JPS598757B2 - 溶湯・溶滓の分離出湯方法 - 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に関し、融解し
た金属または合金類の溶湯を、その表面に浮遊してこれ
を覆う溶滓とともに湛えた溶湯容器から出湯する際、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
に阻止できる方法を提案しようどするものである。

との種溶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、とくにその終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り、かような混入溶
滓は溶鋼の出湯中またはその後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、また受け取鍋の耐火
物に損傷を与える不利があり、そして造塊の際に、鋼塊
の品質に弊害をもたらすおそれもある。

従って転炉から出鋼する際、受け取鍋内への溶滓の混入
流出の阻止にはとくに留意する必要があり、このため従
来から種々の防止手段が構しられてきたが、いずれも以
下に述べるような問題を残していた。

たとえば、出鋼口にスライディングゲート々どの開閉装
置を取付け、これにて溶滓の流出を阻止する方法は、溶
滓の混入がない反面、溶鋼歩留りが低下し、また犬型転
炉においてはその保守が難しい。

一方、受け取鍋にスラグポットを設置してこのスラグポ
ット内に溶滓を捕捉する方法は、温度降下が大きい不利
がある。

このため、一般的にはノ口止めボールの使用や、出鋼完
了時に出鋼流を受け取鍋から外すいわゆる鍋切りなどが
採用されているが、これらは確実性に劣る。

そこで出願人は、溶滓の溶湯に対する比重差に着目し、
特願昭５４−９５５号て溶湯・溶滓の分離出湯装置を提
案した。

これは溶湯の出湯流動の後尾における静圧で、これに追
尾する溶滓の流出を阻止する装置である。

この装置に゛よれば溶滓の混入を確実に防止して溶鋼の
みの選択的な分離出湯が可能になる。

第１図はこの装置のノ口切り要領を示す説明図である。

図中ａは溶湯容器、ｂは溶湯容器の出鋼孔に連続する粁
曲した出湯装置を示す。

ここで溶鋼ｉと溶滓Ｓとの界面ＣがＢ点に達したときの
Ａ点における出鋼速度は、 で与えられ、ΔＨは溶滓柱を比重補正した溶鋼柱差とい
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． ０ ｍとすると、で示される。

これよりδ＝０のとき出鋼終了とすれば、従って、溶鋼
・溶滓界面Ｃの位置ＸがＡ点より下方へ１．２ｍの点ま
で下がると出鋼速度δが０とカリ、それ故 とすることにより、溶鋼の溶滓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、Ｈ１，Ｈ２は物理的にはそれぞれＨ，’ ｊ Ｈ
２’で論じられるが、ここでは実用上の確実性を得るた
めにＨ１，Ｈ２を用いる。

しかしながら、上述の（１）〜（７）式は溶鋼と溶滓の
静的なつり合いだけを考えた場合の条件式であって、実
際には溶湯流は慣性力を有しているだめ、溶滓を完全に
カットして溶鋼のみの出湯を行うにはＨ，を相対的に大
きくするか、出湯末期で溶湯流の流速を低下させるかし
て慣性力の影響を除去もしくは低減する必要があるが、
実操業では炉体あるいはその傾動限界など物理的な制限
があるので、Ｈ１ を大きくするのは難しい。

この点、出湯通路の溶湯入側の流路径を小さく、途中を
太くすることにより流速を低下させることなども考えら
れるが、この場合れんがの溶損を考慮すると出湯通路内
の口径の維持が極めて難しい。

この発明は、上述した従来の問題を解消するもので、出
湯末期における溶鋼流の流速を減速させつつ出湯通路に
確実な溶鋼・溶滓の分離条件を与えて出湯末期における
溶滓流出の完全な阻止を実現したものである。

なお、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
は精錬の如き操業を行う炉体を意味するような広義に用
いるが、造塊用その他の取鍋の如き通常の溶湯容器をも
含むことはもちろんである。

第２図はこの発明の転炉への適用例であり、図中１は横
向きに転向して出湯姿勢をとる転炉の炉体、２はその出
鋼孔、３は出鋼孔に連続させたこの発明に用いる出湯装
置を示す。

炉体１には通常その炉口寄りの屑部に出鋼孔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
例とし、図中４は内張りれんが、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、内張りれんが４の出鋼孔２に面して設
けたくぼみ８から、出鋼孔２の下端に至るまで段積みし
た丸孔方形わんがより成り、そのまわりには異形れんが
４を配置して内張りれんが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点でより好ましい。

まだここでは、出鋼孔２の突端で外向きに開くフランジ
９を鉄皮７に設け、またこのフランジ９と同一平面を占
める取付け縁１０をもったブラケット１１を、出鋼孔２
から隔だ位置で鉄皮７に取り付ける。

