JPH01159312A - 真空脱ガス槽の加熱方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、真空脱ガス槽の内部の保温、予熱あるいは真
空脱ガス槽の耐火物表面に付着した地金およびスラグの
溶解除去のための加熱方法および装置に関する。特に溶
鋼処理のための吸上式真空情錬法に使用されるＤＨある
いはＲＨ真空脱ガス槽の加熱方法および装置に関する。

（従来の技術） 真空精錬法が近年普及しているが、その１方式に吸上式
と呼ばれ、真空炉の下部に溶融金属の流通管を備えた真
空脱ガス槽を使った方法がある。

吸上式であるため待機時の冷却防止、炉内壁、特に上記
流通管（これは「吸上管」、「浸漬管」などと呼ばれる
が、以下便宜上「浸漬管」と総称する）内壁には地金、
スラグの付着が問題となる。

すなわち、周知のように近年、高度の真空下における溶
鋼の真空脱ガス精錬の比率が高まっている。しかし脱ガ
ス槽自体にはいくつかの弱点がある。例えば、非操業時
に待機している際に脱ガス槽耐火物の温度が低下し、次
回の操業時において耐火物への抜熱により溶鋼温度が降
下し、脱ガス槽の耐火物表面に地金やスラグが付着する
。このため転炉における出鋼温度を高くせざるを得ない
。

これは、転炉、取鍋および脱ガス槽の耐火物の寿命を短
くすると共に、円滑な脱ガス操業を妨げている。

従来において保温や予熱を目的とする場合は例えば第１
図に示す加熱方式が採用されている。この方式では、例
えばＲＨ真空脱ガス槽（以下、単に「脱ガス槽」ともい
う）１に設けられた上昇側および下降側の二つの浸漬管
２．２″の下方にそれぞれ下部バーナー３．３°を配置
し、これらの下部バーナー３．３”からの燃焼ガスを脱
ガス槽１の内部に導入して耐火物を保温あるいは：Ｐ熱
し、燃焼ガスを煙道４および継ぎ合せ部５においてこれ
に連結した煙突６を介して外部へ排出する。またこれと
は別に脱ガス槽の内部に挿入した電極により加熱して保
温する方法も実用化されている。

他方、脱ガス槽の内部の耐火物の表面に付着した地金お
よびスラグを溶解除去することを目的とする場合は、第
２図に示すように脱ガス槽Ｉの頂部から純酸素ランス７
ａを昇降装置により内部に挿入するか、または小径の力
ロライジングパイプを人力により挿入し、地金と純酸素
との反応熱により地金を溶解除去する方法が実用化され
ている。

加熱期間中、煙道４は継ぎ合せ部５において移動台車に
取付けた蓋５°によって閉じられている。溶解した地金
等は下方に設けた受は台８によって捕集される。

更に、保温・予熱と地金およびスラグの溶解除去の両方
を目的とする技術としては、特開昭５４−４８１１号公
報に開示されている方法がある。これは、脱ガス槽の上
部からバーナーを脱ガス槽内に挿入し、燃焼ガスを脱ガ
ス槽の内部において下方に向かわせ、専ら浸漬管を介し
て排ガスを外部へ放出する方法である。

この方式は第３図に示すように、脱ガス槽１の頂部に保
護ｖ１２０を設け、その内部に上部バーナー７を昇降自
在に設ける。この加熱装置はバーナー挿入孔２２の蓋２
３の上に載置した環状部材２４と、この部材２４と係合
させるようにバーナー７の外周に取り付けた係止リング
２５とによって構成され、上部バーナー７の周囲は環状
部材２４によってシールし、加熱が終了して該バーナー
７を上昇させる時にば係止リング２５が環状部材２４に
係合して共に取外され、また脱ガス処理時には保護筒２
０の側面に枢支した上蓋２７によってバーナー挿入孔２
２は閉塞できるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の脱ガス槽の保温・予熱ないし地金およびスラグの
溶解除去のための加熱方式の欠点は次の通りである。

第１図に示した下部バーナーによる加熱方式は、下部バ
ーナー３，３゛および浸漬管２，２゛とのすき間からの
侵入空気の防止が困難なため熱効率が悪く、脱ガス槽ｌ
の内部の温度は一般に８００〜１０００℃程度にしか上
がらない。従って保温効果は小さく、溶鋼温度の降下を
抑制する効果は小さい。また当然のことながら付着地金
やスラグを溶解除去することはできない。保温効果が小
さい理由は、脱ガス操業時の槽内温度が１６００″Ｃ前
後にも達するのに対し、保温時の温度が８００〜１００
０℃と低いためである。従って例えば２５０トン程度の
溶鋼を脱ガス操業する場合、脱ガス操業前の溶鋼の保有
熱量のうち約１４００Ｍｃａｌ程度の熱量が脱ガス操業
時に脱ガス槽および浸漬管の耐火物へ抜熱される。この
結果、溶鋼温度は約２７℃程度も低下する。

電極加熱による方法もこれとは＼°同様の保温効果しか
なく、電極周辺のごく限られた範囲内への地金やスラグ
の付着を防止できるに過ぎない。また電極加熱による方
法では、電極が何らかの原因で折損して溶鋼中に落下し
、溶鋼の品質外れを引き起す場合がある。従って例えば
極低炭素鋼の脱ガス操業時には電極を取り外すなどの処
置を要する場合もあり、手間がかかる。また、電極加熱
方法では、電源設備などに多大な投資を必要とし、かつ
電極の消耗および多量の電力消費のためランニングコス
トも高い。

次に純酸素ランスないしは力ロライジングパイプを用い
て地金やスラグを溶解除去する方法では、脱ガス槽内の
スラグ成分が多い部分、特に槽内上部において大きな欠
点を有する。即ち、純酸素とスラグとの反応では純酸素
と地金との反応と相違して溶解可能な温度に達しない。

