(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を真空槽内に吸い上げて真空脱ガス処理を行うに当り、該真空槽内を設定圧力に維持するために排気する、その排気系における圧力を測定し、該測定圧力と前記設定圧力とを比較し、測定圧力が設定圧力をこえる場合はリークの発生による真空度異常と判定し、一方、測定圧力が設定圧力以下の場合は、さらに数チャージ毎に真空槽内の圧力を直接測定し、そして、該直接測定の圧力値が前記設定圧力値をこえた時点で排気系詰まりによる真空度異常と判定することを特徴とする真空脱ガス処理における真空度異常検知判定方法。
【請求項２】
真空脱ガス処理を経た溶鋼を素材として厚板を製造するに当り、請求項１に記載の方法によって真空度異常が検知された時点に、真空脱ガス処理を経た溶鋼については脱水素不良と判定し、該溶鋼から製造した厚板において脱水素処理を施すことを特徴とする厚板の内部品質改善方法。
【請求項３】
脱水素不良の判定は、真空度異常時期に真空脱ガス処理を経た全てのチャージにわたって下すことを特徴とする請求項２に記載の厚板の内部品質改善方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、溶融金属の真空脱ガス処理において、真空槽内の真空度を制御する際に、真空槽の真空度異常を検知し、その原因を判定する方法と、この方法を利用した厚板の内部品質改善方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶融金属の清浄化や成分調整等を目的として、真空脱ガス処理が行われている。例えば、溶鋼を真空脱ガス処理するには、ＲＨ式真空脱ガス法やＤＨ式真空脱ガス法のいずれかが適用されることが多い。この真空脱ガス処理は、図１に示すＲＨ式の場合、溶鋼１を収容した容器２の上方に配置される真空槽３の内部に、その下部に設けた２本の浸漬管３ａ及び３ｂを介して、溶鋼１を循環導入して該真空槽３内の真空雰囲気と接触させて、ガスや不純物元素を除去するものである。さらに、真空槽３には、排気ダクト４から連続する排気系５が接続され、真空槽３内を所定の真空度に維持するための排気が行われる。
【０００３】
また、図１において、符号６は酸素ガス吹込ランス、符号７は合金鉄シューター、符号８は圧力計、符号９は付着地金である。
なお、ＤＨ式真空脱ガス法では、１本の浸漬管によって溶鋼を引き上げるが、真空雰囲気に溶鋼を晒す基本は、ＲＨ式真空脱ガス法と同様である。
【０００４】
かかる真空脱ガス処理においては、真空槽３内を所定の真空度に維持することが必要不可欠であることから、該真空槽３内の真空度を監視して設定した真空度から逸脱しないように制御することが肝要である。そこで、真空槽３内の雰囲気の一部を、排気ダクト４に設けた圧力計８に導いて圧力を測定し、その測定結果に基いて、真空槽３内の真空度を管理していた。
【０００５】
また、特開平８−１７０１１６号公報には、真空槽に接続する、真空発生装置系と、これに続くダストセパレーター系及び合金添加系のそれぞれの系に真空度計を設置し、各真空度計による測定値を、真空脱ガス処理の操業パターンに応じて各々設定された真空度と比較して、その比較結果によって、真空度異常をまねく原因となったリーク箇所を特定することが開示されている。
【０００６】
しかしながら、いずれの場合も、真空槽３の排気ダクト４以降の排気系や、合金添加系（合金鉄シューター）など、真空槽３の外側において真空度の測定を行うことから、溶鋼と直接接触する真空槽内の真空度の変動を正確に検知するのが難しいという問題があった。
【０００７】
すなわち、真空槽の外側の排気系などにおいて測定した真空度の値は、その系内でのリークに起因した圧力変動の検知に有効であるが、例えば図１に示した排気系において、真空槽３との接続箇所である排気ダクト４の入側（真空槽側）に、真空槽３内の溶鋼が飛翔してそのまま凝固して付着物９となったような場合には、真空槽３内の真空度の正確な検知が不能になる。なぜなら、この付着物９が真空槽３から排気系へ導かれる排気の通過を阻害する結果、排気系における真空度があまり変動しないのに対して、真空槽内の真空度は急激に低下することになるからである。
従って、排気系における真空度と実際の真空槽内の真空度との間に差が生じる結果、真空槽内の真空度制御を正確に行うことができなくなるのである。
