(57)【要約】      （修正有）【課題】真空槽内の地金付着量を正確に検出することにより、真空槽内に付着した地金の除去作業を適切な時期に行うことが可能な地金付着量検出方法を提供する。【解決手段】同一の真空槽を用いて溶融金属の環流処理（以下Ｖ処理）を連続して三回以上行い、三回目以降に行われるＶ処理において、溶融金属容器の上昇開始前と下降完了後の真空槽内の地金付着量の差に基づいて、Ｖ処理を一回行ったときに真空槽内に付着する推定地金付着量を求め、この推定地金付着量の総和から真空槽内の地金付着量を検出し、検出した地金付着量が所定地金付着量に達したときに、真空槽内に付着した地金の除去作業を行うために適切な時期であると判断し、真空槽内に付着した地金の除去作業を行う。【選択図】図２
2005281723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の真空槽を用いて、真空槽内の溶融金属に酸素を吹き付けつつ当該溶融金属を環流させる第一の処理、または真空槽内の溶融金属に酸素を吹き付けずに当該溶融金属を環流させる第二の処理の一方を順次選択して、溶融金属の脱炭処理を行う真空槽内における地金付着量検出方法であって、
前記第一の処理を一回行ったときに前記真空槽内に付着すると推定される推定地金付着量と、前記第一の処理を行った回数とに基づいて真空槽内の地金付着量を検出することを特徴とする地金付着量検出方法。
【請求項２】
前記推定地金付着量を、前記第一の処理を行う毎に、第一の処理前と第一の処理後の真空槽の質量の差に基づいて求めることを特徴とする請求項１に記載した地金付着量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属の脱炭処理における真空槽内の地金付着量を検出する地金付着量検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、製鋼過程においては、特許文献１に示すように、溶融金属容器の上方に配置された真空槽内へ溶融金属を導入して環流させることにより、溶融金属中に含まれる炭素成分を除去する脱炭処理が行われている。
脱炭処理には、主に極低炭素鋼を製造するための処理である第一の処理と、主に低中炭素鋼を製造するための処理である第二の処理とがあり、第一の処理と第二の処理とを、同一の真空槽を用いて選択的に行う場合がある。ここで、第一の処理においては、溶融金属の脱炭反応を促進して炭素成分を多く除去する必要があるため、真空槽内を第二の処理よりも高真空環境とするとともに、真空槽内の溶融金属に向けて上方から酸素を吹き付けつつ、溶融金属を環流させている。一方、第二の処理においては、第一の処理よりも脱炭負荷は低いため、真空槽内の溶融金属に酸素を吹き付けずに、溶融金属を環流させている。
【０００３】
第一の処理または第二の処理を行うと真空槽内に地金が付着し、真空槽内に付着した地金は、ある程度まで堆積すると落下して脱炭処理中の溶融金属へ混入する。このとき、落下した地金及び脱炭処理中の溶融金属の両方に対し、脱炭処理が十分に行われないと、脱炭処理後の溶融金属に成分不良が生じてしまう。
また、同一の真空槽を用いて、異なる種類の溶融金属に対する脱炭処理を連続して行った場合、先に行われた脱炭処理において真空槽内に付着した地金が、後に行われる脱炭処理中に落下して溶融金属へ混入すると、後に脱炭処理を行った溶融金属に成分不良が生じる場合がある。
【０００４】
これらの問題は、真空槽内に付着した地金を頻繁に除去することによって解決されるが、地金の除去作業にはコストがかかるとともに、地金の除去作業中は製鋼過程の作業ラインを停止する必要があるため、製鋼過程の作業効率が低下してしまう。
したがって、真空槽内に付着した地金を適切な時期に除去することが、溶融金属の品質管理及び製鋼過程の作業効率の点において重要である。これに対し、従来では、脱炭処理の内容に関わらず、脱炭処理を行った回数が所定回数に達した時点で、真空槽内の地金付着量が、地金が落下すると予想される所定地金付着量に達していると判断して、地金の除去作業を行っている。
