JP2019049061A

JP2019049061A - 溶銑処理装置

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Publication number: JP2019049061A
Application number: JP2018238413A
Authority: JP
Inventors: 真也大谷; Shinya Otani; 裕基山本; Yuki Yamamoto
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2035-12-21
Also published as: JP6650020B2

Abstract

【課題】サイクルタイムが比較的短い溶銑処理方法及び溶銑処理装置を提供する。【解決手段】本発明は、溶銑の脱硫処理及びスラグの分別回収を行う溶銑処理方法であって、上記脱硫処理前に、脱硫処理を行う基準位置の溶銑鍋からスラグシュートに処理前スラグを掻き出す工程と、上記基準位置の溶銑鍋に対して脱硫剤の投入及び溶銑の撹拌を行う脱硫処理工程と、上記スラグシュートを処理前スラグピットへの排出位置に移動する工程と、上記スラグシュートから処理前スラグピットに処理前スラグを排出する工程と、上記スラグシュートを上記基準位置の溶銑鍋からのスラグの受取位置に復帰させる工程と、上記脱硫処理後に、上記基準位置の溶銑鍋から上記スラグシュートに処理後スラグを掻き出す工程と、上記スラグシュートを処理後スラグピットへの排出位置に移動する工程と、上記スラグシュートから処理後スラグピットに処理後スラグを排出する工程とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、溶銑処理方法及び溶銑処理装置に関する。

高炉から出銑される溶銑中には、鉱物成分が分離したスラグ（鉱滓）が生成される。このようなスラグは、ドラッガー（排滓機又は除滓機）で溶銑鍋から掻き出すことによって溶銑から取り除かれる。溶銑から分離されたスラグは、未反応の成分を製鋼用原料として再利用したり、例えば路盤材原料等の用途に利用され得る。

溶銑には、例えば硫黄、珪素、燐等の鋼材の特性を低下させる不純物が含まれているため、鋼材に要求される不純物濃度まで不純物を除去する予備処理が行われる。一般に、このような予備処理では、不純物をカルシウム等の鉱物成分と結合させてスラグ中に固定し、このスラグをドラッガーで溶銑鍋から掻き出すことによって不純物を低下させる。中でも、溶銑から硫黄を除去する脱硫処理が広く行われている。

通常、脱硫処理では、例えばＣａＯ（酸化カルシウム）等の脱硫剤を溶銑に投入し、溶鋼中の硫黄を鉱物成分と反応させて例えばＣａＳ（硫化カルシウム）等の化合物を形成することで硫黄をスラグ中に固定し、スラグを排出することにより溶銑から硫黄を除去する。このように、脱硫処理により生成されるスラグは硫黄を含むが、溶銑処理の他の工程ではその工程ごとに成分が異なるスラグが生成されて除去回収される。このような異なる種類のスラグを分別して回収することで、各スラグの組成等に応じて最適な利用方法を選択することが望まれる。

そこで、溶銑鍋からスラグを掻き出すスラグ除去装置（ドラッガー）と、このスラグ除去装置が掻き出したスラグを一時的に受け取り、スラグを回収するスラグスポットに投下するスラグ受け（ホッパー）とを備え、複数のスラグポットにそれぞれ対向する複数のスラグ回収位置のいずれかに溶銑鍋を移動し、溶銑鍋を配置したスラグ回収位置に対応する位置にスラグ除去装置及びスラグ受けを移動させて溶銑鍋からスラグを除去及び回収する溶銑スラグ回収設備が提案されている（特開２００２−１４６４１３号公報参照）。

上記公報に開示される溶銑スラグ回収設備は、スラグの種類に応じて異なるスラグ除去位置に溶銑鍋を移動させるよう構成されているため、脱硫処理前の処理前スラグと、脱硫処理によって生じる処理後スラグとを分別して回収する場合、脱硫処理の前後に溶銑鍋を移動させる必要がある。しかしながら、このような溶銑鍋の移動を行うと、溶銑の処理のサイクルタイムが長くなるという不都合がある。

