JP5629453B2 - 溶鋼の二次精錬装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の真空槽を順次切り替えながら溶鋼の二次精錬を連続的に実施する二次精錬装置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、真空層で脱ガス処理等の二次精錬を行う二次精錬装置は従来から広く知られている。
このような二次精錬装置においては、特許文献１に記載されているように、生産性の向上と精錬効率の向上を図るため、複数の真空槽を交互に用いるものも既に公知となっており、１つの真空槽に対してメンテナンスを行う場合は他の真空槽を用いて精錬を行い、あるいは、１つの真空槽で精錬を行っている間は他の真空槽で次の精練の準備を行うなどして、連続的に精錬を行うことが可能であるため、生産性及び精錬の効率を高めることができるようになっている。

具体的に、上記特許文献１の二次精錬装置は、図１４に示すように、２つの真空槽５０，５０と、これらの真空槽のうちの１つと選択的に連結される真空排気装置（図示せず）と、各真空槽から延びる真空槽側ダクト５１，５１と、真空排気装置から延びる真空排気装置側ダクト５２と、基端側が該真空排気装置側ダクト５２に連結され、先端側が真空側ダクト５１，５１に接離される連結ダクト５３とを有している。さらに、この連結ダクト５３は、基端側に位置して選択された真空槽の位置に合わせて旋回する切換ダクト５４と、該切換ダクト５４の先端に連結されて、先端側が選択された真空槽の真空槽側ダクト５１，５１に接離される中間ダクト５５とを有した構成となっている。そして、選択された真空槽の真空槽側ダクトの位置に応じて切換ダクト５４を旋回させると共に、中間ダクト５５を動かして先端側を真空槽側ダクトの先端部分に位置合わせをすることにより、真空槽側ダクトと真空排気装置側ダクトとを、連結ダクト５３（切換ダクト５４及び中間ダクト５５）を通して相互に連通させる構成となっている。

上記特許文献１の二次精錬装置の場合、連結ダクト５３における、真空排気装置側ダクト５２と切換ダクト５４の基端側との連結部分、及び切換ダクト５４の先端側と中間ダクト５５の基端側との連結部分、該中間ダクト５５の先端が側における真空槽側ダクト５１と接離される部分、並びに中間ダクト５５の中間部分に、スイベルジョイント５６がそれぞれ介在され、あるいは取付けられていて、これにより各ダクトの位置や方向を変更し、あるいは各ダクト同士を連結することができるようになっている。
しかしながら、上記スイベルジョイントを用いた場合、該スイベルジョイントを回転駆動させて切換ダクトや中間ダクトの位置や方向を変更させる手段や位置制御手段、あるいは真空槽側ダクトの先端と中間ダクト先端のスイベルジョイントとを接離させる強力な駆動手段及びその制御手段等が必要であるため、装置全体が複雑になるという欠点があった。

一方、二次精錬装置は、微細な金属粉等の粉塵が浮遊している環境に設置されるのが通常であり、また、真空槽からの排ガスは約１０００℃程度の高温で、ガスクーラーを通しても２００〜３００℃の温度を有していることから、上記スイベルジョイントは、重要な構成部品であるＯリング状のシール部材が伝導熱や粉塵で頻繁に損傷あるいは破損する可能性がある。上記シール部材が損傷・破損した場合には、そのシール部材を迅速に交換する必要があるが、上記スイベルジョイントは構成が複雑であるため、その場でのシール部材の交換は非常に困難である。
そのため、シール部材が損傷・破損したスイベルジョイントを取り外して別途用意した予備のスイベルジョイントに交換する必要があり、その交換のために操業を長時間中止しなければならないことから、メンテナンスに時間がかかって生産効率が大きく損なわれるという問題があった。

特開２００３−１０５４３０号公報

本発明の技術的課題は、複数の真空槽を交互に切換えて使用する溶鋼の二次精錬装置において、装置全体の構成が従来に比べて簡単で、しかも、ダクトの連結部分に使用されるシール部材の交換等のメンテナンスが必要になった場合であっても、生産効率を大きく損なうことなく該メンテナンスを行うことができる二次精錬装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の溶鋼の二次精錬装置は、複数の真空槽と、各真空槽に配設され、基端側が該真空槽に連結された真空槽側ダクトと、上記真空槽内の溶鋼の脱ガス処理を行う真空排気装置と、各真空槽側ダクトの間の空間に配設され、基端側が該真空排気装置に取付けられた真空排気装置側ダクトと、選択された１つの真空排気装置側ダクト及び該真空排気装置側ダクトに隣接する１つの真空槽側ダクトを相互に連結させる連結ダクトと、上記真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトと連結ダクトとの間に介在させたシール部材とを有し、上記真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトは、各先端部に上方向きの開口が開設されていると共に、これらの各先端部はいずれも同じ高さ且つ等間隔となるようにそれぞれ配設され、上記連結ダクトは、一端部が真空排気装置側ダクトの先端部に、他端部が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、上記シール部材は、上記ダクト本体部の端部と、上記真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの先端部とのうち、少なくとも一方に開口を取り囲むように取付けられていることを特徴とする。

本発明においては、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は直列に配設されていて、上記連結ダクトの水平移動手段は、ダクト本体部をこれら真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各先端部の配設方向に沿って直線的に移動させるものとすることができる。

