JP2002143991A - Method of heating molten steel in tundish - Google Patents

Method of heating molten steel in tundish

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JP2002143991A
JP2002143991A JP2000341480A JP2000341480A JP2002143991A JP 2002143991 A JP2002143991 A JP 2002143991A JP 2000341480 A JP2000341480 A JP 2000341480A JP 2000341480 A JP2000341480 A JP 2000341480A JP 2002143991 A JP2002143991 A JP 2002143991A
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molten steel
heating
tundish
plasma
torch
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JP2000341480A
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Yoshio Koga
義雄 古賀
Eiji Kameyama
鋭司 亀山
Keisuke Fujisaki
敬介 藤崎
Kosaku Tamura
耕作 田村
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To raise impressed electric power and to improve plasma heating ability by easily raising the impressed electric power in heating the molten steel in a tundish by a twin torch plasma heater. SOLUTION: When the molten steel 5 in the tundish 1 is heated by the twin torch plasma heater, a wall 10 for insulation or a weir is arranged between electrodes 3 and 4 in a heating chamber 2 to raise the generated voltage, by which the plasma heating ability is improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、タンディッシュ内溶鋼
をツイントーチ式プラズマ加熱装置によって加熱する方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for heating molten steel in a tundish by a twin torch type plasma heating apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、鋼の連続鋳造においては、製鋼炉
の出鋼温度の低減・タンディッシュ内溶鋼温度の均一化
によるコスト削減や鋳片品質向上を目的として、タンデ
ィッシュ内の溶鋼加熱が行われており、プラズマアーク
加熱は最も良く採用される溶鋼加熱方法である。ツイン
トーチ式プラズマ加熱装置は、タンディッシュ側電極が
不要であることおよび電圧がシングルトーチ式の約2倍
となるため低電流で高出力が得られることから近年設置
数が増加している。
2. Description of the Related Art In recent years, in continuous casting of steel, the heating of molten steel in a tundish has been carried out for the purpose of reducing costs and improving the quality of slabs by reducing the tapping temperature of a steelmaking furnace, making the molten steel temperature in a tundish uniform. In practice, plasma arc heating is the most commonly used method of heating molten steel. In recent years, the number of twin torch type plasma heating apparatuses has been increased because a tundish side electrode is not required and a voltage is about twice as high as that of a single torch type, so that a high output can be obtained with a low current.

【0003】ツイントーチ式プラズマアーク加熱は、図
2に示すように行われている。取鍋からタンディッシュ
1に受鋼した溶鋼5は加熱室2に導入され、ここで必要
温度まで加熱された後、鋳込み装置9を介して鋳込まれ
る。加熱室2における溶鋼5の加熱は、カソード側プラ
ズマトーチ3と導通している溶鋼5の間とアノード側プ
ラズマトーチ4と導通している溶鋼5の間にプラズマア
ーク7を発生させることによって行われる。この際、カ
ソード側プラズマトーチ3およびアノード側プラズマト
ーチ4にはプラズマガスとしてアルゴン(Ar)が供給さ
れ、また加熱室2内には加熱室内シールガス14として
通常アルゴンガスが吹き込まれているので加熱室2内は
アルゴン雰囲気になっている。
[0003] Twin torch type plasma arc heating is performed as shown in FIG. The molten steel 5 received in the tundish 1 from the ladle is introduced into the heating chamber 2, where it is heated to a required temperature and then cast through the casting device 9. The heating of the molten steel 5 in the heating chamber 2 is performed by generating a plasma arc 7 between the molten steel 5 that is in communication with the cathode-side plasma torch 3 and the molten steel 5 that is in communication with the anode-side plasma torch 4. . At this time, argon (Ar) is supplied as a plasma gas to the cathode-side plasma torch 3 and the anode-side plasma torch 4, and the heating chamber 2 is usually heated with an argon gas as the sealing gas 14. The chamber 2 has an argon atmosphere.

【0004】プラズマ加熱を行う際、溶鋼5の加熱量は
印加電力により決まるので、印加電力を変えることによ
って、鋳込み時の溶鋼温度が所定範囲内になるように制
御する。具体的には、溶鋼5の予定温度と溶鋼温度計1
1の指示値を対比し、その差の大きさに応じて印加電力
を変えるものである。この印可電力の調整方法には、電
流調節と電圧調節の二つの手段があり、電流調節は電力
供給装置6の電流設定変更によって行われ、電圧調整は
トーチ昇降装置12の位置制御(プラズマ長の変化)に
よって行われる。プラズマ長はプラズマアーク長検出器
13により検出する。
[0004] When performing plasma heating, the amount of heating of the molten steel 5 is determined by the applied power, so that by changing the applied power, the temperature of the molten steel during casting is controlled so as to be within a predetermined range. Specifically, the scheduled temperature of the molten steel 5 and the molten steel thermometer 1
1 is compared with the indicated value, and the applied power is changed according to the magnitude of the difference. There are two methods of adjusting the applied power, current adjustment and voltage adjustment. The current adjustment is performed by changing the current setting of the power supply device 6, and the voltage adjustment is performed by controlling the position of the torch elevating device 12 (the plasma length). Change). The plasma length is detected by a plasma arc length detector 13.

