JP5245312B2 - 取鍋精錬設備のシール方法およびシール装置 - Google Patents
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Description
本発明は、取鍋での溶鋼処理の際に、取鍋と蓋との隙間から取鍋内への大気の侵入を防止するシール方法およびシール装置に関する。
酸化物（オキシサイド）系介在物の低減を目的としたＬＦ処理は、大気中の酸素による再酸化を避けるため、不活性ガス雰囲気で電極加熱装置を用いて行う。
ＬＦ処理では、電極と湯面間で加熱により発生するヒューム等の含塵ガスや、成分調整用材料を湯面に投下した際に、激しい反応を生じて発生する大量の含塵ガスを吸引して集塵する際や、高温の溶鋼上で不活性ガスが温められて発生するドラフト力により、大気が混入して窒素ピックアップを生じる危険性が増大する。
図７は、電極加熱装置を用いた取鍋の構造を説明する図で、自走式台車１３に溶鋼１０を装入した取鍋９を積載し、処理位置に移動、停止する。水冷却式蓋（鍋蓋）７を図示しない昇降装置によって下降させ、鍋口に蓋をする。
集塵フード３は円筒部材６を介して、水冷却式蓋（鍋蓋）７に固定されている。集塵フード３にはダクト４が取付けられ、鍋内の含塵ガスは矢印５で示すようにダクト４を経由して集塵機（図示しない）に吸引される。
また、複数本で構成される加熱用電極１は電極支持装置２によって定位置に下降し、２次精錬を行う。
上述した取鍋を用いた取鍋精錬の場合、発生した含塵ガス５をダクト４を通して集塵機に吸引していく際、取鍋内は負圧となるため、大気の吸い込みが、１．集塵フード３と電極１の隙間、２．鍋口の歪み、水冷却式蓋（鍋蓋）７の歪み、鍋口への地金やスラグ付着による取鍋９と水冷却式蓋７の間で発生する。
これらのうち、１の場合は水冷却式蓋（鍋蓋）７で隔離されているため溶鋼１０と空気中の窒素が反応し窒素ピックアップを起こすことは無く、溶鋼中の窒素濃度上昇は生じない。
しかし、２．取鍋９と水冷却式蓋７の場合は、湯面１１から近く、大気の混入が生じると窒素ピックアップが生じ、低窒素鋼の溶製が困難となる。
尚、水冷却式蓋（鍋蓋）７と取鍋９の隙間からの大量の空気吸い込みは、高温の溶鋼１０上で不活性ガスが温められて発生するドラフト力や、水冷却式蓋（鍋蓋）７と取鍋９の隙間と、水冷却式蓋（鍋蓋）７の上部となる電極支持装置２周りの空隙の間の高低差で発生するドラフト力も一因となる。
そのため、取鍋９と水冷却式蓋（鍋蓋）７の間隙を塞ぐ種々の技術が提案され（例えば、特許文献１，２）、実操業では図８に示すように取鍋９と水冷却式蓋（鍋蓋）７の間を密封用可塑材１４で密封したり、図９に示すように水冷却式蓋（鍋蓋）７の本体に不活性ガスの通路１５を設けて、不活性ガス１６を隙間８内に噴射することが実施されている。
特開平８−１０５６９２号公報
特開平９−１０５５８４号公報
しかしながら、取鍋９と水冷却式蓋（鍋蓋）７の間の隙間８を密封する密封用可塑材１４の使用や、図８に示すように水冷却式蓋（鍋蓋）７の本体に不活性ガスの通路１５を設けて、不活性ガス１６を隙間８内に噴射することは操業費用の負担が大きい。
そこで、本発明は、密封用可塑剤８や不活性ガスなどの消費材を用いずに、上述した課題を解決する取鍋精錬設備のシール方法およびシール装置を提供することを目的とする。
本発明の課題は以下の手段で達成可能である。
１．取鍋処理の際、取鍋と鍋蓋との接合部の外周を、不活性ガスを充填した枕状の、膨縮可能な、複数の管状部材で覆い、取鍋内を大気から遮断する、取鍋精錬設備のシール方法。
２．前記膨縮可能な、複数の管状部材は、予め、鍋蓋または取鍋に取り付けられていることを特徴とする、１記載の取鍋精錬設備のシール方法。
３．前記膨縮可能な、複数の管状部材は、リング状に取鍋処理の際、接合部の外周に沿って取り付けられることを特徴とする１記載の取鍋精錬設備のシール方法。
４．取鍋処理の際、取鍋と鍋蓋の接合部を大気から遮断する取鍋精錬設備のシール装置であって、鍋蓋の下端側または取鍋の上端側にリング状に取り付けた、不活性ガスを充填した際、枕状となる膨縮可能な、複数の管状部材と、前記管状部材に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系を備え、前記不活性ガス供給系は不活性ガス送給装置と不活性ガス送給管と不活性ガスの流量調整弁を備え、前記不活性ガス送給配管は取鍋または鍋蓋をその経路の一部としていることを特徴とする取鍋精錬設備のシール装置。
