JP2010188405A - 取鍋内の残鋼量の低減方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】容量が200ton以上300ton以下であり、製鋼工程にて使用される取鍋1において、底部16に関し、上側から装入された溶鋼が衝突する湯当たり部20を、他の底部16よりも高くした円形部とする。円形部の高さhを105mm以上120mm以下とすると共に、円形部の半径Rを800mm以上900mm以下とする。円形部の端部から注入孔17の端部までの距離を1000mm以上1200mm以下とする。取鍋1内の溶鋼をタンディッシュ3内に注入する際には、取鍋1を1〜2度傾斜させる。
【選択図】図3
Description
そこで、この点に着目して、取鍋の底部の耐火物を予め盛り上げるという技術が開示されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
特許文献2では、取鍋敷部のうち溶鋼による損傷が激しい部位、特に、製鋼炉からの出鋼流が衝突する所謂、湯当たり部には、煉瓦の目地無し構造とするために耐火性のプレキャストブロックを配置して高くしている。
特許文献1及び特許文献2に示すように、転炉からの溶鋼が衝突する湯落ち部や湯当たり部を凸状にしたものではないが、取鍋の底部を高くしたものとして特許文献3に示すものがある。この特許文献3には、不定形耐火物層の層厚230mmに対して敷部の湯当たり部を150mm嵩上げし380mmとすることが開示されている。
即ち、特許文献1〜特許文献3には、取鍋の底部の形状について開示されているが、これらの文献には取鍋内の残鋼量を低減させるという考えはない。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、溶鋼が衝突する湯当たり部についての大きさを規定した上で、出来る限り連続鋳造にて取鍋を傾けなくても十分に残鋼量を低減することのできる取鍋内の残鋼量の低減方法を提供することを目的とする。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、容量が200ton以上300ton以下となる取鍋を製鋼工程にて使用するに際して、前記取鍋内の溶鋼の残鋼量を低減する方法において、前記取鍋の底部の内面に関して、上側から装入された溶鋼が衝突する湯当たり部を、他の底部よりも高くした円形部とし、前記円形部の高さを105mm以上120mm以下とすると共に、円形部の半径を800mm以上900mm以下とし、円形部の端部から注入孔の端部までの距離を1000mm以上1200mm以下としたうえで、前記取鍋内の溶鋼をタンディッシュ内に注入する際には、取鍋を1〜2度傾斜させる点にある。
そこで、発明者は、溶鋼の残鋼量を少なくするという観点から、湯当た部の大きさを検証したところ、当該湯当たり部を他の底部よりも高くした円形部とし、円形部の高さを105mm以上120mm以下とすると共に、円形部の半径を800mm以上900mm以下とし、円形部の端部から注入孔の端部までの距離を1000mm以上1200mm以下にすることによって、転炉からの溶鋼を受鋼する際に凹みを形成できなくすることによって、取鍋内の残鋼量を出来る限り少なくできることを見出した。
さらに、発明者は、上述したように取鍋の底部の形状を検証することに加えて、取鍋内の溶鋼をタンディッシュ内に注入する際の角度を検証した。その結果、取鍋を1〜2度傾斜させるだけで、十分に溶鋼の残鋼量が低減できることを見出した。
なお、上述したような問題は、容量(溶鋼の貯留する量)が200ton以上300ton以下となる取鍋で発生することから、このクラスの取鍋を対象としている。
図1は、本発明の取鍋内の残鋼量の低減方法において、当該取鍋が用いられる製鋼工程を示したものである。
