(57)【要約】【課題】同一環流ガス流量であっても精錬特性が向上し、環流ガス流量を増加させた時は環流量の増大のみならず精錬特性も向上する溶鋼の精錬方法を提供する。【解決手段】浴深が浅くても真空槽内の環流ガス気泡を分散させ、環流ガス流量の運動エネルギー伝達効率を高めるため、環流型真空脱ガス処理装置の真空槽内径と真空槽内の溶鋼の浴深が（１）式を満たす条件において、環流ガス吹き込み羽口を羽口と浸漬管の中心を結ぶ直線に対して水平に１５°〜６０°の角度になるよう調整し、環流ガス流量に関する指標（Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ））が（２）式を満たすようにする。０．０２５≦ｈ／Ｄ≦０．３０・・・（１）ｈ：真空槽内浴深（ｍ）、Ｄ：真空槽内径（ｍ）５０≦Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）≦５７０・・・（２）Ｇ：環流ガス流量（Ｎｍ３／ｓ）、ｎ：羽口数（−）、Ａｎ：環流ガス吹き込み羽口断面積（ｍ２）、ｄｕ：上昇管径（ｍ）【選択図】図１
2015096639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環流型真空脱ガス処理装置で、真空槽内径（Ｄ）に対して該真空槽内の溶鋼の浴深（ｈ）が（１）式の関係を満たす条件において、環流ガス吹き込み羽口を羽口と浸漬管の中心を結ぶ直線に対して水平に１５°〜６０°の角度になるよう調整し、環流ガス流量を羽口数（ｎ）、羽口断面積（Ａｎ）および上昇管径（ｄｕ）で除した指標（Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ））が（２）式を満足することを特徴とする溶鋼の精錬方法。
０．０２５≦ｈ／Ｄ≦０．３０                ・・・（１）
ｈ：真空槽内浴深（ｍ）、Ｄ：真空槽内径（ｍ）
５０≦Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）≦５７０            ・・・（２）
Ｇ：環流ガス流量（Ｎｍ３／ｓ）、ｎ：羽口数（−）、Ａｎ：環流ガス吹き込み羽口断面積（ｍ２）、ｄｕ：上昇管径（ｍ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は製鋼工程の二次精錬処理である環流型真空脱ガス処理法を用いた溶鋼の精錬方法に関し、溶鋼の環流量を増大させることで均一混合時間を短縮し、真空処理の精錬特性を向上させて処理時間を短縮する技術を提供することにある。
【背景技術】
【０００２】
近年の鋼材高級化に伴い、鋼材中の不純物（Ｏ，Ｓ，Ｎ等）の除去効率向上や、溶鋼成分のより狭い範囲での濃度管理が求められている。さらに、鋼の高清浄度化溶製に応えるために介在物の除去も求められている。
【０００３】
これらの要求に対し、製鋼工程の二次精錬処理が重要な役割を果たす。特に二次精錬処理の代表的な装置である環流型真空脱ガス処理装置を用いた処理では、これらの要求を満足するには処理時間の延長が必要である。しかし、処理時間の延長は、生産性を低下させることに加え、溶鋼温度の降下や耐火物損耗の促進といった問題を引き起こす。
【０００４】
処理時間を延長させずに鋼材高級化に対応するには、環流型真空脱ガス処理における精錬特性の向上が必要である。環流型真空脱ガス処理における精錬特性向上の解決策として環流量を増大させることで達成されることが知られている。そして、環流量は真空度、環流ガス流量とともに浸漬管径やガス吹き込み位置が影響を及ぼすことも知られている。しかし、環流型真空脱ガス装置の装置構成はコストと密接に関係し、真空度、環流ガス流量、浸漬管径およびガス吹き込み位置には自ずと制限があるため、大きな投資はできない。そこで、これまでに環流ガスの吹き込み方法に関する技術開発がなされている。
