JPH02190419A - 脱ガス槽の付着金属の除去方法 - 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する方法に関する。

〔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
ェロマンガン（Ｆ　ｅ　−Ｍ　ｎ　）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ＩＣ
］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、一般的
に竪型の円筒容器であり、その内壁には耐火物が内張す
されている。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や敷等を構成する耐火物が溶損
、剥離等を引起こす。この際には、耐火物を修理する必
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）が耐火物表面特に場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。

このような状態の槽内に合金材を投入すると、合金材が
地金に阻まれ、その全量が場面に到達せず、実際の溶鋼
成分が目標から大きく外れてしまう。更に、処理中に付
着地金が溶湯中に落下した場合に、溶湯温度が低下し、
目標温度から外れてしまう。さらにまた、前記耐火物の
交換の際にもこのような地金は邪魔となる。したがって
、脱ガス槽を保守するためにはこの付着地金を定期的に
除去しなければならない。

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、耐火物
表面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。

ところが、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、更に、付着地金は１０トン以上にも及ぶため
、切断作業には３〜５日間を要する。このように耐火物
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。

これに対し、近年、槽内壁の付着地金に酸素を主成分と
するガスを吹き付け、付着凝固金属を溶解除去する方法
が提案されている。この方法によれば、付着地金を短時
間で除去することができ、また、地金を人力で切断する
必要がない。したがって、脱ガス槽の操業率が良く、安
全である。

［発明の解決しようとする課８］ しかしながら、脱ガス槽内壁の付着地金に酸素を含むガ
スを吹き付けると、発熱して赤煙を生じる。溶けずに残
っている地金を観察するために、槽外壁に設けられてい
る覗き窓から槽内を覗いた場合、この煙に阻まれて槽内
がよく見えない。このため、酸素を吹付ける好ましい位
置、酸素の吹き付けを終了する時点等が判断しにくい。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、脱ガス槽
内壁に付着した凝固金属を安全かつ効率よく溶解除去し
、脱ガス槽の保守及び修理を安全かつ迅速に行なうこと
ができる脱ガス槽の付着金属の除去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］ この発明の方法は、溶湯を脱ガス槽内に吸い上げて脱ガ
ス処理した後に、処理済の溶湯を槽外に吐き出し、その
後、槽の内壁を形成する耐火物の表面に付着した凝固金
属に酸素を主成分とするガスを吹付け、付着凝固金属を
溶解除去すると共に、金属の溶解に伴う発煙を排気手段
を用いて除去することを特徴とする。

前記排気手段は、スチームエジェクターであることが好
ましい。

［作用］ この発明に係る脱ガス槽の付着金属の除去方法において
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、棚状に発達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。

Ｆｅ＋１／２　０２−”ＦｅＯ−（１）２　Ｆ　ｅ　Ｏ
＋３／２　０２　−Ｆ　ｅ２　０３　　−　　（２）地
金中に含まれる鉄成分は、酸素を含むガスを吹き付けら
れると、発熱と共に赤煙を生じる。この赤煙を、排気手
段を用いることによって除去すると、槽外壁に設けられ
た覗き窓から槽内がよく見え、槽内に溶けずに残留して
いる凝固金属の様子が視察できる。この観察結果に従っ
て、酸素の吹付は位置を適宜変更することにより、付着
金属の除去を短時間で行なうことが可能となる。

［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１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、その内部に耐火物が内
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１
２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哄、脱ガス槽１０の天井
蓋の近傍に形成され、ダクトを介してエジェクター３１
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］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、これが湯面直上の内壁に付着凝固する
。この凝固金属は、地金として槽の内側壁に堆積し、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が場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３３から
目視で確認することができる。脱ガス槽を保守するため
には、この地金を除去しなければならない。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にパ
イプ１８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にも同様のパイプ３０を挿入する
。パイプ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、地金２４は孔１８．２０より約３ｍ
低い位置に付着しており、各パイプ３０の先端は地金２
４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、覗き窓３３等より挿入
しても良い。次いで、純度９７〜９８％の酸素ガスを５
０ＯＮｍ３／時間で各パイプ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５３６．４ｋＪＳＦｅの融点を約１５３６℃、ＦｅＯ
の融点を約１３７７℃、Ｆｅの比熱を０．６４ｋＪ／ｋ
ｇ、Ｆｅの融解熱を約２７１．７ｋＪ／ｋｇとすると、
総量が約２０トンの地金２４を約２，５時間で溶解する
ことができる。また、このとき、酸化発熱反応に伴い、
赤煙が生ずる。この赤煙は、排気溶鋼１６よりダクトを
介してスチームエジェクター３１によって強制排気され
る。

スチームエジェクター３１の上記使用量は、通常の真空
脱ガス装置では最高毎時３４トンであるが、この場合は
比較的弱く、毎時１２トンである。

上記のごとく赤煙を排気しながら覗き窓３３から槽内を
覗き、溶けずに残っている付着地金を観察する。パイプ
３０の方向と付着地金の位置とが異なるときは適宜パイ
プの位置を変える。

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。

覗き窓３３から見て、全ての付着地金の溶解を確認した
後、酸素の吹き付けを停止する。総量約２０トンの付着
地金を除去するために、酸素を１８０ＯＮｍ３、溶解時
間を３時間要した。

このようにして付着地金を除去した後、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。

比較例 酸化発熱反応に伴って生ずる赤煙を強制排気せずに、上
記実施例と同様にして脱ガス槽内の付着地金を溶解除去
する。

覗き窓３３から槽内を覗いても、赤煙のために、残留し
ている地金は良く見えなかった。また、パイプ３０の位
置は変更しなかった。総量約２０トンの付着地金を除去
するために、酸素を２２０ＯＮｍ３、溶解時間を３．６
時間を要した。

上記実施例によれば、総量が約２０トンの地金を除去す
るのに、従来の付着地金を切断する方法では、槽内の冷
却に２日間、さらに除去作業に３〜５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。さらに、付着地金を溶解する際に発生す
る赤煙が強制排気されるため、覗き窓から槽内がよく見
え、槽内に溶けずに残留している地金の様子が確認し易
い。これに応じて、地金の残留しているところにパイプ
３０の方向を変えることができ、また、酸素の吹き付け
を終了する時点を明確に判断することができる。

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、脱ガス槽内に付着した凝固金属を、
覗き窓から確認しながら酸素を含むガスを吹き付けるこ
とにより、短時間で効率よく除去することができる。し
たがって、脱ガス槽を保守するための付着金属の定期的
な除去や、溶損、剥離等を引き起こした耐火物の交換等
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、切断作業の人権費がかからない
。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付着金属の除去方法
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・・・付着凝固金属（地金）、３０
・・・ガス吹付は用パイプ、３１・・・スチームエジェ
クター 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶湯を脱ガス槽内に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
   を形成する耐火物の表面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
   と共に、金属の溶解に伴う発煙を排気手段を用いて槽外
   に除去しつつ行なうことを特徴とする脱ガス槽の付着金
   属の除去方法。
2. （２）前記排気手段としてスチームエジェクターを用い
   ることを特徴とする付着金属の除去方法。