JP5245322B2 - 取鍋精錬設備のシール方法およびシール装置 - Google Patents
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Description
本発明は、取鍋での溶鋼処理の際に、取鍋と蓋との隙間から取鍋内への大気の侵入を防止するシール方法およびシール装置に関する。
酸化物（オキシサイド）系介在物の低減を目的としたＬＦ処理は、大気中の酸素による再酸化を避けるため、不活性ガス雰囲気で電極加熱装置を用いて行う。
ＬＦ処理では、電極と湯面間で加熱により発生するヒューム等の含塵ガスや、成分調整用材料を湯面に投下した際に、激しい反応を生じて発生する大量の含塵ガスを吸引して集塵する際や、高温の溶鋼上で不活性ガスが温められて発生するドラフト力により、大気が混入して窒素ピックアップを生じる危険性が増大する。
図４は、電極加熱装置を用いた取鍋の構造を説明する図で、自走式台車１３に溶鋼１０を装入した取鍋９を積載し、処理位置に移動、停止する。水冷却式蓋７を図示しない昇降装置によって下降させ、鍋口に蓋をする。
集塵フード３は円筒状部材６を介して、水冷却式蓋７に固定されている。集塵フード３にはダクト４が取付けられ、鍋内の含塵ガス５は矢印で示すようにダクト４を経由して集塵機（図示しない）に吸引される。
また、複数本で構成される加熱用電極１は電極支持装置２によって定位置に下降し、２次精錬を行う。
上述した取鍋を用いた取鍋精錬の場合、発生した含塵ガス５をダクト４を通して集塵機に吸引していく際、取鍋内は負圧となるため、大気の吸い込みが、１．集塵フード３と電極１の隙間、２．鍋口の歪み、水冷却式蓋７の歪み、鍋口への地金やスラグ付着による取鍋９と水冷却式蓋７の間で発生する。
これらのうち、１の場合は水冷却式蓋７で隔離されているため、溶鋼１０と空気中の窒素が反応し窒素ピックアップを起こすことは無く、溶鋼中の窒素濃度上昇は生じない。
しかし、２．取鍋９と水冷却式蓋７の場合は、湯面１１から近く、大気の混入が生じると窒素ピックアップが生じ、低窒素鋼の溶製が困難となる。
尚、水冷却式蓋７と取鍋９の隙間からの大量の空気吸い込みは、高温の溶鋼１０上で不活性ガスが温められて発生するドラフト力や、水冷却式蓋７と取鍋９の隙間と、水冷却式蓋７の上部となる電極支持装置２周りの空隙の間の高低差で発生するドラフト力も一因となる。
そのため、取鍋９と水冷却式蓋７の間隙を塞ぐ種々の技術が提案され（例えば、特許文献１，２）、実操業では図５に示すように取鍋９と水冷却式蓋７の間を密封用可塑材１９で密封したり、図６に示すように水冷却式蓋７の本体に不活性ガスの通路２０を設けて、不活性ガスを隙間８内に噴射することが実施されている。
特開平８−１０５６９２号公報
特開平９−１０５５８４号公報
しかしながら、取鍋９と水冷却式蓋７の間を密封する密封用可塑材１９の使用は高温の溶鋼１０の近傍で危険な作業を伴い、図６に示すように水冷却式蓋７の本体に不活性ガスの通路２０を設けることは蓋の構造が複雑となる。
また、密封用可塑剤１９の使用や、不活性ガスを隙間８内に噴射することは操業費用の負担が大きい。
そこで、本発明は、密封用可塑剤１９や不活性ガスなどの消費材を用いずに、上述した課題を解決する取鍋精錬設備のシール方法およびシール装置を提供することを目的とする。
本発明の課題は以下の手段で達成可能である。
１．鍋蓋の外周に沿って装着された、リング状部材を、取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材に嵌合させる、取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法であって、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記鍋蓋の接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法。
２．取鍋と鍋蓋の間に、前記鍋蓋が密着して載置されるシールリングを配置し、前記シールリングはその外周部にリング状部材を有し、前記リング状部材と取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材を嵌合させる、取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法であって、前記シールリングの外周に沿って装着されたリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記シールリングの外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記シールリングの接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法。
３．取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置であって、前記シール装置は、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記鍋蓋の接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置。