【０００５】
特開昭６２−１４２７１５号公報ではガス吹き込み用孔が、浸漬管内に向って上向き傾斜状に設けられた羽口煉瓦を用いる方法が提示されている。この方法を用いた場合、ガスの垂直上向き方向の速度成分が溶鋼の上昇を促進するため、環流速度が増大するとしている。
【０００６】
特開平４−２３５２１２号公報では浸漬管の上昇管に配置する円周方向のアルゴンガス吹き込み羽口数を浸漬管内径、アルゴンガス流量、アルゴンガス吹き込み羽口内径を変数とする関数を満足するように設ける方法が提示されている。この方法を用いた場合、吐出ガスが溶鋼を水平方向に動かす距離が浸漬管円周方向全域に行き渡り、より効率的に環流速度の増加を図ることができるとしている。
【０００７】
特開平３−３６２０９号公報では上昇管内を上昇する溶鋼へ旋回力を与えて旋回させる方法が提示されている。さらに、旋回流を与えるために、上昇管外周に複数個設けるガス吹き込み羽口を、該上昇管水平断面中心点に向かう方向に対してそれぞれ側方へ傾斜させて設置する方法が提示されている。この方法を用いると、上昇管内を上昇する気泡に剪断力を与えて気泡の合体による大径化を防止して該気泡によるガスリフト効果を最大限に発揮させ、溶鋼の環流量を増加させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−１４２７１５号公報
【特許文献２】特開平４−２３５２１２号公報
【特許文献３】特開平３−３６２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、以上のように述べた技術は、単に羽口周りでのガス吹き込み技術について開示したのみで、精錬特性の直接の向上に関係づけられるものではない。例えば、浴深が比較的浅い場合に、真空槽内に流入した環流ガス気泡の分散が不十分となってしまうために、環流ガスの運動エネルギーの伝達効率が低く、環流ガス流量を増加させても環流量はほぼ一定となってしまう、という課題があった。
【００１０】
本発明は、同一環流ガス流量であっても精錬特性が向上し、さらに環流ガス流量を増加させた時は環流量の増大のみならず、精錬特性の更なる向上を果たすという課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、発明者は、精錬特性が低下しやすい比較的浴深が浅い場合において、真空槽内の環流ガス気泡を分散させ、環流ガス流量を増加させた条件でも環流量を増大させることができる条件について検討した。
【００１２】
一つは環流ガス流量を適正な範囲に制御することである。環流ガス流量が過度に小さい場合、気泡は上昇管の壁面を伝わってしまい、気泡の上昇に伴う運動エネルギー伝達効率が低減し、環流量も低減する。一方、環流ガス流量が過度に大きい場合、羽口から噴出された環流ガス気泡が上昇管の中心に達し、気泡の分散を図ることができなくなってしまう。
【００１３】
もう一つは気泡を上昇管内で分散させることである。その方法として、環流ガス吹き込み羽口に、羽口と上昇管中心とを結ぶ直線に対し、水平面上で円周方向への角度、すなわち水平角を付与する方法がある。この水平角を付与することで吹き込まれたガスジェットは上昇管の中心方向からずれて、上昇管内に旋回流が生じる運動エネルギーを付与し、気泡に遠心力を働かせることで気泡を上昇管の中心に向かわせる。そのため、上昇管内面近傍にある気泡は中心に向かい、結果として気泡は上昇管内に分散する。ただし、水平角が過度に小さい場合は旋回流が発達せず、過度に大きい場合は羽口から噴出されたガス気泡が上昇管内の壁面に衝突し、気泡の上昇が抑制されて環流量も低減する。
【００１４】
