JP2023515903A - Ｌｆ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ、及びそのアルゴンガス吹き制御方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ、及びそのアルゴンガス吹き制御方法を提供し、本発明に係る通気性上ノズル受けレンガは、鉄製リングと、微多孔質セラミック棒とを含み、前記微多孔質セラミック棒の直径ｄが３５～４５ｍｍであり、セラミック棒の高さｈが１４０～１８０ｍｍであり、セラミック棒内にセラミック棒の軸方向に沿って、セラミック棒の横断面に均等に分布している通気孔が設置され、通気孔の数が６０～１２０個であり、通気孔の内径が０．０７５～０．１ｍｍであり、通気孔は、前記微多孔質セラミック棒の上端面及び下端面を縦方向に貫通する。本発明は、さらに、アルゴンガス吹き制御装置及びアルゴンガス吹き制御方法を提供し、本発明は、自動ソフトブローモードを選択する前、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けることで、アルゴンガス吹き流量の正確な制御を実現し、取鍋の通気性レンガ上ノズル受けレンガの酸素燃焼パージ不要率を向上させ、耐用年数を延ばす。【選択図】図１
Description
本発明は、ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ、及びそのアルゴンガス吹き制御方法に関し、鉄鋼冶金における製鋼プロセスの技術分野に属する。
ＬＦ精錬用取鍋のアルゴンガス底吹きは、簡単で効率的な炉外精錬技術であり、一般的には、大流量のアルゴンガスを吹き込んで撹拌混合を行う前期段階と、小流量のソフトブローにより介在物を除去する後期との２つの段階に分けられる。現在、中国国内では、１００トン以上のＬＦ精錬用取鍋は、一般的に、２枚の通気性底吹きレンガを採用し、高品質鋼の場合、処理時間は、一般的に４０ｍｉｎ以上であり、そのうちソフトブローは、８～１２ｍｉｎであり、現在、生産実践には、以下の問題や欠陥が存在する。１）ソフトブロー時間が不足し、介在物の除去効果に悪影響を与える。（２）長すぎるＬＦ精錬用時間により、炉の不整合をもたらし、生産効率向上の制限的な一環となる。（３）ソフトブロー流量の制御が不正確であり、流量が小さすぎると、ソフトブローによる介在物除去の効果に影響を与える一方、流量が大きすぎると、溶鋼面の露出、スラグのエントラップメントや溶鋼温度の激しい低下などの問題を引き起こす。
特許文献１には、取鍋の通気性上ノズル受けレンガ及びその取鍋のスラグキャリーオーバの制御方法が開示され、この取鍋の通気性上ノズル受けレンガは、上ノズル受けレンガ本体、通気性セラミック棒、ガスルームボックス、及び吸気管を含み、上ノズル受けレンガ本体の中央部には、鋼注入孔、上ノズル取付孔が上から下へ設置され、上ノズル受けレンガ本体内には、環状として均等に設置された微多孔質セラミック棒及び環状のガスルームボックスが設置され、ガスルームボックスの底部に吸気管が接続され、取鍋内の溶鋼が低い液位にあるとき、吸気管からアルゴンガスを吹き込み始め、取鍋上ノズルの渦流によるスラグのエントラップメントの問題を抑制する。該特許は、主に、取鍋注湯末期での取鍋ノズルにおけるスラグのエントラップメントの問題を対象とする。該特許には、以下の欠陥がある。単一の通気性セラミック棒は直径が小さく、通気面が小さく、孔隙分布密度が小さく、アルゴンガスを吹いて形成されたアルゴンガス泡の数が少なく、介在物を除去する冶金効果に不利であり、単一の通気性セラミック棒の高さが大きいので、成形が困難であり、しかも、取鍋注湯後期にのみアルゴンガスを吹き、小流量のアルゴンガスを吹いて介在物を除去するという冶金上の機能がなく、また、アルゴンガス吹き流量は、取鍋内の溶鋼面の低下に応じて減少せず、溶鋼面の露出、スラグのエントラップメントや溶鋼温度の激しい低下などの問題が発生しやすい。
特許文献２には、取鍋の環状スリット式通気性上ノズル受けレンガ、及びそのアルゴンガス吹きによる冶金方法が開示され、この取鍋の環状スリット式通気性上ノズル受けレンガは、取鍋上ノズル受けレンガ本体、環状スリット、ガスルームボックス、及び吸気管を含み、取鍋上ノズル受けレンガ本体の中央部には、上下方向に貫通する鋼注入孔、接続穴、上ノズル取付孔が設置され、連続鋳造取鍋の注湯全過程において、アルゴンガスを吹き込み、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量を自動的に調整し、アルゴンガスは、環状スリットを通って小さいアルゴンガス泡を形成し、ほとんどのアルゴンガス泡は、上へ移動し、取鍋上ノズルの周囲に環状ガスカーテンバリアを形成し、取鍋上ノズルに入ろうとする溶鋼をガスで洗浄し、上ノズル内に安定的で連続した環状気流を形成し、上ノズルのノジュールを抑制し、取鍋注湯の後期に、合流渦及び排出沈みによる取鍋のスラグキャリーオーバを効果的に抑制する。該特許には以下の欠陥がある。通気性チャンネルは、環状スリットであり、アルゴンガスを吹いて形成されたアルゴンガス泡が大きく、数が少なく、アルゴンガス吹きの冶金効果に影響を与え、鋼中の介在物の制御要件によって、異なるアルゴンガス吹き制御方法を選択せず、全過程でアルゴンガス吹きによる溶鋼温度の低下が大きく、普及応用に影響を与え、取鍋の通気性上ノズル受けレンガは、アルゴンガスを自動的に吹く前に手動で吹かず、通気性チャンネル内に浸透しやすい溶鋼や鋼スラグの塞ぎにより、通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹きの初期段階で流量が小さくなるか底吹きが困難となり、アルゴンガス吹きの冶金効果に深刻な影響を与えてしまう。
特許文献３には、連続鋳造タンディッシュにおける通気性セラミック管の上ノズル受けレンガが開示され、この連続鋳造タンディッシュにおける通気性セラミック管の上ノズル受けレンガは、上ノズル受けレンガ本体、セラミック管、ガスルーム、及び吸気管を含み、上ノズル受けレンガ本体内には、環状として均等に設置された複数のセラミック管及び１つの環状のガスルームが設置され、ガスルームには、環状として均等に設置された挿入口が複数設置され、セラミック管の先端は、ノズル受けレンガ本体の上面から伸び出し、セラミック管の下端は、ガスルームにおける挿入口内に固定され且つガスルームと連通し、ガスルームの側部に吸気管が接続され、金属管状材に接続することで、外部のアルゴンガス源と連通し、アルゴンガスを吹き込んだ後、上へ環状ガスカーテンバリアを形成し、上ノズルに入った溶鋼をガスで洗浄し、所定数のアルゴンガス泡は、鋼の流れに従って、上ノズル内に入り、安定的で連続した環状気流を形成し、ノズルのノジュールの問題を抑制するとともに、保護性アルゴンガス泡が鋼に入ることによる鋳片内の気泡の技術的難題を解決する。該特許には以下の欠陥がある。セラミック管内の通気孔の内径が大きく、セラミック管内の通気孔の数が少なく、アルゴンガスを吹いて形成されたアルゴンガス泡が大きく、数が少なく、アルゴンガス吹きの冶金効果に影響を与え、通気孔内に鋼が浸透して詰まりが発生しやすく、吹き抜けが困難である。
従来技術の欠陥に対して、本発明は、ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ、及びそのアルゴンガス吹き制御方法を提供する。
本発明に係る技術的解決手段は、特許文献１に記載のセラミック棒の高さが高いことにより成形品質が低く、取鍋ノズル受けレンガ本体の注湯中にセラミック棒の位置決めが困難であり、塞ぎやすいという問題を解決し、アルゴンガス吹き流量の正確な制御を実現し、取鍋の通気性上ノズル受けレンガの酸素燃焼パージ不要率を向上させ、耐用年数を延ばす。
本発明に係る技術的解決手段は、特許文献１に記載のセラミック棒の高さが高いことにより成形品質が低く、取鍋ノズル受けレンガ本体の注湯中にセラミック棒の位置決めが困難であり、塞ぎやすいという問題を解決し、アルゴンガス吹き流量の正確な制御を実現し、取鍋の通気性上ノズル受けレンガの酸素燃焼パージ不要率を向上させ、耐用年数を延ばす。
取鍋の通気性上ノズル受けレンガの酸素燃焼パージ不要率については、取鍋注湯が終了し、取鍋を生産ラインから降ろした後、取鍋の通気性上ノズル受けレンガの通気量を測定し、通気量がプロセス要件を満たさないと、酸素燃焼パージ処理を必要とし、通気量がプロセス要件を満たす、酸素燃焼パージ処理を不要とし、酸素燃焼パージ不要率＝酸素燃焼パージ処理を必要としないヒート÷合計ヒート×１００％である。
本発明の技術的解決手段
取鍋ノズル受けレンガ本体（１）、微多孔質セラミック棒（２）、ガスルームボックス（３）、及び吸気管（４）鋼注入孔（５）、及び上ノズル取付孔（６）を含むＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガであって、
鋼注入孔（５）、上ノズル取付孔（６）は、上下方向に貫通し、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の中央部に取り付けられ、
ガスルームボックス（３）は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の上部の表層内に埋設され、ガスルームボックス（３）には、微多孔質セラミック棒（２）を固定するための挿入口（８）が複数設けられ、
微多孔質セラミック棒（２）は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）内に環状として均等に複数分布しており、各微多孔質セラミック棒（２）の先端は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の上面から伸び出し、各微多孔質セラミック棒（２）の底端は、ガスルームボックス（３）内まで延在し、挿入口（８）の形状、数、位置は、微多孔質セラミック棒（２）に対応し、
吸気管（４）の一端は、ガスルームボックス（３）の側部に接続され、他端は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の側部から伸び出すことを特徴とする。
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微多孔質セラミック棒（２）は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）内に環状として均等に複数分布しており、各微多孔質セラミック棒（２）の先端は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の上面から伸び出し、各微多孔質セラミック棒（２）の底端は、ガスルームボックス（３）内まで延在し、挿入口（８）の形状、数、位置は、微多孔質セラミック棒（２）に対応し、
吸気管（４）の一端は、ガスルームボックス（３）の側部に接続され、他端は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の側部から伸び出すことを特徴とする。
