(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉の出鋼口からのスラグの流出を防止するスラグダーツであって、
中空の軸心部と、
前記軸心部の外面に設けられ、前記出鋼口を封止する出鋼口封止部と、
前記軸心部の内面に設けられ、軸方向の中空部分を絞る絞り部と、
を有する基体と、
前記軸心部の内部に、前記基体に対して軸方向に移動可能に設けられた、
前記絞り部から前記軸心部の先端までの長さよりも長く、前記絞り部に挿通された棒状の延長部材と、
前記絞り部に対して前記軸心部の先端と反対側の、前記延長部材の一端側に設けられたストッパーと、
を有する内挿部材とからなり、
炉内挿入前は、前記内挿部材が、前記延長部材の先端が前記軸心部から突出しない位置で、転炉内温度で消失する材料からなる仮止め部材によって前記基体に仮止めされており、
炉内挿入後、前記仮止め部材が消失し、前記内挿部材は前記基体に対して前記ストッパーが前記絞り部に当接するまで軸方向に移動し、前記延長部材の先端が前記軸心部から突出する、スラグダーツ。
【請求項２】
前記仮止め部材は、前記軸心部の先端に設けられる、請求項１に記載のスラグダーツ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉の出鋼口からのスラグの流出を防止するスラグダーツに関する。
【背景技術】
【０００２】
転炉内で処理された溶銑または溶鋼は、転炉を傾けて、転炉の側壁に設けられた出鋼口から排出される。排出前の転炉内の溶銑または溶鋼の上部にはスラグが浮遊しており、出鋼の際、溶銑または溶鋼とともにスラグも排出されると鋼の品質を低下させる要因となる。このため、出鋼時、スラグが転炉から流出する前に出鋼口を封止し、溶銑または溶鋼のみを出鋼させる必要がある。出鋼口の封止には、例えば出鋼口に差し込み出鋼口を封止するスラグダーツが用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ガイド部にＡｌ２Ｏ３を４５％以上含有することにより、高温強度および高温浸食性を改善し、ガイド部の溶損や折損の少ないスラグ流出防止具が開示されている。かかるスラグ流出防止具によれば、ガイド部の溶損や折損による短尺化を防ぐことにより、スラグ流出防止具が出鋼口に的確に挿入されることを実現している。
【０００４】
また、例えば特許文献２には、小容量であり、炉口径の小さな転炉に対して、スラグダーツを傾けて挿入することにより、スラグダーツを炉口との衝突を避けながら炉内に持ち込み、出鋼口に差し込むことを可能にしたスラグカット装置が開示されている。かかるスラグカット装置によれば、炉口径の小さな転炉に対しても比較的長尺のスラグダーツを使用することが可能となり、スラグダーツを出鋼口に的確に挿入させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１３１９２号公報
【特許文献２】特開２００３−９６５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載のスラグ流出防止具は、スラグ流出防止具と炉口径とが衝突する可能性があるため、スラグ流出防止具の長さに制約があった。スラグ流出防止具の長さが短くなると、スラグ流出防止具を出鋼口に対して的確に挿入できる可能性が低下する。また、上記特許文献２に記載のスラグカット装置は、スラグダーツを旋回させるアーム先端部の機構が複雑であり、設備トラブルが発生する可能性が高い。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複雑な機構を備えるスラグカット装置を用いることなく、転炉の出鋼口に確実に差し込むことが可能な、新規かつ改良されたスラグダーツを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、転炉の出鋼口からのスラグの流出を防止するスラグダーツであって、中空の軸心部と、軸心部の外面に設けられ、出鋼口を封止する出鋼口封止部と、軸心部の内面に設けられ、軸方向の中空部分を絞る絞り部と、を有する基体と、軸心部の内部に、基体に対して軸方向に移動可能に設けられた、絞り部から軸心部の先端までの長さよりも長く、絞り部に挿通された棒状の延長部材と、絞り部に対して軸心部の先端と反対側の、延長部材の一端側に設けられたストッパーと、を有する内挿部材とからなり、炉内挿入前は、内挿部材が、延長部材の先端が軸心部から突出しない位置で、転炉内温度で消失する材料からなる仮止め部材によって基体に仮止めされており、炉内挿入後、仮止め部材が消失し、内挿部材は基体に対してストッパーが絞り部に当接するまで軸方向に移動し、延長部材の先端が軸心部から突出する、スラグダーツが提供される。
