JP2019171416A

JP2019171416A - 水冷蓋

Info

Publication number: JP2019171416A
Application number: JP2018061822A
Authority: JP
Inventors: 洋平福山; Yohei Fukuyama; 大樹平下; Daiki Hirashita; 薫杉森; Kaoru Sugimori; 寿一浮牟田; Toshikazu Ukimuta; 貴行長久; Takayuki Nagahisa
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2038-03-28
Also published as: JP7017109B2

Abstract

【課題】水冷蓋の水漏れを抑制すること。【解決手段】取鍋５中の溶鋼をアーク放電で加熱する際に取鍋に被せられる水冷蓋１であって、当該水冷蓋は冷却水が通過する中空構造の冷却水空間１１を備え、水冷蓋の周辺端部に給水口が設けられているとともに水冷蓋の上部に排水口が設けられ、給水口１４から冷却水空間に導入された冷却水が、冷却水空間を通って前記水冷蓋上部の排水口１５から排水される構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、水冷蓋に関する。

特許文献１に記載されているように、取鍋の蓋を水冷することが必要である。これは、取鍋内の溶鋼を加熱する際に蓋が高温となることを抑制するためである。従来から蓋の冷却には様々な方式が検討されているが、中空状とした蓋内に仕切板を配置して流速を確保しつつ蓋全体を冷却できるようにすることが一般的になされている。図４から図６に示す例では、中空状とした蓋１００内を平面視円形の仕切板１０９で仕切ることで、円状の水路を冷却水が一周すると排水されるようになっている。

特開２００８−２６６７５９号公報

蓋１００は高熱と水冷の繰り返しにより、亀裂等が生じて水漏れが生じることがある。この水漏れ箇所は丸屋根状の部分とスカートの部分の双方で発生しているが、発明者が分析したところ、丸屋根状の部分は仕切板１０９を溶接した部分１０８付近で水漏れが多く、スカートの部分では、下部に水漏れが多かった（図５参照）。応力解析を行った結果からすると、丸屋根状の部分の水漏れは、使用時に加熱されることによって、溶接で結合された部分１０８に局所的な応力が掛かることで亀裂が生じたためであると考えられる。また、スカートの部分の解体調査をした結果、スカートの下部内に腐食くずが堆積していることが分かった。これは、冷却水の給水口１０１も排水口１０２も蓋１００の上側に設けられ、冷却水を蓋１００の上側から給水するとともに、上側から排水するような構造であることにより、冷却水の流れが腐食くずの堆積を抑制できなかったためであると考えられる。また、この腐食くずの堆積が冷却水の循環を阻害した結果、この箇所では冷却水の循環が滞ったため、温度が上昇しやすくなり、水漏れが発生したと推定できる。

本発明は、このような背景でなされた発明であり、本発明の課題は、水冷蓋の水漏れを抑制することである。

上記課題を解決するため、取鍋中の溶鋼をアーク放電で加熱する際に取鍋に被せられる水冷蓋であって、当該水冷蓋は冷却水が通過する中空構造の冷却水空間を備え、水冷蓋の周辺端部に給水口が設けられているとともに水冷蓋の上部に排水口が設けられ、給水口から冷却水空間に導入された冷却水が、冷却水空間を通って前記水冷蓋上部の排水口から排水されることを特徴とする水冷蓋とする。

また、前記給水口は複数設けられていることが好ましい。

また、前記給水口は前記冷却水空間内で旋回流が発生するような角度でもって配置されていることが好ましく、前記冷却水空間にらせん状の仕切が備えられ、給水により冷却水空間内で旋回流を発生させる構造であることも好ましい。

