JP2820430B2 - 金属溶解炉からの溶融金属排出制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は高炉等の金属溶解炉からの溶融金属排出制御
方法に関するものである。

＜従来の技術＞ 金属溶解炉からの溶融金属の排出は炉底部に設けた排
出口から行われている。例えば高炉の出銑口は一定時間
毎に開孔機による開孔とマッドガンによる閉塞とを繰り
返し、出銑樋を介して溶銑、溶滓を炉外へ導いている。

開孔機は、出銑口の開孔を機械化によって行う装置で
あり、空気式によりドリルとハンマがガイドチャンネル
上を摺動しながら前後進できるようになっている。出銑
口の開孔に際し、まず開孔機のドリルによって炉内1m程
度まで開孔し、その後、打込棒をハンマリングによって
打込み、引抜きを行って開孔する。ガイドチャンネルは
開孔後引き上げ旋回退避させ、出銑作業に支障のないよ
うにしてある。

マッドガンは耐火物の混練マッドを出銑口に圧入して
閉塞する装置で、旋回、傾動、保持、マッド押出しの４
機構を持っている。各出銑の終わりにマッドガンは旋回
し出銑口上に停止し、傾動動作で出銑口角度となり、マ
ッドガンノズルは出銑口に圧着されてからマッドを押出
し、閉塞に必要なマッドを炉内に押込んで閉塞を行う。

前述の開孔機による出銑口の開孔作業およびマッドガ
ンによる出銑口の閉塞作業は機械化されているとはい
え、熟練した作業者による操作が必要であるため、高炉
操業における省力化の大きなネックになっている。

また開孔機による開孔とマッドガンによる閉塞とを繰
り返すと耐火物により構成されている出銑口が損傷する
ため出銑口の補修作業を頻繁に行わなければならず、更
には、マッド材が次第に脆くなってくるため出銑口の口
径は徐々に拡大し、これに伴って出銑滓時間のコントロ
ールが困難となる。

出銑口の開孔作業を省力化するものとして特公昭61−
23241号公報に出銑口閉塞マッドにレーザを照射し、そ
の照射部にO₂ガスを吹きつけつつ開孔する方法が開示さ
れている。この方法によれば機械式開孔機は不要となる
ので利点は大きいが、未だに出銑口の開孔を可能とする
大容量のレーザ照射装置がなく実用化に問題がある。レ
ーザ照射装置が実用化されたとしても出銑口の閉塞作業
は依然としてマッドガンによって行う必要があるため全
自動化が困難である。

＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明は前述従来技術の問題点を解消し、高炉等の金
属溶解炉に設けられた排出口からの溶融金属の排出開始
および排出停止などの金属溶解炉からの溶融金属の排出
および停止に必要な一連の作業を全自動化することがで
きる金属溶解炉からの溶融金属排出制御方法を提供する
ことを目的とするものである。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成する本発明の金属溶解炉からの溶解金
属排出制御方法は、金属溶解炉の排出口に接続して溶融
金属排出管を炉内側から炉外側に上向きに傾斜させて設
けると共に、前記溶融金属排出管を取り囲んで炉内側お
よび炉外側に冷却水を給排水できる電磁コイルを有しそ
れぞれ独立に制御される誘導加熱装置を連設し、前記炉
内側の誘導加熱装置を通電による加熱手段として使用す
ることによって当該部における溶融金属排出管内の溶融
金属の凝固を防止し、かつ前記炉外側の誘導加熱装置を
複数に区分し、溶融金属排出開始にあたっては、該各区
分を加熱手段として炉内側から炉外側に順次通電するこ
とによって、当該部における溶融金属排出管内の凝固金
属を溶融させ、前記溶解炉からの溶融金属排出開始を行
い、一方、溶融金属排出停止にあたっては、前記炉外側
の誘導加熱装置の各区分を冷却手段として通電を停止
し、前記電磁コイルの冷却水による冷却に切替え使用す
ることによって当該部における溶融金属排出管内の溶融
金属を凝固させ、前記溶解炉からの溶融金属排出停止を
行うことを特徴とするものである。

＜作用＞ 金属溶解炉の操業中においては、炉内側の誘導加熱装
置は継続して通電状態が保持され、炉内側の溶融金属排
出管内の金属が凝固しないよう誘導加熱により溶融させ
てある。このため、炉内側の溶融金属排出管内の溶融金
属は排出口を介して炉内の溶融金属と溶融状態で連通し
ている。

