(57)【要約】【課題】溶鋼の環流流量を十分に確保できるＲＨ脱ガス精錬装置を提供する。【解決手段】ＲＨ脱ガス精錬装置１００を下記の如く構成する。即ち、真空槽１の槽底における耐火物の厚みＡは３００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、鉄皮の厚みＢは２５ｍｍ以上である。環流管５の長さＣは２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、浸漬管６の長さＤは５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である。前記の環流管５と浸漬管６に設けられるフランジの厚みＷは夫々４０ｍｍ以上である。【選択図】図１
2007154279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、当該真空槽の槽底に設けられる２本の環流浸漬管と、から構成されるＲＨ脱ガス精錬装置であって、
前記の真空槽及び環流浸漬管の壁は、鉄皮が覆設された耐火物からなり、
前記環流浸漬管の夫々は、前記真空槽の槽底から延びる環流管と、当該環流管に連結される浸漬管と、を備え、
前記の環流管と浸漬管は、夫々に設けられるフランジを介して連結されるものにおいて、
前記真空槽の槽底における前記耐火物の厚みは３００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、
前記真空槽の前記鉄皮の厚みは２５ｍｍ以上であり、
前記環流管の長さは２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、
前記浸漬管の長さは５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であり、
前記の環流管と浸漬管に設けられるフランジの厚みは夫々４０ｍｍ以上である、ことを特徴とするＲＨ脱ガス精錬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶鋼に溶存する不純物元素を除去したり、合金鉄を投入して成分調整したりするＲＨ脱ガス精錬装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えば特許文献１が挙げられる。当該特許文献１には、真空脱ガス装置の真空槽の内径を推定する方法が記載されている。この技術は、真空槽内に内張された耐火物の使用限界を見積もることができる点で優れている。また、浸漬管の浸漬深さを一定範囲に保つことができる点でも優れている。
【特許文献１】特開２００３−１２９１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記特許文献１に記載の技術は、ＲＨ脱ガス精錬の効率を向上するという点においては、その効果は限定的であることから、更なる技術が期待されている。
【０００４】
本発明の主な目的は、高効率のＲＨ脱ガス精錬を操業可能なＲＨ脱ガス精錬装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００６】
真空槽と、当該真空槽の槽底に設けられる２本の環流浸漬管と、から構成されるＲＨ脱ガス精錬装置を以下のように構成する。
前記の真空槽及び環流浸漬管の壁は、鉄皮が覆設された耐火物からなり、前記環流浸漬管の夫々は、前記真空槽の槽底から延びる環流管と、当該環流管に連結される浸漬管と、を備え、前記の環流管と浸漬管は、夫々に設けられるフランジを介して連結される。
前記真空槽の槽底における前記耐火物の厚みは３００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、前記真空槽の前記鉄皮の厚みは２５ｍｍ以上である。
前記環流管の長さは２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、前記浸漬管の長さは５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である。
前記の環流管と浸漬管に設けられるフランジの厚みは夫々４０ｍｍ以上である。
【０００７】
これにより、高効率のＲＨ脱ガス精錬を操業可能なＲＨ脱ガス精錬装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＲＨ脱ガス精錬装置の断面図である。
【０００９】