特開２００２−１４６４１３号公報

上記不都合に鑑みて、本発明は、サイクルタイムが比較的短い溶銑処理方法及び溶銑処理装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた発明は、溶銑の脱硫処理及びスラグの分別回収を行う溶銑処理方法であって、上記脱硫処理前に、脱硫処理を行う基準位置の溶銑鍋からスラグシュートに処理前スラグを掻き出す工程と、上記基準位置の溶銑鍋に対して脱硫剤の投入及び溶銑の撹拌を行う脱硫処理工程と、上記スラグシュートを処理前スラグピットへの排出位置に移動する工程と、上記スラグシュートから処理前スラグピットに処理前スラグを排出する工程と、上記スラグシュートを上記基準位置の溶銑鍋からのスラグの受取位置に復帰させる工程と、上記脱硫処理後に、上記基準位置の溶銑鍋から上記スラグシュートに処理後スラグを掻き出す工程と、上記スラグシュートを処理後スラグピットへの排出位置に移動する工程と、上記スラグシュートから処理後スラグピットに処理後スラグを排出する工程とを備えることを特徴とする溶銑処理方法である。

当該溶銑処理方法は、スラグシュートを処理前スラグピットへの排出位置に移動し、処理前スラグピットに処理前スラグを排出し、スラグシュートを上記基準位置の溶銑鍋からのスラグの受取位置に復帰させるので、所定の基準位置から溶銑鍋を移動する必要がない。このため、当該溶銑処理方法は、処理前スラグの掻き出し、脱硫処理及び処理後スラグの掻き出しの間の待ち時間を短縮できるので、溶銑処理のサイクルタイムを比較的短くすることができる。

また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、溶銑の脱硫処理及び溶銑スラグの分別回収を行う溶銑処理装置であって、溶銑を貯留する溶銑鍋と、基準位置の溶銑鍋に対して脱硫剤の投入及び溶銑の撹拌を行う脱硫機構と、上記基準位置の溶銑鍋から溶銑表面のスラグを掻き出すドラッガーと、上記ドラッガーが掻き出したスラグを受け取るスラグシュートと、上記スラグシュートからスラグが排出される複数のスラグピットとを備え、上記スラグシュートが、上記基準位置の溶銑鍋からスラグを受け取る受取位置とスラグピットにスラグを排出する複数の排出位置との間を移動可能に構成されることを特徴とする溶銑処理装置である。

当該溶銑処理装置は、溶銑鍋を基準位置に配置したまま移動させることなく、処理前スラグの掻き出し、脱硫処理及び処理後スラグの掻き出しを行うことができる。当該溶銑処理装置は、特に、脱硫処理中にスラグシュートが移動してスラグピットに処理前スラグを排出することができるので、処理前スラグの掻き出し、脱硫処理及び処理後スラグの掻き出しの間の待ち時間を短縮して、溶銑処理のサイクルタイムを比較的短くすることができる。

以上のように、本発明の溶銑処理方法及び溶銑処理装置は、溶銑処理のサイクルタイムを比較的短くできる。

本発明の一実施形態の溶銑処理装置を示す模式的平面図である。図１の溶銑処理装置の模式的側面図である。図１の溶銑処理装置を用いた溶銑処理方法の手順を示す流れ図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。

［溶銑処理装置］
図１及び図２に示す本発明の一実施形態に係る溶銑処理装置は、溶銑の脱硫処理及び溶銑スラグの分別回収を行う装置である。

当該溶銑処理装置は、溶銑を貯留し、脱硫処理を行う所定の基準位置Ｐｓに配置可能な溶銑鍋１と、上記脱硫処理のために基準位置Ｐｓの溶銑鍋１に対して脱硫剤の投入及び溶銑の撹拌を行う脱硫機構２と、上記基準位置Ｐｓの溶銑鍋１から溶銑表面のスラグを掻き出すドラッガー３と、上記ドラッガー３が掻き出したスラグを受け取るスラグシュート４と、上記スラグシュート４からスラグが排出される複数のスラグピット（処理前スラグピット５ａ及び処理後スラグピット５ｂ）とを備える。

当該溶銑処理装置で処理する溶銑としては、特に限定されないが、例えば炭素（Ｃ）含有量が４質量％以上４．５質量％以下、硫黄（Ｓ）含有量が０．０１質量％以下、温度が１２００℃以上１４００℃以下のものとすることができる。

