(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造及び排滓を終えた後、受鋼台車に載置され、次いで、受鋼台車によって転炉の受鋼領域に搬送された後、該受鋼台車上で該受鋼領域に所定時間待機状態とされ、該待機後、直ちに受鋼位置に移動して転炉から溶鋼を受鋼する取鍋を該受鋼前に加熱する方法において、
前記転炉の受鋼領域に待機状態とされる所定時間内に前記取鍋を該取鍋の上部開口を覆う鍋蓋に取り付けた蓄熱式バーナによって急速加熱し、そのときの下記（１）式により求められる投入熱量と下記（２）式により求められる排出ガス顕熱とから、下記（３）式により取鍋耐火物の着熱量を求めると共に、該着熱量、転炉の出鋼量及び鋼の比熱に基づいて前記急速加熱によって前記取鍋に与えた温度を求め、該温度に応じて転炉の出鋼温度を制御することを特徴とする取鍋の加熱方法。
記
【数１】
0004613380.tif 000008
【数２】
0004613380.tif 000009
【数３】
0004613380.tif 000010
但し、ｍ：空気比、ＶＧ：単位時間当たりの燃料ガス流量、Ａ０：理論空気量、ＶＥ：単位時間当たりの回収ガス量、ＶＥｔｏtal：単位時間当たりの排ガス量（＝ＶＧ×｛Ｇ０＋Ａ０（ｍ−１）｝）、Ｇ０：理論排ガス量、ＱＧ：燃料発熱量、ＴＥ：蓄熱体出側排ガス温度、Ｓ１：取鍋耐火物面積、ｔ１：加熱時間、ＣＰ：蓄熱体出側排ガス比熱、ＶＥ’：単位時間当たりの未回収ガス量（＝ＶＥｔｏtal−ＶＥ）、ＴＥ’：未回収ガス温度、ＣＰ’：未回収ガス比熱、Ｑ：取鍋耐火物着熱量、Ｓ２：急速加熱装置の取鍋蓋面積とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉操業に用いられて転炉から受鋼した溶鋼を運搬する取鍋を加熱する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５を参照して、転炉操業に用いられる取鍋１は、連続鋳造後、クレーン２等によって排滓領域Ｂ１に移動し、該排滓領域Ｂ１では取鍋１を傾動することにより内部に残存するスラグを排滓する。次いで、保守点検領域（図示せず。）に移動し、該保守点検領域でスライディングノズルの洗浄又は交換を行った後、予熱領域Ｃ１に移動する。該予熱領域Ｃ１では取鍋１の乾燥及び転炉３から受鋼する溶鋼の温度低下量を補償する目的でバーナ４等を用いて取鍋１の加熱を行う。
【０００３】
次いで、取鍋１をクレーン２等によって受鋼台車５上に載置し、この状態で転炉３の受鋼領域Ｄ１まで搬送する。受鋼領域Ｄ１に搬送された取鍋１は受鋼台車５上で所定時間待機状態とされ、該待機後、直ちに転炉３から溶鋼を受鋼する。受鋼後、取鍋１を受鋼台車５によって二次精錬領域（図示せず。）に搬送し、二次精錬領域では取鍋１中の溶鋼を例えばＲＨ法等によって二次精錬する。
【０００４】
次いで、受鋼台車５上の取鍋１をクレーン２等によって連続鋳造領域Ａ１に移動し、連続鋳造領域Ａ１では、既存の連続鋳造機に取鍋１を設置し、取鍋１の下方に設けられているスライディングノズルを開度操作することで、必要な流量の溶鋼を連続的にタンディッシュに供給して連続鋳造を行い、該連続鋳造後、上述した各工程を繰り返して操業する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、転炉３の出鋼温度は、連続鋳造終了までの溶鋼温度を確保できるように決定される。従って、受鋼後の取鍋１での溶鋼温度の降下量は転炉出鋼温度に大きな影響を及ぼす。
