JP2712402B2 - Method for cleaning molten metal using closed container with variable inner volume - Google Patents
Method for cleaning molten metal using closed container with variable inner volumeInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内容積可変の密閉容器を用いた溶融金属
の清浄化方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for cleaning molten metal using a closed container having a variable internal volume.
溶融金属中に浮遊する介在物（例えば溶鋼中のアルミ
ナ系介在物）は、製品品質欠陥の原因となるため、その
低減・除去方法が種々提案されている。Inclusions floating in the molten metal (for example, alumina-based inclusions in molten steel) cause defects in product quality, and various methods for reducing and removing the inclusions have been proposed.
本発明者等は、高級材製造を目的とした場合溶鋼中の
トータル酸素量は15ppm以下に抑える必要があるとの要
請に鑑み、次のような提案を行なつた。即ち、加圧状態
にした溶融金属を、それに可溶なガスでバブリングして
該溶融金属中にガスを溶解せしめ、その後急速に減圧し
て溶融金属中に微細ガス気泡を発生させるというもので
ある。この方法によれば溶融金属中の通常の介在物は最
初のバブリングでそのガス気泡にトラツプされ浮上せし
められることになる。他方、このバブリングは加圧した
溶融金属に対して行なわれるため、バブリングガスが多
量に溶融金属中に溶け込むことになる。その後の急速な
減圧で、溶融金属中に溶け込んでいたガスが微細なガス
気泡となつて溶融金属全域から発生する。この時、微細
な介在物は該ガス気泡にトラツプされて浮上する。The present inventors have made the following proposals in view of the request that the total oxygen content in molten steel must be suppressed to 15 ppm or less for the purpose of producing high-grade materials. That is, the molten metal in a pressurized state is bubbled with a gas soluble in the molten metal to dissolve the gas in the molten metal, and then the pressure is rapidly reduced to generate fine gas bubbles in the molten metal. . According to this method, ordinary inclusions in the molten metal are trapped by the gas bubbles in the first bubbling and are caused to float. On the other hand, since the bubbling is performed on the pressurized molten metal, a large amount of the bubbling gas dissolves into the molten metal. Then, by rapid decompression, the gas dissolved in the molten metal is generated as fine gas bubbles from all over the molten metal. At this time, the fine inclusions are trapped by the gas bubbles and float.
又本発明者等は、溶融金属中に多量に溶け残つている
バブリングガスの脱ガスを別処理工程として行なうこと
なく、上記のような清浄化処理工程中で一緒に行なうこ
とができるようにするため、更にその処理技術の改良を
行なつた。In addition, the present inventors have made it possible to perform the degassing of the bubbling gas remaining in the molten metal in a large amount in the above-mentioned cleaning treatment step without performing the degassing as a separate treatment step. Therefore, the processing technology was further improved.
即ち上記の方法では、ガスバブリング時に溶融金属を
加圧していることが原因となり、初期の溶融金属中の該
ガス濃度が高く、限られた時間内で処理しただけでは溶
融金属中に該ガスの一部が溶け残つてしまうため、その
対策として、バブリング時の加圧処理を止め、大気圧又
はそれ未満の状態でバブリングすることとし、その後に
減圧処理を行なうというものである。この改良型の方法
では減圧処理によつて微細ガス気泡が発生せしめられる
だけでなく、製品として要望される溶融金属中の脱ガス
も一緒に行なわれることになる。That is, in the above method, the molten metal is pressurized at the time of gas bubbling, and the gas concentration in the initial molten metal is high. As a countermeasure against this, a pressure treatment at the time of bubbling is stopped, bubbling is performed at an atmospheric pressure or lower, and then a decompression treatment is performed. In this improved method, not only fine gas bubbles are generated by the decompression treatment, but also degassing of the molten metal required as a product is performed at the same time.
上記したいずれの方法とも溶融金属中の介在物を除去
するには効率の良い方法であるが、その実施に当つて
は、第５図（ａ）（ｂ）に示すような容器（100）が用
いられていた。即ち、該容器（100）内に溶融金属（20
0）を入れ、その後同図（ｂ）に示すように、容器（10
0）を密閉状態にして内部雰囲気を不活性ガスに置換せ
しめると共に、この容器（100）内の圧力調整を行なつ
て加圧状態又は大気圧以下の状態に保ち、更に該容器
（100）底部から前記溶融金属（200）に可溶なガスを含
んだガスをバブリングする。その後調圧弁（101）を調
整して急速に減圧し、しばらく放置することで介在物が
浮上せしめられることになる。Any of the above-mentioned methods is an efficient method for removing inclusions in the molten metal, but in carrying out the method, a container (100) as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) is used. Was used. That is, the molten metal (20
0), and then, as shown in FIG.