このとき、上記連結ダクトの水平移動手段は、真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各先端部の配設方向に延びるレールと、該レール上を移動する台車とを備え、該台車上に上記ダクト本体部及び昇降手段が配設されているものとすることが好ましい。上記レールは、例えば、上記真空槽側ダクト及び上記真空排気装置側ダクトの先端部の高さとほぼ同じ高さにこれらの先端部を挟むように設けられている。
また、この場合、上記連結ダクトの昇降手段は、上記台車上に設けられた架台と、一端側がダクト本体部に取付けられて、該ダクト本体部を架台に吊り下げるワイヤーと、該ワイヤーを長さ方向に移動させるアクチュエータとを備え、該アクチュエータの駆動によってワイヤーを長さ方向に移動させることによりダクト本体部が昇降される構成であるものとすることができる。
あるいは、上記連結ダクトの昇降手段は、上記ダクト本体部から外方に張り出した梁部材と、上記台車上に配設されて、ピストンロッドの上下動により該梁部材を昇降させるアクチュエータとを有しているものとしてもよい。

さらに、本発明においては、上記連結ダクトは、連結対象となる真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクト以外の真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各先端部の開口を閉塞する蓋部材を有しているものとすることができる。
また、本発明においては、上記シール部材は、内部に圧縮流体を供給することにより上方に膨出自在である環形のチューブ状に形成されているものとすることができる。

さらに、本発明においては、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、並びに連結ダクトのダクト本体部の両端部には、外方に張り出したフランジ部がそれぞれ形成されていて、上記シール部材は、該フランジ部における開口周縁に配設されているものとすることが好ましい。
この場合において、上記フランジ部は、該フランジ部を冷却する冷却手段が設けられているものとすることができる。
また、上記連結ダクトのフランジ部は、真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各フランジ部の上面に異物除去用の圧縮流体を吹き付ける流体噴射手段を備えているものとすることが好ましい。

本発明によれば、上向きの開口が開設された真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各先端部をいずれも同じ高さ且つ等間隔となるように配設させる一方、連結ダクトのダクト本体部を、下方向きの開口が形成された逆Ｕ字形とし、真空槽の切り換え時には、該ダクト本体部を水平移動手段による水平移動させ、昇降手段によって真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの先端部上に載置あるいは離脱させる構成であるため、従来のようなスイベルジョイントを使用するもののように複雑な駆動手段や制御手段が必要なく、比較的単純な構成であることから、装置全体としての構成を容易なものとすることができる。
また、上記シール部材は、上記ダクト本体部の下方向きの端部と、真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの上方向きの先端部とのうち、少なくとも一方の開口周縁に取付けられているため、スイベルジョイントに比べてシール部材の交換を容易且つ短時間で行うことができ、これにより、そのメンテナンスのために長時間操業を停止する必要がなく、生産効率を大きく損なうことが防止される。

本発明に係る溶鋼の二次精錬装置を概略的に示す図である。 図１のＩ−Ｉ線での拡大断面図である。 本発明に係る連結ダクト、並びに第１及び第２真空槽側ダクトの先端側、真空排気装置側ダクトの先端側を示す斜視図である。 連結ダクトにより第１真空槽側ダクトと真空排気装置側ダクトと連結した状態を示す一部破断正面図である。 連結ダクトにより第２真空槽側ダクトと真空排気装置側ダクトと連結した状態を示す一部破断正面図である。 ダクトの連結面の状態を示す要部拡大断面である。ただし、右半は左半と対象であるため省略している。 連結ダクトの昇降手段の異なる実施の形態を示す側面図である。 同正面図である。 本発明に係る溶鋼の二次精錬装置の異なる実施の形態を概略的に示す図である。 図６とは異なるダクトの連結面の状態を示す要部拡大断面である。ただし、右半は左半と対象であるため省略している。 図６とはさらに異なるダクトの連結面の状態を示す要部拡大断面である。ただし、右半は左半と対象であるため省略している。 図６とはさらに異なるダクトの連結面の状態を示す要部拡大断面である。ただし、右半は左半と対象であるため省略している。 図６とはさらに異なるダクトの連結面の状態を示す要部拡大断面である。ただし、右半は左半と対象であるため省略している。 従来の二次精錬装置を示す正面図である。

図１〜図６は、本発明の溶鋼の二次精錬装置の一実施の形態を示すもので、この実施の形態の二次精錬装置は、第１真空槽１及び第２真空槽２と、これらの第１及び第２真空槽１，２にそれぞれ配設され、基端側が各真空槽１，２に連結された第１真空槽側ダクト３及び第２真空槽側ダクト４と、上記第１及び第２真空槽内１，２の溶鋼の脱ガス処理を行う１つの真空排気装置（図示せず）と、第１及び第２真空槽側ダクト３，４の間の空間に配設され、基端側が該真空排気装置に取付けられた真空排気装置側ダクト５とを有している。
さらに、上記真空排気装置側ダクト５と第１真空槽側ダクト３又は第２真空槽側ダクト４とを相互に連結させる連結ダクト６と、上記各真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５と連結ダクト６との間に介在させたシール部材７Ａとを有している。

上記第１及び第２真空槽１，２は、いわゆるＲＨ法と呼ばれる二次精錬方法に供されるもので、内部が耐火物によってライニングされ、下端側には、取鍋中の溶鋼を内部に吸い上げる吸上管１ａ，２ａ、及び脱ガス処理を行った溶鋼を取鍋に排出する排出管１ｂ，２ｂがとそれぞれ設けられている。そして、上記第１真空槽１の上段部分には上記第１真空槽側ダクト３の基端部が、第２真空槽２の上段部分には第２真空槽側ダクト４の基端部がそれぞれ連結されていて、槽内の空間とダクト内とが連通された状態となっている。

