(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空・減圧精錬装置の下部に備えられた大径浸漬管の開口部を覆う蓋体を有する精錬装置の保温蓋体装置において、
蓋体装置本体を搭載して浸漬管の直下に案内する走行台車と、
緩衝部材を介して、走行台車上に設けられた蓋体受け台と、
蓋体受け台上に収納され、ファイバーブランケット保温材の内装された蓋体とを有しており、
蓋体には、浸漬管との固定手段が備えられていることを特徴とする精錬装置の保温蓋体装置。
【請求項２】
大径浸漬管が直胴形状の容器により形成され、その外径が取鍋内径の５０超〜８０％に設定されている請求項１に記載の精錬装置の保温蓋体装置。
【請求項３】
ファイバーブランケット保温材が、セラミックファイバーブランケットからなる請求項１または２に記載の精錬装置の保温蓋体装置。
【請求項４】
蓋体受け台が、固形耐火物層により形成されてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の精錬装置の保温蓋体装置。
【請求項５】
蓋体受け台が、耐火キャスタブルと、３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブルとの二層により形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の精錬装置の保温蓋体装置。
【請求項６】
耐火キャスタブルが高アルミナ質キャスタブルからなる請求項５に記載の精錬装置の保温蓋体装置。
【請求項７】
真空・減圧精錬装置の下部に備えられた大径浸漬管の開口部に蓋体を装着する精錬装置の保温蓋体装着方法において、
精錬装置の待機時には、浸漬管を下降させて、その下端面を蓋体受け台上に収納された蓋体に着座させることにより保温をし、
精錬処理の合間の床清掃時には、浸漬管の下端面を蓋体に着座させた状態で、固定手段により蓋体を浸漬管に固定し、蓋体とともに浸漬管を上昇させて保温するようにしたことを特徴とする精錬装置の保温蓋体装着方法。
【請求項８】
浸漬管の下端面を蓋体受け台上に収納された蓋体に着座させたときに、蓋体受け台下に介設された緩衝部材が蓋体受け台および蓋体を付勢して、蓋体と浸漬管の下端面とを密着させる請求項７に記載の精錬装置の保温蓋体装着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鋼を精錬する真空・減圧精錬装置の浸漬管の開口部を覆って保温する保温蓋体装置に係り、特に大径の浸漬管を有する精錬装置の保温に適した保温蓋体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶鋼の製鋼工程においては、ＲＨ、ＤＨ方式等の真空・減圧精錬が行われている。これら真空・減圧精錬は、真空脱ガス装置等の真空・減圧精錬装置の耐火物で覆われた浸漬管を取鍋内の溶鋼中に浸漬させて行われる。溶鋼を収容した取鍋は台車上に搭載され、精錬装置の浸漬管の直下に順次搬入されている。したがって、次の取鍋が搬入されてくるまでの待機中に、浸漬管の開口部を蓋体で覆って、精錬装置の保温を行うことが、熱効率や溶鋼温度管理の観点などから重要である。
【０００３】
また、精錬処理の合間には、必要に応じてスラグの除去作業、耐火物の吹き付け作業、および浸漬管直下の床面の清掃作業などが行われている。特に、床面の清掃作業を行う場合には、浸漬管の直下での作業となるため、浸漬管の開口部を蓋体で覆って作業の安全性を確保する必要がある。
【０００４】
このように浸漬管の開口部を蓋体で覆って保温する技術として、例えば、特開昭６３−１５３２１２号公報に「真空脱ガス装置」に係る発明が開示されており、その要旨は、「溶鋼中のガス成分を除去する真空脱ガス装置において、非使用時には、溶鋼に浸漬する浸漬管の下端部に蓋をする蓋部材を備える。」ことにある。この発明によれば、溶鋼の脱ガス後、溶鋼に浸漬する浸漬管に蓋をし、真空容器内を保温して、その冷却を防止するというものである。
【０００５】
具体的には、真空脱ガス装置に備えられている蓋装置は、水平方向に延出された軸にＬ字形状のアームを回転自在に支持し、このアームに２つのコイルスプリングを介して、蓋部材を装着したものである。この蓋部材には、鉄皮で被覆された器状のれんが材が備えられている。すなわち、アームを回転移動させて蓋部材を真空脱ガス装置の浸漬管に装着し、装着時の衝撃力をコイルスプリングで緩衝して、蓋部材に備えられたれんが材で保温するというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の公報に開示された発明あっては、次のような問題があった。すなわち当該蓋装置は、回転機構により浸漬管の開口部を蓋部材で覆うものであり、２本の小径の浸漬管を備えたＲＨ方式の真空脱ガス装置の保温に適した装置である。同公報には、「ＤＨ方式の真空脱ガス装置にも同様の効果を得ることができる」との記載があるものの、その機構上、小径の浸漬管を備えたＤＨ方式の真空脱ガス装置への適用にとどまり、大径の浸漬管を備えたＤＨ方式の真空脱ガス装置への適用は困難であった。
