(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼を保持する取鍋と、該溶鋼に浸漬される浸漬管と、該浸漬管の上部に配置される真空槽と、該真空槽を排気する真空排気装置と、酸素ガスを前記浸漬管内の溶鋼面に吹き付ける酸素ランスとを有する真空脱炭精錬炉において、
前記真空槽がその下部に形成される拡径部及び該拡径部の上部に形成される縮径部を有し、しかも、前記真空槽の前記拡径部の内径ＤL と、前記酸素ランスの下端及び前記溶鋼面間の酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（ＤL ／Ｌ）が０．５〜１．２であり、かつ前記縮径部の内断面積ＳS と前記拡径部の内断面積ＳL との比（ＳS ／ＳL ）が０．５〜０．９であることを特徴とする真空脱炭精錬炉。
【請求項２】
溶鋼を保持する取鍋と、該溶鋼に浸漬される浸漬管と、該浸漬管の上端に配置される真空槽と、該真空槽を排気する真空排気装置と、酸素ガスを前記浸漬管内の溶鋼面に吹き付ける酸素ランスとを有する真空脱炭精錬炉において、
前記真空槽がその下部に形成される拡径部及び該拡径部の上部に多段配置される複数の扇形遮蔽体を有すると共に、該拡径部の内径ＤL と、前記酸素ランスの下端及び前記溶鋼面間の酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（ＤL ／Ｌ）が０．５〜１．２であり、かつ前記扇形遮蔽体の前記溶鋼面へのそれぞれの投影により、酸素ランス周辺部を除く該溶鋼面の全てが覆われることを特徴とする真空脱炭精錬炉。
【請求項３】
前記酸素ランス周辺部の外半径と前記酸素ランスの外半径との差が１００〜３００ｍｍであることを特徴とする請求項２記載の真空脱炭精錬炉。
【請求項４】
前記拡径部の垂直方向の長さが１〜３ｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空脱炭精錬炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鋼に酸素ガスを吹き込んで脱炭精錬を行う真空脱炭精錬炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＶＯＤ等の真空脱炭精錬に際しては、酸素ガスを溶鋼に吹き込むことにより溶鋼中の炭素を燃焼除去して、炭素濃度等を所定の範囲に調整する処理が行なわれている。
このようなＶＯＤ等の真空脱炭精錬においては、ピット内に取鍋を設置し、フードで覆って、全体を真空に保持するか、あるいは取鍋とフードの全体を真空に保持して、脱炭精錬を行うために、真空処理装置の大型化、あるいは脱炭速度を高めることができないことからＶＯＤに供給される粗溶鋼の炭素濃度に制約があった。
このような真空脱炭精錬における粗溶鋼の炭素濃度の制約による真空脱炭精錬炉の脱炭負荷を軽減し、あるいは脱炭効率等の向上を図る方法として、例えば、特開平２−１３３５１０号公報には、溶融金属を収容する取鍋と、前記溶融金属に浸漬される浸漬管を下端に備えた真空槽と、該真空槽の内部を減圧する真空源に接続された排気管と、前記真空槽の内部に配置された遮蔽体とを備えており、前記浸漬管内にある湯面から２〜５ｍの高さに前記遮蔽体を維持した真空処理装置が記載されている。
また、特開昭６１−３７９１２号公報には、取鍋内の溶鋼を浸漬管を介して真空槽内に吸上げ、浸漬管の投影面下の取鍋内下位から不活性ガスを吹き込み、且つ真空槽内の溶鋼表面に上部ランス（酸素ランス）を介して酸化性ガスを吹き付ける溶鋼の真空精錬方法において、該浸漬管の内径Ｄ1 と取鍋の内径Ｄ0 との比Ｄ1 ／Ｄ0 が０．４〜０．８の値となるよう浸漬管の内径を定め、取鍋内の溶鋼深さをＨ0 、不活性ガスの吹込位置を溶鋼表面からの深さＨ1 としたとき、Ｈ1 ／Ｈ0 が０．５から１．０の値となるよう不活性ガス吹込位置を定める溶鋼の真空精錬方法が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平２−１３３５１０号公報に示されるように、真空槽内に遮蔽体を設けて酸素吹き込みによる脱炭速度を高め、高炭素域から脱炭精錬を行う方法では、以下のような問題があった。
