(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼を入れた取鍋を炉蓋で密閉し、取鍋の底部より溶鋼中にＡｒガスを吹き込んでバブリングさせることにより溶鋼を全体的に撹拌させるようにした状態において、炉蓋の外から取鍋内の溶鋼中に上下方向に差し入れた吸上管内と取鍋内を別々に排気ダクトを介し異なる真空圧で真空吸引して溶鋼を吸上管内に吸い上げた後、吸上管内の真空吸引を停止させ、次いで、該吸上管側の排気ダクトと取鍋側の排気ダクトを連通させることにより吸上管内と取鍋内の圧力を同じにして、上記吸上管内に吸い上げられていた溶鋼を取鍋内に下降させ、かかる動作を繰り返すことにより、上記吸上管内で溶鋼を上下動させて真空脱ガスさせることを特徴とする取鍋精練における脱ガス方法。
【請求項２】
溶鋼を入れた取鍋を密閉し、取鍋の底部より溶鋼中にＡｒガスを吹き込んでバブリングさせることにより溶鋼を全体的に撹拌させつつ、溶鋼の表面部に別系統でＡｒガスを吹き込んで溶鋼表面を激動させる工程を、間欠的に行わせ、上記溶鋼表面部へのＡｒガスの吹き込み中断時に、取鍋内を真空排気させて真空脱ガスさせることを特徴とする取鍋精練における脱ガス方法。
【請求項３】
底部にＡｒガス吹上管を導設した取鍋の上端部に、取鍋内を密閉可能とする炉蓋を配し、該炉蓋の中心部に、下端部を溶鋼内に浸漬させるように吸上管を取り付け、上記炉蓋上に、上記吸上管の上端開口を取り囲むようにした吸引チャンバを設け、且つ該吸引チャンバに、第１真空弁を有する排気ダクトを介して第１真空ポンプを接続すると共に、上記炉蓋に、第２真空弁を有する排気ダクトを介して第２真空ポンプを接続し、且つ上記両排気ダクトの所要位置間を、第３真空弁を備えたバイパスダクトで連絡させた構成を有することを特徴とする取鍋精練における脱ガス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は溶鋼中のＮ２  やＯ２  、Ｈ２  、Ｃ等の有害ガスを除去するための取鍋精練における脱ガス方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶鋼の処理技術の一つとして、転炉や電炉などでは処理しきれない有害成分の除去等を行う取鍋精練法が知られている。
【０００３】
上記取鍋精練法のうち、ＬＦ法と称するものは、図４に概要を示す如く、取鍋ａ内の溶鋼ｂ中にＣａＯを入れ、溶鋼ｂを、取鍋ａ内に配置した電極ｃによるアークで加熱しつつ、取鍋ａの底部より溶鋼ｂ中にＡｒガスを注入してバブリングさせるようにし、これにより、ＣａＯ＋［Ｓ］→ＣａＳ＋［Ｏ］、及び４ＣａＯ＋２［Ｐ］＋５［Ｏ］→４ＣａＯ・Ｐ２  Ｏ５  の反応を行わせ、ＳやＰを塩基性のスラグｄとして除去させるとともにＡｒガスのバブリングにより不完全ではあるが有害ガスを除去するようにしたものである。
【０００４】
一方、上記ＬＦ法では除去できないＮ２  やＯ２  、Ｈ２  、Ｃ等の有害ガスを除去するための取鍋精練法としては、ＤＨ法やＲＨ法が知られている。
【０００５】
上記ＤＨ法は、図５に概要を示す如く、取鍋ａの上方位置に真空排気槽ｅを配置し、該真空排気槽ｅの下端に設けた吸上管ｆを取鍋ａ内の溶鋼ｂ中に浸し、真空排気槽ｅ内を真空状態として真空排気槽ｅを上下動させ、吸上管ｆを通し溶鋼ｂを真空排気槽ｅ内に出し入れさせることにより溶鋼ｂの表面を波立たせて表面積を大きくさせるようにして、有害ガスを真空脱ガスによって除去するようにしたものである。
【０００６】
