(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器の排気管路に接続された複数のスチーム・エジェクタからなる真空排気装置を、該真空容器内の到達真空度に応じた組み合わせを選択して順次運転するに際して、
少なくとも１つのスチーム・エジェクタの運転開始時に、該スチーム・エジェクタの蒸気弁を、間欠的に複数回閉じることを特徴とする真空排気装置の運転方法。
【請求項２】
前記運転を自動的に行うことを特徴とする請求項１記載の真空排気装置の運転方法。
【請求項３】
前記真空容器が溶鋼の真空精錬装置に付帯したものであることを特徴とする請求項１又は２記載の真空排気装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空排気装置の運転方法に関し、詳しくは、溶融金属の真空精錬装置に付帯する複数のスチーム・エジェクタからなる排気装置を運転し、該真空精錬装置の真空容器内を所望真空度に調整する途上において、真空度の急激な上昇を抑える技術である。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、溶鋼の二次精錬あるいは脱ガス処理に使用されるＲＨ、ＶＯＤ方式等の真空精錬装置（図６参照）は、溶鋼１を収納する取鍋２と、その周囲を囲むタンクあるいはチャンバーと呼ばれる真空容器３（以下、真空槽３という）と、該真空槽３内の雰囲気を減圧する真空排気装置４（以下、単に排気装置４という）とで形成されている。そして、該排気装置４には、多段に配置したスチーム・エジェクタが使用されることが多い。
【０００３】
ところで、この排気装置４の運転は、通常自動制御で行われ、代表的なものとして特開昭５５−１４８７３号公報及び特開昭５６−１２７７２７号公報に開示された制御方法がある。それは、いずれもエジェクタ内のスチーム圧力を自動調整し、前記真空槽３内の雰囲気圧力とバランスさせることによって、該真空槽３内の真空度を所望値に制御するものである。
【０００４】
また、特開平３−２８１７２２号公報は、「真空排気装置の制御方法において、真空脱ガス槽に接続された多段状のスチーム・エジェクタを、マイクロ・コンピュータにより自動制御モードで運転し、所定の真空度に調整する第１工程と、前記第１工程において、前記自動モードを断ち、手動モードに切り換える第２工程と、前記第１工程において、前記自動制御モードを一時中断させる保持制御モードの第３工程とよりなることを特徴とする真空排気装置の制御方法を開示している。この技術は、従来の制御方法では、自動制御モードから一旦手動モードにすると、再度自動制御モードに戻せないことを改善したもので、自動制御モードで真空排気を行っている場合に、真空槽３内の状況を作業者が監視し、湯面（溶鋼１）の急激な盛り上がり、飛び散り等が発生すると、作業者が保持制御モードに切り替え、槽３内の状態が落ち着いてから自動制御モードに切り替えるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開昭５５−１４８７３号公報及び特開昭５６−１２７７２７号公報記載の制御方法は、槽３内の到達真空度にのみ注目し、到達真空度に達するまでの間に生じる急激な真空度の上昇を緩和することはできないという欠点があった。つまり、真空度の急激な上昇は、例えば、ＲＨ式真空装置（図６参照）では、湯面（溶鋼１）の急激な盛上り、溶鋼の飛び散りを活発にし、真空槽３内の耐火物壁に多量の溶鋼が付着する。
【０００６】
また、特開平３−２８１７２２号公報記載の排気装置４の制御方法では、自動制御モードで真空排気を行っている時に、湯面の急激な盛り上がり、あるいは溶鋼の飛び散りが発生しても、作業者が保持制御モードへ切り替えるタイミングを誤ると、例えば、ＶＯＤ式真空精錬装置（図６参照）では、取鍋２から溶鋼１があふれだすトラブルを引き起こし、最悪の場合には操業の中断に至る。
【０００７】
従って、従来のいずれの制御方法でも、多量の溶鋼１をロスして、溶鋼歩留が低下するばかりでなく、作業の安全性、真空精錬装置自体の保全上で問題があった。
