(57)【要約】【課題】溶銑鍋に溶銑を入れて撹拌羽根で撹拌して脱硫処理する脱硫用溶銑鍋の溶銑鍋や撹拌羽根に地金が付着するのを抑制することにある。【解決手段】溶銑鍋に溶銑を入れて撹拌羽根で撹拌して脱硫処理する脱硫用溶銑鍋であって、溶銑鍋１の内側壁２に溶銑撹拌の邪魔材７を突設したものである。邪魔材７の溶銑鍋１の内側壁２からの突出量Ｂを溶銑鍋１の内径Ｄに対して０．０１〜０．１５の比率のものとし、邪魔材７の幅Ｗを突出量Ｂの２分の１以下とすることが好ましい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑鍋に溶銑を入れて撹拌羽根で撹拌して脱硫処理する脱硫用溶銑鍋であって、溶銑鍋や撹拌羽根に地金が付着するのを抑制するために、溶銑鍋の内側壁に溶銑撹拌の邪魔材を突設したことを特徴とする脱硫用溶銑鍋。
【請求項２】
邪魔材の溶銑鍋の内側壁からの突出量を溶銑鍋の内径に対して０．０１〜０．１５の比率のものとした請求項１に記載の脱硫用溶銑鍋。
【請求項３】
邪魔材の幅を突出量の２分の１以下とした請求項１または２に記載の脱硫用溶銑鍋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、冶金分野における溶銑脱硫に用いられる脱硫用溶銑鍋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶銑脱硫は、溶銑鍋に溶銑を入れ、上方から撹拌羽根を浸漬させ、脱硫剤を投入しつつ撹拌羽根を高速で回転させることにより、脱硫剤を溶銑中に懸濁させて効率よく脱硫を行う方法である。
【０００３】
この際、溶銑鍋の内側壁上部と羽根軸部に地金が付着して堆積するという問題点があった。溶銑鍋の内側壁上部に地金が付着して堆積すると、溶銑鍋から転炉への溶銑の排出がうまくいかなくなるため、定期的に地金取りの作業が発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この頻度は、ひどい場合には数十ｃｈ／回程度になる場合があった。地金は、内側壁上部の全周にわったて堆積する。この地金取りは、圧縮空気を用いた衝撃機などを用いて行っているが、地金は内側壁全周に一体化して付着しているために容易には除去できず、長時間を要する大変に困難な作業である。また、この衝撃機の振動により煉瓦目地が緩み、内側壁の煉瓦が脱落したり、煉瓦が割れたりする損傷が増大し、溶銑鍋の寿命が低下するという問題点があった。
【０００５】
また、撹拌羽根軸部に地金が付着した場合には、地金の付着が等方的でないと、撹拌羽根の回転が偏芯して振動を始め、ひどい場合には操業できなくなり、撹拌羽根の交換を強いられることにもなっていた。
【０００６】
なお、地金が付着しにくいような材質の煉瓦、例えばカーボン含有れんがなどを試用してみたが、大きな効果は得られなかった。
【０００７】
【先行技術文献】
このような溶銑鍋について、その内側壁に地金が付着しないようにする先行技術について調査したが、関連技術は検索できなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のように鑑みたもので、上記の課題を解決するために、溶銑鍋に溶銑を入れて撹拌羽根で撹拌して脱硫処理する脱硫用溶銑鍋であって、溶銑鍋や撹拌羽根に地金が付着するのを抑制するために、溶銑鍋の内側壁に溶銑撹拌の邪魔材を突設したことを特徴とする脱硫用溶銑鍋を提供するにある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の脱硫用溶銑鍋は、溶銑鍋に溶銑を入れて撹拌羽根で撹拌して脱硫処理する脱硫用溶銑鍋であって、溶銑鍋や撹拌羽根に地金が付着するのを抑制するために、溶銑鍋の内側壁に溶銑撹拌の邪魔材を突設したことを特徴としている。
【００１０】
発明者らは、溶銑鍋１の内側壁２の上部および撹拌羽根３に地金４が付着する機構を解析し、その結果をまとめると次のようになる。
【００１１】
図１のように撹拌羽根３を溶銑鍋１の溶銑５中に浸漬後、撹拌羽根３が回転し始めると、それとともに内側壁２に沿った旋回流が発生する。これにより溶銑５は、溶銑鍋１の内側壁２側に偏って湯面レベルが上昇し、中心部では湯面レベルが低下する。
【００１２】
内側壁２の上部へ這い上がった溶銑５は、輻射および内側壁２の耐火物への伝熱により冷却され、這い上がった溶銑５は内側壁２面に近づくほど薄くなるので、より冷却され易い。溶銑５が冷却されると、溶銑中に一部固体を生成して固液共存相となり、次第に粘度が上昇する。さらに冷却されると、固相量が増え、液相量が一定値を下回ると実質上固化し、図１のように地金４が付着し、堆積していく。
【００１３】
地金４付きの原因は、溶銑５が薄い膜となって内側壁２を這い上がることによって、その先端付近で起こると結論される。換言すれば、内側壁２の上部への地金付きは、溶銑側に問題があるためであり、耐火物には依らない。溶銑５に濡れにくい耐火物を使用しても効果がなかったのは、このためである。
【００１４】
このようなことから、溶銑鍋１や撹拌羽根３の軸部６に地金４が付着するのを抑制するため、図２、図３のように溶銑鍋１の内側壁２に邪魔材７を突設するものである。
【００１５】
邪魔材７とは、内側壁２からその中心側へ突き出し板状等の突起体をいい、内側壁２に邪魔材７を突設することで、溶銑５の旋回流を抑制し、溶銑５が薄い膜状になった内側壁２を這い上がることを抑制して、地金４が付着するのを抑制できる。