従ってスラグ成分が多い槽内上部ではこれを溶解除去す
ることは困難である。さらに脱ガス槽内の頂部に付着す
る地金やスラブに対しては構造上の理由から純酸素を吹
きつけることが難しい。即ち、極めて高度の密封性を要
求される脱ガス槽に設けるランスないしは力ロライジン
グパイプの挿入口の大きさは小さいことが望ましいこと
と、ランスおよび力ロライジングパイプが畜い剛性を有
するのでこれらの挿入口周辺は死角となる傾向にあるこ
とのためである。また、酸素による地金やスラグの除去
状況は、地金やスラグを完全に除去しようとすれば耐火
物表面を損傷するため、これを防ごうとすれば若干の地
金やスラグが残存し、以降の脱ガス処理時に地金やスラ
グが再び付着しやすいという欠点も有する。

また、純酸素ランス方式ばランスの水冷が不可欠である
から、冷却水の軟水化設備、高圧給水ポンプ設備、排水
処理設備およびこれらに関する電気設備、地金と酸素が
激しく酸化反応するときの発煙を処理するための集塵設
備等の諸設備を必要とし、これらに多額の投資を必要と
する欠点もある。純酸素ランス方式は一般に１０〜６０
分程度の短時間で地金の除去を完了するという有利な点
もあるが、その反面、脱ガス槽の耐火物の保温は本来の
目的ではなく、その保温効果は著しく小さい。

カロライジングパイプを用いて手作業で行う場合の保温
効果も同様に小さく、また、高熱、発塵の環境での作業
となるので作業者に対する安全衛生にも問題がある。

一方、特開昭５４−４８１１号公報に開示された方式で
は、第１図に示した方式に比較し熱効率は幾分向上する
もののなお幾つかの問題点がある。即ち、この方式では
脱ガス槽内部の高さ方向の温度に大きな差が生じる。こ
れは、低温の脱ガス槽の内壁面に接触した高温燃焼ガス
がその保有熱を失って下降し脱ガス槽の下部の浸漬管を
経て順次、排気されるからである。このような高温燃焼
ガスの一方向流れを、高さ９〜１２ｍ程度の脱ガス槽の
上部から下部へ向って形成させているため、燃焼ガスは
その保有熱を内壁耐火物や地金等へ渡して保有熱を失い
ながら下降する。従って必然的に脱ガス槽の上部と下部
との温度差は大きくなる。例えば高さ１０ｍの脱ガス槽
における実験では、コークスガス（以下Ｃガスという）
３０ＯＮｒｄノｌと、酸素濃度を４０％に調整した空気
とを供給して１時間継続して燃焼させた場合、バーナー
先端から約１ｍの位置における脱ガス槽の上部槽の雰囲
気温度は１６５０℃、脱ガス槽の一下部槽の雰囲気温度
は１４１０℃、浸漬管の内部の雰囲気温度は１１８０℃
であった。この実験では、脱ガス槽の上部槽内壁に付着
していた地金やスラグは溶解することができたが、溶解
した地金やスラグは下部槽内まで滴下した所で下部槽内
壁に既に付着していた地金の表面で大部分は凝固してし
まった。従って一部を除き地金およびスラグを外部へ排
出することはできなかった。

同様の実験において、Ｃガスの流量をさらに増し５０Ｏ
Ｎｒｄ／Ｉ＋にすることも試みた。この結果は、上部槽
内壁の温度が１７３０℃、下部槽内壁温度が１５５０℃
、浸漬管から排出する排ガスの温度が１２４０℃となり
、１時間で約４トンの地金とスラグを溶解し排出した。

しかし溶解落下中の地金の一部が浸漬管内周壁土で凝固
して次第に内径を狭め、ついにはほとんど閉塞するに至
ったため加熱を中止した。

このように特開昭５４−４８１１号公報に開示された加
熱方式では脱ガス槽内部の高さ方向の温度差が大きくな
って槽内全域の地金を安定して溶解することは困難であ
り、かつ脱ガス槽上部の耐火物温度が局部的に高くなり
過ぎる事による悪影響が懸念される。燃料を増加供給し
て高温に加熱する場合でも脱ガス槽内部の高さ方向の温
度差は解消されない。また専ら浸漬管から排出される多
量かつ高温の燃焼ガスにより周辺環境に悪影響を与える
問題がある。さらに浸漬管の内径が閉塞状態に至った場
合は脱ガス槽内の圧力が一層高まって燃焼が不安定とな
り、最悪の場合はガス爆発のおそれがある。このような
問題は、槽内上部ならびに煙道を閉塞状態に保持して、
燃焼ガスを専ら浸漬管を介して排気するという方法自体
に原因があると考えられる。

また、脱ガス槽内の地金を溶解するためには脱ガス槽内
の雰囲気温度は１３００℃以上、好ましくは１５００℃
程度以上の高温が必要であるから第３図に示す環状部材
２４を蓋２３の上に載置するのみでは耐熱性およびシー
ル性に問題がある。すなわち構造上から上部バーナー７
の外周と環状部材２４とは隙間を存するからシール性に
問題があり高温ガスの噴出を招いたり、環状部材２４が
熱変形し蓋２３とのシール性が悪化して高温ガスの噴出
を招くことにより蓋２３の熱変形や蓋２３の上部へのダ
スト付着の可能性が大きい。このためＭ２３と上蓋２７
の密封性が悪化し、高度な密封性を要求される脱ガス槽
にとって致命的な欠陥となる場合がある。

