JPS6234649A - 取鍋内金属溶融体の減圧に依る脱ガス及び除滓促進の簡易な方法とその装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は金属溶融体受入後の取鍋内の金属溶融に使用す
るものである。

（従来の技術） 受鋼後の取鍋内溶鋼を脱ガス及び除滓促進する方法とし
ては、従前から各種の技術が開発され且つ利用に供され
ている。例えば（イ）取鍋の底部より不活性ガスを吹込
んで溶鋼を撹拌しながら脱ガスする方法（攪拌取鍋脱ガ
ス法）、（ロ）受鋼後に取鍋を真空タンク内に入れ（又
は取鍋に蓋をして気密にしたのち排気し）、溶鋼を脱ガ
スする方法（真空取鍋脱ガス法）、（ハ）非磁性のステ
ンレス鋼で九張りした取鍋を用い、受鋼後に取鍋を真空
タンク内に設置した磁場コイル内に置き、溶鋼を忠力で
攪拌しながら脱ガスする方法（真空撹拌取鍋脱ガス法）
等が存在する。

而して、前記（イ）項の不活性ガスによる攪拌取鍋脱ガ
ス法は、設備費が比較的安価で優れた脱ガス法である。

しかし、所謂アルゴンガス等の吹精による脱ガスには、
脱ガス能力の点に一定の限度があり、溶鋼のより高い清
浄化の達成即ち鋳鋼品等の一層の高品質化が図れないと
いう難点がある。また、脱ガス能力を高めようとすれば
、多量のアルゴンガス等を長時間に亘って吹込む必要が
あり、脱ガス処理費の上昇や溶鋼温度の大幅な低下を起
すという問題がある。

一方、前記（ロ）項の真空取鍋脱ガス法や（ハ）項の真
空撹拌取鍋脱ガス法は、高い脱ガス性能を具備しており
、高品質の鱒鋼製品を得ることができ、好都合である。

しかし、これ等の方法は、何れも受鋼後の取鍋を真空タ
ンク内へ収納するか、若しくは取鍋内の全空間を真空引
きするようにしているため、真空設備が著しく大型にな
ると共に、大容量の取鍋の使用が困難となる。その結果
、脱ガス用設備の設備費や運転費が高くつくと共に作業
能率が低下し、鋳ｍ製品の製造コストが上昇するという
問題がある０ 又、取鍋内の全内部空間を真空引きする場合には、取鍋
の気密性の保持や取鍋の耐圧性の点に様々な間開があり
、脱ガス処理を円滑且つ高能率で行ない難いという問題
がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従前の受鋼後の液鍋内溶鋼の脱ガス法に於け
る上述の如き問題、即ち（１）不活性ガスの吹精による
方法では、脱ガス能力に一定の限界があり、製品の高品
質化が図れないこと、（２）真空を利用する方法にあっ
ては、真空設備が大型化すると共に、脱ガス費の高騰や
作業能率の低下を来たし、製品コストが上昇すること、
（３）受鋼後の取鍋内金空間を真空引きする方法では、
気密の確保や耐圧の確保が困難で、円滑な脱ガス処理が
行なえないこと、等の問題を解決ｔんとするものであり
、より少ない設備費と運転費でもつ°て、高い脱ガス及
び除滓促進性能を発揮することができ、製品の高品質化
と製造コストの大幅な低減を可能としたミ取鍋内金属溶
融体の減圧による脱ガス及び除滓促進方法と、これに使
用する脱ガス及び除滓促進装置を提供するものであるら （問題点を解決するための手段） 本口第１発明は、取鍋本体内に金属溶畿体を受入れした
後、上部を密閉した筒状の減圧用胴筒を　　　−前記金
属溶融体内へ挿入し、次に前記威圧用胴筒の内部空間を
減圧して胴筒内の金属溶融体を上方へ揚動させ、一定時
間金属溶融体を揚動せしめた状態に保持することを発明
の基本構成とするものである。

本願第２発明は、前記第１発明の方法により金属溶融体
を揚動せしめると共に、取鍋本体の底部より吹精用の不
活性ガス等を吹込むことを発明の基本構成とするもので
ある。

本願第３発明は、取鍋本体と、取鍋本体内へ取外し自在
に挿入する上方を密閉した筒状の減圧用胴筒と、威圧用
胴筒の内部空間を減圧する真空装置とを発明の基本構成
とするものである。

