(57)【要約】【課題】インペラーによる溶銑の攪拌の下に脱硫を行う際に、該インペラーに脱硫促進に最適の回転を与えるための方途について提案する。【解決手段】溶銑に脱硫剤を供給するとともに、溶銑中に配置したインペラーの回転によって溶銑を攪拌して脱硫を行うに当り、該インペラーの磨耗量を自動的に検出し、該検出結果に基づいてインペラーの回転速度を制御する。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑に脱硫剤を供給するとともに、溶銑中に配置したインペラーの回転によって溶銑を攪拌して脱硫を行うに当り、該インペラーの磨耗量を自動的に検出し、該検出結果に基づいてインペラーの回転速度を制御することを特徴とする溶銑の脱硫方法。
【請求項２】
インペラーの内部に複数本の導線を埋め込み、これら複数本の導線の通電状態を監視し、通電状態の変化に基づいて磨耗量の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の溶銑の脱硫方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶銑鍋などの容器内に装入した溶銑に対して、硫黄分を除去するに際し、該溶銑の攪拌をインペラーにて行う、溶銑の脱硫方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所では、高炉からの溶銑における硫黄分が高いと、その後の製鋼工程での能率低下をまねくことから、製銑と製鋼との間で脱硫処理を行うのが通例である。すなわち、溶銑鍋などの容器に装入された、溶銑に、ソーダ灰、カーバイト、苛性ソーダまたは消石灰などの脱硫剤を供給して行われるが、圧縮窒素とともに脱硫剤を溶銑中に噴射したり、脱硫剤を供給した溶銑中に回転羽根、いわゆるインペラーを沈めて、該インペラーの回転による機械的攪拌を行うなど、脱硫効果を高めるための方策がとられている。中でも、インペラーの回転による機械的攪拌は、溶銑を確実に攪拌することができるため、溶銑の脱硫における有効な手法となっている。
【０００３】
このインペラーの回転によって脱硫を促進するためには、溶銑を十分に攪拌すること、つまり攪拌時の溶銑速度を十分に速めた状態で必要な時間だけ攪拌することである。
ここで、インペラーの羽根部分は耐火物から成るのが一般的であり、このインペラーを溶銑中で回転させると、その羽根部分は当然磨耗してくる。溶銑はインペラーが回転することで攪拌されるが、その攪拌速度は、インペラーの磨耗状況と、インペラー用撹絆電動機の回転速度と、インペラーの溶銑中への浸漬深さ、溶銑の量および性状と、密接な関係がある。
【０００４】
上記の諸条件のうち、溶銑の量および性状は各操業毎に決まるものであり、またインペラーの溶銑中への浸漬深さも最適値の範囲で運用されるものであるから、実際には、残るインペラーの磨耗状況を考慮してインペラー用撹絆電動機の回転速度を適宜に調整することによって、最適な脱硫条件に設定する、努力が払われている。そこで、インペラーの設定を自動制御する方法が、種々提案されている。例えば、特開２０００−４５００９号公報には、溶銑脱硫装置におけるインペラーの浸漬深さを制御する方法が開示されている。
【０００５】
この技術は、溶銑攪拌用のインペラーの浸漬深さを自動的に制御するものである。しかし、特開２０００−４５００９号公報に開示された技術を適用してインペラーの浸漬深さを制御しても、溶銑の攪拌流速は、浸漬深さの他に溶銑量、成分、温度あるいはインペラーの使用からくる磨耗状況の影響を受けるため、攪拌流速を一定に制御するのは困難であった。
従って、従来は、インペラーの磨耗量については、オペレーターが目視で観察するとともに、インペラーの使用回数から経験的に磨耗状況を想定し、それに基づいてインペラーの使用回転数を決定していた。
【０００６】
