(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑を高炉から転炉へ搬送する混銑車内で溶銑の脱珪処理を行い、前記混銑車に収容された脱珪済みの溶銑の表面をスラグストッパで押さえて、スラグを除いた溶銑を払い出す溶銑の予備処理方法であって、
脱珪処理後の溶銑にスラグ固め材を添加し、脱珪処理で生成したスラグの液相率を下げた後、前記溶銑を払い出すことを特徴とする、混銑車内の溶銑の予備処理方法。
【請求項２】
前記スラグ固め材は、生石灰であることを特徴とする、請求項１に記載の混銑車内の溶銑の予備処理方法。
【請求項３】
前記スラグ固め材として、鉄鋼精錬プロセスで発生したＣａＯ成分を含むダストを収集した集塵ダストを用いることを特徴とする、請求項１に記載の混銑車内の溶銑の予備処理方法。
【請求項４】
前記集塵ダストは、質量％で、ＣａＯが５０％以上、ＳｉＯ２が１０％以下であることを特徴とする、請求項３に記載の混銑車内の溶銑の予備処理方法。
【請求項５】
前記脱珪処理で生成したスラグの、ＣａＯとＳｉＯ２との質量％の比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）で表される塩基度が１．３以上になるように、前記スラグ固め材を添加することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の混銑車内の溶銑の予備処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑を高炉から製鋼工場へ搬送する混銑車内で溶銑の脱珪処理等の予備処理を行う際の溶銑の予備処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所において、高炉で製造された溶銑は、混銑車で製鋼工場まで搬送され、その間、混銑車内において、脱珪処理等の溶銑の予備処理が行われる。このとき、混銑車の溶銑容器内には、溶銑のみならず、脱珪処理等を行った際に生成されたスラグが存在し、混銑車から溶銑を払い出す際には、スラグを除いて溶銑のみを払い出す必要がある。
【０００３】
スラグを除く方法としては、従来、例えば特許文献１に記載されているように、混銑車内のスラグをかき寄せて排出するスラグドラッガと呼ばれる装置が用いられている。ところが、スラグドラッガは、混銑車の傾動装置、排出スラグの処理ピットなどの付帯設備が必要となるため、大規模な初期投資が必要となる。また、スラグを除くための処理時間を要することから、コストの上昇や生産性の低下を招く場合がある。そのため、より簡便な手段として、スラグストッパと呼ばれる部材を用いてスラグの流出を防ぎ、溶銑のみを混銑車の開口部から流出させて溶銑鍋内へ払い出す方法が併用されている。
【０００４】
スラグストッパは、例えば特許文献２〜４等に開示されており、混銑車内の溶銑上部に浮遊しているスラグを堰き止めてスラグの流出を阻止するものであり、その状態で混銑車を傾動させ、溶銑のみが混銑車から溶銑鍋に流れ出るようにする。
【０００５】
溶銑を払い出した後、混銑車内に残留したスラグは、例えば特許文献５に開示されているスラグ受け等に排滓される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭５８−３７９４２号公報
【特許文献２】実開平３−３０２５０号公報
【特許文献３】実開平６−３７３４６号公報
【特許文献４】実開平６−８３７６０号公報
【特許文献５】特開平９−２３５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、従来は、混銑車で脱珪処理に加えてＣａＯ等の脱燐材を用いる脱燐処理も行われていたため、生成されるスラグの液相率が低かったが、近年、トータルコスト削減および生産性向上のため、脱燐処理は転炉で行い、混銑車内では脱珪処理のみを行うようになってきている。そして、脱珪処理のみを行った際に生成されるスラグは液相率が高いため、溶銑の払出時にスラグをスラグストッパで堰き止めることができず、スラグが溶銑鍋に流出しやすいという問題が生じている。溶銑鍋へのスラグの混入は、後工程における精錬能低下の要因となるため、スラグの溶銑鍋への流出を抑制する必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、混銑車内で溶銑の脱珪処理を行い、スラグストッパを用いて脱珪済みの溶銑を払い出す際、簡易な方法で溶銑へのスラグの混入を抑止できる溶銑の予備処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題を解決するため、本発明は、溶銑を高炉から転炉へ搬送する混銑車内で溶銑の脱珪処理を行い、前記混銑車に収容された脱珪済みの溶銑の表面をスラグストッパで押さえて、スラグを除いた溶銑を払い出す溶銑の予備処理方法であって、脱珪処理後の溶銑にスラグ固め材を添加し、脱珪処理で生成したスラグの液相率を下げた後、前記溶銑を払い出すことを特徴とする、混銑車内の溶銑の予備処理方法を提供する。