一方、炉外側の誘導加熱装置は、複数に区分された構
造とされ、金属溶解炉から溶融金属を排出するとき以外
には、炉外側の誘導加熱装置の各区分は通電しないで冷
却手段のみを使用し、炉外側の溶融金属排出管内に凝固
した金属を存在させて閉塞することによって金属溶解炉
内の溶融金属の排出を停止する。金属溶解炉から溶融金
属を排出する際には、炉外側の誘導加熱装置の各区分の
うち炉内側から外側に順次通電して、溶融金属排出管の
炉外側の凝固金属を溶融させると、炉内側の溶融金属排
出管内には予め溶融金属が存在するので炉内に貯溜され
ている溶融金属は排出口および溶融金属排出管を介して
炉外に排出される。

金属溶解炉から溶融金属の排出作業が終わった時点
で、炉外側の誘導加熱装置の通電を停止して冷却手段の
みを使用し、炉外側の溶融金属排出管内の溶融金属を再
び凝固させて閉塞し、炉内からの溶融金属の排出を停止
する。

以上のように、炉外側の誘導加熱装置の加熱手段およ
び冷却手段を切替え使用し、溶融金属排出管内に存在す
る金属の溶融および凝固を繰り返すことによって金属溶
解炉からの溶融金属の排出および停止作業を自動的に行
うことができる。

＜実施例＞ 以下本発明を高炉の出銑口に適用した場合の実施例に
ついて説明する。

第１図は高炉１の炉下部に設けた出銑口２に接続した
溶銑排出管３から高炉１内の溶銑４を溶銑樋５に排出し
ている状況を示している。溶銑排出管３には、その外周
を取囲んで炉内側の誘導加熱装置6aおよび炉外側の誘導
加熱装置6bが連設されており、それぞれは独立に制御す
るようになっている。

溶銑排出管３は第１図のＡ部詳細図に示すように非磁
性管3aの内部に耐火物3bをライニングして中空にした構
造である。溶銑排出管３を取り囲む誘導加熱装置6a,6b
はスパイラル状の銅パイプからなる電磁コイル７と絶縁
体８からなっている。誘導加熱装置6aおよび6bの電磁コ
イル７の中には給水側銅パイプ7a,7cおよび排出側銅パ
イプ7b,7dがそれぞれ接続されていて冷却水を給排水で
きるようにしてある。また銅パイプ7aと7bおよび7cと7d
間にはそれぞれ誘導電流発生装置9a,9bが接続されてお
り、各電磁コイル７に通電するようになっている。

高炉１の操業中において、炉内側の誘導加熱装置6aに
誘導電流発生装置9aから継続的に通電すると共に銅パイ
プ7a,7bを介して冷却水を給排水しながら炉内側の溶銑
排出管３内の溶銑が凝固しないように誘導加熱して常に
溶融状態にしてある。このため、炉内側の溶銑排出管３
内の溶銑は出銑口２を介して炉内の溶銑４と溶融状態で
連通している。

一方、高炉１の出銑口２から溶銑４を出銑するときの
他は、第２図に示すように炉外側の誘導加熱装置6bには
通電しないで、銅パイプ7c,7dの冷却水のみを給排水す
ることによって炉外側の溶銑排出管３内に凝固銑鉄4aを
存在させて閉塞させておく。

そして、高炉１の出銑口２から溶銑４を出銑する際
に、炉外側の誘導加熱装置6bに冷却水を給排水を継続し
た状態で誘導電流発生装置9bから通電を開始して電磁コ
イル７により炉外側の溶銑排出管３内の凝固銑鉄4aを誘
導加熱して溶融させる。凝固銑鉄4aが溶融したら第１図
に示すように炉内側の溶銑排出管３内には溶銑が存在す
るので高炉１内の溶銑４は出銑口２および溶銑排出管３
を介して溶銑樋５に排出される。このとき溶銑排出管３
からの溶銑排出量の制御は誘導加熱装置6a,6bによる溶
銑の温度を制御することによって行う。すなわち誘導加
熱を強化して溶銑排出管３内を流れる溶銑の温度を高く
すると溶銑排出量が大きくなり、誘導加熱を弱めて溶銑
の温度を低くすると溶銑排出量を小さくすることができ
る。

高炉１からの出銑が終わった時点で炉外側の誘導加熱
装置6bへの通電を停止し、給排水用の銅パイプ7c,7dに
よる冷却水の給排水のみを継続することによって炉外側
の溶銑排出管３内の溶銑を再び凝固させ、第２図に示す
ように凝固銑鉄4aにより溶銑排出管３内の炉外側を閉塞
して高炉１からの出銑を停止する。