５．取鍋処理の際、取鍋と鍋蓋の接合部を大気から遮断する取鍋精錬設備のシール装置であって、取鍋と鍋蓋との接合部の外周を覆う、不活性ガスを充填した際、枕状となる膨縮可能な、複数の管状部材と、前記管状部材に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系を備え、前記不活性ガス供給系は不活性ガス送給装置と不活性ガス送給管と不活性ガスの流量調整弁を備えることを特徴とする取鍋精錬設備のシール装置。
１．取鍋処理の際、取鍋と鍋蓋との接合部の外周を、不活性ガスを充填した枕状の、膨縮可能な、複数の管状部材で覆い、取鍋内を大気から遮断する、取鍋精錬設備のシール方法。
２．前記膨縮可能な、複数の管状部材は、予め、鍋蓋または取鍋に取り付けられていることを特徴とする、１記載の取鍋精錬設備のシール方法。
３．前記膨縮可能な、複数の管状部材は、リング状に取鍋処理の際、接合部の外周に沿って取り付けられることを特徴とする１記載の取鍋精錬設備のシール方法。
４．取鍋処理の際、取鍋と鍋蓋の接合部を大気から遮断する取鍋精錬設備のシール装置であって、鍋蓋の下端側または取鍋の上端側にリング状に取り付けた、不活性ガスを充填した際、枕状となる膨縮可能な、複数の管状部材と、前記管状部材に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系を備え、前記不活性ガス供給系は不活性ガス送給装置と不活性ガス送給管と不活性ガスの流量調整弁を備え、前記不活性ガス送給配管は取鍋または鍋蓋をその経路の一部としていることを特徴とする取鍋精錬設備のシール装置。
５．取鍋処理の際、取鍋と鍋蓋の接合部を大気から遮断する取鍋精錬設備のシール装置であって、取鍋と鍋蓋との接合部の外周を覆う、不活性ガスを充填した際、枕状となる膨縮可能な、複数の管状部材と、前記管状部材に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系を備え、前記不活性ガス供給系は不活性ガス送給装置と不活性ガス送給管と不活性ガスの流量調整弁を備えることを特徴とする取鍋精錬設備のシール装置。
本発明によれば、取鍋精錬の際、安全な作業で且つ操業費用の負担が少なく、取鍋と鍋蓋の間の隙間を塞ぎ、大気の吸い込みを防止することが可能で産業上極めて有用である。
本発明は、取鍋と鍋蓋の接合部に生じる隙間を、不活性ガスで膨張させた管状部材で塞ぎ、取鍋内部を大気から遮断することを特徴とする。以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係るシール装置の一実施例を示す模式的断面図で、図において７は水冷式鍋蓋（以下、鍋蓋）、８は隙間、９は取鍋、１０は溶鋼、１７は取鍋９の上端部に付着した地金及びスラグ、１８は膨縮可能な管状部材、１９は管状部材１８に不活性ガスを送給する不活性ガス送給管、２０は不活性ガス送給管１９に取り付けた流量調整弁２０を指す。
本発明に係るシール装置は、膨縮可能な管状部材１８と、管状部材１８に不活性ガスを送給する不活性ガス供給系を備え、前記不活性ガス供給系は、不活性ガス送給管１９と、不活性ガス送給管１９に取り付けた流量調整弁２０と、図示しない不活性ガス送給装置を備える。
管状部材１８は、耐熱断熱用クロス、例えば９５％以上の高珪酸ガラス繊維で織られたもの、を円筒状に縫製した構造で、膨張した際、鍋蓋７と取鍋９の接合部に生じた隙間８を塞ぐように鍋蓋７の下端側または取鍋９の上端側のいずれかにリング状に取り付ける。
管状部材１８は、不活性ガスを送給、排気することにより膨縮可能で、図２に排気した状態を示す。
管状部材１８は不活性ガスを充填して膨張させた際、溶鋼のスプラッシュによる地金やスラグの影響が少なくなるように鍋蓋７と取鍋９との接合部の外周を覆ったり、その一部が接合部内の外周側に食い込むように設置することが好ましい。
取鍋精錬を開始する場合は、不活性ガス送給装置から管状部材１８に不活性ガスを送給する不活性ガス送給管１９に取り付けた流量調整弁２０を開けて、管状部材１８に不活性ガスを充填して膨張させる。
接合部に隙間８が生じる場合は、不活性ガスが充填された管状部材１８が接合部の内部で隙間８を充填またはその外側から隙間８を覆う。
図は、鍋蓋７の下端部で、取鍋９の上端部と接触予定箇所に沿ってリング状に管状部材１８を取り付け、鍋蓋７の下端部を不活性ガス送給管１９の経路の一部とした場合を示し、鍋蓋７と取鍋９の接合部に隙間８が、溶鋼１０のスプラッシュ等により取鍋９の上端部に付着した地金やスラグ１７で生じたり、鍋蓋７の変形により生じたりしても、管状部材１８がスラグ１７に沿って膨張するので隙間８を塞ぎ、取鍋９内を大気から遮断する。
管状部材１８には不活性ガス、例えばＡｒガスを封入するので、溶鋼１０のスプラッシュ等による地金やスラグ１７の付着物で、不活性ガスが漏れたとしても、取鍋内は不活性ガス雰囲気を保つことが可能である。
