JP7176374B2 - 保温材投入装置および保温材投入方法 - Google Patents

Description

本発明は、保温材投入装置および保温材投入方法に関し、さらに詳しくは、金属溶湯が収容された溶湯容器に、粉粒状の保温材を投入することができる、保温材投入装置および保温材投入方法に関する。

容器内に収容した金属溶湯を高温の状態に維持するために、容器内に保温材を投入する場合がある。例えば、真空脱ガス装置に導入される取鍋に、保温材を投入する場合がある。図６に示すように、真空脱ガス装置１００においては、取鍋９０に収容された溶鋼Ｍに、真空槽１１０に備えられた浸漬管１１１を浸漬して、脱ガス処理を行うが、溶鋼Ｍの表面に配置されたスラグＳの温度が低下すると、浸漬管１１１の表面に、スラグＳ（またはその構成成分）が付着する場合がある。浸漬管１１１の外周面に付着したスラグＳは、浸漬管１１１の周辺に測温装置やサンプリング装置を導入する作業を困難にしたり、取鍋９０の内壁の耐火物と接触して、取鍋９０の昇降を妨げたりする場合がある。また、浸漬管１１１に付着したスラグＳが取鍋９０の中に落下すると、溶鋼ＭやスラグＳを汚染し、所望の成分組成の鋼材が得られにくくなる。特に、既にスラグが付着した浸漬管１１１を、その付着したスラグと成分組成の異なるスラグＳを配置した溶鋼Ｍに浸漬する場合に、浸漬管１１１に付着したスラグの落下が起こると、取鍋９０内のスラグＳの成分組成を制御できなくなり、溶鋼Ｍの品質の低下につながりやすい。このような浸漬管１１１へのスラグＳの付着を抑制するために、スラグＳの表面に、焼籾殻などよりなる保温材Ｔが投入され、スラグＳの保温が図られる。

従来一般には、取鍋内への保温材の投入は、袋に小分けにした保温材を、作業者が取鍋内に投げ込むことによって、行っていた。保温材の投入を自動化するために、保温材投入装置も開発されている。例えば、特許文献１には、先端がラッパ状に広がった投入シュートと、投入シュートの先端内中央部に設けられ取付け傾斜角度が可変の円錐状の分配器と、投入シュートの先端部外側に設けられた集塵フードと、を有する保温材投入装置が、開示されている。また、特許文献２には、保温材を入れた複数の可燃性袋を収容した、底部が開閉自在の容器を備え、容器が、取鍋の上方で、底部を開いて複数の可燃袋を取鍋内に投入する保温材投入装置が、開示されている。

特開平５－１７９３３７号公報 特開２０１４－３１５６１号公報

容器内の金属溶湯やスラグの保温を効果的に行うためには、容器内の広い領域に、保温材を分布させることが重要となる。作業者が保温材を容器内に投げ込む場合には、作業者の技量や癖に依存して、保温材の投入量に、場所ごとに不均一な分布が生じやすい。また、手作業による保温材の投入は、重労働となる。

特許文献１に開示された保温材投入装置は、浸漬管の位置に応じて環状に保温材を投入することを意図したものであり、浸漬管から離れた位置にまで、保温材を均一性高く散布するものではない。特許文献２に開示された保温材投入装置は、保温材の分布の均一性を比較的高めやすいが、保温材を袋で小分けにして投入するものであることから、保温材投入装置の容器から離れた位置等において、保温材の充填された袋が、十分に行き渡りにくい箇所が生じる可能性がある。また、保温材を袋詰めする必要から、粉粒状のまま保温材を散布する場合と比較して、保温材の準備に要するコストが高くなる。

本発明が解決しようとする課題は、金属溶湯が収容された容器内の広い領域に、粉粒状のままの保温材を分布させることができる、保温材投入装置および保温材投入方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明にかかる保温材投入装置は、金属溶湯が収容された溶湯容器に保温材を投入する保温材投入装置において、粉粒体よりなる前記保温材を、粉粒状のまま収容する収容部と、前記収容部の開閉式の底面として設けられ、前記収容部が前記溶湯容器の上方に配置された状態で、開状態とすることができる開閉底部と、を有するものである。

ここで、前記収容部は、筒形状を有しており、前記開閉底部は、閉状態において、前記筒形状の下端面を閉塞し、開状態において、前記下端面の全体を開放するものであるとよい。

前記保温材投入装置は、さらに、前記溶湯容器の上方から外れた位置に設けられ、前記保温材を貯留可能であるとともに、貯留した前記保温材を放出可能な供給口を底部に有する貯留部と、前記収容部を、前記溶湯容器の上方の位置と、前記貯留部の下方の位置との間で移動可能な移動部と、を有しており、前記収容部は、上端部に設けられた開口として、受領口を有しており、前記貯留部の下方に配置された状態で、前記供給口から放出された前記保温材を、前記受領口を介して収容可能であるとよい。