【0005】プラズマアークによる溶鋼加熱において
は、安定したプラズマアーク7の発生を継続させること
が重要であり、上記の電流調節および電圧調整は、溶鋼
加熱の操業上、重要な操作因子となっている。
[0005] In the heating of molten steel by the plasma arc, it is important to maintain the stable generation of the plasma arc 7, and the above-described current adjustment and voltage adjustment are important operating factors in the operation of the molten steel heating. .

【0006】しかし、電流調節は、プラズマトーチの大
きさや加熱室の大きさによって、その調節範囲が制限さ
れる。例えば、外形25mmのタングステン製のチップを用
いたトーチでは、最大電流は7000A程度が限度である
が、5000A以上に電流を上げると電極寿命が極端に低下
するため、実操業では最大5000A程度にて操業している
のが実態である。
However, the range of current adjustment is limited by the size of the plasma torch and the size of the heating chamber. For example, in a torch using a tungsten tip with an external shape of 25 mm, the maximum current is limited to about 7000 A. It is actually operating.

【0007】また、電圧調節においては、アーク長を変
える操作が行われるが、電圧を下げるためにアーク長を
短くしすぎると、溶鋼のスプラッシュがトーチに付着す
るという問題が生じる。逆に、電圧を上げるためにアー
ク長を長くしすぎると、アークが乱れ不安定になり、ア
ーク切れをおこすため、アーク長は350mm程度で操業し
ているのが実態である。このため、電圧を上げる他の方
法として、加熱室2の雰囲気ガスを、導電率がアルゴン
とは異なるガスとアルゴンとの混合ガスに切り替える方
法が開発され、例えば、特許第2969731号公報に開示さ
れているように、加熱室の雰囲気ガスを加熱開始時はア
ルゴンとし、プラズマアークの発生後に、導電率がアル
ゴンとは異なるガスとアルゴンとの混合ガスに切り替え
る方法がある。上記方法において、混合ガス中のアルゴ
ン比率を、タンディッシュ内の溶鋼温度に基づきプラズ
マ加熱中に変更することが好ましく、更に、導電率がア
ルゴンとは異なるガスとして窒素を用いることが好まし
いこととされている。
In the voltage adjustment, an operation of changing the arc length is performed. However, if the arc length is too short in order to lower the voltage, there is a problem that splash of molten steel adheres to the torch. Conversely, if the arc length is set too long to increase the voltage, the arc will be disturbed and unstable, and the arc will break, so the arc length is actually around 350 mm. For this reason, as another method of increasing the voltage, a method has been developed in which the atmosphere gas in the heating chamber 2 is switched to a mixed gas of a gas different in conductivity from argon and argon, and is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 2969931. As described above, there is a method in which the atmosphere gas in the heating chamber is set to argon at the start of heating, and after a plasma arc is generated, the atmosphere gas is switched to a mixed gas of a gas different in conductivity from argon and argon. In the above method, it is preferable to change the argon ratio in the mixed gas during plasma heating based on the temperature of the molten steel in the tundish, and it is further preferable that nitrogen is used as a gas having a conductivity different from argon. ing.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、雰囲気ガスの
制御だけで上げられる電圧には限界があり、窒素ガスを
使用すると溶鋼への窒素ピックアップの問題も発生す
る。本発明は、簡易な方法で、印加電圧を上げることに
より印加電力をさらに向上させることができるタンディ
ッシュ内溶鋼の加熱方法を提供することを目的とする。
However, there is a limit to the voltage that can be raised only by controlling the atmospheric gas, and when nitrogen gas is used, a problem of nitrogen pickup into molten steel also occurs. An object of the present invention is to provide a method for heating molten steel in a tundish in which the applied power can be further improved by increasing the applied voltage by a simple method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、タンディッシ
ュ内溶鋼の加熱方法において、タンディッシュ内溶鋼を
ツイントーチ式プラズマ加熱装置で加熱するとき、加熱
室内の電極間に絶縁用壁あるいは堰を配置することによ
り発生電圧を上昇させることによって、プラズマ加熱能
力を向上させることを特徴とするタンディッシュ内溶鋼
の加熱方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for heating molten steel in a tundish, wherein when a molten steel in a tundish is heated by a twin torch type plasma heating apparatus, an insulating wall or weir is provided between electrodes in the heating chamber. This is a method for heating molten steel in a tundish, characterized by improving the plasma heating capability by increasing the generated voltage by disposing.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】加熱室内のアルゴンを主体とした
雰囲気ガスは導電率が低いとはいえ、完全な絶縁体では
ない。したがって、ツイントーチ式プラズマ加熱装置に
おいて、2つのトーチ間において溶鋼を経由して流れる
主電流の他に、雰囲気ガス内をショートパスして流れる
電流がある。したがって、このショートパス電流を遮る
ように加熱室内の電極間に絶縁用壁あるいは堰を配置す
ることにより発生電圧を上昇させる。これにより、電流
およびトーチギャップを一定にした条件下でさらに電圧
を上昇させることによって、プラズマ加熱能力を向上さ
せる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Atmospheric gas mainly composed of argon in a heating chamber, although having low conductivity, is not a perfect insulator. Therefore, in the twin torch type plasma heating apparatus, there is a current flowing through a short path in the atmosphere gas in addition to a main current flowing through the molten steel between the two torches. Therefore, the generated voltage is increased by disposing an insulating wall or weir between the electrodes in the heating chamber so as to block the short-path current. Thus, the voltage is further increased under the condition that the current and the torch gap are kept constant, thereby improving the plasma heating ability.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明の一実施例を示す。本実施例に
おいては、加熱室2の電極間に絶縁用壁10を設置して
ある。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In this embodiment, an insulating wall 10 is provided between the electrodes of the heating chamber 2.

