(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯熱で融解する鋼製カプセルに、ソーダ灰を７０〜８０質量％、ドロマイトを１０〜２０質量％、カルサイトを３〜５質量％、アルミナを４〜６質量％、シリカを１〜３質量％含有したフラックスを封入してなることを特徴とする、スラグ・ピルドアップ防止用のフラックス封入カプセル。
【請求項２】
前記鋼製カプセルにガス抜き穴を設け、このガス抜き穴をガス透過性、焼失性のシール材で塞いでいる、請求項１記載のスラグ・ピルドアップ防止用のフラックス封入カプセル。
【請求項３】
前記鋼製カプセル内に鉄球、鉄線等の錘を入れている、請求項１又は２記載のスラグ・ピルドアップ防止用のフラックス封入カプセル。
【請求項４】
ソーダ灰を７０〜８０質量％、ドロマイトを１０〜２０質量％、カルサイトを３〜５質量％、アルミナを４〜６質量％、シリカを１〜３質量％含有したフラックスを封入した鋼製カプセルを、溶解炉あるいは取鍋内のスラグ付着部位もしくはその付近に投入し、溶湯熱で鋼製カプセルを融解した後にフラックスを反応させることでスラグを軟化除去することを特徴とする、スラグ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取鍋や溶解炉、例えば溝型低周波誘導炉等に付着したスラグを除去するに好適なスラグ・ピルドアップ防止用のフラックス封入カプセル、およびスラグ除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば、溝型低周波誘導炉の受湯口や出湯口の底部、インダクターのスロート部などにスラグが付着すると、炉の容量が減る。スラグが出湯口のスラグライン部で固着すると、出湯口が閉塞されるため出湯ができなくなる。インダクターのスロート部がスラグで詰まると、熱効率が落ちるため、溶湯温度の低下を招く。また、インダクターの過昇温により、炉材の損耗が激しくなり、湯洩れ事故になる。
こうしたスラグ・ピルドアップによる弊害を無くするために、溝型低周波誘導炉の受湯口や出湯口の底部、インダクターのスロート部などに付着したスラグは、鉄棒などで掻き落としていたが、この作業は非常に危険で熱い作業であった。また、スラグの固着物質であるピルドアップが硬い場合、その棒掻きによる除去は非常に困難である。
この改善策として、最近ではフラックスのパウダーを投入してスラグ蓄積の軽減、付着スラグの除去が行われている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−４１５２１号公報
【特許文献２】特開２００４−９９９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、フラックスパウダーを炉内に投入するスラグ除去方法では、フラックスが溶湯面のみで即座に反応するため、溶湯面のスラグばかりが除去され、炉内のスラグが最も蓄積付着し易い箇所、すなわち溝型低周波誘導炉等の受湯口や出湯口の底部、インダクターのスロート部にまでフラックスが十分に届かず、当該箇所でのスラグ除去を満足に行うことができない。
また、強力なフラックスとして、蛍石、即ちフシ化カルシウムや炭化カルシウムなどが使われているが、蛍石や炭化カルシウムは、スラグ除去に非常に効果的である反面、過剰に使用すると炉のライニングヘの激しい腐食や侵食をもたらすという問題がある。
