JPH04158974A - 取鍋出湯孔の閉塞方法 - 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］ 本発明は取鍋出湯孔の閉塞方法に関し、詳しくはスラグ
の流出を防止する出湯孔の閉塞方法に関するものである
。

［従来の技術］ 製鋼工程においては、精錬された取鍋内の溶鋼をその底
部に設けられている出湯孔からスライディングノズルを
開いて、連続鋳造のタンデイツシュ内へ注入し、タンデ
イツシュから鋳型へ注入して鋳片が製造されている。上
記の取鍋からの溶鋼の注入作業に於いて清浄鋼を製造す
る上で重要なことは、取鍋自溶鋼上に浮上しているスラ
グの流出を防止することであり、従来からスラグ流出防
止に多大の努力が払われているところである。

取鍋からタンデイツシュへ溶鋼を注入する際のスラグの
流出は、■取鍋内の溶鋼レベル低下に伴い取鍋出湯孔の
直上で発生する渦流への浮上スラグ層の巻き込み、及び
■取鍋注入終了判定遅れによる浮上スラグ層の流出に大
別することができる。而して上記■、■によるスラグ流
比を防止する方法として、既に特開昭６０−２１０３５
２号公報及び特開昭６２−２０３６６７号公報によるス
ラグ流出防止方法が提案されている。

前者の方法は、フロートをスラグ層と溶鋼との界面部に
位置させた状態で注入に伴う湯面の降下と共に降下させ
、注入終了時にフロートを出湯孔に着地させて出湯孔を
閉塞しようとするものである。

又、後者の方法は、比！！調整されたフロートを出湯孔
の直上のスラグ層と溶鋼との界面部に位置させて、渦流
の発生を抑制してスラグの巻き込みを防止すると共に上
記フロートの下端か必要残留溶鋼量レベルまで下降した
時点てフロートの下降を停止させ、溶鋼がフロート下端
に降下して起こるフロートの浮力変化を紐状体を介して
、張力検出装置で張力変化として検出し、この張力変化
の検出に基づき取鍋の出湯孔を閉塞することにより、残
留溶鋼量を必要最小限に抑えつつ、スラグの流出を防止
しようというものである。

［発明か解決しようとする課題］ 上記のいずれの従来技術によっても、渦ン荒の発生が効
果的に防止できて、スラグの巻き込みは有効に防ぐこと
ができるものであるか、注入終了時のスラグ流出防止に
対しては、前者の方法では取鍋出湯孔近傍の耐火物及び
フロートを構成する耐火物の溶損により出湯孔の閉塞か
確実にてきす、スラグの流出がしはしは発生し、全幅の
信頼をおいて使用てきないものであった。

一方後者は、前者の問題点の解決を意図してなされたも
のであるが、フロートを吊保持している紐状体の熱膨張
、フロートの溶損等により、注大駿了時点での必要残留
溶鋼レベルを精度良く検出できず、その結果フロートの
下降停止位置にバラツキが生じ、フロートの下降停止が
遅れた場合にはスラグが流出してしまい、反対にフロー
トの下降停止が早い場合には残留溶鋼量が多くなって歩
留が低下するという難点があった。

本発明は、前記特開昭６２−２０３６６７号公報におけ
る注入終了時のスラグ流出防止に対する問題点を有利に
解決し、もフてスラグの巻き込み及びスラグの流出の双
方をより効果的に防止しうる取鍋出湯孔の閉塞方法を提
供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、取鍋の上部からフロートを紐状体により昇降
可能に吊保持すると共に上記紐状体に掛かる張力を計測
する張力計測装置を設け、取鍋注入途中で上記フロート
によりスラグ層と溶鋼との界面を検出後、上記フロート
を上記界面から溶鋼中に所定深さ浸漬し、その状態を保
持しながら注入を行い、取鍋注入末期に出湯孔から流出
する溶鋼流の作用で発生する上記フロートの浮力変化を
上記紐状体を介して上記張力計測装置で張力変化として
検出し、この張力変化の検出に基づき取鍋の出湯孔を閉
塞し、その際、上記フロートの上記界面から溶鋼中への
浸漬深さは上記注入末期の張力変化検出時点で上記出湯
孔からスラグが流出しない浸漬深さ、又はその近傍深さ
に保たれていることを特徴とする、取鍋出湯孔の閉塞方
法である。

