JP5402904B2 - 溶鋼の二次精錬設備及び二次精錬方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶鋼の二次精錬を連続的に実施する二次精錬設備及び二次精錬方法に関するものである。

転炉や電気炉等で精錬された溶鋼に対して、真空槽を用いて更に脱ガス処理等の二次精錬を行う二次精錬設備は従来から広く知られている。この二次精錬において用いられる真空槽は、円筒状の本体の下端に、溶鋼を収容した取鍋から当該溶鋼を吸い上げる浸漬管及び吸い上げた溶鋼を取鍋に戻す浸漬管が取り付けられている。

そして、この真空槽を用いた二次精錬においては、例えば溶鋼を収容した取鍋を取鍋搬送用の台車により真空槽の下方に搬送し、取鍋に収容された溶鋼を真空槽の中に吸い上げることにより脱ガス処理が行われる。次いで、真空槽により脱ガス処理された処理済の溶鋼は再び取鍋に戻され、処理済の溶鋼を収容した取鍋は台車により次の処理工程を行うべく搬送され、それと共に未処理の溶鋼を収容した新たな取鍋が順次真空槽の下方に搬送される。

近年、このような二次精錬を必要とする高級鋼種の生産量が増大し、二次精錬の効率向上が望まれている。二次精錬の効率向上を図るための方法として、例えば特許文献１には、２基の真空槽を設置し、各真空槽の下方に台車用の軌道をそれぞれ設けることが提案されている。

特許文献１に提案されるように、複数の真空槽の下方に台車用の軌道をそれぞれ設け、１つの真空槽で二次精錬を行っている間に他の真空槽で次の精錬の準備として台車による取鍋の搬送作業等や、浸漬管に付着したノロの除去といった真空槽の軽微な補修作業を行い、２基の真空槽を交互に用いて処理を行うことで連続的に二次精錬を行うことが可能となる。

また、特許文献２には、旋回する回動移動装置上に取鍋を複数配置し、この回動移動装置を順次回動させることで、当該回動移動装置の旋回円周上の任意の位置に配置された複数の処理装置により精錬を行うことが提案させている。特許文献２の方法によれば、複数の軌道を設けることなく連続的に二次精錬を行うことができる。

特開２００３−１０５４３０号公報 特開２００５−９７６８０号公報

ところで、上述の真空槽においては、軽微な補修作業のほかに、浸漬管の交換といった長時間を要する補修作業も所定の頻度で行われる。しかしながら、例えば特許文献１の二次精錬設備において長時間にわたって真空槽の補修作業を行う場合、１基の真空槽とそれに対応する軌道を使用できなくなるため、２基の真空槽を交互に用いることができなくなる。そのため、二次精錬の効率が大きく低下してしまう。

また、特許文献２の方法においても、旋回円周上のいずれかの処理装置が補修作業により使用不能となった場合、二次精錬に必要な全ての処理を回動移動装置の旋回円周上で行うことができなくなる。したがって、この場合は二次精錬を継続することができない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、溶鋼の二次精錬を行うにあたり、真空槽の長時間の補修作業の際にも高い効率で二次精錬を行うことを目的としている。

前記の目的を達成するための本発明は、溶鋼の二次精錬設備であって、溶鋼の精錬を行う第１の真空槽及び第２の真空槽と、前記各真空槽内の溶鋼の脱ガス処理を行う真空排気装置と、前記第１の真空槽と前記真空排気装置とを接続する第１の真空槽側ダクト、及び前記第２の真空槽と前記真空排気装置とを接続する第２の真空槽側ダクトと、前記第１の真空槽の下方に設けられた、溶鋼を収容する取鍋を搬送する第１の軌道と、前記第２の真空槽の下方に前記第１の軌道と平行に設けられた、溶鋼を収容する取鍋を搬送する第２の軌道と、を有し、前記第１の真空槽及び第２の真空槽は、前記第１の軌道及び第２の軌道に直交する方向に沿って並べて設けられ、前記第１の真空槽及び第２の真空槽は、当該第１の真空槽及び第２の真空槽を前記第１の軌道及び第２の軌道に直交する方向に沿って水平に移動させる水平移動機構を備え、前記第１の真空槽側ダクト及び前記第２の真空槽側ダクトは、前記第１の真空槽と前記真空排気装置と間の所定の位置及び前記第２の真空槽と前記真空排気装置と間の所定の位置でそれぞれ分割自在に構成されており、当該第１の真空槽側ダクト及び第２の真空槽側ダクトの分割自在に構成された部位には、分割された当該第１の真空槽側ダクト及び第２の真空槽側ダクトを互いに連結自在に構成されたカップリングが設けられており、前記第１の真空槽から前記第１の真空槽側ダクトの分割可能に構成された部位までの長さと、前記第２の真空槽から前記第２の真空槽側ダクトの分割可能に構成された部位までの長さが等しくなるように構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、真空槽が水平方向に移動自在に構成されているため、例えば１基の真空槽を第１の軌道の上方と第２の軌道の上方との間で往復移動させることで、当該１基の真空槽により溶鋼の処理を連続して処理を行うことができる。したがって、いずれかの真空槽の補修作業が必要となった場合には、他の真空槽を第１の軌道の上方と第２の軌道の上方との間で往復移動させて、引き続き他の真空槽により連続的に溶鋼の二次精錬を行うことが可能となる。これにより、真空槽の長時間の補修作業を行う場合においても、高い効率で二次精錬を行うことができる。