好ましくは、前記微多孔質セラミック棒（２）は、直径ｄが３５～４５ｍｍの円筒状であり、セラミック棒の高さｈが１４０～１８０ｍｍである。
本発明では、好ましくは、前記微多孔質セラミック棒（２）内に前記微多孔質セラミック棒の軸方向に沿って、前記微多孔質セラミック棒の横断面に均等に分布している通気孔が設置され、通気孔の数が６０～１２０個であり、通気孔の内径が０．０７５～０．１ｍｍであり、通気孔は、前記微多孔質セラミック棒の上端面及び下端面を縦方向に貫通する。
本発明では、好ましくは、前記微多孔質セラミック棒（２）は、押し出し成形、高温焼成を用い、材質がジルコニア強化コランダム又はジルコニア強化コランダムムライトである。
本発明では、好ましくは、前記微多孔質セラミック棒（２）は、６～１０本であり、環状として均等に分布し、前記微多孔質セラミック棒（２）で形成された円環は、直径￠が３００～３２０ｍｍであり、前記微多孔質セラミック棒（２）の中心を基準とする。
本発明では、好ましくは、前記微多孔質セラミック棒（２）の上端が前記取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の上面から伸び出した高さｍは、５～１０ｍｍであり、前記微多孔質セラミック棒（２）の底端がガスルームボックス内まで延在した高さｎは、５～１０ｍｍである。
本発明では、好ましくは、前記微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガは、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の下部の表層内に埋設された鉄製リング（７）を含む。
前記鉄製リング（７）は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の下部の表層内に埋設され、取鍋ノズル受けレンガ本体の熱応力による割れの問題を効果的に抑制する。
本発明では、好ましくは、前記鉄製リング（７）は、全体として高さＬが４０～５０ｍｍの環状であり、鉄製リングの下端と取鍋上ノズル受けレンガ本体（１）の下端との距離ａは、５０～６０ｍｍであり、鉄製リング（７）が取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の表層内に埋設された深さｚは、１０～２０ｍｍである。
本発明では、好ましくは、前記鉄製リング（７）は、厚さが１ｍｍの鉄シートを溶接したものであり、ジョイントの重なり長さが４０～５０ｍｍであり、貫通溶接を用いる。
本発明では、好ましくは、前記ガスルームボックス（３）は全体として環状であり、ガスルームボックスは、厚さが１．５～２．０ｍｍの鋼板で製造された金属ボックスを用い、前記金属ボックスの縦断面は、幅ｘが５０～６０ｍｍ、高さｙが３０～４０ｍｍの長方形であり、その横断面は、複数の挿入口（８）が均等に分布している円環である。
本発明では、好ましくは、前記取鍋ノズル受けレンガ本体（１）は、クロムコランダムキャスタブルを注入成形させたものであり、体積密度≧３．０ｇ／ｃｍ３、高温曲げ強度≧１２Ｍｐａ、高温圧縮強度≧８０Ｍｐａ、ＡＬ２Ｏ３含有量≧９２％、Ｃｒ２Ｏ３含有量≧３％である。
本発明では、好ましくは、前記鋼注入孔（５）、上ノズル取付孔（６）の縦方向中心線は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の縦方向中心線と同一直線にあり、前記鋼注入孔（５）の上部は、上端開口の直径ｄ１が１９０～２１０ｍｍ、下端開口の直径ｄ２が１４０～１６０ｍｍ、高さｃが５５～８０ｍｍの円錐台形であり、前記鋼注入孔（５）の下部は、直径が上部円錐台の下端開口の直径と一致し、高さｂが２５０～２７０ｍｍの円筒状チャンネルである。
本発明では、好ましくは、前記上ノズル取付孔（６）の上部は、円錐台形であり、上ノズル取付孔の嵌合サイズは、上ノズルの外形サイズに応じて設計される。
本発明では、好ましくは、前記取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の外形は、外径Ｄが３８０～４００ｍｍ、高さＨが４７０～４９０ｍｍの円筒状である。
本発明に記載の吸気管（４）は、材質が耐熱性ステンレス鋼の円管であり、その端部には、規格サイズがＭ１６×１．５の接続ネジが設けられる。
本発明に係るＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガでは、前記微多孔質セラミック棒（２）内に前記微多孔質セラミック棒の軸方向に沿って、前記微多孔質セラミック棒の横断面に均等に分布している通気孔が設置され、通気孔の数が６０～１２０個であり、通気孔の内径が０．０７５～０．１ｍｍであり、セラミック棒の高さｈが１４０～１８０ｍｍであり、鉄製リングを取鍋ノズル受けレンガ本体の下部の表層内に埋設し、取鍋ノズル受けレンガ本体の外形を円筒状にするなどの設計は、従来の特許技術に存在する問題に対して行われた本質的な技術革新であり、大量の研究実験及び生産試験によって検証して得られる。第１には、大量の実験室の数学物理シミュレート研究の基礎の上で、セラミック棒内の通気孔の内径を小さくし、セラミック棒内の通気孔の数を増大することによって、アルゴンガス吹きにより、特許文献３に記載のセラミック管よりも多く、小さいアルゴンガス泡を形成し、アルゴンガス泡の捕捉及び介在物除去の能力を向上させ、注湯末期に、合流渦及び排出沈みによる取鍋のスラグキャリーオーバを抑制する機能作用を強化させ、通気孔の内径を小さくした後、通気孔内に鋼が浸透しにくく、吹き抜けが容易である。第２には、前記ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの侵食残留高さに基づいて、できるだけ微多孔質セラミック棒の高さを低くし、特許文献１に記載のセラミック棒の高さが高いことによる成形品質が低く、取鍋ノズル受けレンガ本体の注湯中にセラミック棒の位置決めが困難であるという問題を解決する。第３には、大量の生産応用試験によって検証し、鉄製リングを取鍋ノズル受けレンガ本体の下部の表層内に埋設し、取鍋ノズル受けレンガ本体の熱応力による割れの問題を効果的に抑制し、取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの耐用年数を延長させる。
本発明は、通気性上ノズル受けレンガの手動吹き抜けモード及び自動ソフトブローモードの選択機能を有する１セットのアルゴンガスパイプシステム及び電気制御システムを設置し、取鍋内溶鋼の秤量信号を導入し、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量を同期調整することで、通気性上ノズル受けレンガアルゴンガス吹き流量の正確な制御を実現することを特徴とする、ＬＦ精錬用取鍋の通気性上ノズル受けレンガ用のアルゴンガス吹き制御装置をさらに提供する。
本発明では、好ましくは、前記アルゴンガスパイプシステムは、ガス源主経路、自動分岐経路、手動バイパス及び放散分岐経路に分けられ、ガス源主経路、自動分岐経路及び手動バイパスは、ガスバスバー１８を介して連通し、そのうちガス源主経路は、順に、ガス源主経路の第１のボール弁９ａ、第１の圧力計１０ａ、第１のガスフィルタ１１ａ１、第２のガスフィルタ１１ａ２、圧力調節装置１２、及び第１の圧力センサー１５ａを含み、自動分岐経路は、順に、自動分岐経路の第２のボール弁９ｂ１、第１の電磁弁１３ｂ、冶金用質量流量コントローラ１４、第２の圧力センサー１５ｂ、第２の圧力計１０ｂ、及び自動分岐経路の第３のボール弁９ｂ２を含み、手動バイパスは、順に、手動バイパスの第４のボール弁９ｃ、及び手動調節弁１６を含み、手動バイパスは、自動分岐経路の第２のボール弁９ｂ１、第２の電磁弁１３ｃ冶金用質量流量コントローラ１４に並列接続され、自動分岐経路に故障が発生すると、手動で操作するためのものである。本発明に係るアルゴンガスパイプシステムは、さらに、ＬＦ精錬用取鍋の通気性上ノズル受けレンガにアルゴンガスを自動的に吹く前の大圧力の吹き抜けに用いられ、本発明は、さらに、手動調節弁１６の後端に放散分岐経路が設置され、通気性上ノズル受けレンガに接続された吸気金属ホースを挿抜する必要があるとき、排気、圧力解放を行うために、放散分岐経路は、順に、第２の電磁弁１３ｃ、排気絞り弁１７を含む。
本発明では、好ましくは、前記電気制御システムは、従来技術を用い、図５に示すように、ネットワークスイッチ、アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣ、タッチパネル、及び連続鋳造基礎自動化システムを含み、アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣ、タッチパネルは、制御ボックス内に設置され、アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣ、タッチパネル、連続鋳造基礎自動化システムは、いずれもイーサネット通信を介してネットワークスイッチに接続され、取鍋内溶鋼秤量システムは、取鍋内溶鋼の重量を収集して、連続鋳造基礎自動化システムに送信し、イーサネット通信し、ネットワークスイッチを介してアルゴンガス吹き制御システムＰＬＣにアップロードする。連続鋳造基礎自動化システムは、溶鋼秤量システムの取鍋内溶鋼の重量データを受信し、イーサネット通信、ネットワークスイッチを介して前記データをアルゴンガス吹き制御システムＰＬＣにアップロッドする。アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣは、前記溶鋼秤量システムの取鍋内溶鋼の重量データを受信し、アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣのアルゴンガス流量自動制御命令を実行し、取鍋内溶鋼の重量の変化に応じて、排気パイプのアルゴンガス流量を自動的に調整する。本発明では、好ましくは、上記アルゴンガス吹き制御装置における前記の通気性上ノズル受けレンガは、本発明に係る微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガである。
本発明は、
本発明の前記アルゴンガス吹き制御装置を初めて使用し、取鍋が満たされたときに通気性上ノズル受けレンガにソフトブローする初期流量値を測定するステップ１と、
取鍋が連続鋳造取鍋ターンテーブルの注湯すべき位置になった後、金属ホースを用いて上記通気性上ノズル受けレンガの吸気管（４）をアルゴンガス制御装置のガス源出口と連通させ、取鍋が注湯位置に回転してから注湯を開始し、流下した直後に、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜け、具体的には、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けるまで、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、１～１０ｍｂａｒずつ圧力を大きく調整していくステップ２と、
