JP2011168822A - 蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋 - Google Patents

Abstract

【課題】 静置が必要である溶鋼を収容した場合には、蓄圧ボンベからガスを吹込まずに静置することのできる、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋を提供する。
【解決手段】 本発明の取鍋１は、供給されるガスを吹込みプラグ３へ供給する主配管８と、主配管を通して供給されるガスを蓄圧する蓄圧ボンベ７と、主配管を通して供給されるガスの吹込みプラグからの吹込み開始と同時にまたは吹込みプラグからの吹込み中に、主配管を通して供給されるガスを蓄圧ボンベに蓄圧し、一方、主配管を通して供給されるガス吹込みの終了と同時に蓄圧ボンベからのガス吹込みに自動的に切り替える機能を有する制御部６と、を備えた蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置５が、その側面またはその底部に設けられた取鍋において、蓄圧ボンベに直結する放散弁１１が主配管とガス供給源との連結部位９の近傍に設けられ、放散弁を開放することによって蓄圧ボンベに蓄圧されたガスは大気中に放出される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋に関する。

製鋼工場においては、転炉での脱炭精錬によって溶銑から溶製される溶鋼は、取鍋に出鋼された後、取鍋精錬炉などの二次精錬設備にて取鍋内で脱硫精錬や成分調整などの二次精錬が施される。この二次精錬では、一般的に、反応の促進及び溶鋼の均一化を目的として、取鍋の底部に設置した「吹込みプラグ」なる耐火物から、Ａｒガスなどの不活性ガスが攪拌用ガスとして溶鋼中に吹込まれる。尚、吹込みプラグとしては、ポーラスプラグやスリットプラグが使用されている。

従来、この吹込みプラグからは二次精錬中にガスが吹込まれ、その他の期間、つまり搬送時や連続鋳造中にはガスは吹込まれることがなく、溶鋼或いは溶滓が吹込みプラグの通気孔内に差し込み、通気孔が閉塞してガス吹込みができなくなるという問題が発生した。

この問題を解決するべく、特許文献１には、「取鍋の側面、または底部に着脱可能に蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置が設けられた取鍋であって、前記蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置は、取鍋に、独立したガス供給源からガス吹込みプラグを介してガス吹込みを行うガスの経路である主配管と、前記主配管を通してガスを蓄圧する機能を有する蓄圧ボンベと、前記主配管を通してガス吹込みの開始と同時に、または前記ガス吹込み中に、前記蓄圧ボンベにガスを蓄圧し、前記主配管を通してガス吹込みの終了と同時に前記蓄圧ボンベに蓄圧されたガスのガス吹込みに切り替える機能を有する制御部とを備えることを特徴とする、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋」が開示されている。

図３に、特許文献１に開示される取鍋の概略構成部を示す。図３において、符号１は取鍋、２は溶鋼（溶融金属）、３は吹込みプラグ、４はガス供給源、５は蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置、６は制御部、７は蓄圧ボンベ、８は主配管であり、二次精錬中に蓄圧ボンベ７にガスを蓄圧し、二次精錬中以外の期間は、蓄圧ボンベ７に蓄圧されたガスを、制御部６を介して吹込みプラグ３に小流量で流し続け、これによって吹込みプラグ３の通気孔の閉塞を防止するという技術である。この場合、蓄圧ボンベ７に蓄圧されたガスが減少したときは、連続鋳造設備などにおいて、ガス供給源４から蓄圧ボンベ７にガスを補充し、吹込みプラグ３からのガスを流し続けるという方法である。

特開２００３−２３９０１０号公報

特許文献１に提案される、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋により、吹込みプラグの閉塞は大幅に改善され、且つ、閉塞した際の酸素洗浄も必要とせず、吹込みプラグの使用回数も増加するという極めて顕著な効果が得られている。

