(57)【要約】【課題】フラックスに混入した鉄粉が捕捉されずに通過することを抑制できる、転炉へのフラックス投入方法を提供する。【解決手段】空気を用いてフラックスを搬送する搬送経路１を通じて、フラックスを転炉に搬送し、ランスを用いて転炉に収容された溶銑にフラックスを投入する転炉へのフラックス投入方法であって、搬送経路１には搬送方向の上流側から、固定された傾斜部材と、マグネットユニットと、が設けられ、マグネットユニットは、搬送経路１の断面方向に並列に配置された複数の棒状磁石を有し、固定された傾斜部材は、複数の棒状磁石が設けられた位置におけるフラックスの流れを斜めに変化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を用いてフラックスを搬送する搬送経路１を通じて、前記フラックスを転炉に搬送し、ランスを用いて転炉に収容された溶銑に前記フラックスを投入する転炉へのフラックス投入方法であって、
前記搬送経路１には搬送方向の上流側から、固定された傾斜部材と、マグネットユニットと、が設けられ、
前記マグネットユニットは、前記搬送経路１の断面方向に並列に配置された複数の磁石を有し、
前記固定された傾斜部材は、前記複数の磁石が設けられた位置における前記フラックスの流れを斜めに変化させる、転炉へのフラックス投入方法。
【請求項２】
前記固定された傾斜部材は固定羽根であり、前記固定羽根は、前記フラックスの流れを拡散させる、請求項１に記載の転炉へのフラックス投入方法。
【請求項３】
前記搬送経路１と前記転炉との間に、重力により前記フラックスを搬送する搬送経路２がさらに設けられ、
前記搬送経路２には、前記マグネットユニットがさらに設けられる、請求項１または請求項２に記載の転炉へのフラックス投入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラックスに混入した鉄粉を磁石により捕捉する、転炉へのフラックス投入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼工程の転炉のフラックスインジェクションラインでは、ランスから酸素や石灰を含有するフラックスを転炉に搬送し、ランスを用いて転炉に収容された溶銑にフラックスが吹き込まれる。石灰は、搬入時あるいは配管輸送時に鉄粉や微細な鉄屑が混入する場合がある。また、酸素送給配管に鉄粉等が混入すると、管壁との摩擦等により、配管内で当該鉄粉等が酸素と反応して爆発的に燃焼するおそれがある。
【０００３】
これに対し、特許文献１には、不活性ガスを搬送ガスとして用いることで、フラックスが金属や炭素を含有していても、配管での燃焼を未然に防止できる技術が開示されている。また、特許文献２には、食品等の素材や製品から細かい鉄粉等の異物を除去する技術として、棒状磁石を並列に複数配置し、細かい鉄粉等を棒状磁石に磁着させて除去する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７１１７号公報
【特許文献２】特開２００３−３０３７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術は、フラックスを搬送する搬送経路とは別に酸素を吹き込む搬送経路が必要になるので、ランスを２重管以上にする必要があってランスの設備コストが上昇する。また、２以上の経路から別々のガスを吹き込むので、ランスの吹き込み制御も複雑になる。
【０００６】
特許文献２に開示された磁性体除去装置をフラックスの配管経路に設けることで、ランスの構成や制御を複雑にすることなく、フラックスに混入した鉄粉等を除去できるので、配管内で鉄粉と酸素が反応することによる爆発を防止できる。しかしながら、搬送経路に磁性体除去装置を設けただけでは、フラックスの搬送速度が速い場合に、一部の鉄粉が補捉されずに磁性体除去装置を通過してしまう、という課題があった。本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、フラックスの搬送速度が速い場合であっても、フラックスに混入した鉄粉が捕捉されずに通過することを抑制できる、転炉へのフラックス投入方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）空気を用いてフラックスを搬送する搬送経路１を通じて、前記フラックスを転炉に搬送し、ランスを用いて転炉に収容された溶銑に前記フラックスを投入する転炉へのフラックス投入方法であって、前記搬送経路１には搬送方向の上流側から、固定された傾斜部材と、マグネットユニットと、が設けられ、前記マグネットユニットは、前記搬送経路１の断面方向に並列に配置された複数の磁石を有し、前記固定された傾斜部材は、前記複数の磁石が設けられた位置における前記フラックスの流れを斜めに変化させる、転炉へのフラックス投入方法。