本発明の目的は上記のような従来技術における種々の問
題点を解決し、第一に地金およびスラグの両方を脱ガス
槽の全域にわたって安定して安全に溶解除去することが
でき、第二に付着地金の酸化を可及的最小に抑ｍ’ｌシ
て回収することができ、第三に非操業時の保温効果を大
きく向上させて脱ガス操業時の溶鋼温度の降下を最小限
度に抑制することができ、第四に熱変形やダスト付着に
より密封性を損なうことのない脱ガス槽の加熱方法およ
び装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） かくして本発明にかかる方法の要旨とするところは、真
空脱ガス槽の頂部にバーナーを挿入し該バーナーに供給
した燃料を真空脱ガス槽内にて燃焼せしめ、燃焼ガスを
前記脱ガス槽の上部側面に設けられた煙道および下部に
設けられた浸漬管の双方に分配して外部へ排出し、例え
ば前記脱ガス槽および浸漬管の内部の雰囲気温度を１３
００℃以上、好ましくは１５００℃以上以上に保持する
ことを特徴とする脱ガス槽の加熱方法である。

さらに、本発明は、その別の面からは、脱ガス槽の頂部
の開口部に昇降自在に装入されるバーナーと、 前記脱ガス槽の上部側面に設けれた煙道と、前記脱ガス
槽の下部に開孔する浸漬管と、前記煙道を介して排出さ
れる燃焼ガスの分量を調節し、これにより前記浸漬管を
介して排出されるガス量と煙道を介して排出されるガス
量の分配比率を調節するダンパーと、 を備える真空脱ガス槽の加熱装置である。

本発明は、さらに別の面からは、前記脱ガス槽がＲＨ真
空脱ガス槽であり、前記浸漬管に分配され導かれた燃焼
ガスは該浸漬管ないしは浸漬管の下方に配置したバッグ
等の容器に連絡した排気連絡管を介し、前記煙道からの
燃焼ガスと合流して煙突または集塵設備へ導かれる真空
脱ガス槽の加熱方法であり、その場合の排気連絡管は、
浸漬管の開孔に対向する開孔を有し前記容器を上昇させ
た場合に該容器をほぼ密閉することができる蓋に一端を
嵌脱でき他端を前記煙道等に連絡できるように構成して
もよく、あるいは浸漬管の開孔に対向する開孔を有し前
記容器を上昇させた場合に該容器をほぼ密閉することの
できる蓋に固定した排気管とに一端において嵌脱できる
ように構成されてもよい。

（作用） 次に、添付図面を参照して本発明をさらに具体的に説明
する。

第４［１Ｊ（ａｌおよび（ｂｌは本発明の詳細な説明す
る略式説明図である。

本発明においては脱ガス槽１の頂部に設けた上部バーナ
ー７からの燃焼ガスを煙道４および浸漬管２．２゛の双
方に分配して煙突６を経て外部へ排出している。これに
より脱ガス槽内において下向きおよび上向きの二方向ガ
ス流が同時に形成される。浸漬管２．２”からの燃焼ガ
スは移動台車１２に設けたシリンダー１１に支持された
適宜容器（例：バッグ）１０を経て排出される。

第４図（ａｌ、（ｂｌにおいて−ガス流れは矢印で示す
。

即ち、燃焼ガスの流れは、まず火炎を形成して脱ガス槽
内の中心部を下方に向って進む。この際、脱ガス槽内を
上向きに進むガス流れ等による流体摩擦や浮力などの影
響で次第に速度を減じ燃焼ガスとなって下部槽内に達す
る。燃焼ガスの一部は上向きに進むガス流に随伴された
り下部槽内底部に衝突して方向を転回して内壁面に沿う
ように上向きに進み煙道とこれに連結した煙突を経て外
部へ排出される。煙道４を経て排出される燃焼ガスの割
合は煙道の下流に設けたダンパー１４ａの開度調整によ
って調節できる。方向を転回しなかった燃焼ガスは浸漬
管を介して外部へ排出される。

脱ガス槽内における燃焼ガスの浮力などの影響により浸
漬管からの燃焼ガス排出が円滑でない場合は不完全燃焼
になる傾向にあるが、本発明による排気装置を設けるこ
とによりこの問題を解決することができる。

第４図ｆｂｌに示す本発明の好適態様によれば前記容器
１０と煙突６との間には排気連結管１３が設けられ、浸
漬管２．２”を経て排出された燃焼ガスはこの排気連結
管Ｉ３を経て煙突６に送られ、煙道４からの燃焼ガスと
合流して排出される。この場合、燃焼ガスを煙道および
浸漬管の双方に所定割合で分配することは、第４図に示
すダンパー１４ａないし１４ｂの開度調整により行うこ
とができる。この際、ダンパー１４ａの手前の煙突水平
部の圧力を圧力計１６により検知してダンパー１４ａ　
、１４ｂの開度を調節することにより燃焼ガスを煙道４
および浸漬管２，２゛に適度の割合に分配することが好
ましい。

配分は、槽内の圧力、装置各部の温度などを考慮して行
うことが好ましい。また、この圧力検知の検出値が通常
時の検出値より異常に高くなった場合は浸漬管２，２°
が閉塞状態に至ったものと判断してダンパー開度を開の
方向に調節することができる。

１３００℃以上、好ましくは１５００℃以上の温度に脱
ガス槽を加熱保持するためには高カロリーの燃料、例え
ば液化石油ガスを用いる。あるいはＣガスと酸素濃度を
３０〜６０％程度に調整された空気とを供給し混合させ
て燃焼させてもよい。また燃料供給量を増加してもよい
。

このような燃焼ガスの継続的な二方向の流れの形成によ
り均一な温度分布が次のように実現される。

バーナーからの火炎に近い部分、即ち脱ガス槽の比較的
上部の内壁は火炎から強い輻射伝熱を受けることとなる
。一方、内壁に沿って下部から上方へ向かう燃焼ガス流
は内壁の耐火物や地金等に熱を渡して、次第に低温とな
る。従って上部におけるガス流から内壁への伝熱量は下
部における伝熱■より小さい。このように火炎からの輻
射伝熱の不均一をガス流の対流伝熱が平準化する。よっ
て脱ガス槽の内壁温度はほぼ均一になる。