図１に示すように本発明の一実施形態に係るＲＨ脱ガス精錬装置１００は、略円筒容器形状の真空槽１と、当該真空槽１の槽底に２本で設けられる略円筒状の環流浸漬管２・２と、を備えている。
【００１０】
前記の真空槽１は、図略の真空排気装置を備えることにより、当該真空槽１の内部気圧を低減可能に構成されている。
この真空槽１は、真空上部槽３と真空下部槽４から構成されている。より具体的には、当該真空槽１は、使用状態において上方に位置し、前記の真空排気装置と接続される真空上部槽３と、同使用状態において下方に位置し、前記の環流浸漬管２・２と接続される真空下部槽４と、から構成されており、これら真空上部槽３及び真空下部槽４は、ボルト等の適宜の締結手段により連結可能に構成されている。このように本実施形態における真空槽１は、ＲＨ脱ガス精錬の際に溶鋼と常時接することで溶損の程度が激しい部分（真空下部槽４）のみを取替可能とすることで、ランニングコストの低減が図られている。
この真空槽１の壁は、ＭｇＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ−Ｃ等を主成分とする耐火物と、当該真空槽１を密閉状態とするために耐火物に覆設される鉄皮と、から構成されている。
【００１１】
前記２本の環流浸漬管２・２は、本図において鎖線で示す取鍋２００内の溶鋼を前記の真空槽１に環流させるための誘導流路となるものである（図３も併せて参照）。従って本明細書では、前記２本の環流浸漬管２・２の何れか一方を上昇管２ａと、他方を下降管２ｂと称する場合もある。
前記２本の環流浸漬管２・２は夫々、前記真空槽１の槽底から延びる環流管５と、当該環流管５に連結され、ＲＨ脱ガス精錬の際に前記取鍋２００内の溶鋼中に下端が浸漬される浸漬管６と、から構成されている。
【００１２】
本図に示す如く前記環流管５の下端、及び、前記浸漬管６の上端には、互いに対向する上フランジ５ａと下フランジ６ａが夫々環状に設けられている。つまり、当該環流管５の下端には上フランジ５ａが、当該浸漬管６の上端には下フランジ６ａが、夫々形成されている。当該上フランジ５ａ及び下フランジ６ａには図略の水冷構造が形成されている。
上フランジ５ａと下フランジ６ａには夫々、互いに対応する図略のボルト孔が円周状に複数並べて設けられており、前記の環流管５と浸漬管６は、これら上フランジ５ａと下フランジ６ａを介してボルト締結により連結可能に構成されている。ただし、締結手段はこれに限らない。
上フランジ５ａと下フランジ６ａとの間には、前記の環流管５と浸漬管６とを密に連結するための適宜のパッキン（本実施形態では合成ゴム製）が介装されている。
【００１３】
前記の環流浸漬管２・２の壁も、前記真空槽１と同様に、ＭｇＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｇＯ―Ｃ等を主成分とする耐火物と、当該環流浸漬管２・２を密閉状態とするために耐火物に覆設される鉄皮と、から構成されている。
また本図に示すように前記真空下部槽４の周壁内面と前記環流管５の周壁内面は、互いに接するように構成されている。これにより、澱みの少ない溶鋼流れが実現されている。
また前記の環流管５と浸漬管６の連結部分近傍（両フランジ５ａ・６ａ近傍）には、図略のガス供給孔が穿孔されている（図３も併せて参照）。つまり、Ａｒガスなどの不活性ガスを前記環流浸漬管２・２に適宜の流量で供給可能に構成されているのである。
【００１４】
次に、図１を参照しつつ、本実施形態における前記の真空槽１や環流浸漬管２・２の寸法に関して説明する。
【００１５】
本実施形態において前記真空槽１の前記耐火物厚みＡは、槽底において３００ｍｍ以上５００ｍｍ以下に設定されている。
同様に本実施形態において前記真空槽１の前記鉄皮厚みＢは、槽底において２５ｍｍ以上に設定されている。なお、当該鉄皮厚みＢの上限は、１００ｍｍとする。
【００１６】
また、本実施形態において前記環流管５の長さＣは、２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下に設定されている。なお当該環流管５の長さＣとは、本図に示す如く環流管５の下端に設けられる上フランジ５ａの下端から、前記真空槽１の槽底における鉄皮に至るまでの鉛直方向距離のことである。
【００１７】
