JP2002224803A - プラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置 - Google Patents
プラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造を用いて耐火物コストを低減し、
加熱効率を高め、プラズマアークの着火を良好にしてプ
ラズマアークを安定させることができるプラズマトーチ
を用いた溶鋼の加熱装置を提供する。 【解決手段】 タンディッシュ１２を覆い、溶鋼１１を
加熱するプラズマトーチ２４、２５を挿入するための複
数の挿入口１６、１５を設けた加熱室１３と溶鋼１１の
注湯口１８とを備えた蓋１４を有し、挿入口１６、１５
から挿入され、タンディッシュ１２内に貯湯された溶鋼
１１の上方に配置されるプラズマトーチ２４、２５を挿
入口１６、１５の上方に昇降自在に保持した溶鋼の加熱
装置１０において、タンディッシュ１２内で、しかも溶
鋼１１の注湯口１８とプラズマトーチ２４、２５の挿入
口１６、１５の間に上堰２０を設け、上堰２０の下側を
溶鋼１１に浸漬している。
加熱効率を高め、プラズマアークの着火を良好にしてプ
ラズマアークを安定させることができるプラズマトーチ
を用いた溶鋼の加熱装置を提供する。 【解決手段】 タンディッシュ１２を覆い、溶鋼１１を
加熱するプラズマトーチ２４、２５を挿入するための複
数の挿入口１６、１５を設けた加熱室１３と溶鋼１１の
注湯口１８とを備えた蓋１４を有し、挿入口１６、１５
から挿入され、タンディッシュ１２内に貯湯された溶鋼
１１の上方に配置されるプラズマトーチ２４、２５を挿
入口１６、１５の上方に昇降自在に保持した溶鋼の加熱
装置１０において、タンディッシュ１２内で、しかも溶
鋼１１の注湯口１８とプラズマトーチ２４、２５の挿入
口１６、１５の間に上堰２０を設け、上堰２０の下側を
溶鋼１１に浸漬している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマトーチを
用いてタンディッシュ内の溶鋼を加熱する際に、簡単な
構造を用い、プラズマアークを安定して形成し、加熱効
率を高めることができるプラズマトーチを用いた溶鋼の
加熱装置に関する。
用いてタンディッシュ内の溶鋼を加熱する際に、簡単な
構造を用い、プラズマアークを安定して形成し、加熱効
率を高めることができるプラズマトーチを用いた溶鋼の
加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳片は、溶鋼をタンディッシュか
ら鋳型に注湯し、鋳型による冷却と、支持セグメントか
らの散水による冷却を行って、この溶鋼を完全に凝固さ
せてからピンチロールで引き抜く連続鋳造によって製造
される。この連続鋳造では、取鍋内の溶鋼の半量程度を
注湯した後（中期以降）の鋳造において、鋳造時間の経
過と共に、溶鋼の温度が取鍋からの放熱によって０．１
〜０．５℃低下し、タンディッシュに注湯した溶鋼の温
度が目標温度よりも低くなり、鋳造途中で浸漬ノズルの
詰まりを生じ、鋳造作業の中断や鋳型内の湯面変動によ
る鋳片の品質低下等の問題が発生している。この対策と
して、特開昭６１−２２９４５１号公報に記載されてい
るように、タンディッシュの内部に溶鋼の流路を形成
し、この流路を囲むように誘導加熱装置を配置して、こ
の誘導加熱装置に通電することにより、ジュール熱によ
って溶鋼を加熱し、放熱による温度低下を保障してい
る。更に、特公平４−５２５９９号公報に記載されてい
るように、タンディッシュの蓋の一部に、一本のプラズ
マトーチを取付けた加熱室を設け、この加熱室の下側を
溶鋼中に浸漬して周囲から区画しておき、更に、加熱室
の外側に設けた電極を溶鋼中に浸漬しておき、この加熱
室のプラズマトーチと電極に通電して、プラズマトーチ
から溶鋼の表面にプラズマアークを形成させ、溶鋼の加
熱を行っている。
ら鋳型に注湯し、鋳型による冷却と、支持セグメントか
らの散水による冷却を行って、この溶鋼を完全に凝固さ
せてからピンチロールで引き抜く連続鋳造によって製造
される。この連続鋳造では、取鍋内の溶鋼の半量程度を
注湯した後（中期以降）の鋳造において、鋳造時間の経
過と共に、溶鋼の温度が取鍋からの放熱によって０．１
〜０．５℃低下し、タンディッシュに注湯した溶鋼の温
度が目標温度よりも低くなり、鋳造途中で浸漬ノズルの
詰まりを生じ、鋳造作業の中断や鋳型内の湯面変動によ
る鋳片の品質低下等の問題が発生している。この対策と
して、特開昭６１−２２９４５１号公報に記載されてい
るように、タンディッシュの内部に溶鋼の流路を形成
し、この流路を囲むように誘導加熱装置を配置して、こ
