(57)【要約】【課題】本発明は、溶銑払い出しの待機時間が従来より長くなっても、溶銑の払い出しが円滑に実施可能な混銑車内溶銑の保熱方法及び保熱装置を提供することを目的としている。【解決手段】混銑車内に保持し、溶銑予備処理を施した溶銑を、転炉の上流側位置で待機させ、数回に分割又は１回で次工程に払い出すに際して、前記混銑車の開口部を保熱蓋で覆うと共に、該保熱蓋に取り付けたバーナーの燃焼排ガスで前記混銑車内を加熱するようにした。この場合、前記溶銑の加熱を、前記数回に分割又は１回で次工程に払い出され、混銑車内に残っている溶銑の量及び温度に基づき、該溶銑を凝固点以上の温度に保持するに必要な熱量を計算で求め、その計算値に見合う熱量を与えるようにバーナーの燃焼を調整して行うのが良い。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混銑車内に保持し、溶銑予備処理を施した溶銑を、転炉の上流側位置で待機させ、数回に分割又は１回で次工程に払い出すに際して、
前記混銑車の開口部を保熱蓋で覆うと共に、該保熱蓋に取り付けたバーナーの燃焼排ガスで前記混銑車内を加熱することを特徴とする混銑車内溶銑の保熱方法。
【請求項２】
前記溶銑の加熱を、前記数回に分割又は１回で次工程に払い出され、混銑車内に残っている溶銑の量及び温度に基づき、該溶銑を凝固点以上の温度に保持するに必要な熱量を下記式により計算で求め、その計算値に見合う熱量を与えるようにバーナーの燃焼を調整して行うことを特徴とする請求項１記載の混銑車内溶銑の保熱方法。
［−１００×（Ｔ１−Ｔ０）×Ｗ］／（Ｌ×Ａ）≦  ΔＱ  ≦［−３００（Ｔ１−Ｔ０）×Ｗ］／（Ｌ×Ａ）                          （１）
ここで、ΔＱ：バーナー燃料供給量の変化量（ｍ３（標準状態）／ｈｒ）
Ｌ：前回から、今回サンプリングした時までの経過時間（ｈｒ）
Ｔ１：Ｌ時間後の混銑車内溶銑温度（℃）
Ｔ０：前回サンプリングした混銑車内溶銑の温度（℃）
Ｗ：混銑車内の溶銑量（ｔｏｎ）
Ａ：バーナー燃料の燃焼熱（ｋｃａｌ／ｍ３（標準状態））
【請求項３】
前記バーナーに、Ｃガス、プロパン又は重油を燃料とするガス・バーナーを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の混銑車内溶銑の保熱方法。
【請求項４】
転炉の上流側で混銑車を停車させ、該混銑車内に保持した溶銑の次工程への払い出し待機位置に設置された該溶銑の保熱装置であって、
前記待機位置の横に架台を設けると共に、該架台に一端を係止し、混銑車の開口部へ延伸自在なフレームと、該フレームの先端に取り付けられ、該開口部を覆う開閉自在な蓋部材と、該蓋部材に貫通孔を開口し、その貫通孔に挿入したバーナー・ノズルと、該バーナー・ノズルに燃料及び燃焼用空気を供給する配管と、前記数回に分割して転炉に払い出され、混銑車内に残っている溶銑の量及び温度に基づき、該溶銑を凝固点以上の温度に保持するに必要な熱量を計算する計算手段とを備えたことを特徴とする混銑車内溶銑の保熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混銑車内溶銑の保熱方法及び保熱装置に係わり、特に、転炉への溶銑払い出しの待ち時間が長い混銑車に有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
高炉で溶製され、炭素を４．４〜４.６質量％程度含有する溶銑は、出銑時に混銑車（通称、トピード）で受け、製鋼工場に搬送される。製鋼工場では、溶銑予備処理と称し、転炉に払い出す前の溶銑に対して、転炉での精錬（不純物元素を除く）負荷を事前に低減するため、該混銑車を反応容器として利用した溶銑の脱珪、脱燐処理が行われる。なお、脱珪処理は、混銑車の上流側に配置した出銑樋や傾注樋で行われ、また脱燐処理後の溶銑を取鍋に移して、脱硫剤を添加して機械攪拌し、脱硫処理することもある。
【０００３】