しかしながら、上記従来の転炉操業においては、予熱領域Ｃ１で取鍋１を加熱してから受鋼領域Ｄ１で溶鋼を受鋼する迄の時間が長いため、特に受鋼領域Ｄ１で待機中に自然放冷による取鍋耐火物の温度低下により受鋼後の溶鋼の温度降下量が大きくなり、この結果、連続鋳造終了までの溶鋼温度を確保するために転炉出鋼温度を高く設定する必要が生じて転炉吹練時に投入される昇温材としての炭材（コークス等）の量が多くなるという不都合がある。
【０００６】
また、受鋼時の取鍋１の温度と転炉出鋼温度との温度差が大きくなるため、取鍋耐火物のサーマルアタックが大きくなって該耐火物の寿命を短くする原因になり、しかも、取鍋１内での溶鋼の温度分布のばらつきも大きくなるという不都合がある。
さらに、予熱領域Ｃ１でのバーナによる取鍋１の加熱時間も長時間を要するため、該加熱時に大量の燃料ガス（Ｃガス等）を使用しなければならないという不都合がある。
【０００７】
本発明はかかる不都合を解消するためになされたものであり、転炉出鋼温度を低く設定して炭材の量を大幅に削減することができると共に、出鋼温度の制御を正確に行うことができ、更に、サーマルアタックを緩和して取鍋耐火物の原単位向上を図ることができると共に、バーナによる取鍋加熱時の燃料ガスの使用量を削減して省エネルギー化に貢献することができる取鍋の加熱方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明に係る取鍋の加熱方法は、連続鋳造及び排滓を終えた後、受鋼台車に載置され、次いで、受鋼台車によって転炉の受鋼領域に搬送された後、該受鋼台車上で該受鋼領域に所定時間待機状態とされ、該待機後、直ちに受鋼位置に移動して転炉から溶鋼を受鋼する取鍋を該受鋼前に加熱する方法において、
前記転炉の受鋼領域に待機状態とされる所定時間内に前記取鍋を該取鍋の上部開口を覆う鍋蓋に取り付けた蓄熱式バーナによって急速加熱し、そのときの下記（１）式により求められる投入熱量と下記（２）式により求められる排出ガス顕熱とから、下記（３）式により取鍋耐火物の着熱量を求めると共に、該着熱量、転炉の出鋼量及び鋼の比熱に基づいて前記急速加熱によって前記取鍋に与えた温度を求め、該温度に応じて転炉の出鋼温度を制御することを特徴とする。
記
【数４】
0004613380.tif 000002
【数５】
0004613380.tif 000003
【数６】
0004613380.tif 000004
但し、ｍ：空気比、ＶＧ：単位時間当たりの燃料ガス流量、Ａ０：理論空気量、ＶＥ：単位時間当たりの回収ガス量、ＶＥｔｏtal：単位時間当たりの排ガス量（＝ＶＧ×｛Ｇ０＋Ａ０（ｍ−１）｝）、Ｇ０：理論排ガス量、ＱＧ：燃料発熱量、ＴＥ：蓄熱体出側排ガス温度、Ｓ１：取鍋耐火物面積、ｔ１：加熱時間、ＣＰ：蓄熱体出側排ガス比熱、ＶＥ’：単位時間当たりの未回収ガス量（＝ＶＥｔｏtal−ＶＥ）、ＴＥ’：未回収ガス温度、ＣＰ’：未回収ガス比熱、Ｑ：取鍋耐火物着熱量、Ｓ２：急速加熱装置の取鍋蓋面積とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である取鍋の加熱方法を説明するための説明図、図２は受鋼領域で待機中に受鋼台車上の取鍋を蓄熱式バーナによって急速加熱する方法を説明するための説明図、図３は図２の平面図、図４は蓄熱式バーナの作動を説明するための概略図である。
【００１０】
図１を参照して、転炉操業に用いられる取鍋１は、連続鋳造後、クレーン２等によって排滓領域Ｂ２に移動し、該排滓領域Ｂ２では取鍋１を傾動することにより内部に残存するスラグを排滓する。次いで、保守点検領域（図示せず。）に移動し、該保守点検領域でスライディングノズルの洗浄又は交換を行った後、保熱領域Ｃ２に移動する。該保熱領域Ｃ２では従来のようなバーナによる取鍋１の加熱は行わず、取鍋１の上部開口を鍋蓋１ａで覆って該取鍋１を保熱する。
