(57)【要約】【課題】精錬処理を効率良く行いながら十分に集塵も行うことができるようにする。【解決手段】第１に、精錬処理時の送酸速度と建屋２に流入する粉塵量との関係を求め、第２に、精錬処理で発生する粉塵が建屋２に流入しない送酸速度Ｘ１を求め、第３に、送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った場合において当該精錬処理の精錬処理時間と建屋２内の粉塵濃度との関係を用いて求め、第４に、送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った後、送酸速度Ｘ１以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合における精錬処理時間と建屋２内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第１管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。そして、第５に、精錬処理を行う際は、送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行うこととし、精錬を終了時から低下時間以上前に送酸速度を最大の送酸速度Ｘ１に低下させる。【選択図】図２
2014040627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
精錬処理で発生した粉塵を、精錬処理を行う設備の直上で局所集塵を用いて集塵すると共に、前記局所集塵とは異なる建屋集塵を行いながら精錬処理を行う方法であって、
精錬処理前に下記（１）〜（４）に示す事前準備を行った後、精錬処理時には下記（５）の工程を行うことを特徴とする精錬方法。
（１）精錬処理時の送酸速度と建屋に流入する粉塵量との関係を求める。
（２）精錬処理で発生する粉塵が建屋に流入しない送酸速度Ｘ１を求める。
（３）送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った場合において当該精錬処理の精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係を用いて求める。
（４）送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った後、送酸速度Ｘ１以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合における精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第１管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。
（５）送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行うこととし、精錬を終了時から工程（４）で求めた低下時間以上前に、送酸速度を最大の送酸速度Ｘ１に低下させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精錬処理で発生した粉塵を、精錬処理を行う設備の直上で局所集塵を用いて集塵すると共に、局所集塵とは異なる建屋集塵を行いながら精錬処理を行う精錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、精錬処理を行った際に、粉塵が発生することが知られている。粉塵が多量に発生すると、作業環境が悪化することから、粉塵を集塵する集塵装置で精錬処理時等に発生した粉塵を回収している。集塵装置で粉塵を集塵する技術として特許文献１〜３に示すものがある。
特許文献１では、副原料ホッパーから転炉に投入する副原料の秤量値を導入し、この該当副原料の投入によって発生する排ガス流量に相当する酸素吹き込み流量値を算出する演算装置を設けると共に、排ガス集塵装置出側の圧力測定値又は排ガス流量測定値を導入し、これと設定値と比較し、その偏差値に相当する酸素吹き込み流量値を算出し、演算装置と含塵量調節装置からの各酸素吹き込み流量値と、所定ベースの酸素吹き込み流量設定値を導入し、酸素流量調節計用の設定値を出力する酸素吹き込み流量設定装置を設けている。
【０００３】
特許文献２では、転炉から発生する排ガス中のダスト量を測定し、測定したダスト量に基づきダスト発生量のヒート間の推移を求め、当該ヒート直前のヒート、又は、当該ヒート直前の２以上のヒートにおけるダスト発生量が設定した閾値を逸脱したときには、ダスト発生量が閾値内となるように当該ヒートの操業条件を変更している。
特許文献３では、誘引送風機の回転数における誘引送風機の発生圧力から排ガス中の含塵量を求め、含塵量と予め設定された環境基準値とを比較して、含塵量が環境基準値より小さい場合には定めた回転数を誘引送風機の回転数とし、含塵量が環境基準値より大きい場合には環境基準値を満足する回転数に計算し直している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５４−０２２１６９号公報
【特許文献２】特開２００２−０６０８２４号公報
【特許文献３】特許第３０８０４５２６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は、転炉等で精錬したときに発生した粉塵量を考慮して酸素吹き込みを行っているものの、この技術では、粉塵量によって精錬処理時における送酸速度が制限されてしまい、精錬処理の時間を短くしながら十分に精錬処理を行うことは非常に難しいのが現状であった。
また、特許文献２や３も、粉塵量に関するものであるが、特許文献１と同様に、精錬処理の時間を短くしながら十分に精錬処理を行うことは非常に難しいのが現状であった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、精錬処理を効率良く行いながら十分に集塵も行うことができる精錬方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、精錬処理で発生した粉塵を、精錬処理を行う設備の直上で局所集塵を用いて集塵すると共に、前記局所集塵とは異なる建屋集塵を行いながら精錬処理を行う方法であって、精錬処理前に下記（１）〜（４）に示す事前準備を行った後、精錬処理時には下記（５）の工程を行うことを特徴とする。
（１）精錬処理時の送酸速度と建屋に流入する粉塵量との関係を求める。
（２）精錬処理で発生する粉塵が建屋に流入しない最大の送酸速度Ｘ１を求める。
（３）最大の送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った場合において当
該精錬処理の精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係を、工程（１）で求めた送酸速度及び粉塵量を用いて求める。
（４）送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った後、最大の送酸速度Ｘ１以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合における精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第１管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。
