JPH0593219A

JPH0593219A - 真空脱ガス処理槽の槽加熱方法および装置

Info

Publication number: JPH0593219A
Application number: JP3124908A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okamoto; 浩志岡本; Masahiro Yoshida; 正弘吉田; Katsuhiro Noguchi; 勝弘野口; Yasuo Yokoyama; 康雄横山
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1991-04-26
Publication date: 1993-04-16
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: JP3272372B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】鋼の２次精錬における真空脱ガス槽は、本来
加熱装置を有しないために精錬中に温度降下をもたらす
ので、その加熱装置としてバーナによる従来装置は十分
効果を発揮しないのに鑑み、真空脱ガス槽を１５００〜
１５５０℃程度に加熱し得る多目的加熱装置を提供す
る。【構成】真空脱ガス処理槽の処理位置および／または
待機位置において、槽頂部から槽内に導入する容量なら
びに長さの異なる複数本の昇降旋回自在のバーナを有
し、多目的に使い分ける。【効果】槽内耐火物を常に１５００〜１５５０℃に維
持できるので、溶鋼処理中の温度降下は従来の２５℃か
ら１０℃に低減、槽内壁への地金の付着は従来の１チャ
ージ６００Kgから１００Kgへ低減、新規ライニング積替
の低温長時間の乾燥から１５００〜１５５０℃までの加
熱、付着地金除去、処理途中の保熱等多目的に効率よく
使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空脱ガス処理槽の槽加
熱方法および装置に係り、特に真空脱ガス処理中の溶鋼
温度の低下に伴なう槽内壁への溶鋼付着量の減少、槽内
付着地金の溶解除去および処理中の溶鋼温度の降下抑制
等を目的とする槽加熱方法および装置に関し、鋼の２次
精錬分野において広く利用される。

【０００２】

【従来の技術】近時、需要者側の鋼使用に関する技術が
進み、鋼中のガス、非金属介在物の減少の要求が高ま
り、また極低炭素鋼の需要の増加等があって、鋼の２次
精錬、特にＲＨ、ＤＨ、ＶＯＤ等の真空脱ガス処理を要
する鋼の生産量が著しく増加している。ところがＲＨ等
の真空脱ガス処理槽は、本来加熱装置がなく、脱ガス処
理の進行によって次第に溶鋼温度が低下するので、真空
脱ガス処理による溶鋼スプラッシュが槽の内壁に堆積す
る。そこで、その対策として転炉の出鋼温度を余分に高
くするか、もしくは真空脱ガス処理槽の加熱装置を設け
ざるを得ない状況である。しかし、転炉の出鋼温度を高
くすれば、転炉を始め、取鍋、真空脱ガス処理槽の耐火
物の寿命を短くするので、槽加熱装置を設けることが多
い。

【０００３】従来の真空脱ガス処理槽の加熱手段として
は、真空脱ガス処理槽のライニング修理後等の待機位置
における場合と、処理位置における操業中もしくは処理
操業の中間等に区分して従来適当な方法を実施して来
た。待機位置での脱ガス槽の予熱方法としては、従来脱
ガス槽の下部の浸漬管の下方にバーナを設置し、浸漬管
を介して燃焼ガスを送りこむことによって予熱する方法
が一般的に行われて来た。しかしこの方法は、浸漬管の
外周から余分の空気が侵入するので、熱効率が悪く、ま
た酸素富化を実施しても槽内温度が高々１３００℃まで
しか上昇しない。従って操業時における内壁への地金付
着を防止する効果が小さい。また、この方法を地金除去
作業中に実施しても、除去地金が落下してバーナに付着
する等の事故が発生し燃焼の継続が不可能となることが
多い。

