JPH0270372A - スラグ流出検知方法 - 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、溶鋼注出時のスラグ流出検知方法およびタン
ディツシュノズルの詰まり防止方法に関する。

〈従来の技術〉 通常、転炉などの精錬炉から出鋼孔を介して取鍋へ溶鋼
を出鋼する際の出鋼末期、あるいは取鍋からノズルなど
を介してタンディツシュなどの中間容器へ注出する注出
末期において溶鋼流にスラグが流出する。

スラグが溶鋼中に流出すると、溶鋼に添加されるＡｊ、
　Ｆｅ−Ｍｎ、　ＦｅＳｉなどの添加合金鉄の歩留りが
スラグによって低下するため、コストの上昇を招く、ま
た、流出したスラグによって溶鋼が再酸化し清浄度を悪
くするから、製品品質にも悪影響を及ぼす。そのため、
溶鋼中へのスラグ流出を最小限にするための方策が要求
されている。

溶鋼流へのスラグ流出を検知する従来技術としては、通
常目視による判定方法が主なものであるが、特に取鍋か
らタンディツシュへの注出流におけるスラグ検知方法と
しては、例えば特開昭５７−１１２９６３号公報に開示
されているような振動を測定する方法、また、特開昭５
３−５３５２１号公報に開示されているインピーダンス
測定法、さらに、特開昭６０−３９５５．３９５６号な
どの公報に開示されているマイクロ波測定法、あるいは
、特開昭６１−２６２４５４号公報に開示されているノ
ズル内圧力測定法などがある。

一方、ノズル詰まり防止法としては、例えば特開昭５２
−２６３１７号公報に開示されているようなタンディツ
シュノズルより不活性ガスを吹き込む方法や、特開昭５
６−７１５６３号や同６１−６０２４８号公報などに開
示されているノズル中を流下する溶鋼を高周波加熱コイ
ルなどの電磁力によって強制的に攪拌する方法、さらに
、時開ｒＩＡ６１−２０２７５４号公報に開示されてい
るようなタンディツシュノズル内面に／Ｖ　ｔ　Ｏｓな
どが付着しにくい耐火物を用いる方法、あるいは、特開
昭６２−２２７０２９号公報に開示されているような溶
鋼の清浄度を向上させる方法などがある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記した従来技術にはいずれも下記のよ
うな問題がある。

まず、スラグ流出を検知する従来技術についてであるが
、目視判定法では判定者の個人差によってばらつきが生
じて正確さに欠けるとともに、判定に時間がかかり、か
つ密閉型タンディツシュのように注出流が外部から見え
ない場合には判定することができないという欠点がある
。

また、振動測定法やインピーダンス測定法あるいはマイ
クロ波測定法では、測定センサを注出流に近接させる必
要があるから、保守性や操作性に問題があり、かつ設備
が大規模になって高価になる。

一方、ノズル内圧力測定法では、ロングノズル内の負圧
を測定する際、圧力測定孔が溶鋼やスラグで閉塞されや
すいため、圧力を検知することができなくなる場合が多
い、また、注出流が溶鋼からスラグへ変化する際のノズ
ル内の圧力変化量が０．０２ｋｇｆ／ｃ＋ｆｌ程度と非
常に微小であるため、正確に検出することが困難であり
、かつ、圧力測定孔の形状によっては、圧力損失が大き
くなるので、スラグ流出による圧力変化を検知すること
ができなくなる場合もあり、安定して検知することがで
きない恐れがある。

さらに、この測定方法で検知されるノズル内圧は、ロン
グノズルを取鍋ノズルに圧着し、その圧着部に不活性ガ
ス吹は管により不活性ガスを吹き付けてノズル内をパー
ジし、ノズル内の静圧（負圧）を測定する構造としてい
るので、溶鋼流による不活性ガスの巻き込み量とスラグ
流出による巻き込みガス量（圧着部からの吸い込みガス
ｉｔ）は異なるが、流下物体の流下運動エネルギーにか
かわらず内部圧力が一定になるように圧着部から不活性
ガスが吸い込まれるので、ノズル内部圧力そのものはほ
ぼ同じ圧力に維持されることになり、したがって安定し
て精度よくスラグ流出を検出することができないという
欠点を有している。

つぎに、ノズル詰まり防止法についてであるが、不活性
ガスをタンディツシュノズルに吹き込む方法は、不活性
ガスがモールド内に持ち込まれて場面変動を促進し、モ
ールドパウダの巻き込みを増大させ、鋳片の清浄度を劣
化させるという問題がある。

また、タンディツシュノズル内を電磁攪拌する方法は、
設備費が割高の上、保守性も悪い。

さらに、タンディツシュノズル内面にＡｊ　ｚ　Ｏｓな
どが付着しにくい耐火物を用いる方法では、ノズルが２
相構造となるため製作が困難な上、耐スポイル性が劣る
。

また、溶鋼の清浄度を向上させる方法は、そのために出
鋼温度の上昇させる必要があり、かつ、合金鉄や合成ス
ラグの原単位を増大させる必要があるなど割高になると
いう問題がある。

