(57)【要約】真空室と、真空精錬の時に取鍋での溶鋼に挿入される浸漬管とを含む直胴型真空精錬装置であって、前記浸漬管の周方向に環流管が設置され、アルゴンガスが環流管の内壁におけるノズルを介して浸漬管に吹き込まれ、前記環流管が複数の層に設置され、同層の環流管における２〜６のノズルが一組として個別に制御され、前記取鍋の底部に偏心パージングプラグが設置され、アルゴンガスが偏心パージングプラグを通じて取鍋に吹き込まれ、取鍋底吹きと環流管吹付けシステムの各の個別制御ユニットによる異なる吹きの流量の組合せによって、取鍋と真空室との間の溶鋼の循環流を駆動させることを特徴とする直胴型真空精錬装置である。直胴型真空精錬装置の使用方法は、真空精錬過程において、取鍋底部の偏心パージングプラグと浸漬管環流管との複合吹付けモードを採用し、脱炭の期間において、底吹きとその同側の環流管が強吹きであり、他の側の環流管が弱吹きであり、脱硫の期間において、底吹きが強吹きであり、浸漬管の周囲の環流管がすべて弱吹きであるようにするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空室と、真空精錬の時に取鍋での溶鋼に挿入される浸漬管とを含む直胴型真空精錬装置であって、前記浸漬管の周方向に環流管が設置され、アルゴンガスが環流管の内壁におけるノズルを介して浸漬管へ吹き込まれ、前記環流管が複数の層に設置され、同層の環流管におけるノズルが組別に個別制御され、前記取鍋の底部に偏心パージングプラグが設置され、アルゴンガスが偏心パージングプラグを通じて取鍋に吹き込まれ、取鍋底吹きと環流管吹付けシステムの各の個別制御ユニットでの異なる吹きとの流量の組合せによって、取鍋と真空室との間の溶鋼の循環流を駆動させることを特徴とする直胴型真空精錬装置。
【請求項２】
前記環流管は、前記環流管におけるノズルが同じ中心角で分布され、ノズル間の中心角が１０°〜３０°であり、あるいは、前記環流管におけるノズルが同じ距離で分布され、ノズルの数が８〜３０個であるように１つの層に設置されることを特徴とする請求項１に記載の直胴型真空精錬装置。
【請求項３】
前記環流管は、各環流管におけるノズルが同じ距離で分布され、各層におけるノズルの数が６〜１５個であり、また、上下層におけるノズルが交互に配列され、最も下の１つの層の前記環流管の浸漬管の底部からの距離が１００ｍｍ〜５００ｍｍであるように二つの層に設置されることを特徴とする請求項１に記載の直胴型真空精錬装置。
【請求項４】
前記環流管は、各環流管におけるノズルが同じ距離で分布され、各層におけるノズルの数が６〜１２個であり、隣接するノズルが交互に配列され、各層が１５０ｍｍ〜４００ｍｍの同じ距離で分布され、最も下の１つの層の前記環流管の浸漬管の底部からの距離が１００ｍｍ〜５００ｍｍであるように三つの層に設置されることを特徴とする請求項１に記載の直胴型真空精錬装置。
【請求項５】
前記浸漬管外径と前記取鍋内径との間の距離が１００ｍｍ〜４００ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の直胴型真空精錬装置。
【請求項６】
前記浸漬管は、大円弧と小円弧との両部分により構成される横断面形状が略円形のものであり、大円弧の半径が真空室と同じで、小円弧の半径が真空室より大きく、大円弧と小円弧との半径の比が１：１〜∞であることを特徴とする請求項１又は５に記載の直胴型真空精錬装置。
【請求項７】
真空精錬過程において、取鍋底部の偏心パージングプラグと浸漬管環流管との複合吹付けモードを採用し、脱炭の期間において、底吹きとその同側の環流管が強吹きであり、他の側の環流管が弱吹きであり、脱硫の期間において、底吹きが強吹きであり、浸漬管の周囲の環流管がすべて弱吹きであり、精錬後期において、環流管ガス量と底吹付け量を小さく調整させ、溶鋼を真空室の表面スラグの混入なしに清浄循環を行うように制御するとともに、鋼内の含有物が衝突し浮き上がって表面スラグに吸収されることを推進することを特徴とする請求項１に記載の直胴型真空精錬装置の使用方法。
