JP2000227282A

JP2000227282A - マルチアーム式ドラッガー排滓法および装置

Info

Publication number: JP2000227282A
Application number: JP11024779A
Authority: JP
Inventors: Naoto Sasaki; 直人佐々木; Mitsutaka Matsuo; 充高松尾
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2000-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】熱ロスを防ぎつつも目的の鋼組成を得るため
に、迅速性と正確性の求められる排滓工程において、溶
滓を効率的に迅速に除去する方法、及びそれを可能にす
る装置を提供すること。【解決手段】複数のアーム付き掻き出し板２を、前後
で重なる部分を持たせて左右に配列し、重なり部分が残
る範囲で左右に掻き出し板を移動させて、容器形状に合
わせて掻き出し板の列の全長を伸縮させて容器内の溶滓
を効率的に掻き出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排滓方法及び排滓装
置にかかり、特に溶融金属上部にある溶滓をドラッガー
によって除去する方法とそれを可能にする装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の製鉄業における製錬工程では、コ
スト低減や鋼材の高品位化をめざし、かつての転炉一括
精錬から、炉外で脱Ｓｉ、脱Ｐ、脱Ｓの溶銑予備処理を
行い、転炉では脱炭と高効率の合金化を図る、極低燐
鋼、極低硫鋼などの超清浄鋼を得るためのプロセスに移
行してきた。このようなプロセスでは、各精錬工程で生
成するスラグを完全に、あるいは必要量を残して迅速に
除去することが重要である。

【０００３】溶滓の除去に於いては、堰によるスラグと
メタルの分離（例えば実開昭５５−４９８９２号公
報）、真空吸引式除滓（特開昭６０−９１１８６号公
報）等の技術が知られているが、実操業では、ドラッガ
ーによる機械式排滓が用いられる場合がほとんどであ
る。しかし、このドラッガー式排滓法はスラグの除去
率、生産性、作業性に問題があり、これまでにも改善策
が数多く提案されてきた。

【０００４】実プロセスでは、掻き出し板が容器に比べ
て小さい上に１枚であり、排滓に費やすことの出来る時
間が限られており、その結果、多くの溶滓を残したまま
次工程に移ってしまうのが実状である。効率を上げるた
めには、掻き出し板を大きくすることが考えられるが、
排滓時には容器の外に掻き出すために容器を傾動する事
が通常で、そのため片持ち構造しか取ることが出来ず、
大きな掻き出し板は使えない。そこで、複数の掻き出し
板を用いることにより、効率を上げようという試みがな
されたが（特開平２−１３０３８９号公報）、スラグの
後逸は防げず、また、動作パターンがいくつかの種類に
固定されており、意図しない所を掻くなど、決定的な改
善とはならなかった。このようにほとんどの改善策が、
実操業で用いられたとしても短い期間で、決定的な改善
がなされていないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く製錬工程で
の除滓作業では、熱ロスを防ぎつつも目的の鋼組成を得
るために迅速で高効率な除滓が要求される。現在、ドラ
ッガー排滓が主流であるが、その除去率、生産性、作業
性に問題がある。本発明はこれを鑑み、現在主流である
ドラッガー排滓法において、溶滓を効率的に迅速に除去
する方法、及びそれを可能にする装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、本発明の趣旨をするところは、（１）溶融金属容器に保持された溶融金属上の溶滓を排
滓する方法であって、複数のアーム付き掻き出し板を、
前後で重なる部分を持たせて左右に配列し、重なり部分
が残る範囲で左右に掻き出し板を移動させて、容器形状
に合わせて掻き出し板の列の全長を伸縮させて容器内の
溶滓を掻き出すことを特徴とした、マルチアーム式ドラ
ッガー排滓法。（２）隣接する掻き出し板の重なり部分において、その
間隔ｄmmと長さｌmmが５mm≦ｄ≦５０mm、かつ最大に広
げた状態でｌ／ｄ≧５を満たす範囲であることを特徴と
する前記（１）記載のマルチアーム式ドラッガー排滓
法。（３）並列する複数のアーム付き掻き出し板を有し、隣
接する前記掻き出し板同士は前後で重なるように配列さ
れ、アームを全て１つの移動手段に取り付け、この移動
手段は、前記掻き出し板をアーム方向に同時に同一量移
動可能で、かつ、アームに直角な水平方向及び鉛直方向
の掻き出し板の動作に干渉せず、前記移動手段とは別に
アームに駆動手段を設置し、この駆動手段はアームの昇
降とアームに直角な水平方向の移動を行い、かつ、アー
ム方向の掻き出し板の移動に干渉しない事を特徴とした
マルチアーム式ドラッガー排滓装置。（４）並列する複数のアーム付き掻き出し板を有し、隣
接する前記掻き出し板同士は前後で重なるように配列さ
れ、アームを全て１つの移動手段に取り付け、この移動
手段は、前記掻き出し板をアーム方向に同時に同一量移
動可能で、かつ、アームの昇降とアームに直角な水平方
向に掻き出し板が移動可能であることを特徴としたマル
チアーム式ドラッガー排滓装置。である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、複数枚の掻き出し板を
重なりを持たせて配列し、その全長を容器形状に併せて
可変とする事により、溶滓の後逸を限りなくゼロにし
て、高効率、及び迅速に排滓する事を可能としている。

