(57)【要約】【課題】本発明は、混銑車の内張り耐火物温度を、受銑前に従来より安定して高く保持可能な混銑車の保熱方法を提供することを目的としている。【解決手段】高炉から出銑した銑鉄を収容し、製鋼工場へ搬送、払い出した後の空になった混銑車の内部に、都市ゴミを乾燥、加圧成形して製造した固形燃料を投入し、燃焼させる。その場合、前記燃料の投入を、複数回に分けて行うのが好ましい。これにより、受銑時に混銑車の底で溶銑が凝固するのを回避でき、円滑に転炉操業へ移行できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉から出銑した銑鉄を収容し、製鋼工場へ搬送、払い出した後の空になった混銑車の内部に、都市ゴミを乾燥、加圧成形して製造した固形燃料を投入し、燃焼させることを特徴とする混銑車の予熱方法。
【請求項２】
前記燃料の投入を、複数回に分けて行うことを特徴とする請求項１記載の混銑車の予熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混銑車の予熱方法に係わり、詳しくは、高炉から出銑した銑鉄を収容し、製鋼工場へ搬送し払い出した後の空になった混銑車の内部を、次回の受銑前に予熱する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
混銑車は、図２に示すように、軌条１の上を走行する台車２と、該台車２に載置した支持体３で両端を回動自在に支えられ、耐火物４で内張りされた容器５とで構成されたものである。それは、容器５の外観が魚雷に類似していることから、トピード・カーとも称せられている。この混銑車は、前記容器５の上方に開口した受銑口６より１３００〜１４００℃の溶銑７を受け入れ、軌条１上を一定距離走行して該溶銑７を製鋼工場へ搬送し、そこで容器５を傾けて内部の溶銑７を取鍋（図示せず）へ払い出す役割を担っている。最近は、取鍋へ移行する前の溶銑に、受銑口６を介してランス（図示せず）を溶銑７中に浸漬し、精錬フラックスを搬送ガスで吹き込み、溶銑の脱珪・脱燐を行うこともある。
【０００３】
ところで、高炉からの出銑量は一台の混銑車では対処できないので、通常は複数十台の混銑車を交互に切り替えて利用している。従って、混銑車は製鋼工場で溶銑を払い出してから、高炉の鋳床に設けた傾注樋の下方に戻されて再度銑鉄を受け入れるまで大気下で空状態になる期間（待ち時間とか、仮止め時間ともいう）がある。その期間は、利用する混銑車の数や製鋼工場までの距離に依存して異なるが、通常は５〜１０時間程度もある。そのため、前記容器に内張りした耐火物の温度は徐々に低下する。そして、該耐火物の温度が例えば６００℃を下回るようになると、再受銑の際の当初に装入された溶銑の一部が容器の底で凝固してしまうという現象が起きる。この現象が起きると、容器の溶銑を収容する能力が低下し、混銑車のやり繰りに支障をきたしたり、著しい場合には混銑車が不足し、円滑な出銑ができなくなるという事態になる。また、一旦容器の底で凝固を生じると、受銑のみの操作では再溶解が困難となり、その修復のため多大な費用が必要となる。
【０００４】
そのため、従来は、混銑車の受銑口に蓋をして、内張り耐火物の保熱を図ることも行われている。また、その作業性を配慮し、受銑口に開閉自在に蓋を取り付けた混銑車も提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、かかる対策を行っても、再受銑時に混銑車の内張り耐火物の温度が６００℃を切り、その底部に溶銑が凝固、付着してしまう現象を完全に防止できないのが現状である。
【特許文献１】特開昭５３−１０３９０８号公報（１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑み、混銑車の内張り耐火物温度を、受銑前に従来より安定して高く保持可能な混銑車の保熱方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、上記目的を達成するため、混銑車内で燃料を燃焼して加熱することに着眼して鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【０００７】
すなわち、本発明は、高炉から出銑した銑鉄を収容し、製鋼工場へ搬送、払い出した後の空になった混銑車の内部に、都市ゴミを乾燥、加圧成形して製造した固形燃料を投入し、燃焼させることを特徴とする混銑車の予熱方法である。この場合、前記燃料の投入を、複数回に分けて行うのが良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、混銑車の内張り耐火物温度を、受銑前に従来より安価で、且つ安定して高く保持できるようになる。その結果、受銑時に混銑車の底で溶銑が凝固するのを抑制でき、円滑な転炉操業が行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、発明をなす経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
