(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼工場において溶銑を払い出した後の溶銑搬送容器内に残留する容器内残留物を排出するにあたり、この容器内残留物のうちの溶銑の量が、排出基準値を下まわるときにのみ、該容器内残留物の排出を行うようにしたことを特徴とする溶銑搬送容器内残留物の排出方法。
【請求項２】
上記排出基準値は、下記式で示される溶銑搬送容器内の残留溶銑量Mr(ton) が、該容器容量(ton)に対する質量比率で４〜１６％のときである請求項１に記載の排出方法。
Mr＝Wr＋Sc−(St＋Si＋Sf)
(ton)
Wr：溶銑搬送容器内の残留物量(ton)
Sc：溶銑搬送容器から払い出されたスラグ量(ton)
St：高炉から払い出されたスラグ量(ton)
Si：残留スラグ量(ton)
Sf：溶銑容器内で生成するスラグ量(ton)
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混銑車等の溶銑搬送容器内に残留するスラグや溶銑などからなる残留物の排出方法に関する提案である。
【０００２】
【従来の技術】
一貫製鉄所において、高炉−転炉間の溶銑搬送を行う溶銑搬送容器の中には、高炉より払い出された溶銑および高炉スラグ、さらには溶銑予備処理としての脱珪、脱燐、脱硫の処理時に発生したスラグ等が存在する。これらスラグや溶銑の一部は、溶銑を転炉に装入するための溶銑装入鍋に払い出したあとにも、該溶銑搬送容器中に残留するのが普通である。
【０００３】
そこで従来は、溶銑搬送容器内に上述した残留物を残したまま、高炉側に回送して再度受銑を行うことにより、溶銑歩留りの向上を図ると同時に、残留スラグについては高炉受銑後のスラグ成分調整用として利用することにより、脱燐、脱硫を効果的に行うようにしている。しかし、溶銑搬送容器内にスラグや地金（溶銑あるいはその凝固物）を残留させたままで、高炉に回送して再度受銑する場合、受銑までの間に該溶銑搬送容器内にスラグや地金が凝固して付着し、該溶銑搬送容器の実質内容積を減少させるという問題があった。
また、受銑後においても、容器内に付着した凝固スラグが十分に溶解せず、その後の溶銑予備処理の障害になったり、製鋼工場での溶銑の払い出し作業を阻害したりするという問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決するために、従来、溶銑搬送容器内残留物を、容器内洗浄を目的に設置された排滓設備で全量排滓するか、溶銑搬送容器の直下に配置した残留物収容容器内に排出することで、溶銑搬送容器での残留物固着による内容積の低下を抑制する方法が、特開平０９−２３５６０７号公報において提案されている。
しかし、容器内残留物の全量を積極的に排出するには、残留物の排出に相当の時間をかけることが必要になる。従って、製鋼工場において混銑車から溶銑を払い出した後に、この混銑車を高炉に移送して再度受銑できるようにするには長時間を要し、このことが製鋼工場や高炉における操業阻害要因になるという問題があった。さらに、上記残留物中には溶銑も含まれるため、これをスラグとともに排出してしまうと、製鋼工場で利用できる溶銑量が減少することなり、溶銑歩留りの低下を招くという問題もあった。
【０００５】
本発明は、従来技術が抱えている上述した問題、すなわち溶銑容器内に残留物を残すことによって溶銑容器内に付着物が増大して容器内容積の減少を招くという問題、溶銑予備処理操業や製鋼工場での溶銑の払い出し性が低下するという問題、あるいは容器内残留物を毎回全量排出することによる溶銑容器の配車時間の増大や、溶銑歩留りの低下という問題を、同時に解決することができる排出方法を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、溶銑容器内残留物を毎回必ず排出するのではなく、その後の容器内容積の減少程度、あるいは溶銑予備処理や製鋼工場での溶銑排出性に問題を招く場合にのみ行うこととし、そのための基準を確立することによって、上記の問題点を克服することにしたのである。
即ち、本発明は、製鋼工場において溶銑を払い出した後の溶銑搬送容器内に残留する容器内残留物を排出するにあたり、この容器内残留物のうちの溶銑の量が、排出基準値を下まわるときにのみ、該容器内残留物の排出を行うようにしたことを特徴とする溶銑搬送容器内残留物の排出方法である。
【０００７】
また、本発明においては、上記排出基準値とは、下記式で示される溶銑搬送容器内の残留溶銑量Mr(単位：ton)が、該容器容量(単位：ton)に対する質量比率で４〜１６％のときであることが好ましい。
Mr＝Wr＋Sc−(St＋Si＋Sf)
Wr：溶銑搬送容器内の残留物量(ton)
Sc：溶銑搬送容器から払い出したスラグ量(ton)
St：高炉から払い出されたスラグ量(ton)