の誘導加熱装置に通電することにより、ジュール熱によ
って溶鋼を加熱し、放熱による温度低下を保障してい
る。更に、特公平４−５２５９９号公報に記載されてい
るように、タンディッシュの蓋の一部に、一本のプラズ
マトーチを取付けた加熱室を設け、この加熱室の下側を
溶鋼中に浸漬して周囲から区画しておき、更に、加熱室
の外側に設けた電極を溶鋼中に浸漬しておき、この加熱
室のプラズマトーチと電極に通電して、プラズマトーチ
から溶鋼の表面にプラズマアークを形成させ、溶鋼の加
熱を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６１−２２９４５１号公報に記載された溶鋼の加熱方法
では、タンディッシュの内部に溶鋼の流路を形成するた
め、タンディッシュの構造が複雑になり、タンディッシ
ュの内張り耐火物の施工が難しく、施工コストが高くな
る。しかも、溶鋼の流路を囲むように、誘導加熱装置の
コイルを配置するため、流路を構成する耐火物に割れや
溶損等が生じ、コイルへの地金の差し込みが発生し、電
気的な短絡事故等を招き、加熱装置として安定した使用
を行うことに支障がある。更に、特公平４−５２５９９
号公報に記載された方法では、加熱室の雰囲気を安定し
て維持することができ、プラズマトーチから溶鋼の表面
に形成されるプラズマアークを安定させることができる
が、プラズマアークの形成された溶鋼の表面が長く加熱
され、この部位の溶鋼の温度が極端に高くなって、溶鋼
の全体の加熱効率が低下する。しかも、溶鋼の加熱は、
主に加熱室からの輻射熱を利用して行い、耐火物からな
る加熱室の下側を溶鋼中に浸漬してタンディッシュの上
流側と下流側を完全に区画するため、加熱室の温度が急
激に上昇し、内張り耐火物が輻射熱やプラズマアーク熱
によって急速に溶損し、加熱室の寿命が低下する。しか
も、加熱室の寿命が低下すると、溶鋼の加熱装置として
の寿命も低下するという問題がある。
６１−２２９４５１号公報に記載された溶鋼の加熱方法
では、タンディッシュの内部に溶鋼の流路を形成するた
め、タンディッシュの構造が複雑になり、タンディッシ
ュの内張り耐火物の施工が難しく、施工コストが高くな
る。しかも、溶鋼の流路を囲むように、誘導加熱装置の
コイルを配置するため、流路を構成する耐火物に割れや
溶損等が生じ、コイルへの地金の差し込みが発生し、電
気的な短絡事故等を招き、加熱装置として安定した使用
を行うことに支障がある。更に、特公平４−５２５９９
号公報に記載された方法では、加熱室の雰囲気を安定し
て維持することができ、プラズマトーチから溶鋼の表面
に形成されるプラズマアークを安定させることができる
が、プラズマアークの形成された溶鋼の表面が長く加熱
され、この部位の溶鋼の温度が極端に高くなって、溶鋼
の全体の加熱効率が低下する。しかも、溶鋼の加熱は、
主に加熱室からの輻射熱を利用して行い、耐火物からな
る加熱室の下側を溶鋼中に浸漬してタンディッシュの上
流側と下流側を完全に区画するため、加熱室の温度が急
激に上昇し、内張り耐火物が輻射熱やプラズマアーク熱
によって急速に溶損し、加熱室の寿命が低下する。しか
も、加熱室の寿命が低下すると、溶鋼の加熱装置として
の寿命も低下するという問題がある。
【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、簡単な構造を用いて耐火物コストを低減し、加熱効
率を高め、プラズマアークの着火を良好にしてプラズマ
アークを安定させることができるプラズマトーチを用い
た溶鋼の加熱装置を提供することを目的とする。
で、簡単な構造を用いて耐火物コストを低減し、加熱効
率を高め、プラズマアークの着火を良好にしてプラズマ
アークを安定させることができるプラズマトーチを用い
た溶鋼の加熱装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明の
プラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置は、タンディッ
シュを覆い、溶鋼を加熱するプラズマトーチを挿入する
ための複数の挿入口を設けた加熱室と前記溶鋼の注湯口
とを備えた蓋を有し、前記挿入口から挿入され、前記タ
ンディッシュ内に貯湯された溶鋼の上方に配置される前
記プラズマトーチを前記挿入口の上方に昇降自在に保持
した溶鋼の加熱装置において、前記タンディッシュ内
で、しかも前記溶鋼の注湯口と前記プラズマトーチの挿
入口の間に上堰を設け、該上堰の下側を前記溶鋼に浸漬
している。これにより、注湯口に挿入したロングノズル
から溶鋼を注湯する際、溶鋼に随伴したスラグの加熱室
への流入と、注湯口から侵入した空気の加熱室への侵入
