JP3387522B2 - 溶融鋼を二次的に治金処理する装置及びその方法 - Google Patents

溶融鋼を二次的に治金処理する装置及びその方法

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マンネスマン・アクチエンゲゼルシャフト
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum

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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気炉又は転炉
等の溶解装置と、例えば連続鋳造装置等の鋳込み装置と
備えた連続の製造ラインの中に配置される、溶融鋼を
二次的冶金処理する装置及びその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】このような装置の原理及び個々のユニッ
トの技術的構成は例えば“Stahlu. Eise
n”誌(109(1989)、No.22、1047〜
1056頁)から公知である。この場合に、粗鋼の製造
はアーク炉又は転炉で行われ、次いで、溶融鋼は、二次
冶金処理するためのステーション(例えば下記のV
OD装置)に搬送され、最後に、連続鋳造装置で鋳込れ
るか又はインゴットケース鋳型で鋳込れる。
【0003】このような一連の処理から成る連続処理は
マンネスマン社発行のパンフレット“Mannesma
nn Demag Huettentechnik
6.13.3.11 E 08.09.2000”から
公知である。二次的治金処理のための装置としてはVO
D装置が用いられる。該VOD装置は、前記パンフレッ
ト中の説明付の図11に示されている特定量の製鋼を
製造するには、個々の装置又はそれらの容量の大きさ
は、連続した処理工程中で材料がスムーズに処理されて
流れるように調整される。
【0004】前記VODステーションの中での工程を図
1を参照しながら説明する。この工程は段階A−Fから
成る。
【0005】段階Aは、処理位置へ取鍋を搬送し、不活
性ガス供給管を接続し、不活性ガス射出強度を予調整
し、耐火材によりライニングされているか又は水冷され
ている蓋で容器を密閉するための時間である。
【0006】段階Bでは、実際の真空精錬が行われる
例えば鋼品質V2Aに対して、段階Bの初期において
C含有量を0.60%及びSi含有量を0.20%とし
た。変化する分析結果に対応して、段階Bをより短く又
はより長い時間とする
【0007】段階Cにおいては、工程段階Bの酸素精錬
に続いて仕上げ溶解を行う。
【0008】段階Dは、造滓剤(溶剤)及び還元剤を投
入するための時間である。耐火材から成る蓋が使用され
ている場合には、この時点で蓋を除去するために時間が
かかる。この点が、装置内蔵の水冷式蓋と異なる。
【0009】段階Eは、還元時間に対応する。この還元
時間は、溶融鋼の還元、脱ガス、脱硫のために必要な時
である
【0010】段階Fは、試料採取、温度測定、合金、
却用スクラップの添加、取鍋の蓋閉じ等の個々の動作を
含む分析及び調整及び温度測定の工程である
【0011】前置又は後置して接続されている生産装置
との関係で、図2〜図4に示されている処理の手順を採
用することが可能であり公知である。
【0012】図2に示す従来例1は、真空スタンドが
つのときの基本的処理順序及び処理時間を示す。図3に
示されている従来例2においては、別個に設けられた
浄スタンドでの溶融鋼の仕上げ処理を有する。
【0013】図4に示す従来例3は、第2の真空スタン
ドを有する。ここで、通常は水封じポンプと蒸気拡散ポ
ンプとから成る真空ポンプシステムが従来の技術ではた
だ1つしか設けられていないため、サイクル時間を更に
短縮することが、制限されている。
【0014】このような溶解装置−VOD装置−鋳込み
装置ラインから成る連続処理ラインの公知の構成には、
次の問題がある。それは、VOD装置の処理時間を短縮
することによって溶解装置及び鋳込み装置のサイクル時
間を大幅に短縮すること、及びこれらの3つの装置を互
いに良好に整合させることである。
【0015】溶解装置−VOD装置−鋳込み装置ライン
を一旦固定して設置してしまうと、ライン内での変更
は、コストをかけて付加的な冶金学的装置を設けるか、
又は還元処理後の溶融鋼仕上げ時間を別個の洗浄スタン
ドで移行させるかによってしか可能でない。冶金学的又
は鋳込み技術的な工程のサイクル時間を短縮するため
に、これらの工程を変更することは、前記の公知ライン
構成によってはできない
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前置
又は後置して接続されている溶解装置及び鋳込み装置の
サイクル時間に対して、VOD処理時間を整合させる解
決方法を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】通常、水封じポンプ(ロ
