JP7647787B2 - Vacuum degassing device and method for preventing deformation of lower tank - Google Patents
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Description
本発明は、真空脱ガス装置及び下部槽の変形防止方法に関する。 The present invention relates to a vacuum degassing device and a method for preventing deformation of the lower tank.
製鋼工程における溶鋼の二次精錬では、代表的な二次精錬法としてRH(Ruhrstahl - Heraeus)法があり、このRH法を実施するための装置として2本の浸漬管を有する真空脱ガス装置(RH真空脱ガス装置ともいう。)が用いられている。RH法では、真空脱ガス装置の下部に設けられた2本の浸漬管を溶鋼に浸して処理が行われる。このため、従来は、直接溶鋼と接する部分である浸漬管を安全に冷却するため、冷却液の循環方法を工夫した冷却等が行われている(例えば、特許文献1参照)。また、浸漬管と還流管のフランジ部との必要冷却量を抑制するため、浸漬管に二重構造の遮熱板を設置する例もある(特許文献2参照)。 In the secondary refining of molten steel in the steelmaking process, the RH (Ruhrstahl-Heraeus) process is a typical secondary refining method, and a vacuum degassing apparatus with two immersion tubes (also called an RH vacuum degassing apparatus) is used as a device for carrying out this RH process. In the RH process, two immersion tubes installed at the bottom of the vacuum degassing apparatus are immersed in the molten steel for processing. For this reason, in the past, in order to safely cool the immersion tubes, which are the parts that come into direct contact with the molten steel, cooling methods that devise a cooling liquid circulation method have been used (see, for example, Patent Document 1). In addition, there are also examples in which a double-layered heat shield is installed on the immersion tube to reduce the amount of cooling required for the flange part of the immersion tube and the return tube (see Patent Document 2).
特許文献1及び特許文献2に記載された方法では、直接溶鋼と接触する浸漬管を冷却することはできるが、下部槽の熱変形を防止することができない。また、特許文献1に記載された方法を下部槽に適用するには、下部槽にも冷却管を設ける必要があることから設備が複雑となり、さらに既存の設備に適用する際には冷却配管等を含めた大幅な設備改造が必要となる。
The methods described in
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、簡易的な方法で下部槽の熱変形を防止することができる、真空脱ガス装置及び下部槽の変形防止方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made with a focus on the above-mentioned problems, and aims to provide a vacuum degassing device and a method for preventing deformation of the lower tank that can prevent thermal deformation of the lower tank in a simple manner.
(1)本発明の一態様によれば、2本の還流管を有する下部槽を備える真空脱ガス装置であって、上記下部槽は、上記下部槽の本体底面の下方、且つ上記2本の還流管の間に設けられる防熱板を有する、真空脱ガス装置が提供される。 (1) According to one aspect of the present invention, there is provided a vacuum degassing apparatus having a lower tank with two reflux pipes, the lower tank having a heat shield disposed below the bottom surface of the main body of the lower tank and between the two reflux pipes.
(2)上記(1)に記載の真空脱ガス装置において、前記防熱板は、取り外し可能に構成される。
(3)上記(1)又は(2)に記載の真空脱ガス装置において、前記下部槽は、前記防熱板を冷却する冷却手段をさらに有する。
(2) In the vacuum degassing apparatus described above in (1), the heat insulating plate is configured to be removable.
(3) In the vacuum degassing apparatus described in (1) or (2) above, the lower tank further includes a cooling means for cooling the heat insulating plate.
(4)上記(1)~(3)のいずれか一つに記載の真空だガス装置において、前記防熱板は、底面視において2本の前記還流管が並ぶ横方向に直交する奥行方向の長さが前記還流管の直径の1/2以上である。 (4) In the vacuum gas system described in any one of (1) to (3) above, the length of the heat shield in the depth direction perpendicular to the lateral direction in which the two return pipes are arranged when viewed from the bottom is equal to or greater than 1/2 the diameter of the return pipes.