＜溶銑鍋＞
溶銑鍋１は、少なくとも内壁面が耐火物から形成され、上部開口を有する容器であり、高炉等から排出される溶銑を貯留して搬送するために用いられる。このような溶銑鍋１としては、公知の構成のものを用いることができる。

また、溶銑鍋１の容量としては、特に限定されないが、溶銑の質量に換算して例えば２２０ｔ以上２８０ｔ以下とすることができる。具体例として、溶銑鍋１の寸法としては、直径３ｍ以上５ｍ以下、高さ５ｍ以上７ｍ以下とすることができる。

また、溶銑鍋１は、当該溶銑処理装置を配設する建屋内上部に設けられるクレーン装置６によって移動させられる。また、溶銑鍋１は、後述する脱硫機構２によって脱硫処理を行うことができる所定の基準位置Ｐｓに配設される鍋傾斜機構７によって支持することができる。

クレーン装置６は、水平なＸ方向に延在するよう配設される一対の搬送レール８と、この搬送レール８の間にＸ方向と垂直で水平なＹ方向に延在するよう架設され、搬送レール８に沿って移動可能な搬送ビーム９と、搬送ビーム９に沿って移動可能に設けられ、溶銑鍋１を吊り下げ可能かつ吊り下げ長さが調節可能な１又は複数のチェーンを有するホイストブロック１０とを有する。このような、クレーン装置６の各構成要素は、公知の構成のものを用いることができる。

鍋傾斜機構７は、溶銑鍋１の上部開口をＹ方向に傾斜させられるよう、溶銑鍋１をＸ方向の軸を中心に揺動可能に支持する。この鍋傾斜機構７による溶銑鍋１のＹ方向への傾動は、溶銑鍋１は、後述するドラッガー３によるスラグの掻き出しを容易にする。このような鍋傾斜機構７としては、公知の構成のものを用いることができる。

＜脱硫機構＞
脱硫機構２は、基準位置Ｐｓの溶銑鍋１に対して、脱硫剤及び滓化剤の投入及び溶銑の撹拌を行うよう構成される。具体的には、脱硫機構２は、脱硫剤及び滓化剤を投入する脱硫剤投入装置１１と、溶銑内に挿入されて溶銑を撹拌するインペラー１２とを備える。この脱硫機構２は、Ｘ方向に伸びるよう床面に敷設された脱硫機構用レール１３の上を走行可能なフレーム１４に鉛直方向（Ｚ方向）に昇降可能に保持される。このようなフレーム１４に保持される脱硫機構２としては、公知の構成の移動式の機械撹拌脱硫設備を用いることができる。

脱硫機構２を保持するフレーム１４の移動速度としては、特に限定されないが、例えば１５ｍ／ｍｉｎ以上３０ｍ／ｍｉｎ以下とすることができ、典型的には２０ｍ／ｍｉｎとすることができる。

脱硫剤としては、例えば石灰（ＣａＯ）等を用いることができ、滓化剤としては、例えばアルミドロス（アルミニウム酸化物）等を用いることができる。溶銑１ｔ当たりの脱硫剤の投入量としては、例えば４ｋｇ／ｔ以上８ｋｇ／ｔ以下とすることができる。また、溶銑１ｔ当たりの滓化剤の投入量としては、例えば０．４ｋｇ／ｔ以上１．６ｋｇ／ｔ以下とすることができる。

インペラー１２の形状としては、略方形板状の羽根を軸の周りに平面視放射状に配設したものとすることができる。インペラー１２の寸法としては、溶銑鍋１の大きさにもよるが、例えば外径１．４ｍ、高さ０．８ｍ、羽根の厚さ０．２５ｍ、羽根の枚数４枚とすることができる。また、インペラー１２の材質としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＳｉＣを用いることができる。

インペラー１２の回転速度としては、インペラー１２の形状等にもよるが、例えば１２０ｒｐｍ以上１５０ｒｐｍ以下とすることができる。また、脱硫剤及び滓化剤の投入後のインペラー１２による溶銑の撹拌時間としては、例えば８分以上１５分以下とすることができる。

