JPH08283831A - 溶融金属の真空精錬装置 - Google Patents

溶融金属の真空精錬装置

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JPH08283831A
JPH08283831A JP7084032A JP8403295A JPH08283831A JP H08283831 A JPH08283831 A JP H08283831A JP 7084032 A JP7084032 A JP 7084032A JP 8403295 A JP8403295 A JP 8403295A JP H08283831 A JPH08283831 A JP H08283831A
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JP
Japan
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vacuum
lid
cover
inner lid
slag
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Withdrawn
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JP7084032A
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English (en)
Inventor
Kensuke Shimomura
健介 下村
Masaru Sadachika
優 貞近
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空精錬時のスプラッシュによる地金・スラ
グの付着しにくい或いは付着しても自然に落下するかも
しくは容易に剥離しやすい真空蓋及び中蓋を有する精錬
装置を提供することを目的とする。 【構成】 炉体上部の炉口部に、真空排気装置に接続し
たダクトを有する真空蓋を直接被せ、この真空蓋の内部
で炉口からのスプラッシュを受ける位置に中蓋を設けて
なる溶融金属の真空精錬装置において、中蓋を含む真空
蓋が、水冷構造である、真空蓋内面及び中蓋表面が
平滑である、真空排気装置接続ダクト、合金投入孔、
中蓋背面を除く真空蓋内側の他の部分を、地金・スラグ
が自然落下しやすい垂直より大きい角度とする、炉口
部内径d<中蓋の最大径Dである、中蓋外周の実質的
な上端位置が、炉口部内周と中蓋外周を結ぶ接線より内
側に位置する、の各条件を満たすようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属の真空精錬装
置、特に、溶鋼の真空精錬時にスプラッシュによる地金
・スラグの付きにくくかつ付着しても自然落下しやすい
真空蓋及び中蓋を有する精錬装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、炉体底部側に底吹攪拌用の羽口
を備え、炉体上部の炉口部に、真空排気装置に接続する
ダクトを有する真空蓋を直接被せた構造の溶鋼の真空精
錬装置は良く知られている。この精錬装置を用いて溶鋼
の真空精錬を行う場合、炉内を真空排気装置にて減圧
し、Ar等のガスを吹き込んで攪拌し精錬を行うが、こ
のような減圧下でのガス吹き込み精錬においては、溶鋼
スプラッシュの発生が多く、地金・スラグの真空蓋等へ
の付着が大きな問題となっている。
【0003】溶鋼スプラッシュによる地金・スラグの問
題に対処するために、真空蓋内部における炉口を臨む位
置に耐火物製の中蓋を吊り下げ設置し、これによってス
プラッシュの飛散を防ぐとともに、炉内からの熱輻射も
遮蔽するようにした精錬装置が提案されている(特開平
2−305916号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
2−305916号公報に示すような中蓋及び真空蓋
は、鋼構造の耐火物内張製であって断熱性が大であるた
め、付着した地金・スラグが冷却・収縮しににく、むし
ろスラグと反応融着しやすいため、一旦付着した地金・
スラグを除去することが困難である。例えば、この従来
例に近い精錬装置として図4に示すものが考えられる
が、これでは操業時に中蓋22の下面や真空蓋21の内
側面にスラグ(地金含有)が多量に付着し、作業者によ
る頻度の多いスラグ落とし作業が必要であった。また、
この頻繁なスラグ落とし作業は、耐火物内張の損耗も招
き、真空蓋及び中蓋の交換頻度も高かった。更に、排ガ
ス温度も高く、真空排気装置における冷却設備も充分な
能力のものが必須であった。なお、この作業者によるス
ラグ落し作業は、作業負荷の面のみならず、安全の観点
