(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑を連続反応炉に流入および流出せしめるとともに、反応炉内の溶銑中に、流入する溶銑流に対向せしめて脱硫剤や脱珪剤の粉末を搬送気体と共に吹込み、溶銑を連続的に処理するに際し、反応炉の側壁側に偏在する浸漬ランスであって、脱硫剤や脱珪剤の粉末を搬送気体と共に浴中に吹き込む噴出口が炉底近傍に位置し、反応炉の側壁に設けられた溶銑流入口に該噴出口が向き合うように構成された浸漬ランスを用い、吹き込まれた脱硫剤や脱珪剤の粉末の上昇域を作り出して、該領域の真上に溶銑流入口から溶銑を落下流入させると共に、溶銑深さＬが反応炉断面の代表径Ｄに対する比をＬ／Ｄ０．４以上に維持することを特徴とする溶銑の連続処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、溶銑の連続処理方法に関し、詳細には、製鉄業の製鋼工程における溶銑の脱硫や脱珪などの処理を、連続反応炉を用い且つ処理粉末を搬送ガスにより吹込み、連続的に処理する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来より、溶銑の脱硫方法として、溶銑の運搬容器である溶銑鍋や混銑車を反応容器として用いる方法、転炉型の専用反応容器を用いて溶銑を処理する方法などが知られている。これらの方法においては、酸化カルシウムやカルシウムカーバイトなどを主成分とする脱硫剤を搬送ガスと共にランスにより溶銑中に吹込み、これにより脱硫反応を生じせしめ溶銑を処理する。
【０００３】
しかるに、混銑車にて溶銑を処理する方法では、本来反応容器でない運搬容器を反応容器として用いるため、容器形状に起因する低い反応効率しか得られず、長時間にわたる脱硫処理が必要となる。
【０００４】
また、溶銑鍋あるいは混銑車ではバッチ方式の処理方法であり、溶銑の移替えによる熱損失や待ち時間の発生により経済性の向上を阻害するという問題がある。
【０００５】
また、転炉型反応容器を用いる方法では、上記溶銑鍋や混銑車にて溶銑を処理する方法に比べて反応効率は高いが、バッチ方式の処理であり上述の熱損失や待ち時間に問題が依然残っている。
【０００６】
一方、上述の方法ではガス吹込みによる処理を行っているが、溶銑と処理剤との反応効率の向上には攪拌力の強化が必要であるが、容器内溶銑の飛散を防止するため、攪拌力を支配している吹込みガス量には限界があり、攪拌力を増大することが困難である。
【０００７】
こうしたバッチ方式の問題点を解決するために、溶銑が連続的に流れる場において、例えば高炉の鋳床で、脱硫または脱珪処理のため処理剤を搬送ガスと共に溶銑表面に吹き付けるもしくは溶銑中へ吹込むなどにより連続的に脱硫または脱珪処理を行う方法が提案されている。
【０００８】
しかるに、これらの方法では、バッチ処理方式に比べて溶銑の滞留時間が短く、溶銑の流路が浅く、脱硫などの処理剤が溶銑中に滞留し溶銑と接触する時間が短いため、低い反応効率しか得られず、高効率の処理を行うことが困難である。
【０００９】
本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであって、その目的は、溶銑を連続的に流す方式でもって、溶銑の滞留時間を比較的長く維持し得るとともに、脱硫などの処理剤と溶銑との接触時間を長くし得、しかも待ち時間や熱損失が少なく、生産性および経済性に優れた溶銑の連続処理方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る溶銑の連続処理方法は、溶銑を連続反応炉に流入および流出せしめるとともに、反応炉内の溶銑中に、流入する溶銑流に対向せしめて脱硫剤や脱珪剤の粉末を搬送気体と共に吹込み、溶銑を連続的に処理するに際し、反応炉の側壁側に偏在する浸漬ランスであって、脱硫剤や脱珪剤の粉末を搬送気体と共に浴中に吹き込む噴出口が炉底近傍に位置し、反応炉の側壁に設けられた溶銑流入口に該噴出口が向き合うように構成された浸漬ランスを用い、吹き込まれた脱硫剤や脱珪剤の粉末の上昇域を作り出して、該領域の真上に溶銑流入口から溶銑を落下流入させると共に、溶銑深さＬが反応炉断面の代表径Ｄに対する比をＬ／Ｄ０．４以上に維持するものである。
