JP2014055350A - Method for protecting throat of torpedo car - Google Patents
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Description
本発明は、高炉から出湯される溶銑を受銑し、受銑した溶銑を次工程に搬送する、或いは受銑した溶銑に精錬処理を実施した後に次工程に搬送する混銑車の炉口保護方法に関する。 The present invention accepts hot metal discharged from a blast furnace and transports the received hot metal to the next process, or carries out a refining process on the received hot metal and then transports it to the next process. About.
製鉄プロセスにおいては、高炉で製造されて高炉から出湯される溶銑は、一般的に、混銑車(「トピードカー」ともいう)で受銑され、次工程の製鋼工程へと搬送される。この搬送の途中で、混銑車内の溶銑に、フラックスなどを吹き込んで脱珪処理や脱燐処理または脱硫処理などの溶銑予備処理を行う場合もある。 In the iron making process, the hot metal produced in the blast furnace and discharged from the blast furnace is generally received by a kneading car (also referred to as “topped car”) and conveyed to the next steel making process. In the middle of this conveyance, a hot metal preliminary process such as a desiliconization process, a dephosphorization process or a desulfurization process may be performed by blowing a flux or the like into the hot metal in the kneading vehicle.
脱珪処理や脱燐処理では、酸素ガスや酸化鉄などの酸素源を使用するが、従来、混銑車で行う脱珪処理や脱燐処理では、酸素源の供給流量が少なく、混銑車の炉口周りの熱負荷は余り高くなかった。従って、特許文献1に開示されるように、炉口の隅角部の耐火物内に、炉口内側が凹状に湾曲した円弧状矩形鋼板を埋設し、炉口鉄皮を2重に形成する程度の対策で、炉口の鉄皮形状及び炉口の耐火物形状を保護することが可能であった。 Oxygen sources such as oxygen gas and iron oxide are used for desiliconization and dephosphorization. Conventionally, desiliconization and dephosphorization performed in a kneading car have a low oxygen source supply flow rate, and the furnace of a kneading car The heat load around the mouth was not very high. Therefore, as disclosed in Patent Document 1, an arc-shaped rectangular steel plate whose inside of the furnace port is curved in a concave shape is embedded in the refractory at the corner portion of the furnace port, and the furnace core is doubled. With some measures, it was possible to protect the iron shell shape of the furnace opening and the refractory shape of the furnace opening.
しかしながら、近年、混銑車で行う脱珪処理や脱燐処理においても、高酸素分圧下での操業が志向されるようになった。高酸素分圧下における操業では、炉口周りでのCOガスの燃焼が激しくなり、炉口周辺の熱負荷が上昇し、特許文献1に開示されるような対策のみでは、炉口周囲の鉄皮の変形や溶損が激しくなり、混銑車の寿命が短くなってコストアップとなっていた。 However, in recent years, the operation under high oxygen partial pressure has been aimed at also in the desiliconization process and the dephosphorization process performed in the kneading vehicle. In the operation under a high oxygen partial pressure, the combustion of CO gas around the furnace port becomes intense, the heat load around the furnace port increases, and only the countermeasure disclosed in Patent Document 1 is the iron skin around the furnace port. The deformation and melting damage of the car became severe, and the life of the chaotic car was shortened, resulting in an increase in cost.
一方、熱負荷は余り高くないものの、混銑車の耐用性は熱負荷に影響されることから、混銑車の耐用性を向上させるべく熱負荷を軽減する方法が、従来から幾つか提案されている。 On the other hand, although the heat load is not so high, the durability of the chaotic vehicle is affected by the heat load, so several methods for reducing the heat load have been proposed in the past in order to improve the durability of the chaotic vehicle. .