【０００９】
仮止め部材は、軸心部の先端に設けてもよい。これにより、スラグダーツを炉内に挿入した後、仮止め部材が速やかに消失し、スラグダーツの長尺化を速めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明によれば、複雑な機構を備えるスラグカット装置を用いることなく、転炉の出鋼口に確実に差し込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るスラグダーツを転炉内へ挿入する状態を示す説明図である。
【図２】同実施形態に係るスラグダーツの断面図であって、転炉内への挿入前の状態を示す。
【図３】同実施形態に係るスラグダーツの断面図であって、転炉内への挿入後の状態を示す。
【図４】同実施形態に係るスラグダーツの、溶鋼への投入後の挙動を示す説明図であって、軸心部が出鋼口の上方にあるときの状況を示す。
【図５】同実施形態に係るスラグダーツの、溶鋼への投入後の挙動を示す説明図であって、軸心部が出鋼口の上方からずれた位置にあるときの状況を示す。
【図６】従来のスラグダーツの、溶鋼への投入後の挙動を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１３】
＜１．構成＞
まず、図１〜図３に基づいて、本発明の一実施形態に係るスラグダーツ１００の構成について説明する。なお、図１は、本実施形態に係るスラグダーツ１００を転炉内へ挿入する状態を示す説明図である。図２は、本実施形態に係るスラグダーツ１００の断面図であって、転炉内への挿入前の状態を示す。図３は、本実施形態に係るスラグダーツ１００の断面図であって、転炉内への挿入後の状態を示す。
【００１４】
［１−１．概要］
本実施形態に係るスラグダーツ１００は、図１に示すように、転炉１０の出鋼口１２からのスラグの流出を防止するために使用される部材である。出鋼時、転炉１０は、図１に示すように、転炉１０の側壁に設けられた出鋼口１２が下側となり、炉口１１が水平方向を向くように傾けられる。転炉１０が傾くと、炉内の溶鋼５は出鋼口１２から排出される。ここで、炉内の溶鋼５の上方にはスラグ（図１には図示せず）が浮遊しており、スラグが溶鋼５とともに排出されると、鋼の品質を低下させてしまう。このため、溶鋼５がほぼ排出されたときに溶鋼５に浮遊するスラグが出鋼口１２から排出されないように、出鋼口１２がスラグダーツ１００によって封止される。
【００１５】
スラグダーツ１００は、スラグカット装置２０のアーム２４の先端に設けられ、アーム２４がレール２２をスライドして転炉１０の炉口１１から転炉１０内に挿入されることにより、転炉１０内へ挿入され、その後、溶鋼５上に落下される。そして、出鋼口１２から溶鋼５が排出されるにつれてその流れに沿ってスラグダーツ１００も出鋼口１２に向かって移動し、スラグが排出される前に出鋼口１２を封止する。
【００１６】
一般に、スラグダーツは、その長さが長いほど確実に出鋼口１２を封止することができる。しかし、スラグダーツを挿入する転炉１０のサイズによっては炉口１１の炉口径が小さく、十分な長さのスラグダーツを炉内に挿入できない可能性がある。また、図１に示すように、炉口１１には地金３が付着して実際の炉口径はさらに小さくなるため、スラグダーツの長さの制約はさらに厳しくなる。
【００１７】
そこで、本実施形態に係るスラグダーツ１００は、炉内挿入時には転炉１０の炉口径よりも短尺であり、炉内挿入後に長尺となる機構を有している。これにより、転炉１０の炉口径によらずスラグダーツ１００を炉内に容易に挿入可能であり、また、炉内で溶鋼５上に落下されたスラグダーツ１００は、長尺となって出鋼口１２を封止するため、より確実に出鋼口１２を封止することができるようになる。
