(57)【要約】      （修正有）【課題】ＲＨ真空脱ガス装置を用いた溶鋼の脱硫方法を提供する。【解決手段】ＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内の溶鋼に、該ＲＨ真空脱ガス装置に付設された投射ランスから脱硫フラックスを投射して、溶鋼の脱硫を行うにあたり、前記ＲＨ真空脱ガス装置に付設された真空排気装置のコンデンサーの冷却水を分析し、好ましくはｐＨ値を測定し、この値をフィードバックして、脱硫フラックスの投射量を調整する。得られたコンデンサー冷却水の分析値に基づき、予め求めた、コンデンサー冷却水の分析値とコンデンサー冷却水中に溶解した脱硫フラックス量との関係から、さらに追加すべき脱硫フラックスの投射量を算出して、脱硫フラックスの投射量を調整することが好ましい。これにより、溶鋼中Ｓ量の的中率が向上し、溶鋼のＳ量ばらつきが低減して、溶鋼歩留りが顕著に向上する。【選択図】図２
2012172229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内の溶鋼に、該ＲＨ真空脱ガス装置に付設された投射ランスから脱硫フラックスを投射して溶鋼の脱硫を行うにあたり、前記ＲＨ真空脱ガス装置に付設された真空排気装置のコンデンサーの冷却水を分析し、得られた該コンデンサーの冷却水の分析値をフィードバックして、前記脱硫フラックスの投射量の調整を行うことを特徴とするＲＨ真空脱ガス装置を用いた溶鋼の脱硫方法。
【請求項２】
前記脱硫フラックスの投射量の調整は、前記得られたコンデンサー冷却水の分析値に基づき、予め求めた、コンデンサー冷却水の分析値とコンデンサー冷却水中に溶解した脱硫フラックス量との関係から、さらに追加すべき脱硫フラックスの投射量を算出して行うことを特徴とする請求項１に記載の溶鋼の脱硫方法。
【請求項３】
前記コンデンサー冷却水の分析値が、該コンデンサー冷却水のｐＨ値であることを特徴とする請求項１または２に記載の溶鋼の脱硫方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＨ真空脱ガス装置を用いた溶鋼の脱硫方法に係り、とくに脱硫後の溶鋼中Ｓ量のばらつきを抑制する、脱硫フラックスの投射量の適正化に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鋼中のＳ（硫黄）は、非金属介在物を形成し、製品欠陥発生の原因となるため、従来から、各種鋼材で、できるだけ低減することが要望され、種々の脱硫方法が提案されている。例えば、ＲＨ真空槽を用いて、溶鋼精錬を行うに際し、フラックスを槽内に自由落下で添加する方法が知られている。しかし、この方法では、フラックスが溶鋼中に捕捉される割合が少なく、添加したフラックスが有効に反応に寄与せず、フラックス歩留りが低くなりすぎるという問題があった。
【０００３】
このような問題に対し、例えば、特許文献１には、上吹きランスを備えるＲＨ真空脱ガス装置を用いて取鍋内の溶鋼を脱硫する方法が提案されている。特許文献１に記載された技術では、真空槽内で環流する溶鋼の表面に対し鉛直に、上吹きランスから、流速10 ｍ／ｓ以上のキャリアガスにより、CaOを主成分としてCaF２および／またはAl２O３を５〜40重量％含むフラックスを吹き付け、溶鋼の脱硫を行うとしている。
【０００４】
また、特許文献２には、ＲＨ真空脱ガス装置にとくに限定はしていないが、減圧下で脱硫剤を溶鋼表面に吹き付ける溶鋼の高速脱硫方法が提案されている。特許文献２に記載された技術では、使用する脱硫剤をCa/CaOが0.02〜0.41の範囲になるように配合されたものを使用するとしている。このような脱硫剤を使用することにより、CaとCaOとの組合せで、脱硫効率が相乗的に向上するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平05−171253号公報