前記保温材投入装置は、前記収容部の前記受領口と、前記貯留部の前記供給口との間に、前記収容部内の各部に収容される前記保温材の量の均一性を高める均一化部材を、さらに有するとよい。

この場合に、前記均一化部材は、前記供給口の中心に近い位置で開孔率が低く、前記供給口の中心から遠い位置で開孔率が高くなったメッシュ部材よりなるとよい。

前記溶湯容器は、取鍋であり、前記保温材投入装置は、真空脱ガス装置において、前記取鍋内の前記金属溶湯に浸漬管を浸漬する前に、前記取鍋に前記保温材を投入するものであるとよい。

この場合に、前記保温材投入装置は、前記取鍋を前記真空脱ガス装置へと搬送する経路の途上に設けられ、前記取鍋への前記保温材の投入を、前記取鍋の搬送を停止させることなく行えるとよい。

また、前記取鍋は、前記真空脱ガス装置への搬送中に、旋回装置によって旋回され、前記保温材投入装置は、前記旋回装置による旋回中に、前記取鍋に前記保温材を投入可能であるとよい。

本発明にかかる保温材投入方法は、上記のような保温材投入装置を用いて、金属溶湯が収容された溶湯容器に、粉粒状の保温材を投入するものである。

ここで、真空脱ガス装置において、取鍋内の金属溶湯に浸漬管を浸漬する前に取鍋に保温材を投入する形態の保温材投入装置を用いて、前記取鍋内の前記金属溶湯に浸漬管を浸漬する前に、前記取鍋に前記保温材を投入するとともに、前記浸漬管を浸漬した後に、前記浸漬管の周囲に、前記保温材を追加投入するとよい。

上記発明にかかる保温材投入装置においては、開閉底部を閉状態として、粉粒状の保温材を収容した収容部を、溶湯容器の上方に配置して、開閉底部を開状態とすることで、溶湯容器内に保温材を自動的に投入することができる。この際、収容部内に収容された粉粒状の保温材が溶湯容器内に放出されるので、少なくとも、開放された開閉底部の直下の位置には、かなり高い均一性をもって、保温材を分布させることができる。また、保温材が、袋等によってまとめられず、粉粒状のまま投入されるため、保温材を構成する粉粒体の軽さにより、開放された開閉底部から外側に広がるようにして、分散されやすい。そのため、開閉底部からある程度離れた位置にも、保温材を行き渡らせやすく、溶湯容器内の広い領域に、保温材を分布させることができる。さらに、保温材を袋等によって小分けにする必要がないことから、保温材の準備に要するコストを抑えることができる。

ここで、収容部が、筒形状を有しており、開閉底部が、閉状態において、筒形状の下端面を閉塞し、開状態において、下端面の全体を開放するものである場合には、開閉底部を開状態とすることで、収容部に収容された保温材を、一度に勢いよく溶湯容器内に投入することができる。そのため、溶湯容器内の広い領域に、保温材を分布させやすい。

保温材投入装置が、さらに、溶湯容器の上方から外れた位置に設けられ、保温材を貯留可能であるとともに、貯留した保温材を放出可能な供給口を底部に有する貯留部と、収容部を、溶湯容器の上方の位置と、貯留部の下方の位置との間で移動可能な移動部と、を有しており、収容部が、上端部に設けられた開口として、受領口を有しており、貯留部の下方に配置された状態で、供給口から放出された保温材を、受領口を介して収容可能である場合には、開閉底部を閉状態とした収容部を、貯留部の下方に配置し、供給口から保温材を収容部内に充填する工程と、保温材を充填した収容部を溶湯容器の上方に配置して、開閉底部を開状態とする工程とを繰り返すことで、溶湯容器への保温材の投入を、簡便に何度も繰り返すことができる。

保温材投入装置が、収容部の受領口と、貯留部の供給口との間に、収容部内の各部に収容される保温材の量の均一性を高める均一化部材を、さらに有する場合には、貯留部から供給された保温材を、収容部内に均一性高く収容することができるので、収容した保温材を溶湯容器に投入する際の均一性を、さらに高めることができる。

この場合に、均一化部材が、供給口の中心に近い位置で開孔率が低く、供給口の中心から遠い位置で開孔率が高くなったメッシュ部材よりなる構成によれば、簡素な構成の均一化部材を用いて、収容部に収容される保温材の均一性を、効果的に高めることができる。

溶湯容器が、取鍋であり、保温材投入装置が、真空脱ガス装置において、取鍋内の金属溶湯に浸漬管を浸漬する前に、取鍋に保温材を投入するものである場合には、浸漬管をはじめとする真空脱ガス装置の構成部材に妨げられることなく、溶湯容器内の広い領域に、保温材を分布させやすい。その結果、取鍋内の保温を効果的に行うことができ、例えば、スラグの温度の低下を抑えることで、浸漬管へのスラグの付着を低減することができる。

