JPH04325620A - Ｒｈ真空脱ガス装置用酸素吹込ノズル - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＲＨ真空脱ガス装置
用酸素吹込ノズル、特に耐火物の溶損を検知する機能を
有する酸素吹込ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】転炉によって生産されるいわゆる炭素鋼
、低合金鋼、特殊鋼は、何らかの形で、真空精錬もしく
はそれに代わる炉外精錬工程で処理される。このような
精錬の内、ＲＨ真空脱ガス装置を使用した精錬は、図６
に示すような方法で行なわれる。すなわち、転炉での精
錬が完了した溶鋼３１を満たした取鍋３２の上方から、
浸漬管３３ａおよび３３ｂを有する真空脱ガス槽３４を
近づけ、浸漬管３３ａおよび３３ｂを溶鋼３１中に浸漬
させる。そして、真空脱ガス槽３４内を真空状態にする
ことによって、溶鋼の一部３１ａを真空脱ガス槽３４内
に吸引し、溶鋼３１の湯面の一部３１ｂが真空脱ガス槽
３４内に存在するようにする。一方、浸漬管３３ａの途
中からアルゴンガス３５を吹き込む。吹き込まれたアル
ゴンガス３５は、真空脱ガス槽３４内の湯面３１ｂに向
かって上昇するので、これにともなう溶鋼３１の随伴流
が形成される。上昇した溶鋼３１は、真空脱ガス槽３４
内が真空状態に保持されているので、一方の浸漬管３３
の中を取鍋３２に向かって下降する。このように、溶鋼
３１中には取鍋３２から浸漬管３３ａを通って真空脱ガ
ス槽３４に入り、真空脱ガス槽３４から浸漬管３３ｂを
通って取鍋３２に帰るという流れが形成される。そして
、溶鋼３１が真空脱ガス槽３４中にある間に、溶鋼３１
の湯面３１ｂから溶鋼３１中の不純成分である窒素（Ｎ
）や酸素、また過剰に含まれる炭素（Ｃ）が、真空空間
中にガス化放出されて除去される。

【０００３】上述したＲＨ真空脱ガス装置を使用した精
錬において、溶鋼中の炭素量を０．０１重量％程度にし
た低炭素鋼を得ようとするときは、図７（ａ）の平面図
および図７（ｂ）の縦断面図に示すように、真空脱ガス
槽３４を構成する下部槽３６（真空脱ガス槽は上部槽と
下部槽から構成されている）の鉄皮３７および耐火壁３
８に斜め下方に向かった貫通孔３９を複数箇所設け、こ
の貫通孔３９に酸素吹込ノズル４０を挿入して、酸素を
溶鋼中に吹き込んで脱炭するようにしている。図８は酸
素吹込ノズル４０の縦断面図であるが、酸素吹込ノズル
４０は酸素供給ヘッダー４１とそれに接続されるスロー
ト部４２を有する内管４３と、逆円錐状のアルゴンガス
供給室４４のあるアルゴンガス供給ヘッダー４５を有す
る外管４６とから構成され、前記アルゴンガス供給ヘッ
ダー４５の逆円錐状のアルゴンガス供給室４４に、前記
内管に接続するスロート部４２が嵌まり込む二重管構造
になっている。そして、酸素供給ヘッダー４１とアルゴ
ンガス供給ヘッダー４５との間には、パッキン４７が嵌
装されており、ボルト４８で酸素供給ヘッダー４１とア
ルゴンガス供給ヘッダー４５とを締め付けることにより
、アルゴンガスが漏れないようになっている。このよう
な構成において、内管４３内を酸素が、また内管４３と
外管４６で構成される空間をアルゴンガスが流れるよう
になっている。このように構成されているのは、酸素の
みを供給するのでは、周囲の高熱のため酸素吹込ノズル
および周辺レンガが短時間で溶損するので、そうならな
いように外側のアルゴンガスで酸素吹込ノズルを冷却し
、周辺レンガを保護するためである。