４． 取鍋と鍋蓋の間に、前記鍋蓋が密着して載置されるシールリングを配置し、前記シールリングはリング内径が取鍋内径と同等で、その外周部にリング状部材を有し、前記取鍋はその上端側の外周に沿って装着されたリング状部材を有し、前記シールリングのリング状部材と前記取鍋のリング状部材を嵌合させる取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置であって、前記シールリングのリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記シールリングの外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記シールリングの接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置。
１．鍋蓋の外周に沿って装着された、リング状部材を、取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材に嵌合させる、取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法であって、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記鍋蓋の接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法。
２．取鍋と鍋蓋の間に、前記鍋蓋が密着して載置されるシールリングを配置し、前記シールリングはその外周部にリング状部材を有し、前記リング状部材と取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材を嵌合させる、取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法であって、前記シールリングの外周に沿って装着されたリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記シールリングの外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記シールリングの接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法。
３．取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置であって、前記シール装置は、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記鍋蓋の接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置。
４． 取鍋と鍋蓋の間に、前記鍋蓋が密着して載置されるシールリングを配置し、前記シールリングはリング内径が取鍋内径と同等で、その外周部にリング状部材を有し、前記取鍋はその上端側の外周に沿って装着されたリング状部材を有し、前記シールリングのリング状部材と前記取鍋のリング状部材を嵌合させる取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置であって、前記シールリングのリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記シールリングの外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記シールリングの接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置。
本発明によれば、取鍋精錬の際、安全な作業で且つ操業費用の負担が少なく、取鍋と鍋蓋の間の隙間を塞ぎ、大気の吸い込みを防止することが可能で産業上極めて有用である。
本発明は、取鍋と蓋の接合部に生じる隙間を、取鍋と蓋の外周側に配置したリング状部材を嵌合させて塞ぎ、取鍋内部を大気から遮断することを特徴とする。以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るシール装置を説明する、取鍋と鍋蓋の接合部の部分断面図で、図において７は鍋蓋（水冷式蓋を含む）、９は取鍋、１０は溶鋼、１４は鍋蓋７に取り付けたリング状部材、１５は取鍋９に取り付けたリング状部材、１６は取鍋９の上端部に付着した地金やスラグを示す。
図示したシール装置は、鍋蓋７の下端における外周に沿って装着されたリング状部材１４と、取鍋９の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材１５を有する。鍋蓋７に装着されるリング状部材１４と取鍋９に装着されるリング状部材１５は、嵌合した際、隙間が生じない断面形状であれば良く特に規定しないが、一方の断面形状をくさび状、他方を矩形断面とすることが望ましい。図１は、リング状部材１４を矩形断面、リング状部材１５をくさび状断面とした場合を示す。
矩形断面のリング状部材１４は、鍋蓋７の下端における外周に沿って、鍋蓋７の下方に向かって鉛直方向に延伸するように溶接やボルト結合で固定して、鍋蓋７と一体化させる。
一方、くさび状断面のリング状部材１５は、取鍋９の上方に向かって鋭角を成すように、取鍋９の上端側の外周に沿って溶接やボルト結合で固定し、取鍋９と一体化させる。
矩形断面のリング状部材１４の内径と、くさび状断面のリング状部材１５のテーパ角（くさびの先端部の角度）は、取鍋９に鍋蓋７が嵌合して載置可能なように適宜設定する。
上述したように矩形断面のリング状部材１４の内径と、くさび状断面のリング状部材１５のテーパ角（くさびの先端部の角度）を設定すると、取鍋９に鍋蓋７が載置された際、その接合部に、取鍋９の上端部に溶鋼１０のスプラッシュによる地金やスラグ１６が付着したり、鍋蓋７が変形して生じる隙間が生じても、接合部を矩形断面のリング状部材１４とくさび状断面のリング状部材１５で外側から覆うので、取鍋９内の溶鋼１０は大気から遮断される。
