JP2006322021A - 転炉設備の操業方法と転炉設備 - Google Patents

Abstract

【課題】転炉設備で製造された溶鋼を後工程に送ることができない状況下において、脱炭炉の稼働状況の低下を起こすことなく、溶鋼のリサイクルを行う。
【解決手段】脱りん炉と脱炭炉とを備えた転炉設備で、前記脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部が収容された取鍋を、脱りん炉の炉下を通して脱炭炉の装入側へ移送し、前記取鍋内の溶鋼を再度脱炭炉に装入して吹錬を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、転炉設備の後工程である連続鋳造設備などでトラブルが発生し、転炉設備で生産した溶鋼を後工程に送ることが不可能な状況下での転炉設備の操業方法、及びこの操業方法を実現可能な転炉設備に関する。

周知の通り、鉄鋼を製造する際には、まず、高炉により鉄鉱石から銑鉄を溶かしだし、この溶銑を混銑車（トピードカー）に受けて予備処理を施しつつ、転炉まで移送する。移送された溶銑は転炉に装入され、吹錬処理（精錬処理）が施される。吹錬が終わり成分調整が完了した溶鋼は、転炉から出鋼され（払い出され）、連続鋳造装置にてスラブやブルームなどに鋳造される。
上述の工程において、ごく希ではあるがトラブルが発生することがある。例えば、転炉において、吹錬条件の設定範囲から外れた溶鋼が製造されたり、連続鋳造装置の不具合により、規定された量のスラブやブルームを鋳造することができない等である。

従来、このような場合には、転炉からの溶鋼を取鍋に出鋼した後、造塊工程に振り向け、造塊工程で常備させている廃鋼塊鋳込み用の鋳型に注入し、原料用鋼塊（スクラップ）としていた。その後、この原料用鋼塊をリサイクル原料として用いていた。しかしながら、原料用鋼塊を使用するには再溶解が必要なため、熱エネルギーロスが非常に大きいという問題があった。
この不具合を解決する方法としては、例えば、特許文献１に開示された技術がある。
特許文献１に開示された技術では、転炉又はそれに続く連続鋳造装置のトラブルの発生（非定常状態）を踏まえて、転炉で吹錬して得た溶鋼を、溶融状態のまま溶銑と共に転炉に装入し、主原料として再使用して吹錬を行っている。吹錬して得られる溶鋼を溶融状態のまま転炉に再装入して主原料として利用することから、転炉操業における熱損失を最小限に抑えつつ不要溶鋼の活用を図ることが可能なものとなっている。
特開２００２−２１２６１９号公報

しかしながら、特許文献１の技術を実際の製鋼工程に適用した場合、以下に述べるような不具合が生じることが、現場の実績として挙がってきている。
まず、 従来からの転炉設備において、脱炭炉（転炉）から出鋼された溶鋼を、再度、脱炭炉へ装入しようとしても、脱炭炉の払い出し側から装入側へ溶鋼が入った取鍋を移送させる手段（溶鋼返送のための手段）が設けられていない。
そこで、溶鋼返送のための手段として、図１１に示す如く、従来から脱炭炉１００の炉下に敷設されている軌道１０２を、脱炭炉１００の装入側まで延長することが考えられる。この延長された軌道１０２及びその上を走行する台車１０１を用いれば、出鋼された溶鋼を受けた取鍋１０３を装入側まで移送させることが可能である。

しかしながら、延長された軌道１０２を用いて溶鋼返送を行った場合、図８の従来例や図１２に示すガントチャート中の符号Ｓに示すように、脱炭炉１００の炉下通過にかかる時間ロス（通常操業に比べた時間ロス）が約１３分生じることが、操業実績やシミュレーションから明らかとなっている。
前記時間ロスの内訳は、
(i) 返送される溶鋼の入った取鍋１０３を、排滓が終わった脱炭炉１００の出鋼側に載置する際に、元々据え付けてあった取鍋（元取鍋）を搬出する必要があり、かかる元取鍋の搬出時間に５分
(ii) 返送される溶鋼の入った取鍋１０３を吊りあげて、脱炭炉１００の出鋼側にある台車１０１上に載置するのに３分（図１１の符号Ｗ）
(iii) 前記台車１０１が脱炭炉１００の炉下を通過するのに約２分（図１１の符号Ｘ）
(iv) 返送される溶鋼の入った取鍋１０３を、脱炭炉１００の装入側で吊り上げるのに３分（図１１の符号Ｙ）
となる。