【００１８】
［１−２．スラグダーツの構成］
本実施形態に係るスラグダーツ１００は、図２及び図３に示すように、基体１１０と、基体１１０の内部に設けられた内挿部材１２０との二重構造となっている。以下では、図２及び図３の紙面上下方向をスラグダーツ１００の軸方向と称し、スラグダーツ１００の軸方向下側を、出鋼口１２に差し込まれる先端部とする。
【００１９】
（基体）
基体１１０は、スラグダーツ１００の外郭を形成する部材であって、図２に示すように、中空の軸心部１１１と、軸心部１１１の外面に設けられ、出鋼口１２を封止する出鋼口封止部１１３とを有する。
【００２０】
軸心部１１１は、例えば管状の部材であり、スラグダーツ１００の軸心である。軸心部１１１の外面は、出鋼口封止部１１３が設けられている。軸心部１１１の外表面は、少なくとも出鋼口封止部１１３より先端部側が、耐火物１１７に覆われている。軸心部１１１の内部には、後述する内挿部材１２０が軸方向に移動可能に設けられる。ここで、軸心部１１１の内面には、内挿部材１２０が先端部側に移動したときに内挿部材１２０が基体１１０から離脱しないように、絞り部１１５が設けられている。
【００２１】
絞り部１１５は、軸心部１１１を軸方向に対して垂直に切断したときの中空部分の断面積を絞る部材である。絞り部１１５は、後述する内挿部材１２０の延長部材１２１を通過可能とするが、延長部材１２１の一端に設けられたストッパー１２３は通過できないようにする。これにより、延長部材１２１は、ストッパー１２３が絞り部１１５に当接するまで、軸心部１１１内を軸方向先端部側に向かって移動することができる。なお、本実施形態において、軸方向先端部側は、鉛直方向下側である。軸心部１１１の軸方向における絞り部１１５の設置位置により、長尺となったときのスラグダーツ１００の最大長さが決定される。
【００２２】
出鋼口封止部１１３は、転炉１０の出鋼口１２を塞ぎ、スラグの流出を防止する部材である。出鋼口封止部１１３は、例えば、略半球形状の部材であって、曲面が軸方向下側を向くように設けられている。なお、出鋼口封止部１１３の形状はかかる例に限定されず、転炉１０の出鋼口１２の形状に応じて適宜変更可能である。
【００２３】
出鋼口封止部１１３は、軸心部１１１を含めた基体１１０全体の比重が、溶鋼５の比重よりも小さく、スラグの比重よりも大きくなるように、その比重が調整される。これにより、スラグダーツ１００は、溶鋼５に浮き、かつ、溶鋼５の上面に浮くスラグには沈むようになるので、転炉１０の出鋼口１２から溶鋼５がほぼ排出され、スラグが排出される前に、出鋼口１２が出鋼口封止部１１３によって封止されるようにすることができる。出鋼口封止部１１３の比重は、例えば耐火物に鉄粉を混ぜて調整することができる。例えば、出鋼口封止部１１３の比重は、基体１１０全体の比重が３．４以上３．９以下程度となるように調整してもよい。
【００２４】
（内挿部材）
内挿部材１２０は、スラグダーツ１００が炉内に挿入された後に、スラグダーツ１００を長尺化するための部材である。内挿部材１２０は、炉内挿入時には、図２に示すように軸心部１１１に完全に収容されており、炉内挿入後に、図３に示すように軸心部１１１の先端部から一部突出する。具体的には、内挿部材１２０は、軸心部１１１の絞り部１１５を通過可能な太さの棒状の延長部材１２１と、延長部材１２１の一端側に設けられたストッパー１２３とからなる。
【００２５】
延長部材１２１は、スラグダーツ１００が炉内に挿入された後に軸心部１１１の先端部から延出される部材である。スラグダーツ１００は、延長部材１２１の延出分だけ長尺化可能である。延長部材１２１の先端部と反対側には、ストッパー１２３が設けられている。
【００２６】
ストッパー１２３は、軸心部１１１の絞り部１１５に対して先端部と反対側に位置するように配置される。内挿部材１２０が軸心部１１１内を先端側に移動した際にストッパー１２３が絞り部１１５に当接することで図３に示す状態となる。これにより、内挿部材１２０が基体１１０から抜け落ちないようにすることができる。
【００２７】