【０００８】高炉出銑後、または、脱珪、脱燐、脱硫、
脱炭または脱ガス後の溶滓が浮いた溶銑・溶鋼を入れ
た、トーピードカー、鍋、転炉を、溶銑・溶鋼が流れ出
る寸前まで容器１を傾動させる。作業位置からみて容器
最奥に、アーム３間隔を掻き出し板２が容器内側面にぎ
りぎりまで近づくよう調節する（図１のａ位置）。その
後、全てのアーム３が取り付けられた移動手段４（図
２）を後方に移動させることにより、全ての掻き出し板
２をアーム方向に同時に同一量移動させる。図２では、
アーム３の端部に移動手段４を設けたが、移動手段はア
ーム端部以外の掻き出し板２に近い側に設けても良い。

【０００９】この移動手段４は、構造を簡便とするた
め、アームの昇降とアームに直角な水平方向の移動に関
する駆動力を持たない事が好ましい。例として図３の装
置例が考えられる。この例では駆動装置６によって車輪
７を回転させ軌条８上を移動することによって、この装
置に取り付けられた全てのアーム３を同時に同一量移動
させる事を可能としている。また、この場合、アームの
昇降とアームに直角な水平方向の移動に干渉しないよう
な構造が必要である。そのため、図３の例ではアーム３
は取り付け治具９に、取り付け位置を支点としてアーム
３が傾くことができるように接続され、さらにこの取り
付け治具９の下部は、貫通溝１０にはめ込まれており、
アーム３に垂直な水平方向の移動に自由度を持つと共に
強固にこの移動手段に接続されている。

【００１０】また、この移動手段４に、アームに直角な
水平方向の移動に関する駆動力を持たせない場合には、
移動手段４とは別に駆動手段５（図２）を設けることに
よって、容器の形状に併せて掻き出し板２を移動させ
る。図２では移動手段４と容器１の間に駆動手段５を設
けた例を示したが、移動手段４より容器から遠い位置に
駆動手段５を設ける事も考えられる。掻き出し板をアー
ム方向にそのまま平行に移動させると、掻き出し板と容
器内側面とのあいだに隙間が出来る。そこで、アーム方
向に移動しながら、最も外側のアームの間隔を広げ、掻
き出し板と容器内側面の間隔が最小となるよう調節す
る。その時最も外側の掻き出し板とそれに隣接する内側
の掻き出し板のあいだに隙間が出来るとスラグの後逸の
原因となるので、隣接する内側の掻き出し板も外側に動
かす。さらに、その内側の掻き出し板も同様に動かす。
このようにして全ての掻き出し板を動かすことにより、
容器内側面と掻き出し板、及び、掻き出し板同士の隙間
をなくすことができ、スラグの後逸を最小限にとどめる
ことが出来る（図１のｂ位置）。掻き出し板が奇数枚の
場合は、中央のアームをアームに直角な水平方向に移動
できないように固定する。

