JP2008221240A - Ladle for molten steel - Google Patents

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Yujo Marukawa
雄浄 丸川
Arihito Mizobe
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ladle for molten steel which can reduce the generation of vortexes when discharging the molten steel and has sturdiness to load and thermal spalling to be subjected during receiving of the molten steel. <P>SOLUTION: The ladle for the molten steel having a discharge hole 5 for discharging the molten steel at the bottom is specified to 0.5 to 2D with respect to the smallest inner diameter D of the discharge hole in the shortest distance L from the central axis of the discharge hole 5 to an inner face 2a of the side wall. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶鋼を排出するための排出孔を底に備える溶鋼用取鍋に関し、とくに溶鋼を排出孔から排出する際に、溶鋼の渦が生じて浮遊しているスラグを巻き込みながら溶鋼が排出されるのを軽減する構造を持った溶鋼用取鍋に関する。   The present invention relates to a ladle for molten steel having a discharge hole for discharging molten steel at the bottom, and in particular, when discharging molten steel from the discharge hole, the molten steel is discharged while entraining slag floating due to the vortex of the molten steel. The present invention relates to a ladle for molten steel that has a structure that reduces the occurrence of heat.

溶鋼用取鍋の底の排出孔から溶鋼を排出する際、とくにその後半時期においては、溶鋼は渦となって溶鋼用取鍋から排出される。この渦が生じた場合、溶鋼の上面に浮遊しているスラグを巻き込みながら溶鋼が排出されるため、排出された溶鋼にスラグが混入し清浄性が大きく損なわれることになる。   When the molten steel is discharged from the discharge hole at the bottom of the ladle for molten steel, especially in the latter half of the period, the molten steel becomes a vortex and is discharged from the ladle for molten steel. When this vortex occurs, the molten steel is discharged while entraining the slag floating on the upper surface of the molten steel, so that the slag is mixed into the discharged molten steel and the cleanliness is greatly impaired.

このような溶鋼へのスラグの混入を軽減して溶鋼の清浄性を確保するための方法として、溶鋼の残量がある程度の量以下になった段階で鋳造を止めて残鋼処理を行う方法があるが、大きな歩留まりロスが発生してしまうという問題がある。   As a method for reducing the mixing of slag into the molten steel and ensuring the cleanliness of the molten steel, there is a method in which casting is stopped and the remaining steel is processed when the remaining amount of the molten steel falls below a certain amount. There is a problem that a large yield loss occurs.

これに対して、特許文献1には、垂直方向の軸線を有するノズルの上方にそらせ板を配置し、このそらせ板によって、ノズルを、液体(溶鋼)の表面から直接下方へ向かう流れから隔離するようにした流れ制御装置が開示されている。また、この流れ制御装置では、仕切りを、そらせ板をノズルから垂直方向に離隔するように配置し、この仕切りによって、液体の流れを案内しかつ制御するとともに、前記軸線を中心とした回転流を阻止しかつ液体がノズルに入る前に前記軸線へ向けてそらせ板の下を放射状に流れることができるようにしている。   On the other hand, in Patent Document 1, a baffle plate is arranged above a nozzle having a vertical axis, and the baffle plate isolates the nozzle from a flow directly downward from the surface of the liquid (molten steel). Such a flow control device is disclosed. In this flow control device, the partition is arranged so that the baffle plate is vertically separated from the nozzle, and this partition guides and controls the flow of the liquid, and the rotational flow around the axis line. Blocking and allowing liquid to flow radially under the baffle towards the axis before entering the nozzle.

また、特許文献2には、出湯用ノズルを配設するためのウエルブロックを構成する基部に、突起する壁(溶鋼渦発生防止用突起部)を設けることにより、出湯口付近における溶鋼の流動を抑えて溶鋼渦の発生を軽減し、ノロ等の溶鋼中への巻き込みによる溶鋼の混濁を避け、金属製品の品質低下を防ぐことができるようにした溶融金属用容器が開示されている。   Further, in Patent Document 2, by providing a protruding wall (protrusion portion for preventing molten steel vortex generation) at a base portion constituting a well block for disposing a hot water discharge nozzle, the flow of molten steel in the vicinity of the hot water outlet is provided. There is disclosed a molten metal container that suppresses generation of molten steel vortex, prevents turbidity of molten steel due to entrainment in molten steel such as Noro, and prevents deterioration of the quality of metal products.

しかし、上記特許文献1及び特許文献2の構造では、容器底面の排出孔周りに別個の構造体が設置されており、これらの構造体は容器の底面により支持されているのみであるため、受鋼時等の溶鋼流による強い曲げモーメント及び熱衝撃を受けたときに、強度が足りず破壊されてしまうおそれがある。   However, in the structures of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, separate structures are provided around the discharge holes on the bottom surface of the container, and these structures are only supported by the bottom surface of the container. When subjected to a strong bending moment and thermal shock due to a molten steel flow, such as during steel, the strength may be insufficient and the steel may be destroyed.