この場合に、保温材投入装置が、取鍋を真空脱ガス装置へと搬送する経路の途上に設けられ、取鍋への保温材の投入を、取鍋の搬送を停止させることなく行える構成によれば、保温材の投入のための時間を、取鍋の搬送に要する時間以外に設定する必要がないため、取鍋の搬送と保温材の投入、さらに脱ガス処理の工程を、連続して、効率よく行うことができる。また、取鍋を搬送するための工程と、保温材を投入するための工程を、一連の流れとして自動化することで、それらの工程の効率を、一層高めることができる。

また、取鍋が、真空脱ガス装置への搬送中に、旋回装置によって旋回され、保温材投入装置が、旋回装置による旋回中に、取鍋に保温材を投入可能である構成によれば、取鍋が旋回装置に滞在している時間を利用して、保温材の投入を行うことで、保温材の投入を、安定に行うことができる。

上記発明にかかる保温材投入方法は、上記のような保温材投入装置を用いて、金属溶湯が収容された溶湯容器に、粉粒状の保温材を投入するため、溶湯容器内の広い領域に、保温材を分布させることができる。また、保温材の準備に要するコストを抑えることができる。

ここで、真空脱ガス装置において、取鍋内の金属溶湯に浸漬管を浸漬する前に取鍋に保温材を投入する形態の保温材投入装置を用いて、取鍋内の金属溶湯に浸漬管を浸漬する前に、取鍋に保温材を投入するとともに、浸漬管を浸漬した後に、浸漬管の周囲に、保温材を追加投入する場合には、保温材投入装置を用いて、取鍋内の広い領域に保温材を分布させることで、高い保温性を得ることができる。さらに、最初に保温材投入装置を用いて投入した保温材の一部が、浸漬管の浸漬によって、浸漬管の周囲から押しのけられることがあっても、再度、浸漬管の周囲に保温材を投入することで、浸漬管の周囲を含め、取鍋内の広い領域を、保温材で覆うことができる。

本発明の一実施形態にかかる保温材投入装置の概略を示す側面図である。 上記保温材投入装置を、収容部の上方の位置から見た平面図である。収容部が取鍋の上方に配置された状態を実線で示し、収容部が貯留部の下方に配置された状態を点線で示している。 貯留部から収容部に保温材を分取している状態を示す側面図である。 収容部から取鍋に保温材を投入している状態を示す側面図である。 保温材投入装置が取鍋の搬送経路に設けられる形態を示す平面図である。 ＲＨ装置において、取鍋に浸漬管を浸漬した状態を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる保温材投入装置および保温材投入方法について、図面を用いて詳細に説明する。

［保温材投入装置の構成］
本発明の一実施形態にかかる保温材投入装置は、金属溶湯が収容された溶湯容器に、保温材を投入するものである。金属溶湯および溶湯容器の種類は、特に限定されるものではないが、ここでは、溶鋼を収容された取鍋に保温材を投入する形態を、例として扱う。取鍋に収容された溶鋼は、取鍋加熱炉（ＬＦ装置）において二次精錬を受けた後、本実施形態にかかる保温材投入装置による保温材の投入を経て、ＲＨ（Ｒｕｈｒｓｔａｈｌ－Ｈａｕｓｅｎ）式真空脱ガス装置に導入される。

本実施形態にかかる保温材投入装置によって投入される保温材は、粉粒体よりなり、袋等によってまとめられることなく、粉粒状のまま、保温材投入装置に供給され、保温材投入装置から取鍋へと投入される。保温材の具体的な種類は、特に限定されるものではないが、焼籾殻、コークス粉等を例示することができる。

図１～４に、本実施形態にかかる保温材投入装置１の構成を示す。保温材投入装置１は、保温材Ｔの投入を受ける所定の位置に配置された取鍋９０に、保温材Ｔを投入するものであり、開閉底部１１を備えた収容部１０と、貯留部２０と、移動部３０と、制御部（不図示）とを有している。

収容部１０は、保温材Ｔを収容し、取鍋９０に投入するものである。貯留部２０は、保温材Ｔを貯留し、収容部１０に供給する。移動部３０は、収容部１０を移動させる装置である。図１に示すように、上下方向（重力方向）には、収容部１０が、取鍋９０よりも上方に配置され、さらに、貯留部２０が、収容部１０よりも上方に配置されている。図２に示すように、水平方向には、貯留部２０は、取鍋９０から外れた位置に配置されており、収容部１０は、水平面内において、取鍋９０の上方の位置（図中実線）と、貯留部２０の下方の位置（図中点線）との間を、移動部３０によって移動可能となっている。なお、図２は、図１を上方の位置から見た平面図であり、貯留部２０、供給口２１、供給弁２２が、図中点線の収容部１０の上方に存在するが、図中には、供給口２１の位置のみ表示している。制御部は、収容部１０、貯留部２０、移動部３０等の構成部材を制御することができる制御装置であり、コンピュータ等よりなっている。