［作　　　用］ フロートをｍｔｌｌ中に浸漬させ、フロート浮力（フロ
ートを吊保持している紐状体に掛かる張力）を一定に保
ちながら注入を行うと、フロートが出湯孔に数ｍｍ以内
に近づくと、出湯孔から流出する溶鋼流の作用でフロー
トを吊保持している紐状体に掛かる張力に大きな変動（
以下ハンチングという）が発生する。この張力のハンチ
ンクヲｌｋ知して、出湯孔を閉塞するのが本発明の最大
の特徴である。

即ち、先ず注入途中でスラグ層と溶鋼との界面を検出し
、その界面から後述する如くフロートを溶鋼中に一定レ
ベルだけ浸漬させ、その状態を保持しながら注入を行う
と、フロート下端が取鍋底部から数ｍｍ上部の位置に到
達した時点で、上述の張力ハンチングが発生するので、
その現象を張力計測装置により検出して取鍋の出湯孔を
閉塞するものである。この場合、フロートの浸漬深さが
浅いとフロートに沿って発生する数十ｌｌｌｌ１１程度
の溶鋼中へのスラグの巻き込みにより、弓長カハンチン
グのタイミングでスラグが流出する。又、一方深過ぎる
と張力ハンチングのタイミングで残留溶鋼量が過大とな
り、歩留りが悪化する。従って、フロートの浸漬深さは
張力ハンチングのタイミングでスラグか流出せずに、残
留溶鋼量が最少となるように決定することが必要である
。

この方法によると、前記特開昭６２−２０３６６７号発
明とは異なり、紐状体の熱膨張、フロートの溶損等が発
生しても、注入縫子時の溶鋼上面と取鍋底部との距離か
常に一定に保てるため、残留溶鋼量を正確に必要最少限
に抑えることが可能となり、目視等を含めた従来のスラ
グ流出状況判定法よりも残留溶鋼量が増えることなく、
スラグの流出を完全に防止できる。

［実　施　例コ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図は、本発明方法を実施するための装置の一例を示
したものである。第１図に於いて、１は取鍋、２は出湯
孔、３はスライディングノズルである。４は溶鋼、５は
浮上スラグ層を示している。６は取鍋１に隣接して作業
床上に設けた支柱で、この支柱６の上部に取鍋１方向へ
水平アーム７を取り付け、この水平アーム７の下面に２
個の昇降用シーブ８，９を設けている。１０は駆動装置
（サーボモータ、減速機を含む）、１１は駆動装置１０
により回転させられる昇降用ドラム、１２はフロート１
５の位置を検出するためのパルス発信器、１３は制御盤
である。上記トラム１１には耐熱ワイヤー１４が連結さ
れ、耐熱ワイヤー１４の先端にはフロート１５が接続さ
れている。駆動装置１ｏの下部にはロードセルからなる
張力計測装置１６を設ける。上記フロート１５は取鍋注
入終了判定を行う上で必要な浸漬深さ（溶鋼中にフロー
ト高さの１／３程度浸漬）が確保できるように比重調整
されている。

取鍋注入途中でフロート１５を溶鋼４とスラグ層５との
界面部より溶鋼中にフロート高さの１／３程度浸漬させ
、この状態からフロート１５を一定速度で上昇させた場
合のフロート１５と溶鋼４、スラグ層５との位置関係を
第２図に示す。第２図（ａ）はフロート１５の上昇前、
即ちフロート１５を溶鋼４中にフロート高さの１／３程
度漫潰させた状態を示している。

