JPH03238151A

JPH03238151A - 溶鋼槽内溶鋼の加熱方法

Info

Publication number: JPH03238151A
Application number: JP3345690A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Shirai; 善久白井; Koji Kajiwara; 孝治梶原; Takeshi Nakai; 中井　健; Morio Kawasaki; 守夫川崎; Yujo Marukawa; 雄浄丸川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1991-10-23

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、溶鋼槽内の溶鋼をプラズマで加熱して溶鋼温
度を制御する加熱方法に関するものである。

（ロ）従来技術鋼の連続鋳造において、溶鋼槽（タンプッシュ）内の溶
鋼温度は縦割れや介在物等の鋳片品質やノズル詰り、ブ
レークアラ１〜等の操業トラブルに大きく影響する因子
である。このため、この溶鋼温度は、所定の適性な範囲
に入るように操業を行っている。例えは、＠造速度が一
定であるとき、取鍋（レードル）から溶鋼槽へ供給され
る溶鋼量は一定であるので、取鍋から溶鋼槽に供給され
る間の溶鋼温度の低下はほぼ一定である。そこて取鍋内
をアルゴンガスで撹拌するなどして取鍋内の溶＃４温度
が、溶鋼槽内の適性な温度にこの溶鋼温度の低下量を加
えた温度になるようにしている。しかし、この方法では
、第２図（Ｂ）の破線で示ずように、鋳込み開始付近の
溶鋼槽内の溶鋼温度は、その耐火物への抜熱等のために
、適性範囲よりも低くなってしまう。

そこで、溶鋼槽内の溶鋼温度が下がるときに、プラズマ
で溶鋼を加熱する方法が行われている。

例えば、特開昭５９−１０７７５５号公報、特開平１−
１７８３５３号公報、鉄と銅第７３年第５号（１９８７
年）８６９０、ＣＡ、ＭＰ−ＩＳＪＪＶｏ　１．２　（
１９８９）Ｐ２Ｓ５に開示されているものがある。また
、鋳込み初期以外にも取鍋の交替時や鋳込み末期の溶鋼
温度が下がりすき゛るときにも使われている〈鉄と鋼箔
７３年第５号（１９８７年）３６９１）。

これらの場合は、第３図（Ｂ）に示すような直流移行型
のプラズマトーチ（鉄と鋼箔７３年第５号（１９８７年
）Ｓ６９０）や、第３図（Ｃ）に示すような交流プラズ
マトーチ（ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪＶＯＩ、２　（１９８９
＞、Ｐ２Ｓ５）を使用していた。

直流移行型プラズマトーチを使う場合、溶鋼槽内の溶鋼
中に対極が必ず必要となる。この対極については、特開
平１．−１７８３５３号公報、実開昭６２−１４．２４
６１号公報等で種々改善、開発がなされている。しかし
、対極は、高温雰囲気下にある上に、高電流（１０００
〜７０００Ａ　）か流れるため、熱変形・溶損・接続不
良等のため寿命か短い。

また、溶！１ｉｉｌ槽は鋪込み終了ことに交換する必要
があるため、交換する溶鋼槽全部に対極を設けなければ
ならず、設備保守上、コスト上問題があった。

さらに、プラズマトーチと溶鋼面をある一定距離に保た
ないと、プラズマアークが発生せず、加熱できないとい
う問題があった。このため、溶鋼槽内の湯面が大きく変
動したり、鋪込み初期や末期の溶鋼面が大きく変動する
場合には、プラズマによって加熱ができないか、溶鋼面
変動に追従するプラズマトーチ昇降装置が必要であった
。

交流プラズマｌ−−チを使う場合、直流移行型トチとは
異なり、対極は必要なく、また、溶鋼湯面トーチ間距離
を一定に保つ必要はない。しかし、プラズマトーチが２
本または、３本必要であり、トーチに接続される冷却水
配管、電気配線等もトーチの数たけ必要であり、非常に
大きな設備となる。このため設置場所やコスト」二問題
かあった。