また、上記特許文献1及び特許文献2の構造では、容器の底面から上方に突出した部分が溶鋼により高温に晒されて過熱されるため、熱間強度が低下し、損耗する。しかも、溶鋼に晒された部分と比較的低温に保たれる容器底面との間に温度差が生じ、熱スポーリングが起こりやすい。   Moreover, in the structure of the said patent document 1 and the patent document 2, since the part which protruded upwards from the bottom face of a container is exposed to high temperature by molten steel and is overheated, hot strength falls and it wears out. In addition, there is a temperature difference between the portion exposed to the molten steel and the bottom of the container kept at a relatively low temperature, and thermal spalling is likely to occur.

このように、上記特許文献1及び特許文献2の構造は、耐用性が悪く、実用的ではない。
特表平8−502209号公報 特開2000−218362号公報
Thus, the structures of Patent Document 1 and Patent Document 2 have poor durability and are not practical.
Japanese National Patent Publication No. 8-502209 JP 2000-218362 A

本発明が解決しようとする課題は、溶鋼を排出する際に渦の発生を軽減でき、しかも受鋼時に受ける負荷や熱スポーリングに対して耐用性の高い溶鋼用取鍋を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a ladle for molten steel that can reduce the generation of vortices when discharging molten steel and that has high durability against loads and thermal spalling that are received during receiving steel. .

溶鋼用取鍋において排出孔が中心付近にある場合、溶鋼排出にともなって発生する渦は排出孔を中心としてその外縁は側壁内面にまで達することができ、大きく強いものとなる。一方、排出孔が側壁近くにある場合、側壁が障害になっているため渦は排出孔を中心としたものより小さく弱いものとなる。このため、排出孔の位置は側壁に近いほど渦によるスラグの巻き込み量が少なくなると考えられる。溶鋼用取鍋は、通常内径が2mから4m、一般的には3m前後もあることから、排出孔の位置が渦の大きさに与える影響は極めて大きいと考えられる。   When the discharge hole is in the vicinity of the center in the ladle for molten steel, the outer edge of the vortex generated along with the discharge of the molten steel can reach the inner surface of the side wall with the discharge hole as the center. On the other hand, when the discharge hole is near the side wall, the vortex is smaller and weaker than that centered on the discharge hole because the side wall is an obstacle. For this reason, it is thought that the amount of slag involved by the vortex decreases as the position of the discharge hole is closer to the side wall. Since the ladle for molten steel usually has an inner diameter of 2 to 4 m, generally around 3 m, the influence of the position of the discharge hole on the size of the vortex is considered to be extremely large.

そこで、本発明者は、水モデル実験により、渦の強さと排出孔の位置との関係について調査した結果、排出孔が側壁に近いほど渦は弱く、そして、排出孔の中心軸と溶鋼用取鍋の側壁内面との最短距離が排出孔の最小内径Dに対して0.5D以上2D以下にすると渦が大幅に軽減されることを見出した。   Therefore, as a result of investigating the relationship between the strength of the vortex and the position of the discharge hole by a water model experiment, the present inventor found that the closer the discharge hole is to the side wall, the weaker the vortex becomes. It has been found that when the shortest distance from the inner surface of the side wall of the pan is 0.5D or more and 2D or less with respect to the minimum inner diameter D of the discharge hole, the vortex is significantly reduced.

すなわち、本発明は、溶鋼を排出するための排出孔を底に備える溶鋼用取鍋において、排出孔の中心軸と側壁内面との最短距離を排出孔の最小内径Dに対して0.5D以上2D以下としたことを特徴とするものである。   That is, according to the present invention, in a ladle for molten steel provided with a discharge hole for discharging molten steel at the bottom, the shortest distance between the central axis of the discharge hole and the inner surface of the side wall is 0.5 D or more with respect to the minimum inner diameter D of the discharge hole. It is characterized by being 2D or less.

このような構成とすることで、溶鋼を排出する際の渦発生を軽減し、溶鋼にスラグを巻き込むことを激減させることができるとともに、渦発生軽減のために上記特許文献1及び特許文献2のような特別な構造体を必要としないので、溶鋼用取鍋の耐用性が低下することもない。   With such a configuration, it is possible to reduce vortex generation when discharging molten steel, drastically reduce slag entrainment in molten steel, and to reduce vortex generation in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above. Since such a special structure is not required, the durability of the ladle for molten steel is not lowered.

一方、設備的問題により、排出孔の中心軸と溶鋼用取鍋の側壁内面との最短距離を排出孔の最小内径Dに対して0.5D以上2D以下として排出孔を設置することができない場合がある。具体的には、スライディングノズル装置の取り付け位置、スライディングノズル装置の耐火物を交換するための作業スペースあるいは連続鋳造時のタンディッシュに対する溶鋼用取鍋の配置の関係等から、現在の溶鋼用取鍋において排出孔を側壁近くに設けるとこれらに支障を来たす場合が考えられる。   On the other hand, due to equipment problems, the shortest distance between the central axis of the discharge hole and the inner surface of the side wall of the ladle for molten steel cannot be set to 0.5D or more and 2D or less with respect to the minimum inner diameter D of the discharge hole. There is. Specifically, the current ladle for molten steel is determined based on the mounting position of the sliding nozzle device, the work space for replacing the refractory of the sliding nozzle device, or the arrangement of the ladle for molten steel with respect to the tundish during continuous casting. If the discharge hole is provided near the side wall in FIG.