【０００４】処理位置での槽の加熱手段として従来公知
の方法は、槽の中央部に槽の直径部を横断して電極を挿
入し、ジュール熱によって加熱する方法がある。この方
法は通常設備上の制約から電極１本に限定されることが
多く、また、この方法の伝熱形態は輻射のみによるの
で、真空脱ガス処理槽の内壁耐火物を均一に加熱するこ
とが不可能であるほか、電極の折損等により溶鋼のＣ成
分の的中率の悪化を斉らし、更に電極交換に時間を要す
るという欠点がある。更にこのほか、電極原単価の高
騰、設備費の高額等バーナによる加熱装置の数倍を要す
ることがコスト面で大きな障害となっている。

【０００５】そこで、最近真空脱ガス処理槽の上部から
バーナを挿入して槽内で燃焼し、燃焼排ガスを浸漬管等
から強制排出する方法が開発されている。例えば、特開
昭５４−４８１１、特開昭６２−１８１４、特開平１−
１５９３１２等がある。これらの従来技術の概要につい
て説明する。特開昭５４−４８１１；この発明の要旨と
するところは次の如くである。 1) 上部から加熱バーナが挿入され下部に浸漬管を具
え、しかも、側方に煙道を有する脱ガス槽を予熱位置ま
で移動してから、この上部ならびに煙道を閉塞状態に保
持して前記加熱バーナを着火し、この際に発生する燃焼
ガスによって前記脱ガス槽内の圧力を高めると共に、こ
の燃焼ガスを前記浸漬管を経て排気しつつ、前記脱ガス
槽内を高温に保持して予熱することを特徴とする移動式
脱ガス槽の予熱法。 2) 上部から加熱バーナが挿入され下部に浸漬管を具
え、しかも、側方に煙道を有する脱ガス槽と、この煙道
に接近して煙道を途中において閉塞する閉塞手段と、前
記加熱バーナを挿入する開口を具え、前記脱ガス槽の上
部を封鎖する上蓋手段と、前記加熱バーナを上下に昇降
自在でしかも左右に旋回自在に支持駆動手段とを具えて
成ることを特徴とする移動式脱ガス槽の予熱方法。

【０００６】特開昭６２−１８１４；この発明の要旨と
するところは次の如くである。 1. 鍋内の溶融金属をその上方の脱ガス槽の下部の浸漬
管より脱ガス槽に吸い上げて、減圧下にて該溶融金属を
脱ガス処理する真空脱ガス装置の加熱方法において、脱
ガス槽の上部に加熱用燃焼バーナを設け、該バーナによ
る燃焼にて槽内の加熱を行うとともに、燃焼排ガスを浸
漬管より排出することを特徴とする真空脱ガス装置の加
熱方法。 2. 鍋内の溶融金属をその上方の脱ガス槽の下部の浸漬
管より脱ガス槽に吸い上げて、減圧下にて該溶融金属を
脱ガス処理する真空脱ガス装置の加熱方法において、脱
ガス槽の上部に設けた加熱用バーナと、該バーナに燃
料、空気、及び酸素を供給するための配管と、該配管の
流量若しくは前記空気と混合してバーナへ供給される酸
素濃度、又は脱ガス槽内温度に基づいて、燃料、空気、
酸素の供給量を制御する演算制御機とを具備することを
特徴とする加熱装置。

【０００７】特開平１−１５９３１２；この発明の要旨
とするところは次の如くである。 (1) 真空脱ガス槽の頂部にバーナーを挿入し該バーナに
供給した燃料を真空脱ガス槽内にて燃焼せしめ、燃焼ガ
スを前記真空脱ガス槽の上部側面に設けられた煙道およ
び下部に設けられた浸漬管の双方に分配して外部へ排出
することを特徴とする真空脱ガス槽の加熱方法。 (2) 前記脱ガス槽がＲＨ真空脱ガス槽であり、前記浸漬
管に分配され導かれた燃焼ガスは該浸漬管または該浸漬
管の下方に配置した容器に連絡した排気連絡管を経て、
前記煙道からの燃焼ガスと合流して煙突または集塵設備
へ導かれることを特徴とする請求項１記載の加熱方法。 (3) 前記煙道および／または排気連絡管を通過する燃焼
ガスのＣＯ成分を０〜１０％の任意の濃度になるように
燃焼調整しながら排出することを特徴とする請求項１ま
たは２記載の加熱方法。