つまり、溶鋼返送のための手段として、脱炭炉１００の炉下に従来から敷設されている「溶鋼払い出し」のための軌道１０２を脱炭炉１００の装入側まで延長することは、(i)〜(iv)に示すような生産阻害時間（全体で１３分）を発生し、脱炭炉１００の稼働率を下げることになり好ましくない。
さらに、溶鋼が返送される間は、取鍋（溶鋼鍋）を新たに設置したり、脱炭炉１００からのスラグを受けるスラグパン台車などが脱炭炉１００の炉下に入ることができないため、生産阻害状況が発生し、更に脱炭炉１００の稼働率が低下することになる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、転炉設備で製造された溶鋼を後工程に送ることができない状況下において、前記溶鋼のリサイクルを行うに際し、脱炭炉の稼働状況を可能な限り低下させない転炉設備の操業方法、及び転炉設備を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明にかかる操業方法は、脱りん炉と脱炭炉とを備えた転炉設備で、前記脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部が収容された取鍋を、脱りん炉の炉下を通して脱炭炉の装入側へ移送し、前記取鍋内の溶鋼を再度脱炭炉に装入して吹錬を行うことを特徴とする。
これにより、転炉設備で生産された溶鋼を後工程に送ることができない状況が発生したとしても、前記脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部を脱炭炉の装入側に移送（溶鋼を返送）して、再度脱炭炉に装入して吹錬することができ、溶鋼の熱エネルギーロスを最小限にしつつリサイクルさせることが可能となる。溶鋼を返送する際に、脱炭炉の隣にある脱りん炉の炉下を通過するようにしているため、脱炭炉の操業を阻害することなく、その稼働効率が落ちることはない。

好ましくは、前記取鍋が脱りん炉の炉下を通る際に、該取鍋内の溶鋼に脱りん炉内の溶銑を加え、前記溶鋼と溶銑との混合物を脱炭炉に装入するとよい。
脱炭炉から出鋼された溶鋼は、時間と共に熱の散逸が進み、連続鋳造装置に移送されたときには、約５０〜１００℃の温度低下が起こることが現場の実績から明らかとなっている。連続鋳造装置のトラブルにより、かかる溶鋼を脱炭炉まで返送した場合には、溶鋼の温度はさらに低下することも判明している。
そこで、溶鋼の一部が脱りん炉の炉下を通る際に、熱的に余裕のある脱りん炉内の溶銑を当該溶鋼に加えるようにすると、溶鋼の熱量が増え、脱炭炉での吹錬を確実に行うことが可能となる。なお、溶鋼に加える溶銑は、脱りん処理の終わった溶銑であるため、脱炭炉に装入し吹錬を行っても何ら問題はない。

また、転炉設備が脱炭炉のみを有する場合には、転炉設備の脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部が収容された取鍋を、脱炭炉の側方を通して脱炭炉の装入側へ移送し、前記取鍋内の溶鋼を再度脱炭炉に装入して吹錬を行ってもよい。
こうすることで、後工程でトラブルが発生したとしても、前記脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部を脱炭炉の装入側に返送して、再度脱炭炉に装入して吹錬することができ、溶鋼の熱エネルギーロスを最小限にしつつリサイクルさせることが可能となる。また、溶鋼を返送する際に、脱炭炉の側方を通過するようにしているため、脱炭炉の操業を阻害することなく、その稼働効率が落ちることはない。

以上述べた操業方法は、脱りん炉と、脱炭炉と、該脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部を収容する取鍋と、該取鍋を載置可能な台車と、該台車を脱炭炉の出鋼側から装入側に向けて移送可能な軌道を有していて、前記軌道が脱りん炉の炉下を通るように敷設されている転炉設備で実現可能である。
この転炉設備により、後工程に送ることができない溶鋼が収容された取鍋を台車上に載置し、その台車を軌道に沿って移動させることで、溶鋼を脱炭炉の出鋼側から装入側に返送できる。軌道は脱りん炉の直下を通っているため、台車の移動により脱炭炉の操業が阻害されることは全くない。この構成のもとでは、溶鋼の一部が脱りん炉の炉下を通る際に、熱的に余裕のある脱りん炉内の溶銑を当該溶鋼に加えることが容易に出来るようになる。