従って、混銑車は、高炉から転炉工場の間をあるサイクル・タイムで往復し、溶銑の搬送を行うのである。サイクル・タイムの一例を、３５０トンの容量を有する混銑車を利用し、容量がそれぞれ３５０トン及び１８０トンと異なる転炉を配置した２つの製鋼工場（Ａ工場及びＢ工場とする）で比較し、図４に示す。Ａ工場でのサイクルタイムの合計を１００とする指数を用いれば、高炉からの受銑に１０の時間、脱燐場への移動に１２の時間を要している。そして、１５の時間で脱燐処理を行い、その終了後、５の時間をかけて転炉へ搬送される。転炉へは、脱炭精錬の１ヒートに必要な量に応じて溶銑が払い出されるので、余った溶銑は次ヒートに利用するために待機することになる。Ａ工場の例では、混銑車の全溶銑を払い出すのに２９の時間を要し、払い出し終了後に該混銑車を直ちに２９の時間かけて高炉へ戻している。
【０００４】
一方、Ｂ工場でのサイクル・タイムは、Ａ工場に比べ１５０の時間とかなり長い（図４参照）。その理由は、脱燐処理の目標燐値が低いため、脱燐時間が長い上に製鋼工場への移動も時間が余計にかかっているに加え、転炉の容量が小さいので、１ヒートに要する溶銑量が少ないからである。ちなみに、転炉への溶銑の払い出しのための待ち時間が５７の時間にもなっている。
【０００５】
このような長い待機時間があると、混銑車内の溶銑温度の低下が大きくなり、溶銑の融点（１１５０℃近傍）に近くなる。そのため、最終的な払い出し時には、図３に示すように、混銑車１の開口部２（溶銑の受け入れ口及び払い出し口の役割を担う）の近傍にある内張り耐火物３の表面に、地金４と称している付着物が成長する。溶銑５の払い出しは、混銑車１を側面方向に傾動して行われるが、このような地金４が付着していると、最終的に払い出される溶銑５が堰きとめされて払い出されず、所謂「残銑」となって残り、溶銑の利用効率が低下してしまうという問題が発生する。
【０００６】
ところで、このような混銑車１の待機時間中の溶銑５の温度低下を防止する手段として、混銑車１の前記開口部２に保熱蓋を設ける技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。その保熱蓋は、混銑車のトラニオン軸（混銑車を両端で支持し、傾動させる軸）の取り付け架台に一端を片持ちで固定したフレームに支持され、左右へ開閉自在にした蓋部材で形成されたものである。従って、前記した溶銑払い出しの待機時期にこの蓋で開口部を覆うと、内部に保持された溶銑は一応保熱されることになる。また、溶銑の払い出しが終了した混銑車の内部を予熱したり（特許文献２参照）、高炉からの溶銑を挿入する前に、混銑車の内部を予熱するため、前記開口部に加熱用バーナーを設置する技術もある（特許文献３参照）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の保熱蓋では、従来より待機時間が長くなった今日、保熱効果が十分でなく、溶銑温度の低下や地金の発生を完全に防止できないという問題がある。また、引用文献２及び３に記載の技術は、混銑車の内部を予熱するものであり、溶銑の保熱に効果を発揮することはない。
【特許文献１】実開昭５６−３４８５０号公報
【特許文献２】実開昭５８−７５７４２号公報
【特許文献３】特開２００５−７６０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑み、溶銑払い出しの待機時間が従来より長くなっても、溶銑の払い出しが円滑に実施可能な混銑車内溶銑の保熱方法及び保熱装置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】
【０００９】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。      
【００１０】
すなわち、本発明は、混銑車内に保持し、溶銑予備処理を施した溶銑を、転炉の上流側位置で待機させ、数回に分割又は１回で次工程に払い出すに際して、前記混銑車の開口部を保熱蓋で覆うと共に、該保熱蓋に取り付けたバーナーの燃焼排ガスで前記混銑車内を加熱することを特徴とする混銑車内溶銑の保熱方法である。ここで、混銑車内を加熱するとは、混銑車内の溶銑を直接加熱する他、フリーボード（溶銑浴の上方空間）の雰囲気を加熱することも含まれる。
【００１１】
この場合、前記溶銑の加熱を、前記数回に分割又は１回で次工程に払い出され、混銑車内に残っている溶銑の量及び温度に基づき、該溶銑を凝固点以上の温度に保持するに必要な熱量を下記式により計算で求め、その計算値に見合う熱量を与えるようにバーナーの燃焼を調整して行うのが良い。
