(57)【要約】【課題】溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置を用いて溶銑を加熱するに当たり、溶銑中に巻き込まれた炉内スラグや炉内で生成した酸化物などの異物が流路に付着しても、付着した異物を効果的に除去することが可能であり、異物の付着による流路の縮小及び閉塞を防止することのできる流路閉塞防止方法を提供すること。【解決手段】溝型の流路１０を有する誘導加熱装置６を用いて貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱するに際し、流路１０内に固体物質を溶銑とともに通過させることにより、流路１０に付着した異物を除去し、誘導加熱中に流路１０を流れる溶銑の流れの方向を逆転させて流路を洗浄することを特徴とする、溝型誘導加熱装置の流路閉塞防止方法を用いる。流路１０に沿って、移動磁場を発生させる移動磁場発生磁極を配置し、移動磁場発生磁極で発生する移動磁場の移動方向を変更することによって溶銑の流れの方向を逆転させることが好ましい。【選択図】図３
2008180452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝型の流路を有する誘導加熱装置を用いて該誘導加熱装置を備えた貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱するに際し、前記流路内に固体物質を溶銑とともに通過させることにより、前記流路に付着した異物を除去し、誘導加熱中に前記流路を流れる溶銑の流れの方向を逆転させて流路を洗浄することを特徴とする、溝型誘導加熱装置の流路閉塞防止方法。
【請求項２】
前記流路に沿って、移動磁場を発生させる移動磁場発生磁極を配置し、該移動磁場発生磁極で発生する移動磁場の移動方向を変更することによって溶銑の流れの方向を逆転させることを特徴とする、請求項１に記載の溝型誘導加熱装置の流路閉塞防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉から出銑された溶銑を転炉で精錬する前に一旦貯蔵するための貯銑炉に設置される、溝型の流路を有する誘導加熱装置の流路の閉塞防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉から出銑された溶銑は、トーピードカーや溶銑鍋などの溶銑搬送容器で受銑され、必要に応じて脱硫処理、脱燐処理などの予備処理が施された後に転炉へ輸送され、転炉で脱炭精錬が行われている。このとき、高炉からの出銑タイミングや転炉における処理量の変動などによって生ずる溶銑の過不足を調整するために、転炉で脱炭精錬する前に溶銑を一旦貯銑炉に貯蔵する場合がある。貯銑炉内の溶銑は、出銑口などの開口部からの放熱及び耐火物からの抜熱によって温度低下を招くため、溶銑の加熱が必要になっている。
【０００３】
この溶銑の加熱は、溝型の流路を有する誘導加熱装置（「溝型誘導加熱装置」ともいう）を貯銑炉に設け、この溝型誘導加熱装置によって行われている。貯銑炉に溝型誘導加熱装置を設置した例を図７に示し、溝型誘導加熱装置の例を図８に示す。図７に示すように、複数基の溝型誘導加熱装置６Ａを貯銑炉１Ａの側面に取り付けて溶銑１７を加熱する。溝型誘導加熱装置６Ａは、図８に示すように、溶銑１７が通る流路１０を形成する耐火物製の箱体７に、誘導コイル９の巻かれた鉄心８を配置した構成であり、流路１０は貯銑炉１Ａの内部と連通している。誘導コイル９に交流電流を流すことにより、ループ状の流路１０と鎖交する交流磁束を生じさせ、この交流磁束によってループ状の流路内の溶銑１７に誘導電流を発生させ、この誘導電流によるジュール熱によって溶銑１７を加熱するという装置である。また、この誘導電流と誘導コイル９による交流磁束とによって流路内の溶銑１７にはローレンツ力（電磁気力）が働き、溶銑１７は流路１０の内部を移動し、これにより流路１０の開口部１０Ｆから流路１０に流入し、開口部１０Ｅ及び開口部１０Ｇに向かう流れを形成する。図７における符号２は鉄皮、３は耐火物、４は受銑口、５は出銑口、１８はスラグである。
【０００４】
一般に、流路内の溶銑中に生ずる誘導電流により、流路内の溶銑には流路の断面を収縮させる方向のローレンツ力が作用する。この作用は、一般にピンチ力と称され、このピンチ作用によって流路内の溶銑が収縮し、ピンチ力が大きい場合には流路内の溶銑が切断される状態になる。ピンチ作用によって流路内の溶銑が収縮し、更に収縮によって流路内の溶銑が切断される現象をピンチ現象と称している。このようなピンチ現象が発生すると、鉄心に巻いた誘導コイルに流れる電流の変動が激しくなり、溶銑の加熱に必要な電力を安定して供給することができなくなるとともに、時には電源がトリップすることも生ずる。
【０００５】