（ハ）発明が解決しようとした課題本発明が解決しようとした課題は、鋼の連＠鋳造におい
て、溶鋼槽内の溶鋼を非移行型プラズマトーチによって
有効に加熱し、対極の消耗および溶解を防止することに
ある。

（ニ）課題を解決するための手段本発明の溶鋼槽内溶鋼の加熱方法は、鋼の連続鋳造にお
いて、直流電源を用いた陰極・陽極内蔵の非移行型プラ
ズマトーチによって、溶鋼槽内溶鋼をプラズマ加熱する
ことによって、上記課題を解決している。

前記プラズマトーチを溶鋼表面に対して斜めに配置して
プラズマガスを溶鋼表面に対して斜めに当てることが好
ましい。

（ホ）作用本発明の加熱方法においては、溶鋼のプラズマ加熱とし
て、直流電流で非移行型（トーチ自体に陽極と陰極とを
有する。）を使用する。これにより溶鋼槽内の溶鋼に対
極を配置する必要かないので、対極の寿命や設置上の問
題もない。トーチと溶鋼間の距離に関係なく、プラズマ
アークが発生するため、トーチと溶鋼面との距離は任意
に設定できる。このため、溶鋼槽内の溶鋼面レベルが変
動したり、鋳込み初期の溶鋼面レベルか上昇していると
きや末期の下降しているときもトーチ昇降装置を必要と
したことなく、溶鋼を加熱できる。

トーチは１本で溶鋼を加熱できるなめ、設備上交流プラ
ズマトーチのように大きくならす、溶鋼槽上に設置しや
すく、より安価である。

直流非移行型プラズマトーチ１は、第３図（Ａ）に示す
ように、１本のトーチに陽極１１と陰極１２とを有して
いる。トーチ内に装入したカス不活性ガス１３によって
、プラズマア−り１４をトチ先端より放出し、また装入
したカスも加熱されてプラズマガス１５として先端より
吹き出る。

この型のトーチは従来から非導電性の材料の加熱やカス
の加熱に使われてきた。このトーチを溶鋼槽２の溶＃２
１の加熱に使うのである。

第３図に示すように、直流非移行型プラズマトチ１は、
直流移行型プラズマトーチ１．ｂ（Ｂ）や交流型プラズ
マトーチ１ｃ（Ｃ）より多量の高温カスを放出するため
、溶鋼槽の一端にトーチを設置して、他端へ高温カス１
５が流れるようにトチを向けることにより、より有効に
溶鋼２１を加熱できる。（Ｂ）、（Ｃ）図において（Ａ
）図と同じ番号は同じ要素を示す。

プラズマトーチに使用するガスは、溶鋼が酸化されない
ように不活性カス（Ａｒ、Ｈｅ等）を使用する。使用カ
ス流量は、１・−チ構造や加熱容量によって異なり一概
に言えないが、５００ｆＪ／ｌｉｎ以上である。１・−
チからは、高温で多量のプラズマガスが放出するため、
従来のプラズマ加熱のように、１・−チをほぼ垂直にし
て、溶鋼槽の中央付近に設（つると、その周辺の溶鋼や
溶鋼槽の耐火物が高温に加熱されすぎる可能性がある。

そこで、プラズマトーチは、溶＃槽の一端に斜めに設置
するのが好ましい。これにより、高温のカスが溶鋼槽内
を他端に向けて円滑に流れ、溶鋼や耐火物はほぼ均等に
加熱される。さらに必要に応じて、溶＠温度を均一にす
るために、トーチを旋回させたり、溶鋼槽の底部より不
活性カスでパブリンクしたり、堰を設置したりして溶鋼
を撹拌してもよい。