ここで、ストッパー１２３に錘１２５を設けてもよい。スラグダーツ１００は、溶鋼５に落下されると、軸心部１１１の先端側から溶鋼５やスラグが軸心部１１１内に入り込む。これらはストッパー１２３の先端側への移動の抵抗となり、延長部材１２１が先端側へスムーズに移動できなくなる。そこで、ストッパー１２３に錘１２５を設けてストッパー１２３の質量を増加させることで、軸心部１１１を先端部から逆流するスラグの抵抗を受けにくく、内挿部材１２０を確実に落下させることができる。錘１２５の質量は、実験を行い、適宜決定すればよい。
【００２８】
（長尺化機構）
本実施形態に係るスラグダーツ１００は、基体１１０に対して、内挿部材１２０を、炉内挿入時には軸心部１１１に完全に収容させ、炉内挿入後に軸心部１１１の先端部から一部突出させる。このような機構を実現するため、本実施形態では、スラグダーツ１００を炉内に挿入させるときの短尺状態において、図２に示すように、基体１１０の軸心部１１１の先端に仮止め部材１３０を設け、軸心部１１１の先端から内挿部材１２０の延長部材１２１が突出しないようにする。本実施形態では、短尺状態でのスラグダーツ１００の全長（以下、「短尺時スラグダーツ全長」ともいう。）Ａ０は、軸心部１１１の全長と同一である。
【００２９】
スラグダーツ１００の炉内挿入時には、スラグダーツ１００の破損防止等のため、スラグダーツ１００と炉口とが衝突しないようにする必要がある。また、設備トラブル発生を低減するため、スラグダーツ１００の炉内挿入は、例えば上記特許文献２に記載のようなスラグダーツを旋回させる複雑な機構を有する装置を用いることなく、スラグダーツ１００の一端のみを支持してつり下げた状態で挿入するシンプルな装置で実施可能であることが望ましい。これより、スラグダーツ１００の炉内挿入時には、スラグダーツ１００の全長は、炉口径よりも小さくなるようにする。実際には、転炉１０の炉口には地金３が付着しており、その厚み分だけ炉口径は小さくなる。したがって、短尺時スラグダーツ全長Ａ０は、地金３が付着した炉口の炉口径Ｂ（図１参照。）よりも小さくなるように設定する。これにより、スラグダーツ１００を炉口の開口方向に対して垂直にした状態で炉内へ挿入することが可能となる。
【００３０】
短尺状態のスラグダーツ１００は、内挿部材１２０は、延長部材１２１の先端１２１ａが仮止め部材１３０に接触して支持された状態となっている。このとき、ストッパー１２３は、絞り部１１５に当接していない状態で絞り部１１５の上方に位置している。仮止め部材１３０は、スラグダーツ１００を炉内に挿入後、炉内の熱により消失する部材である。例えば、仮止め部材１３０は、炉内温度以下の融点を有する材料、または、炉内温度以下で酸化燃焼する材料から形成されるものであって、炉内温度で仮止め効果が無くなるもの（すなわち、仮止め効果が消失するもの）であればよい。具体的には、例えば炉内温度が約１０００℃であるとき、耐熱温度が約２００℃のエポキシ樹脂系接着剤、融点が１０００℃未満の金属（例えばろう付けに用いるろう材）、あるいは木製の楔等を仮止め部材１３０として用いることができる。
【００３１】
仮止め部材１３０は、スラグダーツ１００が炉内に挿入されると、炉内の熱により消失する。そうすると、図２に示した短尺状態において存在していた内挿部材１２０の支持がなくなり、内挿部材１２０はストッパー１２３が絞り部１１５に当接するまで落下する。ストッパー１２３が絞り部１１５に当接すると、スラグダーツ１００は、図３に示すような長尺状態となる。
【００３２】
長尺状態でのスラグダーツ１００の全長（以下、「長尺時スラグダーツ全長」ともいう。）Ａ１は、図３に示すように、軸心部１１１の全長（すなわち、短尺時スラグダーツ全長Ａ０）と、軸心部１１１の先端から突出した延長部材１２１の突出長さとの和となる。ここで、スラグダーツ１００の全長が長いほど、出鋼口１２に対してスラグダーツ１００をより確実に挿入できる。本実施形態に係るスラグダーツ１００は、炉内挿入後の長尺時スラグダーツ全長Ａ１を、地金３が付着した炉口の炉口径Ｂ以上長くすることが可能である。このように、スラグダーツ１００を炉内に挿入された後に長尺化することで、出鋼口１２をより確実に封止することができる。
【００３３】
なお、仮止め部材１３０による内挿部材１２０の仮止め位置は、図２に示すように軸心部１１１の先端に限定されず、スラグダーツ１００が炉内へ挿入されるまでの間、内挿部材１２０が軸心部１１１に固定されていればよい。図２に示すように、溶鋼５の熱を受けやすい軸心部１１１の先端で内挿部材１２０を仮止めすることで、スラグダーツ１００の炉内挿入後、速やかにスラグダーツ１００を長尺化することができる。
