JP5155046B2

JP5155046B2 - 取鍋の使用方法

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Publication number: JP5155046B2
Application number: JP2008182320A
Authority: JP
Inventors: 徹二床並; 典央坂口; 国夫野坂
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2028-07-14
Also published as: JP2010017756A

Description

本発明は、取鍋の使用方法に関する。

この種の技術として特許文献１（特開平３−１６９４７４号公報）は、取鍋内張りの残厚の測定方法を開示する。この残厚測定方法は、予め取鍋の鉄皮温度とその内張り残厚との関係基準指標を作成しておき（第２頁左下第１９行目〜同右下第６行目）、取鍋に受湯した後に、赤外線センサーで鉄皮温度を検出し、上記の関係基準指標に基づいて、内張りの残厚を間接的に測定する手順となっている。

また、特許文献２（特開２０００−１６７６５７号公報）は、取鍋底部の異常判定方法を開示する。この異常判定方法は、取鍋内の溶鋼を鋳造後、排滓した後、取鍋の底部の鉄皮の温度を測定し、鉄皮の局所的高温部位を検知して、鉄皮の異常を判定する手順となっている。

上記特許文献１のように、取鍋の鉄皮温度に基づいて内張りの残厚を測定する技術に関しては種々の報告が散見されるが、その効果としてはどれも似たようなもので、即ち、上記特許文献１に記載されているように、『耐熱容器（取鍋に相当）内張り材の溶損による使用限界を的確に判断して、内張り補修又は取替えを行』（第３頁右下第９〜１１行目）えるといったものである。

本願発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、上記の残厚測定技術を全く異なる視点から活用する方法を提案することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、本願出願人らは、鋭意創造の末、上記の取鍋の耐火物で最も溶損し易い箇所は酸化物であるスラグが直に接するスラグライン部であるという事実と、このスラグライン部の溶損は工程の種別により程度に差があるという事実と、の二つの技術的背景をうまく組み合わせ、以下の発明を完成させた。

次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本願発明の観点によれば、転炉から受鋼し、ガスを吹き込んで溶鋼を攪拌することで精錬し、そして連続鋳造するために用いる取鍋の使用は、以下のような方法で行われる。即ち、上記精錬の際、前記取鍋の鉄皮のうちスラグライン部に相当する鉄皮の温度を測定し、上記鉄皮の温度と、所定の閾値と、を比較し、上記鉄皮の温度が上記所定の閾値を上回ったら、上記精錬を中断して、中断した上記精錬に代えて、真空脱ガス精錬又は簡易取鍋精錬を実施する。上記特許文献１のように、従来は、繰り返し使用する前記取鍋の使用限界ばかりに注視するあまり、折角少なからずの上記精錬が進んだ溶鋼の存在を軽視する傾向にあった。しかし、上記の使用方法によれば、上記精錬で最も溶損し易い部分を集中して管理しているので上記精錬を前記取鍋の使用限界を必要十分に配慮しつつ最大限に継続できるし、例え、この上記精錬を中断しなければならない事態となったとしても、前記取鍋内の溶鋼を何らかのかたちで活用することができる。

また、中断した上記精錬に代えて真空脱ガス精錬や簡易取鍋精錬を実施すれば、おおよそ鋼種の変更は免れられないが、前記取鍋内の溶鋼を活用できるという意味で、前記取鍋の溶損に起因した各種の損害（取鍋内の溶鋼を廃棄しなければならないといった損害）を最小限に食い止めることができる。同様に、中断した上記精錬に代えて造塊を実施することも考えられる。

さらに、上記の取鍋の使用において、その後、鋳造が完了してから取鍋整備設備へと前記取鍋が搬送される間に、前記取鍋の側壁鉄皮と底部鉄皮の温度を測定し、この測定結果と、取鍋解体の際に測定した耐火物の残厚と前記取鍋解体の直前に測定した上記各鉄皮の温度とに基づいて設けた第１閾値及び前記第１閾値より高温側に設けた第２閾値とを比較し、前記測定結果が前記第２閾値以上であったら、熱間補修又は冷間補修を実施し、前記測定結果が前記第１閾値以上であり、且つ前記第２閾値未満であったら、耐火物の現況を把握すべく熱間で目視確認し、異常が認められたら熱間補修又は冷間補修を実施する。以上の方法によれば、前記取鍋の耐火物のうちスラグライン部以外の部分に相当する耐火物の溶損の状況を感度よく把握できると共に、溶損状況に応じた適切な補修を実施できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。先ず、図１を参照されたい。図１は、本願発明の一実施形態に係る取鍋の使用方法のフローである。以下、この図１に基づいて、本実施形態に係る取鍋の使用方法のうち、ＬＦ精錬開始から鋳造完了に至るまでのフローを説明する。各説明においては、適宜に図３〜５を参照する。

