003678132.tif 000006
すなわち、この化学反応式に基づいて、水蒸気分圧と平衡する平衡水素濃度を計算してみると、以下の如くとなる。
【００２５】
まず、大気圧下における水蒸気分圧は、飽和水蒸気圧の文献値を用いて計算すると、例えば、気温：16.4 (℃) 、相対湿度：77 (％) の条件下では、(10)式に示す演算により求められる。
【００２６】
【数１０】
0003678132.tif 000007
次に、真空到達度が0.3(torr) である真空脱ガス槽内の水蒸気分圧は、(11)式に示す演算により求められる。
【００２７】
【数１１】
0003678132.tif 000008
ここで、溶鋼中の酸素活量を0.0004、溶鋼温度を1600 (℃) として平衡水素濃度 [H]e を計算すると、(12)式に示す演算により求められる。
【００２８】
【数１２】
0003678132.tif 000009
これを (7)式に示す演算より求めた平衡水素濃度 [H]e と比較すると、約30倍程度であって、脱水素速度式である (5)式において略零として無視することができない程に大きな値であることがわかる。
【００２９】
表１には、気温：15 (℃) 、到達真空度：0.3(torr) である溶鋼の酸素活量：0.0004(-) 、溶鋼温度：1600 (℃) の脱水素条件下において、大気中の相対湿度を変化させた場合の計算結果の一例をまとめて示す。
【００３０】
【表１】
0003678132.tif 000010
表１から、平衡水素濃度 [H]e は、相対湿度が30 (％) と低い場合は0.88(ppm) と極めて低いのに対し、相対湿度が80 (％) と高い場合には1.43(ppm) と非常に高くなることがわかる。
【００３１】
また、図１には、この水蒸気分圧で決定される平衡水素濃度 [H]e を(5) 式に示す脱水素速度式に導入し、溶鋼の水素濃度が3.0(ppm)である場合の脱水素速度を相対湿度別に指数化してグラフで示す。図１にグラフで示すように、相対湿度が30 (％) である場合を１とすると、相対湿度が80％である場合には、脱水素速度が略３割程度低下してしまうことがわかる。
【００３２】
このように、相対湿度が高い夏季における脱水素能力の低下は、真空脱ガス槽内の水蒸気分圧に基づいて決定される平衡水素濃度 [H]e を脱水素速度式に導入することにより正確に表現される。換言すると、季節に応じて変化するパラメータとして、例えば平衡水素濃度 [H]e を脱水素速度式に導入し、この脱水素速度式を用いて脱水素所要時間を決定すれば、脱水素精錬された溶鋼の水素濃度の目標値への適中精度を著しく向上することができる。
【００３３】
そこで、本実施の形態では、真空脱ガス槽を用いて溶鋼の脱水素吹錬を行うに先立って、 (i)大気の温度および相対湿度の測定、(ii)大気中水蒸気分圧算出、 (iii)真空脱ガス槽内の水蒸気分圧算出、(iv)真空脱ガス槽内の平衡水素濃度算出、 (v)脱水素所要時間の決定を行っておき、脱水素精錬時間が決定した脱水素所要時間に一致するように脱水素精錬を行う。以下、本実施の形態の脱水素精錬方法におけるこれらの各工程について、順次説明する。
【００３４】
(i) 大気の温度および相対湿度の測定
本実施の形態では、まず、大気の温度および相対湿度をそれぞれ測定する。これらの測定の際には、後述する大気中の水蒸気分圧を正確に算出することができる値を測定することが有効である。すなわち、大気の温度および相対湿度は、いずれも、水蒸気分圧の算出に必要であるが、十分に信頼できる測定値が得られない場合には、脱水素処理後の溶鋼の水素濃度の適中精度に直接的に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。このため、大気の温度および相対湿度は、真空脱ガス槽における水蒸気分圧をできるだけ代表することができる測定値を用いる。
【００３５】
大気の温度および相対湿度の測定場所は、例えば操作室内での測定値では真空脱ガス槽における水蒸気分圧を代表できないことから、基本的には、屋外に面した場所における大気の温度や相対湿度を測定することが望ましい。