Si：残留スラグ量(ton)
Sf：溶銑容器内で生成するスラグ量(ton)
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態につき説明する。本発明が対象としている溶銑搬送容器としては、高炉等の製銑工場において溶銑を受銑し、製鋼工場にまで搬送する際に使用される容器のことである。現在では多くの製鉄所において、混銑車がこの目的に使用されているが、特にこれに限定するものではなく、溶銑鍋などであってもよい。製鋼工場において、溶銑搬送容器からはまず、溶銑の払い出しを行う。この溶銑の払い出しは、転炉等の製鋼炉内に溶銑を装入するための中間容器である溶銑装入鍋に払い出す場合（主に、溶銑搬送容器が混銑車の場合）と、製鋼炉に直接払い出す場合（主に、溶銑搬送容器が溶銑鍋の場合）とがある。なお、溶銑容器からの払い出し量は、前者においては、中間容器の払い出しを受ける前後の質量を測定することによって知ることができ、後者の場合においては、溶銑搬送容器の払い出し前後の質量を測定することによって知ることができる。
【０００９】
本発明では、前述したように、溶銑容器内残留物を毎回必ず排出するのではなく、その後の容器内容積の減少程度や溶銑予備処理や製鋼工場での溶銑排出性に問題をきたす場合にのみ行うようにした。そこで、発明者らは、排出時期のための判断基準を明確にすることが必要であると考えた。このような考え方の下で、さらに、残留物全体の質量変動を基準にする方法と、残留物のうちのスラグのみあるいは溶銑のみの質量を基準にする方法とについて検討した。その結果、容器内への付着によって溶銑搬送容器の内容器に影響を及ぼしたり、溶銑予備処理操業や溶銑払い出し作業に影響を及ぼすのは、スラグよりもむしろ付着した地金（元は溶銑）であり、またこのことは、溶銑歩留り向上の観点からも溶銑の残留量を払い出しの基準にする方がよいことがわかった。
【００１０】
このような知見の下で、発明者らは、溶銑搬送容器内の残留溶銑量を正確に知る方法についても検討した。そこで、発明者らは、その残留溶銑量を次のようにして推定することにした。
ここで、溶銑搬送容器からの払い出し量をWcとし、高炉において溶銑搬送容器に払い出されたスラグと溶銑の総量をWtとし、溶銑予備処理工程で溶銑搬送容器内に添加されたフラックスのスラグ形成成分とFe,Mnなどメタル分の総量をWfとし、前回の溶銑搬送容器内の残留物量をWiとし、今回の溶銑搬送容器内の残留物量をWrとしたとき、マスバランスから、次式（１）が成立する。
（Wt＋Wi＋Wf）−Wc＝Wr  …（１）
【００１１】
ここに、前回の溶銑搬送容器内の残留物量Wiは、前回溶銑払い出し後に残留物を全量排出していれば、０とみなすことができ、全量排出をしなければ前記（１）式で求めたWrの値と等しい。また、Wtは高炉での受銑前後の溶銑容器の質量の差から求めることができ、Wfは溶銑予備処理工程でのフラックス使用量と、その組成から計算できるから、上記（１）式中の左辺の量はいずれも既知数であり、したがってWrを求めることができる。
【００１２】
なお、高炉から払い出された溶銑量をMt、高炉から払い出されたスラグ量をSt、溶銑予備処理工程で添加されたフラックスによって還元されて溶銑中に移行するFe、Mnなどのメタル量をMf、このフラックスによって生成するスラグ量をSf、前回の溶銑容器内の残留溶銑量をMi、残量スラグ量をSi、溶銑搬送容器から払い出した溶銑量をMc、溶銑搬送容器から払い出したスラグ量をSc、払い出し前の溶銑搬送容器内の溶銑量をMgとすれば、マスバランスから下記の（２）〜（６）式が成り立つ。
Wt＝Mt＋St          …………（２）
Wf＝Mf＋Sf          …………（３）
Wi＝Mi＋Si          …………（４）
Wc＝Mc＋Sc          …………（５）
Mg＝Mt＋Mi＋Mf       …………（６）
したがって、払い出し後の溶銑搬送容器内の溶銑量Mrは
0003747781.tif 000002
となる。
【００１３】
ここで、Wrは、前述したとおり、（１）式によって既知であり、Scも、溶銑装入鍋内のスラグ厚に関する従来の測定値（チャージによっても殆ど変化することがない）とほぼ一致しており、そしてStも、高炉から溶銑搬送容器に受銑された溶銑上のスラグ厚に関する従来の測定値（チャージによっても殆ど変化することがない）とほぼ一致している。また、Siは、前回の溶銑容器内の残留物量Wiと残留溶銑量Miの差であり、これらWi、Miは、上述したように既知であるからSiも既知であり、Sfは、溶銑予備処理工程で添加されたフラックスの量と組成から見積もることができる。したがって、（７）式の右辺はすべて既知であると言えるから、この式から払い出し後の残留溶銑量Mrが推定できる。
【００１４】