本願第４発明は、取鍋本体と、取鍋本体に装着した放熱
防止用カバーを兼ねたサポータと、取鍋本体内へ取外し
自在に挿入する上方を密閉した筒状の威圧用胴筒と、前
記減圧用胴筒の内部空間を減圧する減圧装置とを発明の
基本構成とするものである。

（作用） 減圧用胴筒を、金属溶融体を受入れした後の取鍋内へ挿
入し、その胴部を金属溶融体内へ浸漬すると共に、胴筒
上方の内部空間を真空装置により急速に減圧する。

内部空間を減圧することにより、胴筒内方の金属溶融体
が上方へ吸引揚動されると共に胴筒外方の金属溶融体の
レベルが下降する。前記金属溶融体の暴動により、金属
溶融体そのものは攪拌作用を受けることになり、金属溶
融体内不純ガスの真空吸引による脱ガスや除滓が一層促
進されることになる。

又、不活性ガス等による吹精を併用する１合には、金属
溶融体の揚動により吹精ガスの通路が延伸されるため、
吹精効果が一層向丘して金属溶融体の高清浄比が達成さ
れる。

（実施列） 以下、図面に示す本発明の一実施例に基づいてその詳細
を説明する。

第１図は、本願方法発明の実施に使用する取鍋装置Ａの
断面概要図であり、第２図はその平面概要図である。第
１図及び第２図に於いて、１は取鍋本体、２は金属溶融
体の取出口、３はストッパ、４は不活性ガス等の吹出孔
、５はストッパ操作枠、６は減圧用胴筒、７はカバー兼
用サポート、７ａは覗窓、８は真空装置、９は真空パイ
プ、１０はフレキシブル連結管、１１は冷却器、１２は
真空タンク１３は減圧並びに大気圧直結可能な特殊バル
ブ、１４は真空ポンプである。

前記取鍋本体１そのものの構成は、公知の取鍋と略同−
であり、底面に取出口２と不活性ガス等の吹出孔４が夫
々形成されている。そして、操作握５を介してストッパ
３を上下動することにより金属溶融体の取出しが制御さ
れると共に、必要に応じて不活性ガス等吹出孔４より吹
精用のアルゴンガスやアルゴン酸素混合気等が吹込まれ
る。

前記減圧用胴筒６は、上方を密閉すると共に下方を開放
した断面が略逆Ｕ字型の筒体から形成されており、内部
上方空間部の圧力は、後述する如く調整自在に構成され
ている。また、当該減圧用３／４前後位いに、更にその
有効高さは、取鍋本体１の有効深さの約１〜２倍位いに
夫々選定されている。即ち、当該減圧用調笥６は、図示
の如く胴部の下方を開口し且つ上方を密閉構造とした筒
体であり、特殊バルブ１３を介してその内部上方空間の
圧力が大気圧へ直結されたり、或いは適宜の減圧状態に
保持される。又、胴筒６そのものは、鋼製の芯体６　ａ
、の内局面と芯体胴部の外周面に、耐火物６ｂを貼着す
ることにより、形成されている。

更に、当該真空用胴筒６は、取鍋本体１の上端面に装着
した放熱防止用カバー兼用のサポート７に取外し自在に
支持固定されており、クレーンその他の適宜装置（図示
省略）により、取鍋本体１か“らサポート７と一体的に
取り外しされる。

尚、本実施例に於いては、サポート７を放熱防止用カバ
ー兼用としているが、温度条件によっては、サポート７
をカバー構造ではない枠体構造のものにしてもよい。

又、本実施例では、サポート７と減圧用調筒６とを一体
的に取鍋本体１から取り外しするようにしているが、減
圧用胴筒６のみを取り外しするようにしてもよい。

更に、本実施例ではサポート７を介して減圧用１筒６を
支持するようにしているが、温変条件によっては、放熱
防止用カバー兼用のサポート７の使用を徘して、減圧用
＋ｉ筒６のみを上方よりクレーン等により取鍋本体１内
へ直接挿入し、支持する構成としてもよい。

、　加えて、本実１例に於いては、サポート７と減圧用
胴筒６とを別体とし、ｆＢｉｆｍ６をサポート７へ支持
固定する構成としているが、後述する第２実施例の如く
、サポート７の裏面側に胴筒６を一鉢的に形成すること
も可能である。