この場合には、溶鋼用取鍋の羽口れんがを含む底面に側壁内面と密着させて模擬壁を設置し、排出孔の中心軸と模擬壁内面との最短距離を排出孔の最小内径Dに対して0.5D以上2D以下とすることにより、溶鋼の渦を軽減し排出された溶鋼にスラグを巻き込むことを激減させることができる。ここで、模擬壁は、溶鋼用取鍋の底面のほかに側壁内面によっても支持されており、その形状も単純にできるため、受鋼時等の溶鋼流による強い曲げモーメント及び熱衝撃に対して十分な耐用性を持ち、溶鋼用取鍋の耐用性の低下は最小限に抑えられ、また施工性も良好である。   In this case, the simulated wall is installed in close contact with the inner surface of the side wall of the ladle containing the tuyere brick of the molten steel ladle, and the shortest distance between the central axis of the discharge hole and the inner surface of the simulated wall is set to the minimum inner diameter D of the discharge hole. On the other hand, by setting it to 0.5D or more and 2D or less, the swirl of the molten steel can be reduced and the slag can be drastically reduced in the discharged molten steel. Here, the simulated wall is supported not only by the bottom surface of the ladle for molten steel but also by the inner surface of the side wall, and its shape can be simplified, so that it is resistant to strong bending moments and thermal shock caused by molten steel flow during receiving steel. It has sufficient durability, the deterioration of the durability of the ladle for molten steel is minimized, and the workability is also good.

以上のように、本発明では、溶鋼用取鍋の排出孔を側壁(模擬壁)内面近くに配置するが、排出孔の中心軸と側壁(模擬壁)内面との最短距離が排出孔の最小内径Dに対して0.5D未満になると、排出孔の一部を側壁(模擬壁)が覆うことになり、溶鋼の排出が阻害されるので、前記最短距離の下限は0.5Dとした。なお、模擬壁内面とは、模擬壁の側面のうち排出孔側の面を言う。   As described above, in the present invention, the discharge hole of the ladle for molten steel is disposed near the inner surface of the side wall (simulated wall), but the shortest distance between the central axis of the discharge hole and the inner surface of the side wall (simulated wall) is the minimum of the discharge hole. When the inner diameter D is less than 0.5D, a part of the discharge hole is covered with a side wall (simulated wall), and the discharge of the molten steel is hindered. Therefore, the lower limit of the shortest distance is set to 0.5D. The simulated wall inner surface refers to a surface on the discharge hole side of the side surfaces of the simulated wall.

また、溶鋼用取鍋の排出孔の中心軸と側壁(模擬壁)内面との最短距離の上限は、2Dとし、好ましくは1.5Dである。2Dより大きくなると、渦が強くなるためスラグの巻き込み量が多くなる。なお、Dは一般的に使用されている溶鋼用取鍋の排出孔の最小内径から、40mm以上120mm以下の範囲が好ましい。   The upper limit of the shortest distance between the central axis of the discharge hole of the ladle for molten steel and the inner surface of the side wall (simulated wall) is 2D, and preferably 1.5D. When it becomes larger than 2D, the vortex becomes stronger and the amount of slag involved increases. In addition, D is preferably in the range of 40 mm or more and 120 mm or less from the minimum inner diameter of the discharge hole of a ladle for molten steel that is generally used.

本発明で言う排出孔とは、溶鋼用取鍋の底に溶鋼を排出するために設ける貫通孔であり、通常は上ノズル(鋳造用ノズルあるいは注湯ノズル等とも呼ばれている)のノズル孔のことである。この上ノズルの下に流量制御手段としてプレートれんが取り付けられていることが多いが、プレートれんがのノズル孔は本発明の排出孔とは言わない。さらに上ノズルの排出孔は下流側に内径が縮小している場合があるが、本発明の最小内径Dは、この縮小している部分の内径の最も小さい部分のこととする。   The discharge hole referred to in the present invention is a through hole provided for discharging molten steel to the bottom of a ladle for molten steel, and is usually a nozzle hole of an upper nozzle (also called a casting nozzle or a pouring nozzle). That is. A plate brick is often attached as a flow control means below the upper nozzle, but the nozzle hole of the plate brick is not said to be the discharge hole of the present invention. Further, although the inner diameter of the discharge hole of the upper nozzle may be reduced downstream, the minimum inner diameter D of the present invention is the portion with the smallest inner diameter of the reduced portion.

