TW406131B - Vacuum refining method for molten steel - Google Patents

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五 發明説明（ ^06131 A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印¾ 本發明係提供一種熔鋼之真空精鍊方法，特別係指一 種使用無槽底之直筒型真空槽，以精鍊熔鋼之方法者。 按，一般在真空精鍊爐中使用氣體由上往下吹氣（以 下簡稱上吹）之目的，有藉由氧氣上吹而與熔鋼中之碳進 行反應之脫碳、將添加於熔鋼中之A i藉上吹氧氣燃燒昇 溫之A 1昇熱、在流動氣體中添加如生石灰等助熔劑之脫 硫、利用氧氣與以LNG為代表之碳氫系助燃氣體上吹將 浸溃槽加熱俾控制基材附著之燃燒器加熱等四種目的。 習知使用直筒型真空槽及浸溃管之真空精鍊爐中，較 為熟知者為DH。惟，DH時為使熔鋼進行環流，真空槽 係為上下狀，而當真空槽達到上限位置時，槽内幾乎無溶 鋼存在。所以，在氣體上吹之場合，當真空槽達到上限位 置時係使氣艘直接存於槽底，因會明顯地毀損耐火物，故 ’完全不採行由上吹喷管供給氣體。 另外，非採真空精鍊方式，而在直筒型浸潰管中實施 上吹之2次精鍊爐，則刊載於「鐵七鋼」中（第71卷、1985 年、S1086)，其代表者為CASC)B法，廣泛使用於熔鋼之 A 1昇熱目的上》惟，此種方法因無法進行減壓處理，所 以，若在A 1昇熱之同時，亦須進行極低碳鋼熔製處理或 脫氫處理時，因必須使用其他精鍊爐，而提高了設備投資 成本。再者’因在大氣壓下所以熔鋼之攪拌不充份，著熱 效率低下’或為提昇著熱效率而必須進行長時間處理等問 題。 在以碳濃度0.1%以下之範圍為極低碳鋼之製造目的 本紙張尺度適财家料(CNS) A4· (21Gx297公着 4 ------,裝· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 A7 ~~ --—--B7__ 五、發明説明（2 ) 中’藉由上吹氧氣之脫碳反應，因碳濃度低，故，已上吹 之氧氣先在溶鋼表面形成氧化鐵，然後使該氧化鐵與熔鋼 中之碳進行反應而還原之方式進行。而為促進還原反應， 必須提昇火點溫度、同時亦必須朝熱力學上有利於反應速 度之有利狀態實施，因此，必須將上吹氧氣以強力喷流強 度噴沖熔鋼表面，即必須採行所謂的r硬沖』作用。 以往’使用具有槽底之RH型真空精鍊裝置，經由自 真空槽上方插入之水冷式上吹喷管吹入氧氣喷流、來送進 氧氣、而精鍊熔鋼之方法，已刊載於例如特開平2 — 5 4 7 1 4號公報中，而為眾所知》 請參閲第8圖中所示’係說明利用習知rh型真空脫 氣裝置進行精鍊的方法，依圊中所示，該RH型真空脫氣 裝置’係自設於真空槽21之槽底22的上昇管23下端吹入氣 體，而將熔鋼24自取料鍋25中吸至真空槽21，在真空槽21 中，由上吹喷管26進行氧氣喷流27之吹入，並進行熔鋼24 之脫碳處理及A 1昇熱’將處理後之溶钢24由下降管28中 再度送回取料锅中。該溶鋼24係在取料錢25與真空槽21之 間循環下，進行連續性的處理。 但是，在上述RH型真空精鍊裝置中，藉由上吹喷管 26之喷送氡氣方法，因該裝置係於真空槽21具有槽底22之 構造’所以會受到各種限制，而產生下列問題。 首先，在RH型真空精鍊裝置中，將取料鍋25内之溶 鋼24，利用真空吸上至真空槽21之槽底22時，所必需的真 空度，通常在2 0 OTorr以下。然後，為使熔鋼24產生環 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 ___ uOb l31_B7_.一 五、發明説明（3 ) 流時，所必需的真空度更在1 5 OTorr以下。再者，當在 減壓下由上吹喷管26輸送氧氣時，若未保持高真空度，則 溶鋼深度T是淺的，將產生氧氣喷流沖擊槽底2 2之現象 ’而發生損壞槽底耐火物之不良情形。因此，在施行r硬 沖』時，為確保喷洞29之凹陷度L，例如使用約1 OTorr左 右之高真空度，並提高熔鋼落差，使真空槽21内部槽底22 上之熔鋼深度Τ可以確實保持。 此外，當在低真空度下實施輸送氧氣時，因熔鋼往上 吸取之量少’所以真空槽21内熔鋼深度Τ較小，如同上述 ，將因氧氣喷流27衝擊槽底22底部，而產生損傷槽底耐火 材料情形’所以’以氧氣喷流27形成之凹陷深度L乃受到 限制’致不能施行『硬沖j ，而偏向於f柔沖』。 所以’在RH型真空精鍊裝置中，受限於上述限制而 在減壓下輸送氧氣時，於排氣初期之低真空度下無法施行 F硬沖』，因此氧化鐵之還原緩慢，脫碳反應速度降低， 同時因氧氣喷流速度緩慢，由喷管吐出後，在噴流外圍氧 氣將與空氣中之C0氣體進行反應，而生成c 〇2，亦即 非常容易引發二次燃燒（譬如’以二次燃燒率2〇0/〇以上燃 燒）’致使空間溫度上昇至超過所須溫度，而產生損傷真 空槽耐火物的問題。 反之’使用將直筒型不具槽底之真空槽之下部浸漬於 取料鍋熔鋼内而構成之真空精铼裝置（以下稱r直筒型真 空精鍊裝置），進行熔鋼精鍊時，因無槽底，所以即使在 低真空度下亦可輸送氧氣。而利用此種裝置將氧氣上吹時 本紙伕尺度“中關家縣（CNS ) M規格（21Qx297公慶）：—~'-----__： —1 !" J -.1 I - - 1 1 m .: n X4 - < 0¾ 、vs (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 406131 A7 B7 五、發明説明（4 ) ，在低真空度下上吹為促進脫碳反應所必須，如後述，若 在南於所需真空度以上時，氧化鐵將很難流出真空槽外， 而降低脫碳效率，反之，當真空度過低時，熔鋼之環流及 混合將變差，而降低脫碳速度。 以不鏽鋼在上述直筒型真空精鍊裝置進行上吹精鍊之 例子，已揭示於特開平i i 5 6 4工6號、特開昭6工 —3791 2號、特開平5-105936號及特開平6 一2 2 8 6 2 9號之各公報中，可是，任一者均未提及開 始脫碳之碳濃度屬0.2%以上之高碳濃度範圍，且各案亦 均未具體的記載氧氣輪送條件。 如上述’在咼碳淚度區域下的脫碳反應，係因碳濃度 較鬲，所以上吹之氧氣在表面直接與碳進行反應，即所謂 氧氣供給速度律速』〇在此種情況下，不會產生氧化鐵 ’所以即使有轉爐壚渣存在，亦不會有問題產生。此外， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 因碳濃度非常高，所以櫈拌混合特性亦不會影響脫碳效率 。故’在此種情況下的真空度’係愈高真空愈有利於脫碳 。在上述各習知文件中，特開平5—105936號係揭 示真空度為200Torr之實施例，而特開平1 _ 1 5 6 4 1 6號、特開昭6 1—0379 1 2號、特開平6 — 228 6 2 9號’則分別揭不真空度為1 OOTorr或50Torr之實施 例。 碳濃度較高時，在脫碳反應機構上，係為愈趨於高真 空愈有利。可是’在高真空情況下’所產生之CO氣體較 多，因此所需之排氣設備投資費用較大，又滅液激烈，因 本紙張夂度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 406131 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（5 ) ' 此所需設備高度較高而增大投資成本，因此，上述以1〇〇 T〇rr或50Torr為例之習知文獻中雖記載將上吹氧氣持續至 0.01〜0.02%左右，惟並未揭示碳濃度限定於較〇1%低時 的冶金效果* 惟，如後述，真空度較105T〇rr更為高真空之情況下 ，因為在表面上被捲入浴槽内之爐渣很難向槽外流出，所 以脫碳效率降低；而，真空度較195Torr更為低真空之情 況下，因為挽拌能量將降低，所以溶鋼之授拌混合降低， 且脫碳效率降低。 在特開平7 — 1 7 9 9 3 0號公報上，揭示普通鋼在 真空度200Torr下，於碳在0.03%至o ow%間供給上吹氧 氣。可是，在此種情況下產生2次燃燒率有7 8%以上， 脫碳氧效率非常低。由實施例中所記載數據，利用後述計 算式求得之容量深度不過52mm，即因所謂『軟沖』之故 。此外，若真空度過低，熔鋼之攪拌混合會降低，且脫碳 效率更為降低。在特開平6—116627號公報中，則 揭示向0.03〜1.0%碳濃度之熔鋼上吹，而真空度則以 P(T〇nr)=a + 980X[%C](a =170〜370)下控制之方法。 該方法之目的，乃在於脫氮，其中雖無相關於脫碳效率之 記載’但在碳濃度最低時之0.03%，真空度為199〜399T〇rr 。在此種低真空度下，因攪拌能源將降低，所以熔鋼之挽 扮混合亦將降低，而導致脫碳效率降低。然而，對提昇脫 碳效率之重要因素，即氧氣輸送方式究為r硬沖』或『軟 沖』，則無任何相關記載。 (CNS ) A4規格（210X297公兹） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、-β A7 B7 406131 五、發明説明（6 ) 在特開平6—116626號公報中，則揭示於真空 度760〜100T〇rr下，配合該真空度，變化上吹氣體之氧氣 與A r之混合比例，而進行精鍊之技術。該案記載開始脫 碳之碳濃度為1.0〜0.1%，主要為高碳濃度之操作。即使 在這種情形下，對提昇脫碳效率之重要因素，即氧氣輸送 方式究為r硬沖』或『軟沖』，則並無任何相關記載，同 時就純氧氣體下脫碳之有效條件亦無任何相關記載。 如上述，使用直筒型真空精鍊裝置之習知技術，僅有 在高碳濃度範圍下脫碳反應機構完全不同之例及真空度過 低時之例而已，至於氧氣吹送條件，實施例所示者僅為可 認定為軟沖作業者，對送氧條件則未作任何技術上之探究 〇 再者，在直筒型真空精鍊裝置中’在進行脫碳吹鍊前 ’為了將該裝置之真空槽内的熔鋼溫度予以昇溫，於該熔 鋼中添加含有A 1之合金等，供給上吹式氧氣，將該含 A 1合金予以燃燒，而使熔鋼有效加熱昇溫。該項A i 昇熱係對溶鋼以連續式或一次全部添加方式添加含A 1之 合金等，並供給上吹氧氣，利用A i之氡化散熱作用而達 加熱熔鋼的技術。在此種情況下，若使熔鋼中之碳產生氧 化’將使用於A 1之氧化的氧氣比例降低，因此非吾人之 所期望者，令上吹氧氣高效率地與A 1進行反應，並使產 生之熱高效率地對熔鋼加熱。在熱力學上，當碳之氧化與 A 1之氧化於c〇分壓較高時，即在低真空度下，a 1將 優先產生氧化；反之’ C0分壓較低時，即在高真空度下 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局肩工消費合作杜印製 A7 B7 ^、發明説明（7 ) ，則碳將優先產生氧化。