上記脱硫剤及び滓化剤の投入並びに溶銑の撹拌によって、溶銑中の硫黄（Ｓ）が脱硫剤と反応して、硫化カルシウム（ＣａＳ）を生成する。この硫化カルシウムがスラグ中に固定されることで、溶銑中の硫黄が除去される。この脱硫処理によって生成され、硫黄分を含むスラグを処理後スラグと呼ぶ。一方、脱硫処理の前に生成されるスラグを処理前スラグと呼び、後述するように、当該溶銑処理装置において、処理後スラグとは分別して回収される。

＜ドラッガー＞
ドラッガー３は、基準位置Ｐｓに配置した溶銑鍋１、つまり鍋傾斜機構７に支持されている溶銑鍋１に貯留されている溶銑の表面に浮かぶスラグを掻き出す掻出アーム１５を有する。ドラッガー３がスラグを掻き出す際、鍋傾斜機構７は、溶銑鍋１の上部開口をドラッガー３の側に傾斜させることで、スラグの掻き出しを促進する。

ドラッガー３は、掻出アーム１５を溶銑の表面で例えば４００ｍｍ／ｓｅｃの速度で往復させるテレスコピック機構又は間接機構を有するものとすることができる。また、上記掻出アーム１５の往復方向は、溶銑鍋１の表面全体をカバーできるよう、Ｙ方向に対してＸ方向両側に１０°程度傾斜できるよう構成されるとよい。また、溶銑鍋１内の溶銑の湯面の高さに合わせて、ドラッガー３全体又はドラッガー３の掻出アーム１５の先端をＺ方向に高さ調節できるよう構成してもよい。このようなドラッガー３としては、公知の構成のものを用いることができる。

また、このドラッガー３は、鍋傾斜機構７にＹ方向に対向する位置に設置される架台１６に配設される。ドラッガー３は、スラグを掻き出すとき以外は掻出アーム１５を後退させて、特に脱硫処理の際に脱硫機構２との干渉を避けるようになっている。また、ドラッガー３は、全体的に架台１６の内部に収容することができるよう、Ｙ方向に進退可能に配設してもよい。

＜スラグシュート＞
スラグシュート４は、ドラッガー３によって溶銑鍋１から掻き出されるスラグを受け取って、後述するスラグピット５ａ，５ｂに排出するホッパーである。

このスラグシュート４の容積としては、後述する１回のスラグ掻出工程で排出されるスラグの全量を受け入れられるものとすることが好ましく、例えば３ｍ^３以上８ｍ^３以下とすることができ、典型的には５ｍ^３とすることができる。また、スラグはスラグシュート４の上に山積みすることができるので、上記容積よりもさらに多くの体積のスラグを保持することができる。具体例として、スラグシュート４は、容積が５ｍ^３の場合にも約６．７ｍ^３のスラグを受け取り可能なものとなり得る。

スラグシュート４は、脱硫機構用レール１３に平行にＸ方向に延在するよう床面に敷設されるシュート用レール１７に沿ってＸ方向に移動可能なシュート移動台車１８に支持され、シュート移動台車１８上で傾動することによってスラグを排出する。

より詳しくは、スラグシュート４は、基準位置Ｐｓの溶銑鍋１からスラグを受け取る受取位置（基準位置ＰｓにＹ方向に正対する位置）Ｐｒと、後述する複数のスラグピット５ａ，５ｂにスラグを排出する複数の排出位置（スラグピット５ａ，５ｂにＹ方向にそれぞれ正対する位置）Ｐａ，Ｐｂとの間を移動可能に構成される。

シュート移動台車１８は、例えば電動モーターによりシュート用レール１７上を移動し、例えば油圧シリンダを用いたチルト機構によりＸ方向の軸を中心にスラグシュート４を傾動させる構成とすることができる。

シュート移動台車１８の移動速度としては、特に限定されないが、例えば５ｍ／ｍｉｎ以上２０ｍ／ｍｉｎ以下、典型的には１０ｍ／ｍｉｎとすることができる。また、シュート移動台車１８によるスラグシュート４の傾動速度としては、特に限定されないが、例えば９０°／ｍｉｎ以上３６０°／ｍｉｎ以下、典型的には１８０°／ｍｉｎとすることができる。

