JP2004518940A - 金属溶融物の湯出しにおけるスラグの流出防止法及び装置 - Google Patents

Abstract

冶金容器からの金属溶融物の湯出しにおけるスラグの流出防止装置であって、容器の湯出し口が、耐摩耗性の耐火材料から成る、重なり合って配置された交換管から形成されており、これらの交換管が湯出し枠ブロックにより取り囲まれており、このように形成された湯出し・交換系の下端部がカップブロックによって形成されており、該カップブロックには開口を閉鎖する摺動子が接触している形式のものにおいて、本発明では、少なくとも容器内室に開口する交換管の管壁に、軸方向で延びる、管の両端面に開口する複数の通路が設けられており、これらの通路の容器内室とは反対の側の管端面が、ガス供給部と接続されている。

Description

【０００１】
本発明は、冶金容器からの金属溶融物の湯出しにおけるスラグの流出防止法に関する。
【０００２】
但し、前記容器は例えば専ら製鋼用容器、つまり転炉又は電気炉の容器でなくてよい。
【０００３】
以下に、本発明を電気炉の例で説明する。
【０００４】
前記のような容器は、平面図で見るとほぼ楕円形若しくは洋梨形をしており、先端の間隔が狭まって延びる前側の底部域に湯出し口が設けられている。垂直位置、つまり湯出し部の手前では、溶融物レベルは湯出し口の上位約１ｍ〜１．５ｍに位置している。
【０００５】
この湯出し口は充填材料によって塞がれており且つ下側を摺動子によって閉鎖されている。充填材料は湯出し口を覆って、容器内室に突入する堆積物を形成する。
【０００６】
湯出しのため、つまり溶融物を鋼が二次冶金法を施されるパンに入れ換えるためには、容器を湯出し位置へ旋回させ、これにより、湯出し口は容器の最深領域を形成する。前記位置で摺動子を開放して、湯出し口内の充填材料を取り除く。
【０００７】
流出する溶融物は湯出し口の上位に渦を形成し（ボルテックス作用）、この渦は溶融物上に浮かんでいるスラグを吸込み作用に基づいて連行する。このことは冶金学的な理由から不都合である。
【０００８】
前記ボルテックス作用の従来公知の防止法若しくは減少法は、今までに役に立たないということが判った。
【０００９】
従って本発明の課題は、冒頭で述べた形式の方法を改良して、前記渦作用の排除を簡単に可能にすることである。
【００１０】
本発明の別の課題は、前記方法を実施するための装置を提供することである。
【００１１】
本発明は、前記課題の第１の部分を以下の方法ステップを用いて解決する。即ち：
ａ）容器を湯出し位置へ旋回させ、
ｂ）湯出し時に、湯出し口を取り囲む通路を介して液体金属の流れ方向とは逆方向で、容器内の溶融物にガスを注入し、
ｃ）湯出し口を開放し、
ｄ）該湯出し口が最早溶融物によって覆われなくなる状態まで容器を旋回し戻し、
ｅ）ガスの注入を終了する。
【００１２】
溶融物へのガスの注入は公知である。
【００１３】
製作される鋼の二次冶金処理において、溶融物の循環動作を生ぜしめるためにガスが下方からパンの底部を通って溶融物に注入され、これにより、溶融物温度及び溶融物に溶解した合金成分の均質化が達成される。
【００１４】
このようなガス製錬系では、パンの底部に正方形又は円形の穴あきブロックが挿入されており、これらの穴あきブロックには円錐形に成形された、ガスが溶融物に流入できるように設計された製錬用ブロックが座着している。例えば多孔質の製錬用ブロック、スリット製錬器、星形製錬器等の複数のタイプが公知である。
【００１５】
ガスが製錬用ブロックの側方から流出することを防止するためには、これらの製錬用ブロックが金属カバーによって取り囲まれている。
【００１６】
製錬用ブロックの上位のパン内の鋼レベルの高さは最大４ｍである。
【００１７】
溶融物に下方からガスを注入すると、溶融物の表面に「禿」が認められる。この呼称から推測されるように、前記位置の溶融物レベルからは完全に異物が除去されている。
【００１８】
本発明はこの作用を利用したものである。
【００１９】
電気炉の容器に（同様に転炉にも）設けられた湯出し口は、複数本が重なり合って下方に向かって狭くなる開口を形成する「交換管」によって形成される。このような交換管はマグネサイト、コランダムコンクリート又は類似の耐火性材料から成っている。これらの交換管は湯出し枠ブロックによって取り囲まれ、この場合、交換管と湯出し枠ブロックとの間には耐火性材料の充填された接合部が存在している。当該系は下側を「カップブロック」によって閉鎖される。この場合、このカップブロックの開口は摺動子によって閉鎖可能である。
【００２０】
本発明では、前記製錬用ブロックの場合と同様、（少なくとも一番上又は上の２本の）交換管の壁に軸方向で延びる、容器内部に開口する複数の通路が設けられている。これらの通路はガス供給部と接続されている。
【００２１】
容器が湯出し位置に傾動されると直ちにガス供給が開始される。前記通路から流出するガスは、湯出し口上位の充填材料から形成された堆積物を除去する。次いで、カップブロックの下位の摺動子が旋回されて、湯出し口内の充填材料が除去される。次いで溶融物がパンに流出可能であり、この際に湯出し口の上位に前記渦が形成される恐れがある。溶融物に流入するガスはパン内での製錬過程の場合と同様、通路開口の上位に前記「禿」を形成する。つまり、この領域ではスラグが外側に向かって押し退けられて、湯出し口を通ってパンに流出することが防止される。
【００２２】
ガスの注入は、容器が再度旋回し戻され、湯出し口が最早溶融物によって覆われなくなるまで続けられる。
【００２３】
この場合、製作される溶融物の冶金学的な特性を損なわないガスが使用されるということは自明のことである。
【００２４】