この状態からフロート１５を上昇させていくと第２図（
ｂ）　に示す如く、フロート１５の下端か溶鋼４とスラ
グ層５との界面に位置した状態にてフロート１５はスラ
グ層からだけ浮力を受けるようになるため、浮力（ワイ
ヤー張力）に第１の変曲点を生じる。更にフロート１５
が上昇し、第２図（ｃ）　　に示す如く、フロート１５
がスラグ層からの浮力も受けなくなると第２の変曲点を
生じる。この場合にフロート１５の引上げ速度が遅いと
溶鋼の降下速度が変化した場合にも変曲点を生じ、誤検
出となるので、フロート１５の引上げ速度は溶鋼降下速
度の影響を受けないように、溶鋼降下速度の５〜１０倍
の速度が望ましい。これら第２図の状態に於けるフロー
ト１５の上昇量とワイヤー１４の張力との関係を示した
のが第３図である。′！ｉＳ３図に於ける横軸のフロー
ト１５の上昇量ａ°は第２図（ａ）に対応し、ｂ゛は第
２図（ｂ）　　に対応し、Ｃ“は第２図（ｃ）に対応す
る。而して第２図（ａ）の状態から第２図（ｂ）の状態
に移行するにつれてワイヤー張力はＴ１から次第に大き
くなり、第２図（ｂ）の状態になると張力変曲点Ａを発
生し、第２図（ｃ）の状態になると張力変曲点Ｂを発生
するので、この最初に発生する張力変曲点Ａを溶鋼４と
スラグ層５との界面として検出すると共に第３図のフロ
ート１５の上昇量とワイヤー１４の張力との関係を記憶
する。

次に第２図（ｂ）　　に示す如く、フロート１５を溶鋼
４とスラグ層５との界面からワイヤー１４に張力のハン
チングが発生した時点てスラグの流出が見られない浸漬
深さ第４図のしたけ溶鋼４中に浸漬させる。この場合、
フロート１５の溶鋼４中への浸漬深さ（第４図のし）は
実操業において、実験を繰り返して最適値を求めており
、２［１０ｔｏｎ鍋、フロート径３５０ＩＩＩＬＤ、溶
鋼温度１５００〜１６００℃の場合、約５０ｍｍである
。

この浸漬深さは、溶鋼４とスラグ層５との界面レベル第
３図ｂ“から必要な浸漬深さ第３図のＬ（ｉ４図のＬと
同じ）を差し引いた残りのレベル第３図のｂ″に相当す
る張力Ｔ０にワイヤー１４の張力がなるように張力サー
ボ装置で張力制御を行うことにより一定に保りている。

つまり、取鍋注入に伴い溶鋼レベルが降下するとフロー
ト浮力が減少し、ワイヤー１４の張力か上昇しようとす
るが、張力制御によりワイヤー１４の張力は一定値Ｔ０
に保持されるため、フロート１５の方か溶鋼降下レベル
と同じたけ降下するようになり、溶鋼４中へのフロート
１５の浸漬深さは取鍋注入末期常に一定となる。

第４図は取鍋底部近傍でのフロート１５の状態を示すも
のである。取鍋注入末期にフロート１５の下端と取鍋底
部の距［ρか数ｍｍになると、出湯孔から流出する溶鋼
流によりフロート］５を圧渇孔側に吸引する力が変動し
ながら急、激に大きくなるため、ワイヤー１４の上長力
は一定に制御できず大きくハンチングするようになる。

この状態を第５図に示す。図のようにワイヤー張力のハ
ンチング幅か基準値から＋方向、一方向にα以上になる
と、スライディングノズル３を閉め、出湯孔２を閉塞す
る。この場合、ワイヤー張力のハンチングか発生するレ
ベルは取鍋底部の状態や溶鋼降下速度が変化してもほと
んど変化しないため、フロート１５の下端か取鍋底部か
ら数ｍｍの距離になったことを検出する手段として最適
である。

尚、前記特開昭６２−２０３６６７号及び特開昭６０−
２１０３５２号にて、ワイヤー上長力のハンチングによ
る取鍋注入終了判定方法が取れなかったのは次の理由に
よる。先ず特開昭６２−２０３６６７号の場合、フロー
ト下端面と鍋底面との間に貯留される溶鋼量を必要残留
溶鋼量としているため、フロート下端面が鍋底面から離
れ過ぎており（数＋ｍｍ）、ワイヤー張力のハンチング
か発生しない。一方、特開昭６０−２１０３５２号では
、フロートを出湯孔に着地させて出湯孔を閉塞する方法
であるため、その過程でワイヤー張力のハンチング現象
は生じているが、その現象が生じる前に既にスラグの流
出があり、従ってワイヤー張力のハンチング現象をとら
まえて出湯孔を閉塞しようとしても全く無意味である。