【請求項８】
真空精錬の途中、取鍋底吹きに塞ぎが発生した場合、又は溶錬の要求に応じて取鍋底吹きを中止する場合、
（１）脱炭の期間において、環流管の一側に大ガス量で吹付け、それに対応する他の側に小ガス量で吹付けるので、それらの二つの半周の領域にＲＨと類似する上昇管と下降管が形成され、強吹き側に上昇し、弱吹き側に下降するように液鋼を流動させ、真空室と取鍋での溶鋼の循環流を駆動させ、また、一側に強吹きであり、他の側に弱吹きであるので、真空室の液鋼面における取鍋スラグが弱吹き側の領域に圧縮されて、真空室中の液鋼の露出面が十分に大きいことを確保して、急速深さ脱炭の目的を達成し、
（２）脱硫の期間において、ノズルがすべて強吹きであり、液鋼を浸漬管の周りより上昇し、中心領域より下降するように駆動させ、真空で取鍋スラグと溶鋼とを十分に混合することにより、液鋼の深さ脱硫を実現し、
（３）精錬後期において、環流管の吹付け量を、一側に若干大きく、他の側にかなり小さいように調整して、溶鋼を真空室の表面スラグの混入なしに循環を行うように制御すると共に、鋼内の含有物が衝突し浮き上がって表面スラグに吸収されることを推進するようにすることを特徴とする請求項１に記載の直胴型真空精錬装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶鋼炉外精錬分野に関し、特に超低炭素と超低硫鋼とを同時に生産する真空精錬装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、工業的規模で超低炭素や超低硫鋼を生産する炉外精錬方法は、主に、ＲＨ真空精錬が採用される。ＲＨ真空精錬を採用して超低炭素と超低硫鋼とを同時に生産する工程は、主に以下の問題点がある。
【０００３】
１つの問題点は、ＲＨ真空脱炭の速度が小さいことである。これは、液鋼の活性酸素、炭素含有量及び真空度が同じ場合、真空脱炭の反応速度が主に液鋼の循環流量により決定されるが、液鋼の循環流量が浸漬管の内径と１．５乗の関係にあり、ＲＨ炉が内径小さめの上昇浸漬管と下降浸漬管の両方により構成されるので、脱炭速度が浸漬管の内径尺寸に制限され、且つ工程により脱炭速度を向上させて最適化しにくいためである。
【０００４】
別の問題点は、ＲＨ炉の真空精錬過程における脱硫率が低め且つ安定しなく、脱硫剤の浸漬管と真空室下部溝の耐火材への侵食がひどいことである。これは、ＲＨ炉真空過程における脱硫において、主に添加された脱硫剤の液鋼に従う循環動作により脱硫剤を液鋼の内部に散布させ、反応界面を形成して脱硫の目的を達成するためである。
【０００５】
これに対して、１）脱硫剤の添加方法は、気体と粉体の両相の流れを混合して真空室の溶融池に噴出して、脱硫剤の液鋼内部への散布に寄与するものであること、２）脱硫剤は、高硫溶融量、低融点の混合物（即ち、現在よく使われる３０％ＣａＦ２と７０％ＣａＯを含有する混合物）でなければならないこと、３）同じ粉末の噴出時間の内、さらに多くの液鋼が真空室に入って脱硫剤粉粒に接触するように、液鋼の循環流量を十分に大きくし、脱硫効率を向上すること、という三つの要求がある。これに鑑みて、ＲＨ真空過程における脱硫は、１）脱硫率が脱硫剤の液鋼での散布程度によるものであるので、脱硫率が安定しなく、２）脱硫率に対する液鋼の循環流量の影響が大きく、ＲＨの二つの浸漬管による液鋼の循環流量が小さいので、脱硫率が高くなく、３）脱硫剤に３０％までのＣａＦ２が含有するので、真空室と浸漬管の耐火材への侵食がひどく、その寿命が短縮されるという固有の欠陥がある。
【０００６】