【特許文献２】特開2000−297318号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２に記載された技術を用いても、得られる溶鋼中のＳ量を、目標の溶鋼中Ｓ量に的中させることは、なかなか容易ではなく、目標外れが頻度高く発生し、脱硫後の溶鋼Ｓ量が大きくばらつくという問題があった。
本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、脱硫処理後の溶鋼中Ｓ量のばらつきが少なく、安定した溶鋼の脱硫が可能なように、ＲＨ真空脱ガス装置を用いた溶鋼の脱硫方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記した目的を達成するために、ＲＨ真空脱ガス装置を用いた溶鋼の脱硫を行うに際して、脱硫処理後の溶鋼中Ｓ量のばらつきに影響する各種要因について、鋭意研究した。その結果、まず、ＲＨ真空脱ガス装置で脱硫フラックスの投射により溶鋼の脱硫を行うに際し、1回ごとに、投射したフラックスの歩留が大きく変動しているであろうことに、思い当たった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、投射した脱硫フラックスの歩留変動をフィードバックし、投射フラックス量を調整すれば、脱硫処理後の溶鋼中Ｓ量のばらつきが減少するであろうと考えた。そして、更なる研究の結果、投射した脱硫フラックスの歩留変動は、真空排気手段（ブースタ、エジェクター）に付属するコンデンサーの冷却水を、常時、分析することにより、検知できることを知見した。そして、コンデンサー冷却水の分析項目としては、ｐＨ、沈殿物量があるが、連続的に分析できるｐＨが好ましいとの知見を得た。
【０００９】
つぎに、本発明者らが行った、本発明の基礎となった実験について説明する。
実験は、図１に模式的に示す形態のＲＨ真空脱ガス装置を用いて行った。ＲＨ真空脱ガス装置の投射ランスから、キャリアガスとともに脱硫フラックス（CaOとAl２O３のプリメルト品）を添加速度：100kg／minで７分間、溶鋼に投射した。なお、真空度は５torrとした。脱硫フラックス投射前と、投射中（投射開始から３分）、投射終了後に、それぞれ、コンデンサー冷却水サンプリング装置を介してコンデンサー冷却水を採取し、該採取したコンデンサー冷却水のｐＨをそれぞれ測定した。
【００１０】
その結果を、図２に示す。図２から、脱硫フラックスの投射に伴い、コンデンサー冷却水のｐＨが上昇し、投射の終了により、コンデンサー冷却水のｐＨが投射前のレベルに戻る傾向を示すことがわかる。すなわち、コンデンサー冷却水のｐＨが、真空排気系に吸い込まれ脱硫フラックス量に比例することを見出した。そして、コンデンサー冷却水のｐＨを連続して監視すれば、投射した脱硫フラックスのうち、排気系に流れコンデンサー冷却水に溶け込む量を連続的に推定することが可能となることに想到した。コンデンサー冷却水に溶け込む脱硫フラックス量、すなわち、溶鋼脱硫に寄与しなかった脱硫フラックス量に応じて、その後に投射する脱硫フラックス量を調整することにより、溶鋼脱硫に寄与する脱硫フラックス量を適正に調整でき、溶鋼中Ｓ量をばらつき少なく調整できることを知見した。
【００１１】
本発明は、かかる知見に基いて、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨はつぎのとおりである。
（１）ＲＨ真空脱ガス装置の真空槽内の溶鋼に、該ＲＨ真空脱ガス装置に付設された投射ランスから脱硫フラックスを投射して、溶鋼の脱硫を行うにあたり、前記ＲＨ真空脱ガス装置に付設された真空排気装置のコンデンサーの冷却水を分析し、得られた該コンデンサーの冷却水の分析値をフィードバックして、前記脱硫フラックスの投射量の調整を行うことを特徴とするＲＨ真空脱ガス装置を用いた溶鋼の脱硫方法。
