JP2014076473A - 溶鋼の脱ガス処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】取鍋の大気シール等の必要がなく、出鋼から鋳込み完了までの時間短縮により操業効率が向上するとともに放熱ロスが低減でき、かつ耐火物の損耗も生じない。
【解決手段】取鍋Ｌから連続鋳造装置のタンディッシュ１へ流下供給される溶鋼流Ｍ１の周囲を気密的に隔壁４１で覆って真空チャンバ４とし、真空チャンバ４を真空排気装置に接続する。真空チャンバ４の下流端に溶鋼流Ｍ１を一時的に貯留する、真空チャンバ４よりも大径のバッファチャンバ３を設け、バッファチャンバ３の溶鋼出口３１を浸漬ノズル２の上端開口に連結する。
【選択図】 図１

Description

本発明は溶鋼の脱ガス処理設備に関し、特に連続鋳造設備における脱ガス処理設備に関するものである。

溶鋼の脱ガス処理設備としてはＬＤ，ＶＤ等の脱ガス処理設備が知られているが、いずれの場合も取鍋内に収容された溶鋼に対して大掛かりな脱ガス処理を行うものである。脱ガス処理後の溶鋼を連続鋳造（ＣＣ）する場合には、溶鋼は取鍋内に収容された状態でＣＣ設備へ搬送されてタンディッシュを経て鋳型へ供給されている。
なお、特許文献１には、下注ぎ鋳造において注入管れんがと注入管の間を減圧状態にして、注入管れんが内を下流する溶鋼内のアルゴンガスを吸引するようにした鋳造法が示されている。

特開平５−３１８０２７

ところで、取鍋で搬送される溶鋼には空気中の水素や窒素がピックアップされるため搬送時の取鍋を大気からシールする等の対策がとられているが未だ十分ではなく、設備費も要するという問題があった。また、脱ガスとＣＣを個別に行うため出鋼から鋳込み完了までに時間を要して放熱ロスが多く、さらに従来の脱ガス法では溶鋼が撹拌されるために流動する溶鋼に接する耐火物が損耗するという問題もあった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、鋳込み作業と脱ガス工程を同時に処理できるため出鋼から鋳込み完了までの時間短縮により操業効率が向上するとともに放熱ロスが低減でき、かつ耐火物の損耗も減少する溶鋼の脱ガス処理設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、取鍋（Ｌ）から連続鋳造装置のタンディッシュ（１）へ流下供給される溶鋼流（Ｍ１）の少なくとも一部の周囲を気密的に隔壁（４１）で覆って真空チャンバ（４）とし、真空チャンバ（４）を真空排気装置に接続したことを特徴とする。

本第１発明においては、真空チャンバ内を流下する間に、溶鋼に含まれる水素や窒素が脱ガスされるから、取鍋からタンディッシュへ供給される間で溶鋼の脱ガスを行うことができる。したがって、出鋼から鋳込み完了までの時間を短縮して操業効率を向上させるとともに放熱ロスも低減できる。さらに、流動する溶鋼が耐火物に常時接触しないようにできるから、耐火物の損耗を少なくできる。

本第２発明では、真空チャンバ（４）の下流端に溶鋼流（Ｍ１）を一時的に貯留する、真空チャンバ（４）よりも大径のバッファチャンバ（３）を設け、バッファチャンバ（３）の溶鋼出口（３１）を浸漬ノズル（２）の上端開口に連結する。

本第２発明においては、溶鋼がバッファチャンバ内で拡がることによってその表面からさらに効率的に脱ガスがなされる。

本第３発明では、取鍋（Ｌ）と真空チャンバ（４）の間をエキスパンションジョイント（６）で連結する。

本第３発明においては、収容した溶鋼の重量に応じて取鍋が上下に移動し真空チャンバとの相対位置が変動しても、この変動はエキスパンションジョイントで吸収されて取鍋と真空チャンバの連結が維持される。

本第４発明では、前記真空チャンバ内の真空度を２．６６６×１０⁴Ｐａ以下に設定する。

以上のように、本発明の溶鋼の脱ガス処理設備によれば、取鍋の大気シール等の必要がなく、出鋼から鋳込み完了までの時間短縮により操業効率が向上するとともに放熱ロスが低減でき、かつ耐火物の損耗も生じない。

本発明の一実施形態を示す、取鍋とタンディッシュの間に真空チャンバを設けた脱ガス処理設備の垂直断面図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

図１において、ＣＣ設備のモールド１１ヘ分岐するタンディッシュ１内には上方開口１２から浸漬ノズル２が挿入されて、その下端がタンディッシュ１内に貯留された溶鋼Ｍ中に浸漬されている。

浸漬ノズル２の上方にはバッファチャンバ３が配設されて、その溶鋼出口３１が浸漬ノズル２の上端と連結されている。バッファチャンバ３は取鍋Ｌから落下供給される溶鋼Ｍを一時的に貯留するもので、後述する真空排気による脱ガス（脱水素や脱窒素）をさらに効率的に行うのに必要な充分な溶鋼表面を確保するために以下に述べる真空チャンバ４よりも大径としてある。なお、バッファチャンバ３は、取鍋Ｌからの溶鋼供給量とＣＣモールド１１での鋳込み量の差を吸収する機能も有している