を抑制して、スラグ及び雰囲気中の酸素濃度に起因する
着火不良やプラズマアークの不安定化を防止することが
できる。
プラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置は、タンディッ
シュを覆い、溶鋼を加熱するプラズマトーチを挿入する
ための複数の挿入口を設けた加熱室と前記溶鋼の注湯口
とを備えた蓋を有し、前記挿入口から挿入され、前記タ
ンディッシュ内に貯湯された溶鋼の上方に配置される前
記プラズマトーチを前記挿入口の上方に昇降自在に保持
した溶鋼の加熱装置において、前記タンディッシュ内
で、しかも前記溶鋼の注湯口と前記プラズマトーチの挿
入口の間に上堰を設け、該上堰の下側を前記溶鋼に浸漬
している。これにより、注湯口に挿入したロングノズル
から溶鋼を注湯する際、溶鋼に随伴したスラグの加熱室
への流入と、注湯口から侵入した空気の加熱室への侵入
を抑制して、スラグ及び雰囲気中の酸素濃度に起因する
着火不良やプラズマアークの不安定化を防止することが
できる。
【０００６】ここで、前記プラズマトーチは、アノード
側トーチとカソード側トーチを有するのがよい。これに
より、低電流を用いて電気抵抗を大きくでき、ジュール
熱による溶鋼の加熱効率を向上することができる。
側トーチとカソード側トーチを有するのがよい。これに
より、低電流を用いて電気抵抗を大きくでき、ジュール
熱による溶鋼の加熱効率を向上することができる。
【０００７】更に、前記上堰の下流側に下堰を設けるの
が好ましい。上堰により下方に向かう溶鋼の流れを、下
堰を用いて上昇する溶鋼の流れにすることができ、この
上昇する溶鋼の流れによって、プラズマアークの近傍の
溶鋼の表面に溶鋼の流れを形成し、プラズマアークの集
中による溶鋼の過剰加熱を抑制し、溶鋼の加熱効率を高
めることができる。しかも、加熱室を構成する耐火物へ
の過剰な輻射熱を抑制して耐火物の損耗を少なくし、加
熱装置の長寿命化を図ることができる。
が好ましい。上堰により下方に向かう溶鋼の流れを、下
堰を用いて上昇する溶鋼の流れにすることができ、この
上昇する溶鋼の流れによって、プラズマアークの近傍の
溶鋼の表面に溶鋼の流れを形成し、プラズマアークの集
中による溶鋼の過剰加熱を抑制し、溶鋼の加熱効率を高
めることができる。しかも、加熱室を構成する耐火物へ
の過剰な輻射熱を抑制して耐火物の損耗を少なくし、加
熱装置の長寿命化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るプラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置の全体
図である。図１に示すように、本発明の一実施の形態に
係るプラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置１０は、溶
鋼１１を貯湯するタンディッシュ１２と、このタンディ
ッシュ１２を覆って溶鋼１１の表面上方に加熱室１３を
形成する蓋１４と、加熱室１３に形成した挿入口１５、
１６と、タンディッシュ１２内の溶鋼１１を加熱するプ
ラズマ装置１７とを有している。更に、タンディッシュ
１２を覆う蓋１４には、注湯口１８を設けており、この
注湯口１８からタンディッシュ１２内に溶鋼１１を供給
するロングノズル１９が装着されている。蓋１１を被せ
たタンディッシュ１２の内側には、ロングノズル１９と
加熱室１３の間に、溶鋼１１の流れ方向に直交して配置
されタンディッシュ１２の両側部に接する耐火物からな
る上堰２０を設けている。上堰２０の上端は蓋１４の下
端に接しており、上堰２０の下側は貯湯された溶鋼１１
内に浸漬するように配置されているので、溶鋼１１と共
に上流側から流れてくるスラグ２１は上側で遮断され、
溶鋼１１は上堰２０の下方を通過できる。この上堰２０
の下流側（加熱室側）には、耐火物からなる下堰２０ａ
が、溶鋼１１の流れ方向に直交して配置されている。下
堰２０ａはその側端部及び下端部がタンディッシュ１２
の下側両側部及びタンディッシュ１２の底面に接して配
置され、更に下堰２０ａの下側中央部には溶鋼１１が通
過できるトンネル孔２０ｂが形成されている。タンディ
ッシュ１２の底部１２ａの下流側には、孔２２ａが設け
られ、この孔２２ａには、図示しない鋳型に溶鋼１１を
注湯するスライディングノズル（以後ＳＮという）２２
と浸漬ノズル２３が取付けられている。また、プラズマ
装置１７は、図示しない電極の周囲からプラズマガスを
形成するアルゴンガスの吹き出し孔を備えたアノード側
トーチ２４とカソード側トーチ２５を有し、アノード側
トーチ２４とカソード側トーチ２５は、コード（電線）
２７、２８を介して電源２６によって電気的に導通して