本発明は、かかる事情に鑑み、溶鋼の真空精錬するに際し、操業トラブルの原因となる溶鋼の急激な盛上りや飛び散りを、従来より抑制可能な真空排気装置の運転方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究し、真空槽内での湯面の急激な盛り上がり、飛び散りが、真空槽内の真空度の急激な上昇により、ＣＯガス及びＮ2 ガスの発生に起因することに着眼し、その対策を本発明として完成させた。
すなわち、本発明は、真空容器の排気管路に接続された複数のスチーム・エジェクタからなる真空排気装置を、該真空容器内の到達真空度に応じた組み合わせを選択して順次運転するに際して、少なくとも１つのスチーム・エジェクタの運転開始時に、該スチーム・エジェクタの蒸気弁を、間欠的に複数回閉じることを特徴とする真空排気装置の運転方法である。
【０００９】
また、本発明は、前記運転を自動的に行うことを特徴とする真空排気装置の運転方法である。
さらに、本発明は、前記真空容器が溶鋼の真空精錬装置に付帯したものであることを特徴とする真空排気装置の運転方法である。
本発明によれば、真空槽内の急激な減圧が回避できるようになるので、溶融金属から一時的に多量発生するガス（ＣＯガス等の反応生成物、Ｎ2 、Ｈ2 などの溶解ガスなど）が、溶融金属及び溶融スラグ等の高熱溶融物を取鍋から溢れさせたり、飛散させたりすることが防止できるようになる。その結果、真空槽の耐火物や排気管路に多大の損傷を与えることがなくなった。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図１に溶鋼の真空精錬装置５の一種である所謂ＶＯＤ方式の装置に接続された真空排気装置の例を示す。この例では、記号１Ｂ、２Ｂ、３Ｅａ、３Ｅｂ、４Ｅａ、４Ｅｂ、４Ｅｃの７台のスチーム・エジェクタが直列あるいは並列に配置されている。配置方式は、上例に限るものではなく、真空槽３の大きさ、目標とする到達真空度等によって、種々存在する。また、スチーム・エジェクターの種類（ここでは、排気能力）は、すべてが同一でも、異なっていても、あるいは混ざりあっていても良い。
【００１１】
通常、真空精錬装置５で溶鋼１を精錬する際には、かかる排気装置４に属する複数のスチーム・エジェクタを到達可能な真空度に応じて組分けし、組ごとに運転する。かかる組合わせの一例を、図２に示す。つまり、真空槽３内の目標到達真空度に応じて、使用する組み合わせをＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄにようにエジェクターを切り替えていくのである。なお、排気装置４の運転は、作業員が真空計（図示せず）を観察しながら手動で行っても良いが、最近はコンピュータの指令で、目標到達真空度になるよう自動運転が行われている。
【００１２】
本発明は、かかる組み合わせの切り替えを行う際に、新しい組み合わせに属するスチーム・エジェクタの蒸気弁を一気に開にするのではなく、少なくとも一つのスチーム・エジェクタの蒸気弁を、短い時間間隔で間欠的に閉じるようにしたものである。かかる開閉操作（オン・オフ操作）の繰り返し行うと、真空槽内の真空度が急激に上昇するのを抑制できるからである。
【００１３】
このとき、すべての切り替え操作の時に、必ずいずれかの蒸気弁の間欠的な閉動作を行う必要があるのではなく、切り替えの際の急激な真空度の立上りが当該真空廃棄装置、もしくはそれが接続されている真空容器の操業に悪影響を与える段階について採用すれば足りる。
例えば、ガス成分を含有するか、ガス吹込みを併用した溶融金属の真空精錬の際に真空度の急激な立上りにより、容器内でスプラッシュが発生して操業トラブルとなるようなエジェクター切替の際に適用する。
【００１４】
なお、蒸気弁を閉にする時間は、特に定めるものではないが、エジェクターの切り替えを行ってから目標の真空度に落ち着くまでの真空度の変化している時間内に少なくとも２回行うのが良く、そのためには、蒸気時間の１／５以下とするのが望ましい。また、その下限は、蒸気弁の動作時間以上とするのがよく、具体的には１秒以上より好ましくは２秒以上とするのがよい。その理由は、これより短いと、真空度の急激な立上りを緩和する効果が薄いためである。
【００１５】
【実施例】
１６０トンのＳＵＳ３０４の溶鋼１を、ＶＯＤ方式の真空精錬装置５で脱炭した。その際、本発明に係る運転方法と従来法とで、別々に操業が行われた。