まず、発明者は、混銑車から溶銑を払い出した後、高炉鋳床に空の混銑車を戻し、再度受銑を開始するまでの前記待ち時間の間に、従来通りの蓋無し状態にしておくと、どの程度に内張り耐火物の温度が低下するか調査した。なお、調査した混銑車の溶銑収容能力は、３２０トンである。
【００１１】
その結果、図１に示すように、約７時間で６００℃を割り込むことがわかった。これに対して、蓋をして固化を図った時には、温度降下速度が２８．８℃／ｈｒで、約１７時間で６００℃に到達していた。通常の操業では、混銑車の待ち時間は５〜１０時間程度であるので、上記結果より、蓋をすれば再受銑時に底に銑鉄が凝固するのを避けられることになる。
【００１２】
しかしながら、混銑車から溶銑を払い出すごとに蓋をするのは、余計な作業が増えるし、また作業者に危険が伴う。また、特許文献１記載のように、混銑車に蓋を取り付けるのは、設備が大掛かりとなり、設備費用が嵩む。さらに、最近のように、混銑車を溶銑予備処理（脱珪・脱燐）の反応容器としても利用し、混銑車の受銑口より精錬フラックスを挿入する必要があるので、受銑口の周辺はシンプルにしておく必要がある。また、溶銑予備処理の採用により受銑口には溶滓の付着物が多く発生しており、前記蓋の利用は、受銑口廻りの清浄化が必要とされ、溶銑予備処理を実施の都度、付着物を除去するとい作業は困難を極める。そして、付着滓が残った状態で蓋をしても大きな間隙の発生が生じるから温度降下速度が早くなるという問題があった。
【００１３】
そこで、発明者は、蓋に代わる対策として、混銑車内で燃料を燃焼させ、炉内を加熱し、内張り耐火物を保熱すれば良いと考え、燃料としてコークスを投入する実験を試みた。その結果、発熱量が１１５０ｋｃａｌ／ｋｇのコークスを１トン投入すると、前記温度降下速度が９．３℃／ｈｒ程度に減少し、非常に良好な成績が得られた（図１参照）。
【００１４】
ところが、コークスは高価であり、その利用は操業コストを高める原因になる。従って、燃料としては、もっと安価でほとんど無料に近いものであるものが望ましい。そのような燃料を探したところ、最近の研究開発で都市ゴミから製造された固形燃料があることに気がついた。この固形燃料は、廃棄物、所謂ゴミから可燃ゴミを選別回収した後、破砕、乾燥及び成形して製造される。例えば、このような技術として、都市ゴミ、家庭ゴミ、産業廃棄物及び一般廃棄物等のゴミを、破砕した後、ゴミ中の水分を減少するために乾燥を行い、金属、ガラス及び陶磁器等を除去する選別を経て、所定形状、例えばクレヨン形状等に成形し、固形燃料とするものである（特許文献２、特許文献３及び特許文献４参照）。このゴミによる固形燃料は、各施設の冷暖房用の熱源として、また発電用の燃料として利用されるが、その利用に当たっては、ゴミ固形燃料に適した設備の新設や、既存設備の改修等の設備投資が必要となる。一方で、日々発生するゴミの量は増加の一途を辿っており、これに比例してゴミ固形燃料を増産することが、環境保全の観点から望まれている。発明者らは、前記したような状況にある固形燃料をコークスの代替品として利用することに着目した。そして、この固形燃料ならば、用途を捜している状況にあり、有効利用できるし、並びに、この固形燃料は、以下の製造工程を経て製造されており、都市ゴミ、家庭ゴミ、産業廃棄物及び一般廃棄物等のゴミを出発原料としているため安価に入手できると考えた。
（固形燃料の製造工程）
１）破砕及び異物除去の工程並びに装置
まず、大きな鉄や石の塊りを検出し、除去する
２）乾燥工程
磁気選別機や風力選別機において、濡れた新聞紙が異物を覆っていると、十分な分別ができないので、ゴミの水分を２０質量％以下に乾燥する
３）磁気選別
乾燥したゴミを磁気選別機で、磁性のある鉄を除去する
４）一次風力選別機
可燃物の約９４質量％を分別回収する
５）二次風力選別機
一次風力選別機で回収し残した不燃物側には、まだ可燃物が混在しているので、それらを二次風力選別機で回収する
６）軽い非磁性金属片の分離
これらの回収した可燃物より非磁性金属片を分離する
以上の工程及び装置で、ゴミより可燃物を分別し、成形することで固形燃料が製造される。
【特許文献２】日本国特許第２８６５５４１号公報
【特許文献３】日本国特許第２９８１３９９号公報
【特許文献４】特開平８−８６５６９号公報
【００１５】