上記第１及び第２真空槽側ダクト３，４は、各先端部に上方向きの開口が開設されたもので、これら第１及び第２真空槽側ダクト３,４の各先端部８，９（より具体的には後述するフランジ部１０，１１における連結ダクト６と連結面側）は相互に同じ高さに保持された構成となっている。
また、第１及び第２真空槽側ダクト３，４の各先端部８，９における開口の周縁には、外方に直角に張り出したフランジ部１０，１１がそれぞれ設けられていて、上記連結ダクト６と連結される上向きの連結面が形成された態様となっている。
なお、第１及び第２真空槽側ダクト３，４は、いずれも、途中にガスクーラー等の各種設備が介在されていると共に、その設備設置部分から先端側の部分が上方向きに延設されたものとなっており、その上方向きに延設された部分の上端部分が上記先端部８，９を構成している。

上記真空排気装置は、上記第１真空槽１内又は第２真空槽２内の雰囲気を減圧し、溶鋼から排出されたガスを真空槽１，２から強制的に排気させるものである。
一方、上記真空排気装置側ダクト５は、基端部が上記真空排気装置に連結され、先端部１２に上方向きの開口が開設されたもので、該開口の周縁には、外方に直角に張り出したフランジ部１３が設けられ、上記連結ダクト６と連結される上向きの連結面が形成された構成となっている。
なお、この実施の形態の真空排気装置側ダクト５は、図１及び図２に示すように、途中で上方に折れ曲がり、そこから先端部１２までが上方向きに延設された態様となっている。さらに、先端部１２の開口は、上記第１真空槽側ダクト３及び第２真空槽側ダクト４の各開口の内径とほぼ同じ大きさに形成され、フランジ部１３の形状及び大きさもほぼ同じとなっている。

また、上記真空排気装置側ダクト５の先端部１２（具体的にはフランジ部１３の連結ダクト６との連結面側）は、第１及び第２真空槽側ダクト３，４の各先端部８，９（具体的には各フランジ部１０，１１の連結ダクト６との連結面側）と同じ高さであって、且つ第１及び第２真空槽側ダクト３，４の各先端部８，９が結ぶ直線上に位置するように保持されている。したがって、これらの真空排気装置側ダクト５、第１及び第２真空槽側ダクト３，４のすべての先端部８，９，１２が水平な一直線上に直列に並んだ状態となる。
さらに、この真空排気装置側ダクト５の先端部１２は、第１及び第２真空槽側ダクト３，４の各先端部８，９の間の空間の中央に配置されていて、第１真空槽側ダクト３との間の間隔と第２真空槽側ダクト４との間の間隔が等間隔となるように配設されている。

上記連結ダクト６は、図３〜図５に示すように、下方向きの開口が形成された逆Ｕ字形のダクト本体部１４と、該ダクト本体部１４を、上記真空排気装置側ダクト５と、選択された第１又は第２真空槽側ダクト３，４のいずれかとの連結位置に水平に移動させる水平移動手段１５と、上記ダクト本体部１４を鉛直に昇降させて、該ダクト本体部１４の両端部１６，１６を、上記真空排気装置側ダクト５の先端部１２及びいずれかの真空槽側ダクト３，４の各先端部８，９に離接させる昇降手段１７とを備えている。

上記ダクト本体部１４は、下方向きの両端部１６，１６に上記開口が開設された筒状のもので、上記真空排気装置側ダクト５と第１又は第２真空槽側ダクト３，４とを連結する際、いずれかの一端部が真空排気装置側ダクト５の先端部１２に、他端部が第１又は第２真空槽側ダクト３，４の先端部８，９に、上記シール部材７Ａを介してそれぞれ気密に連結する構成となっている。そして、上向きに開設された上記真空排気装置側ダクト５の開口、第１又は第２真空槽側ダクト３，４の各開口を通じて、真空排気装置側ダクト５及びいずれか一方の真空槽ダクト２，４の内部空間と連通するようになっている。

上記ダクト本体部１４の両端部１６，１６における各開口の周縁には、外方に直角に張り出したフランジ部１８,１８がそれぞれ設けられ、上記真空排気装置側ダクト５と第１又は第２真空槽側ダクト３，４の各先端部８，９との連結面が形成された構成となっている。
なお、この実施の形態においては、両端部１６，１６の各開口は、上記真空排気装置側ダクト５、第１及び第２真空槽側ダクト３，４の各開口の内径とほぼ同じ大きさに形成されていて、フランジ部１８，１８も、これらの真空排気装置側ダクト５、第１及び第２真空槽側ダクト３，４のフランジ部１０，１１，１３とほぼ同じ形状となっている。

上記水平移動手段１５は、第１及び第２真空槽側ダクト３，４、並びに真空排気装置側ダクト５の各先端部８，９，１２の配設方向に沿って平行に延びる一対のレール１９，１９と、これらの一対のレール１９，１９上を移動する台車２０とを備えている。
上記一対のレール１９，１９は、上記真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクトの５先端部８，９，１２の高さとほぼ同じ高さにこれらの先端部８，９，１２を挟むように設けられた水平且つ相互に平行な一対の架構梁２１，２１上に固定されている。
一方、上記台車２０は、上記ダクト本体部１４及び昇降手段１７を一体的且つ水平に移動させる略矩形状の台車本体２０ａと、該台車本体２０ａに取付けられて上記一対のレール上１９，１９を転がる複数の車輪２０ｂとを有している。なお、上記台車本体２０ａは、上記ダクト本体部１４の両端部１６，１６が位置する部分が中空となっており、該ダクト本体部１４の真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５との連結を阻害しないように構成されている。

