JP7063635B2 - 製鋼方法および製鋼システムにおけるワイヤ投入ステーション - Google Patents
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Description
[第1工程]
電気炉精錬ステーションにおいて、電気炉内で黒鉛電極に大電流を流すことにより、鉄スクラップを溶解する。この際、酸素を吹き込むことにより酸化熱で温度を上昇させる(酸化精錬)。酸化精錬後、酸化スラグを電気炉外に出す。
[第2工程]
電気炉の真下に搬入した取鍋に溶鋼を移し、この取鍋を電気炉精錬ステーションから炉外精錬ステーションへと移す。
炉外精錬ステーションでは、黒鉛電極に電流を流し、取鍋内の溶鋼の温度を調節しながら、脱酸剤や石灰を加えて還元性スラグを生成させ、脱酸、脱硫を行う(還元精錬)。この工程では、溶鋼の均一化や酸化物系介在物、硫化物系介在物の除去を行うとともに、各種元素を添加し、成分調整を行う。第1段階の成分調整では酸化しにくい元素を溶鋼中に投入する。第2段階の成分調整では、酸化しやすい元素を鋼製の添加管に充填して溶鋼中に投入する。
[第3工程]
取鍋を炉外精錬ステーションからワイヤ投入ステーションに移す。このワイヤ投入ステーションでは、必要とされる添加元素を充填した細長い鋼管からなるワイヤを、取鍋中の溶鋼に送り込むことにより、第3段階(最終段階)の成分調整を行う。特許文献1参照。
[第4工程]
取鍋をワイヤ投入ステーションから搬出し、取鍋の溶鋼をタンディッシュに移し、タンディッシュの複数のノズルから鋳型へ溶鋼を送り、鋳造品を得る。
一方で、炉外精錬ステーションの設備費用負担が重いため、設備費用の削減の要求もあった。
一次精錬ステーションとワイヤ投入ステーションとの間に炉外精錬ステーションが介在される場合には、今まで炉外精錬ステーションで実行していた添加管投入作業を、ワイヤ投入ステーションで実行することにより、炉外精錬ステーションでの作業時間を短縮して一次精錬ステーションとワイヤ投入ステーションでの作業時間に近づけることができ、これにより一次精錬ステーション、ワイヤ投入ステーションでの待ち時間を減じることができ、生産性を向上させることができる。
また、炉外精錬ステーションを省くことも可能になり、この場合には生産性向上の代わりに、設備コストの費用削減を図ることができる。
上記方法によれば、ワイヤ投入時の粉塵の飛散を回避でき、作業環境を改善することができる。
上記方法によれば、保温材投入時の粉塵の飛散を回避でき、作業環境を改善することができる。
上記方法によれば、添加管としてホイール廃品を用いることにより、生産コストを低下させることができる。
上記方法によれば、リムとディスクからなるホイール廃品とリムだけのホイール廃品とを組み合わせて使用することにより、添加元素を収容するのに適した添加管を得ることができる。また、添加管の上方に延びる吊り下げ鉄製棒を介して添加管を吊り下げながら溶鋼中に投入することにより、投入作業を円滑に行うことができる。
所定位置に設置された上記取鍋の溶鋼中に、添加元素を含む添加管を投入する添加管投入装置と、
必要とされる添加元素を充填した細長い鋼管からなるワイヤを送る送り機構と、この送り機構からのワイヤを案内するワイヤガイドとを有するワイヤ投入装置と、
を備えたことを特徴とする。
また、炉外精錬ステーションを省くことも可能になり、この場合には生産性向上の代わりに、設備コストの費用削減を図ることができる。
上記集塵装置は、上記集塵フードが上記取鍋に被さる使用位置と、上記集塵フードが上記取鍋から離れた後退位置との間で移動可能であり、
上記集塵装置が上記使用位置にある時、上記ワイヤ案内シュートが上記ワイヤ投入装置の上記ワイヤガイドに連なり、これにより、上記送り機構からの上記ワイヤを上記ワイヤガイドおよび上記ワイヤ案内シュートを介して溶鋼中に投入することができることを特徴とする。
上記ワイヤステーションによれば、集塵フードを取鍋に被せた状態でワイヤを溶鋼中に投入できるので、ワイヤ投入時の粉塵の飛散を回避でき、作業環境を改善することができる。
上記ワイヤ投入ステーションによれば、集塵フードを取鍋に被せた状態で保温材を溶鋼中に投入できるので、ワイヤ投入時のみならず保温材投入時の粉塵の飛散をも回避でき、作業環境をより一層改善することができる。
[第1工程]
電気炉精錬ステーションS1(一次精錬ステーション)において、電気炉内で黒鉛電極に電流を流すことにより、鉄スクラップを溶解する。この際、酸素を吹き込むことにより酸化熱で温度を上昇させる(酸化精錬)。酸化精錬後、酸化スラグを電気炉外に出す。この一次精錬に係る第1工程は、従来の電気炉製鋼方法と同様である。