前記第１の軌道の上方及び前記第２の軌道の上方には、取鍋に収容される溶鋼の脱硫処理を行う脱硫装置がそれぞれ設けられていてもよい。

前記第１の真空槽側ダクトと前記第２の真空槽側ダクトとの間の空間に配置され、前記真空排気装置に取付けられた真空排気装置側ダクトと、第１の真空槽側ダクト又は第２の真空槽側ダクトのいずれかと前記真空排気装置側ダクトとを相互に連結させる連結ダクトと、を有し、前記連結ダクトは、一の端部が真空排気装置側ダクトの先端部に、他の端部が当該真空排気装置側ダクトに隣接する真空槽側ダクトの先端部にそれぞれ気密に連結される、下方向きの開口が形成された逆Ｕ字形のダクト本体部と、該ダクト本体部を、選択された真空排気装置側ダクト及び真空槽側ダクトとの連結位置に水平に移動させる水平移動手段と、上記ダクト本体部を鉛直に昇降させて、該ダクト本体部の両端部と上記真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各先端部とを離接させる昇降手段とを備えていてもよい。

本発明によれば、２基の真空槽を用いて溶鋼の二次精錬を行うにあたり、真空槽の長時間の補修作業の際にも高い効率で二次精錬を行うことができる。

本実施の形態にかかる二次精錬設備の構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかる二次精錬設備の構成の概略を示す側面図である。 真空槽側ダクト近傍の構成の概略を示す説明図である。 フランジ部周辺の構成の概略を示す縦断面である。 本実施の形態にかかる二次精錬設備による二次精錬のタイムチャートである。 本実施の形態にかかる二次精錬設備による二次精錬のタイムチャートである。 第２の真空槽を第２の待機位置に移動させた様子を示す平面図である。 他の実施の形態にかかる二次精錬設備による二次精錬のタイムチャートである。 他の実施の形態にかかる二次精錬設備による二次精錬のタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は、本発明の二次精錬設備１の構成の一実施の形態を示す平面図及び側面図である。

二次精錬設備１は、溶鋼の脱ガス処理を行う第１の真空槽１０及び第２の真空槽１１と、第１の真空槽１０及び第２の真空槽１１からの排ガスをそれぞれ処理する第１の排ガス処理槽１２及び第２の排ガス処理槽１３と、真空槽１０、１１内の雰囲気を排気する真空排気装置１４と、真空排気装置１４に接続された真空排気装置側ダクト１５と、第１の真空槽１０と第１の排ガス処理槽１２に接続された第１の真空槽側ダクト１６、及び第２の真空槽１１と第２の排ガス処理槽１３とに接続された第２の真空槽側ダクト１７と、真空排気ダクト１４と第１の真空槽側ダクト１６又は第２の真空槽側ダクト１７とを相互に連結させる連結ダクト１８とを有している。第１の真空槽１０及び第２の真空槽１１の下方には第１の軌道としての軌道２０及び第２の軌道としての軌道２１がそれぞれ設けられている。軌道２０と軌道２１とは互いに平行に設けられており、第１の真空槽１０及び第２の真空槽１１は軌道２０及び軌道２１が延伸する方向に対して直行する方向に沿って並んで配置されている。なお、軌道２０と軌道２１とが平行であるとは、厳密に軌道２０、２１が平行に配置されていることを意味するものではなく、例えば軌道２０と軌道２１同士が直交するなどして軌道同士が干渉することがないことを意味するものである。軌道２０、２１上には、溶鋼を収容する取鍋２２、２３を搬送する取鍋用台車２４，２５がそれぞれ設置されている。取鍋用台車２４、２５には図示しない昇降機構が設置されており、それぞれ取鍋２２、２３を昇降動させることができる。

真空槽１０、１１は、ＲＨ法と呼ばれる二次精錬法に用いられるものであり、その内部が耐火材によりライニングされている。図２に示すように、真空槽１０、１１の下端には、取鍋２２、２３に収容された溶鋼を真空槽１０、１１の内部に吸い上げるための浸漬管である吸上管１０ａ、１１ａと、真空槽１０、１１内にて脱ガス処理された溶鋼を取鍋２２、２３に排出するための浸漬管である排出管１０ｂ、１１ｂがそれぞれ設けられている。

第１の真空槽１０と第２の真空槽１１はそれぞれ同じ高さに設置されており、第１の排ガス処理槽１２と第２の排ガス処理槽１３もそれぞれ同じ高さに設置されている。真空槽１０、１１と排ガス処理槽１２、１３の間には、真空槽側ダクト１６、１７が水平方向に延伸して設けられ、それぞれ真空槽１０、１１及び排ガス処理槽１２、１３の内部に連通している。また、真空槽側ダクト１６、１７は、排ガス処理槽１２、１３における真空槽１０、１１の反対側にも連通して設けられ、真空槽１０、１１と反対の方向に向かって所定の長さ水平に延伸した後に、例えば鉛直上方に延伸している。真空槽側ダクト１６、１７の鉛直上方に延伸した端部１６ａ、１７ａは互いに同じ高さになるように構成されている。端部１６ａ、１７ａには、それぞれフランジ部３０が設けられている。なお、第１の真空槽側ダクト１６と第２の真空槽側ダクト１７もそれぞれ各真空槽１０、１１における同じ高さに設置されている。

図１に示すように、真空槽側ダクト１６、１７における、真空槽１０、１１及び排ガス処理槽１２、１３との間の所定の位置にはカップリング３１が設けられており、このカップリング３１により真空槽側ダクト１６、１７はそれぞれ２つに分割自在で且つ分割された真空槽側ダクト１６、１７が互いに連結自在となるように構成されている。第１の真空槽１０から第１の真空槽側ダクト１６に設けられたカップリング３１までの長さＸ、換言すれば第１の真空槽１０から第１の真空槽側ダクト１６の分割自在に構成された部位まで長さと、第２の真空槽１１から第２の真空槽側ダクト１７に設けられたカップリング３１までの長さＹ、換言すれば第２の真空槽１１から第２の真空槽側ダクト１７の分割自在に構成された部位までの長さとは、互いに等しくなるように構成されている。