また、前記転炉設備は、脱炭炉と、該脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部を収容する取鍋と、該取鍋を載置可能な台車と、該台車を脱炭炉の出鋼側から装入側に向けて移送可能な軌道を有していて、前記軌道が脱炭炉の側方を通るように敷設されている構成を有していてもよい。
この転炉設備であっても、後工程に送ることができない溶鋼が収容された取鍋を台車上に載置し、その台車を軌道に沿って移動させることで、溶鋼を脱炭炉の出鋼側から装入側に返送できる。また、軌道は脱炭炉の側方を通っているため、台車の移動により脱炭炉の操業が阻害されることは全くない。

本発明によれば、転炉設備で製造された溶鋼を後工程に送ることができない状況下において、脱炭炉の稼働状況の低下を起こすことなく、溶鋼のリサイクルを行うことができる。

以下、本発明にかかる転炉設備とその操業方法との最良の実施形態を、図を基に説明する。
［第１実施形態］
図１，図２に示すように、本実施形態の転炉設備１は、３基の転炉２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、これら転炉２に溶銑を供給する複数の取鍋３（溶銑鍋）と、取鍋３を搬送する２基のクレーン４Ａ，４Ｂとを有している。
２基のクレーン４Ａ，４Ｂは、転炉設備１の上方側であって、当該転炉設備１を縦断するように配設された走行レール５上を走行可能となっている。クレーン４Ａ，４Ｂの本体８からは、下方にワイヤ６が延びており、該ワイヤ６の先端に設けられたフック７で取鍋３を吊り下げ可能となっている。ワイヤ６をクレーン本体８へ巻き取ることで、取鍋３は上方へ吊り上げられ、その上でクレーン本体８が走行レール５上を走行することで、取鍋３は転炉設備１内を移動可能となっている。

加えて、転炉設備１は、混銑車９から取鍋３に溶銑を移し替える場所である払い出しステーション１０Ａ，１０Ｂ（払い出しピット）を２つ備えていると共に、取鍋３内の溶銑に対して脱硫処理を施す脱硫ステーション１６Ａ，１６Ｂを２つ有している。
転炉設備１は、ノロカキ１２（スラグドラッガー）により取鍋３内の溶銑上面に浮かんでいるスラグを掻き出す場所である除滓ステーション１３Ａ，１３Ｂを２つ備え、さらに、転炉２にスクラップ（冷銑や冷鋼）を装入するスクラップクレーン１４を備えている。スクラップクレーン１４は、スクラップシュート１５，１５を２基同時に取り下げ可能となっている。

以上述べた転炉設備１の構成要素は、以下のように配置されている。
転炉設備１の上方側には、転炉設備１を縦断するように走行レール５が設けられている。説明の便宜上、走行レール５を８つの区間（番号０〜７）に区切り、それぞれに番号を付す。２基のクレーンの一方（クレーン４Ａ）は、走行レール５の区切り番号０から６までを移動し、他方（クレーン４Ｂ）は区切り番号１から７までを移動する。１つの区切り番号はクレーン４Ａ，４Ｂの１基の幅に対応している。
区切り番号１，２に対応する走行レール５のほぼ下方側で且つ走行レール５の側方側には、払い出しステーション１０Ａ，１０Ｂが対応するように設けられている。なお、以降の説明における上下方向は、図２の上下方向と一致するものとする。さらに、走行レール５の区切り番号１の下方側には、除滓ステーション１３Ａと脱硫ステーション１６Ａとが設けられている。同様に区切り番号２の下方側には、除滓ステーション１３Ｂと脱硫ステーション１６Ｂとが配設されている。

区切り番号４，５，６に対応する走行レール５の下側であって且つ走行レール５の側方側には、転炉２Ａ，２Ｂ，２Ｃが並ぶように設けられている。本実施形態の場合、区切り番号４に対応する転炉２Ａは、脱りん炉２０であり、区切り番号５に対応する転炉２Ｂは、脱炭炉２１である。区切り番号６に対応する転炉２Ｃは、予備炉２２であり未使用状態である。
区切り番号７の位置には、スクラップクレーン１４が配置されており、このスクラップクレーン１４は、走行レール５の区切り番号４〜６（各転炉の装入側）ならびに区切り番号７へ移動可能であると共に、図１の右側に位置する図示しないスクラップ積み込み場（スクラップヤード）へも移動可能である。

