JPH11209816A - 転炉出鋼孔からのスラグ流出防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出鋼時間の延長をもたらすこと無く、取鍋内
に流入するスラグを大幅に低減する。 【解決手段】 転炉の出鋼孔径より大きな径を持ち、溶
鋼とスラグの間の比重を有する耐火性物体を出鋼中に転
炉炉内に装入することにより前記出鋼孔からのスラグの
流出を防止する方法において、前記耐火性物体が、逆円
錐状又は逆角錐状で、しかも、該耐火性物体の上面と側
周面のなす角度を５度〜４０度とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の精錬工程にお
いて、転炉から取鍋へ溶鋼を出鋼する際に、取鍋に流出
するスラグ量を削減する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】転炉から取鍋への出鋼時に転炉内のスラ
グが取鍋へ流出する。この取鍋に流出したスラグは酸化
鉄や酸化マンガンを含むので次工程である取鍋精錬工程
や鋳造工程において溶鋼中のＡｌ，Ｓｉ等の合金添加成
分を酸化し合金成分の酸化ロスを生じている。また、そ
の時に生成する酸化アルミニウム等の介在物は成品欠陥
の原因となる。そこで取鍋へのスラグの流出を極力減少
する対策がこれまで開発されてきた。

【０００３】例えば、出鋼中にボ−ル状の物質を転炉炉
内に装入しこれが出鋼孔にはまり込むことによりスラグ
カットを行うもの（特開平１−２６３２１５号公報）
や、図４に示すように、板状体１０の上面に吊り下げフ
ック１１を有し、下面中央部に半円状の突起誘導体１２
を有する金属ブロック１３を、出鋼孔の上方のスラグと
溶鋼との間に吊保持して、溶鋼流出孔から流出する溶鋼
に発生する渦流を防止し、更に、溶鋼流出完了時に前記
溶鋼流出孔を閉塞してスラグカットを行うもの（実開平
６０−１４６３００号公報）等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば、処理能力３５
０ｔ、出鋼孔２５０mmの転炉においては、前記特開平１
−２６３２１５号公報で提案のスラグボ−ルを使用する
と、該スラグボ−ルの大きさは出鋼孔から流出しない大
きさである２５０mm以上（３５０mm程度）のものが使用
される。また、転炉内のスラグ厚は吹錬する鋼種によっ
ても多少異なるが概ね２００mm程度である。

【０００５】このため、転炉内の残留溶鋼が１５０mm程
度になると、溶鋼が転炉内に残留している内にスラグボ
−ルが出鋼孔にはまり込み出鋼速度が著しく低下、出鋼
時間の延長を余儀なくされることがある。これは特に高
生産転炉においては好ましからざる事態である。また、
実開平６０−１４６３００号公報で提案の、板状体１０
の下面中央部に半円状の突起誘導体１２を有する金属ブ
ロック１３の場合においては、板状体１０の下面の突起
誘導体１２の付け根部１８の部分で、溶鋼に発生してい
る渦流に乱れが発生することから、転炉内の吊保持する
ことなく転炉の溶鋼上に浮遊させた場合においては前記
金属ブロック１３が前後左右に移動し、出鋼末期におい
て確実にスラグの流出を防止する事が出来ない問題を有
するものであった。本発明は、出鋼時間の延長をもたら
すこと無く、転炉の出鋼孔から流出するスラグを確実に
防止することを課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、その手段１は、転炉の
出鋼孔径より大きな径で、溶鋼とスラグの間の比重を有
する耐火性物体を出鋼中に転炉炉内に装入することによ
り、前記出鋼孔からのスラグの流出を防止する方法にお
いて、前記耐火性物体が、逆円錐状又は逆角錐状で、し
かも、該耐火性物体の上面と側周面のなす角度を５度〜
４０度とするものである。また、手段２は、前記耐火性
物体の上面の径を前記出鋼孔径の１．２倍以上とするも
のである。更に、手段３は、前記耐火性物体に加えて、
出鋼完了時にスラグが流出すると直ちに前記出鋼孔内に
高圧の不活性ガスを吹き込んでスラグの流出を防止する
方法と併用するものである。