又、上記ＲＨ法は、図６に概要を示す如く、取鍋ａの上方位置に真空排気槽ｅを固定設置し、該真空排気槽ｅの下端に設けた２本の浸漬管ｇ，ｈを取鍋ａ内の溶鋼ｂ中に浸して真空排気槽ｅ内を真空状態とし、一方の浸漬管ｇを通し真空排気槽ｅ内にＡｒガスを吹き込んで溶鋼ｂが真空排気槽ｅ内に吸い上げられるようにすると共に、他方の浸漬管ｈを通して真空排気槽ｅ内の溶鋼ｂを取鍋ａ内に連続的に排出させて還流させるようにし、真空排気槽ｅ内でＡｒガスのバブリングにて溶鋼ｂが波立たされて表面積が大きくされることにより、有害ガスが真空脱ガスされるようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記ＤＨ法やＲＨ法は、主として高級鋼や特殊鋼を対象としたものであって、真空排気槽の規模が共に大掛かりなものであるため、普通鋼を対象とした場合には、排気容積が大き過ぎる問題があり、又、特に、ＤＨ法で用いる真空排気槽は上下動させる必要があることから、複雑な機構となり、設備的に不利である。
【０００８】
そこで、本発明は大掛かりな設備を要することなく、溶鋼中からＮ２  やＯ２  、Ｈ２  、Ｃ等の有害ガスを除去させることができるような普通鋼用の精練に適した取鍋精練における脱ガス方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、溶鋼を入れた取鍋を炉蓋で密閉し、取鍋の底部より溶鋼中にＡｒガスを吹き込んでバブリングさせることにより溶鋼を全体的に撹拌させるようにした状態において、炉蓋の外から取鍋内の溶鋼中に上下方向に差し入れた吸上管内と取鍋内を別々に排気ダクトを介し異なる真空圧で真空吸引して溶鋼を吸上管内に吸い上げた後、吸上管内の真空吸引を停止させ、次いで、該吸上管側の排気ダクトと取鍋側の排気ダクトを連通させることにより吸上管内と取鍋内の圧力を同じにして、上記吸上管内に吸い上げられていた溶鋼を取鍋内に下降させ、かかる動作を繰り返すことにより、上記吸上管内で溶鋼を上下動させて真空脱ガスさせることを特徴とする取鍋精錬における脱ガス方法とする。
【００１０】
又、溶鋼を入れた取鍋を密閉し、取鍋の底部より溶鋼中にＡｒガスを吹き込んでバブリングさせることにより溶鋼を全体的に撹拌させつつ、溶鋼の表面部に別系統でＡｒガスを吹き込んで溶鋼表面を激動させる工程を、間欠的に行わせ、上記溶鋼表面部へのＡｒガスの吹き込み中断時に、取鍋内を真空排気させて真空脱ガスさせることを特徴とする取鍋精練における脱ガス方法としてもよい。
【００１１】
更に、底部にＡｒガス吹上管を導設した取鍋の上端部に、取鍋内を密閉可能とする炉蓋を配し、該炉蓋の中心部に、下端部を溶鋼内に浸漬させるように吸上管を取り付け、上記炉蓋上に、上記吸上管の上端開口を取り囲むようにした吸引チャンバを設け、且つ該吸引チャンバに、第１真空弁を有する排気ダクトを介して第１真空ポンプを接続すると共に、上記炉蓋に、第２真空弁を有する排気ダクトを介して第２真空ポンプを接続し、且つ上記両排気ダクトの所要位置間を、第３真空弁を備えたバイパスダクトで連絡させた構成を有することを特徴とする取鍋精練における脱ガス装置とする。
【００１３】
【作用】
取鍋を炉蓋で密閉して吸上管の下端部を取鍋内の溶鋼中に浸し、吸上管内を真空吸引する第１真空ポンプと取鍋内を真空吸引する第２真空ポンプを運転するようにした場合、取鍋側の排気ダクト途中の第２真空弁を開くと取鍋内がＡｒガス雰囲気となる。この状態で、吸上管側の排気ダクト途中の第１真空弁を開いて該吸上管側の排気ダクトと上記取鍋側の排気ダクトの間のバイパスライン途中の第３真空弁を閉じると、吸上管内が真空吸引されるため溶鋼が吸上管内に吸い上げられる。しかる後、第１真空弁を閉じて第３真空弁を開き、吸上管内と取鍋内の圧力を同じにすると、吸上管内に吸い上げられていた溶鋼は落下させられる。したがって、上記吸上管内で溶鋼を繰り返し上下動させることによって有害ガスが真空脱ガスされる。
【００１４】