【００１２】
【作用】
本発明では、溶銑を連続反応炉に流入および流出せしめるので、溶銑が連続して流れ、待ち時間や熱損失を大きく減少できる一方、連続反応炉内には一定量の溶銑溜まりが形成されるので滞留時間を比較的長く維持することができる。また、溶銑溜まりへ流入する溶銑流に対向せしめて脱硫剤や脱珪剤などの粉末を搬送気体と共に吹込むので、または、吹込まれた粉末の上昇域の真上に溶銑を流入落下せしめるので、溶銑の飛散が抑制され溶銑中に吹込む搬送気体のガス量を高めることができる。またこのように搬送気体のガス量を高めることができることから、溶銑の攪拌力が得られ、しかも溶銑深さＬが反応炉断面の代表径Ｄに対する比をＬ／Ｄ０．４以上に維持することにより反応炉内にデッドスペースがほとんど存在しなくなり、脱硫などの処理剤が溶銑中に効果的に滞留し溶銑と接触する時間が長くでき、反応効率を著しく向上できる。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明に係わる溶銑の連続処理方法に適用される連続反応炉とその前後設備の概要を示す概念図である。図において、１は連続反応炉、２は低周波溶解炉、３はタンディッシュ、４は受銑バック、５はランスである。
【００１４】
連続反応炉１は、図２にその詳細を示すように、炉内６が円形に形成され、また炉壁７には、溶銑流入口８と溶銑流出口９が炉断面位置において直交するように設けられている（図２ａ参照）。前記溶銑流入口８は、炉壁７の上部に、炉内側をやや下向きにして形成されている（図２ｂ参照）。一方、前記溶銑流出口９は、炉内側の開口を炉底近傍位置に、炉外側の開口を溶銑流入口８より低い位置にそれぞれ開口させ、その間を炉壁を貫通して形成されている（図２ｃ参照）。
【００１５】
ランス５は、アルミナ製の有底中空棒の、底より上の側壁に噴出口１０を形成したものであって、噴出口１０を、溶銑流入口８に向き合うようにして且つ前記炉内６の底近傍に位置するようにして連続反応炉１に挿入されている。
【００１６】
上記設備において、低周波溶解炉２内の溶銑は、タンディッシュ３を介し溶銑流入口８から連続反応炉１の炉内６へ連続的に供給されるとともに、炉内６の溶銑溜まりＭから溶銑流出口９を通じて受銑バック４へ排出される。そして、その間に溶銑溜まりＭにおいて、ランス５から搬送気体と共に吹込まれた処理剤により脱硫などの所定の処理が行われる。この処理時の、溶銑の流量、反応炉における平均滞留時間、溶銑温度および脱硫剤、脱珪剤の吹込み量、搬送ガスの流量などは、最終製品の品質により異なる。
【００１７】
なお、上記実施例設備では、連続反応炉１の入り側設備として低周波溶解炉２などを用い溶銑を受け入れる例を説明したが、本発明はこの例に限定するものではなく、例えば、溶銑を高炉の溶銑樋などから直接あるいは通常の混銑車などから受け入れてもよい。
【００１８】
また、溶銑流入口８と溶銑流出口９が炉断面位置において直交するように設ける例を説明したが、これは好ましい例として示したものであって、必ずしも直交させる必要はない。
【００１９】
また、連続反応炉１の炉内６を円形に形成するのは、この形状は、連続精錬反応を制御するに重要な因子である。この形状を決定するため、水モデル実験を行った。その結果を図３に示すが、反応炉形状はデッドスペースが存在しないことが必要であり、この条件を満たすには、溶銑深さＬの容器断面の代表径Ｄに対する比Ｌ／Ｄが  ０．４以上であることが必要であることを確認した。