しかしながら、二次精錬時に蓄圧ボンベに自動的にガスが蓄圧され、二次精錬後は蓄圧ボンベに蓄圧されたガスが自動的に溶鋼中に吹込まれるので、Ｃａ添加鋼のように二次精錬後に「静置」する必要のある鋼種の場合には、適用できないという新たな問題が生じている。Ｃａ添加鋼の場合、Ｃａの蒸気圧は高く、Ｃａ濃度を調整した後の溶鋼を攪拌すると、溶鋼中のＣａがガス化してＣａ濃度が規格値よりも低下する恐れがあるからである。また、攪拌することで溶鋼温度が低下することから、何らかの理由で、二次精錬中或いは二次精錬後の溶鋼温度が凝固温度近くまで低下した場合も、鋼種の如何に拘わらず静置の対象となる。尚、ここで「静置」とは溶鋼を強制的に攪拌しないことを差す。

二次精錬後に静置する必要のある鋼種を精錬する場合に、蓄圧ボンベ内のガスが流出しないように蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置にバルブ（弁）を設置することもできるが、取鍋精錬炉などの各二次精錬設備においてガスの接続位置が多様に異なるため、各設備で対応可能とするためには耐熱用の高価なバルブが多数必要となり、経済的ではない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋において、二次精錬後に静置が必要である溶鋼を収容した場合には、蓄圧ボンベからガスを吹込まずに溶鋼を静置することのできる、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋を提供することである。

上記課題を解決するための本発明に係る蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋は、ガス供給源から供給されるガスを取鍋に配置される吹込みプラグへ供給する経路である主配管と、前記主配管を通して供給されるガスを前記吹込みプラグから吹込むためのガスとして蓄圧する蓄圧ボンベと、前記主配管を通して供給されるガスの吹込みプラグからの吹込み開始と同時にまたは吹込みプラグからの吹込み中に、前記主配管を通して供給されるガスを前記蓄圧ボンベに蓄圧し、一方、前記主配管を通して供給されるガス吹込みの終了と同時に前記蓄圧ボンベからのガス吹込みに自動的に切り替える機能を有する制御部と、を備えた蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置が、その側面またはその底部に設けられた、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋において、
前記蓄圧ボンベに直結する放散弁が前記主配管とガス供給源との連結部位の近傍に設けられ、該放散弁を開放することによって蓄圧ボンベに蓄圧されたガスは大気中に放出されるように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、二次精錬後に静置が必要な溶鋼の場合には、蓄圧ボンベに直結する放散弁を開放することで、蓄圧ボンベ内のガスは大気に放出されて、蓄圧ボンベからのガス吹込みが行われず、取鍋内の溶鋼を静置させることができる。

本発明に係る蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋の概略図である。 図１に示す取鍋に配置される蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置の構成を示す概略図である。 従来の蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋の概略図である。

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本発明に係る蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋の概略図である。

図１に示すように、転炉（図示せず）から出鋼される溶鋼２を収容し、取鍋精錬炉などの二次精錬設備にて二次精錬を施すための取鍋１には、その底部に１基または２基以上の耐火物製の吹込みプラグ３が設置されている。吹込みプラグ３は、溶鋼２を攪拌するべく、二次精錬中に取鍋内の溶鋼２にＡｒガスや窒素ガスなどの不活性ガスを吹込むためのものである。吹込みプラグ３としては、通常、ポーラスプラグやスリットプラグが使用される。

この吹込みプラグ３への攪拌用ガスの供給装置として、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置５が取鍋１の側面に配置されている。蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置５は、各工場に設置されたガス供給源から供給されるガスを吹込みプラグ３へ直接供給する経路である主配管８と、この主配管８から枝別れして並列に位置するように設けられた制御部６及び蓄圧ボンベ７とを備えている。蓄圧ボンベ７は、主配管８を通して供給されるガスを蓄圧するための装置であり、制御部６は、吹込みプラグ３からの吹込みガスが主配管８を通して供給されるときには蓄圧ボンベ７へガスを蓄圧し、一方、主配管８を通してのガスの供給が停止したときには蓄圧ボンベ７に蓄圧されたガスを吹込みプラグ３から吹込むガスとして自動的に切り替える装置である。尚、図１では、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置５が取鍋１の側面に配置されているが、取鍋１の底面に配置することも可能である。

