(57)【要約】      （修正有）【課題】製鋼炉に投入するスクラップの物流の簡素化と配合の最適化を図るスクラップ物流システムを提供する。【解決手段】製鋼炉３で溶製する各鋼種毎に、使用するスクラップの銘柄および量、ならびに精錬に要する時間のデータ化を予め行うこと、該製鋼炉で精錬する各ヒートをスケジュール化し、各ヒートにおいて原料として使用するスクラップの銘柄および量、ならびに該スクラップを製鋼炉に投入する時刻を決定すること、各種スクラップ発生場所１からスクラップ共通保管場２へ、または製鋼炉建屋内のスクラップの仮置き場４へと該スクラップを搬送中のトラックに対して、該スクラップが、製鋼炉で使用するスクラップの銘柄、量、および時刻が適当するとき、該トラックの搬送先を製鋼炉建屋内の該製鋼炉へのスクラップ装入用シュート８もしくは該仮置き場へ変更させて、スクラップ装入シュートおよび／または仮置き場へ直接荷降ろしする。【選択図】図１
2005029865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種の原料用スクラップの発生場所から原料用スクラップが投入される製鋼炉とは異なる場所に設けられたスクラップ共通保管場へ向けた搬送の途中にある原料用スクラップを、前記製鋼炉の各ヒートにより精錬される各溶製鋼種毎に事前に立案された各ヒート毎の原料用スクラップの各銘柄、量及び時刻の計画に基づいて、前記製鋼炉と同じ建屋内にある該製鋼炉へのスクラップ装入用シュートへ直接に搬送し、該スクラップ装入用シュートへ荷降ろししてから前記製鋼炉に投入することを特徴とする製鋼炉の操業方法。
【請求項２】
前記原料用スクラップを、前記スクラップ装入用シュートへとともに、前記製鋼炉の仮置き場へも直接に搬送する請求項１に記載された製鋼炉の操業方法。
【請求項３】
前記原料用スクラップは、トラックに搭載されて搬送されるとともに、該トラックの荷台から前記スクラップ装入用シュート又は前記仮置き場へ落下投入される請求項１又は請求項２に記載された製鋼炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼炉の操業方法に関するものであり、具体的には、転炉や電気炉等の製鋼炉において使用するスクラップの物流を簡素かつ容易にすることにより、スクラップの銘柄及び量を製品規格に応じて最適に配合することができる製鋼炉の操業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば転炉や電気炉等の製鋼炉は、スクラップを原料として溶鋼を作る。この溶鋼を、製品規格に対応できるよう精錬した後、場合によってはさらに別の精錬炉へ供給した後、連続鋳造機等の半製品製造工程へと計画的に溶鋼を供給する。
【０００３】
その際、原料として用いられるスクラップは、市販されるスクラップの他に、同じ製鉄所内の連続鋳造機や圧延機等の製造設備から発生するスクラップによっても構成される。これら各種のスクラップは、通常、その形状や含有成分等に応じて、ある程度グループ分けして取り扱われる。本明細書では、そのようにグループ分けされたスクラップを「銘柄」という。このため、取り扱いが困難な形状や不純物の混入率が高いスクラップが属する銘柄はその単価も低くなる。
【０００４】
スクラップの取り扱いの難しさは、安価なスクラップを常に選択して使用すればよいというような単純な選択が許されない点にある。すなわち、製鋼炉は、様々な形状のスクラップを受け入れることができるが、最終製品に応じた多様な成分に精錬して溶鋼を供給しなければならない。このため、スクラップの選択は、そのコストだけではなく、製品の規格によって許容される混入不純物量や、スクラップの使用量とバランスさせる必要がある発生量や保管量、さらには、スクラップの搬送方法や製鋼炉への装入方法等も勘案して、行う必要がある。
【０００５】