第３図は炉外側の誘導加熱装置6bをB₁およびB₂に２区
分した構造にするものを示しており、炉外側の溶銑排出
管３内を閉塞する場合には誘導加熱装置6bの２区分B₁お
よびB₂を冷却水のみによる冷却に切替えることによって
溶銑を迅速に冷却して閉塞時間の短縮を図る。

また出銑に先立って、炉外側の誘導加熱装置6bの２区
分のうち炉内側のB₁区分に通電してこの部分の溶銑排出
管３内の凝固銑鉄を誘導加熱して出銑の準備を行ってお
く。引続き炉外側のB₂区分に通電してこの部分の凝固銑
鉄を誘導加熱して溶融する。このように２段階の誘導加
熱により炉外側の溶銑排出管３内の凝固銑鉄の溶融を迅
速に行って予定時間に出銑を行うようにする。

なお、炉外側の誘導加熱装置6bは３区分以上に更に多
区分することも可能である。

溶銑排出管３内の溶銑が凝固を完了するまでに炉外に
流出すると凝固銑鉄4aの残留が少なくなり閉塞が不十分
になる危険性があるので、溶銑排出管３を炉内側から炉
外側に上向きに傾斜させて溶銑排出管３内に溶銑が残留
するようにする。

溶銑排出管３内の溶銑が流出するのを確実に防止する
ため、第４図に示すように溶銑排出管３の炉外側端部に
揺動式栓10を配設し、揺動式栓10によって溶銑排出管３
の先端開口を塞いで溶銑を残留させ冷却により凝固銑鉄
を形成させて閉塞するようにすることができる。

また第５図および第６図に示すように鉄芯11aとコイ
ル11bからなる静止磁場発生装置11を炉外側の誘導加熱
装置6bの外周に鉄芯11aのＳ極とＮ極を対向させて設置
し、形成される静止磁場に直交する形で流れる溶銑流を
減速あるいは停止させて冷却することにより閉塞させる
ようにすることもできる。

＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明の金属溶解炉からの溶融金
属排出制御方法によれば下記の効果を奏する。

（１）炉外側の溶融金属排出管内における溶融金属の凝
固と溶融を繰り返すだけで自動的に溶融金属の排出およ
び停止を制御できる。

（２）誘導加熱により温度が制御されるので溶融金属排
出管の耐火物寿命が延長される。

（３）出銑樋やマッド材が不要となるので耐火材の大幅
なコストダウンが図れる。

（４）溶融金属排出管を長くすることができるので長距
離輸送が可能となり高炉等の鋳床における関連設備を合
理化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明の実施例に係る溶
銑排出管からの溶銑排出状況および溶銑排出管の閉塞状
況を概略断面で示す説明図、第３図は炉外側誘導加熱装
置を２区分した実施例を示す概略断面図、第４図は揺動
式栓を用いる本発明の他の実施例に係る概略断面図、第
５図は静止磁場発生装置を用いる本発明の更に他の実施
例に係る概略断面図、第６図は第５図のＡ−Ａ矢視を示
す正面図である。 １…高炉、２…出銑口、３…溶銑排出管、４…溶銑、５
…溶銑樋、６…誘導加熱装置、７…電磁コイル、８…絶
縁体、９…誘導電流発生装置、10…揺動式栓、11…静止
磁場発生装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属溶解炉の排出口に接続して溶融金属排
   出管を炉内側から炉外側に上向きに傾斜させて設けると
   共に、前記溶融金属排出管を取り囲んで炉内側および炉
   外側に冷却水を給排水できる電磁コイルを有しそれぞれ
   独立に制御される誘導加熱装置を連設し、前記炉内側の
   誘導加熱装置を通電による加熱手段として使用すること
   によって当該部における溶融金属排出管内の溶融金属の
   凝固を防止し、かつ前記炉外側の誘導加熱装置を複数に
   区分し、 溶融金属排出開始にあたっては、該各区分を加熱手段と
   して炉内側から炉外側に順次通電することによって、当
   該部における溶融金属排出管内の凝固金属を溶融させ、
   前記溶解炉からの溶融金属排出開始を行い、 一方、溶融金属排出停止にあたっては、前記炉外側の誘
   導加熱装置の各区分を冷却手段として通電を停止し、前
   記電磁コイルの冷却水による冷却に切替え使用すること
   によって当該部における溶融金属排出管内の溶融金属を
   凝固させ、前記溶解炉からの溶融金属排出停止を行うこ
   とを特徴とする溶解炉からの溶融金属排出制御方法。