また、燃焼ガスは煙道４および浸漬管２．２“の双方に
分配して排出しているので、たとえ浸漬管内径部が地金
等によって閉塞状態になっても、−般に１．５〜２ｍ程
度の内径を有する煙道４がら十分な量の排ガスを外部へ
排出することができる。

よって脱ガス槽の内圧が極端に高くなって燃焼が不安定
となることによりガス爆発が起こる危険はない。

燃焼ガスを煙道４とこれに連結する煙突６を経て外部へ
排出するだけでなく浸漬管がらも排出しており、かつ、
浸漬管とバッグつまり容器との間に僅かのすき間しかな
いように構成すれば、外部への放熱は著しく小さいので
脱ガス槽の下部や浸漬管の温度を必要十分に高温とする
ことが容易である。

従って、溶解地金やスラグが円滑に浸漬管２．２゛から
排出され、かつ、浸漬管の保温効果も大きい。

地金およびスラグは、その大部が従来は円錐状に近い逆
つららの状態で容器に収容されていたのが本発明装置に
従えば容器内において溶融状態ないしはシャーベント状
の半溶融状態で収容されるので、従来よりも多量の地金
を同一容器ｌｏ内に収容できる。なぜならば、従来は容
器１０内から地金およびスラグが上方向に逆つらら状に
成長して高さを増し、浸漬管を閉塞するために同一容器
に多量収容することが困難であった。

さらに、従来、浸漬管からの放炎や排ガスが脱ガス槽下
部鉄皮、フランジ、配管、配線等に悪影響を与える可能
性があったが、本発明の好適態様では容器１０を設けて
浸漬管２．２゛を密封状態に置くことからその問題も解
消できる。

すなわち、第４図ｆｂｌにおいて浸漬管２．２°の開孔
に対向する開孔１０ａ　、１０ａを有し、容器１０をシ
リンダ１１により上昇させた場合に該容器１０をは一゛
密閉することのできる蓋１０ｂをさらに設けて容器１０
の密封状態を完全なものとしている。排気連絡管１３は
この開孔１０ａに浸漬管２．２゛と同様に嵌入されても
よく、あるいは１１０ｂに予め垂直排気管１０ｃを立設
してそれに一端を嵌着させるようにしてもよい。この様
子は第５図に略式で示す。

次に、本発明の別の態様によれば、煙道４ないしは排気
連絡管１３を通過する燃焼ガスのＣＯ酸成分０〜１０％
の任意の濃度になるように燃焼調整するが、その理由は
、省エネルギーの見地から加熱効率を可及的に大きくす
ることが望まれる場合はＣＯ酸成分０％に近付け、加熱
効率は多少犠牲にしてでも回収地金の酸化を抑制したい
場合はＣＯ酸成分含有されるように空気比を小さくする
。ＣＯ酸成分１０％までの幅をもたせた理由は、酸化反
応する地金の成分や量、酸素富化した燃焼用空気を供給
した場合の燃焼生成ガス量の相違、あるいは脱ガス槽内
へ不活性ガス（例：窒素ガス）等の保護用ガスを吹き込
む場合の燃焼ガス量の相違などのためである。最大１０
％とした理由は、１０％を超えると熱効率が著しく悪化
するとともに、煙道や排気管等におけるガス爆発のおそ
れがあるためである。

ＣＯ酸成分ある場合は、煙突に設けたバーナー等により
燃焼してから外部へ排出することが望ましい。

ＣＯ酸成分例えば排気連絡管１３に設けたＣＯ分析計１
５によって監視すればよい。

煙道の圧力を１〜ｂ 柱未満では、浸漬管とバッグのすき間等から大気を吸引
し、爆発や地金酸化量増加の可能性があるためである。

また２０ｍｍ水柱を超えると脱ガス槽内から燃焼生成ガ
ス排出が円滑でなくなり、また、浸漬管内径の地金によ
る閉塞を圧力計の指示値の変化によって察知することが
難しくなるためである。

第６図は、脱ガス操業位置での加熱を行う装置の略式説
明図である。

脱ガス操業位置において煙道４は伸縮管６０と連結され
、伸縮管６０の後方に位置するガスクーラー６１、遮断
弁６２および図示しない真空発生装置と連結される。

従って、煙道４を経た燃焼ガスの排出は、遮断弁６２を
経て真空発生装置へ吸引させ、脱ガス操業時における排
気と同様に真空発生装置の排気筒を介して行う事ができ
る。しかし真空発生装置の運転コスト　（例えば蒸気費
）が問題となるような場合は、煙道４とガスクーラー６
１の間の管路に排気管６３を設け、これを介して燃焼ガ
スを外部へ排気するようにしてもよい、この場合には排
気管６３の途中には弁６４を、また排気管６３の先端に
はＭ２Ｓを設ける。

第６図に示すように脱ガス操業位置で加熱を行なう場合
、脱ガス操業終了後、脱ガス槽１を待機位置まで移動さ
せる必要がない。従って脱ガス槽１の温度が僅かしか低
下しない時点でバーナー７による加熱を開始することが
できる。よって地金やスラグの溶融除去に要する時間は
、第４図ｆａｌ、（ｂｌに示した場合よりも短くてすむ
。また溶解除去した地金やスラグは溶湯６６を収容して
いる取鍋６７に収容することができるので溶鋼歩留りが
向上する。

しかし第６図の実施例は第４図（ａ＋および（ｂ）に示
した装置よりも一般に設備費は高価となる。これは、脱
ガス操業装置における脱ガス槽ｌの上方には通常は合金
添加装置が配置されているので、本発明におけるバーナ
ー７の昇降装置と干渉しないように合金添加装置を移設
するなどの改造が必要となるからである。