(5)本発明の一態様によれば、真空脱ガス装置の2本の還流管を有する下部槽の変形防止方法であって、上記下部槽の本体底面の下方、且つ上記2本の還流管の間に防熱板を設ける、下部槽の変形防止方法が提供される。 (5) According to one aspect of the present invention, there is provided a method for preventing deformation of a lower vessel having two reflux pipes in a vacuum degassing apparatus, the method comprising providing a heat shield below the bottom surface of the main body of the lower vessel and between the two reflux pipes.
本発明の一態様によれば、簡易的な方法で下部槽の熱変形を防止することができる、真空脱ガス装置及び下部槽の変形防止方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a vacuum degassing device and a method for preventing deformation of a lower tank are provided that can prevent thermal deformation of the lower tank in a simple manner.
以下の詳細な説明では、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる場合が含まれる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。 In the following detailed description, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, identical or similar parts are given the same or similar reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. The drawings are schematic and may differ from the actual product. In addition, the embodiments shown below are examples of devices and methods for embodying the technical concept of the present invention, and the technical concept of the present invention does not specify the materials, structure, arrangement, etc. of the components as described below. The technical concept of the present invention may be modified in various ways within the technical scope defined by the claims.
<真空脱ガス装置の構成>
本発明の一実施形態に係る真空脱ガス装置1について説明する。真空脱ガス装置1は、図1に示すように、取鍋2に収容された溶鋼3に二次精錬処理の一つであるRH法を用いた脱ガス精錬処理を施す装置であり、RH真空脱ガス装置ともいう。なお、取鍋2には、溶鋼3の浴面に浮遊するスラグ4も収容されている。真空脱ガス装置1は、上部槽6及び下部槽7から構成される真空槽5と、2本の浸漬管8と、ダクト9と、原料投入口10と、上吹きランス11とを備える。
<Configuration of Vacuum Degassing Apparatus>
A vacuum degassing
上部槽6及び下部槽7は上下に接続される槽である。ダクト9は上部槽6の上部に接続され、ダクト9を介して真空槽5の排気が行われる。上吹きランス11は、真空槽5内の溶鋼3に酸素ガスや媒溶剤を吹き付けるランスである。原料投入口10は、合金や媒溶剤などの副原料を真空槽5内の溶鋼3に添加する。2本の浸漬管8は、溶鋼3に浸漬する下部が耐火物で覆われた筒状の部材であり、下部槽7の2本の還流管71にそれぞれ接続される。また、浸漬管8は、還流用のガス(還流ガスともいう。)を吹き込み可能に構成される。
The
このような真空脱ガス装置1では、取鍋2に収容された溶鋼3に2本の浸漬管8が浸漬され、不図示の排気設備によってダクト9を介して真空槽5内の空気が排気されることで、真空槽5内に溶鋼3が吸い上げられる。そして、一方の浸漬管8から還流ガスが吹き込まれることで、2本の還流管71を溶鋼3が還流することで脱ガス処理が行われる。また、必要に応じて、副原料の添加や上吹きランス11からの酸素ガスの吹き付けが行われる。
In such a
(下部槽の構成)
下部槽7は、図2に示すように、外側が鉄皮に覆われ、内側に耐火物が設けられる。下部槽7は、図1~図4に示すように、有底筒状の本体70と、2本の還流管71と、防熱板72と、支持部材73と、冷却手段74とを有する。なお、以下の説明では、真空脱ガス装置1に設置した場合に鉛直方向に平行な方向(例えば、図1や図2における上下方向)を上下方向といい、水平方向に平行で2本の還流管71が並ぶ方向(例えば、図1~図3における左右方向)を横方向xといい、水平方向に平行で且つ横方向xに直交する方向(例えば、図3における上下方向)を奥行き方向yという。
(Configuration of the lower tank)
As shown in Fig. 2, the
2本の還流管71は、2本の浸漬管8がそれぞれ接続する筒状の部材であり、図3に示すように、本体70の底部を上下方向に貫通して、横方向に所定の距離だけ離間して設けられる。なお、図3では、浸漬管8に接続するための還流管71のフランジを省略して記載している。