さらに、本実施形態の転炉設備１は、脱りん炉２０、脱炭炉２１、予備炉２２のそれぞれの下側には、台車２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃとこの台車２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを走行可能とする軌道２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを備えている。
台車２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、脱りん炉２０や脱炭炉２１から払い出された溶銑及び溶鋼を受ける取鍋３や、炉内から排滓されたスラグを受けるスラグパンが積載可能であって、軌道２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ上を移動し取鍋３やスラグパンを所定の位置まで移送できる。軌道２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは、前記台車２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃが走行可能な幅で配設された一対のレールから構成されている。

軌道２４Ａは、脱りん炉２０の溶銑払い出し側から装入側へ向けて、走行レール５の敷設方向とは略直角方向に敷設されており、脱りん炉２０の炉の直下（炉下）を通るものとなっている。軌道２４Ａの一方側（装入側へ延びる方）は、台車２３Ａ上の取鍋３をクレーン４Ａ，４Ｂが吊り上げ可能なように、クレーン４Ａ，４Ｂ直下（走行レール５の下）まで敷設されている。軌道２４Ａの他方側（払い出し側に延びる方）は、払い出し側のクレーン１９の直下やスラグ廃棄場所（両者とも図示せず）まで延びており、脱りん炉２０の近傍で終わるものとはなっていない。当該軌道２４Ａ上を台車２３Ａが移動する。

軌道２４Ｂは、脱炭炉２１の炉下から溶鋼払い出し側へ向けて、走行レール５の敷設方向とは略直角方向に敷設されている。軌道２４Ｂの一方側は、脱炭炉２１の直下で終端になっていて、軌道２４Ｂの他方側（払い出し側に延びる方）は、払い出し側のクレーン１９の直下やスラグ廃棄場所まで延びている。当該軌道２４Ｂ上を台車２３Ｂが移動する。
軌道２４Ｃは、予備炉２２の炉下からその払い出し側へ向けて、走行レール５の敷設方向とは略直角方向に敷設されている。軌道２４Ｃの一方側は、予備炉２２の直下で終端になっていて、軌道２４Ｃの他方側（払い出し側に延びる方）は、払い出し側のクレーン１９の直下やスラグ廃棄場所まで延びている。当該軌道２４Ｃ上を台車２３Ｃが移動する。

以上述べた転炉設備１での吹錬は、以下の手順で行われる。
まず、混銑車９が転炉設備１に到着した後、混銑車９から払い出しステーション１０Ａ又は１０Ｂに載置された取鍋３に溶銑が注ぎ込まれる。溶銑が収容された取鍋３は、払い出し台車１８で移送された後、クレーン４Ａ又は４Ｂにより吊り上げられ、脱硫ステーション１６Ａ又は１６Ｂに運び込まれる。
脱硫ステーション１６Ａ又は１６Ｂでは、取鍋３内の溶銑に対して脱硫処理が行われる。脱硫処理が終わった取鍋３は、台車により除滓ステーション１３Ａ又は１３Ｂまで移動されて、ノロカキ１２Ａ又は１２Ｂで溶銑の上面に浮いているスラグが掻き出される。

スラグ掻き出しが完了した取鍋３は、クレーン４Ａ又は４Ｂにより、脱りん炉２０の前に移送され、当該脱りん炉２０を傾動すると共に取鍋３を傾けることで、脱りん炉２０内に溶銑を装入する。
溶銑が装入された脱りん炉２０では、脱りん炉２０の炉口２６からランスを挿入し溶銑上面に近づけ、酸素ガスを吹き付けると同時に、炉底から吹き込みガスで溶銑を撹拌しつつ吹錬（脱りん）を開始する。同時に、石灰ＣａＯ等の造滓材や酸化鉄Ｆｅ_xＯ_y等の冷却材すなわち副原料を投入する。溶銑内のりんは投入された酸素と反応してスラグ相に移行し、溶銑の上方に浮いた状態で積層するようになる。