鋼中の介在物の制御要件によって、ステップ２で通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、異なる自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ１で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、溶鋼注湯量が取鍋内溶鋼の総量の３０～１００％に達すると、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋注湯が終了し、連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止するステップ３とを含むことを特徴とする、アルゴンガス吹き制御方法をさらに提供する。
本発明の前記アルゴンガス吹き制御装置を初めて使用し、取鍋が満たされたときに通気性上ノズル受けレンガにソフトブローする初期流量値を測定するステップ１と、
取鍋が連続鋳造取鍋ターンテーブルの注湯すべき位置になった後、金属ホースを用いて上記通気性上ノズル受けレンガの吸気管（４）をアルゴンガス制御装置のガス源出口と連通させ、取鍋が注湯位置に回転してから注湯を開始し、流下した直後に、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜け、具体的には、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けるまで、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、１～１０ｍｂａｒずつ圧力を大きく調整していくステップ２と、
鋼中の介在物の制御要件によって、ステップ２で通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、異なる自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ１で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、溶鋼注湯量が取鍋内溶鋼の総量の３０～１００％に達すると、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋注湯が終了し、連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止するステップ３とを含むことを特徴とする、アルゴンガス吹き制御方法をさらに提供する。
本発明によれば、好ましくは、ステップ３で鋼中の介在物の制御要件によって、以下の異なる自動ソフトブローモードを選択する。
（１）介在物の制御要件がないローエンド鋼種の場合、自動ソフトブローモードＡを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ１で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、溶鋼注湯量が取鍋内溶鋼の総量の３０～４０％に達すると、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋注湯が終了し、連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止する。
（２）介在物の制御要件があるミドルエンド鋼種の場合、ソフトブローモードＢを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ２で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、溶鋼注湯量が取鍋内溶鋼の総量の５０～６０％に達すると、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋注湯が終了し、連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止する。
（３）介在物制御が厳格なハイエンド鋼種の場合、ソフトブローモードＣを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、下記のように調整し、
溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ２で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、
取鍋にスラグキャリーオーバが発生する又はスラグキャリーオーバ検出システムが警報を出すと、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋が連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止する。
溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ２で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、
取鍋にスラグキャリーオーバが発生する又はスラグキャリーオーバ検出システムが警報を出すと、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋が連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止する。
本発明では、好ましくは、ステップ１で取鍋が満たされたときに通気性上ノズル受けレンガにソフトブローする初期流量値を測定する：従来技術ではＬＦ精錬の後期に取鍋が満たされたときにソフトブローする際に、通気性レンガを取鍋の底部から吹き抜ける既存のアルゴンガスを閉じ、通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガスと連通させ、アルゴンガス流量を徐々に増大するように調整し、取鍋内の溶鋼面のわずかな変動を観察し、溶鋼面が露出していない時のアルゴンガス吹き流量値は、取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値である。
本発明では、好ましくは、上記アルゴンガス吹き制御方法に記載の通気性上ノズル受けレンガは、本発明に記載の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガである。
取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量は、連続鋳造ターンテーブルに設置された取鍋内溶鋼秤量システムに由来するものであり、取鍋が満たされており、連続鋳造ターンテーブルに回転したとき、該システムが秤量した取鍋風袋と取鍋内の溶鋼正味重量との総重量から校正された取鍋風袋を自動的に減算して得られた、取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量であり、取鍋風袋とは、取鍋が空である時の重量である。
取鍋内の残りの溶鋼正味重量は、連続鋳造ターンテーブルに設置された取鍋内溶鋼秤量システムに由来するものであり、取鍋注湯過程において、該システムが秤量した取鍋風袋と取鍋内の残りの溶鋼正味重量との総重量から校正された取鍋風袋を自動的に減算して得られた取鍋内の残りの溶鋼正味重量であり、取鍋風袋とは、取鍋が空である時の重量である。
本発明の有益な効果は、以下のとおりである。
１、本発明に係る取鍋微多孔質セラミック棒である通気性上ノズル受けレンガにおける微多孔質セラミック棒の直径ｄが３５～４５ｍｍであり、微多孔質セラミック棒内において前記微多孔質セラミック棒の軸方向に沿って、前記微多孔質セラミック棒の横断面に均等に分布している通気孔が設置され、通気孔の数が６０～１２０個であり、通気孔の内径が０．０７５～０．１ｍｍであり、本発明は、大量の実験室の数学物理シミュレート研究の基礎の上で、セラミック棒内の通気孔の内径を小さくし、セラミック棒内の通気孔の数を増大することによって、アルゴンガス吹きにより、特許文献３に記載のセラミック管よりも多く、小さいアルゴンガス泡を形成し、アルゴンガス泡の捕捉及び介在物除去の能力を向上させ、注湯末期に、合流渦及び排出沈みによる取鍋のスラグキャリーオーバを抑制する機能作用を強化させ、通気孔の内径を小さくした後、通気孔内に鋼が浸透しにくく、吹き抜けが容易である。本発明を２ストランドスラブ連鋳機による超低炭素アルミニウム鎮静鋼ＤＣ０４の生産に適用し、自動ソフトブローモードＣを選択し、連続鋳造スラブ試験片の電解介在物の重量が２０％以上減少し、取鍋の溶鋼注湯残量が２０％以上減少し、また、本発明では、前記ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの侵食残留高さに基づいて、セラミック棒の高さｈを１４０～１８０ｍｍに設計し、微多孔質セラミック棒の高さを減少させ、従来技術で特許文献１に記載のセラミック棒の実際の使用で、高さが高いことによるセラミック棒の成形品質が低く、取鍋ノズル受けレンガ本体の注湯中にセラミック棒の位置決めが困難であるという問題を解決する。
１、本発明に係る取鍋微多孔質セラミック棒である通気性上ノズル受けレンガにおける微多孔質セラミック棒の直径ｄが３５～４５ｍｍであり、微多孔質セラミック棒内において前記微多孔質セラミック棒の軸方向に沿って、前記微多孔質セラミック棒の横断面に均等に分布している通気孔が設置され、通気孔の数が６０～１２０個であり、通気孔の内径が０．０７５～０．１ｍｍであり、本発明は、大量の実験室の数学物理シミュレート研究の基礎の上で、セラミック棒内の通気孔の内径を小さくし、セラミック棒内の通気孔の数を増大することによって、アルゴンガス吹きにより、特許文献３に記載のセラミック管よりも多く、小さいアルゴンガス泡を形成し、アルゴンガス泡の捕捉及び介在物除去の能力を向上させ、注湯末期に、合流渦及び排出沈みによる取鍋のスラグキャリーオーバを抑制する機能作用を強化させ、通気孔の内径を小さくした後、通気孔内に鋼が浸透しにくく、吹き抜けが容易である。本発明を２ストランドスラブ連鋳機による超低炭素アルミニウム鎮静鋼ＤＣ０４の生産に適用し、自動ソフトブローモードＣを選択し、連続鋳造スラブ試験片の電解介在物の重量が２０％以上減少し、取鍋の溶鋼注湯残量が２０％以上減少し、また、本発明では、前記ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの侵食残留高さに基づいて、セラミック棒の高さｈを１４０～１８０ｍｍに設計し、微多孔質セラミック棒の高さを減少させ、従来技術で特許文献１に記載のセラミック棒の実際の使用で、高さが高いことによるセラミック棒の成形品質が低く、取鍋ノズル受けレンガ本体の注湯中にセラミック棒の位置決めが困難であるという問題を解決する。