【００３４】
＜２．スラグダーツの挙動＞
本実施形態に係るスラグダーツ１００の炉内挿入後の挙動について、以下説明する。図４は、本実施形態に係るスラグダーツ１００の、溶鋼５への投入後の挙動を示す説明図であって、軸心部１１１が出鋼口１２の上方にあるときの状況を示す。図５は、本実施形態に係るスラグダーツ１００の、溶鋼５への投入後の挙動を示す説明図であって、軸心部１１１が出鋼口１２の上方からずれた位置にあるときの状況を示す。図６は、従来のスラグダーツ３０の、溶鋼５への投入後の挙動を示す説明図である。図６に示すスラグダーツ３０は、その全長が図２に示した短尺状態のスラグダーツ１００の全長と等しく、溶鋼５への投入後もその長さは変化しない。
【００３５】
まず、本実施形態に係るスラグダーツ１００は、炉内へ挿入されると、炉内の熱により仮止め部材１３０が消失し、図２に示した短尺状態から図３に示した長尺状態となる。なお、スラグダーツ１００の長尺化は、炉内で行われればよく、溶鋼５への投入前であっても投入後であってもよい。溶鋼５に投入されたスラグダーツ１００は、長尺状態で溶鋼５に浮く。
【００３６】
溶鋼５への投入後、図４左側に示すように、スラグダーツ１００の先端部が出鋼口１２に入れば、スラグダーツ１００が出鋼口１２から抜け出ることはなく、溶鋼５が炉外に流出して溶鋼面が下がるにつれて、スラグダーツ１００の先端部がより深く出鋼口１２に差し込まれる。そして、溶鋼５がほぼ炉外に流出されると、溶鋼５とスラグ７との境界面に位置していたスラグダーツ１００の出鋼口封止部１１３は、図４右側に示すように、スラグ７が出鋼口１２から排出される前に出鋼口１２を塞ぐ。このように、スラグダーツ１００は出鋼口１２に投入されると、スラグ７が流出する前に確実に出鋼口１２を封止することができる。
【００３７】
一方、図５左側に示すように、溶鋼５へ投入されたスラグダーツ１００の先端部が出鋼口１２に入らなかった場合にも、本実施形態に係るスラグダーツ１００によれば、スラグ７が流出する前に確実に出鋼口１２を封止することができる。この場合にも、溶鋼５へ投入されたスラグダーツ１００は、仮止め部材１３０の消失により、内挿部材１２０の延長部材１２１が軸心部１１１から突出する。スラグダーツ１００は、溶鋼５へ投入された直後は溶鋼５に浮いていても、溶鋼５が流出して溶鋼面が下がってくると、図５左側に示すように延長部材１２１の先端１２１ａが転炉１０の内壁面１０ａに接触するようになる。
【００３８】
ここで、本実施形態に係るスラグダーツ１００では、延長部材１２１の先端１２１ａのみが転炉１０の内壁面１０ａと接触している。延長部材１２１は、軸方向に移動可能であり、また、スラグダーツ１００の全質量よりも軽いため、先端１２１ａと転炉１０の内壁面１０ａとの接触抵抗は、スラグダーツ１００の全質量が転炉１０の内壁面１０ａに作用する場合と比較して小さくなる。したがって、スラグダーツ１００の先端部が出鋼口１２に入らなかった場合でも、スラグダーツ１００は、先端１２１ａが転炉１０の内壁面１０ａと接触していても内壁面１０ａに沿って移動可能することができる。そして、スラグダーツ１００が出鋼口１２まで移動すると、図５中央に示すように先端部が出鋼口１２に入り込み、その後はスラグダーツ１００が出鋼口１２から抜け出ることはない。
【００３９】
これに対して、軸心部３１の長さは炉内挿入前後で変化しない従来のスラグダーツ３０では、図６左側に示すように、溶鋼５へ投入されたスラグダーツ３０の先端部が出鋼口１２に入らなかった場合には、その後当該スラグダーツ３０により出鋼口１２を封止するのは難しい。溶鋼５が流出して溶鋼面が下がると、スラグダーツ３０の先端３５が転炉１０の内壁面１０ａに接触する。このとき、軸心部３１は軸方向に移動しないため、スラグダーツ３０の全質量が転炉１０の内壁面１０ａに作用し、先端３５と転炉１０の内壁面１０ａとの接触抵抗大きくなる。したがって、図６中央に示すように、スラグダーツ３０の上部側の出鋼口封止部３３が溶鋼５の流れにより移動したとしても、先端３５が転炉１０の内壁面１０ａとの高い接触抵抗のために移動することができない。そして、スラグダーツ３０は、溶鋼面の低下に伴い大きく傾いていき、最後には図６左側に示すように出鋼口１２に入り込めずに倒れてしまう。出鋼口封止部３３により封止できなかった出鋼口１２からはスラグ７が流出してしまう。