脱ガス槽の頂部に監視用テレビカメラ装置などが設置さ
れているなどのため、頂部の温度上昇を局所的に抑制し
たい場合は、上部バーナーの外周に更に外筒を設けて多
重管を構成し、この外筒から空気ないし不活性ガス（例
：窒素ガス）等の保護用ガスを温度上昇を抑制したい部
分に向けて噴出させて冷却すれば良い。

第７図および第８図は、本発明で使用されるバーナーお
よびその取付けの概要を示す。燃料のＣガスは管７０か
ら供給される。酸素濃度が約３０〜６０％程度に調節さ
れた燃焼用空気は管７１から供給される。保護用不活性
ガス、例えば保護用窒素は管７２から供給される。燃料
の種類はＣガス以外でもよい。燃焼用空気の酸素温度は
２１％程度でもよいが短時間で高温に到達させるために
は酸素濃度を約３０〜６０％にすることが望ましい。

管７１から供給された燃焼用空気は分配弁７３により一
次燃焼用空気経路７１ａおよび二次燃焼用空気経路７１
ｂに所定の比率で分配される。−火燃焼用空気経路７１
ａを経た燃焼用空気は旋回羽＋１！７４により旋回流を
生じてＣガスと混合して旋回流火炎を形成する。一方、
二次燃焼用空気経路７１ｂを経た燃焼用空気は前記の火
炎の同軸円周部を形成するように供給され、燃焼速度が
比較的緩慢ないわゆる二段燃焼状態になって長火炎を形
成する。一般に二次燃焼用空気経路７１ｂを経る燃焼空
気量を一次燃焼用空気経路７１ａを経る空気量よりも多
くすると長火炎形成に有利である。

７５．７５′はスペーサー、７６はバーナータイル、７
９はバイロフトバーナーである。

管７２から供給された保護用ガス（例：窒素ガス）はバ
ーナー先端外周孔７７から第８図において矢印で示すよ
うに径方向にＩＴＶ用窓１ａや目視窓１ｂに向けて噴出
する。ただし必要がない場合は供給しなくともよい。即
ちｒＴＶ用窓１ａや目視窓１ｂなどが耐熱上で問題がな
い場合、あるいは、これらの部分に別の方法で冷却用ガ
スや冷却用水を供給するなど耐熱対策が十分に講じられ
ている場合は必要ない。また前述したバーナー先端外周
孔７７から保護用ガスを供給する場合においても、バー
ナー７による加熱時に常時継続的に行うことは必ずしも
必要ではない。例えば数分毎に間欠的に供給したり、あ
るいはＩＴＶ用窓１ａや目視窓１ｂの温度が危険温度以
上にならないよう温度検知しなから流１１４１節するこ
ともできる。保護用ガスは窒素ガスのような不活性ガス
あるいは他の冷却用ガス、例えば空気でもよい。

第８図に示すようにバーナー７は、まずその側面に設け
られた固定リング７８と脱ガス槽１の頂部に突出するよ
うに設けられた開孔の先端部１ｄとを密着させる０次に
バーナーに点火する。バーナー装置には図示しない自動
点火装置および失火検知警報装置を設けることが望まし
い。

第９図は本発明で用いられるバーナー昇降設備の概要を
示す。バーナー７は支持棹８５に固定される。支持棹は
ワイヤー８６．８６でドラム８７と連絡され、ドラム８
７はこれと同軸直線上に設けた減速機８８を介して電動
機８９と連結されている。電動ｆｆ１８９の駆動により
ドラム８７が回転しバーナー７が昇降する。バーナー７
の支持棹８５の両端は床９０．９１に固定された支柱９
２．９２に沿って摺動する。

なお、第７図、第８図、第９図において管７０．７１．
７２．７９は図示しないフレキシブルホースと連絡され
、それぞれ燃料、燃焼用空気、保護用ガス、燃料と空気
の混合ガスが供給されるようになっている。

第１０図は上部バーナー７の脱ガス槽１への好適取付は
機構の詳細を示す。脱ガス槽１の頂部に設けられたバー
ナー挿入孔２２の蓋２３と、バーナー７に固定し蓋２３
に密着して載置できるフランジ２８と、このフランジ２
８に複数個穿孔した噴出孔３０と、この噴出孔３０に支
燃性ガスあるいは窒素ガスなどの保護用ガスを導く配管
３２および導通路３３により構成する。バーナー７は図
示しないウィンチ等により昇降する。上Ｍ２７はシリン
ダー３５によりバーナー挿入孔２２を閉塞できるように
なっている。

第１１図および第１２図はそれぞれ第１０図のＡ−Ａ断
面図およびＢ−Ｂ切断面図である。

また第１０図を一部拡大した示す第１３図に示すように
、バーナー７の先端付近７゛に測温体例えば熱電対３８
を接合もしくは密着させてもよい。熱電対３８は噴出孔
３ＯＳ導通路３３を貫通して外部に導く。

脱ガス槽の加熱開始に際しては、まず、脱ガス槽１の頂
部に設けたバーナー挿入孔２２にバーナー７を挿入し１
２３にフランジ２８を密着させる。バーナー７に点火し
て脱ガス槽１の内部を加熱する。

この場合、バーナー内部に燃料および支燃性ガスを供給
することは当然であるが、それと共にバーナー外筒の周
辺にバーナー軸方向に向って支燃性ガスあるいは窒素ガ
スなどの保護用ガスを噴出する。噴出された前記のガス
は第１０図に矢印で示すようにバーナー７と耐火物１６
とでなる空間１７を下方に向って流れ、バーナー７の外
筒および耐火物１６を冷却する。この冷却の目的はバー
ナー７の過熱による損傷防止、バーナー７の燃焼火炎の
輻射による耐火物１６の過熱防止およびＭ２Ｓおよびフ
ランジ２８の過熱や熱変形の防止にある。さらに、バー
ナー７の挿入、抽出に際し、蓋２３の上部の付着ダスト
を吹き飛ばす目的も兼ね備える。

