(57)【要約】【課題】真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物を短時間で効率よく除去する。【解決手段】付着物除去治具１は、上下方向に延伸する軸部１０を有している。軸部２０の外側面には、４つの突出部２０が設けられている。突出部２０は、平面視において、軸部１０の外側面に沿って等間隔に設けられている。突出部２０の水平方向の端部上面には、取り外し自在の接触部２１が設けられている。軸部１０の下端には、重錘部３０が設けられている。そして、バーナーにより付着物Ｓを加熱した後、真空脱ガス槽４０内に付着物除去治具１を挿入し、接触部２１を付着物Ｓに接触させた状態で、付着物除去治具１を上方に移動させて付着物Ｓを除去する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空脱ガス槽内に挿入して、当該真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物を除去する治具であって、
上下方向に延伸する軸部と、
前記軸部の外側面に設けられ、平面視において前記軸部の外側面から異なる方向に突出した複数の突出部と、
前記軸部の下端に設けられた重錘部と、を有することを特徴とする、真空脱ガス槽の付着物除去治具。
【請求項２】
前記突出部の水平方向の端部上面には、取り外し自在の接触部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の真空脱ガス槽の付着物除去治具。
【請求項３】
前記複数の突出部は、平面視において、前記軸部の外側面に沿って等間隔に４箇所以上に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の真空脱ガス槽の付着物除去治具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の付着物除去治具を用いて、真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物を除去する方法であって、
真空脱ガス槽の内部にバーナーを配置し、前記バーナーにより前記付着物を加熱する工程と、
その後、真空脱ガス槽の上端の開口部から当該真空脱ガス槽内に付着物除去治具を挿入し、前記付着物除去治具を前記付着物に接触させた状態で、当該付着物除去治具を上方に移動させて前記付着物を除去する工程と、を有することを特徴とする、真空脱ガス槽の付着物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物を除去する治具及び当該付着物を除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鋼の製鋼工程においては、例えばＲＨ、ＤＨ方式等の二次精錬が行われている。これらの二次精錬処理では、例えば真空脱ガス槽内に溶鋼を取り入れ、当該真空脱ガス槽内を真空排気して溶鋼の脱ガス処理等が行われる。真空排気操業過程では、溶鋼スプラッシュの発生を伴うため、真空脱ガス槽の内側面に地金やスラグが付着する。
【０００３】
この二次精錬処理が繰り返し行われると、地金やスラグなどの付着物が堆積し、真空脱ガス槽の内径が減少するため、真空脱ガス槽内の排気通過速度が上昇して付着物の堆積が促進される。そして、真空脱ガス槽の内径が極度に小さくなると、二次精錬処理の排気性能が悪くなるなどの支障が生じる。このため、定期的に真空脱ガス槽内の付着物の除去作業を行う必要がある。
【０００４】
そこで、従来より、真空脱ガス槽にバーナーを配置し、このバーナーの加熱により真空脱ガス槽内の付着物を溶融して除去することが行われている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１３６４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のようにバーナーによる加熱を行った場合、真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物のうち、地金については比較的短時間の加熱で溶融させることができるが、スラグまでも溶融させるためには長時間の加熱が必要であった。