また、溶銑中に巻き込まれた炉内のスラグや炉内で生成した酸化物が異物として流路の内壁に付着することから、流路の縮小や、時には流路の閉塞が発生する。これにより、流路の断面積が狭くなるため、断面積当たりの溶銑に流れる誘導電流が増加し、ピンチ現象がより一層発生しやすくなるという問題が生ずる。
【０００６】
この対策として、例えば特許文献１には、鉄心に巻いた誘導コイルに、高出力の通電と低出力の通電とを交互に供給し、これによって異物による流路の閉塞を抑制する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２１８０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された方法には以下の問題点がある。即ち、特許文献１の方法は、高出力の通電による激しい流れと低出力の通電による穏やかな流れとに交互に切り替えて、異物を洗い流すという方法であるため、比較的付着力の弱い異物しか洗い流すことができず、また、溶銑の流れの方向が一方向であるので、異物の付着状態によっては全く除去できない場合も生じ、流路の閉塞を十分には抑制することができないという問題点がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、溝型の流路を有する溝型誘導加熱装置を用いて溶銑を加熱するに当たり、溶銑中に巻き込まれた炉内スラグや炉内で生成した酸化物などの異物が流路に付着しても、付着した異物を効果的に除去することが可能であり、異物の付着による流路の縮小及び閉塞を防止することのできる流路閉塞防止方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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）溝型の流路を有する誘導加熱装置を用いて該誘導加熱装置を備えた貯銑炉に貯えられた溶銑を誘導加熱するに際し、前記流路内に固体物質を溶銑とともに通過させることにより、前記流路に付着した異物を除去し、誘導加熱中に前記流路を流れる溶銑の流れの方向を逆転させて流路を洗浄することを特徴とする、溝型誘導加熱装置の流路閉塞防止方法。
（２）前記流路に沿って、移動磁場を発生させる移動磁場発生磁極を配置し、該移動磁場発生磁極で発生する移動磁場の移動方向を変更することによって溶銑の流れの方向を逆転させることを特徴とする、（１）に記載の溝型誘導加熱装置の流路閉塞防止方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、溝型誘導加熱装置の流路を流れる溶銑の流れの方向を強制的に逆転させて、流路に往復する流れを生じさせるので、この往復する流れによって流路に付着している異物を洗い流すことができ、流路の閉塞を防止して正常な状態に維持することが可能となる。その結果、流路内の溶銑におけるピンチ現象を抑制することが可能となり、電流のハンチングに起因する電源設備のトラブルを回避することができる、及び溶銑の加熱効率が向上するなどの安定した昇熱操業が達成され、工業上有益な効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態を示す図であって、溝型誘導加熱装置を備えた加熱式貯銑炉の概略平面図、図２は、図１のＸ−Ｘ’矢視による概略断面図、図３は、図１に示す溝型誘導加熱装置の概略側面断面図、図４は、図３のＹ−Ｙ’矢視による概略断面図、図５及び図６は、図４のＺ−Ｚ’矢視による概略断面図であり、図５と図６とは、移動磁場の移動方向を逆とした図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、円筒状の貯銑炉１は、外殻を鉄皮２とし、この鉄皮２の内側に耐火物３が施工されていて、溶銑鍋やトーピードカーなどの溶銑搬送容器（図示せず）から溶銑１７を受銑するための受銑口４、及び、貯蔵した溶銑１７を装入鍋などの溶銑保持容器（図示せず）に排出するための出銑口５が貯銑炉１の側壁に設置されている。また、貯銑炉１の側壁下部には、４基の溝型誘導加熱装置６が配置されている。貯銑炉１には傾動装置（図示せず）が設置されていて、貯銑炉１からの出銑時は貯銑炉１を傾動して出銑口５から溶銑１７を出銑する。
【００１３】
溝型誘導加熱装置６は、図３及び図４に示すように、溶銑１７が通るための径路となる流路１０を形成する耐火物製の箱体７に、誘導コイル９の巻かれた鉄心８を配置した構成であり、流路１０は貯銑炉１の内部と連通している。更に詳細に説明すれば、流路１０は、貯銑炉１の内部に開口し且つ略平行して設けられる３本の流路１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと、これら３本の流路１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと直交して３本の流路１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの先端をつなぐ１本の流路１０Ｄとで構成されており、誘導コイル９の巻かれた鉄心８は、流路１０Ａと流路１０Ｂとの間、及び、流路１０Ｂと流路１０Ｃとの間の２箇所に配置されており、これら２箇所を通る鉄心８は、箱体７の外部で連結した一体構造となっている。