【００１１】
次いで、取鍋１をクレーン２等によって受鋼台車５上に載置し、この状態で転炉３の受鋼領域Ｄ２まで搬送する。受鋼領域Ｄ２に搬送された取鍋１は受鋼台車５上で所定時間待機状態とされ、該待機中に取鍋１の乾燥及び転炉３から受鋼する溶鋼の温度低下量を補償する目的で蓄熱式バーナ１０を用いて取鍋１の急速加熱を行う。
【００１２】
急速加熱後、直ちに転炉３から溶鋼を受鋼し、受鋼後、取鍋１を受鋼台車５によって二次精錬領域（図示せず。）に搬送し、二次精錬領域では取鍋１中の溶鋼を例えばＲＨ法等によって二次精錬する。
次いで、受鋼台車５上の取鍋１をクレーン２等によって連続鋳造領域Ａ２に移動し、連続鋳造領域Ａ２では、既存の連続鋳造機に取鍋１を設置し、取鍋１の下方に設けられているスライディングノズルを開度操作することで、必要な流量の溶鋼を連続的にタンディッシュに供給して連続鋳造を行い、該連続鋳造後、上述した各工程を繰り返して操業する。
【００１３】
次に、図２〜図４を参照して、受鋼領域Ｄ２で待機中の受鋼台車５上の取鍋１を蓄熱式バーナ１０によって急速加熱する方法を説明する。
図２及び図３において符号１１は門型フレームであり、この門型フレーム１１は受鋼領域Ｄ２の受鋼台車５の待機位置で該受鋼台車５の搬送路を跨ぐように配置されている。門型フレーム１１には受鋼台車５上の取鍋１の上部開口を覆う円形の鍋蓋１２が昇降装置１００によって昇降自在に支持されており、この鍋蓋１２には蓄熱式バーナ１０が取り付けられている。
【００１４】
まず、昇降装置１００から説明すると、この昇降装置１００は鍋蓋１２の上面を受鋼台車５の幅方向に離間した二カ所で支持して該鍋蓋１２を昇降自在に吊り下げる２本のチェーン１０１，１０２を備えており、各チェーン１０１，１０２は鍋蓋１２上面から上方に延びた後、門型フレーム１１の上部に取り付けられたスプロケット１０３，１０４を介して受鋼台車５の幅方向に水平に延びてその先端が連結部材１０５に接続されている。
【００１５】
連結部材１０５には１本のチェーン１０６が接続されており、該チェーン１０６はチェーン１０１，１０２から離間する側に水平方向に延びた後、門型フレーム１１の上部に取り付けられたスプロケット１０７を介して下方に延びてその先端がカウンターウェイト１０８に接続されている。カウンターウェイト１０８は蓄熱式バーナ１０を含めた鍋蓋１２の重量とバランスする重さとされている。
【００１６】
また、スプロケット１０７は駆動モータ１０９によって回転駆動されるようになっており、該駆動モータ１０９を正逆駆動させることにより、鍋蓋１２が蓄熱式バーナ１０と共に昇降するようになっている。そして、かかる昇降時には、鍋蓋１２の上面に４本突設されたスライド棒１１０が門型フレーム１１の上部に該スライド棒１１０の数に対応して取り付けられたガイド筒１１１によって上下方向に案内されるようになっている。
【００１７】
次に、蓄熱式バーナ１０について説明すると、この蓄熱式バーナ１０は鍋蓋１２の上面に受鋼台車５の搬送方向に離間して取り付けられた一対のバーナ部１１２ａ，１１２ｂを備えており、該バーナ部１１２ａ，１１２ｂにはセラミックス等からなる蓄熱体１１３ａ，１１３ｂが一体に取り付けられている。蓄熱体１１３ａ，１１３ｂにはそれぞれ燃焼用空気の供給配管１１４ａ，１１４ｂ及び燃焼排ガスの排気配管１２１ａ，１２１ｂが接続されている。
【００１８】