本発明は、上記のような課題を解消すべくなされたもの
であって、常に高い精度でかつ安定して溶鋼流に流出す
るスラグの検知が可能な方法、およびタンディツシュノ
ズルの詰まりを防止するのに好適な方法を提供すること
を目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、精錬炉の出鋼孔あるいは取鍋の底部に設けら
れたノズルなどを介して取鍋あるいはタンディツシュな
どの中間容器へ溶鋼を出鋼あるいは注出する際に、精錬
炉あるいは取鍋から流出するスラグを検知する方法であ
って、出鋼孔あるいはノズルの側部に設けたガス供給孔
よりｔ８鋼の注出流に不活性ガスを供給し、注出流によ
って吸い込まれる不活性ガスの流量の低下および／また
は背圧の上昇を検出して、溶鋼流へのスラグ流出を判定
することを特徴とするスラグ流出検知方法である。

また、上記したスラグ流出検知方法を用いてタンディツ
シュへの溶鋼注入の際にスラグ流出を検知して、取鍋か
らタンディツシュへ流入するスラグの混入量を１チャー
ジ当たり１００ｋｇ以下に制御することを特徴とするタ
ンディツシュノズルの詰まり防止方法である。

以下に、本発明の具体的構成を図面を参照して説明する
６ 第１図は、本発明方法に係る実施例を示す断面図であり
、鋼の連続鋳造における取鍋がらタンディツシュへ溶鋼
を注出する際のスラグ流出を検知する場合を例示したも
のである。

図において、１は取鍋であり、その底部に鍋ノズル２が
取付けられる。３はタンディツシュで、ロングノズル４
を介して取ｍｌの中に充満された溶鋼５が注出される。

溶！１１５の上面には通常スラグ６が浮上している。

７は鍋ノズル２の側部に取付けられたガス供給孔であり
、ガス供給管８から不活性ガスが供給される。

９は流量計、１０は圧力計で、それぞれガス供給管８に
取付けられ、その測定信号はスラグ検知器１１に入力さ
れる。

なお、場合によっては、ガス供給管８に定流量装置１２
または定圧装置１３を設けてもよい。

このようにスラグ流出検知装置を構成して、取鍋１内の
溶鋼５をタンディツシュ３に注出する際に、鍋ノズル２
にガス供給孔７を介して不活性ガスを供給し、そのとき
の溶鋼５の注出流によって吸い込まれる不活性ガスの流
量の低下および／または背圧の上昇を検知することによ
り、溶鋼流へのスラグの流出を判定するのである。

そして、その判定結果に基づいて、図示しないストッパ
あるいはスライデングノズルを操作して取鍋からのｉ＠
１１４の流出を停止するようにすれば、スラグの流出を
抑制することができる。

ここで使用する不活性ガスは、溶鋼の再酸化を極力避け
る必要があることから、例えばＡ「ガスが好適である。

また、ガス供給孔７の取付は位置は、ロングノズル５の
側部であってもよい。

なお、上記の構成は、取鍋ｌとタンディツシュ３の組合
せについて説明したが、転炉などの精錬炉と取鍋の組合
せを対象にする場合は、精錬炉の出鋼孔にガス供給孔７
を設けるようにする。

〈作　用〉 以下に、本発明のスラグ流出検知方法の原理について説
明する。

−Ｃに、水噴射ポンプの場合に、ノズルから吹き込まれ
る水流がのど部で被駆動体と混合されて、その運動エネ
ルギーを被駆動体に与え、さらにデイフユーザで速度ヘ
ッドが圧力ヘッドに変換されて吸引力が生じる。

この原理と同じように、溶鋼流が通気孔を有する管（例
えば、出鋼孔とか鍋ノズル、ロングノズルなど）の内部
を通過する際には、通気孔部で吸引力が発生する。

この吸引力の程度は、通気孔や管の径や形状などによっ
て異なるが、注出流の運動エネルギーに大きく依存する
。それ故、溶鋼流とスラグ流では密度が異なるので、し
たがって吸引力も自ずと異なるのである。

そこで、前出第１図に示したように、鍋ノズル２から溶
鋼５が注出するときに、ガス供給孔７を通して不活性ガ
スを供給し、そのときの溶鋼５の注出流によって吸い込
まれる不活性ガスの流量の低下または背圧の上昇を個別
にあるいは同時に測定することにより、流量、背圧の変
化すなわち吸引力の変化からスラグの流出を検知するこ
とができる。