また、分割された各真空槽側ダクト１６、１７の排ガス処理槽１２、１３側には、例えば図３に示すように伸縮自在に構成された伸縮ダクト３２と、真空槽側ダクト１６、１７の軸方向に沿って当該伸縮ダクト３２を跨いで配置された駆動機構３３が設けられている。駆動機構３３は真空槽側ダクト１６、１７の軸方向に沿って伸縮自在に構成されており、これにより真空槽側ダクト１６、１７の長さを自在に調整できるように構成されている。なお、伸縮ダクト３２と駆動機構３３は、真空槽１０、１１側に設けられていてもよい。また、伸縮ダクト３２としては、例えばステンレス製のベローズ等を、駆動機構３３としては、エアシリンダーや電動のアクチュエータ等を用いることができる。

第１の真空槽１０及び第２の真空槽１１並びに第１の排ガス処理槽１２及び第２の排ガス処理槽１３は、所定の間隔だけ離間して設けられており、真空装置側ダクト１５は、例えば図２に示すように、第１の真空槽１０と第２の真空槽１１の間の空間の中央に配置されている。真空装置側ダクト１５における真空排気装置１４の反対側の端部１５ａは、第１の真空槽側ダクト１６と第２の真空槽側ダクト１７が上方に延伸する位置を結ぶ直線状において上方に延伸し、当該上方に延伸した端部１５ａは平面視において、真空槽側ダクト１６、１７の端部１６ａ、１７ａを結ぶ直線状に、端部１５ａと端部１６ａとの間の間隔及び端部１５ａと端部１７ａとの間の間隔が等間隔となるように配置されている。また、端部１５ａは、側面視において真空槽側ダクト１６、１７の端部１６ａ、１７ａと同じ高さに配置されており、端部１５ａ、１６ａ、１７ａは、水平な直線状に直列に並んだ状態となる。

また、真空槽１０、１１は図２に示すように、平面視において軌道２０、２１の延伸する方向に対して直交する方向（図１のＸ方向）に真空槽１０、１１を保持しつつ水平移動させる水平移動機構４０を有している。

水平移動機構４０は、平面視において軌道２０、２１の延伸する方向に対して直交する方向に沿って延伸して設けられた一対のレール５０と、一対のレール５０の上面を移動自在に構成された台車５１とを備えている。ここで、軌道２０、２１に延伸する方向に対して直交するとは、厳密に直角に交わることを意味するものではなく、例えば平面視において軌道２０、２１とレール５０とが交差することを意味するものである。一対のレール５０は、図１に示すように真空槽１０、１１を挟むように設けられている。なお、レール５０は２基の真空槽１０、１１に対して共通に設けられ、台車５１は、真空槽１０、１１に対してそれぞれ個別に設けられている。このため、例えば先ず駆動機構３３により伸縮ダクト３２を縮めてカップリング３１を分割し、次いで第１の真空槽１０を、カップリング３１により分割された第１の真空槽側ダクト１６と共に、台車５１によってレール５０上を移動することで、軌道２０及び軌道２１の上方であって平面視においてレール５０とそれぞれ交差する位置である、取鍋２２及び取鍋２３の溶鋼の二次精錬が行われる第１の処理位置Ｐ１及び第２の処理位置Ｐ２、並びに軌道２０を挟んで第２の処理位置Ｐ２の反対側に位置する第１の待機位置Ｒ１及び軌道２１を挟んで第１の処理位置Ｐ１の反対側に位置する第２の待機位置Ｒ２の間で自在に配置が変更できるようになっている。また、第２の真空槽１１も第１の真空槽１０と同様に、先ず駆動機構３３により伸縮ダクト３２を縮めてカップリング３１を分割し、次いで第２の真空槽側ダクト１７と共に、台車５１によりレール５０上を移動することで、第１の処理位置Ｐ１、第２の処理位置Ｐ２、第１の待機位置Ｒ１及び第２の待機位置Ｒ２の間で自在に配置が変更できる。なお、水平移動機構４０は第１の真空槽１０及び第２の真空槽１１をそれぞれ第１の待機位置Ｒ１から待機位置Ｒ２の間で自在に配置できるものであるが、例えば第２の真空槽１１が第２の待機位置Ｒ２に位置する場合は、第１の真空槽１０は第２の待機位置Ｒ２には移動しない。したがって、実際に第１の真空槽１０が移動するのは、第１の待機位置Ｒ１から第２の処理位置Ｐ２との間、第２の真空槽１１が移動するのは、第２の待機位置Ｒ２から第１の処理位置Ｐ１との間となる。また、例えばカップリング３１として、真空槽１０、１１をレール５０の延伸する方向に移動させることで着脱可能なものを用いれば、伸縮ダクト３２及び駆動機構３３は必ずしも設ける必要はなく、水平移動機構４０のみ設ければ真空槽１０、１１の配置の変更が可能である。

また、真空槽１０、１１が第１の処理位置Ｐ１、第２の処理位置Ｐ２に位置している状態においては、カップリング３１により分割された各ダクト１６、１７と排ガス処理槽側１２、１３とが連結するようになっている。このため、例えば第１の真空槽１０が第２の処理位置Ｐ２に位置している状態においては、第１の真空槽１０に接続された第１の真空槽側ダクト１６と第２の真空槽側ダクト１７とが、カップリング３１を介して接続された状態となる。これにより、真空槽１０、１１は、第１の処理位置Ｐ１、第２の処理位置Ｐ２のいずれに位置していても、真空排気装置１４によりその内部の脱ガス処理が可能な構成となっている。