しかもフロートを吊り保持しているワイヤーの張力を直
接検出していない（駆動装置の軸トルクを検出）ため、
張力のハンチングが安定して検出できない。

第６図は取鍋内の溶鋼レベルの降下に従う各装置の動作
状況を示すタイムチャートである。

第６図（ａ）は取鍋内熔鋼しベルの降下を示したもの、
第６図（ｂ）はワイヤーの張力制御、第６図（Ｃ）　は
フロートを吊り保持したワイヤーにかかる張力、第６図
（ｄ）は出湯孔の開閉指令である。溶鋼レベルかある程
度降下した注入途中でフロート１５を取鍋１内に投入し
て溶鋼中に１／３程度漫潰させ（第６図ア）、フロート
及び溶鋼、スラグ面が安定するまで張力制御でその状態
を数分間保持する（第６図イ）。その後、張力制御を切
り、フロート１５を一定速度で引き上げて溶鋼４とスラ
グ層５との界面を検出しく第６図つ）、その界面を基準
に所定浸漬深さ（第３図、第４図のし）に相当する張力
を求めて張力制御を行う（第６図二）。その状態で注入
を継続し、フロート１５の下端と取鍋底部との距Ｗｉ（
第４図ので）が数ｍｍになるとワイヤー１４の張力にハ
ンチングが発生するので、そのタイミングで出湯孔２を
閉塞する（第６図才）。

本発明に基づき上記の如〈実施することにょリ、残留溶
鋼量を正確に必要最少限に抑えることができ、残留溶鋼
量を増加させることなく、スラグの流出を完全に防止で
きるものである。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明によれは、フロートの効果的な使用
によりスラグの巻き込み及びスラグの流出が安定して防
止でき、清浄鋼の製造に大きく寄与できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明方法の実施例を示したもので、第１図は
本発明方法を実施するための装置例の説明図、第２図（
ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）はフロート
と溶鋼、スラグ層との位置関係を示す図、第３図は張力
変曲点の説明図、第４図は取鍋底部近傍でのフロートの
状態を示す図、第５区は張力ハンチング状態と出湯孔閉
塞タイミングを示す図、第６図（ａ）　、　（ｂ）　、
　（ｃ）　、　（ｄ）は各装置の動作状況を示すタイム
チャートの説明図である。 １・・・取鍋　　　　　　２・・・出湯孔３・・・スラ
イディングノズル ４・・・溶鋼　　　　　　５・・・浮上スラグ層６・・
・支柱　　　　　　７・・・水平アーム８．９・・・昇
降用シーブ １０・・・駆動装置　　１１・・・昇降用ドラム１２・
・・パルス発信器 １３・・・制御盤　　　１４・・・ワイヤー１５・・・
フロート　　１６・・・張力計測装置他４名 第１図 １、取鍋 ２：出湯孔 ３　スライプインクノズル ４・溶鋼 ５　浮上スラグ層 ６　支柱 ７：水平アーム ８．９．昇降用シーブ １０、駆動装置 １１、昇降用ドラム １２、パルス発信器 １３：匍Ｉｔ！ｆｌ盤 Ｉｌ’ｔ　ｉ 寸０＝ ！！！！８！只 第４図 １４　　ワイヤー １５　　フロート 第５図 第６図 Ｏ；

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　取鍋の上部からフロートを紐状体により昇降可能に
   吊保持すると共に、上記紐状体に掛かる張力を計測する
   張力計測装置を設け、取鍋注入途中で上記フロートによ
   りスラグ層と溶鋼との界面を検出後、上記フロートを上
   記界面から溶鋼中に所定深さ浸漬し、その状態を保持し
   ながら注入を行い、取鍋注入末期に出湯孔から流出する
   溶鋼流の作用で発生する上記フロートの浮力変化を上記
   紐状体を介して、上記張力計測装置で張力変化として検
   出し、この張力変化の検出に基づき取鍋の出湯孔を閉基
   し、その際、上記フロートの上記界面から溶鋼中への浸
   漬深さは上記注入末期の張力変化検出時点で上記出湯孔
   からスラグが流出しない浸漬深さ、又はその近傍深さに
   保たれていることを特徴とする、取鍋出湯孔の閉塞方法
   。