先ず、転炉で適宜に脱炭処理された溶鋼を取鍋に受け（Ｓ１００）、この取鍋をＬＦ精錬設備へ搬送し、ＬＦ精錬を開始する（Ｓ１１０）。ＬＦ精錬とは、取鍋内の溶鋼から不純物を除去したり、合金成分を調整したりすることを目的とした操業である。この目的を達成するため、ＬＦ精錬では、取鍋内の溶鋼に対して例えばＡｒガスなどの不活性ガスを吹き込んで溶鋼を強力に循環して攪拌し、この溶鋼を溶鋼上に浮設されている例えばＣａＯ−ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３系スラグとの間で反応させ、もって、溶鋼中の例えばサルファーがスラグに吸着されるようになっている。上記の不活性ガスは、溶鋼中に浸漬させた耐火物製ランスを用いて吹き込む場合や、取鍋の底部に形成された微小なガス吹き用耐火物（いわゆるポーラスプラグやスリットプラグ、ノズルなど）を介して吹き込む場合、などが挙げられる。本願出願人は、前者、即ち耐火物製ランスを用いた吹き込みを採用しているので、以降の説明では上記不活性ガスは耐火物製ランスを用いて吹き込むものとする。なお、一般に、不活性ガスの吹き込みは、平面視で取鍋の中心を若干外して行われる。取鍋内の溶鋼に一方向のしっかりとした攪拌流が形成されるからである。

上記のＬＦ精錬においては、取鍋の耐火物のうちスラグライン部に相当する耐火物は、酸化物たるスラグと直に接触することで他の部位と比較して溶損し易くなっている。特に、三相電極による電極加熱を実施する場合は、電極に近い耐火物ほど高温により溶損し易くなっている。この溶損を放置すると耐火物が脱落して鉄皮の赤熱の原因となり、遠くは漏鋼の虞もある。従って、本実施形態に係る取鍋の使用方法では、赤外線カメラ（ＮＥＣＡｖｉｏ赤外線テクノロジー株式会社：ＴＨ３１０４ＭＲ）を用いて鉄皮温度を以下のように監視することとしている（Ｓ１２０〜Ｓ１３０）。

ここで、図３を参照されたい。図３は、鉄皮温度の監視方法を例示する図である。本図（ａ）は取鍋の平面図であり、（ｂ）は取鍋の立面図である。

本図に示されるように取鍋１は、有底円筒であって、側壁は内周側から順に耐火物２と鉄皮３から構成される。取鍋１を枢支するためのトラニオン５が一対で設けられると共に、取鍋１の開口にはスラグを排出するための除滓口４が形成される。本実施形態では、上記鉄皮３のうちスラグライン部に相当し、特に除滓口４の周辺の鉄皮３を温度測定の対象となるように上記の赤外線カメラ６を設置する。即ち、上記の除滓口４を含み、取鍋１の全周方向で１／４〜１／３となる範囲を温度測定の対象とする。除滓口４周辺の耐火物２が最も溶損し易いからである。この理由を後に詳しく説明する。

次に、図４を参照されたい。図４は、図３に類似する図であって、鉄皮温度の他の監視方法を例示する図である。本図（ａ）は取鍋の平面図であり、（ｂ）は取鍋の立面図である。本図に示されるように、上記の除滓口４を含み、取鍋１の全周方向で１／４〜１／３となる範囲を温度測定の対象とできさえすれば、赤外線カメラ６の設置位置、設置向きは他の設備レイアウト上の兼ね合いを含めて自由に調整できる。

再度、図１を参照されたい。上記の赤外線カメラ６を用いて測定した鉄皮３の温度は、汎用ＰＣに入力して、問題がないか適宜に解析する（Ｓ１３０）。具体的には以下の通りである。

図略の上記汎用ＰＣは、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）とＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、液晶ディスプレイなどの表示器を備える。上記ＲＯＭには、ＣＰＵに図１に示される鉄皮温度測定（Ｓ１２０）と鉄皮温度解析（Ｓ１３０）を実行するための解析プログラムが記憶されており、この解析プログラムが適宜にＣＰＵに読み込まれて実行されることで、ＣＰＵは、原則として上記のＬＦ精錬が完了するまで（Ｓ１５０）、除滓口周辺の鉄皮温度を測定したり（Ｓ１２０）、測定した鉄皮温度を適宜に解析し（Ｓ１３０）、その解析結果に基づいて必要に応じて警告を発するようになっている。以下、上記の解析プログラムに基づく解析フローを簡単に説明する。即ち、ＣＰＵは、赤外線カメラ６を用いて取鍋１の鉄皮３のうちスラグライン部に相当する鉄皮３であって、更に除滓口４周辺の鉄皮３の温度を測定し（Ｓ１２０）、この鉄皮３の温度を所定の閾値（ここでは、４５０℃とする。）と比較し、鉄皮３の温度がこの閾値を上回ったと判断したら、上記の表示器にその旨を表示してオペレータに注意を促す。