溶鋼槽内は従来より溶鋼が酸化されないように不活性カ
スを溶鋼面上に流していたが、直流非移行型プラズマ１
〜−チを使用する場合はまっノコ＜不要となる。

（へ）実施例第１図および第２図を参照して、本発明の溶鋼槽２内の
溶＠２１の加熱方法の実施例について説明する。

本発明の加熱方法は、鋼の連続鋳造において、直流電源
を用いた陰極・陽極内蔵の非移行型プラズマ１−−チ１
によって、溶鋼槽２内の溶＃！２１をプラズマ加熱する
。

プラズマトーチ１を溶鋼表面に対して斜めに配置してプ
ラズマガス１５を溶鋼２１の表面に対して斜めに当てる
。プラズマガス１５は溶鋼面上を矢印１５１方向に流れ
、溶鋼槽２の排気口２２から排気される。

次に、本発明の方法の具体的実施例について説明する。

第１図に示すように、取鍋３の容量は、１００ｔｏｎ、
溶鋼槽２の容量は１２ｔｏｎである。溶鋼２１は低炭素
アルミキルト鋼である。注入量は、鋳込み速度によって
異なるが、定常時は３，５↑ｏｎ／ｍｉｎであった。

プラズマトーチ１は、直流非移行型（第３図（Ａ、）＞
１本を使用し、電源容量はＩＭＷである。

プラズマガス１５は、Ａｒガスを用い２００　ｊ　／ｍ
ｉｎ流し／、二。溶＠側には対極は不要であり、溶鋼槽
２内に設置していない。プラズマトーチ１は、溶鋼槽２
の反取鍋側に水平より３０°傾けて斜めに設置した。高
温のプラズマガス１５は、溶鋼槽２内をトーチ１　（Ｉ
ｌｌＩより取鍋３叫へ流れる。まｌ：溶鋼温度をさらに
均一にするために、トーチ１を５　ｒｌ）１で旋回し、
Ａｒカスノズル１６からのパブリンク１６１も実施した
。

取鍋３から溶鋼槽２へ注入を開始するときの取鍋３内の
溶鋼温度は、溶鋼槽２内をプラズマ加熱することができ
るため、加熱しない場合と比較して１０℃低くした。溶
鋼面レベルとは無関係に加熱できるため、取鍋３から溶
鋼槽２内に溶！１１２１を注入したときよりプラズマ加
熱を実施し、溶鋼２１および槽内耐火物を加熱し、溶鋼
２１かほぼ所定の温度になったところで鋳込みを開始し
な。

プラズマ加熱容量を第２図（Ａ、　）に、また、溶鋼槽
内の溶鋼温度推移の結果を第２図（Ｂ）の実線に示す、
溶鋼温度が低くなる鈎込み初期と末期とにプラズマ加熱
することにより、溶鋼温度を目標温度の±５°Ｃのほぼ
一定に制御することがてきた。比較として第２図（Ｂ）
の点線にプラズマ加熱をしていない場合も示す。鋳込み
初期は、溶鋼槽の耐火物への抜熱のために、溶鋼構内の
溶鋼温度は下がる。このため、従来では、溶鋼槽内の溶
鋼温度は、非常に変動があった。

（ト）効果本発明によれば、溶鋼槽内に対極を設置する必要がない
ので、溶鋼面を任意に加熱することができ、特に注入初
期および末期の溶鋼面のレベル変動が大きい場合でも均
一に加熱することができる。

さらに、対極を溶鋼槽に設ける必要がないので、設備保
守が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加熱方法を適用ｊ〜た溶鋼槽の縦断面
図。第２図は溶鋼温度推移を示すグラフ。０第３図は各種プラズマトーチの縦断面図。１：直流非移行型プラズマトチ：溶鋼槽：取鍋１５：プラズマガス

Claims

【特許請求の範囲】

１、鋼の連続鋳造において、直流電源を用いた陰極・陽
極内蔵の非移行型プラズマトーチによって、溶鋼槽内溶
鋼をプラズマ加熱することを特徴とした溶鋼槽内溶鋼の
加熱方法。２、前記プラズマトーチを溶鋼表面に対して
斜めに配置してプラズマガスを溶鋼表面に対して斜めに
当てることを特徴とした請求項１記載の方法。