▲１▼真空槽内の排気ガスが遮蔽体間を通過する際に、排気ガス中の溶鋼飛沫あるいはそれらの凝固してなる粉塵が遮蔽体間に付着、蓄積して、排気ガスの流動抵抗が大きくなり真空槽内の圧力損失を増大させる。
▲２▼排気ガスの流路となる遮蔽体間の間隔や、ダクト等の通路が狭くなるので、高真空度を達成するために高出力の真空排気装置が必要となる。
▲３▼遮蔽体間あるいは排気系ダクトの排気ガス流路に粉塵が付着堆積すると、構造が複雑であるためにこの粉塵の除去作業が困難であり多大の時間と手間を要する。
▲４▼温度が２０００℃を越える酸素ランスの火点では、その輻射熱あるいは排ガスの流れによって火点近傍の耐火物の損傷が激しくなる。
【０００４】
また、ガス吹き込み管位置、取鍋内径、及び浸漬管内径等の幾何学的配置を所定範囲に設定して脱炭精錬時におけるスプラッシュを抑止する特開昭６１−３７９１２号公報に記載の方法では、以下のような問題があった。
▲１▼脱炭精錬中のスプラッシュ自体は抑制できるものの、一旦粉塵等が発生すると、この粉塵を真空槽内で捕捉する手段がないために、粉塵を含むガスが真空排気ダクトに送入され、排気系を損傷させる原因となる。
▲２▼高速吹酸（２０００ｍ3 ／ｈｒ以上）を行うと前記のスプラッシュ等の粉塵が天井部や排気系に付着堆積して真空度を阻害する。
▲３▼遮蔽体により真空槽の上部が真空精錬時の溶鋼からの輻射熱に対して遮蔽されていないので、酸素ランスあるいは真空槽上部の耐火物の損傷が大きくなり、耐火物コストが高くなる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、排気ガスの流路抵抗を増大させることなく、真空槽上部、酸素ランスを真空脱炭精錬中の輻射熱から遮蔽すると共に、溶鋼のスプラッシュに伴う粉塵の真空排気系への侵入を抑止し、生産性の高い操業を行うことのできる真空脱炭精錬炉を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の真空脱炭精錬炉は、溶鋼を保持する取鍋と、該溶鋼に浸漬される浸漬管と、該浸漬管の上部に配置される真空槽と、該真空槽を排気する真空排気装置と、酸素ガスを前記浸漬管内の溶鋼面に吹き付ける酸素ランスとを有する真空脱炭精錬炉において、前記真空槽がその下部に形成される拡径部及び該拡径部の上部に形成される縮径部を有し、しかも、前記真空槽の前記拡径部の内径ＤL と、前記酸素ランスの下端及び前記溶鋼面間の酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（ＤL ／Ｌ）が０．５〜１．２であり、かつ前記縮径部の内断面積ＳS と前記拡径部の内断面積ＳL との比（ＳS ／ＳL ）が０．５〜０．９である。
真空槽の拡径部とは、浸漬管の内径部分よりも拡径して形成される真空槽の下部構造をいう。真空槽の縮径部とは、前記拡径部に続いてその上部に形成され、該拡径部よりも縮径した内径を有する真空槽の絞り部分をいう。酸素ランス下端及び溶鋼面間の酸素ガス吹付け距離Ｌとは、真空脱炭精錬時における酸素ランス下端の位置と、酸素ランスによる吹き込みが開始される前における静止状態の溶鋼面の位置との差をいう。
縮径部の内断面積ＳS と拡径部の内断面積ＳL との比（ＳS ／ＳL ）が０．５より小さくなると、排ガスの通過領域が狭くなって、真空槽内の真空度を高くすることが困難となり、脱炭酸素効率を低下させるので好ましくない。
また、ＳS ／ＳL が０．９より高くなると、上昇してきたスプラッシュを捕捉する衝突面積が小さすぎるために天蓋部の地金付着及び排気ダクト内への粉塵の侵入防止効果が得られない問題がある。
拡径部の内径ＤL と、前記酸素ランスの下端及び前記溶鋼面間の酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（ＤL ／Ｌ）が０．５より小さくなる場合には、酸素ガスのジェット流により形成される火点、及び真空槽耐火物間の距離が近づき過ぎるために局部的な耐火物の損耗が著しく促進されるので好ましくない。