したがって、製鋼炉が設けられた製鉄所の構内には、一般的に、スクラップの使用量や製鋼炉で製造される溶鋼の成分等を調整するために、製鉄所の規模や立地条件に応じて、製鋼炉が設けられた工場の外部または内部にスクラップの共通保管場所が設けられている。そして、市販されたスクラップや同じ製鉄所内で発生したスクラップは、一般的にこれらの共通保管場所に一旦荷降ろしされ、製鋼炉の製造計画に応じて、この共通保管場所から製鋼炉への装入シュートへ搬送され、この装入シュートから原料として製鋼炉内へ装入される。
【０００６】
この際、製鋼炉の操業効率を勘案すると、スクラップ発生場所から製鋼炉への装入シュートまでの間のスクラップの搬送を、積替え作業の減少化および搬送経路の短縮化等の作業合理化や使用するスクラップの配合適正化等の観点から、できるだけ簡素かつ容易にすることが望ましいことは、いうまでもない。
【０００７】
これまでにも、使用するスクラップの配合を適切にして原料費を削減することは、一般的に行われている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、転炉スクラップの配合量を決定するに際し、スクラップ配合指示をシステム化して、安価なスクラップの使用拡大を図る発明が開示されている。この発明では、スクラップ銘柄別に積み込み時間、価格及び鋼の品質に応じて決定される装入許容量に基づいてスクラップ配合量を決定し、次いでスクラップシュートへのスクラップ積み込み時間の制約内に準備時間が収まるように転炉スクラップの配合量を調整する。
【０００９】
また、特許文献２には、スクラップの入荷或いは消費によるスクラップ在庫量の変動を常時把握しておき、その情報に基づいて電気炉への装入スクラップの種類を変更する発明が開示されている。この発明では、製品の品質検査によりトラップエレメント（微少混入成分）が所定値以上である場合に電気炉に供給されるスクラップの品種を変更するとともに、その変更状況をスクラップの搬送手段側へ伝える。
【００１０】
さらに、特許文献３には、トラックで搬送されてきたスクラップを、製鋼工場に隣接する共通保管場所であるスクラップヤードに一旦受入れ、そのスクラップをスクラップバケットを介して電気炉に供給するようにしたスクラップ自動搬送システムにおいて、スクラップ搬送方法及びバケット積込み方法に関するシステムが開示されている。
【特許文献１】特開平８−157925号公報
【特許文献２】特開平11−255339号公報
【特許文献３】特開平６−263252号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１または特許文献２のいずれに開示された発明によっても、スクラップシュートへ至るまでのスクラップの搬送や、スクラップシュート、バケットへの積込み方法に関しては何ら開示されていない。つまり、特許文献１または特許文献２に開示された発明は、単にスクラップの装入管理を行うにとどまっており、スクラップ発生源から製鋼炉までのスクラップの搬送の合理化は何ら考慮されていない。
【００１２】
また、特許文献３には、共通保管場所までの搬送方法は何も開示されていない。確かに特許文献３には、トラックから保管場所への荷降しやバケット詰めについては開示されているものの、設備的に複雑である上に特殊なパレットを使う必要があり、スクラップの搬送を簡素かつ容易にすることは到底できない。
【００１３】
本発明は、上述した従来の技術が有するスクラップの取り扱いの難しさに鑑みてなされたものであり、転炉や電気炉等の製鋼炉において、使用するスクラップの物流を簡素かつ容易にすることにより、スクラップの銘柄及び量を製品規格に応じて最適に配合することができる製鋼炉の操業方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、各種の原料用スクラップの発生場所から原料用スクラップが投入される製鋼炉とは異なる場所に設けられたスクラップ共通保管場へ向けた搬送の途中にある原料用スクラップを、製鋼炉の各ヒートにより精錬される各溶製鋼種毎に事前に立案された各ヒート毎の原料用スクラップの各銘柄、量及び時刻の計画に基づいて、製鋼炉と同じ建屋内にある製鋼炉へのスクラップ装入用シュートへ直接に搬送し、スクラップ装入用シュートへ荷降ろししてから製鋼炉に投入することを特徴とする製鋼炉の操業方法である。
