JP2000167657A - 取鍋底部の異常判定方法 - Google Patents

取鍋底部の異常判定方法

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JP2000167657A
JP2000167657A JP10347293A JP34729398A JP2000167657A JP 2000167657 A JP2000167657 A JP 2000167657A JP 10347293 A JP10347293 A JP 10347293A JP 34729398 A JP34729398 A JP 34729398A JP 2000167657 A JP2000167657 A JP 2000167657A
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Hiroshi Imagawa
浩志 今川
Taijiro Matsui
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶鋼、溶鉄等を入れて搬送や鋳造を行う取鍋
の耐火物の亀裂に伴う地金差しや局部損耗等の異常を正
確に把握して、湯洩れ等を防止し、安全な作業で取鍋の
使用回数を増やすことができる取鍋底部の異常判定方法
を提供する。 【解決手段】 取鍋11内の溶鋼を鋳造後排滓した後、
取鍋11の底部12の鉄皮13の温度を測定し、鉄皮1
3の局部的高温部位を検知して、鉄皮13の異常を判定
する。

Description

【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、溶鉄等を入
れて搬送や鋳造を行う取鍋の耐火物の局部損耗や亀裂に
伴う地金差し等の異常を把握して、取鍋の使用回数を増
やすことができる取鍋底部の異常判定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、取鍋は、転炉等の精練炉から2〜
4mの落差をもって溶鋼等を受湯するために、取鍋の底
部の耐火物が溶鋼の落下衝撃と急激な熱変化を受けて、
溶損やスポーリングを生じる。この取鍋の底部の耐火煉
瓦に亀裂や急激な溶損等が発生すると、受湯中あるいは
鋳造の途中等で湯洩れが発生して重大事故や鋳造の作業
の中止等を招き、作業の安全や生産性を阻害する。この
ために、取鍋内の溶鋼を鋳造を終えてから、残留する溶
湯やスラグ等を排滓により除去した後に、取鍋の内部を
目視観察により内張りの耐火物の損耗状態を把握してい
る。しかし、内張りの耐火物の表面へのスラグや地金等
の残留物の付着により観察が阻害されて正確な損耗状態
を把握できず、しかも、目視観察の作業が高温雰囲気で
の悪い環境下で行われるため、精度よく異常を判定する
のが困難であった。この目視観察の欠点を解決するため
に、特開平7−146183号公報では、溶湯樋や転炉
等の精練炉の耐火物の内部に、保護管で覆った光ファイ
バーを埋設して、ラマン散乱光が光検出器に戻ってくる
までの時間から、その位置と温度を検出して、耐火物の
損耗量を推定することが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
7−146183号公報で開示された方法では、耐火物
を調査できる範囲が保護管で覆った光ファイバーを埋設
した部位あるいはその近傍に限定されるために、例え
ば、取鍋の底部の鉄皮に内張りした耐火物の溶損状態を
全て把握することが困難であり、底部の耐火物が急激に
溶損やスポーリングした場合に、受湯中あるいは鋳造の
途中等で湯洩れや鉄皮の赤熱等が発生する可能性があ
る。従って、鉄皮に内張りした底部全体の耐火物の溶損
状態を把握するには、光ファイバーの本数と、取付け孔
を増加する必要がある。この鉄皮に多数の取付け孔を設
けた場合は、鉄皮の強度が低下したり、底部の耐火物に
発生した亀裂や溶損部等から溶湯が、取付け孔を通して
外に流出し易くなり、湯洩れの重大事故や鋳造の作業の
中止等が生じる原因となる。更に、複数の光ファイバー
の埋設は、埋設工事の増加や光ファイバーの使用量の増
加となり、設備のコストが上昇する。また、測定機器を
敷部等の耐火物に埋設した場合には、光ファイバー等の
測定機器が使用中に故障した際に修理をすることができ
ず、逆に、取鍋の耐火物を解体して、耐火物を補修する
際に光ファイバーが破損する等の問題があった。
【0004】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、溶鋼、溶鉄等を入れて搬送や鋳造を行う取鍋の耐火