所以，在控制碳的氧化上有必要 採低真空，但是由於產生反應之自由表面區域處將因反應 而使溫度上昇以及或使C0分壓與真空度無法相同，故實 際操作時所需之適當真空度則無法得知。 此外，反應所產生之A 1 2〇3必須有效率的排出於真 空槽外。這是因為，當A 12〇3大量懸濁於真空槽表面附 近時，由於屬氧化物之A 12〇3的熱傳導性甚差，而產生 熱傳阻抗’使表面附近區域的熱傳導係數降低，導致著熱 效率惡化。此外，為將爐渣排出浸漬槽之外，亦需低真空 度’這是因為’在高真空下，浸潰部下端與真空槽内熔鋼 表面之間隔將變大，在表面上被捲入浴槽内的爐渣粒子， 雖將隨下降流動而產生移動，但到達浸潰部下端處者卻非 常少，而停留於真空槽内循環流動》類似此種爐渣流，由 於將隨上昇流而浮上氣泡活性面上，而造成懸濁於表面附 近區域的Α 3量大量蓄積，構成降低著熱效率的一項 重要因素。 而’對直筒型真空脫碳精煉裝置，如何有效排洩 A 1 2〇3的方法迄今尚未發現。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 此外’為將散熱所產生的熱量有效率的傳達於整體熔 鋼’必需使熔鋼產生充分大量的循環流量《此處所須循環 流量’可較吹鍊脫碳時一般元素之移動將造成問題之情況 為小’主要乃因為在熱傳上，除依循環流而產生對流傳熱 之外’亦可藉由溫差而產生傳導傳熱。可是，當真空度過 低時’所吹送氣體在上浮時之膨脹將變大，而降低攪拌能 10 m - n - - I -- -- m -- n _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺錢财咖家縣（.CNS )峨格（2iQx 297公楚） *1* *1* Α7 Β7 406131 五、發明説明（8 ) 量，導致熔鋼之攪拌混合低落，降低著熱效率》故，極需 最適當的真空度。 有關減壓下進行鋼之精鍊的方法，如特開昭58-9914 號公報中所揭示，於高真空處理（脫碳或脫氩）後，再進行 脫硫。在該公報中揭示，在減壓下，以可獲得迅速將精鍊 用粉體充分浸入熔鋼之速度喷吹於熔鋼表面之方法。該方 法表示，將對熔鋼喷吹之氣體的流速設限於1馬赫以上， 當流速在1馬赫以上時，可使粉體充分的浸入熔鋼之中。 但是’該公報中所揭示方法，因向熔鋼面之喷吹氣體 流速為1馬赫以上之極快流速，所以將因飛濺等而使溶鋼 飛散，不僅將導致喷搶或耐火物的損壞，且將於槽内產生 基材附著，造成必須多負擔去除所附著該基材之作業程序 °再者，為確保所吹送氣體流速能保持在1馬赫以上的高 速’因此吹送喷搶的孔徑便須較小。所以，當使用插入真 空槽内之上吹喷搶進行吹送精鍊劑時，通常在設備上將產 生除送氧氣孔外，尚須新設計一精鍊劑專用吹送孔的問題 。另，當以送氧喷搶進行吹送時，為確保喷出速度而必須 要有大量的攜帶氣體，結果將導致溫度下降，同時亦將徒 增使用成本等問題。 此外’在特開平5 — 2 8 7 3 5 7號公報或特開平5 一1 7 1 2 5 3號公報中，則使用具有槽底的rh型真空 精煉裝置，並揭示由插入真空槽内之水冷式上吹喷搶，將 精煉用粉體吹入而進行熔鋼精煉之方法。 該等公報中所揭示的方法，為提昇粉體捕捉效率，所 Μ说尺度適财SU家標準（CNS )_A4規格（2iGxY97公楚 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. ·*! 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局負工消費合作社印繁 A7 B7 五、發明説明（9 ) 以實施硬沖程序較佳，然而在RH真空精鍊裝置實施硬沖 的話，為防止因氧氣喷流而產生敲擊槽底底部的現象，所 以在利用上吹喷槍進行吹送時，必須配合熔鋼面上所形成 之空穴的深度以確保熔鋼落差。為此，當粉體吹送時，必 須保持在lOOTorr以下的高真空度。然而，因為高真空度 時飛散的粉體將變多，將造成飛散向排氣系統的粉體增多 的結果，導致熔鋼的粉艟捕捉率降低，而使反應效率變低 ’故產生為提昇粉體捕捉率而必需提高吹送速度的問題。 習知真空精鍊裝置中之槽内或鍋内的環流速度，為使 熔鋼的更新速度不致過快，所以必須有較高的吹送速度。 然而’為提昇粉體之吹送速度，必須提昇攜帶氣體的喷流 速度，將導致氣體流量增大或速度增大等不良狀況。此外 ’如眾所周知，粉體速度係較攜帶氣體速度快二分之一左 右’且粉體的侵入深度與攜帶氣體流量並無相關而為一定 者之報告亦有存在。因此，無意義的提昇攜帶氣體速度實 非良策》 相關直筒型真空精鍊裝置中脫硫劑之吹送的例子，則 如特開平6 — 2 1 2 2 4 1號公報中所揭示，乃為支配效 率的重要因子，然而關於真空度、流速等則無任何相關記 栽。 如上述’並未特別針對直筒型真空精煉裝置中添加脫 硫劑的條件予以任何揭示。 再者’就減壓下的鋼之精鍊方法中，於調整吹氧脫碳 處理後或高真空處理後之熔鋼成份時，抑或於吹氧脫碳中 娜尺 i 適 2ι〇χ297 公餐)-—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. ,1Τ A7 B7 406131 五、發明説明（10 ) 為抑制基材附著而提昇真空槽溫度時，利用上吹喷搶以燃 燒器進行熔鋼加熱處理。 然而，在此種情形下，上吹後之氣體的燃燒火燄，將 因真空槽内處於減壓下的關係，而具有燃燒火燄長度變長 的特徵存在。當該火燄到達熔鋼面時，使尚未燃燒狀態的 碳化氩系助燃劑與熔鋼進行反應，而產生熔鋼中之碳或氫 濃度上昇等致命的問題。故，為避免此種情況產生，係降 低真空度，使火燄長度變短、或增加喷搶與熔鋼面之間的 間隔等方法〇在RΗ情況下，因為要形成環流所以必須將 熔鋼吸上真空槽内，故真空度不可降低而採用提昇喷搶高 度之手段。此類方法將因平均的使火燄區域與熔鋼面之間 的間隔變廣，所以將降低著熱效率。 再者，為亦未見有任何揭示相關於直筒型真空精煉裝 置中燃燒器加熱的具體條件等。 發明揭示 本發明之目的，係針對解決習知技術的諸項問題，提 供一種於直筒型真空精煉裝置中實施溶鋼脫碳吹氧之際， 在該裝置之真空槽内的最佳吹鍊條件β 即’本發明之目的’係就上述吹鍊條件，提供一種最 佳真空槽内的真空度，以及送氧條件。 八 再者，本發明之另-目的’係提供—種為提昇至真空 槽内熔鋼所需溫度的最佳A 1昇熱方法。 此外’本發明之另一目的，係坦也 的最佳脫硫條件。 传士供—種真空槽内義 表纸張尺賴财®國家標準（CNS ) A4規格（210X 2974^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装·

•1T 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 13 - 4C6131 A7 ____B7_ 五、發明説明（11 ) 本發明之另一目的’係提供一種藉由燃燒器加熱，將真空 槽内之熔鋼與真空槽耐火物表面昇溫的方法者。 如上述本發明之諸項目的，係基於下述精鍊方法而可 達成者。 首先，本發明係將在轉爐等中施行脫碳，使C含量調 整在0·1%以下之熔鋼裝入直筒型真空脫碳精煉裝置的 真空槽内，該真空槽内係保持在周面圍105〜ι95Τ〇ΓΓ的低 真空度中’且以使該真空槽内靜止溶鋼表面的空穴深度為 150〜400mm狀態的送氧速度，利用上吹噴搶將氧氣供給 於熔鋼的精鍊方法。 即’藉由將真空槽内周圍保持在低真空度下，俾使真 空槽之浸溃部下端與真空槽内熔鋼表面間之間隔變小，藉 此使在熔鋼表面上被捲入熔鋼内的爐渣粒子，可輕易的由 浸潰部下端流出於槽外，其結果將使存在於真空槽内的爐 渣於短時間内幾乎全部排洩而出，所以對利用上吹氧氣所 生成的氧化鐵，可單純的以F e 〇方式存在而可維持於 高脫碳氧氣效率。 再者，為提昇脫碳效率，而必須將由上吹喷搶之氧氣 喷射與熔鋼表面間之相衝碰區域（著火點）附近的溫度予以 提昇，為此本發明必須使空穴深度保持在15〇〜4〇〇mm狀 態的以硬沖方式實施送氧。此外，即使藉由硬沖輸送氧氣 由於真空槽内為上述低真空度，基材飛散（濺液）不致變 大’係為極實用之方法者。 其次，本發明係於進行吹氧脫碳、或高真空處理（脫 (。奶）八4規格（21〇\ 297公餐） 裝 訂------^ (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 ----------- 五、發明説明（l2 ) 碳或脫氫）、或以添加合金來進行成份調整之前，在前述 真空槽内周圍保持在100〜300ΤΟΓΓ的低真空度中，將含 A 1合金裝入真空槽内，並由上吹喷搶供給氧氣。藉由 周圍狀況，幾乎不會使碳產生氧化反應，所以利用於A 1 氧化的氧氣便可達到高使用效率，且A 1 20 3粒子亦非常 容易排洩於槽外。此外，為了該含A 1合金可獲得高反應 效率，空穴深度係在50〜400mm，並依硬沖方式送氧者為 佳。 ’ 其次，本發明於脫氧後，利用合金添加方式預先調整 成份，並使該真空槽内維持在120〜400ΤΟΙΓ的低真空度上 ，將以生石灰為主成份之脫硫劑自上吹喷搶連同攜帶氣體 裝入真空槽内。俾藉由此方法使真空槽外的轉爐爐渣的 (T · Fe+MnO)濃度降低，而促進槽内熔鋼的脫硫反應，更 進一步，可使被捲入於熔鋼中的脫硫劑輕易的流出於槽外 ，増加槽外爐渣的鹼性度而防止產生復燐情形，藉此極具 效率地進行脫硫處理。 本發明中藉由合金之添加以調整成份時，係使該真空 槽内環境為100〜400Torr的低真空度，利用上吹喷搶將以 LPG為代表碳化氩系助燃氣及氧氣喷出，形成燃燒器用以 加熱溶鋼，於補增熔鋼溫度之同時亦將真空槽加熱，以抑 制基材附著之情形。 藉由此種方法，因可降低喷搶高度，所以可獲得高著 熱狀態，並且除了輻射傳熱之外，也產生對流傳熱’而更 進一步提昇著熱效率。 本紙張尺度適财關家衛( 2丨0X297公釐） 15 --1------袭------ir------W * . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 406131 at ~~~— ____B7____ 五、發明説明（13 ) 此外，本發明亦包含將上述諸項工程，配合實際所需 互相組合而進行精鍊作業操作。 圖示簡單說明 第1圖係本發明中所採用直筒型真空脫碳精煉裝置正 面剖面示意圊β 第2圖係真空度與脫碳氧氣效率之關係顯示圊。 第3圖係空穴:深度與脫碳氧氣效率之關係顯示圖。 第4圈係真空度與空穴深度間關係間之最佳脫碳條件 顯示圚。 第5圈係真空度與鋁昇熱賦熱效率間之關係顯示圈。 第6圖係真空度與（τ .Fe+MnO)濃度間之關 係顯示圖。 第7圖係真空度與各工程處理時間之關係顯示圖。 