また、本実施形態において前記浸漬管６の長さＤは、５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下に設定されている。なお当該浸漬管６の長さＤとは、本図に示す如く浸漬管６の上端に設けられる下フランジ６ａの上端から、当該浸漬管６の下端に至るまでの鉛直方向距離のことである。
【００１８】
また、本実施形態において前記の上フランジ５ａ及び下フランジ６ａのフランジ厚みＷは何れも、４０ｍｍ以上に設定されている。この範囲を満足する限りにおいては、上フランジ５ａと下フランジ６ａとは異なるフランジ厚みＷであってもよい。
【００１９】
前記環流浸漬管２・２の内径Ｅと、前記真空槽１の内径Ｆは、適宜に決定される。
【００２０】
次に、上記実施形態における作動を説明する。図２・３は図１に類似する図であって、本発明の一実施形態に係るＲＨ脱ガス精錬装置の一動作状態を示す図である。ここでは、当該ＲＨ脱ガス精錬装置１００の作動のみならず、その前工程である出鋼工程や取鍋精錬工程も併せて説明する。
【００２１】
〔出鋼工程〕
最初に、転炉内において脱炭・脱燐された溶鋼を取鍋２００に出鋼する。その際、溶鋼と共に多少の転炉のスラグも当該取鍋２００に流出する。
【００２２】
〔取鍋精錬工程〕
次に、当該取鍋２００内の溶鋼に、脱硫及び介在物制御のためのスラグ（精錬剤）を添加する（造滓）。当該スラグの主な成分は、焼石灰（ＣａＯ）や軽焼ドロマイト（ＭｇＯ）などである。これにより、取鍋２００内のスラグの厚み（スラグ厚みＨ：図２）は約２５０ｍｍとなる。
そして、攪拌ランスを溶鋼に浸漬し、例えばＡｒガスなどの不活性ガスを溶鋼に吹き込むことによって溶鋼を脱硫攪拌する。なお、極低硫鋼（例えば、溶存硫黄濃度が２０ｐｐｍ以下）を製造する場合には、当該取鍋精錬工程における脱硫攪拌の動力（攪拌動力）は極めて高く設定される。
そして、取鍋２００内の溶鋼の成分値が目標値に達したら、取鍋２００をＲＨ脱ガス精錬装置１００へ搬出する（図２参照）。
【００２３】
〔ＲＨ脱ガス精錬工程（ＲＨ脱ガス精錬装置の作動）〕
本実施形態におけるＲＨ脱ガス精錬方法は、取鍋２００内の溶鋼に浮設（浮遊状態に設けること）されているスラグのスラグ厚みＨが１００ｍｍ以上である場合を対象としている。本実施形態において当該スラグ厚みＨは、上述の如く約２５０ｍｍとされている。なお、当該スラグ厚みＨの上限は４００ｍｍとする。
【００２４】
まず図２に示すように、前記ＲＨ脱ガス精錬装置１００が備える前記２本の浸漬管６（前記環流浸漬管２・２）の下端を、取鍋２００内の溶鋼に所定の浸漬深さＩだけ浸漬させる。なお当該浸漬深さＩとは、スラグと溶鋼との境界面（つまり、溶鋼湯面）から前記浸漬管６の下端に至るまでの鉛直方向距離のことである。なお、前記取鍋２００は、図略の取鍋昇降装置により昇降可能に構成されている。
【００２５】
このとき本実施形態において、前記スラグから、前記浸漬管６に設けられる前記下フランジ６ａ（フランジ）の下端に至るまでの鉛直方向距離Ｌを１００ｍｍ以上確保するようにする。
【００２６】
また、当該スラグ（の上端）から、前記真空槽１の槽底の前記鉄皮（の下端）に至るまでの鉛直方向距離Ｍを５００ｍｍ以上確保するようにする。
【００２７】
また、当該スラグ（の上端）から、前記浸漬管６の下端に至るまでの鉛直方向距離Ｎを３００ｍｍ以上確保するようにする。なお、この鉛直方向距離Ｎは、前述した浸漬深さＩに他ならない。
【００２８】
次に、前述の真空排気装置を用いて前記真空槽１の内部気圧Ｐ（以下、真空度Ｐとも称する場合がある。）を低下させる。これにより、大気圧との気圧差によって、前記取鍋２００内の溶鋼が所定の溶鋼吸引上昇幅Ｑだけ上方に前記真空槽１に吸い上げられる。
【００２９】
このとき本実施形態において、前記真空槽１における溶鋼の流路断面積Ｓを、前記２本の環流浸漬管２・２のうち少なくとも何れか一方における溶鋼の流路断面積Ｔ以上は確保するようにする。
なお、前記真空槽１における溶鋼の前記流路断面（流路断面積Ｓ）は、図２におけるIII−III断面図に示すように、前記環流浸漬管２・２の一方を介して上昇した溶鋼が、他方を介して下降する前に通過する、真空槽１内の流路の断面のことである。
念のため、前記環流浸漬管２・２における溶鋼の前記流路断面（流路断面積Ｔ）を、図１におけるII−II断面図（横断面図）に示しておく。
そして、前記真空槽１における溶鋼の流路断面積Ｓを、「前記２本の環流浸漬管２・２のうち少なくとも何れか一方における溶鋼の流路断面積Ｔ以上は確保するようにする」とは、換言すれば、「前記２本の環流浸漬管２・２の夫々における流路断面積Ｔ・Ｔのうち、少なくとも小さい方以上は確保するようにする」ということである。