ータリーポンプ)と、真空装置の実際の核心部である蒸
気拡散ポンプとの組合せから成る公知のVOD装置から
出発する。上記課題は本発明の請求項1に上位概念とし
て記載した装置部分において、請求項1の特徴部分に記
載の特徴により解決される。本発明の有利な実施例は、
請求項2から請求項5に記載されている。請求項6の上
位概念に記載の溶解処理するための方法は、その特徴部
分に記載の特徴により改善される。本発明の方法の有利
な実施例は請求項7に記載されている。
【0018】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づき図5から図7
を参照しながら詳細に説明する。
【0019】図6において、真空スタンド1(容器1)
により示されている第1行は、図1で説明した、VOD
装置の中の溶融鋼の通常の処理過程を示す。ただし、段
階Fがコンディショニングスタンドで行われる点が図1
と異なる。
【0020】図7は、本発明装置の概念図である。 図6
において、すべての準備作業(時間区間A)が終了する
と、時間区間Bにおいて、図7に示すように、遮断装置
9、9′、12が閉じられ遮断装置12′が開かれてい
る状態で水封じポンプ5′のスイッチが入れられること
により、吸気導管10、11′を介して容器1内の空気
が吸引され、例えば180ミリバールの中程度の真空が
図7の容器1の中で発生する。この中程度の真空は1バ
ールから200ミリバールの範囲の圧力状態である。
の時間区間Bで取鍋2の中の溶融鋼に酸素供給装置6′
により酸素が吹き込まれて、酸素富化すなわち酸素精錬
が行われる。酸素供給は酸素の槍状ビーム(oxyge
n lance)を介しても行われることが可能であ
る。
【0021】この時間区間Bの終り近くで溶融鋼からの
ガス発生が徐々に弱くなると、遮断装置9′が開かれ、
遮断装置12′が閉じられる。これにより容器1は水封
じポンプ5及び蒸気拡散ポンプ4により所望のある特定
の真空度の真空にされる。この真空度は前記中程度の真
空度より高い真空度である。この時間区間Bの間、酸素
の吹込みが続行されることが可能である。酸素富化すな
わち酸素精錬が終了すると、洗浄ガスが導入されて仕上
げ溶解を行う時間区間C及び還元精錬を行う時間区間E
が続く。
【0022】容器1の中でこの処理が行われている間
に、真空スタンド2(容器1′)の中に別の取鍋2が挿
入され、第1の取鍋2で行われた前述の処理と同様の処
理が行われる。すなわち遮断装置12が開かれ、これに
より容器1′の中で中程度の真空が水封じポンプ5′に
より導管10、11を介して発生する。
【0023】容器1の中に収容された第1の取鍋2にお
ける処理時間Eが終了すると同時に、容器1′の中の溶
融鋼の前処理が終了する。
【0024】容器1における最初の溶融鋼は図7には図
示されていない凝縮スタンドに移され鋼材となる。その
とき容器1は第3の取鍋を受け入れる状態となり、他方
容器1′は遮断装置を適宜作動させることにより高い真
空にすることができる。
【0025】この例では、中程度の真空を発生するため
の装置として水封じポンプ5′が用いられ、高い真空を
発生するためには水封じポンプと蒸気拡散ポンプ
の組合せが用いられる。しかし、中程度の真空を発生さ
せるために、蒸気拡散ポンプに対応する装置を用いるこ
とも可能である。
【0026】本発明の解決方法により、溶融効率をあげ
て、前置して接続及び後置して接続されている溶融及び
鋳込み装置の稼動率を向上することができる。
【0027】本発明により、少ない投資コスト及び稼働
コスト、真空装置の高い稼動率をあげることができ、溶
融及び鋳込み装置のサイクル時間に対するVOD処理時
間をより良好に整合させて装置の生産能力を高めること
ができる
【0028】図5にはアーク炉又は転炉及び連続鋳造装
置での本発明の解決方法における時間図式が示されてい
る。真空装置のサイクル時間は55分である。本発明の
解決方法により得られる効果は、次の表1から分かる。
表1には本発明の解決方法が処理時間、生産性、装置重
量に与える影響も示されている。
【0029】
【表1】
【0030】従来と同一のサイクル時間と仮定すると、
本発明によるこれらの影響は、それぞれ前置又は後置接
続されている溶融装置及び鋳込み装置にも現れる。例え
ば図4の従来例3と比較して、本発明によれば従来と
一の生産性を達成するためには、溶融装置及び真空装置
及び連続鋳造装置のそれぞれの装置重量は100t(ト
ン)から54t(トン)へ減少させることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】VODステーション内の処理工程における時間
経過を表す時間線図である。
【図2】公知の解決方法の従来例1を示す時間線図であ
る。
【図3】公知の解決方法の従来例2を示す時間線図であ
る。
【図4】公知の解決方法の従来例3を示す時間線図であ
る。
【図5】本発明に係る処理工程における時間経過を示す
時間線図である。
