JPH01233045A - 取鍋精錬装置 - 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］ この発明はアーク加熱方式の取鍋精錬装置に関する。

［従来の技術］ 添付図面に従ってアーク加熱方式の取鍋精錬装置の従来
技術について説明する。

第６図は従来のアーク加熱方式の取鍋精錬装置における
要部を示す図である。図示しない３相交流の電源に連結
されている電極３０は、炉蓋３１を通してその先端かス
ラグ層２１の中に浸漬されている。取鍋１０は外側の鉄
皮１１、内張り煉瓦１２、ワーク煉瓦］３で構成され、
その中は溶鋼２０で満たされている。取鍋１０の炉底に
はカス吹き込み口１６か設けられ、その吹き込み口にカ
ス吹き込みスラグ１５がはめ込まれている。そして外部
からカス吹き込みプラグ１５を通して取鍋１．０内の溶
鋼２０に吹き込まれた不活性カス例えはアルゴンカスは
、気泡となって溶鋼２ｏ内を」１昇する。この時前記溶
鋼２０の表面はスラグ層２］てカバーされている。スラ
グ層２１に接しているワーク煉瓦］３は特に侵食され易
いため、耐食性煉瓦としてＭｇ−Ｃ（マクネシアとクラ
ファイトをバインターで固めたもの、以下これをマグカ
ーボンという）を使用している。スラグ層２１は電極３
０のアークと取鍋１０の底部からの不活性ガスにより揺
動するので、スラグ層２１部に相当する取鍋１０のワー
ク煉瓦１．３　ａは高価なマクカーボンを使用している
。その他のスラグ層２１部に相当する取鍋］０のワーク
煉瓦１３ａとしてはジルコン煉瓦が使用されている。ス
ラグ層２１層には３本の電極３０の端部かそれぞれ浸漬
されており、電極３０の下端部と溶鋼２０との間でアー
クがスラグ中で発生される。取鍋１０の上部には水冷さ
れた炉ｉ３１で覆われ、スラグ層２１層と炉蓋３１で囲
まれた空間は不活性カスの雰囲気に保持されている。炉
ｉ３］には溶鋼２０の成分調整のために合金鉄及びスラ
グ成分の調整のための造滓剤等の投入口３２が設けられ
ている。その他、炉蓋３１には図示しないか不活性カス
を導入するカス導入口及び溶鋼２０中の脱硫のため粉体
（Ｃａ−３ｉ粉）吹き込みランスの挿入口等が備えであ
る。

転炉もしくは電気炉から出鋼された溶鋼２０を取鍋１０
に受け、取鍋１０は取鍋精錬位置に据えられる。取鍋１
０に炉蓋３１をかけ、電極３ｏを炉蓋３１の挿入口から
挿入し、電［３０をスラグ層２］に浸漬させる。そして
炉蓋３］とスラグ層２１の間に不活性ガスを導入してそ
の間を不活性ガス雰囲気とした後、電極３０に通電する
と電極３０下端部と溶鋼２０の間にアークか発生し、こ
のアーク熱により溶鋼２０及びスラグ層２１が加熱され
る。一方取鍋］０底部に設けられたガス吹き込みスラグ
１５から不活性カスが溶鋼２ｏに吹き込まれる。この攪
拌によって電極３ｏのアーク近傍で加熱されて温度の上
昇した溶鋼２ｏ、及びスラグ層２１は次々に移動して取
鍋１ｏ内の溶鋼２０及びスラグ層２１の温度は均一に上
昇する。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなからスラグ層２１層に接するワーク煉瓦’１．
３　ａはアーク加熱が行われない場合でも侵食され易い
ものであるか、特に造滓期や長時間通電の場合にアーク
の輻射熱てスラグ層２１層に接するワーク煉瓦１．３　
ａの温度上昇が相対的に大きくなる。これは取鍋１０の
スラグ層２］ラインのホットスボッ１〜部が特に溶損が
激しいので、耐火物原単位の悪化をまねくのみならず、
時には取鍋１０のスラグ゛ラインの穴開き等の操業ドラ
フルにつなかる。又、電気炉の１〜ランス容量に余裕か
あっても、上記の取鍋１０のスラグラインのホラトスボ
ッ１への溶損の問題から十分な能力を発揮した高能率操
業かできないという問題があった。