【００１０】
前記スラグ固め材は、生石灰でもよい。
【００１１】
また、前記スラグ固め材として、鉄鋼精錬プロセスで発生したＣａＯ成分を含むダストを収集した集塵ダストを用いてもよい。その場合、前記集塵ダストは、質量％で、ＣａＯが５０％以上、ＳｉＯ２が１０％以下であることが好ましい。
【００１２】
前記脱珪処理で生成したスラグの、ＣａＯとＳｉＯ２との質量％の比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）で表される塩基度が１．３以上になるように、前記スラグ固め材を添加することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、混銑車内の脱珪済みの溶銑と共存するスラグの液相率を下げることにより、スラグストッパで容易にスラグを堰き止めることができ、溶銑払い出し時のスラグの流出を抑制することができる。これにより、溶銑鍋へのスラグの混入を低減して後工程における精錬能の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態にかかる混銑車の溶銑処理サイクルを示す図である。
【図２】スラグストッパを用いて混銑車から溶銑鍋に溶銑を払い出す様子を示す図である。
【図３】スラグの溶銑鍋への流出量と塩基度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】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
図１は、本実施形態にかかる混銑車の溶銑処理サイクルを示す。混銑車１０は、高炉で製造された溶銑２０を収容し、軌道３０上を走行して溶銑２０を製鋼工場まで搬送する。その途中、混銑車１０内で溶銑２０の脱珪処理を行い、製鋼工場で、脱珪処理後の溶銑２０ａを払い出す。さらにスラグ２１を排出して空になった混銑車１０は高炉に戻り、同様のサイクルを繰り返す。
【００１７】
混銑車１０には、中央部に受銑および出銑用の開口部１１があり、内部には耐火物１２の内張りが施されている。また、図１に示す混銑車１０の左右両側は、軸受け（図示省略）に支えられており、左右方向の長軸まわりに３６０度回転させることができる構造になっている。
【００１８】
以下、図１を参照して、混銑車１０の溶銑処理サイクルの各工程（Ｓ１〜Ｓ７）について説明する。
【００１９】
先ず、混銑車１０は、高炉（図示省略）から溶銑２０を受銑する（Ｓ１）。このときの溶銑２０には、高炉から流入した高炉スラグが含まれているため、先ず、スラグドラッガを用いて高炉スラグをかき出す（Ｓ２）。この工程は、従来周知のスラグドラッガを用いた排滓処理と同様の方法で行えばよい。
【００２０】
近年、転炉での吹錬負荷を低減し、コストダウンを図るとともに、溶鋼を所望の組成にし易くするため、転炉に装入する前に、溶銑から予め珪素を除去する溶銑の予備処理を行うことが普及している。すなわち、高炉から出銑された溶銑２０に対し、混銑車１０内で珪素をスラグに移行させて溶銑と分離し、除去するものである。本実施形態では、Ｓ２の工程で高炉スラグを除いた後、混銑車１０内の溶銑２０に、ランス３１を介して、例えば窒素ガス等の不活性ガスを溶銑中に吹き込んで攪拌しながら酸化鉄等の脱珪材４１を投入し、溶銑２０中の珪素をスラグに移行させる脱珪処理を行い、その後、同じランス３１からスラグ固め材４２を吹き込む（Ｓ３）。このスラグ固め材４２の添加により、スラグ２１の液相率が低下し、脱珪後の溶銑２０ａとスラグ２１とが分離しやすくなる。なお、混銑車１０内での溶銑の予備処理として、脱珪処理の他、脱硫処理や脱燐処理を行う場合もある。
【００２１】
脱珪処理により生成されたスラグ２１は、脱珪後の溶銑２０ａよりも比重が小さく、溶銑２０ａの上方に浮遊する。このスラグ２１の表面を押さえるように、混銑車１０の開口部１１から、混銑車１０内にスラグストッパ３２を設置する（Ｓ４）。
【００２２】