【０００８】
また、上述した従来技術では、各系毎に真空度計を設けることから、そのメンテナンス負荷が大きいことも問題である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、真空槽内の真空度を制御するに当り、該真空槽と排気系との間に代表される継ぎ目からのリークに起因した真空槽内真空度の変動は勿論、排気ダクトの入側の付着物による排気能力の低下に起因した真空槽内真空度の変動を正確に検知し、該真空度の変動がいずれに起因するかをも判定し得る方法について提案することを目的とする。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、前記の方法によって得られる真空槽内真空度の検知結果を製品、特に厚板における偏析の抑制に利用する方法を提案することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その要旨は以下のとおりである。すなわち、内部を真空に維持された真空槽内に、溶融金属を吸い上げて真空雰囲気と接触させて真空脱ガス処理を行うに当り、該真空槽内を予め設定した設定圧力に維持するための排気を行う、その排気系における圧力を連続して測定し、該測定圧力と前記設定圧力とを比較し、測定圧力が設定圧力をこえる場合はリークの発生による真空度異常と判定し、一方、測定圧力が設定圧力以下の場合は、さらに数チャージ毎に真空槽内の圧力を直接測定し、そして、該直接測定の圧力値が前記設定圧力値をこえた時点で排気系詰まりによる真空度異常と判定することを特徴とする真空脱ガス処理における真空度異常検知判定方法である。
【００１２】
また、本発明は、真空脱ガス処理を経た溶鋼を素材として厚板を製造するに当り、前記真空度異常検知判定方法によって真空度異常が検知された時点に、真空脱ガス処理を経た溶鋼については脱水素不良と判定し、該溶鋼から製造した厚板において脱水素処理を施すことを特徴とする厚板の内部品質改善方法である。
【００１３】
ここで、前記脱水素不良の判定は、真空度異常時期に真空脱ガス処理を経た全てのチャージにわたって下すことが、厚板の内部品質を改善するのに好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の真空脱ガス処理における真空度異常検知判定方法について、図２を参照して詳しく説明する。
まず、図１に示した真空脱ガス処理と同様、真空槽３内の雰囲気の一部を、排気ダクト４に設けた圧力計８に導く、圧力測定を定期的、例えばチャージ毎に行う。そして、この圧力計８での測定値（測定圧力）が、各操業毎に設定される真空槽内真空度（以下、単に「設定値」という）を超える場合は、真空槽内で真空度異常が発生したものと判断する。この場合は、真空槽３内および排気ダクト４の圧力が共に増加した訳であるから、排気ダクト４以降の排気系においてリークが発生したものと判定できる。
【００１５】
一方、圧力計８での測定圧力の値が設定値以下である場合は、真空槽３内での真空度が所定範囲に維持されていると仮定できるが、この場合には、数チャージ、好適には５〜１０チャージに１回、例えば図２に示すプローブ挿し込み口１０からガスサンプリングプローブ（図示せず）を介して槽内に真空度計を挿入し、真空槽４内からガスの圧力を直接測定する。そして、この直接測定によって得た測定圧力の値（以下、単に「測定値」という）が前記設定値をこえた場合は、圧力計８による測定値が設定値以下であり、排気系でのリークは発生していないから、真空槽と排気ダクトとの間に前記付着物９が発生したと判断できるため、排気系詰まりとの判定を下すことになる。
【００１６】
以上のように、真空度異常を検知し、その原因をも判定可能であるから、得られた情報に基いて、設備点検並びに補修を、容易かつ確実に実施することが可能である。
【００１７】
ところで、真空脱ガス処理において除去するガスや不純物元素は様々であるが、不可避に混入する水素についても、真空脱ガス処理によって除去している。この水素は、製鋼段階で十分に低減されていない場合は、製品、特に厚板製品において板厚中心付近での偏析をまねいて不良品となることから、所定範囲内に抑制する必要がある。従来は、溶鋼から採取したサンプルの分析によって、該サンプルの水素量が許容範囲であれば、そのチャージの溶鋼は全て圧延工程へと廻していた。
【００１８】