この発明はかかる問題点を解決し、取鍋のワーク煉瓦の
寿命を延長し、かつ高能率操業の可能なアーク加熱方式
の取鍋精錬装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段」 この発明に係わる取鍋精錬装置は、溶鋼を貯留した取鍋
と、前記取鍋の上端に支持されアーク熱及びスラグ等を
遮蔽する遮蔽材と、前記遮蔽材の上部を覆う炉蓋と、前
記炉蓋を貫通して取鍋内に挿入される電極とを有し、前
記取鍋の」１端に支持された遮蔽材の下部は溶鋼中に浸
漬される長さを持たせ、遮蔽材は穴開き頂板と遮蔽板と
耐火物とで構成させ、前記遮蔽板は取鍋の内壁と電極の
間に配置さぜなものである。

［作用］ この発明の装置において、取鍋の上端に支持されアーク
熱及びスラグ等を遮蔽する遮蔽材が、六開き頂板と遮蔽
板と耐火物とで構成し、前記遮蔽板は取鍋の内壁と電極
との間に配置され、遮蔽材の下部は溶鋼中に浸漬される
長さを持っているので、電極と溶鋼との間で発生するア
ークはずへてこの遮蔽材の内部で発生させることができ
る。

従って取鍋のワーク煉瓦は上記遮蔽材で遮蔽されている
のでアーク熱及びスラグは直接影響ぜす、又炉底からの
ガス吹き込みによる溶鋼及びスラグの攪拌の影響も軽減
される。

［実施例］ 以下添付図面を参照してこの発明について具体的に説明
する。

第１図はこの発明の一実施例に係わる取鍋精錬装置の要
部を示す断面図で、（ａ）は垂直断面図、（ｂ）図は水
平断面図である。従来技術の第６一 ６図と共通の部分は同一番号を付し、特に必要のないか
きり説明を省略する。炉蓋３］の下側に本発明に係わる
遮蔽材４０をその軸が溶鋼２０面に垂直になるようにセ
ラ１〜し、その内側に３本の電極３０か配置されている
。又、遮蔽材４０の位置は取鍋１０底部のガス吹き込み
スラグ１５から溶鋼２０内を上昇する攪拌用の不活性カ
ス例えばアルゴンカスか遮蔽材４０の内側におさまり、
外側に逃けないように配置されている。第１図（ｂ）に
示す遮蔽材４０の長さは溶鋼２０及びスラグ層２１の攪
拌による多少の変動するスラグ層２１層を十分カバーて
きる長さである。

第２図はこの発明の一実施例に係わる取鍋精錬装置の遮
蔽材４０の要部を示す断面図で、（ａ）は平面図、（ｂ
）は垂直断面図である。

遮蔽材４０の構成は穴開き頂板４１と円筒型の遮蔽板４
２と耐火物４３と遮蔽材吊り金具４４と■スタフ１−４
５と補強部材４６とで構成されている。穴開き頂板４］
には円筒型の遮蔽板４２と遮蔽材吊り金具４４と補強部
材４６とが固着され、補強部材４６の他端は遮蔽板４２
に溶接され、円筒型の遮蔽板４２にはＶスタッド４５が
固着されている。この■スタッド４５の間に不定形の耐
火物４３を施工し、５０°Ｃ／Ｈｒで１０００°Ｃまで
昇熱しその温度で６８ｒ保持した。ここで不定形の耐火
物４３の材質はマクカーホン（ＭｇＯ−Ｃ）であり取鍋
１０のワーク煉瓦１３はすべてジルコン煉瓦（ＺｒＯ２
Ｓ　１０２　）を使用する。

このように構成された取鍋精錬装置の作用について説明
する。転炉、又は電気炉て溶製した溶鋼２０を取鍋１０
に出鋼する。溶鋼２０の入った取鍋１０をクレーンで、
取鍋精錬装置に運搬する。