（２）（１）において、前記脱硫フラックスの投射量の調整は、前記得られたコンデンサー冷却水の分析値に基づき、予め求めた、コンデンサー冷却水の分析値とコンデンサー冷却水中に溶解した脱硫フラックス量との関係から、さらに追加すべき脱硫フラックスの投射量を算出して行うことを特徴とする溶鋼の脱硫方法。
（３）（１）または（２）において、前記コンデンサー冷却水の分析値が、該コンデンサー冷却水のｐＨ値であることを特徴とする溶鋼の脱硫方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、脱硫フラックスの投射量が適正に調整でき、溶鋼中Ｓ量の的中率が向上し、溶鋼中のＳ量ばらつきが低減して、目標Ｓ量の範囲から外れる比率が顕著に減少し、産業上格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＲＨ真空脱ガス装置において、本発明を実施するための好適な形態を模式的に示す説明図である。
【図２】ＲＨ真空脱ガス装置における脱硫フラックス投射によるコンデンサー冷却水ｐＨ値の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、ＲＨ真空脱ガス装置を用いた溶鋼の脱硫方法である。
転炉等で溶製され、取鍋に収容された溶鋼を、ＲＨ真空脱ガス装置でさらに精錬を行う。ＲＨ真空脱ガス装置では、通常、窒素や水素等のガス成分の脱ガス、脱硫、合金成分の調整、溶鋼温度の調整等の精錬を行う。
ＲＨ真空脱ガス装置を用いた溶鋼の脱硫では、通常、真空槽を減圧下（真空中）に保持し、取鍋と真空槽との間で溶鋼を環流させながら、真空槽に設けられた投射ランスから、溶鋼に、所定の添加速度で脱硫フラックスを投射して脱硫処理を行う。その際、所定の真空度に保持するために、真空槽には、水冷ダクトを介し、ガスクーラー、集塵器等を設け、さらにブースター、コンデンサーを配し、さらに多段のエジェクターを配設した真空排気装置が接続されている。
【００１５】
投射ランスから溶鋼に向けて投射された脱硫フラックスの大部分は、溶鋼に捕捉され、溶鋼の脱硫に寄与する。しかし、一部は、ブースター、エジェクター等の真空排気装置により吸引されて、真空排気系に流れる。真空排気系に流れた脱硫フラックスは、溶鋼の脱硫に寄与しないため、溶鋼の脱硫に寄与する脱硫フラックス量が減少することになる。そのため、目標とする溶鋼中Ｓ量を達成できない場合が生じ、溶鋼中Ｓ量がばらつくことになる。
【００１６】
このような溶鋼中Ｓ量のばらつきを少なくするために、本発明では、ＲＨ真空脱ガス装置に付設された真空排気装置のコンデンサー冷却水を分析する。コンデンサー冷却水の分析は、脱硫フラックス投射時に、連続或いは、所定の時間間隔で行う。分析する項目としては、コンデンサー冷却水のｐＨ値、あるいはコンデンサー冷却水に含まれる沈殿物とすることが好ましい。なかでも、連続的に測定できるｐＨ値を用いることがより好ましい。冷却水のｐＨ値は、通常公知のｐＨメータを使用して連続的に測定できる。コンデンサー冷却水に含まれる沈殿物は、冷却水をフィルターを介して、捕捉された量を測定することにより求めることが好ましい。
【００１７】
脱硫フラックスはCaOを含むため、排気系に流れた脱硫フラックスは、コンデンサーの冷却水と反応してCa(OH)２を形成し、それが水に溶解し、電離して［OH］−を形成し、コンデンサー冷却水のｐＨを上昇させる。反応は次のとおりである。
CaO＋H2O  →Ca(OH)2
Ca(OH) 2    →［Ca］2+＋2［OH］−
