JPS5924351B2 - 溶湯、溶滓の分離出湯方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶湯、溶滓の分離出湯方法および装置に関
し、融解した金属または合金類の溶湯を、その自由表面
に浮遊してこれを覆う溶滓とともに湛えた溶湯溶量から
出湯する際、溶湯の歩留りを低下させることなく溶滓の
混入流出を有利に阻止できる出湯方法および実施に使用
する装置を提案しようとするものである。

上記のごとき出湯容器たとえば転炉から出湯を行なうと
き、溶湯の出湯流動中とくにその初期および末期に、し
ばしば溶滓の混入を伴い、その回避は一般に困難である
。

すなわち転炉では、出鋼初期に炉体を傾動させたとき鋼
浴表面に浮遊する溶滓の混入流出を生じ、また出鋼末期
には鋼浴のレベルが低くなることから溶滓の巻き込み、
混入排出は避けられない。

そこで出鋼の初期における溶滓の混入に対しては、あら
かじめ出鋼口に栓をしておき、炉内側出鋼口が鋼浴下に
至って出鋼を開始するような操業が行なわれているけれ
ども、末期に至ってのスラグ混入はやはり不可避である
。

また出鋼末期においては、溶鋼とスラグとの中間の比重
をもつようにつくった耐火物球状体を、溶鋼浴中に浮遊
させておき、出湯の末期にその流動に随伴させて出鋼口
を塞栓する試みもあるが、実操業では確実性に乏しく、
また洩れのない完全な封止は望まれ得ない。

さればといって、出鋼の途中にその炉内残留のまま炉体
を起し、また取鍋からの出湯の場合にはストッパロッド
や、スライディングノズルを閉止する溶湯残留法は、溶
滓の混入がない反面、歩留りが悪くなってしまう。

上記のようにして溶湯中に混入した溶滓は、溶湯の出湯
中に添加される合金材、たとえば合金鉄類の添加歩留り
を下げ、また受は取鍋の耐火物に損傷を与える不利があ
り、そして造塊の際は、鋼塊の品質に著しい弊害がある
。

そこでこの発明は、溶滓の溶湯に対する比重差に着目し
、これを利用して出湯初期の溶滓混入を回避するととも
に、溶湯の出湯流動の後尾における溶湯ヘッドを利用し
てこれに追尾する溶滓の流出を阻止して、溶湯歩留りの
低下なしに溶湯のみの出湯を実現したものである。

すなわちこの発明は、融解した金属または合金などの溶
湯を、その自由表面を覆って浮遊する溶滓とともに湛え
た溶湯容器から、該容器の出湯姿勢に向う傾動下に出湯
するのに当り、該容器の出湯口と連通し、しかも該容器
の出湯姿勢において下降路つ℃・で上昇路を形成する迂
曲路を有する出湯通路への溶融物の流下につき、出湯の
初期には該迂曲路の導入側でしゃ断してここに流入した
溶滓を溶湯と置換させてから溶湯のみの出湯を開始し、
その後食くとも出湯の末期には該出湯通路の迂曲路側に
溶湯流を導いて、この迂曲路における溶湯のヘッドと該
溶湯流に追尾流動する溶滓のヘッドとのつり合いにより
該溶滓の流出を阻止するようにした溶湯、溶滓の分離出
湯方法である。

またこの発明は、融解した金属または合金などの溶湯を
その自由表面を覆って浮遊する溶滓とともに湛え、傾動
による出湯姿勢をとる溶湯容器と、該容器の出湯口と連
通し、しかも該容器の出湯姿勢において下降路についで
上昇路を形成する迂曲路を有する出湯通路と、この出湯
通路をその導入側で出湯の初期にしゃ断する仕切り弁と
、この仕切り弁に面して開口する出湯通路の分岐直通路
およびこの分岐直通路を出湯の末期にしゃ断する第２の
仕切り弁とからなり、該上昇路は、出湯末期においてそ
の中に導入される溶湯流の後尾残湯のヘッドが、該溶湯
流に追尾流動する下降路側の溶滓のヘッドよりも大きく
なる、立ち上がり高さをもつことを特徴とする溶湯、溶
滓の分離出湯装置である。

この明細書において溶湯容器は、以下転炉の場合につい
て説明するように、金属、合金などの溶製ないしは精錬
のごとき操業を行なう炉体な含めて広義に理解されるべ
きで、造塊用その他の取鍋のごとき通常の溶湯容器でも
転炉と同様に出湯操作に容器の傾動を行なう限りにおい
て包含するのはいうまでもない。

以下この発明の実施態様について説明する。

さて第１図にこの発明の転炉への適用を、具体例につい
て示し、図中１は横向きに転向した出湯姿勢をとる転炉
の炉体、２はその出鋼口、３は仕切り弁である。

炉体１には通常その炉口寄りの肩部に出鋼口２を、炉体
１の上記出湯姿勢において下向きになるように設けるを
例とするが、この発明では出湯通路につき図示したよう
に仕切り弁３を介して炉体１の出湯姿勢において下降路
ついで上昇路と続く迂曲した構成とする。