0) is closed, the internal atmosphere is replaced with an inert gas, and the pressure inside the container (100) is adjusted to maintain a pressurized state or a state below atmospheric pressure by further adjusting the pressure inside the container (100). Then, a gas containing a gas soluble in the molten metal (200) is bubbled. Then, the pressure regulating valve (101) is adjusted to rapidly reduce the pressure, and the inclusion is allowed to float by leaving it for a while.
又、第６図は他の実施設備を示しており、２つの容器
（110）（120）を有している。まず、この容器（110）
には溶融金属（200）を入れ、その後内部雰囲気を置換
した上で該容器（110）内の圧力調整を行ない、加圧状
態又は大気圧以下の状態に保つ。更に容器（110）底部
から可溶ガスを含むガスのバブリングを行なう。そし
て、この容器（110）内のバブリングを止め、ストツパ
（111）を開放することで溶融金属（200）を隣りの容器
（120）に移す。その後該容器（120）を減圧容器として
用い、調圧弁（121）によつて容器（120）の内部を急速
に減圧すると共に、しばらく放置することで介在物が浮
上せしめられることになる。FIG. 6 shows another implementation facility, which has two containers (110) and (120). First, this container (110)
Then, the molten metal (200) is charged, and after the internal atmosphere is replaced, the pressure in the vessel (110) is adjusted, and the pressure is maintained in a pressurized state or a state lower than the atmospheric pressure. Further, gas containing a soluble gas is bubbled from the bottom of the container (110). Then, the bubbling in the container (110) is stopped, and the molten metal (200) is transferred to the adjacent container (120) by opening the stopper (111). Thereafter, the container (120) is used as a decompression container, and the inside of the container (120) is rapidly depressurized by the pressure regulating valve (121), and the inclusions are floated by leaving the container (120) for a while.
以上の両実施設備では、加圧減圧処理を前記調圧弁
（101）（121）等を介して容器（100）（110）（120）
に連通するポンプやエジエクターにより行なつており、
その加圧減圧量を高めてバブリングガスの溶解量及び微
細ガス気泡の発生量を多くしようとすれば、かなり容量
の大きなものを用いなければならず、付帯設備の増強、
ランニングコストの高騰等、種々の点で問題を残してい
る。In both of the above-mentioned facilities, the pressurizing and depressurizing treatment is performed by the containers (100), (110), and (120) via the pressure regulating valves (101) and (121).
It is performed by pumps and ejectors communicating with
In order to increase the amount of dissolved bubbling gas and the amount of generation of fine gas bubbles by increasing the amount of pressurized and depressurized gas, a considerably large volume must be used, and additional facilities must be used.
Problems remain in various points, such as a rise in running costs.
又後者の設備では、ストツパ（111）に窒化ホウ素や
ジルコニア系又はアルミナ系の耐火物が用いられ、一回
の実施で使用不能になる。そのため、実施毎に該ストツ
パ（111）の交換が必要となり、メンテナンスに多くの
時間と手間が掛かる。又溶融金属（200）が滲出てスト
ツパ（111）を開口に溶着せしめてしまうこともあり、
該ストツパ（111）の開放が不可能になるという事故が
起きることも多い。Further, in the latter equipment, boron nitride, zirconia-based or alumina-based refractories are used for the stopper (111), and cannot be used in a single operation. Therefore, the stopper (111) needs to be replaced every time the operation is performed, and much time and labor are required for maintenance. Also, the molten metal (200) may ooze out and weld the stopper (111) to the opening,
Accidents often occur in which the stopper (111) cannot be opened.
本発明はこのような問題に鑑み創案されたもので、上
記した溶融金属の清浄化方法を実施するに当り、以上の
問題のない最適な実施方法を提供せんとするものであ
る。The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an optimum method without the above problems in performing the above-described method for cleaning molten metal.
そのため本発明法は、第１図（ａ）（ｂ）に示される
ように内容積可変型の密閉容器（１）を用いて行なわ
れ、次のように処理される。Therefore, the method of the present invention is carried out using a closed container (1) of a variable internal volume as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), and is processed as follows.
即ち、同図（ａ）に示されるように該密閉容器（１）
の内容積Ｘを小さくした上で、その中に溶融金属（２）
を入れる。この時必要があれば容器（１）の内容積を更
に変化せしめてその中の圧力調整を行ない、加圧状態又
は減圧状態に維持する。そして該溶融金属（２）中に、
それに可溶なガスをバブリングする。That is, as shown in FIG.