からも好ましい作業ではない。
【0005】本発明は、上述した従来の精錬装置の問題
点を解決し、真空精錬時のスプラッシュによる地金・ス
ラグの付着しにくい或いは付着しても自然に落下するか
もしくは容易に剥離しやすい真空蓋及び中蓋を有する精
錬装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の要旨は、次の通りである。すなわち、底吹攪
拌用の羽口を備えた炉体上部の炉口部に、真空排気装置
に接続したダクトを有する真空蓋を直接被せ、この真空
蓋の内部における炉口からのスプラッシュを受ける位置
に中蓋を設けてなる溶融金属の真空精錬装置において、
中蓋を含む真空蓋が下記の〜の条件を満たすことを
特徴とする溶融金属の真空精錬装置である。 水冷構造であること 真空蓋内面及び中蓋表面が、凹凸や引っ掛かりのない
平滑な状態であること。 真空排気装置接続ダクト、合金投入孔、中蓋背面を除
く真空蓋内側の他の部分を、地金・スラグが自然落下し
やすい垂直より大きい角度を有する面で構成すること。 炉口部内径d<中蓋の最大径Dであること。 中蓋外周の実質的な上端位置、即ち、中蓋外周面の角
度が垂直以上から垂直未満に変わる位置のA点が、炉口
部内周と中蓋外周を結ぶ接線Bより内側に位置するこ
と。
【0007】
【作用】真空を形成する真空蓋の内面及び中蓋の表面
が、段差、継ぎ目、ボルト頭部等の凹凸や引っ掛かりの
ない滑らかな面で構成され、かつ、少なくとも真空蓋の
内側面や中蓋の側面を可及的に自然落下しやすい垂直よ
り大きい角度に形成しているので、スプラッシュによる
地金・スラグが付着しににく、また、付着しても自然落
下もしくは何等かの衝撃で容易に落下しやすくなってい
る。更に、中蓋の側面部から上面(裏面)に地金、スラ
グが廻り込み、これが連続して付着するようになると、
自然落下が困難になる。これを中蓋外周の実質的な上端
位置A点が、炉口部内周と中蓋外周を結ぶ接線Bより内
側に位置する構造とすることにより、中蓋側面から上面
に地金、スラグが廻り込む頻度が著しく減少するという
メリットがある。
【0008】なお、本発明において、真空蓋内面及び中
蓋表面を平滑な状態にするということは、表面に段差・
継ぎ目・ボルト頭部等の凹凸や引っ掛かりのない滑らか
な状態であって、仕上げ面が溶接ビードの如き引っ掛か
りがないように仕上げることを意味する。換言すれば、
通常の製缶物におけるグラインダー仕上げなどのレベル
で十分であり、必ずしも機械加工での仕上げや研磨は必
要としない。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
するが、その前に本発明の精錬装置を発明するに至った
経緯を図3の比較例装置を用いて述べる。図3の精錬装
置は、図4の装置を改良して真空蓋11及び中蓋12の
両方を、水冷可能な構造にしたものであり、真空蓋11
と中蓋12にそれぞれ冷却水の給排水用の入口13a、
13bと出口14a、14bを設けて、冷却水が内部を
循環し得る構造にしている。なお、この水冷構造を採用
する場合、漏水時に炉内の溶融金属内に冷却水が巻き込
まれると、水蒸気爆発を起こす恐れがあるので、漏水検
知のため冷却水の圧力・流量を監視、あるいは真空排気
装置に質量分析計を設置し排ガス中の水分や水素を監視
することが望ましい。
【0010】図3のような真空蓋11や中蓋12を採用
した場合には、水冷化によりスラグ(若干地金も含有)
は落ちやすくなったが、真空蓋の着脱の衝撃では完全に
は落下せず、作業員によるスラグ落とし作業が必要であ
った。これは中蓋側面12aがほぼ垂直で角があり、し
かも真空蓋の内側面11aもほぼ垂直であることから、
その部分のスラグが自然もしくは衝撃によって落下しに
くいためであることが知見された。
【0011】この知見に基づき本発明においては、図1
のような精錬装置を発明した。即ち、図3に示すと同様
の水冷構造を真空蓋1及び中蓋2に採用すると同時に、
真空蓋1の内面(真空部を形成する側の面)及び中蓋2
の表面、特に側面と下面を凹凸や引っ掛かりのない滑ら
かな面とし、真空蓋1内側に位置する面、すなわち、そ
の内側面1aを垂直ではなく、それよりも大きな角度
で、蓋下部側が広がるようにテーパ状とし、また、中蓋
2の側面2aも垂直でなく下部側に向かうに従い径が狭
くなる角度としている。
【0012】加えて、図2の拡大図にも示すように、中
蓋2には角が存在しないようにするため隅部にR部を設
けると共に、精錬炉3の炉口部を遮蔽するように、中蓋
2の最大径Dは炉口部内径dより大とし、かつ、中蓋2
外周の実質的な上端位置、すなわち、外周面の角度が垂
直以上から垂直末満になる位置のA点が、炉口部内周と
中蓋外周を結ぶ接線Bより内側に位置するように構成す