【００１５】
この本発明に係る製鋼炉の操業方法では、原料用スクラップを、スクラップ装入用シュートへとともに、製鋼炉の仮置き場へも直接に搬送することが望ましい。
【００１６】
これらの本発明に係る製鋼炉の操業方法では、原料用スクラップが、トラックに搭載されて搬送されるとともに、このトラックの荷台からスクラップ装入用シュート又は仮置き場へ落下投入されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スクラップの発生源からの搬送トラックにまで製鋼スケジュールの情報を共有させることで、スクラップ物流の無駄を最小限とすることが可能となり、その実用上の利益は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る製鋼炉の操業方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、 本実施の形態における製鉄所でのスクラップのフローを、従来のフローとともに模式的に示す説明図である。 なお、図１では、本実施の形態のフローを太矢印で示し、従来のフローを細矢印で示す。
【００２０】
従来より、 スクラップ発生場所１から発生したスクラップは、 トラックでスクラップ共通保管場２に搬送され、銘柄Ａ〜Ｆに区分けして一旦集積される。スクラップは、通常、製鉄所全体としては外部から購入するスクラップも合わせて、 スクラップ発生場所１の違いに応じて、例えば銘柄Ａ〜Ｆに区分して管理される。 なお、スクラップの保管・集積は、 製鋼炉３のある製鋼工場５の立地条件によっては、 スクラップ共通保管場２だけではなくて一部を製鋼工場５内のスクラップ仮置き場４においても行っている。 
【００２１】
一方、 スクラップを使用する製鋼工場５では、 事前に決定されている製鋼炉３による溶鋼の製造計画６に基づいて、 製鋼炉３で精錬する各ヒート毎に原料として使用するスクラップの銘柄、 量及び装入時刻に関する計画７が立案されてスケジュール化される。
【００２２】
具体的には、 計画７では、例えば鋼種ａ〜ｃをこの順でそれぞれ溶製する場合、 当日の作業予定に基づいて、 各ヒートにおいてそれぞれ原料として使用するスクラップの銘柄及び量を時系列的に決定する。 この計画７により、どの時刻にどの銘柄のスクラップがどれだけの量必要となるかが明らかにされる。このような計画７を立案することを、本明細書では「ヒートのスケジュール化」という。 
【００２３】
なお、その際、 各溶製鋼種毎に事前に、 使用できるスクラップの銘柄及び量をデータ化して、 例えばテーブル化しておくことが望ましい。さらに、 そのデータに各銘柄別の価格や入手容易性等の情報も付加することにより、使用するスクラップの配合最適化を図ることも望ましい。
【００２４】
そして、従来は、計画７に応じて、スクラップを、 トラックまたはリフトマグネットにより、 スクラップ共通保管場２および製鋼工場５内のスクラップ仮置き場４からスクラップ装入用シュート８まで再度運搬して、製鋼炉３に投入していた。
【００２５】
このため、従来の製鋼炉３の操業方法では、スクラップ発生場所１からスクラップ共通保管場２あるいはスクラップ仮置き場４への運搬、 そしてそこからスクラップ装入用シュート８ヘの搬送という経路を必ず経るため、 スクラップの積替えが多数回発生するとともにスクラップの搬送経路が長大となり、これにより必然的に物流コストが嵩んでいた。
【００２６】