物の亀裂に伴う地金差しや局部損耗等の異常を正確に把
握して、湯洩れ等を防止し、安全な作業で取鍋の使用回
数を増やすことができる取鍋底部の異常判定方法を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う第1の発
明に係る取鍋底部の異常判定方法において、取鍋内の溶
鋼を鋳造後排滓した後、前記取鍋の底部の鉄皮の温度を
測定し、該鉄皮の局部的高温部位を検知して、前記鉄皮
の異常を判定する。この方法により、取鍋の底部に内張
りした耐火物が加熱されて鉄皮に十分に熱が伝達され、
しかも、鋳造して残存した溶湯やスラグ等の保有熱の影
響をなくしてから鉄皮の温度を測定するので、鉄皮の全
体の温度に対して、局部的に高温となった部位を正確に
把握できる。また、取鍋底部の鉄皮を外側から測定する
と共に、鉄皮全体の温度を測定することにより、高温部
位を正確に測定できる。
【0006】前記目的に沿う第2の発明に係る取鍋底部
の異常判定方法において、取鍋内の溶鋼を鋳造後排滓す
るごとに、前記取鍋の底部の鉄皮の温度を測定し、該鉄
皮の局部的高温部位を検知して、前記鉄皮の異常を判定
する。これにより、取鍋の底部に内張りした耐火物が全
体的に薄くなることによって、鉄皮全体の温度が上昇し
た場合でも局部的高温となる部位を把握できる。
【0007】第1又は第2の発明において、前記底部の
鉄皮を複数に区画し、各区画ごとに測定された温度と隣
接する区画の温度とを比較して、前記鉄皮の異常を判定
してもよい。これにより、各区画ごとに鉄皮の温度を測
定し、この区画ごとに測定された鉄皮の温度を隣合う区
画の温度と比較して得られる温度の変化から異常を判定
できるので、局部的に高温となる部位をより正確に把握
することができる。
【0008】更に、前記鉄皮の局部的高温部位を、前記
取鍋の底部の平均的温度より50℃を超える部位とする
こともできる。これにより、取鍋の底部に内張りした耐
火物の湯洩れや鉄皮の赤熱等に起因する亀裂あるいは急
激な溶損の有無を正確に判定することができる。すなわ
ち、鉄皮の温度が局部的に、取鍋の底部の平均的温度よ
り50℃を超えて高くなると地金の差し込みや急激な耐
火物の損耗等により湯洩れや鉄皮の赤熱の事故が急増す
る。
【0009】
【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。図1は本発明の一実施の形態に係る
取鍋底部の異常判定方法に適用される異常判定装置の全
体図、図2は同異常判定装置により測定した底部の鉄皮
の温度の分布例を表す説明図である。図1に示すよう
に、本発明の一実施の形態に係る取鍋底部の異常判定方
法に用いられる異常判定装置10は、図示しない鍋スタ
ンドに90°傾転して保持した取鍋11と、取鍋11の
底部12の鉄皮13と、この鉄皮13から放射される熱
量を測定する放射熱量測定器14及び測定された放射熱
量を温度又は色調に変換する変換器15と、この変換器
15から出力された温度又は色調を表示するモニター1
6と、排滓ごとの経時的に出力された温度又は色調の記
録と比較を行って判定するコンピュータ17を備えてい
る。更に、この放射熱量測定器14と変換器15は鋼製
の箱18に収納され、この内部は、気体供給管19から
供給される気体により冷却を行うようにしており、箱1
8の内部を冷却した気体は、観察窓20から外に放出さ
れる。この箱18は、基台21に載置した昇降装置22
により昇降するので、放射熱量測定器14と変換器15
も同時に昇降して、底部12の鉄皮13の全表面の放射
熱量を測定することができる。また、取鍋11には、壁
の内側に不定形耐火物23、底部12に耐火物24を内
張りしている。
【0010】次に、異常判定装置10を用いた取鍋底部
の異常判定方法について説明する。精練炉の一例である
転炉を用いて、1650℃の溶鋼を350トン溶製し
て、壁の内側に厚み100mmの不定形耐火物23、底
部12に厚み300mmの耐火物24を内張りした取鍋
11に受鋼し、減圧精練(二次精練)を行った後、成分
調整して、図示しないタンディッシュに注湯して40分
間の連続鋳造を行った。そして、連続鋳造を完了した取
鍋11を排滓場に移動してから、内部に残留する溶湯及
びスラグの排滓を行った後、取鍋11の底部の異常を判
定するために、鍋スタンドに搬送した。
【0011】この時点での取鍋11の底部12の鉄皮1
3の温度は、連続鋳造中のタンディッシュ等からの輻射