従来、中国に公開された特許出願ＺＬ００２３５８５４．９における“多機能の複合吹錬単一ノズル付き精錬炉”、特許出願ＣＮ１０１７０１２７９Ｂ“単一ノズル付き精錬炉による低硫鋼の溶錬方法”及び特許出願ＣＮ１０１７９２８４５Ｂ“単一ノズル付き精錬炉による超低炭素鋼の溶錬方法”という特許出願には、浸漬管の横断面積の増大、真空精錬過程での液鋼の循環流量の増大により、脱炭効率を向上するようになされる。しかしながら、脱炭反応速度を向上するように十分に大きい真空室内の液鋼露出面を確保するために、これらの特許出願にも、浸漬管を溶鋼に挿入する前に取鍋スラグを浸漬管へ排出して、液鋼露出面を増大し、脱炭反応速度を向上するように要求される。また、脱硫の期間において、吹付けられる脱硫剤を液鋼内部に効果的に散布させ、反応界面を増大して、脱硫効率を向上することができる。したがって、これらの特許出願において、転炉（あるいは、電気炉）の出鋼過程におけるスラグ発生量に要求がかなり厳しい。液鋼表面スラグの層が厚い場合、浸漬管を溶鋼に挿入する前のスラグ排出操作を実施しにくい。これらの特許出願は、真空過程での脱硫原理がＲＨ真空精錬と同じなので、ＲＨ真空精錬過程での脱硫と同様に高いＣａＦ２含有量（一般には、３０％）を有する硫剤を選択する必要があるが、脱硫剤の浸漬管と真空室下部溝の耐火材への侵食がひどく、浸漬管と真空室下部溝の寿命が短縮される。現在、公開された単一ノズル付き精錬炉は、すべて取鍋底吹きを真空過程での液鋼循環流の駆動力として利用するものであり、取鍋底部のパージングプラグに塞ぎが発生すると、真空精錬が進行されなく、生産が中断される。
【０００７】
特許出願“ＣＮ１０１３０２５７１Ａ”に公開された単一ノズル付き精錬炉のノズルの外周に、液鋼流速の増大と液鋼の循環流量の向上だけのために、少なくとも一組の進行波磁場発生器が設置されている。取鍋の頂部スラグ層が液鋼面に覆いで液鋼露出面が減少して、脱炭、脱硫効率が低下する問題が解決されない。また、特許出願“ＣＮ１０１３０２５７１Ａ”に公開された浸漬管における進行波磁場発生器は、液鋼循環流のある時のみに流れ速度の向上を推進し、取鍋底吹きに塞ぎが発生して、液鋼が静止状態にある場合、進行波磁場発生器が作用されなく、真空精錬が進行されなく、生産が中断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＺＬ００２３５８５４．９
【特許文献２】ＣＮ１０１７０１２７９Ｂ
【特許文献３】ＣＮ１０１７９２８４５Ｂ
【特許文献４】ＣＮ１０１３０２５７１Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の技術の課題を解決するために、本発明の目的は、直胴型真空精錬装置を提供することにある。これは、従来の特許出願に公開された単一ノズル付き精錬炉に脱炭と脱硫の効果を確保するために、浸漬管を液鋼へ挿入する前にスラグを排出して、真空室への取鍋頂部スラグをできるだけ少なくする必要があるので、取鍋の液鋼表面スラグ層ができるだけ薄く、つまり出鋼過程でのスラグ発生量ができるだけ少なく、さらにスラグが発生しないように要求される問題を解決するためである。また、従来の特許出願に公開された単一ノズル付き精錬炉及びＲＨには、フッ素の含有量が高い（３０％ＣａＦ２）脱硫剤を採用する必要があるので、脱硫剤の浸漬管と真空室の下部溝の耐火材への侵食がひどく、その寿命が大いに短縮される問題を解決するためである。さらに、従来の特許出願に公開された単一ノズル付き精錬炉は、取鍋底吹き素子に塞ぎが発生した場合、全体の真空精錬過程が進行されなく、生産が中断される問題を解決するためのものでもある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の技術的な問題を解決するために、本発明は、真空室と、真空精錬の時に取鍋での溶鋼に挿入される浸漬管とを含む直胴型真空精錬装置であって、前記浸漬管の周方向に環流管が設置され、アルゴンガスが環流管の内壁におけるノズルを介して浸漬管へ吹き込まれ、前記環流管が複数の層に設置され、同層の環流管におけるノズルが組別に個別制御され、前記取鍋の底部に偏心パージングプラグが設置され、アルゴンガスが偏心パージングプラグを通じて取鍋に吹き込まれ、取鍋底吹きと環流管吹付けシステムにおける各の個別制御ユニットによる異なる吹きとの流量の組合せによって、取鍋と真空室との間の液鋼の循環流を駆動させることを特徴とする直胴型真空精錬装置を提供する。