例えば、特許文献2には、混銑車などの溶融金属容器の炉口部に、内部を冷却媒体で冷却可能に形成した耐火性の炉口嵌装体を着脱可能または昇降移動可能に装着する炉口構造が提案されている。特許文献2によれば、炉口嵌装体は熱負荷によって損傷するが、炉口嵌装体が損傷した場合には炉口嵌装体を交換することで、炉口部の耐用性が向上するとしている。
For example,
また、特許文献3には、溶銑予備処理に伴う熱による混銑車外殻の変形を防止するために、溶銑の予備処理中に混銑車の鉄皮を強制冷却する方法が提案されている。
前述したように、近年の高酸素分圧下での溶銑予備処理により、混銑車の炉口周囲の鉄皮の変形や溶損が激しくなり、混銑車の寿命が短くなってコストアップとなっている。 As described above, the hot metal pretreatment under the high oxygen partial pressure in recent years causes severe deformation or melting of the iron shell around the furnace port of the kneading car, shortening the life of the kneading car and increasing the cost. .
混銑車の炉口周囲の鉄皮の変形や溶損を防止するために、上記の特許文献2及び特許文献3に提案される方法を適用した場合には、以下の問題が発生する。
When the methods proposed in
特許文献2では、炉口嵌装体の内部を冷却媒体で冷却しているが、この冷却媒体は炉口嵌装体に施工される耐火物を冷却するだけで、炉口金物は冷却媒体によって冷却されておらず、炉口金物の変形や溶損を防止することはできない。また、炉口付近の熱負荷として、溶銑から発生したCOガスが炉口と排ガスダクトとの隙間から進入した空気によって燃焼する際に発生する熱の影響が非常に大きく、炉口付近を炉口嵌装体で囲っただけでは、鉄皮の変形を抑制することはできない。また、混銑車炉口の開口面積は狭く、溶銑予備処理の際には、この炉口を介してインジェクションランスや上吹きランスを挿入しており、炉口に炉口嵌装体を装着することで、炉口の開口面積は更に狭くなり、インジェクションランスや上吹きランスの自由な挿入を阻害する虞がある。また更に、予備処理中に発生するスプラッシュによって炉口嵌装体と炉口とが溶着する可能性があり、その場合には、炉口嵌装体の交換時に却って炉口を損傷する虞がある。
In
特許文献3は、混銑車の鉄皮に冷却水を直接噴霧して鉄皮の変形を抑制しており、冷却水が溶銑に混入して水蒸気爆発を起こす虞がある。つまり、安全性に重大な問題がある。また、冷却が強すぎ、且つ、水の滴りも発生するので、熱歪みの制御が難しく、鉄皮が全体的に楕円に変形するなどの別の問題が発生する可能性がある。
In
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、混銑車内の溶銑に高酸素分圧下で脱珪処理や脱燐処理を施しても、混銑車の炉口周囲の鉄皮の変形や溶損を抑制することのできる、混銑車の炉口保護方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The purpose of the present invention is to provide iron around the furnace port of a kneading car even if the molten iron in the kneading car is desiliconized or dephosphorized under a high oxygen partial pressure. It is an object of the present invention to provide a method for protecting the furnace port of a chaotic vehicle that can suppress deformation and melting of the skin.
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]常温の窒素ガスまたはArガスを混銑車の炉口周囲の鉄皮と接する流路の内部に供給し、前記流路を通る窒素ガスまたはArガスで炉口周囲の鉄皮を冷却することを特徴とする、混銑車の炉口保護方法。
[2]前記流路は、円形の半割れ状の金属管からなり、半割れ状金属管の両端部が前記鉄皮と溶接接合されて形成されているか、或いは、前記流路は、金属管からなり、金属管と前記鉄皮との間に高熱伝導物質が充填されているか、若しくは、金属管と前記鉄皮とが溶接接合されて形成されていることを特徴とする、上記[1]に記載の混銑車の炉口保護方法。
[3]前記流路を通過し、炉口周囲の鉄皮を冷却した後の窒素ガスまたはArガスを、混銑車の炉口周囲で前記流路から噴出させてCOガスの二次燃焼を抑止することを特徴とする、上記[1]または上記[2]に記載の混銑車の炉口保護方法。
[4]前記流路から、混銑車の炉口中心に向けて45°以上90°以下の仰角で窒素ガスまたはArガスを噴出させることを特徴とする、上記[3]に記載の混銑車の炉口保護方法。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] Supply normal temperature nitrogen gas or Ar gas into the flow path in contact with the iron shell around the furnace port of the kneading vehicle, and cool the iron skin around the furnace port with nitrogen gas or Ar gas passing through the flow path A method for protecting a furnace port of a chaotic vehicle characterized by the above.