このように、環流ガス吹き込み羽口に付与する環流ガス流量、水平角という条件には適正な範囲があることが分かる。さらに、浴深についても過度に浅い場合は、環流ガス気泡の分散が不十分になる上、槽底の摩擦の影響が支配的となり、環流量は増大せず、十分に深い場合には本発明を用いることもなく、環流量を増大させることができる。
【００１５】
これらの条件の適正範囲を明確化するために、水モデルを用いた実験を実施し、環流量を測定した。
【００１６】
実験装置は１５５ｌの水を収容するアクリル製取鍋、内径１００ｍｍの上昇管および下降管が下部に取り付けられた内径３３０ｍｍのアクリル製の真空槽、で構成した。本実験はアクリル製取鍋に１５０ｌの水を入れて実施された。
【００１７】
取鍋内に上昇管および下降管を浸漬し、真空槽内の浴深が所定の深さになるように減圧した。減圧完了後に環流ガスを導入し、環流を開始した。環流の安定を確認した後、真空槽内にＫＣｌ水溶液を添加し、取鍋内に設置した電気伝導度計によって電気伝導度の経時変化を連続的に測定した。ＫＣｌ水溶液の添加開始から電気伝導度が一定値に収束するまでの時間を均一混合時間とした。電気伝導度の収束については、ＫＣｌの添加量に応じた電気伝導度の増分に対する実測の電気伝導度の増分の相対的な差が±５％以内となった状態とした。なお、環流量は水量を均一混合時間で除した値であり、均一混合時間が短時間であるほど環流量は大きい。
【００１８】
均一混合時間（τ）と環流ガス流量（Ｇ）を羽口数（ｎ）、羽口断面積（Ａｎ）ならびに浸漬管径（ｄｕ）で除した指標（Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ））との関係を図１に示す。なお、図１は真空槽内の浴深（ｈ）を真空槽内径（Ｄ）で除した規格化浴深（ｈ／Ｄ）が０．０２０〜０．３５の範囲で分類した。
【００１９】
図１（ａ）、図１（ｆ）のように、ｈ／Ｄ＜０．０２５またはｈ／Ｄ＞０．３０では水平角を変化させても、均一混合時間と（Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ））の関係は変わらなかった。これは、ｈ／Ｄ＝０．０２０の時は、真空槽内の浴深が浅すぎることで、真空槽内の流動が真空槽底面から受ける摩擦力によって支配されているためである。ｈ／Ｄ＝０．３５の時は、真空槽内の浴深が十分に深いために、水平角によらずに、環流ガス気泡が真空槽内に分散するためである。
【００２０】
図１（ｂ）〜図１（ｅ）のようにｈ／Ｄが０．０２５〜０．３０の時、θ＝１５°〜６０°とすればθ＜１５°ならびにθ＞６０°に比べ、Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）が５０以上において均一混合時間は短縮された。これは、水平角を適正な範囲で付与すると、真空槽内の気泡の分散性が向上したためである。ただし、θ＝１５°〜６０°の範囲にあっても、Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）＞５７０となると、均一混合時間は長時間化した。これは、羽口から噴出された環流ガス気泡の水中への侵入距離が伸びることと、上昇管内の旋回流の発達による遠心力で中心に気泡が引き寄せられることから、気泡が偏在していたためである。したがって、本発明は、単に羽口の水平角を適正な範囲にしたのみでは足らず、羽口数、羽口断面積および上昇管の内径に対する環流ガス流量の割合であるＧ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）の範囲を定めることによって、ようやく完成された発明である。
【００２１】
水モデルと溶鋼処理では液体の密度が異なる。ただし、（ｉ）式に示す修正フルード数が同じであれば、気泡の運動は力学的に相似になる。すなわち、水モデルで得られた適正条件が溶鋼処理でも用いることができる。水モデル実験で、適正な条件における修正フルード数は０．０２〜２．４である。