ここで、注出流の運動エネルギーの大きさは、取鍋１内
の溶鋼５のヘッド高さと鍋ノズル２の開口面積および注
出流の密度に依存する。

したがって、注出流がｔ８ｗ４からスラグへ変化する際
、注出流の密度が大きく変化（溶鋼の密度がほぼ７００
０ｋｇ／ｍ３に対し、スラグの密度はほぼ２５００ｋｇ
／ｍ’　）するので、注出流のもつ運動エネルギーも大
きく変化する。

ところで、鍋ノズル２に不活性ガスを供給すると、供給
されたガスは注出流のもつ運動エネルギーによって注出
流内に巻き込まれるから、ガス供給孔７内、さらにはガ
ス供給管８内の不活性ガスは鍋ノズル２内に吸引される
。このときの吸引力は、注出流のもつ運動エネルギーに
依存するので、注出流が溶鋼からスラグへ変化する際に
は、吸引力も大きく変化する。したがって、ガス供給管
８内を流れる不活性ガスの流量および／または背圧を連
続的に測定することによってスラグの流出を検知するこ
とができる。

第２図は、ガス供給孔７から鍋ノズル２へ不活性ガスを
供給したときの背圧と流量の関係を示す特性図であり、
背圧Ｐ　（ｋｇｆ／ｃＪ）と流ＩＱ　（Ｉ！、／ｗｉｎ
）との間にはＱζαＬ丁ＴＴの関係にあることを示して
いる。

この図かられかるように、供給ガスの背圧Ｐが大気圧に
対して１ｋｇｆ／ｃ＋ｄ以下においては、背圧のわずか
な変化ΔＰ、に対してａｍがΔＦ１と大きく変化するの
で、この場合は流ｆｔＱを検知するのが望ましい、一方
、不活性ガスの背圧Ｐが１ｋｇｆ／ｃｒｉよりも高い場
合は、背圧の変化がΔＰ、と大きいが、流量ＱはΔＦ２
とわずかしか変化しないから、この場合は背圧Ｐを検知
するようにすればよい、また、これら流量Ｑと背圧Ｐの
双方を関連づけて測定するようにすれば、より測定精度
を高めることが可能である。

なお、供給ガスの背圧Ｐを定圧装置１２を取付けて一定
になるように調整すると、スラグが流出する際の流量Ｑ
の低下の度合いはより大きくなるので、検出精度が向上
する。また、定流量装置１３を用いれば、背圧Ｐの上昇
の度合いを大きくすることが可能である。

このように、本発明のスラグ検知方法では、ガス供給孔
７を介して積極的に注出流に不活性ガスを供給するよう
にしたので、従来例に見られるような通気孔の地金によ
る閉塞という問題は、全く生じる恐れがな（、また正確
にスラグ流出を検出することができる。

〈実施例〉 本発明の実施例について、以下に説明する。

容量２３０　ｔの取鍋からロングノズルを用いてタンデ
ィツシュに溶鋼を注出する際、鍋ノズル内へＡｒガスを
流量ｉ　１５　ｊ！　／ｓｉｎ、背圧；　０．１　ｋｇ
ｆ／ｃｄの条件で供給し、そのときの流量および背圧の
変化を測定した。それらの注出末期における測定結果を
第３図（ａ）、　（ｂ）にそれぞれ示した。なお、同時
に目視による判定も行った。

Ａｒガス流量は、第３図（ａ）に示すように、目視判定
の６秒前より変化し始めて４秒前には１３７！／ｗｉｎ
になり、その後著しく低下して目視判定時にば３ｊ／ｓ
ｉｎになった。

一方、背圧は、第３図（ｂ）に示すように、目視判定の
４秒前に大気圧に対して０．１　ｋｇｆ／ｃ＋４であっ
たものが、目視判定時には０．３　ｋｇｆ／ｃ−へ上昇
した。

このことから、Ａｒガス流量の変化量が初期流量より２
４！／＋＊ｉｎ減少した時点、すなわち目視判定の４秒
前にスラグが流出し始めたと判定することができる。

したがって、この時点で取鍋のストッパあるいはスライ
デングノズルを操作して、取消からの溶鋼の流出を停止
するようにすれば、スラグの流出を大幅に低減させるこ
とができる。なお、スラグ流出の判定基準は、操業条件
によって適宜に設定すればよい。

このスラグ流出検知方法を用いて、タンディツシュノズ
ル詰まりの状況について調査した結果を第４羽に示す。

この図において、横軸は１チャージ当たりの取鍋からタ
ンディツシュへ混入した取鍋スラグｆｆｉ（ｋｇ）であ
り、縦軸はタンディツシュノズル詰まり指数の増分（Ｃ
艷・ｗｉｎ／　Ｌ）である。

ここで、タンディツシュノズル詰まり指数とは、ＩＬの
溶鋼を１分間当たりに鋳込むことが可能なノズル開度面
積を示しており、ノズル詰まり指数が大である程ノズル
詰まりは著しいのである。