オペレータは、上記表示器を介して警告を受けたら（Ｓ１４０：Ｙ）、ＬＦ精錬を直ちに中断し（Ｓ１６０）、このＬＦ精錬に代えて、取鍋１の耐火物のうちスラグライン部に相当する耐火物が上記ＬＦ精錬と比較して溶損し難い他の工程を実施する（Ｓ１７０〜Ｓ１９０）。一方、上記表示器に何ら警告が表示されなかったら（Ｓ１４０：Ｎ）、ＬＦ精錬が完了次第（Ｓ１５０：Ｙ）、取鍋１を連続鋳造設備へ搬送し、連続鋳造を実施する（Ｓ２００）。

上記の「他の工程」とは、例えば、ＲＨ精錬（真空脱ガス精錬、Ｓ１７０）や簡易取鍋精錬（Ｓ１８０）、造塊（Ｓ１９０）などが該当する。ＲＨ精錬（Ｓ１７０）は、取鍋内の溶鋼を一対の環流管を介して真空槽に吸い上げ、一方の環流管と、真空槽と、他方の環流管と、取鍋と、の順に溶鋼を循環させることを特徴としており、取鍋内のスラグに直接、外力が加わるようなことがないので、この点、取鍋１の耐火物のうちスラグライン部に相当する耐火物がＬＦ精錬と比較して溶損し難いと言える。簡易取鍋精錬（Ｓ１８０）は、取鍋底部に形成されたポーラスプラグから例えばＡｒガスなどの不活性ガスを溶鋼内に吹き込んで溶鋼表面を隆起させてスラグを一時的に側壁へと押し退け、スラグのない不活性ガスでシールされた湯面を確保し、この湯面に対して合金などを投入することを特徴としており、上記湯面が確保された後には取鍋内のスラグに直接、外力が加わるようなことがないので、この点、取鍋１の耐火物のうちスラグライン部に相当する耐火物がＬＦ精錬と比較して溶損し難いと言える。溶鋼中にアルミニウムが歩留るほど溶鋼中のフリー酸素が十分に低くなっている場合は、造塊（Ｓ１９０）を選択することができる。この造塊（Ｓ１９０）は、取鍋１から出鋼するという点で、取鍋１の耐火物のうちスラグライン部に相当する耐火物がＬＦ精錬と比較して溶損し難いと言える。

上記のＲＨ精錬（Ｓ１７０）や簡易取鍋精錬（Ｓ１８０）によって所定成分の溶鋼が得られたら、その溶鋼を用いて連続鋳造を実施し（Ｓ２００）、鋳造完了となる（Ｓ２１０）。一方、上記「他の工程」として造塊（Ｓ１９０）を選択した場合は、造塊完了時点で、同様に、鋳造完了となる（Ｓ２１０）。

続いて、図２を参照されたい。図２は、本願発明の一実施形態に係る取鍋の使用方法のフローである。以下、図２に基づいて、本実施形態に係る取鍋の使用方法のうち、鋳造完了から補修に至るまでのフローを説明する。各説明においては、適宜に図６〜７を参照する。

なお、この図２に示されるフローは、以下のような趣旨により成り立っている。即ち、上記のＬＦ精錬中で鉄皮温度に異常が発生しなかったとしても、その後、鋳造中に取鍋耐火物の脱落などの異常が発生する虞がある。また、上記ＬＦ精錬中における鉄皮温度の監視は、スラグライン部に相当する鉄皮のみを対象としていたので必ずしも十分に取鍋耐火物の残厚を管理できているとは限らない。そこで、鋳造後に取鍋全体の鉄皮温度を入念に測定し、その取鍋が通常の整備のみでその後も使用を継続できるかを検査しようという趣旨である。

先ず、上記の鋳造が完了したら（Ｓ２１０、図１を併せて参照）、略空となった取鍋１を連続鋳造設備（又は造塊設備）から取鍋整備設備へと搬送する（Ｓ３００）。そして、上記搬送の間に、取鍋１の側壁鉄皮と底部鉄皮の温度を測定して、解析する（Ｓ３１０）。ここで、図５を参照されたい。図５は、取鍋搬送中の鉄皮温度を監視するための鉄皮温度監視システムの概略図である。本図に示されるように、鉄皮温度監視システム７は、搬送中の取鍋１の鉄皮温度を監視するためのものであって、５台の赤外線カメラ８（ＮＥＣＡｖｉｏ赤外線テクノロジー株式会社：ＴＳ７３０２）と、この赤外線カメラ８が接続された汎用ＰＣ９と、この汎用ＰＣ９に接続された液晶ディスプレイなどの表示器１０と、から構成される。５台の赤外線カメラ８のうち４台の赤外線カメラ８は、取鍋１の側壁鉄皮の温度を測定するのに供され、具体的には取鍋１の外周側で周方向に所定のピッチで配設される。残る一台の赤外線カメラ８は、取鍋１の底部鉄皮の温度を測定するのに供され、具体的には取鍋１の下方から底部を見上げるように配設される。要するに、取鍋全体の耐火物の異常を検査しようとするものである。

