(57)【要約】【課題】混銑車の内張り耐火物を保護し、当該耐火物の損耗速度を低減できる溶銑予備処理方法を提供する。【解決手段】混銑車内に保持された溶銑中に搬送ガスを用いて精錬剤を吹き込み精錬する溶銑予備処理方法であって、前記混銑車の溶銑浴面よりも上側の耐火物にスラグ保護膜を形成させて、前記スラグ保護膜を維持させることを特徴とする溶銑予備処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混銑車内に保持された溶銑中に搬送ガスを用いて精錬剤を吹き込み精錬する溶銑予備処理方法であって、
前記混銑車の溶銑浴面よりも上側の耐火物にスラグ保護膜を形成させて、前記スラグ保護膜を維持させることを特徴とする溶銑予備処理方法。
【請求項２】
前記耐火物の表面温度を１２００℃以下にすることで、前記耐火物にスラグ保護膜を形成させることを特徴とする請求項１に記載の溶銑予備処理方法。
【請求項３】
前記混銑車の鉄皮部分を外側から冷却して、前記スラグ保護膜を維持させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の溶銑予備処理方法。
【請求項４】
前記耐火物の表面温度を１６５０℃以下に維持することで、前記スラグ保護膜を維持させることを特徴とする請求項３に記載の溶銑予備処理方法。
【請求項５】
前記冷却は、溶銑予備処理開始から溶銑予備処理終了まで実施されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の溶銑予備処理方法。
【請求項６】
前記冷却は、前記混銑車の前記鉄皮部分にミストを噴霧することで実施され、前記ミストの水量は、２〜１５Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の範囲内であることを特徴とする請求項３から請求項５の何れか１項に記載の溶銑予備処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶銑予備処理を行う混銑車内張り耐火物の損耗を抑制できる溶銑予備処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐火物は、各種高温の炉等の内張りに使用されている。製鉄所においては、例えば、溶銑搬送容器や精錬容器などの内張りに用いられている。これらの耐火物は、溶銑もしくはスラグによって溶損される。このため、溶銑搬送容器や精錬容器が、予め定められた規定回数使用されると、耐火物を張り替えるための解体修理が行なわれる。また、鉄皮変形によって耐火物が脱落した場合においては、溶銑搬送容器や精錬容器が規定回数使用される前であっても、耐火物を張り替えるための解体修理が行なわれる。
【０００３】
トピードカーの鉄皮変形防止方法として、特許文献１には、トピードカーの鉄皮を強制冷却する手法が開示されている。特許文献１によると、トピードカーへ精錬剤を吹き込んでいる間に、トピードカーの鉄皮の少なくとも溶銑浴面より上方に位置する範囲を強制冷却し、鉄皮の温度を４００℃以上とならないように冷却することで、鉄皮の変形を防止できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６５８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、混銑車における溶銑予備処理においては、混銑車の内張り耐火物の損耗も大きな問題となる。この耐火物の損耗は、混銑車内部への酸素の吹き込みと、これに伴う炉口部における二次燃焼等によって耐火物の表面の温度が高くなるとともに、吹き込まれる酸素や精錬剤によって飛散したスラグによって耐火物が侵食されることで発生すると考えられている。特許文献１に開示された方法は、この耐火物の損耗に対しては何ら考慮していない。本発明は、上記従来技術を鑑みてなされたものであり、混銑車の内張り耐火物を保護し、当該耐火物の損耗速度を低減できる溶銑予備処理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】
【０００６】
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）混銑車内に保持された溶銑中に搬送ガスを用いて精錬剤を吹き込み精錬する溶銑予備処理方法であって、前記混銑車の溶銑浴面よりも上側の耐火物にスラグ保護膜を形成させて、前記スラグ保護膜を維持させることを特徴とする溶銑予備処理方法。