【００１１】
本発明のさらなる側面は、前記環流管は、環流管におけるノズルが同じ中心角で分布され、ノズル間の中心角が１０°〜３０°であり、あるいは、環流管におけるノズルが同じ距離で分布され、ノズルの数が８〜３０個であるように１つの層に設置される。
【００１２】
本発明のさらなる側面は、前記環流管は、各環流管におけるノズルが同じ距離で分布され、各層におけるノズルの数が６〜１５個であり、また、上下層におけるノズルが交互に配列されるように二つの層に設置される。
【００１３】
本発明のさらなる側面は、前記環流管は、各環流管におけるノズルが同じ距離で分布され、各層におけるノズルの数が６〜１２個であり、隣接するノズルが交互に配列され、同層における２〜６個のノズルが一組として個別に制御され、各層が１５０ｍｍ〜４００ｍｍの同じ距離で分布されるように三つの層に設置される。
【００１４】
本発明のさらなる側面は、前記浸漬管は、大円弧面と小円弧面との両部分により構成される横断面形状が略円形のものであり、大円弧面の曲率半径が真空室と同じ、小円弧面の曲率半径が真空室より大きく、大円弧面と小円弧面との曲率半径の比が１：１〜∞である。
【００１５】
本発明は、真空精錬過程において、取鍋底部の偏心パージングプラグと浸漬管環流管との複合吹付けモードを採用し、脱炭の期間において、底吹きとその同側の環流管が強吹きであり、他の側の環流管が弱吹きであり、脱硫の期間において、底吹きが強吹きであり、浸漬管の周囲の環流管がすべて弱吹きであり、精錬後期において、環流管ガス量と底吹付け量を小さく調整させ、溶鋼を真空室表面スラグの混入なしに清浄循環を行うように制御するとともに、鋼内の含有物が衝突し浮き上がって表面スラグに吸収されることを推進する前記直胴型真空精錬装置の精錬方法をさらに提供する。
【００１６】
本発明は、取鍋底吹きに塞ぎが発生した場合、又は溶錬の要求に応じて取鍋底吹きを中止する場合、
（１）脱炭の期間において、環流管の一側に大ガス量で吹付け、それに対応する他の側に小ガス量で吹付けるので、それらの二つの半周の領域にＲＨと類似する上昇管と下降管が形成され、強吹き側に上昇し、弱吹き側に下降するように液鋼を流動させ、真空室と取鍋での液鋼の循環流を駆動させ、また、一側に強吹きであり、他の側に弱吹きであるので、真空室の液鋼面における取鍋スラグが弱吹き側の領域に圧縮されて、真空室中の液鋼の露出面が十分に大きいことを確保して、急速深さ脱炭の目的を達成し、
（２）脱硫の期間において、ノズルがすべて強吹きであり、液鋼を浸漬管の周りより上昇し、中心領域より下降するように駆動させ、真空で取鍋スラグと溶鋼とを十分に混合することにより、液鋼の深さ脱硫を実現し、
（３）精錬後期において、環流管の吹付け量を、一側に若干大きく、他の側にかなり小さいように調整して、溶鋼を真空室の表面スラグの混入なしに循環を行うように制御すると共に、鋼内の含有物が衝突し浮き上がって表面スラグに吸収されることを推進するようにする前記直胴型真空精錬装置の精錬方法をさらに提供する。
【００１７】
本発明に係る設計要旨は下記の通りである。
【００１８】
本発明は、真空室の下部に単一の直胴型浸漬管が連結され、浸漬管の内径と真空室の内径とが同じ、環流管の内壁の周方向に１つの層又は複数の層の環流管が交互に配列され、取鍋底部の偏心位置にパージングプラグが配列される。環流管に設置される２〜６個のノズルを一組にして、個別に段階に形成して吹付け流量を制御する。真空精錬過程において、取鍋底吹きと環流管吹きを採用して取鍋と真空室との間の溶鋼の循環流を駆動させると共に、真空精錬過程での異なる段階の主な任務（脱炭、脱硫など）に応じて、取鍋底吹きと環流管での各の個別制御ユニットにより段階的に制御される異なる吹きとの組合せにより、真空室の液鋼面における頂部スラグの状態を制御する。