さらに、フラックスパウダーを投入すると、溶湯面で即座に反応して炎が上がるため、危険性があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、溝型低周波誘導炉等の受湯口や出湯口、インダクターのスロート部などに付着したスラグを安全にかつ効果的に、しかも炉の耐火材への侵食や摩耗をもたらすことなく、軟化除去することのできるスラグ・ピノレドアップ防止用のフラックス封入カプセル、およびスラグ除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のスラグ・ピルドアップ防止用のフラックス封入カプセルは、請求項１に記載のように、溶湯熱で融解する鋼製カプセルに、ソーダ灰（Ｎａ２ＣＯ３）を７０〜８０質量％、ドロマイト（ＣａＭｇ（ＣＯ３）２）を１０〜２０質量％、カルサイトを３〜５質量％、アルミナを４〜６質量％、シリカを１〜３質量％含有したフラックスを封入してなることに特徴を有するものである。
【０００７】
このような構成のフラックス封入カプセルは、フラックスを鋼製カプセルごと、たとえば溶解炉のスラグの付着した受湯口や出湯口、あるいはインダクターのスロート部等の箇所に向けて溶湯に投入すれば、フラックスは鋼製カプセルで包まれたまま沈下するので、溶湯面で即座に反応してしまうことなく、スラグの付着した箇所、あるいはスラグが付着しやすい箇所に到達した時点で、鋼製カプセルが溶湯熱により融解した後にフラックスが反応し、これによりスラグの付着した箇所、あるいはスラグが付着しやすい箇所など最重要部位を直接清浄化できる。
また、ソーダ灰を７０〜８０質量％、およびドロマイトを１０〜２０質量％含有したフラックスは、蛍石や蛍石を含んだ強力なフラックスのように炉の耐火材への侵食や摩耗をもたらすことなく、スラグを軟化除去でき、またスラグのピルドアップによる機械的損傷の減少により耐火材の寿命を延ばすことができる。
さらに、溶湯面で即座に反応して炎が上がる危険性も無くて安全である。
【０００８】
ソーダ灰、ドロマイトのほかに、カルサイトを３〜５質量％、アルミナを４〜６質量％、シリカを１〜３質量％添加してあるフラックスは、蛍石に匹敵する優れた融剤作用をもたらすうえに、蛍石や蛍石を含んだ強力なフラックスのように炉の耐火材に対して攻撃的ではなく、耐火材への侵食や摩耗をもたらすことなく、スラグを軟化除去でき、スラグのピルドアップを減少、防止できる。
【０００９】
請求項１記載のフラックス封入カプセルは、請求項２に記載のように、前記鋼製カプセルにガス抜き穴を設け、このガス抜き穴をガス透過性、焼失性のシール材で塞いだ構成を採用することができる。この構成によると、シール材によりガス抜き穴からのフラックスの流出を防止しながら、鋼製カプセル内の、内圧上昇、空気の膨張に伴いガス抜き穴から空気を抜くことができて鋼製カプセルの破裂を未然に防止することができる。
【００１０】
請求項１又は２記載のフラツクス封入カプセルは、請求項３に記載のように、前記鋼製カプセル内に鉄球、鉄線等の錘を入れた構成を採用することができる。この構成によると、フラックス封入カプセルの沈下スピードを上げることができ、とくに最も深いインダクターのスロート部等への到達スピードを上げることができて当該箇所に付着したスラグを確実かつ効果的に軟化除去でき、スラグのピルドアップを減少、防止することができる。
【００１１】
本発明のスラグ除去方法は、請求項４に記載のように、ソーダ灰を７０〜８０質量％、ドロマイトを１０〜２０質量％、カルサイトを３〜５質量％、アルミナを４〜６質量％、シリカを１〜３質量％含有したフラックスを封入した鋼製カプセルを、溶解炉あるいは取鍋内のスラグ付着部位もしくはその付近に投入し、溶湯熱で鋼製カプセルを融解した後にフラックスを反応させることでスラグを軟化除去することに特徴を有するものである。
これによれば、フラックスは鋼製カプセルで包まれたまま沈下するので、溶湯面で即座に反応してしまうことなく、スラグの付着した箇所、あるいはスラグが付着しやすい箇所に到達した時点で、鋼製カプセルが溶湯熱により融解した後にフラックスが反応し、これによりスラグの付着した箇所、あるいはスラグが付着しやすい箇所など最重要部位を直接清浄化できる。