また、溶鋼用取鍋の底面に模擬壁を設置する場合、模擬壁の高さはD以上3D以下、最小幅は0.5D以上とすることが好ましい。模擬壁の高さがD未満になると壁として機能せず渦が発生しやすくなり、3Dを超えると効果は変わらないが、模擬壁の体積が増加し溶鋼の受鋼量が減少してしまい、ロスが生じる。また最小幅が0.5D未満になると強度が弱くなり問題となる。ここで、模擬壁の高さとは、溶鋼用取鍋の底面を基準として模擬壁の実質的な頂部までの高さを言う。   Moreover, when installing a simulation wall in the bottom face of the ladle for molten steel, it is preferable that the height of a simulation wall shall be D-3D or less, and minimum width shall be 0.5D or more. When the height of the simulated wall is less than D, it does not function as a wall and vortex is likely to occur, and when it exceeds 3D, the effect does not change, but the volume of the simulated wall increases and the amount of received steel of the molten steel decreases, Loss occurs. On the other hand, when the minimum width is less than 0.5D, the strength becomes weak, which causes a problem. Here, the height of the simulated wall refers to the height to the substantial top of the simulated wall on the basis of the bottom surface of the ladle for molten steel.

模擬壁は、溶鋼用取鍋の底面から突出して設け溶鋼用取鍋の底面と側壁内面とに密着していれば、とくにその形状は限定されるものではなく、例えば、平面視が矩形、扇形、あるいは台形等にすることができる。また、模擬壁は、溶鋼用取鍋の耐火物をライニングする際に、不定形耐火物を流し込み施工することで同時に形成することもできる。また、ブロック状の耐火物を製造しておき、溶鋼用取鍋の底面と側壁との間に接着材としてのモルタル等を介して配置することもできる。   The simulated wall is not particularly limited as long as the simulated wall protrudes from the bottom surface of the ladle for molten steel and is in close contact with the bottom surface of the molten steel ladle and the inner surface of the side wall. Or a trapezoid or the like. In addition, the simulated wall can be formed simultaneously by pouring an indeterminate refractory when lining the refractory of the ladle for molten steel. Moreover, a block-shaped refractory can be manufactured and arrange | positioned through the mortar etc. as an adhesive agent between the bottom face and side wall of a ladle for molten steel.

また、模擬壁は、側壁との密着部の長さが側壁の内周長さに対して1/50以上1/2以下、より好ましくは1/36以上1/3以下であれば模擬壁を支える強度は十分である。側壁との密着部の長さが側壁の内周長さの1/50より小さい場合には強度が不十分となり倒れやすくなり、1/2を超えると模擬壁が大きくなり溶鋼用取鍋の容積が少なくなる。   Further, the simulated wall is a simulated wall if the length of the close contact portion with the side wall is 1/50 or more and 1/2 or less, more preferably 1/36 or more and 1/3 or less of the inner peripheral length of the side wall. The supporting strength is sufficient. If the length of the close contact portion with the side wall is less than 1/50 of the inner peripheral length of the side wall, the strength is insufficient and the wall tends to collapse, and if it exceeds 1/2, the simulated wall becomes large and the volume of the ladle for molten steel Less.

さらに、模擬壁を設けることで排出孔を溶鋼用取鍋の底のより中心側に設けることができるため、スライディングノズル装置などの溶鋼流量制御装置を取り付けるためのスペースを確保することができ、既存の設備をそのまま使用することができる。   Furthermore, by providing a simulated wall, the discharge hole can be provided closer to the center of the bottom of the ladle for molten steel, so it is possible to secure a space for installing a molten steel flow control device such as a sliding nozzle device. The equipment can be used as it is.

本発明の溶鋼用取鍋によれば、排出孔から溶鋼を排出する際の渦の発生を軽減でき、溶鋼の上面に浮遊しているスラグを巻き込みながら溶鋼が排出されるのを軽減できる。しかも、溶鋼用取鍋の内部に複雑な構造体を設置する必要がないので、施工しやすく耐用性の面においても優れている。   According to the ladle for molten steel of the present invention, it is possible to reduce the generation of vortices when discharging molten steel from the discharge hole, and to reduce the discharge of molten steel while entraining slag floating on the upper surface of the molten steel. And since it is not necessary to install a complicated structure in the ladle for molten steel, it is easy to construct and is excellent also in terms of durability.

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below based on examples shown in the drawings.

図1は、本発明の第1の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。   FIG. 1: shows the 1st Example of this invention, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c). Is a BB cross section in (a).

図1(a)及び図1(b)において、鉄皮1の内側の底と側壁に耐火物2がライニングされている。取鍋の底には羽口れんが3が埋設され、羽口れんが3には上ノズル4が装着され、上ノズル4の内孔が溶鋼の排出孔5となっている。上ノズル4は羽口れんが3に対して着脱可能なようにモルタルを介して取鍋の下側から装着されている。この上ノズル4の下には図示しないが、溶鋼流量を制御するためのスライディングノズル装置が取り付けられている。   1 (a) and 1 (b), a refractory 2 is lined on the inner bottom and side walls of the iron shell 1. A tuyere brick 3 is embedded in the bottom of the ladle, an upper nozzle 4 is attached to the tuyere brick 3, and an inner hole of the upper nozzle 4 serves as a discharge hole 5 for molten steel. The upper nozzle 4 is mounted from the lower side of the ladle through a mortar so that the tuyere brick 3 is detachable. Although not shown in the figure, a sliding nozzle device for controlling the molten steel flow rate is attached below the upper nozzle 4.