再度、図２を参照されたい。上記の赤外線カメラ８を用いて測定した鉄皮３の温度は、汎用ＰＣ９に入力して、問題がないか適宜に解析する（Ｓ３１０）。具体的には、以下の通りである。

図５に示される上記汎用ＰＣ９は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）とＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）を備える。上記ＲＯＭには、ＣＰＵに図６に示される鉄皮温度測定（Ｓ５１０）や鉄皮温度解析（Ｓ５２０〜Ｓ５３０）などを実行させるための解析プログラムが記憶されており、この解析プログラムが適宜にＣＰＵに読み込まれて実行されることで、ＣＰＵは、鉄皮温度を測定したり（Ｓ５１０）、鉄皮温度を解析できるようになっている（Ｓ５２０〜Ｓ５３０）。以下、上記の解析プログラムに基づく解析フローを説明する。即ち、ＣＰＵは、５台の赤外線カメラ８を用いて、取鍋１の鉄皮３の温度を、取鍋１が移動している間に（即ち、取鍋１を一時停止させることなく）満遍なく測定し（Ｓ５１０）、測定した取鍋１の鉄皮３の温度のデータを、図７に示されるように複数の領域に分割する（Ｓ５２０）。これは、溶損し易い部位には高価な（相対的に溶損し難い）耐火物を、溶損し難い部位には安価な（相対的に溶損し易い）耐火物を、採用しているといったように取鍋耐火物は領域毎に異なる材質としており、必ずしも取鍋耐火物の熱伝導率は各領域で一定ではないことを考慮したものである。例えば、スラグライン部に相当する耐火物には耐食性の高いＭｇＯ−Ｃ系耐火物を、それ以外の側壁耐火物や底部耐火物にはＡｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ系耐火物を採用しているといった具合である。そして、各領域毎に、上記温度データの最大値を求め、この最大値と所定の閾値とを比較する（Ｓ５３０）。この「所定の閾値」は、複数の閾値から構成される。即ち、「所定の閾値」は、休止閾値と要注意閾値とを含む。休止閾値は、取鍋１の耐火物の残厚に問題があるか否かを判断するための閾値である。要注意閾値は、休止閾値ほどではないが、取鍋１の耐火物の残厚にやや問題があるか否かを判断するための閾値である。そして、ＣＰＵは、何れかのグループにおける最大値が休止閾値以上であるか否かを判定し（Ｓ５４０）、何れかのグループにおける最大値が休止閾値以上であったら（Ｓ５４０：Ｙ）、表示器１０にその旨を表示してオペレータに強い注意を促す（休止警告、Ｓ５５０）。一方、何れのグループの最大値も休止閾値未満であったら（Ｓ５４０：Ｎ）、ＣＰＵは、何れかのグループにおける最大値が要注意閾値以上であるか否かを判定し（Ｓ５６０）、何れかのグループにおける最大値が要注意閾値以上であったら（Ｓ５６０：Ｙ）、表示器１０にその旨を表示してオペレータに注意を促す（要注意警告、Ｓ５７０）。一方、何れのグループの最大値も要注意閾値未満であったら（Ｓ５６０：Ｎ）、処理を終了する（Ｓ５８０）。表示器１０を介してオペレータに強い注意を促した場合（休止警告、Ｓ５５０）や注意を促した場合（要注意警告、Ｓ５７０）も同様に処理を終了する（Ｓ５８０）。

上記の休止閾値及び要注意閾値は、取鍋解体の際に測定した耐火物の残厚と前記取鍋解体の直前に測定した上記各鉄皮の温度とに基づいて設定するものとする。その詳細は後述する。

再び、図２を参照されたい。本図に示されるように、前記表示器１０を介して休止警告があった場合は（Ｓ３２０：Ｙ）、熱間補修（オンライン補修、Ｓ３３０）又は冷間補修（オフライン補修、Ｓ３４０）を実施する。ここで、「熱間補修」とは、取鍋１の耐火物に対して耐火物を吹き付けて補修する簡易な補修を意味する。一方、「冷間補修」とは、取鍋１を一旦、常温付近まで冷却し、築炉整備を伴う補修を意味する。後者、即ち、冷間補修を実施すると、若干の生産性のロスは免れられないが、漏鋼などの問題との兼ね合いで選択する意義は十分にある。