[第2工程]
後述する仮置き場P1から空の取鍋を電気炉精錬ステーションS1まで台車で搬入し、電気炉の溶鋼を取鍋に移す。この取鍋を台車に載せたまま電気炉精錬ステーションS1から炉外精錬ステーションS2へと移す。
炉外精錬ステーションS2では、黒鉛電極に電流を流し続けることにより取鍋内の溶鋼の温度を調節しながら、脱酸剤や石灰を加えて還元性スラグを生成させ、脱酸、脱硫を行う(還元精錬)。溶鋼の均一化や酸化物系介在物、硫化物系介在物を除去する。
炉外精錬ステーションS2において、上記第1段階の成分調整を実行することは従来の製鋼方法と同様である。しかし、本実施形態では炉外精錬ステーションS2において後述の第2段階の成分調整を実行しない点で、従来の製鋼方法とは異なる。その結果、炉外精錬ステーションS2での第2工程の所要時間が短縮される。
取鍋を台車に載せたまま炉外精錬ステーションS2から仮置き場P1に移す。さらに、取鍋をクレーンにより仮置き場P1からワイヤ投入ステーションS3に移す。
ワイヤ投入ステーションS3において、第2段階および第3段階(最終段階)の成分調整を行う点で従来の製鋼方法とは異なる。
第2段階の成分調整の後に溶鋼のサンプリングを行い、このサンプリングの結果に基づき第2段階の成分調整で添加した元素Al,Ti,Bのうち補充すべき元素があれば、当該元素を充填した細長い鋼管からなるワイヤ(以下、単にワイヤと言う)を溶鋼中に投入する。
第3段階の成分調整において、快削鋼などSの含有量が多い鋼種を製造する場合には、Sの粉末を充填したワイヤも溶鋼中に投入する。
ワイヤ投入ステーションS3での他の作業については、後述する。
取鍋をクレーンにより、ワイヤ投入ステーションS3から鋳造ステーションS4へと移す。この鋳造ステーションS4では、取鍋の溶鋼をタンディッシュに流し込み、タンディッシュの複数の出口ノズルから鋳型へ溶鋼を送り、鋳造品を得る。この第4工程は、従来の製鋼方法と同様である。
架台1の近傍の床には、取鍋100を載せるための支持台(図示しない)と、添加管保管装置30(図2参照)が設置されている。
さらに、ワイヤ投入ステーションS3の設備は、後述の使用位置と後退位置との間で台車により移動可能な集塵装置70(図6~図8参照)を備えている。
図2、図3に示すように、支持フレーム11は、旋回駆動部12に支持されて垂直軸線を中心に回動される支柱11aと、この支柱11aに固定されて水平方向に延びる旋回アーム11bと、旋回アーム11bの先端部から下方に垂下し昇降機構(図示しない)により昇降する支持ロッド11cと、を有している。
旋回アーム11bは、基部アーム部と、この基部アーム部に支持された先部アーム部と、この先部アームを基部アーム部から突出させたり後退させたりする駆動機構(図示しない)とを有しており、伸縮可能である。
添加管20には、吊り下げ鉄製棒25が固定されている。この吊り下げ鉄製棒25は、閉塞板22,23を貫通して筒部21の中心軸線を通っており、短い横鉄製棒26,27を介して溶接により閉塞板22,23の外面に固定されている。吊り下げ鉄製棒25は、添加管20の上端閉塞板22から上方に延びている。
詳述すると、中間の複数段のホイール廃品W1は未成形のリムR’だけからなる。すなわち、円筒形のリムの原形を製造した段階で不良品と認定されたものである。このリムR’が筒部21の中間部として提供される。
最上段のホイール廃品W2と最下段のホイール廃品W3は、リムRとこのリムRの軸方向一方側に溶接されたディスクDにより構成されている。すなわち、リムRにディスクDを溶接した後に不良品と認定されたものである。
最下段のホイール廃品W3のリムRにより添加管20の筒部21の下端部が提供され、ディスクDにより添加管20の下端閉塞板23が提供されている。
上記ホイールW1、W2、W3のリムR同士を溶接することにより、添加管20が得られる。
各カートリッジ32には、吊り下げ鉄製棒25付きの複数の添加管20が、回転中心から等距離離れて支持されている。
添加管投入装置10の旋回アーム11bを旋回させて図2の想像線で示すように添加管保管装置30の真上に配置し、昇降機構を駆動して支持ロッド1cを下降させる。すると、支持フレーム11の旋回軸線から最も遠い添加管20の吊り下げ鉄製棒25の上端部がチャック機構13のガイド13dを通ってストッパ13eに当たる。この状態でチャック機構13のシリンダを駆動すると、鉄製棒押圧部13zが吊り下げ鉄製棒25を押す。ガイド13dの上端開口の径は吊り下げ鉄製棒25の径より大きいので、吊り下げ鉄製棒25は若干量横移動して鉄製棒受部13xに当たる。このようにして、吊り下げ鉄製棒25が鉄製棒押圧部13zと鉄製棒受部13xによって把持される。