逆にＤL ／Ｌを１．２より大きくしても、耐火物損耗の抑制効果は少なく、むしろ過剰な真空槽の大径化に伴う耐火物ライニングコスト（耐火物コスト）の増大や設備取り合い制約等が問題となる。
【０００７】
請求項２記載の真空脱炭精錬炉は、溶鋼を保持する取鍋と、該溶鋼に浸漬される浸漬管と、該浸漬管の上端に配置される真空槽と、該真空槽を排気する真空排気装置と、酸素ガスを前記浸漬管内の溶鋼面に吹き付ける酸素ランスとを有する真空脱炭精錬炉において、前記真空槽がその下部に形成される拡径部及び該拡径部の上部に多段配置される複数の扇形遮蔽体を有すると共に、該拡径部の内径ＤL と、前記酸素ランスの下端及び前記溶鋼面間の酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（ＤL ／Ｌ）が０．５〜１．２であり、かつ前記扇形遮蔽体の前記溶鋼面へのそれぞれの投影により、酸素ランス周辺部を除く該溶鋼面の全てが覆われている。
扇形遮蔽体とは、その外円弧部が真空槽の側壁に配置され、酸素ランス側の内円弧部と酸素ランス間に所定の空隙を有して配置され、溶鋼の飛沫、あるいは火点からの輻射熱を遮るための水平断面が扇形となる遮蔽体である。また、扇形遮蔽体の配置される真空槽の円周上において、その非遮蔽部分が排ガス流路となるようになっている。
酸素ランス周辺部とは、複数の扇形遮蔽体の内円弧部と酸素ランス外周間の空隙部分が溶鋼面に投影されてなる略円形状の領域をいう。
なお、ＤL とＬとの関係の設定理由は前記請求項１に示したものと同じ理由による。
【０００８】
請求項３記載の真空脱炭精錬炉は、請求項２記載の真空脱炭精錬炉において、前記酸素ランス周辺部の外半径と前記酸素ランスの外半径との差が１００〜３００ｍｍである。
酸素ランス周辺部の外半径と前記酸素ランスの外半径との差が１００ｍｍより小さいと、酸素ランスに付着する地金によって酸素ランスと扇形遮蔽体とが固着して、酸素ランスの昇降等が不能となる等の生産障害を生じる。
また前記の差が３００ｍｍを越えると、扇形遮蔽体が溶鋼面に投影されて得られる投影面積の全溶鋼面積に対する被覆率が低下して、真空槽における天蓋部等の地金付着を生じるため好ましくない。
【０００９】
請求項４記載の真空脱炭精錬炉は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空脱炭精錬炉において、前記拡径部の垂直方向の長さが１〜３ｍである。
拡径部の垂直方向の長さが１ｍより短いと、火点からの輻射熱、あるいは溶鋼のスプラッシュ等から真空槽の側壁を実質的に保護することが困難となる。
また、拡径部の垂直方向の長さが３ｍより長くなると、所定の真空度を維持するための真空排気装置にかかる負荷が大きくなると共に、耐火物ライニングコストを含む設備費用等も増大するので好ましくない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに図１は本発明の第１の実施の形態に係る真空脱炭精錬炉の側断面図、図２は同真空脱炭精錬炉の部分斜視図、図３は同真空脱炭精錬炉の平断面図、図４は本発明の第２の実施の形態に係る真空脱炭精錬炉の側断面図、図５は同真空脱炭精錬炉の部分斜視図、図６は同真空脱炭精錬炉の平断面図である。
【００１１】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る真空脱炭精錬炉について説明する。
真空脱炭精錬炉１０は、図１〜図３に示すようにガス吹き込みノズル１１が底部に配置され溶鋼１２を保持する取鍋１３と、取鍋１３中の溶鋼１２に浸漬される浸漬管１４と、図示しない真空排気装置に繋がる排気孔１５を備えた真空槽１６と、真空槽１６の上部に設けられた酸素ランス２１とを有している。
前記の各構成要素について、さらに詳細に説明する。
取鍋１３は略円筒状の鉄製容器であり、溶鋼１２と接する内面壁は、例えばアルミナシリカ質あるいはアルミナジルコン質等の耐火物で内張りされている。