一方、表示器１０を介して休止警告がなかった場合であって（Ｓ３２０：Ｎ）、表示器１０を介して要注意警告があった場合は（Ｓ３５０：Ｙ）、オペレータは、取鍋１の耐火物の現況を把握すべく熱間で目視確認し（Ｓ３６０）、異常が認められたら（Ｓ３７０：Ｙ）、上記同様に、熱間補修（オンライン補修、Ｓ３３０）又は冷間補修（オフライン補修、Ｓ３４０）を実施する。一方、異常が認められなかったら（Ｓ３７０：Ｎ）、又は、表示器１０を介して要注意警告がなかった場合は（Ｓ３５０：Ｎ）、通常補修を実施する（Ｓ３８０）。ここで、「通常補修」とは、取鍋底部の溶鋼流量調整用耐火物（取鍋機能性耐火物）のメンテナンス（点検、交換など）を意味する。なお、熱間補修（Ｓ３３０）を実施した取鍋は、そのまま通常補修（Ｓ３８０）を実施して、次回の使用に供する。

そして、上記の通常補修（Ｓ３８０）又は冷間補修（Ｓ３４０）が完了したら、補修後の取鍋１を再度、転炉設備へと搬送して、転炉からの受鋼を待つ。

以下、本実施形態に係る取鍋１の使用方法の技術的効果を確認するための試験に関して説明する。上述した取鍋１の使用方法の技術的効果は、下記の確認試験により合理的に裏付けられている。

＜第一試験：ＬＦ精錬開始〜鋳造完了＞
先ず、図１に示されるＬＦ精錬開始から鋳造完了に至るまでのフローにおける取鍋１の使用方法に関する第一試験について説明する。

ここでは、下記表１に基づいて、最初に『実施例−１』を詳細に説明し、以降は、『実施例−２』〜『比較例−６』を簡単に説明する。

なお、取鍋１やＬＦ精錬の実施条件は以下の通りである。

（取鍋１）
鉄皮の直径：底部が４０００ｍｍと４１８０ｍｍの楕円形（ただし、真円の形状でもよい。）
鉄皮の高さ：４２７０ｍｍ（底部は球面形状、ただし平底でもよい。）
（ＬＦ精錬の実施条件）
攪拌方法：耐火物製ランスから不活性ガスとしてＡｒガスを吹き込むことによる。
ランス挿入深さ：スラグ表面から２０００〜２５００ｍｍ
スラグライン部の溶損：円周方向で溶損量に大小の差がある。除滓口周辺ほど残厚が少ない。

『実施例−１』では、処理中、即ち、ＬＦ精錬中に取鍋１の鉄皮３のうちスラグライン部に相当する鉄皮３を、鉄皮温度測定の測定対象とした。図１の鉄皮温度解析（Ｓ１３０）に供される閾値としては「４３０℃」を採用した。そして、閾値検知時の対応としてはＬＦ精錬の中止を採用した。この中止したＬＦ精錬に代えてＲＨ精錬を実施した。この『実施例−１』では、鉄皮３が赤熱を帯びることもなかったし、従って、漏鋼することもなかった。そこで、この『実施例−１』の総合評価を○とした。

『実施例−２』及び『実施例−３』に関しては上記表１の通りである。

『比較例−１』では、閾値検知時の対応としてＬＦ精錬を中止したにも拘わらず、再度、ＬＦ精錬を実施した。この場合、鉄皮３が赤熱（鉄皮推定温度＝７００℃以上、以下同様）を帯びた上、若干の漏鋼が発生した。

『比較例−２』では、閾値検知時の対応としてＬＦ精錬の中止を採用せず、ＬＦ精錬を継続した。この場合、若干の漏鋼が発生した。

『比較例−３』では、閾値の設定すらしなかった。この場合、鉄皮３が赤熱を帯びた。

『比較例−４』では、鉄皮温度測定の測定対象を、取鍋１の鉄皮３のうちスラグライン部以外の部分に相当する鉄皮３とした。この場合、スラグライン部からの漏鋼が発生した。

『比較例−５』では、ＬＦ精錬中に鉄皮温度測定を実施することに代えて、ＬＦ精錬前に鉄皮温度測定を実施した。この場合、ＬＦ精錬中の鉄皮３の温度の異常上昇を見逃したため、鉄皮３が赤熱を帯びた。