しかしながら、かように決定した回転数の下に、インペラーを回転させても、溶銑の攪拌速度にばらつきが発生する結果、脱硫後の溶銑成分のばらつきとなって現れることが多々あった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来の技術においては、オペレーターが、主に使用回数と目視での観察から経験的に磨耗量を判断してインペラーの回転数を設定していたため、次に示す問題があった。
（ｉ）　インペラーの使用回数が同じであっても、攪拌条件（回転数、浸漬深さ、溶銑温度、処理時間等）によって、その磨耗量は異なってくるため、使用回数のデータのみから磨耗量を推定することは難しく、さらに目視での確認が必要となってくるが、その作業は作業者の負担となっていた。
【０００８】
（ｉｉ）同程度の磨耗状態のインペラーであっても、オペレーターの経験度や観察力に個人差があるため、導かれる設定回転速度が異なってくることは不可避であり、その結果、脱硫後の溶銑成分にばらつきが生じるのは避けられなかった。
【０００９】
そこで、この発明は、インペラーによる溶銑の攪拌の下に脱硫を行う際に、該インペラーに脱硫促進に最適の回転を与えるための方途について提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明は、溶銑に脱硫剤を供給するとともに、溶銑中に配置したインペラーの回転によって溶銑を攪拌して脱硫を行うに当り、該インペラーの磨耗量を自動的に検出し、該検出結果に基づいてインペラーの回転速度を制御することを特徴とする溶銑の脱硫方法である。
【００１１】
ここで、インペラーの磨耗量を自動的に検出するには、インペラーの内部に複数本の導線を埋め込み、これら複数本の導線の通電状態を監視し、通電状態の変化に基づいて磨耗量の検出を行うことが、有利である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
従来、インペラーの磨耗量を直接的に検出するのは困難であった。なぜなら、インペラー自体が高温になることから、接触式の磨耗量（位置）検出器を適用することは困難であり、またレーザー等を応用した非接触式の検出器は高価なセンサーや高度な処理技術を必要とするため、費用が高くなることが問題になる。
【００１３】
この発明では、インペラーの磨耗量を自動的に検出することによって、その正確な磨耗状況に基づいて、インペラーの回転速度を適切に設定することが可能であり、具体的には、以下に示すように磨耗量の検出を行う。
図１に示す脱硫装置は、溶銑１を装入する溶銑鍋２に対して、インペラー３を昇降可能に設置して成り、このインペラー３は、モーター４にて回転駆動されて、溶銑１の攪拌が行われる。このモーター４は、インバーター５を介して、攪拌制御装置６からの指令に従って駆動し、所定の回転をインペラー３に与える。
【００１４】
ここで、インペラー３の内部に、複数本、図示例で４本の導線７ａ〜７ｄを埋め込み、その際、それぞれの導線の先端部を、インペラー３の同一表面からの距離が異なる位置に配置することが肝要である。すなわち、導線７ａ〜７ｄの先端部が、インペラー３の同一表面から順次後退するように、それぞれの導線７ａ〜７ｄを配置する。一方、これら導線７ａ〜７ｄの基端側は、インペラー３の回転時にも接触を継続するためのスリップリング８ａ〜８ｄを介して、インペラー３の外側へと延長し、最終的には、電磁開閉器９ａ〜９ｄおよび電流計１０ａ〜１０ｄを介して、接地される。
【００１５】
これら導線７ａ〜７ｄのそれぞれには、所定の電圧が常時加えられており、インペラーが磨耗して、最表面側の導線、図示例で導線７ａと溶銑１が接触すると、該導線７ａ、溶銑１、溶銑鍋２および大地をつなぐ回路が形成され、接地電流１１が流れる。この接地電流１１は、回路内の電流計１０ａにて検知することができる。そして、インペラーの磨耗が進行するに従い、溶銑１と接触する導線が導線７ａから導線７ｂ、７ｃ、そして７ｄへと順次に移り、それぞれ接地電流を生じることによって、インペラーの磨耗進行を把握することができる。
【００１６】