【００３６】
また、測定時期は、脱水素処理中の大気の温度や相対湿度をリアルタイムで脱水素速度式に反映させることが望ましいが、実際には、１時間未満の脱水素処理中に大気の温度や相対湿度が大きく変動する可能性は極めて少ないことから、脱水素処理毎にこの処理の直前に測定した測定値に基づいて水蒸気分圧を算出してもよい。
【００３７】
本実施の形態では、このようにして、大気の温度および相対湿度をいずれも測定する。
(ii)大気中水蒸気分圧の算出
次に、本実施の形態では、工程(i) で測定した大気の温度および相対湿度に基づいて、大気中の水蒸気分圧を算出する。
【００３８】
具体的には、大気中の水蒸気分圧を、(1) 式により算出する。
【００３９】
【数１３】
0003678132.tif 000011
ただし、(1) 式において、P * H2O は大気中の水蒸気分圧(atm) を示し、T1は工程(i) で測定した大気の温度(K) を示し、e は工程(i) で測定した大気の相対湿度(%) を示し、さらに、ａ、ｂは定数である。
【００４０】
このような大気中の水蒸気分圧の算出手法については周知であるため、これ以上の説明は省略する。
本実施の形態では、このようにして、大気中の水蒸気分圧を算出する。
【００４１】
(iii) 真空脱ガス槽内の水蒸気分圧の算出
次に、本実施の形態では、工程(ii)で算出した大気中の水蒸気分圧P * H2O と、この真空脱ガス槽により達成される真空到達度v(torr) とに基づいて、真空脱ガス処理時における真空脱ガス槽の内部における水蒸気分圧 PH2O (atm) を算出する。
【００４２】
具体的には、真空脱ガス槽内の水蒸気分圧を(2) 式により算出する。
【００４３】
【数１４】
0003678132.tif 000012
このような真空脱ガス槽内の水蒸気分圧の算出手法は、既に周知であるため、これ以上の説明は省略する。
【００４４】
本実施の形態では、このようにして、真空脱ガス処理時における真空脱ガス槽の内部における水蒸気分圧 PH2O を算出する。
(iv)真空脱ガス槽内の平衡水素濃度の算出
次に、本実施の形態では、真空脱ガス槽内の平衡水素濃度 [H]e を算出する。この真空脱ガス槽内の平衡水素濃度 [H]e は、前述したように、季節の変化、すなわち大気の温度および相対湿度のうちの少なくとも一方の変化に応じて変動する要素である。
【００４５】
具体的には、(3) 式により、工程(iii) において算出した水蒸気分圧 PH2O 、真空脱ガス槽の内部における溶鋼の酸素活量a0および溶鋼温度T2(K) に基づいて、真空脱ガス槽の内部における平衡水素濃度 (限界水素濃度)[H]e (ppm) を算出する。
【００４６】
【数１５】
0003678132.tif 000013
ただし、(3) 式において、c 、d は定数である。
【００４７】
ここで、▲１▼溶鋼の酸素活量a0と、▲２▼溶鋼温度T2(K) とについて説明する。
▲１▼溶鋼の酸素活量a0
溶鋼の酸素活量a0は、水蒸気分圧 PH2O とともに重要である。(3) 式より、酸素活性の変動に従って平衡水素濃度 [H]e が変化して、前述した(5) 式から求められる脱水素速度が変化する。すなわち、溶鋼中の酸素活量a0を正確に把握できないと、脱水素処理後の溶鋼の水素適中精度の悪化を招くことが予想される。このため、本実施の形態では、酸素活量a0の把握は、水蒸気分圧 PH2O の算出とともに極めて重要である。
【００４８】
酸素活量a0を求める方法として、以下の２通りの方法が考えられる。１つは、固体電解質による酸素活量センサーを使用して酸素活量a0を直接測定する方法であり、他の１つは、溶鋼中の多元素の成分分析値に基づいて(13)式〜(16)式からなる連立方程式を解くことにより、熱力学データを用いて間接的に酸素活量a0を算出する方法である。
【００４９】
【数１６】
0003678132.tif 000014
【００５０】
【数１７】
0003678132.tif 000015