そして溶鋼２０の入った取鍋１０の中へ遮蔽材４０を挿
入する。

そして遮蔽材４０の」二に、水冷された炉蓋３１を載ぜ
る。そして炉蓋３１の上方から３本の電極３０を炉蓋３
１の挿入口から取鍋１０内に挿入させ、スラグ層２１に
浸漬させる。そして炉蓋３］とスラグ層２１の間に不活
性カスを導入してその間を不活性ガス雰囲気とした後、
電極３０に通電すると電極３０下端部と溶鋼２０の間に
アークが発生し、このアーク熱により溶鋼２０及びスラ
グ層２１が加熱される。スラグ層２１と溶鋼２０の攪拌
を促進するために取鍋１−０の底部にカス吹き込みプラ
グ１５（ポーラスプラグ又は、マルチホールプラグ）を
取り付け、溶鋼２０中に不活性ガスを吹き込む。不活性
カスの吹き込みは、３００〜５０ＯＮ、ｆｆ／ｍｉｎ　
、吹き込み時間は２０〜３０分間である。精錬終了後電
極３０と水冷された炉蓋３１を昇降させ、取鍋１０を取
鍋精錬装置から移動させ、取鍋］０内の遮蔽材４０を系
外に取り出す。本発明の方法によると電極３０と溶鋼２
０の間に発生するアークはすべて、遮蔽材４０の内側に
あって、従来の技術では最も侵蝕の激しいスラグ層２１
層に接するワーク煉瓦］３にはアーク熱の影響は遮蔽材
４０に遮蔽されて直接及ばない。又、取鍋１０の炉底か
ら溶鋼２０内に吹き込まれた不活性カスの攪拌作用は大
部分遮蔽材４０の内側で行われるので、アーク熱の場合
と同様に、スラグ層２］層に接するワ−り煉瓦］３には
前記攪拌作用によるスラグ層２１及び溶鋼２０の激しい
動きは直接影響しない。以上のように遮蔽材４０の効果
によって従来の技術では取鍋１０内のアーク加熱、攪拌
という取鍋１０のワーク煉瓦１３の侵蝕に対して非常に
悪影響を及ぼす作用が除去されるようになった。更に取
鍋精錬によるスラグ層２１部分の取鍋１０のワーク煉瓦
１３の溶損はその大半は取鍋１０の上端に支持された遮
蔽材４０によって負担されるので取鍋］０のワーク煉瓦
１３の溶損は軽減される。

第３図は本発明のその他の一実施例に係わる取鍋精錬装
置の遮蔽材４０の要部を示す断面図で、（ａ＞は平面図
、（ｂ）は正面図である。第２図と異なるところは、第
２図では遮蔽材４０の遮蔽板４２が円筒型であるが、第
３図ではボットスポット部５０（電極に相対応する取鍋
のワーク煉瓦の位置）のみの遮蔽板４２が曲率の矩形型
である。次にこの実施例に基ついて具体的な装置の諸元
と実施例結果について説明する。２５０　Ｔｏｎの取鍋
の例ては、取鍋１０の内径は４８３０ｍｍΦ、−］、　
Ｏ−− 穴開き頂板４１の外径が５１００ｍｍΦ、穴開き頂板４
１の内径が３２００　ｍｍΦ、円筒型の遮蔽板４２は内
面と外面とに不定形の耐火物４３で保護されている。そ
の外径は３５００ｍｍΦ、内径は３２００ｍｍΦである
。遮蔽板４２の耐火物を含めた厚みは２００〜５００ｍ
ｍで、遮蔽板４２の長さは７００〜１１０００ｒｎであ
る。前記その他の一実施例では、寸法的には上記と同じ
であるが、遮蔽板４２が曲率の矩形であり、その幅が１
０００ｍｍである。なお電８ｉ３０の直径は４６０ｍｍ
である。

