JPH02190418A - 脱ガス槽の交換方法 - 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］ この発明は、ＲＨ脱ガス槽及びＤＨ脱ガス槽等の内壁に
付着した凝固金属を除去した後に下部槽の交換を行なう
脱ガス槽の交換方法に関する。

［従来の技術］ 転炉等により大気中で精練された溶鋼には、酸素、窒素
並びに水素等のガス成分が多量に含まれている。通常、
これらの溶鋼中にガス成分が多量に存在すると、鋼の性
質に好ましくない影響を及ぼすので、転炉工程から鋳造
工程までの間において脱ガス処理工程を設け、溶鋼を脱
ガス槽内にて減圧下で脱ガス処理する。ところで、近時
、ユーザー仕様の要求レベルが高まるに従って、鋼が益
々高級化する傾向にあり、通常の鋼よりも炭素含有量が
一桁以上低い極低炭素鋼の生産量が増加している。この
ような極低炭素鋼を製造する場合にも脱ガス槽が利用さ
れる。

例えば、ＲＨ脱ガス法により極低炭素鋼を精練する場合
は、転炉溶鋼を脱酸処理することなく取鍋に出鋼し、こ
れを脱ガス槽の直下に搬送し、未脱酸状態の溶鋼を脱ガ
ス槽内に吸い上げて脱ガス槽及び取鍋の間に還流させつ
つ槽内のガスを排気する。このとき、上部投入孔からフ
エロマンガン（Ｆ　ｅ−Ｍｎ）等の合金剤を槽内に投入
し、溶鋼成分及び温度を調節する。槽内においては溶鋼
を強攪拌しつつガスを排気するので、溶鋼中［Ｃ］及び
［０］が結合してＣＯガスが生成する所謂脱炭反応が促
進され、溶鋼の炭素含有量が大幅に低減される。

このＲＨ脱ガス法に用いられるＲＨ脱ガス槽は、上部槽
及び下部槽を有する竪型の円筒容器であり、両槽がその
継手部にて接続されている。その内壁には耐火物が内張
すされており、この耐火物は、脱ガス処理雰囲気に直接
さらされているために、処理回数を重ねるにつれて、例
えば脱ガス槽下部の還流管等を構成する耐火物が溶損、
剥離等を引起こす。ＲＨ脱ガス層には、下部槽が単槽の
場合と複槽の場合とがあるが、単槽の場合、下部槽内壁
の耐火物の寿命がくると、耐火物を交換する必要がある
。

ところで、脱ガス処理中には、溶鋼の飛沫が大量に発生
するとともに溶鋼の泡立ちが著しく、鉄を含む凝固金属
（所謂、地金）が耐火物表面特に下部槽の湯面直上に位
置する耐火物表面に大量に付着する。通常、脱ガス処理
は１７〜１８分程度を要するが、処理回数を重ねるにつ
れて付着地金が槽の周辺領域から中央領域に向かって水
平方向に成長し、棚状に発達する。

また、この地金は、前記継手部近傍の内壁にも付着する
。この地金は上部槽の耐火物と下部槽の耐火物とを結着
させることがあり、下部槽の修理のために下部槽を取り
外すとき、上部槽の耐火物が下部槽の耐火物に引張られ
て脱落することがある。このような場合には、上部槽の
耐火物も交換修理する必要がある。この作業には約２日
間を要する。また、上部槽耐火物の脱落が起きない場合
でも、継手部近傍の内壁に付着した地金、特に上部槽内
壁に付着し、下部槽側に垂れ下がっている地金を切断し
ないとこれが邪魔になり新しい下部槽を取付けることが
できない。これは次のような理由による。即ち、上部槽
の耐火物が下部槽と同様に溶損等を引き起こして擦り減
っているため、下部槽の耐火物の厚さは使用前より薄肉
化しており、このためにその継手部の幅も狭くなる。と
ころが新しく挿着される下部槽は、その耐火物が新品で
あるためその継手部の幅が上部槽よりも中心方向に広い
。したがって、下部槽の継手部のうち上部槽継手部より
広い部分に、上部槽より垂れ下がった地金が当たって下
部槽の挿着が困難となる。