After reducing the internal volume X of the molten metal (2)
Insert At this time, if necessary, the internal volume of the container (1) is further changed to adjust the pressure therein, thereby maintaining the pressurized state or the depressurized state. And in the molten metal (2),
Bubble soluble gas into it.
その後、同図（ｂ）に示されるように密閉容器（１）
の内容積Ｘを大きくし、該容器（１）内を急速に減圧す
る。すると微細ガス気泡が溶融金属（２）中に多量に発
生するので、しばらく放置し、浮上してくる介在物をそ
の後除去する。Then, as shown in FIG.
And the inside of the container (1) is rapidly depressurized. Then, a large amount of fine gas bubbles are generated in the molten metal (2), so that it is left for a while, and the floating inclusions are removed thereafter.
このように密閉状態にした容器（１）の内容積Ｘを大
きくすると、その中の圧力は急速に減少することにな
り、溶融金属（２）中に溶解しているガスを微細ガス気
泡として大量に発生せしめることが可能となる。必要で
あれば内容積拡大後更にその中を真空ポンプで真空引き
して、減圧効果を高めても良い。又、密閉容器（１）の
内容積Ｘを小さくする（大きくする）と、その中の圧力
を高める（低くする）ことができるため、該容器（１）
内を加圧状態（減圧状態）にしてバブリングを行なおう
とする場合は、この容器（１）の内容積Ｘを縮少（拡
大）せしめて加圧（減圧）するようにしても良い。When the inner volume X of the sealed container (1) is increased, the pressure in the container (1) decreases rapidly, and the gas dissolved in the molten metal (2) is converted into a large amount of fine gas bubbles. Can be generated. If necessary, after the internal volume is expanded, the inside thereof may be further evacuated by a vacuum pump to enhance the decompression effect. Further, when the internal volume X of the closed container (1) is reduced (increased), the pressure therein can be increased (decreased).
When the inside of the container (1) is to be subjected to bubbling in a pressurized state (depressurized state), the internal volume X of the container (1) may be reduced (expanded) and pressurized (depressurized).
以下本発明法の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。An embodiment of the method of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第２図は内容積を変化せしめることができる密閉容器
（10）の一例を示している。この容器（10）内には、そ
の中を２つの部屋R1,R2に分ける仕切板（11）が設けら
れている。この仕切板（11）は、図示しない移動設備に
より密閉容器（10）内を横行できるように設置されると
共に、移動中でも前記部屋R1とR2間が完全に遮断される
ようにするため、該容器（10）の内壁とこれに接触する
仕切板（11）の４辺との間にシール構造（図示なし）が
取付けられている。従つて密閉容器（10）内の部屋R1及
びR2は、該仕切板（11）の移動によつてその容積X1及び
X2が変わり、且つその中の圧力も変化することになる。
尚部屋R1側の（12）は、該R1内に溶鋼（20）を注入する
注入口を示しており、該溶鋼（20）注入時以外は遮蔽さ
れるようになつている。又部屋R1側底部の（13）は、後
に注入する溶鋼（20）にN2ガスをバブリングするガス注
入孔であり、同じくガスバブリング時以外は遮蔽せしめ
られるようになつている。一方、部屋R2側の（14）は圧
力調整弁であり、小型の真空ポンプに連通している。更
に該部屋R2側底部の（15）は溶鋼（20）の注出口を示し
ている。FIG. 2 shows an example of a closed container (10) whose inner volume can be changed. In the container (10), there is provided a partition plate (11) for dividing the inside into two rooms R 1 and R 2 . The partition plate (11), while being disposed to allow traverse the sealed container (10) by a moving equipment (not shown), so that between the even moving rooms R 1 and R 2 is completely blocked, A seal structure (not shown) is attached between the inner wall of the container (10) and four sides of the partition (11) in contact with the inner wall. Room R 1 and R 2 of the slave connexion sealed container (10) in the partition plate (11) its volume X 1 and Te cowpea the movement of
X 2 is changed, and will change the pressure therein.
Note (12) of the room R 1 side shows the inlet for injecting the molten steel (20) within the R 1, except when solution steel (20) injected is summer as is shielded. The room R 1 side bottom (13) is a gas injection hole bubbling N 2 gas into the molten steel (20) to be injected later, likewise except when gas bubbling and summer to be allowed shielding. On the other hand, the room R 2 side (14) is a pressure regulating valve, in communication with the small vacuum pump. Further該部Ya R 2 side bottom of (15) shows the spout of the molten steel (20).