これに対し、本実施の形態では、スケジュール化された計画７をスクラップをスクラップ発生場所１からスクラップ共通保管場２へ搬送中のトラックにも伝達して、この計画７に合致するスクラップを搭載するトラックを、そのまま製鋼炉３のスクラップ装入用シュート８に直行させる。これにより、計画７に合致するスクラップを、スクラップ共通保管場２やスクラップ仮置き場４を経由させずに、スクラップ発生場所１からスクラップ装入用シュート８へ直接に搬送する。
【００２７】
本実施の形態によれば、スクラップ発生場所１からスクラップを搬送する際、 製鋼炉３で投入される銘柄及び量に適合するスクラップを優先して、製鋼炉３に直ちに運搬および払出する。このため、本実施の形態によれば、このように製鋼炉３に直行するトラックの比率が増加する分だけ、スクラップの物流コストの低下を図ることができる。
【００２８】
このように本実施の形態では、計画７のスケジュール化が行われた段階で、 その情報を各種スクラップ発生場所１から製鋼炉３とは異なる場所にあるスクラップ共通保管場２へとスクラップを搬送中のトラックに対しても提供することにより、このトラックに搭載されたスクラップの銘柄及び量を確認してスクラップ装入用シュート８へ直行させるか否かを判断することとしている。しかし、この形態とは異なり、例えば、そのようなトラックで搬送中のスクラップの銘柄及び量についての情報を、図示しない制御装置に入力しておき、この制御装置により、どのトラックをスクラップ装入用シュート８へ直行させるかの判断及び指示を行うようにしてもよい。
【００２９】
そして、適当な銘柄及び量のスクラップを搭載して搬送しているトラックが存在する場合には、こののトラックの搬送先を、スクラップ共通保管場２から製鋼炉３と同じ建屋内にある製鋼炉３へのスクラップ装入用シュート８ヘと変更するよう指示して、スクラップ装入用シュート８へ直接荷降ろしさせる。
【００３０】
この際に、 スクラップ装入用シュート８だけではなく、製鋼炉３と同じ建屋内に、或いはこの建屋に隣接して存在するスクラップ仮置き場４にも、 荷降ろししてもよい。 スクラップ仮置き場４にも荷降ろしするのは、投入するスクラップの重量調整を行う必要が生じることがあるとともに、製鋼炉３の操業を継続するための予備・緊急用として確保することが望ましいからである。
【００３１】
本実施の形態によれば、使用するスクラップの銘柄を変えずに、 いわば、トラックによるスクラップの荷降ろし場所を臨機応変に変更することができるため、スクラップの積み替えや製鉄所内での移送の手間が極力少なくなり、スクラップの物流コストの低下を図ることができる。このため、製鋼炉３の操業コストを低下することができる。
【００３２】
つまり、本実施の形態では、スクラップ発生場所１からスクラップが原料として投入される製鋼炉３とは異なる場所に設けられたスクラップ共通保管場２へ向けた搬送の途中にあるスクラップを、製鋼炉３の各ヒートにより精錬される各溶製鋼種毎に事前に立案された各ヒート毎のスクラップの各銘柄、量及び装入時刻の計画に基づいて、製鋼炉３と同じ建屋内にある製鋼炉へのスクラップ装入用シュート８又はスクラップ装入用シュート８及び製鋼炉３の仮置き場４へ直接に搬送し、このスクラップ装入用シュート８又はスクラップ装入用シュート８及び製鋼炉３の仮置き場４へ荷降ろししてから製鋼炉３に投入することにより、製鋼炉３を操業する。
【００３３】
したがって、 本実施の形態によれば、 例えばスクラップ共通保管場２へのスクラップの搬送機会は少なくなり、 そのことはそこから製鋼炉３への装入シュートへのスクラップ積込み及び搬送機会が少なくなることに直結する。 しかも、 使用するスクラップの銘柄には変更が無いため、 原料コスト的な損失も無い。 
【００３４】
なお、 製鋼炉３への装入は、 スクラップ装入用シュート８に限らず、 バケットなどを用いてもよい。 さらに、 スクラップ発生場所１からのデータをも取り込むことによって、 トラックの搬送計画をもシステム化すれば、 さらに効率的にスクラップを搬送することができ、場合によってはスクラップ共通保管場２の必要性もなくならせることができる。 
【００３５】