収容部１０は、中空状の容器よりなっており、開閉底部１１が、収容部１０の開閉式の底面を構成している。開閉底部１１は、開閉可能に収容部１０に結合されており、開閉底部１１を閉状態（図４中破線）とすることで、収容部１０の中に、保温材Ｔを収容して保持することができる。一方、開閉底部１１を開状態（図４中実線）とすることで、収容部１０の中に収容された保温材Ｔを、下方に放出することができる。保温材Ｔを収容した収容部１０を取鍋９０の上方に配置した状態で、開閉底部１１を開状態とすることで、取鍋９０の中に保温材Ｔを投入することができる。収容部１０の上端部は、開放されており、上方に開口した受領口１２となっている。

収容部１０および開閉底部１１の具体的な形状は特に限定されるものではないが、収容部１０は、筒形状を有しているとよい。特に、略円筒状等、直筒の形状を有していることが好ましい。そして、開閉底部１１が、閉状態において、収容部１０の筒形状の下端面を閉塞する一方、開状態において、その筒形状の下端面の略全域を開放するものであるとよい。例えば、開閉底部１１が、収容部１０の下端面全域を閉塞する板状部材よりなり、板面の一端において、収容部１０の下端部に、ヒンジ部材等を介して、下方に向かって９０°以上回動可能な状態で、結合されているとよい。開閉底部１１の板面を略水平に配置して、収容部１０の下端面を閉塞した閉状態から、図４に示すように、開閉底部１１の板面を下方に向かって回動させることで、収容部１０の下端面の全域を開放した開状態とすることができる。

制御部によって制御可能なシリンダ１３等の駆動部材によって、開閉底部１１の回動を駆動するように構成することで、開閉底部１１の開状態と閉状態の選択、また開状態および閉状態のそれぞれの維持を、行うことができる。図３，４に示した構成では、収容部１０の中を通るチェーン１４の一端が、開閉底部１１の上方に設けられたシリンダ１３の先端に結合され、そのチェーン１４の他端が、開閉底部１１の上面（閉状態において収容部１０の内側に向く面）に結合されている。シリンダ１３を圧縮することで、開閉底部１１がチェーンによって引き上げられ、閉状態となる。一方、シリンダ１３を伸長することで、開閉底部１１が開状態となる。

貯留部２０は、収容部１０よりも多量の保温材Ｔを貯留可能な容器であり、バンカーとも称される。貯留部２０は、下方に、貯留した保温材Ｔを放出可能な供給口２１を有している。供給口２１の上流側には、供給口２１から保温材Ｔを放出する開状態と、供給口２１からの保温材Ｔの放出を遮断する閉状態とを切り替え可能な、供給弁２２が設けられている。供給弁２２は、ロータリーバルブ等よりなり、供給弁２２の開閉を制御することで、保温材Ｔを、所定の量だけ、供給口２１から放出することができる。供給弁２２の開閉制御は、制御部によって行うことができる。供給口２１の内径は、収容部１０の受領口１２の内径よりも、小さく形成されている。

移動部３０は、基端部を中心として、水平面内で回転運動可能なアームとして構成されている。アームの先端に、収容部１０が結合されており、回転運動により、収容部１０を移動させることができる。移動部３０の可動範囲は、図２に示すように、収容部１０を、取鍋９０の上方の位置（図中実線）と、貯留部２０の下方の位置（図中点線）との間で、移動させられるように、設定されている。移動部３０の回転運動は、制御部によって制御可能なモータを備えた駆動部３１によって、駆動される。

図３に示すように、開閉底部１１を閉状態とした収容部１０を、移動部３０によって、貯留部２０の供給口２１の下方に配置し、供給弁２２を開状態とすることで、貯留部２０に貯留された保温材Ｔの一部を、供給口２１から、受領口１２を介して、収容部１０に分取し、収容することができる。収容部１０に分取する保温材Ｔの量は、収容部１０の容量や、取鍋９０への投入が求められる保温材Ｔの量等に応じて、供給弁２２の開閉によって制御することができる。そして、図４に示すように、保温材Ｔを収容した収容部１０を、移動部３０によって、取鍋９０の上方に配置し、開閉底部１１を開状態とすることで、取鍋９０の開口９１に向かって、保温材Ｔを投入することができる。