（２）前記固定された傾斜部材は固定羽根であり、前記固定羽根は、前記フラックスの流れを拡散させる、（１）に記載の転炉へのフラックス投入方法。
（３）前記搬送経路１と前記転炉との間に、重力により前記フラックスを搬送する搬送経路２がさらに設けられ、前記搬送経路２には、前記マグネットユニットがさらに設けられる、（１）または（２）に記載の転炉へのフラックス投入方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る転炉へのフラックス投入方法では、複数の磁石が設けられた位置におけるフラックスの搬送方向が斜めに変化するので、搬送方向におけるフラックスの搬送速度が遅くなるとともに、フラックスが磁石近傍を移動する距離が長くなる。この結果、フラックスが磁石近傍に存在する時間が長くなるので、フラックスに混入した鉄粉が磁石に捕捉されずに通過することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る転炉へのフラックス投入方法が実施できるフラックス搬送経路１０を示す模式図である。
【図２】マグネットユニット１８の斜視図である。
【図３】固定羽根１６の斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２の正面図である。
【図６】空気流速と鉄粉の捕捉率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を発明の実施形態を通じて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る転炉へのフラックス投入方法が実施できるフラックス搬送経路１０を示す模式図である。フラックス搬送経路１０は、ジェットパック車１２からサイロ２０に搬送する搬送経路１４と、サイロ２０からリフトタンク２４へ搬送するエアスライダ２２と、リフトタンク２４から中間タンク２８に搬送する搬送経路２６と、中間タンク２８から秤量タンク３２へ搬送する搬送経路３０と、秤量タンク３２から転炉３８へ搬送する搬送経路３６と、を含む。
【００１１】
製造メーカから購入されたフラックスは、空気を用いてジェットパック車１２から搬送経路１４を通ってサイロ２０へ圧送される。サイロ２０に搬送されたフラックスは、エアスライダ２２によってリフトタンク２４に搬送される。リフトタンク２４に搬送されたフラックスは、空気を用いて搬送経路２６を通って中間タンク２８へ圧送される。中間タンク２８に搬送されたフラックスは、搬送経路３０を通って秤量タンク３２に落下搬送される。秤量タンク３２に搬送されたフラックスは、切出し装置３４によって所定量切出され、酸素を用いて搬送経路３６を通って転炉３８に搬送される。転炉３８に搬送されたフラックスは、ランスを用いて転炉３８に収容された溶銑に投入される。
【００１２】
搬送経路１４には、搬送管１５に搬送方向の上流側から固定羽根１６と、複数のマグネットユニット１８（図１では３つ）とが設けられている。図２は、マグネットユニット１８の斜視図である。マグネットユニット１８は、角筒４０と、棒状磁石４２とを有する。複数の棒状磁石４２は、角筒４０の対向する一組の内面に並列に配置されている。また、複数のマグネットユニット１８が、棒状磁石４２が搬送経路１４の断面方向に並列になるように設けられる（図１）。なお、本実施形態では、マグネットユニット１８が有する磁石が棒状磁石４２である例を示したが、磁石の形状は棒状に限らない。磁石の形状は、複数の磁石が搬送経路１４の断面方向に並列に設けられ、当該複数の磁石の隙間をフラックスが通過できる形状であれば、特に限定しなくてよい。
【００１３】
図３は、固定羽根１６の斜視図である。固定羽根１６は、マグネットユニット１８の直前に設置するとよく、中心軸４４と複数の傾斜板４６（図３では４枚）を有する。フラックスが空気によって圧送されると、固定羽根１６によって圧送された空気に遠心力が作用して、マグネットユニット１８が設けられた位置におけるフラックスの流れは斜め方向に変化し、搬送経路１４に沿った方向のフラックスの搬送速度は低下する。また、固定羽根１６により、フラックスの流れは周方向に広がるように拡散し、かつ、フラックスは分散される。
【００１４】