図1に示すように、この製鋼工程は、溶湯の脱炭処理を行う一次精錬工程と、一次精錬工程での処理が終了した溶湯(溶鋼)に対して介在物の分離浮上や成分調整等を行う二次精錬工程と、二次精錬工程での処理が終了した溶湯を鋳造する連続鋳造工程とからなる。この取鍋1は、一次精錬工程、二次精錬工程、連続鋳造工程にて使用され、連続鋳造工程後に溶鋼が空になった取鍋1は、一次精錬工程に戻されて再び使用されることになる。一次精錬工程〜連続鋳造工程までを1サイクルとすると、取鍋1の使用回数は、80サイクル〜90サイクルである。
連続鋳造工程では、二次精錬工程から搬送された取鍋1を、連続鋳造装置4のタンディッシュ5の上方側に配置して、当該取鍋1内の溶鋼をタンディッシュ5に装入してタンディッシュ5内の溶鋼を鋳型6に注入することにより、溶鋼の鋳造を行う。連続鋳造工程にて取鍋1内の溶鋼が空になると、当該取鍋1は、一次精錬工程、即ち、転炉1まで搬送され、一次精錬工程にて転炉1から出鋼した溶鋼を受鋼する。
図2、図3に示すように、容量(溶鋼の貯留する量)が200ton以上300ton以下となる取鍋1を対象としている。取鍋1は、主に、取鍋1の本体を構成する有底状の鉄皮10と、この鉄皮10に施工された耐火物11により構成されている。図2の矢印Aは、転炉1から溶鋼を取鍋1内に出鋼した際に溶鋼の軌道を示したものである。
鉄皮10は、大別して、円形状となっている底壁部12と、この底壁部12から一方向(例えば、上方)に立ち上がる胴壁部13とを備えている。底壁部12には、定形の定形耐火物(耐火レンガ)14が設けられ、当該定形耐火物14の内面側に不定形耐火物15が設けられている。鉄皮10の底壁部12と、この底壁部12に設けた定形耐火物14と、この定形耐火物14の内面側に設けられた不定形耐火物15により、取鍋1の底部16が構成されている。なお、胴壁部13にも、定形耐火物が設けられ、この定形耐火物の内面側に不定形耐火物が設けられたものとなっている。また、胴壁部13及び底壁部12に設けられる耐火物は、定形耐火物14であっても不定形耐火物15であってもよく、その順番や種類等は限定されない。
取鍋1における底部16の内面側に関して、上側から装入された溶鋼が衝突する部分20(以降、湯当たり部20という)を、他の底部16よりも高くした円形(以降、円形部ということがある)としている。
また、この実施形態では、湯当たり部20を平面視したときに、湯当たり部20の中心は取鍋1の中心と一致しているが、これに限らず、湯当たり部20の中心は取鍋1の中心から径方向にずれた位置であってもよく、湯当たり部20の位置は、図2及び図3に示した位置に限定されない。
湯当たり部20の高さhが105mm未満であると、取鍋1の使用回数が増えてくると、湯当たり部20にも凹み(溶鋼が溜まる凹み)が形成されて、湯当たり部20の効果が少なくなり残鋼量が増加するという傾向にある。
耐火物の施工を終了した時点において、円形部(湯当たり部20)の半径Rは800mm以上900mm以下となっている。湯当たり部20の800mm未満であると、湯当たり部20が小さ過ぎるため、溶鋼を受鋼した際に湯当たり部20以外の部分(非湯当たり部21)にも溶鋼が衝突してしまい、湯当たり部20以外の部分(非湯当たり部21)に凹みが生じて、残鋼量が増加する傾向にある。
注入孔間距離Lが1000mm未満であると、円形部(湯当たり部20)と注入孔17との距離が短すぎるために、円形部から注入孔17に向けて流れる溶鋼が勢い良く注入孔17に達するため、注入孔17を塞いでいる詰め砂を流し出してしまうことがある。その結果、取鍋1を連続鋳造装置4に設置してタンディッシュ5に溶鋼を注入する際、取鍋1の注入孔17に設けたノズル22を開いても注入孔17から溶鋼が流出しないという開口不良が発生する場合がある。
図1、図4に示すように、連続鋳造装置4は、タンディッシュ5や鋳型6の他に、取鍋2を支持して所定の角度で一定に傾動する載置台25を備えている。この載置台25には、取鍋1(鉄皮10)の外壁(外周面)に設けられた支持ブロック体26と係合する支持体27が設けられている。この支持体27の上部の外周面(支持ブロック体26と対向する面)は傾斜(1度〜2度程度)していて、当該傾斜した傾斜面27aに、下方に凹む係合凹部28が形成されている。