脱りんが終了した溶銑は、脱りん炉２０から払い出された上で、隣にある脱炭炉２１に装入される。脱炭炉２１では、その炉口２６からランスを挿入し溶銑上面に近づけ酸素ガスを吹き付けると同時に、炉底から吹き込みガスで溶銑を撹拌しつつ脱炭を行う。
脱炭が終了した溶鋼は、脱炭炉２１から払い出されて、払い出し側に配備された台車２３Ｂ上の取鍋３に装入される。その後、台車２３は脱炭炉２１から離れるよう（図１の下側）に軌道２４Ｂ上を移動し、取鍋３が後工程である２次精錬設備や連続鋳造設備へ移送される。

このような転炉操業において、次に述べる非定常状況が発生することがある。
例えば、吹錬後の溶鋼の成分値が規定のものより若干ズレていて、後工程である連続鋳造装置で鋳造を行うことができない状況である。また、連続鋳造装置にトラブルが発生し、所定量の鋳造ができない状況である。
このような非定常状況において、転炉設備１では以下の操業を行う。
図３，図４に示すように、脱炭炉２１で脱炭が終了した溶鋼は、脱炭炉２１の払い出し側に位置する台車２３Ａに搭載された注ぎ口のない取鍋３（払い出し取鍋３Ｂ）に払い出される。この払い出し取鍋３Ｂに収容された溶鋼は、後工程である連続鋳造装置へ送ることができないため、払い出し側のクレーン１９を用いて、脱りん炉２０の払い出し側に位置する台車２３Ａに搭載された注ぎ口ありの取鍋３（装入取鍋３Ａ）に移し替えられる。

移し替えが終了した後、台車２３Ａが軌道２４Ａ上を装入側に移動することにより、装入取鍋３Ａは、脱りん炉２０の下を通って脱りん炉２０の装入側へ移動する。その後、装入取鍋３Ａはクレーン４Ａ又は４Ｂによって吊り上げられ、脱炭炉２１の前まで移動させられ、装入取鍋３Ａ内の溶鋼は、脱炭炉２１に再度装入される。すなわち、本来は後工程に行く予定であった溶鋼が脱炭炉２１に返送されることになる。脱炭炉２１における吹き込み酸素量などの吹錬条件は、装入されたスクラップ、脱りん炉２０から移し替えられた溶銑、返送された溶鋼の量により算出される。

図５には、本実施形態にかかる操業方法のガントチャートが示されている。ガントチャートには、払い出し、溶鋼移し替え（リレードル）、脱りん炉２０、脱炭炉２１の１分ごとの稼働状況が示されている。加えて、クレーン４Ａ，４Ｂ及びスクラップクレーン１４の１分ごとの稼働状況が示されている。各作業場所で行われる工程は、当該工程に費やした時間に対応するバーで示されている。
このガントチャートにおいて、脱りん炉２０及び脱炭炉２１の吹錬が行われている際に、後工程である連続鋳造装置でトラブル等が発生して、生産された溶鋼を連続鋳造装置へ持ってゆくことができない状態となっている。

そこで、図５の「脱炭吹錬Ｉ」中の「符号Ａ」の部分で払い出された溶鋼は、前述したように、払い出し取鍋３Ｂに装入され、さらに、台車２３Ａに載置された装入取鍋３Ａに移し替えられる（符号Ｂ）。溶鋼が収容された装入取鍋３Ａは、台車２３Ａにより脱りん炉２０の下を通ると共にその装入側に移送され、クレーン４Ａにより吊り上げられて脱炭炉２１まで移送される。その後、装入取鍋３Ａの溶鋼は、脱炭炉２１に再び装入され吹錬が行われる（符号Ｅ）。
このように連続鋳造装置に送ることのできない溶鋼は、他にも存在している。それらは温度低下を防ぐため保熱鍋（保温機能のある取鍋）に払い出されていて、「脱炭吹錬ＩＩＩ」では、かかる保温鍋に受けられていた溶鋼が装入される。

「脱炭吹錬ＩＩ」や「脱炭吹錬ＩＩＩ」の出鋼工程で払い出される溶鋼は、後工程のトラブルが続いているようであれば、保温鍋に払い出された後に脱炭炉２１へ返送され、トラブルが解消しておれば、連続鋳造装置へ送られることになる（符号Ｃ，符号Ｄ）。
図８には、本実施形態で発生する脱炭炉２１の生産阻害時間が示されている。この図からわかるように、溶鋼を脱りん炉２０の炉下を通して返送する場合には、
(i) 装入取鍋３Ａを吊り入れて台車２３Ａに乗せるのに３分
(ii) 台車２３Ａが脱炭炉２１の炉下を通過するのに２分
(iii) 返送される溶鋼の入った装入取鍋３Ａを、脱炭炉２１の装入側で吊り上げるのに３分
(iv) 溶鋼を脱炭炉２１に装入するのに２分
となっている。