コンデンサーの冷却水と反応したCaO量が多ければ多いほど、コンデンサー冷却水のｐＨ値の上昇量は高くなる。すなわち、コンデンサー冷却水のｐＨ値は、水に溶解したCaO量、すなわち排気系に流れた脱硫フラックス量に比例することになる。なお、冷却水の分析結果は、モニター等を用いて連続監視する必要がある。
【００１８】
なお、排気系に流れた脱硫フラックス量に比例して、コンデンサー冷却水に含まれる沈殿物も多くなる。このため、コンデンサー冷却水のｐＨ値測定に代えて、コンデンサー冷却水に含まれる沈殿物を分析してもよい。
本発明では、予め、コンデンサー冷却水の分析値とコンデンサー冷却水中に溶解した脱硫フラックス量との関係を求めておく。予め、得られたこの関係を基準（検量線）として、測定されたコンデンサー冷却水の分析値から、溶鋼中に含まれずコンデンサー冷却水中に溶解した脱硫フラックス量を算出する。
【００１９】
そして、測定時間内における、溶鋼脱硫に寄与した脱硫フラックス量と投射した脱硫フラックスとの比、すなわち｛（投射した脱硫フラックス量）−（コンデンサー冷却水中に溶解した脱硫フラックス量）｝／（投射した脱硫フラックス量）を算出し、投射した脱硫フラックスの歩留りを推定する。そして、推定された脱硫フラックスの歩留りに応じて、測定した時刻以降に追加投射する脱硫フラックス量（追加投射量）を決定する。脱硫フラックスの歩留りが設定した歩留りより低くければ、投射する脱硫フラックス量を予め決めた投射量（単位時間当たり）に比べ増加し、脱硫フラックスの歩留りが設定した歩留りより高ければ、投射する脱硫フラックス量を所定の投射量（単位時間当たり）に比べ減少する。所定の投射量に比べて増加する投射量あるいは減少する投射量は、歩留りに応じて予め決定しておくことが好ましい。
【実施例】
【００２０】
ＲＨ脱ガス装置を用いて溶鋼（300ton）の脱硫を行った。真空槽を減圧下（５〜10torr）に保持し、取鍋と真空槽との間で溶鋼を環流させながら、真空槽に設けられた投射ランスから、脱硫フラックス（CaOとAl２O３のプリメルト品）を投射し、溶鋼の脱硫を行った。脱硫フラックスの投射量は溶鋼のＳ含有量と目標Ｓ量に応じて、予め決定した。なお、脱硫フラックスの投射速度は100kg/min一定とした。  
【００２１】
脱硫フラックスを投射前から投射終了までの間、コンデンサー冷却水のｐＨ値を連続して測定した。そして、その測定結果から、予め求めておいたコンデンサー冷却水の分析値とコンデンサー冷却水中に含まれる脱硫フラックス量との関係に基づき、コンデンサー冷却水中に含まれる脱硫フラックス量を算出し、投射した脱硫フラックスの歩留りを推定した。そして、推定された脱硫フラックスの歩留りに応じて、予め決定しておいた投射量に加えて、さらに投射する脱硫フラックス量を決定し、投射ランスから投射した。このような脱硫処理を施したのち、溶鋼のＳ分析を行い、目標Ｓ量との差異を算出した。各チャージ間のＳ量のバラツキΔＳも算出した。なお、脱硫フラックスの投射中にコンデンサー冷却水の分析を行わずに、脱硫フラックスを、予め決定しておいた投射量だけ、溶鋼に投射し、比較例とした。
【００２２】
得られた結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
2012172229.tif 000003
【００２４】
本発明例は、比較例に比べて、対象シャージ数に対する目標Ｓ量の範囲から外れるチャージ数の比率が０であり、溶鋼中Ｓ量の的中率が向上し、しかも、各チャージ間のＳ量のばらつき（ΔＳ）も小さく、溶鋼歩留りが顕著に向上した。これに対し、比較例では、対象チャージ数に対する目標Ｓ量の範囲から外れるチャージ数の比率が高く、溶鋼中Ｓ量の的中率が低下した。
【図１】
2012172229.tif 000004
【図２】
2012172229.tif 000005