【００１１】移動手段４によってアームの昇降を行うこ
とも考えられるが、装置の簡便性のために、アームに直
角な水平方向の移動を担う駆動手段５によってアームの
昇降も行うのが好ましい。掻き出し板を最も手前まで移
動させ、集めたスラグを容器外に除去する際には容器を
損傷させないように、掻き出し板を上昇させながら間隔
を調節する。ここまでを１回の掻き出しとする。掻き出
し板を上昇させたまま容器最奥に移動させて最初のよう
に掻き板を並べて、掻き出しを繰り返すことにより、数
回の掻き出しでスラグをほぼ完全に除去することが出来
る。

【００１２】図３の装置を移動手段４とした場合の駆動
手段５の例を図４に示す。この例では、アーム３に直角
な水平方向の移動は駆動装置１１によって歯車１２を介
してチェーン１３に取り付けられた治具１４によって行
う。この治具１４はアーム方向の移動に対して自由度を
もつ。また、アーム３の昇降は、油圧装置１５の変位量
を調節しながら行う。二つの油圧装置１５の変位量を変
えることにより、移動手段４の高さが変化しない場合に
生じるアーム３の傾きに対応する。

【００１３】また、図３の装置を移動手段４とした場合
の駆動手段５の別の例として、軌条を用いた図５の装置
例も考えられる。この場合、アーム３に直角な水平方向
の移動のみに関与する駆動力を持たなくて良く、装置が
さらに簡便になる。掻き出し板の全長を容器形状に合わ
せるようにアームを動かした場合、アーム上のある一点
の描く軌跡は、容器形状と容器位置がある程度の範囲で
定まっていれば、自ずとある一定の軌跡になる。この軌
跡を軌条１６として再現し、アーム３に固定した治具１
７がこの軌条１６に沿って動くようにすると、移動手段
４によってアーム方向の移動の駆動力を与えるだけで、
アームに直角な水平方向の移動が可能となる。また、治
具１６に油圧装置１８を組み込む事により、１本１本の
アームを昇降させることができる。

【００１４】装置設置場所の制約などによって、移動手
段４の他に駆動手段５を設置する余裕が無く、移動手段
４によってアームに直角な水平方向の移動を行う場合の
装置例を図６に示す。図６の例は、図３の装置例の移動
手段の治具９に油圧装置１９とモーター２０と車輪２１
を取り付けたものである。油圧装置１９によって掻き板
の昇降を行い、モータ２０と車輪２１によってアームに
直角な水平方向の移動を行う。

【００１５】一枚一枚の掻き出し板を独立に上下させる
ことが出来れば、より効率的な掻き出しが出来るので好
ましい。図４の装置例では、治具１４とチェーン１３の
間に油圧装置を取り付けることによって対応できる。

【００１６】アーム方向の移動を一つの台車によって行
うため、掻き出しの動力源が一つで済む、個々の掻き出
し板の移動量の調整が要らない、メンテナンスが簡便で
ある等の利点がある。また、アームの昇降をこの移動台
車で行わないため、片持ち構造を回避でき、アームにか
かる負荷を低減出来る。さらに、アームに直角な水平方
向の移動をアーム方向の移動と別の動力源・装置とした
ため、それぞれの装置が簡素化される。

【００１７】隣接する掻き出し板同士の重なり長さｌと
間隔ｄ（図７）は、スラグの後逸防止のために重要であ
る。間隔がせまいと、地金・スラグが掻き出し板に付い
た場合に掻き板のアーム垂直方向の移動が妨げられる。
これを防ぐために間隔を広くしただけでは、後逸しやす
くなり、効率が下がるため、間隔に応じた重なり長さを
持たせなければならない。スラグをニュートン流体と考
えると、掻き出し板に挟まれた部分を通るスラグは、掻
き出し板の壁面から摩擦力をうけるため、壁面に平行な
方向の時間当たりの変位量が、間隔ｄmmに比例し、長さ
ｌmmに反比例する。１３００℃から１５５０℃の範囲で
脱硅、脱燐、脱硫、脱炭、脱ガススラグを用いて試験を
行った結果、最大に広がった状態、つまり重なりが最も
少なくなった状態でｌ／ｄ≧５を満たしているときに、
スラグの後逸が少なく、効率的な除去が出来た。ｌ／ｄ
の上限は特に定める必要はないが、ｌが長くなると付着
した地金・スラグによって掻き出し板同士が接着してし
まうことが頻繁に生じるので、２００以下とすることが
好ましい。