なお、上述の(i)〜(iv)の作業は、通常の操業においても行われており、溶鋼を返送しない場合と比較して何ら変わるものとはなっていない。ゆえに、溶鋼返送による製鋼生産の阻害は全く発生しない。
以上のことから明らかなように、転炉設備１で製造された溶鋼を後工程に送ることができない状況が発生したとしても、当該溶鋼を造塊工程に振り向け、原料用鋼塊（スクラップ）とすることなく、溶鋼のリサイクルを行うことができるようになる。また、溶鋼を返送する際に、脱炭炉２１の炉下を通過させていないため、脱炭炉２１の稼働率を下げることはない。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について以下説明する。

第２実施形態が第１実施形態と大きく異なる点は、返送中の溶鋼が入った装入取鍋３Ａが脱りん炉２０の炉下を通過する際に、装入取鍋３Ａ内に脱りん炉２０からの溶銑（脱りん処理の終わった溶銑）を注入することである。
本実施形態の転炉設備１の構成は第１実施形態と略同様であり、図３の如くである。
図３，図４に示すように、脱炭炉２１で吹錬が終了した溶鋼の半分（１２５ｔｏｎ）は、脱炭炉２１の払い出し側に配備された台車２３Ｂ上の払い出し取鍋３Ｂに装入される。この払い出し取鍋３Ｂに収容された溶鋼は、後工程である連続鋳造装置へ送ることができないため、払い出し側のクレーン１９を用いて、脱りん炉２０の払い出し側に配備された台車２３Ａに搭載された装入取鍋３Ａに移し替えられる。

次に、台車２３Ａは脱りん炉２０の下まで移動し一旦停止する。この位置において、脱りん炉２０は溶銑払い出し姿勢すなわち傾斜姿勢となり、脱りん炉２０内の脱りん処理の終わった溶銑１２５ｔｏｎが出鋼口から出鋼され、装入取鍋３Ａ内の溶鋼に混入される。なお、脱りん炉２０の下まで移送されてきた溶鋼は、脱炭炉２１から払い出された時点から時間が経過しているため、その温度は著しく低下しており、このままでは、正常な吹錬に支障をきたす可能性がある。しかしながら、脱りん炉２０からの温度が高い溶銑を装入取鍋３Ａに注入することにより、装入取鍋３Ａ内の溶鋼と溶銑との混合物は、吹錬可能な温度となる。

溶銑注入後は、装入取鍋３Ａを装入側へ移動し、クレーン４Ａ又は４Ｂにより吊り上げる。吊り上げられた装入取鍋３Ａは、クレーン４Ａ又は４Ｂにより脱炭炉２１の前まで移送させられ、その中に収容された溶鋼と溶銑との混合物（２５０ｔｏｎ）が、脱炭炉２１に装入される。
図６には、本実施形態にかかる操業方法のガントチャートが示されている。ガントチャートには、払い出し、溶鋼移し替え（リレードル）、脱りん炉２０、脱炭炉２１の１分ごとの稼働状況が示されている。加えて、クレーン４Ａ，４Ｂ及びスクラップクレーン１４の１分ごとの稼働状況が示されている。各作業場所で行われる工程は、当該工程に費やした時間に対応するバーで示されている。

このガントチャートで示される脱りん炉２０及び脱炭炉２１の操業中に、後工程である連続鋳造装置でトラブル等が発生しているものとする。
そこで、「脱炭吹錬Ｉ」の「符号Ｈ」で示される出鋼工程で払い出された溶鋼１２５ｔｏｎは、払い出し取鍋３Ｂに装入され、さらに装入取鍋３Ａに移し替えられる（符号Ｉ）。装入取鍋３Ａは、台車２３Ａによって脱りん炉２０の下まで移動し停止する。その後、脱りん炉２０から溶銑１２５ｔｏｎが装入される（符号Ｍ）。
溶銑装入が終了した後、装入取鍋３Ａは脱りん炉２０の装入側に移送される。さらに、装入取鍋３Ａはクレーン４Ａ又は４Ｂにより吊り上げられ且つ傾斜姿勢とされて、装入取鍋３Ａ内の溶鋼と溶銑の混合物２５０ｔｏｎが脱炭炉２１に装入される（符号Ｎ）。その後、脱炭吹錬が行われる。