而して、前記減圧用胴筒６の内部空間Ｂへは真空パイプ
９の先端部が挿入されており１．芯体６ａとパイプ９間
は溶接等により気密に保持されている。尚、減圧用胴筒
６の内部空間Ｂは、前述の如くパイプ９に介設した特殊
バルブ１３によりその圧力が調整自在であって、胴筒６
を金属溶融体内へ挿入する際にはバルブ１３を介して大
気へ直結されており、胴筒６が所゛定の深さまで挿入さ
れると、バルブ１３が切替えられて真空タンク１２側へ
切蓄えられる。又、第１図に於いて、１５は真空パイプ
９の先端に取付けたスラグ等の■止器であり、金属溶融
体の沸騰等によるパイプ９内へのスラグ等の侵入を阻止
する。

次に、前記取鍋装置を用いた金属溶融体の減圧脱ガス及
び除滓方法について説明する。

先ず、取鍋本体１から減圧用胴筒６を取外し、ストッパ
３により取出口２を閉鎖すると共に、不活性ガス等吹出
孔４も閉鎖する（必要に応じて、前述の如く真空用ｔＨ
Ｈ６と放熱防止用カバー兼サポートとを一緒に取外しす
るようにしてもよい）。

又、前記金属溶融体の受入れ準備と平行して、事前に真
空ポンプ１４を運転し、予め真空タンク１２内の真空度
を所定の真空度例えば１０　’　−１０２ｔｒａｎＨｆ
程度にまで減圧しておく。

次に、電気炉等から金属溶融体を取り出し、所定量の金
属溶融体を取鍋本体１内へ受は入れる。

所定量の金属溶＠体の受入れが完了すると、取鍋本体１
内へ減圧用胴筒６を挿入し、特殊バルブ１３で胴筒６の
内部空間Ｂの圧力を調整しながら胴部を金属溶融体１６
内の所定深さにまで浸漬した後、これをサポート７と共
に取鍋本体１に固定する。

その後、バルブ１３を順次開放すると共に冷却器１１を
作動し、真空用胴筒６の内部空間Ｂを真空タンク１２内
の真空を利用して１〜１００ｍＨｆ程度に減圧する。こ
の時減圧用胴筒６内の金属溶融体のレベルＬは、真空度
に応じて上昇する。と共に、減圧用胴筒６の外周部の溶
鋼レベルＬは下降する（空ｆｆ￥ｌＢが完全５空に近い
場合にはレベルＬとＬとの差は約１，４００■程度にな
る）０ 上述の如く、減圧用胴筒６内の金属溶融体レベルＬの変
動、即ち取鍋本体内金属溶融体１６め流動攪拌を伴なう
ｙｈｉ＠と、スラグ１７の上方空間Ｂの減圧により、金
属溶融体１６内に内存する水素ガス、窒素ガス及び酸素
ガス等の内部ガスＧが空間Ｂ内へ吸引され、スラッジ阻
止器１５を遇して外部へ吸引排出されて行く。尚、前記
減圧による脱ガス操作は、金属溶融体１６を揚動状態に
保持しつつ約１〜加分間行なわれる。

一方、前記減圧による脱ガス操作と平行して、必要に応
じて不活性ガス等の吹出孔４から金、寓溶融体１６内へ
不活性ガス等（例えばアルゴンガス）１８の吹込みが同
時に行なわれる。当該不活性ガス１８の吹込量は取鍋本
体１の内容積とも量系するが、通常は１〜３Ｋｇ／ｃ１
１の圧力下で、１０〜６０１／！のアルゴンガス１８が
１〜ｌＯ分間供給される。

前記アルゴンガス１８を吹込むことにより、金属７ｄ　
、Ｖ 溶融体１６内に所謂バーの上昇流が預生じ、該上°を 昇バブルが値となって金属溶融体中のスラグや内部ガス
Ｇが上方へ搬送され、減圧による内部ガスＧの吸引作用
とも相俟って、金属溶融体１６の清浄化が一層促進され
ることになる。

尚、本実施例に於いては、減圧用胴筒６の内部空間Ｂを
減圧して金属溶融体を揚動させ、該揚動させた金属溶融
体の減圧による脱ガス作用と、不活性ガス１８の吹精作
用とを併用しているが、前者のみによって金属溶融体の
清浄化が可能なことば勿論である。