【０００７】前記逆円錐状又は逆角錐状とは、逆円錐、
逆角錐及びその台形状のものを含むものである。また、
前記逆円錐台、逆角錐台としては角数が多い方が好まし
い。更には、耐火性物体の上面には突起物が無いように
する必要があり、逆円錐、逆角錐、逆円錐台、逆角錐台
のものをそのまま使用しても良いが、後述するように、
逆円錐、逆角錐、逆円錐台、逆角錐台の上面に平板を設
けると、外周部の溶損がなくなり、耐火性物体を健全な
状態で複数回繰り返し使用することが可能となり好まし
い。

【０００８】

【作用】出鋼中に出鋼孔上方に位置する転炉炉内溶鋼は
渦流を生成する。これは転炉内溶鋼が出鋼孔から落下す
る時に不可避的に生じるものである。この時に溶鋼上に
浮いているスラグが巻き込まれて取鍋に流出する。この
スラグ巻き込みを防止するために溶鋼とスラグの間の比
重を持つ耐火性物体を溶鋼とスラグの間に浮かべること
が有効である。即ち、溶鋼とスラグの間（好ましくは溶
鋼とスラグの中間の比重）の比重を持つ耐火性物体は、
溶鋼より上方かつスラグより下方、即ち、溶鋼とスラグ
の間に浮遊する。

【０００９】スラグ巻き込みは、溶鋼の上面が渦流によ
り凹みを生じ、その凹み部にスラグが捕らえられ溶鋼と
共に出鋼孔を通して取鍋へ流れ落ちることにより発生す
るものである。そこで、その凹み部に耐火性物体を浮遊
静置させることによりスラグが溶鋼の凹み部に捕らえら
れることを防止できる。しかし、単なる平坦な平板では
出鋼中の溶鋼の揺動等の影響で、該平板が出鋼孔の直上
に静置せずに移動してしまい、スラグ巻き込みの防止に
寄与しなくなることがある。

【００１０】そこで、この耐火性物体を逆円錐、逆角
錐、逆円錐台、逆角錐台にすることにより、出鋼孔の直
上の溶鋼の渦流の凹み部に耐火性物体が静置され、スラ
グ巻き込みの防止を確実に向上することが可能である。
これは、耐火性物体が溶鋼の凹み部に静置されると容易
には移動できないためである。即ち、逆円錐状の溶鋼の
凹み部に逆円錐、逆角錐、逆円錐台、逆角錐台の耐火性
物体が落ち込むと、該耐火性物体には逆円錐状の溶鋼渦
流を乱す部分もないことから、この渦流の凹み部から脱
出するためには重力に逆らって上方に移動する必要があ
るからである。

【００１１】以下図面によって詳細に説明する。図１
（ａ）は円錐状耐火性物体を示す簡略図であり、図１
（ｂ）は円錐状耐火性物体の上面と側周面がなす角度α
と出鋼時間のを示す図であり、図１（ｃ）は円錐状耐火
性物体の上面と側周面がなす角度αと取り鍋スラグ厚の
関係を示す図である。

【００１２】ここで、図１（ａ）に示すその逆円錐（又
は、逆角錐、逆円錐台、逆角錐台）の上面と外周面がな
す角度αが重要になる。即ち、図１（ｂ）に示すように
角度αが４０度超の場合は、該耐火性物体の重心が下方
になり溶鋼中での安定性は良好となるが、耐火性物体の
厚さが厚くなり、前記スラグボ−ルと同様に出鋼末期に
出鋼孔に早期に嵌まり込み出鋼時間の延長をもたらす。
そこで、角度αを４０度以下の鈍いものとする必要があ
る。しかし、角度αを５度未満とすると該耐火性物体の
厚さが薄くなり、出鋼孔に嵌まり込むタイミングが遅く
なり、出鋼時間の延長はなくなるが、該耐火性物体の重
心が上方になって耐火性物体の静置効果を得ることが出
来なくなり、図１（Ｃ）に示すように取鍋内スラグ量が
多くなると共にその流出バラツキも大きくなる。これ
は、角度αが５度未満ではほとんど平坦な板状と同様と
なり、溶鋼の渦の凹み部に安定して静置できず耐火性物
体の移動によりスラグ巻き込みの防止効果が減少すると
共にその効果にばらつきが生じるものと思われる。