図３は本発明の他の実施例を示し、管状部材１８で接合部を外側から覆った状態を示す。管状部材１８は取鍋と鍋蓋との接合部の外周面を覆う長さを有し、取鍋精錬の際、接合部の外周面に沿って巻きつけたり、予めリング状としたものを接合部の外周面に沿って配置する。
管状部材１８には、その外側に、不活性ガス送給管１９を取り付け、図示しない不活性ガス送給装置から不活性ガスを供給する。不活性ガスの流量は流量調整弁２０で調整する。
尚、管状部材１８は、鍋蓋７の下端側と取鍋９の上端側との間の隙間８を塞ぐものであれば良く、その形状はリング状に限定されない。
図４は、不活性ガスを充填した場合、枕状となる管状部材１８を複数個リング状に並べて、隙間８を防ぐ場合を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示す。
植込みボルト２２を有する固定用プレート２１を取り付けた管状部材１８を、複数個、取鍋９の上面側に隣接して並べる。尚、不活性ガスを充填した場合、隣り合う管状部材１８の端面間で隙間が生じないように適宜取り付け位置は調整する。
図５は、図４に示した管状部材１８を鍋蓋７に取り付ける方法の一例を示し、鍋蓋７の下端側に取り付けた固定取り付け座２４のボルト穴に、固定用プレート２１の植込みボルト２２を挿通させ、ナット２３を螺着させて、固定取り付け座２４に管状部材１８を固定する。管状部材１８はその取り付け冶具と共に取鍋９の上端部に付着したスラグ１７を上方から押圧して、鍋蓋７と取鍋９の隙間を密封する。
図６は、図４に示した管状部材１８を鍋蓋７に取り付ける方法の他の例を示し、固定取り付け座２４は鍋蓋７の下端の外周に沿って取り付けた場合を示す。管状部材１８はその取り付け冶具と共に取鍋９の上端部に付着したスラグ１７を斜め上方から押圧して、鍋蓋７と取鍋９の隙間を密封する。管状部材１８と鍋蓋７の取り付け方法は、図５の取り付け方法に準じる。
１ 加熱用電極
２ 電極支持装置
３ 集塵フード
４ ダクト
５ 含塵
６ 円筒部材
７ 鍋蓋
８ 隙間
９ 取鍋
１０ 溶鋼
１１ 湯面
１４ 密封用可塑剤
１５ 通路
１６ 不活性ガス
１７ 地金およびスラグ
１８ 管状部材
１９ 不活性ガス管路
２０ 流量調整弁
２１ 固定用プレート
２２ 植込みボルト
２３ ナット
２４ 固定取り付け座
２ 電極支持装置
３ 集塵フード
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１５ 通路
１６ 不活性ガス
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１８ 管状部材
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２３ ナット
２４ 固定取り付け座
Claims (5)
- 取鍋処理の際、取鍋と鍋蓋との接合部の外周を、不活性ガスを充填した枕状の、膨縮可能な、複数の管状部材で覆い、取鍋内を大気から遮断する、取鍋精錬設備のシール方法。
- 前記膨縮可能な、複数の管状部材は、予め、鍋蓋または取鍋に取り付けられていることを特徴とする、請求項１記載の取鍋精錬設備のシール方法。
- 前記膨縮可能な、複数の管状部材は、リング状に取鍋処理の際、接合部の外周に沿って取り付けられることを特徴とする請求項１記載の取鍋精錬設備のシール方法。
- 取鍋処理の際、取鍋と鍋蓋の接合部を大気から遮断する取鍋精錬設備のシール装置であって、鍋蓋の下端側または取鍋の上端側にリング状に取り付けた、不活性ガスを充填した際、枕状となる膨縮可能な、複数の管状部材と、前記管状部材に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系を備え、前記不活性ガス供給系は不活性ガス送給装置と不活性ガス送給管と不活性ガスの流量調整弁を備え、前記不活性ガス送給配管は取鍋または鍋蓋をその経路の一部としていることを特徴とする取鍋精錬設備のシール装置。
- 取鍋処理の際、取鍋と鍋蓋の接合部を大気から遮断する取鍋精錬設備のシール装置であって、取鍋と鍋蓋との接合部の外周を覆う、不活性ガスを充填した際、枕状となる膨縮可能な、複数の管状部材と、前記管状部材に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系を備え、前記不活性ガス供給系は不活性ガス送給装置と不活性ガス送給管と不活性ガスの流量調整弁を備えることを特徴とする取鍋精錬設備のシール装置。
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