また、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置５には、各工場に設置されるガス供給源との連結部位として、第１の接続継手９及び第２の接続継手１０の二箇所のガス受け入れ部位が設置されている。第１の接続継手９は取鍋１の上端部近傍に、第２の接続継手１０は取鍋１の高さ方向中央よりも下部に設置されている。これは、二次精錬設備や連続鋳造設備において、蓄圧ボンベ７へガスを蓄圧するための対策であり、ガス受け入れ部位が一箇所では各工場に設置されるガス供給源との接続が困難になるからである。また、蓄圧ボンベ７に直結する経路の先端には、蓄圧ボンベ７に蓄圧されたガスを大気に放出するための放散弁１１が設置されている。

この蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置５を、図２を参照して詳細に説明する。図２は、図１に示す取鍋に配置される蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置の構成を示す概略図である。

蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置５には、各工場に設置されるガス供給源４との連結部位として、第１の接続継手９及び第２の接続継手１０が設けられている。第１の接続継手９は主配管８と接続し、主配管８の他端は吹込みプラグ３と接続している。この主配管８には、第１の接続継手９の側に逆止弁１２が設けられ、吹込みプラグ３の側に開閉弁２１が設けられ、また、逆止弁１２と開閉弁２１との間に逆止弁１３が設けられている。ガス供給源４から供給されるガスは、第１の接続継手９、逆止弁１２、逆止弁１３及び開閉弁２１を通って吹込みプラグ３から噴出するようになっている。ここで、逆止弁とは、ガスがガス供給側に逆流しないようにするための弁であり、開閉弁とは、弁を開閉することで、ガスを止めたり、流したりする弁である。

第２の接続継手１０は、逆止弁１４を経由して逆止弁１２と逆止弁１３との間の主配管８と接続しており、第２の接続継手１０から供給されるガスが、同様に、吹込みプラグ３から噴出するようになっている。

主配管８は、逆止弁１２と逆止弁１３との間で枝別れし、枝別れした配管が制御部６に接続している。制御部６を構成する配管には、ガスの流れの上流側から、逆止弁１５、減圧弁１６、圧力計１７、流量計１８、開閉弁１９及び逆止弁２０がこの順に設けられており、逆止弁２０の下流側が、逆止弁１３と開閉弁２１との間の主配管８に接続している。また、制御部６において、逆止弁１５と減圧弁１６との間で配管が枝分かれし、枝分かれした配管が蓄圧ボンベ７に接続されている。蓄圧ボンベ７には、安全弁２２が設置され、また、制御部６と蓄圧ボンベ７とが接続する配管には、放散弁１１が設置されている。放散弁１１は、第１の接続継手９の設置位置近傍に設けられ、第１の接続継手９の着脱及び放散弁１１の操作を一人のオペレーターで可能なように構成されている。

各工場に設置されるガス供給源４から第１の接続継手９或いは第２の接続継手１０を介してガスが主配管８に供給されると、制御部６の開閉弁１９が閉状態となり、ガス供給源４から供給されるガスは主配管８を経由して吹込みプラグ３から噴出すると同時に、逆止弁１５を経由して蓄圧ボンベ７に蓄圧される。この場合、蓄圧ボンベ７に蓄圧されるガスの圧力が、ガス供給源４から供給されるガスの圧力と同等になるまで蓄圧される。但し、ガス供給源４から供給されるガスの圧力と同等になるまで蓄圧ボンベ７に蓄圧されないうちにガス供給源４からのガス供給が停止した場合には、蓄圧ボンベ７に十分蓄圧されない状態で、蓄圧ボンベ７への蓄圧が終了することになる。

一方、ガス供給源４からの主配管８へのガス供給が停止したなら、制御部６の開閉弁１９が開状態となり、蓄圧ボンベ７に蓄圧されたガスが、減圧弁１６、圧力計１７、流量計１８、開閉弁１９及び逆止弁２０を経由して吹込みプラグ３から噴出するように構成されている。この開閉弁１９の開閉は、ガス供給源４からのガスの供給の有無に応じて自動的に作動するように構成されており、例えば、逆止弁１３の開閉信号に応じて、作動するようにすればよい。蓄圧ボンベ７に蓄圧されたガスは、減圧弁１６によって減圧され、排出する流量が調整されるようになっている。圧力計１７はこの圧力を測定し、流量計１８はガス流量を測定するための装置である。