上記昇降手段１７は、上記台車２０上に設けられた架台２２と、一端側がダクト本体部１４に取付けられ、該ダクト本体部１４を架台２２に吊り下げる２本のワイヤー２３,２３と、これらの各ワイヤー２３，２３を長さ方向に移動させてダクト本体部１４を昇降させる、アクチュエータとしての２つの流体圧シリンダ２４，２４とを備えていて、２本のワイヤー２３、２３をそれぞれ同じ長さ方向に移動させることにより、ダクト本体部１４を昇降させるように構成されている。

具体的に、上記架台２２は、上記台車２０の台車本体２０ａ上面から上方に延びる同じ高さの４本の柱２２ａと、これらの柱２２ａ上に固定された枠体２２ｂとで形成されていて、該枠体２２ｂ上面には後述する４つのワイヤーシーブが取付けられている。
また、上記各流体圧シリンダ２４,２４は、上記台車本体２０ａ上におけるレール１９，１９に沿う側端部にそれぞれ配設されたもので、シリンダチューブ内のピストンの駆動により上下方向に移動するピストンロッド２４ａを備えている。そして、各流体圧シリンダ２４，２４のピストンロッド２４ａ，２４ａの先端部には、上記ワイヤー２３,２３におけるダクト本体部１４との取付側とは反対の端側がそれぞれ固定されていて、ピストンロッド２４ａ，２４ａが上下方向に移動することによりワイヤー２３，２３を長さ方向に移動させるようになっている。

上記２本のワイヤー２３，２３は、相互に平行になるように張られたもので、図３に示すように、各ワイヤー２３，２３は、上記ピストンロッド２４ａ，２４ａの先端部から上方に延びて、上記架台２２の枠体２２ｂ上面に配設された第１のワイヤーシーブ２５，２５により、枠体２２ｂの中央方向に向けて略水平に転向されて、該枠体２２ｂの中央近傍に配設された第２のワイヤーシーブ２６,２６により鉛直下方向にさらに転向され、端部が上記ダクト本体部１４の軸線上（レールと平行な中心線上）の上面にそれぞれ固定されている。これにより、上記ダクト本体部１４は、台車２０のほぼ中央に上方から吊り下げられることになる。
そして、上記２つの流体圧シリンダ２４,２４の両ピストンロッド２４ａ,２４ａを同時に下降させることにより、これらのワイヤー２３，２３がダクト本体部１４を引っ張り上げ、水平状態を保ったまま上昇させる。逆に、両ピストンロッド２４ａ，２４ａを同時に上昇させることにより、これらのワイヤー２３，２３が逆方向に移動し、ダクト本体部１４を水平状態を維持させながら下降させる。

なお、この実施の形態においては、ワイヤー２４を長さ方向に移動させる上記アクチュエータとして流体圧シリンダを使用しているが、このアクチュエータとしては、例えばワイヤーの巻取りあるいは送出しを行う電動モータを使用するなど、任意のものを用いることができる。

また、上記連結ダクト６には、連結対象となる第１真空槽側ダクト３と第２真空槽側ダクト４のうち、連結対象ではない真空槽側ダクトの先端部の開口を閉塞する２つの蓋部材２７，２７が取付けられている。
具体的に、これらの蓋部材２７，２７は、上記第１真空槽側ダクト３と第２真空槽側ダクト４の先端部８，９の開口を覆うことができる大きさに形成された円板状のもので、上記ダクト本体部１４から該ダクト本体部１４の軸線方向（レール１９，１９と平行な方向）に突出する一対の梁部材２８，２８からワイヤー等の線材２９によってそれぞれ吊り下げられている。
なお、上記蓋部材２７は、下面が上記ダクト本体部１４の両端部１６，１６の連結面と同じ高さとなるように設定されていて、上記昇降部材１７によるダクト本体部１４の昇降に伴って、閉塞対象となる第１真空槽側ダクト３又は第２真空槽側ダクト４の先端部８，９の各連結面に離接するようになっている。

上記シール部材７Ａは、図６に示すように、各ダクトの開口を取り囲む大きさを有するＯリング状のもので、この実施の形態においては、真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各先端部８，９，１２、具体的にはフランジ部１０，１１，１３の連結面上にそれぞれ配設しており、連結ダクト６との連結時に、ダクト本体部１４の両端部１６，１６の連結面との間に挟まれるようにしている。そして、このシール部材７Ａは、ダクト本体部１４の自重と、真空排気装置による負圧とにより、ダクト本体部１４の連結面に押圧され、該ダクト本体部１４の連結面と真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の連結面との間を気密にシールする構造となっている。
上述のように真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の側にシール部材７Ａを取付けたのは、これらの真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各先端部８，９，１２の連結面がすべて上方向きであるためで、これにより、シール部材７Ａの状況を目視で簡単に確認することが可能となるだけでなく、交換作業も非常に容易となる。

上記構成を有する二次精錬装置は、例えば第１真空槽１によって二次精錬を行う場合には、図４に示すように、上記連結ダクト６を、ダクト本体部１４の一端側（図４の場合、左側の端部）が第１真空槽側ダクト３に、他端側（図４の場合、右側の端部）が真空排気装置側ダクト５に連結される位置に、水平移動手段１５によって水平移動させる。そして、昇降手段１７によってダクト本体部１４を降下させて、該ダクト本体部１４の両端部１６，１６を第１真空槽側ダクト３及び真空排気装置側ダクト５の各先端部８，１２上に載置させることにより連結させ、これら第１真空槽側ダクト３と真空排気装置側ダクト５とを連結ダクト６を介して連通させた後、操業を開始する。なお、その際、第２真空槽側ダクト４の先端部８の開口は蓋部材２７によって閉塞される。