図中４は内張つれんが、５は導流れんが、また６はキャ
スタブル耐火材、７は鉄皮である。

導流れんが５は、出鋼口２の中心に至る間へ、内張つれ
んが４の出鋼口２に面して設けたくぼみ８から段積みし
た丸孔方形れんがより成り、そのまわりには異形れんが
４′を配置して内張つれんが４との間を緊密に結合する
。

導流れんが５はその孔を炉体１の炉底側つまり炉口とは
反対の側へ偏らせて、炉口側を炉底側よりも厚肉とする
ことが、出湯に伴う侵食寿命の面でより好ましい。

９は導流れんが５によって形成される導流路である。

この例で仕切り弁３は、出鋼口２の突端で外向きに開く
７ランジ７−ａを鉄皮７に設け、この７ランジ７−ａと
、これとほぼ合致する形状で迂曲路の鉄皮７′に設けた
フランジ７−ｂとをスペーサ７−ｃを挾んでボルト止め
し、生じた間隙に緊密にはめたスライディングゲートＸ
を移動させて開閉操作を行なうしくみになっていて、こ
の仕切り弁３により出湯初期に導流路９をしゃ断するの
であるＯ また１０は仕切り弁３に面して開口する出湯通路の分岐
直通路であり、同゛じくスライディンググー）Ｙよりな
るを可とする第２の仕切り弁１１により開閉できるよう
になっている。

１２は転向れんが、１３は変向れんがであっていずれも
キャスタブル耐火材６′で保持され、導流れんが５と共
にＵ字型の出湯通路１４、すなわち下降路１５ならびに
上昇路１６と続く迂曲路からなる出湯通路１４を形成し
ている。

ここに上昇路の立ち上がり高さは、後述するようにして
確実に溶湯と溶滓との分離を達成するためには、出湯末
期において該上昇路に導入される溶湯のヘッドすなわち
溶湯の位置ヘッドと速度ヘッドとの和が、該溶湯流に追
尾流動する下降路側における溶滓のヘレドすなわち溶滓
の位置ヘッドと速度ヘッドとの和よりも大きくなる高さ
に設定することが肝要である。

さて次に上記の分離出湯装置を用いて転炉から溶鋼を出
鋼する場合について説明する。

通常の吹錬終了後、炉体１の傾動に先立って仕切り弁３
，１１を閉鎖する。

次いで炉体１を出鋼姿勢、すなわち出鋼口２の炉内開口
部が鋼浴下に没するまで傾動させる。

このとき炉体１の傾動に伴って鋼浴表面に浮遊している
溶滓が導入路９内に流れ込むが、該逆流路９内は仕切り
弁３によって封鎖されているため、さらに傾動するにつ
れて漸次鋼浴上に浮上し、溶鋼と置換される。

上記の出鋼姿勢において仕切り弁３を開口することによ
り、溶滓の混入のない溶鋼の流出を開始、できるのであ
る。

第１図に示した転炉の出鋼姿勢で、炉内溶鋼が出鋼口２
の導流れんが５かも、転向れんが１２、変向れんが１３
よりなる出湯通路１４を通り、図には示さないが溶鋼鍋
へ払い出されるのは明らかであり、このとき炉内溶鋼の
比重はほぼ６．８程度。

そしてその自由表面に浮遊してこれを被覆するスラグの
比重は、出鋼段階でほぼ２．５と見込むことができる。

さて第１図に示したところを模式に簡略化した第２図に
おいて溶鋼ｉと、スラグＳとの界面ＣがＢ点に達したと
き、出鋼の流動速度Ｕは、Ｕ＝、／”かｔ丘 で与えられ、ΔＨは、スラグヘッドを比重補正した溶鋼
ヘッド差ということができる。

ところでＨ２−Ｈ１＝ｈは、炉体構造上、物理的に決定
され、いまｈ ＝ ２．Ｏｍとすると、で示される。

これよりＵ＝００とき出鋼終了とすれば、５＋４．３ｘ
＝０ ・°・Ｘキー１．２ （ｍ） 従って鉄・スラグ界面Ｃの位置Ｘが、Ａ点より下へ１．
２ｍの点まで下がると出鋼速度ＵｆＪ″−０となり、そ
れ故上昇路１６の立ち上がり高さＨｌを、Ｈｌ＞ ｌ
ｘ ｌ−１，２ｍ とすることによって、該上昇路における溶鋼流の後尾溶
湯のヘッド（位置ヘッド＋速度ヘッド）の方が、該溶鋼
流に追尾流動する溶滓のヘッド（同じく位置ヘッド＋速
度ヘッド）よりも大きくなり、かくして溶鋼のスラグか
ら分離した選択出湯が自動的に制御され得るわけである
。