（５）最大の送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行うこととし、精錬を終了時から工程（４）で求めた低下時間以上前に、送酸速度を最大の送酸速度Ｘ１に低下させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、精錬処理を効率良く行いながら十分に集塵も行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の精錬方法の各工程を示した図である。
【図２】溶銑予備処理、建屋、局所集塵を行う設備、建屋集塵を行う設備を示した図である。
【図３】浸漬ランス等を通す開口孔を示した図である。
【図４】送酸速度と建屋に流入する粉塵量との関係を示す図である。
【図５】建屋の内部を模式的に示した斜視図である。
【図６】送酸速度が９４．０Ｎｍ３／ｍｉｎ且つ建屋集塵が３０００ｍ３／ｍｉｎであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
【図７】送酸速度が９４．０Ｎｍ３／ｍｉｎ且つ建屋集塵が２０００ｍ３／ｍｉｎであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
【図８】送酸速度が９４．０Ｎｍ３／ｍｉｎ且つ建屋集塵が６０００ｍ３／ｍｉｎであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
【図９】建屋集塵が３０００ｍ３／ｍｉｎであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
【図１０】建屋集塵が２０００ｍ３／ｍｉｎであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
【図１１】建屋集塵が６０００ｍ３／ｍｉｎであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
【図１２】溶銑のＳｉ濃度と、精錬剤１の原単位との関係図である。
【図１３】建屋内における粉塵濃度の測定位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
製鋼工場では、高炉から出銑した溶銑に対して、脱珪処理、脱りん処理及び脱炭処理などの精錬処理が行われるのが一般的である。精錬処理では、精錬剤や酸素等を溶銑に供給して溶銑の精錬を行うが、精錬処理時には、排ガス等の粉塵が発生する。発生した粉塵は、精錬処理を行う精錬設備の直上に設けた集塵機で局所集塵（局所的に集塵を行うこと）を行っている。この局所集塵によって精錬処理時に発生した粉塵を集塵することが理想的であるが、例えば、集塵機やバグフィルター等の集塵能力によって全ての粉塵を集塵できない場合がある。局所集塵によって集塵しきれない粉塵は、建屋内に広がり、作業員が作業する作業空間（作業場所）に至る場合がある。建屋内の粉塵が多い場合には、作業員は状況に応じて、粉塵マスク、防塵メガネ（ゴーグル）をすることがある。加えて、作業空間を良好にするためには、局所集塵とは別に建屋に集塵機を設け、建屋内の粉塵を建屋の集塵機で集塵する建屋集塵を行う。このように、建屋集塵を実施することによって、建屋内の粉塵を減少させることができ、作業員の作業場所の環境を良くすることができる。
【００１１】
本発明は、局所集塵と建屋集塵との両方を実施しながら精錬処理を行うに際し、作業員の作業場所の環境を良くするために、精錬処理の条件を適宜変更するようにしたものである。なお、精錬処理は、酸素を供給するものであればどのような処理であってもよく、精錬処理を行う容器も、混銑車、溶銑鍋、転炉などどのようなものであってもよい。
さて、精錬処理では、気体酸素や固体酸素を溶銑に供給して精錬を行う。気体酸素や固体酸素を溶銑に供給したときの酸素の送酸速度の大きさにより精錬反応が変わり、この精錬反応の度合いが、粉塵を発生させる度合いに影響を与える。つまり、精錬処理時における送酸速度と粉塵の発生量とは関係性があり、建屋内の作業環境を良くするためには、精錬処理時における送酸速度を適切にしなければならない。
【００１２】
以下、送酸速度と、精錬処理時に発生する粉塵との関係について説明する。
精錬処理において送酸速度（酸素の供給量）が大きい場合、精錬反応が速くなり、粉塵の発生量が増加すると共に排ガス温度も高くなる。このような場合、精錬処理時に発生した粉塵を局所集塵では集塵できなくなり、粉塵が建屋内に広がることになる。ここで、建屋内に広がる粉塵量が少ない状況下では、建屋集塵も行っているため、建屋内の粉塵は増加することがない。一方、建屋内に広がる粉塵が多い場合（局所集塵で集塵しきれなかった粉塵が多い場合）は、建屋内の粉塵は増加することになる。
【００１３】
このように、精錬処理において送酸速度は、粉塵の発生量に影響を及ぼし、当該送酸速度が大きいと、建屋に広がる粉塵量も増加する可能性がある。そのため、本発明では、図１に示すように、精錬処理を行う前に、まず、精錬処理時の送酸速度と建屋に流入する粉塵量（建屋内に広がる粉塵量）との関係を求めることとしている（処理（１））。
精錬処理時の送酸速度と、建屋内に流入する流入粉塵量は、精錬処理における精錬条件（設備条件）や操業方法によっても異なる可能性がある。そのため、処理（１）では、実操業において計測された送酸速度と、そのときの送酸速度において建屋に流入する流入粉塵量とを実操業の結果から求めることとしている。
【００１４】
なお、上述したように精錬処理では、酸素源として、固体酸素と気体酸素との両方を使用する場合がある。ここで、固体酸素及び気体酸素から求めた送酸速度の値が同じであっても、固体酸素に対する気体酸素の比率（気酸比率）が異なる場合、建屋に流入する粉塵量が増減することがある。例えば、脱りん処理において、気酸比率が大きい場合、２次燃焼量が増加し、排ガスの温度が上昇することがある。排ガス温度が上昇した場合は、排ガス温度の上昇を抑えるために冷却空気を局所集塵を行う集塵機付近で供給する場合がある。この影響によって局所集塵で集塵する集塵量が少なくなり、建屋に流入する粉塵量が多くなる。即ち、同じ送酸速度でも気酸比率が大きくなることがあることから、同じ送酸速度であっても、建屋に流入する最も多い粉塵量を処理（１）における粉塵量として採用することが好ましい。
【００１５】
さて、精錬処理における送酸速度と粉塵量との傾向をより詳しく見てみると、粉塵の発生量は、送酸速度が増加するにしたがって次第に大きくなる。送酸速度が大きい場合は、局所集塵で集塵できずに粉塵が建屋に流入してしまうが送酸速度が小さい場合は、粉塵は建屋に流入しなくなる。つまり、粉塵が建屋内に流入しない状況を実現する送酸速度と、粉塵が建屋内に流入する状況を発現する送酸速度との境界があり、両者には境界がある。ここで、建屋内に粉塵を流入しないことのみに着目すれば、精錬処理での送酸速度を非常に小さくして常に処理を行えばよいが、精錬処理が非常に長くなり、生産性等が低下して実施することができない。このようなことから、精錬処理を行うにあたって、粉塵が建屋に流入する送酸速度と粉塵が建屋に流入しなくなる送酸速度との境界値、即ち、粉塵が建屋に流入しなくなる最大の送酸速度（未流入送酸速度）Ｘ１を把握することが必要である。