その後、第２真空槽２によって二次精錬を行う場合には、一旦操業を停止した上で、上記ダクト本体部１４を昇降手段１７によって上昇させることにより、両端部１６，１６を第１真空槽側ダクト３及び真空排気装置側ダクト５から離脱させて連結を解除させる。
そして、図５に示すように、連結ダクト６を、水平移動手段１５により、ダクト本体部１４が第２真空槽側ダクト４及び真空排気装置側ダクト５と連結される位置（図５の場合、ダクト本体部１４の左側の端部１６が真空排気装置側ダクト５に、右側の端部１６が第２真空槽側ダクト４にそれぞれ連結される位置）に水平移動させる。その後、昇降手段１７によってダクト本体部１４を降下させて、該ダクト本体部１４の両端部１６，１６と第２真空槽側ダクト４及び真空排気装置側ダクト５の先端部９，１２とを連結させることにより、これら第２真空槽側ダクト４と真空排気装置側ダクト５とを連結ダクト６を介して連通させ、再び操業を開始する。なお、その際、第１真空槽側ダクト３の先端部８の開口は蓋部材２７によって閉塞される。

このとき、上向きの開口が開設された上記第１及び第２真空槽側ダクト３，４の各先端部８，９並びに真空排気装置側ダクト５の先端部１２を、いずれも同じ高さ且つ等間隔となるように保持させる一方、連結ダクト６のダクト本体部１４を、下方向きの開口が形成された逆Ｕ字形とし、真空槽の切り換え時には、該ダクト本体部１４を、水平移動手段１５により水平移動させると共に昇降手段１７によって第１又は第２真空槽側ダクト３，４、及び真空排気装置側ダクト５の各先端部８，９，１２上に載置あるいは離脱させる構成であるため、構造が複雑なスイベルジョイントを使用する必要がなく、装置全体としての構成を容易なものとすることができる。また、上記連結ダクト６は、ダクト本体部１４の両端部１６，１６を上記第１及び第２真空槽側ダクト３，４と真空排気装置側ダクト５上に載置するだけで、該ダクト本体部の１４自重と真空排気装置による負圧によって各ダクト３，４，５に連結することが可能となるため、従来のようなスイベルジョイントを使用したもののように、ダクト連結のために複雑な駆動手段や制御手段が必要なく、これにより、装置全体の構成をより簡単にすることができる。

さらに、上記シール部材７Ａを、第１及び第２真空槽側ダクト３，４、真空排気装置側ダクト５の上方向きの先端部８，９，１２にそれぞれ取付けたことにより、スイベルジョイントに比べてシール部材の交換を容易且つ短時間で行うことができ、これにより、そのメンテナンスのために長時間操業を停止する必要がなく、生産効率を大きく損なうことが防止される。

上記実施の形態においては、上記連結ダクト６の昇降手段１７を、上記台車２０上に設けられた架台２２と、ダクト本体部１４を該架台２２から吊り下げるワイヤー２３，２３と、これらのワイヤー２３，２３を長さ方向に移動させるアクチュエータ（流体圧シリンダ２４，２４）とを備え、該アクチュエータの駆動によってワイヤー２３，２３を長さ方向に移動されることによりダクト本体部が昇降される構成としていたが、連結ダクトの昇降手段としては、このような構成に限らず、例えば図７及び図８に示すようにワイヤーを使用しない構成とすることができる。
なお、図７及び図８においては、上記昇降手段以外の部分は、基本的に上述の実施の形態と同じ構成、同じ作用効果であるため、同様の符号を付して説明は省略する。

具体的に、この図７及び図８に示す昇降手段３０は、上記ダクト本体部１４からその軸線方向と直交する外方に張り出した複数の梁部材３１と、上記台車２０の台車本体２０ａ上に配設されて、ピストンロッド３２ａの上下動によりそれらの梁部材３１を昇降させる複数の流体圧シリンダ３２とを有している。
上記複数の梁部材３１は、いずれも基端側がダクト本体部１４に取付けられて、すべて同じ高さで且つ水平に延設されている。図７及び図８に示すものの場合、４本の梁部材３１を用いており、ダクト本体部１４の軸線を中心として、両面側（図７の場合の左右両側、図８の場合の正面側および背面側）に２本ずつ、相互に対称となる位置に配置している。また、上記各梁部材３１は、ダクト本体部１４の軸線に沿う方向に延びる一対のフレームを備えた支持台３３上に取付けられており、各梁部材３０はこの支持台３３を介して流体圧シリンダ３２の鉛直方向の駆動力が伝達されるようになっている。

上記各流体圧シリンダ３２は、シリンダチューブが上記台車本体上に取付けられて、ピストンロッドが鉛直方向に上下動する構成のもので、図７及び図８に示すものの場合、４つの流体圧シリンダを配設している。各流体圧シリンダは、ピストンロッド３２ａの先端が上記支持台３３の底面側に取付けられていて、該ピストンロッド３２ａを上方に移動させることにより支持台３３を持ち上げて、全部の支持梁３０を上昇させ、ダクト本体部１４を上昇させる。逆に、ピストンロッド３２ａを下方に移動させることにより支持台３３を降ろし、これにより全部の支持梁３０を降ろしてダクト本体部１４を降下させ、ダクト本体部１４を第１又は第２真空槽側ダクト３，４の先端部８，９、及び真空排気装置側ダクト５の先端部１２上に載置させる。