【００１９】
本発明に係る直胴型真空精錬装置を採用すると、液鋼の表面スラグを浸漬管へ排出する必要がなく、逆に、真空室に入った溶鋼表面スラグを十分に使用して脱炭、脱硫及び含有物の除去を行うことができる。その精錬方法は、（１）環流管での段階的に個別制御される吹付けシステムと底吹きとの異なる組合せ方式により、真空室での液鋼露出面積を拡大させて急速深さ脱炭を実現し、液鋼面での高酸化性のスラグ中の酸素を利用して液鋼へのさらなる深さ脱炭を行い、（２）脱硫の期間において、底吹が強吹きであり、浸漬管の周囲の環流管がすべて弱吹きであり、これによって、スラグ金属反応面積を効果的に増大し、脱硫効果を向上すると共に、浸漬管の周囲の環流管からの弱吹きガスにより真空室内の鋼のスラグと真空室の内壁との間にガスバリア域を形成して、鋼のスラグの耐火材への侵食を低減して、耐火材の寿命を延長し、（３）精錬後期において、環流管のガス量と底吹付け量を小さく調整し、溶鋼を真空室の表面スラグの混入なしに清浄循環を行うように制御するとともに、鋼の内の含有物が衝突し浮き上がって表面スラグに吸収されることが推進する。
【００２０】
本発明に係る直胴型真空精錬装置を採用すると、取鍋底吹きに塞ぎが発生した場合、又は溶錬の要求に応じて取鍋底吹きを中止する場合、真空脱炭、脱硫も生産中断ことなく、依然として正常に進行することができる。その原理は、本発明に係る環流管に配列されるノズルに対して、流量を領域別に個別制御する方法を採用されることである。その精錬方法は、（１）脱炭の期間において、環流管の一側に大ガス量で吹付け、それに対応する他の側に小ガス量で吹付けるので、それらの二つの半周の領域にＲＨと類似する上昇管と下降管が形成され、強吹き側に上昇し、弱吹き側に下降するように液鋼を流動させ、真空室と取鍋での液鋼の循環流を駆動させると共に、一側に強吹き、他の側に弱吹き、真空室の液鋼面における取鍋スラグが弱吹き側の領域に圧縮されて、真空室中の液鋼露出面が十分に大きいことを確保して、急速深さ脱炭の目的を達成し、（２）脱硫の期間において、ノズルがすべて強吹きであり、液鋼を浸漬管の周りより上昇し、中心領域より下降するように駆動させ、真空で取鍋スラグと溶鋼とを十分に混合することにより、液鋼の深さ脱硫を実現し、（３）精錬後期において、環流管の吹付け量を、一側に若干大きく、他の側にかなり小さいように調整して、溶鋼を真空室の表面スラグの混入なしに清浄循環を行うように制御するとともに、鋼の内の含有物が衝突し浮き上がって表面スラグに吸収されることを推進する。
【００２１】
従来の技術と比べると、本発明の目的は、直胴型真空精錬装置を提供することにある。これは、従来の特許出願に公開された単一ノズル付き精錬炉に脱炭と脱硫の効果を確保するために、浸漬管を液鋼へ挿入する前にスラグを排出して、真空室への取鍋頂部スラグをできるだけ少なくする必要があるので、取鍋の液鋼表面スラグ層ができるだけ薄く、つまり出鋼過程でのスラグ発生量ができるだけ少なく、さらにスラグが発生しないように要求される問題を解決するためである。本発明には、浸漬管の周方向に設置される環流管での段階的に個別制御されるノズルにより、真空精錬過程での異なる段階に応じて異なる吹き組合せで、真空室の液鋼面におけるスラグの状態を制御し、つまり環流管での段階的に制御されるノズルの吹付け流量を調整することにより、脱炭の期間において、取鍋スラグを一側へ吹き分かれ又は中心へ吹き分かれて、液鋼面を十分に露出させ、液鋼の表面の高酸化性スラグ中の酸素を十分に利用して深さ脱炭をより行い、脱硫の期間において、固定量の石灰とアルミペレット（又は予溶精錬スラグ）を入れて真空室液鋼面における頂部スラグと反応させてカルシウム−アルミニウム系脱硫スラグ系を生成し、真空室での液鋼と頂部スラグと十分に接触反応させて、真空下の深さ脱硫を行う。