第8圚係習知rh型真空精煉裝置的正面剖面示意》 實施本發明的最佳型態 其次’相關本發明之熔鋼精鍊方法予以詳細說明如后 〇 本發明係對利用轉爐等而脫碳之熔鋼進行精鍊處理者 0 本發明中所使用的直筒型真空脫碳精煉裝置，係於真 空槽之熔鋼浸潰部無具備槽底，所以可於低真空度（真空 度數值較大）下藉由上吹喷搶進行送氧。 以下係針對第1圖進行說明。 請參閱圖中所示，於儲料鍋3中儲放熔鋼2，並將真 巧張尺度逐用中國-——- ^ ¥------.玎------- i (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁} 406131 at ___ B7 五、發明説明（14 ) 空槽1之圓筒型筒身7的下端予以浸潰而形成浸漬部9， 且該圓筒型筒身7上端設置一頂蓋8，其下端則形成屬開 放端無槽底之筒狀構造》 在頂蓋8中設一上吹（由上向下吹送，簡稱上吹，以 下同）喷搶挾持裝置10，該裝置可使上吹喷搶4自由進 行昇降，俾使該上吹喷搶4能維持在適當的喷搶 溶鋼 表面距離處。 在偏離該儲料鍋3底部中心點K距離處設一多孔碑 1 1，在由該多孔磚1 1處，將譬如氬氣體（Ar) 5 一1向圓筒型筒身7之中空部12吹送。因氬氣吹送位置 係略偏離儲料鍋底部中心點，所以氬氣係呈偏向吹入，而 在部份熔鋼表面形成氣泡活性面（以吹入氣體為氣泡而浮 上，並在溶鋼表面破裂而形成活性面）。再者，藉由該氬 氣的偏向吹送，使筒内部份熔鋼被吹押向上，再至其他氬 氣未吹送至處該溶鋼便下降，結果使溶鋼在铸料錢3與真 空槽的圓筒型筒身7内形成環流。 經濟部中央標準局負工消費合作社印裳 在所形成環流的熔鋼2中，由真空槽之頂蓋§，自所 插入之水冷式喷搶4處噴射出氧氣喷射流5，並在熔鋼表 面處形成空穴（凹洞）6。此外，在儲料鍋3内壁與浸溃 部9外壁間之熔鋼表面上形成爐渣1 3。該真空槽1係與 真空裝置（未圖示）相連接，調整使圓筒型筒身7内中空 部1 2的環境達所需真空度》 使用下端無槽底且具有浸潰部之直筒型真空槽的真空 精鍊裝置，對利用轉爐等施行脫碳至〇.1%以下碳濃度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 ο X 297公f ) 17 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 .五、發明説明（15 ) 之熔鋼進行精鍊時’因其底下未具槽底，所以即使在低真 空度下亦可能輸送氧氣。如若使用上述裝置將氧氣由上吹 送時’該於低真空度下進行上吹，可促進脫碳反應。即如 上述’在碳濃度於〇 · 1%以下範圍内，利用上吹氧氣所 進行的脫碳反應，因礙濃度較低，所以上吹之氧氣與炫鋼 接觸後，便於表面產生氧化鐵’該氧化鐵再與鋼浴中的碳 進行反應。因此’為使反應可更有效的進行，便有下列3 種重要因素，1)將在表面上所生成的氧化鐵予以微粒化 並分散’以確保反應表面積變大；2 )將氧化鐵形成單 純F eO，並提高活量，進而維持高的反應性；3)促 進由熔鋼堆向反應侧供給碳。其中，3)係被藉著來自低 位置之吹入氣體產生之攪拌混合所支配，在高真空度時， 吹入氣體上浮中之膨脹情形會變大，所以攪拌能量便須增 加。因此，在較195Torr低的真空度時，因為攪拌能量降 低，所以熔鋼之攪拌混合會降低，且由熔鋼堆向反應側供 給碳的速度會降低，結果將使脫碳效率降低。又，1 )係 決定於上吹氧氣之衝突面與氣泡活性面間之關係。即，相 對於氧化鐵在上吹氧氣之衝突面生成之情形，氣泡活性面 較大時所生成的氧化鐵層在，由低位置吹入之氣體以氣泡 方式個別浮上並在表面處破裂時，乃配合各個氣泡之大小 而分散成微細粒。所以，上吹氧氣之衝突面與氣泡活性面 間之重復區域，則以佔上吹氧氣衝突面的5 0 %以上者為 佳。2)乃與排除處理前混入真空槽内的轉爐爐渣有關係 。即，真空槽内熔鋼表面存有轉爐爐渣時，因上吹氧氣而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 18 ：--^------裝------訂--------V 〈請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 406131 五、發明説明（16 ) 生成之氧化鐵，與轉爐爐渣相混合，並非單純為F e 〇， 將使F e 0濃度明顯地降低。此種情況下，因ρ e〇與c 之反應性將大為降低，所以脫碳效率將明顯下降。因要將 轉爐爐渣自真空槽排洩出，故必須形成真空度。如果在高 真空度（真空度數值較小）時，浸潰部下端與真空槽内熔 鋼表面間之距離將變大，所以，在表面被捲入浴内的爐渣 粒子，將隨下降流而移動，而使到達浸漬部下端者變少， 而停留於真空槽内的循環運動中，類似這樣的該爐渣粒子 由於隨上昇流而上浮在氣泡活性面，因此與由上吹氧氣 所生成之氧化鐵相混合，而成為降低F e ◦濃度的主要原 因。相對於此，若真空度在105T〇rr以上的低真空度時， 因浸漬部下端與真空槽内熔鋼表面間的距離將變小，所以 在表面上被捲入浴内的爐渣粒子，便將隨同下降流移動， 而輕易的由浸潰槽下端流出於槽外。其結果，將使存在真 空槽内的爐渣，在短時間内幾乎完全排出，依此，利用上 吹氧氣所生成之氧化鐵可依單純F e 〇形式存在，因而可 以維持較高的脫碳氧氣效率。 亦即如第2圊中所示，真空度在105〜195T〇rr範圍中 ，可獲得8 〇%以上的高脫碳軋氣效率。 較佳之情況，乃浸溃部下端〜真空槽内溶鋼表面間的 距離^為丄.2〜2m，此乃將真空槽内熔鋼表面所生成 的氧化物有效率的排洩於槽外的條件，若該距離小於工. 2 m的話，因氧化物在短時間内便排洩於槽外所以在熔 鋼内的滞留時間（反應時間）將過短，而以尚未反應的形 ! '裝 訂------V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 19 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^06131 at B7 五、發明説明（17) 態排洩而出的比例頗高；反之，若大於2 m的話，則下降 流之流速於浸潰部下端附近處將降低，而使排洩變為困難 〇 然而’利用上吹氧氣之氧化鐵的化學反應，其還原速 度若較慢的話，則即使真空度適當的話氧化鐵還原亦非常 困難進行，所以無法獲得較高的脫碳氧氣效率◊因為還原 反應速度幾乎依照溫度便可決定，所產生的氧化鐵為主要 的還原處。氧氣喷射與鋼浴之相接觸區域（火點）附近的 溫度便為重要。所以，若欲提昇脫碳效率，必須以硬沖提 昇火點溫度。而硬沖條件乃為使氧氣喷流在鋼浴表面所形 成的空穴深度為150〜400mm者。 即，如第3圖中所示’若空穴深度在1 5〇mm以上 時，脫碳氧氣效率將為8 〇%以上。 可是’在低真空度環境中，對硬沖之送氧速度條件， 最為問題所在處乃將產生爐渣β習知爐渣產生係利用上吹 氣體的運動能量使之飛散，所以便有考慮採用超軟沖以抑 制運動能量使不形成空穴、或以超硬沖使形成極深的空穴 (譬如100〇mm以上）使飛散方向由向外方向轉變成 内向方向的方法。可是，此類轉爐精鍊，就一般而言，與 本發明之送氧速度相比較，將少一位數以上，施行硬沖上 將非常困難，所以僅能採用超軟沖方式迴避爐渣。 然而’本發明經詳細調查在較小的送氧速度下，爐渣 所發生的狀況後，發現空穴在i 5〇〜4〇()mm可有效 的抑制爐潰。即’原本因為送氧速度小，使依運動能量產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Ι〇χ 297公廣） 20 i 批衣 ^ 11 I^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 406131 A7 B7 經濟部中央樣隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（l8 ) 生的爐渣亦較小之說法上，實際上，爐渣的產生量並非由 運動能量所控制，而係另有其他原因。其主要原因乃在於 將上吹氧氣在鋼浴中接觸部份（火點）處產生氧化鐵粒子 ，並與被捲入鋼浴表面下的鋼浴〔C〕相反應，藉由在鋼 t產生C0氣體，而為爐渣飛散的主要原因。若以超軟沖 情況時，即使氧化鐵將在火點表面處生成，利用上吹氣體 而向下的能量將變小，而使氧化鐵無法侵入浴内，僅能於 浴表面處發生反應，故無法藉由c〇氣體之產生而產生熔 鋼液滴，習知便係處於此種範圍下進行操作作業。 若較上述條件略屬硬沖的情況時，因火點所產生氧化 鐵’藉由上吹氣體而產生之向下能量，而侵入於浴内，使 浴内部將因產生C0氣體而發生爐渣β故，可認為若較習 知作業條件為硬的話，將產生爐造。 可是’若以硬沖的話，則平均每單位面積之加熱速度 將增加，因為火點溫度上昇，所以氧化鐵的還原速度亦將 變快’在火點表面處所生成的氧化鐵將以極短時間，藉由 鋼浴〔C〕而還原’所以無法捲入固定的氧化鐵於浴中。 故’浴内部中為不會產生C0氣體，所以將降低爐渣的產 生’故’此情形的臨界條件係以空穴深度為1 50mm以 上為準。若以硬衝的話，則將如轉爐精鍊般，藉由上吹的 氣艘運動能量，而使飛散變大，再次使爐渣的產生增加， 故此情形的臨界條件係以空穴深度為4 0 〇mm以下為準 〇 換句話說，在真空度為1 05〜1 9 5 Torr的環境下 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 21 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、裝‘ 訂 i Λ 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 ^06.31 A7 -— ___________· _B7 五、發明説明（19 ) ，可將爐渣產生予卩減小並安定之送氧的空穴深度上限 係如第4圊中所示為4 0 〇mm。 故本發明之空穴深度係界定於真空度1 〇 5〜1 9 5 Torr之環境下為1 5 〇〜4 〇 〇 m m之範圍内。此外， 第3圖中之〇記號係表真空度為i 3 〇T〇rr情況下的例， 而△记號則表真空度為1 7 OTorr情況下的例子。 以下係空穴深度L ( m m)的計算公式。 L = Ln.exp(-〇.78G/Ln)……⑴ 其中，L η係依下式而定義。 L n= 6 3 ( F / ( η · d Ν) ) 2/3 ............⑺ 其中’ F係氣體供給速度（Nm3/Hr)、^為喷搶數目、 dN為喷管直徑（mm)、G為由喷搶前端至真空槽内熔鋼表 面為止的距離（mm)。 若空穴深度較1 5 0mm為小的話，火點溫度將無法 充份提高’即使如在適當真空度下幾乎產生純正的氧化鐵 的話’亦將因還原速度本身的遲緩而導致脫碳氧氣效率降 低。反之’若大於400mm時，因上吹氣體的能量過大 ，而將使基材飛散（爐渣）變大，喪失實用性。 