２、本発明に係るＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ、及びそのアルゴンガス吹き制御方法は、取鍋が満たされたときにソフトブローする実際の初期流量値により、取鍋注湯過程でのアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、鋼中の介在物の制御要件によって、異なるソフトブローモードを選択し、比較例の特許文献１における、アルゴンガス吹き流量が取鍋内の溶鋼面の低下に応じて減少しないことに起因する溶鋼面が露出しており、スラグのエントラップメントが生じ、溶鋼の温度低下が大きいなどの問題を解決し、取鍋における溶鋼の平均温度低下が０．１℃／ｍｉｎ以上低減する。
３、本発明の前記取鍋ノズル受けレンガ本体の外形を従来の正方形設計から円筒状に変更し、鉄製リングを取鍋ノズル受けレンガ本体の下部の表層内に埋設することで、取鍋ノズル受けレンガ本体の熱応力による割れの問題を効果的に抑制し、取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの耐用年数を延長させ、比較例の特許文献１と比較すると、平均耐用年数が４ヒート以上向上する。
４、本発明に係る取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ、及びそのアルゴンガス吹き制御方法は、特許文献２に記載の取鍋の環状スリット式通気性上ノズル受けレンガ、及びそのアルゴンガス吹きによる冶金方法と比較して、本質的な区別を有し、第１に通気性チャンネルが異なり、アルゴンガスを吹いて形成された気泡の大きさ及び数が異なり、アルゴンガス吹きの冶金効果が異なり、本発明のガスチャンネルは、前記セラミック棒内の通気孔であり、通気孔は、前記微多孔質セラミック棒の軸方向に沿って設置され、前記微多孔質セラミック棒の横断面に均等に分布し、通気孔の数が６０～１２０個であり、通気孔の内径が０．０７５～０．１ｍｍであり、水モデル実験で測定されたセラミック棒の近くでの気泡の直径が１．８ｍｍ未満であり、数理モデルで得られた介在物除去率が５４～６７％であるが、特許文献２のガスチャンネルは、幅ａが１．３～１．７ｍｍの環状スリットであり、水モデル実験で測定された環状スリットでの気泡直径が＜２ｍｍであり、数理モデルで得られた介在物除去率が３７～４８％であり、本発明に係る取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ、及びそのアルゴンガス吹きの冶金効果の優位性が際立っている。第２に、アルゴンガス吹きの制御方法が異なり、本発明では、自動ソフトブローモードを選択する前、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して通気性上ノズル受けレンガを吹き抜け、通気性上ノズル受けレンガの１回目の吹き抜け率９９％が以上であることを実現し、取鍋の注湯後期に、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、溶鋼、鋼スラグが通気性上ノズル受けレンガの通気性チャンネル内に浸透することを回避し、取鍋の通気性上ノズル受けレンガの酸素燃焼パージ不要率を向上させ、鋼中の介在物の制御要件によって、異なる自動ソフトブローモードを選択し、ここで自動ソフトブローモードＡ、Ｂは、全過程でアルゴンガスを吹くのではなく、それぞれ溶鋼注湯量が取鍋内溶鋼の総量の３０～４０％、５０～６０％に達すると、流量を２～５ＮＬ／ｍｉｎに変更してアルゴンガスを吹き、ある製鋼所の２ストランドスラブ連鋳機で注湯して低炭素アルミニウム鎮静鋼ＳＰＨＣを生産する比較テスト結果によれば、本発明に係る取鍋の通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法を用いることは、比較例の特許文献２に係る取鍋の通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法を用いることに比べて、取鍋における溶鋼の平均温度低下が０．０６℃／ｍｉｎ低減し、取鍋の通気性上ノズル受けレンガの１回目の吹き抜け率が１１％向上し、取鍋の通気性上ノズル受けレンガの酸素燃焼パージ不要率が１３％向上し、本発明に係る取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法の優位性は、明らかである。
以下、図面と実施例を用いて本発明をさらに説明するが、保護範囲はこれに限定されない。
実施例１
図１～図３に示すように、取鍋ノズル受けレンガ本体１、微多孔質セラミック棒２、ガスルームボックス３、吸気管４、及び鉄製リング７を含み、取鍋ノズル受けレンガ本体の中央部には、上下方向に貫通する鋼注入孔５、上ノズル取付孔６が設置され、前記微多孔質セラミック棒２は、１０個であり、取鍋ノズル受けレンガ本体１内に環状として均等に分布し、各微多孔質セラミック棒２の先端は、取鍋ノズル受けレンガ本体の上面から伸び出し、各微多孔質セラミック棒２の底端は、吸気室ボックス内まで延在し、ガスルームボックスには、複数の微多孔質セラミック棒を固定する１０個の挿入口８が設けられ、挿入口の形状、数、位置は、微多孔質セラミック棒に対応し、ガスルームボックス３の側部に吸気管４が接続され、吸気管の一端は、ガスルームボックスと連通し、他端は、取鍋ノズル受けレンガ本体１の側部から伸び出すＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガであって、前記微多孔質セラミック棒２は、直径ｄが３５ｍｍの円筒状であり、セラミック棒の高さｈが１４０ｍｍであることを特徴とする。
図１～図３に示すように、取鍋ノズル受けレンガ本体１、微多孔質セラミック棒２、ガスルームボックス３、吸気管４、及び鉄製リング７を含み、取鍋ノズル受けレンガ本体の中央部には、上下方向に貫通する鋼注入孔５、上ノズル取付孔６が設置され、前記微多孔質セラミック棒２は、１０個であり、取鍋ノズル受けレンガ本体１内に環状として均等に分布し、各微多孔質セラミック棒２の先端は、取鍋ノズル受けレンガ本体の上面から伸び出し、各微多孔質セラミック棒２の底端は、吸気室ボックス内まで延在し、ガスルームボックスには、複数の微多孔質セラミック棒を固定する１０個の挿入口８が設けられ、挿入口の形状、数、位置は、微多孔質セラミック棒に対応し、ガスルームボックス３の側部に吸気管４が接続され、吸気管の一端は、ガスルームボックスと連通し、他端は、取鍋ノズル受けレンガ本体１の側部から伸び出すＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガであって、前記微多孔質セラミック棒２は、直径ｄが３５ｍｍの円筒状であり、セラミック棒の高さｈが１４０ｍｍであることを特徴とする。
前記微多孔質セラミック棒２内において前記微多孔質セラミック棒の軸方向に沿って、前記微多孔質セラミック棒の横断面に均等に分布している通気孔が設置され、通気孔の数が６０個であり、通気孔の内径が０．１ｍｍである。
前記微多孔質セラミック棒２は、１０本であり、直径￠が３００ｍｍの環状として均等に設置される。
前記ガスルームボックス３は全体として環状であり、ガスルームボックスは、２．０ｍｍの鋼板で製造された金属ボックスを用い、金属ボックスの横断面は、幅ｘが５０ｍｍであり、高さｙが３０ｍｍの長方形である。
前記微多孔質セラミック棒２の上端が前記取鍋ノズル受けレンガ本体１の上面から伸び出した高さｍは、５ｍｍであり、前記微多孔質セラミック棒２の底端が吸気室ボックス内まで延在した高さｎは、１０ｍｍである。
前記微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガは、取鍋ノズル受けレンガ本体１の下部の表層内に埋設された鉄製リング７を含み、取鍋ノズル受けレンガ本体の熱応力による割れの問題を効果的に抑制する。
前記鉄製リング７は、全体として高さＬが４０ｍｍの環状であり、鉄製リングの下端と取鍋上ノズル受けレンガ本体１の下端との距離ａは、５０ｍｍであり、鉄製リング７が取鍋ノズル受けレンガ本体１の表層内に埋設された深さｚは、１０ｍｍである。
前記鉄製リング７は、厚さが１ｍｍの鉄シートを溶接したものであり、ジョイントの重なり長さが４０ｍｍであり、貫通溶接を用いる。
前記取鍋ノズル受けレンガ本体１は、クロムコランダムキャスタブルを注入成形したものであり、体積密度≧３．０ｇ／ｃｍ３、高温曲げ強度≧１２Ｍｐａ、高温圧縮強度≧８０Ｍｐａ、ＡＬ２Ｏ３含有量≧９２％、Ｃｒ２Ｏ３含有量≧３％である。
前記微多孔質セラミック棒２は、従来の押し出し成形、高温焼成を用い、材質がジルコニア強化コランダムである。
前記鋼注入孔５、上ノズル取付孔６の縦方向中心線は、取鍋ノズル受けレンガ本体１の縦方向中心線と同一直線にあり、前記鋼注入孔５の上部は、上端開口の直径ｄ１が２０３ｍｍ、下端開口の直径ｄ２が１５２ｍｍ、高さｃが６５ｍｍの円錐台形であり、前記鋼注入孔５の下部は、直径が上部円錐台の下端開口の直径と一致し、高さｂが２６３ｍｍの円筒状チャンネルである。
前記上ノズル取付孔６の上部は、円錐台形であり、上ノズル取付孔の嵌合サイズは、上ノズルの外形サイズに応じて設計される。
前記取鍋ノズル受けレンガ本体１の外形は、外径Ｄが３８０ｍｍ、高さＨが４７０ｍｍの円筒状である。
本発明に記載の吸気管４は、材質が耐熱性ステンレス鋼の円管であり、その端部には、規格サイズがＭ１６×１．５の接続ネジが設けられる。
本発明は、通気性上ノズル受けレンガの手動吹き抜けモード及び自動ソフトブローモードの選択機能を有する１セットのアルゴンガスパイプシステム及び電気制御システムを設置し、取鍋内溶鋼の秤量信号を導入し、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量を同期調整することで、通気性上ノズル受けレンガアルゴンガス吹き流量の正確な制御を実現する、ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御装置をさらに提供する。
前記アルゴンガスパイプシステムは、図４に示すように、ガス源主経路、自動分岐経路、手動バイパス及び放散分岐経路に分けられ、ガス源主経路、自動分岐経路及び手動バイパスは、ガスバスバー１８を介して連通し、そのうちガス源主経路は、順に、ガス源主経路の第１のボール弁９ａ、第１の圧力計１０ａ、第１のガスフィルタ１１ａ１、第２のガスフィルタ１１ａ２、圧力調節装置１２、及び第１の圧力センサー１５ａを含み、自動分岐経路は、順に、自動分岐経路の第２のボール弁９ｂ１、第１の電磁弁１３ｂ、冶金用質量流量コントローラ１４、第２の圧力センサー１５ｂ、第２の圧力計１０ｂ、及び自動分岐経路の第３のボール弁９ｂ２を含み、手動バイパスは、順に、手動バイパスの第４のボール弁９ｃ、及び手動調節弁１６を含み、手動バイパスは、自動分岐経路の第２のボール弁９ｂ１、第２の電磁弁１３ｃ、冶金用質量流量コントローラ１４に並列接続され、自動分岐経路に故障が発生すると、手動で操作するためのものであり、本発明に係るアルゴンガスパイプシステムは、さらに、ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガにアルゴンガスを自動的に吹く前の大圧力の吹き抜けに用いられ、本発明は、さらに、手動調節弁１６の後端に放散分岐経路が設置され、通気性上ノズル受けレンガに接続される吸気金属ホースを挿抜する必要があるとき、排気、圧力解放を行うために、放散分岐経路は、順に、第２の電磁弁１３ｃ、及び排気絞り弁１７を含む。