【００３０】
次に、図３に示すように前述のガス供給孔を介して、上昇管２ａ（前記環流浸漬管２・２の何れか一方）にＡｒガスなどの不活性ガスを供給する。
すると、ガスリフトポンプの原理（溶鋼環流手段）によって、当該上昇管２ａ（前記環流浸漬管２・２の一方）と、前記真空槽１と、下降管２ｂ（前記環流浸漬管２・２の他方）と、に順に前記溶鋼が環流し始める（図３太線矢印）。また、環流する溶鋼が当該下降管２ｂを流れる際に生じる溶鋼流れにより押し出されるように、前記取鍋２００内の他の溶鋼が上昇管２ａを介して前記真空槽１に吸い上げられる。
これによって、前記取鍋２００内の溶鋼が順次、前記真空槽１に導かれ、真空状態に曝されることにより脱ガス処理（脱ガス反応）が行われるようになっている。なお、このとき脱気されるのは、溶鋼中に溶存している不純物元素（例えば、ＣやＮ、Ｈ、Ｏ）である。
【００３１】
通常、上記脱ガス処理の際に同時に適宜の成分調整も行う。具体的には脱ガス処理中に、前記真空槽１の側壁に設けられた適宜の投入口（不図示）よりＦｅＣｒやＦｅＭｎ、ＦｅＳｉ、ＦｅＮｂなどの合金鉄などを添加する。
【００３２】
上記脱ガス処理中は、溶鋼の成分が目標値に到達したかを確認するために適時、前記取鍋２００から溶鋼試料を採集する。なお、当該溶鋼試料の溶存水素濃度の分析時間は約４０秒と、また、その他の成分（例えば、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｎ）に関しては約２〜３分とされる。
【００３３】
そして、溶鋼の成分が目標値に到達したこと（ＲＨ脱ガス精錬が完了したこと）が確認できたら、前記真空槽１の内部気圧Ｐを大気圧に至るまで徐々に上昇させる。
【００３４】
最後に、前記取鍋２００を約２ｍだけ下降させて当該取鍋２００を前記ＲＨ脱ガス精錬装置１００から取り外し、当該取鍋２００を連続鋳造設備へ搬出する。
【００３５】
次に、本発明の技術的効果を確認するための試験に関して説明する。表１は、本発明が適用された試験（実施例）と適用されていない試験（比較例）における試験条件と試験結果を夫々示すものである。
【００３６】
【表１】
2007154279.tif 000003
【００３７】
まず、比較例１０〜１６を説明し、次いで、実施例１〜３を説明する。
【００３８】
〔比較例１０〕
本比較例では、目標成分値に至るまでに要したＲＨ脱ガス精錬の処理時間が、目安とする２５分を上回ってしまい、具体的には５５分だった。換言すれば、ＲＨ脱ガス精錬の精錬効率が悪かったために、溶鋼中の不純物元素の十分な脱気や添加合金元素の均一な溶解に多くの時間を要した。これは、下記の理由によるものだと考えられる。
【００３９】
すなわち本比較例においては前記スラグから、前記浸漬管６に設けられている前記下フランジ６ａの下端に至るまでの鉛直方向距離Ｌが、十分には確保されていなかった（図２参照）。
これにより、前記取鍋２００内の溶鋼熱及びスラグ熱（以下、単に溶鋼熱と称する場合もある。）により当該下フランジ６ａが昇温・熱変形した。それに伴い、前記の下フランジ６ａと上フランジ５ａとの間に介装される合成ゴム製のパッキンが劣化（熱変形や硬化など、以下同じ）した。
その結果、上フランジ５ａと下フランジ６ａとの間から大気が混入して、前記真空槽１の真空度Ｐが処理の途中より悪化（上昇）し、設定値である１Ｔｏｒｒ（処理開始５分後）から約５０Ｔｏｒｒとなった。これにより、前記溶鋼吸引上昇幅Ｑが低下し、真空槽１における溶鋼の流路断面積Ｓが減少した（なお、表１における溶鋼吸引上昇幅Ｑは計算値であって実測値ではない。）。
要するに、前記上昇管２ａから始まり前記下降管２ｂで終わる溶鋼の環流流量が低減したことで、脱ガス処理の効率（精錬効率）が低下し、これにより処理時間が増大したと考えられる。
【００４０】
また、上記鉛直方向距離Ｌと、前記真空槽１内の溶鋼の流路断面積Ｓと、を同時に確保したいという点から言えば、前記環流管の長さＣは短い方が好ましい。
一方、上フランジ５ａと下フランジ６ａとを連結する際のボルト締結作業の作業効率を考慮すれば、当該環流管の長さＣはある程度確保しておくことが好ましい。
【００４１】
〔比較例１１〕
本比較例でも、目標成分値に至るまでに要したＲＨ脱ガス精錬の処理時間が、目安とする２５分を上回ってしまい、具体的には４５分だった。これは、下記の理由によるものだと考えられる。
【００４２】