ここで、収容部１０の受領口１２と貯留部２０の供給口２１の間には、均一化部材（不図示）が設けられることが好ましい。均一化部材は、収容部１０内の各部に収容される保温材Ｔの量の均一性、つまり閉状態とした開閉底部１１の面の各部に積層される保温材Ｔの量の均一性を高める部材であり、例えば、受領口１２を覆うメッシュ部材を用いることができる。ここで、メッシュの開孔率を、供給口２１の中心に近い位置で低くし、供給口２１の中心から遠い位置で高くしておくことで、均一化部材として機能させることができる。

［保温材投入装置の配置］
上記のように、保温材投入装置１によって保温材Ｔを投入する溶湯容器および金属溶湯の種類は特に限定されず、それらの種類や構成に応じて、保温材Ｔの投入の必要があり、投入を効率的に行うことができる場所に、保温材投入装置１を配置すればよい。上記のように、ＲＨ式真空脱ガス装置（ＲＨ装置）１００に導入する取鍋９０に、保温材Ｔを投入する場合の配置の例を、図５に示す。

ここでは、ＲＨ装置１００へと取鍋９０を搬送する経路の途上に、保温材投入装置１が設置されている。そして、ＲＨ装置１００において、取鍋９０の中の溶鋼Ｍに浸漬管１１１が浸漬される前に、保温材投入装置１によって、取鍋９０に保温材Ｔを投入する。

具体的には、ＬＦ装置１２０とＲＨ装置１００の間に、レールが敷設された搬送路１３０が設けられており、搬送路１３０に沿って、走行台車９５に固定された取鍋９０が搬送される。ＬＦ装置１２０の位置から延びた第一の搬送路１３１の方向と、ＲＦ装置に向かう第二の搬送路１３２の方向とは、相互に異なっており、それら２つの搬送路１３１，１３２が交差する位置に、ターンテーブルを備えた旋回装置１４０が設けられている。旋回装置１４０は、第一の搬送路１３１に沿って搬送された取鍋９０を旋回させて、第二の搬送路１３２に移動させることができる。

保温材投入装置１は、旋回装置１４０の近傍に設置されている。具体的には、貯留部２０が、旋回装置１４０の側部上方に設置されており、収容部１０が、その貯留部２０の下方の位置と、旋回装置１４０に載置された取鍋９０の上方の位置の間を、移動部３０によって移動できるようになっている。

保温材投入装置１は、取鍋９０が旋回装置１４０に載置されて旋回を受けている間に、保温材Ｔを収容した収容部１０を取鍋９０の上方に配置し、開閉底部１１を開状態とすることで、旋回中の取鍋９０の中に、保温材Ｔを投入することができる。旋回装置１４０による旋回を含め、取鍋９０の搬送を、保温材Ｔの投入を目的として、停止または減速させる必要はない。

開閉底部１１の開閉や移動部３０による収容部１０の移動、貯留部２０の供給弁２２の開閉等、保温材投入装置１の構成部材の制御は、ＬＦ装置１２０からＲＨ装置１００への取鍋９０の搬送における各工程の制御と、連動されており、保温材投入装置１の各部の動作と、取鍋９０の搬送に要する動作を、所定の順序で連続的に実行することができる。例えば、取鍋９０がＬＦ装置１２０から旋回装置１４０に搬送される間に、開閉底部１１を閉状態とした収容部１０を貯留部２０の下方に配置して、供給弁２２を開き、保温材Ｔを収容部１０に分取することができる。そして、取鍋９０が旋回装置１４０によって旋回されている間に、収容部１０を取鍋９０の上方に移動させて、開閉底部１１を開状態として、保温材Ｔを取鍋９０の中に投入することができる。保温材投入装置１の構成部材を制御する制御部が、取鍋９０の搬送を制御する制御部と、共通のものとして構成されてもよい。

［保温材投入方法］
本発明の一実施形態にかかる保温材投入方法は、溶鋼Ｍが収容された取鍋９０に、粉粒状の保温材Ｔを投入するものであり、上記で説明した保温材投入装置１を用いて実行することができる。

取鍋９０への保温材Ｔの投入に先立つ準備として、貯留部２０に、保温材Ｔを貯留しておく。保温材Ｔは、袋詰め等されず、粉粒状のまま、供給弁２２を閉じた貯留部２０に貯留される。保温材Ｔの貯留量は、収容部１０から取鍋９０への投入を複数回行える量以上としておくことが、好ましい。