【００１６】
未流入送酸速度Ｘ１が分かれば、例えば、精錬処理の前半では、未流入送酸速度Ｘ１よりも大きな送酸速度Ｘ２で精錬処理を進めつつ、精錬処理の後半では、未流入送酸速度Ｘ１よりも小さな送酸速度で処理を進めて処理を行い、最終的に、精錬処理が終了した時点では、建屋内の粉塵量を少なくすることが可能となる。つまり、粉塵が建屋に流入する送酸速度と粉塵が建屋に流入しなくなる送酸速度との境界値である未流入送酸速度Ｘ１を算出しておき、未流入送酸速度Ｘ１を用いて送酸速度を制御することによって、精錬処理の効率性と建内の環境性とに優れた処理を行うことが可能となる。
【００１７】
そこで、本発明では、処理（２）にて、精錬処理で発生する粉塵が建屋に流入しない送酸速度（未流入送酸速度）Ｘ１を求めることとしている。この処理でも、同じ送酸速度で
も気酸比率によって粉塵が建屋に流入しない未流入送酸速度Ｘ１が複数存在する場合、その中で最も小さな送酸速度を、未流入送酸速度Ｘ１とすることが好ましい。なお、局所集塵のみで集塵が可能な送酸速度（未流入送酸速度）Ｘ１は、設備条件や操業方法等によって異なるため、実操業における送酸速度を用いて設定することが好ましい。また、精錬処理で発生する排ガス（粉塵）は、茶褐色等の有視煙であるため、建屋内に粉塵が流入する有無を確認することは目視で容易に判断できることから、目視にて未流入送酸速度Ｘ１を求めてもよい。送酸速度の実測にあたっては、データロガー等を用いて気酸流量（送酸速度）を記録し求めるようにするすることが好ましい。
【００１８】
次に、工程（３）では、未流入送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った場合において、送酸速度Ｘ２で精錬処理を行ったときの精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係を求める。上述したように、工程（１）にて送酸速度と粉塵量との関係が予め分かっているため、送酸速度及び粉塵量の関係からシミュレーションを用いて求める。建屋内の粉塵濃度は、建屋の大きさ、即ち、建屋の内容積（体積）と、建屋内の粉塵量とを用いて算出することができる。
【００１９】
このように、工程（３）によって、送酸速度Ｘ２で精錬処理を行ったときの精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係を求めることにより、送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った場合、どの程度、建屋内の粉塵濃度が増加したかを精錬時間毎に把握することができる。
さて、未流入送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行うと建屋内の粉塵量、即ち、粉塵濃度は大きくなるが、工程（３）では、送酸速度Ｘ２で精錬を行った精錬時間と、建屋内の粉塵濃度との関係が分かっているため、送酸速度Ｘ２での精錬を終了した時点での建屋内の粉塵濃度を把握することができる。ここで、送酸速度Ｘ２での精錬を終了した時点から未流入送酸速度Ｘ１以下の送酸速度で精錬処理を行った場合を考える。送酸速度は、未流入送酸速度Ｘ１であるため、この精錬処理で発生した粉塵は局所集塵のみで集塵される、一方で、既に精錬処理によって建屋に入っていた粉塵は建屋集塵のみで集塵することとなり、建屋内の粉塵は、精錬時間に応じて徐々に低下させることができる。工程（３）で送酸速度を低下させる前の粉塵濃度は把握できているため、未流入送酸速度Ｘ１で精錬処理を続けることにより、低下する粉塵濃度が分かれば、最終的に精錬終了したときの粉塵濃度を制御することが可能となる。
【００２０】
このようなことから、本発明の工程（４）では、送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った後、未流入送酸速度Ｘ１以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合での建屋内の粉塵濃度と、その精錬時間との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第１管理区分（詳細は後述）に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。この工程（４）では、送酸速度Ｘ２の精錬処理によって既に建屋内の粉塵濃度は増加している状態から、送酸速度を未流入送酸速度Ｘ１に切り換えた場合での、建屋内の粉塵濃度の低下度合いをシミュレーションを用いて求める。即ち、建屋内の粉塵濃度が、未流入送酸速度Ｘ１に切り換え後の精錬処理開始後から作業環境管理で定める第１管理区分に相当する粉塵濃度にまで下がる低下時間を求める。
【００２１】
作業環境管理で定める第１管理区分に相当する粉塵濃度とは、労働安全衛生法第６５条に基づく気中有害物質の測定結果から作業環境管理の状態を評価するときの基準となる管理濃度の事である。粉塵濃度の第一管理は作業環境測定基準より、Ｅ＝３．０÷（１．１９Ｑ＋１）という式で求められる。Ｅは、労働安全衛生法第65条に基づく気中有害物質の測定結果から作業環境管理の状態を評価するときの基準となる濃度(単位：ｍｇ／ｍ３であり、Ｑは、粉じんの遊離けい酸含有率（単位：％）である。建屋内の粉塵を採取し、当該粉塵の遊離けい酸含有率を測定することで、第１管理区分を求めることができる。また、遊離けい酸とは、けい酸塩化合物を構成する結合珪酸と区別した名称でケイ素が酸素と３次元的に結合していて、他の元素とは結合していない状態の鉱物（ＳｉＯ２）のことである。
【００２２】
シミュレーションの方法はどのような方法で実施しても良いが、例えば、脱りん処理が終了した時の建屋の粉塵濃度の計算値と実績値がほぼ等しい値になっていることが重要である。建屋の体積が小さい場合は、建屋集塵の風量により、建屋内の粉塵の換気の効率が
異なってくる。よって、建屋集塵の風量が実操業で何種類か使用する場合は、建屋集塵の風量毎に精錬処理時間と建屋の粉塵濃度Zの関係を求めておけばよい。
【００２３】
以上のように、本発明では、工程（１）〜工程（４）に示すように、精錬処理を行う前に事前準備をしておき、精錬処理時の送酸速度、建屋に流入する粉塵量、建屋内の粉塵濃度、低下時間などの関係を求めておく。
実際に精錬処理を行う際は、工程（５）に示すように、まず、初めに未流入送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行うこととし、精錬処理を終了する時点から工程（４）で求めた低下時間以上前に、送酸速度を未流入送酸速度Ｘ１以下に低下させ、精錬終了時点での建屋内の粉塵濃度を第１管理区分に相当する粉塵濃度未満にする。
【００２４】
具体的には、精錬処理において、溶銑の目標成分値、精錬処理時に設定した目標温度（溶銑の目標温度）になるために必要な精錬剤の量や気体酸素の量を予め求める。なお、精錬剤の量、気体酸素の量は、目標成分値、目標温度になるような決め方であれば、どのような決め方をしてもよい。精錬剤の使用予定量、気体酸素の使用予定量を予め求めることで、精錬剤の吹込み速度、気体酸素の吹き込み速度（送酸速度）及び全体の精錬時間を決めることができる。加えて、精錬処理での溶銑の目標成分、目標温度に制御するためにも、精錬処理に必要な精錬剤の量や気体酸素の量を前もって決めることは重要である。