使用した排気装置４は、図１に示した通りのものを、スチーム・エジェクタの組み合わせは、図２に示したもの使用した。目標到達真空度は、１０ｔｏｒｒとしたので、該組み合わせは、運転開始から順次Ａ→Ｂ→Ｃと切り替えることになる。本実施例では、切り替え直後に最もガス発生量の変動が大きい１００ｔｏｒｒから３０ｔｏｒｒまでの減圧の際、すなわち、スチーム・エジェクタの組み合わせがＢ→Ｃへの切り替え時に、新たに運転を開始するスチーム・エジェクタ２Ｂの蒸気弁を複数回オン・オフ操作した。このオン・オフ操作は、図３に示すパターンで行なわれる。なお、図３では、蒸気弁を開いている時間をＯＮtime（ｓｅｃ）で、閉じてる時間をＯＦＦtimeで、繰り返し数をｎで示している。
【００１６】
具体的な真空度の経時変化を、図４に示す。図４の本発明例１では、ＯＮtimeが２０ｓｅｃ、ＯＦＦtimeが１０ｓｅｃとし、それを３回繰り返している。また、本発明例２では、ＯＮtimeが１０ｓｅｃ、ＯＦＦtimeが２０ｓｅｃとし、それを４回繰り返している。なお、比較のために行った従来法のよる操業では、このようなオン・オフ操作を行わず、単にスチーム・エジェクタの蒸気弁を一気に開放状態とした。図４より明らかなように、従来法に従うと、ほぼ１分で３０ｔｏｒｒまで一気に減圧しているが、本発明に従うと、本発明例１では２分、本発明例では３分要している。
【００１７】
この減圧速度の遅れが、溶鋼１の盛上りや飛散に与える効果を確認するため、前記運転時の排ガス中のＣＯ濃度とＣＯ2 濃度の和の推移を調査し、その結果を図５に示す。図５より、本発明に係るエジェクタの運転方法を採用した場合には、前記組み合わせをＢ→Ｃに切り替えによっても、ＣＯガスの発生量が少なく、排ガス中のＣＯ＋ＣＯ2 濃度の増加が低下していることがわかる。一方、従来法による場合は、切り替え直後に急激なＣＯ＋ＣＯ2 濃度の増大、すなわち発生ガス量の増大が生じている。操業の終了後に真空槽３内を調査したところ、本発明法に従って操業した場合には、該真空槽内に溶鋼１やスラグの飛散は認められなかったが、比較のために行った従来法に従った操業では、約５．５トンの地金及びスラグの混合物が、槽壁に付着していた。
【００１８】
なお、上記実施例は溶鋼の真空精錬装置での例であったが、本発明は、それに限らず、非鉄金属の真空精錬装置にも適用しても良い。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、溶融金属の真空精錬において、真空排気装置のスチーム・エジェクタの切替時に生じる真空容器内の急激な真空度の上昇を抑制できるようになった。また、本発明に係る真空排気装置の運転方法を自動制御モードで行うことで、作業者の手を煩わすことなく、湯面の急激な盛り上がり、飛び散り等を防止することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空排気装置の運転方法を実施するＶＯＤ方式の真空精錬装置を示す図である。
【図２】運転すべきスチーム・エジェクタの組み合わせ例を示す図である。
【図３】スチーム・エジェクタ蒸気弁のオン・オフ操作を説明する図である。
【図４】本発明に係る真空排気装置の運転方法と従来法の実施例であり、スチーム・エジェクタの組み合わせをＢからＣへ移行した際の真空度の経時変化を示す図である。
【図５】図４の真空度の経時変化に対応した排ガス中の（ＣＯ＋ＣＯ2 ）濃度の変化を示す図である。
【図６】溶鋼の真空精錬装置を示す図であり、（ａ）はＶＯＤ方式、（ｂ）はＲＨ方式のものである。
【符号の説明】
１    溶鋼
２    取鍋
３    真空容器（真空槽）
４    真空排気装置（排気装置）
５    真空精錬装置
６    水槽
７    除塵装置
８    ガス冷却装置
９    ミスト・セパレータ
【図１】
0003658984.tif 000002
【図２】
0003658984.tif 000003
【図３】
0003658984.tif 000004
【図４】
0003658984.tif 000005
【図５】
0003658984.tif 000006
【図６】
0003658984.tif 000007