【０００４】なお図８中符号４１ａは酸素供給口、符号
４５ａはアルゴンガス供給口、符号４９は酸素吹込ノズ
ル４０をＲＨ真空脱ガス槽の下部槽に固定するためのボ
ルト孔である。

【０００５】ところで、酸素吹込ノズル４０の酸素吹き
出し口周辺は、高熱であると同時に酸素が存在するので
、酸素吹き出し口周辺の耐火壁３８は、他の部分よりも
早く溶損する。したがって、下部槽３６の寿命は、この
酸素吹き出し口周辺の耐火壁３８の溶損の程度により決
定されるので、この部分の溶損の程度を把握することは
、安定して操業を行なう上で重要なことである。

【０００６】従来上述した酸素吹き出し口周辺の耐火壁
の溶損の程度は、真空脱ガス槽３４が、１基稼働中は他
の１基が整備中というように２基が１組となり交互に使
用されているので、整備中に酸素吹込ノズル４０のエン
ドプレート（図示せず）を取外し、内管内部へ先端部が
カギ状になっている検尺棒を差込み、カギ状部が耐火壁
の内面に引き掛かるようにセットして、カギ状部から耐
火壁外面までの長さを検尺棒の目盛で読み取って、把握
するようにしていた。

【０００７】また、耐火物壁の溶損状況を人手を要さず
に把握する方法としては、実開平１−９１２０９号公報
に開示された技術がある。この技術による方法は、耐火
物壁内に金属材を埋め込み、この金属材の両端に電気的
な閉回路を形成するための導線が接続されたものであり
、耐火物壁の溶損にともない金属材が溶損して、回路が
開くことにより、耐火物壁の溶損を把握するというもの
であり、金属材の埋設深さを数段階に分けた複数の閉鎖
回路を作っておけば、溶損の程度も把握することができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た耐火壁の溶損状況を把握する方法は、次のような問題
点があった。 （１）検尺棒による方法 酸素吹込ノズルのエンドプレートを固定しているボルト
等を取外す必要があり、人手がかかるとともに測定間隔
が長くなるので、信頼性にかける。 （２）金属材を埋め込む方法 耐火壁を加工しなければならず、費用がかさむ。

【０００９】この発明は、従来技術の上述したような問
題点を解消し、測定に人手を要さず、耐火壁の加工も不
要な、耐火壁の溶損の程度を検知する機能を有するＲＨ
真空脱ガス装置用酸素吹込ノズルを提供することを目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるＲＨ真
空脱ガス装置用酸素吹込ノズルは、ＲＨ真空脱ガス装置
に脱ガス用の酸素を吹き込むための内管と外管とからな
る二重管構造の酸素吹込ノズルにおいて、前記内管と外
管で構成される空間に、少なくとも１本の偏平断面のシ
ース熱電対を、内管外面の長手方向に沿って内管に固着
して配置したものである。

【００１１】

【作用】この発明にかかるＲＨ真空脱ガス装置用酸素吹
込ノズルは、ＲＨ真空脱ガス装置に脱ガス用の酸素を吹
き込むための内管と外管とからなる二重管構造の酸素吹
込ノズルにおいて、前記内管と外管で構成される空間に
、少なくとも１本の偏平断面のシース熱電対を、内管外
面の長手方向に沿って内管に固着して配置している。 そして、酸素吹込ノズルをＲＨ真空脱ガス装置にセット
して、前記シース熱電対の＋脚および−脚を起電力を測
る計器のそれぞれ＋端子および−端子に接続する。シー
ス熱電対の先端の測温接点の位置は、耐火壁が使用可能
な最低限の厚さの位置近傍に位置するようにすればよい
が、さらにそれよりも耐火壁内面に近い位置に段階的に
測温接点がくるように、複数のシース熱電対をセットし
て、耐火壁の溶損度合いを把握するようにしてもよい。 このようなシース熱電対により耐火壁が測温接点近傍ま
で溶損していないときには、シース熱電対に起電力が働
き、起電力を測る計器にその起電力が示される。この起
電力はシース熱電対の測温接点近傍の温度に比例するの
で、耐火壁の溶損が進行するにつれて、大きくなる。ま
た、耐火壁が測温接点近傍まで溶損してきて、高熱のた
め測温接点が溶損すると、シース熱電対に起電力が働か
なくなるので、起電力を測る計器に表示される起電力は
０になってしまう。このようにシース熱電対の起電力の
変化により、耐火壁の溶損の程度把握することができる
。