連結ダクト１８は、図２に示すように、端部１８ａが下向きに形成された逆Ｕ字状のダクト本体部６０と、当該ダクト本体部６０を水平方向に移動させるダクト移動機構６１と、ダクト本体部６０を鉛直方向に昇降させるダクト昇降機構６２とを有している。ダクト本体部６０の端部１８ａ、１８ａ間の間隔は、端部１５ａと端部１６ａとの間の間隔と等しくなっている。また、ダクト本体部６０の端部１８ａの径と、端部１５ａ、１６ａ、１７ａの径は、ほぼ同じ大きさに形成されている。ダクト本体部６０の下向きの端部１８ａには端部１５ａ、１６ａ、１７ａと同様にフランジ部３０が設けられている。端部１８ａと、端部１５ａ、１６ａ、１７ａに設けられた各フランジ部３０により、端部１８ａと、端部１５ａ、１６ａ、１７ａとの間に連結面が形成された構成となっている。

ダクト移動機構６１は、各ダクト１５、１６、１７の端部１５ａ、１６ａ、１７ａの配設方向に沿って延伸して設けられた一対のレール６３と、一対のレール６３の上面を移動自在に構成された台車６４とを備えている。一対のレール５０は、各ダクト１５、１６、１７の端部１５ａ、１６ａ、１７ａを挟むように設けられている。

台車６４の上面には支持架台６５が設けられている。支持架台６５は、台車６４の上面から鉛直上方に延伸する４本の柱６５ａと各柱６５ａの上部に固定された枠体６５ｂとにより構成されている。ダクト昇降機構６２はこの支持架台６５の枠体６５ｂに支持されて設けられており、ダクト昇降機構６２は例えば図２に示すように、連結ダクト１８のダクト本体部６０に接続されたワイヤ６６を上下方向に移動させることでダクト本体部６０を昇降動させることができるように構成されている。なお、ダクト昇降機構６２としては、例えばワイヤ６６の巻取りあるいは送り出しを行う電動モータや、油圧や空気圧で動作するアクチュエータなどを用いることができる。

そして、ダクト昇降機構６２によりダクト本体部６０の端部１８ａを、各ダクト１５、１６，１７の端部１５ａ、１６ａ、１７ａよりも上方に持ち上げた状態で台車５１により移動させ、例えば端部１５ａと端部１６ａとの上方に端部１８ａが位置するようにダクト本体部６０を移動させ、その後ダクト本体部６０を端部１５ａ及び端部１６ａの上面に降下させることで、当該ダクト本体部６０により真空排気装置側ダクト１５と第１の真空槽側ダクト１６とを連結することができる。また、同様に、ダクト本体部６０を端部１５ａ及び端部１７ａの上面に降下させることで、真空排気装置側ダクト１５と第２の真空槽側ダクト１７とを連結することができる。このようにして、連結ダクト１８の切替えにより、真空排気装置１４により排気するダクトを、第１の真空槽側ダクト１６または第２の真空槽側ダクト１７に任意に切り換えることができる。

各ダクト１５、１６、１７の端部１５ａ、１６ａ、１７ａ及び連結ダクト１８の端部１８ａに設けられたフランジ部３０には、シール部材７０がそれぞれ設けられている。シール部材７０は、図４に示すように各ダクト１５、１６、１７、１８の径より大きな径を有する例えばＯリングであり、各フランジ部３０の連結面に配設置されている。そして、このシール部材７０は、ダクト本体部６０の自重と真空排気装置１４によりダクト内に形成される負圧とにより、当該シール部材７０に対向するフランジ部３０により押圧され、ダクト間の連結面を気密に保持する構造となっている。なお、シール部材７０の配置及び数量は、任意に設定が可能であり、本実施の形態の内容に限定されるものではない。

本実施の形態にかかる二次精錬設備１は以上のように構成されており、次に、この二次精錬設備１により溶鋼の精錬を行う方法についての一例を、真空槽１０、１１に長時間を要する補修作業が伴わない場合と、真空槽１０、１１の長時間を要する補修作業と並行して二次精錬を行う場合とに分けて説明する。図５及び図６は、二次精錬設備１による溶鋼の二次精錬のタイムチャートであり、第１の処理位置Ｐ１、第２の処理位置Ｐ２において実施される作業、真空槽１０、１１及び連結ダクト１８の切替え作業を、真空槽１０、１１に長時間を要する補修作業が伴わない場合と補修作業が伴う場合とに分けて、それぞれ時系列順に表している。

先ず、溶鋼の精錬を開始するにあたり、例えば第１の処理位置Ｐ１に対応する軌道２０上の取鍋用台車２４により、取鍋２２を第１の処理位置Ｐ１に搬送する（図５の工程Ｓ１）。この際、第１の真空槽１０は、第１の処理位置Ｐ１に位置している、即ち第１の排ガス処理槽１２と第１の真空槽側ダクト１６により接続された状態となっている。また、第２の真空槽１１は、例えば図７に示すように第２の待機位置Ｒ２に位置している。この際、連結ダクト１８は、真空排気装置側ダクト１５と第１の真空槽側ダクト１６とを接続した状態となっている。

次いで、第１の処理位置Ｐ１に停止した状態の取鍋用台車２４により取鍋２２を上昇させ、第１の真空槽１０により溶鋼の二次精錬を行う（図５の工程Ｓ２）。真空槽１０による二次精錬が完了すると、取鍋２２を取鍋用台車２４により下降させ、その後取鍋２２は取鍋用台車２４により軌道２０上を移動して次工程へと搬送されると共に、取鍋用台車２４上の取鍋２２の交換作業が行われる（図５の工程Ｓ３）。

取鍋２２が取鍋用台車２４により搬送されるのと並行して、水平移動機構４０により第１の真空槽１０は、水平移動機構４０により第１の処理位置Ｐ１から第２の処理位置Ｐ２へと移動する（図５の工程Ｓ４）。この際、第１の真空槽１０に接続された第１の真空槽側ダクト１６と、第２の排ガス処理槽１３に接続された第２の真空槽側ダクト１７とが、カップリング３１を介して接続される。

第１の真空槽１０の移動と並行して、連結ダクト１８のダクト移動機構６１によりダクト本体部６０の移動が行われ、ダクト本体部６０により真空排気装置側ダクト１５と第２の真空槽側ダクト１７とが接続される（図５の工程Ｓ５）。これにより、第１の真空槽１０による第２の処理位置Ｐ２での溶鋼の処理が可能となる。