【００２５】
実際の操業における送酸速度Ｘ２を決定すると、工程（３）や工程（４）により、操業したときの建屋の粉塵濃度が決まる。また、精錬処理時の建屋内の粉塵濃度を第１管理区分に相当する粉塵濃度未満にするまでの精錬時間（低下時間）、即ち、精錬処理中に送酸速度を未流入送酸速度Ｘ１以下に低下して精錬処理を実施する時間が分かる。そのため、精錬処理を終了する時点から見て、低下時間以上前に、送酸速度を必ず未流入送酸速度Ｘ１にする。
【００２６】
以上、本発明をまとめると、精錬処理前に（１）〜（４）に示す事前準備を行った後、精錬処理時には（５）を行うこととしている。
（１）精錬処理時の送酸速度と建屋に流入する粉塵量との関係を求める。
（２）精錬処理で発生する粉塵が建屋に流入しない送酸速度Ｘ１を求める。
（３）送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った場合において当該精錬処理の精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係を用いて求める。
（４）送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った後、送酸速度Ｘ１以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合における精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第１管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。
（５）送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行うこととし、精錬を終了時から工程（４）で求めた低下時間以上前に、送酸速度を最大の送酸速度Ｘ１に低下させる。
【実施例】
【００２７】
上述した本発明について詳しく説明する。図２は、精錬処理を行う溶銑予備処理、建屋、局所集塵を行う設備、建屋集塵を行う設備を示したものである。
図２に示すように、溶銑予備処理設備１は、建屋２の下方側に設けられ、混銑車３内の溶銑４に精錬剤を吹き込む浸漬ランス５と、酸素を吹き付ける酸素ランス６とを備えている。混銑車３の炉口７の上部には、精錬処理時に発生した粉塵（排ガス）の局所集塵を行う集塵フード８が設けられている。集塵フード８の集塵口９の付近であって集塵口９と混銑車３の炉口７との間にはスプラッシュカバー１０が取り付けられている。スプラッシュカバー１０を設けることによって効率よく排ガスを局所集塵を行うことができる。
【００２８】
集塵フード８には粉塵（排ガス）を通す排出路１１が設けられており、この排出路１１に、粉塵（排ガス）の冷却を行うガス冷却設備１２が設けられると共に、集塵した粉塵等を補角するバグフィルター１３が設けられている。バグフィルター１３は、ガラス繊維のバグフィルター１３で構成されており、耐熱温度は最高で２６０℃とされている。集塵された排ガスの温度が２４０℃以上になったときは、ガス冷却設備１２とバグフィルター１３との間の排出路１１に設けられた冷却空気導入ダンパーを開にすることによって、冷却空気を排出路１１内に導入し、集塵口９の排ガス温度が２６０℃未満になるようにしてい
る。
【００２９】
また、浸漬ランス５及び酸素ランス６は集塵フード８及び排出路１１を上下に貫通して溶銑予備処理設備１の上部に位置する建屋２内に延設されている。建屋２の天井（上部）には、建屋２内の建屋２を行う建屋集塵機１５が設けられている。この建屋集塵機１５は、例えば、３つの集塵機を組み合わせて構成されたもので、３つの集塵機を組み合わせることにより、２０００、３０００、６０００ｍ３／ｍｉｎの能力で建屋集塵を実施することができる。
【００３０】
図２に示す溶銑予備処理設備１にて、精錬処理として脱りん処理を行いつつ局所集塵及び建屋集塵を行った。精錬処理の実施条件は、次の通りである。
混銑車３に装入した溶銑量は、２６０〜３１０ｔｏｎとした。処理前の溶銑成分は、[Ｓｉ]＝０．０５〜０．３５質量％、[Ｐ]＝０．１０３〜０．１３３質量％、[Ｍｎ]＝０．１５〜０．４５質量％とした。脱りん処理後の[Ｐ]は、０．０１５〜０．０３６質量％とした。脱りん処理において３つの精錬剤を用いた。精錬剤の成分は、表１の通りである。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
なお、精錬剤は３種類を使用したがＣａＯ又は、ＣａＯ及びＯを含有しているものであれば何種類使用してもよい。
気体酸素は、Ｏ２が１００％のものを使用し、精錬剤の供給速度は、精錬剤１〜精錬剤３はそれぞれ１００〜６００ｋｇ／分とし、気体酸素は、１０〜８０Ｎｍ３とした。浸漬ランス５及び酸素ランス６を通すための開口孔（建屋２の床孔の大きさ）１６は、図３に示すように、横幅０．９６ｍ、縦幅０．７９ｍにした。
【００３３】
まず、工程（１）にて、脱りん処理時の送酸速度と建屋２に流入する粉塵量との関係を求めるにあたっては実操業を用いた。まず、表２に示すように３回脱りん処理を行った（テスト１〜３）。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
テスト１〜３では、脱りん処理を開始してから１０分経過した途中で、精錬剤１の吹込み速度を１５０ｋｇ／ｍｉｎ、精錬剤２の吹込み速度を１００ｋｇ／ｍｉｎ、気体酸素の流量を６５Ｎｍ３／ｍｉｎに切り換えたることとした。これらの脱りん処理では、固体酸素の吹き込み速度を２１、７ｋｇ／ｍｉｎ、気体酸素の流量を６５Ｎｍ３／ｍｉｎとしたため、送酸速度を求めると、送酸速度は８６．７Ｎｍ３／ｍｉｎとなる。
【００３６】
ここで、開口孔１６を介して建屋２に流入する粉塵量を求めるため、３回の脱りん処理を行っているときに、開口孔１６を通過する（開口孔１６から建屋２内に抜ける）排ガスの粉塵濃度を測定する。詳しくは、図３に示すように、開口孔１６を平面視したとき、地点Ａ、地点Ｂ、地点Ｃの３カ所で排ガス中の粉塵濃度、排ガスの風速、排ガスの温度を測定した。各地点での排ガス中の粉塵濃度、排ガスの風速、排ガスは表３のようになった。
【００３７】
【表３】
2014040627.tif 000005
【００３８】
表３に示した測定値は脱りん処理を上記の条件で行っている間の１０分間の平均値である。また、開口孔１６を側面視したときの各地点の位置は、図３に示す通りである。
テスト１では、排ガス中の粉塵濃度が１６０６９ｍｇ／Ｎｍ３、排ガスの風速は３．３３ｍ／ｓｅｃ、排ガスの温度は、３４８℃になった。開口孔１６の面積は、横０．９６ｍ、縦０．７９ｍのため、０．７５８ｍ２となる。浸漬ランス５の直径が３７０ｍｍ、酸素ランス６の直径が２００ｍｍのため、浸漬ランス５の面積は０．１０７ｍ２、酸素ランス６の面積は０．０３１ｍ２となる。従って、実質的な開口孔１６の面積（排ガスが通る部分の面積）は、０．６２ｍ２となる。説明の便宜上、実質的な開口孔１６の面積のことを単に開口孔１６の面積という。開口孔１６から流入する排ガスの流速は、開口孔１６の面積０．６２ｍ２×排ガスの風速３．３３ｍ／ｓｅｃ＝２．０６ｍ３／ｓｅｃとなる。排ガスの温度が３４８℃であるため、排ガスの体積をＮｍ３に換算すると、２．０６ｍ３／ｓｅｃ×２７３÷（２７３＋３４８）＝０．９１Ｎｍ３／ｓｅｃとなる。排ガス中の粉塵濃度は、１６０６９ｍｇ／Ｎｍ３であるため、開口孔１６から建屋２内（作業床）に流入する粉塵の速度は、１６０６９ｍｇ／Ｎｍ３×０．９１Ｎｍ３／ｓｅｃ＝１４５６６ｍｇ／ｓｅｃとなる。
