JPS5831019A - 溶湯容器におけるスラグ検出方法 - Google Patents

溶湯容器におけるスラグ検出方法

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JPS5831019A
JPS5831019A JP12790181A JP12790181A JPS5831019A JP S5831019 A JPS5831019 A JP S5831019A JP 12790181 A JP12790181 A JP 12790181A JP 12790181 A JP12790181 A JP 12790181A JP S5831019 A JPS5831019 A JP S5831019A
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Koichiro Fujii
藤井 幸一郎
Sueki Kubo
久保 末記
Masamichi Honda
本田 正道
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Krosaki Harima Corp
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Kurosaki Refractories Co Ltd
Nisshin Steel Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

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】 本発明は転炉、取鍋等の溶湯容器から溶湯を出湯する際
に流出溶湯流へのスラグの混入時期を明確に検出するス
ラグ検出方法に関する〇−例として転炉について述べれ
ば、一般に吹錬後の転炉内のスラグ量の対溶銑比は製鉄
所によりて異なるが平均的に約13.0重量%(26容
積−)程度と考えられる0また取鍋へのスラグ混入量は
スラグカットを行っていない場合第1図および第2図に
示すグラフのごとくなる。これらグラフから明らかなご
とくスラグ流人量は出鋼口の拡大に伴い加速度的に増加
する。さらに第3図社転炉の傾倒による出鋼時間と出鋼
口における<in鋼+ススラ)深さの関係を示しておシ
v、はスラグの混入を生ずることなく、出鋼される溶鋼
量、馬は取鍋内に流入するスラグ量を示す。上記v8お
よびh量を計算にて求めれば、 V、 = AC4−aoo = 300ACJ山−38
0ACF = 2.rhcli これよプ V、  : V、 =380 : 2.7=140 :
 1  となる〇但し、ム:出鋼口面積 C:流量係数 上記計算・からスラグとメタルの職別が確実に出来ると
すれば、取鍋内に混入するスラグの量は容積比で171
籾程度に出来る社ずである。しかし前述したように取鍋
内には実際には1720 前後のスラグが混入している
。これは出鋼末期には大量のスラグが混合した状態、す
なわち第4図に示すような状態が数十秒関絖〈と考えら
れ、このような状態を目視者はいまだメタルゾーンと判
断することによると考えられる。
第5図は出鋼口にフィールドフィルを取付はコイルのイ
ンピーダンスの変化をとらえエメタルとスラグの識別を
行う方法があるが、この方法はメタルもしくはスラグの
単独流出の領域においてインピーダンスの変化を明確に
とらえて目視者の個人差をきたすことなく完全にスラグ
カットが出来るものの、逆に巻きこみスラグ等によりて
メタルとスラグが混合して出鋼する領域に移行する場合
においてインピーダンスの変化が顕著に表われな−ため
溶鋼、スラグの見極めが非常にむずかしいO従って、こ
の領域が数十秒間−続く出鋼過程で、流出物をエアで吹
きとばしたシ或いは炉を起こして出鋼を止めたりスライ
ディングノズル装置等を用いて出鋼を止めたヤする場合
においても、スラグの検出が十分でない丸め完全なスラ
グカットはおろか、出鋼歩留シの低下をきたすなどの欠
点があシ、これとてもいまだ完全なものと紘首いがたい
以上従来方法について述べて来たが、これら方法は現在
迄のところ一長一短を有しておシ必ずしも満足のゆくス
ラグ検出効果をあげておらず最適方法ないし装置の開発
がまたれていた。
本発明はこのような現状をかえシみて創作されたもので
あシ、まずその理論的根拠に2いて述べれば、一般Kl
l融スラグはイオン化して2M+と6”−(なおM a
 AZ * Ca * at e Mg等の金属を示す
)に分離していると考えられ、電場に対してywμE(
ここでEは電場の強さ、μはイオンの大きさ、換度、電
価に依存する易動度の速度で移動する。
この場合、イオンの電気伝導度σはt = n・・・マ
(とこでnは電流密度、・は電荷、マは速度を示す)で
表わ“される0・いま電場Eを交書電場とするとEの振