供給配管１１４ａ，１１４ｂには切換え用の開閉弁１１５ａ，１１５ｂが介在されており、また、供給配管１１４ａ，１１４ｂは上流側で合流して１本の供給配管１１６とされている。該供給配管１１６には、上流側に向けて流量調整弁１１７及び流量計（オリフィス）１１８が順次介在されており、上流端が門型フレーム１１の上部に取り付けられた供給ファン１１９に達している。また、供給配管１１６は、図２に示すように、上下方向に延びる部分を有しており、該部分には鍋蓋１２の昇降を可能にすべく蛇腹１２０が介在されている。
【００１９】
一方、排気配管１２１ａ，１２１ｂには切換え用の開閉弁１２２ａ，１２２ｂが介在されており、開閉弁１２２ａ，１２２ｂの上流側には蓄熱体１１３ａ，１１３ｂの出側の排ガス温度を測定する温度計Ｔa ，Ｔb が取り付けられている。また、排気配管１２１ａ，１２１ｂは下流側で合流して１本の排気配管１２３とされており、該排気配管１２３には下流側に向けて流量計（オリフィス）１２４及び流量調整弁１２５が順次介在されている。排気配管１２３の下流端は、門型フレーム１１の上部に取り付けられた排気ファン１２６に達している。また、排気配管１２３は、図２に示すように、上下方向に延びる部分を有しており、該部分には鍋蓋１２の昇降を可能にすべく蛇腹１２７が介在されている。
【００２０】
バーナ部１１２ａ，１１２ｂには燃料ガスの供給配管１２８ａ，１２８ｂが接続されており、該供給配管１２８ａ，１２８ｂには切換え用の開閉弁１２９ａ，１２９ｂが介在されている。また、供給配管１２８ａ，１２８ｂは上流側で合流して１本の供給配管１３０とされており、該供給配管１３０には、上流側に向けて流量調整弁１３１及び流量計（オリフィス）１３２が順次介在されている。供給配管１３０は、図２に示すように、上下方向に延びる部分を有しており、該部分には鍋蓋１２の昇降を可能にすべく蛇腹１３３が介在されている。なお、図４において符号Ｔc は取鍋１内の温度を測定する温度計である。
【００２１】
次に、かかる構成の蓄熱式バーナ１０を用いて取鍋１を加熱する方法を説明する。
取鍋１を載せた受鋼台車５が転炉３の受鋼領域Ｄ２まで搬送されて門型フレーム１１の所定位置に停止すると、これを門型フレーム１１の柱等に取り付けられた位置検出センサ（図示せず。）が検知し、該検知信号に基づいて門型フレーム１１の上部に取り付けられた駆動モータ１０９がスプロケット１０７をカウンターウェイト１０８が上昇する方向に回転駆動させ、これにより、蓄熱式バーナ１０が取り付けられた鍋蓋１２が下降して取鍋１の上部開口を閉塞する。かかる閉塞時には、蓄熱式バーナ１０が取り付けられた鍋蓋１２はカウンターウェイト１０８によってバランスされているため、鍋蓋１２が取鍋１の上部開口縁に当接した際の衝撃を緩和することができ、該上部開口縁の破損を良好に防止することができる。
【００２２】
次いで、この状態でバーナ部１１２ａ，１１２ｂを交互に燃焼させて、受鋼台車５の待機時間内に取鍋１の急速加熱を行う。
例えばバーナ部１１２ａを燃焼させる場合は、燃焼用空気の供給配管１１４ａの開閉弁１１５ａ、燃料ガスの供給配管１２８ａの開閉弁１２９ａ及び燃焼排ガスの排気配管１２１ｂの開閉弁１２２ｂを開くと共に、燃焼用空気の供給配管１１４ｂの開閉弁１１５ｂ、燃料ガスの供給配管１２８ｂの開閉弁１２９ｂ及び燃焼排ガスの排気配管１２１ａの開閉弁１２２ａを閉じ、これにより、バーナ部１１２ａを燃焼させて火炎及び燃焼ガスの輻射熱によって取鍋１を加熱すると共に、該燃焼時の排ガスを蓄熱体１１３ｂ及び排気配管１２１ｂ，１２３を通して排出する。
【００２３】