従来、このような地金を除去する方法としては、槽内温
度を十分に低下させた後、作業者が槽内に入り、継手部
近傍の内壁に付着した地金を鉄粉と酸素ガスを用いて切
断除去する方法が用いられている。

地金を切断除去する方法においては、地金除去のために
槽内温度を約２日間かけて完全に冷却する必要があり、
切断作業には２〜３日間を要する。

このように下部槽の交換には余分な日数がかかり、転炉
から連続鋳造に至るまでの一貫精練工程における操業率
が低下する。また、人力に頼るこの切断作業は大変危険
である。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、かかる事情に鑑みてなされたちのであって
、脱ガス槽の耐火物を修理するための下部槽の交換を安
全かつ迅速に行なうことができる脱ガス槽の交換方法を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明の交換方法は、上部槽と、単槽の下部槽とを有
するＲＨ脱ガス槽内に溶湯を吸い上げて脱ガス処理した
後に、処理済の溶湯を槽外に吐き出し、その、後、槽の
内壁に付着した凝固金属に酸素を主成分とするガスを吹
付け、付着凝固金属を溶解除去した後、熱間で、使用済
の下部槽を取外し、新しい下部槽と交換することを溶解
除去する。

上記方法において、脱ガス槽内壁の凝固金属を完全に溶
解除去してもよいが、少なくとも前記脱ガス槽上部槽の
継手部の内壁近傍に付着した凝固金属を溶解除去するこ
とができれば良い。

［作用］ この発明に係る脱ガス槽の交換方法においては、脱ガス
処理終了後に溶湯を槽外に吐出し、槽内を空の状態とし
、次いで槽内温度が低下しないうちに槽内にガス管を挿
入し、脱ガス槽継手部近傍の内壁に付着した地金に酸素
を主成分とするガスを直接吹付ける。ガス吹付けにより
、下記（１）及び（２）式に従い、地金に含まれる鉄成
分が酸化発熱し、この発熱により地金が加熱されて溶解
し、炉内壁から除去される。

Ｆ　ｅ　＋１／２０２−”Ｆ　ｅ　Ｏ−（１）２　Ｆ　
ｅ　Ｏ＋３／２０２　→Ｆ　ｅ２０３　　　・”　（２
）［実施例］ 以下、添付の図面を参照して、この発明の実施例につい
て具体的に説明する。

第３図に示すように、ＲＨ脱ガス槽１０はその径が約２
．２ｍの竪形の円筒容器であり、この円筒容器は、その
中央付近に設けられた継手部を境に上部槽と下部槽とに
分離することができる。その内部には耐火物が内張すさ
れている。脱ガス槽１０は、建屋内の上方に実質的に動
かないように固定されており、その直下に取鍋２が搬入
されるように軌条が敷設されている。リフトテーブルが
脱ガス槽１０の直下に設けられ、建屋内に搬入された取
鍋２がテーブル上に載置されると脱ガス槽１０に向かっ
て上昇するようになっている。１対の浸漬管１２．１４
が、脱ガス槽１０の下部に取付けられており、テーブル
と共に取鍋２がリフトされると、その下端部が取鍋内の
溶鋼４に浸漬されるようになっている。浸漬管１２はア
ルゴンガス吹き込み用の管１３を具備しており、管１３
を介して浸漬管１２内にアルゴンガスが吹込まれると、
溶鋼の見掛けの比重が減少して溶鋼が管１２内を上昇し
、脱ガス槽本体内へ吸い上げられるようになっている。