いる。このアノード側トーチ２４及びカソード側トーチ
２５と電源２６は、昇降台車２９に載置されている。こ
の昇降台車２９には、電動シリンダー等の一般に用いら
れている図示しない昇降手段が取付けられており、昇降
手段の作動によって昇降台車２９が下降し、加熱室１３
の挿入口１６、１５からアノード側トーチ２４とカソー
ド側トーチ２５がタンディッシュ１２内に挿入される。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るプラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置の全体
図である。図１に示すように、本発明の一実施の形態に
係るプラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置１０は、溶
鋼１１を貯湯するタンディッシュ１２と、このタンディ
ッシュ１２を覆って溶鋼１１の表面上方に加熱室１３を
形成する蓋１４と、加熱室１３に形成した挿入口１５、
１６と、タンディッシュ１２内の溶鋼１１を加熱するプ
ラズマ装置１７とを有している。更に、タンディッシュ
１２を覆う蓋１４には、注湯口１８を設けており、この
注湯口１８からタンディッシュ１２内に溶鋼１１を供給
するロングノズル１９が装着されている。蓋１１を被せ
たタンディッシュ１２の内側には、ロングノズル１９と
加熱室１３の間に、溶鋼１１の流れ方向に直交して配置
されタンディッシュ１２の両側部に接する耐火物からな
る上堰２０を設けている。上堰２０の上端は蓋１４の下
端に接しており、上堰２０の下側は貯湯された溶鋼１１
内に浸漬するように配置されているので、溶鋼１１と共
に上流側から流れてくるスラグ２１は上側で遮断され、
溶鋼１１は上堰２０の下方を通過できる。この上堰２０
の下流側（加熱室側）には、耐火物からなる下堰２０ａ
が、溶鋼１１の流れ方向に直交して配置されている。下
堰２０ａはその側端部及び下端部がタンディッシュ１２
の下側両側部及びタンディッシュ１２の底面に接して配
置され、更に下堰２０ａの下側中央部には溶鋼１１が通
過できるトンネル孔２０ｂが形成されている。タンディ
ッシュ１２の底部１２ａの下流側には、孔２２ａが設け
られ、この孔２２ａには、図示しない鋳型に溶鋼１１を
注湯するスライディングノズル（以後ＳＮという）２２
と浸漬ノズル２３が取付けられている。また、プラズマ
装置１７は、図示しない電極の周囲からプラズマガスを
形成するアルゴンガスの吹き出し孔を備えたアノード側
トーチ２４とカソード側トーチ２５を有し、アノード側
トーチ２４とカソード側トーチ２５は、コード（電線）
２７、２８を介して電源２６によって電気的に導通して
いる。このアノード側トーチ２４及びカソード側トーチ
２５と電源２６は、昇降台車２９に載置されている。こ
の昇降台車２９には、電動シリンダー等の一般に用いら
れている図示しない昇降手段が取付けられており、昇降
手段の作動によって昇降台車２９が下降し、加熱室１３
の挿入口１６、１５からアノード側トーチ２４とカソー
ド側トーチ２５がタンディッシュ１２内に挿入される。
【０００９】次に、本発明の一実施の形態に係るプラズ
マトーチを用いた溶鋼の加熱装置１０の動作について説
明する。ロングノズル１９を介して注湯口１８から溶鋼
１１をタンディッシュ１２に供給し、４０トンの溶鋼１
１が貯湯された時点で、ＳＮ２１を作動させ浸漬ノズル
２３から鋳型への注湯を連続して行うと共に、タンディ
ッシュ１２内の溶鋼１１が常に４０トン（一定量）にな
るように、ロングノズル１９から溶鋼１１を供給する。
タンディッシュ１２内の溶鋼１１の量が１５トンを超え
た際、上堰２０の下端が溶鋼１１中に浸漬し始めるた
め、ロングノズル１９から溶鋼１１に混入したスラグ２
１は、上堰２０で遮断され、加熱室１３側への流入が防
止される。
マトーチを用いた溶鋼の加熱装置１０の動作について説
明する。ロングノズル１９を介して注湯口１８から溶鋼
１１をタンディッシュ１２に供給し、４０トンの溶鋼１
１が貯湯された時点で、ＳＮ２１を作動させ浸漬ノズル
２３から鋳型への注湯を連続して行うと共に、タンディ
ッシュ１２内の溶鋼１１が常に４０トン（一定量）にな
るように、ロングノズル１９から溶鋼１１を供給する。
タンディッシュ１２内の溶鋼１１の量が１５トンを超え
た際、上堰２０の下端が溶鋼１１中に浸漬し始めるた
め、ロングノズル１９から溶鋼１１に混入したスラグ２
１は、上堰２０で遮断され、加熱室１３側への流入が防
止される。
【００１０】ロングノズル１９からの溶鋼１１の供給量
が、全供給量（約２００トン）の半分を過ぎると、取鍋
での放熱によってタンディッシュ１２内に注湯された溶