（２）前記耐火物の表面温度を１２００℃以下にすることで、前記耐火物にスラグ保護膜を形成させることを特徴とする（１）に記載の溶銑予備処理方法。
（３）前記混銑車の鉄皮部分を外側から冷却して、前記スラグ保護膜を維持させることを特徴とする（１）または（２）に記載の溶銑予備処理方法。
（４）前記耐火物の表面温度を１６５０℃以下に維持することで、前記スラグ保護膜を維持させることを特徴とする（３）に記載の溶銑予備処理方法。
（５）前記冷却は、溶銑予備処理開始から溶銑予備処理終了まで実施されることを特徴とする（３）または（４）に記載の溶銑予備処理方法。
（６）前記冷却は、前記混銑車の前記鉄皮部分にミストを噴霧することで実施され、前記ミストの水量は、２〜１５Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の範囲内であることを特徴とする（３）から（５）の何れか１つに記載の溶銑予備処理方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の溶銑予備処理方法を用いることで、混銑車の内張り耐火物の表面にスラグ保護膜を形成させ、当該スラグ保護膜を維持することができる。これにより、耐火物をスラグの侵食から効果的に保護でき、混銑車の内張り耐火物の損耗速度を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る溶銑予備処理方法が適用できる混銑車の部分断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明では、混銑車の内張り耐火物に予備処理スラグが付着した状態で、当該耐火物の表面温度を１２００℃以下に冷却することで耐火物表面にスラグ保護膜を形成させる。また、耐火物表面に形成されたスラグ保護膜は、耐火物表面を１６５０℃以下に冷却することで、混銑車内において溶銑予備処理を実施したとしても当該スラグ保護膜は維持される。このように、耐火物表面にスラグ保護膜を形成させ、当該スラグ保護膜を維持させることで、混銑車の内張り耐火物の損耗速度を低減できることを見出して本発明を完成させた。以下に、本発明の実施形態を通じて本発明を説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る溶銑予備処理方法が適用できる混銑車１０の部分断面図を示す。混銑車１０は、鉄皮１２と、鉄皮１２の内側に設けられた内張り耐火物１４（以後、耐火物と称する）と、溶銑１６に酸素および搬送ガスとともに精錬剤等を吹き込むランス１８と、溶銑１６を撹拌する撹拌羽根２０と、外部から鉄皮１２にミストを噴霧するミスト噴霧装置２２と、を備える。また、混銑車１０に収容された溶銑１６の表面には、予備処理スラグ２４が形成されている
【００１１】
混銑車１０に用いられる耐火物１４は、一般的に、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ−Ｃ煉瓦またはＡｌ２Ｏ３−Ｃ煉瓦である。Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ−Ｃ煉瓦は、Ａｌ２Ｏ３を４０〜９０質量％で含み、ＳｉＣを３〜１５質量％で含み、Ｃを３〜２０質量％で含む。また、Ａｌ２Ｏ３−Ｃ煉瓦は、Ａｌ２Ｏ３を８０〜９５質量％で含み、Ｃを５〜２０質量％で含む。
【００１２】
混銑車１０は、高炉から出銑される溶銑１６を受銑し、製鋼工程へ輸送する。混銑車１０内に収容された溶銑１６には、石灰等の副原料を投入して予備処理スラグ２４を形成させ、さらに、ランス１８から酸素および精錬剤が吹き込まれ、溶銑１６の予備処理が実施される。
【００１３】
予備処理によって成分が調整された溶銑１６が入った混銑車１０は、クレーンで釣り上げられて反転され、混銑車１０内の溶銑１６が受銑口から出銑される。このとき、混銑車１０の溶銑浴面より上側の耐火物１４の表面に予備処理スラグ２４が付着する。これらの予備処理スラグ２４の組成は、Ａｌ２Ｏ３濃度が２〜８質量％であり、ＭｇＯ濃度が１〜５質量％であり、ＣａＯ濃度が２０〜５０質量％であり、ＳｉＯ２濃度が５〜４０質量％であり、ＦｅＯ濃度が１０〜５０質量％である。なお、混銑車１０をクレーンで釣り上げて反転させるときに、耐火物１４の表面に予備処理スラグ２４を付着させるために、混銑車１０の反転時における傾斜角度を変更させてもよい。
【００１４】
