JPH02129314A - 真空精錬容器継手部の冷却方法 - 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、ＲＨ法およびＤＨ法等の真空脱ガス処理で使
用される真空精錬容器の継手部を効率よく冷却する方法
に関するものである。

（従来の技術） 転炉、電気炉等の製鋼炉で溶製された７＠鋼には、酸素
、窒素、水素等のガス成分が多量に含まれており、これ
らガス成分が製品に悪影響を及ぼすことがよく知られて
いる。そこで、その対策として溶鋼を減圧（真空）下で
処理してガス成分を取り除く、いわゆる真空脱ガス処理
が行われている。そして、その真空脱ガス処理には、例
えば第３図に示すような真空精錬容器が用いられている
。

第３図は、ＲＨ法で用いられている真空精錬容器の一例
を示したものであって、真空槽（１）の下部に取付けら
れた吸上用と排出用の２本の浸漬管（２）、（３）を、
取鍋内のｉ　ｗ！Ｉ（４）に浸漬し、吸上用浸漬管（２
）で溶鋼（４）を逐次真空槽（１）内に吸い上げて脱ガ
ス処理を行う。脱ガス処理後の溶鋼（４）は、排出用浸
漬管（３）より取鍋に再び戻される。

なお、図中（５）は電極、（６）は排気ダクト、（７）
は合金鉄投入用シュータ−１（８）は継手部を示す。

ところで、前記真空精錬容器は溶鋼が槽内を循環するた
めに耐火物で保護されており、その耐火物構造を維持す
るために鉄皮により構成されている。鉄皮は補修等が行
いやすいようにいくつかの部分に分割されており、それ
ぞれの分割部は継手、−ｉにはフランジ継手により接合
されている。

第４図は浸漬管のフランジ継手部を示す概略断面図であ
る。

浸漬管は、ボルト（９）により継がれた上下一対のフラ
ンジ００）と（１１）により真空槽（１）の下部に取り
付けられている。そして、下側のフランジ（１１）に設
けられた凹型の溝部０２）に装入された耐熱性のシール
材面、例えばシリコーンゴムからできた０リングにより
気密性が維持されている。

ところが、通常の気密性が要求される継手では、上記の
ようなＯリングタイプのシール材でもボルトの伸びや僅
かな変形に対して、シール材の弾性により十分気密を保
つことができるが、内面側にはおよそ１６００’Ｃ以上
の溶鋼が流れ、外面側も溶鋼表面に曝されている浸漬管
では、ソール材０■が短期間で熱劣化する問題がある。

そこで、上下フランジ０ω、（１１）に設けた冷却溝０
４）にエヤー等の冷却ガスを流してフランジを冷却し、
シール材面が熱劣化するのを抑制しているが、それでも
溶鋼処理中にはシール材の溝部Ｏｚの鉄皮が３５０°Ｃ
以上の温度に達する。

また、従来の冷却方法は第５図に示すように冷却溝０４
１の給気部から供給された冷却ガスは、図示矢印で示す
如くフランジ（１１）の円周を回って給気部の近くの排
気部から排出する方法であるので、冷却距離が長く冷却
ガスがフランジ０１）の円周を循環する間に温度が高く
なって冷却効果が低下する欠点がある。即ち、図示の斜
線部分では冷却効果が乏しい。

さらには、下のフランジ０１）側では断面が長方形の前
記冷却溝側が溝部０りの真下に設けられていることから
、シール材面を確実に保護することができない、シール
材０３）の溝部ＧＺへ伝達される熱は、第６図に示すよ
うに主に溶鋼（４）表面からの輻射熱がフランジ０１）
の下面を介して伝わるものと、フランジ（１１）の外面
から伝わるものと、浸漬管内面の溶鋼熱が耐火物０飄鉄
皮０ωおよび耐火物０９を介して伝わるものとがあるが
、冷却溝０＠がシール材の溝部ａ′！Ｊの真下にあると
、下面から伝わる熱は冷却溝Ｏ４）内を流れる冷却ガス
で、溝部θ′ＩＪまで伝達されるのを防止されるが、外
側面から伝わる熱と浸漬管内面の溶鋼から伝わる熱は、
十分に防止することができない。

このような理由から、従来では短期間でシール材が熱劣
化を起こし、フランジのシール性が低下する問題があっ
た。例えば、シリコーンゴムからなるＯリングでは、取
り替え後５〜６回の脱ガス処理で劣化をきたし、エヤー
リークが発生する。