次に、上記図１および図２に示す装置を用いて行った実施例について以下に示す。
【００２０】
（実施例１）
低周波炉により溶解した硫黄を含む銑鉄約３ｔｏｎを１４５０℃に昇温後タンディッシュを介して、７０ｋｇ／ｍｉｎ  の流量で槽型連続反応炉（容量  ３００ｋｇ）に注入した。反応炉にはアルミナランスにより窒素ガスをキャリアーとしてカルシウムカーバイト  ４ｋｇ／ｔｏｎ  を吹込みその過程で溶銑の試料を採取し硫黄の含有量を分析した。その結果を図４に示す。また、この時の実施条件を整理して下記に示す。
【００２１】
実施条件
・内張り耐火物材質：高アルミナレンガ
・溶銑流入流出速度：７０ｋｇ／ｍｉｎ
・連続反応炉内溶銑滞留時間：  ４．３ｍｉｎ
・溶銑温度：１４５０℃
・脱硫剤粒度：  ２ｍｍ未満
・脱硫剤吹込み量（精錬剤量／溶銑量）：  ４．３ｋｇ／ｔｏｎ
・吹込みガス流量（窒素ガス）：  １５０ｌ／ｍｉｎ
【００２２】
図４に示すように処理前の硫黄含有量  ０．０２７％の溶銑が本発明の処理により、約４分間で硫黄含有量０．００３５％まで低下した。また、下記に示す如く従来法に比して、容量係数が著しく向上し、良好な結果であった。
容量係数の比較
・従来法（混銑車法）：０．０５〜０．２２（ｌ／ｍｉｎ  ）
・本発明法：１．４７（ｌ／ｍｉｎ  ）
【００２３】
（実施例２）
実施例１と同様の装置、条件を用いて行った脱珪処理の実施例である。
脱珪剤として酸化カルシウムとスケールからなる脱珪剤を２０ｋｇ／ｔｏｎ  を吹込みその過程で溶銑の試料を採取し珪素の含有量を分析した。
【００２４】
その結果、処理前の珪素含有量  ０．２％の溶銑が本発明の処理により、約４分間で珪素含有量０．０１％まで低下した。また、下記に示す如く従来法に比して、良好な結果であった。
従来法との比較（脱珪剤原単位２０〜３０ｋｇ／ｔｏｎ  ）
・従来法（鋳床脱珪法）：処理前０．２０〜０．２５％  →  処理後０．０５〜０．１  ％
・本発明法：処理前０．２０％  →  処理後０．０１％
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる溶銑の連続処理方法によれば、従来法における反応効率、待ち時間、熱損失の問題が大幅に改善され、さらに従来法に比して生産性、経済性の向上が得られ、溶銑品質も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる溶銑の連続処理方法に適用される連続反応炉とその前後設備の概要を示す概念図である。
【図２】本発明に係わる連続反応炉の説明図であって、ａは溶銑流入口および流出口を示す横断面図、ｂは溶銑流入口を示す縦断面図、ｃは溶銑流出口を示す縦断面図である。
【図３】連続反応炉における溶銑深さＬの容器断面の代表径Ｄに対する比Ｌ／Ｄと溶銑の主反応領域に対するデッドスペースの発生割合との関係を示す図である。
【図４】時間経過に伴う溶銑中硫黄濃度の変化を示す図である。
【符号の説明】
１：連続反応炉          ２：低周波溶解炉        ３：タンディッシュ
４：受銑バック          ５：ランス              ６：炉内
７：炉壁                ８：溶銑流入口          ９：溶銑流出口
１０：噴出口              Ｍ：溶銑溜まり
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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