熱及び内部に残留する溶湯やスラグ等の局部的な熱等に
よる外乱が解消された状態であり、しかも、残存する厚
みや亀裂等に起因した底部12の耐火物24の温度の影
響を反映させた状態となっている。そこで、排滓を行っ
た取鍋11の底部12の鉄皮13の外側の表面から放射
される熱量を放射熱量測定器14により測定する。この
熱量の測定は、鉄皮13の全表面を250の区画に分割
し、放射熱量測定器14を昇降しながら各区画ごとに行
った。そして、放射熱量測定器14により各区画ごとに
測定した熱量を変換器15により温度(あるいは青、オ
レンジ、赤、白の4色の色調)に変換してから、モニタ
ー16に表示した。更に、各区画ごとに変換した温度を
コンピュータ17に入力して、各区画ごとの温度の比較
を行って、他の区画(隣接する区画)の温度、すなわち
取鍋11の底部12の平均的温度より50℃を超えて高
くなる区画を局部的高温部位としてモニター16に出力
する。また、コンピュータ17には、取鍋11の受鋼か
ら排滓までの工程を繰り返し行なうたびに測定した値が
記録されており、底部12の鉄皮13の表面の局部的高
温部位とその範囲等がその都度比較される。そして、複
数回にわたり局部的高温部位が同一の範囲で検出された
場合に異常と判定される。
【0012】特に、取鍋11の使用回数が増すにつれ、
底部12の耐火物24が薄くなり、鉄皮13の全表面の
温度(平均的温度)そのものが、例えば初期で約200
℃、中期で250℃、末期で350℃と高くなるので、
使用回数に応じた底部の平均的温度の変化を把握し、経
時的に管理することで、鉄皮13の異常を正確に把握す
ることができる。また、使用回数に応じた局部的高温部
位を記録して、排滓ごと(経時的)にその部位の温度を
比較することで、底部12の耐火物24の亀裂や溶損等
の状態を予測することが可能となり、取鍋11の修理出
しの時期や修理の程度の判定の精度を向上できる。ま
た、放射熱量測定器14により測定する際に、放射熱量
測定器14を鉄皮13に沿って昇降装置22により移動
させるので、鉄皮13との距離を一定の条件にして測定
でき、鉄皮13の表面の放射熱量を各区画ごとに正確に
測定することができる。更に、放射熱量測定器14及び
変換器15を鋼製の箱18で覆うと共に、内部に気体の
一例である空気を供給して冷却することにより、放射熱
量測定器14や変換器15から生じる誤差をなくし、装
置の寿命の延長を図ることができる。
【0013】
【実施例】次に、取鍋底部の異常判定方法の実施例につ
いて説明する。まず、取鍋11の壁の内側に厚み200
mmのAl2 O3 −MgO系の不定形耐火物23と、底
部12に厚み370mmのAl2 O3 −MgO系の耐火
物24を内張りした取鍋11を用いて、精練炉の一例で
ある転炉により、温度が1650℃の溶鋼を350トン
受鋼し、減圧精練(二次精練)、鋳造、残滓等の排滓の
一連の工程を所定の回数繰り返した後に、取鍋11を排
滓場に移動してから異常の発生の有無を調査した。表1
に示すように、実施例1は、受鋼、減圧精練(二次精
練)、鋳造、残滓等の排滓の一連の工程を130回行っ
た後に、底部12の鉄皮13からの放射熱量を放射熱量
測定器14で測定し、換算器15により温度に変換して
モニター16に表示した。この鉄皮13の温度の分布を
図2に表すが、鉄皮13の温度が300℃である低い温
度部(A)と、鉄皮13の温度が370℃である高い温
度部(B)を測定できた。この高い温度部(B)は、低
い温度部(A)に対して70℃高くなっているので、こ
れを局部的高温部位として異常有りと判定した。そし
て、この取鍋11を冷却して、耐火物24の損耗や地金
の差し込み等の有無と放射熱量測定による判定の結果を
照合したところ、高い温度部(B)に相当する耐火物2
4が局部的に溶損しており、継続使用が困難な状態であ
り、湯洩れ等の事故を事前に防止できた。また、実施例
2は、受鋼、減圧精練(二次精練)、鋳造、残滓等の排
滓の一連の工程を200回行った後に、底部の鉄皮13
からの放射熱量を放射熱量測定器14で測定し、換算器
15により温度に変換してモニター16に表示した。鉄
皮13の温度が350℃である低い温度部(A)に対
し、鉄皮13の温度が400℃である高い温度部(B)
が測定でき、その温度差が50℃となったので、これを
局部的高温部位として異常と判定した。そして、この取
鍋11を冷却して、耐火物24の損耗や地金の差し込み
等の有無と判定の結果を照合したところ高い温度部
(B)に相当する耐火物24が局部的に溶損しており、