ブラケット１１は、第３図のような短い斜截角筒状の鉄
皮部分１２を有し、その内部に、出鋼孔２との間へかぎ
形に組合わせだ変向れんが１３を、キャスタプル耐火材
６で保持する。

またフランジ９と取付け縁１０にまたがってこれらとね
じ止め締結し得るスライドゲート１８を有した箱形の脱
着鉄皮１４の内部に、導流れんが５と、変向わんが１３
とともにＵ字形を彦す出湯通路１５を形成する転向れん
が１６とをやはりキャスタブル耐火材６〜用いて保持す
る。

出湯通路１５の任意位置に配設されるスライドゲート１
８は、シャッター１９と図示し々い駆動部とで構成さわ
る。

シャッター１９はその中央部に導流れんが５および転向
れんが１６と等しい断面形状の穴２０を有し、出湯初期
から中期においてはシャッター１９の穴２０は導流れん
が５および転向れんが１６の穴と正しく整合し、溶湯流
はシャッター１９に妨げられることなく出湯通路１５を
流ねる。

一方、出湯末期にはシャツター？９が駆動され、出湯通
路が絞られるので、シャッター通過後の溶湯流の流速が
所定値以下に低下して動圧の影響が有効に緩和される。

なお、図中２１はスペーサを示す。

このような溶湯流の流速の低下が溶湯・溶滓の分離出湯
に与える影響を第１図について説明する。

ここで溶滓Ｓと溶鋼ｉとの界面Ｃが高さ０（Ｈ＋Ｘ＝０
）の位置まで下降できない条件を求めると、それが溶滓
カットの条件となる。

すなわち、実質的にＵ字状をなす出湯通路の折曲点にお
ける動圧を考慮した運動方程式 ？満たされることが必要である。

ここでρ，ρ８はそれぞれ溶鋼および溶滓の密度、ｇは
重力加速度、δは溶鋼および溶滓の流速である。

（８）式から、 と々り、この（９）式によればＨ２が一定であってもδ
が変化すればそれに応じてＨ１を小さくできることが解
かる。

いま仮りに、この発明によって出鋼末期の流速を４，Ｑ
ｍ／Ｂ から２．０ｍ／ｓに減少させたとすると、Ｈ１
の必要高さは次のようになる。

ここでｐ ＝６．８ｐ ｐ８＝２．５，Ｈ２＝３．ｚ
ｍとｍ すると、 となる。

従って、この発明によって出鋼末期の流速を低下させる
ことにより、Ｈ１ の必要高さをｏ． ｓ ｍ低くして
なおかつ、十分な溶湯・溶滓の分離出湯を行うことがで
きる。

かくしてこの発明によれば、出湯末期におけるスライド
ゲートの操作で、それを通過後の溶湯速度を低下せしめ
、Ｕ字状に紅曲する出湯通路内における動圧の影響を小
さくして出湯通路の立ち上り部分内の溶湯流の後尾残湯
の静圧を、その後尾残湯の動圧々らびにその後尾残湯に
追尾流動する溶滓の静圧および動圧とつり合わせて溶滓
の流出を阻止することにより、一定の制限下における出
湯通路の許容立ち上り長さの範囲内で、溶滓の混入を確
実に防止して溶鋼のみの出湯を行い得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はノ口切り要領を示す略線図、第２図はこの発明
に用いる装置を示す断面図、第３図は第２図に示す出湯
装置の端面図である。 １・・・炉体、２・・・出鋼孔、３・・・出湯装置、４
・・・内張りれんか、４・・・異形れんが、５・・・導
流れんが、６， ６’， ｅ”−・・キャスタブル耐火
材、７・・・鉄皮、８・・・くぼみ、９・・・フランジ
、１０・・・取付け縁、１１・・・ブラケット、１２・
・・鉄皮部分、１３・・・変向れんが、１４・・・脱着
鉄皮、１５・・・出湯通路、１６・・・転向れんが、１
８・・・スライドゲート、１９・・・シャッター、２０
・・・穴、２１・・・スペーサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 融解した金属または合金などの溶湯を、その表面を
   覆って浮遊する溶滓とともに湛える溶湯容器から、この
   溶湯容器の傾動下で出湯するに際し、出湯姿勢で水平面
   と交わる面内に実質上Ｕ字上に粁曲する出湯通路へ溶湯
   を流下させ、この出湯末期にのみ出湯通路の任意個所に
   設けたスライドゲートを作動させてスライドゲート通過
   後の溶湯速度を低下させることにより、Ｕ字状に杆曲す
   る出湯通路の立ち上り部分内の溶湯流の後尾残湯の静圧
   な、その後尾残湯の動圧ならびにその後尾残湯に追尾流
   動する溶滓の静圧および動圧とつり合わせて溶滓の流出
   を阻止することを特徴とする溶湯・溶滓の分離出湯方法
   。