JP3995842B2 - 真空脱ガス設備のランスシール装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鋼を対象として真空脱ガス処理による２次精錬を行う真空脱ガス設備において、真空脱ガス槽内に酸素・燃料・粉体等を吹き込むためのランスのシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶鋼の２次精錬を行うＲＨ式脱ガス設備、ＤＨ式脱ガス設備等において、真空脱ガス処理中に真空脱ガス槽内に酸素・燃料・粉体等を吹き込むランスは、このランスによる吹き込み（例えばランスから酸素吹き込み）が終了した後、脱ガス槽内上部で次の吹き込みまで待機させている。この待機中のランス下端のノズル部は、脱ガス処理中に溶鋼スプラッシュが付着して円滑な吹き込みができなくなることから、ランスノズルから不活性ガスを吹き出して、溶鋼スプラッシュが付着するのを防止している。
【０００３】
例えば特開平７−３１６６３４号公報には、真空脱ガス処理中に脱ガス槽内に待機させたバーナーランスのガス噴射口（ノズル）において、脱ガス処理中の溶鋼スプラッシュの付着によるノズル閉塞を防止するために、バーナーランスのガス噴射口（ノズル）から不活性ガスを脱ガス槽内に吹き出すことが開示されている。また実開昭６３−１５８９６７号公報には、グランドパッキンの上部にインフラートシールを配置して、ランスと脱ガス槽との真空シールを行うランスシール装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
溶鋼の２次精錬を行うＲＨ式脱ガス設備、ＤＨ式脱ガス設備等においては、脱ガス槽の下流側に配置するポンプ（真空排気装置）で溶鋼から発生するガスを、脱ガス槽を介して排気することにより脱ガス槽内を真空にして真空脱ガス処理を行っている。この際溶鋼から発生するガスの量は真空脱ガス処理状態によりそれぞれ変化するため真空排気装置はすべての真空脱ガス処理状態におけるガスを排気する能力を有さなくてはならない。例えば蒸気を駆動源とする蒸気エゼクター式の真空排気装置の場合の排気能力は、使用する蒸気量とエゼクターの形状によって決定される。
【０００５】
特開平７−３１６６３４号公報に開示されているように、真空脱ガス処理中にバーナーランスから不活性ガスを脱ガス槽内に吹き込むと、真空排気装置は溶鋼から発生するガスに加えて、この不活性ガスをも排気する排気能力を有さなくてはならない。
例えば０．５Torrの状態で１０００ｋｇ／Ｈの常温空気を３０ｔ／Ｈの蒸気を使用して排気できる真空排気装置の場合は、バーナーランスのガス噴射口から２００Ｎｍ³ の不活性ガス（アルゴンガス）を脱ガス槽内に吹き込むとすると、真空排気装置は０．５Torrで１３５０ｋｇ／Ｈの常温空気を排気できる能力を有さなくてはならない。
一般に、この種の真空排気装置の場合にはその排気能力の約３０倍程度の蒸気量が必要とされるため、１３５０ｋｇ／Ｈの常温空気を排気するためには、約４０ｔ／Ｈ程度の大量の蒸気量が必要となる。
【０００６】
また、新規に脱ガス槽内に酸素・燃料・粉体等を吹き込むランスを有する真空脱ガス設備を設置する場合、例えば特開平７−３１６６３４号公報に開示されているように、ランスのガス噴射口（ノズル部）での溶鋼スプラッシュの付着による閉塞を防止するため、不活性ガスを脱ガス槽内に吹き出す方式のランスの設置すると、前記したように、かなり大きな排気能力を有する真空排気装置を設置しなければならない。
その結果、使用するユティリティー量の増加によるランニングコストの増加、真空排気装置の大型化などによるイニシャルコスト増加等の問題が生じる。
また、既存の真空脱ガス槽内に酸素・燃料・粉体等を吹き込むランスを増設する場合は、ランスからの不活性ガスによってガス量が増加するため、既存の真空排気装置の排気能力では不足することが考えられ、これにより真空脱ガス処理時間の延長や到達真空度の悪化を招き、真空脱ガス設備としての機能に悪影響を及ぼす等の問題が生じる。