ダクト本体部６０及び第１の真空槽１０の切替えの間に、軌道２１上の取鍋用台車２５により取鍋２３が第２の処理位置Ｐ２に搬送される（図５の工程Ｓ６）。そして、第１の真空槽１０の移動及び連結ダクト１８の移動が完了すると、取鍋用台車２５により取鍋２３を上昇させ、次いで第２の処理位置Ｐ２に配置された第１の真空槽１０により、取鍋２３の溶鋼の二次精錬が行われる（図５の工程Ｓ７）。第１の真空槽１０による取鍋２３の溶鋼の二次精錬が完了すると取鍋２３が取鍋用台車２５により次工程に搬送され、取鍋用台車２５上の取鍋２３の交換作業が行われる（図５の工程Ｓ８）。それと共に、第１の真空槽１０及び連結ダクト１８の第１の処理位置Ｐ１への切替えが再度実施される（図５の工程Ｓ９及び工程Ｓ１０）。また、第１の真空槽１０及び連結ダクト１８の切替えと並行して、取鍋用台車２４により新たな取鍋２２が第１の処理位置Ｐ１に搬送され（図５の工程Ｓ１１）、第１の真空槽１０及び連結ダクト１８の切替えが完了すると、第１の真空槽１０により取鍋２２の二次精錬が行われる（図５の工程Ｓ１２）。真空槽１０に長時間を要する補修作業が伴わない場合は、以上のように溶鋼の二次精錬が連続的に行われる。

次に、例えば真空槽１０の長時間を要する補修作業を伴う場合について、図５の工程Ｓ３まで工程が完了した時点で、例えば第１の真空槽１０に不具合が発生し、第１の真空槽１０の浸漬管の交換作業を実施する場合の例について説明する。

図６の工程Ｓ３までは、図５に示す場合と同様であるので、説明を省略する。次いで、図５の場合においては工程Ｓ４として、第１の真空槽１０を第２の処理位置Ｐ２に移動させる場面において、図６に示すように工程Ｓ２まで工程が完了した時点で、第１の真空槽１０に不具合が発見された場合、第１の真空槽１０は、水平移動機構４０により第１の待機位置Ｒ１に移動される（図６の工程Ｔ１）。そして、第１の真空槽１０は、第１の待機位置Ｒ１において補修作業が施される。

第１の真空槽１０の第１の待機位置Ｒ１への移動と並行して、第２の待機位置Ｒ２に位置していた第２の真空槽１１が水平移動機構４０により第２の処理位置Ｐ２に移動される（図６の工程Ｔ２）。第２の真空槽１１の第２の処理位置Ｐ２への移動と並行して、真空排気装置側ダクト１５と第１の真空槽側ダクト１６とを接続していた連結ダクト１８のダクト本体部６０がダクト移動機構６１によりに移動され、真空排気装置側ダクト１５と第２の真空槽側ダクト１７とが接続される（図６の工程Ｔ３）。また、連結ダクト１８の切替えや第２の真空槽１１の移動の作業と並行して、軌道２１上の取鍋用台車２５により取鍋２３が第２の処理位置Ｐ２に搬送される（図６の工程Ｔ４）。

その後、取鍋用台車２５により取鍋２３を上昇させ、次いで第２の真空槽１１により取鍋２３の溶鋼の二次精錬が行われる（図６の工程Ｔ５）。第２の真空槽１１による取鍋２３の溶鋼の二次精錬が完了すると取鍋２３が取鍋用台車２５により次工程に搬送され、取鍋用台車２５上の取鍋２３の交換作業が行われる（図６の工程Ｔ６）。それと共に、第２の真空槽１１を第１の処理位置Ｐ１へ移動させる（図６の工程Ｔ７）。また、連結ダクト１８をダクト移動機構６１により移動させ、真空排気装置側ダクト１５と第１の真空槽側ダクト１６とが接続される（図６の工程Ｔ８）。また、第２の真空槽１１及び連結ダクト１８の切替えと並行して、取鍋用台車２４により新たな取鍋２２が第１の処理位置Ｐ１に搬送され（図５の工程Ｔ９）、第２の真空槽１１及び連結ダクト１８の切替えが完了すると、第２の真空槽１１により取鍋２２の二次精錬が行われる（図５の工程Ｔ１０）。そして引き続き、第２の真空槽１１による溶鋼の二次精錬が連続的に行われる。

以上の実施の形態によれば、第１の真空槽１０及び第２の真空槽が第１の処理位置Ｐ１、第２の処理位置Ｐ２、第１の待機位置Ｒ１及び第２の待機位置Ｒ２の間を移動可能に構成されているため、例えば真空槽を第１の処理位置Ｐ１と第２の処理位置Ｐ２との間を往復移動させることで、１基の真空槽により連続して溶鋼の二次精錬を行うことができる。換言すれば、第１の真空槽１０、第２の真空槽１１のいずれか１基の真空槽を待機位置で待機させた状態であっても、他の１基の真空槽により第１の処理位置Ｐ１と第２の処理位置Ｐ２の両方において溶鋼の二次精錬を行うことができる。したがって、例えば第１の真空槽１０の補修作業が必要となった場合でも、例えば第１の真空槽１０を第１の待機位置Ｒ１に移動させ、第２の待機位置Ｒ２に待機していた第２の真空槽１１を第１の処理位置Ｐ１と第２の処理位置Ｐ２との間で往復して移動させることにより、引き続き第２の真空槽１１により溶鋼の二次精錬を連続して行うことができる。