なおＨ□ 、Ｈ２は、物理的には、夫々図に併示したＨ
□′、Ｈ２′で論ぜられるが、実用上Ｈ１。

Ｈ２とすることより安全である。

さらに転炉からの出鋼に際し、第１図に示した例のよう
に出湯通路の分岐直通路１０をそなえる場合は、仕切り
弁３を開口すると同時に第２仕切り弁１１をも開口して
、出鋼の初期から終期にかけては分岐直通路１０から直
接出鋼し、その終了間際に至って第２仕切り弁１１のみ
を閉ざし、出鋼末期のみ出湯通路１４を経由して出鋼さ
せるようにしても上述と同様の効果が達成でき、しかも
この方法は、出湯通路１４を形成する耐火れんがの損耗
が少くなり出湯装置の寿命を延長できる利点がある。

なお上記の例においては、仕切り弁３を出鋼口２の突端
に取り付けた場合についてのみ示したが、仕切り弁３の
取り付は位置は導流路９内であれば何処でもよく、また
、仕切り弁３および１１はスライディングゲートに限る
ものではなく、出湯通路を緊密に封止できるものであれ
ば、ロータリー型、スライド型いずれであってもかまわ
ない。

以下転炉の出鋼口へのこの発明の適用を主たる例示とし
て説明したが、側壁に出湯口を有する取鍋なとの溶湯容
器であっても、傾動による出湯を行なう限りはこの発明
を応用することにより分配注湯の初期と終期に溶湯に混
入するおそれがある溶滓の流出が容易に阻止され得るの
は明らかであって、とくに造塊の際のスラグ混入による
鋼塊品質の低下や連続鋳造タンディツシュへのスラグの
混入の不利が回避されて、品質、歩止り上有利であるＯ 以上述べたようにこの発明によれば、溶湯と溶滓を共に
湛えた溶湯容器からその傾動による出湯の際に、出湯の
全期間にわたって溶湯のみの選択的な分離出湯が有利に
実現できるため、従来不可避な溶滓混入によるあまたの
不利が一挙に解決される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の転炉への応用を示す炉体の部分断
面図、第２図は出湯の末期におけるスラグカット要領の
説明図である。 １・・・・・・転炉、２・・・・・・出鋼口、３・・・
・・・仕切り弁、４・・・・・・内張りれんが、４′・
・・・・・異形れんが、５・・・・・・導流れんが、６
、６’・・・・・・キャスタブル耐火材、７゜７′・
・・・・・鉄皮、７−ａ 、 ７−ｂ・・・・・・７ラ
ンジ、７−Ｃ・・・・・・スペーサ、８・・・・・べぼ
み、９・・・・・・導流路、１０・・・・・・分岐直通
路、１１・・・・・・第２仕切り弁、１２・・・・・・
転向れんが、１３・・・・・・変向れんが、１４・・・
・・・出湯通路、１５・・・・・・下降路、１６・・・
・・・上昇路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 融解した金属または合金などの溶湯を、その自由表
   面を覆って浮遊する溶滓とともに湛えた溶湯容器から、
   該容器の出湯姿勢に向う傾動下に出湯するに当り、該容
   器の出湯口と連通し、しかも該容器の出湯姿勢において
   下降路ついで上昇路を形成する迂曲路を有する出湯通路
   への溶融物の流下につき、出湯の初期には該迂曲路の導
   入側でしゃ断してここに流入した溶滓を溶湯と置換させ
   てから溶湯のみの出湯を開始し、その後食くとも出湯の
   末期には該出湯通路の迂曲路側に溶湯流を導いて、この
   迂曲路における溶湯のヘッドと該溶湯流に追尾流動する
   溶滓のヘッドとのつり合いにより該溶滓の流出を阻止す
   ることを特徴とする溶湯、溶滓の分離出湯方法。 ２ 融解した金属まＬは合金などの溶湯をその自由表面
   を覆って浮遊する溶滓とともに湛え、傾動による出湯姿
   勢をとる溶湯容器と、該容器の出湯口と連通し、しかも
   該容器の出湯姿勢において下降路ついで上昇路を形成す
   る迂曲路を有する出湯通路と、この出湯通路をその導入
   側で出湯の初期にしゃ断する仕切り弁と、この仕切り弁
   に面して開口する出湯通路の分岐直通路およびこの分岐
   直通路を出湯の末期にしゃ断する第２の仕切り弁とから
   なり、該上昇路は、出湯末期においてその中に導入され
   る溶湯流の後尾残湯のヘッドが、該溶湯流に追尾流動す
   る下降路側の溶滓のヘッドよりも大きくなる、立ち上が
   り高さをもつことを特徴とする溶湯、溶滓の分離出湯装
   置。