エヤーリークが生じると脱ガス効率が低下し、操業時間
の延長や鋼中Ｎのピンクアップによる成分への悪影響が
発生するが、シール材を頻繁に取り替えることは操業面
からみて困難であり、且つ補修費も嵩む。

一方、エヤー等のガスに代えて冷却効果の高い水を使用
する方法もあるが、フランジに溶損や亀裂が発生した場
合、槽内が真空であるために冷却水が槽内に吸引され、
浸漬管内部の溶鋼と接触すれば水蒸気爆発を起こす危険
性が大きいので、この方法は実施困難である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、シール材の熱劣化を抑制し、継手部を
確実に且つ長期にわたりシールすることができる真空精
錬容器継手部の冷却方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記問題を達成する上で種々検討を行っ
た結果、下記の知見を得た。

即ち、フランジ継手部に設けられた冷却溝をその周方向
において複数のブロックに分割し、各ブロック毎に冷却
ガスを流してフランジを冷却すれば、各ブロックの冷却
距離が短くなるので冷却ガス温度の上昇が小さくなって
冷却効果が向上すること、さらには、冷却溝を凹形状の
断面の冷却溝に形成すればフランジ外側面および浸漬管
内面からの熱伝達をも確実に防止することができ、その
結果、シール材の熱劣化を確実に防止することができて
、長期にわたり継手部をシールすることができることで
ある。

ここに本発明は「真空精錬容器の継手部に設けられた冷
却溝に冷却ガスを流して継手部を冷却する方法において
、前記冷却溝を真空精錬容器の円周方向に複数のブロッ
クに分割し、各ブロック毎に冷却ガスを給排気すること
を特徴とする真空精錬容器継手部の冷却方法」にある。

本発明の好ましい態様は、前記冷却溝を断面が凹形状の
冷却溝に形成して、上記方法を実施することである。

（作用） 以下、本発明の真空精錬容器継手部の冷却方法について
、添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明の基本概念を示す図である。

なお、第１図は本発明方法を下側のフランジに適用した
場合を示したものである。

本発明の冷却方法は、第４図に示したフランジ（１１）
の円周方向に設けられている冷却溝０４を、第１図に示
すように円周方向において複数のブロックに分割（第１
図には４つのブロックに分割したものを示す）し、各ブ
ロック毎に冷却ガスを給排気する。

冷却による効果は抜熱量で評価することができる。そし
て、抜熱量は次式から判るように鉄皮壁面温度と冷却ガ
ス温度の差から求めることができる。

Ｑ＝α（ｔｏ　　ｔ＋）Ｌｄｊ！・　・　・　・　・■
但し、Ｑ：抜熱量 α：平均熱伝達率 【。：鉄皮壁面温度 ｔｌ：冷却ガス温度 し　＝冷却清新面周長さ（断面の４辺 の合計長さ） ｄｌ：冷却溝の給気部からの距離 上記から明らかなように、鉄皮壁面温度と冷却ガス温度
の差が大きい程抜熱量が高く冷却効果があるが、給気部
から排気部までの距離が長いと鉄皮からの抜熱により冷
却ガス温度が上昇し、鉄皮壁面温度と冷却ガス温度との
差が徐々に小さくなって冷却効果が低下する。しかし、
本発明のように冷却溝を複数のブロックに分割し、各プ
ロ・ツク毎に冷却ガスを給排気すれば、一つのブロック
における冷却距離が短いので、冷却ガスの温度上昇が小
さい。温度上昇が小さいから鉄皮壁面温度と冷却ガス温
度の差が大きくなり冷却効果が高まる。

本発明において、更に高い冷却効果を上げるには前記冷
却溝側を第２図に示すように断面凹形状に形成するのが
よい。

冷却溝０４）を断面凹形状にすることで、溶鋼表面から
の輻射によりフランジ００の下面から伝わる熱と、外側
面から伝わる熱および浸漬管内面の溶鋼からの耐火物Ｃ
飄鉄皮ｑＯおよび耐火物０ωを介して伝わる熱の三方向
から伝達される熱を防ぐことができるので、各ブロック
毎に冷却する効果と相俟って冷却効果が一段と向上する
。