『比較例−６』では、鉄皮温度測定を一切、実施しなかった。この場合、鉄皮３の温度の異常上昇を見逃したため、鉄皮３が赤熱を帯びた上、漏鋼が発生した。

以上説明したように上記実施形態において、転炉から受鋼し、ガスを吹き込んで溶鋼を攪拌することで精錬し、そして連続鋳造するために用いる取鍋１の使用は、以下のような方法で行われる。即ち、上記精錬の際、前記取鍋１の鉄皮３のうちスラグライン部に相当する鉄皮３の温度を測定し、上記鉄皮３の温度と、所定の閾値と、を比較し、上記鉄皮３の温度が上記所定の閾値を上回ったら、上記精錬を中断し、中断した上記精錬に代えて、前記取鍋１の耐火物２のうちスラグライン部に相当する耐火物２が溶損し難い他の工程を実施する。上記特許文献１のように、従来は、繰り返し使用する前記取鍋１の使用限界ばかりに注視するあまり、折角少なからずの上記精錬が進んだ溶鋼の存在を軽視する傾向にあった。しかし、上記の使用方法によれば、上記精錬で最も溶損し易い部分を集中して管理しているので上記精錬を前記取鍋１の使用限界を必要十分に配慮しつつ最大限に継続できるし、例え、この上記精錬を中断しなければならない事態となったとしても、前記取鍋１内の溶鋼を何らかのかたちで活用することができる。

また、上記の取鍋の使用は、更に、以下のような方法で行われる。即ち、中断した上記精錬に代えて実施する他の工程とは、ＲＨ精錬又は簡易取鍋精錬、或いは造塊のうち何れかである。即ち、中断した上記精錬に代えてＲＨ精錬や簡易取鍋精錬を実施すれば、おおよそ鋼種の変更は免れられないが、前記取鍋１内の溶鋼を活用できるという意味で、前記取鍋１の溶損に起因した各種の損害（取鍋１内の溶鋼を廃棄しなければならないといった損害）を最小限に食い止めることができる。同様に、中断した上記精錬に代えて造塊を実施することも考えられる。

＜第二試験：鋳造完了〜補修＞
次に、図１に示される鋳造完了から図２に示される補修に至るまでのフローにおける取鍋１の使用方法に関する第二試験について説明する。

ここでは、下記表２に基づいて、最初に『実施例−１』を詳細に説明し、以降は、『実施例−２』〜『比較例−１０』を簡単に説明する。なお、下記表２の実施例又は比較例に付された数字は、下記表１の実施例又は比較例に付された数字と何ら関連はない。

『実施例−１』では、鋳造終了から取鍋整備設備へ搬送されるその搬送中に、側壁と底部の鉄皮温度を測定した。例えば一般壁の閾値は３４８℃としたように、側壁や底部に、実績に基づいた閾値を設定した。なお、ここで「一般壁」とは、側壁のうち除滓口４近傍やトラニオン５近傍を除いた部分を意味する。また、ここでいう「閾値」とは、図６に示される解析フローでいうところの「休止閾値」に相当する。そして、この閾値検出時の対応として、次回の使用を中止し、熱間補修を実施した。ここで、「次回の使用を中止」とは、図２に示されるフローにおいて通常補修（Ｓ３７０）以外の補修を実施するといった意味である。この『実施例−１』では、再度、転炉から受鋼し、ＬＦ精錬を実施した際、取鍋１が赤熱を帯びることはなかったし、従って、漏鋼することもなかった。そこで、この『実施例−１』の総合評価を○とした。

『実施例−２』では、熱間補修に代えて冷間補修（築炉補修）を実施した。結果は良好であった。

『比較例−１』では、閾値検知時の対応として、取鍋１の次回の使用を中止することに代えて、取鍋１の通常補修（Ｓ３７０）を実施するに留まり、この取鍋１を用いて再度、転炉から受鋼し、ＬＦ精錬を実施した。この場合、転炉から受鋼する際に漏鋼が発生した。

『比較例−２』では、閾値の設定すらしなかった。この場合、転炉から受鋼する際に漏鋼が発生した。

『比較例−４』では、取鍋１の底部鉄皮を鉄皮温度測定の測定対象から外した。この場合、転炉から受鋼した際の底部鉄皮の温度の異常上昇を見逃したため、底部鉄皮が赤熱を帯びた。

『比較例−６』では、取鍋１の側壁鉄皮を鉄皮温度測定の測定対象から外した。この場合、転炉から受鋼した際の側壁鉄皮の温度の異常上昇を見逃したため、側壁鉄皮が赤熱を帯びた。

『比較例−８』では、鋳造終了から取鍋整備設備へ搬送されるその搬送中に側壁と底部の鉄皮温度を測定することに代え、連続鋳造中に取鍋の側壁と底部の鉄皮温度を測定した。この場合、閾値を検出した際はまだ連続鋳造中であったため、この連続鋳造の完了を待たねばならず、要するに鉄皮の異常上昇を概ね３０分程度、放置せざるを得ず、従って、鉄皮３が赤熱を帯びた。

