(57)【要約】【課題】  ＲＨ脱ガス処理方法においてＲＨ脱ガス処理槽の炉壁に含有の水分を十分に脱水して溶鋼中の水素を低減して鋼塊の白点割れの防止方法を提供する。【解決手段】  ＲＨ脱ガス処理槽の下部槽の内張り耐火煉瓦を新張りしたＲＨ脱ガス処理槽を用いて溶鋼を初めて脱ガス処理する際、本処理である１チャージ目の脱ガス処理を行うまでの待機時間に、予備脱ガス処理工程を加え、予備脱ガス処理工程中にＲＨ脱ガス処理槽を循環する溶鋼の熱により下部槽の内張り耐火煉瓦層から水分を蒸発した後、ＬＦ精錬後の溶鋼に本処理の脱ガス処理を行う。さらに予備脱ガス処理に続けてＲＨ脱ガス処理を行う際に、本処理の１チャージ目乃至それ以後のチャージの少なくとも１チャージの脱ガス処理時間を３０分以上とすることにより鋼塊の白点割れ防止をしたＲＨ脱ガス処理方法である。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部槽の内張り耐火煉瓦を新張りしたＲＨ脱ガス処理槽を用いて転炉もしくは電気炉から出鋼した取鍋中の溶鋼を初めてＲＨ脱ガス処理する際に、出鋼から１チャージ目のＲＨ脱ガス処理するまでの待機時間中に、該１チャージ目の溶鋼の予備脱ガス処理工程をＲＨ脱ガス処理槽で実施し、該１チャージ目の溶鋼から発する熱によりＲＨ脱ガス処理槽の下部槽の内張り耐火煉瓦層に含有の水分を蒸発除去した後、該溶鋼を取鍋精錬し、取鍋精錬した該溶鋼を水分を除去したＲＨ脱ガス処理槽によりＲＨ脱ガス処理の本処理の１チャージ目の脱ガス処理およびそれ以後のチャージ目の取鍋精錬並びにＲＨ脱ガス処理を行うことを特徴とする鋼塊の白点割れ防止をしたＲＨ脱ガス処理方法。
【請求項２】
予備脱ガス処理に続けて行うＲＨ脱ガス処理の本処理は、本処理の１チャージ目乃至それ以後のチャージ目の脱ガス処理のうちのいずれかのチャージの少なくとも１チャージの脱ガス処理時間を３０分以上とすることを特徴とする請求項１に記載の鋼塊の白点割れ防止をしたＲＨ脱ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新張りされた内張り耐火煉瓦層を有するＲＨ脱ガス処理槽を用いて真空脱ガス処理するとき、新張りの耐火煉瓦層の含有水が処理された溶鋼中に溶け込み溶鋼中に含有の水素量が増えることを防止することにより、この溶鋼から造塊された鋼塊の内部亀裂である白点割れを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鋼の溶製では、例えば、電気炉で鉄原料のスクラップを溶解および目的の溶鋼に製錬し、さらに、この溶鋼を取鍋炉でＲＨ脱ガス処理のための昇温および成分調整をして精錬した後、真空脱ガス処理のために、ＲＨ脱ガス処理槽にて上記取鍋炉の溶鋼をＲＨ脱ガス処理槽の下部槽に循環して真空脱ガス処理を１０分〜２０分行った後、脱ガス処理した溶鋼を鋳込んで造塊して鋼塊を得ている。
【０００３】
ところで、この真空脱ガス処理に使用するＲＨ脱ガス処理槽の下部槽の内張り耐火煉瓦を新しく張って新張りとすると、新張り施工時の目地材に内在する水分が新張りの内張り耐火煉瓦層に含有されることとなる。したがって、精錬時の溶鋼の真空脱ガス処理におけるＲＨ脱ガス処理槽の下部槽の内張り耐火物が新張りの耐火煉瓦層であるとき、このＲＨ脱ガス処理槽を用いて真空脱ガス処理を行った際に、耐火煉瓦層中の水分が溶鋼中に溶け込む。この溶鋼中に溶け込んだ水分によって溶鋼中に水素が含有され、この溶鋼中に含有された水素が原因で、この溶鋼から鋳造された鋼塊の内部に内部亀裂である白点割れが生じる。
【０００４】