【００２２】
Ｆｒ’＝ρｇ・Ｖｇ  ／｛（ρｌ−ρｇ）・  （ｇ・ｄ０）｝        ・・・（ｉ）
ρｇ：ガス密度（ｋｇ／ｍ３）、ρｌ：流体密度（ｋｇ／ｍ３）、Ｖｇ：気泡噴出速度（ｍ／ｓ）、
ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ２）、ｄ０：羽口径（ｍ）
以上の結果を鑑み、真空槽内の浴深が比較的浅い場合であっても、環流ガス流量を増加させると環流量を増加させることができる本発明は下記のとおりである。
【００２３】
本発明は、環流型真空脱ガス処理装置で、真空槽内径（Ｄ）に対して該真空槽内の溶鋼の浴深（ｈ）が（１）式の関係を満たす条件において、環流ガス吹き込み羽口を羽口と浸漬管の中心を結ぶ直線に対して水平に１５°〜６０°の角度になるよう調整し、環流ガス流量を羽口数（ｎ）、羽口断面積（Ａｎ）および上昇管径（ｄｕ）で除した指標（Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ））が（２）式を満足することを特徴とする溶鋼の精錬方法。
【００２４】
０．０２５≦ｈ／Ｄ≦０．３０                ・・・（１）
ｈ：真空槽内浴深（ｍ）、Ｄ：真空槽内径（ｍ）
５０≦Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）≦５７０            ・・・（２）
Ｇ：環流ガス流量（Ｎｍ３／ｓ）、ｎ：羽口数（−）、Ａｎ：環流ガス吹き込み羽口断面積（ｍ２）、ｄｕ：上昇管径（ｍ）
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、環流型真空脱ガス処理装置の真空槽内の浴深が比較的浅い場合であっても、環流ガス流量を増加させて、環流量を増大させることができ、精錬特性を向上させることができる。ここで、精錬特性とは脱ガス性能や脱酸性能などである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明で使用する環流型真空脱ガス処理装置の水モデルの均一混合時間とＧ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）の関係を示す図で、図１（ａ）〜図１（ｆ）はｈ／Ｄをそれぞれ０．０２０、０．０２５、０．０５０、０．１０、０．３０、０．３５としたときの図である。
【図２】図２は、本発明で使用する環流型真空脱ガス処理装置の概略構成を示す図であり、図１（ａ）は縦断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明に係る溶鋼の精錬方法である環流型真空脱ガス処理法を使用する際の形態を説明する。
【００２８】
（１）装置構成
図２は、本発明で使用する環流型真空脱ガス処理装置の概略構成を示す図であり、図２（ａ）は縦断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。環流型真空脱ガス処理装置は真空槽１と、真空槽１の底部に取り付けられた上昇管２と下降管３とから構成され、上昇管２には環流ガス吹き込み羽口４が設けられている。真空槽１の上部は真空排気装置５に接続されている。溶鋼の真空処理を行う時は、上昇管２と下降管３を取鍋６内の溶鋼７に浸漬する。溶鋼７の表面はスラグ８が被覆している。
【００２９】
本発明で使用する環流型真空脱ガス処理装置は上昇管に設けられている環流ガス吹き込み羽口以外は、通常の装置で使用されているものを用いればよい。ただし、真空槽の内径（Ｄ）は０．９ｍ以上が好ましい。真空槽内径が過度に小さい場合、真空槽内での気泡の分散が十分であっても、気泡が膨張に伴って衝突合体し、吹き抜けが発生してしまい、運動エネルギーの伝達が不十分になってしまうことがあるためである。