次いで、電流計１０ａからの信号は、図２にブロック図を示すように、上記攪拌制御装置６に取り込まれ、該装置内部の電流値判定器６ａにおいて、磨耗量の判定が成される。ここで、判定された磨耗量に基づいて、回転制御装置６ｂ内に格納された基準（攪拌モデル）と照らし合わされて攪拌能力ヘと変換される。
【００１７】
一方で、攪拌制御装置６の回転制御装置６ｂには、制御装置（パソコン）１２から溶銑の処理前成分、目標成分および溶銑温度や、処理スケジュールなどの情報が入力され、目標成分に的中させるための脱硫剤投入量を演算して決定し、溶銑鍋２内の溶銑に対し、インペラー３による回転攪拌前、あるいは回転攪拌中に脱硫剤の投入を行う。
【００１８】
さらに、回転制御装置６ｂでは、投入される副原料と溶銑とを、定められた処理スケジュールの元で反応させて処理を完了させるために、インペラー３に与える回転速度を、上記の自動検出した磨耗量に従って求めた撹絆能力に基いて、さらに脱硫剤投入量および処理スケジュールを加味して、算出する。次いで、その結果を、回転制御装置６ｂからモーター４へ出力することによって、インペラー３を適正回転速度で運転することができる。
【００１９】
なお、電流計にて接地電流の検出を行うに当り、接地電流が常時流れたままの状態となることは設備の安全上望ましくないため、タイマーで接地電流検出時間を設定し、一定時間経過した後は電磁開閉器９ａ〜９ｄによって検出回路が切れる構成とすることが好ましい。
【００２０】
上記したように、インペラーの磨耗量を自動で検出し、さらに検出した磨耗量を基に、インペラーの攪拌能力を自動的に判断して、必要な処理を完了させるに有効な回転速度を自動的に計算することによって、従来オペレータの感覚に頼っていた部分を定量的な基準に置き換えることが可能となり、安定した脱硫処理が実現され、その処理後の成分外れも抑制される。
【００２１】
【実施例】
高炉から出銑された溶銑をトピードカー（溶銑量３２０ｔ）で受銑し、脱珪・脱燐を施し、溶銑鍋に払い出した後、転炉装入に先立ってインペラーによる機械的攪拌の下に脱硫処理を行った。
【００２２】
その際、従来のオペレーターの判断により設定した、インペラーの回転数および浸漬深さで処理を行った場合と、上記の使用期間中は、この発明に従って磨耗量の自動測定を行っておき、それに基づいて算出、設定したインペラーの回転数および浸漬深さで処理を行った場合とについて、脱硫後の目標成分に対する的中率を調査した。
その調査結果の一例を、図３に示すように、この発明を適用することにより、目標成分に対する的中率は向上し、安定した操業が実現できた。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、インペラーの磨耗量を自動的に検出することにより、回転速度の最適な設定を自動的に行うことが可能であり、従来、オペレーターの感覚に頼って設定していたインペラーの回転速度を、検出磨耗量に基いて定量的に設定できる。従って、インペラーは常に適切な回転速度に制御されることから、ばらつきの無い安定した操業を提供することができる。また、オペレーターにとっては、インペラーの磨耗状態を確認して回転数を手動設定するという作業が省略され、その負荷は大幅に減少される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明で用いる脱硫装置を示す模式図である。
【図２】攪拌制御装置における具体的構成を示すブロック図である。
【図３】脱硫処理後の成分の的中率を示す図である。
【符号の説明】
１　溶銑
２　溶銑鍋
３　インペラー
４　モーター
５　インバータ
６　攪拌制御装置
６ａ　電流値判定器
６ｂ　回転制御装置
７ａ〜７ｄ　導線
８ａ〜８ｄ　スリップリング
９ａ〜９ｄ　電磁開閉器
１０ａ〜１０ｄ　電流計
１１　接地電流
【図１】
2004035934.tif 000002
【図２】
2004035934.tif 000003
【図３】
2004035934.tif 000004