【００４０】
このように、本実施形態に係るスラグダーツ１００は、軸心部１１１に対して延長部材１２１が軸方向に移動可能に構成されていることで、スラグダーツ１００と転炉１０の内壁面１０ａとの接触抵抗が小さいため、スラグダーツ１００は移動することができる。したがって、投入当初にスラグダーツ１００が出鋼口１２に入らなかった場合でも、その後スラグダーツ１００は出鋼口１２に向かって移動し、軸心部１１１を出鋼口１２に挿入させることができる。
【００４１】
図５の説明に戻り、先端部が出鋼口１２に入り込んだスラグダーツ１００は、溶鋼５が炉外に流出して溶鋼面が下がるにつれて、より深く出鋼口１２に差し込まれる。そして、溶鋼５がほぼ炉外に流出されると、図５右側に示すように、スラグ７が出鋼口１２から排出される前に出鋼口封止部１１３により出鋼口１２が封止される。このように、スラグダーツ１００が溶鋼５に投入された当初は先端部が出鋼口１２に入り込んでいなくとも、徐々にスラグダーツは出鋼口１２に向かって移動して先端部が出鋼口１２に入り込み、スラグ７が流出する前に、より確実に出鋼口１２を封止することが期待できる。
【００４２】
＜３．まとめ＞
以上、本発明の一実施形態に係るスラグダーツ１００について説明した。スラグダーツ１００は、炉内挿入時には転炉１０の炉口径よりも短尺であり、炉内挿入後に長尺となる機構を有することで、転炉１０の炉口径によらずスラグダーツ１００を炉内に容易に挿入させることができる。また、炉内で溶鋼５上に落下されたスラグダーツ１００は、長尺となって出鋼口１２を封止する。スラグダーツ１００の投入当初に軸心部１１１が出鋼口１２に入り込んでいなくても、転炉１０の内壁面１０ａに接触する内挿部材１２０が軸心部１１１に対して軸方向に移動可能に構成されているため、内壁面１０ａと内挿部材１２０との接触抵抗は小さく、スラグダーツ１００は内壁面１０ａに沿って移動することができる。これより、スラグダーツ１００は出鋼口１２に向かって移動し、軸心部１１１を出鋼口１２に挿入させることができる。このような長尺化機構により、出鋼口１２からのスラグの漏えい量を低減することができる。
【００４３】
また、軸心部１１１と内挿部材１２０とを固定する仮止め部材を軸心部１１１の先端部に設けることで、仮止めを速やかに解除することができ、スラグダーツ１００を迅速に長尺化することができる。これにより、スラグダーツ１００を迅速に出鋼口１２に挿入することができ、スラグの漏えい量を低減することが可能となる。さらに、本実施形態に係るスラグダーツ１００は、例えば上記特許文献２に記載のようなスラグダーツを旋回させるスラグカット装置は不要であり、炉口径によらず長尺のスラグダーツを炉内に投入することができる。したがって、設備トラブルの発生も低減することができる。
【実施例】
【００４４】
上記本発明の実施形態に係るスラグダーツの有効性を検証すべく、炉口とスラグダーツとの衝突可能性、設備トラブル発生頻度およびスラグダーツ的中率についての評価を行った。実施例１として上記本発明の実施形態に係るスラグダーツについて検証し、比較例１〜３として炉内挿入前後で全長が変化しない従来のスラグダーツについて検証した。具体的には、実施例１のスラグダーツは、炉内挿入前の短尺時の全長が１０００ｍｍ、炉内挿入後の長尺時の全長が１３００ｍｍである。比較例１のスラグダーツは、全長が１０００ｍｍと、実施例１の短尺時の全長と同一である。比較例２、３のスラグダーツは、全長が１３００ｍｍと比較例１よりも長尺であるが、比較例３のスラグダーツは、スラグダーツを旋回させて炉内に挿入するスイング機構を備えたスラグカット装置によって炉内に挿入される。比較例２のスラグダーツは、比較例３のようなスイング機構は備えておらず、比較例１及び実施例１と同様に、その長さのまま炉内に挿入される。
【００４５】
本実施例では、炉口径２０００ｍｍの転炉に対して、スラグダーツを炉内へ挿入し、出鋼口からのスラグの漏えい状況により、スラグダーツによる出鋼口の封止の可否を判定した。具体的には、実施例１及び比較例１〜３について、それぞれ３０〜５０回出鋼し、目視で出鋼口からのスラグの漏えい状況を判定した。そして、全出鋼回数に対する出鋼口からスラグが漏えいしなかった回数の比率をスラグダーツ的中率とした。