『比較例−９』では、鋳造終了から取鍋整備設備へ搬送されるその搬送中に側壁と底部の鉄皮温度を測定することに代え、転炉受鋼後、即ち、転炉受鋼の直後に取鍋の側壁と底部の鉄皮温度を測定した。この場合、閾値を検出した際はまだ高温の溶鋼が取鍋１内に収容された状態であったため、直ちに取鍋内の溶鋼を出鋼させる手段を講じることが必要となったが、その処置（鋳造作業など）の間、鉄皮の異常上昇を概ね９０分程度、放置せざるを得ず、従って、漏鋼が発生した。

『比較例−１０』では、鉄皮の温度測定すら行わなかった。この場合、耐火物の異常を見逃して漏鋼が発生した。

以上説明したように、本実施形態において取鍋１の使用は、更に、以下のような方法で行われる。即ち、鋳造が完了してから取鍋整備設備へと前記取鍋が搬送される間に、前記取鍋１の側壁鉄皮と底部鉄皮の温度を測定し、この測定結果と、取鍋解体の際に測定した耐火物の残厚と前記取鍋解体の直前に測定した上記各鉄皮３の温度とに基づいて設定した閾値と、を比較し、前記測定結果が前記閾値を超えていたら、熱間又は冷間での取鍋補修を実施する。以上の方法によれば、前記取鍋１の耐火物２のうちスラグライン部以外の部分に相当する耐火物２の溶損の状況を感度よく把握できると共に、溶損状況に応じた適切な補修を実施できる。

以下、参考資料である。

＜除滓口４周辺を測定対象とした根拠＞
ここでは、図３に示されるように、除滓口４周辺を鉄皮温度測定の測定対象とした根拠を説明する。先ず、図８を参照されたい。図８は、取鍋耐火物の残厚分布の傾向を説明するための図である。本図においてｘ印で示されるのは、溶鋼の電極加熱に供される電極棒１１の垂直挿入位置である。図９は、図８の破線で示される部位Ａ〜Ｄの取鍋使用後の残厚のヒストグラムである。図８及び図９によれば、部位Ｃにおける残厚の平均値が最も少なかったことが判る。これは、部位Ｃは、除滓の際に機械的な損傷を受け易い除滓口４周辺であることに加え、電極棒１１が接近しているからだと考えられる。従って、取鍋１の鉄皮３のうちスラグライン部に相当する鉄皮３であって、更に、除滓口４周辺のものを鉄皮温度測定の測定対象とした。

＜除滓口４周辺（部位Ｃ）の鉄皮温度測定の管理値（閾値）＞
図１０及び図１１に、上記除滓口４周辺、即ち、部位Ｃの鉄皮温度の変化の様子を示す。処理時間が経過するに従って鉄皮の温度が上昇することが判る。また、図１２に、ＬＦ精錬の完了時における部位Ｃの鉄皮温度の分布をヒストグラム形式で示す。図１２によれば、部位Ｃの鉄皮温度の分布の最大は、概ね４３０℃であった。そして、図１２の集計の対象たる取鍋１では一切漏鋼が発生しなかった。従って、漏鋼を防止する観点から部位Ｃの鉄皮温度の上限は少なくとも４３０℃以上であるといえる。また、鉄皮は一般に４００℃を超えると強度が低下するいわゆるクリープ変形が生じる。更に、鉄皮３が赤熱する温度は概ね７００℃程度と考えられるが、この温度まで使用すると、鉄皮３が熱変形して煉瓦（取鍋１の側壁耐火物）が脱落し、瞬く間に漏鋼に至る虞がある。従って、これらを総合的に考慮した上で若干のマージンを見込むと、除滓口４周辺の鉄皮温度測定に係る管理値（閾値）は４５０℃が好ましいと判断した。

＜休止閾値と要注意閾値の設定の根拠＞
ここでは、図７及び図１３、図１４を参照しつつ、上記の休止閾値と要注意閾値の設定の根拠を説明する。図１３は、取鍋搬送中の鉄皮温度の閾値の根拠を説明するための第一の図である。図１４は、取鍋搬送中の鉄皮温度の閾値の根拠を説明するための第二の図である。

上記の休止閾値と要注意閾値を設定するに際し、先ず、図７に符号ｇで示される複数の領域から一つを選出し、この選出した領域の内張り耐火物の残厚と鉄皮温度測定の測定結果との関係を、耐火物１ｍｍ溶損あたりの鉄皮温度変化（単位は℃／ｍｍ）として求める。そして、この求めた鉄皮温度変化の平均値とバラツキを求め、温度変化の「平均＋３σ」を求める。図１３における傾いた二本の線は、鉄皮温度変化の「平均＋３σ」を示している。次に、この「平均＋３σ」の傾きで、内張り耐火物残厚がゼロとなるときの鉄皮温度を外挿して求め、この温度を、上記の休止閾値とする。即ち、鉄皮温度が休止閾値の温度に至ることは、内張り耐火物の残厚がゼロになったことを意味する。