シュート移動台車１８によるスラグシュート４の傾動角度としては、スラグシュート４からスラグを完全に排出することができる角度であればよく、例えば６０°以上１２０°以下、典型的には９０°とすることができる。

＜スラグピット＞
複数のスラグピットは、脱硫処理前にドラッガー３によって溶銑鍋１から掻き出された処理前スラグをスラグシュート４から受け取って一時的に保管する処理前スラグピット５ａと、脱硫処理後にドラッガー３によって溶銑鍋１から排出された処理後スラグをスラグシュート４から受け取って一時的に保管する処理後スラグピット５ｂとを含む。

これらのスラグピット５ａ，５ｂは、シュート用レール１７の鍋傾斜機構７と反対側に、シュート用レール１７に沿ってＸ方向に並んで配置される。

スラグピット５ａ，５ｂは、耐火物で形成される矩形状の床及びこの床のシュート用レール１７と反対側の側縁を除く三方の側縁上に設けられる３つの壁（奥壁及び両側壁）を有し、スラグを堆積させる。スラグピット５ａ，５ｂに堆積されたスラグは、例えばブルドーザー、ショベルカー等の重機（不図示）を用いて台車等の運搬装置（不図示）に積載し直すことで搬出される。

このスラグピット５ａ，５ｂの大きさとしては、スラグの搬出能力等に応じて選択すればよいが、例えば床面の幅４ｍ以上６ｍ以下、奥行き２ｍ以上３ｍ以下、壁の高さ１ｍ以上３ｍ以下とすることができる。また、スラグピット５ａ，５ｂの床面は、奥壁側に向かって下降するよう傾斜していてもよい。

［溶銑処理方法］
図３に示す本発明の別の実施形態に係る溶銑処理方法は、溶銑の脱硫処理及びスラグの分別回収を行う方法であって、上述の当該溶銑処理装置を用いて行うことができる。

当該溶銑処理方法は、溶銑を貯留する溶銑鍋１を基準位置Ｐｓに、スラグシュート４をスラグの受取位置Ｐｒにそれぞれ配置する工程（ステップＳ１：配置工程）と、脱硫処理前に、ドラッガー３により基準位置Ｐｓの溶銑鍋１からスラグシュート４に処理前スラグを掻き出す工程（ステップＳ２：処理前スラグ掻出工程）と、脱硫機構２により基準位置Ｐｓの溶銑鍋１に対して脱硫剤の投入及び溶銑の撹拌を行う工程（ステップＳ３：脱硫処理工程）と、脱硫処理工程と並行して、スラグシュート４を処理前スラグピット５ａへの排出位置Ｐａに移動する工程（ステップＳ４：第一移動工程）と、スラグシュート４から処理前スラグピット５ａに処理前スラグを排出する工程（ステップＳ５：第一排出工程）と、スラグシュート４を基準位置Ｐｓの溶銑鍋からのスラグの受取位置Ｐｒに復帰させる工程（ステップＳ６：復帰工程）と、脱硫処理後にドラッガー３により基準位置Ｐｓの溶銑鍋１からスラグシュート４に処理後スラグを掻き出す工程（ステップＳ７：処理後スラグ掻出工程）と、スラグシュート４を処理後スラグピット５ｂへの排出位置Ｐｂに移動する工程（ステップＳ８：第二移動工程）と、スラグシュート４から処理後スラグピット５ｂに処理後スラグを排出する工程（ステップＳ９第二排出工程）とを備える。

＜配置工程＞
ステップＳ１の配置工程では、溶銑鍋１を基準位置Ｐｓに配置、つまり溶銑鍋１を鍋傾斜機構７に保持させると共に、スラグシュート４を基準位置Ｐｓに正対する受取位置Ｐｒに配置する。このとき、溶銑鍋１は、その烏口がドラッガー３に対向するよう配向される。なお、この配置工程は、溶銑鍋１及びスラグシュート４が基準位置Ｐｓ及び受取位置Ｐｒに配置されていることを確認できればよく、必ずしも溶銑鍋１及びスラグシュート４の移動を伴わなくてもよい。