動数に応じてイオンの運動の方向が変化するが、振動数
が大きくなると、イオンの運動が電場の変化に追随で1
なくなシ、位相に遅れ!生じる。これに対して溶鋼の場
合、電気伝導の主体が自由電子であるためレスポンスが
早く、位相の遅れ線無視できる。これを図式化すると第
6図のごとくなる(危お図中、ωは角速度、tは時間、
αは位相のずれでらる)0 以上のことより位相のずれ
を検知することによって溶融スラグと情調とを明確に識
別できることとなる。
本発明は以上の理論をスラグ(バッグ−も含む)検出方
法に応用することによりて完成されたものであり、その
要旨紘溶湯容器の溶湯に電流を印加しておき、同溶湯変
位及びスラグ変位の変化によシスラグを検出することを
特徴とする溶湯容器におけるスラグ検出方法にあり、同
方法によりその後の迅速なスラグカットあるいは湯直レ
ベル制御を図らんとするものである。
なお、上記検出方法はあらゆる形態のスラグカット方法
に利用できるものでアシ、後述するスラグストッパーに
よる方法の他、スライディングノズル装置を用いる方法
、エア吹き等が考えられる。
またここで「嬢湯容器」社造塊設備におけるモールド、
タンディッシ島等も含むものであり、この場合、連続鋳
造作業におけるモールドの湯面検出にも、本願発明に係
るスラグ検出方法は利用できることになる。
以下本発明に係るスラグ検出方法をスラグストッパーに
よるスラグカット作業に適用したも゛のを第7図に示す
一実施例をもって具体的に説明する0なお、図中(1)
紘スラグ、(2)紘溶鋼、+3) Ii耐火2イニング
、(4)は転炉の鉄皮、(5)は導電性スラグストッパ
ー、(a)11溶鋼(2)と鉄皮(4)とを導通状態と
なす第1導通線(なお耐火ライニング(3)が導通性の
ときは不1り(7)は鉄皮(4)と導電性スラグストツ
ノく−C5)とを導通状態となす第2導通線、(6)は
位相検ラグストッパー(5)間に設けられる電圧針と増
巾器、(9)の信号によシ作動する油圧ヱニットと駆動
機構(ilti操作装置である。なお、第2導通線(7
)拡図示の配線に限られるもので紘なく、第1導通線(
6)と同様な形態にて出鋼口に取付けるとと゛ができ、
さらにその場合第1.第2導通線+61 、 +7)の
埋設位置線一端が湯道に伸嬌するようにすることもでき
る0また一端を出鋼口外にて溶湯流(スラグ流)と接触
させてもよい。
本実施例にあって社、まず出鋼途中、すなわち転炉囚内
の溶鋼深さく、l)が一定の値になったときに導電性ス
ラグストッパー(6)を転炉囚内に挿入し、同スラグス
トッパー下端にて出鋼口(至)の炉内側をいったん閉塞
する0ついで所定時間(数秒間)経過後導電性スラグス
トッパー(5)を設定量上昇し、同スラグストッパー下
端と出鋼口(Is炉内側との関に所定の間隙をつ〈シ出
鋼を再開する。そして出鋼初期欧導電性スラグストッパ
ー(5)と鉄皮(4)社溶鋼(2)によつて高周波電流
が導通状態となるので第2導通線(7)に設けた電流計
(ILallは設定鎖部れることになる。
しかし導電性スラグストッパー(5)先端接触物がスラ
グ(1)に変るに従つて電流計611.am)間に位相
のずれが発生する。この位相のずれは位相比較SaW、
積分回路asを介して比較器(14)にもたらされ、同
比較器fi4t!位相のずれが設定値以上になると、所
定の制御信号を導電性スラグストッパー(5)の駆動機
構に送ることになる。このように電流の変化すなわち電
流の位相のずれによって溶鋼(2)とスラグ(1)の識
別を行い、識別後退速に導電性スラグストッパー(5)
を再度降下し出鋼の流出間隙を小さくしたシ、ないしは
出鋼口IO閉塞を行う。これによりてスラグ(1)の溶
鋼流への混入は効果的に防止されることになる。
なお導電性スラグストッパー(団を転炉内にて操作する
装置としては各種形態のものが考えられるが、その−具
体例を第8図および第9図に示す。
図示する操作装置t21)ti転炉囚の炉前側の作業床
買上に立設されている建屋支持柱(至)にジブクレーン
の形態で取付けられており、大概して炉前側の作業床面
上に略水平状態にて保持されているストッパー支持アー
ム(財)、同ストッパー支持アー、ム(財)の先端に吊
支されてなる導電性スラグストッパー(5)、同ストツ
ノ七−支持アーム員を進退自在に囲んでいるアーム案内
筒(至)、同アーム案内筒(至)上に取付けられストッ
パー支持アーム@を転炉囚内に進退自在に繰出すアーム
繰出機構(5)、下端をアーム案内筒(至)の基端と回
動自在に枢着し中途を建家支持柱(至)の横架取付リプ
(2)に軸受−を介して昇降および回動自在(軸心ji
ij))に取付けられている垂直アーム支持軸(至)、
ストッパー支持アーム(財)を昇降するべく垂直アーム
支持−01に並列されてなるアーム昇降機構0111ス
トツパー支持ア7ム(財)をアーム垂直支持軸(至)を