【００３９】
上述したテスト１と同様に、テスト２及びテスト３での粉塵の速度（粉塵量）は、テスト２では１３８３５ｍｇ／ｓｅｃ、テスト３では１３６７７ｍｇ／ｓｅｃとなった。
以上のことより、テスト１〜３の結果を平均すると、送酸速度８６．７Ｎｍ３／ｍｉｎで脱りん処理を実施した場合の建屋２に流入する粉塵量は１４０２６ｍｇ／ｓｅｃとなる。
【００４０】
なお、排ガス中の粉塵濃度（ｍｇ／Ｎｍ３）は、ろ過補修による重量濃度測定方法（ＪＩＳ  Ｚ８８０８)で測定し、排ガスの風速は、ピトー管を用いてデジタルマノメータによる連続測定方法（ＪＩＳ  Ｚ８８０８）で行った。排ガス温度は、熱伝対により連続測定した。
さらに、別の送酸速度であるときの建屋２に流入する粉塵量を求めるため、表４に示すように、テスト４〜６に示す条件で脱りん処理を行った。
【００４１】
【表４】
2014040627.tif 000006
【００４２】
テスト４〜６では、脱りん処理を開始してから１０分経過した途中で、精錬剤１の吹込み速度を１５０ｋｇ／ｍｉｎ、精錬剤２の吹込み速度を１２０ｋｇ／ｍｉｎ、気体酸素の流量を７０Ｎｍ３／ｍｉｎに切り換えたることとした。これらの脱りん処理では、固体酸素の吹き込み速度を２３．８ｋｇ／ｍｉｎ、気体酸素の流量を７０Ｎｍ３／ｍｉｎとしたため、送酸速度を求めると、送酸速度は９３．８Ｎｍ３／ｍｉｎとなる。テスト４〜６では、表５に示すように、建屋２に流入する粉塵量は、テスト４では２０２５４ｍｇ／ｓｅ
ｃとなり、テスト５では１９８９８ｍｇ／ｓｅｃ、テスト６では１９４４７ｍｇ／ｓｅｃとなった。したがって、送酸速度が９３．８Ｎｍ３／ｍｉｎであるときの建屋２に流入する粉塵量は、１９８６６ｍｇ／ｓｅｃとなった。
【００４３】
【表５】
2014040627.tif 000007
【００４４】
なお、上述したテスト１〜６では、気体酸素比率が７５％と通常の脱りん処理で考えられる最大規模の気体酸素比率でテストを行った。即ち、建屋２に流入する粉塵量（発生する粉塵量）が最も多い気体酸素比率を選択して操業実績を、工程（１）における精錬処理時の送酸速度と建屋２に流入する粉塵量との関係を求めるものに用いた。
次に、（２）精錬処理で発生する粉塵が建屋２に流入しない未流入送酸速度Ｘ１を求めるために、表６に示すように、テスト７〜１２の操業を行った。
【００４５】
【表６】
2014040627.tif 000008
【００４６】
テスト７〜１０では、脱りん処理が１０分経過した移行の途中で、精錬剤１の吹込み速度を２１０ｋｇ／ｍｉｎ、気体酸素の流量を５０Ｎｍ３／ｍｉｎにして１０分間、脱りん処理を行った。
テスト７では、１０分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が２０４〜２１３Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、固体酸素の供給速度は１４．９〜１５．５Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、送酸速度は６４．９〜６５．５Ｎｍ３／ｍｉｎとなった。送酸速度を６４．９〜６５．５Ｎｍ３／ｍｉｎで脱りん処理を行ったとき、開口孔１６から建屋２内への粉塵の流入は確認されなかった。
【００４７】
テスト８では、１０分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が２０６〜２１３Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、固体酸素の供給速度は１４．９〜１５．５Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、送酸速度は６４．９〜６５．５Ｎｍ３／ｍｉｎとなった。また、テスト９では、１０分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が２０５〜２１４Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、固体酸素の供給速度は１５．０〜１５．６Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、送酸速度は６５．０〜６５．６Ｎｍ３／ｍｉｎとなった。テスト８及びテスト９でも建屋２への粉塵の流入は見られなかった。
【００４８】
なお、建屋２への粉塵の流入の判断は、脱りん処理時において５秒間以上連続して、開口孔１６から建屋２内に粉塵が入った場合を粉塵の流入有りとし、５秒間以上連続して、開口孔１６から建屋２内に粉塵が入らなかった場合を粉塵の流入無しとすることが好ましい。全く建屋２に粉塵が流入しない場合を、建屋２への粉塵が無しとすることが理想的であるが、実操業において、脱りん処理を行った場合、混銑車３内で発生したＣＯガスがス
ラグから瞬間的に抜けたときに一時的に粉塵が建内に流入してしまうときがある。例えば、脱りん初期等において、スラグの塩基度が低く、脱りんスラグの粘性が低いと、ＣＯガスのガス抜けが悪く、一気にＣＯガスが排出する。このとき、大凡２秒程度の瞬間的な粉塵の流入が確認されるが、瞬間的な粉塵の流入は建屋２内の粉塵濃度を急激に上昇させるものではなく建屋２内の環境への影響は少ないため、建屋２への瞬間的な粉塵の流入は除外することが好ましい。上述したテスト７〜９では、脱りんスラグからＣＯガスを抜けやすくするために、脱りん処理開始時の脱りんスラグの塩基度を２．０程度まで上昇させ、突発的なガス抜けが無い条件で精錬処理を行ったため、上述したような建屋２への瞬間的な粉塵の流入は全くなかった。
【００４９】
テスト１０は、１０分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が２１３〜２２４Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、固体酸素の供給速度は１５．５〜１６．４Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、送酸速度は６６．５〜６７．４Ｎｍ３／ｍｉｎとなった。また、テスト１１では、１０分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が２１６〜２２５Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、固体酸素の供給速度は１５．８〜１６．４Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、送酸速度は６６．８〜６７．４Ｎｍ３／ｍｉｎとなった。テスト１２では、１０分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が２１４〜２２３Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、固体酸素の供給速度は１５．６〜１６．３Ｎｍ３／ｍｉｎとなり、送酸速度は６６．６〜６７．３Ｎｍ３／ｍｉｎとなった。テスト１０〜１２では、５秒間以上連続して、開口孔１６から建屋２内への粉塵の流入が確認された。
