(57)【要約】【課題】本発明は、高炉鋳床において溶銑の脱珪を行うに際し、精錬剤と溶銑との接触（混合）機会を従来より増し、より脱珪率を高めることの可能な溶銑の予備処理方法を提供することを目的としている。【解決手段】高炉から出銑され、溶銑樋を経て傾注樋へ流下させる溶銑に精錬剤を吹付けて脱珪する溶銑の予備処理方法において、前記溶銑を、該傾注樋の幅方向の中心線から左右のいずれかにずらした位置に流下させ、その流下した位置とずらした側の傾注樋壁との間に精錬剤を吹き付ける。【選択図】　　　　図１
2004099995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉から出銑され、溶銑樋を経て傾注樋へ流下させる溶銑に精錬剤を吹付けて脱珪する溶銑の予備処理方法において、
前記溶銑を、該傾注樋の幅方向の中心線から左右のいずれかにずらした位置に流下させ、その流下した位置とずらした側の傾注樋壁との間に精錬剤を吹き付けることを特徴とする溶銑の予備処理方法。
【請求項２】
前記中心線から左右のいずれかにずらした位置が、該中心線より２００〜５００ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の溶銑の予備処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶銑の予備処理方法に係わり、特に、高炉から出銑したばかりの溶銑を傾注樋で効率良く脱珪する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高炉から出銑した溶銑を転炉に送って製鋼する前に、予め不純物元素の一部を精錬して除去すること（溶銑予備処理という）が普及している。理由は、転炉における精錬負荷を軽減するためである。その場合、反応を効率的に、且つ経済的に行うには、溶銑の撹拌と添加する精錬剤の分散とをどのようにするかが重要となる。この溶銑の予備処理方法の一つとして、溶銑の自然落下エネルギーを利用した高炉鋳床脱珪法が周知である。該高炉鋳床脱珪法は、高炉から流出させた溶銑を鋳床樋及び傾注樋を経て、溶銑搬送用のトピードカー又は取鍋に収容する課程において、鋳床樋から傾注樋へ流下する溶銑の流れへ向けて、精錬剤（例えば、酸化鉄等）を吹きつけ、脱珪する技術である（非特許文献１参照）。その実施状況を図２に示すが、高炉１から溶銑樋２を通って流れてきた溶銑３は、傾注樋４に一旦入れられた後に、トーピードカー（以下、単にトーピード５という）ヘ入れられる。その際、傾注樋４に流れ込む前にランス６を介して精錬剤７が添加され、それは、傾注樋４へ流下する溶銑３の流れに乗って流下する。引き続き、溶銑３は、精錬剤７を伴い激しい撹拌を受けながら傾注樋４の排出口８からトーピード５、あるいは溶銑鍋（図示せず）へ流れ込み、そこでも激しい撹拌を受け、精錬剤７と溶銑３との反応が促進される。
【０００３】
【非特許文献１】
鉄と鋼、ｖｏｌ．６９（１９８３）１５号（ｐ１７２７）
この傾注樋４は、前記したように、溶銑樋２から流下する溶銑３を一旦受けて、これをトーピード５ヘ流し入れるために利用される樋である。高炉１では、一回の出銑で３〜４時間程度にわたり連続して溶銑３の排出を行なっており、特に、大型高炉では、１０００トンを超える量の溶銑３を連続して排出している。トーピード５は、溶銑３を２５０から４００トン程度受容できる大型容器であるが、１台のトーピードで一回の出銑量をすべて受容することはできないので、卜一ピード５を空のものと入れ替える必要がある。そのために、傾注樋４は、固定した溶銑樋２とは別にして、その先端に分離した状態で配置され、両端に溶銑３の排出口８を設けた傾け自在な容器になっている。つまり、傾ける方向を変更することで、溶銑３の流路を切りかえるようにしてあり、通常は、溶銑樋２から傾注樋４へ流下する溶銑３が、傾注樋４のほぼ中心位置、すなわち両端の排出口８の幅方向における中心位置を結んだ所謂「中心線」上に流下するように設計されている。
【０００４】