更に、上記領域における操業中の鉄皮温度の分布を求める。ここで、「操業中」とあるのは、具体的には取鍋耐火物が正常な状態で使用していることを意味する。この操業中の鉄皮温度の分布をヒストグラム形式で図１４に示す。この図１４に基づいて、取鍋を安全に使用できる条件を求める。即ち、図１４に示される分布の実績温度の「平均＋２σ」を求め、この「平均＋２σ」を上記の要注意閾値とする。即ち、鉄皮温度が要注意閾値の温度に至ることは、内張り耐火物の残厚がゼロに近くなってきていることを意味する。

次に、上記の領域以外の各領域においても、各領域毎に、実績温度の「平均＋２σ」を求め、この「平均＋２σ」を要注意閾値とする。図１４のヒストグラムに基づいて得られる休止閾値と要注意閾値との差異αを、各領域の「平均＋２σ」にプラスすることで、各領域固有の休止閾値を設定する。要するに、図７で示されるように分割された各領域には、それぞれ固有の休止閾値と要注意閾値とが割り当てられる。

＜取鍋１の側壁及び底部の鉄皮温度測定を鋳造完了〜取鍋整備設備の間で実施する根拠＞
次に、図１５を参照しつつ、取鍋１の側壁及び底部の鉄皮温度測定を鋳造完了〜補修の間で実施する根拠を説明する。図１５は、側壁の鉄皮温度の変化の様子を示すグラフである。本図によれば、取鍋の鉄皮温度は、その取鍋の使用回数が多いほど、即ち、耐火物を使い込んだほど高温となることが判る。更に詳しく見ていくと、使用回数の増加に伴う温度の増加は、受鋼後よりも鋳造完了後の方が大きいことがはっきりと読み取れる。即ち、鋳造完了後は、使用回数の差が鉄皮温度として顕著に現れる。従って、上記実施形態では、取鍋１の側壁及び底部の耐火物の残厚を評価するに際し、鉄皮温度測定は、鋳造完了〜補修の間で実施することとした。

以上に、本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記の取鍋の使用方法は、以下のように変更できる。

即ち、例えば、ＬＦ精錬中にスラグライン部の鉄皮温度に異常があることを検知した際、スラグライン部の耐火物に負担の少ない他の工程に工程変更することに加えて、取鍋内の溶鋼を若干捨て湯し、スラグラインそのものを若干下げる操業が考えられる。これによれば、溶損したスラグライン部に相当する耐火物が、それ以上の溶損から免れれる。

本願発明の一実施形態に係る取鍋の使用方法のフロー本願発明の一実施形態に係る取鍋の使用方法のフロー鉄皮温度の監視方法を例示する図鉄皮温度の他の監視方法を例示する図取鍋搬送中の鉄皮温度を監視するための鉄皮温度監視システムの概略図取鍋搬送中の鉄皮温度の解析フロー取鍋搬送中の鉄皮温度の解析フローの説明に供される鉄皮温度の分布図取鍋耐火物の残厚分布の傾向を説明するための図図８の破線で示される部位Ａ〜Ｄの取鍋使用後の残厚のヒストグラム鉄皮温度の閾値の根拠を説明するための第一の図鉄皮温度の閾値の根拠を説明するための第二の図鉄皮温度の閾値の根拠を説明するための第三の図取鍋搬送中の鉄皮温度の閾値の根拠を説明するための第一の図取鍋搬送中の鉄皮温度の閾値の根拠を説明するための第二の図側壁の鉄皮温度の変化の様子を示すグラフ

符号の説明

１取鍋
２耐火物
３鉄皮

Claims

転炉から受鋼し、ガスを吹き込んで溶鋼を攪拌することで精錬し、そして連続鋳造する
ために用いる取鍋の使用方法であって、
上記精錬の際、前記取鍋の鉄皮のうちスラグライン部に相当する鉄皮の温度を測定し、
上記鉄皮の温度と、所定の閾値と、を比較し、
上記鉄皮の温度が上記所定の閾値を上回ったら、上記精錬を中断して、
中断した上記精錬に代えて、真空脱ガス精錬又は簡易取鍋精錬を実施し、
その後、鋳造が完了してから取鍋整備設備へと前記取鍋が搬送される間に、前記取鍋の側壁鉄皮と底部鉄皮の温度を測定し、
この測定結果と、取鍋解体の際に測定した耐火物の残厚と前記取鍋解体の直前に測定した上記各鉄皮の温度とに基づいて設けた第１閾値及び前記第１閾値より高温側に設けた第２閾値とを比較し、
前記測定結果が前記第２閾値以上であったら、熱間補修又は冷間補修を実施し、
前記測定結果が前記第１閾値以上であり、且つ前記第２閾値未満であったら、耐火物の現況を把握すべく熱間で目視確認し、異常が認められたら熱間補修又は冷間補修を実施することを特徴とする取鍋の使用方法。