図４は、図２のＡ−Ａ断面を搬送経路の側面（図２のＹ方向）から見た図である。図４を用いて、フラックスの搬送方向が斜めになることによって鉄粉が棒状磁石に捕捉されやすくなることを説明する。上述したように、固定羽根１６によってフラックスの流れ方向は斜め方向に変化する。搬送方向が斜めに変化すると、棒状磁石４２の近傍を移動するフラックスの距離は図４のＬ１からＬ２に長くなるので、フラックスに混入した鉄粉は棒状磁石４２に捕捉されやすくなる。また、搬送経路１４に沿った方向（図４のＸ方向）のフラックスの搬送速度が低下することで、棒状磁石４２の近傍にフラックスが存在する時間が長くなる。これにより、さらに、フラックスに混入した鉄粉は棒状磁石４２に捕捉されやすくなる。
【００１５】
図５は、図２の搬送方向（図２のＸ方向）から見た正面図である。図５を用いて、フラックスの流れが拡散することによってフラックスに混入した鉄粉が棒状磁石４２に捕捉されやすくなることを説明する。拡散前のフラックスの流れと棒状磁石４２との接触領域を領域５０とすると、フラックスの流れが拡散することで、フラックスの流れと棒状磁石４２との接触領域は、領域５０から領域５２に拡大する。このように、フラックスと棒状磁石４２との接触領域の面積が拡大すると、同じ量のフラックスに作用する磁力の領域が拡大して、フラックスに混入した鉄粉は棒状磁石４２に捕捉されやすくなる。また、固定羽根１６によりフラックスが分散されることにより、鉄粉はフラックス内を移動しやすくなる。これにより、さらに、フラックスに混入した鉄粉は棒状磁石４２に捕捉されやすくなる。
【００１６】
このように、本実施形態に係る転炉へのフラックス投入方法では、空気を用いてフラックスを圧送する搬送経路１４の搬送方向の上流側から固定羽根１６と、マグネットユニット１８とを設け、固定羽根１６を用いて、フラックスの流れ方向を傾斜させ、拡散させ、フラックスを分散させる。これにより、フラックスに混入した鉄粉は、棒状磁石４２に捕捉されやすくなるので、フラックスに混入した鉄粉が棒状磁石４２に捕捉されずに通過することを抑制できる。これにより、当該フラックスを酸素を用いてランスから吹込んだとしても、鉄粉と酸素が反応することによる爆発は抑制される。
【００１７】
なお、本実施形態では、固定羽根１６を設けた例を示したが、これに限らない。固定羽根１６に代えて、マグネットユニット１８の上流側にフラックスの流れを傾斜させる固定された傾斜部材を設けてもよく、これにより、図４で説明した効果が得られるとともに、搬送経路１４に沿った方向のフラックスの搬送速度も低下させる。これにより、フラックスに混入した鉄粉が棒状磁石４２に捕捉されずに通過することを抑制できる。なお、固定された傾斜部材は、フラックスの流れを傾斜させ、搬送経路１４に沿った方向のフラックスの搬送速度を低下させる部材であればよい。固定された傾斜部材は、例えば、搬送経路１４に固定されて設けられた傾斜板である。但し、図３に示した固定羽根１６を設けることで、図４に示した効果に加え、さらに、図５に示した効果およびフラックスを分散される効果も得られるので、固定された傾斜部材を設けた場合よりも固定羽根１６を設ける方が、よりフラックスに混入した鉄粉が棒状磁石４２に捕捉されずに通過することを抑制できる。また、固定羽根１６は、個々のマグネットユニット１８の直前にそれぞれ設置してもよく、図１に示すように、複数のマグネットユニット１８を一群として、その直前に設置してもよい。
【００１８】
また、本実施形態において、搬送経路１４に固定羽根１６およびマグネットユニット１８を設けた例を示したが、これに限られない。固定羽根１６およびマグネットユニット１８は、空気を用いてフラックスが搬送される搬送経路に設けられてよく、搬送経路１４に代えて搬送経路２６（図１）に設けてもよい。本実施形態において、空気を用いてフラックスを搬送する搬送経路１は、搬送経路１４および搬送経路２６である。
【００１９】
また、固定羽根１６およびマグネットユニット１８を設ける搬送経路は、フラックス搬送経路１０の搬送方向のさらに下流側に設けられることが好ましい。フラックス搬送経路１０の下流側に固定羽根１６およびマグネットユニット１８を設けることで、固定羽根１６およびマグネットユニット１８が設けられた搬送経路よりも上流側に存在する搬送経路が長くなり、下流側に存在する搬送経路が短くなる。
【００２０】
固定羽根１６およびマグネットユニット１８の下流側の搬送経路で発生した鉄粉は、その上流側に設けられたマグネットユニット１８では捕捉できない。このため、フラックス搬送経路１０のさらに下流側に固定羽根１６およびマグネットユニット１８を設け、固定羽根１６およびマグネットユニット１８の下流側に存在する搬送経路を短くする。これにより、マグネットユニット１８で捕捉されない鉄粉が発生する可能性のある搬送経路が短くなり、マグネットユニット１８で捕捉されない鉄粉が発生する可能性が低くなる。