【００５１】
【数１８】
0003678132.tif 000016
【００５２】
【数１９】
0003678132.tif 000017
(13)式〜(16)式におけるａAl2O3[-]はAl2O3 の活量を示し、、ＫAl2O3[-]は(17)式に示した化学反応式の平衡定数を意味し、さらに、ａAl[-] は溶鋼中のAl活量である。
【００５３】
【数２０】
0003678132.tif 000018
この連立方程式の未知数としては、ａAl2O3 、[%O]、ａAl、ａO 、ＫAl2O3 の５つが挙げられるが、ａAl2O3 については過去の操業データに基づいて予想される値を固定値として解くことが可能であり、殆どの場合にａAl2O3 ＝１として差し支えない。
【００５４】
このようにして、溶鋼の酸素活量a0が求められる。
▲２▼溶鋼温度T2
溶鋼温度は、(12)式および(13)式において、各々平衡水素濃度 [H]e および平衡定数ＫAl2O3[-]を計算する際に必要となる。測温方法としては、従来通り、熱電対を利用した測温センサーを使用した方法を用いればよいが、溶鋼温度に対する平衡水素濃度 [H]e の感受性は小さいことから、通常操業での処理温度域での任意の温度を代表値として用いてもよい。例えば、溶鋼の処理温度域が通常の1570〜1610℃である場合には、例えば1580℃を固定値として計算してもよい。
【００５５】
このようにして、工程(iii) により求めた真空脱ガス槽内の水蒸気分圧 PH2O と、この真空脱ガス槽の内部における溶鋼の酸素活量a0と、溶鋼温度T2(K) とに基づいて、真空脱ガス槽の内部における平衡水素濃度 (限界水素濃度)[H]e (ppm) を算出する。
【００５６】
(v) 脱水素所要時間の決定
本実施の形態では、求めた平衡水素濃度 (限界水素濃度)[H]e (ppm) 、脱水素精錬前の溶鋼中の水素濃度 [H]o (ppm) および目標水素濃度 [H]aim (ppm) に基づいて脱水素所要時間t(min)を算出して決定する。
【００５７】
具体的には、脱水素所要時間t(min)は、(4) 式により決定する。
【００５８】
【数２１】
0003678132.tif 000019
ただし、(4) 式において、f は定数である。
【００５９】
このようにして、(iv)により求めた平衡水素濃度 [H]e に基づいて、脱水素所要時間t を算出するが、(5) 式である脱水素速度式に基づいて脱水素所要時間t を算出するためには、基準となる溶鋼中水素濃度 [H]o が必要である。当然のことながら、脱水素処理中の水素濃度の測定結果は、脱水素処理中の早い段階で判明することが必要である。このことから、脱水素処理中の水素濃度は、脱水素処理時の溶鋼に不活性ガスを吹込んで回収されたガス中に含有される水素濃度を測定することによって脱水素処理中の水素濃度を測定する迅速水素分析計を用いて、測定することが望ましい。
【００６０】
また、前述した(8) 式における k・[H] は、通常、脱水素速度定数もしくは物質移動容量係数と呼ばれ、真空脱ガス装置およびそれによって処理が施される溶鋼量の条件が同一である場合には、略一定値となると考えられる。本実施の形態では、工程(i) および工程(iii) に従って測定された脱水素処理条件下において、脱水素処理の前後の水素濃度を測定することにより、事前に k・[H] を見積もっておき、(5) 式の脱水素速度式の演算に用いればよい。
【００６１】
そして、本実施の形態では、脱水素精錬時間が算出したこの脱水素所要時間t に一致するように脱水素精錬を行う。これにより、溶鋼を所望の程度に脱水素精錬することができる。
【００６２】
図２には、本実施の形態による脱水素処理パターンの一例を、水素濃度の経時変化とともに示すグラフである。
真空脱ガス装置における脱水素処理は、一般的に、低真空下において行われる昇温・成分調整工程と、高真空下において行われる脱水素工程との２工程に大別され、前者から後者にかけて脱水素速度は著しく向上する。なお、脱水素処理におけるこれら２つの工程の順番は逆でもよいが、脱水素処理の終了時点での水素濃度を極力低減するためには、図２のグラフで例示したように、低真空→高真空への順序で行うことが望ましい。