鋼１１の温度が目標温度よりも低下する。従って、昇降
台車２９の昇降手段を作動し、昇降台車２９に載置した
アノード側トーチ２４とカソード側トーチ２５を下降さ
せ、アノード側トーチ２４とカソード側トーチ２５を蓋
１４に設けた挿入口１６、１５から、タンディッシュ１
２内に挿入し、溶鋼１１の表面から上方へ１００〜５０
０ｍｍの位置にアノード側トーチ２４とカソード側トー
チ２５の先端がくるように保持する。そして、アノード
側トーチ２４とカソード側トーチ２５の吹き出し孔から
溶鋼１１の表面に向かうアルゴンガスの流れを形成し、
同時に、電源２６からアノード側トーチ２４とカソード
側トーチ２５に、１０００〜５０００アンペアの電流を
流してアルゴンガスをイオン化し、プラズマアークを発
生させる。プラズマアークは、アノード側トーチ２４と
溶鋼１１の表面間に発生し、溶鋼１１の表面とカソード
側トーチ２５間にも形成され、このプラズマアークの熱
及び輻射熱によって、溶鋼１１が加熱される。
が、全供給量（約２００トン）の半分を過ぎると、取鍋
での放熱によってタンディッシュ１２内に注湯された溶
鋼１１の温度が目標温度よりも低下する。従って、昇降
台車２９の昇降手段を作動し、昇降台車２９に載置した
アノード側トーチ２４とカソード側トーチ２５を下降さ
せ、アノード側トーチ２４とカソード側トーチ２５を蓋
１４に設けた挿入口１６、１５から、タンディッシュ１
２内に挿入し、溶鋼１１の表面から上方へ１００〜５０
０ｍｍの位置にアノード側トーチ２４とカソード側トー
チ２５の先端がくるように保持する。そして、アノード
側トーチ２４とカソード側トーチ２５の吹き出し孔から
溶鋼１１の表面に向かうアルゴンガスの流れを形成し、
同時に、電源２６からアノード側トーチ２４とカソード
側トーチ２５に、１０００〜５０００アンペアの電流を
流してアルゴンガスをイオン化し、プラズマアークを発
生させる。プラズマアークは、アノード側トーチ２４と
溶鋼１１の表面間に発生し、溶鋼１１の表面とカソード
側トーチ２５間にも形成され、このプラズマアークの熱
及び輻射熱によって、溶鋼１１が加熱される。
【００１１】本実施の形態では、上堰２０によって加熱
室１３に流入するスラグ２１の量を抑制しているので、
加熱室１３内のスラグ厚みを１０ｍｍ以内に薄くでき、
溶鋼１１とアノード側トーチ２４及びカソード側トーチ
２５間の電気抵抗を小さくでき、しかも、スラグ厚みを
薄くしているため、プラズマアークの溶鋼１１への着火
が良好になり、プラズマアークを安定して形成すること
ができる。しかも、加熱室１３内からの輻射熱を溶鋼１
１に直に伝熱することができるため、加熱効率を大幅に
向上することができる。更に、上堰２０は、長手方向側
端がタンディッシュ１２の内張り耐火物に隙間の無い状
態で取付けられ、しかも、蓋１４の下端に上堰２０の上
端が密接しているので、注湯口１８から侵入する外気
（酸素）を遮断して酸素濃度を１．０重量％以下にする
ことができる。
室１３に流入するスラグ２１の量を抑制しているので、
加熱室１３内のスラグ厚みを１０ｍｍ以内に薄くでき、
溶鋼１１とアノード側トーチ２４及びカソード側トーチ
２５間の電気抵抗を小さくでき、しかも、スラグ厚みを
薄くしているため、プラズマアークの溶鋼１１への着火
が良好になり、プラズマアークを安定して形成すること
ができる。しかも、加熱室１３内からの輻射熱を溶鋼１
１に直に伝熱することができるため、加熱効率を大幅に
向上することができる。更に、上堰２０は、長手方向側
端がタンディッシュ１２の内張り耐火物に隙間の無い状
態で取付けられ、しかも、蓋１４の下端に上堰２０の上
端が密接しているので、注湯口１８から侵入する外気
（酸素）を遮断して酸素濃度を１．０重量％以下にする
ことができる。
【００１２】その結果、二原子分子である酸素の存在に
よる電気抵抗の増加を抑制できるので、プラズマアーク
をより安定して形成することができる。更に、上堰２０
のタンディッシュ１２への取付け条件として、溶鋼１１
内に浸漬される深さ（浸漬深さ）Ｈを４５０ｍｍ以上と
し、この上堰２０の下方を溶鋼１１が通過できるように
することにより、タンディッシュ１２内の溶鋼１１のレ
ベルが複数取鍋を連続して鋳造するいわゆる連々鋳造に
よる取鍋交換等によって低下した場合でも、加熱室１３
側へのスラグ２１の流れ込みを防止できる。上堰２０と
アノード側トーチ２４の間隔Ｌは、２５０〜８００ｍｍ
にすると良く、間隔Ｌが２５０ｍｍ未満では、上堰２０
がプラズマアークの熱影響を受け、亀裂の発生や溶損に
よって損耗する。一方、間隔Ｌが８００ｍｍを超える
と、加熱室１３の容量が大きくなり過ぎて、加熱室１３
の内側の輻射熱による溶鋼１１の加熱効率が低下する。