なお、以上の実施の形態の図５に示す場合おいては、例えば第２の真空槽１１を第２の待機位置Ｒ２に待機させていたが、例えば、第１の真空槽１０を第１の処理位置Ｐ１に、第２の真空槽１１を第２の処理位置Ｐ２にそれぞれ配置し、溶鋼の二次精錬を連続的に行うにあたって連結ダクト１８の切替えのみを行うようにしてもよい。かかる場合においても、不具合が発生した真空槽を待機位置に移動させ、不具合の発生していない残りの真空槽により、処理位置Ｐ１、Ｐ２において交互に二次精錬を行うことで、二次精錬が連続的に実施される。このため、真空槽の長時間の補修作業を行う場合においても、高い効率で二次精錬を行うことができる。

なお、以上の実施の形態においては、第１の真空槽１０及び第２の真空槽１１による溶鋼処理についてのみ説明したが、二次精錬設備１は、真空槽による脱ガス処理に加えて、別の二次精錬処理を行う装置を有していてもよい。別の二次精錬処理を行う装置としては、脱硫装置、成分調整装置、温度調整装置、清浄化装置であり、これらから1種以上が選択され設置される。別の二次精錬処理を行う場合の例として、例えば石灰を添加することにより溶鋼の脱硫処理を行う、脱硫装置としての、いわゆる粉体吹き込み装置を設置する場合について説明する。脱硫処理を併せて行う場合、当該脱硫処理を行うための粉体吹き込み装置として、石灰の粉体を供給する粉体吹き込みランス８０を、例えば図１に破線で示すように軌道２０、２１の上方であって、第１の真空槽及び第２の真空槽１１を挟んで第１の排ガス処理槽１２及び第２の排ガス処理槽１３に対向する位置に設けてもよい。なお、この二次精錬処理を行う装置はＬＦ、バブリング処理装置、Ｃａワイヤー添加等の処理装置であってもよい。

図８は、脱硫処理を併せて行う場合における軌道２０及びその上方の位置において実施される作業、軌道２１及びその上方の位置において実施される作業、並びに真空槽１０、１１及び連結ダクト１８の切替え作業をそれぞれ時系列順に表した二次精錬のタームチャートである。以下に脱硫処理を併せて行う場合における二次精錬設備１による、溶鋼の二次精錬について図８と併せて説明する。なお、図８においては、溶鋼の二次精錬を脱ガス処理と脱硫処理とに区別して記載している。

脱硫処理を併せて行う場合は、先ず溶鋼の精錬を開始するにあたり、例えば軌道２０上の取鍋用台車２４により、取鍋２２を粉体吹き込みランス８０の下方に搬送して配置する（図８の工程Ｕ１）。次いで、当該粉体吹き込みランス８０から石灰の粉体を取鍋２２の内部に供給することにより脱硫処理を行う（図８の工程Ｕ２）。

その後、脱硫処理が終了すると、取鍋用台車２４により、取鍋２２を第１の処理位置Ｐ１に移動させ（図８の工程Ｕ３）、第１の処理位置Ｐ１において、第１の真空槽１０による溶鋼の脱ガス処理が行われる（図８の工程Ｕ４）。第１の真空槽１０による脱ガス処理が完了すると、取鍋２２の次工程への搬送及び取鍋２２の交換作業（図８の工程Ｕ５）、第１の真空槽１０の第２の処理位置Ｐ２への移動（図８の工程Ｕ６）、並びに連結ダクト１８の切替え（図８の工程Ｕ７）が図５に示す工程Ｓ３〜Ｓ５の場合と同様に順次実施される。

また、第１の処理位置Ｐ１における第１の真空槽１０による溶鋼の脱ガス処理と並行して、軌道２１上の取鍋用台車２５により、取鍋２３が粉体吹き込みランス８０の下方に搬送して配置される（図８の工程Ｕ８）。次いで、粉体吹き込みランス８０により取鍋２３の溶鋼の脱硫処理が行われる（図８の工程Ｕ９）。

その後、取鍋２３の溶鋼の脱硫処理が終了すると、取鍋用台車２５により、取鍋２３を第２の処理位置Ｐ２に移動させ待機させる（図８の工程Ｕ１０）。そして、第１の真空槽１０及び連結ダクト１８の切替えが完了すると、第２の処理位置Ｐ２において、第１の真空槽１０による溶鋼の脱ガス処理が行われる（図８の工程Ｕ１１）。そして、脱ガス処理が完了した取鍋２３は次工程へ搬送され取鍋２３の交換作業が行われる（図８の工程Ｕ１２）。

また、取鍋用台車２４上の取鍋２２の交換作業が完了すると、取鍋用台車２４により新たな取鍋２２が搬送され、取鍋２２が粉体吹き込みランス８０の下方に搬送され配置される（図８の工程Ｕ１３）。そして、取鍋２２の溶鋼の脱硫処理が完了すると（図８の工程Ｕ１４）、取鍋２２は第１の処理位置Ｐ１に搬送され（図８の工程Ｕ１５）、第２の処理位置Ｐ２において第１の真空槽１０による脱ガス処理が完了すると、取鍋２３の交換作業が行われると共に（図８の工程Ｕ１６）、第１の真空槽１０の第１の処理位置Ｐ１への移動（図８の工程Ｕ１７）及び連結ダクト１８の切替え作業（図８の工程Ｕ１８）が実施され、第１の真空槽１０により取鍋２２の溶鋼の脱ガス処理が行われ（図８の工程Ｕ１９）、この一連の作業が連続的に行われる。

以上のように、本発明によれば、例えば溶鋼の脱硫処理用に粉体吹き込みランス８０を追設した場合においても、例えば軌道２０、２１の長さを延長して粉体吹き込みランス８０の下方に取鍋２２、２３及び取鍋用台車２４、２５が移動できるようにすれば足りる。この点、例えば特許文献２に示される回動移動装置を用いた場合においては、処理装置の配置や取鍋等の大きさにより必要とされる旋回円周の径が決定されるため、設備を追設した場合は旋回円周の径、即ち回動移動装置の径を大きくする必要がある。しかしながら、二次精錬設備を配置する建屋には、例えば柱の配置などの制約があり、所定の径の設置場所を確保することが困難な場合が多く、特に旋回円周の径が大きくなればなるほど旋回円周の径の内側に柱等がない場所を確保することは更に困難となる。これに対して本発明によれば、柱等の障害物のない任意の場所を利用して軌道２０、２１を延長すればよいので、設備追加にあたっての配置上の自由度が極めて高いものとなる。