耐火物１４の表面に予備処理スラグ２４が付着した状態で、混銑車１０の鉄皮１２を外側から冷却する。すると、予備処理スラグ２４が耐火物１４の表面で冷却固化され、耐火物１４の表面にスラグ保護膜が形成される。このようなスラグ保護膜は、予備処理スラグ２４が耐火物１４の表面に付着した状態で、耐火物１４の表面温度を１２００℃以下にすることで形成される。本実施形態においては、ミスト噴霧装置２２を用いて、鉄皮１２にミストを噴霧することで耐火物１４の表面温度を１２００℃以下に冷却した。なお、耐火物１４の表面温度は、混銑車１０の鉄皮１２および耐火物１４の伝熱計算から鉄皮１２の表面温度と、耐火物１４の表面温度との相関を予め把握しておき、鉄皮１２の表面温度を制御することで、耐火物１４の表面温度を１２００℃以下に制御した。また、鉄皮１２の表面温度の測定は、サーモグラフィー等の非接触型の温度計を用いて実施してよい。
【００１５】
耐火物１４の表面にスラグ保護膜を形成させた状態で、混銑車１０は、高炉から溶銑１６を受銑し、混銑車１０内において溶銑予備処理が実施される。溶銑予備処理が開始されてから溶銑予備処理が終了するまで耐火物１４を冷却して、スラグ保護膜が形成された耐火物１４の表面温度を１６５０℃以下に維持する。これにより、溶銑予備精錬処理が実施されている間、耐火物１４の表面に形成されたスラグ保護膜を維持できる。一方、耐火物１４の表面温度が１６５０℃より高くなると、耐火物１４の表面に形成されたスラグ保護膜は、予備処理スラグ２４に溶解して消失する。
【００１６】
本実施形態において、溶銑予備処理が開始されてから溶銑予備処理が終了するまで、ミスト噴霧装置２２から、１０Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の水をミスト化して鉄皮１２に噴霧して、耐火物１４の表面温度を１６５０℃以下に維持した。なお、ミスト噴霧装置２２から鉄皮１２にミストとして噴霧する水量は、２〜１５Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の範囲内にすることが好ましい。水量を２Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）より少なくすると、耐火物１４の表面温度が１６５０℃を超えてしまうので好ましくなく、水量を１５Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）より多くすると、鉄皮１２で全ての水が蒸発せず、水滴が混銑車１０から滴り落ちる可能性が高くなるので好ましくない。また、ミスト噴霧装置２２による冷却は、少なくとも溶銑予備処理が開始されてから溶銑予備処理が終了するまで実施されればよく、溶銑予備処理が開始される前から鉄皮１２を冷却してもよく、また、溶銑予備処理が終了した後、さらに鉄皮１２を継続して冷却するとしてもよい。特に、溶銑予備処理が実施されている間は、酸素の吹き込みによって、耐火物１４の周囲が高温になり、さらにランス１８から吹き込まれる酸素、搬送ガスおよび精錬剤によって溶銑１６や予備処理スラグ２４が飛散し、耐火物１４の損耗速度が速められるので、溶銑予備処理が実施されている間、耐火物１４をスラグ保護膜で保護することで、耐火物１４の損耗速度を効果的に低減させることができる。
【００１７】
以上、説明したように、本実施形態における溶銑予備処理方法を実施することで、混銑車１０の耐火物１４の表面にスラグ保護膜を形成し、溶銑予備処理の間、当該スラグ保護膜を維持することができる。これにより、酸素吹込みによって、耐火物１４の周囲が高温になり、さらに、ランス１８から吹き込まれる酸素、搬送ガスおよび精錬剤によって溶銑１６や予備処理スラグ２４が飛散したとしても、耐火物１４の表面に形成されたスラグ保護膜によって耐火物１４の溶損が抑制されるので、耐火物１４の損耗速度を低減させることができる。
【００１８】
なお、本実施形態においては特に範囲を定めず、ミスト噴霧装置２２を用いて、鉄皮１２を冷却する例を示したが、これに限られない。例えば、混銑車１０の内部に吹き込まれる酸素によって高温が発生する部分を予め特定し、当該特定した部分に対応した鉄皮１２の部分を選択的に冷却してもよい。このように、予め特定された範囲の鉄皮１２を選択的に冷却することで、溶銑１６の精錬工程全体において、熱量を放散させてしまうことを抑制できる。
【００１９】