【００１３】図２（ａ）は図１（ａ）と同様の円錐状耐
火性物体を示す簡略図であり、図２（ｂ）は円錐状耐火
性物体上面の径と出鋼時間との関係を示す図でありる。
図２（ａ）に示す耐火性物体、即ち、逆円錐の上面の径
の大きさは、少なくとも出鋼孔径の１．１倍以上である
ことが必要であるが、１．２倍以上とする事が好まし
い。即ち、図２（ｂ）に示すように出鋼孔径の１．１倍
未満では出鋼孔にはまり込む確率が急激に増加して出鋼
時間延長をもたらし、１．２倍以上にすると出鋼時間も
安定するために好ましい。しかし、耐火性物体の上面の
径の自乗に比例して該耐火性物体の重量が増加し制作コ
ストも上昇するので、２倍以下が望ましい。又、耐火性
物体の厚みも特に必要条件は無いが、制作コストの安価
化の面から薄いものが望ましい。

【００１４】更に耐火性物体の使用に加えて出鋼完了時
にガス吹込式のスラグカットを実施すると、取鍋流出ス
ラグ厚を５０ｍｍ以下まで極小化する事が可能である。
これは、耐火性物体のみでは、溶鋼に発生する渦流中に
スラグが巻き込まれる事を防止する効果は有るものの、
出鋼完了時に転炉を傾動復帰させるときに耐火性物体が
出鋼孔からずれるので、出鋼孔から流出するスラグを止
めることができないためであり、このスラグ流出をガス
吹込により防止する事が可能となる。これにより出鋼時
間延長することなくスラグ厚の極小化が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、３４０ト
ン／チャ−ジの容量で出鋼孔径２５０ｍｍの転炉にて吹
錬を行い、３３０〜３４０トンの溶鋼及び、２０〜２５
トンのスラグを生成し出鋼を行った。そして、直径３８
０ｍｍの円板７ａとその下面に設けた前記角度αが４５
度の逆円錐７ｂで構成した比重４．５ｋｇ／ｃｍ³ （溶
鋼の比重は７．０ｋｇ／ｃｍ³ 、スラグの比重は３．０
ｋｇ／ｃｍ³ である）の円錐耐火性物体を装入すると共
に、ガス吹込式スラグカット装置を使用して取鍋へのス
ラグ流出量を測定し評価した場合について説明する。

【００１６】図３において転炉１を傾動させて転炉炉内
の溶鋼３を取鍋５に出鋼を開始する。この時、スラグ２
の取鍋への流出量を削減するため円錐耐火性物体７を炉
内に装入する。該円錐耐火性物体７は出鋼孔４から流出
する溶鋼流により出鋼孔４の直上の溶鋼３の上部の凹み
部に静置する。また、出鋼終了時にはガス吹込式スラグ
カット装置６を使用して取鍋へのスラグ流出を防止す
る。ガス吹込式スラグカット装置６は、不活性ガスを噴
出するノズルとこれを支持するア−ム、ア−ムを回転さ
せる軸から成り、軸は転炉炉体に装着されている。さら
に、遠隔操作によりア−ムを回転させノズルが出鋼孔内
に装入されるように構成されている。また、ア−ムが回
転すると高圧の不活性（窒素）ガスがノズルから噴出す
る仕組みとなっている。

【００１７】円錐耐火性物体７は、転炉出鋼時間の後半
に炉内に装入することにより出鋼末期に出鋼孔４の直上
に静置させる。また、ガス吹込式スラグカット装置６は
出鋼完了時に動作させる。出鋼孔から取鍋へのスラグ流
出を確認して、ガス突出ノズルを出鋼孔４に差し込むと
同時に圧力１２〜１５ｋｇ／ｃｍ² の窒素を出鋼孔内に
噴出する。ガス突出ノズルは転炉炉体に接続された軸を
中心に遠隔操作で回転させて出鋼孔に導入する。また、
円錐耐火性物体７は、鉄製の芯金の周囲をアルミナ−シ
リカ系の不定形の耐火物で１５mm被覆することで実施し
ている。形状は上面の直径３８０ｍｍの逆円錐であり、
最大厚みが１００ｍｍ、上面と側周面のなす角度αは１
５度である。

【００１８】

【実施例】本発明の例、比較例、従来例を表１に従って
説明する。表１中、本発明例１〜３は上面の径が出鋼孔
径比（円錐状耐火性物体上面径／出鋼孔径）１．５倍の
円錐状耐火性物体及びガス吹込式スラグカット装置を使
用してスラグの流出防止を図ったものであり、出鋼時間
の延長なくスラグ厚を５０ｍｍ以下に低減出来た。ま
た、本発明例４〜６は出鋼孔径比２．０倍の径の円錐状
耐火性物体及びガス吹込式スラグカット装置を使用して
スラグの流出防止を図ったものであり、出鋼時間の延長
なく、スラグ厚を５０ｍｍ以下に低減出来た。