なお、脱硫処理を行う場合においても、第１の真空槽１０を第１の処理位置Ｐ１に、第２の真空槽１１を第２の処理位置Ｐ２にそれぞれ配置し、溶鋼の二次精錬を連続的に行うにあたって連結ダクト１８の切替えのみを行うようにしてもよい。

また、以上の実施の形態においては、脱硫処理に用いる粉体吹き込みランス８０を軌道２０、２１上にそれぞれ設けたが、図８に示されるように、軌道２０及び軌道２１上において、脱硫処理は同時におこわなれることがないので、粉体吹き込みランス８０に真空槽１０、１１と同様の、軌道２０、２１に対して直交する方向に水平移動させる水平移動機構を設けてもよい。かかる場合、１基の粉体吹き込みランス８０により脱硫処理を連続的に行うことができるので、設備費を低減することができる。

なお、図８においては、取鍋２２、２３の溶鋼に対して真空槽１０、１１による脱ガス処理及び粉体吹き込みランス８０による脱硫処理をそれぞれ一度ずつ行った場合について説明したが、例えば図９に示すように脱硫処理を真空槽１０、１１による脱ガス処理を挟んで２度行うようにしてもよい。なお、図９のタイムチャートは、１基の粉体吹き込みランス８０に上述の水平移動機構を設け、軌道２０及び軌道２１上を搬送される取鍋２３、２４に対して粉体吹き込みランス８０を共用した場合についての一例を示したものである。

脱硫処理を取鍋２２、２３の溶鋼に対して２度ずつ行う場合について、図９と併せて説明する。ここで、図９に示す工程Ｕ４までは、図８に示す工程Ｕ４と同様であるため、説明を省略するが、図９に示す実施の形態においては、工程Ｕ２の脱硫処理の終了後に、粉体吹き込みランス８０を軌道２０の上方から軌道２１の上方に移動させる作業が追加して行われる（図９の工程Ｖ１）。

そして、工程Ｖ１における作業である粉体吹き込みランス８０の移動が完了すると、軌道２１の取鍋用台車２５により移動後の粉体吹き込みランス８０の下方に取鍋２３が搬送され（図９の工程Ｖ２）、粉体吹き込みランス８０から石灰の粉体が供給されて取鍋２３に収容された溶鋼の脱硫処理が行われる（図９の工程Ｖ３）。

その後、取鍋２３の脱硫処理が完了すると、粉体吹き込みランス８０を再び軌道２０の上方に移動させると共に（図９の工程Ｖ４）、取鍋２３を取鍋用台車２５により第２の処理位置Ｐ２に移動させる（図９の工程Ｖ５）。それと並行して、第１の処理位置Ｐ１において第１の真空槽１０による取鍋２２に収容された溶鋼の処理が終了すると、第１の真空槽１０の第２の処理位置Ｐ２への移動（図９の工程Ｖ６）及び連結ダクト１８の切替え作業（図９の工程Ｖ７）が行われると共に、軌道２０の上方に移動した粉体吹き込みランス８０の下方に、取鍋用台車２４により取鍋２２を移動させる（図９の工程Ｖ８）。そして、粉体吹き込みランス８０の下方に移動した取鍋２２に収容された溶鋼に対して２度目の脱硫処理が実施される（図９の工程Ｖ９）。脱硫処理が完了した取鍋２２は、取鍋用台車２４により次工程に搬送され、取鍋用台車２４上の取鍋２２の交換作業が行われる（図９の工程Ｖ１０）。そして、取鍋用台車２４上の取鍋２２が交換され、新たな取鍋２２が粉体吹き込みランス８０の下方に搬送されると（図９の工程Ｖ１１）、この取鍋２２の溶鋼に対して脱硫処理が行われる（図９の工程Ｖ１２）。脱硫処理が完了すると、粉体吹き込みランス８０を軌道２１の上方に移動させると共に（図９の工程Ｖ１３）、取鍋２２を取鍋用台車２４により第１の処理位置Ｐ１へ移動させる（図９の工程Ｖ１４）。

また、軌道第１の真空槽１０の第２の処理位置Ｐ２への移動及び連結ダクト１８の切替え作業が完了すると、第２の処理位置Ｐ２において、取鍋２３に収容された溶鋼の脱ガス処理が行われる（図９の工程Ｖ１５）。第１の真空槽１０による溶鋼の処理が終了すると、軌道第１の真空槽１０の第１の処理位置Ｐ１への移動及び連結ダクト１８の切替え作業が行われると共に、取鍋２３を取鍋用台車２５により軌道２１の上方に移動した粉体吹き込みランス８０の下方に搬送する（図９の工程Ｖ１３及び工程Ｖ１４）。そして、取鍋２３に収容された溶鋼に対して２度目の脱硫処理を行う（図９の工程Ｖ１５）。２度目の脱硫処理が完了した取鍋２３は、取鍋用台車２５により次工程に搬送され、取鍋２３の交換作業が行われる（図９の工程Ｖ１６）。また、軌道第１の真空槽１０の第１の処理位置Ｐ１への移動（図９の工程Ｖ１７）及び連結ダクト１８の切替え作業（図９の工程Ｖ１８）が完了すると、第１の処理位置Ｐ１においては、第１の真空槽１０により取鍋２２の溶鋼の脱ガス処理が行われ（図９の工程Ｖ１９）、この工程が繰り返し行われて、溶鋼の二次精錬が連続的に実施される。