ガスが交換管の側方から流出できないようにするためには、交換管の外側がさびない材料から成るスチールカバーによって包囲されている。
【００２５】
前記通路が重なり合って配置された交換管全てを貫通するということが考えられるにも関わらず、有利には交換管の一番上又は上の２本だけに通路が設けられている。これらの上の２本の交換管は一体に形成されていてもよく、これにより１つのユニットを形成していてよい。
【００２６】
通路の配置形式及びジオメトリは、その都度の使用要求に基づいて得られる。
【００２７】
通路の製作及びジオメトリにおいては、製錬用ブロックの分野での経験を用いることができる。
【００２８】
ガスを案内する全ての通路に均等にガスを供給できるようにするためには、通路をガイドする最下部の交換管の下面に、全通路が開口する環状室が設けられており、この環状室には、例えば交換管と、これらの交換管を取り囲む湯出し枠ブロックとの間の領域内を案内されたガス供給管が開口している。このためには前記両部材間の既存の接合部が利用されるか、又は通路の設けられていない交換管の外側に溝が設けられてよい。
【００２９】
ガス供給管に対する電気的なフラッシュオーバー及びガス供給管の破壊又は損傷を防止するために、請求項１０及び１１は択一的に、冶金容器の金属カバーをガス供給管と同じ電位にするか、又は請求項１１に基づきガス供給管を冶金容器に印加される電位に対して絶縁することを提案する。
【００３０】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００３１】
図１には製鋼用の電気炉の容器が縦断されて示されており、全体的に符号１が付されている。平面図では、この容器１はほぼ洋梨形を有しており、この場合、先端の間隔が狭まって延びる端部２において、当該容器１の底部３に湯出し口４が位置している。底部３のほぼ中央域には陽極５が配置されている。陰極及び容器の蓋は図示しない。
【００３２】
容器１は図平面を垂直方向で貫通する軸線を中心として傾動可能である。当該容器１では主に屑鉄が溶融され、溶融物は溶融過程の後、符号６で示した高さに達する。
【００３３】
図２には、湯出し口４を備えた湯出し系がより大きな縮尺で描かれている。この場合、この湯出し系は重なり合って配置された５本の交換管７，７′から構成されており、これらの交換管７，７′の開口直径は下方に向かって小さくなる。交換管７，７′は立方体に構成された湯出し枠ブロック８によって取り囲まれており、この場合、交換管７，７′と湯出し枠ブロック８との間の接合部９には耐火性の充填材料が充填されている。湯出し系は下側をカップブロック１０によって閉鎖され、このカップブロック１０の開口は摺動子（図示せず）によって閉鎖可能である。
【００３４】
上の２本の交換管７′は、管壁内に配置された軸方向で延びる複数の通路１１を有しており、これらの通路１１は容器１の内室と、下側の交換管７′の下面に設けられた環状室１２との間に接続を生ぜしめる。この環状室１２にはガス供給導管１３が開口しており、このガス供給導管１３は、交換管７と湯出し枠ブロック８との間で下方に通じており且つ一番下の湯出し枠ブロック８とカップブロックとの間で斜め外側に向かって案内されている。
【００３５】
図３には、交換管７′の可能な１実施例が示されている。この交換管７′は二部構成であり、つまり円錐形に形成された内側部分１４から成っている。この場合、前記円錐の外周面は上方に向かって狭まっている。この内側円錐１４は外側部分１５に挿入されており、この外側部分１５の内周面は、内側円錐１４の外周面に対して相補的に形成されている。
【００３６】
このような交換管７′を上から見た図が図４ｃに描かれている。この場合、ガス案内用の通路１１は内側円錐１４の外周面に加工成形された溝によって形成されている。
【００３７】
通路の別の可能な構成は、図４ａ及び図４ｂから看取される。
【００３８】
図４ａでは、通路１１は半径方向で配置されたスリットとして形成されているのに対して、図４ｂの例の通路１１は多数の孔によって形成されている。
【００３９】
例えば星形通路等の、通路の別のジオメトリ若しくは構成が可能である。
【００４０】
以下に、本発明による方法を短く説明する。
【００４１】
溶融過程の後で容器１を前方へ傾け、これにより、湯出し口４が容器１の最下部を形成する。
【００４２】
容器がこの位置にある状態で直ちに、通路１１を介したガスの溶融物への注入を開始する。次いで初めて湯出し系を開放し、これにより、溶融物を湯出し口４を介してその下に置かれたパン（図示せず）へ流出させることができる。通路１１を介したガスの溶融物への注入により、湯出し口４の上位における渦形成に抗して作用し、これにより、前記渦によってスラグが湯出し口４を通ってパンに連行される恐れはないということが達成される。
【００４３】
湯出し口４の上位には、注入されたガスに基づき「禿」、つまりスラグが側方に押し退けられる領域が形成される。
【００４４】
パン内の充填高さが所望の値に達すると、容器１は旋回し戻される。
【００４５】
湯出し口４が最早溶融物によって被覆されていない場合は、ガス供給を停止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
電気炉の容器の縦断面図である。
【図２】
図１に示した容器の湯出し系の断面斜視図である。
【図３】
交換管の特別な実施例の断面図である。
【図４】
図４ａ〜図４ｃは、それぞれ交換管において可能な通路ジオメトリを示すものである。
【符号の説明】
１ 容器、 ２ 端部、 ３ 底部、 ４ 湯出し口、 ７，７′ 交換管、 ８ 湯出し枠ブロック、 ９ 接合部、 １０ カップブロック、 １１ 通路、 １２ 環状室、 １３ ガス供給導管、 １４ 内側部分、 １５ 外側部分