[2] The flow path is formed of a circular half-cracked metal tube, and both end portions of the half-cracked metal pipe are welded to the iron skin, or the flow path is formed of a metal tube. [1], wherein the metal tube and the iron skin are filled with a high thermal conductivity material, or the metal tube and the iron skin are welded and joined. The method for protecting the furnace port of a chaotic vehicle as described in 1.
[3] Nitrogen gas or Ar gas that has passed through the flow path and cooled the iron skin around the furnace port is blown out from the flow path around the furnace port of the kneading car to suppress secondary combustion of CO gas A method for protecting a furnace opening of a chaotic vehicle according to the above [1] or [2].
[4] The chaotic vehicle according to [3], wherein nitrogen gas or Ar gas is ejected from the flow path toward the furnace port center of the chaotic vehicle at an elevation angle of 45 ° to 90 °. Furnace port protection method.
本発明によれば、常温の窒素ガスまたはArガスを混銑車の炉口周囲の鉄皮と接する流路の内部に供給して炉口周囲の鉄皮を強制的に冷却するので、混銑車に収容された溶銑に高酸素分圧下で脱珪処理や脱燐処理を施しても、混銑車炉口周囲の鉄皮の変形や溶損を抑制することが実現される。 According to the present invention, normal temperature nitrogen gas or Ar gas is supplied to the inside of the flow path in contact with the iron skin around the furnace port of the kneading vehicle to forcibly cool the iron skin around the furnace port. Even if the contained hot metal is subjected to a desiliconization process or a dephosphorization process under a high oxygen partial pressure, it is possible to suppress the deformation or melting of the iron shell around the kneading car furnace opening.
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明が適用されて炉口周囲の鉄皮が冷却されている混銑車の炉口部分を混銑車の上方から見た概略図(平面図)、図2は、前記混銑車の炉口部分を混銑車の側方から見た概略図(側面図)、図3は、図1のA−A’矢視による概略断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view (plan view) of a furnace port portion of a kneading vehicle in which the present invention is applied and the iron skin around the furnace port is cooled, as viewed from above the kneading vehicle, and FIG. FIG. 3 is a schematic view (side view) of the furnace port portion viewed from the side of the kneading vehicle, and FIG.
図1に示すように、混銑車1の長さ方向中央部には、耐火物4によって形成される開口部として炉口2が配置され、この炉口2の周囲に炉口鉄皮3が設置されている。高炉から出湯される溶銑は炉口2を通って混銑車1に収容され、一方、混銑車1に収容された溶銑は、混銑車1をその長さ方向軸心を回転軸として傾斜させることで、炉口2を介して取鍋などの保持容器に出湯される。
As shown in FIG. 1, a