【００５０】
以上、テスト７〜１２の操業結果によれば、送酸速度が６５．５Ｎｍ３／ｍｉｎ以下の場合では、建屋２内への粉塵の流入は無く、６５．５Ｎｍ３／ｍｉｎを超えると、建屋２内への粉塵の流入がある結果となった。
送酸速度と粉塵流入速度との関係を整理すると、送酸速度が６５．０Ｎｍ３／ｍｉｎの場合は、建屋２に流入する粉塵流入速度（粉塵量）は０ｍｇ／ｓｅｃとなり、送酸速度が８６．７Ｎｍ３／ｍｉｎの場合は、粉塵流入速度（粉塵量）は１４０２６ｍｇ／ｓｅｃとなり、送酸速度が８６．７Ｎｍ３／ｍｉｎの場合は、粉塵流入速度（粉塵量）は１９８６６ｍｇ／ｓｅｃとなる。さらに整理すると、工程（１）における送酸速度と建屋２に流入する粉塵量との関係は図４に示す曲線Ａ（二次曲線）となり、工程（２）における未流入送酸速度Ｘ１は、図４で示す６５．０Ｎｍ３／ｍｉｎとなる。なお、テスト７〜１２の操業結果では、建屋２内への粉塵の流入が無い送酸速度は、６５．５Ｎｍ３／ｍｉｎであるが、この実施例では、送酸速度のバラツキを考慮し、未流入送酸速度Ｘ１を６５．０Ｎｍ３／ｍｉｎとしている。
【００５１】
工程（３）にて、未流入送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行ったとし、このときの精錬処理の精錬処理時間と建屋２内の粉塵濃度との関係を用いて求めるにあたっては、シミュレーションを用いた。シミュレーションでは、１秒毎に流入する建屋２の粉塵流入量と建屋２から流出する流出量とを用いて、建屋２内の粉塵濃度を求めた。建屋２から流出する流出量は、建屋集塵の能力及び建屋集塵したときの気体（排出ガス）の粉塵濃度によって決まるが、建屋集塵したときの排ガスの粉塵濃度は、下記に示すように、建屋２内の粉塵濃度と同程度としたうえで、流出量を求めることとした。
【００５２】
未流入送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２は９４．０Ｎｍ３／ｍｉｎとした。送酸速度Ｘ２を９４．０Ｎｍ３／ｍｉｎをしたときの粉塵流入速度（粉塵量）は、図４の曲線の式から求め、２００４４ｍｇ／ｓｅｃとした。建屋２の体積を求めるにあたっては、実際の建屋２の大きさを使用した。図５に示すように、建屋２内の作業床の横幅は１５．２５ｍ、縦幅は１３．７０ｍ、高さが２０．０ｍであるため、建屋２の体積は４１７９ｍ３となる。図５に示すように、建屋２内には、浸漬ランス５、酸素ランス６、ランスキャリッジのほか、ランス交換デッキ、ランス点検デッキなど様々な設備が設けられているが、これらの体積は建屋２の他の空間体積と比較すると、小さいため、様々な設備を除かずに、建屋２の周囲の大きさをそのまま建屋２の体積とした。
【００５３】
開口孔１６から建屋２内へ流入してきた粉塵は、障害物が無ければ、建屋集塵機１５へと進んでいき当該建屋集塵機１５によって捕獲されるが、実際は、建屋２内に設置した様
々な設備に当たりながら拡散するため、開口孔１６から建屋２内に流入した粉塵は、瞬時に建屋２内に均一に拡散するとし、建屋２内の粉塵濃度を計算することとした。また、開口孔１６から建屋２に流入した粉塵の平均粒度は４〜８μｍと非常に細かいことから、重力による沈降等を考慮せずに計算した。
【００５４】
さて、送酸速度Ｘ２を９４．０Ｎｍ３／ｍｉｎとして、建屋２内に２００４４ｍｇ／ｓｅｃの粉塵が流入した場合、建屋２内の粉塵濃度は、２００４４ｍｇ÷４１７９ｍ３＝４．８ｍｇ／ｍ３になる。一方で、建屋集塵により建屋２内の粉塵は集塵されることから、建屋集塵機１５の風量が３０００ｍ３／ｍｉｎの場合、１秒間当たりの排出能力は、３０００／６０で５０ｍ３／ｓｅｃとなり、５０ｍ３／ｓｅｃ×４．８ｍｇ＝２４０ｍｇの集塵が建屋集塵で除去されることになる。これにより、１秒後の建屋２内の粉塵量は、２００４４ｍｇ−２４０ｍｇ＝１９８０４ｍｇとなる。そして、建屋２内の粉塵濃度は、１９８０４ｍｇ／４１７９ｍ３＝４．７４ｍｇ／ｍ３となる。
上述したような考え方で、送酸速度を９４．０Ｎｍ３／ｍｉｎとした場合、建屋２内の粉塵濃度は、図６に示すように、精錬処理時間に応じて次第に増加していき、精錬時間が５７１秒となった時点で、３９６ｍｇ／ｍ３の一定となる。これは、開口孔１６から建屋２に流入する粉塵量と、建屋集塵で排出する粉塵量（流出量）とが釣り合うからである。
【００５５】
同様に、送酸速度を９４Ｎｍ３／ｍｉｎとした場合で、建屋集塵の能力が２０００ｍ３／ｍｉｎの場合は、１秒間当たりの排出能力は、２０００／６０で３３ｍ３／ｓｅｃとなり、３３ｍ３／ｓｅｃ×４．８ｍｇ＝１６０ｍｇの集塵が建屋集塵で除去されることになる。これにより、建屋２内の粉塵濃度は、（２００４４／１６０）／＝４．７６ｍｇ／ｍ３となる。送酸速度が９４Ｎｍ３／ｍｉｎであり、建屋集塵の能力が２０００ｍ３／ｍｉｎの場合は、図７に示すように、精錬時間が８５８秒となった時点で、５９７ｍｇ／ｍ３の一定となる。
【００５６】
同様に、送酸速度が９４Ｎｍ３／ｍｉｎであり、建屋集塵の能力が６０００ｍ３／ｍｉｎの場合は、図８に示すように、精錬時間が２８４秒となった時点で、１９６ｍｇ／ｍ３の一定となる。
以上、工程（３）によって、送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った場合において、精錬処理の精錬処理時間と建屋２内の粉塵濃度との関係について求めると、脱りん処理時に一定時間経過すると、建屋２内の粉塵濃度は一定値となる。つまり、最も建屋集塵の能力（風量）が小さい２０００ｍ３／ｍｉｎの場合でも、８５８秒でで建屋２内の粉塵濃度は一定になる。
【００５７】
さて、工程（４）では、送酸速度Ｘ２で脱りん処理を行った後、送酸速度Ｘ１以下の送酸速度にて脱りん処理を行った場合での精錬処理時間（脱りん処理時間）と建屋２内の粉塵濃度との関係を求める。次に、粉塵濃度が作業環境管理で定める第１管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。
送酸速度を未流入送酸速度Ｘ１以下にした場合、工程（３）で示したように、建屋２内の粉塵濃度が上昇していたとしても、建屋２内には新たに粉塵は流入しないため、未流入送酸速度を未流入送酸速度Ｘ１以下にした精錬時間が進むにつれて次第に建屋２内の粉塵濃度は低下する。
【００５８】
送酸速度を９４Ｎｍ３／ｍｉｎとし且つ建屋集塵の能力を３０００ｍ３／ｍｉｎにして精錬処理を行った段階では、建屋２内の総粉塵量は、３９６ｍｇ／ｍ３×４１７９ｍ３＝１６５４８８４ｍｇである。この状態から、送酸速度を未流入送酸速度Ｘ１以下（例えば、６５Ｎｍ３／ｍｉｎ以下）にした場合、建屋集塵の能力が３０００ｍ３／ｍｉｎであるため、１秒間当たりの粉塵の排出量は、１９８００ｍｇとなる[（３０００ｍ÷６０）×３９６]。１秒後の建屋２内の粉塵量は１６５４８８４ｍｇ−１９８００ｍｇ＝１６３５０８４ｍｇとなり、建屋２内の粉塵濃度は１６３５０８４ｍｇ÷４１７９ｍ３＝３９１．３ｍｇ／ｍ３となる。同様に繰り返し計算を行うと、図９に示すように、建屋２の粉塵濃度は低下していく。図９に示すように、送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った後、送酸速度Ｘ１以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合、送酸速度をＸ１以下にして時点から、４６３秒経過すれば、建屋２内の粉塵濃度が、作業環境管理で定める第１管理区分に相当する