本実施例ではこのような密閉容器（10）を用いて、以
下の要領で溶鋼（20）の清浄化方法を実施した。In the present embodiment, a method for cleaning molten steel (20) was performed using the closed container (10) in the following manner.
即ち、第３図（ａ）に示すように仕切板（11）を部屋
R2側に移動し、部屋R1の内容積X1を30m3とした状態で該
部屋R1内に注入口（12）から50tonの溶鋼（20）を入れ
る。そして内部雰囲気をArガスに置換して前記注入口
（12）を遮蔽する。That is, as shown in FIG. 3 (a), the partition plate (11) is
Go to R 2 side, add molten steel 50ton from the inlet (12) the internal volume X 1 rooms R 1 to該部Ya R 1 in a state in which a 30 m 3 (20). Then, the internal atmosphere is replaced with Ar gas to shield the injection port (12).
次に同図（ｂ）に示すように仕切板（11）を部屋R1側
に移動し、該部屋R1の内容積X1を10m3にして、その内部
圧を２気圧に調圧する。このような加圧状態で、ガス注
入孔（13）からN2:70％、Ar:30％の混合ガスを100/mi
nの流量で20分間、溶鋼（20）中にバブリングする。The partition plate as shown in FIG. (B) (11) to move in the room R 1 side then該部Ya internal volume X 1 of R 1 in the 10 m 3, pressure regulating its internal pressure to 2 atm. Under such a pressurized state, a mixed gas of N 2 : 70% and Ar: 30% is supplied at a rate of 100 / mi from the gas injection hole (13).
Bubble into molten steel (20) at a flow rate of n for 20 minutes.
バブリング終了後、ガス注入孔（13）を遮蔽し、仕切
板（11）を同図（ｃ）に示されるように部屋R2側に移動
させ、注出口（15）手前でストツプする。すると部屋R1
の内容積は60m3まで拡張せしめられ、その内部圧は100T
orrまで降下することになる。本実施例では調圧弁（1
4）を介して真空ポンプにより部屋R1内を更に真空引き
し、その内部圧力を10Torrまで減少せしめた。このよう
な減圧状態のまましばらく放置すると、溶鋼（20）中に
多量の微細ガス気泡が発生し、微細介在物等がトラツプ
されて浮上せしめられることになる。尚、仕切板（11）
の前記移動に伴なつて溶鋼（20）の浴深が浅くなるた
め、それまで浴深の深い所にあつて高い静圧の掛かつて
いた溶鋼（20）はそれに掛かる静圧が急激に低くなるた
め、前記の減圧効果が溶鋼（20）全体に及ぶことにな
る。After completion of the bubbling, and shield the gas injection holes (13), the partition plate (11) is moved as the room R 2 side shown in the drawing (c), to Sutotsupu with the spout (15) forward. Then room R 1
The internal capacity of being brought extended to 60 m 3, the internal pressure 100T
It will descend to orr. In this embodiment, the pressure regulating valve (1
4) via a further evacuating the inside of the room R 1 by a vacuum pump, yielding reduce its internal pressure to 10 Torr. If left under such reduced pressure for a while, a large amount of fine gas bubbles are generated in the molten steel (20), and fine inclusions and the like are trapped and floated. In addition, partition plate (11)
As the bath depth of the molten steel (20) becomes shallow with the above-mentioned movement, the static pressure applied to the molten steel (20), which had been subjected to a high static pressure at a place where the bath depth was deep, suddenly decreases. Therefore, the above-described depressurizing effect extends to the entire molten steel (20).
その後、浮上した介在物を除去し、仕切板（11）を同
図（ｄ）に示されるように、部屋R2側にある密閉容器
（10）の側壁に密着するまで移動する。すると清浄化さ
れた溶鋼（20）が注出口（15）から注出されることにな
る。Then, to remove inclusions floating partition plate (11) as shown in FIG. 2 (d), moves to close contact with the side wall of the sealed container (10) in the room R 2 side. Then, the cleaned molten steel (20) is discharged from the spout (15).
第４図は、上述した処理を行なつた時の部屋R1の内容
積X1及び内部圧力の変化を経時的に示したものである。
このように仕切板（11）の移動に伴なう部屋R1の内容積
X1の変化により、その内圧も大きく変化しており、溶鋼
（20）の清浄化処理が効率良くなされることになつた。
その結果、溶鋼（20）のトータル酸素量は当初の80ppm
から12ppmまで減少せしめることができた。Figure 4 is obtained over time indicates a change in the internal volume X 1 and the internal pressure of the room R 1 when the above-described process was rows summer.