したがって、バーナーによる加熱のみでは、真空脱ガス槽内の付着物を効率よく除去することができなかった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物を短時間で効率よく除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、真空脱ガス槽内に挿入して、当該真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物を除去する治具であって、上下方向に延伸する軸部と、前記軸部の外側面に設けられ、平面視において前記軸部の外側面から異なる方向に突出した複数の突出部と、前記軸部の下端に設けられた重錘部と、を有することを特徴としている。
【０００９】
本発明の付着物除去治具は、軸部の外側面から突出した突出部を有しているので、例えばクレーンなどにより、付着物除去治具を真空脱ガス槽内に挿入した後、突出部を付着物に接触させた状態で、付着物除去治具を上方に移動させて付着物を削り取ることができる。したがって、真空脱ガス槽内の地金とスラグの両方の付着物を同時に削り取ることができるので、従来のようにバーナーの加熱によってスラグを溶融させるよりも短時間で付着物を除去することができる。また、軸部の下端には重錘部が設けられているので、付着物除去治具の重心位置を下方に下げることができる。そうすると、突出部に作用する力のモーメントを大きくすることができるので、突出部と付着物との接触状態を適切に維持することができ、付着物を効率よく除去することができる。また、付着物除去治具が大きな力で付着物を削り取ることができるので、より短時間で付着物を除去することができる。さらに、平面視において軸部の外側面から異なる方向に突出するように複数の突出部が設けられているので、除去対象となる付着物の位置に、突出部を移動させることが容易である。
【００１０】
前記突出部の水平方向の端部上面には、取り外し自在の接触部が設けられていてもよい。
【００１１】
前記複数の突出部は、平面視において、前記軸部の外側面に沿って等間隔に４箇所以上に設けられていてもよい。
【００１２】
別な観点による本発明は、前記付着物除去治具を用いて、真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物を除去する方法であって、真空脱ガス槽の内部にバーナーを配置し、前記バーナーにより前記付着物を加熱する工程と、その後、真空脱ガス槽の上端の開口部から当該真空脱ガス槽内に付着物除去治具を挿入し、前記付着物除去治具を前記付着物に接触させた状態で、当該付着物除去治具を上方に移動させて前記付着物を除去する工程と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物を短時間で効率よく除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物を除去する付着物除去治具１の構成の概略を示す側面図であり、図２は、付着物除去治具１の構成の概略を示す平面図である。
【００１５】
付着物除去治具１は、図１及び図２に示すように、上下方向に延伸する軸部１０を有している。軸部１０の水平断面形状は、例えば長方形である。軸部１０の上部には、当該軸部１０の水平面の短手方向に貫通する貫通孔１１が形成されており、例えば付着物除去治具１により付着物を除去する際、貫通孔１１にはシャックルが取り付けられ、付着物除去治具１は、シャックルに繋がれたワイヤを介してクレーンに吊り下げられる。
【００１６】
貫通孔１１の下方には、軸部１０の外側面において、複数、例えば４つの突出部２０が設けられている。４つの突出部２０は、平面視において、軸部１０の外側面に沿って等間隔に設けられており、軸部１０の４面の外側面からそれぞれ突出している。なお、突出部２０の数は４つに限定されず、４つ以上であってもよい。
【００１７】
突出部２０は、例えば平板形状である。突出部２０の側面の形状は、例えば上辺２０ａが水平な略三角形である。突出部２０の水平方向の端部（突出部２０の外側の端部）の上面には、真空脱ガス槽内の付着物を除去する際に当該付着物に接触する接触部２１が設けられている。接触部２１は、突出部２０に対して取り外し自在になっており、図３に示すようにボルト２２により突出部２０に固定される。接触部２１の上面２１ａは、側面から見た上下方向からの傾斜角度Ｄが９０度より小さい鋭角になるように傾斜している。すなわち、上面２１ａの外側の頂部２１ｂは爪状になっている。したがって、頂部２１ｂが付着物に引っ掛かりやすく、接触部２１は付着物を削り取りやすい形状になっている。また、４つの接触部２１は、それぞれの頂部２１ｂが同じ高さになるように設けられている。