【０００７】
すなわち、本出願人は、特許公報第２６４８７６９号において、大径の直胴形状の容器を浸漬管として取鍋の溶鋼内へ浸漬させて真空精錬を行う「溶鋼の真空精錬方法」を提案している。この直胴形状の浸漬管は、取鍋の内径の５０超〜８０％の径に設定されており、このような大径の浸漬管の開口部を上記のような回転機構式の蓋装置で覆うことは、蓋体の重量が過大となり、不可能であった。
【０００８】
また、上記回転機構式の蓋装置の蓋部材には、保温材としてれんが材が備えられているが、その保温性能に対する考察は何らなされていなかった。さらに、大径の浸漬管の開口部を覆う蓋体に使用すると、蓋体の重量が増大するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、大径の浸漬管の開口部を覆うのに極めて適しており、蓋体の軽量化を達成することができ、保温性能にも優れている精錬装置の保温蓋体装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明に係る精錬装置の保温蓋体装置は、真空・減圧精錬装置の下部に備えられた大径浸漬管の開口部を覆う蓋体を有する精錬装置の保温蓋体装置において、蓋体装置本体を搭載して浸漬管の直下に案内する走行台車と、緩衝部材を介して、走行台車上に設けられた蓋体受け台と、蓋体受け台上に収納され、ファイバーブランケット保温材の内装された蓋体とを有しており、蓋体には、浸漬管との固定手段が備えられているものである。
【００１１】
上記の保温蓋体装置において、大径浸漬管が直胴形状の容器により形成され、その外径が取鍋内径の５０超〜８０％に設定されている場合に適している。
【００１２】
また、ファイバーブランケット保温材が、セラミックファイバーブランケットからなることが好ましい。
【００１３】
さらに、蓋体受け台が、固形耐火物層により形成されてなることが好ましく、より好ましくは、固形耐火物層が、耐火キャスタブルと、３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブルとの二層により形成されていることが好ましい。
【００１４】
さらに好ましくは、耐火キャスタブルが高アルミナ質キャスタブルからなることが好ましい。
【００１５】
一方、本発明に係る精錬装置の保温蓋体装着方法は、真空・減圧精錬装置の下部に備えられた大径浸漬管の開口部に蓋体を装着する精錬装置の保温蓋体装着方法において、精錬装置の待機時には、浸漬管を下降させて、その下端面を蓋体受け台上に収納された蓋体に着座させることにより保温し、精錬処理の合間の床清掃時には、浸漬管の下端面を蓋体に着座させた状態で、固定手段により蓋体を浸漬管に固定し、蓋体とともに浸漬管を上昇させて保温するようにしたものである。
【００１６】
上記の保温蓋体装着方法において、浸漬管の下端面を蓋体受け台上に収納された蓋体に着座させたときに、蓋体受け台下に介設された緩衝部材が蓋体受け台および蓋体を付勢して、蓋体と浸漬管の下端面とを密着させることが好ましい。
【００１７】
本発明の保温蓋体装置は、取鍋中の溶鋼に浸漬される大径浸漬管が直胴形状の容器により形成され、その外径が取鍋内径の５０超〜８０％に設定されているような精錬装置の保温に適している。この保温蓋体装置を浸漬管の直下に搬入する走行台車上には、緩衝部材を介して蓋体受け台および蓋体が搭載されている。
【００１８】
取鍋が搬入されてくるまでの精錬装置の待機時には、浸漬管を下降させて、その下端面を蓋体受け台上に収納された蓋体に着座させることにより保温する。この場合、蓋体にはファイバーブランケット保温材が内装されており、蓋体受け台は耐火キャスタブルと、３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブルとの二層の固形耐火物層により形成されているので、これらの三層により精錬装置が保温されることになり、精錬装置の保温性能に優れている。また、蓋体受け台上に収納された蓋体に浸漬管の下端面が着座していても、走行台車は熱影響から保護され、その熱変形が防止されることになる。
【００１９】