また、水冷蓋周辺端部に複数の給水口が設けられ、平面視で水冷蓋を４等分したいずれの領域においても２以上の給水口が設けられている構成とすることが好ましい。

本発明を用いると、水冷蓋の水漏れを抑制することができる。

実施形態における電極と水冷蓋と取鍋の関係を表した図である。実施形態の水冷蓋内における冷却水の挙動を示す図である。実施形態における水冷蓋の給水口の位置を表した図である。なお、上側の図では、平面視した状態における給水口の位置を示しており、下側の図では、側面視した状態における給水口の位置を示している。従来技術における水冷蓋の仕切板の位置を表した図である。なお、上側の図では、平面視した状態における仕切板の位置を示しており、下側の図では、側面視した状態における仕切板の位置を示している。従来技術における水漏れが発生しやすい位置を表した図である。従来技術における仕切板の溶接箇所を表した図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。本実施形態の水冷蓋１は、取鍋５中の溶鋼をアーク放電で加熱する際に取鍋５に被せられるものである。また、冷却水が通過する冷却水空間１１が、この水冷蓋１を中空構造にすることで形成されている。また、水冷蓋１の周辺端部に給水口１４を設けるとともに水冷蓋１の上部に排水口１５を設けており、給水口１４から冷却水空間１１の下部に導入された冷却水が、冷却水空間１１の上部を通って排水口１５から排水される構造となっている。このため、水冷蓋１の水漏れを抑制することが可能となる。なお、冷却水空間１１内を仕切る仕切板が備えられていないことから、メンテナンス性も向上する。

実施形態の水冷蓋１は、丸屋根状の覆い部１２と、覆い部１２の端部から下方に延びる円筒状のスカート１３を備えている。水冷蓋１に形成される冷却水空間１１は覆い部１２とスカート１３とをまたぐように形成されており、この冷却水空間１１の形状は概略水冷蓋１の形状と同様となっている。

覆い部１２の中央部には、電極６を挿し込むことが可能な電極穴１６が設けられており、電極６の出し入れが可能となっている。この覆い部１２の外周側には合金を挿入可能な合金穴１７や、測定時に用いられる測定穴１８なども備えている。また、覆い部１２には排水口１５が備えられており、冷却水空間１１を通った冷却水が、この排水口１５から排水される構造となっている。

スカート１３の外側表面となる水冷蓋１の周辺端部には、給水口１４が設けられている、この給水口１４から冷却水空間１１に向けて冷却水が導入されるが、この冷却水が水冷蓋１の周辺端部から導入されることにより、スカート１３の内部の中空構造に腐食くずが堆積することを抑制する。

実施形態の水冷蓋１は、その下部に給水口１４を複数設けている。これにより、水冷蓋１の下部における冷却水の移動をより広範囲で促進させることができる。実施形態では、平面視で水冷蓋１を４等分したいずれの領域においても２以上の給水口１４が設けられている構成としており、スカート１３内の四方いずれにおいても冷却水の勢いを確保しやすいようにしている。なお、実施形態の給水口１４は、全てが同じ高さとなるように設けられている。

また、実施形態においては、給水口１４からの冷却水の導入方向を冷却水空間１１内で旋回流が発生するような角度でもって配置され、給水により冷却水空間１１内で旋回流を発生させるようにしている。これにより、冷却水のよどみが回避しやすくなる。また冷却水空間１１に、前述の旋回流を想定したらせん状の仕切を配置し、給水により冷却水空間内で水流が旋回する構造であってもよい。

以上、実施形態を中心として本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。たとえば、給水口は同一高さ位置に設ける必要は無く、上下方向にばらつかせても良い。

１水冷蓋
５取鍋
１１冷却水空間
１４給水口
１５排水口

Claims

取鍋中の溶鋼をアーク放電で加熱する際に取鍋に被せられる水冷蓋であって、
当該水冷蓋は冷却水が通過する中空構造の冷却水空間を備え、水冷蓋の周辺端部に給水口が設けられているとともに水冷蓋の上部に排水口が設けられ、給水口から冷却水空間に導入された冷却水が、冷却水空間を通って前記水冷蓋上部の排水口から排水されることを特徴とする水冷蓋。
前記給水口は複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の水冷蓋。
前記給水口は前記冷却水空間内で旋回流が発生するような角度でもって配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の水冷蓋。
前記冷却水空間にらせん状の仕切が配置され、給水により冷却水空間内で旋回流を発生させる構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水冷蓋。
水冷蓋の周辺端部に複数の給水口が設けられ、平面視で水冷蓋を４等分したいずれの領域においても２以上の給水口が設けられている請求項１乃至３の何れか１項に記載の水冷蓋。