る。なお、真空蓋1及び中蓋2ともに、その構造は内部
に冷却水を流す通路と、その表面を被覆する鉄皮から構
成される。
【0013】[操業例]図1の本発明に係る装置にした
がって溶鋼の精錬操業を行った結果を次に示す。また、
比較として図3及び図4の装置による精錬操業も併せて
示す。
【0014】[共通条件] 適用設備:60ton AOD炉の真空精錬用蓋 適用条件:ステンレス鋼の精錬の末期10min に真空処
理を適用(その他の精錬期間は真空蓋と別の大気精錬用
集塵フードを適用) [結果] ・スラグ(含地金)付着状況と交換頻度: (a)図1では、付着は多くなかったが、付着しても真
空蓋着脱時及び待機位置での振動でスラグはほとんど自
然落下し、作業員によるスラグ落とし作業は皆無であっ
た。真空蓋及び中蓋は3炉代1074チャージ交換無し
で全く問題なかった。 (b)図3では、スラグの自然落下もある程度認められ
たが、全部は落下せず、5〜6チャージに1回、4〜5
min 程度、作業員によるスラグ落とし作業が必要であっ
た。スラグが自然落下しない部分は、主に中蓋側面と真
空蓋側面であった。 (c)図4では、中蓋下面及び真空蓋内側面に激しいス
ラグ付着が認められ、平均3チャージに1回、5〜10
min の作業員によるスラグ落とし作業が必要であった。
また、310チャージに1回の頻度で真空蓋及び中蓋の
交換が必要であった(交換時間6時間)。
【0015】・排ガス温度(真空蓋フランジから約3m
の位置における1チャージ処理内での最高温度): (a)図1では800℃以下、(b)図3では800℃
以下、(c)図4では920℃であった。
【0016】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の精錬装置に
よれば、スプラッシュによるスラグ・地金の付着が多く
なく、しかも付着しても自然落下或いは操業時の衝撃に
より容易に落下するため、真空蓋及び中蓋のスラグ落と
しの作業はほとんど必要なく、その結果交換頻度も著し
く減少する。併せて水冷化による排ガス温度も低下する
ため、真空排気装置の冷却設備の簡略化も可能となり、
設備面でのメリットも大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る精錬装置の実施例を示す断面説明
図。
【図2】図1におけるa部詳細図。
【図3】本発明を発明するに至った段階で考えられる水
冷構造の真空蓋及び中蓋を有する精錬装置の断面説明
図。
【図4】従来の耐火物構造の真空蓋と中蓋を有する精錬
装置の断面説明図。
【符号の説明】
1,11 水冷真空蓋 2,12 水冷中蓋 3 精錬炉 4 真空蓋用冷却水入口 5 真空蓋用冷却水出口 6 中蓋用冷却水入口 7 中蓋用冷却水出口 21 耐火物内張り真空蓋 22 耐火物内張り中蓋

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底吹攪拌用の羽口を備えた炉体上部の炉
    口部に、真空排気装置に接続したダクトを有する真空蓋
    を直接被せ、この真空蓋の内部で炉口からのスプラッシ
    ュを受ける位置に中蓋を設けてなる溶融金属の真空精錬
    装置において、中蓋を含む真空蓋が下記の〜の条件
    を満たすことを特徴とする溶融金属の真空精錬装置。 水冷構造であること。 真空蓋内面及び中蓋表面が、凹凸や引っ掛かりのない
    平滑な状態であること。 真空排気装置接続ダクト、合金投入孔、中蓋背面を除
    く真空蓋内側の他の部分を、地金・スラグが自然落下し
    やすい垂直より大きい角度を有する面で構成すること。 炉口部内径d<中蓋の最大径Dであること。 中蓋外周の実質的な上端位置のA点が、炉口部内周と
    中蓋外周を結ぶ接線Bより内側に位置すること。
JP7084032A 1995-04-10 1995-04-10 溶融金属の真空精錬装置 Withdrawn JPH08283831A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998038343A1 (fr) * 1997-02-28 1998-09-03 Nippon Steel Corporation Four de fusion a pression reduite
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CN102192654A (zh) * 2010-03-04 2011-09-21 杭州杭锅工业锅炉有限公司 矿热炉炉盖余热锅炉冷却及余热利用系统

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Effective date: 20020702