浸漬管を下降させて、その下端面を蓋体受け台上に収納された蓋体に着座させても、蓋体受け台下には緩衝部材が介設されているので、この緩衝部材により衝撃が吸収され、浸漬管および走行台車の破損・変形が防止される。また、緩衝部材が蓋体受け台および蓋体を下から付勢して、蓋体と浸漬管の下端面とを密着させるので、浸漬管の下端面に凹凸があっても蓋体との間に隙間が生じることなく、保温性能が良好に維持される。
【００２０】
さらに、蓋体には浸漬管との固定手段が備えられているので、精錬処理の合間の床清掃時には、浸漬管の下端面を蓋体に着座させた状態で、固定手段により蓋体を浸漬管に固定し、蓋体とともに浸漬管を上昇させて保温する。この場合、蓋体に内装されたファイバーブランケット保温材のみの保温となるが、床清掃時における保温であり、走行台車への熱影響を考慮する必要がないので、保温性能としては十分である。蓋体に内装された保温材はファイバーブランケットであるので、蓋体の軽量化が達成され、浸漬管とともに容易に上昇させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る精錬装置の保温蓋体装置、および保温蓋体装着方法の好適な実施の形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００２２】
図１は本発明に係る精錬装置の保温蓋体装置の一実施形態を示す正面図であり、図２はその側面図であり、図３はその平面図である。図示するように、本実施の形態の保温蓋体装置１は、真空・減圧精錬装置の浸漬管の開口部を蓋体２で覆う装置であり、その装置本体は走行レール等の軌道３上を走行移動する走行台車４上に搭載されている。この走行台車４には牽引用の接続部５が備えられており、例えばスラグ除去装置等に牽引されて、浸漬管の直下に装置本体を案内するようになっている。本実施の形態では、走行台車４を牽引式台車として構成したが、これに限るものではなく、モーター等の駆動装置によって走行する自走式台車として構成してもよい。また、牽引式と自走式とを兼ねるように構成すれば、万が一、駆動装置が故障した場合でも、他の台車での牽引が可能となる。
【００２３】
この走行台車４上には、浸漬管の下降限界位置、或いはその位置よりも上回る高さを有する作業架台６が構築されている。作業架台６は、浸漬管の外径よりも広い面積を有しており、後述する蓋体２の装脱着時における十分な作業スペースが確保されている。
【００２４】
この作業架台６上には、複数の緩衝部材７を介して、円板状の蓋体受け台８が設けられている。本実施の形態では、緩衝部材７は圧縮コイルスプリング７によって形成されており、蓋体受け台８の円周方向に沿って等間隔となるように、８箇所の位置に配置されている。各コイルスプリング８の弾性力や、配置数などは、浸漬管の外径および重量などを考慮して、適宜設計される。
【００２５】
この蓋体受け台８上には、上記浸漬管の開口部を覆う円板状の蓋体２が収納載置されている。当然のことながら、蓋体２の外径は、浸漬管の開口部の外径よりも大きく形成されている。図４に示すように、この蓋体２にはファイバーブランケット保温材９が内装されており、その周囲は鉄皮によって覆われている。ファイバーブランケット保温材９としては、例えば高純度のアルミナとシリカ、あるいは第３成分として金属酸化物（ＺｒO2 ）を原料とするセラミック・ファイバーブランケットが好ましく、厚さ５０ｍｍ程度で最高使用温度が１４００℃程度の化学成分を有するものがより好ましい。本実施の形態において、セラミック・ファイバーブランケットを採用するのは、この保温材は軽量性および断熱性に優れており、機械的強度および化学的安定性をも備えているからである。
【００２６】
また、蓋体受け台８は、固形耐火物層により形成されており、具体的には、耐火キャスタブル１０と、３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブル１１との二層により形成されている。本実施の形態では、蓋体側である上層に耐火キャスタブル１０が形成されており、緩衝部材側である下層に３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブル１１が形成されている。
【００２７】
耐火キャスタブル１０としては、例えば５０％以上のＡｌ２Ｏ３と、３５％以上のＳｉＯ２とを含有する高アルミナ質キャスタブルが好ましく、最高使用温度１６００℃程度の化学成分を有するものがより好ましい。本実施の形態において、高アルミナ質キャスタブルを採用するのは、耐火性および耐スポーリング性に優れているからである。一方、キャスタブル１１としては、例えば３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有し、最高使用温度１３００℃程度の化学成分を有するものが好ましい。
【００２８】