【００３０】
浸漬管の内径（ｄｕ）は処理する溶鋼量に応じて（ｉｉ）式の範囲とすることが好ましい。浸漬管の内径が溶鋼量に比して過度に小さい場合は、浸漬管内を流れる溶鋼が浸漬管内面に生じる摩擦力によって流速が抑制され環流量が低下する。浸漬管の内径が溶鋼量に比して過度に大きい場合は、浸漬管の耐火物の冷却によって溶鋼温度の低下が生じてしまう場合があるためである。
【００３１】
０．００１２・Ｗ＋０．１２≦ｄｕ≦０．００２２・Ｗ＋０．２７  ・・・（ｉｉ）
Ｗ：溶鋼量（ｔ）
環流ガス吹き込み羽口の設置高さは、浸漬管の下端から浸漬管長さの１／５〜１／２の範囲とすることが好ましい。これは、羽口の設置高さが過度に低い場合は、環流ガス気泡の衝突合体の頻度が大きくなりやすいためである。また、設置高さが過度に高い場合は、溶鋼に対する環流ガス気泡の上昇の運動エネルギーの伝達効率が低下しやすいためである。
【００３２】
環流ガス吹き込み羽口の個数（ｎ）は８個以上２４個以下が好ましい。８個より少ない場合、１孔あたりの環流ガス流量が大きくなり過ぎることで、環流ガス吹き込み羽口から噴出された気泡噴流が不安定となり、環流ガス吹き込み羽口周辺の耐火物へ向かう溶鋼流れが生成し、気泡が耐火物近傍を上昇し、気泡の分散が不十分となる場合があるためである。２４個より多い場合、隣接する羽口間の距離が短くなり、隣接する羽口から噴出された気泡同士の合体が生じやすくなる場合がある。すなわち、気泡の分散が不十分となる場合があるためである。
【００３３】
環流ガス吹き込み羽口は、環流ガス吹き込み羽口と上昇管の中心を結ぶ直線に対し、水平面上で水平角と称して円周方向に１５°〜６０°傾けて設ける。ただし、これ以外の羽口の形状や材質などは通常用いられる形状や材質から変更する必要はない。
【００３４】
この水平角は、全ての環流ガス吹き込み羽口を同一の角度で揃えても良く、個別に角度を変化させても良いが、その場合も１５°〜６０°の範囲内であることが必要である。
【００３５】
環流ガス吹き込み羽口１孔あたりの断面積（Ａｎ）は、１．７×１０−６〜５．０×１０−５ｍ２であることが好ましい。１．７×１０−６ｍ２より小さいと、環流ガス気泡が浸漬管の中心に集まり、気泡の分散を図ることができない場合がある。５．０×１０−５ｍ２より大きいと、環流ガスが浸漬管の壁面に偏在してしまい、環流ガス気泡が大きくなるため、気泡の上昇に伴う運動エネルギー伝達効率が低減する場合がある。
【００３６】
環流ガス流量（Ｇ）は、本発明において、流量の増加により環流量を増加させる。環流ガス流量は、環流型真空脱ガス処理装置固有の羽口数（ｎ）、羽口断面積（Ａｎ）および上昇管径（ｄｕ）に依存し、環流型真空脱ガス処理装置に応じて（２）式を満たす流量であればよい。このため、特に好ましい範囲を定める必要はない。
【００３７】
本発明は、前述の真空槽内の溶鋼の浴深（ｈ）が（１）式の関係を満たす条件において、環流ガス吹き込み羽口を所定の角度になるよう調整し、環流ガス流量を羽口数（ｎ）、羽口断面積（Ａｎ）および上昇管径（ｄｕ）で除した指標（Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ））が（２）式を満たす必要がある。しかし、環流量を増やすために単に環流ガス流量を増やしたとしても、環流ガス気泡が上昇管の中心に達してしまい、気泡を分散させることができずに環流量を増加させることができない。環流量を増やすためには、環流型真空脱ガス処理装置固有の羽口数（ｎ）、羽口断面積（Ａｎ）および上昇管径（ｄｕ）に対する、環流型真空脱ガス処理装置固有の環流ガス流量を定める必要がある。これらの固有の値は、前述のように、環流ガス気泡の分散性や環流ガス気泡の上昇に伴う運動エネルギー伝達効率に大きく寄与する。したがって、環流ガス流量（Ｇ）は、環流型真空脱ガス処理装置固有の羽口数（ｎ）、羽口断面積（Ａｎ）および上昇管径（ｄｕ）のすべてを考慮した（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）に対する環流ガス流量（Ｇ）の割合が（２）式を満たすような流量であることが必要となる。