このように、制御部６は、主配管８を通して供給されるガスの吹込みプラグ３からの吹込みの開始と同時に及び吹込みプラグ３からの吹込み中に、主配管８を通して供給されるガスを蓄圧ボンベ７に蓄圧し、一方、主配管８を通して供給されるガス吹込みの終了と同時に、吹込みプラグ３から吹込むガスを蓄圧ボンベ７からのガスに自動的に切り替える機能を有している。

二次精錬設備においては、第１の接続継手９を介して吹込みプラグ３からガスが溶鋼２に吹込まれ、同時に、蓄圧ボンベ７にガスが蓄圧される。二次精錬後に静置が必要でない溶鋼２の場合には、蓄圧ボンベ７に蓄圧されたガスを吹込みプラグ３から２〜４ＮＬ／分程度の流量で吹込み続け、吹込みプラグ３の閉塞を防止する。

一方、二次精錬後に静置が必要である溶鋼２の場合には、二次精錬終了後、第１の接続継手９を介してのガスの供給が停止したならば、放散弁１１を開放し、蓄圧ボンベ７に蓄圧されたガスを大気に放出する。これにより、蓄圧ボンベ７には蓄圧されたガスがなくなり、吹込みプラグ３からのガス吹込みが停止し、溶鋼２は静置状態となる。

二次精錬後に静置が必要である鋼種は決まっており（例えばＣａ添加鋼）、当該鋼種の二次精錬の終了後に第１の接続継手９の連結を解除する際に前後して、放散弁１１を開放することで、溶鋼２を静置状態とすることができる。また、二次精錬終了時の溶鋼温度が凝固温度近くまで低下した場合にも、鋼種の如何に拘わらず、放散弁１１を開放して溶鋼２を静置状態とすることが望ましい。

このように、本発明によれば、必要に応じて溶鋼２を静置状態とすることができるので、Ｃａ添加鋼のＣａ成分の規格外れなどの品質異常を防止することが可能となる。また、何らかの理由で溶鋼温度が凝固温度近くまで低下した場合には、溶鋼２を静置状態とすることで、それ以上の温度降下を防止することができ、連続鋳造での鋳造中の低熱による鋳造不能を抑制することが可能となる。

１ 取鍋
２ 溶鋼
３ 吹込みプラグ
４ ガス供給源
５ 蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置
６ 制御部
７ 蓄圧ボンベ
８ 主配管
９ 第１の接続継手
１０ 第２の接続継手
１１ 放散弁
１２ 逆止弁
１３ 逆止弁
１４ 逆止弁
１５ 逆止弁
１６ 減圧弁
１７ 圧力計
１８ 流量計
１９ 開閉弁
２０ 逆止弁
２１ 開閉弁
２２ 安全弁

Claims (1)

1. ガス供給源から供給されるガスを取鍋に配置される吹込みプラグへ供給する経路である主配管と、前記主配管を通して供給されるガスを前記吹込みプラグから吹込むためのガスとして蓄圧する蓄圧ボンベと、前記主配管を通して供給されるガスの吹込みプラグからの吹込み開始と同時にまたは吹込みプラグからの吹込み中に、前記主配管を通して供給されるガスを前記蓄圧ボンベに蓄圧し、一方、前記主配管を通して供給されるガス吹込みの終了と同時に前記蓄圧ボンベからのガス吹込みに自動的に切り替える機能を有する制御部と、を備えた蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置が、その側面またはその底部に設けられた、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋において、
   前記蓄圧ボンベに直結する放散弁が前記主配管とガス供給源との連結部位の近傍に設けられ、該放散弁を開放することによって蓄圧ボンベに蓄圧されたガスは大気中に放出されるように構成されていることを特徴とする、蓄圧ボンベ式ガス吹込み装置を備えた取鍋。

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