また、第１３図に示すように、バーナー先端付近７゛に
測温体例えば熱電対３８を接合もしくは密着させること
により、バーナー先端付近７°もしくはその周辺の温度
をネ★知し、冷却の必要時のみ例えば５００℃以上とな
った場合のみ冷却用の支燃性ガスあるいは保護用ガスを
噴出させる。前述の５００℃以上となる場合とは、例え
ば長時間の加熱や酸素富化燃焼させた場合であり、また
、５００℃以上とならない場合の例としては、バーナー
内に導かれた燃焼用二次空気がバーナー外筒の内周を冷
却するような構造のバーナーを用いて脱ガス槽内を１０
００〜１１００℃程度に保熱する場合である。冷却の不
要時例えばバーナー先端付近７°もしくはその周辺の温
度が５００℃以上にならない場合には冷却用の支燃性ガ
スあるいは窒素ガスなどの保護用ガスを噴出しないこと
が望ましく、その理由はこれらのガスは燃焼に必要な支
燃性ガス以外のガスであるから一般に熱効率の面で不利
となるからである。

ところで、脱ガス槽の高さは一般に９〜１２ｍ程度に及
ぶ。よって脱ガス槽内の温度を均一化するためには６〜
８ｍ程度の長火炎の形成が望ましい。

従って、先きに第７図に関連して一部述べたように、例
えば二段燃焼方式を採用したバーナーが好ましい。

第１４図は第１０図に示す本発明の好適態様で使用され
るパイプ型バーナー７”の概要を示す略式断面図である
。燃料のＣガスは管４０から供給される。

酸素濃度が約３０〜６０％程度に調節された燃焼用空気
は管４１および管４２から供給される。冷却用空気は管
３３から供給される。燃料の種類はＣガス以外でもよい
。冷却用空気は空気以外の窒素ガスなどの不活性ガスの
冷媒でもよい。燃焼用空気の酸素濃度は２１％程度でも
よいが短時間で高温に到達させるためには酸素濃度を約
３０〜６０％程度にすることが望ましい。

管４１から供給された燃焼用空気（−次燃焼用空気）は
径路４４を経て旋回羽根４５により旋回流を生じてＣガ
スと混合して旋回火炎流を形成する。−方、管４２から
供給された燃焼用空気（二次燃焼用空気）は径路４６か
らバーナータイル４７の外周を経て前記火炎流の同軸円
周部を形成し燃焼速度が比較的緩慢ないわゆる二段燃焼
状態となる。なお、第１０図と同一符号は同一部材を示
す。

（実施例） 次に本発明の実施例について添付図面を参照しながら詳
細に説明する。

実施例１ 本例では第４図（ａ）に示す装置を使って本発明を実施
した。

第１５図は、本実施例における燃焼条件の一例を示す。

第１５図において横軸は加熱時間、縦軸はガス流量を示
し、各グラフはそれぞれＣガス、酸素濃度６０％に調節
した燃焼用空気、保護用窒素ガスの流量の加熱開始後の
時間的変化を示す。

第１６図は第１５図に示した燃料条件で加熱した場合の
温度変化を示すグラフである。横軸は加熱時間、縦軸は
温度であり、各グラフは脱ガス槽各部ａ　”−ｅの雰囲
気温度の推移を示す。

煙突の下部の水平部ｅの温度が１２００℃に達するとバ
ーナーに供給するＣガス流量を減少させる。

同時に減少したＣガス流量に比例させて酸素濃度６０％
の燃焼用空気の流量も減少させる。このようにして煙突
の下部の水平部ｅの温度を１２００℃以下に制御した。

この結果、上部槽ａの雰囲気温度および下部槽すの雰囲
気温度は１６００〜１７００℃、浸漬管Ｃの雰囲気温度
は１４００〜１５００℃に保持することができた。

実施例２ 本例では第４図（ｂｌに示す装置を使って本発明を実施
した。

第４図（ｂｌにおいて、待機位置にある脱ガス槽ｌの側
面上部に突設された煙道４は継合せ部５により煙突６と
連結された状態にある。この状態で脱ガス槽１の頂部に
設けられた開口から上部バーナー７を挿入し、該バーナ
ー７に燃料を供給して脱ガス槽１の内部で燃焼させ、長
さ約６〜８ｍ程度の長火炎を脱ガス槽１の中心線に沿っ
て下向きに形成せしめた。

この燃焼の結果発生した燃焼ガスの一部は脱ガス槽１の
底部に衝突するなどして上向きに反転し、脱ガス槽１の
内壁の円周方向にほぼ均等に分布しながら内壁に沿うよ
うに上方に向って進み、煙突６のドラフトにより煙道４
および煙突６を経て外部に排出された。また他の燃焼ガ
スは浸漬管２，２゜を経て外部へ排出された。

バッグ（容器）１０の上部に浸漬管２，２゛の下部が挿
入状態となるように、移動台車１２に設けたシリンダー
１１により、耐火物で内張すしたバッグ１０を上昇させ
ており、浸漬管２．２゛から排出された燃焼ガスは、一
端がバッグ１０の蓋１０ｂに設けた開孔１０ａに緩く嵌
合され他端が煙突６に連結された排気連絡管１３を介し
て煙突６に合流した。