反対にバーナ部１１２ｂを燃焼させる場合は、燃焼用空気の供給配管１１４ｂの開閉弁１１５ｂ、燃料ガスの供給配管１２８ｂの開閉弁１２９ｂ及び燃焼排ガスの排気配管１２１ａの開閉弁１２２ａを開くと共に、燃焼用空気の供給配管１１４ａの開閉弁１１５ａ、燃料ガスの供給配管１２８ａの開閉弁１２９ａ及び燃焼排ガスの排気配管１２１ｂの開閉弁１２２ｂを閉じ、これにより、バーナ部１１２ｂを燃焼させて火炎及び燃焼ガスの輻射熱によって取鍋１を加熱すると共に、該燃焼時の排ガスを蓄熱体１１３ａ及び排気配管１２１ａ，１２３を通して排出する。なお、開閉弁１１５ａ，１１５ｂ，１２２ａ，１２２ｂ，１２９ａ，１２９ｂの切換え及び流量計１１８，１２４，１３２の測定値に応じた流量調整弁１１７，１２５，１３１の開度は図示しない加熱制御装置によってシーケンス制御されるようになっている。
【００２４】
ここで、このようにバーナ部１１２ａ，１１２ｂを交互に燃焼させることにより、バーナ部１１２ａ，１１２ｂに供給される燃焼用空気は蓄熱体１１３ａ，１１３ｂとの直接接触によって予熱されて排ガス温度に近い高温となり、従って、燃料ガスと混合されたときに少ない燃料で安定燃焼して高温の燃焼ガスが得られ、これにより、取鍋１の急速加熱が行われる。
【００２５】
そして、急速加熱後、門型フレーム１１の上部に取り付けられた駆動モータ１０９がスプロケット１０７をカウンターウェイト１０８が下降する方向に回転駆動させ、これにより、蓄熱式バーナ１０が取り付けられた鍋蓋１２が上昇して取鍋１の上部開口を開き、この状態で直ちに受鋼位置に移動して転炉３から溶鋼を受鋼し、受鋼後、取鍋１を受鋼台車５によって二次精錬領域（図示せず。）に搬送して二次精錬を行うと共に、二次精錬後、受鋼台車５上の取鍋１をクレーン２等によって連続鋳造領域Ａ２に移動して連続鋳造を行う。
【００２６】
次に、上記急速加熱によって取鍋１に与えた温度に応じて転炉３の出鋼温度を制御する方法について説明する。
この実施の形態では、上記急速加熱時の投入熱量と排出ガス顕熱とから取鍋耐火物の着熱量を求めると共に、該着熱量、転炉の出鋼量及び鋼の比熱に基づいて急速加熱によって取鍋１に与えた温度を求め、該温度に応じて転炉３の出鋼温度を制御する。
【００２７】
以下、詳述する。
但し、ｍ：空気比、ＶG ：単位時間当たりの燃料ガス流量、ＡO ：理論空気量、ＶE ：単位時間当たりの回収ガス量、ＶE total ：単位時間当たりの排ガス量、ＧO ：理論排ガス量、ＱG ：燃料発熱量、ＴE ：蓄熱体出側排ガス温度、Ｓ1 ：取鍋耐火物面積、ｔ1 ：加熱時間、ＣP ：蓄熱体出側排ガス比熱、ＶE ′：単位時間当たりの未回収ガス量、ＴE ′：未回収ガス温度、ＣP ′：未回収ガス比熱、Ｑ：取鍋耐火物着熱量、Ｍ：転炉出鋼量、ＣP0：鋼の比熱、Ｔ：取鍋加熱による出鋼温度低減量、Ｓ2 ：急速加熱装置の取鍋蓋面積とする。
【００２８】
急速加熱時の投入熱量は次式（１）で求められ、排出ガス顕熱は次式（２）で求められる。
【００２９】
【数１】
0004613380.tif 000005
【００３０】
【数２】
0004613380.tif 000006
【００３１】
ここで、ＱG は設定値、ＶG ，ＶE は流量計により計測された実績値又は設定値と実績値の偏差が５％以内であれば設定値を使用してもよい。また、ＶE ′は排ガス流量ＶE total ＝ＶG ×｛ＧO ＋ＡO （ｍ−１）｝から回収ガス量ＶE を減じて求められる値、ＴE は温度計Ｔa 又は温度計Ｔb から得られた値、ＴE ′は温度計Ｔc から得られた値、ＣP はＴE とガス組成から求まる値、ＣP ′はＴE ′とガス組成から求まる値である。
【００３２】
取鍋耐火物の着熱量Ｑは投入熱量から排出ガス顕熱を減じて求めることができ、次式（３）で表される。