【０００８】かくの如く、従来の真空脱ガス処理槽の槽
加熱装置は、特開昭５４−４８１１は上下に昇降自在
で、しかも左右に旋回自在に支持駆動されたバーナを有
しているものの、その他の従来技術はいずれも、バーナ
が上部より挿入されているものの、燃焼位置が固定され
ており、槽の予熱に最適な位置にバーナが設置されてい
る。この方式の場合、内壁煉瓦の積換え時の乾燥の如
く、比較的低温で、かつ槽内を均一な温度で加熱する場
合、もしくは槽内の特定位置に付着したスプラッシュ地
金を溶解除去する場合等は必ずしも効率よく加熱ができ
なかった。元来、真空脱ガス処理槽の加熱装置として望
ましき用途態様および能力等を列記すると、次の如くで
ある。 (イ) 真空脱ガス処理槽の内壁煉瓦積換時等の待機中の保
熱時間、真空脱ガス処理操業開始前の槽内付着地金の溶
解除去時の補修時間および真空脱ガス処理開始直前の加
熱時間のいずれの場合においても適正温度の加熱が可能
である。 (ロ) 待機中の保熱時間は槽内を１５０℃程度の低温で３
０時間程度連続加熱が可能である。 (ハ) 槽内付着地金の溶解除去時の補修時間は、槽内全域
に亘って短時間で除去が可能である。そのためバーナは
昇降および旋回自在であること。 (ニ) 真空脱ガス処理開始直前の加熱時間の加熱は、槽内
温度を最高１５００〜１５５０℃程度に維持が可能であ
って、処理中の溶鋼温度降下の従来の平均２５℃を１０
℃程度に抑制できること。これが可能であれば転炉の出
鋼温度を従来より約１０℃低減することが可能である。 (ホ) 槽内耐火物の温度差を最小限とし、スポーリングの
緩和により耐火物寿命の延長が可能である。 (ヘ) 槽加熱装置の設備費は可能な限り低廉であって、少
くとも電極加熱方式の１／２以下である。上記の如き要件を満足する真空脱ガス処理槽の加熱装置
が上記従来装置には未だ実現されていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点に鑑み、上記真空脱ガス処理槽の槽加
熱装置として具備すべき要件を具備する槽加熱方法およ
び加熱装置を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による真空脱ガス
槽の槽加熱方法の要旨とするところは次の如くである。
すなわち、 (1) 真空脱ガス処理槽の処理位置および／または待機位
置において、槽頂部から容量ならびに長さの異なる複数
本の昇降、旋回自在のバーナを挿入し、槽内で燃焼せし
め、燃焼ガスを浸漬管もしくは特設煙道から排気するこ
とにより、常に槽内を高温に保持することを特徴とする
真空脱ガス処理槽の槽加熱方法、である。次に本発明の真空脱ガス処理槽の槽加熱装置の要旨とす
るところは次の如くである。 (2) 取鍋に収容された溶鋼を真空処理する真空槽と、前
記真空槽の下部に設けられ溶鋼を上昇および下降せしめ
る環流管と、前記環流管の下方に着脱自在に取付けられ
前記取鍋の溶鋼中に浸漬して該溶鋼を前記真空槽内に上
昇および下降せしめる浸漬管と、前記浸漬管に内蔵され
た管路を通じて該浸漬管内に不活性ガスを吹込むガス吹
込装置と、を有して成る真空脱ガス処理槽において、前
記真空槽の頂部を貫通して槽内で燃焼せしめ該燃焼ガス
を前記浸漬管もしくは特設煙道から強制排気する容量な
らびに長さの異なる複数本の昇降旋回自在のバーナを設
けたことを特徴とする真空脱ガス処理槽の槽加熱装置、
である。