【００１４】
誘導コイル９に電源（図示せず）から交流電流を流すことによって、ループ状の流路１０と鎖交する交流磁束を生じさせ、ループ状の流路１０の内部の溶銑１７に誘導電流を発生させ、この誘導電流により発生するジュール熱によって溶銑１７を加熱する。また、この誘導電流と、誘導コイル９による交流磁束とによって流路１０の内部の溶銑１７にはローレンツ力が働き、溶銑１７は流路１０の内部を移動し、それにより流路１０Ｂの開口部１０Ｆから流入し、流路１０Ａの開口部１０Ｅ及び流路１０Ｃの開口部１０Ｇから流出する流れが形成される。つまり、加熱された溶銑１７は開口部１０Ｅ，１０Ｇから排出され、代わって貯銑炉１の内部の溶銑１７が開口部１０Ｆから溝型誘導加熱装置６に流入して、溶銑１７は順次加熱される構造になっている。尚、図３における流路内の矢印は溶銑１７の流れの方向を示している。
【００１５】
また、溝型誘導加熱装置６には、箱体７の外部に、流路１０Ａを挟んで移動磁場発生磁極１１、１２が配置され、また、流路１０Ｃを挟んで移動磁場発生磁極１３、１４が配置されている。移動磁場発生磁極１１、１２、１３、１４は同一構造であり、図５及び図６に示すように、鉄心１５に誘導コイル１６が分割して巻かれた構造であり、分割して巻かれたそれぞれの誘導コイル１６に供給する交流電流の位相をずらすことで、流路１０Ａ並びに流路１０Ｃの長手方向に沿ったリニア型移動磁場を発生する装置である。移動磁場の移動方向は、移動磁場発生磁極１１、１２に供給する電力を切り替えることで、流路１０Ｄとの連結側から開口部１０Ｅに向かう方向にすることも、また、その逆の開口部１０Ｅから流路１０Ｄとの連結側に向いた方向にすることもできる。同様に、移動磁場発生磁極１３、１４に供給する電力を切り替えることで、流路１０Ｄとの連結側から開口部１０Ｇに向かう方向にすることも、また、その逆の方向にすることもできる。
【００１６】
流路１０Ａの内部の溶銑１７には、移動磁場発生磁極１１、１２により発生する移動磁場によってローレンツ力が働き、図５に示すように、移動磁場の移動方向を開口部１０Ｅに向かう方向にすることで、溶銑１７は流路１０Ａを開口部１０Ｅに向かう方向に流動し、逆に、図６に示すように、移動磁場の移動方向を流路１０Ｄとの連結側に向かう方向にすることで、溶銑１７は流路１０Ａを流路１０Ｄとの連結側に向かう方向に流動する。同様に、流路１０Ｃの内部の溶銑１７にも、移動磁場発生磁極１３、１４による移動磁場の移動方向と同一方向のローレンツ力が働き、溶銑１７は強制的にローレンツ力の方向に流動する。尚、図５及び図６における流路内の黒塗り矢印は、移動磁場によるローレンツ力の方向を表している。
【００１７】
この場合、移動磁場発生磁極１１、１２により発生する移動磁場の移動方向を開口部１０Ｅに向かう方向にするとともに、移動磁場発生磁極１３、１４により発生する移動磁場の移動方向を開口部１０Ｇに向かう方向にすることで、前述した誘導コイル９によるローレンツ力による溶銑１７の流れが加速される。この方向の流れを「正方向」と呼ぶ。一方、移動磁場発生磁極１１、１２により発生する移動磁場の移動方向を流路１０Ｄとの連結側に向かう方向にするとともに、移動磁場発生磁極１３、１４により発生する移動磁場の移動方向を流路１０Ｄとの連結側に向かう方向にすることで、前述した誘導コイル９によるローレンツ力による溶銑１７の流れは減速し、移動磁場発生磁極１１、１２及び移動磁場発生磁極１３、１４による移動磁場のローレンツ力を誘導コイル９によるローレンツ力よりも大きくすると、流路１０Ａ及び流路１０Ｃの内部の溶銑１７は開口部１０Ｅ及び開口部１０Ｇから流路１０Ｄとの連結側に向かう方向に流れるようになる。この方向の流れを「逆方向」と呼ぶ。このような流れを形成するための移動磁場発生磁極１１、１２、１３、１４の磁場強度は、最大磁場強度が０．２〜０．３テスラ程度の工業的に通常使用されているもので十分である。尚、移動磁場発生磁極は流路１０Ａ或いは流路１０Ｃを挟んで対向させる必要はなく、それぞれの流路の片側の背面に設置するだけでも溶銑１７の流速制御は可能である。但し、片側の背面にのみ配置する場合には磁場強度が減衰するために、両側に配置した時に比べて磁場強度の高い移動磁場発生磁極を配置する必要があることから、それぞれの流路の両側の背面に設置することが好ましい。
【００１８】
このように構成される貯銑炉１を用い、以下のようにして本発明を実施する。
【００１９】