又、取鍋内にＡｒガス吹込ランスを配置した場合は、Ａｒガス吹込ランスから吹き込むＡｒガスによって溶鋼の表面を激動させることができるため、このＡｒガスの吹き込みと真空ポンプの運転による真空排気とを繰り返すことにより、有害ガスが真空脱ガスされる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の取鍋精練における脱ガス装置の一実施例を示すもので、底部にＡｒガス吹上管２を導設した取鍋１と、該取鍋１の上端部に配置する炉蓋３とを、Ｏリングの如きシール部材４を介して密閉できる構造とし、上記炉蓋３の中心部に、下端部を取鍋１内の溶鋼５中に浸漬させるように吸上管６の上端を接続して開口させ、且つ上記炉蓋３の上面側に、上記吸上管６の上端開口を取り囲むように吸引チャンバ７を設け、更に、該吸引チャンバ７に、第１真空ポンプ８を、中間部に第１真空弁９と真空センサー１０を有する排気ダクト１１を介して接続すると共に、上記炉蓋３に、第２真空ポンプ１２を、中間部に第２真空弁１３と真空センサー１４を有する排気ダクト１５を介して接続し、且つ上記両排気ダクト１１，１５の真空弁９，１３よりも排気方向で上流側の位置間に、バイパスダクト１６を接続配置して、該バイパスダクト１６に第３真空弁１７を具備させ、上記第１、第２真空ポンプ８，１２の運転と第１、第２、第３真空弁９，１３，１７の操作とにより、取鍋１内の溶鋼５を吸上管６内で上下動させて、溶鋼５中の有害ガスを簡易に真空脱ガスさせられるようにする。なお、炉蓋３は耐真空構造としてある。１８は取鍋台車を示す。
【００１７】
溶鋼５中からＮ２  やＯ２  、Ｈ２  、Ｃ等の有害ガスを除去する場合には、取鍋１の底部のＡｒガス吹上管２を通してＡｒガスを注入し、図示しないポーラスプラグによりバブリングさせて溶鋼５を全体的に撹拌させつつ、第１真空ポンプ８の運転により吸上管６内を０．１〜５０Ｔｏｒｒの真空圧に、又、第２真空ポンプ１２の運転により取鍋１内を５００〜７００Ｔｏｒｒの真空圧にし、第２真空弁１３を開いた状態として、第１真空弁９と第３真空弁１７を交互に開閉させるようにする。
【００１８】
上記の場合、第２真空ポンプ１２により排気ダクト１５を通して取鍋１内を真空引きして溶鋼５面を大気圧より低くし、Ａｒガス吹上管２から吹き込まれたＡｒガスにより溶鋼５面及び取鍋１内をＡｒ雰囲気にさせるようにする。この際、取鍋１と炉蓋３とはシール部材４により密閉されているため、空気の侵入を防ぐことができる。
【００１９】
かかる状態において、第１真空弁９を開いて第３真空弁１７を閉じると、第１真空ポンプ８により排気ダクト１１を通して吸引チャンバ７内が真空引きされるため、吸上管６内に溶鋼５が吸い上げられることになる。次に、第１真空弁９を閉じて第３真空弁１７を開くと、第１真空ポンプ８による真空引きが遮断されると共に、排気ダクト１１，１５がバイパスダクト１６を介して連通させられて、吸引チャンバ７内と取鍋１内の圧力が同じになるため、吸上管６内に吸い上げられていた溶鋼５は取鍋１内に落下させられることになる。
【００２０】
したがって、上記第１真空弁９と第３真空弁１７を所要時間宛交互に開閉させることによって、吸上管６内において溶鋼５を上下動させることができ、これにより有害ガスを簡易に効果的に真空脱ガスすることができる。
【００２１】
上記において、真空ポンプ８，１２による排気容積は炉蓋３によって覆われている部分だけであるため、従来のＤＨ法、ＲＨ法による場合に比して排気容量を大幅に小さくすることができ、したがって、大掛かりな設備を用いることなく、簡単に溶鋼５の撹拌、吸い上げを行うことができる。因に、ＤＨ法、ＲＨ法等で用いられている真空ポンプはスチームエジェクターが主流であって蒸気の供給設備が必要であるが、本発明では、排気容積が小さいため、油回転ポンプとメカニカルブースターポンプの組み合わせ程度で充分である。又、本発明の場合、ＤＨ法、ＲＨ法の場合のように溶鋼５の表面が大気と接触しないので、溶鋼５面に対するＮ２  、Ｏ２  、Ｈ２  のピックアップを生ずることがなく、溶鋼５の窒化、酸化、水素吸収を抑えることができる。