しかしながら、最近の発明者の調査によれば、傾注樋の中心線上に流下した溶銑は、傾注樋の下面に衝突して、その幅方向で両側に分かれ、傾注樋内に２つの大きな旋回流を形成し、この２つの旋回流が互いに衝突を繰り返しながら流下する流れとなっている。この２つの旋回流は、衝突毎に運動エネルギーを失うために、十分な混合時間が得られず、また溶銑が運動量を失っているので、比重の軽い精錬剤は溶銑上で分離し、溶銑との接触が所望通りに行われていないように見受けられた。つまり、十分な精錬反応が行われていない懸念があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、高炉鋳床において溶銑の脱珪を行うに際し、精錬剤と溶銑との接触（混合）機会を従来より増し、より脱珪率を高めることの可能な溶銑の予備処理方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、溶銑と精錬剤との接触機会を増す手段について鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【０００７】
すなわち、本発明は、高炉から出銑され、溶銑樋を経て傾注樋へ流下させる溶銑に精錬剤を吹付けて脱珪する溶銑の予備処理方法において、前記溶銑を、該傾注樋の幅方向の中心線から左右のいずれかにずらした位置に流下させ、その流下した位置とずらした側の傾注樋壁との間に精錬剤を吹き付けることを特徴とする溶銑の予備処理方法である。
【０００８】
この場合、前記中心線から左右のいずれかにずらした位置が、該中心線より２００〜５００ｍｍの範囲にあるのが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、傾注樋内での溶銑の流れが従来より複雑になり、精錬剤と溶銑の接触が増え、十分な混合時間が得られるようになる。その結果、十分な精錬反応が行われ、溶銑からの脱珪率が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
まず、発明者は、傾注樋内での溶銑の撹拌状況を確認するため、透明の樹脂で傾注樋のモデルを作成し、溶銑の代わりに水を流しながら、その水流へ精錬剤の代わりにマーカーとして樹脂製の小粒子を落として、小粒子の動きをビデオ撮影することで傾注樋内での水流を観察した。
【００１２】
図３は、従来通りにモデル（傾注樋）４の中心線９で、且つ中央部へ水を流（落）下させた際のモデル４内での水３の流れ（実線、点線、一点斜線で表す）を示す。図３より、中央部へ流下した水３がモデル４の内面の形状に沿って左右に分かれるが、その左右の流れがほぼ同等の量に振り分けられており、その流れが中心線方向に戻る時に、互いに衝突して勢いが相殺されることが明らかである。つまり、比較的早期にモデル４の左右に分かれた流れが互いに緩衝し合い排出口８へ向って流れている。したがって、水３の撹拌はあまり激しくない。この現象を実際の傾注樋４中の溶銑３に置き換えてみると、溶銑３中へ吹込んだ精錬剤７は、溶銑３の流れに乗って早期に排出口８まで流されてしまい、傾注樋４内での反応時間が短いことになる。
【００１３】
そこで、発明者は、その対策について鋭意検討し、図１に示すように、モデル４へ流下する水３の流下位置を該モデル両端の幅方向の中央を結んだ中心線９からずらすようにしてみた。その結果、精錬剤を模した樹脂製の小粒子７を水３の流下位置から，さらにずらした側の壁際寄り位置へ落すと、それは、水３に伴われて図１に示すような非常に複雑な動きをして排出口８へ流れる。つまり、モデル４内へ流下した水３が左右へ分かれる際に中心線側へ流れる量の方がその反対側へ流れる量よりも多くなるため、左右の流れが相殺され難く、左右方向へうねりを保ちながら排出口８へ向けて水３が流れるようになる。これは、流下した水３のモデル４内での滞留時間が長くなることを示唆している。しかも、前記したように、樹脂製の小粒子７を水の流下位置よりもさらにずらした側の壁際寄りの位置へ落とすと、中心より広い側の下降流に押し上げられるためか、傾斜に逆らって一旦排出口とは逆の方向へ流されるという挙動も示すので、より滞留時間が長くなることになる。小粒子７をモデル４へ落としてから排出口８より排出されるまでの時間を計測し、図３に示した従来法による場合での排出時間を１として比較したところ、図１に示した場合での時間は平均して約２倍となった。