即ち、前記真空槽１における溶鋼の流路断面積Ｓが十分には確保されていなかった（図１・２参照）。具体的には、前記２本の環流浸漬管２・２の双方における溶鋼の流路断面積Ｔ未満の面積しか確保されていなかった。つまり、環流浸漬管２・２の一方における溶鋼の流路断面積Ｔと、他方における流路断面積Ｔと、上記流路断面積Ｓとを比較した場合、当該流路断面積Ｓが最も小さかった。
これにより、前記上昇管２ａから始まり前記下降管２ｂで終わる溶鋼の環流が当該真空槽１内で滞ってしまい、環流流量が低減したことで、脱ガス処理の効率（精錬効率）が低下し、処理時間が増大した。つまり、当該真空槽１内の溶鋼流れが障害となっていたのである。
なお、当該流路断面積Ｓは、ガスリフトポンプの原理によりその静止状態（図２参照）よりも若干拡大されるが（図３参照）、その拡大面積分は一様ではない。そこで、余裕を持たせる意味で、静止状態（図２の状態）における面積を前記流路断面積Ｔとの比較対象とした。
ところで、本比較例において流路断面積Ｓが確保し難いのは、前記環流管の長さＣが過大（６００ｍｍ）となっていたからである。
【００４３】
〔比較例１２〕
本比較例では、真空下部槽４の寿命が、目安とする４００回を下回ってしまい、具体的には２９０回だった。これは、前記真空槽１の槽底における耐火物厚みＡが十分には確保されておらず、溶損による寿命が短くなっていたからである。このように真空下部槽４の交換頻度が増加すると、耐火物などのランニングコストがかさむ原因となったり、生産性が落ちたりすることになる。従って、前記真空槽１の槽底における耐火物厚みＡはより厚い方が好ましい。
一方で、当該耐火物厚みＡが厚くなればなるほど、真空槽１内の溶鋼高さＲ（図２参照：所謂浴深）が確保し難くなる。つまり、前記真空槽１内の溶鋼の流路断面積Ｓが確保し難くなるので、一概には言えない。
【００４４】
また本比較例では、前述の真空排気装置の内部（例えばガスクーラーなどの冷却器）に対するスラグの付着が散見された。これは、下記の理由によるものだと考えられる。
【００４５】
即ち、前記浸漬管６の浸漬深さＩ（図２参照）が十分には確保されていなかったため、前記真空度Ｐの変動などに起因して前記取鍋２００内の溶鋼湯面が変動したときに、前記上昇管２ａがスラグを吸い上げてしまったからだと考えられる。
スラグは、比重が軽いので、そのまま前記真空上部槽３の上部に設けられている排気流路を通じて前記真空排気装置の内部に到達してしまったものと考えられる。
なお、当該真空排気装置にスラグが付着すると、前記真空槽１の真空度Ｐを良好に維持できなくなるので、付着した当該スラグを取り除く必要がある。このとき、ＲＨ脱ガス精錬を完全に停止させるので、その作業効率は低下する。
【００４６】
〔比較例１３〕
本比較例では、目標成分値に至るまでに要したＲＨ脱ガス精錬の処理時間が、目安とする２５分を上回ってしまい、具体的には５５分だった。これは、前記スラグから、前記真空槽１の槽底の前記鉄皮に至るまでの鉛直方向距離Ｍが十分には確保されていなかったためだと考えられる（図２参照）。これにより、冷却されていない前記鉄皮に、溶鋼熱による変形・亀裂（穴あきを含む。）が生じ、その結果、前記真空槽１内に大気が混入し真空度Ｐが悪化した（約２０Ｔｏｒｒ）と考えられる。当該大気の混入が脱ガス処理の効率（精錬効率）を低下させるのは前述した通りである（比較例１０参照）。
なお、脱ガス処理の処理時間が３０分を超えると、後工程である連続鋳造設備の稼動を調節する必要が生じるとされる。
【００４７】
また本比較例では、前記浸漬管６の単価が過大となる（実施例１の１．２倍）。これは、当該浸漬管６の長さＤを比較的長くしたため、浸漬管６の壁を構成する耐火物にかかる費用が増大するからである。
また本比較例では、当該長さＤを比較的長く確保したため、前記取鍋２００を前記ＲＨ脱ガス精錬装置１００に取り付ける際に要する当該取鍋２００の昇降ストロークも大きく（約２００ｍｍ延長）確保しなければならなかった。
従って、前記浸漬管６の長さＤは短い方が好ましいといえる。
一方で、前記取鍋２００内の溶鋼に浮設されるスラグのスラグ厚みＨを考慮すれば、一概には言い難い。つまり、浸漬管６は、短すぎると、厚みＨを有するスラグを貫通して溶鋼に到達することが難しくなってしまう。しかも、前記の鉛直方向距離Ｌ及び鉛直方向距離Ｎとを同時に確保する必要性を考慮すると、当該浸漬管６の長さＤはある程度は確保しておくことが必要だといえる。
【００４８】
〔比較例１４〕