この第４図Ｔｂｌに示す装置を使った実施例によれば、
浸漬管２，２゛の内部の雰囲気温度は１５００℃以上に
保持することが可能であり、滴下する地金やスラグが浸
漬管２，２′の内径を閉塞する惧れはなかった。また高
温の燃焼ガスを浸漬管２，２゛から直接外部に排出して
いないので周辺の環境に対する悪影響を無くすことがで
きた。

煙道４とこれに連結した煙突６を経て外部に排出される
燃焼ガスと浸漬管２．２′を経て外部へ排出される燃焼
ガスの量配分はダンパー１４ａないしは１４ｂの開度調
節によってなされた。

脱ガス槽ｌの内壁に付着していた地金やスラグは次第に
溶解滴下し、浸漬管２，２゛を経て外部に排出され、バ
ッグ１０に収容された。

もしも地金やスラグが浸漬管２，２′に固着しその内径
が閉塞状態に至った場合には、圧力計１６の指示値が異
常に高い値を示す。この場合はダンパー１４ａの開度を
開の方向へ調節する。

第１７図は、実施例２における燃焼条件の一例を示す。

第１７図において横軸は加熱時間、縦軸はガスｆｉｆｆ
ｉを示し、各グラフはそれぞれＣガス、酸素濃度６０％
に調節した燃焼用空気、保護用空気の流星の加熱開始後
の時間的変化を示す。

第１８図は本例にあって第１７図に示した燃焼条件で加
熱した場合の温度変化を示すグラフである。

横軸は加熱時間、縦軸は温度であり、各グラフは脱ガス
槽各部ａ　−ｅの雰囲気温度の推移を示す。

この結果、上部槽ａの雰囲気温度および下部槽すの雰囲
気温度は１６００〜１７００℃、浸漬管Ｃの雰囲気温度
は１５００−１６００℃に保持することができた。

実施例３ 本例では第４図（ｂｌに示す装置を用いて脱ガス槽Ｉの
内部に付着する地金を酸素富化燃焼により溶解除去する
に際し、第１０図に示すように冷却用空気を噴出孔３０
から噴出させた。噴出条件およびバーナー先端部の温度
変化は第１９図にグラフで示す。

噴出の開始はバーナー挿入時であり、蓋２３の上部の付
着ダストを吹き飛ばしながら下降させた。槽内を加熱し
てからバーナーを槽内から抽出するに際しては、バーナ
ー先端が蓋の直上約０．５メートルで停止させた状態で
上蓋２７を閉めたので、ｍ２３の上部にダストが付着し
なかった。次に、引き続き先端が冷却されているバーナ
ー７は待機位置に移動して冷却用ガスの供給を停止した
。この実施例において、槽内加熱中に冷却用空気３００
　　Ｎ％／Ｈを継続して噴出させた結果、槽内の最高雰
囲気温度１７００℃の場合でもバーナー先端部７″およ
びその周辺の温度は約５００℃であった。

また、第２０図は第１３図に示す装置すなわち熱電対３
８をバーナー７の先端部７゛に密着させて測温した実施
例を示し、この場合、酸素富化なしの燃焼で予熱を目的
とした加熱であった。この実施例においては、槽内加熱
中にバーナー先端部７°が次第に高熱となり約５００℃
に達した時点で冷却用空気３０ＯＮｍ／ＩＩを噴出開始
したところ、速やかに約４００℃に抑制することができ
た。

以上において説明したように、バーナー先端部冷却によ
りバーナーの過熱損傷を防止できる。また、バーナー挿
入孔への高温ガスの進入を防止できるのでｍ２３やフラ
ンジ２Ｂの過熱変形を防止でき、さらにフランジ２８の
上部に付着するダストを吹き飛ばせることができるので
ｍ２３と上Ｍ２７との密着性が損なわれなく脱ガス槽の
密封性が良好に保持できる。

さらに、冷却用ガスとして支燃性ガスを用いる場合は、
燃焼用支燃性ガス以外に槽内付着地金が酸化反応するに
要する支燃性ガスを随時補給することが容易であり、ま
た、冷却用ガスとして窒素ガスを用いる場合は、槽内で
のバーナー失火があった場合に爆発防止用のパージガス
として作用するという利点もある。

本発明の適用は真空脱ガス槽に限らず、バーナーを挿入
し、かつバーナー周辺に空間を有する他の設備にも適用
できる。

（発明の効果） 以上の説明から分るように本発明は次のような効果を存
する。

第一は、脱ガス槽の保温の強化、およびこれに伴う脱ガ
ス操業時の溶鋼温度降下の抑制である。

例えば上述の実施例の場合、第１６図および第１８図に
示したように、従来の保温方法で８００〜１０００ｔに
保持されていた上部槽および下部槽の内部の雰囲気温度
を　１６００〜１７００℃、浸漬管の内部の雰囲気温度
を１４００〜１６００℃に保持することができた。

この結果、従来は脱ガス操業時に平均２７℃降下してい
た溶鋼温度が平均１７℃しか降下せず、１０’Ｃの温度
降下抑制効果があった。これにより転炉出鋼温度を１０
℃引き下げることができる。また待機時と脱ガス操業時
の脱ガス槽や浸漬管の温度差が小さくなるのでスポーリ
ングが緩和されて寿命が延びる。この結果、転炉、取鍋
、脱ガス槽および浸漬管の耐火物コストを約１０％低減
することができた。

効果の第二は、脱ガス操業開始時における脱ガス槽の内
壁温度が従来よりも高温であるので、脱ガス操業中にお
ける地金やスラグの付着量が減少することである。たと
えば従来は脱ガス操業１回当りの地金やスラグの付着量
が平均０．６トンであったが、上述の実施例では平均０
．３トンまで減少した。この結果、脱ガス槽の連続使用
回数が５０％向上した。

効果の第三は脱ガス槽の内壁に付着する地金とスラグの
両方を溶解除去できることである。脱ガス槽の全域に亘
って安定して安全に地金、スラグを除去することができ
る。実施例１においては約１時間で約１２トンを除去す
ることができた。