粉塵濃度である１．５１ｍｇ／ｍ３未満にすることができる。この４６３秒が工程（４）で示した低下時間となる。
【００５９】
なお、建屋集塵を実施したとき建屋集塵で排出した同等の量の大気等が必要となるが、工程（４）では、粉塵濃度が０／ｍ３である大気が開口孔１６を介して建屋２内に流入するすることとして計算を行っている。
図１０に示すように、同様に、建屋集塵の能力をが２０００ｍ３／ｍｉｎで且つ、送酸速度の低下前の送酸速度が９４Ｎｍ３／ｍｉｎで脱りん処理を行った場合は、送酸速度をＸ１以下にして時点から７４８秒経過すれば、建屋２内の粉塵濃度を第１管理区分に相当する粉塵濃度未満にすることができる。
【００６０】
また、図１１に示すように、建屋集塵の能力をが６０００ｍ３／ｍｉｎで且つ、送酸速度の低下前の送酸速度が９４Ｎｍ３／ｍｉｎで脱りん処理を行った場合は、送酸速度をＸ１以下にして時点から２００秒経過すれば、建屋２内の粉塵濃度を第１管理区分に相当する粉塵濃度未満にすることができる。
以上のように、図４に示すように、工程（１）では脱りん処理における送酸速度と建屋２に流入する粉塵量との関係を求め、工程（２）では、脱りん処理で発生する粉塵が建屋２に流入しない未流入送酸速度Ｘ１を求める。そして、図６〜８に示すように、工程（３）では、未流入送酸速度Ｘ１よりも大きい送酸速度Ｘ２で脱りん処理を行った場合での脱りん処理と建屋２内の粉塵濃度との関係を求める。図９〜１１に示すように、工程（４）では、送酸速度Ｘ２で精錬処理を行った後、送酸速度Ｘ１以下の送酸速度にて脱りん処理を行った場合における精錬処理時間と建屋２内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第１管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。
【００６１】
実操業では次のような処理を行う。
精錬剤の投入量、気体酸素の投入量を、実績の操業データを基に脱りん処理後[P]濃度、脱りん処理後温度、脱りんスラグ塩基度が目標値になるように設定する。詳しくは、  脱りん率と、気体酸素の原単位、固体酸素の原単位、処理前のＳｉ濃度及び脱りん処理後の溶銑温度の関係は、式（１）となるため、この式（１）を用いて、気体酸素の原単位等を求める。
【００６２】
【数１】
2014040627.tif 000009
【００６３】
例えば、Ｐi＝０．１１７質量％、Ｐａｉｍ＝０．０２０質量％である場合、式（１）は式（２）のようになる。
【００６４】
【数２】
2014040627.tif 000010
【００６５】
固体酸素の原単位は、式（３）となる。
【００６６】
【数３】
2014040627.tif 000011
【００６７】
また、この実施形態では、精錬剤（脱りん処理での精錬剤）を、精錬剤１、精錬剤２、精錬剤３の３種類する。精錬剤を３種類とした場合、脱りん処理後の溶銑目標温度、脱りん処理前の溶銑温度、精錬剤１の原単位、精錬剤２の原単位、精錬剤３の原単位、気体酸素の原単位、処理前のＳｉ濃度、処理前のＭｎ濃度との関係は、式（４）となる。
【００６８】
【数４】
2014040627.tif 000012
【００６９】
まず、脱りん処理で使用する精錬剤１の原単位を式（５）により求める。精錬剤１の原単位を求めるには、図１２に示すように処理前のＳｉ濃度を用いる。ここで、脱りん処理時の塩基度は、１．８とした。
【００７０】
【数５】
2014040627.tif 000013
【００７１】
脱りん処理時において、特開２０１２−１２２１３４号公報に示すように、スラグの塩基度がスラグの塩基度は２．５以上になると、脱りんスラグの融点が上昇し、混銑車３へのスラグ付着が大きくなる。そのため、まず、精錬剤１の原単位を求めるにあたっては、後で設定する精錬剤２や精錬剤３によりスラグの塩基度が上昇することも考慮し、精錬剤１の原単位の設定時におけるスラグの塩基度を１．８としている。例えば、処理前のＳｉ濃度を０．２１質量％である場合は、式（５）により、８８．９５×０．２１＋０．１５＝１８．８ｋｇ／ｔとなる。
【００７２】
精錬剤２における固体酸素は、集塵したダスト等を用いている。精錬剤２に使用するダストと他の材料とのバランスを考え、精錬剤２の原単位は、２５ｋｇ／ｔとした。
上述したように、精錬剤１と精錬剤２とを求めると、最後に精錬剤３の原単位を求める。ここで、精錬剤１と、精錬剤２の使用する原単位が決まっているため、精錬剤３の原単位（使用する原単位）及び気体酸素の原単位は、上述した式（１）及び式（４）を満たすように、連立方程式を解くことによって、求めることができる。上述した実施例では、精錬剤３の原単位は１５．１ｋｇ／ｔとなり、気体酸素の原単位は５．３４Ｎｍ３／ｔとなる。ここで、脱りん処理時における溶銑量を２９１ｔｏｎとすると、各精錬剤の供給量（投入量）は次のようになる。精錬剤１は、１８．８ｋｇ／ｔ×２９１ｔｏｎ＝５４７９ｋｇ、精錬剤２は、２５ｋｇ／ｔ×２９１ｔｏｎ＝７２７５ｋｇ、精錬剤３は、１５．１ｋｇ／ｔｏｎ×２９１ｔｏｎ＝７２７５ｔｏｎとなる。ここで、各精錬剤の供給量を１０の位で切り上げすると、精錬剤１は５５００ｋｇ、精錬剤２は７３００ｋｇ、精錬剤３は４４００ｋｇとなる。また、気体酸素量は、５．３４Ｎｍ３／ｔ×２９１ｔｏｎ＝１５５３Ｎｍ３となり、１の位で切り上げすると、１５６０Ｎｍ３となる。
【００７３】
ここで、建屋集塵の能力を３０００ｍ３／ｍｉｎとし、送酸速度を大凡９４Ｎｍ３／ｍｉｎで脱りん処理を実施する。上述した処理（１）〜（４）の結果により、４０８秒以上前に、精錬処理の送酸速度を６５Ｎｍ３／ｍｉｎ以下にする。
詳しくは、脱りん処理において４段階に分けて送酸速度を決定した。まず、最初の１段階から３段階までは、送酸速度を９４Ｎｍ３／ｍｉｎに固定して脱りん処理を行い、最後の第４段階で送酸速度を６５Ｎｍ３／ｍｉｎにした。
【００７４】
上述したように、精錬剤１〜３の供給量、気体酸素の原単位は求めているが、各段階でも精錬剤の供給量及び気体酸素の原単位は次のようになる。
第１段階では、精錬剤１の吹込み速度を３００ｋｇ／ｍｉｎ、精錬剤２の吹き込み速度を２５０ｋｇ／ｍｉｎ、気体酸素の流量を４５Ｎｍ３／ｍｉｎとした。
送酸速度は、３００ｋｇ／ｍｉｎ×０．０７３Ｎｍ３／ｋｇ＋２５０ｋｇ／ｍｉｎ×０．１０７Ｎｍ３／ｋｇ＋４５Ｎｍ３／ｍｉｎ＝９７．３Ｎｍ３／ｍｉｎとなる。ただし、気体酸素は処理開始から５分後に吹き付けを開始し、第１段階では、特開２０１２−１２２１３４号公報に示すように、溶銑４のＳｉ濃度が０．１０％になるまで吹き込んだ。
【００７５】
第１段階において、気体酸酸素を吹き付けていない時間が４分、吹込みの下限時間をａ
分とすると、吹き込みの下限時間は式（６）により求めることができる。
【００７６】
【数６】
2014040627.tif 000014
【００７７】