【００１９】本発明例７〜８は出鋼孔径比１．１倍の径
の円錐状耐火性物体及びガス吹込式スラグカット装置を
使用したものであり、スラグ厚を５０ｍｍ以下に低減出
来たが、上記本発明例１〜６に比較して出鋼時間がやや
延長している。本発明例９〜１０は、円錐状耐火性物体
のみを使用したもので出鋼時間延長はないが、スラグ厚
みが本発明例１〜８に比較してやや増加した。

【００２０】

【表１】

【００２１】更に、比較例１〜３は、円錐状耐火性物体
の上面の径を２５０ｍｍと出鋼孔径と同等としたもので
あり、スラグ厚みは低減出来たが、出鋼時間の延長をも
たらした。比較例４〜５は、円錐状耐火性物体の上面の
径を２００ｍｍと、出鋼孔径より小さくしたものであり
スラグ厚みを低減不出来なかった。比較例６は、円錐状
耐火性物体の比重を３．０と、スラグと同等にしたもの
でありスラグ厚みを低減出来なかった。また、円錐状耐
火性物体の比重を７．０以上とすると溶鋼よりも重くな
り、円錐状耐火性物体が溶鋼中に沈んでしまうのでスラ
グの流出防止能力がないので表１には記載しなかった。

【００２２】比較例７は、円錐状耐火性物体の上面と側
周面がなす角度αを４５度にしたものである。スラグ厚
みは低減可能であるが、出鋼時間の延長をもたらした。
また、比較例８は、円錐状耐火性物体の上面と側周面が
なす角度αを０度、即ち平坦な板状体としたものであり
スラグ厚みを低減で出来なかった。従来例１〜３はスラ
グボ−ルのみを使用したもので出鋼時間が大幅に延長し
た。以上説明したように、本発明例のは出鋼時間の延長
なくスラグ厚の低減が可能であり良好である。

【００２３】

【発明の効果】本発明により転炉から取鍋へ流出するス
ラグ量を安価で、しかも、簡便にして、出鋼時間の延長
無しに大幅に低減することが可能となり、これにより、
転炉の生産能率を阻害すること無く、取鍋スラグによる
合金成分の酸化ロスの削減によるコスト削減や、溶鋼中
アルミニウム分の再酸化による溶鋼中介在物の生成抑制
による成品品質の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は円錐状耐火性物体を示す簡略図。
（ｂ）は円錐状耐火性物体の上面と側周面がなす角度α
と出鋼時間のを関係を示す図。（ｃ）は円錐状耐火性物
体の上面と側周面がなす角度αと取り鍋スラグ厚の関係
を示す図。

【図２】（ａ）は円錐状耐火性物体を示す簡略図。
（ｂ）は円錐状耐火性物体上面の径と出鋼時間との関係
を示す図。

【図３】転炉からの出鋼状況を示す模式図。

【図４】従来の耐火性物体を示す簡略図。

【符号の説明】

１：転炉本体 ２：スラグ ３：溶鋼 ４：出鋼孔 ５：取鍋 ６：ガス吹込式スラグカット装置 ７：円錐状耐火性物体 １０：板状体 １１：フック １２：突起誘導体 １３：金属ブロック １４：付け根部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転炉の出鋼孔径より大きな径で、溶鋼と
   スラグの間の比重を有する耐火性物体を出鋼中に転炉炉
   内に装入することにより前記出鋼孔からのスラグの流出
   を防止する方法において、前記耐火性物体が、逆円錐状
   又は逆角錐状で、しかも、該耐火性物体の上面と側周面
   のなす角度が５度〜４０度であることを特徴とする転炉
   出鋼孔からのスラグ流出防止方法。
2. 【請求項２】 前記耐火性物体の上面の径を前記出鋼孔
   径の１．２倍以上とすることを特徴とする請求項１記載
   の転炉出鋼孔からのスラグ流出防止方法
3. 【請求項３】 出鋼完了時にスラグが流出すると直ちに
   前記出鋼孔内に高圧の不活性ガスを吹き込んでスラグの
   流出を防止する事を特徴とする請求項１又は２のいずれ
   かに記載の転炉出鋼孔からのスラグ流出防止方法。