(57)【要約】【課題】多くの費用を要することなく簡便な方法によって真空排気装置の駆動用蒸気の使用量を削減すること。【解決手段】この真空脱ガスシステム１では、制御装置２６が、真空槽内圧力計２２によって測定された真空圧力が所定値以下であり、且つ、脱酸材投入検出器２１の検出結果に基づいて脱酸材の投入動作が完了してから所定時間が経過したと判別された場合、エゼクタ１１ａ〜１１ｆに供給される駆動用蒸気の圧力を低下させる。これにより、多くの費用を要することなく簡便な方法によってエゼクタ１１ａ〜１１ｆの駆動用蒸気の使用量を削減することができる。【選択図】図１
2014201822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気駆動式の真空排気装置を利用して真空槽内を真空排気し、該真空槽内に溶鋼を吸い上げて溶鋼を真空と接触させることによって溶鋼の真空脱ガス処理を行う真空脱ガス装置において、
前記真空槽内の真空圧力を測定する圧力計と、
前記真空槽内の溶鋼への脱酸材の投入動作を検出する脱酸材投入検出器と、
前記圧力計によって測定された真空圧力が所定値以下であり、且つ、前記脱酸材投入検出器の検出結果に基づいて脱酸材の投入動作が完了してから所定時間が経過したと判別された場合、前記真空排気装置に供給される駆動用蒸気の圧力を低下させる制御手段と、
を備えることを特徴とする真空脱ガス装置。
【請求項２】
蒸気駆動式の真空排気装置を利用して真空槽内を真空排気し、該真空槽内に溶鋼を吸い上げて溶鋼を真空と接触させることによって溶鋼の真空脱ガス処理を行う真空脱ガス方法において、
前記真空槽内の真空圧力を測定する測定ステップと、
前記真空槽内の溶鋼への脱酸材の投入動作を検出する検出ステップと、
前記圧力ステップにおいて測定された真空圧力が所定値以下であり、且つ、前記検出ステップの検出結果に基づいて脱酸材の投入動作が完了してから所定時間が経過したと判別された場合、前記真空排気装置に供給される駆動用蒸気の圧力を低下させる制御ステップと、
を含むことを特徴とする真空脱ガス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気駆動式の真空排気装置を利用して溶鋼の真空脱ガス処理を行う真空脱ガス装置及び真空脱ガス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高品質な鋼材に対する需要の高まりを受けて、溶鋼の高清浄度化及び高純度化が求められている。そこで、転炉において脱炭処理を施した溶鋼に対してさらに真空脱ガス処理（真空精錬）を施すことによって、溶鋼の高清浄度化及び高純度化を図る方法が広く採用されている。一般に、この方法では、真空脱ガス処理は、真空槽内に溶鋼を吸い上げて溶鋼を真空と接触させることによって溶鋼の真空脱ガス処理を行う真空脱ガス装置を用いて行われる。
【０００３】
真空脱ガス装置には、真空槽内を真空排気するための真空排気装置が設けられている。真空排気装置としては、複数段の蒸気駆動式のエゼクタが使用され、真空槽内の排ガス量の変動に伴う真空度の変化に応じてエゼクタの稼働数を変更する運転方法が用いられている。ところが、従来の運転方法では、真空槽内の排ガス量が減少する真空脱ガス処理末期になってもエゼクタの駆動用蒸気は常に一定量供給し続けられる。このため、真空脱ガス処理末期においては、エゼクタの駆動用蒸気が必要以上供給されていることになり、駆動用蒸気が無駄に使用されている。
【０００４】
このような背景から、真空排気装置で使用される駆動用蒸気量を削減するための方法が提案されている。具体的には、特許文献１には、真空槽内の真空度が真空脱ガス処理の進行に合わせた目標真空度になるようにエゼクタの駆動用蒸気の圧力を調整する方法が記載されている。また、特許文献２には、エゼクタの吐出側に設けられた圧力計の計測値に応じてエゼクタの駆動用蒸気の圧力を調整する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５５−１４８７３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６１０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１，２記載の方法には以下に示すような問題点がある。すなわち、特許文献１記載の方法によれば、真空槽内の排ガス量が減少する真空脱ガス処理末期において目標真空度を上げておくことによって、駆動用蒸気の圧力を下げ、真空脱ガス処理末期における駆動用蒸気の使用量を削減することができる。しかしながら、一般的な真空脱ガス処理の操業においては、真空脱ガス処理の進行に合わせて複数のエゼクタの組合せを変更しながら操業が行われており、目標真空度が同じであってもエゼクタの組合せによって必要な駆動用蒸気の圧力が異なる。さらに、一般に、駆動用蒸気の圧力は、真空槽の真空度だけで決まるものではなく、脱酸材の投入状況等の真空脱ガス処理の進行状況によって変化する。このため、特許文献１記載の方法のように真空槽内の真空度のみに着目して駆動用蒸気の圧力を調整し、駆動用蒸気の使用量を削減することは困難である。