ところで、従来の鋳造用鋼塊の造塊法として水素系の欠陥（白点、偏析きずなど）を防止するために、真空脱ガス処理後の造塊において、小型鋼塊とする場合は、大気中で下注する方法が取られている。しかし、大型鋼塊の造塊には真空タンク中での流滴脱ガス鋳造が採用され、さらに偏析および酸化物系介在物の減少対策として真空炭素脱酸法も適用されている（例えば、非特許文献１参照。）。しかし、この方法は、例えばＲＨ脱ガス処理時間を規定して鋼塊の内部に水素を原因とする白点割れを生じなくする方法ではなかった。
【０００５】
一方、脱ガス精錬炉内に内張りされた不定形耐火物の乾燥方法において、減圧した状態で不定形耐火物の表層部を炉内に設置の赤外線電球により輻射加熱しながら、マイクロ波導波管からマイクロ波を透過する石英ガラスを介して炉内を照射して不定形耐火物を乾燥する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この方法を実施するためには格別の設備を設ける必要がありコストもかかるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２８１６６２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】鉄鋼協会編「鉄鋼便覧」第４版、第５巻、第２編、２００２年７月発行、ｐ．４５５１／６８４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、精錬時の溶鋼の真空脱ガス処理におけるＲＨ脱ガス処理槽の下部槽が内張りされた耐火煉瓦を新張りした耐火煉瓦層であるとき水分を含んでいるので、この水分を含んだ新張り耐火煉瓦層を有する下部槽をＲＨ脱ガス処理に使用すると、脱ガス処理中の溶鋼に該下部層から水分が溶け込み、溶鋼に水素を含有することとなる。この水素を含有する溶鋼からなる鋼塊を圧延すると、圧延時に鋼塊の内部に白点割れが生じる。そこで、本発明はＲＨ脱ガス処理方法において予めＲＨ脱ガス処理槽の下部槽中の水分からくる溶鋼中の水素を十分に低減して得られた鋼塊の白点割れ防止をしたＲＨ脱ガス処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための本発明の手段として、請求項１の発明は、下部槽の内張り耐火煉瓦を新張りしたＲＨ脱ガス処理槽を用いて転炉もしくは電気炉から出鋼した取鍋中の溶鋼を初めてＲＨ脱ガス処理する際に、出鋼から１チャージ目のＲＨ脱ガス処理するまでの待機時間中に、該１チャージ目の溶鋼の予備脱ガス処理工程をＲＨ脱ガス処理槽により実施する。この予備処理工程の実施において、該１チャージ目の溶鋼から発する熱によりＲＨ脱ガス処理槽の下部槽の内張り耐火煉瓦層に含有の水分を蒸発除去する。次いでこの予備処理に使用の１チャージ目の溶鋼を取鍋精錬し、取鍋精錬した該溶鋼を予備脱ガス処理工程で水分を除去したＲＨ脱ガス処理槽によりＲＨ脱ガス処理の本処理の１チャージ目の脱ガス処理およびそれ以後のチャージ目の取鍋精錬並びにＲＨ脱ガス処理を行うことを特徴とする鋼塊の白点割れ防止をしたＲＨ脱ガス処理方法である。
【００１０】
請求項２の発明は、予備脱ガス処理に続けて行う本処理のＲＨ脱ガス処理は、本処理の１チャージ目乃至それ以後のチャージ目の脱ガス処理のうちの、いずれかのチャージの少なくとも１チャージの脱ガス処理時間を３０分以上とすることを特徴とする請求項１の手段における鋼塊の白点割れ防止をしたＲＨ脱ガス処理方法である。