【００１１】本発明の実施例をツインベッセルタイプの
ＲＨ真空脱ガス槽について説明する。図１はツインベッ
セルタイプのＲＨ真空脱ガスの通常の操業中の状態を示
す模式断面図である。溶鋼２を収容した取鍋４の上部に
はスラグ６が浮遊しているが脱ガス槽１４の下方には上
昇浸漬管１２および下降浸漬管１８を具備し、上昇浸漬
管１２内の管路を通じて環流ガス吹込口８からの不活性
の環流ガス１０の吹込みと、脱ガス槽１４内の真空引き
によって取鍋４内の溶鋼２は上昇浸漬管１２を介して脱
ガス槽１４内に吸い上げられ、真空脱ガスされた溶鋼２
は、下降浸漬管１８を介して取鍋４に戻るが、この場
合、必要により脱ガス槽１４の上蓋２０を貫通して槽内
に導入された酸素ランスによる吹製により、脱炭、脱ガ
スされて精錬される。しかし脱ガス槽１４中に吸上げら
れた溶鋼２中の環流ガス１０が激しく遊離上昇するの
で、その際溶鋼２はスプラッシュとして飛散し、脱ガス
槽１４の内壁に付着する。真空脱ガス処理終了した溶鋼
２は連続鋳造装置に搬送され鋳片に鋳造される。

【００１２】真空脱ガス処理を終了した脱ガス槽１４
は、槽移動台車２２により軌道上を移動して待機位置に
入る。待機位置に入った脱ガス槽１４は、上蓋２０を貫
通して槽内に導入された予熱バーナ２４Ａにより、液化
石油ガス（ＬＰＧ）を燃焼し、同時に予熱バーナ２４Ａ
から空気もしくは酸素を噴射して、内壁に堆積している
地金２６を溶解して落下させる。そのために、浸漬管１
２、１８の下方には図２に示す如く地金回収容器２８を
おき、落下地金２６を回収する。この場合の予熱バーナ
２４Ａを燃焼せしめた排ガス３０は、浸漬管１２および
１８に密着させた地金回収容器２８を介してファン３
２、エジェクター３７により排気ダクト３４を通じて強
制排気される。この高温排ガス排気の代りに、排ガスを
稀釈空気やミスト等で冷却した後ファンで直接吸引排気
してもよい。

【００１３】地金除去作業中の真空脱ガス槽に代って、
例えば新規ライニング積替後、十分加熱して昇温した他
の真空脱ガス槽１４を、待機位置から処理位置に移動
し、次の真空脱ガス操業を実施するが、本発明による加
熱装置による加熱方法について説明する。本発明による
真空脱ガス処理槽の槽加熱に使用する複数本のバーナ
が、３本の場合について、用途別仕様実施例を示すと表
１のとおりである。

【表１】

【００１４】表１の示す如く、補助バーナ２４Ｃは容量
最も小さく、長さも短く、例えば新規ライニング積替後
の脱ガス槽１４を１５０℃程度の温度で１５〜３０時間
保持し乾燥するのに使用する。予熱バーナ２４Ａは容量
が最大であって長さも最も長く、補助バーナ２４Ｃの次
に使用するバーナであって、例えば補助バーナ２４Ｃで
乾燥後、次第に温度を上げて７００〜８００℃以上にな
り、予熱バーナ２４Ａが安全的に燃焼できる温度域に達
すると、補助バーナ２４Ｃを引込めて予熱バーナ２４Ａ
のみで昇温する。保熱バーナ２４Ｂは、真空脱ガス処理
の最初のヒートが終了して、次のヒートに移る中間の待
ち時間等において、槽内温度の低減に対処して、例えば
処理中に失われた温度降下の最も大きい上蓋近傍を加熱
する。この種のバーナは、表１の実施例では長さが２.
５ｍと短いが、下部槽と中部槽の境界付近に地金の付着
が最も多いので、処理時間の中間において地金落しを実
施する場合もあり、予熱バーナ２４Ａと同様に６.５ｍ
と長くしてもよい。バーナ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃはい
ずれも昇降、旋回装置３８を介して昇降、旋回自在であ
る。このような処理時間の中間において保熱バーナ２４
Ｂを燃焼させる場合は、槽移動台車２２に設けたフード
３６にて吸引し、排ガスを建屋外へ放出する。