【００１８】また、間隔ｄは５mm≦ｄ≦５０mmの範囲で
最も効率が高かった。間隔５mm未満ではスラグの後逸は
ほとんど無くなるが、地金・スラグが付着した場合に掻
き出し板の移動が出来なくなり、５０mm超では、後逸が
著しく、効率が低下した。掻き出し板の間隔と重なり長
さは、地金・スラグを付着に対応して、操作中に調整で
きるようにすれば、より効率的な排滓が可能となる。

【００１９】また、一枚の掻き出し板の大きさについて
は、容器形状をトレースするために、容器最大径を掻き
出し板の枚数で割った長さより、一枚の掻き出し板を長
くしなければならない。しかし、掻き出し板が長すぎる
と、容器最奥やスラグを容器から外に出す時に、掻き出
し板と容器との間の隙間が大きくなり、効率が低下す
る。また一枚の掻き出し板が重くなり、アームに大きな
負担がかかる。掻き出し板のサイズを小さくし、枚数を
多くするほど容器形状を正確にトレース出来るが、掻き
出し板の枚数はアームの数に等しく、設備やメンテナン
スの観点から枚数を安易に増やすことは出来ない。ま
た、正確にトレースできても、スラグ量が多ければ、集
められたスラグは自重で掻き板の下をくぐり、後逸して
しまう。掻き出し板の枚数と効率を調査した図８の結果
から、５〜７枚で容器最大径をカバーできるような長さ
にすると、枚数と効率の比が最も高くなることがわか
る。

【００２０】掻き出し板が複数になった分、メンテナン
スの負荷が高くなることが予想される。スラグの除去に
よる設備の消耗には、掻き出し板の溶損、アームの疲労
などがある。このうち、掻き出し板へのスラグ・地金の
付着以外は、掻き出し回数に比例して増大する。本発明
法による除去では従来のドラッガー法に比べて遥かに少
ない回数で掻き出しを完了するので、全ての掻き板を考
慮した延べ掻き出し回数はほとんど変化が無く、したが
って、これらのメンテナンスの負荷は大きくならない。
また、掻き出し板へのスラグ・地金の付着はある程度回
数にも関係するが、一度溶鋼溶滓に接してしまえば付着
は免れない。本発明では複数の掻き出し板が協調して動
作することが重要であるので、掻き出し板同士の間に付
着したスラグ・地金によってその動作が妨害される場合
は、これを防止しなくてはならない。その手段として
は、掻き出し板表面に常時ガスを吹き付ける、掻き出し
板に剥離剤を塗布しておく、等が好ましい。

【００２１】

【実施例】取鍋に入った、脱燐処理後の溶銑とその上に
浮かんだスラグに対して、本発明方法で排滓を行った。
溶銑重量３００ｔ、スラグ９ｔ、温度１３５０℃であ
り、容器は最大内径４ｍの取鍋を用いた。この例では、
移動手段には図３、駆動手段には図４に示す装置を用い
た。長さ７００mm×高さ５００mm×幅２００mmの普通鋼
製の掻き出し板を７枚有しており、隣接する掻き出し板
同士の間隔ｄは１０mmとし、最大に広がった時点で重な
り長さｌはそれぞれ１５０mmであり、ｌ／ｄ＝１５であ
った。このマルチアーム式ドラッガー排滓装置の前に取
鍋をセットし、排滓を開始した。

【００２２】一度目の掻き出しで、４．５ｔのスラグを
掻き出し、スラグ原単位は約３０kg/tから１５kg/tとな
った。以下同様に２回目は２．１ｔを掻き出し８kg/t、
３回目は１．５ｔを掻き出し３kg/t、４回目は０．６ｔ
を掻き出して１kg/tとなり、４回の掻き出しでスラグを
ほぼ完全に除去した。地金の巻き込みもほとんど無く、
鍋の溶銑重量は３００ｔのままであった。