図から明らかなように、取鍋からタンディツシュへ混入
した取鍋スラグ量が少ない程、ノズル詰まり指数は小さ
いことがわかる。とくに、取鍋スラグ混入量が１００ｋ
ｇ以下の場合は、ノズル詰まり指数はほとんどＯである
。

このことから、したがって、取鍋スラグ混入量を１００
ｋｇ以下とすれば、ノズル詰まりを発生しないで連続鋳
造を行うことができる。

第５図は、本発明法を用いてタンディッシュに鋳込んだ
ときの取鍋スラグ混入量分布を示した特性図である。こ
のときの鋳込みチャージ数ｎは５０チャージであり、１
チャージ当たりの平均取鍋スラグ混入ｆ２ｔｘは５０．
３ｋｇ、標準偏差σは２４．１ｋｇであった。

比較のために、従来法による取鍋スラグ混入量分布を第
６図に示した。なお、このときの鋳込みチャージ数ｎは
７５チャージであり、１チャージ当たりの平均取鍋スラ
グ混入１ｉ＝は２０３．９ｋｇ、標準偏差σは５６．５
ｋｇであった。

これらの結果から明らかなように、本発明法は従来法に
比べて取鍋スラグ混入量がほぼ１ノ３程度にまで低減し
ていることがわかる。

第７図は、タンディツシュノズル１本当たりの鋳造量と
ノズル詰まり指数との関係を示す特性図である。

この図かられかるように、従来法においては鋳造量の増
加とともにノズル詰まり指数が増大し、とくに、５００
ｔ／ノズル以上になると、ノズル詰まりの程度が著しく
なったのに対し、本発明法は鋳造量が増加してもほとん
どノズル詰まりが認められなかった。

このことから、取鍋からタンディツシュへ混入するスラ
グ量を１チャージ当たり１００ｋｇ以下とする本発明法
によれば、ノズル詰まりなしで５００ｔ／ノズル以上の
連続鋳造が可能であることがわかる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、精練炉または取
鍋からのスラグの流出を早期に検知できるから、取鍋ま
たはタンディツシュ内へ流出するスラグの量を低減させ
ることが可能となり、以下の効果が得られる。

■　取鍋に添加するＭやＦｅ−Ｍｎ、　ＦｅＳｉなどの
合金鉄の歩留りの向上が図られる。

■　溶鋼のスラグによる再酸化量を低減させることがで
きるから、溶鋼の清浄度を向上させることができる。

■　ノズル１本当たりの連続鋳造量の拡大によって、耐
火物コストの低減が可能となる。

■　ノズル詰まりを防止することができるから、高い効
率の連続鋳造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法に係る実施例を示す断面図、第２
図は、不活性ガス供給時の背圧と流量の関係を示す特性
図、第３図は、注出末期における＾ｒガスの（ａｌ流ｆ
ｉｔ、（ｂ）背圧の変化を示す特性図、第４図は、取鍋
スラグ混入量とタンディツシュノズル詰まり指数の増分
の関係を示す特性図、第５図は、本発明法を用いてタン
ディツシュに鋳込んだときの取鍋スラグ混入量分布を示
す特性図、第６図は、従来法によりタンディツシュに鋳
込んだときの取鍋スラグ混入量分布を示す特性図、第７
図は、タンディツシュノズル１本当たりの鋳造量とノズ
ル詰まり指数との関係を示す特性図である。 １・・・取鍋。 ３・・・タンディツシュ。 ５・・・溶鋼。 ７・・・ガス供給孔。 ９・・・流ＩＬ。 ２・・・堝ノズル。 ４・・・ロングノズル。 ６・・・スラグ。 ８・・・ガス供給管。 ｌＯ・・・背圧針。 １１・・・スラグ検知装置 １２・・・定圧装置 １３・・・定流量装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、精錬炉の出鋼孔あるいは取鍋の底部に設けられたノ
   ズルなどを介して取鍋あるいはタンディッシュなどの中
   間容器へ溶鋼を出鋼あるいは注出する際に、精錬炉ある
   いは取鍋から流出するスラグを検知する方法であって、
   出鋼孔あるいはノズルの側部に設けたガス供給孔より溶
   鋼の注出流に不活性ガスを供給し、注出流によって吸い
   込まれる不活性ガスの流量の低下および／または背圧の
   上昇を検出して、溶鋼流へのスラグ流出を判定すること
   を特徴とするスラグ流出検知方法。 ２、請求項１記載のスラグ流出検知方法を用いてタンデ
   ィッシュへの溶鋼注入の際にスラグ流出を検知して、取
   鍋からタンディッシュへ流入するスラグの混入量を１チ
   ャージ当たり１００ｋｇ以下に制御することを特徴とす
   るタンディッシュノズルの詰まり防止方法。