以上の構成において、図1(c)に示す排出孔5の中心軸と側壁内面2aとの最短距離Lが、排出孔5の最小内径Dに対して0.5D以上2D以下(好ましくは1.5以下)となるようにしている。   In the above configuration, the shortest distance L between the central axis of the discharge hole 5 and the side wall inner surface 2a shown in FIG. 1C is 0.5D or more and 2D or less (preferably 1.D) with respect to the minimum inner diameter D of the discharge hole 5. 5 or less).

このように排出孔5の中心軸と側壁内面2aとの最短距離Lを0.5D以上2D以下(好ましくは1.5以下)とすることによって、排出孔5から溶鋼を排出する際に、溶鋼の渦発生を軽減する効果が得られる。   Thus, when the shortest distance L between the central axis of the discharge hole 5 and the side wall inner surface 2a is 0.5D or more and 2D or less (preferably 1.5 or less), the molten steel is discharged when the molten steel is discharged from the discharge hole 5. The effect of reducing the generation of vortices can be obtained.

図2は、本発明の第2の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。   FIG. 2: shows the 2nd Example of this invention, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c). Is a BB cross section in (a).

この実施例2においても、先の実施例1と同様に耐火物2がライニングされており、羽口れんが3及び上ノズル4が装着されている。   Also in the second embodiment, the refractory 2 is lined as in the first embodiment, and the tuyere brick 3 and the upper nozzle 4 are mounted.

さらに、この実施例2では模擬壁6を側壁内面2aに密着させて底面2bに設置しており、模擬壁6の排出孔5側の内面6aは羽口れんが3の内壁の上部に位置している。模擬壁6は不定形耐火物のプレキャストブロックであり、底面2bとの間及び側壁内面2aとの間にはモルタルを充填することで接合している。そして、この模擬壁6の内面6aと排出孔5の中心軸との最短距離Lが排出孔5の最小内径Dに対して0.5D以上2D以下(好ましくは1.5D以下)となるようにしている。また、図2(a)に示すように、模擬壁6は排出孔5側から側壁内面2aに向かってテーパ状に広がった扇型をしており、その最小幅Wは排出孔5の最小内径Dに対して0.5D以上としている。また、側壁内面2aとの密着部の長さSは、側壁の内周長さに対して1/36以上1/3以下としている。   Further, in the second embodiment, the simulated wall 6 is placed on the bottom surface 2 b in close contact with the side wall inner surface 2 a, and the inner surface 6 a on the discharge hole 5 side of the simulated wall 6 is located at the upper part of the inner wall of the tuyere brick 3. Yes. The simulated wall 6 is a precast block of an irregular refractory, and is joined to the bottom surface 2b and the side wall inner surface 2a by filling mortar. The shortest distance L between the inner surface 6a of the simulated wall 6 and the central axis of the discharge hole 5 is 0.5D or more and 2D or less (preferably 1.5D or less) with respect to the minimum inner diameter D of the discharge hole 5. ing. Further, as shown in FIG. 2A, the simulated wall 6 has a fan shape that tapers from the discharge hole 5 side toward the side wall inner surface 2a, and its minimum width W is the minimum inner diameter of the discharge hole 5. 0.5D or more with respect to D. Further, the length S of the contact portion with the side wall inner surface 2a is set to 1/36 or more and 1/3 or less with respect to the inner peripheral length of the side wall.

なお、溶鋼排出用の上ノズル4は取鍋下面側から挿入して設置・取り替えを行うので、模擬壁6を上ノズル4と接しないように(干渉しないように)設置すると上ノズル4の施工が容易となる。   Since the upper nozzle 4 for discharging molten steel is installed and replaced by inserting it from the bottom side of the ladle, if the simulated wall 6 is installed so as not to contact the upper nozzle 4 (so as not to interfere with it), the upper nozzle 4 is installed. Becomes easy.

この実施例2のように、排出孔5の中心軸と模擬壁内面6aとの最短距離Lを0.5D以上2D以下(好ましくは1.5D以下)とすることによっても、排出孔5から溶鋼を排出する際に、溶鋼の渦発生を軽減する効果が得られる。そして模擬壁6は、側壁内面2aに密着しているため、受鋼時の溶鋼流による衝撃や熱衝撃に十分耐えることができ、さらに側壁に熱が放散するために過熱による熱間強度の低下を軽減できるため、耐用性が向上する。   As in Example 2, the shortest distance L between the central axis of the discharge hole 5 and the simulated wall inner surface 6a is 0.5D or more and 2D or less (preferably 1.5D or less). The effect of reducing the vortex generation of the molten steel can be obtained when discharging the. Since the simulated wall 6 is in close contact with the side wall inner surface 2a, the simulated wall 6 can sufficiently withstand the impact and thermal shock caused by the molten steel flow at the time of receiving steel, and the heat is dissipated to the side wall, so that the hot strength is reduced due to overheating. Can be reduced, so that the durability is improved.