【特許文献１】特開昭５６−７９９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の方法では、第一の処理と第二の処理との真空槽内の地金付着量の違いが反映されない。このため、脱炭処理を行った回数が所定回数に達した時点では、真空槽内の地金付着量が所定地金付着量に達していない場合や、所定地金付着量を超えている場合が想定される。
真空槽内の地金付着量が所定地金付着量に達していない場合には、地金の除去作業の回数が必要以上に増加することとなり、製鋼過程の作業効率が低下してしまう。また、真空槽内の地金付着量が所定地金付着量を超えている場合には、地金の除去作業を行う前に地金が落下して脱炭処理中の溶融金属に混入してしまい、脱炭処理後の溶融金属に成分不良が生じてしまう。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、真空槽内の地金付着量を正確に検出することにより、真空槽内に付着した地金の除去作業を適切な時期に行うことが可能な地金付着量検出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、同一の真空槽を用いて、真空槽内の溶融金属に酸素を吹き付けつつ当該溶融金属を環流させる第一の処理、または真空槽内の溶融金属に酸素を吹き付けずに当該溶融金属を環流させる第二の処理の一方を順次選択して、溶融金属の脱炭処理を行う真空槽内における地金付着量検出方法であって、
前記第一の処理を一回行ったときに前記真空槽内に付着すると推定される推定地金付着量と、前記第一の処理を行った回数とに基づいて真空槽内の地金付着量を検出することを特徴とするものである。
本発明によると、第一の処理に関する推定地金付着量と回数に基づいて真空槽内の地金付着量を検出するため、真空槽内の地金付着量の検出精度が向上する。
【０００７】
以下に、その理由を説明する。
第二の処理によって真空槽内に付着した地金は、第二の処理よりも高真空環境で行われる第一の処理を行うと、真空槽内の溶融金属の湯面高さが高い位置となるために、付着した地金の一部分は除去される。一方、第一の処理では真空槽内の溶融金属に酸素を吹き付けるため、溶融金属にスピッティングが生じる。溶融金属にスピッティングが生じることによって真空槽内に飛散して付着する地金は、第二の処理を行ったときに真空槽内に付着する地金よりも高い位置に付着する。この地金は脱炭処理中の溶融金属によって除去されず、第二の処理によっても除去されないため、この地金の付着量を測定することにより、推定地金付着量を正確に求めることが可能となる。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記推定地金付着量を、前記第一の処理を行う毎に、第一の処理前と第一の処理後の真空槽の質量の差に基づいて求めることを特徴とするものである。
本発明によると、推定地金付着量をより正確に求めることが可能となる。
なお、第一の処理が数回行われた以降に行われる第一の処理についてのみ、推定地金付着量を求めたものを用いることが好ましい。以下に、その理由を説明する。
【０００９】
第一の処理は第二の処理よりも真空槽内の溶融金属の湯面高さが高いため、第二の処理を行った後に第一の処理を行うと、第二の処理を行ったときに真空槽内に付着した地金が除去される（図５を参照）。このため、第二の処理によって真空槽内に付着した地金が除去された後に行われる第一の処理について、推定地金付着量を求めることにより、推定地金付着量を正確に求めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、真空槽内に付着した地金の除去作業を適切な時期に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に基づく第一の実施形態を、図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して溶融金属の脱炭処理について説明する。なお、真空槽内の溶融金属に酸素を吹き付けつつ当該溶融金属を環流させる第一の処理は、以下、Ｖ処理とし、酸素を吹き付けずに行う第二の処理をＬ処理として説明を行う。