取鍋９０に保温材Ｔを投入する必要が生じると、保温材投入装置１は、待機工程を実施し、取鍋９０への保温材Ｔの投入が可能な状態に待機する。待機工程においては、開閉底部１１を閉状態として、収容部１０を、移動部３０によって、貯留部２０の供給口２１の下方に配置する。そして、図３に示されるように、供給弁２２を開いて、取鍋９０への１回の投入に必要な量の保温材Ｔを、供給口２１から、受領口１２を介して、収容部１０に分取する。さらに、収容部１０は、移動部３０によって、取鍋９０が配置されている位置、あるいは配置される予定の位置の上方に移動される。この待機工程は、保温材Ｔを取鍋９０に投入すべき時間までに完了される。図５のように、ＬＦ装置１２０からＲＨ装置１００へと取鍋９０が搬送される経路の途上に保温材投入装置１が設置されている場合には、取鍋９０が第一の搬送路１３１を搬送されて、旋回装置１４０に載置され、旋回を開始するまでの間、あるいは旋回の初期の間に、待機工程が完了される。

待機工程が完了し、所定量の保温材Ｔを収容した収容部１０が、取鍋９０の上方に配置された状態となると、保温材投入装置１は、投入工程を実施する。投入工程においては、図４に示されるように、収容部１０の開閉底部１１が、開状態とされる。それにより、収容部１０に収容されていた保温材Ｔが、取鍋９０に向かって放出され、取鍋９０の中に投入される。図５のように、ＬＦ装置１２０からＲＨ装置１００へと取鍋９０が搬送される途上の旋回装置１４０の近傍に、保温材投入装置１が設置されている場合には、旋回装置１４０によって取鍋９０が旋回されている間に、投入工程が実施される。ＬＦ装置１２０での精錬を経た取鍋９０においては、溶鋼Ｍの表面にスラグＳが配置されていることが多い。投入された保温材Ｔは、このスラグＳの表面を覆うものとなる。

投入工程が完了すると、再び開閉底部１１を閉状態とし、収容部１０を貯留部２０の下方に移動させて、待機工程を実行することができる。待機工程と投入工程を交互に行うことで、取鍋９０への保温材Ｔの投入を、何度も繰り返すことができる。

保温材投入装置１によって保温材Ｔを投入した取鍋９０がＲＨ装置１００に搬送されると、図６に示すように、取鍋９０の中の溶鋼Ｍに、浸漬管１１１が浸漬される。浸漬管１１１は、溶鋼Ｍの表面に配置されたスラグＳ、およびスラグＳの表面を覆う保温材Ｔの層を貫通して、溶鋼Ｍの中に浸漬される。浸漬管１１１の浸漬後には、浸漬管１１１の周囲に、保温材Ｔを追加投入することができる。保温材Ｔの追加投入には、本実施形態にかかる保温材投入装置１を用いず、例えば、袋等で小分けにした保温材Ｔを、作業者が、浸漬管１１１の周囲をめがけて投入すればよい。あるいは、特許文献１に記載されるような別の形態の保温材投入装置を用いて、自動で投入するようにしてもよい。

［保温材投入の均一性］
上記で説明した本実施形態にかかる保温材投入装置１を用いて、取鍋９０への保温材Ｔの投入を行うことで、投入した保温材Ｔを、取鍋９０の中の広い領域に、分布させることができる。

本実施形態にかかる保温材投入装置１においては、収容部１０に開閉底部１１が設けられており、開閉底部１１を開状態とすることで、収容部１０に収容されていた保温材Ｔが、勢いよく、下方へと放出される。よって、少なくとも、開閉底部１１を開放することで収容部１０の下端に形成された開口の直下の位置には、その開口から放出された保温材Ｔが、高い均一性をもって分布する。この際、保温材Ｔが、袋等によってまとめられておらず、粉粒状のまま放出されることにより、保温材Ｔの分布量に、空間的なばらつきが生じにくくなる。

さらに、保温材Ｔが袋等によってまとめられているとすれば、収容部１０の直下から外れた位置には、保温材Ｔが行き渡りにくいが、保温材Ｔが、粉粒状のまま投入されることにより、収容部１０の直下から外れた位置にも、保温材Ｔをよく行き渡らせることができる。開閉底部１１を開状態とした際に、収容部１０から放出された粉粒状の保温材Ｔは、粉粒体の軽さのために、重力に従って直下に落下するだけでなく、収容部１０から勢いよく放射状に広がるようにして、収容部１０の直下からある程度離れた位置にまで、分散されるからである。

このように、収容部１０の直下から外れた位置を含め、取鍋９０の開口９１の中の広い領域に、保温材Ｔが投入され、分布することになる。取鍋９０の内容物の表面の広い面積が、十分な量の保温材Ｔで覆われることにより、取鍋９０の中のスラグＳや溶鋼Ｍに対する保温性が高くなり、長時間にわたり、高温の状態を維持しやすくなる。ＲＨ装置１００に導入される前の取鍋９０において、溶鋼Ｍの表面に配置されたスラグＳの上に、保温材Ｔを投入する場合、スラグＳの表面の広い領域を、保温材Ｔで被覆することで、スラグＳの温度が低下しにくくなる。すると、ＲＨ装置１００において、スラグＳを貫通して浸漬管１１１を浸漬し、脱ガス処理を行った際に、浸漬管１１１の表面に、スラグＳ（またはその構成成分）が付着しにくくなる。