すなわち、請求項２の手段では、本処理のいずれかのチャージの少なくとも１チャージの脱ガス処理時間を３０分以上とすることで、ＲＨ脱ガス処理槽の下部槽を循環する溶鋼の熱により下部槽の内張り耐火煉瓦層に含有の水分をより一層に蒸発除去することで鋼塊の白点割れを防止をしたＲＨ脱ガス処理方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上記の手段とすることで、ＲＨ脱ガス処理槽の下部槽の新張り耐火煉瓦層に含有の水分をＲＨ脱ガスの予備処理中に循環する溶鋼の熱により蒸発ガス化し、さらにＲＨ脱ガスの本処理までの待機時間中の予備処理の際のＲＨ脱ガス処理槽中の残熱により、新張り耐火煉瓦層に含有の水分を蒸発ガス化して除去することで、本処理により得られた溶鋼中の含有される水素量を減少し、この溶鋼から得られた鋼塊の圧延時に生じる鋼塊内部の白点割れを減少する。さらに、ＲＨ脱ガスの予備処理に加えて本処理であるＲＨ脱ガス処理においても、その１チャージ目乃至それ以後のチャージ目の脱ガス処理の内の、いずれかのチャージの少なくとも１チャージの脱ガス処理時間を３０分以上とすることで、得られた溶鋼中の水素含有量をより一層に減少し、この溶鋼から得られた鋼塊の圧延時に生じる鋼塊内部の白点割れを減少する。このように本発明は従来にない優れた効果を奏する方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＲＨ脱ガス処理槽の下部槽の断面図で図２のＡ−Ａで切断して見た立面図である。
【図２】ＲＨ脱ガス処理槽の下部槽の断面図で図１のＢ−Ｂで切断して見た平面図である。
【図３】ＲＨ脱ガス処理した溶鋼〜採取したサンプルに含有の水素量のバラツキを示すグラフで（ａ）は従来法、（ｂ）は本発明の請求項１の方法、（ｃ）は本発明の請求項２の方法を示すグラフとそれらの平均値、標準偏差および標本数を示す。
【図４】溶鋼からの試料採取具を示す図である。
【図５】溶鋼中の水分のガス化のＲＨ脱ガス処理時間と溶鋼中の水素含有量の相関を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態について、表および図面を用いて説明する。本発明の請求項１の手段は、表１に示すＪＩＳあるいはＳＡＥ規格の種々の鋼種を電気炉で溶製し、次いで、電気炉で溶製した溶鋼を取鍋に出鋼した。この出鋼した溶鋼を取鍋炉（以下「ＬＦ」という。）精錬することなく、図１および図２に示すの新張りの煉瓦層２からなる下部槽１を有するＲＨ脱ガス処理槽により予備脱ガス処理を、表１に示す予備ＲＨ処理開始温度で、１０分以上行った。さらに、この予備脱ガス処理により表１に示すＬＦ精錬開始温度まで低下した溶鋼をＬＦで昇温、続いて精錬した後、再びＲＨ脱ガス処理槽の下部槽１を有するＲＨ脱ガス処理槽により本処理であるＲＨ脱ガス処理を通常に行って１チャージ目およびそれ以後のチャージ目の脱ガス処理をした。これらの脱ガス処理した溶鋼を鋳込んで鋼塊に造塊した。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
さらに、本発明の請求項２の手段は、上記の請求項１の手段と同様に、表１に示す種々の鋼種を電気炉で溶製し、次いで、電気炉で溶製した溶鋼を取鍋に出鋼し、この溶鋼をＬＦ精錬することなく、新張りの煉瓦層２からなる下部槽１を有するＲＨ脱ガス処理槽により予備脱ガス処理を、表１に示す予備ＲＨ処理開始温度で１０分以上行った。さらに、この予備脱ガス処理により表１に示すＬＦ精錬開始温度まで低下した溶鋼をＬＦで昇温、続いて精錬した後、再びＲＨ脱ガス処理槽の下部槽１を有するＲＨ脱ガス処理槽により本処理であるＲＨ脱ガス処理を行った。この方法において請求項２の手段では、この本処理であるＲＨ脱ガス処理における１チャージ目乃至それ以後のチャージ目のうちのいずれかのチャージの少なくとも１チャージのＲＨ脱ガス処理の処理時間を３０分以上に確保し、このＲＨ脱ガス処理により溶鋼から脱水素した。これらの脱ガス処理した溶鋼を鋳込んで鋼塊に造塊した。
【００１６】