図１に示すように、溶融金属Ｓの脱炭処理は、溶融金属容器３０内の溶融金属Ｓを真空槽２０内に導入して環流させることにより、溶融金属Ｓ中に含まれる炭素成分を除去するものである。なお、図中には、真空槽２０と溶融金属容器３０の他に、後述する検出装置１が示されている。溶融金属Ｓの脱炭処理には、真空槽２０内の溶融金属Ｓに酸素を吹き付けつつ溶融金属Ｓを環流させるＶ処理と、真空槽２０内の溶融金属Ｓに酸素を吹き付けずに溶融金属Ｓを環流させるＬ処理とがある。
【００１２】
真空槽２０は、上部にランス２４が設けられ、下部に上昇管２６と下降管２８が連結され、側壁に図示しない真空排気管が連結されている。また、真空槽２０の外周部には支持枠２２が設けられている。ランス２４は、上下方向に移動可能となっており、溶融金属Ｓとの距離を任意の距離とすることが可能である。また、ランス２４は、図外の酸素供給部から酸素を供給され、Ｖ処理を行うときのみ、真空槽２０内の溶融金属Ｓに向けて上方から酸素を吹き付ける。上昇管２６及び下降管２８は、真空槽２０内と外部とを連通している。真空排気管は、図外の真空ポンプに連結されており、真空ポンプは真空槽２０内の真空度を調節可能となっている。なお、Ｖ処理を行うときは、Ｌ処理を行うときよりも真空槽２０内の真空度を高くする。
【００１３】
溶融金属容器３０は、図示しない移動機構及び昇降機構を備えており、左右方向への移動及び上下方向への昇降が可能となっている。溶融金属容器３０を上昇させ、上昇管２６及び下降管２８を溶融金属容器３０内の溶融金属Ｓへ浸漬させて、真空ポンプによって真空槽２０内を高真空環境とすると、溶融金属容器３０内の溶融金属Ｓが上昇管２６内を上昇して、真空槽２０内へ流入する。そして、真空槽２０内へ流入した溶融金属Ｓは、下降管２８の内部を下降して、溶融金属容器３０内へ排出される。真空ポンプによって真空槽２０内の真空度を低下させ、溶融金属容器３０を下降させると、真空槽２０内へ流入した溶融金属Ｓは、全て溶融金属容器３０内へ排出される。
【００１４】
次に、本実施形態における、真空槽２０内の地金Ａの付着量を検出し、この地金Ａの除去作業を適切な時期に行う方法の一例を説明する。
この方法は、Ｌ処理とＶ処理とを順次選択して行う際に、Ｖ処理を一回行う毎に、Ｖ処理を一回行ったときに真空槽２０内に付着すると推定される推定地金付着量を求め、この求めた推定地金付着量の総和を算出することによって、真空槽２０内の地金付着量を検出する。
【００１５】
そして、検出した真空槽２０内の地金付着量が、地金Ａが落下すると予想される所定地金付着量に達したときに、真空槽２０内に付着した地金Ａの除去作業を行うために適切な時期であると判断し、真空槽２０内に付着した地金Ａの除去作業を行うものである。
本実施形態によれば、真空槽２０内の地金付着量の検出精度が向上するため、真空槽２０内の地金付着量が所定地金付着量に達したことを適切に知ることが可能となり、真空槽２０内に付着した地金Ａの除去作業を適切な時期に行うことが可能となる。このため、製鋼過程の作業効率の低下や、脱炭処理後の溶融金属Ｓの成分不良を防止することが可能となる。
【００１６】
推定地金付着量を求める方法の一例としては、Ｖ処理を一回行う毎に、Ｖ処理を行う前とＶ処理を行った後の真空槽２０の質量の差に基づいて求める方法がある。以下に、この方法を用いて推定地金付着量を求める理由を説明する。
図２に、Ｖ処理を一回行ったときの、真空槽２０内の地金付着量の変化を示す。Ｖ処理中の真空槽２０内では、Ｖ処理を行う前に真空槽２０内に付着していた地金Ａが溶融金属Ｓによって除去されるため、図中に示されているように、真空槽２０内の地金付着量が減少する。
【００１７】
したがって、図中にＩで示すように、溶融金属容器３０の上昇開始前と下降完了後の真空槽２０内の地金付着量の差に基づいて推定地金付着量を求めることにより、Ｖ処理中の真空槽２０内における地金付着量の変化に影響されずに、推定地金付着量を正確に求めることが可能となる。