取鍋１３のガス吹き込みノズル１１を介して溶鋼１２中に吹き込まれる不活性ガスの上昇、運動エネルギーにより、取鍋１３内の溶鋼１２を攪拌して、溶鋼１２における真空精錬反応の効率が高められる。
【００１２】
浸漬管１４は内径ＤI （ｍｍ）を有する略円筒形であり、溶鋼１２に浸漬される下部は、例えばアルミナシリカ質等の不定形耐火物を用いて流し込み施工されており、上部は例えばマグネシアクロミア質等の耐火れんがを積層することにより構成されている。
浸漬管１４の上部に配置される真空槽１６は、主としてマグネシアクロミア質等の耐火れんがで内張りされた真空精錬処理のための容器であり、その一部を不定形耐火物によって構成することもできる。
真空槽１６には、下部に内径ＤL （ｍｍ）及び垂直方向の長さがＡ（ｍｍ）となる拡径部１７が設けられ、この拡径部１７で形成される真空槽１６内の空間部分で溶鋼１２のスプラッシュを分散させると共に、溶鋼面１８あるいは火点からの輻射熱を抑制して、真空槽１６の内壁部分の耐火物損耗を軽減できる。
また、拡径部１７に続く上部には内径ＤS となる縮径部１９（絞り部）が配置されていて、真空槽１６の天蓋部２０あるいは排気孔１５に巻き込まれる排気ガス中の粉塵の侵入を阻止することができる。
従って、前記各内径（ＤI 、ＤL 、ＤS ）間の大小関係はＤL ＞ＤI 、ＤL ＞ＤS のようになっている。
真空槽１６及び取鍋１３は図示しない移動機構によりそれぞれの相対位置を変更して、浸漬管１４の下部を取鍋１３内の溶鋼１２に浸漬させることができる。
そして、水蒸気エジェクター、真空ポンプ等の図示しない真空排気装置に排気孔１５が連結されていて該真空排気装置を作動させることにより真空槽１６内の真空度を必要なレベルに維持することができる。
【００１３】
酸素ランス２１は酸素ガス、精錬剤等の供給路が内部に形成された図示しない水冷構造の多重管からなり、その先端部には酸素ガス、及び精錬剤等を溶鋼に吹き付けるためのノズルが設けてある。
酸素ランス２１の真空槽１６内への挿入位置を変更して、酸素ガスの吹付け前における静止状態の溶鋼面１８の位置と酸素ランス２１の下端位置との差である酸素ガス吹付け距離Ｌ（ｍｍ）を必要に応じて調整することができるようになっている。
【００１４】
続いて、前記説明した本発明の第１の実施の形態に係る真空脱炭精錬炉１０を用いる真空精錬方法について説明する。
まず、転炉等の精錬炉において溶鋼成分の濃度、溶鋼温度等を所定の範囲に設定した溶鋼１２を取鍋１３に収容する。
次に、前記の取鍋１３の底部からガス吹き込みノズル１１を介して不活性ガスを吹き込みつつ、真空槽１６の下部に配置された浸漬管１４の下端部を溶鋼１２に浸漬させると共に、真空槽１６内を減圧して、浸漬管１４内の溶鋼面１８を引き上げる。
そして、このような減圧状態を維持したまま、引き続きガス吹き込みノズル１１を介してアルゴンガスを吹き込むことにより溶鋼１２を攪拌すると共に、酸素ランス２１から酸素ガスを浸漬管１４内の溶鋼１２に供給して、溶鋼１２の真空脱炭精錬を行う。
【００１５】
このような真空下での脱炭精錬に際しては、溶鋼１２に直接浸漬されることのない真空槽側壁部（フリーボード部）における耐火物の溶損は、耐火物の表面温度、雰囲気ガスの温度及び耐火物稼働面に衝突するガスの流速により支配される。
従って、フリーボード部の耐火物寿命の延長のためには、吹酸、脱炭反応により発生する高温火点から前記耐火物をできるだけ遠ざけること、さらには耐火物稼働面に衝突するガスの流速を抑制することが重要である。
酸素ランス２１から吐出される酸素ガスのジェット流と溶鋼１２との衝突面（火点）においては、溶鋼中の炭素が酸素ガスによって酸化され、ＣＯガスを発生すると共に、火点近傍の温度はこの脱炭反応に伴う発生熱量により約２４００℃と高温になる。
さらに、発生するＣＯガスが雰囲気中で燃焼する二次燃焼反応（ＣＯ＋（１／２）Ｏ2 →ＣＯ2 ）を起こすために、火点直上部のガス温度（雰囲気温度）も極めて高くなる。
また、ＣＯガス流速も発生直後における火点直上部の領域で最大となる。