前記固形燃料の組成は、表１に示すように、塩素が若干多い以外に問題がない。また、石炭に近い高い熱エネルギー（４０００〜５０００ｋｃａｌ／ｋｇ）を有し、水分が低く、且つ変動が少なく、運送、ハンドリング等が容易であるという利点もある。さらに、前記塩素の高いことはダイオキシン生成の懸念を引き起こすが、ダイオキシンの生成は、所謂「デノボ合成」が生じる温度域（２００〜５００℃しい）という比較的低温度での燃焼を回避すれば良い。その点、混銑車内での燃焼は、少なくとも６００℃以上の温度域で燃焼させるので、問題は生じない。
つまり、蓋無しの大気下で燃焼させ、排気ガスを集塵装置を介して処理すれば十分である。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
そこで、この燃料を前記と同じ容量の混銑車に投入する実験を行ったところ、
５００ｋｇの投入で、前記コークスの投入と同等以上の保熱効果が得られたので、このことを要件に本発明を完成させた。
【００１８】
なお、本発明では、該燃料の投入量は特に限定しない。混銑車の内容積に依存して投入量を定めれば良いからである。また、投入は、溶銑を払い出した後、直ちに行うのが良い。内部の高い初期温度を維持できるからである。さらに、本発明では、投入を１回限りとせずに、複数回に分けて行うのが好ましい。この燃料は、燃焼速度が速く、燃え尽き易いので、待ち時間の長さに合わせて投入時期と投入量を調整するのが、温度維持に必要だからである。
【実施例】
【００１９】
能力８０００ｔ／ｄａｙ級の高炉から出銑した溶銑を、出銑樋、傾注樋を経由させて混銑車に受け入れ、フラックスを吹き込む溶銑予備処理（フラックスインジェクション法という）を施し、その処理後の溶銑を転炉へ供給した。なお、混銑車への溶銑の供給時間は、約０．５時間／台（３２０トン混銑車）で、転炉への溶銑払い出しから次回の溶銑受け入れまでの混銑車の待ち時間（仮止め時間）は、高炉３基稼動体制のため５〜１２時間であった。
【００２０】
この実施では、図１に示すような蓋無しで放置される空の混銑車では、転炉への溶銑払い出しから８時間程度で耐火物の温度は６００℃以下となるので、図３に記号Ａで示すように、転炉への払い出しから３時間経過後に、固形燃料（ＲＤＦ）５００ｋｇを混銑車内へ投入した。その結果、この混銑車で５時間後（転炉への溶銑払い出しから８時間後）に溶銑を受け入れたが、耐火物温度は約７５０℃を維持していた。
【００２１】
また、図３の記号Ｂで示す耐火物温度の変化は、混銑車の使用が１０時間を超えた後となるため、記号Ａの場合の３時間経過後に、さらに固形燃料５００ｋｇを混銑車へ投入して加熱操作を行った例であり、転炉への溶銑払い出しから１１時間経過後に溶銑を受け入れた際には、耐火物温度は７００℃を維持していた。
【００２２】
以上述べた本発明に係る混銑車の予熱方法の実施では、混銑車の内張り耐火物の温度降下速度は表２に示すようになった。なお、表２には、蓋無しの従来例と蓋ありの従来例での値も比較のために示している。
【００２３】
【表２】
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【００２４】
表２より、蓋無しの従来例で４０〜６０℃／ｈｒであった耐火物温度降下速度が、本発明によれば、１回の固形燃料（５００ｋｇ）の投入で約５時間の間は、１４〜２０℃／ｈｒ程度に低減できることが明らかである。なお、蓋無しの場合には、固形燃料の投入効果が消失すると、当然ながら従来の蓋無しの例と同等の温度降下速度になる。これに対して、蓋ありの従来例では、２３〜３０℃／ｈｒ程度の温度降下速度であった。
【００２５】
以上述べたように、本発明によれば、安価な固形燃料の混銑車への投入で、その耐火物温度の降下速度を大きく低減できるようになる。その結果、混銑車の待ち時間内で常に耐火物温度を６００℃以上に保持できるようになる。つまり、混銑車の底に溶銑が凝固しなくなり、高炉―転炉間で溶銑の円滑輸送が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】混銑車内張り耐火物の表面温度の経時変化を示す図である。
【図２】一般的な混銑車の縦断面図である。
【図３】本発明を実施した際における混銑車の待ち時間と耐火物温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    軌条（レール）
２    台車
３    支持体
４    耐火物
５    容器
６    受銑口
７    溶銑
【図１】
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【図２】
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【図３】
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