式（６）により、吹き込み時間ａは２．１分となる。この実施例では、６．１分間、上記の送酸速度で吹き込みを行った。第１段階における脱珪素酸素効率は、式（７）になる。脱珪素酸素効率は、 野見山寛、市川浩、丸川雄浄、姉崎正治、植木弘三満、鉄と鋼、vol.１５(１９８３),１７３８-１４４５.Ｆｉｇ６の混銑車３脱珪の処理前Si濃度と脱珪酸素効率の関係」に示すように求めることができる。
【００７８】
【数７】
2014040627.tif 000015
【００７９】
第１段階では、精錬剤１を１８３０ｋｇ（３００ｋｇ／ｍｉｎ×６．１ｍｉｎ）吹き込んだことになる。精錬剤１の総供給量は上述したように、５５００ｋｇであるため、残りの３６７０ｋｇを第２段階以降で吹き込む。
第２段階では、精錬剤１の吹込み速度を２００ｋｇ／ｍｉｎ、精錬剤２の吹き込み速度を１３０ｋｇ／ｍｉｎ、気体酸素の流量を６５Ｎｍ３／ｍｉｎとした。
【００８０】
送酸速度は、２００ｋｇ／ｍｉｎ×０．０７３Ｎｍ３／ｋｇ＋１３０ｋｇ／ｍｉｎ×０．１０７Ｎｍ３／ｋｇ＋４５Ｎｍ３／ｍｉｎ＝９３．５Ｎｍ３／ｍｉｎとした。第２段階の吹き込み時間は、精錬剤１の残りの供給量を利用して、３６７０ｋｇ／２００ｋｇ／ｍｉｎ＝１８．４（ｍｉｎ）とした。
さて、上述したように第１段階と第２段階によって、３種類の精錬剤のうち、精錬剤１の吹き込みが終了する。第３段階及び第４段階では、精錬剤２と精錬剤３とを吹き込むことになるが、第４段階では、未流入送酸速度Ｘ１以下で吹き込みを行うため、精錬剤２の供給量と、精錬剤３の供給量と、送酸速度とのバランスを考慮する必要がある。第３段階及び第４段階は、次のように、各精錬剤の供給量、送酸速度等を設定する。
【００８１】
まず、第４段階では、送酸速度を低くしなければならないため、第４段階での精錬剤の供給量を先に設定する。第４段階では、送酸速度を未流入送酸速度Ｘ１以下、即ち、６５ｋｇ／ｍｉｎ以下にしなければならないため、精錬剤３の吹込み速度を５００ｋｇ／ｍｉｎとする（送酸速度＝５００ｋｇ／ｍｉｎ（精錬剤３の吹き込み速度）×０．１３０ｋｇ／Ｎｍ３＝６５ｋｇ／ｍｉｎ）。ここで、上述したように、送酸速度を６５ｋｇ／ｍｉｎにした状態で粉塵濃度を第１管理区分に相当する粉塵濃度以下にするためには、第４段階において、低下時間である４６３秒以上早く、送酸速度を６５ｋｇ／ｍｉｎにする必要がある。この実施例では、送酸速度を６５ｋｇ／ｍｉｎにする時間を、４６３秒よりも長い４８０秒とした。
【００８２】
第４段階では、精錬剤３の吹込み速度を５００ｋｇ／ｍｉｎとしたうえで、４８０秒間（８分）吹き込むことから、第３段階で吹き込まなければならない残り量は、４４００ｋｇ−５００ｋｇ／ｍｉｎ×８ｍｉｎ＝４００ｋｇとなる。また、精錬剤２の残り量は、７３００ｋｇ−２５０ｋｇ／ｍｉｎ×（４＋２．１）ｍｉｎ−１３０ｋｇ／ｍｉｎ×１８．４＝３３９０ｋｇとなる。
【００８３】
気体酸素の残り量は、１５６０Ｎｍ３−２．１ｍｉｎ×４５Ｎｍ３／ｍｉｎ−１８．４ｍｉｎ×６５Ｎｍ３／ｍｉｎ＝２７０Ｎｍ３となる。残りの総酸素量は、３３９０ｋｇ×０．１０７Ｎｍ３／ｋｇ＋４００×０．１３０Ｎｍ３／ｋｇ＋２７０Ｎｍ３＝６８７Ｎｍ３となる。この気体酸素の残り量である６８７Ｎｍ３を第３段階の送酸速度である９４Ｎｍ３／ｍｉｎで割ると、７．３１ｍｉｎとなり、この時間が第３段階の時間となる。最終的に、精錬剤２の吹き込み速度は、３３９０ｋｇ÷７．３１ｍｉｎ＝４６３．７ｋｇ／ｍｉｎとなり、精錬剤３の吹き込み速度は、４００ｋｇ÷７．３１ｍｉｎ＝５４．７ｋｇ／
ｍｉｎ、気体酸素の吹き込み速度は、２７０Ｎｍ３÷７．３１ｍｉｎ＝３７．１Ｎｍ３／ｍｉｎとなる。精錬剤２，３の吹き込み速度は、１の位で切り下げ、気体酸素は０．１の位で切り下げすると、精錬剤２の吹込み速度は４６０ｋｇ／ｍｉｎ、精錬剤３の吹き込み速度は５０ｋｇ／ｍｉｎ、気体酸素の流量は３７Ｎｍ３／ｍｉｎとなる。第３段階における実際の送酸速度は４６０ｋｇ／ｍｉｎ×０．１０７Ｎｍ３／ｋｇ＋５０ｋｇ／ｍｉｎ×０．１３０Ｎｍ３／ｍｉｎ＋３７Ｎｍ３／ｍｉｎ＝９２．７Ｎｍ３／ｍｉｎとなる。ここで、第３段階における実際の送酸速度が９２．７Ｎｍ３／ｍｉｎであるため、第３段階における総酸素量６８７Ｎｍ３を満たすようにするために、６８７Ｎｍ３÷９２．７Ｎｍ３／ｍｉｎ＝７．４１ｍｉｎが、実際の第３段階における脱りん処理時間となる。
【００８４】
このように、脱りん処理を実施した結果、脱りん処理後の建屋２内の粉塵濃度は１．０ｍｇ／ｍ３にすることができた。
シミュレーションでは、粉塵濃度は１．２ｍｇ／ｍ３になる見込みであったため、ほぼシミュレーションと実績値が等しくなっている。なお、脱りん処理終了の建屋２内の粉塵濃度は、上述したようにろ過補集による重量濃度測定法で測定した。粉塵濃度は、脱りん処理終了から、１分間の粉塵濃度を測定し、平均値を使用した。なお、建屋集塵を継続した場合、建屋２内が換気されていくため、脱りん処理終了と同時に建屋集塵の集塵の風量を０ｍ３／ｍｉｎとして粉塵濃度測定を行った。図１３に示すように、建屋内における粉塵濃度の測定は、作業者の顔の位置を考慮し、建屋２の作業床の高さ１．５ｍの位置で３カ所で行った。また、図１３に示すように、粉塵濃度の測定は、作業者が主に作業する範囲の中で、ランス孔から近い順に３箇所で行った。
【００８５】
表７，８は、上述した実施例の他に実施した形態をまとめたものである。
【００８６】
【表７】
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【００８７】
【表８】
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【００８８】
表７は、実験Ｎｏ１〜７における溶銑量、溶銑の成分、処理前の溶銑温度、処理後の目標［Ｐ］、処理後の目標温度、各精錬剤の使用予定の原単位、使用予定量、未流入送酸速度Ｘ１、建屋集塵の集塵風量、下限時間等をまとめたものである。各精錬剤の使用量、未流入送酸速度、下限時間は上述した実施例と同様の方法で求めた。なお、特開２０１２−１２２１３４号公報に示されているように、脱りん処理時間の上限値は、５０分以内とし
た。
【００８９】
表８に示すように、実験Ｎｏ１〜４では、脱りん処理時間を規定である５０分以内にしつつ、建屋内の粉塵濃度を作業環境管理で定める第１管理区分の粉塵濃度以下にすることができた。
一方、実験Ｎｏ５では、建屋内の粉塵濃度を作業環境管理で定める第１管理区分の粉塵濃度以下にすることができたものの、脱りん処理時間が規定された５０分よりもかかってしまった。実験Ｎｏ６及び７では、脱りん処理時間を、規定された５０分以内にすることができたものの、建屋内の粉塵濃度が、作業環境管理で定める第１管理区分の粉塵濃度よりも大きくなった。
【００９０】
なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。
【符号の説明】
【００９１】
１  溶銑予備処理設備
２  建屋
３  混銑車
４  溶銑
５  浸漬ランス
６  酸素ランス
７  炉口
８  集塵フード
９  集塵口
１０  スプラッシュカバー
１１  排出路
１２  ガス冷却設備
１３  バグフィルター
１５  建屋集塵機
１６  開口孔
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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