添加管20として、ホイール廃品ではなく専用の鋼製管を用いてもよい。
なお、旋回軸線から遠い方のカートリッジ32に添加管20が無くなった時には、旋回アーム11bを短くし、上記と同様にして旋回軸線に近い方のカートリッジ32から添加管20の取り出しを行なう。
測定装置40の温度測定器41を下方に移動し、測定穴73を通って溶鋼中の温度を測定し、元の上方位置に戻る。なお、温度測定は取鍋100がワイヤ投入ステーションS3から搬出されるまでにこまめに実施される。
また、添加管20の溶解が完了したのちサンプリング器42を下方に移動し、測定穴73を通って溶鋼をサンプリングし、元の上方位置に戻る。
集塵装置の集塵フードには、添加管を通すための開口を形成してもよい。この場合、取鍋をワイヤ投入ステーションに搬入した直後に、集塵装置を使用位置まで移動して取鍋を集塵フードで被う。
上記実施形態では、集塵装置を台車により直線移動させたが、使用位置と後退位置との間で旋回させてもよいし、昇降させてもよい。
S2 炉外精錬ステーション
S3 ワイヤ投入ステーション
S4 鋳造ステーション
W1~W3 ホイール廃品
R リム
D ディスク
10 添加管投入装置
20 添加管
21 筒部
22 上端閉塞板
23 下端閉塞板
25 吊り下げ鉄製棒
40 測定装置
41 温度測定器
42 サンプリング器
50 保温材投入装置
51 ホッパ
52,53 供給管
60 ワイヤ投入装置
62 送り機構
65 ワイヤガイド
70 集塵装置
71 集塵フード
72 排気ダクト
73 測定穴
74 保温材案内シュート
75 ワイヤ案内シュート
80 保温材
91~94 ワイヤ
100 取鍋
101 ノズル
Claims (3)
- 一次精錬ステーションで、炉から取鍋に溶鋼を移し、
ワイヤ投入ステーションで、添加元素を含む添加管を上記取鍋内の溶鋼に投入し、さらに必要とされる添加元素を充填した細長い鋼管からなるワイヤを取鍋内の溶鋼に投入し、
上記添加管が、ホイール生産工程で生じた複数の廃品を溶接することにより構成されていることを特徴とする製鋼方法。 - リムとディスクを有するホイール廃品により、上記添加管の上下端部が構成され、リムだけの複数のホイール廃品により上記添加管の中間部が構成され、上記ホイール廃品のリム同士が溶接されており、
吊り下げ鉄製棒が上記添加管の中心軸線を通り上記添加管から上方に延びており、上記吊り下げ鉄製棒が、上記添加管の上下端部を構成するホイール廃品のディスクに溶接されていることを特徴とする請求項1に記載の製鋼方法。 - 製鋼システムにおいて、一次精錬ステーションから溶鋼を受けた取鍋が搬入されるワイヤ投入ステーションであって、
所定位置に設置された上記取鍋の溶鋼中に、添加元素を含む添加管を投入する添加管投入装置と、
必要とされる添加元素を充填した細長い鋼管からなるワイヤを送る送り機構と、この送り機構からのワイヤを案内するワイヤガイドとを有するワイヤ投入装置と、
集塵フードと、この集塵フードに接続された排気ダクトとを有する集塵装置と、
保温材を収容するホッパーと、このホッパーの下端に連なる第1供給管と、この第1供給管に格納され下方に向かって延出可能な第2供給管とを有する保温材投入装置と、
昇降可能な温度測定器およびサンプリング器を含む測定装置と、
を備え、
上記集塵装置は、上記集塵フードが上記取鍋に被さる使用位置と、上記集塵フードが上記取鍋から離れた後退位置との間で移動可能であり、
上記集塵フードには、上記ワイヤガイドと別体をなすワイヤ案内シュートと、上記第1、第2供給管と別体をなす保温材案内シュートが設けられており、
上記集塵装置が上記使用位置にある時、上記ワイヤ案内シュートに上記ワイヤ投入装置の上記ワイヤガイドの先端が近接しており、これにより、上記送り機構からの上記ワイヤを上記ワイヤガイドおよび上記ワイヤ案内シュートを介して溶鋼中に投入することができ、
上記集塵装置が上記使用位置にある時、上記保温材投入装置の上記第2供給管が上記保温材案内シュートの入口まで延び、これにより、上記ホッパー内の保温材を上記第1、第2供給管および上記保温材案内シュートを介して溶鋼中に投入することができ、
さらに上記集塵フードには、上記温度測定器やサンプリング器の通過を許容する測定穴が形成されていることを特徴とするワイヤ投入ステーション。
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