また、付着地金の酸化を可及的最小に抑制して回収する
ことができる。

このように、本発明の真空脱ガス槽の加熱方法によれば
、転炉出鋼温度の引き下げ、耐火物コストの低減、脱ガ
ス槽への地金やスラグの付着の抑制および付着した地金
やスラグの脱ガス槽全域に亘る溶解除去について顕著な
効果がある。さらに設備費は純酸素ランス方式あるいは
電極加熱方式の２分の１ないし３分の１程度と廉価であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来の加熱装置の一例を示す模
式的断面図； 第３図は、従来の加熱装置のバーナー取付機構の略式説
明図； 第４図ｆａｔおよび（ｂｌは、本発明にかかる真空脱ガ
ス槽の略式説明図； 第５図は、第４図の排気連絡管の別の連結態様を示す略
式部分説明図； 第６図は、本発明による加熱方法の別の態様の略式説明
図； 第７図は、本発明において使用するバーナーの構造の略
式説明図； 第８閏は、バーナーの取付機構の略式説明図；第９図は
、バーナーの昇降装置の略式説明図：第１０図は、実施
例で使用したバーナーの取付けの概要を示す断面図； 第１１図および第１２図は、第１０図のそれぞれ線Ａ−
八に沿う横断面、および線Ｂ−Ｂに沿う横断面；第１３
図は、第１０図に示すバーナーの先端測温機構を示す脱
ガス槽上部の部分断面図； 第１４図は、本発明において利用できる別のバーナーの
構造の概要を示す略式断面凹； 第１５図および第１６図は実施例１における燃焼加熱条
件および加熱状況をそれぞれ示すグラフ；第１７図およ
び第１８図は、実施例２における燃焼加熱条件例および
脱ガス槽各部の温度推移をそれぞれ示すグラフ；および 第１９図および第２０図は、実施例３の結果をそれぞれ
示すグラフである。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空脱ガス槽の頂部にバーナーを挿入し該バーナ
   ーに供給した燃料を真空脱ガス槽内にて燃焼せしめ、燃
   焼ガスを前記真空脱ガス槽の上部側面に設けられた煙道
   および下部に設けられた浸漬管の双方に分配して外部へ
   排出することを特徴とする真空脱ガス槽の加熱方法。
2. （２）前記脱ガス槽がＲＨ真空脱ガス槽であり、前記浸
   漬管に分配され導かれた燃焼ガスは該浸漬管または該浸
   漬管の下方に配置した容器に連絡した排気連絡管を経て
   、前記煙道からの燃焼ガスと合流して煙突または集塵設
   備へ導かれることを特徴とする請求項１記載の加熱方法
   。
3. （３）前記煙道および／または排気連絡管を通過する燃
   焼ガスのＣＯ成分を０〜１０％の任意の濃度になるよう
   に燃焼調整しながら排出することを特徴とする請求項１
   または２記載の加熱方法。
4. （４）前記煙道内の燃焼ガスの圧力を１〜２０ｍｍ水柱
   に調節することを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   かに記載の加熱方法。
5. （５）真空脱ガス槽の頂部の開口部に昇降自在に装入さ
   れるバーナーと、 前記真空脱ガス槽の上部側面に設けた煙道と、前記真空
   脱ガス槽の下部に開孔する浸漬管と、前記煙道を介して
   排出される燃焼ガスの分量を調節し、これにより前記浸
   漬管を介して排出されるガス量と煙道を介して排出され
   るガス量の分配比率を調節するダンパーと、 を備える真空脱ガス槽の加熱装置。
6. （６）前記バーナー内部に燃料および支燃性ガスを供給
   すると共にバーナー外筒の周辺にバーナー軸方向に向っ
   て支燃性ガスあるいは保護用ガスを噴出する手段をさら
   に備えた請求項５記載の真空脱ガス槽の加熱装置。
7. （７）前記バーナーの先端部付近に測温体を設げるとと
   もに、該測温体による検知温度に応じ前記支燃性ガスあ
   るいは保護用ガスの噴出量を増減する手段をさらに備え
   た請求項６記載の真空脱ガス槽の加熱装置。
8. （８）前記真空脱ガス槽がＲＨ真空脱ガス槽であって、
   前記浸漬管ないしは浸漬管の下方に配置した容器と前記
   煙道もしくはその下流の煙突とを連絡した排気連絡管を
   さらに備えた請求項５〜７のいずれかに記載の加熱装置
   。
9. （９）前記排気連絡管および／または煙突の少なくとも
   １以上の個所に設けたＣＯガス分析計と、前記煙道に設
   けた圧力計と、煙道および／または排気連絡管の少なく
   とも１以上の個所に設けたダンパーとの少なくとも１種
   をさらに備える請求項５〜８のいずかに記載の加熱装置
   。
10. （１０）前記真空脱ガス槽がＲＨ真空脱ガス槽であり、
    浸漬管の下方に配置した容器および該容器の昇降装置と
    浸漬管の開孔に対向する開孔を有し前記容器を上昇させ
    た場合に該容器をほぼ密閉することができる蓋とをさら
    に備え、 前記排気連絡管を前記蓋に一端を嵌脱でき他端を前記煙
    道等に連絡できるように構成したことを特徴とする請求
    項８または９に記載の加熱装置。
11. （１１）前記真空脱ガス槽がＲＨ真空脱ガス槽であって
    、浸漬管の開孔に対向する開孔を有し前記容器を上昇さ
    せた場合に該容器をほぼ密閉することのできる蓋と前記
    蓋に固定した排気管とを備え、前記排気連絡管が前記排
    気管に一端において嵌脱できるように構成されている請
    求項８または９に記載の加熱装置。