バッファチャンバ３の溶鋼入口３２はその上方に形成された真空チャンバ４に連続している。真空チャンバ４は上下方向へ所定の長さで形成された筒状の隔壁４１によって内部が気密的に大気から隔離されており、隔壁４１の上端はエクスパンションジョイント６に連結されている。

エクスパンションジョイント６は付設のシリンダ６１によって金属ベローズ６２を上下に伸縮可能としたものである。そして、金属ベローズ６２はその上端フランジ６３が、取鍋載台５１に載置された取鍋Ｌの、注ぎ口Ｌ１に連通する補助筒７の下端フランジ７２に気密的に当接するように伸長させられている。真空チャンバ４の隔壁４１の途中には側方へ縮径しつつ延びる排気筒４２が形成されて、当該排気筒４２は図略の真空排気装置に至る排気管路８に連結されている。

なお、バッファチャンバ３、真空チャンバ４、補助筒７およびエキスパンションジョイント６は図略の支持体によって所定姿勢に支持されており、またこれらの内周には一定厚で耐火物層９が形成されている。

溶解炉から出鋼された溶鋼Ｍを収容した取鍋Ｌはクレーン等で搬送されて、支持脚５２によりその荷重を支持された状態で取鍋載台５１上に載置される。この状態で、取鍋Ｌの底面は補助筒７の上方開口７１に気密的に接する。

取鍋Ｌ内に溶鋼Ｍが充分有る場合には、その重量によって支持脚５２を変形させつつ取鍋Ｌが下降して補助筒７が下方へ変位するため、これに応じて補助筒７との間の気密性を保ちつつシリンダ６１によって金属ベローズ６２を収縮させておく。

真空排気装置によって真空チャンバ４およびこれに連通するバッファチャンバ３内を２．６６６×１０⁴Ｐａ程度までの減圧ないし１．３３３×１０²Ｐａ以下の真空雰囲気にすると、タンディッシュ１内の溶鋼Ｍがバッファチャンバ３内に上昇して、当該チャンバ３内で拡がる。

この状態で取鍋Ｌの注ぎ口Ｌ１を開放すると、取鍋Ｌ内の溶鋼Ｍが溶鋼流Ｍ１となって補助筒７から真空チャンバ４の各中心部を流下してバッファチャンバ３内に供給される。そして、真空チャンバ４内を流下する間に、溶鋼流Ｍ１中に含まれる水素や窒素が脱ガスされる。

溶鋼Ｍはバッファチャンバ３内で貯留され拡がることによってその表面からさらに効率的に脱ガスされる。脱ガスされた溶鋼Ｍはバッファチャンバ３から浸漬ノズル２を経てタンディッシュ１へ供給され、ここからモールド１１へ分配される。

なお、取鍋Ｌ内の溶鋼Ｍが次第に少なくなると、これに応じて支持脚５２が原形に復して取鍋Ｌおよび補助筒７が上方へ変位するため、これに応じてシリンダ６１によって金属ベローズ６２を伸長させて補助筒７との間の気密性を維持する。

このような構成の脱ガス処理設備によれば、取鍋Ｌからタンディッシュ１へ供給される間に溶鋼Ｍの脱ガスを行うことができるから、出鋼後に脱ガス処理を行ってＣＣ設備に取鍋を搬送する従来の工程に比して、取鍋搬送時の大気シール等の対策をとる必要がないから設備費が低減でき、また、出鋼から鋳込み完了までの時間が短縮されるから操業効率が向上するとともに放熱ロスも低減できる。さらに、溶鋼が耐火物に常時接触することがないから耐火物の損耗も少なくすることができる。

なお、本実施形態において、バッファチャンバ３を設けることは必ずしも必要ではない。また、溶鋼量による取鍋Ｌの上下動がそれほど大きくない場合にはエキスパンションジョイント６を設ける必要はない。

１…タンディッシュ、２…浸漬ノズル、３１…溶鋼出口、３…バッファチャンバ、４…真空チャンバ、６…エキスパンションジョイント、Ｌ…取鍋、Ｍ…溶鋼、Ｍ１…溶鋼流。

Claims (4)

1. 取鍋から連続鋳造装置のタンディッシュへ流下供給される溶鋼流の少なくとも一部の周囲を気密的に隔壁で覆って真空チャンバとし、当該真空チャンバを真空排気装置に接続したことを特徴とする溶鋼の脱ガス処理設備。
2. 真空チャンバの下流端に溶鋼流を一時的に貯留する、前記真空チャンバよりも大径のバッファチャンバを設け、前記バッファチャンバの溶鋼出口を浸漬ノズルの上端開口に連結した請求項１に記載の溶鋼の脱ガス処理設備。
3. 前記取鍋と前記真空チャンバの間をエキスパンションジョイントで連結した請求項１又は２に記載の溶鋼の脱ガス処理設備。
4. 前記真空チャンバ内の真空度を２．６６６×１０⁴Ｐａ以下に設定した請求項１〜３に記載の溶鋼の脱ガス処理設備。

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