また、脱ガス槽１０内に吸い上げられた溶鋼は、他方の
浸漬管１４内を下降して取鍋２に返戻されるようになっ
ている。

一方、脱ガス槽１０の上部側壁には排気用孔１６、合金
投入用孔１８並びに１対の電極挿入用孔２０が各々開口
形成されている。排気用孔１６は、脱ガス槽１０の天井
蓋の近傍に形成され、ダクトを介して排気ブロワ（図示
せず）に連通されている。また、合金投入用孔１８は、
シュータ−及び秤量器（図示せず）を介して複数の合金
剤添加ホッパ（図示せず）に連通されている。また、１
対の電極挿入用孔２０には、１本の炭素電極２２がほぼ
水平に挿入されるようになっている。

すなわち、電極２２は、孔２０を介して水平方向に出し
入れ可能に設けられている。なお、合金投入用孔１８及
び電極挿入用孔２０は、はぼ同レベルの高さに形成され
ている。

次に、脱ガス槽１０により取鍋内溶鋼４を脱ガス処理す
る場合について説明する。

吹錬が終了すると、転炉溶鋼を未脱酸状態で取鍋２に出
鋼する。この取鍋２を脱ガス槽１０の直下に搬入し、こ
れをリフトテーブルにより上昇させ、浸漬管１２．１４
を溶鋼４に浸漬させる。処理開始前においては電極２０
及びバーナー加熱により、脱ガス槽１０の内部を約８０
０〜１０００℃の温度に余熱しておく。また、孔１６の
ダクトを介して槽内を排気しておく。浸漬管１２．１４
を溶鋼４に浸漬させると、槽内に溶鋼４が吸い上げられ
る。次いで、管１３を介して所定量のアルゴンガスを上
昇用浸漬管１２内に吹込む。アルゴンガス吹込みにより
溶鋼の見掛けの比重が減少して管１２内を溶鋼が上昇す
ると共に、他方の浸漬管１４内を溶鋼が下降する。すな
わち、１対の浸漬管１２．１４を介して溶鋼４が脱ガス
槽１０及び取鍋２を循環する。これにより、溶鋼が強攪
拌され、溶鋼中［Ｃ］と［０コとが減圧下で反応してＣ
Ｏガスが発生し、溶鋼の脱炭が促進される。孔１８を介
して所定量及び所定成分の合金材を槽内に適時投入し、
溶鋼成分を目標成分に調整する。

処理中においては、溶鋼の吸い上げにより多量のスプラ
ッシュが発生し、これが場面直上の内壁に付着凝固する
。この凝固金属は、地金として檜の内側壁に堆積し、周
辺領域から中心領域に向かって成長し、最終的には棚状
に発達して地金２４が湯面を上部空間から遮るようにな
る。この地金の発達の状態は、槽上部の覗き窓（図示せ
ず）から目視で確認することができる。次に、第１図及
び第２図を参照して、付着地金を除去する場合について
説明する。

第１図は処理終了後の脱ガス槽を模式的に示す縦断面図
、第２図は処理終了後の脱ガス槽を模式的に示す横断面
図である。最終の処理開始から１７〜１８分間が経過す
ると、アルゴンガスの吹込み、槽内の排気を停止する。