【００６３】
まず、処理開始直前に、大気の温度および相対湿度の測定し、大気の温度T1および大気の相対湿度e を決定する。
次に、高真空工程の初期において、溶鋼の水素濃度 [H]o と、溶鋼の酸素活量a0と、溶鋼の温度T2とを、いずれも測定しておく。水素濃度 [H]o 、酸素活量a0および溶鋼温度T2の測定の順序は特に限定を要さないが、比較的測定時間が長いものを優先して測定することが、全測定時間を短縮することができ、望ましい。特に、溶鋼の酸素活量a0の測定は、他元素の成分分析値から見積もる場合には、成分分析に長時間を要することが予想されるため、極力初期に測定することが望ましい。
【００６４】
なお、高真空中に例えば合金鉄を投入した場合には、溶鋼中の成分系が変化して合金鉄の投入時期以降における平衡水素濃度が変化することから、脱水素速度の曲線の軌道を修正すればよい。
【００６５】
このようにして、本実施の形態の脱水素精錬方法によれば、真空脱ガス装置を用いて高真空下で溶鋼の水素濃度を低減する脱水素精錬を行う際に、真空脱ガス処理時の真空脱ガス槽における平衡水素濃度を、大気の温度および相対湿度の変化に応じて変動するパラメータとして脱水素速度式に導入し、平衡水素濃度を導入したこの脱水素速度式に基づいて脱水素所要時間を決定するため、季節変化に関係なく、正確かつ確実に行うことができる。
【００６６】
【実施例】
さらに、本発明を実施例を参照しながらより具体的に説明する。
脱水素速度式を用いて脱水素時間を演算により求める際に平衡水素濃度 [H]e をパラメータとして用いた本発明法による実施例と、脱水素速度式を用いて脱水素時間を演算により求める際に平衡水素濃度 [H]e をパラメータとして用いない従来法による従来例とをそれぞれ用いて脱水素精錬を行い、それぞれの適中精度を比較した。処理条件を表２にまとめて示す。
【００６７】
【表２】
0003678132.tif 000020
表２に示すように、脱水素の処理条件は、処理前水素濃度[H] 値および目標水素濃度[H] 値は、ともに略同一であるが、本発明による実施例のほうが、従来法による従来例よりも広範囲に変化した。
【００６８】
適中精度の比較結果を図３にグラフで示す。図３に示すグラフから、目標水素濃度[H] 値と処理後水素濃度[H] 値との差の分布に関して、本発明による実施例が従来法による従来例と比較して狭い幅となり、適中精度が向上したことがわかる。このように、本発明による実施例によれば、水素濃度成分外れの発生頻度が著しく低下し、かつ目標水素濃度[H] 値と処理後水素濃度[H] 値との差が大きい脱水素過剰な頻度を、極めて低下することができた。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明により、溶鋼中の水素濃度の適中精度を向上させることができた。このため、水素濃度の成分外れにより問題となっていた成品の納期遅れを著しく低減することができ、また、従来法と比較して過剰な脱水素処理の頻度を低減でき、真空脱ガス装置における処理時間を短縮することが可能となり、大幅な省エネルギー化を実現することができた。
【００７０】
かかる効果を有する本発明の意義は著しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】水蒸気分圧で決定される平衡水素濃度 [H]e を脱水素速度式に導入し、溶鋼の水素濃度が3.0(ppm)である場合の脱水素速度を相対湿度別に指数化して示すグラフである。
【図２】実施の形態による脱水素処理パターンの一例を、水素濃度の経時変化とともに示すグラフである。
【図３】実施例における適中精度の比較結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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