図５に示すように、前記電気制御システムは、従来技術を用い、ネットワークスイッチ、アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣ、タッチパネル、及び連続鋳造基礎自動化システムを含み、アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣ、タッチパネルは、制御ボックス内に設置され、アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣ、タッチパネル、連続鋳造基礎自動化システムは、いずれもイーサネット通信を介してネットワークスイッチに接続され、取鍋内溶鋼秤量システムは、取鍋内溶鋼の重量を収集して、連続鋳造基礎自動化システムに送信し、イーサネット通信し、ネットワークスイッチを介してアルゴンガス吹き制御システムＰＬＣにアップロードする。
前記アルゴンガスパイプシステムにおける素子は、いずれも市販品であり、ここで前記ボール弁９（ガス源主経路の第１のボール弁９ａ、自動分岐経路の第２のボール弁９ｂ１、自動分岐経路の第３のボール弁９ｂ２、手動バイパスの第４のボール弁９ｃを含む）は、型番規格がＤＮ２０ ６３ｂａｒ ３０４ＳＳ Ｇ１であり、圧力計１０（第１の圧力計１０ａ、第２の圧力計１０ｂを含む）は、型番規格がＹＴ６０， ２．５ＭＰａであり、ガスフィルタ１１（第１のガスフィルタ１１ａ１、第２のガスフィルタ１１ａ２を含む）は、型番規格がＡＦ６０－Ｆ１０,Ｇ１であり、濾過レベルが５ｕｍであり、耐圧が３．０ＭＰａであり、手動排水を具備する。圧力調節装置１２は、型番規格がＢＫ２０１－２５であり、耐圧が４０ｂａｒであり、圧力調節範囲が０．５－２５ｂａｒであり、電磁弁１３（自動主経路の第１の電磁弁１３ｂ、放散分岐経路の第２の電磁弁１３ｃを含む）は、型番規格がＤＣ２４Ｖ，Ｇ１／２ ＭＳであり、冶金用質量流量コントローラ１４は、型番規格がＦＬＯＸ［ｏｎ］６２，ＩＰ６５であり、流量が２００ＮＬ／ｍｉｎであり、圧力センサー１５（ガス源主経路の第１の圧力センサー１５ａ、自動分岐経路の第２の圧力センサー１５ｂを含む）は、型番規格がＰＴ５４０３，０－２５ｂａｒ Ｇ１／４，４－２０ｍＡ ３１６Ｌであり、手動調節弁１６は、型番規格がＰＮ５０であり、排気絞り弁１７は、型番規格がＧ１／２ ＭＳ，２５ｂａｒであり、ガスバスバー１８は、型番規格が３．０ＭＰａ Ｇ１／２である。
前記電気制御システム素子は、いずれも市販品であり、ここで前記ＰＬＣ制御システムは、型番規格がシーメンスのＳ７シリーズのＰＬＣ Ｓ７２００－Ｓｍａｒｔであり、ＡＩ、ＡＯ、ＤＩ、ＤＯなどの部品を含み、タッチパネルは、型番規格がシーメンスの７寸タッチパネルである。
本発明で利用される上記ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ及びアルゴンガス吹き制御装置のアルゴンガス吹き制御方法は、下記ステップを含む。
本実施例は、１３０ｔＬＦ精錬用取鍋注湯により超低炭素アルミニウム鎮静鋼ＤＣ０４を生産するために用いられ、
ステップ１において、初回使用前に取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値を測定する：従来技術ではＬＦ精錬の後期に取鍋が満たされたときにソフトブローする際に、通気性レンガを取鍋の底部から吹き抜ける既存のアルゴンガスを閉じ、上記通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガスと連通させ、アルゴンガス流量を徐々に増大するように調整し、取鍋内の溶鋼面のわずかな変動を観察し、溶鋼面が露出していない時のアルゴンガス吹き流量値を、取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値とし、前記初期流量値は、４５ＮＬ／ｍｉｎであり、
ステップ２において、取鍋が連続鋳造取鍋ターンテーブルの注湯すべき位置になった後、金属ホースを用いて上記通気性上ノズル受けレンガの吸気管４をアルゴンガス制御装置のガス源出口と連通させ、取鍋が注湯位置に回転してから注湯を開始し、流下した直後に、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜ける：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けるまで、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、徐々に３ｍｂａｒずつ圧力を大きく調整し、
通気性上ノズル受けレンガに塞ぎが生じると、第２の圧力計１０ｂは、圧力≧１２００ｍｂａｒと表示し、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、徐々に圧力を大きく調整するとき、第２の圧力計１０は、圧力値が増大し続けると表示し、通気ノズル受けレンガを吹き抜けた後、第２の圧力計１０ｂは、圧力値が徐々に減少し始めると表示する。
ステップ１において、初回使用前に取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値を測定する：従来技術ではＬＦ精錬の後期に取鍋が満たされたときにソフトブローする際に、通気性レンガを取鍋の底部から吹き抜ける既存のアルゴンガスを閉じ、上記通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガスと連通させ、アルゴンガス流量を徐々に増大するように調整し、取鍋内の溶鋼面のわずかな変動を観察し、溶鋼面が露出していない時のアルゴンガス吹き流量値を、取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値とし、前記初期流量値は、４５ＮＬ／ｍｉｎであり、
ステップ２において、取鍋が連続鋳造取鍋ターンテーブルの注湯すべき位置になった後、金属ホースを用いて上記通気性上ノズル受けレンガの吸気管４をアルゴンガス制御装置のガス源出口と連通させ、取鍋が注湯位置に回転してから注湯を開始し、流下した直後に、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜ける：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けるまで、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、徐々に３ｍｂａｒずつ圧力を大きく調整し、
通気性上ノズル受けレンガに塞ぎが生じると、第２の圧力計１０ｂは、圧力≧１２００ｍｂａｒと表示し、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、徐々に圧力を大きく調整するとき、第２の圧力計１０は、圧力値が増大し続けると表示し、通気ノズル受けレンガを吹き抜けた後、第２の圧力計１０ｂは、圧力値が徐々に減少し始めると表示する。
ステップ３において、鋼中の介在物の制御要件によって、異なる自動ソフトブローモードを選択する：
超低炭素アルミニウム鎮静鋼ＤＣ０４は、介在物の制御が厳格なハイエンド鋼種であり、ソフトブローモードＣを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ１で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値４５ＮＬ／ｍｉｎ＋５ＮＬ／ｍｉｎであり、取鍋にスラグキャリーオーバが発生する又はスラグキャリーオーバ検出システムが警報を出すと、流量５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き込み、取鍋が連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止する。
超低炭素アルミニウム鎮静鋼ＤＣ０４は、介在物の制御が厳格なハイエンド鋼種であり、ソフトブローモードＣを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ１で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値４５ＮＬ／ｍｉｎ＋５ＮＬ／ｍｉｎであり、取鍋にスラグキャリーオーバが発生する又はスラグキャリーオーバ検出システムが警報を出すと、流量５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き込み、取鍋が連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止する。
実施例２
実施例１に記載のＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガとの相違点は、以下のことである。
実施例１に記載のＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガとの相違点は、以下のことである。
前記微多孔質セラミック棒２は、直径ｄが４５ｍｍの円筒状であり、セラミック棒の高さｈが１８０ｍｍである。前記微多孔質セラミック棒２内の通気孔の数が１２０個であり、通気孔の内径が０．０７５ｍｍである。前記微多孔質セラミック棒２は、６本であり、環状として均等に設置され、直径￠３２０ｍｍである。
前記ガスルームボックス３は全体として環状であり、ガスルームボックスは、１．５ｍｍの鋼板で製造された金属ボックスを用い、金属ボックスの横断面は、幅ｘが６０ｍｍ、高さｙが４０ｍｍの長方形である。
前記微多孔質セラミック棒２の上端が前記取鍋ノズル受けレンガ本体１の上面から伸び出した高さｍは、１０ｍｍであり、前記微多孔質セラミック棒２の底端が吸気室ボックス内まで延在した高さｎは、５ｍｍである。
前記鉄製リング７は、全体として高さＬが５０ｍｍの環状であり、鉄製リングの下端と取鍋上ノズル受けレンガ本体１の下端との距離ａは、６０ｍｍであり、鉄製リング７が取鍋ノズル受けレンガ本体１の表層内に埋設された深さｚは、２０ｍｍである。
前記鉄製リング７は、厚さが１ｍｍの鉄シートを溶接したものであり、ジョイントの重なり長さが５０ｍｍであり、貫通溶接を用いる。
前記微多孔質セラミック棒の材質は、ジルコニア強化コランダムムライトである。
前記鋼注入孔５、上ノズル取付孔６の縦方向中心線は、取鍋ノズル受けレンガ本体１の縦方向中心線と同一直線にあり、前記鋼注入孔５の上部は、上端開口の直径ｄ１が２１０ｍｍで、下端開口の直径ｄ２が１６０ｍｍで、円錐台の高さｃが８０ｍｍの円錐台形であり、前記鋼注入孔５の下部は、直径が上部円錐台の下端開口の直径と一致し、高さｂが２７０ｍｍの円筒状チャンネルである。
前記取鍋ノズル受けレンガ本体１の外形は、外径Ｄが４００ｍｍ、高さＨが４９０ｍｍの円筒状である。
本発明で利用される上記ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ及びアルゴンガス吹き制御装置のアルゴンガス吹き制御方法は、下記ステップを含む。