昇降装置で吊り下げられる鍋蓋の下方に、取鍋を移動して、その上に鍋蓋７を載せる取鍋精錬設備の場合、鍋蓋７を取鍋９に向かって降ろすと、鍋蓋７に取り付けた矩形断面のリング状部材１４がくさび状断面のリング状部材１５に嵌合して取鍋内部を大気から遮断する。
尚、鍋蓋７の下端部をリング状部材１４が取り付けられた場合と同じ形状に加工したり、取鍋９の上端部をくさび状断面のリング状部材１５が取り付けられた場合と同じ形状に加工しても良い。また、くさび状断面のリング状部材１５に替えて断面がくさび状となる傘状部材を用いても良い。
図３は本発明の他の実施例に係るシール装置を説明する図で（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示す。図において１７はシールリング、１８はシールリング１７の吊り下げ用冶具を示す。
図示したシール装置は、シールリング１７と取鍋９の上端側の外周に沿って装着されたくさび状断面のリング状部材１５を有する。
シールリング１７はその外周に矩形断面のリング状部材１４が取り付けられ、矩形断面のリング状部材１４の外周面に吊り下げ用冶具１８が矩形断面のリング状部材１４を挟んで対向して取り付けられている。図２に、取鍋と鍋蓋の間に図３に示すシール装置を配置した接合部を示す。
図示したシール装置は用いる場合は、まず、取鍋９を台車に積載した後、天井クレーンで取鍋９にくさび状部材１５を嵌合させ、次に、天井クレーンでシールリング１７を取鍋９に取り付けたくさび状部材１５に嵌合させる。
その後、取鍋９を載置した台車を、鍋蓋７を吊り下げた天井クレーンの直下まで移動させ、鍋蓋７をシールリング１７の上に載置する。
鍋蓋７は平面からなるシールリング１７の上面に載置されるため、鍋蓋７にリング状部材１４を取り付けた場合と比較すると、昇降ストローク量は小さくてよく作業能率が向上する。鍋蓋７にリング状部材１４を取り付けた場合は、リング状部材１４をくさび状断面のリング状部材１５から離脱させる昇降ストローク量を必要とする。
１ 加熱用電極
２ 電極支持装置
３ 集塵フード
４ ダクト
５ 含塵ガス
６ 円筒状部材
７ 鍋蓋
８ 隙間
９ 取鍋
１０ 溶鋼
１１ 湯面
１４ 矩形断面のリング状部材
１５ くさび状断面のリング状部材
１６ スラグ
１７ シールリング
１８ 吊り下げ用冶具
１９ 密封用可塑剤
２０ 通路
２ 電極支持装置
３ 集塵フード
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２０ 通路
Claims (4)
- 鍋蓋の外周に沿って装着された、リング状部材を、取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材に嵌合させる、取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法であって、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記鍋蓋の接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法。
- 取鍋と鍋蓋の間に、前記鍋蓋が密着して載置されるシールリングを配置し、前記シールリングはその外周部にリング状部材を有し、前記リング状部材と取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材を嵌合させる、取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法であって、前記シールリングの外周に沿って装着されたリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記シールリングの外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記シールリングの接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール方法。
- 取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置であって、前記シール装置は、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記鍋蓋の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記鍋蓋の接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置。
- 取鍋と鍋蓋の間に、前記鍋蓋が密着して載置されるシールリングを配置し、前記シールリングはリング内径が取鍋内径と同等で、その外周部にリング状部材を有し、前記取鍋はその上端側の外周に沿って装着されたリング状部材を有し、前記シールリングのリング状部材と前記取鍋のリング状部材を嵌合させる取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置であって、前記シールリングのリング状部材または前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材のいずれか一方が、嵌合する方向に鋭角を成すくさび状断面を有し、他方は、前記シールリングの外周に沿って装着されたリング状部材の場合は下方に向かって鉛直方向に延伸し、前記取鍋の上端側の外周に沿って装着されたリング状部材の場合は上方に向かって鉛直方向に延伸され、前記取鍋と前記シールリングの接合部の外周を覆うように前記くさび状断面のリング状部材の外側に嵌合することを特徴とする取鍋と鍋蓋の接合部を覆うシール装置。
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