このように、真空脱炭精錬におけるフリーボード部においては、高温の火点及び火点直上部から、輻射熱、あるいはガス流等による損耗作用を被るために、火点及びフリーボード部間の幾何学的配置を適正に保つことが重要である。
本実施の形態においては、このような火点〜真空槽耐火物間の幾何学的配置を特定範囲に設定することにより、フリーボード部及び酸素ランス等の耐火物溶損を最少限度に抑制すると共に、溶鋼１２のスプラッシュに伴う粉塵の真空排気系への侵入を抑止して生産性の高い真空脱炭精錬の操業を行うことができる。
【００１６】
ここで、表１、表２に示す実施例１〜６は、前記説明したフリーボード部に相当する拡径部１７の内径ＤL 、及び内断面積ＳL （ｍ2 ）、拡径部の長さＡ、酸素ガス吹付け距離Ｌ、内径ＤS である縮径部１９の内断面積ＳS （ｍ2 ）等の真空脱炭精錬条件を種々の値に設定して、真空脱炭精錬を行ったときの結果を示したものである。
【００１７】
【表１】
0003749582.tif 000002
【００１８】
【表２】
0003749582.tif 000003
【００１９】
同表から明らかなように、真空精錬における真空槽１６の幾何学的配置を規定する（ＤL ／Ｌ）比及び（ＳS ／ＳL ）比をそれぞれ０．５〜１．２、０．５〜０．９の範囲に設定した実施例１〜６においては、真空槽内地金付着及び、溶鋼面直上部（火点直上部）の水平位置に対応する耐火物溶損はそれぞれ微小（無）であり、耐火物コストが表中の○印で示すように所定水準内に維持される状態であり、評価結果は良好（○）となることが分かる。
ここで、脱炭酸素効率とは酸素ランスにより供給される酸素ガスの全量に対して、脱炭素反応に寄与した酸素ガスの量の比率をいい、実施例１〜６においては脱炭酸素効率は６８〜７８％のレベルであった。
また、均一混合時間とは、真空精錬における溶鋼１２の攪拌結果の程度を示す指標であり、例えば溶鋼中に標識となる金属元素等を投入して、その金属元素の濃度が一様、又は一定になるまでに要する時間で表示される値であり、実施例１〜６においては、３８〜５１秒の範囲となっている。
【００２０】
因みに、表３の比較例１〜４は、前記（ＤL ／Ｌ）比及び（ＳS ／ＳL ）比のいずれかが適正範囲を外れる例を示している。
比較例１は（ＤL ／Ｌ）比が０．４と適正範囲を外れていて溶鋼面直上部の水平位置に対応する耐火物溶損が大となるために評価結果は不良（×）となっている。
比較例２は（ＤL ／Ｌ）比が１．５と適正範囲を大きく外れていて、吹酸される酸素が溶鋼面に吹付けられる力が弱く、脱炭反応の大幅な低下のために評価結果は不良（×）となっている。
比較例３は（ＳS ／ＳL ）比が０．４と適正範囲より低いので、排ガスの流路抵抗が大きくなって、真空度が悪化し評価結果は不良（×）となっている。
比較例４は（ＳS ／ＳL ）比が１．０と適正範囲より大きいために真空槽内地金付着が大となって不良（×）となる結果を示している。
【００２１】
【表３】
0003749582.tif 000004
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る真空脱炭精錬炉について説明する。
第２の実施の形態に係る真空脱炭精錬炉３０は、第１の実施の形態に示した真空脱炭精錬炉１０における真空槽１６の縮径部１９の構造を扇形遮蔽体３１、３２、３３による構造に変えたものであり、その他の構成は略同一であるので、これらについては同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。
真空脱炭精錬炉３０は、図４〜図６に示すように溶鋼１２を保持する取鍋１３と、取鍋１３中の溶鋼１２に浸漬される浸漬管１４と、図示しない真空排気装置に繋がる排気孔１５を備えた真空槽３４と、真空槽３４の上部に設けられた酸素ランス２１とを有している。
【００２３】
真空槽３４には、下部に内径ＤL （ｍｍ）である拡径部１７ａが形成されていて、その始点から上部に配置された扇形遮蔽体３１の下端までの長さＢが２３００ｍｍとなっている。