【００１８】
軸部１０の下端には、図１に示すように重錘部３０が設けられている。この重錘部３０により、付着物除去治具１の重心位置を下方に下げることができる。
【００１９】
次に、図４に基づいて、付着物除去治具１が真空脱ガス槽４０の内側面に付着した付着物Ｓに接触する際に当該付着物Ｓに作用する力と、付着物除去治具１の寸法との関係について説明する。付着物除去治具１は、例えば上下方向から傾斜した状態で付着物Ｓに接触する。この付着物除去治具１の上下方向からの傾斜角度をθとし、付着物除去治具１の質量をＷとし、付着物除去治具１の重心Ｃと貫通孔１１の中心間の軸部１０の軸方向の距離をＬ１とすると、重心Ｃにおける力のモーメントＦ１は下記式（１）となる。この重心Ｃにおける力のモーメントＦ１は、重心Ｃと貫通孔１１の中心とを結ぶ径の接線方向に作用する。また、接触部２１と付着物Ｓが接触する接触点Ｔと貫通孔１１の中心間の軸部１０の軸方向の距離をＬ２とすると、接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２は下記式（２）となる。この接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２は、接触点Ｔと貫通孔１１の中心とを結ぶ線を半径とする円の接線方向に作用する。そして、下記式（１）と式（２）から、接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２は下記式（３）と表すことができる。
Ｆ１＝Ｗ×Ｌ１×sinθ・・・・（１）
Ｆ２＝Ｌ１／Ｌ２×Ｆ１・・・・（２）
Ｆ２＝（Ｌ１）２／Ｌ２×Ｗ×sinθ・・・・（３）
但し、Ｆ１：重心Ｃにおける力のモーメント（ｋｇｍ）、Ｆ２：接触点Ｔにおける力のモーメント（ｋｇｍ）、Ｗ：付着物除去治具１の質量（ｋｇ）、Ｌ１：重心Ｃと貫通孔１１の中心間の軸方向距離（ｍ）、Ｌ２：接触点Ｔと貫通孔１１の中心間の軸方向距離（ｍ）、θ：付着物除去治具１の傾斜角度（度）
【００２０】
ここで、接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２が必要モーメント、すなわち付着物除去治具１が付着物Ｓを適切に除去するのに必要なモーメントより小さい場合、接触部２１を付着物Ｓに接触させた状態で付着物除去治具１を上方に移動させて付着物Ｓを除去しようとしても、付着物除去治具１を移動させるための上方向の力が大きいため、接触部２１と付着部Ｓとの接触状態を維持することができない。すなわち、接触部２１が付着物Ｓから離れてしまい、付着物Ｓを効率よく除去することができない。したがって、接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２が必要モーメント以上になるように付着物除去治具１の寸法を決定する必要がある。このためには、上記式（３）より、付着物除去治具１の質量Ｗを大きくし、重心Ｃと貫通孔１１の中心間の軸方向距離Ｌ１を大きくし、接触点Ｔと貫通孔１１の中心間の軸方向距離Ｌ２を小さくする必要がある。特に、重心Ｃと貫通孔１１の中心間の軸方向距離Ｌ１を大きくすることは、接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２を大きくするのに効果的である。
【００２１】
発明者らは、鋭意実験を行い、付着物Ｓを除去するために必要な接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２の必要モーメントを導出した。その結果、例えば真空脱ガス槽４０を用いて溶鋼の二次精錬を２５０チャージ行った後に真空脱ガス槽４０に付着する付着物Ｓを除去する際、付着物除去治具１の傾斜角度θが３０度の場合には、接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２の必要モーメントは１０１２（ｋｇ・ｍ）であることが分かった。すなわち、接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２が１０１２ｋｇｍ以上であれば、接触部２１と付着部Ｓとの接触状態を適切に維持して、付着物Ｓを効率よく除去できることが分かった。なお、この必要モーメントは、少なくとも２０％の安全率が考慮された値である。そして、接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２が上記条件を満たすときの付着物除去治具１の寸法は、重心Ｃと貫通孔１１の中心間の軸方向距離Ｌ１が０．７７ｍ、接触点Ｔと貫通孔１１の中心間の軸方向距離Ｌ２が０．２５ｍ、付着物除去治具１の質量Ｗが４３２ｋｇであった。