即ち、高炉から出銑された溶銑１７を、必要に応じて脱硫処理、脱燐処理などの溶銑予備処理を施した後、受銑口４から貯銑炉１に装入し、溝型誘導加熱装置６で加熱しながら貯蔵する。この溶銑１７の加熱中、電源（図示せず）から誘導コイル１６に交流電流を供給して移動磁場発生磁極１１、１２、１３、１４から移動磁場を発生させ、流路１０を流れる溶銑１７の流れの方向を調整する。移動磁場の印加方法は、流路１０に正方向と逆方向の２種の流れが形成される限りどのような方法でもよく、例えば、正方向流れと逆方向流れとを周期的に切り替えながら連続的に移動磁場を印加してもよく、また、所定の時間だけ正方向に流れるように印加した後、一旦休止し、その後、逆方向に所定の時間だけ流れるように間歇的に印加してもよく、また更に、流路１０Ａ或いは流路１０Ｃの一方のみが逆方向流れになるように印加するなどしてもよい。この場合、溶銑１７に逆方向の流れを容易に形成させるために、逆方向の流れを形成させる時期には誘導コイル９に供給する電力を弱くしてもよい。
【００２０】
また更に、流路入口付近に鋼球等の固体物質を落下させて、流路内に溶銑流れにのせて固体物質を通過させれば、流路に付着した異物をより効果的に除去することが可能である。固体物質としては、鋼球の他にクロム、ニッケル球等を用いることが可能であり、溶銑内で溶解しても溶銑の成分に影響を与えない物質を用いることが好ましい。形状は球状以外に、金平糖のような突起を有する球体等を用いることもできる。鋼球の場合は、流路の内径よりも若干小さい径の鋼球を用いることが好ましく、例えば、２個／分の割合で、１０分程度落下させる。固体物質は移動磁場の印加中に落下させることが好ましい。
【００２１】
溝型誘導加熱装置６によって溶銑１７を加熱する際には、溶銑１７に巻き込まれたスラグ１８や貯銑炉１の内部で生成した酸化物などが流路１０の内壁に付着堆積して異物１９を形成し、流路１０が縮小したり、時には閉塞したりする場合もあるが、このような異物１９が流路１０に形成されても、前述したように流路１０を流れる溶銑１７の流れを加速するとともに強制的に流れの方向を逆転させるので、異物１９は溶銑１７の流れによって洗い流され、流路１０の内壁から剥離して開口部１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇから排出する。流れを逆転させることによって、一方向の流れでは除去できなかった異物１９も効率的に除去することができる。
【００２２】
このように、本発明によれば、溝型誘導加熱装置６の流路１０を流れる溶銑１７の流れの方向を強制的に逆転させて、流路１０に往復する流れを生じさせるので、この往復する流れによって流路１０に付着している異物１９を洗い流すことができ、流路１０の閉塞を防止して正常な状態に維持することが可能となる。その結果、流路内の溶銑１７におけるピンチ現象を抑制することが達成される。
【００２３】
尚、本発明は上記説明の範囲に限るものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記説明では、移動磁場の移動方向を変えることによって流路内の溶銑１７の流れの方向を変更しているが、流路１０に複数のガス吹き込みノズルを設け、噴射されるガスのエネルギーを利用して、誘導コイル９によるローレンツ力よりも大きな流速を溶銑１７に与えるようにしてもよい。また、移動磁場発生磁極の構造も上記に限るものではなく、両方向の移動磁場を印加することができる限り、その構造はどのようであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、溝型誘導加熱装置を備えた加熱式貯銑炉の概略平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ’矢視による概略断面図である。
【図３】図１に示す溝型誘導加熱装置の概略側面断面図である。
【図４】図３のＹ−Ｙ’矢視による概略断面図である。
【図５】図４のＺ−Ｚ’矢視による概略断面図である。
【図６】図４のＺ−Ｚ’矢視による概略断面図である。
【図７】貯銑炉に溝型誘導加熱装置を設置した従来例を示す側面断面図である。
【図８】図７における溝型誘導加熱装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  貯銑炉
２  鉄皮
３  耐火物
４  受銑口
５  出銑口
６  溝型誘導加熱装置
７  箱体
８  鉄心
９  誘導コイル
１０  流路
１１  移動磁場発生磁極
１２  移動磁場発生磁極
１３  移動磁場発生磁極
１４  移動磁場発生磁極
１５  鉄心
１６  誘導コイル
１７  溶銑
１８  スラグ
１９  異物
【図１】
2008180452.tif 000003
【図２】
2008180452.tif 000004
【図３】
2008180452.tif 000005
【図４】
2008180452.tif 000006
【図５】
2008180452.tif 000007
【図６】
2008180452.tif 000008
【図７】
2008180452.tif 000009
【図８】
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