本実施例は、１３０ｔＬＦ精錬用取鍋注湯により低炭素アルミニウム鎮静鋼ＳＰＨＣを生産するために用いられ、
ステップ１において、初回使用前に取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値を測定する：従来技術ではＬＦ精錬の後期に取鍋が満たされたときにソフトブローする際に、通気性レンガを取鍋の底部から吹き抜ける既存のアルゴンガスを閉じ、上記通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガスと連通させ、アルゴンガス流量を徐々に増大するように調整し、取鍋内の溶鋼面のわずかな変動を観察し、溶鋼面が露出していない時のアルゴンガス吹き流量値を、取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値とし、前記初期流量値は、４２ＮＬ／ｍｉｎであり、
ステップ２において、取鍋が連続鋳造取鍋ターンテーブルの注湯すべき位置になった後、金属ホースを用いて上記通気性上ノズル受けレンガの吸気管４をアルゴンガス制御装置のガス源出口と連通させ、取鍋が注湯位置に回転してから注湯を開始し、流下した直後に、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜ける：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けるまで、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、５ｍｂａｒずつ圧力を大きく調整していき、
ステップ３において、鋼中の介在物の制御要件によって、異なる自動ソフトブローモードを選択する：
低炭素アルミニウム鎮静鋼ＳＰＨＣが介在物の制御要件があるミドルエンド鋼種である場合、ソフトブローモードＢを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ１で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値４２ＮＬ／ｍｉｎ＋３ＮＬ／ｍｉｎであり、溶鋼注湯量が、取鍋内溶鋼の総量の６０％に達すると、流量３ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋が連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止する。
ステップ１において、初回使用前に取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値を測定する：従来技術ではＬＦ精錬の後期に取鍋が満たされたときにソフトブローする際に、通気性レンガを取鍋の底部から吹き抜ける既存のアルゴンガスを閉じ、上記通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガスと連通させ、アルゴンガス流量を徐々に増大するように調整し、取鍋内の溶鋼面のわずかな変動を観察し、溶鋼面が露出していない時のアルゴンガス吹き流量値を、取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値とし、前記初期流量値は、４２ＮＬ／ｍｉｎであり、
ステップ２において、取鍋が連続鋳造取鍋ターンテーブルの注湯すべき位置になった後、金属ホースを用いて上記通気性上ノズル受けレンガの吸気管４をアルゴンガス制御装置のガス源出口と連通させ、取鍋が注湯位置に回転してから注湯を開始し、流下した直後に、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜ける：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けるまで、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、５ｍｂａｒずつ圧力を大きく調整していき、
ステップ３において、鋼中の介在物の制御要件によって、異なる自動ソフトブローモードを選択する：
低炭素アルミニウム鎮静鋼ＳＰＨＣが介在物の制御要件があるミドルエンド鋼種である場合、ソフトブローモードＢを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ１で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値４２ＮＬ／ｍｉｎ＋３ＮＬ／ｍｉｎであり、溶鋼注湯量が、取鍋内溶鋼の総量の６０％に達すると、流量３ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋が連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止する。
実施例３
実施例１に記載のＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガとの相違点は、以下のことである。
実施例１に記載のＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガとの相違点は、以下のことである。
前記微多孔質セラミック棒２は、直径ｄが４０ｍｍの円筒状であり、セラミック棒の高さｈが１６０ｍｍである。前記微多孔質セラミック棒２内の通気孔の数が１０５個であり、通気孔の内径が０．０８５ｍｍである。前記微多孔質セラミック棒２は、８本であり、直径￠が３１０ｍｍの環状として均等に設置される。
前記ガスルームボックス３は全体として環状であり、ガスルームボックスは、１．８ｍｍの鋼板で製造された金属ボックスを用い、金属ボックスの横断面は、幅ｘが５５ｍｍ、高さｙが３５ｍｍの長方形である。
前記微多孔質セラミック棒２の上端が前記取鍋ノズル受けレンガ本体１の上面から伸び出した高さｍは、７ｍｍであり、前記微多孔質セラミック棒２の底端が吸気室ボックス内まで延在した高さｎは、７ｍｍである。
前記鉄製リング７は、全体として高さＬが４５ｍｍの環状であり、鉄製リングの下端と取鍋上ノズル受けレンガ本体１の下端との距離ａは、５５ｍｍであり、鉄製リング７が取鍋ノズル受けレンガ本体１の表層内に埋設された深さｚは、１５ｍｍである。
前記鋼注入孔５、上ノズル取付孔６の縦方向中心線は、取鍋ノズル受けレンガ本体１の縦方向中心線と同一直線にあり、前記鋼注入孔５の上部は、上端開口の直径ｄ１が１９０ｍｍで、下端開口の直径ｄ２が１４０ｍｍ、高さｃが５５ｍｍの円錐台形であり、前記鋼注入孔５の下部は、直径が上部円錐台の下端開口の直径と一致し、高さｂが２５０ｍｍの円筒状チャンネルである。
前記取鍋ノズル受けレンガ本体１の外形は、外径Ｄが３９０ｍｍ、高さＨが４８０ｍｍの円筒状である。
本発明で利用された上記ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ及びアルゴンガス吹き制御装置のアルゴンガス吹き制御方法は、下記ステップを含む。
本実施例は、１３０ｔＬＦ精錬用取鍋注湯によりＱ３４５Ｂを生産するために用いられ、
ステップ１において、初回使用前に取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値を測定する：従来技術ではＬＦ精錬の後期に取鍋が満たされたときにソフトブローする際に、通気性レンガを取鍋の底部から吹き抜ける既存のアルゴンガスを閉じ、上記通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガスと連通させ、アルゴンガス流量を徐々に増大するように調整し、取鍋内の溶鋼面のわずかな変動を観察し、溶鋼面が露出していない時のアルゴンガス吹き流量値を、取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値とし、前記初期流量値は、４０ＮＬ／ｍｉｎであり、
ステップ２において、取鍋が連続鋳造取鍋ターンテーブルの注湯すべき位置になった後、金属ホースを用いて上記通気性上ノズル受けレンガの吸気管４をアルゴンガス制御装置のガス源出口と連通させ、取鍋が注湯位置に回転してから注湯を開始し、流下した直後に、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜ける：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けるまで、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、徐々に７ｍｂａｒずつ圧力を大きく調整し、
ステップ２において、鋼中の介在物の制御要件によって、異なる自動ソフトブローモードを選択する。
ステップ１において、初回使用前に取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値を測定する：従来技術ではＬＦ精錬の後期に取鍋が満たされたときにソフトブローする際に、通気性レンガを取鍋の底部から吹き抜ける既存のアルゴンガスを閉じ、上記通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガスと連通させ、アルゴンガス流量を徐々に増大するように調整し、取鍋内の溶鋼面のわずかな変動を観察し、溶鋼面が露出していない時のアルゴンガス吹き流量値を、取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値とし、前記初期流量値は、４０ＮＬ／ｍｉｎであり、
ステップ２において、取鍋が連続鋳造取鍋ターンテーブルの注湯すべき位置になった後、金属ホースを用いて上記通気性上ノズル受けレンガの吸気管４をアルゴンガス制御装置のガス源出口と連通させ、取鍋が注湯位置に回転してから注湯を開始し、流下した直後に、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜ける：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けるまで、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、徐々に７ｍｂａｒずつ圧力を大きく調整し、
ステップ２において、鋼中の介在物の制御要件によって、異なる自動ソフトブローモードを選択する。
Ｑ３４５Ｂは介在物の制御要件がないローエンド鋼種であり、ソフトブローモードＡを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ１で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値４０ＮＬ／ｍｉｎ＋２ＮＬ／ｍｉｎであり、溶鋼注湯量が取鍋内溶鋼の総量の３０％に達すると、流量２ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋が連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止する。
比較例１