在熔製極低碳鋼時，於吹氧脫碳完成後，便移向真空 槽内使真空度上昇，而在高真空下進行脫碳》在高真空度 下的脫碳’係利用溶解於熔鋼中之氧氣與碳進行反應，所 以暴露於真空中自由表面的反應係屬非常重要的。因此， 若該自由表面被爐渣所覆蓋時，反應速度將大幅下降之外 ，亦將伴隨減壓之發生，而因CO氣體使爐渣產生暴炸性 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（ZIOXW7公釐） 22 ^--1--------裝------訂；--------A (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^00131 at ---__B7 五、發明説明（2〇 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 的飛散，而引起一般所稱的突沸現象，此乃為一般操作中 明顯的障礙。因此，在進行高真空處理之前，以在吹氧脫 碳中所產生的氧化鐵為主成份，必須完全將爐渣排洩於槽 外。所以’針對吹氧脫碳期之浸潰部下端〜真空槽外熔鋼 表面間的距離（浸潰深度）Η，必須僅為〇 . 2 Η〜0 . 6 Η 之小浸潰深度，藉此由下降流而到達浸潰部下端的爐渣粒 子，使受到由真空槽外熔鋼的靜水壓（壓差）變小之緣故 ，更容易排洩於真空槽外。若大於〇.6Η時，將因真空 槽外熔鋼的搖動，而使局部浸潰深度瞬間呈現零狀態，此 時外部空氣將被吸入真空槽内，而使熔鋼中的氮氣濃度上 昇；反之，若小於〇 . 2 Η時’則壓差將無法充份變小， 而使爐渣無法完全排洩出去。 其次，針對熔鋼之A 1昇熱予以說明。 利用上吹的氧氣將添加於熔鋼中的A 1予以燃燒並使 其昇溫的A 1昇熱中，在獲得高效率上必須有適當的真空 度與硬沖。 本發明經過對A 1昇熱進行仔細實驗及理論檢討後， 終於發現如第6囷中所示，真空度在1 〇 〇〜3 〇 〇 τ〇η> 範圍内下’ A 1昇熱的著熱效果將有以上。 即’若較1 0 OTorr更高真空度時，將同伴隨碳的氧 化反應，產生A 1氧化情形，而降低氧氣使用效率，同時 亦將因所生成的A丨2〇3較難排洩出去，而降低著熱效率 :反之’若真空度係10 〇 Ton·以上的低真空度時，幾乎 不會引發脱碳反應，使用於A 1氧化的氧氣使用效率將提 1本紙涑尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐）' ---- :---:------^ — (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 i k I— I ti^ II . • m m 406131 A7 B7 五、發明説明（21 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 同此外，浸潰部下端與真空槽内炫鋼表面間的間離N將 變！而使在表面上被捲入浴内的Α【2〇3粒子隨下降流 移動，而由浸清部下端輕㈣排狀槽外，轉高著熱效 率，若3 0 〇 Torr以下的低真空度時，則熔鋼的循環流量 將減小，而降低著熱效率。 所以’浸潰部下端〜真空槽内熔鋼表面間的距離Ν , 维持於1.2〜2m者為佳。此乃將在真空槽内表面產生 氧化物有效率的排洩於槽外的條件；若小於丄.2111時， 氧化物將在短時間内内排出於槽外，而使熔鋼内的滯留時 間（反應時間）變短，在A i 2〇3粒子所帶持熱量，尚未 充分傳熱於熔鋼之前，便被排洩而出的比例將變高；反之 ，若大於2 m時，則下降流之流速在浸潰部下端附近將減 低，導至不易排洩。 更進一步可以明埃得知，藉由硬沖可以獲得較高的反 應效率。若細觀在如上述之適當真空度下，利用上吹氧氣 溶解於熔鋼中的A 1氧化反應的話，在上吹氧氣接觸熔鋼 面處將會產生A 12〇 3膜，該膜將被上吹氣體所帶來的向 下運動能量而破碎，並懸濁於熔鋼中。若該上吹氣趙的運 動能量較小時’將無法因上吹氣體而破碎，反而將隨由底 部上吹氣鱧的上昇流破碎，而無法懸濁於熔鋼中，並浮於 表面上，類似此種上吹氣體的運動能量不足情況時， Α ]·2〇3將不易產生懸濁現象，即使有適當的真空度，亦 將使Α 120 3推積於表面附近，而降低著熱效果。因此， 為使上吹氣體具備足夠的向下運動能量，藉由氧氣喷射在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 24 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-

、1T A7 B7 ^06131 i、發明説明（22 ) m - - II »^^1 HI 士In n . 、T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 鋼浴表面所產生的空穴深度將須在5〇〜40〇mm範圍 内，此處的空穴深度L (mm)係依照前述公式（1 )及 (2 )計算而得。 在進行炫製極低碳鋼或脫氫處理時，於A 1昇熱完成 後’便移向真空槽内使真空度上昇，而在高真空下進行脫 碳或脫氫。在高真空度下的脫礙’係利用溶解於溶鋼中之 氧氣與碳進行反應’脫氫亦是利用溶解於熔鋼中的氩氣進 行相同反應’所以暴露於真空中自由表面的反應係屬非常 重要的。因此，若該自由表面被爐渣所覆蓋時，反應速度 將大幅下降之外，亦將伴隨減壓之發生，而因C0氣體使 爐渣產生暴炸性的飛散，而引起一般所稱的突沸現象，此 乃為一般操作中明顯的障礙。因此，在進行高真空處理之 前，以在A 1昇熱中所產生的A 12〇3為主成份之熔渣， 必須完全排洩於槽外。所以，與溶製極低碳鋼時相同的理 由，A 1昇熱的浸漬部的浸溃深度Η，必須僅為〇 . 2 Η 〜0 . 6 Η之小浸潰深度，俾容易將真空槽内的爐渣排洩 於真空槽外。 其次，針對減壓下的鋼脫硫方法進行詳細說明。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 脫硫反應，必須考慮當利用添加於真空槽内的脫硫劑 進行脫氧反應之同時’由真空槽外的氧化鐵濃度較高的轉 爐爐渣提供氧氣而進行復硫反應，換句話說，脫硫反應之 反應式係〔S〕+CaO=CaS+〔〇〕，為進行脫硫 反應，必須使右邊〔0〕的濃度充分減低，因此，為使脫 硫有效率的進行，必須於實施脫硫前進行脫氧時，充分的 25 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ^06131 B7 ———^ — ~~— __ 五、發明説明（23 ) 將真空槽外的轉爐爐渣中之氧含量〔通常以（τ · F e MnO)為代表〕予以降低，乃屬非常重要。可是，若轉 爐爐渣中氧含量充分降低的話，脫硫處理中含於轉爐爐渣 中的氧化磷將變為不安定，導致熔鋼中磷濃度上昇，即產 生所謂的復磷情形。因此，為有效抑制復磷，使脫硫中氧 氣含量已減低的真空槽外轉爐爐渣中之C a 〇濃度上昇， 於降低氧含量之同時，必須使氧化磷形成不致產生不安定 情形的高鹼性爐渣。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 即，在有效抑制脫硫時復磷情形的產生，針對真空槽 外轉爐爐渣中，必須使1 )脫氧時（T · f e + M η 〇 ) 濃度充分降低，2 )脫硫中之鹼度提高。此2項條件係在 真空度為1 2 0 Torr下成立，換句話說，真空度屬低真空 度時’浸潰部下端與真空槽内熔鋼表面間的間隔將變小， 而將出現以下2種特徵，A)由低位置處所吹送的氣趙， 將使真空槽内熔鋼表面產生波動，而容易傳至真空槽外的 熔鋼，B )以供給於真空槽内熔鋼表面的生石灰為主成份 的脫硫劑，將被捲入浴内後，隨同下降流移動，而輕易由 浸潰部下端排洩於真空槽外等。其中，A)將對1 )產生 影響’即，真空槽外亦因被攪拌，而使熔鋼中熔解的A工 與真空槽外爐渣的反應增加，在短時間内有效率的將屬真 空槽外轉爐爐渣之（T · F e+MnO)濃度，如第6圖 中所示，降至5%以下。 若真空度大於1 2 0 Torr時，因真空槽外熔鋼幾乎不 會流動，所以攪拌非常弱，導至於熔解於熔鋼中的A i與 26 - 本紙張尺錢财家標準（CNS ) Α4Ϊ^^7 210x297公釐y A7 B7 五、 經濟部中央標準局員工消費合作杜印装 406131 發明説明（24 ) 真空槽外爐渣幾乎不會引起反應。另，上述B)對2)有 極其重要的影響力，即，在脫硫處理t，為使以供給於 真空槽内熔鋼表面的生石灰為主成份的脫硫劑，隨同下降 流移動’由浸清部下端向真空槽外排洩而出，真空槽外爐 渣的驗性將隨處理的進行而增大，俾可防止復填不良情形 的發生。反之，若真空度較12 〇Τ〇ΓΓ更高真空時，脫硫 劑幾乎不會流出於真空槽外，所以真空槽外爐渣的鹼性將 不會上昇’而無法避免產生復磷現象。 若屬較4 0 〇 Torr更為低真空度時，因所吹送氣體的 浮氣中膨脹變大，所以攪拌能量將降低，導致熔鋼的攪拌 混合降低’甚而降低脫硫效率。 其次’本發明者採用直筒型真空精煉裝置，就吹入位 置之溶鋼的更新速度非常快的條件下，以吹入精鍊用粉體 ’為較容易獲得較高反應速率之最佳吹送條件，同時採用 大口後噴搶’且於低真空度下實施低速吹送方法。由其結 果明顯得知，將使吹送表面的溶鋼更新速度非常快，若真 空度較低情況下，即使以低吹送速度，亦可獲得較高的粉 趙捕捉效率，而可明顯的提昇反應效率。 本發明藉由使用直筒型真空精煉裝置，在1 2 〇 Torr 以上之低真空度下，利用自鍋底的環流氣體，因可確保熔 鋼表面活性效果與高環流量，所以，可依低吹送速度獲得 高粉體捕捉率《具體的說，採用真空精煉裝置時，在1 2 0 Torr以上的低真空度下，以未達1 〇 m/秒〜1馬赫範 圍的吹送速度，可以獲得高粉體捕捉率。 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---；------裝 訂^ W (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 27 s— ^0Ci31_B7__ 五、發明説明（25 ) 本發明中，在溶鋼表面上依吹送所形成的空穴深度中 ’以形成精鍊用粉體捕捉上所須最低量（1〇m/秒）之 吹送速度吹送精鍊用粉體時，在排氣系統上被無效吸引之 精鍊用粉體的量將大幅減少，而可使用通常送氧喷搶，以 高固氣比進行精鍊用粉艎吹送。 精鍊用粉體的吹送速度，於精鍊用粉體吹送時插入於 精鍊用粉鱧深度與攜帶氣體流量係並無相關，幾乎為固定 ’所以，當精鍊用粉體最初到達熔鋼表面時的最低速度係 必須足夠’且依吹送條件之不同，多少亦有些不同，然而 ，依實驗上而言’必須在1 〇m/秒以上，其中，由以即 使吹送速度超過1馬赫，亦可因飛滅而使溶鋼產生飛散， 俾使溫度大為下降者為佳。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本發明因係採用直筒型真空精煉裝置，所以即使在 1 2 OTorr以上的低真空下，亦可充分確保真空槽内的熔 鋼落差，利用由鍋底而至大量氣體之吹送，使真空槽内熔 鋼表面附近的更新速度，較一般鍋脫氣體裝置為快。譬如 ’真空度為1 5 0 Torr時，真空槽内外之熔鋼落差為1 . lm ’由鋼底而至的環流氣體流量相同情況下，鋼浴表面 的更新、熔鋼環流速度均幾乎與高真空時相同。故，即使 在低真空下，被吹入熔鋼_脫硫劑的精鍊用粉體，將可藉 由循環流輕易的被送入鍋内深處，而可獲得較高的反應效 率。此外，因該具有直筒型浸潰部的精煉裝置中，因未具 備槽底’所以’即使在低真空度下，亦可如RH型精鍊裝 置’不必擔心因吹送而可能產生底部敲擊現象，傷及槽底 28 本‘張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ現格（210X 297公廣） A7 s---_ί31 ___ 五、發明説明（26) ~~- 耐火物等不良情況的產生。 攜帶氣體到達液面之速度的計算方式，係依下列方法 計算求得。 式中之相關符號的定義如下，真空度ρ (τ〇ΓΓ)、攜帶 氣想之逆壓P’(kgf/cm2)、喷搶吐出時的馬赫數Μ，，該式 中之Μ’乃以為隱涵數存在之數值解而計算求得者。 Ρ/760 ο 4 ——=(1.2M^ )- 5x( -___ )2. s……