以上の説明では、本発明方法を下側のフランジに適用し
た場合について述べたが、冷却溝を分割して冷却する方
法を上側のフランジに適用し、シール材上面への熱伝達
を防止してもよい。或いは上側のフランジの冷却溝の断
面幅を長くするのも存効である。

以下、実施例により本発明を更に説明する。

（実施例） ＲＨ真空精錬容器（容量２５０トン）の浸漬管の接合部
における下側フランジに対して本発明を実施した。

使用した浸漬管およびフランジ形状および各部の寸法を
第１表に示す。

ここでは、断面長方形の冷却溝を４つのブロックに分割
し、各ブロック毎に８ＯＮｍ’／ｈｒの冷却ガスを流し
てフランジを冷却する方法（本発明例Ｉ）と、断面が凹
形状の冷却溝を４つのブロックに分割し、各ブロック毎
に同量の冷却ガスを流してフランジを冷却する方法（本
発明例■）、および断面長方形の冷却溝を分割せず、同
量の冷却ガスを流して給気部の近くで排気して冷却する
方法（従来例）とを実施した。

上記方法でフランジを冷却しつつ１００チヤージの溶鋼
を真空脱ガス処理したときの、給気部と排気部における
ガス温度、排気部近傍における０リング（シリコーンゴ
ム製）の温度およびその劣化状況とを測定した。その結
果を第１表に、また、工ヤーリーク量を測定した結果を
第７図に、真空脱ガス処理前における溶鋼中のＮ含を量
と処理後における溶鋼中のＮ含有量を測定した結果を第
８図に、それぞれ示す。

第７図において斜線は従来例、・印は本発明例Ｉの結果
を示したものである。なお、本発明例■では１００チヤ
ージ処理後でもリーク量は殆ど零である。また、第８図
において○印は従来例、・印は本発明例■の結果を示し
たものである。

第１表より明らかなように、本発明例のものは冷却ガス
の温度上昇が小さく、排出部における０リングの温度も
低い。特に本発明例Ｈのものはその効果が著しい。冷却
ガスおよび排出部におけるＯリングの温度上昇が小さく
、０リングの熱劣化がないから第７図に示すように１０
０チヤージの溶鋼を真空脱ガス処理しても、本発明例Ｉ
のものはエヤーリーク量は６０ｋｇ／ｈｒ以下であり、
実施例Ｈのものはエヤーリークが殆ど見られない。さら
に本発明例Ｈのものは第８図に示すように脱（Ｎ）の効
果も高く、ピックアップもほとんど見られない。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明方法によれば真空精錬容器の
継手部を効率よく冷却することができるので、シール材
が熱劣化を起こすことがない。従って、長期にわたって
確実に継手部をシールすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる真空精錬容器継手部の冷却方
法の概念を説明する図、 第２図は、本発明にかかる真空精錬容器継手部の好まし
い実施！４３様を示す概略断面図、第３図は、ＲＨ法で
用いられている真空精錬容器の一例を示す概略回、 第４図は、第３図の容器のフランジ継手部を示す一部概
略断面図、 第５閏は、従来の冷却方法を説明する図、第６図は、浸
漬管におけるフランジ継手への熱伝達を説明するＶ、 第７図は、実施例における溶鋼処理量とエヤーリーク量
との関係を示すグラフ、 第８図は１．実施例における溶鋼処理前のＮ含有量と処
理後のＮ含ｆｆｆｉとの関係を示すグラフ、である。 （］）真空槽　　　　（２）吸上用浸漬管（３）　ｉＪ
Ｆ出用浸ン責管　　（４）ン容鋼（８）継手部　　　　
０■上側フランジ（１１）下側フランジ　０２）シール
材用の溝ｑつソール材　　　圓冷却溝 算３回 第１回 ％ｙＬ 押部 竿２０ 要乙ｌ 舌５・又 寥Ｓ図 冬 圓 ム 理 （Ｃｈ） 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空精錬容器の継手部に設けられた冷却溝に冷却
   ガスを流して継手部を冷却する方法において、前記冷却
   溝を真空精錬容器の円周方向に複数のブロックに分割し
   、各ブロック毎に冷却ガスを給排気することを特徴とす
   る真空精錬容器継手部の冷却方法。
2. （２）上記冷却溝が凹形状の断面をした冷却溝である特
   許請求の範囲第１項記載の真空精錬容器継手部の冷却方
   法。