【００４６】
炉口とスラグダーツとの衝突可能性については、炉内へのスラグダーツ挿入時のスラグダーツの全長、及び、スラグダーツを炉内へ挿入するスラグカット装置がスラグダーツを旋回させるスイング機構を備えているか否かによって判定した。上述のように炉口径は２０００ｍｍであるが、操業中は炉口に地金が付着するため、実際の径は２０００ｍｍよりも小さくなる。そこで、本実施例においては、炉内挿入時のスラグダーツの全長が炉口径より半分より大きい場合に、炉口とスラグダーツとの衝突可能性が高いと判定した。また、スイング機構を備えるスラグカット装置としては、上記特許文献２に記載のスラグカット装置を想定し、スイング機構を備えていればスラグダーツを炉口に衝突させることなく挿入できると判定した。
【００４７】
設備トラブル発生頻度は、スラグカット装置のスイング機構の有無により判定した。スイング機構はその機構が複雑であるため、動作不良を生じやすい。そこで、本実施例においては、スイング機構を有するスラグカット装置を用いている場合には設備トラブルの発生頻度が高く、スイング機構を有していないスラグカット装置を用いている場合には設備トラブルの発生頻度は低いと判定した。
【００４８】
実施例１及び比較例１〜３の検証結果は、下記表１の通りである。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
比較例１については、スラグダーツが短尺であることから、スイング機構を有するスラグカット装置を用いることなく炉内に挿入可能である。したがって、炉口とスラグダーツとの衝突可能性はなく、スイング機構は有していないことから設備トラブルの発生頻度も低い。しかしながら、スラグダーツが短尺であるため、出鋼口に対するスラグダーツ的中率が７８％と低かった。
【００５１】
比較例２については、スラグダーツが長尺であることから出鋼口に対するスラグダーツ的中率は比較例１と比較して高くなった。しかし、比較例２では、スラグダーツの炉内挿入の際、スイング機構を有していないスラグカット装置を用いているため、設備トラブルの発生頻度は低いものの、炉口とスラグダーツとの衝突可能性が高くなった。
【００５２】
比較例３については、比較例２と同様、スラグダーツが長尺であることから出鋼口に対するスラグダーツ的中率は比較例１と比較して高くなった。しかし、比較例３では、スラグダーツの炉内挿入の際、スイング機構を有するスラグカット装置を用いて、スラグダーツを旋回させて炉内に挿入させるため、炉口とスラグダーツとの衝突可能性はないものの、設備トラブルの発生頻度が高くなった。
【００５３】
一方、実施例１については、スラグダーツは、炉内挿入時は短尺であり、炉内挿入後は長尺となる機構を有する。このため、炉内挿入時に炉口とスラグダーツとの衝突可能性はなく、スイング機構を有するスラグカット装置も用いる必要がないため、設備トラブルの発生頻度も低い。また、炉内挿入後は長尺となるので出鋼口に対してスラグダーツが投入され易く、かつ、上述したように、スラグダーツの投入当初に出鋼口に投入されなくても、その後出鋼口まで移動可能であるため、当該スラグダーツは、より確実に出鋼口を塞ぐことが期待できる。本実施例での検証においても、当該スラグダーツは、比較例１〜３と比較した場合、スラグダーツ的中率が向上している。
【００５４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５５】
５        溶鋼
７        スラグ
１０      転炉
２０      スラグカット装置
１００    スラグダーツ
１１０    基体
１１１    軸心部
１１３    出鋼口封止部
１１５    絞り部
１２０    内挿部材
１２１    延長部材
１２３    ストッパー
１２５    錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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