Ρ 2· 8M, 2 -〇. 4 Q 其中，到達熔鋼表面時的馬赫數Μ，乃依下式計算而 得，式中G係由喷搶前端至真空槽内熔銅表面間的距離 (mm)、η係喷搶數目。 Μ = 6· 3Μ ’ / ( G / { ( η · do2) 1/2 })..................( < 馬赫數Μ轉換成到達熔鋼表面之流速u(m/s)的計算 方式如下： u = Μ X 320 X 0# 07Ρ 1/2 ............................ ......................* ( 5 其中以浸潰部下端〜真空槽内熔鋼表面間之距離Ν為 1 2〜2 m者為佳，此亦為將供給於真空槽内溶鋼表面 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 之脫硫劑有效排放洩於槽外之條件。若小於1 . 2 m時， 因為脫硫劑將於短時間内便流出於槽外，所以在熔鋼内的 停滞時間（反應時間）將變短，而使尚未反應便被排洩而出 的比例變尚；反之，若大於2m時，其下降流的流速在浸 潰部下端附近將變低，造成不易排洩。 此外，脫硫效率（λ)則依下式求得·· 29 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央榡準局員工消費合作衽印製 30 A7 ____-Α0ίχ131 Β7 ___ 五、發明说明（27 ) • In ( [s) , / CS3 2) λ — .......................... 脱硫劑原單位（kg/t) •… 式中’ 〔S〕i:處理前〔s〕濃度（pprn) 〔s〕2 :處理後〔S〕濃度(ρρπι) 其次，針對採用直筒型真空精鍊裝置進行精鍊時，於 吹氣脫破處理或高真空處理（含脫硫處理之情況）後，再 將氧氣與以L N G為代表之碳化氫系助燃氣利用上吹喷搶 喷射於熔鋼表面，而加熱熔鋼及真空槽的燃燒器之加熱予 以說明。 在燃燒器加熱時，真空槽内周圍係維持在1 〇 〇〜 4 0 0 Torr ’由噴搶前端至真空槽内溶鋼表面間之距離n 則調整為3 . 5〜9 . 5m之範圍内，並將上述燃燒氣艘 吹送於溶鋼表面。 如此’即使在低真空環境下，若使用本發明的精鍊裝 置，因亦可將熔鋼充分攪拌混合，所以，喷槍高度較前述 為低亦可加熱而獲得高著熱現象。甚而，真空度較本發明 所定者為高時，相對於僅可引發輻射傳熱情形相較下，本 發明除可利用輻射傳熱之外，尚將引起對流傳熱，而可更 加提昇著熱效率。 若真空度為4 0 0 Torr之超低真空度時，所吹送之浮 氣的膨脹將變大，而使攪拌能量降低，並使熔鋼之攪拌混 合降低，而降低著熱效率。 如上所詳述’本發明之特徵係在直筒型真空精鍊裝置 中’以100〜400 Torr之低真空度下，藉由將氧氣上 — 本紙張尺度相帽财鮮（CNS )A4規格（21 Ox 297公釐） ili I ! I . - m · In 士^m. Hi I- I - I HI X. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 --4-0.6131_gZ__ 五、發明説明（28) 吹於熔鋼表面，配合各種處理的送氣條件（以空穴深度表 示）的吹送氣體，而在真空槽内上吹氧氣之目的，如下四 項：-、脫碳，乃在於藉由將氧氣上吹，而與熔鋼中的碳 進行反應；二、A 1昇熱，將添加於熔鋼令之A丨利用上 吹氧氣而燃燒並昇溫；三 '脫硫，隨同攜帶氣趙添加如生 石灰等助溶劑；四、燃燒器加熱，利用氧氣與以lng為 代表之破氫系助燃氣體上吹將浸潰槽加熱俾控制基材附著 等四種目的。 上如各種處理之整體組合，如第7囷中所示，該第7 圏所示者乃各項處理工程之處理時間與真空度之關係圖， 實際操作時，可配合各項楚理工程所需，進行適當的組合 實施例 實施例1 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 使用如第1圖中所示直筒型真空精鍊裝置，進行上吹 氧氣耽碳作業。此情況下，儲料銷之容量為3 5 0嘲儲 料鍋内徑D為4 4 0 〇mm，真空槽浸清部之直徑6為 2 2 5 0mm ’多孔碑自儲料鍋中心偏離距離κ為㈠。 践，上吹偷之喷搶徑為3 lmm。而操作條件則為喷 槍〜溶鋼表面間距離G為3 . 5m，於開始進行處理2分 鐘後’以3 3 0 〇 NmYh之送氧逮度吹送2分鐘將 碳濃度由4 5〇Ppm脫碳至！ 5〇ppm，然後進行脫 氣處理。吹氧時，所形成的空穴深度[為2 5 〇_，此 外，由底度上吹氬氣流量固定在工〇 〇 〇N V分，氧氣 本錄尺度適财® _縣 31 B7 發明説明（29 ) 開始吹送時的真空度為1 6 5T〇rr、完成终了時為工4〇 此時由浸漬部下端〜真空槽内熔鋼表面間距離N 為1 75〇mm，真空槽的浸漬深度為45〇瓜爪。 如上述操作結果，脫碳氧氣效率π達8 5%，且完全 無附著現象產生。 再者在上述操作步驟完成後，將真空槽上昇至浸溃 部深度Η為2 3 〇mm處之後，再挽拌2分鐘，然後於高 真空下進行脫碳處理。藉由此項處理步驟，與上述在浸潰 深度Η為4 5 〇mm下處理情況相比，達到碳濃度為2 〇 P Pm所需的處理時間，可以縮短3分鐘。其次再依第 1表中所示操作條件進行處理（相同條件：送氧速度·· 3 0 0 〇Nm3//h '吹氣時間：2分鐘），其結果如下 所示。 _ 装 訂：---；--^---Jk (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度賴中ϋ目家標準（CNS ) Α4ί^77Γ〇χ297公楚 32 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 406131 A7 B7 五、發明説明（30 ) 第1表 開始送氧 時真空度 (Torr) 空穴 深度 (mm) 吹氣前 磺濃度 (ppm) 停止吹氧 後碳濃度 (ppm) η (96) 基材附 箸狀況 評 估 本 發 明 例 165 205 485 127 83.6 無 ◎ 140 220 479 -110 86.0 無 ◎ 180 120 456 108 81.2 無 ◎ 120 360 458 97 84.3 無 ◎ 135 280 444 92 82.2 無 〇 105 215 491 120 86.5 幾乎無 〇 195 150 465 137 76.5 無 〇 160 400 483 110 87.1 幾乎無 〇 bb 較 例 260* 195 445 262 42.7 無 X 75" 245 458 92 47.1 多量附著 X 125 35" 482 321 37.6 無 X 145 460 * 476 107 86.1 多量附著 X (註）『:::』符號偽表本發明範圍外之數值。 ml m 1^11 m 士，μιμμ —I— ml I 一 V , 0¾ 、\每 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -33 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 406131 Α7 Β7 五、發明説明（31 ) ^由第1表中可明顯得知，本發明實施例中脫碳氧氣效 率幾乎均可獲得8 〇%以上的高效率結果，且亦無基材 付著現象產生。反之，在比較例中即使空穴深度為適當值 ，而開始送氧時真空度較低時，其未產生基材附著者的π 亦幾乎僅為本發明實施例的一半，此外，就真空度較高部 份，更產生？？在50%以下的低效率且基材上亦有多量附 著情形的產生。 此外，即使開始送氧時的真空度為適當值，但卻有空 穴深度過小者，雖基材未附著，但7/過低情形產生；反之 ’空穴深度過大者，雖然？7可達80%以上，但基材附著 卻多量。 實施例2 使用如第1圖中所示直筒型真空精鍊裝置，藉由A 1 昇熱操作與真空脫氣處理，而進行脫碳作業。此情況下的 精鍊裝置規格則與實施例1相同。 操作條件’係在喷搶〜熔鋼表面間距離G為3.5m 的真空槽中’使浸漬深度Η為4 5 0 mm，於開始進行處 理1分鐘後’以3 3 〇 〇Nm3/h之送氧速度吹送6分 鐘’此時所形成之空穴深度L為205mm。此外，A 1 之投予方式’係在6分鐘的吹氧期間，以每隔1分鐘分投 予計分5次平均投入，總計投予量為4 6 0 k g。結果所 得溶鋼之溫度上昇部份為40°C。其後再於真空度1 · 5 Torr之環境下’實施脫氣處理，另，由底部吹入氬氣流量 固定在1000N1/分，氧氣開始吹送時的真空度為 度適用中國 -- n I I I I - · I- I 设^m -1 - —II - I !1 τ I • U3-** (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 I------ B7 五、發明説明（32 ) 2 8 OTorr、完成終了時為工5 〇T〇rr。 如上述操作結果，A 1昇熱著熱效率：達9 g.g%， 且το全無附著現象產生。再者，在該處理繼續進行上所實 施的高真空稅氣處理中，於開始處理前碳漢度為45〇 P pm，但脫氣處理後則減少至i 5 。 再者，在上述操作步驟完成後，將真空槽上昇至浸潰 部深度Η為2 3 Omm處之後，再扰拌2分鐘，然後於高 真空下進行脫碳處理。