JP6192604B2 - 取鍋操業方法 - Google Patents
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Description
また、下注ぎ法は、予め定盤上に台盤を配置し、台盤上に鋳型を配置した装置構成となっている。そして、該定盤から台盤にかけて湯道用の貫通孔を形成しておき、該貫通孔の内壁には耐火煉瓦を内張りして丸孔状湯道を形成する。そして、下注ぎ法では、この丸孔状湯道を通った溶鋼が湯道の先端口から鋳型内に吐出されることで、上注ぎ法と同様に鋳型に溶鋼が供給される。
そして、溶鋼の湯面が所定の湯面高さまで低下すると、湯面に浮遊するスラグが溶鋼に巻き込まれて混入し、出湯口から出湯される可能性が高くなる。このスラグは、溶鋼の精錬段階で発生するものであり、溶鋼の表面(湯面)に浮遊状態となっており、次工程に排出されると鋳塊品質に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、スラグを浮遊させたまま出湯を完了させた後、残ったスラグを回収容器などに排出する。
そのため、このようにスラグの流出を抑制しつつ取鍋内の溶鋼を出湯させる技術としては、次の特許文献1〜4に示すような技術が既に開発されている。
また、特許文献2には、取鍋底を出湯口に向けて勾配を有する形状に形成すると共に、出湯口を下方に向けて凸面状に湾曲した形状に形成し、この出湯口に溶鋼を集めるようにして注入終了後の取鍋の残鋼量を減少させる技術が知られている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、操業条件や取鍋形状が変更された場合にも、出湯する溶鋼に取鍋内のスラグが流出することを防止して、取鍋内の残鋼量を確実に低減することが可能となる取鍋操業方法を提供することを目的とする。
即ち、底部に出湯口が形成された取鍋から当該出湯口を介して溶鋼を出湯するにおいて、前記取鍋の内底壁の勾配角度であって出湯口の周囲の内底壁が水平方向に対して為す勾配角度がθ1であるに際しては、前記取鍋の出湯口が下がる方向に向かって、前記取鍋を式(1)を満足する傾斜角度θ2で傾動させることを特徴とする。
まず、図1を参照して、本実施形態の取鍋操業方法が適用される造塊装置1(下注ぎ造塊装置)について説明する。なお、図1は下注ぎ造塊を行う造塊装置1の概略構成を示したものであるが、本実施形態の取鍋操業方法は、図1とは装置構成が異なる上注ぎ造塊装置や連続鋳造装置における取鍋3にも適用可能である。
具体的には、注入管4は定盤5の中央側から上方に向かって立つように設けられた塔状の部材であり、この注入管4の内部には溶鋼が通る湯道6が上下方向に沿って形成されている。この注入管4の湯道6は、耐火煉瓦を内張りして円形の断面となるように形成されており、この湯道6を通じて取鍋3の溶鋼を取り込むことができるようになっている。
一般の取鍋操業方法では、取鍋内にスラグを残したまま出湯を完了させ、残ったスラグを回収容器などに排出している。
そこで、本発明の取鍋操業方法では、底部に出湯口9が形成された取鍋3から当該出湯口9を介して溶鋼を出湯するにおいて、取鍋3の内底壁11の勾配角度がθ1であるに際
しては、取鍋3の出湯口9が下方に下がるように、取鍋3を式(1)を満足する傾斜角度θ2で傾動させている。
また、θ2は、取鍋3を傾動させる角度を示すものである。このθ2は、実際にクレーンなどで吊り上げて取鍋3を傾ける際の角度であり、例えば傾動後の取鍋3の角度から傾動前の取鍋3の角度を差し引くことで求めることができる。
の角度の和は、スラグの粘度より導かれる上限値及び下限値の間に規定されるのが好ましい。
なお、式(1)に用いられるRは、取鍋3の内底壁11の半径を示しており、また距離Lは、取鍋3の内底壁11の中心から出湯口9の中心までの距離を示している。また、粘度Pは、溶鋼の表面に浮遊するスラグの粘度を示している。そして、溶鋼の流出速度Vは、取鍋3内から流出する溶鋼の量を、出湯口9の開口面積で除したものである。この流出速度Vの下限値は、取鍋3内の溶鋼が凝固して出湯口9のノズルが詰まることがないような値であって、溶鋼の出湯効率が著しく低くならないような値に設定されている。また、流出速度Vの上限値は、出湯口9からの溶鋼が短時間で流出するような場合でも、スラグと溶鋼との区別が十分に可能となるような値に設定されている。
さらに、本発明の取鍋操業方法は、式(1)の関係を満足するように、取鍋3を最初から傾斜させたままで操業を行っても良いが、最初は取鍋3を水平に保持しておいて、残った溶鋼を一度に排出する直前に取鍋3を傾動させ、このときに式(1)の関係を満足するような操業を行っても良い。この「残った溶鋼を一度に排出する直前」とは、例えば、取鍋3に残される溶鋼の相当高さが200mm以内になった場合を挙げることができる。