しかしながら、一般にサンプル分析というのは、図３に示すように、採取後の冷却条件によって大きく変化することからわかるように、同一チャージ内であっても操業条件の変化によって水素量が許容範囲を外れる場合がある。例えば、図４に示すように同一チャージの溶鋼から製造した各種の厚さの厚板について、サンプルによる水素分析値と製品における水素偏析に起因した不良の発生との間では、とくに強い相関があるとは限らない。そのため、サンプルによる水素分析に基づいて、水素偏析に起因した不良の発生を予測し防止することは困難であったのである。
【００１９】
ここに、発明者らが鋭意研究したところ、溶鋼中の水素量は、真空脱ガス処理における真空度と良く相関しており、真空度が設定値から外れない限り水素量が増加することはなく、換言すると、真空度が変動した場合に水素量が増加することが判明した。
【００２０】
従って、前記した真空度異常の検知判定方法を利用することによって、真空度の変動が把握されるため、これに基づいて、真空度異常が生じた操業については、水素含有量が増加している前提の下で、当該チャージでの溶鋼から製造した製品については、脱水素処理を行うことによって、製品での偏析起因の不良の発生を回避することを可能とした。
【００２１】
すなわち、真空度異常検知判定方法によって真空度異常が検知された時点に、真空脱ガス処理を経た溶鋼については脱水素不良と判定し、該溶鋼から製造した厚板において脱水素処理を施すこととした。この脱水素処理としては、所謂、脱水素焼鈍を実施すればよく、炉を使用して行なうか、あるいは、製品に徐冷処理を施す方法などが有利に採用できる。なお、真空度異常を検知した場合は、検知された時点の真空脱ガス処理を経た溶鋼を含め、前回の真空度異常検知判定により、異常なしと判定された時点以降の真空脱ガス処理を経た溶鋼から製造した製品について全て脱水素処理を行なうことにして、全製品の保証を行なうものとする。
【００２２】
なお、前記脱水素不良の判定は、真空度異常時期に真空脱ガス処理を経た全てのチャージにわたって下すことが、製品での偏析起因の不良の発生率を減少するのに有効である。
【００２３】
【実施例】
比較例
１５０Ｐａ以下の高真空にて行う溶鋼の真空脱ガス処理において、図１に示したように、圧力計８における圧力測定を行って、真空槽内真空度が設定値内と判定されたチャージの溶鋼のみから厚板（４０mm厚）を製造した。その結果、厚板製品における１／２厚みに生じる面積性偏析不良の発生率は０．３％であった。
【００２４】
発明例
同様に、１５０Ｐａ以下の高真空にて行う溶鋼の真空脱ガス処理において、図２に示したように、圧力計８における圧力測定に併せて、ガスサンプリングプローブ１０を介して、真空槽４から直接採取したガスの圧力測定を、５チャージに１回行って、真空槽内真空度が設定値内と判定されたチャージの溶鋼のみから厚板（４０mm厚）を、比較例と同チャージ分製造した。その結果、厚板製品における１／２厚みに生じる面積性偏析不良の発生は皆無であった。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、真空度異常を検知し、その原因をも判定可能であるから、得られた情報に基いて、設備点検並びに補修を、容易かつ確実に実施することが可能である。また、この方法によって得られる真空槽内真空度の検知結果を製品における偏析の抑制に利用することによって、製品における偏析不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  真空脱ガス処理装置を示す図である。
【図２】  本発明に用いる真空脱ガス処理装置を示す図である。
【図３】  冷却条件によるサンプル分析値の変化を示す図である。
【図４】  サンプル分析値と偏析不良の発生との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  溶鋼
２  容器
３  真空槽
３ａ，３ｂ  浸漬管
４  排気ダクト
５  排気系
６  酸素ガス吹積パイプ
７  合金鉄シューター
８  圧力計
９  付着物
１０  プローブ挿し込み口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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