藉由此項處理步驟，與上述在浸潰 深度Η為4 5 Omm下處理情況相比，達到碳滚度為2 〇 p pm所需的處理時間，可以縮短4分鐘。 其次，再依第2表中所示操作條件進行處理（相同條 件：A 1投予量：4 6 〇 k g、送氧速度：3 〇 〇 〇〜 /h、吹氧時間：6分鐘）^ 其結果如下所示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 裝 .、1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1Γ· 35 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 406131 b7 五、發明説明（33 ) 第2表 開始送氣 時真空度 (Torr) 空穴 深度 (mm) 吹氧前 熔鏑溫度 rc) 停止吹氧後 熔銷溫度 rc) 溫度 上昇 (V) (%) 基材附 著狀況 評 估 本 發 明 例 165 230 1605 1647 42 99.4 無 ◎ 240 205 1612 1654 42 98.7 無 ◎ 290 315 1597 1639 42 94.6 無 〇 105 190 1614 1657 43 99.5 幾乎無 〇 240 50 1589 1629 39 93.4 無 〇 200 400 1607 1649 42 99.2 幾乎無 〇 比 60" 245 1611 1653 42 65.9 多量附著 X 較 380 30* 1604 1632 28 64.7 無 X 例 260 550* 1592 1634 42 99.1 多量附著 X (註）『*』苻號偽表本發明範圍外之數值。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'〆297公釐） 36 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 406131 ___ _ B7 五、發明説明（34 ) 由第2表中可明顯得知，本發明實施例中a 1昇熱著 熱效率Γ任一者均可獲得9 0%以上，且無基材付著現象 產生。反之，在比較例中，當開始送氧時真空度過高之情 況下，Γ將未達7 0%，且基材上亦產生多量附著情形； 此外，即使開始送氧時之真空度為適當，但空穴深度過小 而雖未產生基材附著者的f仍偏低，反之，空穴深度過大 者，雖Γ可達9 0%以上，但卻產生基材上大量附著現象。 實施例3 使用如第1圖中所示直筒型真空精鍊裝置，在轉爐出 鋼進行熔鋼脫碳之後，實施A丨投予、脫氧、及脫硫操作。 此情況下之精鍊裝置的規格，除上吹噴搶之外，均與實施 例1相同》 操作條件，係在2 〇 〇 Torr之真空下，使喷搶〜炫鋼 表面間距離G為2 m，將c a 0中混合2 0 % C a F 2的 脱硫劑’以〇 . 4kg/分/t的速度，與攜帶氣體(氬 氣）3 0 〇 Nm3/H r同時吹送3 〇秒鐘，再利用式（6 ) 計算脫硫效率λ，可得〇 . 37，此時的逆壓以4kgf /cm 2計，再依式（5)所求得到達熔鋼表面流速 1 9 2 m/s (馬赫數為 〇 · 6 2)。 其次，再依第3表t所示操作條件進行脫硫處理，其結果 如同表中所示。 $张尺度適^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝· 406131^7 五、發明説明（35 第3表 本 發 明 m 比 較 例 處理 真空度 (Torr) 180 氣韹 流量 (NmVHr) 300 馬赫數 0.65 到達i容網 表面流速 m/s 195 λ 丨.34 抨 估 Ο 130 270 140 420' 125 300 300 300 300 70 丨.11 0.74 '.55 0.03 180 217 162 253 36 Ο 0.35 ◎ 0.32 0 1.22

X 0.25

X • 19

X 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (si )『：：:』符號偽表本發明範圍外之數值。 由第3表中可明顯得知，本發明實施例中任—者均可 獲得0 3 0以上的尚脫硫效率a。而如比較例中所示之 處理真空度並未涵蓋於本發明範圍之内者其；I偏低；此外 ’氣逋流量較小且到達熔鋼表面流量未達1 〇 m/ S者， 其几有明顯偏向於低值現象產生。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 38 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 406131 一. _ B7_ 五、發明説明（36 ) ~ 實施例4 使用如第1圊中所示直筒型真空精鍊裝置，進行溶鋼 加熱操作。此情況下之精鍊裝置的規格如同實施例1。操 作條件，係在1 2 OTorr之真空下，使喷搶〜熔鋼表面間 距離G為4m，在開始處理6分鐘後，以LPG流量： 12〇1^1113/]1、氧流量：12〇1^1113/11實施加熱 1 0分鐘。由底度上吹氬氣流量固定在1000N1/ 分’利用此方式，可較未實施熔鋼加熱情況，有2 〇。匚的 溫度上昇。 實施例5 使用如第1圊中所示直筒型真空精鍊裝置，進行極低 碳鋼處理，並對上述裝置之真空層内的熔鋼實施A丨昇熱 處理，其次，再進行吹氧脫碳處理，然後使真空度為高真 空而進行熔製，最後更進一步實施燃燒器加熱。 所使用之精鍊裝置的規格，除上吹喷槍的出口直徑為 1 1 0mm外，餘者均與實施例1相同。 A 1昇熱係在2 5 OTorr真空下，使喷搶〜熔鋼表面 間距離G為3 5 0 0mm，送氧速度為3 3 0 〇Nm3/ h ,於真空排氣開始1分鐘後，實施4分鐘。此時空穴深 度L為2 0 5mm ’浸潰部下端〜真空槽内溶鋼表面間距 離N為1 400mm，浸潰部下端〜真空槽外熔鋼表面間 之距離（浸潰深度）Η為4 5 0mm。由底部吹氬氣流量 為5 0 0N 1/分，A 1係在進行4分鐘吹氧昇熱階段中 ，以每隔1分鐘投入一次，總計投入量為45〇kg，其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公着）· 39 H— · ^^^1 n^i n 1^1 *RV «1! ml m .^1^1 I • ，ve· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 —---4^6131'___ 五、發明説明（3*7 ) 結果，使4 0 °C的昇溫可達9 8 . 2%之著熱效率。 之後’再以距離Η為2 3 〇mm，並使氬量提昇至 750N1/分，攪拌1 · 5分鐘，將槽内之Al2〇3爐 渣完全排洩出於真空槽外。 其次，在於1 7 OTorr真空下，實施3分鐘的吹氧脫 碳處理。其喷搶〜熔鋼表面間距離G為3 5 0 0 mm，送 氧速度為3 3 0 ONm3/h。此時空穴深度l為2 0 5 mm，距離N為1 500mm，距離η為450mm。由 底度上吹氬氣流量為7 0 0N 1/分，使碳濃度下降至 430ppm〜140ppm為止’脫碳氧氣效率為 8 5%。 其後’再使真空度上昇至1 Torr進行極低碳鋼熔製步

藉由上述處理步驟’當〔C〕到達20ppm後，使 真空度回復至2 0 OTorr後，於進行燃燒器加熱時添加合 金以調整成份》在距離G為4 5 0 〇mm下，以L PGM 量 120Nm3/Hr、氧流量 l2〇Nm3/Hr 實施 5 分鐘加熱，結果使成份調整中之溫度不過下降2 °c而已。 實施例6 使用如同實施例5相同規格的直筒型真空精煉裝置， 在極低碳鋼之處理上，對上述裝置之真空槽内熔銅，進行 A 1昇熱一吹氧脫碳—高真空脫氣處理—脫氧•脫硫處理 —燃燒器加熱等各項處理β A 1昇熱係在真空度2 5 OTorr下，使噴搶〜溶鋼表 本纸裱尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 40 裝 訂 Γ—--II--^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 S_406131 b'__ 五、發明説明（38 ) 面間距離G為3 . 5m，送氧速度3 3 0 0Nm3/h， 於真空排氣開始1分鐘後再實施4分鐘。此時空穴深度l 為2 0 5mm，浸潰部下端〜真空槽内熔鋼表面間距離N 為1 4 0 0 mm ’浸溃部下端〜真空槽外熔鋼表面間之距 離（浸潰深度）Η為4 5 0mm。由底度向上吹送之氬氣 流量為500N1/分，A1係在進行4分鐘吹氧昇熱階 段中，以每隔1分鐘投入一次，總計投入量為450kg ’其結果，使40 °C的昇溫可達98 . 2%之著熱效率。 之後’再以距離Η為2 3 0mm，並使氬量提昇至 750N1/分，攪拌1 . 5分鐘，將槽内之Al2〇3爐 渣完全排洩出於真空槽外。 其次，在於1 7 0 Torr真空下，實施3分鐘的吹氧脫 碳處理。其喷搶〜熔鋼表面間距離G為3 5 0 0mm，送 氧速度為3 3 0 0Nm3/H r。此時空穴深度L為2 0 5 mm，浸潰部下端〜真空槽内熔鋼表面間距離1^為丄5 〇 〇 mm ’浸潰部下端〜真空槽外熔鋼表面間（浸潰深度）距 離Η為450mm。由底度上吹氬氣流量為7〇(3N1// 匀，使兔濃度下降至4 3 0 ppm〜140ppm為止， 脫碳氧氣效率為8 5 %。 其後，再使真空度上昇至1 Torr進行極低碳鋼熔製步 驟。 藉由上述處理步驟，當〔C〕到達2〇ppm後，利 用A 1進行熔鋼脫氧’並使真空度回復至2 〇 〇 T〇rr後， 在距離G為20〇〇mm下，將CaO中混合2 0 % C a F 2 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ---------^------ir「 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 _406131 B7____ 五、發明説明（39 ) 的脫硫劑，以0 . 4 k g /t/分的速度，吹送3 〇秒鐘 。攜帶氣體係氬氣為3 0 0Nm3/H r，到達液面速度 之馬赫數為0 . 62 (192m/秒），距離N為1500 mm，脫硫效率為〇 . 3 5，且無復鱗現象發生。 藉由上述處理’當〔S〕到達I5ppm後，將真空 度維持在2 0 OTorr下，於進行火談加熱之同時添加合金 以調整成份。在距離G為4 5 0 〇mm下，以LPG流量 120Nm3/Hr、氧流量 i20Nm3/Hr 實施 5 分 鐘加熱，結果使成份調整中之溫度不過下降2 °c而已。 實施例7 使用如同實施例5相同規格的直筒型真空精煉裝置， 在低氫極低硫鋼之處理上，在上述裝置之真空槽内，對以 轉爐吹至碳成分0 . 3 5%的熔鋼，進行A 1昇熱一高真 空脫氣處理一脫氧•脫硫處理一火談加熱等各項處理。 A 1昇熱係在真空度2 5 0 Torr下，使噴搶〜溶鋼表 面間距離G為3 5 0 〇mm，送氧速度3 3 0 〇Nm3/ h ’於真空排氣開始1分鐘後再實施4分鐘《此時空穴深 度L為2 0 5mm ’浸潰部下端〜真空槽内熔鋼表面間距 離N為1 4 0 〇mm，浸潰部下端〜真空槽外熔鋼表面間 之距離（浸潰深度）Η為4 5 0mm。由底度向上吹送氬 氣之流量為5 0 0N 1/分’ A 1係在進行4分鐘吹氧昇 熱階段中，以每隔1分鐘投入一次，總計投入量為4 5 〇 kg ’其結果，使40 °C的昇溫可達98 . 2%之著熱效 率〇 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公慶） 42 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