また、図４および図５に示すように、蓋体２の周縁部には、浸漬管１２との固定手段１３が備えられている。この固定手段１３は、フック等の係合部材１４を締結するための貫通孔を有する係合部として形成されている。すなわち、例えば浸漬管１２の下端部近傍にチェーンブロック等の拘束部材１５を取り付け、その延出端部に取り付けられた係合部材１４を蓋体２の固定手段（係合部）１３に締結することにより、浸漬管１２の開口部に蓋体２が固定される。本実施の形態では、蓋体２を浸漬管１２の開口部に固定する拘束部材１５として、チェーンブロックを採用したが、強固に固定することができるものであれば、他の手段を用いても構わない。
【００２９】
次に、上記の保温蓋体装置１における作用とともに、本実施の形態における精錬装置の保温蓋体装着方法を説明する。本実施の形態の保温蓋体装置１は、取鍋中の溶鋼に浸漬される大径浸漬管１２が直胴形状の容器により形成され、その外径が取鍋内径の５０超〜８０％に設定されているような精錬装置の保温に適している。上述したように、この保温蓋体装置１を浸漬管１２の直下に搬入する走行台車４上には、緩衝部材７を介して蓋体受け台８および蓋体２が搭載されている。
【００３０】
精錬装置には順次溶鋼を収容した取鍋が搬入されてくるが、取鍋が搬入されてくるまでの精錬装置の待機時には、浸漬管１２の開口部を蓋体２で覆って保温することが、熱効率および溶鋼熱管理などの観点から好ましい。そこで、精錬装置の待機時には、浸漬管１２を不図示の昇降装置により下降させて、その下端面を蓋体受け台８上に収納された蓋体２に着座させることにより保温する。
【００３１】
この場合、蓋体２にはセラミック・ファイバーブランケット等のファイバーブランケット保温材９が内装されており、蓋体受け台８は高アルミナ質キャスタブル等の耐火キャスタブル１０と３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブル１１との二層の固形耐火物層により形成されているので、これらの三層により精錬装置が保温されることになる。
【００３２】
図６は、本実施の形態における保温材および耐火物層の熱特性を示しており、（ａ）は熱伝導状態の説明図であり、断熱材温度曲線の説明図である。図６（ａ）は、横軸が保温材・耐火物層厚み（ｍｍ）を、縦軸が温度（℃）を表わしている。保温材・耐火物層厚みは、ファイバーブランケット保温材が１５０ｍｍ、耐火キャスタブルが２８０ｍｍ、および３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブルが１５０ｍｍに設定されている。浸漬管の温度が１２００℃近傍にある場合、ファイバーブランケット保温材において５００℃程度、耐火キャスタブルにおいて２００℃程度、および３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブルにおいて５０℃程度に段階的に断熱効果を示していることが判る。
【００３３】
また、図６（ｂ）は、横軸が経過時間（ｈｒ）を、縦軸が温度（℃）を表している。図示するように、ファイバーブランケット保温材（１５０ｍｍ）、耐火キャスタブル（２８０ｍｍ）、および３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブル（１５０ｍｍ）の３層を施工した場合の３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブルの下面温度は、時間が経過して極めて緩やかに上昇する。一方、ブランケットを単独で施工した場合のブランケット下面温度は、４ｈｒまでに急激に約９０℃近く上昇する。以上のように、精錬装置の待機時には、ファイバーブランケット保温材、耐火キャスタブル、および３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブルの３層を用いることが、精錬装置の保温性能を向上させるのに役立つことが判る。
【００３４】
このように蓋体受け台８上に収納された蓋体２に浸漬管１２の下端面が着座していても、３層の保温材・耐火物層の断熱効果は極めて高いので、走行台車４は浸漬管１２の熱影響から有効に保護され、その熱変形が防止されることになる。
【００３５】
また、浸漬管１２を下降させて、その下端面を蓋体受け台８上に収納された蓋体２に着座させても、蓋体受け台８下には圧縮コイルスプリングからなる緩衝部材７が８箇所介設されているので、この緩衝部材８により浸漬管１２の衝突衝撃が吸収され、浸漬管１２および走行台車４の破損・変形が防止される。さらに、緩衝部材７が蓋体受け台８および蓋体２を下から付勢して、蓋体２と浸漬管１２の下端面とを密着させるので、浸漬管１２の下端面に凹凸があっても蓋体２との間に隙間が生じることはなく、保温性能が良好に維持されることになる。
【００３６】