一方、特許文献２記載の方法によれば、エゼクタ毎に圧力計を設けなければならなくなるために、設備費が増加するという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、多くの費用を要することなく簡便な方法によって真空排気装置の駆動用蒸気の使用量を削減可能な真空脱ガス装置及び真空脱ガス方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る真空脱ガス装置は、蒸気駆動式の真空排気装置を利用して真空槽内を真空排気し、該真空槽内に溶鋼を吸い上げて溶鋼を真空と接触させることによって溶鋼の真空脱ガス処理を行う真空脱ガス装置において、前記真空槽内の真空圧力を測定する圧力計と、前記真空槽内の溶鋼への脱酸材の投入動作を検出する脱酸材投入検出器と、前記圧力計によって測定された真空圧力が所定値以下であり、且つ、前記脱酸材投入検出器の検出結果に基づいて脱酸材の投入動作が完了してから所定時間が経過したと判別された場合、前記真空排気装置に供給される駆動用蒸気の圧力を低下させる制御手段と、を備える。
【０００９】
本発明に係る真空脱ガス方法は、蒸気駆動式の真空排気装置を利用して真空槽内を真空排気し、該真空槽内に溶鋼を吸い上げて溶鋼を真空と接触させることによって溶鋼の真空脱ガス処理を行う真空脱ガス方法において、前記真空槽内の真空圧力を測定する測定ステップと、前記真空槽内の溶鋼への脱酸材の投入動作を検出する検出ステップと、前記圧力ステップにおいて測定された真空圧力が所定値以下であり、且つ、前記検出ステップの検出結果に基づいて脱酸材の投入動作が完了してから所定時間が経過したと判別された場合、前記真空排気装置に供給される駆動用蒸気の圧力を低下させる制御ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る真空脱ガス装置及び真空脱ガス方法によれば、多くの費用を要することなく簡便な方法によって真空排気装置の駆動用蒸気の使用量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である真空脱ガスシステムの構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態であるエゼクタ供給圧力制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の一実施形態であるエゼクタ供給圧力制御処理の流れを説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である真空脱ガスシステムの構成及びその真空脱ガス方法について説明する。
【００１３】
〔真空脱ガスシステムの構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である真空脱ガスシステムの構成について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態である真空脱ガスシステムの構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である真空脱ガスシステム１は、取鍋２内の溶鋼３を真空状態の真空槽４内に吸い上げて溶鋼３を真空と接触させることによって溶鋼３の真空脱ガス処理を行うものであり、脱酸材投入装置１０、エゼクタ１１ａ〜１１ｆ、及びコンデンサ１２ａ〜１２ｄを備えている。脱酸材投入装置１０は、溶鋼３内の溶存酸素を外部に排出するためのアルミニウム合金等の脱酸材を真空槽４内の溶鋼３に投入するものである。
【００１５】
エゼクタ１１ａ〜１１ｆは、蒸気駆動式の真空排気装置であり、真空槽４に接続された真空排気ライン１３ｂに沿って配置されている。エゼクタ１１ａ〜１１ｆは、蒸気供給ライン１３ａから供給される駆動用蒸気を利用して真空排気ライン１３ｂを介して真空槽４内のガスを吸引することによって真空槽４内を真空排気する。コンデンサ１２ａ〜１２ｄは、真空排気ライン１３ｂに設けられ、それぞれエゼクタ１１ｃ〜１１ｆが吐出した駆動用蒸気と吸引されたガスとを分離する。コンデンサ１２ａ〜１２ｄによって分離された駆動用蒸気は、エゼクタ１１ａ〜１１ｆの駆動用蒸気として再利用される。
【００１６】
図１に示す真空脱ガスシステム１は、制御系として、脱酸材投入検出器２１、真空槽内圧力計２２、エゼクタ蒸気圧力計２３、圧力調節計２４、エゼクタ蒸気圧力調節弁２５、及び制御装置２６を備えている。脱酸材投入検出器２１は、光センサ等によって構成され、脱酸材投入装置１０による溶鋼３への脱酸材の投入動作を検出し、検出結果を制御装置２６に出力する。真空槽内圧力計２２は、真空槽４内の真空圧力（真空度）を測定し、測定結果を制御装置２６に出力する。エゼクタ蒸気圧力計２３は、蒸気供給ライン１３ａ内を流通する駆動用蒸気の圧力を測定し、測定結果を圧力調節計２４に出力する。
【００１７】
圧力調節計２４は、制御装置２６からの制御信号に従って蒸気供給ライン１３ａ内を流通する駆動用蒸気の圧力が指定圧力になるようにエゼクタ蒸気圧力調節弁２５の開度を制御する。エゼクタ蒸気圧力調節弁２５は、蒸気供給ライン１３ａに設けられ、圧力調節計２４からの制御信号に従って蒸気供給ライン１３ａを流通する駆動用蒸気の圧力を制御する。制御装置２６は、マイクロコンピュータ等の情報処理装置によって構成され、後述するエゼクタ供給圧力制御処理を実行することによって真空槽４内の真空圧力及び溶鋼３への脱酸材の投入タイミングに応じてエゼクタ１１ａ〜１１ｆの駆動用蒸気の圧力を制御する。