その後、混銑車１０は、転炉の位置まで移動し、スラグストッパ３２によりスラグ２１の表面を押さえた状態で混銑車１０を回転させて、溶銑２０ａのみを溶銑鍋３３へ払い出す（Ｓ５）。スラグストッパ３２は、例えば上述の特許文献２〜４等に記載されたような従来周知のものを用いればよい。
【００２３】
脱珪後の溶銑２０ａを払い出した後の混銑車１０内には、スラグストッパ３２で堰き止めていたスラグ２１が残留する。溶銑２０ａを溶銑鍋３３に払い出した後、混銑車１０は、残留スラグ収容施設である排滓設備まで移動し、混銑車１０の開口部１１が下向きになるように回転して、混銑車１０内に残留したスラグ２１を排出する（Ｓ６）。スラグ２１を排出して空になった混銑車１０は、受銑のために再び高炉まで移動する（Ｓ７）。
【００２４】
溶銑２０の脱珪処理により生成されるスラグ２１は液相率が高いため、そのままスラグストッパ３２で表面を押さえて脱珪後の溶銑２０ａを払い出すと、スラグ２１がスラグストッパ３２と混銑車１０の開口部１１との隙間等から溶銑鍋３３へ流出することがある。ところが、溶銑鍋３３へのスラグ２１の流出は、後工程における精錬能低下の要因となり、好ましくない。本実施形態では、脱珪後の溶銑２０ａを払い出す前にスラグ固め材４２を加えてスラグ２１の液相率を下げることにより、図２に示すように、スラグストッパ３２でスラグ２１を容易に堰き止めることができ、溶銑鍋３３へのスラグ２１の流出量を減らすことができる。スラグ固め材は、ＣａＯ成分を多く含むものであればよく、生石灰でも良いが、ＣａＯ成分を含む鉄鋼精錬プロセスの集塵ダストを用いることで、原料コストを削減できる。
【００２５】
鉄鋼精錬プロセスでは、溶銑を脱燐、脱硫処理する際、ＣａＯ等を吹き込むことにより、ＣａＯを含むダストが発生する。このとき発生したダストを収集した集塵ダストには、例えば５０質量％を超えるＣａＯが残留している。そこで、本実施形態では、スラグ固め材４２として、この鉄鋼精錬プロセスで発生したダストを収集した集塵ダストを用いる。スラグ固め材４２として用いる集塵ダストは、質量％で、ＣａＯが５０％以上、ＳｉＯ２が１０％以下程度の組成であることが好ましい。ＣａＯ含有率が低い場合にはスラグ固め材としての効果が低く、またＳｉＯ２にはスラグの液相率を上げる効果があるため、スラグ２１の液相率を下げるには大量の集塵ダストを要し、実用的ではない。集塵ダストのＣａＯ含有率の上限は設けない。
【００２６】
また、本実施形態では、スラグ固め材４２であるＣａＯを含む集塵ダストを添加することにより、スラグ２１の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が、１．３以上になるようにする。図３は、実機プロセスにおいて溶銑鍋に流出したスラグ量と操業条件から推定されたスラグの塩基度の関係を示す。図３では、スラグの塩基度が１．３以上ではスラグの流出が操業上の許容量以下となり、安定してスラグの流出を抑えられることを示している。一方、スラグの塩基度が１．３未満では液相率が高く、スラグストッパ３２で十分にスラグ２１を堰き止めることができないため、塩基度の下限を１．３とする。
【００２７】
本発明によれば、溶銑２０の脱珪処理後にスラグ固め材４２を吹き込み、脱珪処理で生成されたスラグ２１の液相率を低下させることで、脱珪後の溶銑２０ａの払い出し時に、スラグストッパ３２を用いるだけでスラグ２１の流出を抑止することができる。つまり、スラグドラッガ等の装置を用いてスラグ２１を排出する工程を別途設けることなく、予備処理の一連のプロセスの中でスラグ２１の流出を抑止することができる。したがって、スラグドラッガ設備を設けるコストをかけず、且つ容易にスラグ２１と溶銑２０ａとを分離し、溶銑２０ａのみを払い出すことができる。
【００２８】
しかも、スラグ固め材４２として、鉄鋼精錬プロセスにおいて溶銑の脱燐、脱硫処理時に発生したダストに含まれるＣａＯ成分を利用すれば、材料費のコストをかけずに実施することができる。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、混銑車内で溶銑の脱珪処理を行った後、スラグストッパでスラグを押さえて溶銑を払い出す溶銑の予備処理方法に適用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  混銑車
２０  溶銑
２０ａ  （脱珪後の）溶銑
２１  スラグ
３２  スラグストッパ
４２  スラグ固め材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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