【００１４】
以上のモデル実験の結果より、従来の傾注樋への溶銑の流下位置や精錬剤の供給位置に比べて、図１に示した位置の方が、傾注樋内での溶銑の撹拌を強化でき、精錬反応を促進できるばかりでなく、傾注樋内での精錬剤の滞留時間を長くすると判断できる。そこで、発明者は、図１の位置に溶銑及び精錬剤を供給することを要件に、本発明を完成させたのである。
【００１５】
なお、本発明では、前記中心線から左右のいずれかにずらした位置が、該中心線より２００〜５００ｍｍの範囲にあるのが好ましい。２００ｍｍ未満だと従来の位置と大差がなく、溶銑の流れが従来と同じになるからであり、５００ｍｍ超えだと、溶銑が傾注樋の外へ流下するばかりでなく、精錬剤を吹き込む場所がないからである。また、本発明を実際に実施するには、溶銑が溶銑樋より傾注樋の中心線からずれた前記位置に正しく流下するように、傾注樋を配置する必要がある。その配置は、傾注樋にその左右（横）方向へ移動自在な機構を備えるようにしても良いし、またレイアウトの設計時に予め位置のずれを検討し、固定させておいても良い。さらに、精錬剤は、通常、移動式のランスを利用して吹き込まれるので、ランスを新設しなくても、既存のもので十分である。
【００１６】
【実施例】
図１に示したモデルと同じ形状の傾注樋を耐火物で製作し、高炉の出銑時に本発明を実施した。その傾注樋のサイズは、最大内幅１．４ｍ、深さ０．６ｍ、長さ５ｍである。
【００１７】
まず、傾注樋を１０°に傾け、長手方向の中央部で、且つ中心線上から０．２ｍずれた位置に溶銑を流下させ、且つ精錬剤を該流下位置よりさらに０．３ｍだけ樋の壁際寄りにランスを介して吹き込むようにした。また、該傾注樋の排出口の下には溶銑を収容するトーピードを配置した。精錬剤は、通常用いている酸化鉄であり、搬送ガスには空気を用いた。トーピードが溶銑で満杯になる直前には、該傾注樋の傾斜を逆にし、別のトーピードに溶銑を排出するようにして、連続的に出銑した溶銑を全量処理するようにした。
【００１８】
操業結果は、下式で表す溶銑の脱珪率で評価できるが、従来操業での結果と比較し、表１に示す。表１より明らかなように、本発明によれば、反応時間が長くなって、溶銑と精錬剤との十分な撹拌が行われるため、精錬剤の量を少なくしても脱珪率を高めることができ、良好な脱珪成績が得られている。
溶銑の脱珪率（％）＝［（Ｓｉｓ−Ｓｉｆ）／Ｓｉｓ］×１００
ここで、Ｓｉｓ：溶銑樋を流れる溶銑（処理前溶銑）のＳｉ濃度（質量％）
Ｓｉｆ：トーピード内溶銑（処理後溶銑）のＳｉ濃度（質量％）
【００１９】
【表１】
2004099995.tif 000003
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、傾注樋内での溶銑の流れが従来より複雑になり、精錬剤と溶銑の接触が増え、十分な混合時間が得られるようになる。その結果、十分な精錬反応が行われ、溶銑からの脱珪率が向上する。また、精錬剤の節約も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基礎にした水モデル実験の結果を説明する斜視図であり、（ａ）は樹脂製傾注樋の中心線より溶銑の流下位置及び精錬剤の供給位置をずらしたことを示し、（ｂ）は、（ａ）の条件での水の流れを示している。
【図２】高炉、溶銑樋、傾注樋及びトーピードの位置的関係を説明する図である。
【図３】水モデル実験で従来の操業を再現した場合の水の流れを説明する斜視図であり、（ａ）は樹脂製傾注樋の中央部へ溶銑を流下させ、流れが左右に分かれることを示し、（ｂ）は精錬剤の移動状況を示している。
【符号の説明】
１　　高炉
２　　溶銑樋
３　　溶銑（水）
４　　傾注樋（モデル）
５　　トーピード
６　　ランス
７　　精錬剤
８　　排出口
９　　中心線
【図１】
2004099995.tif 000004
【図２】
2004099995.tif 000005
【図３】
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