また、本実施例に於いては、金属溶融体の威圧脱ガス操
作に於いて、減圧用胴筒６の内部空間Ｂの真空度を脱ガ
ス操作中一定の真空度に保持するようにしているが、内
部空ＩＢの真空度を脱ガス操作中に変動させ、取鍋本体
１内の金属溶融体のレベルＬ、Ｌを変動させるようにし
てもよい。

更に、本実施例に於いては、減圧による脱ガス操作時間
と不活性ガスによる吹精時間とを同一にしているが、取
鍋本体ｌ内に於ける鋳込前の所要熔屑１度と、電気炉男
からの最適出濶温度との関連に於いて、不活性ガス等に
よる吹精時間を短縮したり、減圧による脱ガス操作時間
を調整すること、或いは不活性ガス等の吹込流量を調整
したり、説ガス燥作時の減圧度を調整することは勿論で
ある０ 第３図及び第４図は、本発明の第２実施例に係る取鍋装
置Ａの所面図と平面図である。本実施例に於いては、サ
ポートと減圧用胴筒ζが一体的に形成されており、両者
が一体となった蓋状体１９が取鍋本体ｌに取外し自在に
装着されるよう構成されている。尚、図面に於いて２０
は蓋状体１９のガイドピン、２１は吊手、２２はストッ
パハンドル、２３は真空パイプ連結部であり、当該装置
の作動操作並びに作用等は、前記第１実施例の場合と同
様である０ 又、前記第１図及び第３図の実施例に於いては、減圧用
胴筒６を鋼製の芯体６ａと耐火物６ｂとから形成してい
るが、当該減圧用胴筒６をセラミック材によって形成し
てもよいことは勿論である。

更に、前記第１図及び第３図の実議例に於いては、１個
の不活性ガス等の吹出孔４を取鍋本体１の底面に穿設し
ているが、吹出孔４を複数個設け、不活性ガス等を分散
状態で噴出してもよいことは勿論である。吹出孔４を複
数個とすることにより、金属溶融体内に於ける気泡の集
結が防止され、それだけ吹精効果が向上することになる
。

第５図は、他の実鵬例に係る減圧用胴筒６の下方部の横
断面図であり、胴筒６の内部下方に放射状に案内羽根Ｕ
を設けた構成としている。

即ち、減圧用胴筒６の内部中央に支持体２５を設け、該
支持体２５と胴筒壁との間に、放射状に複数枚の案内羽
根２４．２４が、一定の傾斜を保持した状態で固定され
ている。当該案内羽Ｓ２４，２４は、減圧用胴筒６の内
部を減圧した際に胴筒内部を上昇する金属溶１体の流れ
に満作用を与えるものであり、金属溶融体を渦流とする
ことにより、不活性ガス等による吹精効果が一層上昇す
ると共に、金属溶融体内のスラグの除却や脱ガスがより
促進されることになる。

（発明の効果） 本願方法発明に於いては、取鍋本体内へ減圧用胴筒を挿
入し、当該減圧用胴筒のａ部室間を減圧するようにして
いるため、減圧時に減圧用胴筒内の金、’ｔ４　＠Ｍ体
のレベルＬが上昇し、取鍋内の金属溶融体に流動・撹拌
を伴なう揚動が起生ずる。その結果、減圧による金属溶
融体内ガスの脱ガス並びに金属溶融体内スラグの上昇が
著しく促進され、より高い金属溶融体の清浄化が達成さ
れる。更に、不活性ガスの吹精を併用した場合には、金
属溶融体のレベルＬの上昇によってバブルの通過距離が
延伸され、脱ガスやスラグの浮上作用が大幅に向上する
。

一方、水溜装置発明に於いては、取鍋本体内へ挿入した
減圧用胴筒の内部空間を減圧する構成としているため、
取鍋そのものの耐圧性や気密性を考慮する必要が全く無
＜、シかも減圧空間容積が小さくなる。その結果、取鍋
装置の溝道を筒素化できると共に真空設備も小形でよく
、設備費の大幅な低減が■能となる。