【００１５】

【作用】かくの如く、本発明はＲＨ脱ガス処理槽の新規
ライニング積換時は容量の最も小さいバーナ２４Ｃにて
長時間乾燥した後、徐々に温度を上げて７００〜８００
℃以上の高温からはバーナ２４Ｃを引込めて、最も容量
の大なる２４Ａにて最高温度１５５０℃まで加熱するこ
とは当然であるが、通常の操業時においては処理位置お
よび／または待機位置において、中容量のバーナ２４Ｂ
によって、最も内壁温度降下の大なる部位を中心に保熱
のための加熱を行い、更に脱ガス処理の中間時間でも特
に地金付着の甚しい部位の地金溶解を行い、また数ヒー
トの脱ガス処理を行った後、地金除去作業のために待機
させた後は、容量最大のバーナ２４Ａを有効に使用して
槽内全域に亘り迅速に付着地金の溶解除去を遂行できる
等、従来のかかるバーナによる内壁加熱において例を見
ない多目的に有効に使用することができる。

【００１６】

【実施例】ＲＨ真空脱ガス処理槽の操業前後の従来法に
よる槽耐火物温度を測定し、これと対比するために、本
発明法による槽加熱による同一測定個所の耐火物温度を
測定し、温度履歴を比較した。図３はＲＨ真空脱ガス処
理槽の温度測定部位を示し、ａ：浸漬管内側耐火煉瓦内ｂ：下部槽内側耐火煉瓦内ｃ：中部槽内側耐火煉瓦内ｄ：上部槽内側耐火煉瓦内図４、図５は、それぞれ、従来法および本発明法による
予熱終了後の経過時間による槽内各部の温度履歴を示す
線図である。図４、図５のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの山は予熱終
了後連続して実施した真空脱ガス処理時のそれぞれ浸漬
管内側耐火煉瓦内で測定した温度変化である。また、図
４、図５において、ｌ₁：予熱終了から脱ガス処理時間開始までの時間
(Hr) ｌ₂：脱ガス処理時間 (Hr) ｌ₃：槽補修時間 (Hr) ｌ₄：待機時間 (Hr) ｌ₅：槽加熱時間 (Hr) 図４、図５の比較から明らかな如く、従来法による場合
は、予熱の最高温度は１３００℃であり、処理時間中お
よび処理後の補修時間、待機時間中も若干のバーナ加熱
により保温があるものの、ｂ部で１１００℃、Ｄ部では
１０００℃近くまで冷却しており、時間の経過と共に、
Ｄ部では９００℃程度まで温度降下しており、処理溶鋼
の保有熱量が耐火煉瓦の加熱に使用され、従って溶鋼温
度が急激に降下する。

