JP4351607B2

JP4351607B2 - スラグ閉止治具およびその使用方法

Info

Publication number: JP4351607B2
Application number: JP2004311752A
Authority: JP
Inventors: 隆文四方; 国彦渡邉; 紘一工藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2024-10-27
Also published as: JP2006124737A

Description

本発明は、転炉において、精錬の終了した溶鋼を取鍋に出鋼する際にその出鋼末期において転炉内に浮遊するスラグが溶鋼と共に取鍋へ流出するのを抑制するために用いるスラグ閉止治具およびそれを使用したスラグ閉塞治具の使用方法に関するものである。

転炉炉内に浮遊するスラグは、酸化鉄や酸化リンなどを多く含み、それが取鍋に流出すると、取鍋内溶鋼上に浮遊し、転炉の後工程である二次精錬工程で処理中あるいは処理後に溶鋼と反応し、溶鋼中に酸素やリンが供給されたり、二次精錬を実施しない場合でも連続鋳造までの滞留時間に、やはりスラグと溶鋼とが反応して酸素やリンが溶鋼へ供給される。
リンが溶鋼に供給されると、材質が所定のものにならなかったり、また酸素が供給されると、溶鋼中のＡｌやＴｉなどが酸化されて溶鋼中から浮上分離して、合金添加歩留まりが低下し、あるいは、それによる酸化生成物の発生量が増大し、非金属介在物が増加し、鋼材品質が悪化したり、精錬そのものを不安定にするなど種々の悪影響を与える。

従って、転炉から溶鋼を出鋼する際には、転炉内スラグが取鍋内に流出しないように様々な工夫がなされている。例えば、［特許文献１］に開示されているようなスラグカット装置がある。本装置は、転炉の出鋼孔に、所謂スラグダーツと称するスラグ閉塞器を挿入してスラグの流出を遮断するスラグカット装置である。本装置によると、短時間でかつ確実にスラグ閉塞器を出鋼孔内に挿入でき、しかも、挿入後、遠隔操作によってスラグ閉塞器を取り外すことができるというものである。
実開平６−６９２５９号公報

しかし、転炉の出鋼孔は、通常耐火煉瓦からなり使用回数の少ない新品の間は、所定の効果があるものの、出鋼回数を重ね、出鋼孔が溶損し、孔径が大きくなってくると、前記スラグ閉塞器によって安定して転炉からのスラグ流出を抑制することは困難であった。出鋼孔の径が大きくなると、出鋼所要時間が短くなり、転炉スラグの鍋内への流入によって、出鋼中に投入する合金の歩留がばらつくなどの弊害も出てくる。

このため従来は、出鋼回数が進み、出鋼孔が溶損し孔径が大きくなってくると、出鋼孔を補修し、あるいは補修も限界に至ると、出鋼孔煉瓦を新品と交換していた。出鋼孔補修や出鋼孔煉瓦交換の作業を行うには、転炉を休止する必要がある。例えば、出鋼孔の交換には約１時間を要する。この休止時間を極力減少し、転炉の稼働率が低下することなく、しかも転炉から流出するスラグ量を抑制し、且つ、転炉の出鋼所要時間を安定化するための手段が強く要望されていた。

本発明者らは休止時間となる出鋼孔補修や出鋼孔煉瓦交換の回数を減らすために、出鋼回数が進んで出鋼孔が大きくなっても、転炉スラグの流出を抑制し、且つ、出鋼時間を安定化する方法を検討した。
本発明によるスラグ閉止治具は、図１に示すように、上部が笠状で下部が棒状からなる所謂ダーツ形状を基本とする。そして、その棒状部に太径の部分を有する。加えて、その太径部分の径と、その下端から当該治具が転炉内溶鋼に挿入されたときのスラグと溶鋼との界面位置までの距離を出鋼孔径によって決めたものである。
このことにより、出鋼孔の溶鋼の流出する有効面積を一定化し、且つ、当該治具の作用するタイミングを最適にしようというものである。

その要旨は、特許請求の範囲に記載した通りの
（１）転炉出鋼時に出鋼孔に挿入することにより転炉内スラグの流出を抑制するためのスラグ閉止治具であって、当該治具の形状が、上部が傘状で下部が棒状の所謂ダーツ型で且つ当該棒状部をその下部よりも太径とし、該棒状部の下端が前記出鋼孔上端より下方に位置し、前記出鋼孔の溶鋼の流出する有効面積が一定となるように前記出鋼孔が溶損によりその内径が大きくなるに従い前記棒状部の太径部分の径を大きくし、且つ、その太径部分の下端から転炉内溶鋼とスラグとの界面位置までの長さを長くしたことを特徴とするスラグ閉止治具、
（２）上記（１）記載のスラグ閉止治具を複数種類保有しておき、前記出鋼孔径、あるいは、出鋼孔の使用回数に応じて当該複数種類のスラグ閉止治具を使い分けることを特徴とするスラグ閉止治具の使用方法、
である。