このため、本発明は取鍋頂部スラグ厚さに対する要求がないだけでなく、浸漬管を溶鋼に挿入する前に液鋼の表面スラグをできるだけ浸漬管に覆い込んで、頂部スラグを十分に利用して深さ脱炭と深さ脱硫を行うことが理想である。また、従来の特許出願に公開された単一ノズル付き精錬炉及びＲＨには、フッ素の含有量が高い（３０％ＣａＦ２）脱硫剤を採用する必要があるので、脱硫剤の浸漬管と真空室の下部溝の耐火材への侵食がひどく、その寿命が大いに短縮される問題を解決するためである。さらに、従来の特許出願に公開された単一ノズル付き精錬炉は、取鍋底吹き素子に塞ぎが発生した場合、全体の真空精錬過程が進行されなく、生産が中断される問題を解決するためである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【図１】図１は直胴型真空精錬装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】図３は図１のＢ−Ｂ線の断面図である。図１では、１    頂槍、２    真空引きシステム、４    供給装置、５    真空室、６    接続フランジ、７    浸漬管、８    環流管、９    取鍋、１０    取鍋偏心底吹きアルゴンパージングプラグ、１１    取鍋車であり、図２では、１３    浸漬管の大円弧面、１５    浸漬管の小円弧面であり、図３では、１２    取鍋の測温サンプリング点である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施例１
図１、図２、図３から、直胴型真空精錬装置は、主に真空室５、浸漬管７、取鍋９及び取鍋車１１により構成され、真空室と浸漬管とがフランジ６により接続され、浸漬管が取鍋の真上に位置され、取鍋が取鍋車上に位置されることが知られる。浸漬管の周りに、液鋼に不活性ガスを吹き込んで多様な機能を実現するための環流管８が設置され、環流管が浸漬管の上方に位置され、浸漬管と垂直の方向に１つの層の環流管が設置され、環流管におけるノズルが同じ中心角で分布され、ノズル間の中心角が１０°〜３０°であり、あるいは、環流管におけるノズルが同じ距離で分布され、ノズルの数が８〜３０個である。取鍋底部の偏心位置に底部パージングプラグ１０が設置され、アルゴンガスがパージングプラグを介して液鋼に入る。
【００２４】
溶鋼精錬の際に、取鍋９を取鍋車１１の上まで吊り上げ、取鍋車を処理の持ち場に進入させ、浸漬管７を溶鋼に挿入するように取鍋を押し上げ、真空引きシステム２を起動して真空引きを行い、パージングプラグ１０からアルゴンガスを吹き込むと同時に、環流管８を開いて溶鋼へアルゴンガスを吹き込み、吹き込まれるアルゴンガスの流量と圧力が必要に応じて調整されてもよく、測温サンプリング手段１２が測温サンプリング操作を行い、成分と温度が要求に満たす場合、真空解除を行って、取鍋を本来の位置に戻させ、真空処理による精錬過程を終了する。
【００２５】
実施例２
図１、図２、図３から、直胴型真空精錬装置は、主に真空室５、浸漬管７、取鍋９及び取鍋車１１により構成され、真空室と浸漬管とがフランジ６により接続され、浸漬管が取鍋の真上に位置され、取鍋が取鍋車上に位置されることが知られる。真空室上に原料を添加する供給装置４が設置され、真空引きシステム２が真空引きを担い、頂槍１が酸素を吹付ける。浸漬管の周りに、液鋼に不活性ガスを吹き込んで多様な機能を実現ための環流管８が設置され、環流管が浸漬管の上方に位置され、脱酸素と脱硫効率を向上するために、浸漬管と垂直の方向に二つの層の環流管が設置され、各環流管におけるノズルが同じ距離で分布され、各層におけるノズルの数が６〜１５個であり、且つ上下層におけるノズルが交互に配列される。浸漬管と垂直の方向には、各環流管におけるノズルが同じ距離で分布され、各層におけるノズルの数が６〜１２個であり、隣接するノズルが交互に配列され、各層が１５０ｍｍ〜４００ｍｍの同じ距離で分布される。最も下の１つの層の前記環流管の浸漬管の底部からの距離が１００ｍｍ〜５００ｍｍであるように、三つの層の環流管も設置されてもよい。取鍋底部の偏心位置に底部パージングプラグ１０が設置され、アルゴンガスがパージングプラグを介して液鋼に入る。