また、本実施形態において、混銑車１０の鉄皮１２および耐火物１４の伝熱計算から鉄皮１２の表面温度と、耐火物１４の表面温度との相関を予め把握しておき、鉄皮１２の表面温度を制御することで、耐火物１４の表面温度を制御する例を示したが、耐火物１４の表面温度を、サーモグラフィーまたは熱電対を用いて直接測定してもよい。
【実施例】
【００２０】
次に、図１に示した混銑車１０を用いて、本実施形態に係る溶銑予備処理方法を実施した実施例について説明する。表１は、スラグ保護膜を形成させるために用いた予備処理スラグの組成を示す。表２は、実施例の結果の一覧を示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
【表２】
2018016860.tif 000004
【００２３】
表２において、「予備処理スラグ種類」の行に示した「１」は、表１の「予備処理スラグ１」を用いたことを示し、「２」は、表１の「予備処理スラグ２」を用いたことを示す。また、「冷却期間」における「処理前」の行に示した「○」は、溶銑予備処理前に、耐火物１４の表面温度を１２００℃まで冷却してスラグ保護膜を形成させたことを示し、「×」は、冷却しなかったことを示す。さらに、「冷却期間」における「処理中」の行に示した「○」は、溶銑予備処理中において、耐火物１４の表面温度が１６５０℃以下になるように冷却したことを示し、「×」は冷却しなかったことを示す。
【００２４】
また、「耐火物表面温度」および「鉄皮温度」の行に示した値は、それぞれ「処理前」および「処理中」にサーモグラフィーを用いて測定した耐火物１４の表面温度および鉄皮１２の表面温度を示す。また、溶損速度指数とは、溶銑予備処理前に耐火物１４の表面温度を１２００℃まで冷却せず、また、溶銑予備処理中においてもミスト噴霧装置２２を用いて冷却を行なっていない場合の耐火物１４の損耗速度を１００とし、それぞれの耐火物１４の損耗速度をその比率で表した値である。すなわち、溶損速度指数が１００より大きいことは、耐火物の損耗速度が速いことを示し、溶損速度指数が１００より小さいことは、耐火物の損耗速度が遅いことを示す。
【００２５】
実施例１は、表１に示した予備処理スラグ１を用い、ミスト噴霧装置２２からミストを鉄皮１２に噴霧して、耐火物１４の表面温度を１２００℃まで冷却してスラグ保護膜を形成させた。その後、混銑車１０に溶銑１６を受銑させるとともに、ミスト噴霧装置２２から１０Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の水をミスト化して鉄皮１２に噴霧して、耐火物１４の表面温度を１６５０℃以下まで下げ、その後に溶銑予備処理を開始した。その後、溶銑予備処理を３０分間実施したが、当該処理の全期間を通じてミスト噴霧装置２２から１０Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の水をミスト化して鉄皮１２に噴霧して冷却を行なった。実施例１の耐火物１４の損耗速度指数は７０であり、耐火物１４の損耗速度を低減できることが確認できた。
【００２６】
実施例２は、表１に示した予備処理スラグ２を用い、ミスト噴霧装置２２からミストを鉄皮１２に噴霧して、耐火物１４の表面温度を１２００℃まで冷却してスラグ保護膜を形成させた。その後、混銑車１０に溶銑１６を受銑させるとともに、ミスト噴霧装置２２から１０Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の水をミスト化して鉄皮１２に噴霧して、耐火物１４の表面温度を１６５０℃以下まで下げ、その後に溶銑予備処理を開始した。その後、溶銑予備処理を３０分間実施したが、当該処理の全期間を通じてミスト噴霧装置２２から１０Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の水をミスト化して鉄皮１２に噴霧して冷却を行なった。実施例２の耐火物１４の損耗速度指数は５０であり、耐火物１４の損耗速度を低減できることが確認できた。
【００２７】
比較例１は、表１に示した予備処理スラグ１を用い、溶銑予備処理前に耐火物１４の表面温度を１２００℃まで冷却せず、また、溶銑予備処理中においてもミスト噴霧装置を用いて冷却を行なっていない。なお、この場合における損耗速度指数を１００とした。
【００２８】
比較例２は、表１に示した予備処理スラグ２を用い、溶銑予備処理前に耐火物１４の表面温度を１２００℃まで冷却せず、また、溶銑予備処理中においてもミスト噴霧装置を用いて冷却を行なっていない。この場合において、耐火物１４の表面温度は、比較例１と同等の１６８０℃であり、損耗速度指数は１００であった。