【００２２】
次に、付着物除去治具１の水平方向の寸法について説明する。付着物除去治具１は、真空脱ガス槽４０内に挿入されるため、対向する突出部２０、２０の端部間の距離Ｌ３は、少なくとも真空脱ガス槽４０の内径よりも小さい必要があり、例えば半分以下であれば実用上の観点から好適である。具体的には、例えば真空脱ガス槽４０の内径が４ｍである場合、突出部２０、２０の端部間の距離Ｌ３は１ｍに設定されることが好ましい。
【００２３】
本実施の形態にかかる付着物除去治具１は以上のように構成されている。次に、この付着物除去治具１を用いて、真空脱ガス槽４０に付着した付着物Ｓを除去する方法について説明する。なお、本実施の形態において、付着物除去治具１の寸法は、上述したように接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２が必要モーメント以上になるように設定されている。
【００２４】
先ず、図５に示すように、真空脱ガス槽４０の上面が天蓋４１に覆われた状態で、当該真空脱ガス槽４０の下端の開口部４０ａからバーナー５０を挿入して開口部４０ａ付近に配置する。ちなみに、図５では下端の開口部４０ａからバーナー５０を挿入して開口部４０ａ付近に配置している場合を示しているが、天蓋４１を開放して天蓋４１からバーナー５０を挿入して上端の開口部付近に配置しても構わない。以下、下端の開口部４０ａからバーナー５０を挿入して開口部４０ａ付近に配置している場合を例に説明する。
【００２５】
上記のバーナー５０を配置すると同時に、真空脱ガス槽４０の下端の開口部４０ａの下方には、除去した付着物Ｓを収容するためのバケット６０を配置する。そして、バーナー５０により、例えば約３０分間付着物Ｓを加熱する。そうすると、付着物Ｓ中の地金、特に真空脱ガス槽４０の下部の付着物Ｓ中の地金が溶融し、溶融した付着物Ｓはバケット６０に収容される。なお、付着物Ｓ中のスラグや真空脱ガス槽４０の上部の付着物Ｓは、真空脱ガス槽４０の内側面に残存するが、軟化している。
【００２６】
次に、図６に示すように天蓋４１を外し、真空脱ガス槽４０の上端の開口部４０ｂから、例えばクレーンに吊り下げられた付着物除去治具１を挿入する。そして、付着物除去治具１の接触部２１の位置を調整して、図７に示すように接触部２１を付着物Ｓに接触させる。その後、付着物除去治具１を上方に移動させる。そうすると、接触部２１により付着物Ｓが真空脱ガス槽４０から削り取られ、削り取られた付着物Ｓはバケット６０に収容される。このような付着物除去治具１による付着物Ｓの除去作業を例えば約１時間程度実施すれば、真空脱ガス槽４０内のすべての付着物Ｓを除去することが可能である。
【００２７】
以上の実施の形態によれば、付着物除去治具１を用いて真空脱ガス槽４０の内側面に付着した付着物Ｓを除去する際、接触部２１を付着物Ｓに接触させた状態で、付着物除去治具１を上方に移動させて付着物Ｓを削り取ることができる。したがって、真空脱ガス槽４０内の地金とスラグの両方の付着物Ｓを同時に削り取ることができるので、従来のようにバーナーの加熱によりスラグを溶融させるよりも短時間で付着物Ｓを除去することができる。
【００２８】
また、軸部２１の下端には重錘部３０が設けられたので、付着物除去治具１の重心Ｃを下方に下げることができる。そうすると、接触点Ｔにおける力のモーメントＦ２を大きくすることができるので、接触部２１と付着部Ｓとの接触状態を適切に維持することができ、付着物Ｓを効率よく除去することができる。また、付着物除去治具１が大きな力で付着物Ｓを削り取ることができるので、より短時間で付着物Ｓを除去することができる。
【００２９】
また、付着物除去治具１に設けられた４つの突出部２０は、平面視において軸部１０の外側面に沿って等間隔に設けられたので、除去対象となる付着物Ｓの位置に、接触部２１を移動させることが容易である。