【００２６】
溶鋼精錬の際に、取鍋９を取鍋車１１の上まで吊り上げ、取鍋車を処理の持ち場に進入させ、浸漬管７を溶鋼に挿入するように取鍋を押し上げ、真空引きシステム２を起動して真空引きを行い、パージングプラグ１０からアルゴンガスを吹き込むと同時に、環流管８を開いて溶鋼へアルゴンガスを吹き込み、吹き込まれるアルゴンガスの流量と圧力が必要に応じで調整されてもよく、測温サンプリング手段１２が測温サンプリング操作を行い、精錬過程に鋼種の要求に応じて供給装置４を介して必要な合金又はスラグを入れて、成分と温度が要求に満たす場合、真空解除を行って、取鍋を本来の位置に戻させ、真空処理による精錬過程を終了する。
【００２７】
実施例３
精錬装置に係る他の構成は実施例１、２と同じであるが、脱炭効率をさらに向上するために、環流管における同層のノズル２〜６を一組として個別制御する。
【００２８】
溶鋼精錬の際に、取鍋９を取鍋車１１の上まで吊り上げ、取鍋車を処理の持ち場に進入させ、浸漬管７を溶鋼に挿入するように取鍋を押し上げ、真空引きシステム２を開いて真空引きを行い、パージングプラグ１０からアルゴンガスを吹き込むと同時に、環流管８を開いてアルゴンガスを溶鋼に吹き込み、吹き込まれるアルゴンガスの流量と圧力が必要に応じて調整されてもよく、脱炭の期間において、底吹きとその同側の環流管が強吹きであり、他の側の環流管が弱吹きであり、脱硫の期間において、底吹きが強吹きであり、浸漬管の周囲の環流管がすべて弱吹きであり、測温サンプリング手段１２が測温サンプリング操作を行い、精錬過程に鋼種の要求に応じて供給装置４を介して必要な合金又はスラグを入れて、成分と温度が要求に満たす場合、真空解除を行って、取鍋を本来の位置に戻させ、真空処理による精錬過程を終了する。
【００２９】
実施例４
精錬装置に係る他の構成は実施例１、２又は３と同じであるが、精錬過程での測温、サンプリング操作のために、前記浸漬管は、大円弧１３（弧ＡＢＣ）と小円弧１５（弧ＡＤＣ）との両部分により構成される横断面形状が略円形のものであり、大円弧の半径Ｒ１が真空室と同じ、小円弧の半径Ｒ２が真空室より大きく、大円弧と小円弧との半径の比が１：１〜∞である。パージングプラグ１０の大円弧１３中心からの距離ｒと大円弧半径Ｒ１との比が０．２〜０．７である。
【００３０】
溶鋼精錬の際に、取鍋９を取鍋車１１の上まで吊り上げ、取鍋車を処理の持ち場に進入させ、浸漬管７を溶鋼に挿入するように取鍋を押し上げ、真空引きシステム２を開いて真空引きを行い、パージングプラグ１０からアルゴンガスを吹き込むと同時に、環流管８を開いてアルゴンガスを溶鋼に吹き込み、吹き込まれるアルゴンガスの流量と圧力が必要に応じて調整されてもよく、脱炭の期間において、底吹きとその同側の環流管が強吹きであり、他の側の環流管が弱吹きであり、脱硫の期間において、底吹きが強吹きであり、浸漬管の周囲の環流管がすべて弱吹きであり、測温サンプリング手段１２が測温サンプリング操作を行い、精錬過程に鋼種の要求に応じて供給装置４を介して必要な合金又はスラグを入れて、成分と温度が要求に満たす場合、真空解除を行って、取鍋を本来の位置に戻させ、真空処理による精錬過程を終了する。
【００３１】
実施例５
取鍋底部の偏心パージングプラグ吹きに塞ぎが発生した場合、又は溶錬の要求に応じて取鍋底吹きを中止する場合、以下のような精錬方法を使う：
（１）溶鋼精錬の際に、取鍋９を取鍋車１１の上まで吊り上げ、取鍋車を直胴型真空精錬装置の処理持ち場へ進入させ、浸漬管における取鍋底吹きと同側の半周の領域が３組に分かれて個別に流量メータで制御される環流管の吹付け量が同じ、合計の吹付け流量が鋼１トン当たり１３ＮＬ／ｍｉｎに制御され、それに対向する側の半円の領域が３組に分かれて個別に流量メータ制御される環流管の吹付け量が同じ、環流管の合計の吹付け流量が鋼１トンあたり７ＮＬ／ｍｉｎに制御され、