さらに、本実施の形態では、上述したように、製鋼炉３のスクラップ装入用シュート８に直行して払い出されるスクラップの銘柄が分かっているため、トラックによる搬送中に、このトラックに搭載されたスクラップの総重量を測定しておく。そして、この測定結果に基づいて、トラックの荷台から製鋼炉３へのスクラップ装入用シュート８又はスクラップ装入用シュート８及び製鋼炉３と同じ建屋内にあるスクラップ仮置き場４へとスクラップを直接落とし込むことが可能な構造を採用する。
【００３６】
図２は、 本実施の形態においてトラックによる製鋼炉３へのスクラップ装入用シュート８ヘの直接投入を可能にするピット構造を模式的に示す説明図であって、図２(a) はこのピット構造を示す平面図、 図２(b) はこのピット構造を示す断面図である。図２(a) 及び図２(b) において各銘柄Ａ〜Ｆのスクラップが配置されている場所がスクラップ仮置き場４である。 
【００３７】
図２(b) に示すように、 スクラップ発生場所１からスクラップを搬送してきたトラック９は、 スクラップ装入用シュート8a、8b又は8cに直接スクラップを払い出すことができる。
【００３８】
図示例では、 スクラップ装入用シュート8a、8b又は8cの上部の投入口は、 トラック９の走行面10より下方に設けられる。これにより、トラック９からスクラップ装入用シュート8a、8b又は8cへのスクラップの払出を、例えばスクラップ装入クレーン等を用いなくとも、直接行うことができる。 なお、トラック９から払い出されるスクラップの量が使用するスクラップの量に満たない場合には、仮置き場４に配置された同じ銘柄のスクラップを補充して、スクラップ装入用シュート8a、8b又は8cに供給すればよい。
【００３９】
これにより、スクラップの荷降ろし作業と工場内での搬送作業とをいずれも簡素化することができ、スクラップの積み替え回数をさらに低減できるために、スクラップの物流をより一層効率化することができる。
【００４０】
このように、 本実施の形態では、スクラップの物流コストの低減を図るためには、スクラップ発生場所１から搬入されるスクラップをトラック９の荷台から直接スクラップ装入用シュート8a、8b又は8cやスクラップ仮置き場４へ荷降ろしすることが有効であることから、直接トラック９からスクラップ装入用シュート8a、8b又は8cやスクラップ仮置き場４へ荷降ろしできるピット構造とした。
【００４１】
つまり、本実施の形態では、製鋼炉３で精錬する各ヒート毎の原料用のスクラップの銘柄、 量及び装入時刻の計画７をスケジューリングし、そのスケジュールをスクラップを搬送中のトラック９に提供して、トラック９をスクラップ装入用シュート8a、8b又は8cに直送させ、さらに製鋼炉３へのスクラップ装入用シュート8a、8b又は8cに直接スクラップを払い出すことが可能なピット構造を採用することにより、スクラップの物流コストを削減するものである。
【００４２】
ただし、 製鋼炉３へ装入するスクラップの重量を調整するため、 製鋼工場５内にある程度の量のスクラップを仮置きしておくことは有効である。この仮置き場４に供給された各銘柄のスクラップの量を補充する際にも、 トラック９から仮置き場４の各銘柄の置き場へスクラップを直接落とし込めるようにしておくことも有効である。
【００４３】
この本実施の形態によれば、転炉や電気炉等の製鋼炉３において、使用するスクラップの物流を簡素かつ容易にすることができ、これにより、スクラップの銘柄及び量を製品規格に応じて最適に配合しながら、製鋼炉３を操業することができる。
【実施例１】
【００４４】
さらに、本発明を実施例を参照しながらより具体的に説明する。
【００４５】
スクラップの装入に伴う物流コストの無駄を省くため、 上述した実施の形態で説明した本発明に係る製鋼炉の操業方法に基づいて、スクラップの銘柄、 量及び装入時刻の計画立案７と、 この情報を提供するシステムを構築し、 またトラック９の荷台から直接スクラップを落し込むことが可能な構造を有するピットを建設した。 
【００４６】