【００３０】
さらに、付着物除去治具１を用いて付着物Ｓを除去する前に、バーナー５０により付着物Ｓを加熱しているので、付着物Ｓ中の地金、特に真空脱ガス槽４０の下部の付着物Ｓ中の地金を溶融させて除去することができる。また、このバーナー５０の加熱によって、付着物Ｓ中のスラグや真空脱ガス槽４０の上部の付着物Ｓは軟化しているので、その後、付着物除去治具１が付着物Ｓを削り取りやすくなる。
【００３１】
以上のように本実施の形態によれば、真空脱ガス槽４０の内側面に付着した付着物Ｓを短時間で効率よく除去することができる。発明者らが調べたところ、従来のようにバーナーによる加熱のみで真空脱ガス槽内の付着物を除去した場合、付着物を完全に除去するのに約５時間の加熱時間を要した。これに対し、本実施の形態によれば、上述したようにバーナー５０による加熱を約３０分間行った後、付着物除去治具１による付着物Ｓの除去作業を約１時間行うことで、付着物Ｓを完全に除去することができた。したがって、本実施の形態によれば、従来よりも極めて短時間で付着物Ｓを除去することができる。
【００３２】
さらに、本実施の形態によれば、突出部２０の水平方向の端部上面に設けられた接触部２１は、取り外し自在になっているので、接触部２１が付着物Ｓと接触することにより磨耗したり破損しても、容易に取り替えることができる。
【００３３】
以上の実施の形態では、突出部２０の端部上面には接触部２１が設けられていたが、図８に示すように、上方に湾曲した突出部７０を設けてもよい。この場合、接触部２１を省略してもよい。突出部７０の上面７０ａは、上方に湾曲している。上面７０ａの頂部７０ｂにおいて、側面から見た上下方向からの角度Ｄは９０度より小さい鋭角になっている。すなわち、頂部７０ｂは爪状になっている。したがって、頂部７０ｂが付着物Ｓに引っ掛かりやすく、突出部７０は付着物Ｓを削り取りやすい形状になっている。また、突出部７０は軸部１０の外側面に例えば４箇所に設けられ、４つの突出部７０は、平面視において軸部１０の外側面に沿って等間隔に設けられている。なお、付着物除去治具１のその他の構成については、前記実施の形態と同様であるので説明を省略する。かかる場合においても、付着物除去治具１により付着物Ｓを除去する際、突出部７０の頂部７０ｂを付着物Ｓに接触させた状態で、付着物除去治具１を上方に移動させることにより、真空脱ガス槽４０から付着物Ｓを削り取ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、真空脱ガス槽の内側面に付着した付着物を除去する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施の形態にかかる付着物除去治具の構成の概略を示す側面図である。
【図２】本実施の形態にかかる付着物除去治具の構成の概略を示す平面図である。
【図３】付着物除去治具の突出部付近の構成の概略を示す側面図である。
【図４】付着物除去治具の接触部が付着物に接触した状態を示す説明図である。
【図５】バーナーの加熱により付着物を除去する様子を示す説明図である。
【図６】真空脱ガス槽内に付着物除去治具を挿入する様子を示す説明図である。
【図７】付着物除去治具により付着物を除去する様子を示す説明図である。
【図８】他の実施の形態にかかる付着物除去治具の構成の概略を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    付着物除去治具
１０  軸部
１１  貫通孔
２０、７０  突出部
２１  接触部
２２  ボルト
３０  重錘部
４０  真空脱ガス槽
４０ａ  真空脱ガス槽の下端の開口部
４０ｂ  真空脱ガス槽の上端の開口部
４１  天蓋
５０  バーナー
６０  バケット
Ｃ    重心
Ｓ    付着物
Ｔ    接触点
【図１】
2010121170.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010121170.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010121170.tif 000009
【図８】
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