本比較例でも、目標成分値に至るまでに要したＲＨ脱ガス精錬の処理時間が、目安とする２５分を上回ってしまい、具体的には５５分だった。これは、前記真空槽１の前記鉄皮厚みＢが十分には確保されていなかったためだと考えられる。つまり、当該鉄皮厚みＢが十分に確保されていなかったために、溶鋼熱により前記鉄皮に変形・亀裂が生じ、その結果、前記真空槽１内に大気が混入し真空度Ｐが悪化した（約１００Ｔｏｒｒ）と考えられる。当該大気の混入が脱ガス処理の効率（精錬効率）を低下させるのは前述した通りである（比較例１０参照）。
【００４９】
〔比較例１５〕
本比較例でも、目標成分値に至るまでに要したＲＨ脱ガス精錬の処理時間が、目安とする２５分を上回ってしまい、具体的には５５分だった。これは、前記フランジ厚みＷが十分には確保されていなかったためだと考えられる。つまり、当該フランジ厚みＷが十分に確保されていなかったために、上記比較例１４における上記鉄皮と同様、溶鋼熱により前記フランジ（上フランジ５ａ及び下フランジ６ａ）に変形・亀裂が生じ、その結果、前記真空槽１内に大気が混入し真空度Ｐが悪化した（約１００Ｔｏｒｒ）と考えられる。当該大気の混入が脱ガス処理の効率（精錬効率）を低下させるのは前述した通りである（比較例１０参照）。
【００５０】
〔比較例１６〕
本比較例でも、目標成分値に至るまでに要したＲＨ脱ガス精錬の処理時間が、目安とする２５分を上回ってしまい、具体的には７５分だった。これも、上記比較例１５と同様、前記フランジ厚みＷが十分には確保されていなかったためだと考えられる。
また本比較例では、上記比較例１５の場合よりも更に処理時間が増大した。これは、前記フランジ厚みＷが十分確保されていなかったことに加え、前記スラグから、前記真空槽１の槽底の前記鉄皮に至るまでの鉛直方向距離Ｍも十分確保されていなかったためだと考えられる（当該因果関係に関しては比較例１３参照）。
【００５１】
〔実施例１〕
一方、本実施例では、目標成分値に至るまでに要した処理時間を、目安とする２５分以内に収めることができた。換言すれば、ＲＨ脱ガス精錬の効率（精錬効率）を向上できた。これは、下記の複合的理由によるものである。
・第１に、前記真空槽１における溶鋼の流路断面積Ｓを、前記２本の環流浸漬管２・２のうち少なくとも何れか一方における溶鋼の流路断面積Ｔ以上確保したからである。これにより、前記環流浸漬管２・２の内径Ｅに見合う溶鋼の環流流量が問題なく確保されたのである。
・第２に、前記スラグから、前記浸漬管６に設けられる前記下フランジ６ａの下端に至るまでの鉛直方向距離Ｌを十分確保したからである。これにより、前記取鍋２００内の溶鋼熱による当該下フランジ６ａの昇温及び熱変形を抑制できた。加えて、前記環流管５と前記浸漬管６とを密に連結するための、上記２枚のフランジ（上フランジ５ａ・下フランジ６ａ）間に介装される合成ゴムからなるパッキンの劣化が抑制されたので、前記真空槽１の真空状態を問題なく維持できたのである。前記真空槽１の真空状態と、溶鋼の環流流量との関連性は上述した通りである。
なお、当該鉛直方向距離Ｌは、当該実施例１と前述の比較例１０とを比較考慮すると、少なくとも１００ｍｍ以上確保すれば十分だと考えられる。
・第３に、前記スラグから、前記真空槽１の槽底の前記鉄皮に至るまでの鉛直方向距離Ｍを十分確保したからである。これにより、前記取鍋２００内の溶鋼熱による当該鉄皮の変形や亀裂が抑制されたので、前記真空槽１の真空状態を問題なく維持できたのである。
なお、当該鉛直方向距離Ｍは、当該実施例１と前述の比較例１３及び１６とを比較考慮すると、少なくとも５００ｍｍ以上確保すれば十分だと考えられる。
・第４に、前記スラグから、前記浸漬管６の下端に至るまでの鉛直方向距離Ｎ、即ち前記浸漬管６の浸漬深さＩを十分確保したからである。これにより、当該スラグが前記真空槽１に吸い上げられてしまうのが確実に防止されたので、前記の真空排気装置に対するスラグの付着がなかったから、ＲＨ脱ガス精錬を問題なく継続操業できたのである。
なお、当該鉛直方向距離Ｎは、当該実施例１と前述の比較例１２とを比較考慮すると、少なくとも３００ｍｍ以上確保すれば十分だと考えられる。
そして、以上の如く環流流量が十分に確保された結果、（ａ）溶鋼の温度を均一に維持でき、（ｂ）溶鋼中から不純物元素を短時間で脱気させることができ、（ｃ）添加された合金元素を溶鋼中に短時間で均一に溶解できた。端的に言えば、ＲＨ脱ガス精錬の効率（精錬効率）が向上したのである。
【００５２】
〔実施例２・３〕
