JP2005048251A

JP2005048251A - 取鍋精錬用漏鋼ピット

Info

Publication number: JP2005048251A
Application number: JP2003282737A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Morioka; 宏泰森岡; Masaoki Morimoto; 正興森本; Shigeo Tateno; 重穂舘野; Koji Kudo; 幸司工藤
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】本発明は、取鍋から漏鋼し、凝固した地金の切断作業を従来より容易、且つ迅速に行える取鍋精錬用漏鋼ピットを提供することを目的としている。
【解決手段】内部に保持した溶鋼を撹拌するガスの底吹き機能を備えた取鍋の下方に配設され、該取鍋からの漏鋼を収容、凝固させる耐火物製仕切り壁で分割した複数室からなる取鍋精錬用漏鋼ピットの構造を改造した。その概要は、前記仕切り壁に溢流堰を設けることである。そして、溢流堰の幅が仕切り壁幅の１／１０〜１／３で、その深さを仕切り壁高さの１／２０〜１／５とするのを好ましいとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、取鍋精錬用漏鋼ピットに係わり、特に、漏鋼凝固塊の溶断、除去作業を容易にするようなピットの構造に関するものである。

近年、鋼材に要求される品質の厳格化、多様化に伴い、不純物元素の低減、品質特性の改善が目覚しい。それらは、溶銑を転炉で酸素吹錬（一次精錬という）して溶製された溶鋼を取鍋に受け、その中でさらに脱ガス、脱炭、脱硫、成分調整のための合金添加等を行う取鍋精錬とか炉外精錬と称される所謂「二次精錬」によって達成される。例えば、ステンレス鋼の溶製では、転炉、ＡＯＤ炉等で粗脱炭された後の溶湯を底部にガス吹込口（羽口ともいう）を設けた取鍋に受け、Ａｒガス等の不活性ガスを該溶湯中に吹き込み、上昇する不活性ガスの流れによって溶湯を撹拌することで、さらなる脱炭や脱硫を行なっている。なお、取鍋は、所謂「ＶＯＤ」を行う場合には、真空雰囲気であり、所謂「ＬＦ」を行う場合には、大気雰囲気である。

ところで、この取鍋の底部に設けたガス吹込口の周辺は溶湯の撹拌が最も強く、損耗が激しいので、操業中にガス吹込口が破損し、漏鋼事故と称しているが、その破損部を介して取鍋に保持されている溶湯がほとんど全量流出することがある。そのため、取鍋精錬を行うには、図４に示すように、流出した溶湯を溜めるピット（以下、漏鋼ピット１という）を設け、その上方に取鍋２を配置して、溶湯流出に伴って生じる被害を最小限に抑えるようにしていた。

一般に、そのような漏鋼ピット１は、流出した溶湯の凝固塊を該ピット１より取り出して除去する作業を行い易くするため、処理能力１００〜２５０トンの取鍋で、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、耐火物製仕切り壁３の一室あたりのサイズがほぼ縦１５００ｍｍ×横１５００ｍｍ×深さ２０００ｍｍ程度の複数の室に分割され、前記取鍋２から流出した溶湯が複数個の塊に分割された状態で凝固するように設計されている。しかしながら、流出した溶湯が一室の漏鋼ピット１に入りきらないことが多く、そのような場合には、流出した溶湯が一室の仕切り壁３の上端を超えて隣接する別室に流れ込み、複数の室で凝固塊になる。そして、流出量が多い時には、複数個の凝固塊の上部は互いに繋がって一体化している。そのような上部が一体化した凝固塊（以下、地金ともいう）を漏鋼ピット１から取り出すには、繋がっている部分を酸素ガス等で溶断しなければならず、所謂「地金の切断作業」に１００時間と非常に長い時間を要していた。つまり、漏鋼事故の復旧工程は、（１）流出した溶湯の散水冷却、（２）地金の切断、（３）地金のクレーンによる吊り上げ及び（４）漏鋼ピットの破損箇所補修の４工程に大きく分けられるが、そのうち、地金の切断が平均すると全体工程（１２６時間）の約７９％を占めている。そのため、地金の切断作業が従来より短くして、漏鋼事故の復旧に要する時間を短縮することが熱望されていた。

本発明は、かかる事情に鑑み、取鍋から漏鋼し、凝固した地金の切断作業を従来より容易、且つ迅速に行える取鍋精錬用漏鋼ピットを提供することを目的としている。

発明者は、上記目的を達成するため、酸素ガスによる溶断部分の小型化に着眼して鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。

すなわち、本発明は、溶鋼を撹拌するガスの底吹き機能を備えた取鍋の下方に配設され、該取鍋からの漏鋼を収容、凝固させる耐火物製仕切り壁で分割した複数室からなる取鍋精錬用漏鋼ピットであって、前記仕切り壁に溢流堰を設けたことを特徴とする取鍋精錬用漏鋼ピットである。この場合、前記溢流堰の幅が前記仕切り壁幅の１／１０〜１／３で、該溢流堰の深さを該仕切り壁高さの１／２０〜１／５とするのが好ましい。また、前記取鍋が、その雰囲気を減圧する真空容器で囲われていても良い。

本発明によれば、取鍋精錬で使用する漏鋼ピットにおいて、漏鋼時に存在する複数個の凝固塊が互いに繋がって一体化している部分、つまり酸素ガス等での溶断の必要な部分が小さくなり、地金の切断作業が従来より容易、且つ迅速に行えるようになる。その結果、取鍋からの漏鋼事故があっても、その復旧に要する時間が短縮され、操業が円滑に行えるようになるばかりでなく、生産性も向上した。