【００３８】
（２）処理方法
転炉出鋼後の取鍋に収容された溶鋼を環流型真空脱ガス処理装置まで移送し、本発明の溶鋼の真空処理を開始する。ただし、本発明の溶鋼の精錬方法である真空処理の前に、スラグ改質や脱硫を目的とした取鍋精錬を実施しても良い。
【００３９】
溶鋼の真空処理は、環流ガスを環流ガス吹き込み羽口から導入しながら、取鍋内の溶鋼に上昇管ならびに下降管を浸漬する。環流ガス流量は、環流ガス流量（Ｇ）を羽口数（ｎ）、羽口断面積（Ａｎ）ならびに上昇管径（ｄｕ）で除した値が本発明の範囲を満足するように調整する。また、この時、修正フルード数が０．０２〜２．４であることが好ましい。その後、スチームエジェクターポンプといった真空排気装置によって真空槽内を減圧することで、真空槽内に取鍋内溶鋼を吸い上げる。真空槽内の雰囲気圧力は６７〜４０００Ｐａが好ましい。６７Ｐａ未満では溶鋼表面から発生する溶鋼飛散であるスプラッシュが激しくなり、溶鋼の損失が大きくなる場合がある。４０００Ｐａを超えて大きいと、気泡の膨張が不十分となり、気泡の上昇の運動エネルギーの伝達効率が低下する場合がある。
【００４０】
真空槽内を減圧した時に、装置形状と真空槽内圧から幾何学的に算出される真空槽内の浴深が、本発明の浴深（ｈ）と真空槽内径（Ｄ）の比を満足するよう、浸漬管の浸漬深さを調整する。本発明において浴深（ｈ）とは、静置時において、浸漬管の上端から鋼浴表面までの深さである。浴深の範囲については、真空槽の内径との関係で（１）式を満たす範囲であれば比較的浅い範囲となるため、特に好ましい範囲を規定する必要はない。
【００４１】
真空槽内の減圧が進行すると、環流ガス吹き込み羽口から吹き込まれた環流ガス気泡の浮上に伴う上昇エネルギーが溶鋼に伝達され、上昇管内の溶鋼に上向きの流れが発達し、下降管内には下向きの流れが発達する。これにより、真空槽と取鍋内を溶鋼が循環する流れである環流が生じる。環流中に脱酸、脱ガス、成分調整、温度調整といった処理が行われる。
【実施例】
【００４２】
溶鋼の二次精錬処理を行うにあたり、前記の装置構成の環流型真空脱ガス処理装置を用いて処理を実施している最中に、金属Ｃｕをトレーサーとして添加し、その後にサンプル採取してＣｕ濃度の増加挙動から均一混合時間を測定した。
【００４３】
溶鋼１６０〜３００ｔの真空処理は以下の処理順序で行った。環流ガス吹き込み羽口（８〜１６孔、１孔あたりの断面積は３．１４×１０−６〜２．０×１０−５ｍ２）に環流ガスを導入した状態で、取鍋内の溶鋼に上昇管（内径５００〜７００ｍｍ）ならびに下降管（内径５００〜７００ｍｍ）を浸漬した。浸漬後に真空槽内を、スチームエジェクターポンプを用いて６７〜１３００Ｐａまで減圧した。この際、真空槽内の浴深が（１）式を満たすように、浸漬管の浸漬深さを調整した。
【００４４】
減圧後に溶鋼成分を規格の範囲内に調整するための合金を添加した。この合金添加と同時に金属Ｃｕをトレーサーとして添加した。合金ならびに金属Ｃｕ添加後に、サンプルを採取し、化学分析に供することでＣｕ濃度の経時変化を調査した。添加したＣｕ濃度に対し、分析で得られたＣｕ濃度から算出したＣｕ濃度の増分が±５％以内となった時点を均一混合時間とした。均一混合時間の測定結果を表１に示す。試験は本発明の規定する処理条件を満足する試験Ｎｏ．１と試験Ｎｏ．２に加え、試験Ｎｏ．１のｈ／Ｄを０．０２０に変更した試験Ｎｏ．３、試験Ｎｏ．１のθを０°に変更した試験Ｎｏ．４、試験Ｎｏ．１のθを７５°に変更した試験Ｎｏ．５、試験Ｎｏ．２のＧ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）を５９０に変更した試験Ｎｏ．６、浴深が十分に深い条件の試験Ｎｏ．７を実施した。