上記構成の昇降手段３０を有する連結ダクト６を備えた二次精錬装置であっても、基本的には上記実施の形態と同じ作用及び効果を得られるが、架台が不必要であるため、上記実施の形態の場合に比べて連結ダクト全体をコンパクト化することが可能となる。

なお、この昇降手段においては、梁部材を昇降させるアクチュエータとして複数の流体圧シリンダを使用しているが、電動シリンダなど、任意のものを用いることができる。

ところで、上記実施の形態においては、１つの真空排気装置側ダクト５と、２つの真空槽側ダクト３，４を備えた二次精錬装置について説明したが、二次精錬装置は、図９に概略的に示すような、複数の真空排気装置側ダクトと、３つ以上の真空槽側ダクトとを備えたものであってもよい。

具体的に説明すると、図９の二次精錬装置は、第１〜第３の３つの真空槽３４，３５，３６と、１つの真空排気装置３７とを備えたもので、各真空槽に連結された第１〜第３の３つ真空槽側ダクト３８，３９，４０と、第１及び第２真空槽側ダクト３８，３９の間の空間に配設された第１真空排気装置側ダクト４１と、第２及び第３真空槽側ダクト３９，４０の間の空間に配設された第２真空排気装置側ダクト４２とを有しており、各ダクト３８〜４２の先端部は、いずれも同じ高さ且つ相互に同じ間隔であって、しかも水平な一直線上に直列に並んだ状態で保持されている。
また、上記２本の真空排気装置側ダクト４１，４２は、真空排気装置３７に連結された単一のダクト４３を２本に分岐させることにより形成されていて、各真空排気装置側ダクト４１，４２の基端側には、各真空排気装置側ダクト４１，４２内における真空排気装置３７側の空間と外気とを遮断する第１及び第２遮断弁４４，４５がそれぞれ設けられている。
なお、これ以外の各真空排気装置側ダクトの構成、及び真空槽側ダクトの構成は、基本的に上記実施の形態とほぼ同じ構成であり、同様の作用効果を有していることから、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

上記構成を有する二次精錬装置は、例えば第１真空槽３４によって二次精錬を行う場合には、上記連結ダクト６を、ダクト本体部の一端側が第１真空槽側ダクト３８に、他端側が第１真空排気装置側ダクト４１に連結される位置（図９中のＡの位置。即ち、ダクト本体部の右側の端部が第１真空排気装置側ダクト４１に、左側の端部が第１真空槽側ダクト３８にそれぞれ連結される位置）に、水平移動手段によって水平移動させ、昇降手段によってダクト本体部を降下、連結させる。このとき、第１遮断弁４４は開放される一方、第２遮断弁４５は閉鎖される。

また、第２真空槽３５によって二次精錬を行う場合には、一旦操業を停止した上で、連結ダクト６のダクト本体部を昇降手段によって上昇させる。そして、連結ダクト６を、ダクト本体部の両端部が第２真空槽側ダクト３９及び第１真空排気装置側ダクト４１の各先端部に連結される位置（図９中のＢの位置。即ち、ダクト本体部の右側の端部が第２真空槽側ダクト３９に、左側の端部が第１真空排気装置側ダクト４１にそれぞれ連結される位置）、あるいは第２真空槽側ダクト３９及び第２真空排気装置側ダクト４２に連結される位置（図９中のＣの位置。即ち、ダクト本体部の右側の端部が第２真空排気装置側ダクト４２に、左側の端部が第２真空槽側ダクト３９にそれぞれ連結される位置）のいずれか一方の位置に水平移動手段によって移動させ、その後、昇降手段によってダクト本体部を降下、連結させる。ここで、第２真空槽側ダクト３９及び第１真空排気装置側ダクト４１が連結される場合には、第１遮断弁４４は開放され、第２遮断弁４５は閉鎖される。一方、第２真空槽側ダクト３９及び第２真空排気装置側ダクト４２が連結される場合には、第１遮断弁４４は閉鎖され、第２遮断弁４５は開放される。

さらに、第３真空槽３６によって二次精錬を行う場合には、一旦操業を停止してダクト本体部を昇降手段によって上昇させた後、連結ダクト６を、ダクト本体部の両端部が第３真空槽側ダクト４０及び第２真空排気装置側ダクト４２の各先端部と連結される位置（図９中のＤの位置。即ち、ダクト本体部の右側の端部が第３真空槽側ダクト４０に、左側の端部が第２真空排気装置側ダクト４２にそれぞれ連結される位置）に、水平移動手段によって移動させ、昇降手段によってダクト本体部を降下、連結させる。このとき、第１遮断弁４４は閉鎖される一方、第２遮断弁４５は開放される。

このように、二次精錬装置が複数の真空排気装置側ダクトと、３つ以上の真空槽側ダクトとを備えていた場合であっても、基本的には上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、複数の真空排気装置側ダクトと、３つ以上の真空槽側ダクトとを備えている場合、従来のようなスイベルジョイントを使用するタイプのものは、真空排気装置側ダクトや真空槽側ダクトが増えるに伴ってダクト連結のための複雑な駆動手段や制御手段を増設する必要があるため、装置全体がより複雑化する上、シール部材の交換等のメンテナンスが非常に面倒で長い時間を要し、生産効率がより一層低下する可能性があるが、図９に係るものの場合にはこのような欠点がなく、装置全体の構成が規模の割に簡易であり、しかもメンテナンスも容易である。