図3は、本発明の第3の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。   FIG. 3: shows the 3rd Example of this invention, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c). Is a BB cross section in (a).

この実施例3は、先の実施例2と同様に模擬壁6を設置したものであるが、図3(c)に示すように、模擬壁6の排出孔5側の内面6aが排出孔6の最小内径部分の内壁直上に位置している。すなわち、排出孔5の中心軸と模擬壁内面6aとの最短距離Lは0.5Dである。   In this third embodiment, the simulated wall 6 is installed in the same manner as in the second embodiment. However, as shown in FIG. 3C, the inner surface 6a of the simulated wall 6 on the discharge hole 5 side is the discharge hole 6. Is located directly above the inner wall of the smallest inner diameter portion. That is, the shortest distance L between the central axis of the discharge hole 5 and the simulated wall inner surface 6a is 0.5D.

このように、模擬壁内面6aを排出孔5に最大限に接近させることにより、より溶鋼の渦の発生を軽減する効果が得られる。   Thus, the effect which reduces generation | occurrence | production of the vortex of molten steel more is acquired by making the simulation wall inner surface 6a approach to the discharge hole 5 to the maximum.

なお、図3(c)では溶鋼排出用の上ノズル4のテーパ部上部から羽口れんが3上部の延長線上まで模擬壁6が設置されているが、この部分は空洞になっていてもよい。   In addition, in FIG.3 (c), although the simulation wall 6 is installed from the taper part upper part of the upper nozzle 4 for molten steel discharge to the extension line of the tuyere brick 3 upper part, this part may be a cavity.

図4は、本発明の第4の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。   FIG. 4: shows the 4th Example of this invention, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c). Is a BB cross section in (a).

この実施例4は、先の実施例3と同様に模擬壁6を設置したものであるが、この実施例4の模擬壁6には、図4(a)に示すようにテーパがない。   In the fourth embodiment, the simulated wall 6 is installed in the same manner as in the third embodiment. However, the simulated wall 6 of the fourth embodiment has no taper as shown in FIG.

模擬壁6をこのような形状にすることにより、模擬壁6と側壁内面2aとの密着面積、すなわち模擬壁6を支持する面積が大きくなるので、受鋼時に受ける負荷や熱スポーリングに対して耐用性が向上するという効果が得られる。   By making the simulated wall 6 into such a shape, the contact area between the simulated wall 6 and the side wall inner surface 2a, that is, the area supporting the simulated wall 6 is increased. The effect that durability improves is acquired.

図5は、本発明の第5の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。   FIG. 5: shows the 5th Example of this invention, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c). Is a BB cross section in (a).

この実施例5は、先の実施例4と同様に模擬壁6を設置したものであるが、この実施例5の模擬壁6には、図5(b)に示すように、模擬壁6上面から底面にかけてテーパが設けられている。   In the fifth embodiment, the simulated wall 6 is installed in the same manner as in the fourth embodiment. The simulated wall 6 of the fifth embodiment has an upper surface of the simulated wall 6 as shown in FIG. A taper is provided from the bottom to the bottom.

このように模擬壁6上面にテーパを設けることにより、先の実施例4に比べて溶鋼用取鍋の容積を大きくすることができるとともに、溶鋼流による模擬壁6の溶損が軽減される。また、溶鋼の渦の発生を軽減する効果に関しては排出孔5周りの模擬壁6の高さが重要となるため、実施例4と同様の効果が得られる。   By providing a taper on the upper surface of the simulated wall 6 in this manner, the volume of the ladle for molten steel can be increased as compared with the fourth embodiment, and the melting loss of the simulated wall 6 due to the molten steel flow is reduced. Further, with respect to the effect of reducing the generation of the vortex of the molten steel, since the height of the simulated wall 6 around the discharge hole 5 is important, the same effect as in Example 4 can be obtained.

図6は、本発明の第6の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。   FIG. 6: shows the 6th Example of this invention, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c). Is a BB cross section in (a).

この実施例6は、先の実施例5と同様に模擬壁6を設置したものであり、実施例5の形状を縮小した模擬壁6を設置し、溶鋼用取鍋の容積をより大きくしたものである。   In this Example 6, the simulated wall 6 was installed in the same manner as in the previous Example 5, and the simulated wall 6 having a reduced shape as in Example 5 was installed to increase the volume of the ladle for molten steel. It is.

この実施例は水モデル実験結果を示す。   This example shows the results of a water model experiment.