【図6】本発明に係る処理工程における時間経過を示す
時間線図である。
【図7】本発明の装置の概念図である。
【符号の説明】
1、1′ 真空スタンド(容器) 2 取鍋 3、3′、3″ 吸気導管 4 蒸気拡散ポンプ 5、5′ 水封じポンプ 6、6′ 酸素供給装置 7、7′ 添加物質 8、8′ ガス供給管 9、9′ 遮断装置 10、10′ 吸気導管 11、11′ 吸気導管 12、12′ 遮断装置
フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン・デルピンクハウス ドイツ連邦共和国、ヴェー 4130 メル ス 1、ブリーガー・シュトラーセ 53 (72)発明者 ホルスト・ディーター・シェーラー ドイツ連邦共和国、ヴェー 4100 デュ イスブルク 1、ルーターシュトラーセ 28 (56)参考文献 特開 昭52−43708(JP,A) 特開 昭49−110523(JP,A) 実開 平3−125050(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21C 7/10

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融鋼を収容する真空化可能な容器
    (1、1′)と、溶融鋼に酸素を供給する酸素供給装置
    (6、6′)と、溶融鋼へ添加物質(7、7′)供給
    するための装置とがそれぞれ設けられた2つの真空スタ
    ンドを備え、溶解装置と鋳込み装置とを有する連続製造
    ラインの中に設けられている、溶融鋼を二次的治金
    理する装置において、水封じポンプ (5′)から成る中程度の真空を発生する
    ための第一の真空装置と、水封じポンプ(5)と蒸気拡
    散ポンプ(4)とから成る強い真空を発生するための
    二の真空装置とが設けられ、各々の容器(1、1′)が
    選択的に第一の真空装置又は第二の真空装置のいずれか
    一方のみに接続可能であり、かつ、第一の真空装置が一
    方の容器(1)に接続されている間は、第二の真空装置
    が他方の容器(1′)に接続されることが可能であるこ
    とを特徴とする溶融鋼を二次的冶金処理する装置。
  2. 【請求項2】 前記容器(1、1′)が、取鍋(2)を
    収容することが可能なように形成されていることを特徴
    とする請求項1に記載の溶融鋼を二次的冶金処理する
    装置。
  3. 【請求項3】 前記容器(1、1′)が、真空密な蓋
    備えていることを特徴とする請求項1に記載の溶融鋼を
    二次的冶金処理する装置。
  4. 【請求項4】 前記容器(1、1′)が、溶融鋼の中に
    ガスを導入するための装置(8、8′)を備えたことを
    特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1つ
    の請求項に記載の溶融鋼を二次的冶金処理する装置。
  5. 【請求項5】 前記容器(1、1′)が、第二の真空装
    へ導く導管(3)の分岐導管(3′)に接続され、
    管(3)から分岐導管(3′)に分岐する分岐個所
    (3″)と容器(1、1′)との間に遮断装置(9、
    9′)が配置され、水封じポンプ(5′)に通じる吸気
    導管(10)が、その分岐導管(11、11′)遮断
    装置(12、12′)を介して、容器(1、1′)と
    それぞれの遮断装置(9、9′)との間の導管3′、
    3′に接続されていることを特徴とする請求項1から請
    求項4のうちのいずれか1つの請求項に記載の溶融鋼を
    二次的冶金処理する装置。
  6. 【請求項6】 酸素を供給しながら溶融鋼を精錬する第
    の段階と、酸素供給に続いて溶融鋼を仕上げ溶解する
    第2の段階と、溶融鋼に還元剤を添加し次いで溶融鋼を
    脱ガス処理及び脱硫処理する第3の段階と、溶融鋼の
    析及び修正調整及び合金を行う第4の段階とを有し、
    少なくとも1つの段階が、2つの容器の中に収容されて
    いる各々の溶融鋼が真空にさらされた状態で行われる
    前記請求項1から請求項5のいずれか1つの請求項に記
    載の装置を用いて溶融鋼を二次的冶金処理する方法に
    おいて、 一方の溶融鋼が中程度の真空の下で処理されている間
    に、他方の溶融鋼が高い真空の下で処理されるように、
    それぞれの溶融鋼が時間的にずらされて中程度の真空と
    高い真空とに交互にさらされることを特徴とする溶融鋼
    二次的冶金処理するための方法。
  7. 【請求項7】 前記中程度の真空の真空度が1バールか
    ら200ミリバールの領域内であり、前記高い真空がこ
    の領域より高い値で発生されることを特徴とする請求項
    6に記載の真空下で溶融鋼を二次的冶金処理するため
    の方法。
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