The two
防熱板72は、本体70の底面の下方に設けられる板状の部材であり、奥行方向に別れて2枚設けられる。防熱板72は、底面視で、本体70の中央(底面中央)に配され、2本の還流管71の間に跨って設けられる。防熱板72は、下部槽7に設置された状態において、還流管71と重畳する箇所(奥行方向中央の横方向端部)が円弧状に切り欠かれた方形状の形状であり、この円弧の半径は還流管71の外周の半径と略同一である。また、防熱板72は、本体70の底面から所定の距離だけ離間して設けられる。この距離は、特に限定されないが、後述するように本体70の底面と防熱板72との間の空気層による断熱効果が十分に得られ、防熱板72の熱変形が抑えられるように、設備仕様に応じて適宜設定される。さらに、防熱板72の材質は、上述の断熱効果や変形が十分に抑えられるものであれば特に限定されず、例えば、鉄や耐火物、セラミックス等であってもよい。なお、後述する冷却効果の観点からは、防熱板72は鉄製であることが好ましい。また、防熱板72を鉄製とすることで、防熱板72の使用中の劣化や強度不足による損傷等を防ぐことができる。
The
防熱板72の大きさは特に限定されないが、後述する断熱効果による下部槽7の熱変形の防止効果のためには、防熱板72の底面視における形状寸法を、以下のようにすることが好ましい。防熱板72の横方向の長さLx(図3参照)は、2本の還流管71の間の距離a以上であること、あるいは、還流管71の直径(外径)D以上であることが好ましい。また、防熱板72の奥行方向の長さLyは、直径Dの1/2以上であることが好ましく、直径D以上であることがより好ましい。また、防熱板72は、2本の還流管71のそれぞれ中心を結ぶ線Pの奥行方向y両側に配置されることが好ましい。さらに、形状についても方形に限らず他の形状であってもよい。
The size of the
支持部材73は、防熱板72を支持する部材であり、例えば、防熱板72を設置可能なレールである。支持部材73は、本体70の底面に固定されることで設けられてもよく、他の構造物に固定されることで設けられても良い。本実施例では、一例として、支持部材73は、防熱板72の横方向両端部及び底面中央側の奥行方向端部を支持するレールである。また、防熱板72は、支持部材73であるレールに載せられて設置され、取り外し可能に構成される。
The
冷却手段74は、防熱板72を冷却するための機構であり、本実施形態では一例として、空気を噴射することで防熱板72を空冷するノズルである。冷却手段74は、空気の噴射方向が略水平となるように設けられ、噴射された空気が防熱板72に当たるように設けられる。冷却手段74は、防熱板72を冷却可能で、溶鋼3やスラグ4と反応しないものであれば特に限定されないが、コストや設置の容易さを考慮すると空冷式の手段であることが好ましい。また、冷却手段74を空冷式の手段とすることにより、冷却手段としてミスト冷却配管を用いた場合に比べて、既存の設備であっても大規模な改造の必要なく適用することが可能となる。また、冷却手段74にミスト冷却配管を用いる場合、設置や取り外しが困難であり、設備故障時等により水漏れが発生した際の水蒸気爆発の可能性もあるが、冷却手段74を空冷式とすることでこのような問題も解消される。
The cooling means 74 is a mechanism for cooling the
本実施形態に係る真空脱ガス装置1は、下部槽7の本体70の底面と、防熱板72との間に空気層が形成される。この空気層の断熱効果によって、溶鋼3からの輻射熱による本体70の底面の加熱が抑制されることから、下部槽7の本体70の熱変形を防止することができる。さらに、本実施形態に係る真空脱ガス装置1は、防熱板72を冷却する冷却手段74を有するため、断熱効果がさらに向上し、防熱板72の変形も抑えることができる。
In the
また、本実施形態に係る真空脱ガス装置1は、防熱板72を還流管71と重畳する箇所が円弧状に切り欠かれた方形状の形状とすることで、防熱板72と浸漬管71との間隙を小さくすることができ、この間隙からの輻射熱を遮ることができる。このため、例えば、切り欠き部分が方形状のように、防熱板72と浸漬管71との間隙が大きい場合に比べて、下部槽7の熱変形をより抑えることができる。
In addition, in the
さらに、本実施形態に係る真空脱ガス装置1は、ボルトとフックとを使って大型の防熱板を下部槽下部に設置する場合に比べて、防熱板72の懸架に使用する部品数を少なくすることができ、構成を簡易にすることができる。このため、操業中に飛散するスプラッシュ等に起因する防熱板72の取り外し時においても、取り外し不良を起こすことなく、簡便に取り外しを行うことができる。
Furthermore, the
<変形例>
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。
<Modification>
Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, it is not intended that the invention be limited by these descriptions. By referring to the description of the present invention, other embodiments of the present invention including various modifications in addition to the disclosed embodiments will be apparent to those skilled in the art. Therefore, it should be understood that the embodiments of the invention described in the claims also include embodiments including these modifications described in this specification, either alone or in combination.
