(57)【要約】【課題】本発明は、大型で重いビレット屑及びスラブ屑であっても、製鋼工程の操業へ支障を与えず、且つ転炉よりも熱的に有利に溶解可能な溶銑搬送容器での大型冷鉄源の溶解方法を提供することを目的としている。【解決手段】溶銑搬送容器に冷鉄源を前置きし、高炉からの溶銑を受銑し、その顕熱及び撹拌力を用いて該冷鉄源を溶解する技術を改良した。具体的には、冷鉄源を小型及び大型の二種類に分け、まず小型の冷鉄源を衝撃緩衝材として前置きしてから大型の重量鋼屑を投入すると共に、受銑後にはガスを吹き込み若しくはインペラーによる撹拌を伴う脱珪処理及び／又は脱燐処理を行うようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑搬送容器に冷鉄源を前置きし、高炉からの溶銑を受銑し、その顕熱及び撹拌力を用いて該冷鉄源を溶解するに際して、
前記冷鉄源を小型及び大型の二種類に分け、まず小型の冷鉄源を衝撃緩衝材として前置きしてから大型の重量鋼屑を投入すると共に、受銑後にはガスを吹き込み若しくはインペラーによる撹拌を伴う脱珪処理及び／又は脱燐処理を行うことを特徴とする溶銑搬送容器での大型冷鉄源の溶解方法。
【請求項２】
前記小型の冷鉄源が、溶銑の脱珪処理及び／若しくは脱燐処理後の排滓時に冷却、回収した地金、溶銑の取鍋脱硫処理後の排滓時に冷却、回収した脱硫滓地金、転炉精錬処理後若しくは溶鋼鋳造後の排滓時に冷却、回収した地金、型銑並びに圧延屑から選ばれた一種又は二種以上であることを特徴とする請求項１記載の溶銑搬送容器での大型冷鉄源の溶解方法。
【請求項３】
前記溶銑搬送容器が混銑車であることを特徴とする請求項１又は２記載の溶銑搬送容器での大型冷鉄源の溶解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑搬送容器での大型冷鉄源の溶解方法に係わり、特に、所謂「スラブ屑」、「ブルーム屑」及び「ビレット屑」のような、他の鉄スクラップに比べて大型で重い冷鉄源を裁断することなく、そのままの形状で製鋼原料として再利用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高炉を有する製鉄所では、鉄スクラップ、型銑等の冷鉄源を製鋼原料の一部として溶銑搬送容器（例えば、混銑車等）内へ前置きしてから高炉で溶製した溶銑を装入することが行われている（特許文献１参照）。この技術は、転炉へ製鋼原料としての溶銑を払い出した後の空の溶銑搬送容器から大気中へ放散される熱を、積極的に有効利用するために開発されたものである。また、溶銑払い出し後の熱間状態の混銑車に、小径の湿潤固体鉄源を投入し、該混銑車を複数回傾転して前記固体鉄源を加熱乾燥した後、溶銑を受銑する技術も開示されている（特許文献２参照）。これは、粒鉄、ダスト等の小径の固体鉄源が、単位重量あたりの表面積が大きく、水分含有量が高いため、熱間の混銑車内でも水分が蒸発せずに残留し、受銑時に水蒸気爆発するのを防止する技術として開発されたものである。さらに最近は、溶銑予備処理の普及に伴い、上記した冷鉄源とは別種のものが多量に発生している。例えば、高炉の溶銑樋、傾注樋で行われる脱珪処理、処理容器に混銑車を利用する脱珪、脱燐、脱硫処理、取鍋を利用する脱硫処理等を行うと、必然的にヤードへの排滓が行われ、その冷却時に地金（例えば、脱珪滓地金、脱燐滓地金、脱硫滓地金等）が回収されるからである。そして、それら地金を混銑車に前置きしてから受銑、溶解し、得られた溶銑を再度脱燐、脱硫する技術も公開されている（特許文献３参照）。従って、これらの先行技術は、冷鉄源を製鋼原料として利用するので、高炉からの溶銑の供給量が不足する場合には、いずれも有効な技術である。
【０００３】
ところで、上記先行技術が処理する冷鉄源は、いずれも重量が３００ｋｇ程度で比較的小型のものである。一方、製鉄所では、連続鋳造等で製造されたが、表面疵、割れ等の欠陥があって、下流の圧延工程へ供給できずにスクラップとなる重量鋼屑（以下、スラブ屑、ブルーム屑、ビレット屑という）もある。これらスラブ屑、ブルーム屑及びビレット屑は、サイズがそれぞれ長さ１２００ｍｍ×幅１０００ｍｍ×厚み２００〜３００ｍｍあるいは直径３００ｍｍφ×長さ１５００ｍｍもあって大きいばかりでなく、重量も相当に重い。従って、従来は、より小さく裁断した上で転炉へ直接投入する大型の冷鉄源として処理されていた。
【０００４】