また、ソーダ灰を７０〜８０質量％、およびドロマイトを１０〜２０質量％含有したフラックスは、蛍石や蛍石を含んだ強力なフラックスのように炉の耐火材への侵食や摩耗をもたらすことなく、スラグを軟化除去でき、またスラグのピルドアップによる機械的損傷の減少により炉の耐火材の寿命を延ばすことができる。
さらに、溶揚面で即座に反応して炎が上がる危険性も無くて安全である。
【００１２】
ソーダ灰、ドロマイトのほかに、カルサイトを３〜５質量％、アルミナを４〜６質量％、シリカを１〜３質量％添加してあるフラックスは、蛍石に匹敵する優れた融剤作用をもたらすうえに、蛍石や蛍石を含んだ強力なフラックスのように炉の耐火材に対して攻撃的ではなく、炉の耐火材への侵食や摩耗をもたらすことなく、スラグを軟化除去でき、スラグのピルドアップを減少、防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、溝型低周波誘導炉等の受湯口や出湯口、インダクターのスロート部などに付着したスラグを安全かつ効果的に、しかも炉の耐火材への侵食や摩耗をもたらすことなく、軟化除去でき、スラグのピルドアップを減少、防止できる。スラグのピルドアップ防止により炉体寿命の延長やインダクターの交換周期の延長などを図ることができる。加えて、溶解炉のインダクターのスロート部に付着したスラグも十分に除去できてスロート部の詰りを防止できるため、キュポラに装入するダクタイル鋳鉄の戻り屑の増使用を図れるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態を図１、図２に基づき説明する。図１はスラグ・ピルドアップ防止用のフラックス封入カプセルの縦断面図、図２は溝型低周波誘導炉の縦断面図である。
【００１５】
図１において、本発明に係るスラグ・ピルドアップ防止用のフラックス封入カプセルＡは、溶湯熱で融解し、溶湯成分に悪影響を及ぼすことのない鋼製カプセル１に、ソーダ灰（Ｎａ２ＣＯ３）およびドロマイト（ＣａＭｇ（ＣＯ３）２）を主成分としたフラックス２を封入してなるものである。
【００１６】
鋼製カプセル１は、機械構造用炭素鋼鋼管等からなる円筒状または角筒状の周壁１ａと、この周壁１ａの開口上端部および開口下端部をそれぞれ塞ぐ天板１ｂおよび底板１ｃによって形成されている。
【００１７】
鋼製カプセル１の内部に封入される粉末ないし粉粒状のフラックス２は、ソーダ灰（Ｎａ２ＣＯ３）７０〜８０質量％、好ましくは７５質量％、ドロマイト（ＣａＭｇ（ＣＯ３）２）１０〜２０質量％、好ましくは１４質量％、カルサイト（ＣａＣＯ３）３〜５質量％、好ましくは４質量％、アルミナ（Ａｌ２０３）４〜６質量％、好ましくは５質量％、シリカ（ＳｉＯ２）１〜３質量％、好ましくは２質量％からなる。
【００１８】
鋼製カプセル１の天板１ｂの中央部には、溶揚へ投入時の温度上昇による内圧上昇を避けるためにガス抜き穴３を設けている。ガス抜き穴３は、フラックス２が流出するのを防ぐために、クラフトテープや布テープなどガス透過性、可燃性の焼失材からなるシール材４で内部から塞いでいる。
【００１９】
鋼製カプセル１の天板１ｂおよび底板１ｃは、所定内圧がかかると容易に外れるように周壁１ａの上端開口部および下端開口部に対し叩き込みで接合する。その際、可燃性の接着剤等を使用してもよいが、溶揚成分に悪影響を及ぼす成分を有しないものでなければならない。
【００２０】
鋼製カプセル１は投入後所望の部位に到達した時点で溶湯熱で融解するようにその肉厚を調整する。たとえば、容量２１トンの溝型低周波誘導炉の場合、鋼製カプセル１の周壁１ａは外径を４０〜５０ｍｍ、好ましくは４８．６ｍｍとし、板厚を１．６ｍｍ〜２．３ｍｍ、好ましくは１．８ｍｍ、長さを１００ｍｍ〜２００ｍｍ、好ましくは１４０ｍｍの機械構造用炭素鋼鋼管で形成される。また、天板１ｂおよび底板１ｃは外径４０ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは４５．４ｍｍ、板厚は２．０ｍｍ〜２．３ｍｍ、好ましくは２．０ｍｍの酸洗コイルより型抜きしたもので形成される。そして、フラックス２はフラックス封入力プセルＡに２５０ｇ〜３５０ｇ、好ましくは３００ｇ封入される。