Claims (11)

1. ａ）容器（１）を湯出し位置へ旋回させ、
   ｂ）湯出し時に、湯出し口（４）を取り囲む通路（１１）を介して液体金属の流れ方向とは逆方向で、容器（１）内の溶融物にガスを注入し、
   ｃ）湯出し口（４）を開放し、
   ｄ）該湯出し口（４）が最早溶融物によって覆われなくなるまで容器（１）を旋回し戻し、
   ｅ）ガスの注入を終了する方法ステップを特徴とする、冶金容器からの金属溶融物の湯出しにおけるスラグの流出防止法。
2. 冶金容器において請求項１記載の方法を実施するための装置であって、湯出し口が、耐摩耗性の耐火材料から成る、重なり合って配置された交換管から形成されており、これらの交換管が湯出し枠ブロックによって取り囲まれており、このように形成された湯出し・交換系の下端部が、開口を閉鎖する摺動子が接触したカップブロックによって形成されている形式のものにおいて、
   少なくとも容器内室に開口する交換管（７′）の管壁に、軸方向で延びる、管（７′）の両端面に開口する通路（１１）が設けられており、これらの通路の容器内室とは反対の側の管端面が、ガス供給部（１３）と接続されていることを特徴とする装置。
3. ガスを案内する通路（１１）が壁に配置された交換管（７′）が、ステンレス鋼から成る薄板カバーによって取り囲まれている、請求項２記載の装置。
4. 前記通路（１１）が、管開口を取り囲んで半径方向で配置されたスリットである、請求項２又は３記載の装置。
5. 前記通路（１１）が、管開口を取り囲んで均等に配分された孔である、請求項２又は３記載の装置。
6. 交換管（７′）が円錐形に形成された内側管（１４）と相補的に形成された外側管（１５）とから組み合わされており且つ内側円錐（１４）の外周面又は外側円錐（１５）の内周面に通路を形成する溝が設けられている場合に生ぜしめられる中間室によって通路（１１）が形成される、請求項２又は３記載の装置。
7. 前記通路に通じるガス供給部（１３）を有する交換管が、通路をガイドする最下部の交換管の下位に配置された、全通路にガスを供給する環状室（１２）に開口している、請求項２から６までのいずれか１項記載の装置。
8. ガス供給部（１３）が、カップブロック（１０）の上位で交換管（７）と湯出し枠ブロック（８）との間の接合部（９）に開口し、そこから環状室（１２）に対して軸方向でガイドされた管から成っている、請求項７記載の装置。
9. 通路（１１）を有する交換管（７′）が１つのユニットを形成している、請求項２から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 冶金容器の金属カバーがガス供給管と同じ電位にある、請求項２から９までのいずれか１項記載の装置。
11. ガス供給管が、冶金容器の電位に対して絶縁されている、請求項２から９までのいずれか１項記載の装置。