【００２２】
次に、図２は本発明の他の実施例を示すもので、上記実施例で示したのと同様に、底部のＡｒガス吹上管２を通して注入したＡｒガスを用いて取鍋１内の溶鋼５をバブリングにより全体的に撹拌させられるようにし、且つ上記取鍋１内を炉蓋３により密閉させ得るようにしてある構成において、上記取鍋１内に、炉蓋３を貫通させてＡｒガス吹込ランス１９を配置して、Ａｒガスの吹き込みにより溶鋼５の表面部を激しく撹拌させられるようにし、更に、上記炉蓋３の中心部に、排気ダクト２０を介して真空ポンプ２１を接続し、該真空ポンプにより、取鍋１内を普通鍋の脱ガスに必要な１ＴＯＲＲ程度の真空圧にして有害ガスを簡易に真空脱ガスさせられるようにする。なお、上記Ａｒガス吹込ランス１９は、本実施例では１本だけであるが、複数本用いるようにしてもよい。
【００２３】
溶鋼５中からＮ２  やＯ２  、Ｈ２  、Ｃ等の有害ガスを除去する場合には、上記実施例の場合と同様に、Ａｒガス吹上管２により取鍋１内の溶鋼５中に底部からＡｒガスを注入してバブリングさせるようにし、更に、このとき同時に、Ａｒガス吹込ランス１９により溶鋼５の表面部にＡｒガスを吹き込んで、溶鋼５の表面部を激動させるようにする。これにより、底部からのＡｒガスの上方への吹き抜けが抑制されて、溶鋼５は反応面積が拡大させられることになる。次に、上記Ａｒガスの上下からの吹き込みを一定時間行った後、吹き込みを停止し、真空ポンプ２１を運転して、たとえば、取鍋１内を０．１〜１Ｔｏｒｒの真空圧として排気させるようにする。
【００２４】
上述した如きＡｒガスの取鍋１内への上下からの吹き込み工程と真空引き工程とを、図３に示す如く一定時間宛交互に繰り返すことによってパルス排気を行い、これにより有害ガスを真空脱ガスすることができる。
【００２５】
図２の実施例の場合も、上記実施例の場合と同様に、安価且つ簡易な設備で脱ガスを行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、取鍋内を密閉する炉蓋に、下端部が溶鋼中に浸るようにした吸上管を設け、取鍋内をＡｒガス雰囲気として、吸上管内を間欠的に真空吸引させて吸上管内で溶鋼を上下動させることにより真空脱ガスさせるようにしたり、あるいは、密閉された取鍋内において、溶鋼の上下からＡｒガスを間欠的に吹き込んで該Ａｒガスの吹き込み中断時に真空脱ガスを行わせるようにしたので、大掛かりな設備を要することなく安価な設備にて有害ガスを除去することができ、普通鋼の精練に適用して有利となる、という優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の取鍋精練における脱ガス装置の一実施例を示す概要図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す概要図である。
【図３】本発明の他の実施例における工程を示す圧力線図である。
【図４】従来の取鍋精練方法の一例を示すＬＦ法の概要図である。
【図５】従来の取鍋精練方法の一例を示すＤＨ法の概要図である。
【図６】従来の取鍋精練方法の他の例を示すＲＨ法の概要図である。
【符号の説明】
１  取鍋
２  Ａｒガス吹上管
３  炉蓋
５  溶鋼
６  吸上管
７  吸引チャンバ
８  第１真空ポンプ
９  第１真空弁
１１  排気ダクト
１２  第２真空ポンプ
１３  第２真空弁
１５  排気ダクト
１６  バイパスダクト
１７  第３真空弁
１９  Ａｒガス吹込ランス
２０  排気ダクト
２１  真空ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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