【００１２】また、シース熱電対を酸素吹込ノズルの冷
却用のアルゴンガス通路に配置しているので、シース熱
電対が高温により焼損することもなく、かつ耐火壁にシ
ース熱電対を埋設する加工をする必要がない。

【００１３】なお、シース熱電対を偏平断面にしたのは
、シース熱電対の径が小さいとシース熱電対が曲がりく
ねって固着しにくく、さらに取付け作業中に断線するお
それがあるためである。また、シース熱電対の径が大き
いと作業性はよくなるがアルゴンガス通路に入らないの
で、径の大きいものを偏平に加工したのである。

【００１４】

【実施例】本発明の１実施例のＲＨ真空脱ガス装置用酸
素吹込ノズルを、図１により説明する。図１においてシ
ース熱電対に関連する部分以外は、従来の酸素吹込ノズ
ルと同じなので、図８で使用した符号を使用する。本発
明の１実施例のＲＨ真空脱ガス装置用酸素吹込ノズルは
、従来の酸素吹込ノズルに加えて、内管４３と外管４６
とで構成される空間、すなわちアルゴンガス通路に、少
なくとも１本の偏平断面のシース熱電対１を、内管４３
外面の長手方向に沿って内管４３に固着して配置してい
る。そして、シース熱電対１の先端の測温接点は、耐火
壁の溶損許容限度の位置に位置するように配置し、後端
は内管４３と外管４６との隙間を通って、アルゴンガス
供給ヘッダー４５の逆円錐状のアルゴンガス供給室４４
と内管に接続するスロート部４２との間を通り、さらに
は図２に示すパッキン４７の切り欠き部２を通って、酸
素供給ヘッダー４１に設けた貫通孔３と、この貫通孔３
に接続したコンプレッションフィッティング４を経て酸
素吹込ノズル外方に出るようにしている。そして、この
シース熱電対１は、隙間が１ｍｍ程度のアルゴンガス通
路を通るので、断面が１ｍｍ径のシース熱電対を長径１
．５ｍｍ、短径０．８ｍｍの楕円状に潰したものを使用
している。シース熱電対１は、例えば０．５ｍｍ径のも
のを使用することはできるが、剛性がなくなるので曲が
りくねって固着しにくくなるので、上記のようにして使
用している。

【００１５】また、前記コンプレッションフィッティン
グ４は、貫通孔３から空気を吸い込んで、ＲＨ真空脱ガ
ス槽の真空度が低下するのを防止する役目をする。その
構造は図３の縦断面図に示すようなものである。すなわ
ち、酸素供給ヘッダー４１の貫通孔３を設けた部分にね
じ込むためのおすネジ部１１を有する固定部品１２と、
固定部品１２の貫通孔１３に挿入された可塑性のある金
属でできた圧着こま１４と、固定部品１２の貫通孔１３
の一部に設けためすネジに螺合するおすネジ部１５を有
する押込み部品１６とから構成され、三つの部品には中
央部に共通の軸芯を有し共通の径の貫通孔１７ａ、１７
ｂおよび１７ｃがある。そして、シース熱電対１は、貫
通孔１７ａ、１７ｂおよび１７ｃを経て外部に出るので
あるが、前記押込み部品１６を回転させておすネジ部１
５を押し込むと、圧着こま１４が押されて貫通孔１７ｂ
を塞ぐように変形し、シース熱電対１の廻りの隙間を埋
めるので、空気がＲＨ真空脱ガス槽に侵入することはな
い。