かかる場合においても、第１の真空槽１０及び第２の真空槽１１を水平移動機構４０により移動自在とすることで、１基の真空槽により連続的に溶鋼の二次精錬を実施することができるので、例えば真空槽１０の補修作業が必要となった場合でも、例えば第２の待機位置Ｒ２に待機していた第２の真空槽１１を第１の処理位置と第２の処理位置との間で往復して移動させることにより、引き続き第２の真空槽１１により溶鋼の二次精錬を連続して行うことができる。なお、以上の実施の形態では、脱ガス処理の後に脱硫処理を行う脱硫装置を設置した場合について説明したが、脱硫装置に加えて、成分調整装置、温度調整装置及び溶鋼清浄化装置から1種以上を選択して設置してもよく、脱硫装置に代えて成分調整装置、温度調整装置及び溶鋼清浄化装置から1種以上を選択して設置してもよい。また、各装置を配置する場合、その配置は二次精錬設備１の周囲の機器配置等を考慮して任意に決定することが可能である。

本発明は、溶鋼の二次精錬を行う際に有用である。

１ 二次精錬設備
１０ 第１の真空槽
１１ 第２の真空槽
１２ 第１の排ガス処理槽
１３ 第２の排ガス処理槽
１４ 真空排気装置
１５ 真空排気装置側ダクト
１６ 第１の真空槽側ダクト
１７ 第２の真空槽側ダクト
１８ 連結ダクト
２０、２１ 軌道
２２、２３ 取鍋
２４、２５ 取鍋用台車
３０ フランジ部
３１ カップリング
３２ 伸縮ダクト
３３ 駆動機構
４０ 水平移動機構
５０ レール
５１ 台車
６０ ダクト本体部
６１ ダクト移動機構
６２ ダクト昇降機構
６３ レール
６４ 台車
６５ 支持架台
６６ ワイヤ
７０ シール部材
８０ 粉体吹き込みランス
Ｐ１ 第１の処理位置
Ｐ２ 第２の処理位置
Ｒ１ 第１の待機位置
Ｒ２ 第２の待機位置

Claims (4)

1. 溶鋼の二次精錬設備であって、
   溶鋼の精錬を行う第１の真空槽及び第２の真空槽と、
   前記各真空槽内の溶鋼の脱ガス処理を行う真空排気装置と、
   前記第１の真空槽と前記真空排気装置とを接続する第１の真空槽側ダクト、及び前記第２の真空槽と前記真空排気装置とを接続する第２の真空槽側ダクトと、
   前記第１の真空槽の下方に設けられた、溶鋼を収容する取鍋を搬送する第１の軌道と、
   前記第２の真空槽の下方に前記第１の軌道と平行に設けられた、溶鋼を収容する取鍋を搬送する第２の軌道と、を有し、
   前記第１の真空槽及び第２の真空槽は、前記第１の軌道及び第２の軌道に直交する方向に沿って並べて設けられ、
   前記第１の真空槽及び第２の真空槽は、当該第１の真空槽及び第２の真空槽を前記第１の軌道及び第２の軌道に直交する方向に沿って、第１の軌道の上方に位置する第１の処理位置、第２の軌道の上方に位置する第２の処理位置、第１の軌道を挟んで第２の処理位置の反対側に位置する第１の待機位置及び第２の軌道を挟んで第１の処理位置の反対側に位置する第２の待機位置の間で水平に移動させる水平移動機構をそれぞれ備え、
   前記第１の真空槽側ダクト及び前記第２の真空槽側ダクトは、前記第１の真空槽と前記真空排気装置と間の所定の位置及び前記第２の真空槽と前記真空排気装置と間の所定の位置でそれぞれ分割自在に構成されており、当該第１の真空槽側ダクト及び第２の真空槽側ダクトの分割自在に構成された部位には、分割された当該第１の真空槽側ダクト及び第２の真空槽側ダクトを互いに連結自在に構成されたカップリングが設けられており、
   前記第１の真空槽から前記第１の真空槽側ダクトの分割可能に構成された部位までの長さと、前記第２の真空槽から前記第２の真空槽側ダクトの分割可能に構成された部位までの長さが等しくなるように構成されていることを特徴とする、溶鋼の二次精錬設備。
2. 前記第１の軌道の上方及び前記第２の軌道の上方には、取鍋に収容される溶鋼の脱硫装置、成分調整装置、温度調整装置および清浄化装置から選択される1種以上の装置がそれぞれ設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の溶鋼の二次精錬設備。
3. 前記第１の真空槽側ダクトと前記第２の真空槽側ダクトとの間の空間に配置され、前記真空排気装置に取付けられた真空排気装置側ダクトと、
   第１の真空槽側ダクト又は第２の真空槽側ダクトのいずれかと前記真空排気装置側ダクトとを相互に連結させる連結ダクトと、を有し、
   前記連結ダクトは、一の端部が真空排気装置側ダクトの先端部に、他の端部が当該真空排気装置側ダクトに隣接する真空槽側ダクトの先端部にそれぞれ気密に連結される、下方向きの開口が形成された逆Ｕ字形のダクト本体部と、該ダクト本体部を、選択された真空排気装置側ダクト及び真空槽側ダクトとの連結位置に水平に移動させる水平移動手段と、上記ダクト本体部を鉛直に昇降させて、該ダクト本体部の両端部と上記真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各先端部とを離接させる昇降手段とを備えていることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の溶鋼の二次精錬設備。
4. 請求項１〜３のいずれかの溶鋼の二次精錬設備における溶鋼の二次精錬方法であって、
   第１の真空槽又は第２の真空槽のいずれか１の真空槽を、前記第１の待機位置又は前記第２の待機位置で待機させ、
   他の１の真空槽を第１の処理位置及び第２の処理位置の間で往復移動させて溶鋼の二次精錬を行うことを特徴とする、溶鋼の二次精錬方法。
   

Images