【００２１】
さらに、本実施形態では、搬送経路３０のそれぞれにマグネットユニット１８を設けている。搬送経路３０は、中間タンク２８から秤量タンク３２へ落下輸送するときに通過する搬送経路である。搬送経路３０は、重力によりフラックスが中間タンク２８から秤量タンク３２に搬送される搬送経路であり、フラックスの搬送速度は、空気で圧送される搬送経路１４および搬送経路２６よりも遅いので、フラックスに混入した鉄粉は、より棒状磁石４２に捕捉される。
【００２２】
また、マグネットユニット１８が設けられた搬送経路３０は、固定羽根１６が設けられた搬送経路１４と、転炉３８との間に設けられる。このように、固定羽根１６が設けられた搬送経路１４よりも下流側であって転炉３８よりも上流側の搬送経路３０にマグネットユニット１８をさらに設けることで、固定羽根１６およびマグネットユニット１８が設けられた搬送経路１４よりも下流側で鉄粉が発生したとしても、搬送経路３０よりも上流側であれば、搬送経路３０に設けられたマグネットユニット１８で当該鉄粉を捕捉できる。なお、本実施形態において、重力によりフラックスを搬送する搬送経路２は、搬送経路３０である。
【００２３】
次に、固定羽根１６の効果を確認した実験について説明する。実験は、搬送経路１４と同じ内径の管を準備し、当該管の中央にマグネットユニット１８と固定羽根１６とを１つ設け、空気を用いて固定羽根１６を設けた側から所定量の鉄粉を混入させたフラックスを圧送し、マグネットユニット１８を通過させた。その後、棒状磁石４２に捕捉された鉄粉の質量を測定し、全鉄粉質量に対する捕捉された鉄粉の質量の割合を算出した。この操作を、フラックスを圧送する空気の流速を変えて複数回実施した。また、管の中央にマグネットユニット１８のみを設けたこと以外は条件を同じにした比較実験も併せて行った。
【００２４】
図６は、空気流速と鉄粉の捕捉率との関係を示すグラフである。図６において、横軸は空気流速（ｍ／ｓ）であり、縦軸は鉄粉の捕捉率（質量％）である。なお、鉄粉の補捉率は、［棒状磁石４２に捕捉された鉄粉質量（ｋｇ）／全鉄粉質量（ｋｇ）］×１００で算出した値である。
【００２５】
図６の実線は、マグネットユニット１８と固定羽根１６を設けた実験の結果を示し、点線は、マグネットユニット１８のみを設けた比較実験の結果を示す。図６に示すように、マグネットユニット１８のみを設けた比較実験では、フラックスを搬送する空気の流速が速くなるにつれて鉄粉の捕捉率が大きく低下した。一方、マグネットユニット１８と固定羽根１６を設けた実験では、フラックスを搬送する空気の流速が速くなっても鉄粉の捕捉率はわずかしか低下せず、良好な捕捉率を示した。
【００２６】
フラックスを搬送する空気の流速を速くすると、流速を速くした分、棒状磁石４２の近傍にフラックスが存在する時間が短くなる。これにより、比較実験（図６の点線）では、棒状磁石４２に捕捉される鉄粉が減少し、鉄粉の補捉率が低下した。これに対し、本実施形態に係る転炉へのフラックス投入方法では、固定羽根１６の上述した効果により、空気流速を速くしても棒状磁石４２に捕捉される鉄粉量の減少が抑制され、この結果、鉄粉の補捉率の低下が抑制できた。このように、本実施形態に係る転炉へのフラックス投入方法を実施することで、フラックスを搬送する空気の流速が速い場合であっても、フラックスに混入した鉄粉が棒状磁石４２に捕捉されずに通過することを抑制できることが確認された。これにより、鉄粉が混入したままフラックスが吹込まれることが抑制されるので、ランスから酸素とフラックスを同一の経路で溶銑に吹き込んでも、鉄粉と酸素が反応することによる爆発を十分に抑制できることがわかる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  フラックス搬送経路
１２  ジェットパック車
１４  搬送経路
１５  搬送管
１６  固定羽根
１８  マグネットユニット
２０  サイロ
２２  エアスライダ
２４  リフトタンク
２６  搬送経路
２８  中間タンク
３０  搬送経路
３２  秤量タンク
３４  切出し装置
３６  搬送経路
３８  転炉
４０  角筒
４２  棒状磁石
４４  中心軸
４６  傾斜板
５０  領域
５２  領域
【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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