次いで、電極の通電を停止し、取鍋を下降して溶鋼の全
量を取鍋内に戻し、槽内を空の状態にする。その後ただ
ちに、電極２２を槽外へ撤去し、それぞれの孔２０にバ
イブ３０をそれぞれ挿入する。また、孔１８からシュー
タを取り外し、孔１８にも同様のバイブ３０を挿入する
。バイブ３０は、例えばステンレス鋼製の非水冷パイプ
であり、その先端から所定の長さだけ下方に折曲してい
る。この場合には、継手部３１は孔１８．２０より約３
ｍ低いところに位置しており、各パイプ３０の先端は継
手部近傍の内壁に直面するように挿入する。また、各パ
イプ３０は、孔１８、孔２０の他、天蓋１０、検視口（
図示せず）等より挿入しても良い。次いで、純度９７〜
９８％の酸素ガスを５０ＯＮｍ３／時間で各バイブ３０
に供給し、これを地金２４に吹付け、地金２４を溶解す
る。すなわち、前述の（１）式で表わした酸化発熱反応
に従って酸素ガス吹付は箇所が発熱し、地金２４が融点
以上に上昇して溶解する。このとき、鉄元素１モルが酸
化されるときの発熱量を５３６．４ｋＪ％Ｆｅの融点を
約１５３６℃、ＦｅＯの融点を約１３７７℃、Ｆｅの比
熱を０．６４ｋＪ／ｋｇ、、Ｆｅの融解熱を約２７１．
７ｋＪ／ｋｇとすると、総量が約１５トンの地金２４を
約３時間で溶解することができる。酸素ガス吹付けによ
り溶解させた地金鉄は、少量ずつ浸漬管１２．１４を通
過して落下し、槽外へ排出される。

このようにして付着地金を除去した後、継手部３１によ
って上部槽と接続されていた下部槽を上部槽から取り外
す。しかる後、新しい下部槽と上部槽とを継手部３１に
て接続することにより、下部槽を交換する。取り外され
た下部槽内に内張すされた古くなった耐火物を新しい耐
火物に交換する。

上記実施例によれば、総量が約１５トンの地金を除去す
るのに、従来では、槽内の冷却に２日間、さらに除去作
業に２〜３日間も要していたが、これを約３時間に短縮
することができた。

さらに、従来地金を除去するために用いられていた鉄粉
を必要とせず、また、脱ガス槽内にパイプを挿入して酸
素を含むガスを吹込む操作だけで地金を溶解させること
ができるので、従来のように作業者が槽内に入って切断
作業をする必要がない。

なお、上記実施例では、ＲＨ脱ガス槽の場合について説
明したが、これに限られることなくＤＨ脱ガス槽等の他
のタイプの真空脱ガス槽にもこの発明を用いることがで
きる。

［発明の効果］ この発明によれば、脱ガス槽内壁に付着した凝固金属を
短時間で除去することができる。したがって、下部槽を
取り外す際に上部槽内壁の耐火物が脱落することがなく
なると共に、使用済みの下部槽を新しい下部槽と交換し
、溶損、剥離等を引き起こした耐火物を交換するために
余分な日数がかからない。このため、脱ガス槽の操業率
を上げることができる。また、この発明によれば、付着
地金を除去する際に、地金を人力で切断する必要がない
ので、危険性がなく、切断作業の人件費がかからない。

さらに、従来付着地金を除去するために用いられていた
鉄粉が必要ない。

以上のように、本発明の脱ガス槽の交換方法を用いると
、安全でありかつ精練工程全体として生産コスト低減を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は処理終了後の脱ガス槽を模式的に示す縦断面図
、第２図は処理終了後の脱ガス槽を模式的に示す縦断面
図、第３図は処理中の脱ガス槽を模式的に示す縦断面図
である。 １０・・・脱ガス槽、１２．１４・・・浸漬管、１８゜
２０・・・孔、２４・・・凝固付着金属（地金）、３０
・・・ガス吹付は用パイプ、３１・・・継手部出願人代
理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部槽と、単槽の下部槽とを有するＲＨ脱ガス槽
   内に溶湯を吸い上げて脱ガス処理した後に、処理済の溶
   湯を槽外に吐き出し、その後、槽の内壁に付着した凝固
   金属に酸素を主成分とするガスを吹付け、付着凝固金属
   を溶解除去した後、熱間で、使用済の下部槽を取外し、
   新しい下部槽と交換することを特徴とするＲＨ脱ガス槽
   の交換方法。
2. （２）前記脱ガス槽上部槽の継手部の内壁近傍に付着し
   た凝固金属に酸素を主成分とするガスを吹付け、付着凝
   固金属を溶解除去する請求項１に記載の方法。