（２）浸漬管を挿入深さ４００ｍｍで溶鋼に挿入すると同時に、３ｍｉｎの後で真空度を７３Ｐａに低下するように真空引きを行う。真空室の撮影画像により真空室の液鋼面における頂部スラグを観察して、浸漬管での取鍋底吹きと同側の環流管の合計の吹付け流量を鋼１トンあたり１８ＮＬ／ｍｉｎまで調整し、
（３）１０ｍｉｎの脱炭の後、浸漬管における個別に流量メータで制御されるすべての環流管の吹付け量も同じように調整させ、合計の流量を鋼１トンあたり２８Ｎｌ／ｍｉｎに制御し、
（４）１５ｍｉｎの脱炭が完了すると、供給装置４を介して脱酸素剤として鋼１トンあたりアルミペレット２．４ｋｇを添加し、３ｍｉｎの後、サンプリング位置１２に酸素量の固定を行い、溶鋼の活性酸素が０．３２ｐｐｍである。吹き付け槍により鋼１トンあたり石灰６．０８ｋｇを吹付け、
（５）６ｍｉｎの石灰の吹付けを完了すると、浸漬管における環流管の吹付け流量を小さく調整して、取鍋底吹きと同側の半周の領域が３組に分かれて個別に流量メータで制御される環流管の吹付け量が同じ、合計の吹付け流量を鋼１トンあたり１５ＮＬ／ｍｉｎまで調整し、それに対向する側の半周の領域が３組に分かれて個別に流量メータで制御される環流管の吹付け量が同じ、環流管の合計の吹付け流量を鋼１トンあたり５ＮＬ／ｍｉｎまで調整し、溶鋼が６ｍｉｎ循環した後、取鍋底吹きを閉じて、真空解除を行い、サンプリング位置１２でサンプリング測温を行う。
【００３２】
実施の効果：
ある製鋼工場で、８６炉の取鍋底吹きと浸漬管での環流管の吹付けとの組合せによる吹付け精錬試験及び２３炉の浸漬管での環流管の吹付けだけによる精錬試験を実行し、試験結果が以下の通りである。
【００３３】
８６炉の取鍋底吹きと浸漬管での環流管の吹付けとの組合せによる吹付け試験の結果は、直胴型真空精錬装置に入る前に初期液鋼での活性酸素（ａ［Ｏ］）が０．０４５９〜０．０８２３％の間にあり、平均が０．０５８９％であり、［Ｃ］が０．０２５〜０．０５０％の間にあり、平均が０．０３２％であり、［Ｓ］が０．００４〜０．００９％の間にあり、平均が０．００６９％であり、直胴型真空精錬装置における真空精錬３０〜４５ｍｉｎ（平均が３９ｍｉｎ）の精錬周期の中に、鋼１トンあたりの石灰添加量が３〜８ｋｇ／ｔ−１であり、平均が５．３２  ｋｇ／ｔ−１であり、鋼１トンあたりのアルミペレット添加量が０．８〜３．１  ｋｇ／ｔ−１であり、平均が１．７８  ｋｇ／ｔ−１であり、真空精錬終期の液鋼［Ｃ］が０．０００５〜０．００１１％の間にあり、平均が０．０００８％であり、液鋼［Ｓ］の含有量が０．０００８〜０．００２１％であり、平均が０．００１３％であり、脱硫率が７３〜８７％であり、平均脱硫率が８１．１％に達する。
【００３４】
２３炉の浸漬管での環流管の吹付けによる試験結果は、直胴型真空精錬装置に入る前に初期液鋼中の活性酸素（ａ［Ｏ］）が０．０５７２〜０．０７９２％の間にあり、平均が０．０５７８％であり、［Ｃ］が０．０２３〜０．０４８％の間にあり、平均が０．０３１％、［Ｓ］が０．００５〜０．００８％の間にあり、平均が０．００６２％であり、直胴型真空精錬装置における真空精錬３０〜４５ｍｉｎ（平均が４２ｍｉｎ）の精錬周期の中に、鋼１トンあたりの石灰添加量が３〜８ｋｇ／ｔ−１であり、平均が５．６４  ｋｇ／ｔ−１、鋼１トンあたりのアルミペレット添加量が１．１〜３．２  ｋｇ／ｔ−１であり、平均が１．９２  ｋｇ／ｔ−１であり、真空精錬終期の液鋼［Ｃ］が０．０００７〜０．００１３％の間にあり、平均が０．０００９％であり、液鋼［Ｓ］の含有量が０．０００７〜０．００２５％であり、平均が０．００１４％であり、脱硫率が６９〜８２％であり、平均脱硫率が７５．２％に達する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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