また、通常でのタンディッシュ１２内の溶鋼１１の流れ
をみると、下方部は、ロングノズル１９から浸漬ノズル
２３の方向に向かう流れが形成されている。しかし、上
方部では、ロングノズル１９から浸漬ノズル２３の方向
に向かう流れが弱くなり、特に、プラズマアークによっ
て加熱する溶鋼１１で滞留が発生する。この滞留が存在
する状態で加熱を行なった場合、火点近傍の溶鋼１１が
過剰に加熱されて気化し、プラズマアーク熱や輻射熱に
よる溶鋼１１全体の加熱効率が低下する。
よる電気抵抗の増加を抑制できるので、プラズマアーク
をより安定して形成することができる。更に、上堰２０
のタンディッシュ１２への取付け条件として、溶鋼１１
内に浸漬される深さ（浸漬深さ）Ｈを４５０ｍｍ以上と
し、この上堰２０の下方を溶鋼１１が通過できるように
することにより、タンディッシュ１２内の溶鋼１１のレ
ベルが複数取鍋を連続して鋳造するいわゆる連々鋳造に
よる取鍋交換等によって低下した場合でも、加熱室１３
側へのスラグ２１の流れ込みを防止できる。上堰２０と
アノード側トーチ２４の間隔Ｌは、２５０〜８００ｍｍ
にすると良く、間隔Ｌが２５０ｍｍ未満では、上堰２０
がプラズマアークの熱影響を受け、亀裂の発生や溶損に
よって損耗する。一方、間隔Ｌが８００ｍｍを超える
と、加熱室１３の容量が大きくなり過ぎて、加熱室１３
の内側の輻射熱による溶鋼１１の加熱効率が低下する。
また、通常でのタンディッシュ１２内の溶鋼１１の流れ
をみると、下方部は、ロングノズル１９から浸漬ノズル
２３の方向に向かう流れが形成されている。しかし、上
方部では、ロングノズル１９から浸漬ノズル２３の方向
に向かう流れが弱くなり、特に、プラズマアークによっ
て加熱する溶鋼１１で滞留が発生する。この滞留が存在
する状態で加熱を行なった場合、火点近傍の溶鋼１１が
過剰に加熱されて気化し、プラズマアーク熱や輻射熱に
よる溶鋼１１全体の加熱効率が低下する。
【００１３】本実施の形態では、トンネル孔２０ｂを有
する下堰２０ａによって、図中矢印で示す溶鋼１１の流
れを形成するので、プラズマアークの火点近傍での滞留
を防止し、火点近傍に新しい溶鋼１１を供給することに
より、火点近傍の溶鋼１１の過剰な加熱を防止し、プラ
ズマアーク熱及び輻射熱による溶鋼１１の加熱が促進さ
れ、加熱の熱効率をより向上させることができる。しか
も、上堰２０と下堰２０ａについて、上堰２０の下端の
位置に対し、下堰２０ａの上端を同じにするか、あるい
は下堰２０ａの上端を高くすることにより、スラグ２１
を遮断する効果を高めることができる。
する下堰２０ａによって、図中矢印で示す溶鋼１１の流
れを形成するので、プラズマアークの火点近傍での滞留
を防止し、火点近傍に新しい溶鋼１１を供給することに
より、火点近傍の溶鋼１１の過剰な加熱を防止し、プラ
ズマアーク熱及び輻射熱による溶鋼１１の加熱が促進さ
れ、加熱の熱効率をより向上させることができる。しか
も、上堰２０と下堰２０ａについて、上堰２０の下端の
位置に対し、下堰２０ａの上端を同じにするか、あるい
は下堰２０ａの上端を高くすることにより、スラグ２１
を遮断する効果を高めることができる。
【００１４】このように加熱された溶鋼１１は、ＳＮ２
２から浸漬ノズル２３を経て、鋳型に注湯され、鋳型に
よる冷却と支持セグメントからの散水によって凝固し、
鋳片として後工程に搬送される。
２から浸漬ノズル２３を経て、鋳型に注湯され、鋳型に
よる冷却と支持セグメントからの散水によって凝固し、
鋳片として後工程に搬送される。
【００１５】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、加熱室にアルゴンガスの吹き込み孔を設
け、この吹き込み孔から加熱室内にアルゴンガスを吹き
込んで雰囲気置換を行うことができる。更に、上堰の構
造について、ロングノズルから加熱室側に流れる溶鋼を
完全に遮断する堰にし、この堰にトンネル孔を設け、ト
ンネル孔から溶鋼を加熱室に供給するようにすることが
できる。
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、加熱室にアルゴンガスの吹き込み孔を設
け、この吹き込み孔から加熱室内にアルゴンガスを吹き
込んで雰囲気置換を行うことができる。更に、上堰の構
造について、ロングノズルから加熱室側に流れる溶鋼を
完全に遮断する堰にし、この堰にトンネル孔を設け、ト
ンネル孔から溶鋼を加熱室に供給するようにすることが
できる。
【００１６】
【発明の効果】請求項１〜３記載のプラズマトーチを用
いた溶鋼の加熱装置は、タンディッシュを覆い、溶鋼を
加熱するプラズマトーチを挿入するための複数の挿入口
を設けた加熱室と溶鋼の注湯口とを備えた蓋を有し、挿