また、上記実施の形態においては、上記シール部材７Ａを、真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各フランジ部１０，１１，１３のそれぞれに設けたものしているが、連結ダクト６のダクト本体部１４の連結面にのみ配設してもよく、あるいはダクト本体部１４の連結面と真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各連結面とにそれぞれ設けてもよい。
さらに、上記実施の形態では、真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各フランジ部１０，１１，１３の連結面上に、Ｏリング状のシール部材７Ａを１つ取付けたものとしているが、図１０に示すよう、大小異なる径のＯリング状のシール部材７Ｂ，７Ｃを用い、小径のシール部材７Ｃをダクトの開口周縁を取囲む位置に、大径のシール部材７Ｂを小径のシール部材７Ｃの外側の位置にそれぞれ配置するようにしてもよい。これにより、開口周縁の小径のシール部材７Ｃが損傷したとしても大径のシール部材７Ｂが機能するため、より確実に気密性が確保される。

また、上記シール部材は、図１１に示すように、内部に圧縮流体を供給することにより上下方向に拡縮自在である、ダクトの開口を囲むように形成された平面視環形のチューブ状に形成されたものとしてもよい。
具体的に、図１１のシール部材７Ｄは、耐熱性に優れたゴムで形成されたもので、真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各フランジ部１０，１１，１３の連結面上に各ダクトの開口を囲むように設けられた凹状の設置溝４６内に収容されている。そして、その設置溝４６の溝底側に設けられた供給管４７を通じて内部に圧縮流体（例えば圧縮エア）が供給されることにより上方（高さ方向）に膨張して断面略矩形枠状となり、上部側が設置溝４６の上面開口から膨出する。これにより、このシール部材７Ｄが、真空槽側ダクト３，４又は真空排気装置側ダクト５の各フランジ部１０，１１，１３上に載置されたダクト本体部１４のフランジ部１８の連結面に対して、弾性的に圧接して密着する構成となっている。
このような構成とすることにより、連結ダクト６のダクト本体部１４や、真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各据付精度、あるいは熱の影響によって各フランジ部１０，１１，１３，１８が変形した場合等、各フランジ部の連結面の高さに誤差が生じた場合であっても、シール部材７Ｄを膨張させることによって連結面の高さの誤差が解消されるため、ダクト本体部１４の連結面と真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の連結面との間を安定的且つ確実にシールすることができる。

さらに、この場合においては、図１２に示すように、図１１で示した構成に係る上述のチューブ状のシール部材７Ｄ（なお、設置溝４６、供給管４７も同じ構成としている。）に加えて、図１０で示した構成に係る上述の大小異なる径のＯリング状のシール部材７Ｂ，７Ｃを用い、フランジ部１０，１１，１３上において、小径のシール部材７Ｃをチューブ状のシール部材７Ｄよりも開口縁側に、大径のシール部材７Ｂをチューブ状のシール部材７Ｄよりも外方側に配置して、該チューブ状のシール部材７Ｄが大小Ｏリング状のシール部材７Ｂ，７Ｃの中間に配設された構成としてもよい。
これにより、各フランジ部１０，１１，１３，１８の連結面の高さの誤差を柔軟且つ適切に解消することができる上、シール性の一層の向上を図ることができ、しかも、いずれかのシール部材７Ｂ〜７Ｃが損傷したとしても、他のシール部材が確実に機能するため、より安定的に且つ確実に気密性を確保することができる。さらには、仮にチューブ状のシール部材７Ｄが損傷して膨張用の圧縮流体が漏れたとしても、ダクト本体部１４の連結面と真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各連結面とが連結している際には、その膨張用の圧縮流体が大小のＯリング状のシール部材７Ｂ，７Ｃによってダクト内外に漏出することが防がれる。

また、連結ダクト６のダクト本体部１４のフランジ部１８には、図１３に示すように真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各フランジ部１０，１１，１３の上面（即ち、連結面）に異物除去用の圧縮流体を吹き付ける流体噴射手段４８を配設してもよい。
具体的に、図１３に示す流体噴射手段４８は、ダクト本体部１４のフランジ部１８の上面側に圧縮流体を流通させる圧縮流体用流路４８ａに設けると共に、フランジ部１８に該フランジ部１８の下面から下方に向けて圧縮流体を噴射する噴射ノズル４８ｂを設けたものとなっている。なお、図１３においては、図１２に示すものと同じ構成のチューブ状のシール部材７Ｄ（設置溝４６、供給管４７も同じ構成）、及び大小径のＯ状のシール部材７Ｂ，７Ｃを採用している。
上記流体噴射手段４８を設けたことにより、溶鋼の二次精錬操業中に真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各フランジ部１０，１１，１３の連結面、特にシール部材７Ｂ〜７Ｄに付着、堆積した粉塵を圧縮エア等の圧縮流体によって吹き飛ばすことができるため、ダクト本体部１４のフランジ部１８の連結面と真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各フランジ部１０，１１，１３の連結面の安定的な連結、及びシール部材による確実な気密性を維持することができる。

なお、図１３に係る流体噴射手段は、シール部材を真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各フランジ部のそれぞれの連結面に設けた場合を示しているが、この流体噴射手段は、シール部材を上記連結ダクトのダクト本体部のフランジ部のみ、あるいはダクト本体部と真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトとの各フランジ部に配置されている場合であっても設けることが可能である。また、シール部材の形状、構成に関わらず設けることができる。しかしながら、この流体噴出手段は、上記実施の形態のように、必ずしも設けなくてもよく、溶鋼の二次精錬を操業する環境の状況に応じて設置の有無を任意に選択することができる。