【００２１】
鋼製カプセル１の内部には、鋼製カプセル１を沈みやすくするために、溶揚成分に悪影響を及ぼすことのない鉄球、鉄線等の錘（図示省略）を入れることが好ましい。
【００２２】
次に、上記構成のフラックス封入カプセルＡを使用してスラグ除去する方法について説明する。
【００２３】
図２に示す溝型低周波誘導炉５の受湯口６の底部に付着しているスラグ７を軟化除去するには、フラツクス封入カプセルＡを２時間毎に１本の頻度で受湯口６に投入する。すると、フラックス２は鋼製カプセル１で包まれたまま受湯口６の底部に沈下するので、溶湯面８で即座に反応してしまうことなく、スラグ７の付着した受湯口６の底部に到達した時点（１５秒程度）で、鋼製カプセル１（例えば、機械構造用炭素鋼鋼管製のカプセルの融点は１４７０°Ｃ）が溶揚熱（例えば、１５００°Ｃ）により融解し、しかる後フラックス２が反応することで受湯口６の底部に付着しているスラグ７を軟化除去することができる。
ソーダ灰、ドロマイト、カルサイト、アルミナ、シリカを含むフラックス２は、蛍石に匹敵する優れた融剤作用をもたらすうえに、蛍石や蛍石を含んだ強力なフラックスのように炉の耐火材に対して攻撃的ではなく、炉の耐火材への侵食や摩耗をもたらすことなく、スラグ７を軟化除去でき、スラグ７のピルドアップを減少、防止できる。
【００２４】
そのほかに、図２に示す出湯口９の底部に付着しているスラグ７を軟化除去するには、フラックス封入カプセルＡを出湯口９に投入すればよく、インダクター１０のスロート部に付着しているスラグ７の軟化除去については、受湯口６，出湯口９でフラックス２を反応させた溶湯が温度上昇等を行う為に対流してインダクター１０のスロート部に入り込むことから、直接スロート部にフラックス封入カプセルＡの投入を行わなくても、炉底付近で反応させることで十分な除去効果が得られる。
【００２５】
本発明のフラックス封入カプセルおよびスラグ除去方法は、融点の比較的低い金属の溶解に使用される溝型低周波誘導炉５の受湯口６や出湯口９の底部、インダクター１０のスロート部に付着したスラグ７の軟化除去に最適であるが、その他の金属の溶解炉や取鍋などに付着しているスラグの軟化除去にも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の−実施例を示すスラグ・ピルドアップ防止用のフラックス封入カプセルの縦断面図である。
【図２】溝型低周波誘導炉の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ  フラックス封入カプセル
１  鋼製カプセル
２  フラックス
３  ガス抜き穴
４  シール材
５  溝型低周波誘導炉
７  スラグ
【要約】      （修正有）【課題】溝型低周波誘導炉等の受湯口や出湯口、インダクターのスロート部等に付着したスラグを安全にかつ効果的に、しかも炉の耐火材への侵食や摩耗をもたらすことなく、軟化除去することのできるスラグ・ビルドアップ防止用のフラックス封入カプセル、およびスラグ除去方法を提供する。【解決手段】フラックス封入カプセルＡは、鋼製カプセル１に、ソーダ灰およびドロマイトを主成分とし、さらにカルサイト、アルミナ、シリカを含むフラックス２を封入してなる。このフラックス封入カプセルＡは、溶解炉あるいは取鍋内のスラグ付着部位もしくはその付近に投入し、溶湯熱で鋼製カプセル１を融解した後にフラックス２を反応させることでスラグを軟化除去でき、スラグのビルドアップを減少、防止できる。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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