【０００７】
このような問題の発生を回避するために、真空排気装置の増強が考えられるが、前記したようなイニシャルコストおよびランニングコストの増加につながる。また既存設備の場合では、ランス装置の設置、増設が不可能な場合もあるなど、十分な対策とはならない。
このような技術の現状に鑑みて本発明は、真空脱ガス槽内に酸素・燃料・粉体等を吹き込むためのランスを設けた真空脱ガス設備において、真空脱ガス処理中に該ランスを脱ガス槽の上方で待機させる場合に、ランスノズル部への溶鋼スプラッシュ付着を、ランスからの不活性ガス吹き出しを行うことなく防止できる、簡易構造でメンテナンスも容易である安価なランスシール装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明の要旨とするところは、真空脱ガス設備内に、真空脱ガス処理中に脱ガス槽内に酸素・燃料・粉体を吹込むランスと脱ガス槽との真空シールをするために設置するランスシール装置において、シール装置のシール部下方に遮断弁を設けて脱ガス槽とシール部下部を遮断可能にし、待機中のランスの下端部を遮断弁とシール部下部間に待機可能にし、前記遮断弁は旋回軸を介した水平旋回によりランス挿入孔を開閉可能とし、前記旋回軸を介して前記遮断弁を水冷構造とし、前記遮断弁の下部に弁座の役目を兼ねるスクレーパーを配置したことを特徴とする真空脱ガス設備のランスシール装置にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、真空脱ガス設備に設けた脱ガス槽内に酸素・燃料・粉体を吹き込むランスにおいて、このランスと脱ガス槽との真空シールを目的として設置するランスシール装置であって、ランスのシール部下方に遮断弁を開閉可能に設け、真空脱ガス処理中に待機中のランスのノズル部を、遮断弁とシール部の間に位置させた後、遮断弁を閉じランスノズル部を脱ガス槽から遮断することにより、溶鋼スプラッシュがランスノズル部に付着するのを防止すると共に、ランスノズルから不活性ガスを吹き出すことをなくするようにしている。
【００１０】
ここで用いる遮断弁を、駆動装置で旋回して開閉動作する旋回式の遮断弁とし、この遮断弁の下面に付着した溶鋼スプラッシュはスクレーパーを設けることにより掻き落とすことができる。このスクレーパーで遮断弁を支持する弁座の役目を兼ねることも可能である。
また、遮断弁に水冷構造を組み込むことにより、遮断弁の熱変形を防止して、遮断弁の機能を長期に維持するとともに、遮断弁の下面に溶鋼スプラッシュが付着しても剥離を容易にする。
【００１１】
【実施例】
以下に本発明のランスシール装置の実施例を、図１〜図２に基づき説明する。
この実施例は、本発明を、溶鋼の２次精錬を行う真空脱ガス処理設備において脱ガス処理中に脱ガス槽内に酸素・燃料・粉体を吹き込むランスシール装置として適用するものである。
図１において、このランスシール装置１は、ケーシング１ａと、このケーシングに組み込んだグランドパッキン２、インフラートシール３、ランス待機室４、遮断弁５および遮断弁旋回駆動用シリンダー６、脱ガス槽７への取付部８等で構成されている。
【００１２】
ランスシール装置１でシールされるランス９は、ランス昇降中はグランドパッキン２でシールを行い、ランス停止後インフラートシールを加圧して、グランドパッキン２とインフラートシール３により真空シールされた状態で昇降可能であり、取付部８に形成されたランス挿入孔１０から脱ガス槽７内に装入して脱ガス槽７内に酸素・燃料・粉体を吹き込み、吹き込み後は次回の吹き込みまでノズル部９ｎを、脱ガス槽７の上方に設けたランス待機室４内まで上昇させて待機させる。
遮断弁５は、駆動用シリンダー６により旋回軸１１を介して水平旋回し、挿入孔１０を開閉可能としており、図２（ｂ）に示すように、ランス９をランス挿入孔１０に挿入しているときは開とし、図２（ａ）に示すように、ランスノズル部９ｎをランス待機室４まで上昇させたときは閉として待機室を遮蔽し、脱ガス槽７で脱ガス処理中に発生した溶鋼スプラッシュ１２がランス待機室４に侵入することを防止する。
