(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑輸送容器に収容された溶銑を、前記溶銑輸送容器から払い出した後、
前記溶銑輸送容器に融点が１２００℃以上の断熱材を入れ、
前記断熱材は、嵩密度が３０ｋｇ／ｍ３以上１００ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする溶銑輸送容器の保温方法。
【請求項２】
前記断熱材は、高炉スラグを主原料として含むことを特徴とする請求項１に記載の溶銑輸送容器の保温方法。
【請求項３】
前記断熱材の成分組成は、ＳｉＯ２が３０ｍａｓｓ％以上、ＣａＯが３０ｍａｓｓ％以上、Ａｌ２Ｏ３が１０ｍａｓｓ％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の溶銑輸送容器の保温方法。
【請求項４】
前記溶銑輸送容器に前記断熱材を入れた後、
前記断熱材が収容された前記溶銑輸送容器に、高炉から払出される溶銑を入れ、
前記溶銑によって溶解する前記断熱材を高炉スラグとして処理することを特徴とする請求項２または３に記載の溶銑輸送容器の保温方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、溶銑輸送容器の保温方法に関し、高炉から出銑される溶銑を製鋼工場へ輸送し、払出した後の空の溶銑輸送容器の放熱による温度低下を抑制するための技術である。
【背景技術】
【０００２】
溶銑の輸送に用いられる混銑車や溶銑鍋などの溶銑輸送容器は、溶銑を輸送する際において、収容された溶銑の温度低下を抑えることが、特性として要求される。特に、溶銑が収容されていない空の溶銑輸送容器の温度が低い場合、その後に収容される溶銑の溶銑輸送容器への抜熱量が大きくなるため、収容される溶銑の温度低下量が増大する。これに対して、輸送中の溶銑の温度低下を抑制する方法としては、製鋼工場で溶銑を払い出した（溶銑鍋などの他の収容容器へ入れ替えた）後の、空の溶銑輸送容器に昇熱材や保温剤を入れ、空の溶銑輸送容器の温度低下を抑えることで、輸送中の溶銑の温度低下を抑える方法が知られている。
例えば、特許文献１には、溶銑を払い出した後の空の溶銑輸送容器に、コークス或いは炭素の含有率が高く、高炉の一部を形成したレンガの廃材を入れる方法が開示されている。特許文献１によれば、このレンガ中の炭素が溶銑輸送容器内で燃焼することにより、空の溶銑輸送容器を昇温及び保温することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０１２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の方法の場合、炭素の燃焼後は保温効果が得られないため、溶銑輸送容器が溶銑の入っていない空の状態である空車時間が長くなると、溶銑輸送容器の温度が低下し、輸送する溶銑の温度低下を抑えられないことがあった。また、溶銑の温度低下を抑えるために溶銑輸送容器の内面（耐火物面）に広範囲に着熱させるには、多量のレンガを入れる必要がある。しかし、レンガに含まれる炭素以外の成分や、溶銑を受ける（収容する）際に燃焼せずに残っている炭素は、溶銑の温度を下げる冷材として作用するため、かえって溶銑の温度を低下させる要因となる。このため、特許文献１に記載の方法では、空車時間によっては、輸送中の溶銑の温度低下を抑制することが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、輸送中の溶銑の温度低下を抑制することができる溶銑輸送容器の保温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】
本発明の一態様によれば、溶銑輸送容器に収容された溶銑を、上記溶銑輸送容器から払い出した後、上記溶銑輸送容器に断熱材を入れることを特徴とする溶銑輸送容器の保温方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、輸送中の溶銑の温度低下を抑制することができる溶銑輸送容器の保温方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る保温方法を示す説明図である。