さらに、上記連結ダクト６のダクト本体部１４や、真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各フランジ部１０，１１，１３，１８には、図１３に示すように、これらの各フランジ１０，１１，１３，１８を冷却して熱による変形を防止する冷却手段４９を設けてもよい。これにより、ダクト本体部１４のフランジ部１８の連結面と真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５の各フランジ部１０，１１，１３の連結面との熱による互いの歪みを抑えて、安定的な相互連結を維持することができる。
上記冷却手段４９としては、冷却水を通水した水冷パイプや容器等を用いることができ、図１３に示すものの場合、この冷却手段４９は、ダクト本体部１４は、フランジ部１８の上面のダクト側に、真空槽側ダクト３，４及び真空排気装置側ダクト５は、各フランジ部１０，１１，１３，１８の下面のダクト側に設けられて、ダクトからの熱が各フランジ部の外方側に伝熱されるのを抑えられるような配置としている。

なお、この冷却手段は、シール部材が、上記連結ダクトのダクト本体部のフランジ部のみ、真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各フランジ部のみ、あるいはダクト本体部と真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトとの各フランジ部に配置されている場合でも設けることが望ましい。しかしながら、この冷却手段は、上記実施の形態のように、必ずしも設けなくてもよく、溶鋼の二次精錬を操業する環境の状況に応じて設置の有無を任意に選択することができる。

１ ：第１真空槽
２ ：第２真空槽
３ ：第１真空槽側ダクト
４ ：第２真空槽側ダクト
５ ：真空排気装置側ダクト
６ ：連結ダクト
７Ａ〜７Ｄ ：シール部材
８ ：第１真空槽側ダクトの先端部
９ ：第２真空槽側ダクトの先端部
１０：第１真空槽側ダクトのフランジ部
１１：第２真空槽側ダクトのフランジ部
１２：真空排気装置側ダクトの先端部
１３：真空排気装置側ダクトのフランジ部
１４：ダクト本体部
１５：水平移動手段
１６：ダクト本体部の端部
１７：昇降手段
１８：ダクト本体部のフランジ部
２０：台車
２７：蓋部材
４８：流体噴射手段
４９：冷却手段

Claims (9)

1. 複数の真空槽と、各真空槽に配設され、基端側が該真空槽に連結された真空槽側ダクトと、上記真空槽内の溶鋼の脱ガス処理を行う真空排気装置と、各真空槽側ダクトの間の空間に配設され、基端側が該真空排気装置に取付けられた真空排気装置側ダクトと、選択された１つの真空排気装置側ダクト及び該真空排気装置側ダクトに隣接する１つの真空槽側ダクトを相互に連結させる連結ダクトと、上記真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトと連結ダクトとの間に介在させたシール部材とを有し、
   上記真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトは、各先端部に上方向きの開口が開設されていると共に、これらの各先端部はいずれも同じ高さ且つ等間隔となるようにそれぞれ配設され、
   上記連結ダクトは、一端部が真空排気装置側ダクトの先端部に、他端部が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、
   上記シール部材は、上記ダクト本体部の端部と、上記真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの先端部とのうち、少なくとも一方に開口を取り囲むように取付けられ、
   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は直列に配設されていて、上記連結ダクトの水平移動手段は、上記ダクト本体部をこれら真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各先端部の配設方向に沿って直線的に移動させ、
   上記連結ダクトは、連結対象となっていない真空槽側ダクトの先端部の開口を閉塞する蓋部材を有し、
   上記蓋部材は、上記真空槽側ダクト及び上記真空排気装置側ダクトの各先端部と同じ高さとなるように、上記ダクト本体部から該ダクト本体部の軸方向に突出する一対の梁部材に取り付けられていることを特徴とする溶鋼の二次精錬装置。
2. 上記連結ダクトの水平移動手段は、真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各先端部の配設方向に延びるレールと、該レール上を移動する台車とを備え、該台車上に上記ダクト本体部及び昇降手段が配設されていることを特徴とする請求項１の溶鋼の二次精錬装置。
3. 上記レールは、上記真空槽側ダクト及び上記真空排気装置側ダクトの先端部の高さとほぼ同じ高さにこれらの先端部を挟むように設けられていることを特徴とする請求項２の溶鋼の二次精錬装置。
4. 上記連結ダクトの昇降手段は、上記台車上に設けられた架台と、一端側がダクト本体部に取付けられて、該ダクト本体部を架台に吊り下げるワイヤーと、該ワイヤーを長さ方向に移動させるアクチュエータとを備え、該アクチュエータの駆動によってワイヤーを長さ方向に移動させることによりダクト本体部が昇降される構成であることを特徴とする請求項２に記載の溶鋼の二次精錬装置。
5. 上記連結ダクトの昇降手段は、上記ダクト本体部から外方に張り出した梁部材と、上記台車上に配設されて、ピストンロッドの上下動により該梁部材を昇降させるアクチュエータとを有していることを特徴とする請求項２に記載の溶鋼の二次精錬装置。
6. 上記シール部材は、内部に圧縮流体を供給することにより上方に膨出自在である環形のチューブ状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の溶鋼の二次精錬装置。
7. 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、並びに連結ダクトのダクト本体部の両端部には、外方に張り出したフランジ部がそれぞれ形成されていて、上記シール部材は、該フランジ部における開口周縁に配設されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の溶鋼の二次精錬装置。
8. 上記フランジ部は、該フランジ部を冷却する冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の溶鋼の二次精錬装置。
9. 上記連結ダクトのフランジ部は、真空槽側ダクト及び真空排気装置側ダクトの各フランジ部の上面に異物除去用の圧縮流体を吹き付ける流体噴射手段を備えていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の溶鋼の二次精錬装置。

Images