*tT 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 ___ 406131 b7 — - ___ 五、發明説明（40 ) 之後，再以距離Η為2 3 〇mm，並使氬量技昇至7 5 0 N 1 /分’攪拌1 . 5分鐘，將槽内之A 1 20 3爐潰 完全排洩出於真空槽外。 然後，將真空度上昇至lTorr而實施脫氫處理。 藉由上述處理步驟，當〔H〕到達1·5ppm後， 利用A 1進行熔鋼脫氧，並使真空度回復至2 〇 〇 Torr後 ，在距離G為2000mm下，將CaO中混合20% CaF2的脫硫劑’以〇 . 4kg/t/分的速度，吹送 30秒鐘。攜帶氣體係氬氣為30〇Nm3/Hr，到達 液面速度之馬赫數為〇 · 6 2 ( 1 9 2 m/秒），距離N 為1500mm ’脫硫效率為〇 . 35，且無復磷現象發 生。 藉由上述處理，當〔S〕到達1 5ppm後，將真空 度維持在2 0 OTorr下’於進行火燄加熱之同時添加合金 以調整成份。在距離G為4 . 5m下，以LPG流量1 20 Nm3/Hr、氧流量12〇Nm3/Hr實施5分鐘加熱 ’結果使成份調整中之溫度不過下降2 °c而已》 實施例8 使用如同實施例5相同規格的直筒型真空精煉裝置， 在低碳鋼之處理上’在上述裝置之真空槽内，對以轉爐吹 至碳成分775pp m的熔鋼，進行a 1昇熱一吹氧脫碳 —火燄加熱等各項處理。 A 1昇熱係在真空度2 5 OTorr下，使喷搶〜熔鋼表 面間距離G為3 . 5m，送氧速度3300Nm3/Hr 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公着） 43 u n n I —I— !i —I— n -I :1 - I I ....... I T (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 26131 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 五、發明説明（41 ) — ’於真空排氣開始1分鐘後再實施4分鐘。此時空穴深度 L為2 0 5 mm ’浸潰部下端〜真空槽内熔鋼表面間距離 N為1 4 0 Omm，浸清部下端〜真空槽外熔鋼表面間之 距離（浸漬深度）Η為450mm。由底度向上吹送氬氣 流量為5 0 0 N 1/分，A i係在進行4分鐘吹氧昇熱階 段中，以每隔1分鐘投入一次，總計投入量為4 5 〇匕宮 ，其結果，使4 0°C的昇溫可達9 8 · 2%之著熱效率。 之後，再以距離Η為2 3 〇mm，並使氬量提昇至 750N1/分，攪拌1 · 5分鐘，將槽内之Α1〗〇3瀘 渣完全排洩出於真空槽外。 其次，在於1 7 0 Torr真空下，實施4分鐘的吹氧脫 碳處理。其距離G為3 5 0 〇mm，送氧速度為3 3 0 0 Nm3/H r。此時空六深度l為2 〇 5mm，距離N為 1 . 5m,距離Η (浸潰深度）為45()111111。由底度上 吹氬氣流量為7 0 0Ν 1/分，使碳濃度下降至7 2 5 ppm〜41 5ppm為止，脫碳效率為9 1 %。 在上述處理後，將真空度維持在2 〇 〇 Ton下，於進 行火燄加熱之同時添加合金以調整成份。在距離(^為4 5 〇 〇 mm下，以LPG流量120Nm3/Hr、氧流量120 Nm3/H r實施5分鐘加熱，結果使成份調整中之溫度 不過下降2 °C而已。 實施例9 使用如同實施例5相同規格的直筒型真空精煉裝置， 在低碳鋼之處理上，在上述裝置之真空槽内，對以轉爐吹 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. m?TΊ 1- I I I 5 · A7 B7 406131 五、發明説明（42 至碳成分4 1 5 p pm的熔鋼，進行A 1昇熱一火燄加熱 等各項處理。 A 1昇熱係在真空度2 5 OTorr下，使喷搶〜溶鋼表 面間距離G為3 5 0 Omm，送氧速度3 3 0 ONm3/ Hr，於真空排氣開始1分鐘後再實施4分鐘。此時空穴 深度L為2 0 5mm，浸潰部下端〜真空槽内熔鋼表面間 距離N為1 4 0 0mm，浸潰部下端〜真空槽外熔鋼表面 間之距離（浸潰深度）Η為450mm。由底度向上吹送 氬氣之流量為5 0 ON 1 /分，A 1係在進行4分鐘吹氧 昇熱階段中，以每隔1分鐘投入一次，總計投入量為4 5 〇 kg，其結果，使40 °C的昇溫可達98 . 2%之著熱效 率。 之後’再以距離Η為2 3 0mm，並使氬量提昇至 7 5 0N 1/分，攪拌i . 5分鐘，將槽内之A 12〇3爐 渣完全排洩出於真空槽外乂 藉由上述處理而昇溫後，將真空度維持在2 〇 〇 T〇rr 下，於進行火燄加熱之同時添加合金以調整成份。在距離 G 為 4500mm 下，以 LPG 流量 12〇Νπι3/ϋι· 、氧流量1 2 ONm3/H r實施5分鐘加熱，結果使成 份調整中之溫度不過下降2 °c而已。 產業上利用可行性 藉由本發明，在處理初期之高碳濃度範圍下，因可以 脫碳效率高且基材無附著方式供給氧氣，有效率的進行直 到極低碳範圍為止的脫碳精鍊，同時，可獲得高熱效率的 II -- - m l^K 1^1 - I ^ϋ· m I ^ J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 尺度剌t關家縣（CNS ) Α4規格 (210X297公慶） 45 ^06131 l; 五、發明説明（43 ) A 1昇熱，'進而由喷搶可與攜帶氣體同時提供脫硫精鍊劑 ，而有效率的進行脫磙精鍊，達工業上極具效果的熔鋼之 r 精鍊方法。 ξ - . I ^^^1 » -1- ^^^1 κ —^1 Hi ml I U5r--·*- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 46 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. 經濟·邓中央榡準局貝工消費合作社印製 ---—_申請專利範圍 種精鍊方法，特別係指一種將轉燼出鋼熔鋼於直筒 型真空精煉裝置中進行精鍊之方法者，係包括 裝入處理，係將轉爐出鋼之碳含量為0·1重量％以 下之溶鋼，裝入該直筒型真空精煉裝置的 儲料鍋中； 係將該精鍊裝置之真空槽的屬開放之下端 部’以一定之深度浸潰於該儲料鍋的熔鋼 中’而形成真空槽的浸潰部； 係將該真空槽之槽内預設空間部維持在 1 0 5〜1 9 5 Torr的真空度下； 係由該儲料鍋底部吹送熔鋼攪拌用氣體； 吹氧脫碳處理，係在該真空槽内之頂蓋設—插入孔’ 並貫通該插入孔插入一可昇降自由的 上吹噴搶，由該上吹喷搶將氧氣吹送 於該真空槽内’俾該真空槽内之溶鋼表面上形成150〜40〇mm深度 的空穴，而對該溶鋼進行吹氧脫碳者 〇 2.如申請專利範圍第1項之精鍊方法，其中該真空槽之浸 潰部下端與該真空槽内熔鋼表面間之距離，係維持在 1.2〜2m範圍内者。 3·如申請專利範圍第1或2項之精鍊方法，其中於該吹氧 脫碳處理後，相對於進行吹氧脫碳處理中之真空槽浸 潰部下端與真空槽外熔鋼表面間之距璃Η，使該真空 浸潰處理 真空處理 吹送處理 本紙張从適财^i?T^NS ) A4規格（2丨0X297公釐) 47 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、17- A8 A8 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 '申請專利範圍 槽浸潰部上昇到僅為〇 . 2 Η〜〇 . 6 Η者。 種精鍊方法，特別係指一種將轉爐出鋼熔鋼於直筒 型真空精煉裝置中進行精鍊之方法者，係包括 裝入處理，係將轉爐出鋼之溶鋼，裝入該直筒型真 空精煉裝置的儲料銷中； 浸潰處理，係將該精鍊裝置之真空槽的屬開放之下 端部，以一定之深度浸溃於該儲料鍋的 溶鋼中’而形成真空槽的浸潰部； 真空處理，係將該真空槽之槽内預設空間部維持在 1 0 0〜3 0 〇Torr的真空度下； 吹送處理，係由該儲料鍋底部吹送熔鋼攪拌用氣體； 裝A 1處理’係將含a 1合金裝入該真空槽内； 加熱處理，係在該真空槽内之頂蓋設一插入孔，並 貫通該插入孔插入一可自由昇降的上吹 喷搶，由該上吹喷搶將氧氣吹送於該真 空槽内，俾將該熔解於該熔鋼中之該含 A 1合金予以燃燒，而加熱該熔鋼者。 5.如申請專利範圍第4項之精鍊方法，其中該真空槽内 之溶鋼表面上，形成深度5 〇〜4 0 Omm之空六者 〇 6_如申請專利範圍第4或5項之精鍊方法，其中該真空 槽之浸漬部下端與該真空槽内熔鋼表面間之距離，係 維持在1 . 2〜2 m 7.如申請專利範圍第漠之精鍊方法，其 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4_ ( 21〇><297公董） 48 . 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. •^1 I I .- - · 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 侧！31 ?88 D8 六、申請專利範圍 中於該含A 1合金燃燒處理後，相對於進行含a 1合 金燃燒處理中之真空槽浸潰部下端與真空槽外熔鋼表 面間之距璃Η ’使該真空槽浸潰部上昇到僅為〇 . 2 Η〜〇 . 6 Η者。 