さらに、保温材Ｔを袋等によってまとめることなく、粉粒状のまま投入することにより、上記のように、保温材Ｔを広い範囲に分布させる効果に加え、袋詰め等のために、保温材Ｔの準備に要するコストの削減にも、効果を有する。収容部１０の大きさおよび開閉底部１１の面積は、放出した保温材Ｔが、取鍋９０の開口９１の中のほぼ全域に広がるように、設定すればよい。

さらに、保温材Ｔの投入における均一性を高める観点から、収容部１０が、筒形状、特に直筒形状を有し、その筒形状の下端面を閉塞する開閉底部１１を開状態とした時に、筒形状の下端面の全体が開放される形態とすることが好ましい。開閉底部１１を開状態とした際に、収容部１０に収容されていた保温材Ｔの全量が、一度に、勢いよく放出されることにより、広い範囲に広がりながら、取鍋９０に投入されるからである。収容部１０の内部への保温材Ｔの残存も、起こりにくい。

また、収容部１０に収容された保温材Ｔの分布の均一性、つまり閉状態とした開閉底部１１の面の各部に積層された保温材Ｔの量の均一性が高いほど、保温材Ｔを取鍋９０に投入する際の均一性も、高めやすい。収容部１０の受領口１２よりも内径の小さい供給口２１から、収容部１０に保温材Ｔを供給すると、供給口２１の直下の位置を頂点とする山状の不均一な保温材Ｔの分布が、収容部１０の中に形成されやすい。そこで、受領口１２と供給口２１の間に、均一化部材を配置することで、収容部１０における保温材Ｔの分布の不均一性を緩和することができる。上記のような、開孔率に分布を有するメッシュ部材を用いることで、簡便な構成で、均一化部材を設けることができる。メッシュ部材の開孔率が低くなった供給口２１の直下の位置で、保温材Ｔの通過量が大幅に低減される一方、開孔率の高くなった供給口２１から離れた位置で、保温材Ｔの通過量がそれほど低減されず、メッシュ部材を通過して収容部１０に入る保温材Ｔの量が、受領口１２の各部において、平均化される。

ＲＨ装置１００において真空脱ガス処理を受ける取鍋９０において、浸漬管１１１を浸漬する前に、保温材投入装置１を用いた保温材Ｔの投入を行うことで、浸漬管１１１等、ＲＨ装置１００の構成部材に妨げられることなく、取鍋９０の開口９１の中の広い領域に、高い均一性をもって、保温材Ｔを分布させやすい。この際、真空脱ガス処理に先立ち、ＲＨ装置１００へと取鍋９０を搬送する必要がある場合に、取鍋９０を搬送する経路の途中で、取鍋９０の搬送を停止または減速させることなく、保温材投入装置１によって、保温材Ｔを投入できるようにしておけば、保温材Ｔの投入と取鍋９０の搬送、さらにそれらに続く真空脱ガス処理の工程を、一連の流れとして、効率的に進めることができる。

特に、開閉底部１１の開閉、移動部３０による収容部１０の移動、供給弁２２の開閉等、保温材投入装置１の各構成部材の制御と、取鍋９０の搬送の各工程における制御とを連動させて、保温材Ｔの投入と取鍋９０の搬送における各工程を、所定の順序で連続的に実施することで、保温材Ｔの投入および取鍋９０の搬送における効率を、高めることができる。保温材Ｔの投入と取鍋９０の搬送を、全て自動的に行わせることも可能となる。さらに、図５に示した形態における旋回装置１４０のように、搬送の途中に、取鍋９０の重心の位置を大きく動かすことなく、取鍋９０を滞在させる装置が設けられている場合には、取鍋９０がその装置に滞在している間に、保温材投入装置１による保温材Ｔの投入を行うことで、取鍋９０の中の広い領域への保温材Ｔの投入を、取鍋９０の搬送を妨げないようにしながら、安定して実行することができる。