例えば、上記実施形態では、防熱板72が底面視で奥行方向中央の横方向端部が扇型に切り欠かれた方形状の形状を有するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。防熱板72は、本体70の底面中央の下方に設けられるものであればよく、上記実施形態と異なる形状寸法であってもよい。また、上記実施形態では、奥行き方向に並んで設けられる2枚の防熱板72であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。防熱板72は、還流管71との干渉がないようであれば、1枚であってもよい。また、防熱板72は、さらに分割されたものであってもよい。一例として、図5及び図6に、防熱板72が4枚の板からなる場合を示す。図5及び図6に示す例では、防熱板72は、奥行方向及び横方向にそれぞれ2分割された形状であり、4枚設けられた状態で上記実施形態の防熱板72と同様な形状となる。防熱板72の数を多くすることで、防熱板72の設置が容易となる。また、横方向の中央側に支持部材73を固定可能な構造物などがある場合には、横方向中央に支持部材73が簡易に設置できる。
For example, in the above embodiment, the
また、本発明によれば、真空脱ガス装置1の2本の還流管71を有する下部槽7の変形防止方法として、上記実施形態のように防熱板72を設ける、下部槽7の変形防止方法が提供される。
The present invention also provides a method for preventing deformation of the
1 真空脱ガス装置
2 取鍋
3 溶鋼
4 スラグ
5 真空槽
6 上部槽
7 下部槽
70 本体
71 還流管
72 防熱板
73 支持部材
74 冷却手段
8 浸漬管
9 ダクト
10 原料投入口
11 上吹きランス
Claims (5)
前記下部槽は、前記下部槽の本体底面の下方、且つ前記2本の還流管の間に設けられる複数に分割された防熱板と、前記下部槽の底面に固定され、少なくとも前記2本の還流管が並ぶ方向における前記防熱板の両端部が載せられて設置される支持部材とを有する、真空脱ガス装置。 A vacuum degassing apparatus having a lower vessel with two reflux pipes,
The lower vessel is a vacuum degassing apparatus having a heat shield divided into multiple parts that is disposed below the bottom surface of the lower vessel and between the two return pipes, and a support member that is fixed to the bottom surface of the lower vessel and on which both ends of the heat shield in the direction in which at least the two return pipes are aligned are placed .
前記下部槽の本体底面の下方、且つ前記2本の還流管の間に複数に分割された防熱板を設け、前記下部槽の底面に固定され、少なくとも前記2本の還流管が並ぶ方向における前記防熱板の両端部が載せられて設置される支持部材を前記下部槽に設ける、下部槽の変形防止方法。 A method for preventing deformation of a lower vessel having two reflux pipes of a vacuum degassing apparatus, comprising the steps of:
A method for preventing deformation of a lower tank, comprising providing a heat shield divided into multiple pieces below the bottom surface of the main body of the lower tank and between the two return pipes, and providing a support member in the lower tank that is fixed to the bottom surface of the lower tank and on which both ends of the heat shield in at least the direction in which the two return pipes are aligned are placed .
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