継続使用が困難状態であり、実施例1と同様に湯洩れ等
の事故を事前に防止できたので、再補修を行ってから継
続して使用した。
【0014】
【表1】
【0015】これに対し、精練炉の一例である転炉によ
り、温度が1650℃の溶鋼を350トン受鋼し、減圧
精練(二次精練)、鋳造、残滓等の排滓の一連の工程を
130回繰り返した後に、取鍋の内側から耐火物の溶損
状態を目視で観察した。その結果、異常を確認できなか
ったので、次のチャージを受鋼し、減圧精練を行ってか
ら鋳造を行った。しかし、鋳造している途中で鉄皮に赤
熱が生じたので鋳造を中断した。
【0016】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、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。例えば、放射熱量測定器については、一般に用いら
れている放射熱量を測定できるものであれば良い。ま
た、放射熱量測定器の冷却の手段についても不活性ガス
等の気体を用いるかあるいは水冷ジャケット等を適用す
ることができる。
【0017】
【発明の効果】請求項1及びこれに従属する請求項3、
4記載の取鍋底部の異常判定方法は、取鍋内の溶鋼を鋳
造後排滓した後、取鍋の底部の鉄皮の温度を測定し、鉄
皮の局部的高温部位を検知して、鉄皮の異常を判定する
ので、溶鋼、溶鉄等を入れて搬送や鋳造を行う取鍋の耐
火物の亀裂に伴う地金差しや局部損耗等の異常を正確に
把握して、湯洩れ等を防止し、安全に作業でき、取鍋の
使用回数を増やすことができる。
【0018】請求項2及びこれに従属する請求項3、4
記載の取鍋底部の異常判定方法は、取鍋内の溶鋼を鋳造
後排滓するごとに、取鍋の底部の鉄皮の温度を測定し、
鉄皮の局部的高温部位を検知して、鉄皮の異常を判定す
るので、鉄皮の使用回数ごとの平均的温度の変化を把握
すると共に、経時的に局部的高温部位を把握でき、異常
を正確に判定することができる。
【0019】請求項3記載の取鍋底部の異常判定方法
は、底部の鉄皮を複数に区画し、各区画ごとに測定され
た温度と隣接する区画の温度とを比較して、鉄皮の異常
を判定するので、鉄皮に現れる局部的高温部位の範囲を
より正確に把握でき、容易に異常を判定することができ
る。
【0020】請求項4記載の取鍋底部の異常判定方法
は、鉄皮の局部的高温部位は、取鍋の底部の平均的温度
より50℃を超える部位であるので、取鍋の湯洩れや鉄
皮赤熱等を安定して防止しながら取鍋を限界まで使用す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る取鍋底部の異常判
定方法に適用される異常判定装置の全体図である。
【図2】同異常判定装置により測定した底部の鉄皮の温
度の分布例を表す説明図である。
【符号の説明】
10 異常判定装置 11 取鍋 12 底部 13 鉄皮 14 放射熱量測定器 15 変換器 16 モニター 17 コンピュ
ータ 18 箱 19 気体供給
管 20 観察窓 21 基台 22 昇降装置 23 不定形耐
火物 24 耐火物 A 取鍋鉄皮の
低い温度部 B 取鍋鉄皮の高い温度部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 取鍋内の溶鋼を鋳造後排滓した後、前記
    取鍋の底部の鉄皮の温度を測定し、該鉄皮の局部的高温
    部位を検知して、前記鉄皮の異常を判定することを特徴
    とする取鍋底部の異常判定方法。
  2. 【請求項2】 取鍋内の溶鋼を鋳造後排滓するごとに、
    前記取鍋の底部の鉄皮の温度を測定し、該鉄皮の局部的
    高温部位を検知して、前記鉄皮の異常を判定することを
    特徴とする取鍋底部の異常判定方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の取鍋底部の異常判
    定方法において、前記底部の鉄皮を複数に区画し、各区
    画ごとに測定された温度と隣接する区画の温度とを比較
    して、前記鉄皮の異常を判定する取鍋底部の異常判定方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の取
    鍋底部の異常判定方法において、前記鉄皮の局部的高温
    部位は、前記取鍋の底部の平均的温度より50℃を超え
    る部位である取鍋底部の異常判定方法。
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