第４図は本発明法と従来法による取鍋］０のワーク煉瓦
１３の溶損状況を示すグラフ図である。横軸は第１図（
ｂ）に示した４個の溶損量の測定位置を■〜■で、縦軸
は取鍋１０のワーク煉瓦１３の溶損指数を示す。■はコ
ールドスポット（２本の電極間の中間部の取鍋１０のワ
ーク煉瓦１３側）、■はホットスポット（電極に相対応
する取鍋１０のワーク煉瓦１３の位置）、■及び■はコ
ールドスポットとホットスポットの中間部の取鍋１０の
ワーク煉瓦１３の位置である。図中の一点鎖線Ａは本発
明の一実施例で、遮蔽材４０の遮蔽板４２か円筒型であ
るもの、点線Ｂは本発明のその他の一実施例で、遮蔽材
４０の遮蔽板４２か曲率の矩形型であるもの、実線Ｃは
従来の方法で遮蔽材が設置されていないものである。こ
の図から明らかなように、本発明の方法は従来の方法に
比較して取鍋１０のワーク煉瓦１３の溶損指数は１／２
〜１／４と向上した。−点鎖線Ａと点線Ｂの比較では一
点鎖線Ａの方が良い。これは電極３０付近のプラグ層２
１が取鍋１０のワーク煉瓦１３と接触すること、及び電
極３０のアーク熱が取鍋１０のワーク煉瓦１３に影響し
ているからである。なお、■と■とは原則として同じ溶
損量であるがこの図では■の方か耐火物の溶損指数が高
いのは、■の方の底部にガス吹き込みプラグ１５があり
溶鋼２０表面のスラグ層２１．の揺動によりその部分の
ワーク煉瓦溶損が大きくなるためである。

第５図は有効投入電力量と溶１１１１２０の昇熱速度の
関係を示ずグラフ図である。ここてＯ印は従来法て、◎
印は本発明の方法である。有効投入電力量はトランス容
量Ｘ力率である。従来は取鍋１０のワーク煉瓦１３の溶
損の問題から取鍋１０内の溶鋼２０の昇熱速度を上げる
ことがてきなかったが、本発明の方法を実施すれば、有
効投入電力を１９ＭＷから２５ＭＷに上げても取鍋１０
のワーク煉瓦１３の溶損の問題が発生しないので、取鍋
１０内の溶鋼２０の昇熱速度を約２倍〈２．０℃／ｍｉ
ｎから４５°Ｃ／ｍ１ｎ）に上げることができる。

［発明の効果］ 本発明の装置によれは、取鍋の上端に支持されアーク熱
及びプラグ等を遮蔽する遮蔽材を使用し、その内側でア
ーク加熱及び不活性ガスによる攪拌が行われるので、プ
ラグ層に接する取鍋のワーク煉瓦の溶損が大幅に軽減さ
れる。又取鍋のワーク煉瓦の溶損の問題かなくなるのて
取鍋内の溶鋼の昇熱速度を上げることができ、取鍋精錬
装置の生産性か向上する。

＝１３−

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わる取鍋精錬装置の要
部を示す図、第２図はこの発明の一実施例に係わる取鍋
精錬装置の遮蔽材の要部を示す図、第３図に本発明のそ
の他の一実施例のに係わる取鍋精錬装置の遮蔽材の要部
を示す図、第４図は本発明法と従来法による取鍋ワーク
煉瓦の溶損状況を示すグラフ図、第５図に有効投入電力
量と溶鋼の昇熱速度の関係を示すグラフ図、第６図は従
来のアーク加熱方式の取鍋精錬装置における要部を示す
断面図である。 １０・・・取鍋、１１・・・鉄皮、１２・・・内張り煉
瓦、１３・・・ワーク煉瓦、１５・・ガス吹き込みプラ
グ、１６・・カス吹き込み口、２０・・・溶鋼、２１・
・スラグ層、３０・電極、３１・・・炉蓋、４０・・・
遮蔽材、４１・・・穴開き頂板、４２・・・遮蔽板、４
３　・耐火物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶鋼を貯留した取鍋と、前記取鍋の上端に支持されアー
   ク熱及びスラグ等を遮蔽する遮蔽材と、前記遮蔽材の上
   部を覆う炉蓋と、前記炉蓋を貫通して取鍋内に挿入され
   る電極とを有し、前記取鍋の上端に支持された遮蔽材の
   下部は溶鋼中に浸漬される長さを持ち、遮蔽材は穴開き
   頂板と遮蔽板と耐火物とで構成し、前記遮蔽板は取鍋の
   内壁と電極との間に配置することを特徴とする取鍋精錬
   装置。