［−１００×（Ｔ１−Ｔ０）×Ｗ］／（Ｌ×Ａ）≦  ΔＱ  ≦［−３００（Ｔ１−Ｔ０）×Ｗ］／（Ｌ×Ａ）                          （１）
ここで、ΔＱ：バーナー燃料供給量の変化量（ｍ３（標準状態）／ｈｒ）
Ｌ：前回から、今回サンプリングした時までの経過時間（ｈｒ）
Ｔ１：Ｌ時間後の混銑車内溶銑温度（℃）
Ｔ０：前回サンプリングした混銑車内溶銑の温度（℃）
Ｗ：混銑車内の溶銑量（ｔｏｎ）
Ａ：バーナー燃料の燃焼熱（ｋｃａｌ／ｍ３（標準状態））
また、前記バーナーに、Ｃガス、プロパン又は重油を燃料とするガス・バーナーを用いるのが好ましい。なお、ここに次工程とは、脱炭精錬を行う転炉や、溶銑を一時貯留して保熱したり、成分や温度の調整、あるいはスクラップの溶解を行う貯銑炉等を意味する。
【００１２】
さらに、本発明は、転炉の上流側で混銑車を停車させ、該混銑車内に保持した溶銑の次工程への払い出し待機位置に設置された該溶銑の保熱装置であって、前記待機位置の横に架台を設けると共に、該架台に一端を係止し、混銑車の開口部へ延伸自在なフレームと、該フレームの先端に取り付けられ、該開口部を覆う開閉自在な蓋部材と、該蓋部材に貫通孔を開口し、その貫通孔に挿入したバーナー・ノズルと、該バーナー・ノズルに燃料及び燃焼用空気を供給する配管と、前記数回に分割して転炉に払い出され、混銑車内に残っている溶銑の量及び温度に基づき、該溶銑を凝固点以上の温度に保持するに必要な熱量を計算する計算手段とを備えたことを特徴とする混銑車内溶銑の保熱装置でもある。
【００１３】
さらに、本発明は、転炉の上流側で混銑車を停車させ、該混銑車内に保持した溶銑の該転炉への払い出し待機位置に設置された該溶銑の保熱装置であって、前記待機位置の横に架台を設けると共に、該架台に一端を係止し、混銑車の開口部へ延伸自在なフレームと、該フレームの先端に取り付けられ、該開口部を覆う開閉自在な蓋部材と、該蓋部材に貫通孔を開口し、その貫通孔に挿入したバーナー・ノズルと、該バーナー・ノズルに燃料及び燃焼用空気を供給する配管と、前記数回に分割して転炉に払い出され、混銑車内に残っている溶銑の量及び温度に基づき、該溶銑を凝固点以上の温度に保持するに必要な熱量を計算する計算手段とを備えたことを特徴とする混銑車内溶銑の保熱装置でもある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、溶銑払い出しの待機時間が従来より長くなっても、混銑車内の溶銑の温度低下が抑制されるばかりでなく、開口部近傍での地金の付着が防止でき、溶銑の払い出しが円滑に実施できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、発明をなした経緯をまじえ、本発明の最良の実施形態を説明する。
【００１６】
まず、発明者は、保熱蓋だけでの溶銑の保熱を行うことにし、具体的な設備を検討することにした。その保熱蓋としては、特許文献１に記載されたような混銑車に直接取り付けるものでも良いが、保熱を行う場所が、転炉あるいは貯銑炉の上流側で混銑車を停車させ、該混銑車内に保持した溶銑を前記転炉や貯銑炉に装入するための溶銑鍋へ払い出す待機位置であることから、待機位置に設けるので十分と考えた。そして、図１に示すように、該待機位置の横に架台６を設け、その架台６に一端を係止し、混銑車の開口部へ延伸自在なフレーム７と、該フレーム７の先端に取り付けられ、前記開口部を覆う開閉自在な蓋部材８とすることにした。
【００１７】
この蓋部材８は、耐熱の必要があるので、耐火物製であるか、あるいは耐火物を貼った鋼製の板状のもので良い。そのサイズは、混銑車の開口部に対応した大きさである。また、架台６に片持ちで支持し、混銑車の開口部にまで届く必要があるので、開口部へ延伸自在なフレーム７で支持するものとした。開口部を塞いだり、開放したりするには、種々の手段があるので、特に限定しない。図１には、上下の位置調整をジャッキ９で行い、架台６にフレーム７の支点１０を設けると共に、該支点１０を基準にフレーム７の後端１１を上下させて、蓋部材８も上下運動を行えるようにした例を挙げている。
【００１８】