また、上記の方法を用いて推定地金付着量を求めるときは、Ｖ処理を連続して三回以上行い、三回目以降に行われるＶ処理においてのみ求めることが好ましい。以下に、その理由について説明する。
【００１８】
図３に、Ｌ処理中の真空槽２０内の状態を示す。Ｌ処理中の真空槽２０内には地金ＡLが付着する。なお、真空槽２０内における溶融金属Ｓの湯面高さＨは、真空槽２０内の真空度の高さに比例する。
一方、図４に、Ｖ処理中の真空槽２０の状態を示す。Ｖ処理中の真空槽２０内はＬ処理中の真空槽２０内よりも真空度が高いため、Ｖ処理中の溶融金属Ｓの湯面高さＨVはＬ処理中の溶融金属Ｓの湯面高さＨLよりも高くなる。このため、同一の真空槽２０を用いてＬ処理の後にＶ処理を行うと、Ｌ処理中に真空槽２０内に付着した地金ＡLはＶ処理中の溶融金属Ｓによって除去される。
【００１９】
また、Ｖ処理中の真空槽２０内では、溶融金属Ｓに向けて上方から酸素を吹き付けているため、溶融金属Ｓにスピッティングが生じ、真空槽２０内の高い位置に地金ＡVが付着する。真空槽の高い位置に付着した地金ＡVは、Ｖ処理中の溶融金属Ｓによって除去されることはなく、Ｖ処理を終了した後も真空槽２０内に付着している。
【００２０】
図５に、同一の真空槽２０を用いて、Ｌ処理を行った後にＶ処理を連続して数回行ったときの、真空槽２０内の地金付着量の変化を示す。図中に示されているように、一回目及び二回目に行われたＶ処理では、Ｌ処理中に真空槽２０内に付着した地金Ａが除去されるため、真空槽２０内の地金付着量は減少している。また、三回目以降に行われたＶ処理では、Ｌ処理中に真空槽２０内に付着した地金Ａが除去されているため、一回のＶ処理によって真空槽２０内に付着する地金Ａの質量が反映され、真空槽２０内の地金付着量は平均的に増加している。したがって、Ｖ処理を連続して三回以上行い、三回目以降に行われるＶ処理において真空槽２０内に付着する地金Ａの質量が、推定地金付着量を正確に表すものとなる。
【００２１】
次に、溶融金属容器３０の上昇開始前と下降完了後の真空槽２０内の地金付着量の差に基づいて推定地金付着量を求める方法として、ロードセルを備えた検出装置を用いる場合を例に挙げて説明する。
まず、この検出装置の構成について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、この検出装置１は、支持台２に取り付けられたロードセル４と、変換部６と、演算部８と、検出部１０とを備えている。支持台２は、真空槽２０に設けられた支持枠２２を介して、真空槽２０を下方から支持する。
【００２２】
ロードセル４は、支持台２が支持枠２２を介して真空槽２０を支持したときに、支持台２と支持枠２２との間に介装される位置に取り付けられており、支持台２が真空槽２０から受ける下方向への圧力を検出し、この検出した圧力を変換部６へ出力する。
変換部６は、ロードセル４から入力された圧力を、真空槽２０内に付着した地金Ａと真空槽２０との総質量に変換し、この総質量を演算部８に出力する。演算部８は、真空槽２０のみの質量が記憶されており、変換部６から入力された総質量と真空槽２０のみの質量とに基づき、真空槽２０内に付着した地金Ａの質量を演算し、この演算した地金Ａの質量を検出部１０に出力する。
【００２３】
検出部１０は、センサ１２と記憶部１４とを有しており、センサ１２は溶融金属容器３０の昇降を検出し、記憶部１４は演算部８から入力された真空槽２０内に付着した地金Ａの質量を記憶する。また、検出部１０は、溶融金属容器３０の上昇開始前に真空槽２０内に付着した地金Ａの質量と、溶融金属容器３０の下降完了後に真空槽２０内に付着した地金Ａの質量とから推定地金付着量を求め、この求めた推定地金付着量をディスプレイ等に表示する。
【００２４】
次に、検出装置１を用いた推定地金付着量の求め方について説明する。
まず、溶融金属容器３０の上昇開始前に真空槽２０からロードセル４に加わる圧力を検出し、この検出した圧力を変換部６に出力して、真空槽２０内に付着した地金Ａと真空槽２０との総質量に変換する。そして、この総質量を演算部８に出力して、真空槽２０内に付着した地金Ａの質量を演算して検出部１０に出力し、演算した質量を記憶部１４に記憶する。
【００２５】