【００３３】
【数３】
0004613380.tif 000007
【００３４】
ここまでの演算は上述した加熱制御装置によって行われ、該加熱制御装置によって得られた取鍋耐火物着熱量Ｑは転炉への炭材投入量及び酸素吹き込み量を制御するプロセスコンピュータ（図示せず。）に出力される。
プロセスコンピュータでは、取鍋耐火物着熱量Ｑ、転炉出鋼量Ｍ及び鋼の比熱ＣP0からＴ＝Ｑ／ＭＣP0の関係式を用いて取鍋１に与えた温度Ｔを求め、予め連続鋳造終了までの溶鋼温度を確保できるように鋼種毎に決定された温度Ｔ0 から温度Ｔを減じた温度（Ｔ0 −Ｔ）を出鋼温度とし、該出鋼温度となるように炭材投入量及び酸素吹き込み量を制御する。
【００３５】
このようにこの実施の形態では、転炉３から溶鋼を受鋼する直前まで取鍋１を加熱しているので、受鋼時における取鍋耐火物の含熱量を従来に比べて大幅に増やすことができ、この結果、連続鋳造終了までの溶鋼温度を確保できるように決定される転炉３の出鋼温度を従来より低く設定することが可能になって、転炉吹練時に投入される昇温材としての炭材の量を削減することができる。
【００３６】
また、急速加熱時の投入熱量と排出ガス顕熱とから取鍋耐火物の着熱量を求めると共に、該着熱量、転炉の出鋼量及び鋼の比熱に基づいて急速加熱によって取鍋１に与えた温度を求め、該温度に応じて転炉３の出鋼温度を制御するようにしているので、急速加熱によって上昇した取鍋１の表面温度のみに基づいて転炉３の出鋼温度を制御する場合に比べて、出鋼温度の制御を正確に行うことができる。
【００３７】
更に、受鋼時の取鍋１の温度と転炉出鋼温度との温度差を小さくすることができるので、取鍋耐火物のサーマルアタックが緩和されて該耐火物の寿命の延長を図ることができると共に、取鍋１内での溶鋼の温度分布のばらつきを小さくすることができる。
さらに、従来の予熱領域Ｃ１でのバーナによる取鍋１の加熱に比べて加熱時間を大幅に短縮することができるので、該加熱時に使用する燃料ガス（Ｃガス等）の量を少なくでき、省エネルギー化に貢献することができる。
【００３８】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、転炉出鋼温度を低く設定して炭材の量を大幅に削減することができると共に、出鋼温度の制御を正確に行うことができ、更に、サーマルアタックを緩和して取鍋耐火物の原単位向上を図ることができると共に、バーナによる取鍋加熱時の燃料ガスの使用量を削減して省エネルギー化に貢献することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である取鍋の加熱方法を説明するための説明図である。
【図２】受鋼領域で待機中に受鋼台車上の取鍋を蓄熱式バーナによって急速加熱する方法を説明するための説明図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】蓄熱式バーナの作動を説明するための概略図である。
【図５】従来の取鍋の加熱方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
Ａ２…連続鋳造領域
Ｂ２…排滓領域
Ｃ２…保熱領域
Ｄ２…受鋼領域
１…取鍋
３…転炉
５…受鋼台車
１０…蓄熱式バーナ
１２…鍋蓋…（３）
【図１】
0004613380.tif 000011
【図２】
0004613380.tif 000012
【図３】
0004613380.tif 000013
【図４】
0004613380.tif 000014
【図５】
0004613380.tif 000015