さらに、蓋体１２には浸漬管１２との固定手段１３が備えられているので、精錬処理の合間の床清掃時には、浸漬管１２の下端面を蓋体２に着座させた状態で、固定手段１３を利用して蓋体２を浸漬管１２に固定し、蓋体２とともに浸漬管１２を上昇させて保温する。この場合、蓋体２に内装されたファイバーブランケット保温材９のみの保温となるが、床清掃時における保温であり、走行台車４への熱影響を考慮する必要がないので、図６（ａ）に示したように保温性能としては十分である。蓋体２に内装された保温材はファイバーブランケット９であるので、特に蓋体２の軽量化が十分に達成され、浸漬管１２とともに容易に上昇させることができる。したがって、浸漬管１２の直下かフリーとなり、例えば、浸漬管直下の地金・スラグ等の床清掃や軌条の修理等を、障害物に邪魔されることなく、効率的に行うことができる。
【００３７】
なお、浸漬管（真空胴）自体が昇降しない方式の精錬装置では、保温蓋体装置１の上面にテーブルテープルリフクーを設置すればよい。また、保温蓋体装置１の保温・断熱機能をつかさどる部分が、ファイバーブランケット保温材９、耐火キャスタブル１０、および３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブル１１の３層で構成されているので、長期使用により劣化が生じても、それぞれの劣化に応じた分割修理が可能となり、全面補修によるコスト面でも有利となる。さらに、浸漬管１２内の地金が蓋体２に落下等した場合にも、３層構造を有しているので、剛性を保つことができる。その場合には、蓋体２を吊り上げて地金ごと系外に持ち運ぶことが可能である。
【００３８】
また図７は、精錬工程を行う各装置との連携状態を示す概略図である。すなわち、精錬処理中には、浸漬管１２の下端部および外周面に溶鋼面上のスラグが付着し、放置しておくと成長して測温サンプリングの障害になったり、取鍋１６の縁と干渉して精錬操作の障害になったりする。さらに、精練装置の長期使用により、浸漬管１２に内装された耐火物が溶損したり、摩耗したりする。そのため、精錬後の適宜時期に付着したスラグの除去作業を行ったり、耐火物の吹き付け作業を行っている。したがって、本実施の形態の保温蓋体装置１をスラグ除去装置１７および耐火物吹き付け装置（図示せず）などと連結して、いずれかの装置を自走式、他の装置を牽引式として構成すれば、経済面から有利である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大径の浸漬管の開口部を覆うのに極めて適しており、蓋体の軽量化を達成することができ、保温性能にも優れているという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る精錬装置の保温蓋体装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明に係る精錬装置の保温蓋体装置の一実施形態を示す側面図である。
【図３】本発明に係る精錬装置の保温蓋体装置の一実施形態を示す平面図である。
【図４】本実施形態における蓋体および蓋体受け台の断面構造を示す概略図である。
【図５】本実施形態において、浸漬管の開口部に蓋体を固定した状態を示しており、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその正面図である。
【図６】本実施の形態における保温材および耐火物層の熱特性を示しており、（ａ）は熱伝導状態の説明図であり、断熱材温度曲線の説明図である。
【図７】本実施形態における保温蓋体装置の精錬工程適用例を示す概略図である。
【符号の説明】
１          保温蓋体装置
２          蓋体
３          軌道
４          走行台車
５          接続部
６          作業架台
７          緩衝部材
８          蓋体受け台
９          ファイバーブランケット保温材
１０          耐火キャスタブル
１１        ３５％以上のＡｌ２Ｏ３と２５％以上のＳｉＯ２とを含有するキャスタブル
１２          浸漬管
１３          固定手段
１４          係合部材
１５          拘束部材
１６          取鍋
１７          スラグ除去装置
【図１】
0003788872.tif 000002
【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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【図７】
0003788872.tif 000008