【００１６】
また、同時に邪魔材７を突設することで、溶銑５の撹拌を活発にし、付着しかかった地金４を再溶融する働きもある。さらに、溶銑５の撹拌が活発化することで、脱硫効率の向上を図ることができる。
【００１７】
邪魔材７の形態としては、図４のように板状のもの、図５のように階段状のもの、図６のように台形状の形状とすることができるが、これらに限定されることなく、本発明の趣旨に基づいて適宜の変形態様を実施できる。
【００１８】
図４のように板状に突設した邪魔材７では、溶銑５の旋回流の抑制をよりよく行えるが、それだけ邪魔材７の損傷が進みやすい。図５、図６の階段状や台形状のものでは、邪魔材７の損傷をできるだけ少なくでき、特に図６の形状のものは築炉施工がしやすくて好ましい。
【００１９】
邪魔材７の溶銑鍋１の内側壁２からの突出量をＢ、溶銑鍋１の平均直径をＤとしたとき、Ｂ／Ｄは０．０１〜０．１５が好ましい。０．０１以下では効果が薄く、０．１５以上では効果が飽和して効率的でなく、また邪魔材７の損傷速度が大きくなるために経済的でない。より好ましくは０．０１５〜０．１の範囲である。
【００２０】
また、邪魔材７の幅Ｗは、突出量Ｂの２倍よりも小さいことが好ましい。これより大きければ、邪魔材７の効果が小さくなる。邪魔材７は、図２、図３のように溶銑鍋１の内側壁２に底面から湯面よりも高い上部にわたって軸対称状に突設するのが好ましく、その枚数は特には限定されないが、４〜６枚が一般的である。
【００２１】
さらに、邪魔材７を形成する耐火物は、高耐スポーリング性、高耐食性、高強度を有するものであることが要求される。これを満足とする耐火物には、レジンボンドの炭素含有れんがなどが有効である。その例としては、アルミナ・カーボンれんが、アルミナ・炭化珪素・カーボンれんが、ハイアルミナ・カーボンれんが、ろー石・カーボンれんが、マグネシア・カーボンれんがなどがある。
【００２２】
耐火物の施工方法は、特に限定されないが、一般的にはれんが積みで施工する邪魔材７の形状をしたブロックをあらかじめ作り、築炉する方法も採用できる。また、流し込み材のプレキャストブロックを用いて施工する方法も、耐スポーリング性の点で若干問題もあるが、採用可能な方法である。
【００２３】
本発明は、いわゆるＫＲ脱硫の溶銑側の観点と、耐火物側の観点とを合わせてなされた発明であり、操業上問題になる内側壁上部への地金付きを抑制する手段として考えて上記のように発明できたものである。
【００２４】
【実施例】
平均内径Ｄが３５０ｃｍの溶銑鍋１を用いて、従来と同じ条件で脱硫処理を行った。従来の施工法の溶銑鍋の場合（比較例）、約３０ｃｈ毎に内側壁上部の地金取りを行い、寿命は２５０〜３００ｃｈであった。一日当たりの処理数は平均４４ｃｈであった。
【００２５】
一方、本発明では突出量Ｂが１５ｃｍ、幅Ｗが１０ｃｍの邪魔材７を、図２、図３に示すように９０度間隔の軸対称状に突設した。邪魔材７の材質は、アルミナ・炭化珪素・カーボンれんがとし、図５のように階段状の形状に形成して築炉した。この溶銑鍋１を用いて脱硫処理を行った。
【００２６】
その結果、溶銑鍋の内側壁の上部への地金の付着は著しく減少し、地金取りの頻度は約１０５ｃｈ毎に増加した。また、溶銑鍋の寿命も延長して３５０ｃｈを越えた。寿命延長の効果は、地金取り頻度の減少と関係があると考える。
【００２７】
また、撹拌羽根軸部への地金の付着も減少し、撹拌羽根の寿命は約２０％向上した。さらに、脱硫効果も約１５％向上した。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明にあっては、溶銑鍋の内側壁に溶銑撹拌の邪魔材を突設したので、溶銑の旋回流を抑制できて、溶銑が薄い膜状になった内側壁を這い上がることを抑制して、地金が付着するのを抑制できる。また、邪魔材を突設することで、溶銑の撹拌を活発にし、付着しかかった地金を再溶融して地金の発生を抑制できる。さらに、溶銑の撹拌を活発化することで、脱硫効率の向上を図ることができる。
【００２９】
そして、邪魔材の溶銑鍋の内側壁からの突出量を溶銑鍋の内径に対して０．０１〜０．１５の比率とすることによって、邪魔材の損傷速度を早くすることなく、有効に溶銑鍋の内側壁の上部および撹拌羽根への地金付きを抑制できる。
【００３０】
また、邪魔材の幅を突出量の２分の１以下とすることによって、上記したように邪魔材で溶銑鍋の内側壁の上部および撹拌羽根への地金付きを有効に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】脱硫用溶銑鍋の地金付着メカニズムの説明用側断面図、
【図２】本発明の脱硫用溶銑鍋の地金付着抑制メカニズムの説明用側断面図、
【図３】同上の平面図、
【図４】同上の溶銑鍋の内側壁部の一部拡大平断面図、
【図５】同上の他の実施例の一部拡大平断面図、
【図６】同上のさらに他の実施例の一部拡大平断面図。
【符号の説明】
１…溶銑鍋                ２…内側壁                ３…撹拌羽根
４…地金                  ５…溶銑                  ７…邪魔材
【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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