【図２】実施例における空車時間と温度低下量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】
【０００９】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
＜保温方法＞
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る溶銑輸送容器の保温方法について説明する。本実施形態では、溶銑輸送容器として、図１に示す混銑車１（トピードカーともいう）を用いる。混銑車１は、魚雷型の形状を有し、鉄皮の内面に耐火物がライニングされる。また、混銑車１は、長手方向（図１の紙面に対する前後方向）中央の上側（図１の紙面に対する上側）に開口部を有し、この開口部を介して溶銑２が出し入れされる。混銑車１は、高炉から製鋼工場への溶銑の輸送に用いられ、高炉から出銑される溶銑２を収容し、製鋼工場へと輸送する。
【００１０】
本実施形態では、まず、図１（ａ）に示すように製鋼工場にて溶銑２を払い出した後の空の混銑車１に、図１（ｂ）に示すように断熱材３を入れる。溶銑２の払い出しは、図１（ａ）に示すように、軸方向を中心として混銑車１を傾動させて行われる。断熱材３の投入は、不図示の重機などを用いて行われる。断熱材３の投入量は、必要とする保温効果や断熱材の特性に応じて適宜設定されるが、混銑車１の内面となる耐火物面の底部を広範囲に覆うことができる量であることが好ましい。例えば、混銑車１の容積に対して５０％以上の体積の断熱材３を入れてもよい。
【００１１】
断熱材３は、高炉で発生する高炉スラグを主原料として含む、無機繊維系断熱材であるロックウール（ストーンウールやミネラルファイバーともいう）である。断熱材３は、主原料である高炉スラグ及び成分調整のための珪砂などの副原料を溶解させた後、綿状に加工し、硬化剤を用いて所望する形状に成型されることで製造される。本実施形態では、断熱材３として、シート状のロックウールを丸めて円柱状に成型したロール状の断熱材３ａ及び板状の断熱材３ｂが用いられる。断熱材３の融点は、１２００℃以上である。断熱材３の融点が１２００℃未満であると混銑車１の内面の温度よりも低くなるため空の混銑車１内で溶けやすくなる。また、断熱材３の融点は、１５００℃以下であることが好ましい。断熱材３の融点が１５００℃超であると、溶銑２を混銑車１に収容した後に断熱材３が溶けにくくなってしまう。さらに、断熱材３は、軽量で、断熱性に優れたものが好ましく、嵩密度が３０ｋｇ／ｍ３以上１００ｋｇ／ｍ３以下、熱伝導率が０．０３Ｗ／ｍＫ（２４．０℃）以上０．０６Ｗ／ｍＫ（２４．０℃）以下であることが好ましい。さらに、断熱材３の成分組成は、高炉スラグと同等であることが好ましく、ＳｉＯ２が３０ｍａｓｓ％以上、ＣａＯが３０ｍａｓｓ％以上、Ａｌ２Ｏ３が１０ｍａｓｓ％以上であることが好ましい。混銑車１に収容された断熱材３は、混銑車１の開口部からの放熱を抑制し、空の状態における混銑車１の温度低下を抑制する。
【００１２】
断熱材３を混銑車１に入れた後、図１（ｃ）に示すように、高炉から出銑される溶銑２を混銑車１内に収容する。混銑車１に溶銑２が収容されると、断熱材３は、図１（ｄ）に示すように溶解していき、最終的には図１（ｅ）に示すように完全に溶解する。溶解した断熱材３は、高炉から溶銑２を受ける際に混入する高炉スラグと混ざった、スラグ４となる。
【００１３】
その後、溶銑２が収容された混銑車１は、スラグ４を混銑車１から除去する排滓処理や、必要に応じて脱珪や脱燐などの溶銑予備処理などが施された後、図１（ａ）で説明したように、溶銑２の払い出しが行われる。その後は、上述と同様な処理が繰り返されることで、混銑車１による溶銑２の輸送が連続して行われる。
なお、除滓処理によって除去されたスラグ４は、高炉スラグと同様な成分組成であるため、何ら特殊な分別や処理プロセスなどを発生させることなく、通常のスラグ処理と同様に処理することができる。
【００１４】
＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである
【００１５】
例えば、上記実施形態では、溶銑輸送容器として混銑車１を用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、溶銑輸送容器は、溶銑鍋などの他の容器であってもよい。
また、上記実施形態では、断熱材３として高炉スラグを主原料とするロックウールを用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。断熱材３は、空の混銑車１に入れた状態で、所望とする保温効果が得られれば、他の種類のものであってもよい。例えば、断熱材３は、高炉スラグ以外を原料とするものや、無機繊維系以外のもの、上記実施形態における好ましい成分組成と異なるものであってもよい。なお、断熱材３として高炉スラグを主原料とするロックウール用いることや、断熱材３の組成を上記実施形態における好ましい成分組成とすることにより、発生するスラグ４を高炉スラグとして処理することができる。また、高炉スラグを主原料とするロックウールを断熱材３として用いることで、コストを低減することができる。
【００１６】
さらに、上記実施形態では、断熱材３の形状は、ロール状や板状であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。所望とする保温効果が得られるようであれば、断熱材３は、他の形状であってもよい。なお、ロール状や板状のような成型が容易な形状とすることで、断熱材３に掛かるコストを低減することができる。また、ロール状のように、断面形状を、断面積に対する外周長さの比が大きな形状とすることにより、混銑車１に入れた際に溶解しにくくなるため、高い保温効果を得ることができる。
さらに、上記実施形態では、空車状態の混銑車１には、断熱材３のみを入れることとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、空車状態の混銑車１に、断熱材３の他に、スクラップや発熱材などを入れてもよい。この場合、払い出しが完了した混銑車１に対して、断熱材３と同様な方法で、スクラップや発熱材などが入れられる。
【００１７】
＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係る溶銑輸送容器の保温方法は、溶銑輸送容器（例えば、混銑車１）に収容された溶銑２を、溶銑輸送容器から払い出した後、溶銑輸送容器に融点が１２００℃以上の断熱材３を入れる。
上記（１）の構成によれば、溶銑２を払い出してから次の溶銑を受けるまでの間、溶銑輸送容器の耐火物面から大気への放熱を抑制することができるため、空車時における溶銑輸送容器の温度低下を抑制することができる。これにより、空車状態の後、溶銑を収容して輸送する際に、溶銑の温度低下を抑制することができる。
【００１８】
また、断熱材３による溶銑輸送容器の温度低下の抑制効果は、溶銑輸送容器が次の溶銑を受けるまで継続して得られる。このため、空車時間が長い場合においても、特許文献１のように昇熱材を用いる方法に比べ、温度低下の抑制降下をより効果的に得ることができる。
さらに、例えば特許文献１のように炭素を含むレンガを昇熱材として用いる場合では、効果を持続させようとすると、レンガを多量に入れる必要があった。しかし、上記（１）の構成によれば、次の溶銑２を受けるまで効果を継続して得られるため、特許文献１のような方法に比べ、溶銑輸送容器への投入量を少なくすることができる。溶銑輸送容器に入れられた断熱材３やレンガは、その重量に応じて、溶銑輸送容器やその後入れられる溶銑２の熱を取る。このため、上記（１）の構成では、投入量を少なくすることで、溶銑２の温度低下を抑制することができる。
【００１９】
（２）上記（１）の構成において、断熱材３は、嵩密度が３０ｋｇ／ｍ３以上１００ｋｇ／ｍ３以下である。
上記（２）の構成によれば、軽量な断熱材３を用いることで、溶銑輸送容器に入れる断熱材３の重量を低減することができる。これにより、溶銑輸送容器や溶銑２からの抜熱量を低減することができるため、溶銑輸送容器及び輸送中の溶銑２の温度低下をより抑制することができる。