また本実施例の如く、真空度Ｐの設定値を３０Ｔｏｒｒや５０Ｔｏｒｒとしても、上記実施例１の項目に掲げた４項目の要件さえ満足していれば、問題なくＲＨ脱ガス精錬の効率（精錬効率）を向上できることが判った。
【００５３】
以上説明したように上記実施形態においては、以下のような方法でＲＨ脱ガス精錬が行われている。
即ち、真空槽１の槽底に設けられた２本の環流浸漬管２・２の下端を取鍋２００内の溶鋼に浸漬させ、前記真空槽１の内部気圧Ｐを低下させることにより前記溶鋼を所定高さまで吸い上げる。そして、適宜の溶鋼環流手段（例えば、上記実施形態に示されるＡｒガスを用いたガスリフトポンプの原理）により、前記環流浸漬管２・２の一方（上昇管２ａ）と、前記真空槽１と、前記環流浸漬管２・２の他方（下降管２ｂ）と、に順に前記溶鋼を環流させることにより、当該溶鋼の脱ガス処理を行うようにする。
・前記取鍋２００内の溶鋼上に浮設されるスラグの厚みＨを１００ｍｍ以上とする。
・前記の真空槽１及び環流浸漬管２・２の壁は、鉄皮が覆設された耐火物からなるものとする。
・前記２本の環流浸漬管２・２の夫々は、前記真空槽１の槽底から延びる環流管５と、当該環流管５に連結され、前記取鍋２００内の溶鋼中に下端が浸漬される浸漬管６を備えるものとする。
・前記の環流管５と浸漬管６は、夫々に設けられるフランジ（上フランジ５ａ・下フランジ６ａ）を介して連結するものとする。
・前記真空槽１における溶鋼の流路断面積Ｓを、前記２本の環流浸漬管２・２のうち少なくとも何れか一方における溶鋼の流路断面積Ｔ以上の面積とする。
・前記スラグから、前記浸漬管６に設けられる前記フランジ（下フランジ６ａ）の下端に至るまでの鉛直方向距離Ｌを１００ｍｍ以上とする。
・前記スラグから、前記真空槽１の槽底の前記鉄皮に至るまでの鉛直方向距離Ｍを５００ｍｍ以上とする。
・前記スラグから、前記浸漬管６の下端に至るまでの鉛直方向距離Ｎを３００ｍｍ以上とする。
【００５４】
以上の如く前記真空槽１における溶鋼の流路断面積Ｓを規定することにより、前記環流浸漬管２・２の内径Ｅに見合う溶鋼の環流流量を問題なく確保できる。換言すれば、溶鋼の当該環流流量に対して、前記真空槽１における溶鋼流れが障害となることがない。
また、以上の如く前記スラグから、前記浸漬管６に設けられる前記フランジ（下フランジ６ａ）の下端に至るまでの鉛直方向距離Ｌを十分に確保することにより、溶鋼熱による当該フランジ（下フランジ６ａ）の昇温及び熱変形を抑制できる。例えば前記環流管５と前記浸漬管６とを密に連結するために、上記２枚のフランジ（上フランジ５ａ・下フランジ６ａ）間に合成ゴムなどからなるパッキンが介装されている場合は、当該パッキンの劣化が抑制されるので、前記真空槽１の真空状態を問題なく維持できる。つまり、溶鋼の環流流量を問題なく確保できる。なお、当該パッキンの有無に関わらず、少なくとも下フランジ６ａの熱変形が抑制されれば、当該抑制が前記真空槽１の真空状態の維持に寄与するといえる。
また、以上の如く前記スラグから、前記真空槽１の槽底の前記鉄皮に至るまでの鉛直方向距離Ｍを十分に確保することにより、溶鋼熱による当該鉄皮の熱変形や亀裂を抑制できる。これにより前記真空槽１の真空状態を問題なく維持できる。
また、以上の如く前記スラグから、前記浸漬管６の下端に至るまでの鉛直方向距離Ｎを十分に確保することにより、当該スラグが前記真空槽１に吸い上げられてしまうのを防止できる。これによれば、前記真空槽１に設けられる真空排気系（例えば、真空排気装置など）に対するスラグの付着が防止されるので、ＲＨ脱ガス精錬を問題なく継続操業できる。
そして、以上の如く環流流量が十分に確保される結果、（ａ）溶鋼の温度を均一に維持でき、（ｂ）溶鋼中から不純物元素を短時間で脱気させることができ、（ｃ）添加された合金元素を溶鋼中に短時間で均一に溶解できる。端的に言えば、ＲＨ脱ガス精錬の効率（精錬効率）を向上できるのである。
【００５５】
また以上説明したように上記実施形態においては、更に以下のような方法でＲＨ脱ガス精錬が行われることが好ましい。
・前記真空槽１の前記耐火物の厚みＡを槽底において３００ｍｍ以上５００ｍｍ以下とする。なお、当該耐火物厚みＡの範囲は、実施例１と実施例１２とを比較考慮して求めたものである。
・前記真空槽１の前記鉄皮の厚みＢを槽底において２５ｍｍ以上とする。なお、当該鉄皮厚みＢの範囲は、実施例３と比較例１４との対比に基づくものである。
・前記環流管５の長さＣを２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下とする。なお、当該長さＣの範囲は、実施例１と比較例１０・１１との対比に基づくものである。