【００１３】
この遮断弁５は、閉の際に下面が取付部８の上端部に設けたスクレーパー１３で安定支持される。
ここでスクレーパー１３は、遮断弁５の下面に溶鋼スプラッシュ１２が付着した場合には、開閉の際に掻き落として、開閉を円滑に行うことができる。
遮断弁５は、旋回軸１１を介して接続された水冷配管１５が内臓配置されている。またこの遮断弁の旋回軸１１は、Ｏリング１６によりシールされ、外部からの大気の侵入を防止できるようにしている。
【００１４】
この実施例のランスシール装置１を備えた真空脱ガス設備においては、真空脱ガス処理中に酸素等を吹き込んだランス９を、吹き込み終了後、上昇させてノズル部９ｎをランス待機室４に位置させ、旋回駆動用シリンダー６により遮断弁５を旋回させ遮断弁を閉じて、ランス待機室４と脱ガス槽７とを遮断（縁切り）することができる。
従って、脱ガス槽７からの溶鋼スプラッシュ１２は、遮断弁５に付着する可能性があるが、遮断弁５によって脱ガス槽７と遮断されたランス待機室４で待機中のランス９には付着することはないので、待機中ランスノズルから不活性ガスを吹き出す必要はなくなる。
【００１５】
この遮断弁５は高熱にさらされるが、水冷構造１４を有しているので、熱変形を防止して遮断弁機能を長期に安定維持することができ、また水冷されているため、遮断弁５への溶鋼スプラッシュ１２が付着しても剥離しやすく、スクレーパー９で容易に掻き落とすことが可能となる。
【００１６】
なお遮断弁５は、ランス９の昇降と連動させて、操業スケジュールに応じ自動的に開閉できるようにすることも可能である。
また本発明は、上記の実施例の内容に限定されるものではなく、本発明請求項の範囲内で変更することは自在である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のランスシール装置においては、遮断弁で脱ガス槽と遮断した状態で待機させるため、ランスへの溶鋼スプラッシュの付着がなく、従ってランスからの不活性ガス吹出しを行うことなく、大容量の排気能力を持った真空排気設備が不要であり、ランニングおよびイニシャルコスト負担を小さくすることができる。また複雑な機構を必要としないため、安価でメンテナンスも容易であり、既存設備へのランス装置の設置も容易である。
さらに、ランスを脱ガス槽と遮断した状態で待機させるので、脱ガス槽からの溶鋼スプラッシュや熱影響によるランスノズルの損傷が軽減され、ランスの寿命延長が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のランスシール装置の実施例を示す断面説明図。
【図２】図１のランスシール装置における遮断弁の構造を示す平面説明図で、（ａ）図は遮断弁が閉の状態を示し、（ｂ）図は遮断弁が開の状態を示す。
【符号の説明】
１ ：ランスシール装置 １ａ：ケーシング
２ ：グランドパッキン ３ ：インフラートシール
４ ：ランス待機室 ５ ：遮断弁
６ ：旋回駆動用シリンダー
７ ：脱ガス槽 ８ ：取付部
９ ：ランス ９ｎ：ランスノズル部
１０ ：ランス挿入孔 １１ ：旋回軸
１２ ：溶鋼スプラッシュ １３ ：弁座（スクレーパー）
１４ ：水冷構造 １５ ：冷却水管
１６ ：Ｏリング

Claims (1)

1. 真空脱ガス設備内に、真空脱ガス処理中に脱ガス槽内に酸素・燃料・粉体を吹込むランスと脱ガス槽との真空シールをするために設置するランスシール装置において、シール装置のシール部下方に遮断弁を設けて脱ガス槽とシール部下部を遮断可能にし、待機中のランスの下端部を遮断弁とシール部下部間に待機可能にし、前記遮断弁は旋回軸を介した水平旋回によりランス挿入孔を開閉可能とし、前記旋回軸を介して前記遮断弁を水冷構造とし、前記遮断弁の下部に弁座の役目を兼ねるスクレーパーを配置したことを特徴とする真空脱ガス設備のランスシール装置。

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