しかしながら、大型の冷鉄源であっても、特許文献２記載の技術のように、転炉へ製鋼原料としての溶銑を払い出した後の空の溶銑搬送容器から大気中へ放散される熱を、積極的に有効利用したり、受け入れる溶銑の顕熱及び撹拌力を利用すれば、溶解できる可能性もある。そして、そのような技術が、効率良く高生産性を維持したい製鋼工程に支障を与えることなく実現できれば、前記した高炉からの溶銑の供給量が不足する場合に非常に役立つと考えられる。
【特許文献１】特開昭５４−１４２１１６号公報
【特許文献２】特開平５−２３９５２３号公報
【特許文献３】特開平８−１９３２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑み、大型で重いビレット屑、ブルーム屑及びスラブ屑であっても、製鋼工程の操業へ支障を与えず、且つ転炉よりも熱的に有利に溶解可能な溶銑搬送容器での大型冷鉄源の溶解方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。      
【０００７】
すなわち、本発明は、溶銑搬送容器に冷鉄源を前置きし、高炉からの溶銑を受銑し、その顕熱及び撹拌力を用いて該冷鉄源を溶解するに際して、前記冷鉄源を小型及び大型の二種類に分け、まず小型の冷鉄源を衝撃緩衝材として前置きしてから大型の重量鋼屑を投入すると共に、受銑後にはガスを吹き込み若しくはインペラーによる撹拌を伴う脱珪処理及び／又は脱燐処理を行うことを特徴とする溶銑搬送容器での大型冷鉄源の溶解方法である。この場合、前記小型の冷鉄源が、溶銑の脱珪処理及び／若しくは脱燐処理後の排滓時に冷却、回収した地金、溶銑の取鍋脱硫処理後の排滓時に冷却、回収した脱硫滓地金、転炉精錬処理後若しくは溶鋼鋳造後の排滓時に冷却、回収した地金、型銑並びに圧延屑から選ばれた一種又は二種以上であるのが好ましい。また、前記溶銑搬送容器が混銑車であるのが良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大型で重い重量鋼屑（ビレット屑、ブルーム屑及びスラブ屑）であっても、製鋼工程の操業へ支障を与えず、且つ転炉よりも熱的に有利に溶解できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の最良の実施形態を説明する。
【００１０】
まず、発明者は、ビレット屑及びスラブ屑のような大型で重い冷鉄源を、転炉等に比べて受入れ口の開口サイズが小さい混銑車に前置きする手段について検討した。小型の冷鉄源の場合には、リフマグ（リフティングマグネット付き油圧重機）を採用しているが、大型の冷鉄源の場合には、そのサイズに比べて受入れ口の開口サイズが小さく、ハンドリングに時間がかかり過ぎ、空の混銑車の準備に支障が生じると予想されたからである。
【００１１】
そこで、２名の作業者にリフマグによる冷鉄源の前置き操作を実際に試行させた。その結果、図２に冷鉄源の種類及び作業者別で示すように、前置き操作１回あたり（前置き量としては、３５０〜２５００ｋｇ）のハンドリング時間は、スラブ屑、ブルーム屑及びビレット屑が小型の地金に比べて長くなるとは限らないことが判明した。小型の地金やビレット屑は１回の操作でリフマグに磁着する個数が多く、しかも個々の磁着面積が小さいので、前置き操作１回あたりに要する時間がスラブ屑より長いためと考えられる。一方、スラブ屑は、作業者によって時間差が大きいことが判明した。これは、図３に示すように、混銑車１の受入れ口６の開口サイズが小さいので、リフマグ２へのスラブ屑５の磁着をどのようにするかで差が生じたと考えられる。
【００１２】
しかしながら、実際の混銑車への冷鉄源の前置きに必要な時間は、該前置き量を１０トンとすると、平均６分３秒であった。この程度の時間であれば、高炉―製鋼工場間で運用する混銑車の数を増やす程度で、製鋼工場の操業に支障を与えることがない。
【００１３】
大型の冷鉄源は、１個の重量がほぼ１．５トンもあるので、混銑車等の溶銑搬送容器への前置きに際して該容器内で落下させると、容器底の内張り耐火物が大きく損傷を受ける恐れがある。その損傷が激しい場合には、溶銑漏れ等を引き起こし、危険であるばかりでなく、前置き作業の中断で製鋼工程の操業に影響を与えることになる。
【００１４】
そのため、本発明では、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、混銑車１内にリフマグ２を用い、大型の冷鉄源を前置きする前に、衝撃を和らげる意味で小型の冷鉄源３を数回にわたり前置きし、その後に徐々に大型のビレット屑４及びスラブ屑５にしていくことにした。ここで、小型の冷鉄源としては、従来より実績のある溶銑の脱珪処理及び／又は脱燐処理後の排滓時に冷却、回収した地金（荒銑という）、溶銑の取鍋脱硫処理後の排滓時に冷却、回収した脱硫滓地金、転炉精錬処理後若しくは溶鋼鋳造後の排滓時に冷却、回収した地金、型銑、圧延屑、プレス屑等が利用できる。また、これらは、一種に限らず、二種以上を混合して前置きしても良い。