入口から挿入されタンディッシュ内に貯湯された溶鋼の
上方に配置されるプラズマトーチを挿入口の上方に昇降
自在に保持した溶鋼の加熱装置において、タンディッシ
ュ内で、しかも溶鋼の注湯口とプラズマトーチの挿入口
の間に上堰を設け、上堰の下側を溶鋼に浸漬しているの
で、簡単な構造を用いてプラズマアークの形成を安定さ
せることができ、輻射熱やプラズマアーク熱等による耐
火物の損耗を少なくして加熱装置の長寿命化を図ること
ができる。しかも、溶鋼を鋳造した鋳片の品質を向上さ
せることができる。
いた溶鋼の加熱装置は、タンディッシュを覆い、溶鋼を
加熱するプラズマトーチを挿入するための複数の挿入口
を設けた加熱室と溶鋼の注湯口とを備えた蓋を有し、挿
入口から挿入されタンディッシュ内に貯湯された溶鋼の
上方に配置されるプラズマトーチを挿入口の上方に昇降
自在に保持した溶鋼の加熱装置において、タンディッシ
ュ内で、しかも溶鋼の注湯口とプラズマトーチの挿入口
の間に上堰を設け、上堰の下側を溶鋼に浸漬しているの
で、簡単な構造を用いてプラズマアークの形成を安定さ
せることができ、輻射熱やプラズマアーク熱等による耐
火物の損耗を少なくして加熱装置の長寿命化を図ること
ができる。しかも、溶鋼を鋳造した鋳片の品質を向上さ
せることができる。
【００１７】特に、請求項２記載のプラズマトーチを用
いた溶鋼の加熱装置は、プラズマトーチは、アノード側
トーチとカソード側トーチを有するので、溶鋼の加熱効
率をより高め、加熱処理コストを低減することができ
る。
いた溶鋼の加熱装置は、プラズマトーチは、アノード側
トーチとカソード側トーチを有するので、溶鋼の加熱効
率をより高め、加熱処理コストを低減することができ
る。
【００１８】請求項３記載のプラズマトーチを用いた溶
鋼の加熱装置は、上堰の下流側に下堰を設けているの
で、プラズマアーク熱及び輻射熱による溶鋼の偏熱を抑
制し、溶鋼の加熱効率を高めることができ、浸漬ノズル
の詰まりを解消して鋳造作業を安定して行うことができ
る。
鋼の加熱装置は、上堰の下流側に下堰を設けているの
で、プラズマアーク熱及び輻射熱による溶鋼の偏熱を抑
制し、溶鋼の加熱効率を高めることができ、浸漬ノズル
の詰まりを解消して鋳造作業を安定して行うことができ
る。
【図１】本発明の一実施の形態に係るプラズマトーチを
用いた溶鋼の加熱装置の全体図である。
用いた溶鋼の加熱装置の全体図である。
１０：加熱装置、１１：溶鋼、１２：タンディッシュ、
１２ａ：底部、１３：加熱室、１４：蓋、１５：挿入
口、１６：挿入口、１７：プラズマ装置、１８：注湯
口、１９：ロングノズル、２０：上堰、２０ａ：下堰、
２０ｂ：トンネル孔、２１：スラグ、２２：スライディ
ングノズル、２２ａ：孔、２３：浸漬ノズル、２４：ア
ノード側トーチ、２５：カソード側トーチ、２６：電
源、２７：コード、２８：コード、２９：昇降台車
１２ａ：底部、１３：加熱室、１４：蓋、１５：挿入
口、１６：挿入口、１７：プラズマ装置、１８：注湯
口、１９：ロングノズル、２０：上堰、２０ａ：下堰、
２０ｂ：トンネル孔、２１：スラグ、２２：スライディ
ングノズル、２２ａ：孔、２３：浸漬ノズル、２４：ア
ノード側トーチ、２５：カソード側トーチ、２６：電
源、２７：コード、２８：コード、２９：昇降台車
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西原 良治 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 繁永 泰男 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 朝野 三司 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4E014 AA01
Claims (3)
- 【請求項１】 タンディッシュを覆い、溶鋼を加熱する
プラズマトーチを挿入するための複数の挿入口を設けた
加熱室と前記溶鋼の注湯口とを備えた蓋を有し、前記挿
入口から挿入され、前記タンディッシュ内に貯湯された
溶鋼の上方に配置される前記プラズマトーチを前記挿入
口の上方に昇降自在に保持した溶鋼の加熱装置におい
て、前記タンディッシュ内で、しかも前記溶鋼の注湯口
と前記プラズマトーチの挿入口の間に上堰を設け、該上
堰の下側を前記溶鋼に浸漬していることを特徴とするプ
ラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のプラズマトーチを用いた
溶鋼の加熱装置において、前記プラズマトーチはアノー
ド側トーチとカソード側トーチを有することを特徴とす
るプラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のプラズマトーチを
用いた溶鋼の加熱装置において、前記上堰の下流側に下
堰を設けたことを特徴とするプラズマトーチを用いた溶
鋼の加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001020218A JP4456284B2 (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | プラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001020218A JP4456284B2 (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | プラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002224803A true JP2002224803A (ja) | 2002-08-13 |
| JP4456284B2 JP4456284B2 (ja) | 2010-04-28 |
Family
ID=18885962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001020218A Expired - Lifetime JP4456284B2 (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | プラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4456284B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002283016A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-02 | Nippon Steel Corp | プラズマトーチを用いたタンディッシュ内溶鋼の加熱装置 |
| JP2005028402A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Nippon Steel Corp | 加熱機能を備えた鋼の連続鋳造用タンディッシュ |
| JP2005170746A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Nippon Steel Corp | シリコン精錬におけるスラグ分離方法 |
| JP2010089152A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造用タンディッシュ |
| CN101774014B (zh) * | 2008-12-16 | 2012-07-04 | 中国第一重型机械股份公司 | 一种带有挡渣堰的真空铸锭用中间包 |
-
2001
- 2001-01-29 JP JP2001020218A patent/JP4456284B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002283016A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-02 | Nippon Steel Corp | プラズマトーチを用いたタンディッシュ内溶鋼の加熱装置 |
| JP2005028402A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Nippon Steel Corp | 加熱機能を備えた鋼の連続鋳造用タンディッシュ |
| JP2005170746A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Nippon Steel Corp | シリコン精錬におけるスラグ分離方法 |
| JP2010089152A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造用タンディッシュ |
| CN101774014B (zh) * | 2008-12-16 | 2012-07-04 | 中国第一重型机械股份公司 | 一种带有挡渣堰的真空铸锭用中间包 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4456284B2 (ja) | 2010-04-28 |
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