混銑車1に収容された溶銑に予備処理として脱珪処理や脱燐処理を施す場合には、炉口2を介して溶銑に浸漬させたインジェクションランス、或いは、炉口2を通る上吹きランスまたは炉口2の直上に設置した上吹きランスから、酸素源として酸素ガス或いは酸素ガスと鉄鉱石などの酸化鉄とを溶銑に供給し、これらの酸素源で溶銑中の珪素及び燐を酸化除去する。溶銑には4質量%を超える炭素が含有されており、この炭素と供給する酸素源とが反応し、脱珪処理及び脱燐処理ではCOガスが発生する。発生したCOガスは大気中の酸素ガス或いは供給する酸素ガスによって炉口2及びその直上部で燃焼し、CO2ガスとなる。このCOガスが燃焼する現象は「二次燃焼」と呼ばれ、二次燃焼によって炉口2及びその周囲の温度は上昇し、脱珪処理及び脱燐処理で酸素源の供給流量を多くすればするほど、つまり、反応雰囲気中の酸素分圧を高めれば高めるほど、二次燃焼が増大し、炉口2及びその周囲の温度は上昇する。
When performing desiliconization treatment or dephosphorization treatment as a preliminary treatment on the hot metal accommodated in the kneading wheel 1, an injection lance immersed in the hot metal via the
近年、溶銑の脱珪処理及び脱燐処理では、生産性向上の観点から、酸素源の供給流量を多くすることが指向されており、つまり、高酸素分圧下での脱珪処理や脱燐処理が指向されており、混銑車1における脱珪処理及び脱燐処理でも高酸素分圧下での精錬が指向されている。これによって、炉口2及び炉口鉄皮3の温度が上昇し、これらの使用命数が低下するという問題が発生した。
In recent years, in hot metal desiliconization and dephosphorization, it has been directed to increase the supply flow rate of the oxygen source from the viewpoint of productivity improvement. In other words, desiliconization and dephosphorization under high oxygen partial pressure. The refining under high oxygen partial pressure is also directed to the desiliconization process and the dephosphorization process in the kneading vehicle 1. Thereby, the temperature of the
この問題に対して、炉口2は耐火物4の材質や特性を変更することで対応することが可能であるので、本発明では、炉口鉄皮3の使用命数の延長を目的として、脱珪処理及び脱燐処理を行う場合には、炉口鉄皮3を常温の窒素ガスまたはArガスを利用して冷却(空冷)することとした。但し、脱珪処理及び脱燐処理の前後も、窒素ガスまたはArガスを利用して冷却しても構わない。
Since the
即ち、図1〜3に示すように、複数(図1では9本)の半割れ状金属管6を、炉口2を挟んでそれぞれ相対するように、炉口鉄皮3の表面に溶接して接合し、この半割れ状金属管6と炉口鉄皮3との表面とで形成される金属製の流路の内部に、半割れ状金属管6と接続する供給本管5から常温(室温)の窒素ガスまたはArガスを供給し、常温の窒素ガスまたはArガスによって炉口鉄皮3の表面を冷却する。窒素ガス及びArガスは、混銑車1に積載したガスボンベから供給することが可能であり、また、脱珪処理及び脱燐処理を行う場所は決まっているので、その場所に設置した配管と混銑車1の配管とを繋ぎ合わせることも可能である。
That is, as shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of (9 in FIG. 1) half-cracked
この場合、炉口鉄皮3の表面全体が冷却されるように、炉口鉄皮3の表面全体に亘って半割れ状金属管6を設置することが好ましい。図1では、半割れ状金属管6が9箇所に設置されているが、9箇所以上或いは9箇所未満としても構わない。また、図1では、半割れ状金属管6が直線的に配置されているが、曲線的に蛇行させても構わない。
In this case, it is preferable to install the half-cracked
また、冷却に使用した窒素ガスまたはArガスを、半割れ状金属管6から炉口2の上部に配置される集塵フードに向けて、炉口周辺から噴出させることで、更に炉口2及びその周囲の温度を低下させることが可能となる。これは、半割れ状金属管6から噴出される窒素ガスまたはArガスによって雰囲気中の酸素分圧が低く抑えられ、炉口2の直上及びその周囲でのCOガスの二次燃焼が抑止されるからである。この効果によって、炉口鉄皮3の冷却だけにとどまらず、炉口付近での熱負荷の低減を図ることができる。但し、窒素ガスまたはArガスを上方に向かって噴出させる場合には、半割れ状金属管6の先端部は円形状の金属管6aとする。
Further, by blowing the nitrogen gas or Ar gas used for cooling from the periphery of the furnace port toward the dust collecting hood disposed at the upper part of the