脱炭吹錬ＩＩや脱炭吹錬ＩＩＩの出鋼工程で払い出された溶鋼は、後工程のトラブルが続いているようであれば、保温鍋に払い出された後に脱炭炉２１へ返送され、トラブルが解消しておれば、連続鋳造装置へ送られることになる。
図８には、本実施形態における脱炭炉２１の生産阻害時間が示されている。この図からわかるように、溶鋼を脱りん炉２０の炉下を通して返送する場合には、
(i) 払い出し取鍋３Ｂを吊り上げて台車２３Ｂに乗せるのに３分
(ii) 払い出し取鍋３Ｂの溶鋼を、台車２３Ａ上の装入取鍋３Ａに移し替えるのは、脱炭炉２１の操業中に行うため、生産阻害時間は０分
(iii) 脱りん炉２０から装入取鍋３Ａへ溶銑を装入するのに５分
(iv) 装入取鍋３Ａを脱りん炉２０の装入側へ移動するのに１分
(v) 溶鋼と溶銑の混合物を脱炭炉２１に装入するのに２分
となっている。

(i)〜(v)の作業は、従来からの通常の操業においても行われることがあり、溶鋼を返送しない場合と比較して何ら変わるものとはなっていない。ゆえに、本実施形態の溶鋼返送による溶鋼生産の阻害は発生していない。
図９，図１０には、本実施形態における溶鋼の熱損失の状況を記している。
第１実施形態に記した操業方法、すなわち返送する溶鋼に脱りん炉２０からの溶銑を継ぎ足さない場合は、溶鋼の出鋼温度は１６６０℃であり、返送前の溶鋼温度は１６００℃となっている。この溶鋼を脱炭炉２１の装入側へ移送した際には、溶鋼温度は４６℃低下しており、さらに当該溶鋼に造滓材を投入したりするため、２４℃の温度低下がある。したがって、全体では１３０℃の温度低下（溶鋼温度補償量）が発生している。この温度低下を補うために、昇熱材である土壌黒鉛を２６ｋｇ／ｔｏｎ、或いは合金鉄（ＦｅＳｉ）を１０ｋｇ／ｔｏｎ装入している。これらの結果、脱炭炉２１装入時には溶鋼の温度は１５５４℃となっている。

ところが、本実施形態のように、脱りん炉２０からの溶銑を継ぎ足す場合には、継ぎ足す溶銑による熱量補償で５０℃の温度上昇となる。したがって、溶鋼と溶銑との混合物全体の温度低下は７６℃で押さえられ、この温度低下を補償するために必要な土壌黒鉛は１５ｋｇ／ｔｏｎ、合金鉄（ＦｅＳｉ）は６ｋｇ／ｔｏｎと、第１実施形態と比べて少ない量となっている。転炉装入時の温度は１５５８℃となっている。
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について以下説明する。

図７に示すように、本実施形態の転炉設備１Ｂは脱りん炉２０を備えておらず、２基の脱炭炉２１を有している。脱りん処理は、転炉設備１Ｂに溶銑を輸送する混銑車９内で行われるものとなっている。脱炭炉２１から払い出された溶鋼を返送する軌道２４Ａは、脱炭炉２１の側方（図７における左側の脱炭炉２１の左側）に敷設されている。
他の構成は、第１実施形態と略同様となっており、軌道２４Ａが脱炭炉２１の払い出し側から装入側まで延びている構成は略同一である。
本実施形態では、以下の操業を行うようにする。

脱炭炉２１で吹錬が終了した溶鋼は、脱炭炉２１の払い出し側に位置する台車２３Ｂ上の払い出し取鍋３Ｂに装入される。払い出し取鍋３Ｂは、払い出し側のクレーン１９を用いて脱りん炉２０の払い出し側に位置する台車２３Ａ上の装入取鍋３Ａに移し替えられる。
次に、台車２３Ａは、脱炭炉２１の側方を通って走行レール５の区画番号４の下まで移動し、この位置で装入取鍋３Ａはクレーン４Ａ又は４Ｂによって吊り上げられ、脱炭炉２１の前まで移送させられ、装入取鍋３Ａ内の溶鋼は、脱炭炉２１に再度装入される。