8_ —種精鍊方法，特別係指一種將轉爐出鋼熔鋼於直筒 型真空精煉裝置中進行精鍊之方法者，係包括 裝入處理，係將轉爐出鋼之溶鋼，裝入該直筒型真空 精煉裝置的儲料鍋中； 浸潰處理，係將該精鍊裝置之真空槽的屬開放之下端 部，以一定之深度浸潰於該儲料鍋的溶鋼 中’而形成真空槽的浸潰部； 脫硫處理，係將該真空槽内部預設空間部維持在丄2 〇 〜4 0 〇 Torr的真空度下，並在該真空槽 内之頂蓋設一插入孔，貫通該插入孔插入 —可自由昇降的上吹喷搶，由該上吹喷搶 將脫硫劑與攜帶氣艘同時吹送於該真空櫓 内之熔鋼上，且由該儲料鍋底部吹送熔鋼 挽拌用礼體，俾將該溶鋼進行脫硫處理者 〇 9. 如申請專利範圍第8項之精鍊方法，其中吹送該脫硫 劑之攜帶氣體，其到達熔鋼表面之速度為丄〇m/秒 〜1馬赫範圍内者。 10. 如申請專利範圍第8或9項之精鍊方法，其中該真空 槽之浸潰部下端與該真空槽内熔鋼表面間之距離，係 m ^^1 n - I HI . n - I j ---- - -.- I.^ - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 ，A8 B8 C8 •--------^____ '申請專利範圍 維持在1.2〜2m範圍内者。 u.—種精鍊方法，特別係指一種將轉爐出鋼熔鋼於直筒 型真空精煉裝置中進行精鍊之方法者，係包括 裝入處理，係將轉爐出鋼之溶鋼，裝入該直筒型真 空精煉裝置的儲料鍋中； 浸潰處理’係將該精鍊裝置之真空槽的屬開放之下 端部，以一定之深度浸溃於該儲料鑛的 溶鋼中，而形成真空槽的浸渍部； 加熱處理，係將該真空槽之槽内預設空間部維持在 1 0 0〜4 0 0 Torr的真空度下，在該 真空槽内之頂蓋設一插入孔，並貫通該 插入孔插入一可自由昇降的上吹嗔搶， 由該上吹喷搶將氧氣與碳化氩系助燃氣 體吹送於該真空槽之熔鋼表面上，俾加 熱該熔鋼者。 12.如申請專利範圍第1 1項之精鍊方法，其中該上吹喷 搶之前端與該真空槽内熔鋼表面間之距離，係維持在 3·5〜9·5m範圍内者。 —種精鍊方法，特別係指一種將轉爐出鋼熔鋼於直筒 型真空精煉裝置中進行精鍊之方法者，係包括 裝入處理，係將轉爐出鋼之碳含量為〇 . 1重量^以 下之溶鋼，裝入該直筒型真空精煉裝置 的儲料鍋中； 浸潰處理，係將該精鍊裝置之真空槽的屬開放之下 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） -50 - ---- I - I - H,.. - - I ____"訂> (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 406131 申請專利範圍 端部，以一定之深度浸潰於該儲料鑛的 溶鋼中，而形成真空槽的浸潰部； - --- - - ---- -II- — —訂' (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 真空處理，係將該真空槽之槽内預設空間部維持在 1 0 0〜3 0 0 Torr的真空度下； 吹送處理，係由該儲料鍋底部吹送熔鋼攪拌用氣體； 裝A 1處理，係將含a丨合金裝入該真空槽内； 加熱處理’係在該真空槽内之頂蓋設一插入孔，並 貫通該插入孔插入一可自由昇降的上吹 噴搶’由該上吹喷搶將氧氣吹送於該真 空槽内，俾將該熔解於該熔鋼中之該含 A 1合金予以燃燒，而加熱該溶鋼； 吹氧脫碳處理，係將該真空槽内之真空度維持在 1 0 5〜1 9 5 Torr，並由該上吹 喷搶將氧氣吹送於該真空槽内，俾 該真空槽内之已被加熱之熔鋼表面 形成1 5 0〜4 0 〇mm深度的空 穴’而對該熔鋼進行吹氧脫碳； 經濟部十央標準局員工消費合作社印製 脫氣處理，將該真空槽内預設空間維持在1 〇 〇 τ〇ΓΓ 以下之高真空度，對該已實施脫碳處理 之熔鋼進行脫氣處理者。 14.如申請專利範圍第13項之精鍊方法，其中在該真空槽 内，由該上吹噴鎗吹送氧氣，而將熔解於該熔鋼中之 上述含A 1之合金予以燃燒’而進行該熔鋼加熱之際 ’該真空槽内熔鋼表面上，係形成深度為5〇〜4〇〇 51 本紙張尺度適用中國國家標挲（CNS ) A4規格（210X297公釐） 406131 申請專利範圍

   m m之空穴者。 15·如申請專利範圍第13或14項_之精鍊方法，其中於該 熔麵進行吹氧脫碳處理前，相對於進行含A】合金燃 燒處理中之真空槽浸潰部下端與真空槽外溶鋼表面間 之距璃Η，使該真空1浸溃部上昇到僅為〇 2 η 〇 · 6 Η 者。 、16·如申請專利範圍第13，.

   經濟部中央棣隼局貝工消费合作社印製 ' -項之精鍊方法，其 中在藉由上述含A 1合纟之燃燒而進行溶鋼加熱處理 2吹氧脫碳處理之際，該真空槽之浸潰部下端與該真 空槽内熔鋼表面間之距離，係雉持在1.2〜2m範 圍内者。 11 ·種精鍊方法，特別係指一種將轉爐出鋼熔鋼於直筒 型真空精練裝置中進行精鍊之方法者，係包括 裝入處理，係將轉爐出鋼之溶鋼，裝入該直筒型真 空精煉裝置的儲料鍋中； 係將該精銖裝置之真空槽的屬開放之下 端部’以一定之深度浸溃於該儲料銷的 溶鋼中’而形成真空槽的浸潰部； 係將該真空槽之槽内預設空間部維持在 1 0 0〜3 0 0 Torr的真空度下； 係由該儲料鍋底部吹送熔鋼攪拌用氣體； 係將含A 1合金裝入該真空槽内，並在 該真空槽内之頂蓋設一插入孔，並貫通 該插入孔插入一可自由昇降的上吹嘴搶 浸潰處理 真空處理 吹送處理 加熱處理 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A#規格（21〇χ297公釐） 52 ABCD ^06131 申請專利範圍 ----------装------fr>· (請先閱讀背面之注意事續鼻填寫本 由該上吹噴搶將氧氣吹送於該真空槽 内，藉由將該熔解於該熔鋼中之該含A i 合金予以燃燒，俾該熔鋼昇溫； 脫氫處理，係將該真空槽内部空間維持在1 〇 〇T〇rr 以下之高真空度，將該已昇溫之熔鋼進 行脫氩處理； 脫硫處理，係將該真空槽内部預設空間部維持在 1 2 〇〜4 0 OTorr的真空度下，由上 述上吹喷搶將脫硫劑與攜帶氣體同時吹 送於該真空槽内之熔鋼上，且由該错料 銷底部吹送熔鋼攪拌用氣體，俾將該溶 鋼進行脫硫處理者。 18. 如申請專利範圍第17項之精鍊方法，纟中該真空槽之 浸凊。Ρ下端與該真空槽内熔鋼表面間之距離係維持 在2〜2m範圍内者。 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印製 19. 如申请專利範圍第17或18項中之精鍊方法其中於該 高真空度脫氣處理前，相對於進行含八丨合金燃燒處 理中之真空槽浸溃部下端與真空槽外熔鋼表面間之距 離Η，使該真空槽浸潰部上昇到僅為〇 . 2h〜〇 6 Η者。 20.如申請專利範圍第17項之精鍊方法，其中在該真空槽 内，由該上吹噴餘吹送氧氣，而將溶解於該炫鋼中之 上述含A 1之合金予以燃燒，而進行該熔鋼加熱之際 ，該真空槽内熔鋼表面上，係形成深度為5 〇〜4 〇 53 本紙張尺度適财賴家標準（CNS )八4胁（21()><297公|

   經濟部中夬標準局員工消费合作社印製 m m之空穴者。 Η.-種精鍊方法，特別係指—種將轉爐出鋼溶鋼於直筒 型真空精煉裝置_進行精鍊之方法者，係包括 裝入處理，係將轉爐出鋼之碳含量為〇.1重量％ 以下之溶鋼，裝入該直筒型真空精煉裝 置的儲料鍋中； 浸溃處理，係將該精鍊裝置之真空槽的屬開玫之下 端部，以一定之深度浸潰於該儲料鍋的 溶鋼中’而形成真空槽的浸潰部； 真空處理，係將該真空槽之槽内預設空間部維持在 1 0 0〜3 0 0 Torr的真空度下； 吹送處理，係由該儲料鍋底部吹送熔鋼攪拌用氣體； 裝A 1處理，係將含a 1合金裝入該真空槽内； 加熱處理’係在該真空槽内之頂蓋設一插入孔，並 貫通該插入孔插入一可自由昇降的上吹 喷槍’由該上吹喷搶將氧氣吹送於該真 空槽内’俾將該熔解於該熔鋼中之該含 A 1合金予以燃燒，而加熱該溶鋼； 吹氧脫碳處理，係將該真空槽内之真空度維持在 1 0 5〜1 9 5 Torr，並由該上吹 喷搶將氧氣吹送於該真空槽内，俾 該真空槽内之已被加熱之溶鋼表面 上形成1 5 0〜4 0 〇mm深度的 空穴’而對該熔鋼進行吹氧脫碳； 本紙張尺度適用中國國·家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 54 n !itn » _____ | = 1 -I I .......1-^·--- ------- 丁： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 部 中 央 榡 準 局 貝 工 消 費 合 作 社 印 製 申請專利範ί Α8 Β8 C8 D8 脫氣處理’將該真空槽内預設空間維持在1 〇 OTorr 以下之高真空度，對該已實施脫碳處理 之熔鋼進行脫氣處理； 脫硫處理’係將該真空槽内部預設空間部維持在 1 2 0〜4 0 OTorr的真空度下，將脫 硫劑與攜帶氣體同時由上述上吹喷搶吹 送於該真空槽内之熔鋼上，俾將該熔鋼 進行脫硫處理； 加熱處理，係將該真空槽之槽内預設空間部維持在 1 0 0〜4 0 〇 Torr的真空度下，由該 上吹喷搶將氧氣與碳化氩系助燃氣體吹 送於該真空槽内已進行脫硫處理之熔鋼 表面上，俾加熱該熔鋼者。 如申請專利範圍第21項之精練方法，其中在實施藉由 上述含A 1合金之燃燒而進行熔鋼加熱處理、吹氧脫 碳處理或脫硫處理之際，該真空槽之浸潰部下端與該 真空槽内熔鋼表面間之距離，係維持在i.2〜2爪 範圍内者。 23.如申請專利範圍第21或22項之精鍊方法，其中在實施 藉由該氧氣與碳化氫系助燃氣體之燃燒而進行熔鋼加 熱處理之際，該上吹喷搶之前端與該真空槽内熔鋼表 面間之距離，係維持. 5 m範圍内者。 如申請專利範園第項之精鍊方法，其 中於該熔鋼進行吹氧脫碳處理前，相對於進行含A ^ 請 先 聞 讀 背 1¾ 之 注 I 袈 訂 本紙張尺度適财關家辟（fNS) A4· (21QX297公着- 55 . AS B8 C8 --_D8_ , 六、申請專利範圍 ---- 合金燃燒處理中之真空槽浸潰部下端與真空槽外培 表面間之距璃Η，使該真空槽浸漬部上昇到僅為〇 Η〜〇 · 6 Η者。 2 25.如申請專利範圍第21項之精鍊方法，其中在該真空槽 内，由該上吹喷鎗吹送氧氣，而將熔解於該熔鋼中之 上述含A 1之合金予以燃燒，而進行該熔鋼加熱之際 ，該真空槽内熔鋼表面上，係形成深度為5〇〜4〇〇 m m之空穴者。 ι^ϋ HI ϋ - m ι^ϋ m. .^ί ml l_i m^— nn ml ^ J * 2 、va f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局灵工消費合作社印製 56· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）