【００１７】一方、本発明法による場合は図５に示す
如く、予熱温度の最高は１５５０℃であり、かつ次の脱
ガス処理開始に先立ち、約１時間加熱してａ部が１５５
０℃に上昇して脱ガス処理を開始し、処理中も中容量の
バーナ２４Ｂによって保熱のための加熱を行うので、
ｂ、ｃ部では１５００℃程度を維持し、最も温度の低い
上部槽ｄ部でも１４８０℃程度を維持することができ、
処理溶鋼の温度降下を、従来の２５℃から僅かに１０℃
の温度降下に抑制することができた。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上記の如き構成と作用を有する
ので次の如き効果を挙げることができた。 (イ) 処理位置および／または待機位置において、槽内温
度を最高１５００〜１５５０℃程度に維持することが可
能であるので、処理溶鋼の温度降下は従来は平均２５℃
であったが、本発明の適用により平均１０℃に低減する
ことができ、その結果転炉出鋼温度を約１０℃低下させ
ることが可能となり、耐火物原単位の低減が期待でき
る。 (ロ) (イ)により内壁温度の上昇により地金およびスラグ
付着量が著しく減少した。例えば、従来の地金付着量が
０.６ｔ／1チャーシ゛に対し、本発明適用により０.１ｔ／1チ
ャーシ゛となり、脱ガス槽の連続使用回数は従来の６倍とな
った。 (ハ) 容量の大小、長さの長短の複数のバーナを効果的に
使用できるので、槽内付着地金の溶解除去作業効率が向
上し、１時間で最大１０ｔの除去が可能であり、しかも
槽内全域に亘り可能となり、これを従来法に比較すると
１時間最大除去量で約５倍であり、しかも従来は除去困
難な部位もあり、著しい改善である。 (ニ) 本発明による脱ガス処理槽の加熱方法によれば、槽
内耐火物の加熱温度差が極めて小であるので、槽内耐火
物のスポーリングによる破損はきわめて少く、耐火物の
寿命を延長することが可能となり、従って耐火物コスト
を約１０％低減できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ツインベッセルタイプのＲＨ真空脱ガス処理槽
の脱ガス処理中の本発明によるバーナーによる槽加熱状
況を示す模式断面図である。

【図２】ＲＨ真空脱ガス処理槽の脱ガス処理終了後槽内
壁に堆積した地金を本発明により溶解除去する状況を示
す模式断面図。

【図３】本発明の実施例と従来例との比較試験における
ＲＨ脱ガス槽の検温位置を示す断面図である。

【図４】従来法による予熱終了後の経過時間における図
３に示す各検温位置における温度履歴を示す線図である

【図５】本発明法による予熱終了後の経過時間における
図３に示す各検温位置における温度履歴を示す線図であ
る。

【符号の説明】

２溶鋼４取鍋６スラグ８環流ガス吹込口１０環流ガス１２上昇浸漬管１４脱ガス槽１８下降浸漬管２０上蓋２２槽移動台車２４Ａ予熱バーナ２４Ｂ保熱バーナ２４Ｃ補助バーナ２６付着地金２８地金回収容器３０排ガス３２ファン３４排気ダクト３６フード３７エジェクター３８旋回、昇降装置

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【手続補正書】

【提出日】平成４年９月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【図１】

【図２】

【図４】

【図５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野口勝弘岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内ノク゛チマサヒロ (72)発明者横山康雄岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内ヨコヤマヤスオ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空脱ガス処理槽の処理位置および／ま
たは待機位置において、槽頂部から容量ならびに長さの
異なる複数本の昇降、旋回自在のバーナを挿入し、槽内
で燃焼せしめ、燃焼ガスを浸漬管もしくは特設煙道から
排気することにより、常に槽内を高温に保持することを
特徴とする真空脱ガス処理槽の槽加熱方法。
【請求項２】取鍋に収容された溶鋼を真空処理する真
空槽と、前記真空槽の下部に設けられそれぞれ溶鋼を上
昇および下降せしめる環流管と、前記環流管の下方に着
脱自在に取付けられ前記取鍋の溶鋼中に浸漬して該溶鋼
を前記真空槽内に上昇および下降せしめる浸漬管と、前
記浸漬管に内蔵された管路を通じて該浸漬管内に不活性
ガスを吹込むガス吹込装置と、を有して成る真空脱ガス
処理槽において、前記真空槽の頂部を貫通して槽内で燃
焼せしめ該燃焼ガスを前記浸漬管もしくは特設煙道から
強制排気する容量ならびに長さの異なる複数本の昇降旋
回自在のバーナを設けたことを特徴とする真空脱ガス処
理槽の槽加熱装置。