このため、拡径部１７ａの空間で溶鋼１２のスプラッシュを分散させると共に、溶鋼面１８あるいは精錬中の火点からの輻射熱を抑制して、真空槽３４の内壁部分の耐火物損耗を軽減できるようになっている。
また、図４に示すように、真空槽３４の拡径部１７ａに続く上部には拡径部１７ａに吸い上げられるスプラッシュ及び溶鋼面１８からの輻射熱等を遮るための３つの扇形遮蔽体３１、３２、３３が互いに垂直位置を異ならせて配置されて、図６に示すように、扇形遮蔽体３１、３２、３３の溶鋼面１８への投影により酸素ランス周辺部３５を除く全ての溶鋼面１８が覆われるようになっている。
【００２４】
そして、扇形遮蔽体３１は、図５に示されるように、その外周側の部分が真空槽３４の側壁に取付けられ、その酸素ランス２１側は酸素ランス２１に対して空隙Ｇを有して配置される。
各扇形遮蔽体３１、３２、３３は、例えば真空槽３４の鉄皮３６の内側部分に冷却用空気流路３９を内蔵する芯金３７を固定して、芯金３７に取付けられたＹ型スタッド３８を介して、例えばアルミナ系キャスタブル等の不定形耐火物４０を芯金３７上に固定することにより得られる。
このような扇形の角度θを有する扇形遮蔽体３１、３２、３３を拡径部１７ａの上部に互いに垂直方向の距離を有して配置して、それぞれの空隙部分の溶鋼面１８への垂直方向の投影により酸素ランス周辺部３５が形成される。
ここでは、酸素ランス周辺部３５の外半径と内半径（酸素ランスの外半径）との差が適正範囲（１００〜３００ｍｍ）内である２５０ｍｍに設定されている。
従って、溶鋼面１８上の火点からの輻射熱、及びスプラッシュを有効に遮ることができると共に、真空槽３４の排気流路を確保し排気抵抗を増大させることなく真空脱炭精錬を行うことができる。
【００２５】
続いて、前記第２の実施の形態に係る真空脱炭精錬炉３０を用いる真空精錬方法について説明する。
まず、真空槽３４の下部に配置された浸漬管１４の下端部を溶鋼１２に浸漬させ、真空槽３４内を減圧して浸漬管１４内の溶鋼面１８を引き上げる。
そして、このような減圧状態を維持したまま、ガス吹き込みノズル１１を介してアルゴンガスを吹き込むことにより溶鋼１２を攪拌すると共に、酸素ランス２１から酸素ガスを浸漬管１４内の溶鋼１２に供給して、溶鋼１２の真空脱炭精錬を行う。
【００２６】
このような真空下での脱炭精錬に際しては、溶鋼１２の攪拌に加えて、精錬反応に伴うＣＯガスの発生により、溶鋼１２のスプラッシュが激しくなる。
そして、このようなスプラッシュ（飛沫）あるいはこの飛沫の凝固してなる鉄粉を含む粉塵が排気ガスと共に真空槽３４内を上昇するが、真空槽３４の上部に形成される扇形遮蔽体３１、３２、３３に衝突して、その上昇運動を抑制することができる。
また、火点からの輻射熱も３つの扇形遮蔽体３１、３２、３３によって阻止され、特に真空槽３４の天蓋部２０における耐火物の損傷を少なくできる。
【００２７】
表２に示す実施例７は（ＤL ／Ｌ）比を０．９として、扇形の角度（θ）がそれぞれ約１２０〜１８０゜である３個の扇形遮蔽体３１、３２、３３を上下に１５０ｍｍの間隔を有して、しかも、溶鋼面１８への各投影により酸素ランス周辺部３５を除く全ての溶鋼面１８を覆うように配置した例である。
表に示すように、真空槽内地金付着及び、溶鋼面直上部（火点直上部）の水平位置に対応する耐火物溶損はそれぞれ微小（無）であり、耐火物コストが所定水準内に維持される状態（○）であり、評価結果は良好（○）となる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
本実施の形態においては、扇形遮蔽体を不定形耐火物で形成させる場合について述べたが、例えばマグネシアクロミア質の耐火れんが等の定形耐火物によって扇形遮蔽体を構成することもできる。
また、酸素ランス周辺部を除く溶鋼面の全てが、各扇形遮蔽体のそれぞれの投影によって覆われていさえすれば、各扇型遮蔽体における扇形の角度θを全て同一の値とする必要はなく、扇形遮蔽体の数も３個に限定されるものではない。