旋回中心として旋回させるべく横架取付リプ(至)に並
設されているアーム旋回機帯(至)および一端を垂直ア
ーム支持軸(至)の中途に連結し他端をアーム案内筒−
の先端に連結してなるアーム俯仰機構(2)よシー成さ
れている。
第10図から第11図にスラグストッパ−(5)の構造
が詳細に示されている。図示するとと〈スラグストッパ
−(5)は下端に球状部(至)を有する耐火物筒体(4
111同耐火物筒体ha内に挿入される芯体(社)、同
芯体頂部を介して耐火物筒体(4Dに連結されるストッ
パー吊支棒四よ口→、同ストッパー吊支棒(ハ)紘上部
に設けた長孔■をストッパー支持アーム(財)の先端に
取シ付けた吊支用枢ピン(ロ)に嵌入することによって
揺動状態に吊支される。を九ストッパー吊支棒aa頂部
に中途をストッパー支持アーム(財)の先端に枢支−さ
れてなる回動レバー−の一端が接触している。一方、回
動レバー(至)の他端状連結ロッドO1を介してリミッ
ト装置等の制御装置(図示せず)と連絡しておシ、こう
することによってスラグストッパ−(5)は出鋼口内面
への接触後O上昇量を調整することができる。
上記構成によって操作装置は導電性スラグストッパー(
至)を転炉回内で自在に操作出来上述したスラグカット
を適確に行うことができる。
又、本発明に係るスラグ検出方法を取鍋および連続鋳造
に適用したものを第ν図、第13図に示す一実施例をも
って具体的に#Jl明する。
第12図は上注式造塊法におけるスラグカット作業を示
すものである。
図中(1)はスラグ、(2)は溶鋼、−は取鍋、−輪は
溶鋼中に浸漬した電極、■は電極−9−関に設けた位相
検出装置、−)紘位相検出装置の)の信号を受けて注出
流量制御手段であるスライディングノズル装置−)を働
かせる油圧二ニット、−はインゴットケースである。な
お、取鍋(へ)内張耐火物が導電性の場合、電極mu省
略し、直接導線(7)を取鍋拳→へ接続してもよい。
第13図は連続鋳造法におけゐ湯面制御の作業を示すも
のである。
図中、(1)’+1パウダー、(2)は溶鋼、H線タン
ディツシュ、−は連続鋳造用モールド、m)1yはモー
ルド−)中の溶鋼(2)に浸漬した電極、(ロ)は電極
拳1)−1y間に設は丸飲相検出装置、(ロ)は位相−
゛・出装置の)の信?乍 号を受けて流出流量制御手段であるスライディングノズ
ル装置争◆を働かせる制御装置(油圧ユニット等)−は
スライディングノズル装置−の注出孔に設けた浸漬ノズ
ルである。
なお、電極−) $17 、そ−ルドーに代ゐものとし
て一点破線で示すシうにタンディツシュ−′の溶鋼(2
)に電極を浸漬してもよい。
以上述べてきた如く本発明に係るスラグ検出方法は溶湯
注出口における溶湯からスラグへの変移を迅速に識別し
てその後のスラグカットあるいは湯面レベル制御を迅速
かつ確実に行うことができる0
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は取鍋内のスラグ混入量と出鋼時間
、チャージ回数との関係を示すグラフ、第3図は出鋼口
における(溶鋼+スラグ)深さと出鋼時間との関係を示
すグラフ、第4図はスラグ混入のメカニズムを示す説明
図、第5図は従来のスラグ検出方法の説明図、第6図は
本発明に係るスラグ検出方法の理論説明図、−第7図は
本発明に係るスラグ検出方法を用いたスラグカット作業
の説明図、第8図拡開作業に用いる操作装置の正面図、
第9図拡間平面図である。第10図、第11図紘転炉ス
2グカット作業に用いた例のスラグストッパーの構造及
びストッパー支持アーふとスラグストッパーの連結状態
説明図、第12図は本発明に係るスラグ検出方法を上注
式造塊法におけるスラグカット作業に用いた説明図、第
13図は本発明に係るスラグ検出方法を連続鋳造法のモ
ールドの湯面検出に用いた湯面レベル制御の説明図であ
る。 特許出願人   日新製鋼株式会社 (ほか1名) 代  理  人     伊  東   守  忠O1
か1名) 第1図    第2図 とm時間(ハ)            h−ジ1aが
0)第4図 第5図 第101’ 第11図 第12図 第13図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、溶湯容器の溶湯に高周波電流を印加しておき、同溶
    湯流出時からスラグ流出開始にわたる郷において生ずる
    湯面の変異による高周波電流の変化によ)スラグを検出
    することを特徴とする溶湯容器におけるスラグ検出方法
JP12790181A 1981-08-15 1981-08-15 溶湯容器におけるスラグ検出方法 Granted JPS5831019A (ja)

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