【００４５】
なお、本発明の指標であるＧ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）の有用性を立証するため、表１中に、「桑原達朗ら：鉄と鋼、ｖｏｌ．７３（１９８７）、Ｓ１７６」に記載されている、公知の環流量推定式（ｉｉｉ）と均一混合時間と環流量の関係式（ｉｖ）を用いて推定した均一混合時間、ならびに修正フルード数も併記した。
【００４６】
Ｑ＝１１．４・Ｇ１／３・ｄｕ４／３・｛ｌｎ（Ｐ１／Ｐ０）｝１／３  ・・・（ｉｉｉ）
τ＝Ｗ／Ｑ  ・・・（ｉｖ）
Ｑ：溶鋼の環流量（ｔ／ｍｉｎ）、ｄｕ：浸漬管内径（ｍ）、Ｇ：環流ガス流量（Ｎｌ／ｍｉｎ）、Ｐ０：真空槽内雰囲気圧力（Ｐａ）、Ｐ１：環流ガス吹き込み羽口位置の溶鋼静圧（Ｐａ）、τ：推定均一混合時間（ｓ）、Ｗ：溶鋼量（ｔ）
【００４７】
【表１】
2015096639.tif 000003
【００４８】
試験Ｎｏ．１と試験Ｎｏ．３を比べると、ｈ／Ｄを本発明が規定する範囲を下回ると均一混合時間が長時間化したことが分かる。試験Ｎｏ．１と試験Ｎｏ．４または試験Ｎｏ．５を比べると、θを本発明が規定する範囲外とすると、均一混合時間が長時間化したことが分かる。試験Ｎｏ．２と試験Ｎｏ．６を比べると、Ｇ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）を本発明が規定する範囲を上回ると均一混合時間が長時間化したことが分かる。試験Ｎｏ．７では、浴深が十分に深いため、θおよびＧ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）ともに本発明の範囲外ではあっても、均一混合時間は短時間である。
【００４９】
推定均一混合時間と比べると、試験Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の本発明例では短縮化されており、比較例の試験Ｎｏ．３〜Ｎｏ．６では推定均一混合時間よりも長時間化した。浴深が十分に深い試験Ｎｏ．７では推定均一混合時間とほぼ同等であった。
【００５０】
そのため、浴深が比較的浅い条件ではθおよびＧ／（ｎ・Ａｎ・ｄｕ）を、本発明で規定する範囲内とすることで、均一混合時間を短時間化することができる。この時、環流量も増加する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明による溶鋼の精錬方法は環流型式真空脱ガス処理装置の形状に応じた真空槽内の浴深、水平角、環流ガス流量の適正な範囲を規定し、この範囲を満足する場合に均一混合時間を短時間化することを可能とする方法である。
【００５２】
均一混合時間を短時間化することができれば、精錬反応の進行に伴って、環流型真空脱ガス処理装置内に生じる濃度の濃淡が軽減され、脱酸、脱ガスといった精錬反応が促進される。さらに、成分調整のために添加した合金が装置全域へ混合され均一化される時間も短くなり、処理時間が短縮される。このように均一混合時間の短縮に伴って、処理時間が全体的に短縮されるため、放熱ロスが減り、温度低下が抑制され、昇温に要するコストを削減することができる。
【００５３】
従って、本発明は、溶鋼の精錬処理において有効な方法である。
【図１】
2015096639.tif 000004
【図２】
2015096639.tif 000005