【００１６】このようにして、シース熱電対１の後端部
は外部にでて、シース熱電対１の測温接点近傍の温度（
起電力を温度に変換）や、シース熱電対１の温度による
断線を検出する検出器５に接続され、検出された温度は
検出器５に接続された記録計６に記録される。

【００１７】図１においては、シース熱電対１は１本し
か示していないが、図４に示すように内管４３の外面に
、シース熱電対１の先端１ａが内管４３の先端４３ａか
らＡ、Ｂ、Ｃの距離になるような、３本のシース熱電対
１を配置すれば、段階的に耐火壁の溶損を把握すること
ができる。

【００１８】図５は検出器５の構成の１例を示すブロッ
ク図である。シース熱電対の＋脚および−脚は、検出器
５のそれぞれ＋端子および−端子にされ、起電力を検出
する電気回路が形成される。起電力による電圧は、電圧
増幅回路２１で増幅された後、リニアライザ２２で線型
化処理され、第一比較回路２３および第二比較回路２４
に入る。第一比較回路２３および第二比較回路２４には
それぞれ設定器２５および２６が設けられており、レベ
ルの異なる標準電圧（換言すれば限界温度、さらに換言
すれば耐火壁の溶損限度）を設定することができる。そ
して、この標準電圧と時々刻々変化する起電力による電
圧とが比較され、電圧が標準電圧を超えると、それぞれ
第一警報器２７および第二警報器２８に信号が送られ、
警報を発するようになっている。このような構成におい
ては、第一警報器２７による警報を注意信号、第二警報
器２８による警報を停止信号として使用することができ
る。

【００１９】表１は上述したようなシース熱電対を配備
した酸素吹込ノズルにより、耐火壁の溶損厚さを計測し
た計測値と実測値とを比較したものであり、、二つの酸
素吹込ノズルについて示したものである。両方のノズル
とも計測値と実測値とは非常に近似しており、本発明の
ＲＨ真空脱ガス装置用酸素吹込ノズルにより、耐火壁の
正確な溶損厚さを把握することができることが分かる。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】この発明により、ＲＨ真空脱ガス装置の
耐火壁の溶損状態を、人手を要せず、かつ耐火壁を加工
することなく、容易に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例のＲＨ真空脱ガス装置用酸素
吹込ノズルの縦断面図である。

【図２】本発明の１実施例のＲＨ真空脱ガス装置用酸素
吹込ノズルに使用するパッキンの平面図である。

【図３】本発明の１実施例のＲＨ真空脱ガス装置用酸素
吹込ノズルに使用するコンプレッションフィッティング
の縦断面図である。

【図４】シース熱電対の配置状態を示す説明図である。

【図５】検出器の構成の１例を示すブロック図である。

【図６】ＲＨ真空脱ガス装置を示す説明図である。

【図７】ＲＨ真空脱ガス槽の下部槽の（ａ）は平面図、
（ｂ）は縦断面図である。

【図８】従来のＲＨ真空脱ガス装置用酸素吹込ノズルの
縦断面図である。

【符号の説明】

１　　シース熱電対 ２　　パッキンの切り欠き部 ３　　貫通孔 ４　　コンプレッションフィッティング５　　検出器 ６　　記録計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＲＨ真空脱ガス装置に脱ガス用の酸素
   を吹き込むための内管と外管とからなる二重管構造の酸
   素吹込ノズルにおいて、前記内管と外管で構成される空
   間に、少なくとも１本の偏平断面のシース熱電対を、内
   管外面の長手方向に沿って内管に固着して配置したこと
   を特徴とするＲＨ真空脱ガス装置用酸素吹込ノズル。