さらに、溶鋼面における扇形遮蔽体の各投影に重複する部分が生じても操業上の問題はなく、このような場合も本発明の適用範囲である。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１及び４記載の真空脱炭精錬炉においては、真空槽がその下部に形成される拡径部及び拡径部の上部に形成される縮径部を有するので、スプラッシュ又は粉塵の真空槽上部への移動が阻止されると共に、真空精錬を効果的に行うことができる。
そして、拡径部の内径ＤL と酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（ＤL ／Ｌ）、及び縮径部の内断面積ＳS と拡径部の内断面積ＳL との比（ＳS ／ＳL ）をそれぞれ特定範囲としているので、真空槽から排気される排気ガスの流路が適正に確保され、真空槽内の真空度を維持して、脱炭酸素効率を低下させることなく、しかもスプラッシュの天蓋部への付着及び排気ダクトへの粉塵の侵入を防止することができる。
【００３０】
請求項２〜４記載の真空脱炭精錬炉においては、真空槽がその下部に形成される拡径部及び拡径部の上部に多段配置される複数の扇形遮蔽体を有するので、排気ガスの流路抵抗を増大させることなく、排気ガスの流路を確保することができ、真空精錬を効率的に行うことができる。
そして、拡径部の内径ＤL と、酸素ガス吹付け距離Ｌとの比（ＤL ／Ｌ）を特定範囲内として、かつ扇形遮蔽体の溶鋼面へのそれぞれの投影により、酸素ランス周辺部を除く溶鋼面の全てが覆われるようにしているので、天蓋部及び真空槽の耐火物へのスプラッシュ、及び輻射熱を効果的に遮ることができ、耐火物の損耗を抑制して、耐火物コストを適正に維持することができる。
【００３１】
また、請求項３記載の真空脱炭精錬炉においては、酸素ランス周辺部の外半径と酸素ランスの外半径との差を特定範囲とするので、真空槽天蓋部における地金付着を抑止すると共に、酸素ランスに付着するスプラッシュによる酸素ランスと扇型遮蔽体との固着あるいは衝突を回避して、酸素ランスの交換等に伴う生産障害を防止することができる。
【００３２】
特に、請求項４記載の真空脱炭精錬炉においては、拡径部の垂直方向の長さを特定範囲とするので、火点からの輻射熱、あるいは溶鋼のスプラッシュ等から真空槽の側壁部分及び酸素ランスの耐火物をさらに効果的に保護することができ、必要以上に設備費用を増加させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る真空脱炭精錬炉の側断面図である。
【図２】同真空脱炭精錬炉の部分斜視図である。
【図３】同真空脱炭精錬炉の平断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る真空脱炭精錬炉の側断面図である。
【図５】同真空脱炭精錬炉の部分斜視図である。
【図６】同真空脱炭精錬炉の平断面図である。
【符号の説明】
１０  真空脱炭精錬炉                １１  ガス吹き込みノズル
１２  溶鋼                          １３  取鍋
１４  浸漬管                        １５  排気孔
１６  真空槽                        １７  拡径部
１７ａ  拡径部                      １８  溶鋼面
１９  縮径部                        ２０  天蓋部
２１  酸素ランス                    ３０  真空脱炭精錬炉
３１  扇形遮蔽体                    ３２  扇形遮蔽体
３３  扇形遮蔽体                    ３４  真空槽
３５  酸素ランス周辺部              ３６  鉄皮
３７  芯金                          ３８  Ｙ型スタッド
３９  冷却用空気流路                ４０  不定形耐火物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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