また、取鍋3の内底壁11に勾配をつけて施工しようとしても、勾配の大きさが1〜2°と小さい場合には施工が困難になる場合がある。このような場合は、内底壁の勾配を1〜2°より大きくして施工を確実に行い、勾配角度を大きくした分だけ取鍋3を傾動する際の傾動角度を小さくするといった操業を行うと良い。
実施例及び比較例は、取鍋3から溶鋼を下注ぎ造塊法によって鋳型2内に鋳込む際に、取鍋3の傾動角度θ(=θ2)[deg.]、出湯口9からの溶鋼の流出速度V[m/s]、スラグの粘度P[Pa・s]、取鍋3の中心から出湯口9の中心までの距離L[m]、取鍋3の底部の半径R[m]などの条件を変更しつつ操業を行って、取鍋3に残った鉄源の量(残鋼量)及び鋳込み作業の作業性を評価したものである。
この取鍋3に傾注された溶鋼に対しては、LF(Ladle Furnace)法により脱ガス処理を2次精錬として行った。具体的には、取鍋3を蓋で覆い、取鍋3内を70Pa程度の真空状態にした後、底吹き用プラグからArガスを吹込み、20分間真空脱水素処理を行った。
固した鋳塊を脱型し、鍛造などの下工程に移行させた。
このような出湯の操作を行い、取鍋3内の溶鋼の相当高さが小さくなった段階で、取鍋3内に残る溶鋼の量である「残鋼量」と、出湯の操業の作業性を示す「作業性」とを評価した。
一方、実施例及び比較例における操業条件については、取鍋3から取鍋3の傾動角度θについては、θの値を0°,1°,2°,4°,6°,8°,10°,12°の8水準で変化させた。また、出湯口9からの溶鋼の流出速度Vについては、Vの値を0.179m/s,0.359m/s,0.478m/s,1.196 m/s,2.391m/s,3.587 m/sの6水準で変化させ、スラグの粘度Pについては、Pの値を0.05Pa・s,0.13Pa・s,0.86Pa・sの3水準で変化させた。さらに、取鍋3の中心から出湯口9の中心までの距離Lについては、Lの値を460mm,600mm,200mmの3水準で変化させた。なお、取鍋3の底部の半径Rについては、1672mmとした。
)となる実験結果を示している。図3に示すように、これら実験No.1〜実験No.37の結果を、横軸に取鍋3の傾斜角度θ、縦軸に取鍋3からの溶鋼の流出速度Vをとったグラフ上に示すと、判定結果が合格(残鋼量及び作業性とも合格(○)の評価となったもの)である○の実験結果は、いずれも図中に示される直線で囲まれた領域内に含まれており、領域外の結果は不合格を示す×の結果となっている。
なお、図中の合格領域Gを区切る境界線の内、合格領域の左側を区切る境界線GL、言い換えれば傾斜角度θの下限値を示す境界線GLは、スラグの粘度や取鍋3の形状が変化すると直線の位置や傾きも変化する。また、図中の合格領域Gの右側を区切る境界線GR、言い換えれば傾斜角度θの上限値を示す境界線GRも、下限値を示す境界線GLと同様に直線の位置や傾きが変化する。このことから、傾斜角度θの上限値及び下限値は、取鍋3からの溶鋼の流出速度Vの変数となっていることが分かる。
図6に示すように、横軸に取鍋3の傾斜角度θ、縦軸にスラグの粘度Pをとったグラフ上に、実験No.9〜実験No.15、実験No.38〜実験No.44、実験No.55〜実験No.60、実験No.70〜実験No.80の結果を示すと、傾斜角度θの上限値及び下限値を示す境界線GR、GLは、流出速度Vの場合と同様に直線の位置や傾きが変化したものとなっている。このことから、傾斜角度θの上限値及び下限値は、スラグの粘度Pの変数ともなっていると判断される。
また、上述して実施例は下注ぎ造塊法での例を記載するものであるが、上注ぎ造塊法であっても結果は同様である。
2 鋳型
3 取鍋
4 注入管
5 定盤
6 湯道
7 下注入口
9 出湯口(チェンジノズル)
10 スライドバルブ
11 内底壁
θ1 取鍋の内底壁の勾配角度
θ2 取鍋の傾動角度
G 合格領域
GL 傾斜角度の下限値を示す境界線
GR 傾斜角度の上限値を示す境界線
L 取鍋の中心から出湯口の中心までの距離
P スラグの粘度
R 取鍋の底部の半径
V 出湯口からの溶鋼の流出速度
Claims (1)
- 底部に出湯口が形成された取鍋から当該出湯口を介して溶鋼を出湯するにおいて、
前記取鍋の内底壁の勾配角度であって出湯口の周囲の内底壁が水平方向に対して為す勾配角度がθ1であるに際しては、前記取鍋の出湯口が下がる方向に向かって、前記取鍋を式(1)を満足する傾斜角度θ2で傾動させる
ことを特徴とする取鍋操業方法。
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