【００２０】
（３）上記（１）または（２）の構成において、断熱材３は、高炉スラグを主原料として含む。
上記（３）の構成によれば、生じるスラグ４を高炉スラグとして処理することができる。ここで、空の溶銑輸送容器に昇熱材を入れる方法として、例えば、都市ゴミなどから製造した固形燃料を空の溶銑輸送容器に入れ、燃焼させる方法が知られている。しかし、このような方法では、固形燃料に灰分が多く含まれることから、発生するスラグには再利用の観点から有害な元素が含まれる。このため、スラグの分別或いは処理において工程が増加することが問題であった。一方、上記（３）の構成によれば、発生するスラグ４は、通常の高炉スラグとして処理できるため、処理に掛かる工程やコストを低減することができる。
【００２１】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかの構成において、断熱材３の成分組成は、ＳｉＯ２が３０ｍａｓｓ％以上、ＣａＯが３０ｍａｓｓ％以上、Ａｌ２Ｏ３がｍａｓｓ１０％以上である。
上記（４）の構成によれば、高炉スラグと同等な成分組成となるため、（３）と同様な効果を得ることができる。
（５）上記（３）または（４）の構成において、溶銑輸送容器に断熱材３を入れた後、断熱材３が収容された溶銑輸送容器に、高炉から払出される溶銑２を入れ、溶銑２によって溶解する断熱材３を高炉スラグとして処理する。
上記（５）の構成によれば、スラグ４の処理に掛かる工程やコストを低減することができる
【００２２】
＜実施例＞
次に、本発明者らが行った実施例について説明する。実施例では、上記実施形態に係る溶銑輸送容器の保温方法を用いて、溶銑輸送容器である混銑車１の保温を実施した。実施例では、溶銑充填量が２８０ｔの混銑車１を用いて、温度が１５００℃の溶銑２を高炉から製鋼工場まで繰り返し運搬させた。そして、溶銑２を払い出した混銑車１には、高炉スラグを主原料とするロックウールを断熱材３として入れた。断熱材３は、融点が１４００℃、嵩密度が８０ｋｇ／ｍ３、熱伝導率が０．０３６Ｗ／ｍＫ（２４．０℃）、成分組成としてＳｉＯ２を４５．０ｍａｓｓ％、ＣａＯを３７．０ｍａｓｓ％、Ａｌ２Ｏ３を１２ｍａｓｓ％含むものを用いた。断熱材３の投入量は、８００ｋｇとした。
【００２３】
また、実施例では、溶銑２を払い出してから高炉で次の溶銑２を受けるまでの空車時間を測定した。さらに、溶銑２を収容した直後の溶銑温度と、溶銑２を収容してから５０分〜１００分経過した後の溶銑温度とを測定し、測定間隔での溶銑２の温度低下量を算出した。さらに、溶解した断熱材３が含まれる輸送中のスラグ４を、溶銑２を受けてから払い出す間に採取し、高炉スラグを採取し、その成分をそれぞれ分析した。
さらに、通常行われている空の混銑車１に何も入れずに溶銑２の輸送を実施例と同様に行ったものを比較例１、実施例の断熱材３の代わりに昇熱材であるコークスを１ｔ用いたものを比較例２として実施した。
【００２４】
図２に、実施例及び比較例１，２における、空車時間と溶銑２の温度低下量との関係を示す。比較例１の空車時間の平均値２４４分において、実施例の温度低下量が１０９℃、比較例１の温度低下量が１２９℃、比較例２の温度低下量が１２１℃となり、実施例の条件が最も溶銑２の温度低下量が小さくなることが確認された。
採取したスラグの分析結果を表１に示す。表１に示すように、輸送中に採取したスラグ４は、高炉スラグと同等の成分組成となることを確認した。また、実施例にて発生したスラグ４は、排滓処理を経て、通常のスラグと同様に回収及び処理を行い、通常のスラグと同様な処理を施しても問題がないことが確認された。
【００２５】
【表１】
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【符号の説明】
【００２６】
１  混銑車
２  溶銑
３  断熱材
３ａ  ロール状の断熱材
３ｂ  板状の断熱材
４  スラグ
【図１】
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【図２】
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