【００２３】比較のために、従来の１枚の掻き出し板の
みを用いたドラッガー式排滓法でもスラグを除去した。
掻き出し板が一枚であること以外は全て上記と同じ条件
で行った。その結果、１回目は０．９ｔのスラグを掻き
出し、スラグ原単位は２７kg/tになったが、回を重ねる
毎に効率は顕著に落ち、５回の掻き出しを終えた時点で
も掻き出したスラグの総量が４．５ｔ、スラグ原単位で
２０kg/t程度までしか除去できず、２０回の除去で、総
量で７．５ｔ、スラグ原単位で５kg/tまで除去したが、
この後はスラグの後逸が激しく、これ以上の除去は困難
となったので、排滓を終了した。上記の本発明例と従来
法の比較の結果を図９に示す。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した本発明により、スラグの後
逸を防ぐことによって、効率の顕著な低下を防ぎ、除去
にかかる時間を大幅に削減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するための掻き出し板の移動の仕
方を説明する図。

【図２】本発明に係る排滓装置の一例を示す概略図。

【図３】（ａ）は排滓装置における移動手段４の装置例
の平面図、（ｂ）はＡ−Ａ′面の断面図、（ｃ）はＣ−
Ｃ′面の立面図。

【図４】（ａ）は駆動手段５の装置例の平面図、（ｂ）
はＢ−Ｂ′面の立面図、（ｃ）はＣ−Ｃ′面の立面図、
（ｄ）はＤ−Ｄ′面の立面図。

【図５】（ａ）は本発明の装置例の平面図、（ｂ）は本
発明の装置例の立面図。

【図６】（ａ）は本発明の装置例の平面図、（ｂ）はＡ
−Ａ′面の断面図。

【図７】掻き出し板同士の間隔と重なりの長さの関連を
示す説明図。

【図８】掻き出し板の枚数と除滓効率の関係を示す図。

【図９】掻き出し板とスラグ原単位との関係を本発明法
と従来法とで比較した図。

【符号の説明】

１容器２掻き出し板３アーム４アーム方向移
動手段５掻き出し板駆動手段６駆動装置７車輪８軌条９取り付け治具１０貫通溝１１駆動装置１２歯車１３チェーン１４治具１５油圧装置１６軌条１７治具１８油圧装置１９油圧装置２０モーター２１車輪

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属容器に保持された溶融金属上の
溶滓を排滓する方法であって、複数のアーム付き掻き出
し板を、前後で重なる部分を持たせて左右に配列し、重
なり部分が残る範囲で左右に掻き出し板を移動させて、
容器形状に合わせて掻き出し板の列の全長を伸縮させて
容器内の溶滓を掻き出すことを特徴とした、マルチアー
ム式ドラッガー排滓法。
【請求項２】隣接する掻き出し板の重なり部分におい
て、その間隔ｄmmと長さｌmmが５mm≦ｄ≦５０mm、かつ
最大に広げた状態でｌ／ｄ≧５を満たす範囲であること
を特徴とする請求項１に記載のマルチアーム式ドラッガ
ー排滓法。
【請求項３】並列する複数のアーム付き掻き出し板を
有し、隣接する前記掻き出し板同士は前後で重なるよう
に配列され、アームを全て１つの移動手段に取り付け、
この移動手段は、前記掻き出し板をアーム方向に同時に
同一量移動可能で、かつ、アームに直角な水平方向及び
鉛直方向の掻き出し板の動作に干渉せず、前記移動手段
とは別にアームに駆動手段を設置し、この駆動手段はア
ームの昇降とアームに直角な水平方向の移動を行い、か
つ、アーム方向の掻き出し板の移動に干渉しない事を特
徴としたマルチアーム式ドラッガー排滓装置。
【請求項４】並列する複数のアーム付き掻き出し板を
有し、隣接する前記掻き出し板同士は前後で重なるよう
に配列され、アームを全て１つの移動手段に取り付け、
この移動手段は、前記掻き出し板をアーム方向に同時に
同一量移動可能で、かつ、アームの昇降とアームに直角
な水平方向に掻き出し板が移動可能であることを特徴と
したマルチアーム式ドラッガー排滓装置。