図7は水モデル実験装置の模式図である。溶鋼用取鍋を想定した内径840mmの容器7の底に、内径Dが20mmの排出孔5を設けた。この排出孔5の位置は、排出孔5の中心軸と容器の側壁内面7aと最短距離Lが、420mm(21D)、160mm(8D)、60mm(3D)、40mm(2D)、26mm(1.3D)、10mm(0.5D)の6箇所となるように設定した。この容器7に水を初期水位が600mm(質量は約330kg)となるように入れ、さらに水面に比重の軽いビーズを3300g投入し浮遊させ、水:ビーズの質量比を約100:1とした。   FIG. 7 is a schematic diagram of a water model experimental apparatus. A discharge hole 5 having an inner diameter D of 20 mm was provided at the bottom of the container 7 having an inner diameter of 840 mm assuming a ladle for molten steel. The position of the discharge hole 5 is such that the shortest distance L between the central axis of the discharge hole 5 and the side wall inner surface 7a of the container is 420 mm (21D), 160 mm (8D), 60 mm (3D), 40 mm (2D), 26 mm (1. 3D) was set to 6 locations of 10 mm (0.5 D). Water was put into the container 7 so that the initial water level was 600 mm (mass is about 330 kg), and 3300 g of beads with a light specific gravity were put on the water surface and floated to make the mass ratio of water: beads about 100: 1.

水モデル実験においては、6箇所の排出孔5のうち5箇所を塞ぎ、あらかじめ容器7内の水に旋回流を付与した後、1つの排出孔5から水を排出した。水が排出され水位が下がるにしたがって、水面のビーズ8が渦に巻き込まれ水に混入して排出される。この排出されたビーズ8の量とそのときの容器7内の水位を6箇所の排出孔5それぞれにおいて測定した。   In the water model experiment, five of the six discharge holes 5 were closed, a swirling flow was previously applied to the water in the container 7, and then water was discharged from one discharge hole 5. As the water is discharged and the water level is lowered, the beads 8 on the water surface are entrained in the vortex and mixed with the water and discharged. The amount of the discharged beads 8 and the water level in the container 7 at that time were measured at each of the six discharge holes 5.

また、模擬壁の効果を検討するために、図8に示すように模擬壁6を設置した。模擬壁6の高さHは20mmとし、幅Wは40mmとした。また、排出孔4の中心軸と容器の側壁内面7aとの最短距離L1は60mm(3D)とし、排出孔4の中心軸と模擬壁内面6aとの最短距離L2は10mm(0.5D)とした。この模擬壁6を設置したものについても上記の測定方法と同様にビーズ8の量とそのときの容器7内の水位を測定した。   In order to examine the effect of the simulated wall, a simulated wall 6 was installed as shown in FIG. The height H of the simulated wall 6 was 20 mm, and the width W was 40 mm. The shortest distance L1 between the central axis of the discharge hole 4 and the side wall inner surface 7a of the container is 60 mm (3D), and the shortest distance L2 between the central axis of the discharge hole 4 and the simulated wall inner surface 6a is 10 mm (0.5D). did. Also about what installed this simulation wall 6, the quantity of the bead 8 and the water level in the container 7 at that time were measured similarly to said measuring method.

図9は上記の水モデル実験結果を示している。ビーズの排出量は、それぞれの水位になるまでに排出されたビーズの重量/容器に入れたビーズの全重量で示した。例えば、L=21Dの場合には、水位が200mmになったときに最初に入れたビーズのうち約24%が排出され、さらに水位が100mmになったときには約96%のビーズが排出されている。   FIG. 9 shows the results of the water model experiment. The amount of beads discharged was expressed as the weight of beads discharged up to each water level / the total weight of beads placed in a container. For example, in the case of L = 21D, about 24% of the beads that are initially placed when the water level reaches 200 mm are discharged, and further about 96% of the beads are discharged when the water level reaches 100 mm. .

容器の側壁内面7aから排出孔5の中心軸までの最短距離Lが420mm(21D)、すなわち排出孔5を容器7の中心に設けた場合、初期の段階から容器内に渦が発生してビーズを巻き込みながら水が排出されていることがわかる。また、容器の側壁内面から排出孔の中心軸までの最短距離Lが小さくなるにしたがってビーズの排出量が減少しており、前記最短距離Lが10mm(0.5D)のときに最もビーズ排出量が少なくなっている。また、L=8Dの場合、水位が20mmになったときに約82%のビーズが排出されているが、L=2Dの場合では約24%、L=1.3Dの場合には約13%と大きく減少していることがわかる。また、発生する渦も非常に小さくなっている。つまり、溶鋼用取鍋においても、排出孔の位置をL=2D以下、好ましくはL=1.3D以下とすることでスラグの排出量が激減することがわかる。なお、この水モデル実験と実際の溶鋼中での挙動との相関性が高いことは、過去の多くの実験報告から証明されている。   When the shortest distance L from the side wall inner surface 7a of the container to the central axis of the discharge hole 5 is 420 mm (21D), that is, when the discharge hole 5 is provided at the center of the container 7, a vortex is generated in the container from the initial stage and the beads It can be seen that water is discharged while entraining. The bead discharge amount decreases as the shortest distance L from the inner wall of the container to the central axis of the discharge hole decreases. When the shortest distance L is 10 mm (0.5 D), the bead discharge amount is the largest. Is decreasing. In addition, when L = 8D, about 82% of beads are discharged when the water level reaches 20 mm, but when L = 2D, about 24%, and when L = 1.3D, about 13%. It can be seen that there is a significant decrease. The generated vortices are also very small. That is, in the ladle for molten steel, it can be seen that the discharge amount of slag is drastically reduced by setting the position of the discharge hole to L = 2D or less, preferably L = 1.3D or less. In addition, it is proved from many past experimental reports that the correlation between this water model experiment and the actual behavior in molten steel is high.