【0012】この構成による印加電力の制御は、次のよ
うに行われる。目標とする溶鋼の温度を設定すると、演
算制御器16は、まず溶鋼温度計11の計測値との差に
応じて電力供給装置6のサイリスタを制御し、電流を増
減させる。これに続いて、あるいは同時にトーチ昇降装
置12を制御して電圧を変える。このようにして、電
流、電圧制御が随時実施され、溶鋼温度は設定温度近傍
に保持される。
The control of the applied power by this configuration is performed as follows. When the target temperature of the molten steel is set, the arithmetic and control unit 16 first controls the thyristor of the power supply device 6 according to the difference from the measured value of the molten steel thermometer 11 to increase or decrease the current. Subsequently or simultaneously, the torch elevating device 12 is controlled to change the voltage. In this way, current and voltage control are performed as needed, and the molten steel temperature is maintained near the set temperature.

【0013】次に、本発明の試験結果について説明す
る。この試験では、図1に示すように加熱室2内の電極
間に絶縁用壁10を設置することにより、印加電圧を上
昇させ、印加電力を上昇させることが可能である。この
結果を表1に示す。本発明例では印加電圧が7.9%上
昇することにより、印加電力を7.9%上昇させること
を可能にした。なお、加熱室2内の電極間に設置する絶
縁用壁10は、溶鋼に浸漬する構造の堰とすることによ
っても同様の効果を得ることが可能である。
Next, the test results of the present invention will be described. In this test, it is possible to increase the applied voltage and increase the applied power by installing the insulating wall 10 between the electrodes in the heating chamber 2 as shown in FIG. Table 1 shows the results. In the example of the present invention, the applied voltage can be increased by 7.9% by increasing the applied voltage by 7.9%. The same effect can be obtained by forming the insulating wall 10 provided between the electrodes in the heating chamber 2 as a weir having a structure immersed in molten steel.

【0014】[0014]

【表1】 [Table 1]

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明により、電流およびトーチギャッ
プを一定にした条件下でさらに電圧を上昇させることに
より印加電力を増加することが可能となり、プラズマ加
熱能力を向上させることが可能となる。
According to the present invention, the applied power can be increased by further increasing the voltage under the condition that the current and the torch gap are kept constant, and the plasma heating ability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】従来の加熱方法を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional heating method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 タンディッシュ 2 加熱室 3 カソード側プラズマトーチ 4 アノード側プラズマトーチ 5 溶鋼 6 電力供給装置 7 プラズマアーク 8 ロングノズル 9 鋳込み装置 10 絶縁用壁 11 溶鋼温度計 12 トーチ昇降装置 13 プラズマアーク長検出器 14 加熱室内シールガス 15 雰囲気ガス調整装置 16 演算制御器 17 流量計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tundish 2 Heating chamber 3 Cathode side plasma torch 4 Anode side plasma torch 5 Molten steel 6 Power supply device 7 Plasma arc 8 Long nozzle 9 Casting device 10 Insulating wall 11 Molten steel thermometer 12 Torch elevating device 13 Plasma arc length detector 14 Heating chamber sealing gas 15 Atmospheric gas adjustment device 16 Operation controller 17 Flow meter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤崎 敬介 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 田村 耕作 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 Fターム(参考) 3K084 AA09 AA12 BD03 BD05 4E014 AA01  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Keisuke Fujisaki 20-1 Shintomi, Futtsu City Nippon Steel Corporation Technology Development Division (72) Inventor Kosaku Tamura 20-1 Shintomi Futtsu City Nippon Steel Corporation Technology Development Division F-term (reference) 3K084 AA09 AA12 BD03 BD05 4E014 AA01

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 タンディッシュ内溶鋼の加熱方法におい
て、タンディッシュ内溶鋼をツイントーチ式プラズマ加
熱装置で加熱するとき、加熱室内の電極間に絶縁用壁あ
るいは堰を配置することにより発生電圧を上昇させるこ
とによって、プラズマ加熱能力を向上させることを特徴
とするタンディッシュ内溶鋼の加熱方法。
In the method for heating molten steel in a tundish, when a molten steel in a tundish is heated by a twin torch type plasma heating device, an increased voltage is generated by disposing an insulating wall or a weir between electrodes in a heating chamber. A method for heating molten steel in a tundish, characterized by improving the plasma heating ability by causing the steel to be heated.
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