以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。

まず、発明者は、複数個の凝固塊が互いに繋がって一体化する原因が、漏鋼ピット間を仕切る壁の構造にあると判断した。その仕切り壁３の構造は、既に図３（ａ）〜（ｃ）で示したように、通常、Ａｌ₂Ｏ₃系耐火レンガで、壁厚は１００ｍｍ程度であり、幅全体にわたり高さをすべて同一にしてある。そのため、各漏鋼ピット１間の溶鋼移動は、該仕切り壁３を自然に越えて溢れ出るにまかされ、各漏鋼ピット１の凝固塊を繋ぐ部分は、仕切り壁３の全体幅にほぼ近いサイズになり、非常に大きいものになっていた。

そこで、発明者は、各漏鋼ピット１で固まった複数個の凝固塊が互いに繋がって一体化する部分を従来より小型化すれば、前記地金の切断作業が迅速になると考え、仕切り壁を超える溶鋼流をできるだけ細く、あるいは薄くすることにした。その部分が凝固しても酸素ガスによる溶断が容易になるからである。そして、具体的な手段としては、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、仕切り壁３の上端に、縦断面視でＵ字形状の凹溝、つまり溢流堰４を設けるようにしたのである。

なお、本発明では、隣り合う漏鋼ピット間の仕切り壁３に設ける溢流堰４の数は、限定しない。取鍋の大きさによって漏鋼ピット１の大きさが異なるし、溢流堰４のサイズが小さければ、複数個設けても、その部分で凝固した部分の酸素ガスによる溶断は容易に行えるからである。しかしながら、１仕切り壁当たりの溢流堰４の数が増えると、その分だけ溶断箇所が増加し、作業準備等で余計な時間を費やすことになるので、できるだけ１個所が望ましい。

また、溢流堰４のサイズは、幅（図１での記号：ｗ）が前記仕切り壁３の幅（図１での記号：Ｗ）の１／１０〜１／３で、該溢流堰４の深さ（図１での記号：ｈ）を該仕切り壁３の高さ（図１での記号：Ｈ）の１／２０〜１／５とするのが好ましい。溢流堰の幅ｗが前記仕切り壁幅Ｗの１／１０未満では、溢流する溶鋼が少なく、１／３超えでは、通過する溶鋼流が太くなり、その凝固部分の酸素ガスによる溶断時間は従来と変わらなくなるからである。また、該溢流堰４の深さｈが該仕切り壁３の高さＨの１／２０未満では、溢流堰４を設けたことにならないし、１／５超えでは、仕切り壁３がないのと同じ状態になり、不都合だからである。

さらに、本発明の適用対象である取鍋２は、その雰囲気を減圧する真空容器で囲われていても良いし、大気圧下にあっても良い。本発明に係る漏鋼ピット１の上方に配置される取鍋２の周囲もピット構造になっており、該ピット構造を覆う蓋（図示せず）を設け、該蓋に排気装置（図示せず）を接続することで所謂「ＶＯＤ」のごとき真空容器を形成できるからである。

溶鋼処理能力１６０トンの取鍋を用い、本発明に係る漏鋼ピットを用いて所謂「二次精錬」を多数チャージ行い、極低炭素ステンレス鋼を溶製した。なお、その取鍋は、ガスを底吹きするＡｌ₂Ｏ₃−ＭｇＯ製羽口及び配管を備えたものである。

まず、転炉でＣｒ含有溶鉄を炭素濃度が１５００ｐｐｍまで粗脱炭し、前記取鍋に出鋼した。引き続き、その取鍋を本発明に係る漏鋼ピットの上方のピットに配置すると共に、該ピットを蓋ってＶＯＤ方式の真空容器とした。そして、取鍋の雰囲気を１キロパスカルに減圧した後、底吹き羽口よりアルゴン・ガスを流量：１ｍ³（標準状態）／ｍｉｎで吹き込み、溶鋼を９０分間にわたり撹拌した。その操業中に取鍋底部の羽口を介して溶湯が全量流出するトラブルが起きた。しかしながら、本発明に係る漏鋼ピットを利用していたので、そのトラブル復旧作業は、図２に示すように、従来に比べて迅速に行うことができた。つまり、地金切断箇所が小型化し、地金の切断時間が従来に比べて８７％短縮したのである。その結果、トラブル復旧の全体時間は従来の２８％にまで短縮でき、生産性の向上も達成された。なお、図２の縦軸は、全復旧時間で指数化した値である。

本発明に係る漏鋼ピットを示す図であり、（ａ）は平面、（ｂ）はＢ−Ｂの縦切断面、（ｃ）はＢ‘−Ｂ’の縦切断面である。本発明に係る漏鋼ピット及び従来の漏鋼ピットを使用した場合のトラブル復旧時間を比較した図である。従来の漏鋼ピットを示す図であり、（ａ）は平面、（ｂ）はＢ−Ｂの縦切断面、（ｃ）はＢ‘−Ｂ’の縦切断面である。取鍋精錬を行う設備で、漏鋼ピットの上方に取鍋を配置した状況を示す横断面図である。

符号の説明

１漏鋼ピット
２取鍋
３仕切り壁
４溢流堰

Claims

溶鋼を撹拌するガスの底吹き機能を備えた取鍋の下方に配設され、該取鍋からの漏鋼を収容、凝固させる耐火物製仕切り壁で分割した複数室からなる取鍋精錬用漏鋼ピットであって、
前記仕切り壁に溢流堰を設けたことを特徴とする取鍋精錬用漏鋼ピット。
前記溢流堰の幅が前記仕切り壁幅の１／１０〜１／３で、該溢流堰の深さを該仕切り壁高さの１／２０〜１／５とすることを特徴とする請求項１記載の取鍋精錬用漏鋼ピット。
前記取鍋が、その雰囲気を減圧する真空容器で囲われてなることを特徴とする請求項１又は２記載の取鍋精錬用漏鋼ピット。