また、図8のように模擬壁を設置した場合には、模擬壁のない場合(最短距離L=60mm(3D))よりもビーズ排出量は減少し、しかもL=0.5Dの場合と非常に近い値になっており、模擬壁を設置することによる渦の抑制効果が現れている。   In addition, when the simulated wall is installed as shown in FIG. 8, the bead discharge amount is smaller than when there is no simulated wall (the shortest distance L = 60 mm (3D)), and moreover, it is very different from the case of L = 0.5D. It is close to the value, and the effect of suppressing vortices by installing a simulated wall appears.

さらに、図10には、水位が20mmになるまでに排出されたビーズの割合と前記最短距離Lとの関係を示す。この図10から、Lが3Dから2Dになるときにビーズの排出量が大きく低下し、1.3Dになるときによりビーズの排出量が低下していることがわかる。   Further, FIG. 10 shows the relationship between the ratio of beads discharged until the water level reaches 20 mm and the shortest distance L. From FIG. 10, it can be seen that when L is changed from 3D to 2D, the amount of discharged beads decreases greatly, and when L becomes 1.3D, the amount of discharged beads decreases.

本発明の第1の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。The 1st Example of this invention is shown, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c) is (a). It is a BB cross section in. 本発明の第2の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。The 2nd Example of this invention is shown, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c) is (a). It is a BB cross section in. 本発明の第3の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。The 3rd Example of this invention is shown, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c) is (a). It is a BB cross section in. 本発明の第4の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。The 4th Example of this invention is shown, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c) is (a). It is a BB cross section in. 本発明の第5の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。The 5th Example of this invention is shown, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c) is (a). It is a BB cross section in. 本発明の第6の実施例を示し、(a)は溶鋼用取鍋の底の一部を示す平面図、(b)は(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)におけるB−B断面である。The 6th Example of this invention is shown, (a) is a top view which shows a part of bottom of the ladle for molten steel, (b) is AA sectional drawing in (a), (c) is (a). It is a BB cross section in. 水モデル実験装置の模式図である。It is a schematic diagram of a water model experimental apparatus. 模擬壁を水モデル実験装置の模式図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。It is a schematic diagram of a water model experimental apparatus with a simulated wall, (a) is a cross-sectional view, and (b) is a plan view. 水モデル実験結果を示す。The water model experiment results are shown. 水モデル実験における容器の側壁内面から排出孔の中心軸までの最短距離Lとビーズ排出量との関係を示す。The relationship between the shortest distance L from the inner wall of the container in the water model experiment to the central axis of the discharge hole and the bead discharge amount is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 鉄皮
2 耐火物
2a 側壁内面
2b 底面
3 羽口れんが
4 上ノズル
5 排出孔
6 模擬壁
6a 模擬壁内面
7 容器
7a 側壁内面
8 ビーズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Iron skin 2 Refractory 2a Side wall inner surface 2b Bottom surface 3 Feather brick 4 Upper nozzle 5 Discharge hole 6 Simulated wall 6a Simulated wall inner surface 7 Container 7a Side wall inner surface 8 Bead

Claims (3)

溶鋼を排出するための排出孔を底に備える溶鋼用取鍋において、排出孔の中心軸と側壁内面との最短距離を排出孔の最小内径Dに対して0.5D以上2D以下としたことを特徴とする溶鋼用取鍋。   In a ladle for molten steel having a discharge hole for discharging molten steel at the bottom, the shortest distance between the central axis of the discharge hole and the inner surface of the side wall is 0.5D or more and 2D or less with respect to the minimum inner diameter D of the discharge hole. A ladle for molten steel. 溶鋼を排出するための排出孔を底に備える溶鋼用取鍋において、模擬壁を側壁内面に密着させて底面に設置し、排出孔の中心軸と模擬壁内面との最短距離を排出孔の最小内径Dに対して0.5D以上2D以下としたことを特徴とする溶鋼用取鍋。   In a ladle with a discharge hole for discharging molten steel at the bottom, the simulated wall is placed on the bottom surface in close contact with the inner surface of the side wall, and the shortest distance between the central axis of the discharge hole and the inner surface of the simulated wall is the minimum of the discharge hole. A ladle for molten steel, wherein the ladle has an inner diameter D of 0.5D to 2D. 模擬壁の高さがD以上3D以下、最小幅が0.5D以上である請求項2に記載の溶鋼用取鍋。   The ladle for molten steel according to claim 2, wherein the height of the simulated wall is not less than D and not more than 3D, and the minimum width is not less than 0.5D.
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