また、耐圧を必要とする溝道物が減圧用胴筒のみである
ため、従前の耐圧１造の取鍋用蓋体を取外しする場合に
比較して、操作が著しく容易になる０ 本発明は上述の通り、従前の取鍋内の金属溶融体の脱ガ
ス及び除滓法に比較して、脱ガス及び除滓性能や金属溶
融体の清浄化、設備費や運転費及び装置の操作性、減圧
処理の迅速性等の煮に於いて優れた実用的効用を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本充明に係る取鍋装置Ａの要部を縦断した概
要図であり、第２図はその平面概要図である。 第３図は、本発明に係る取鍋装置Ａの第２実施例を示す
要部樅断慨要図であり、第４図はその平面概要図である
。 第５図は、他の実嵐例に係る減圧用胴筒の断面図である
。 １　取鍋本体 ２　溶鋼取出口 ３　ストッパ ４　不活性ガス等の吹出孔 ６　減圧用胴筒 ７　放熱防止用カバー兼用のサポート ８　真空装置 １２　　真空タンク １３　　特、殊バルブ １４　　真空ポンプ １６　　金属溶融体 １７　　スラグ ２４　　案内羽根 Ａ　取鍋装置 Ｂ　減圧用胴筒内方空間 り、　Ｌ　　金属溶融体のレベル Ｇ　内部ガス 特許出願人　　　　　竹　中　雪　哉 他１名 第３図 第４図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）取鍋本体（１）内に金属溶融体（１６）を受入れ
   したあと、上部を密閉した筒状の減圧用胴筒（６）を前
   記金属溶融体（１６）内へ挿入し、次に前記減圧用胴筒
   （６）の内部空間（Ｂ）を減圧して胴筒（６）内の金属
   溶融体（１６）を上方へ揚動させ、一定時間金属溶融体
   （１６）を揚動せしめた状態に保持することを特徴とす
   る取鍋内金属溶融体の減圧に依る脱ガス及び除滓促進の
   簡易な方法。
2. （２）脱ガス及び除滓促進中に、胴筒内の金属溶融体（
   １６）を複数回揚動及び下降させるようにした特許請求
   の範囲第１項に記載の取鍋内金属溶融体の減圧に依る脱
   ガス及び除滓促進の簡易な方法。
3. （３）取鍋本体（１）内に金属溶融体（１６）を受入し
   たあと、減圧用胴筒（６）を前記金属溶融体（１６）内
   へ挿入し、次に前記減圧用胴筒（６）の内部空間（Ｂ）
   を減圧して一定時間金属溶融体（１６）を上方へ揚動せ
   しめた状態に保持すると共に、取鍋本体（１）の底部よ
   り吹精用の不活性ガス等（１８）を吹込むことを特徴と
   する取鍋内金属溶融体の減圧に依る脱ガス除滓促進の簡
   易な方法。
4. （４）取鍋本体（１）と；該取鍋本体（１）内へ取外し
   自在に挿入する上方を密閉した筒状の減圧用胴筒（６）
   と；該減圧用胴筒（６）の内部空間（Ｂ）を減圧する減
   圧装置（８）とから構成した金属溶融体の減圧に依る脱
   ガス及び除滓促進装置。
5. （５）内部空間の圧力調整機構を備えた減圧用胴筒（６
   ）を用いた特許請求の範囲第４項に記載の金属溶融体の
   減圧に依る脱ガス及び除滓促進装置。
6. （６）取鍋本体（１）と；取鍋本体（１）に装着した放
   熱防止用カバーを兼ねたサポータ（７）と；取鍋本体（
   １）内へ取外し自在に挿入する上方を密閉した筒状の減
   圧用胴筒（６）と；該減圧用胴筒（６）の内部空間（Ｂ
   ）を減圧する減圧装置（８）とから構成した金属溶融体
   の減圧に依る脱ガス及び除滓促進装置。
7. （７）サポータ（７）を取鍋本体（１）へ固着すると共
   に減圧用胴筒（６）をサポータ（７）へ取外し自在に係
   止するようにした特許請求の範囲第６項に記載の金属溶
   融体の減圧に依る脱ガス及び除滓促進装置。
8. （８）減圧用胴筒（６）とサポータ（７）とを一体とし
   た特許請求の範囲第６項に記載の金属溶融体の減圧に依
   る脱ガス及び除滓促進装置。
9. （９）胴筒の内方下部に案内羽根（２４）を備えた減圧
   用胴筒（６）とした特許請求の範囲第６項に記載の金属
   溶融体の減圧に依る脱ガス及び除滓促進装置。