即ち、本発明者らが鋭意検討した結果次のようなことが判明した。
図２は、出鋼孔の径とスラグが流出し始める転炉内溶鋼のレベルを著している。図からもわかるように出鋼孔の径が大きくなると、出鋼時間ももちろん短くなるが、更には、スラグが渦流に巻き込まれて、取鍋に流出し始める転炉内溶鋼レベルが高いうちから流出し始める。このことは、出鋼孔の径が大きいときは、単に治具の径を太くするのみでは不十分であり、その太径部分を長くし、スラグ流出防止を早いタイミングで作用させる必要があることを示している。

図２によると出鋼孔の径が新品のＸ_１の時が溶鋼レベルＹ_１からスラグが流出し始めるし、出鋼孔が溶損し、孔径がＸ_２になった場合、溶鋼高さＹ_２からスラグが流出し始めることがわかる。
従って、本発明のスラグ閉止治具は、出鋼孔径に応じて閉止治具の出鋼孔に挿入される太径の部分の径を変化させるのみではなく、その太径部分の下端から転炉内スラグ溶鋼界面位置までの長さも変化させることを特徴としている。

本発明を適用することにより、転炉から取鍋へ出鋼する際に、出鋼孔の補修や出鋼孔煉瓦交換回数を低減し、それによる休止時間を低減すると同時に、そのときの出鋼孔にあったスラグ閉塞治具を使用することにより、スラグ流出を抑制し、しかも出鋼時間をほぼ一定化することが可能で、品質面でも転炉や二次精錬の操業面でも安定化するという多大な効果を奏するものである。

図３は、本発明に係るスラグ閉止治具の種々の実施の態様を示したものである。
（ａ）は、図１にも示したように、本発明の基本的な形状のものである。
（ｂ）は、笠部にスリットをいれたもの
（ｃ）は、棒状部の太径部下端に傾斜を設けたものである。
勿論、本発明に係るスラグ閉止治具は、図示の態様に限ることなく、これらの任意の組合せ形状、或いは同様の機能を果たすものであれば、他の適宜の形状のものを採用し得る。

本発明を実際の２４０トン転炉に適用した場合の結果を説明する。
出鋼孔径に応じて表１のように３種類のスラグ閉止治具を用意し、出鋼孔が溶損し、径が大きくなるに従い、閉止治具も径の大きな、且つ、その太径部の長い閉止治具に切り替えていった。その結果が図４である。図４の実線が本発明による閉止治具の適用結果を示す。破線は従来の閉止治具を使用した時の出鋼時間の推移を示している。尚、溶損した出鋼孔の径は、当該孔断面積を同一面積の真円とした場合の径とした。

図４のように、従来は出鋼時間が当初６分から３分までばらついていたが、本発明の適用により６分から５分までと出鋼孔１炉代を通じて非常に安定した出鋼時間が得られた。また、取鍋内のスラグ厚みも全て３０ｍｍ前後と安定して混入スラグ量を低減できた。

本発明によるスラグ閉塞治具と出鋼孔との位置関係を示す図。出鋼孔径とスラグが流出開始する転炉内溶鋼レベルとの関係を示す図。本発明によるスラグ閉塞治具の種々の実施の態様を示す図。本発明の実施例と従来例において出鋼孔径と出鋼時間との関係を示す図。

Claims

転炉出鋼時に出鋼孔に挿入することにより転炉内スラグの流出を抑制するためのスラグ閉止治具であって、当該治具の形状が、上部が傘状で下部が棒状の所謂ダーツ型で且つ当該棒状部をその下部よりも太径とし、該棒状部の下端が前記出鋼孔上端より下方に位置し、前記出鋼孔の溶鋼の流出する有効面積が一定となるように前記出鋼孔が溶損によりその内径が大きくなるに従い前記棒状部の太径部分の径を大きくし、且つ、その太径部分の下端から転炉内溶鋼とスラグとの界面位置までの長さを長くしたことを特徴とするスラグ閉止治具。
請求項１記載のスラグ閉止治具を複数種類保有しておき、前記出鋼孔径、あるいは、出鋼孔の使用回数に応じて当該複数種類のスラグ閉止治具を使い分けることを特徴とするスラグ閉止治具の使用方法。