・前記浸漬管６の長さＤを５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下とする。なお、当該長さＤの範囲は、実施例１と比較例１３との対比に基づくものである。
・前記の環流管５と浸漬管６の夫々に設けられる前記フランジ（上フランジ５ａ・下フランジ６ａ）の厚み（フランジ厚みＷ）を４０ｍｍ以上とする。なお、当該フランジ厚みＷの範囲は、実施例１と比較例１５・１６との対比に基づくものである。
【００５６】
これにより、上述したＲＨ脱ガス精錬方法に関する規定を、前記浸漬深さＩ及び前記真空槽１の内部気圧Ｐのみを調節するだけで、極めて容易に満足できる。
また、高効率のＲＨ脱ガス精錬を操業可能なＲＨ脱ガス精錬装置を提供できる。具体的には、以下の作用効果が奏される。
・以上の如く前記真空槽１の槽底における前記耐火物の厚みＡを規定することにより、前記真空槽１（真空下部槽４）の寿命と、前記真空槽１内の溶鋼の流路断面積Ｓと、を同時に確保できる。
・また以上の如く前記真空槽１の槽底における前記鉄皮の厚みＢを規定することにより、前記鉄皮の変形や亀裂が抑制されるので、前記真空槽１の真空状態を問題なく維持できる。また、これにより前記真空槽１への空気の混入が防止されるので、溶鋼の溶存窒素濃度が上昇することがない。
・また以上の如く前記環流管５の長さＣを規定することにより、前記スラグから、前記浸漬管６に設けられている前記下フランジ６ａの下端に至るまでの鉛直方向距離Ｌと、前記真空槽１内の溶鋼の流路断面積Ｓと、前記環流管５に設けられる上フランジ５ａと前記真空槽１との間の空間と、を同時に確保できる。例えば前記の上フランジ５ａと下フランジ６ａとがボルト締結により連結されている場合は、十分に確保された当該空間により当該ボルト締結を容易に行える。
・また以上の如く前記浸漬管６の長さＤを規定することにより、消耗品である前記浸漬管６の単価を抑えることができる。また、前記取鍋２００を前記ＲＨ脱ガス精錬装置１００に取り付ける際に要する当該取鍋２００の昇降ストロークが過大となることがない。また、前記浸漬管６を前記取鍋２００内に浸漬させた際に、当該浸漬管６を、前記スラグ（スラグ厚みＨ：１００〜４００ｍｍ）に貫通させ、溶鋼に確実に到達させることができる。また、前記スラグから、前記浸漬管６に設けられる前記フランジ（下フランジ６ａ）の下端に至るまでの鉛直方向距離Ｌと、同じく前記スラグから、前記浸漬管６の下端に至るまでの鉛直方向距離Ｎと、を同時に確保できる。
・また以上の如く前記のフランジ厚みＷを規定することにより、前記の上フランジ５ａ及び下フランジ６ａの変形や亀裂が抑制されるので、前記真空槽１の真空状態を問題なく維持できる。また、これにより前記真空槽１への空気の混入が防止されるので、溶鋼の溶存窒素濃度が上昇することがない。
・そして、単に前記真空槽１の内部気圧Ｐと前記浸漬管６の溶鋼に対する浸漬深さＩを調節するだけで、溶鋼の環流流量が十分に確保される結果、（ａ）溶鋼の温度を均一に維持でき、（ｂ）溶鋼中から不純物元素を短時間で脱気させることができ、（ｃ）添加された合金元素を溶鋼中に短時間で均一に溶解できる。端的に言えば、ＲＨ脱ガス精錬の効率（精錬効率）を向上できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係るＲＨ脱ガス精錬装置の断面図。
【図２】図１に類似する図であって、本発明の一実施形態に係るＲＨ脱ガス精錬装置の一動作状態を示す図。
【図３】図１に類似する図であって、本発明の一実施形態に係るＲＨ脱ガス精錬装置の一動作状態を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１    真空槽
２    環流浸漬管
５    環流管
５ａ  上フランジ
６    浸漬管
６ａ  下フランジ
Ａ    真空槽の槽底における耐火物厚み
Ｂ    真空槽の槽底における鉄皮厚み
Ｃ    環流管の長さ
Ｄ    浸漬管の長さ
Ｌ、Ｍ、Ｎ  スラグを基準とする鉛直方向距離
Ｗ    フランジ厚み
１００  ＲＨ脱ガス精錬装置
【図１】
2007154279.tif 000004
【図２】
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【図３】
2007154279.tif 000006