Accompanied the internal volume of the room R 1 the movement of the thus partition plate (11)
By a change in X 1, the internal pressure has changed significantly, has decreased to the cleaning process of the molten steel (20) is made efficiently.
As a result, the total oxygen content of the molten steel (20) was initially 80 ppm
To 12 ppm.
以上詳述した本発明法によれば、密閉容器の内容積を
変化せしめてその内部の圧力調整を行なうことができる
ため、加圧減圧処理等のために容量の大きいポンプやエ
ジエクター等を用いる必要がなくなることになる。又ス
トツパ等の消耗品を使用することがなく、且つ一つの容
器で溶融金属の清浄化がなされるため、設備のメンテナ
ンスに手間がかからず、しかも容器間移動不能を原因と
する溶融金属の清浄化処理の中断といつた事態も生ずる
ことがない。According to the method of the present invention described in detail above, it is possible to adjust the internal pressure by changing the internal volume of the closed container, and therefore it is necessary to use a large-capacity pump or an ejector or the like for pressurizing and depressurizing processing. Will disappear. In addition, since consumables such as stoppers are not used, and the molten metal is cleaned in one container, the maintenance of the equipment is not troublesome, and the molten metal due to the inability to move between the containers is required. There is no interruption of the cleaning process.
第１図（ａ）（ｂ）は本発明法の基本構成を示す説明
図、第２図は本発明法を実施するに当り、用いた密閉容
器の概略的構造を示す断面図、第３図（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）は該容器を用いて行なつた本発明法の具体
的実施工程を示す説明図、第４図は本発明法の実施によ
る部屋R1の内容積X1とその内部圧力の変化を経時的に示
すグラフ図、第５図（ａ）（ｂ）は１の密閉容器を用い
て行なう清浄化処理の従来工程を示す説明図、第６図は
連通する２つの密閉容器を用いて行なう清浄化処理の従
来工程を示す説明図である。 図中（１）（10）は密閉容器、（100）（110）（120）
は容器、（２）（200）は溶融金属、（20）は溶鋼を各
示す。1 (a) and 1 (b) are explanatory views showing the basic constitution of the method of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a schematic structure of a closed container used in carrying out the method of the present invention, and FIG. (A) (b)
(C) (d) is an explanatory view with the container shows a specific implementation process of the row of ivy present invention method, Fig. 4 internal volume X 1 rooms R 1 according to an embodiment of the present invention and Its internal pressure 5 (a) and 5 (b) are explanatory diagrams showing conventional steps of a cleaning process performed using one closed container, and FIG. 6 is a diagram showing two communicating closed containers. It is explanatory drawing which shows the conventional process of the cleaning process performed using it. In the figure, (1) and (10) are sealed containers, (100) (110) (120)
Indicates a container, (2) and (200) indicate molten metal, and (20) indicates molten steel.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 峻一 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−170555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−85655（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Shunichi Sugiyama 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (56) References JP-A-1-170555 (JP, A) JP-A Sho 57-85655 (JP, A)
Claims (1)
器内に溶融金属を入れてその内容積を調整することで容
器内部を加圧状態又は大気圧以下の状態に保ち、該溶融
金属中にそれに可溶なガスをバブリングすると共に、該
バブリング終了後密閉容器の内容積を増大せしめて該容
器内を急速に減圧し、浮上してくる介在物をその後除去
することを特徴とする内容積可変の密閉容器を用いた溶
融金属の清浄化方法。1. A closed container having a variable internal volume, a molten metal is put in the closed container, and the internal volume is adjusted to maintain the inside of the container in a pressurized state or a state below atmospheric pressure. Bubbling a gas soluble in the metal into the metal, increasing the internal volume of the closed vessel after the completion of the bubbling, rapidly depressurizing the inside of the vessel, and subsequently removing the floating inclusions. A method for cleaning molten metal using a closed container having a variable internal volume.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26828188A JP2712402B2 (en) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | Method for cleaning molten metal using closed container with variable inner volume |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26828188A JP2712402B2 (en) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | Method for cleaning molten metal using closed container with variable inner volume |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02117757A JPH02117757A (en) | 1990-05-02 |
| JP2712402B2 true JP2712402B2 (en) | 1998-02-10 |
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ID=17456366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26828188A Expired - Lifetime JP2712402B2 (en) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | Method for cleaning molten metal using closed container with variable inner volume |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712402B2 (en) |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP26828188A patent/JP2712402B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02117757A (en) | 1990-05-02 |
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