このとき、ガスの噴出方向を、炉口2の中心に向けて45°以上90°以下の仰角で噴出させることが好ましい。45°よりも下向きであると集塵の効率が低下してしまい不利となる。一方、90°よりも外側に向けてしまうと、特に混銑車1を傾動させて出湯するときなど、集塵フードと混銑車との間隔が広くなる側に高熱のガスが噴出しやすくなり、炉口2及びその周囲の温度が上がりやすくなってしまう。
At this time, it is preferable that the gas is ejected at an elevation angle of 45 ° or more and 90 ° or less toward the center of the
また、炉口鉄皮3の使用命数向上のために、半割れ状金属管6の上側に、図4に示すように更に耐熱材料製のプロテクター10を配置することが好ましい。このプロテクター10の役割は炉口鉄皮3の補強である。尚、図4に示す符合8は、溶接用の溶接金属であり、半割れ状金属管6の両端部が溶接金属8によって炉口鉄皮3と溶接接合されている。
Further, in order to improve the service life of the
上記説明は、窒素ガスまたはArガスの流路が半割れ状金属管6と炉口鉄皮3との表面とで形成される例を説明したが、これに代わって、流路を金属管で形成しても構わない。図5は、流路を金属管とした例を示す概略図であり、炉口鉄皮3と金属管7とを密接させ且つ熱伝導を良くするために、炉口鉄皮3と金属管7との間に高熱伝導物質9を充填した図である。この高熱伝導物質9に代わって、溶接金属8を用いて炉口鉄皮3と金属管7とを接合させても構わない。何れにしろ、炉口鉄皮3と金属管7とが密接している必要があり、密接していない場合には冷却能力が不足し炉口鉄皮3の変形や溶損を抑止することができない。
In the above description, an example in which the flow path of nitrogen gas or Ar gas is formed by the half-cracked
以上説明したように、本発明によれば、混銑車1の炉口周囲に配置される炉口鉄皮3と接する流路の内部に常温の窒素ガスまたはArガスを供給して炉口鉄皮3を強制的に冷却するので、混銑車1に収容された溶銑に高酸素分圧下で脱珪処理や脱燐処理を施しても、炉口鉄皮3の変形や溶損を抑制することが実現される。
As described above, according to the present invention, normal temperature nitrogen gas or Ar gas is supplied to the inside of the flow passage in contact with the
溶銑予備処理として酸素ガスを吹きながら脱燐処理が実施される混銑車において、図1に示すように半割れ状金属管を炉口鉄皮に溶接した。即ち、冷却用の半割れ状金属管を炉口の両側の炉口鉄皮に片側各9本、合計18本配置した。また、半割れ状金属管の端部は金属管とし、炉口中心に向けて水平方向から75°上方に向けて開口した。窒素ガスは、JIS−32A配管9本に均等に分岐するように、1つの供給本管に10Nm3/minの流量を流した。 In a kneading vehicle in which dephosphorization is performed while blowing oxygen gas as a hot metal pretreatment, as shown in FIG. In other words, a total of 18 half-cracked metal tubes for cooling were disposed on the furnace cores on both sides of the furnace port, 9 on each side. Moreover, the edge part of a half-cracked metal tube was made into the metal tube, and opened upwards 75 degree | times from the horizontal direction toward the furnace port center. Nitrogen gas was flowed at a flow rate of 10 Nm 3 / min through one supply main pipe so as to be evenly branched into nine JIS-32A pipes.
本方法の採用前後での炉体変形量(直径方向の変位)を比較した。発明を適用する以前は10mm/年であったが、発明適用以後は2mm/年と格段に改善した。 The amount of furnace body deformation (diameter displacement) before and after the adoption of this method was compared. Before the invention was applied, it was 10 mm / year, but after the invention was applied, it was markedly improved to 2 mm / year.
1 混銑車
2 炉口
3 炉口鉄皮
4 耐火物
5 供給本管
6 半割れ状金属管
7 金属管
8 溶接金属
9 高熱伝導物質
10 プロテクター
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