ＲＨ装置１００において浸漬管１１１を溶鋼Ｍに浸漬する前に、保温材投入装置１を用いて、取鍋９０の中のスラグＳの表面のほぼ全域を、保温材Ｔで覆っておくことで、浸漬した浸漬管１１１の表面へのスラグＳの付着を、効果的に抑制することができる。しかし、保温材Ｔの層を貫通して浸漬管１１１を溶鋼Ｍに浸漬する工程において、浸漬管１１１に押しのけられるようにして、浸漬管１１１の周囲の保温材Ｔの分布量が低下しやすい。そこで、浸漬管１１１を浸漬した後、浸漬管１１１の周囲に、保温材Ｔを追加投入して、浸漬管１１１の周囲の保温材Ｔの分布量を回復させることが好ましい。それによって、浸漬管１１１の周囲を含め、スラグＳの表面の広い領域を、高い均一性をもって保温材Ｔで覆い、さらに効果的に、浸漬管１１１へのスラグＳの付着を抑制することができる。浸漬管１１１を浸漬した後の保温材Ｔの追加投入を、袋詰めにした保温材Ｔを作業者が取鍋９０に投げ込む形態によって行う場合でも、追加投入する保温材Ｔの量は、浸漬管１１１の浸漬前に保温材投入装置１を用いて投入する量よりも少なくて済むので、作業者の労力および保温材Ｔの袋詰めに要するコストを、抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、上記で説明した形態では、取鍋の上方で収容部を静止させて、開閉底部を開状態とし、保温材を放出しているが、取鍋内のさらに広い領域に保温材を分布させられるように、保温材の放出中に、移動部によって、収容部を水平面内で移動させるようにしてもよい。

１ 保温材投入装置
１０ 収容部
１１ 開閉底部
１２ 受領口
２０ 貯留部
２１ 供給口
２２ 供給弁
３０ 移動部
９０ 取鍋（溶湯容器）
９１ 開口
９５ 走行台車
１００ ＲＨ装置（真空脱ガス装置）
１１１ 浸漬管
１２０ ＬＦ装置
１３０ 搬送路
１３１ 第一の搬送路
１３２ 第二の搬送路
１４０ 旋回装置
Ｍ 溶鋼（金属溶湯）
Ｓ スラグ
Ｔ 保温材

Claims (10)

1. 金属溶湯が収容された溶湯容器に保温材を投入する保温材投入装置において、
   前記溶湯容器の上方から外れた位置に設けられ、前記保温材を貯留可能であるとともに、貯留した前記保温材を放出可能な供給口を底部に有する貯留部と、
   粉粒体よりなる前記保温材を、粉粒状のまま収容する収容部と、
   前記収容部を、前記溶湯容器の上方の位置と、前記貯留部の下方の位置との間で移動可能な移動部と、を有しており、
   前記収容部は、
   上端部に開口として、受領口を有しており、前記貯留部の下方に配置された状態で、前記供給口から放出された前記保温材を、前記受領口を介して収容可能であるとともに、
   開閉式の底面として設けられ、前記収容部が前記溶湯容器の上方に配置された状態で、開状態とすることができる開閉底部を有することを特徴とする保温材投入装置。
2. 前記収容部は、筒形状を有しており、前記開閉底部は、閉状態において、前記筒形状の下端面を閉塞し、開状態において、前記下端面の全体を開放することを特徴とする請求項１に記載の保温材投入装置。
3. 前記移動部は、基端部を中心として、水平面内で回転運動可能なアームとして構成されており、前記アームの先端に、前記収容部が結合されており、
   前記アームの回転運動により、前記収容部を、前記溶湯容器の上方の位置と、前記貯留部の下方の位置との間で、移動させることができることを特徴とする請求項１または２に記載の保温材投入装置。
4. 前記収容部の前記受領口と、前記貯留部の前記供給口との間に、前記収容部内の各部に収容される前記保温材の量の均一性を高める均一化部材を、さらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の保温材投入装置。
5. 前記均一化部材は、前記供給口の中心に近い位置で開孔率が低く、前記供給口の中心から遠い位置で開孔率が高くなったメッシュ部材よりなることを特徴とする請求項４に記載の保温材投入装置。
6. 前記溶湯容器は、取鍋であり、
   前記保温材投入装置は、真空脱ガス装置において、前記取鍋内の前記金属溶湯に浸漬管を浸漬する前に、前記取鍋に前記保温材を投入することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の保温材投入装置。
7. 前記保温材投入装置は、前記取鍋を前記真空脱ガス装置へと搬送する経路の途上に設けられ、前記取鍋への前記保温材の投入を、前記取鍋の搬送を停止させることなく行えることを特徴とする請求項６に記載の保温材投入装置。
8. 前記取鍋は、前記真空脱ガス装置への搬送中に、旋回装置によって旋回され、
   前記保温材投入装置は、前記旋回装置による旋回中に、前記取鍋に前記保温材を投入可能であることを特徴とする請求項６または７に記載の保温材投入装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の保温材投入装置を用いて、金属溶湯が収容された溶湯容器に、粉粒状の保温材を投入することを特徴とする保温材投入方法。
10. 請求項６から８のいずれか１項に記載の保温材投入装置を用いて、前記取鍋内の前記金属溶湯に浸漬管を浸漬する前に、前記取鍋に前記保温材を投入するとともに、
    前記浸漬管を浸漬した後に、前記浸漬管の周囲に、前記保温材を追加投入することを特徴とする請求項９に記載の保温材投入方法。

Images