製鉄所における１シフト内 (８時間) での操業例を、 従来方法における操業と比較して示す。 このときの管理対象となるスクラップは３種類であり、 その特性を表１に示す。 また、溶製鋼種を表２に示す。 さらに、溶製スケジュールと使用スクラップとを表３に示す。 
【００４７】
表３に示す例では、溶製される鋼種ａの製品のCr成分に制約があり、 連続鋳造機や製管工場から発生するスクラップ銘柄ＡやＣは基本的には使用できない。また、 溶製される鋼種ｂは１チャージ当りの装入量が160 トン／チャージと少ないために、 熱容量面から使用されるスクラップ量に制約があって、 比較的大きな形状をしている連続鋳造スクラップは使い難い。 
【００４８】
このような制約条件の下での、 表３におけるトラックおよびリフトマグネットの使用回数を、 それぞれ表４及び表５に示す。 
【００４９】
なお、表３でスクラップ装入用シュート8a〜8cへ直行したスクラップは、 いずれも従来であれば、一旦スクラップ共通保管場２で荷降ろしされ、 その後必要時にリフトマグネットによりトラック９に積み込んで、 製鋼工場５内の仮置き場４へ荷降ろしし、さらにリフトマグネットでスクラップ装入用シュート8a〜8cへと搬送していたものである。 実施例では、図２(b) に示すピット構造を採用した場合と、採用しない場合とについて、調査した。
【００５０】
本発明により、 表４に示すように、 従来例に比較してトラック９の使用回数を25％削減することができた。 この削減率は、 他の鋼種に対する溶製スケジュールでも同様である。 このようにトラック９の使用回数を減らすことは、 必要なトラック９の台数を減らせることと同義であり、 物流費用の削減の効果は大きい。 
【００５１】
また、 トラック９の使用回数を減らすことは、 スクラップの積み込み回数を減らすことであり、 スクラップ共通保管場２を経由する回数が減った分だけは、 単純にリフトマグネットの使用回数が減少する。 さらに、 製鋼工場５内でトラック９からスクラップ装入用シュート8a〜8cヘとスクラップを直接落し込める構造にしておけば、 製鋼工場５内でのリフトマグネットの使用は、 基本的には、 装入スクラップ量の調整に伴うスクラップ仮置き場４の使用時だけに低減することができる。
【００５２】
表５に示すように、 スクラップ物流のシステム化だけでもスクラップ共通保管場２でのリフトマグネット使用の減少効果があるが、 製鋼工場内でのスクラップ落し込み構造を併用することによるリフトマグネットの使用の減少効果は著しく大きくなる。両者を合わせると、 表５に示すように、 従来例に比較してリフトマグネットの使用回数を約60％削減することができた。
【００５３】
【表１】
2005029865.tif 000003
【００５４】
【表２】
2005029865.tif 000004
【００５５】
【表３】
2005029865.tif 000005
【００５６】
【表４】
2005029865.tif 000006
【００５７】
【表５】
2005029865.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施の形態における製鉄所でのスクラップのフローを、従来のフローとともに模式的に示す説明図である。
【図２】実施の形態においてトラックによる製鋼炉へのスクラップ装入用シュートヘの直接投入を可能にするピット構造を模式的に示す説明図であって、図２(a) はこのピット構造を示す平面図、 図２(b) はこのピット構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  スクラップ発生場所
２  スクラップ共通保管場
３  製鋼炉
４  スクラップ仮置き場
５  製鋼工場
６  製造計画
７  計画
８  スクラップ装入用シュート
９  トラック
【図１】
2005029865.tif 000008
【図２】
2005029865.tif 000009