実施例１に比べて、本発明の実施例１に係る微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの代わりに、特許文献１における実施例１に開示されている取鍋の通気性上ノズル受けレンガを用いた以外、残りは同様である。
実施例１に比べて、本発明の実施例１に係る微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの代わりに、特許文献１における実施例１に開示されている取鍋の通気性上ノズル受けレンガを用いた以外、残りは同様である。
比較例２
実施例２に比べて、本発明の実施例２に係る微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの代わりに、特許文献１における実施例２に開示されている取鍋の通気性上ノズル受けレンガを用いた以外、残りは同様である。
実施例２に比べて、本発明の実施例２に係る微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの代わりに、特許文献１における実施例２に開示されている取鍋の通気性上ノズル受けレンガを用いた以外、残りは同様である。
比較例３
実施例３に比べて、本発明の実施例３に係る微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの代わりに、特許文献１における実施例３に開示されている取鍋の通気性上ノズル受けレンガを用いた以外、残りは同様である。
実施例３に比べて、本発明の実施例３に係る微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの代わりに、特許文献１における実施例３に開示されている取鍋の通気性上ノズル受けレンガを用いた以外、残りは同様である。
比較例４
実施例２に比べて、ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法が異なり、本発明の実施例２に係る取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法の代わりに、特許文献２の実施例２に開示されている取鍋の環状スリット式通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法を用いた以外、残りは同様である。
実施例２に比べて、ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法が異なり、本発明の実施例２に係る取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法の代わりに、特許文献２の実施例２に開示されている取鍋の環状スリット式通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法を用いた以外、残りは同様である。
実験例
実施例１～３及び比較例１～４に係る技術的解決手段について、ある製鋼所のスラブ連続鋳造装置で超低炭素アルミニウム鎮静鋼ＤＣ０４、低炭素アルミニウム鎮静鋼ＳＰＨＣ及び普通炭素鋼Ｑ３４５Ｂを生産するシーンに適用して比較し、それぞれ鋳片の１／４箇所から大電解試験片を採取し、直径６０ｍｍ、高さ１００ｍｍの丸棒に加工し、大試験片の電解介在物の検出・比較を行い、超低炭素アルミニウム鎮静鋼ＤＣ０４を注湯製造するための溶鋼の注湯残量を比較、測定する際には、いずれも、構成が同一のスラグキャリーオーバ検出システムを用い、比較結果を以下の表１に示す。
実施例１～３及び比較例１～４に係る技術的解決手段について、ある製鋼所のスラブ連続鋳造装置で超低炭素アルミニウム鎮静鋼ＤＣ０４、低炭素アルミニウム鎮静鋼ＳＰＨＣ及び普通炭素鋼Ｑ３４５Ｂを生産するシーンに適用して比較し、それぞれ鋳片の１／４箇所から大電解試験片を採取し、直径６０ｍｍ、高さ１００ｍｍの丸棒に加工し、大試験片の電解介在物の検出・比較を行い、超低炭素アルミニウム鎮静鋼ＤＣ０４を注湯製造するための溶鋼の注湯残量を比較、測定する際には、いずれも、構成が同一のスラグキャリーオーバ検出システムを用い、比較結果を以下の表１に示す。
表１
以上の表１のデータの比較により、本発明に係る取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガを用いることは、比較例の特許文献１に係る取鍋の通気性上ノズル受けレンガを用いることに比べて、塞ぎにくく、吹き抜けやすく、連続鋳造スラブ試験片の電解介在物の重量が２０％以上減少し、取鍋における溶鋼の平均温度低下が０．１℃／ｍｉｎ以上低減し、取鍋の通気性上ノズル受けレンガの酸素燃焼パージ不要率が４％以上向上し、溶鋼注湯残量が２０％以上減少し、取鍋ノズル受けレンガの平均耐用年数が４ヒート向上する。本発明に係る取鍋の通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法を用いることは、比較例の特許文献２に係る取鍋の通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御方法を用いることに比べて、取鍋における溶鋼の平均温度低下が０．０６℃／ｍｉｎ低減し、取鍋の通気性上ノズル受けレンガの１回目の吹き抜け率が１１％向上し、取鍋の通気性上ノズル受けレンガの酸素燃焼パージ不要率が１３％向上する。
ある製鋼所のスラブ連続鋳造タンディッシュを同一実験研究の対象とし、同一の研究方法に従って、本発明の前記取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガと特許文献２に記載の取鍋の環状スリット式通気性上ノズル受けレンガに対して水モデル実験及び数理モデル研究を行い、水モデル実験研究の結果、正常なプロセス条件でのシミュレートブロー量が３ＮＬ／ｍｉｎであり、水モデル実験で測定された本発明の前記セラミック棒の近くでの気泡の直径が１．８ｍｍ未満であり、一方、中国特許文献ＣＮ１０９７１９２９０Ａに記載の環状スリットの近くでの気泡の直径が＜２ｍｍである。数理モデル研究の結果、本発明の前記取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガの介在物除去率が５４～６７％であり、一方、中国特許文献ＣＮ１０９７１９２９０に記載の取鍋の環状スリット式通気性上ノズル受けレンガの介在物除去率が３７～４８％である。
水モデル実験及び数理モデル研究により、本発明の前記取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹きの冶金効果の優位性は明らかである。
１ 取鍋ノズル受けレンガ本体
２ 微多孔質セラミック棒
３ ガスルームボックス
４ 吸気管
５ 鋼注入孔
６ 上ノズル取付孔
７ 鉄製リング
８ 挿入口
９ ボール弁（ガス源主経路の第１のボール弁９ａ、自動分岐経路の第２のボール弁９ｂ１、自動分岐経路の第３のボール弁９ｂ２、手動バイパスの第４のボール弁９ｃを含む）
１０ 圧力計（第１の圧力計１０ａ、第２の圧力計１０ｂを含む）
１１ ガスフィルタ（第１のガスフィルタ１１ａ１、第２のガスフィルタ１１ａ２を含む）
１２ 圧力調節装置
１３ 電磁弁（自動主経路の第１の電磁弁１３ｂ、手動バイパスの第２の電磁弁１３ｃを含む）
１４ 冶金用質量流量コントローラ
１５ 圧力センサー（ガス源主経路の第１の圧力センサー１５ａ、自動分岐経路の第２の圧力センサー１５ｂを含む）
１６ 手動調節弁
１７ 排気絞り弁
１８ ガスバスバー
２ 微多孔質セラミック棒
３ ガスルームボックス
４ 吸気管
５ 鋼注入孔
６ 上ノズル取付孔
７ 鉄製リング
８ 挿入口
９ ボール弁（ガス源主経路の第１のボール弁９ａ、自動分岐経路の第２のボール弁９ｂ１、自動分岐経路の第３のボール弁９ｂ２、手動バイパスの第４のボール弁９ｃを含む）
１０ 圧力計（第１の圧力計１０ａ、第２の圧力計１０ｂを含む）
１１ ガスフィルタ（第１のガスフィルタ１１ａ１、第２のガスフィルタ１１ａ２を含む）
１２ 圧力調節装置
１３ 電磁弁（自動主経路の第１の電磁弁１３ｂ、手動バイパスの第２の電磁弁１３ｃを含む）
１４ 冶金用質量流量コントローラ
１５ 圧力センサー（ガス源主経路の第１の圧力センサー１５ａ、自動分岐経路の第２の圧力センサー１５ｂを含む）
１６ 手動調節弁
１７ 排気絞り弁
１８ ガスバスバー
Claims (17)
- 取鍋ノズル受けレンガ本体（１）、微多孔質セラミック棒（２）、ガスルームボックス（３）、吸気管（４）、鋼注入孔（５）、及び上ノズル取付孔（６）を含むＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガであって、
鋼注入孔（５）、上ノズル取付孔（６）は、上下方向に貫通し、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の中央部に取り付けられ、
ガスルームボックス（３）は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の上部の表層内に埋設され、ガスルームボックス（３）には、微多孔質セラミック棒（２）を固定するための挿入口（８）が複数設けられ、
微多孔質セラミック棒（２）は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）内に環状として均等に複数分布しており、各微多孔質セラミック棒（２）の先端は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の上面から伸び出し、各微多孔質セラミック棒（２）の底端は、ガスルームボックス（３）内まで延在し、挿入口（８）の形状、数、位置は、微多孔質セラミック棒（２）に対応し、
吸気管（４）の一端は、ガスルームボックス（３）の側部に接続され、他端は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の側部から伸び出すことを特徴とする、ＬＦ精錬用取鍋の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガ。 - 前記微多孔質セラミック棒（２）は、直径ｄが３５～４５ｍｍの円筒状であり、セラミック棒の高さｈが１４０～１８０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の通気性上ノズル受けレンガ。
- 取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の下部の表層内に埋設された鉄製リング（７）をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のノズル受けレンガ。
- 前記鉄製リング（７）は、全体として高さＬが４０～５０ｍｍの環状であり、鉄製リングの下端と取鍋上ノズル受けレンガ本体（１）の下端との距離ａは、５０～６０ｍｍであり、鉄製リング（７）が取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の表層内に埋設された深さｚは、１０～２０ｍｍであることを特徴とする、請求項３に記載のノズル受けレンガ。