次に、溶融金属容器３０の下降完了後に、溶融金属容器３０の上昇開始前と同様の方法を用いて、真空槽２０内に付着した地金Ａの質量を演算して検出部１０に出力し、演算した質量を記憶部１４に記憶する。
そして、溶融金属容器３０の下降完了後に真空槽２０内に付着した地金Ａの質量から、溶融金属容器３０の上昇開始前に真空槽２０内に付着した地金Ａの質量を除くことにより、推定地金付着量を求め、求めた推定地金付着量をディスプレイ等に表示する。
【００２６】
次に、本発明に基づく第二の実施形態を参照して説明する。なお、第一の実施の形態で説明したものと同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施形態では、第一の実施の形態と異なり、Ｖ処理を一回行う毎に推定地金付着量を求めずに、あらかじめ求めた推定地金付着量を用いる。
まず、あらかじめ、Ｖ処理を一回行ったときに真空槽２０内に付着する推定地金付着量を求めておく。
【００２７】
次に、実際の脱炭処理においてＶ処理を行った回数をカウントし、この回数と推定地金付着量とを掛けることにより、現在の真空槽２０内の地金付着量を検出する。
そして、検出した地金付着量が所定地金付着量に達したときに、真空槽２０内に付着した地金Ａの除去作業を行うために適切な時期であると判断して、真空槽２０内に付着した地金Ａの除去作業を行う。
【００２８】
本実施形態によれば、Ｖ処理を行った回数をカウントして推定地金付着量と掛けるだけで、真空槽内の地金付着量を求めることが可能となるため、作業効率の低下を防止することが可能となる。
なお、あらかじめ推定地金付着量を求めるときは、第一の実施形態と同様の方法によって求めてもよいが、これに限定されるものではなく、例えば、地金Ａが完全に除去された状態の真空槽２０を用いて求めてもよい。
【実施例】
【００２９】
本実施形態で説明したものと同様の方法によって推定地金付着量を求め、この推定地金付着量とＶ処理を行った回数とを掛けることにより、真空槽内の地金付着量を検出した。そして、検出した地金付着量が所定地金付着量に達したときに、真空槽内に付着した地金の除去作業を行った。なお、所定地金付着量を２５ｔとした。
本実施形態で説明したものと同様の方法によって推定地金付着量を求めたところ、推定地金付着量は０．５ｔと求められた。したがって、Ｖ処理を５０回行ったときに、真空槽内の地金付着量が所定地金付着量に達し、真空槽内に付着した地金の除去作業を行うために適切な時期であると判断して、真空槽内に付着した地金の除去作業を行った。
【００３０】
そして、地金の除去作業を行う際に、実際に真空槽内に付着している地金の質量を測定したところ、実際に真空槽内に付着している地金の質量は、所定地金付着量とほぼ等量であることが確認された。したがって、本発明の地金付着量検出方法を用いることにより、真空槽内の地金付着量の検出精度が向上することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る地金付着量の検出装置の側面図である。
【図２】Ｖ処理を一回行ったときの、真空槽内の地金付着量の変化を示す図である。
【図３】Ｌ処理中の真空槽内の状態を示す図である。
【図４】Ｖ処理中の真空槽内の状態を示す図である。
【図５】Ｖ処理を数回行ったときの、真空槽内の地金付着量の変化量を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    検出装置
２    支持台
４    ロードセル
６    変換部
８    演算部
１０  検出部
１２  センサ
１４  記憶部
２０  真空槽
２２  支持枠
２４  ランス
２６  上昇管
２８  下降管
３０  溶融金属容器
Ａ    地金
Ｓ    溶融金属
Ｉ    地金付着量の差
Ｈ    湯面高さ
【図１】
2005281723.tif 000003
【図２】
2005281723.tif 000004
【図３】
2005281723.tif 000005
【図４】
2005281723.tif 000006
【図５】
2005281723.tif 000007