【００２９】
比較例３は、表１に示した予備処理スラグ１を用い、溶銑予備処理前に耐火物１４を冷却せず、スラグ保護膜を形成させなかった。その後、混銑車１０に溶銑１６を受銑させるとともに、ミスト噴霧装置２２から１０Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の水をミスト化して鉄皮１２に噴霧して、耐火物１４の表面温度を１６５０℃以下まで下げ、その後に溶銑予備処理を開始した。その後、溶銑予備処理を３０分間実施したが、当該処理の全期間を通じてミスト噴霧装置２２から１０Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の水をミスト化して鉄皮１２に噴霧して冷却を行なった。比較例３の耐火物１４の損耗速度指数は９５であった。このように、溶銑予備処理前に耐火物１４を１２００℃まで冷却してスラグ保護膜を形成させないと、耐火物１４の損耗速度は、全く冷却しない比較例１および比較例２とほとんど同じになった。
【００３０】
比較例４は、表１に示した予備処理スラグ１を用い、ミスト噴霧装置２２からミストを鉄皮１２に噴霧して、耐火物１４の表面温度を１２００℃まで冷却してスラグ保護膜を形成させた。その後、混銑車１０に溶銑１６を受銑させた後は、冷却を行うことなく、溶銑予備処理を３０分間実施した。比較例４の耐火物１４の損耗速度指数は９８であった。このように、溶銑予備処理前に耐火物１４を１２００℃まで冷却してスラグ保護膜を形成させたとしても、その後の冷却を行なわないと、スラグ保護膜は溶解して消失してしまい、耐火物１４の損耗速度は、全く冷却しない比較例１および比較例２とほとんど同じになった。
【００３１】
比較例５は、表１に示した予備処理スラグ２を用い、溶銑予備処理前に耐火物１４を冷却せずにスラグ保護膜を形成させなかった。その後、混銑車１０に溶銑１６を受銑させるとともに、ミスト噴霧装置２２から１０Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の水をミスト化して鉄皮１２に噴霧して、耐火物１４の表面温度を１６５０℃以下まで下げ、その後に溶銑予備処理を開始した。その後、溶銑予備処理を３０分間実施したが、当該処理の全期間を通じてミスト噴霧装置２２から１０Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）の水をミスト化して鉄皮１２に噴霧して冷却を行なった。比較例５の耐火物１４の損耗速度指数は９５であった。このように、溶銑予備処理前に耐火物１４を１２００℃まで冷却してスラグ保護膜を形成させないと、耐火物１４の損耗速度は、全く冷却しない比較例１および比較例２とほとんど同じになった。
【００３２】
比較例６は、表１に示した予備処理スラグ２を用い、ミスト噴霧装置２２からミストを鉄皮１２に噴霧して、耐火物１４の表面温度を１２００℃まで冷却してスラグ保護膜を形成させた。その後、混銑車１０に溶銑１６を受銑した後は、冷却を行うことなく、溶銑予備処理を３０分間実施した。比較例６の耐火物１４の損耗速度指数は９６であった。このように、溶銑予備処理前に耐火物１４を１２００℃まで冷却してスラグ保護膜を形成させたとしても、その後の冷却を行なわないと、スラグ保護膜は溶解して消失してしまい、耐火物１４の損耗速度は、全く冷却しない比較例１および比較例２とほとんど同じになった。
【００３３】
このように、溶銑予備処理前にミスト噴霧装置２２からミストを鉄皮１２に噴霧して、耐火物１４の表面温度を１２００℃まで冷却してスラグ保護膜を形成させ、さらに、溶銑予備処理の全期間を通じて、耐火物１４の表面温度を１６５０℃以下に維持して、スラグ保護膜を維持させる。これにより、酸素吹込みによって、耐火物１４の周囲が高温になり、さらに、吹き込まれる酸素や精錬剤によって予備処理スラグ２４が飛散したとしても、耐火物１４の表面に形成されたスラグ保護膜によって耐火物１４の溶損が抑制されるので、耐火物１４の損耗速度を低減できることが確認された。
【符号の説明】
【００３４】
１０    混銑車
１２    鉄皮
１４    耐火物
１６    溶銑
１８    ランス
２０    撹拌羽根
２２    ミスト噴霧装置
２４    予備処理スラグ
【図１】
2018016860.tif 000005