- 前記鉄製リング（７）は、厚さが１ｍｍの鉄シートを溶接したものであり、ジョイントの重なり長さが４０～５０ｍｍであり、貫通溶接を用いることを特徴とする、請求項３に記載のノズル受けレンガ。
- 前記微多孔質セラミック棒（２）内に前記微多孔質セラミック棒の軸方向に沿って、前記微多孔質セラミック棒の横断面に均等に分布している通気孔が設置され、通気孔の数が６０～１２０個であり、通気孔の内径が０．０７５～０．１ｍｍであり、通気孔は、前記微多孔質セラミック棒の上端面及び下端面を縦方向に貫通し、
好ましくは、前記微多孔質セラミック棒（２）は、６～１０本であり、環状として均等に設置され、直径￠が３００～３２０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載のノズル受けレンガ。 - 前記微多孔質セラミック棒（２）の上端が前記取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の上面から伸び出した高さｍは、５～１０ｍｍであり、前記微多孔質セラミック棒（２）の底端がガスルームボックス内まで延在した高さｎは、５～１０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載のノズル受けレンガ。
- 前記微多孔質セラミック棒（２）は、押し出し成形、高温焼成を用い、材質がジルコニア強化コランダム又はジルコニア強化コランダムムライトであることを特徴とする、請求項１に記載のノズル受けレンガ。
- 前記ガスルームボックス（３）は全体として環状であり、ガスルームボックスは、厚さが１．５～２．０ｍｍの鋼板で製造された金属ボックスを用い、前記金属ボックスの縦断面は、幅ｘが５０～６０ｍｍ、高さｙが３０～４０ｍｍの長方形であり、前記金属ボックスの横断面は、複数の挿入口（８）が均等に分布している円環であることを特徴とする、請求項１に記載のノズル受けレンガ。
- 前記取鍋ノズル受けレンガ本体（１）は、クロムコランダムキャスタブルを注入成形したものであり、体積密度≧３．０ｇ／ｃｍ３、高温曲げ強度≧１２Ｍｐａ、高温圧縮強度≧８０Ｍｐａ、ＡＬ２Ｏ３含有量≧９２％、Ｃｒ２Ｏ３含有量≧３％であることを特徴とする、請求項１に記載のノズル受けレンガ。
- 前記鋼注入孔（５）、上ノズル取付孔（６）の縦方向中心線は、取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の縦方向中心線と同一直線にあり、前記鋼注入孔（５）の上部は、上端開口の直径ｄ１が１９０～２１０ｍｍ、下端開口の直径ｄ２が１４０～１６０ｍｍ、高さｃが５５～８０ｍｍの円錐台形であり、前記鋼注入孔（５）の下部は、直径が上部円錐台の下端開口の直径と一致し、高さｂが２５０～２７０ｍｍの円筒状チャンネルであることを特徴とする、請求項１に記載のノズル受けレンガ。
- 前記上ノズル取付孔（６）の上部は、円錐台形であり、上ノズル取付孔の嵌合サイズは、上ノズルの外形サイズに応じて設計され、
前記取鍋ノズル受けレンガ本体（１）の外形は、外径Ｄが３８０～４００ｍｍ、高さＨが４７０～４９０ｍｍの円筒状であることを特徴とする、請求項１に記載のノズル受けレンガ。 - 通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御装置であって
通気性上ノズル受けレンガの手動吹き抜けモード及び自動ソフトブローモードの選択機能モジュールを有する１セットのアルゴンガスパイプシステム及び電気制御システムを設置し、取鍋内溶鋼の秤量信号を受信し、取鍋内の溶鋼正味重量の変化を計算し、アルゴンガス流量を同期調整し、
前記通気性上ノズル受けレンガは、請求項１に記載の微多孔質セラミック棒付き通気性上ノズル受けレンガであることを特徴とする、通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガス吹き制御装置。 - 前記アルゴンガスパイプシステムは、ガス源主経路、自動分岐経路、手動バイパス及び放散分岐経路に分けられ、ガス源主経路、自動分岐経路及び手動バイパスは、ガスバスバー（１８）を介して連通し、
ガス源主経路は、順に、ガス源主経路の第１のボール弁（９ａ）、第１の圧力計（１０ａ）、第１のガスフィルタ（１１ａ１）、第２のガスフィルタ（１１ａ２）、圧力調節装置（１２）、及び第１の圧力センサー（１５ａ）を含み、
自動分岐経路は、順に、自動分岐経路の第２のボール弁（９ｂ１）、第１の電磁弁（１３ｂ）、冶金用質量流量コントローラ（１４）、第２の圧力センサー（１５ｂ）、第２の圧力計（１０ｂ）、及び自動分岐経路の第３のボール弁（９ｂ２）を含み、
手動バイパスは、順に、手動バイパスの第４のボール弁（９ｃ）、及び手動調節弁（１６）を含み、
手動バイパスは、自動分岐経路の第２のボール弁（９ｂ１）、第２の電磁弁（１３ｃ）、冶金用質量流量コントローラ（１４）に並列接続され、自動分岐経路に故障が発生すると、手動で操作するためのものであり、
手動調節弁（１６）の後端には、順に第２の電磁弁（１３ｃ）、排気絞り弁（１７）を含む放散分岐経路が設置され、通気性上ノズル受けレンガに接続される吸気金属ホースを挿抜する必要があるとき、排気、圧力解放を行うために用いられることを特徴とする、請求項１３に記載のアルゴンガス吹き制御装置。 - 前記電気制御システムは、ネットワークスイッチ、アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣ、タッチパネル、及び連続鋳造基礎自動化システムを含み、
アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣ、タッチパネルは、制御ボックス内に設置され、アルゴンガス吹き制御システムＰＬＣ、タッチパネル、連続鋳造基礎自動化システムは、いずれもイーサネット通信を介してネットワークスイッチに接続され、取鍋内溶鋼秤量システムは、取鍋内溶鋼の重量を収集して、連続鋳造基礎自動化システムに送信し、イーサネット通信し、ネットワークスイッチを介してアルゴンガス吹き制御システムＰＬＣにアップロードすることを特徴とする、請求項１３に記載のアルゴンガス吹き制御装置。 - アルゴンガス吹き制御方法であって、
請求項１３に記載のアルゴンガス吹き制御装置を初めて使用し、取鍋が満たされたときに通気性上ノズル受けレンガにソフトブローする初期流量値を測定するステップ１であって、前記通気性上ノズル受けレンガは、請求項１に記載の通気性上ノズル受けレンガである、ステップ１と、
取鍋が連続鋳造取鍋ターンテーブルの注湯すべき位置になった後、金属ホースを用いて上記通気性上ノズル受けレンガの吸気管（４）をアルゴンガス制御装置のガス源出口と連通させ、取鍋が注湯位置に回転してから注湯を開始し、流下した直後に、アルゴンガスパイプシステムの手動バイパスを利用して、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜け、具体的には、上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けるまで、アルゴンガスパイプシステムのガス源主経路の圧力調節装置１２を調整することで、１～１０ｍｂａｒずつ圧力を大きく調整していくステップ２と、
鋼中の介在物の制御要件によって、ステップ２で吹き抜けた直後、異なる自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、
溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ１で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、
溶鋼注湯量が取鍋内溶鋼の総量の３０～１００％に達すると、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋注湯が終了し、連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止する第ステップ３とを含む、アルゴンガス吹き制御方法。 - ステップ１では、取鍋が満たされたときに通気性上ノズル受けレンガにソフトブローする初期流量値の測定においては、従来技術ではＬＦ精錬の後期に取鍋が満たされたときにソフトブローする際に、通気性レンガを取鍋の底部から吹き抜ける既存のアルゴンガスを閉じ、通気性上ノズル受けレンガのアルゴンガスと連通させ、アルゴンガス流量を徐々に増大するように調整し、取鍋内の溶鋼面のわずかな変動を観察し、溶鋼面が露出していない時のアルゴンガス吹き流量値を、取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値とし、
ステップ３では、鋼中の介在物の制御要件によって、以下の異なる自動ソフトブローモードを選択し、
（１）介在物の制御要件がないローエンド鋼種の場合、自動ソフトブローモードＡを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ１で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、溶鋼注湯量が取鍋内溶鋼の総量の３０～４０％に達すると、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋注湯が終了し、連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止し、
（２）介在物の制御要件があるミドルエンド鋼種の場合、ソフトブローモードＢを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ２で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、溶鋼注湯量が取鍋内溶鋼の総量の５０～６０％に達すると、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋注湯が終了し、連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止し、
（３）介在物制御が厳格なハイエンド鋼種の場合、ソフトブローモードＣを選択する：上記通気性上ノズル受けレンガを吹き抜けた直後、自動ソフトブローモードを起動し、アルゴンガスパイプシステムの自動主経路を利用してアルゴンガスを吹き、取鍋内の溶鋼正味重量の変化に応じて、アルゴンガス流量をリニア調整し、溶鋼注湯中のアルゴンガス流量の設定値＝取鍋内の残りの溶鋼正味重量÷取鍋が満たされた時の溶鋼正味重量×ステップ２で取鍋が満たされたときのソフトブローの初期流量値＋（２～５）ＮＬ／ｍｉｎであり、取鍋にスラグキャリーオーバが発生する又はスラグキャリーオーバ検出システムが警報を出すと、流量２～５ＮＬ／ｍｉｎを維持しながらアルゴンガスを吹き、取鍋が連続鋳造ターンテーブルの注湯すべき位置に戻ってから、アルゴンガス吹きを停止することを特徴とする、請求項１６に記載のアルゴンガス吹き制御方法。
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