【００１８】
〔エゼクタ供給圧力制御処理〕
このような構成を有する真空脱ガスシステム１では、制御装置２６が、以下に示すエゼクタ供給圧力制御処理を実行することによって、多くの費用を要することなく簡便な方法によってエゼクタ１１ａ〜１１ｆの駆動用蒸気の使用量を削減する。以下、図２及び図３を参照して、エゼクタ供給圧力制御処理を実行する際の制御装置２６の動作について説明する。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態であるエゼクタ供給圧力制御処理の流れを示すフローチャートである。図３は、本発明の一実施形態であるエゼクタ供給圧力制御処理の流れを説明するためのタイミングチャートである。図２に示すフローチャートは、エゼクタ１１ａ〜１１ｆの駆動用蒸気の圧力を所定圧力ｘ１として真空脱ガス処理が開始されたタイミングで開始となり、エゼクタ供給圧力制御処理はステップＳ１の処理に進む。
【００２０】
ステップＳ１の処理では、制御装置２６が、真空槽内圧力計２２の測定値に基づいて真空槽４内の真空圧力が所定の目標値Ａ以下になったか否かを判別する。制御装置２６は、真空槽４内の圧力が所定の目標値Ａ以下になったタイミング（図３に示す時間ｔ＝ｔ１）でエゼクタ供給圧力制御処理をステップＳ２の処理に進める。
【００２１】
ステップＳ２の処理では、制御装置２６が、脱酸材投入検出器２１の検出結果に基づいて真空槽４内への脱酸材の投入動作が完了したか否かを判別する。制御装置２６は、真空槽４内の脱酸材の投入動作が完了したタイミング（図３に示す時間ｔ＝ｔ２）でエゼクタ供給圧力制御処理をステップＳ３の処理に進める。
【００２２】
ステップＳ３の処理では、制御装置２６が、脱酸材の投入動作が完了してからの経過時間を測定するためのタイマーをオンにする。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、エゼクタ供給圧力制御処理はステップＳ４の処理に進む。
【００２３】
ステップＳ４の処理では、制御装置２６が、タイマーのカウント値に基づいて脱酸材の投入動作が完了してから時間ΔＴが経過したか否かを判別する。制御装置２６は、脱酸材の投入処理が完了してから時間ΔＴが経過したタイミング（図３に示す時間ｔ＝ｔ３）でエゼクタ供給圧力制御処理をステップＳ５の処理に進める。なお、時間ΔＴは、脱酸材の投入動作が完了してから脱酸材が溶鋼３中の溶存酸素と反応するために必要な時間であり、脱酸材の投入量に応じた時間又は数十秒程度の一定値である。
【００２４】
ステップＳ５の処理では、制御装置２６が、エゼクタの駆動用蒸気の圧力を圧力ｘ１から圧力ｘ２へと低下させるように圧力調節計２４に制御信号を出力する。圧力調節計２４は、制御装置２６からの制御信号に従ってエゼクタ蒸気圧力計２３を利用して蒸気供給ライン１３ａ内を流通する駆動用蒸気の圧力を監視しながらエゼクタ蒸気圧力調節弁２５の開度を調節することによって、エゼクタ１１ａ〜１１ｆの駆動用蒸気の圧力を圧力ｘ１から圧力ｘ２へと低下させる（図３に示す直線Ｌ１，Ｌ２参照）。なお、このような処理によれば、真空槽４内の真空圧力は、図３に示す曲線Ｌ３，Ｌ４に示すように上昇する。このため、圧力ｘ１は真空槽４内の真空圧力を目標値Ａ以下に維持できる大きさに設定することが望ましい。但し、溶鋼３の還流を継続できるのであれば、圧力ｘ１は真空槽４内の真空圧力が目標値Ａより大きい値であってもよいし、目標値Ａより大きい圧力を真空槽４の目標真空圧力に設定してもよい。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連のエゼクタ供給圧力制御処理は終了する。
【００２５】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるエゼクタ供給圧力制御処理では、制御装置２６が、真空槽内圧力計２２によって測定された真空圧力が所定値以下であり、且つ、脱酸材投入検出器２１の検出結果に基づいて脱酸材の投入動作が完了してから所定時間が経過したと判別された場合、エゼクタ１１ａ〜１１ｆに供給される駆動用蒸気の圧力を低下させるので、多くの費用を要することなく簡便な方法によってエゼクタ１１ａ〜１１ｆの駆動用蒸気の使用量を削減することができる。
【００２６】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００２７】
１  真空脱ガスシステム
２  取鍋
３  溶鋼
４  真空槽
１０  脱酸材投入装置
１１ａ〜１１ｆ  エゼクタ
１２ａ〜１２ｄ  コンデンサ
１３ａ  蒸気供給ライン
１３ｂ  真空排気ライン
２１  脱酸材投入検出器
２２  真空槽内圧力計
２３  エゼクタ蒸気圧力計
２４  圧力調節計
２５  エゼクタ蒸気圧力調節弁
２６  制御装置
【図１】
2014201822.tif 000003
【図２】
2014201822.tif 000004
【図３】
2014201822.tif 000005