つぎに、発明者らは、このようにして推定される残留溶銑量Mrが、どのような場合に、容器内残留物の全量を排出し、またいかなる場合にこれを溶銑搬送容器内に残留させたまま、高炉での次の再受銑に回すべきかについて検討した。もし、容器内溶銑の残留量が多い場合、容器内残留物の全量を排出しようとすると溶銑歩留りの著しい低下を招き、かつ排滓に長時間を必要として、操業阻害となる一方で、溶銑を残留させたまま受銑を行うと、受銑後の容器内溶銑全体の温度を低下させることとなり、溶銑予備処理操業の阻害要因となりうる。そのため排滓の可否は溶銑歩留りおよび排滓時間と受銑後溶銑温度の優位性から決定する必要がある。
【００１５】
しかし、残留溶銑量が少ない場合には、残留物の全量排出に要する時間は短くて、操業阻害となることは少ないが、残留物を残した場合は受銑中の発塵、質量変動要因となり、かつ受銑後の盈車排滓時間の延長を引き起こすことになる。つまり、この場合は、容器内残留物を排出しないと障害が大きくなることを示している。
【００１６】
そこで、発明者らは、残留溶銑の量がある基準値以上の場合は、容器内残留物を排出せずにそのまま高炉での次の受銑に供することとし、一方、排出基準値未満の場合には、残留物を全量排出することとしたのである。なお、この排出基準値は、溶銑搬送容器の形状や容量に応じて最適の値を選択する。
発明者らは、溶銑搬送容器として、容量250〜350トンの混銑車を用い、排出基準値となる溶銑搬送容器内の残留溶銑量Mrを種々変更して、溶銑歩留りと、混銑車への残留物の固着状況および高炉への混銑車の配車遅れ時間を調査した。なお、排出基準値は、混銑車容量（トン）に対しての、排出基準とする混銑車内残留溶銑の量（トン）の比率（％）とした。その結果を表１、図１に示す。
【００１７】
【表１】
0003747781.tif 000003
【００１８】
これらの結果から、溶銑の歩留りの観点からは、排出基準値を容器内残留溶銑量の16％以下にすると、溶銑歩留りを98.1％以上にすることができ、また、この排出基準値を容器内残留溶銑量の12％以下にすると、溶銑歩留りを98.8％以上にできるのでより一層好ましいことがわかる。しかし、上記排出基準となる基準値が４％を下回ると、混銑車内の付着物とくに地金の固着が顕著となるので、排出基準を４％以上とするのが好ましい。
【００１９】
【実施例】
容量250〜350トンの混銑車を用いて高炉と製鋼工場間での溶銑を搬送する際に、本発明方法を適用した。高炉炉下での溶銑温度は平均で1450℃であり、この溶銑に焼結鉱粉をキャリアガスと共にインジェクションする溶銑脱燐処理を平均40分、脱燐剤原単位40Kg／トンで行った後、脱硫剤をキャリアガスと共にインジェクションする脱硫処理を平均20分、脱硫剤原単位10Kg／トンで行った。その後、この溶銑を製鋼工場において溶銑装入鍋に払い出した。払い出し前の溶銑温度は平均で1250℃であった。
【００２０】
本発明の適用例として、前述の基準値として12％を用い、上掲の（７）式で計算される残留溶銑量Mrがこの値以上の場合には残留物を排出せずに混銑車を高炉に回送配車し、この値を下回る場合にのみ、残留物を全量排出してから高炉へと配車した。
この例では、全部で120回の溶銑搬送に際し、上記基準により残留物の排出なしに高炉に回送配車したものは15回、全排出を行ってから高炉へ配車したものは105回であった。このように本発明を実施した結果、全チャージ平均で溶銑歩留りは98.8％であり、全ての場合において混銑車内の残留物固着による操業トラブルは発生しなかった。また、全量排出したチャージにおいても混銑車の配車遅れ時間は最大でも20分であり、操業に全く支障はなかった。
【００２１】
比較例１として、120チャージの全てのチャージについて残留物の全量排出をした例を試験した。その結果、全チャージでの平均溶銑歩留りは97.6％と低く、また最大で35分の混銑車の配車遅れが発生した。
比較例２として、120チャージの全てのチャージについて、残留物の全量排出を行わない例を試験した。その結果、全チャージの平均溶銑歩留りは99.5％と高かったものの、混銑車内には地金付きが甚だしく、同一容器で連続的に2回以上溶銑予備処理を中止して、払い出しまでの溶銑温度低下を抑止する方法で容器内地金溶解作業をしなければならなかった。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、溶銑払い出し後の溶銑搬送容器内残留物を排出する基準が明確化し、これによって溶銑歩留りが高く、かつ溶銑搬送容器内の残留物の固着によるトラブルの無い操業を達成することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】容器内残留物の排出基準値に対する溶銑歩留りの影響を示すグラフである。
【図１】
0003747781.tif 000004