上記の請求項１の手段および請求項２の手段における予備脱ガス処理により、ＲＨ脱ガス処理槽の下部槽１の新張り煉瓦層２中に含まれている水分を、ＬＦ中の溶鋼の溶鋼熱およびその後の本処理であるＲＨ脱ガス処理までの待機時間の間に、下部槽１中の残熱、によりガス化した。ところで、電気炉で溶製した溶鋼を予備脱ガス処理を行なうことなく、ＬＦ精錬で昇温と成分調整した後に直ちにＲＨ脱ガス処理する従来方法の場合、ＲＨ脱ガス処理槽の下部槽１の新張り煉瓦層２から溶鋼中に生じる水分のガス化によりもたらされる、溶鋼中に含有の水素量は、図３の（ａ）に示すように、標本数３１、標準偏差０．２０、平均で３．７４ｐｐｍであった。しかし、本発明の請求項１の手段における予備脱ガス処理を１０分間実施し、本処理のＲＨ脱ガス処理を１チャージ当たり約１０〜２０分間行う（予備脱ガス処理を行うことなく本処理であるＲＨ脱ガス処理のみを行う従来方法の１チャージ当たりの約２０〜３０分に相当する）場合を、ＲＨ脱ガス処理槽の下部槽１の新張り煉瓦層２から生じる水分のガス化により、溶鋼中の水素の含有量は図３の（ｂ）に示すように標本数３０、標準偏差０．１５、平均で３．３０ｐｐｍに低減できた。さらに、本発明の請求項２の手段として、上記の予備脱ガス処理の１０分間に加えて本処理であるＲＨ脱ガス処理における１チャージ目乃至それ以後のチャージ目のいずれかのチャージの少なくとも１チャージの脱ガス処理を３０分以上とし、その他の本処理のチャージは１チャージ当たり約１０〜２０分行うことで、ＲＨ脱ガス処理槽の下槽の新張り煉瓦層２から生じる水分のガス化により、溶鋼中の水素の含有量は、図３の（ｃ）に示すように標本数２７、標準偏差０．５８、平均２．７７ｐｐｍとさらに低減することができた。
【００１７】
上記における溶鋼中の水素含有量は、鋳込中の鋳型内の溶鋼より図４に示す試料採取具３を用い、鋳型内の２／３以上に湯上りした時点で溶鋼を採取した。図４に示すように試料採取具３は石英管４を取手５に固定したもので、この試料採取具３を鋳型内の溶鋼に石英管４を漬け、取手５を引き上げて石英管４の先端より溶鋼を採取し、石英管４のままサンプルの溶鋼を水冷し、この水冷した鋼を分析により水素濃度分析して溶鋼中の水素含有量を得た。
【００１８】
ここで、本発明における、上記した新張り煉瓦層２から溶鋼中に生じる水分のガス化におけるＲＨ脱ガス処理時間を限定した理由を説明する。図５に示すように、処理時間と溶鋼中の水素の相関をグラフにすると、ＲＨ脱ガス処理時間が長時間になるほど溶鋼中の水素の濃度が低下し、バラツキが小さくなることがわかった。このため、処理時間に制限を設けた。この場合、図５のグラフから処理時間が３０分以上になると、バラツキが小さくなり、水素値は４ｐｐｍ以下となった。そこで、予備脱ガス処理の時間を含めて本処理におけるＲＨ脱ガス処理の１チャージの処理時間の下限値を３０分とした。すなわち、請求項１の手段である予備脱ガス処理を本処理のＲＨ脱ガス処理に前置きして１０分以上として加え、本処理であるＲＨ脱ガス処理は通常の１チャージ当たり１０〜２０分間として実施することで水素含有量は平均値で３．３０ｐｐｍとすることができ、特に請求項２の手段では予備処理に加えて本処理である１チャージ目乃至それ以後のチャージ目の脱ガス処理のうちのいずれかのチャージの少なくとも１チャージの脱ガス処理時間を３０分以上とし、その他の本処理の１チャージの処理時間を１０〜２０分間とすることで、水素含有量は平均値で２．７７ｐｐｍと良化でき、バラツキをより一層小さくできた。
【符号の説明】
【００１９】
１  下部槽
２  煉瓦層
３  試料採取具
４  石英管
５  取手
【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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