【００１５】
次に、前置きした大型の冷鉄源は、その後に注入した高炉からの溶銑の顕熱及びその撹拌力で迅速に溶解することが望ましい。未溶解が起きるならば、製鋼工場への払い出しまでの間に対策が必要になる。そこで、全体の前置き量を１０トンとして溶解することを試みた。その結果を、前回残銑量及び溶銑予備処理の実施との関係で図４に示す。
【００１６】
溶銑予備処理（脱珪及び又は脱燐処理）を行った場合には、未溶解が起きることが少ないことがわかった。また、溶銑予備処理をしても未溶解が起きるのは、利用した混銑車が前回の溶銑払い出し時に、５０トン以上の溶銑を残留させている場合であることがわかった。つまり、温度の低下した残銑のため、熱量不足になったためと考えられる。
【００１７】
従って、この残銑量に注意すれば、溶銑の予備処理を必ず実施することで未溶解が解消できるので、本発明では、この溶銑予備処理の実施も要件に加えることにした。ここで、溶銑予備処理としては、混銑車内の溶銑にランスを浸漬させ、該ランスを介して粉状の酸化鉄をキャリアガス（例えば、空気等）で溶銑中に吹き込む脱珪処理及び／又は脱燐処理が好ましい。なお、溶銑搬送容器が取鍋の場合には、溶銑の撹拌をインペラ等で機械的に行っても良い。
【実施例】
【００１８】
一般に、製鋼工場では、高炉からの溶銑を出銑樋あるいは傾注樋で脱珪処理し、溶銑搬送容器としての混銑車に受け入れ、インジェクション法（浸漬ランスを介しての酸化鉄吹き込み）で脱燐処理してから転炉へ払い出している。この操業において、５日間にわたり、本発明に係る大型冷鉄源の溶解方法を試用してみた。
【００１９】
その際、小型の冷鉄源としては前記荒銑及びホットプレス屑を用い、大型の冷鉄源にはビレット屑及びスラブ屑を用いた。混銑車の１回の受銑に対するそれらの使用量及び前置き回数を一括して表１に示す。これら冷鉄源の混銑車への前置き手段としては、冷鉄源のサイズにかかわらずリフマグを用い、溶銑予備処理は前記インジェクション法で行った。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
操業結果を前置き量で評価し、図５に示す。１日間の目標溶解量を２７０トンとしたが５日ともほぼ目標を達成でき、合計で１７３３トンもの冷鉄源を処理でき、しかも、大型のビレット屑及びスラブ屑が１０３８トンと６０％を占めた。なお、混銑車１台あたりに換算すると、１１．３トンであり、表１の目標値にほぼ一致している。また、この期間中、製鋼工場での溶銑の転炉への払い出しに際して、未溶解物は観察されなかった。
【００２２】
また、本発明に係る溶銑搬送容器での大型冷鉄源の溶解方法と転炉へ冷鉄源を直接投入する溶解方法とで、前置き比率を３．５質量％と同じにして、冷鉄源の溶解に必要な熱量の比較を行った。その結果は、熱量を抜熱指数に換算して図６に示す。図６より、転炉で冷鉄源１トンを溶解するのに必要な熱量を１．００とすると、本発明に係る溶銑搬送容器では０．７５で良く、その差は約２５％となり、本発明の方が有利であることも確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る溶銑搬送容器での大型冷鉄源の溶解方法を実施する際の冷徹源の前置き状況を示す図であり、（ａ）は最初に小型の冷鉄源を装入した状況、（ｂ）は（ａ）にビレット屑を上置き装入した状況、（ｃ）は（ｂ）にスラブ屑をさらに上置きした状況である。
【図２】各種冷徹源の溶銑搬送容器への装入に必要な時間を作業者別に示した図である。
【図３】大型の冷徹源を混銑車へ装入する作業状況を示す図であり、（ａ）はリフマグでスラブ屑を横向きに、（ｂ）は縦向きに磁着した場合である。
【図４】本発明の実施で未溶解が起きる可能性を確認した試行結果を示す図である。
【図５】本発明の実施結果を前置き量で評価した図である。
【図６】本発明に係る溶銑搬送容器での大型冷鉄源の溶解方法と転炉へ冷鉄源を直接投入する溶解方法とで、前置き比率を３．５質量％と同じにして、冷鉄源の溶解に必要な熱量を比較した図である（熱量を鉄鉱石量に換算）。
【符号の説明】
【００２４】
１    混銑車
２    リフマグ
３    小型の冷鉄源
４    ビレット屑
５    スラブ屑
６  溶銑等の受入れ口
【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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