図８には、本操業方法での脱炭炉２１の生産阻害時間が示されている。これからわかるように溶鋼を脱炭炉２１の側方を通して返送する場合の生産阻害時間は、
(i) 装入取鍋３Ａを吊りあげて台車２３Ａに乗せたり、脱炭炉２１の側方を通過させたりする作業は、脱炭炉２１の作業とは別に行われる（外段取りである）ため、生産阻害時間は０分
(ii) 返送される溶鋼の入った装入取鍋３Ａを、脱炭炉２１の装入側で吊り上げるのに３分
(iii) 溶鋼を脱炭炉２１に装入するのに２分
となっている。

(iii)の生産阻害時間２分は、転炉設備の通常操業でも発生するため、(ii)の３分が本実施形態にかかる操業方法の生産阻害時間となる。しかしながら、溶鋼をリサイクルしない操業と比べると本実施形態のメリットは明らかに大きく、前記３分という時間は許容範囲内と考えられる。
なお、溶鋼が入った装入取鍋３Ａに、例えば、混銑車９内にある脱りん処理の終わった溶銑を装入するようにしてもよい。また、前述した軌道２４Ａ上に、脱りん炉２０を建設した場合（図７の２点鎖線）、本実施形態は第１実施形態と略同様の操業形態となる。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
すなわち、図１においては、左側の転炉２Ａを脱りん炉２０として使用し、中央の転炉２Ｂを脱炭炉２１、右側の転炉２Ｃを予備炉２２としているが、操業形態の変更に伴い、どの転炉であっても脱りん炉２０として使用する可能性がある。ゆえに、全ての転炉２Ａ，２Ｂ，２Ｃの下にある軌道２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを、払い出し側から装入側へ延長しておくことは非常に好ましい。

転炉設備の平面図である（第１及び第２実施形態）。 転炉設備の正面図である（第１及び第２実施形態）。 転炉設備の拡大平面図である（第１及び第２実施形態）。 溶鋼を返送する様子を示した図である。 第１実施形態のガントチャートである。 第２実施形態のガントチャートである。 転炉設備の拡大平面図である（第３実施形態）。 溶鋼返送を行った場合の生産阻害時間を示した図である。 溶鋼返送時の溶鋼の温度変化を示した図である。 溶鋼返送時の溶鋼の温度変化を示した図である 従来例にかかる転炉設備の平面図である。 従来例の操業の一例を示すガントチャートである（図８の従来例に対応）。

符号の説明

１ 転炉設備
３ 取鍋
３Ａ 装入取鍋
３Ｂ 払い出し取鍋
４Ａ，４Ｂ クレーン
２０ 脱りん炉
２１ 脱炭炉
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ 台車
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 軌道

Claims (5)

1. 脱りん炉と脱炭炉とを備えた転炉設備で、前記脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部が収容された取鍋を、脱りん炉の炉下を通して脱炭炉の装入側へ移送し、前記取鍋内の溶鋼を再度脱炭炉に装入して吹錬を行うことを特徴とする転炉設備の操業方法。
2. 前記取鍋が脱りん炉の炉下を通る際に、該取鍋内の溶鋼に脱りん炉内の溶銑を加え、前記溶鋼と溶銑との混合物を脱炭炉に装入することを特徴とする請求項１に記載の転炉設備の操業方法。
3. 転炉設備の脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部が収容された取鍋を、脱炭炉の側方を通して脱炭炉の装入側へ移送し、前記取鍋内の溶鋼を再度脱炭炉に装入して吹錬を行うことを特徴とする転炉設備の操業方法。
4. 脱りん炉と、脱炭炉と、該脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部を収容する取鍋と、該取鍋を載置可能な台車と、該台車を脱炭炉の出鋼側から装入側に向けて移送可能な軌道を有していて、前記軌道が脱りん炉の炉下を通るように敷設されていることを特徴とする転炉設備。
5. 脱炭炉と、該脱炭炉から出鋼された溶鋼の一部又は全部を収容する取鍋と、該取鍋を載置可能な台車と、該台車を脱炭炉の出鋼側から装入側に向けて移送可能な軌道を有していて、前記軌道が脱炭炉の側方を通るように敷設されていることを特徴とする転炉設備。

Images