タンディッシュ5上、即ち、載置台25上において、クレーンで吊っている取鍋1を当該クレーンによって下降させ、当該取鍋1の支持ブロック体26を支持体27に係止することによって、取鍋1を載置台25に載置することができる。取鍋1の支持ブロック体26を支持体27に係止したとき、取鍋1は1〜2度(例えば、1度)で傾斜した状態にあり、この状態で取鍋1内の溶鋼が取鍋1の注入孔17に設けられたノズル22を介してタンディッシュ5内に注入されるものとなっている。
なお、図4では、取鍋1を1〜2度傾斜させる方法として設置台25を示したが、取鍋1を1〜2度傾斜させる装置は図4に示すものに限定されない。
表1〜表2は、本発明における取鍋内の残鋼量の低減方法を行った実施例と、本発明における取鍋内の残鋼量の低減方法を行わなかった比較例とをまとめたものである。
なお、表中のキャスタブル厚みは、湯あたり部を除く部分の不定形耐火物15の厚みを示している(底部16において湯あたり部を除く部分)。
実施例及び比較例では、取鍋1のノズル22を開いても注入孔17から溶鋼が流出しない場合を開口不良発生が有りとし、ノズル22を開いて溶鋼が流出した場合を開口不良発生が無しとした(表中、開口不良発生、有り「×」、無し「○」)。開口不良発生の場合は、操業者(オペレータ)が、鉄パイプ等を用いてノズル22の内部に酸素を流入させることで、ノズル22の内部で溶鋼流の障害となっている地金などを溶解するという強制的な方法を用いて流出させた。
一般的に、取鍋に装入する溶鋼は、出来る限り多くとしたほうが1回当たりの溶鋼の運搬量を多くできるが、一方で、取鍋にあまりにも多くの溶鋼を入れすぎると、取鍋の運搬時の振動などにより、取鍋上部から溶鋼が流出する可能性がある。そのため、転炉から連続鋳造まで溶鋼を運搬する際には、当業者常用の取鍋では、静止状態にて取鍋の湯面から取鍋の上端部までの範囲を350mm〜800mmの間である。そこで、取鍋の湯面から取鍋の上端部までを上記下限値の350mmとし、取鍋1を連続鋳造装置4にクレーンによって据え付けた際に、据え付けよる傾きと振動等により取鍋1内の湯面(溶鋼湯面)が揺れ、取鍋1の上部から溶鋼が流出した場合を、取鍋上部からの溶鋼流出が有りとし、流出が無かった場合を、取鍋上部からの溶鋼流出が無しとした(表中、取鍋上部からの溶鋼流出、有り「×」、無し「○」)。
比較例24、比較例26及び比較例28に示すように、円形部の半径Rが800mm未満であると、取鍋1の使用回数が増加するにつれて、取鍋1の残鋼が増加するという傾向があった(表中、取鍋内残鋼増、評価「×」)。また、比較例25及び比較例27に示すように、円形部の半径Rが900mmを超えると、底部16において耐火物の剥離が発生した(表中、敷き部の剥離、評価「×」)。
比較例34及び比較例35に示すように、取鍋1内の溶鋼をタンディッシュ5内に注入する際に取鍋1を2度よりも大きく3度傾けると(取鍋傾斜角度θが3度)、取鍋1の上部から溶鋼の流出が見受けられた(表中、取鍋上部からの溶鋼流出、評価「×」)。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2 転炉
3 二次精錬装置
4 連続鋳造装置
5 タンディッシュ
6 鋳型
10 鉄皮
11 底壁部
12 胴壁部
13 定形耐火物
14 不定形耐火物
15 底部
16 注入孔
20 湯当たり部
21 非湯当たり部
22 ノズル
Claims (1)
- 容量が200ton以上300ton以下となる取鍋を製鋼工程にて使用するに際して、前記取鍋内の溶鋼の残鋼量を低減する方法において、
前記取鍋の底部の内面に関して、上側から装入された溶鋼が衝突する湯当たり部を、他の底部よりも高くした円形部とし、
前記円形部の高さを105mm以上120mm以下とすると共に、円形部の半径を800mm以上900mm以下とし、円形部の端部から注入孔の端部までの距離を1000mm以上1200mm以下としたうえで、
前記取鍋内の溶鋼をタンディッシュ内に注入する際には、取鍋を1〜2度傾斜させることを特徴とする取鍋内の残鋼量の低減方法。
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