ところが、このような保熱蓋の利用だけでは、溶銑を数回に分割して転炉に払い出され、待機時間が前記サイクルタイムの指数で１００以上になる場合には、溶銑の温度降下や地金の成長を十分に防止できないことが分かった。そこで、発明者は、バーナーによる溶銑の加熱も行うことにした。
【００１９】
具体的な手段としては、前記蓋部材８に貫通孔１２を開口し、その貫通孔１２に挿入したバーナー・ノズル１３と、該バーナー・ノズル１３に燃料及び燃焼用空気を供給する配管１４とを備えるようにした。バーナーとしては、重油、ガス、微粉炭等を燃料にした種々のものが利用できる。ただし、製鉄所ではコークス工場より大量のＣガスが得られるので、その有効利用の一環としてガス・バーナーであることが好ましい。
【００２０】
このような保熱蓋に取り付けたバーナーの燃焼排ガスで前記溶銑を加熱することによって、溶銑の払い出し待機時間が長くなっても、混銑車内の溶銑を凝固点より高い温度に保持すると共に、地金の成長も防止できるようになった。
【００２１】
次に、発明者は、バーナーの効率的且つ経済的な利用が必要と考え、具体的な方法を検討した。つまり、数回に分割して転炉に払い出され、混銑車内に残っている残銑の量は容易に知れ、その温度は直接測定できるので、それらの値に基づき、該残銑を凝固点以上のある温度に保持するに必要な熱量を計算するようにしたのである。そして、その計算値に見合う熱量を与えるようにバーナーの燃焼を調整しながら、溶銑の加熱を行うようにしたのである。バーナーの燃焼調整としては、燃焼停止を含めた燃焼時間の調整とか、燃料の量を絞ることで行えば良い。なお、残銑を凝固点以上の温度に保持するに必要な熱量計算は、コンピュータを備えておけば容易に行える。溶銑の凝固温度、比熱等のデータや計算ソフトを該コンピュータに予め記憶させておけば良い。
【実施例】
【００２２】
容量３５０トンの混銑車を用い、容量１８０トンの転炉を備えた製鋼工場で溶鋼の溶製を行った。その際、溶銑払い出し待機位置に本発明に係る保熱装置を設け、操業の一部に適用した。本発明を適用前後の混銑車内溶銑の温度及び量の変化を図５に示す。最終払い出しを行う前の溶銑温度指数が、本発明の適用前は１００であったのに対して、適用後は１０１にと、１％も上昇していた。通常の払い出し温度が１５００〜１２００℃であることを考えれば１５〜１２℃に相当する。ここに、バーナーの燃料としては、Ｃガス（燃焼熱Ａが４５００ｋｃａｌ／ｍ３（標準状態）を用いた。なお、本発明の適用時には、効率的、且つ経済的なバーナー燃焼のため、前記残留する溶銑の量及び温度に基づき、前記（１）式による熱量計算を行い、前記したバーナーの燃焼調整も行っている。
【００２３】
また、混銑車からの溶銑払い出しが終了した際の残銑量を多くの操業を実施した後に調査し、結果を図２に示す。矢印は、本発明の適用後のデータの位置を示すものであるが、従来の平均残銑量を１００とした時の温度にする残銑量の分布も減少していることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る混銑車内溶銑の保熱装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）保熱蓋の拡大図である。
【図２】最終的な払い出し後に混銑車内に残る残銑量を比較した図である。
【図３】混銑車内で地金が成長する状況を示す横断面図である。
【図４】混銑車を高炉―転炉間で１回利用した際に要するサイクル・タイムを説明する図である。
【図５】本発明を適用前後の混銑車内溶銑の温度及び量の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    混銑車
２    開口部
３    内張り耐火物
４    地金
５    溶銑
６    架台
７    フレーム
８    蓋部材
９    ジャッキ
１０  支点
１１  フレームの後端
１２  貫通孔
１３  バーナー・ノズル
１４  配管
１５  送風機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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