＜処理前スラグ掻出工程＞
ステップＳ２の処理前スラグ掻出工程では、先ず、鍋傾斜機構７により溶銑鍋１をスラグシュート４側に、溶銑の湯面が烏口に近くなる程度に傾動させる。続いて、ドラッガー３を溶銑鍋１に向かって突出させ、このドラッガー３によって溶銑表面のスラグ（処理前スラグ）を溶銑鍋１から掻き出して、スラグシュート４上に排出する。その後、鍋傾斜機構７により溶銑鍋１の開口の向きを鉛直方向に復帰させる。

上記溶銑鍋１の傾動角度としては、溶銑鍋の形状や溶銑の量に応じて選択されるが、例えば３８°以上４２°以下とすることができる。また、上記処理前スラグの掻き出しを行う時間、つまりドラッガー３の動作時間としては、溶銑鍋１のサイズ、掻き出すスラグの量等に応じて選択されるが、例えば４分以上６分以下とすることができる。また、この処理前スラグ掻出工程では、溶銑の湯面の露出面積率が６０％以上８０％以下となるまで行うことが好ましい。

この処理前スラグ掻出工程で溶銑鍋１から排出される処理前スラグは、脱硫処理前に生成されているものであって、例えば高炉滓、脱珪滓等が考えられる。処理前スラグの成分としては、例えばＣａＯの含有量が２０質量％以上４０質量％以下、ＳｉＯ_２の含有量が２０質量％以上４０質量％以下、Ｆｅの含有量が５質量％以上１５質量％以下、塩基度（ＣａＯのＳｉＯ_２に対する質量比）が０．５以上１．５以下となる。また、溶銑１ｔ当たりの処理前スラグの排出量としては、当該溶銑処理方法に供する前の溶銑の処理等にもよるが、例えば４ｋｇ／ｔ以上８ｋｇ／ｔ以下となる。

処理前スラグ掻出工程で溶銑から塩基度が比較的小さく、ＳｉＯ_２の含有量が大きい処理前スラグを除去することにより、溶銑中のＳｉＯ_２を取り除くことができる。これにより、次の脱硫処理工程においてＳｉＯ_２が脱硫剤（ＣａＯ）と反応して２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を生成すること、つまりＳｉＯ_２が脱硫剤を消費して脱硫を妨げることを抑制し、脱硫率を向上することができる。

＜脱硫処理工程＞
ステップＳ３の脱硫処理工程は、溶銑鍋１の上に脱硫機構２を配置する工程（脱硫機構配置工程）と、脱硫剤投入装置１１により脱硫剤及び滓化剤を溶銑に投入する工程（投入工程）と、インペラー１２により溶銑を撹拌する工程（撹拌工程）と、脱硫機構２を溶銑鍋１から上方に脱離させる工程（脱硫機構脱離工程）とを有する。

（脱硫機構配置工程）
脱硫機構配置工程では、先ず、フレーム１４を脱硫機構用レール１３に沿って移動させることにより脱硫機構２を溶銑鍋１の上方に配置し、続いて、脱硫機構２を下降させることで、インペラー１２が溶銑鍋１の溶銑に挿入され、脱硫処理を行うことが可能となるよう配置する。

（投入工程）
投入工程では、脱硫剤投入装置１１を用いて、溶銑鍋１の溶銑に脱硫剤及び滓化剤を溶銑に投入する。溶銑脱硫剤及び滓化剤の種類並びにその投入量については、上述のとおりである。

（撹拌工程）
撹拌工程では、インペラー１２により溶銑を撹拌し、脱硫剤及び滓化剤を反応させて、溶銑中の硫黄をスラグに固定する。溶銑の撹拌速度及び撹拌時間については、上述のとおりである。

（脱硫機構脱離工程）
脱硫機構脱離工程では、先ず、脱硫機構２を上昇させてインペラー１２を溶銑鍋１から引き抜き、続いて、フレーム１４を脱硫機構用レール１３に沿って移動させることにより脱硫機構２を溶銑鍋１から脱離させる。

＜第一移動工程＞
ステップＳ４の第一移動工程は、上記脱硫処理工程と並行して行われる。この第一移動工程では、シュート移動台車１８をシュート用レール１７に沿って移動させることにより、処理前スラグ掻出工程で掻き出した処理前スラグを保持するスラグシュート４を処理前スラグピット５ａに正対する第一の排出位置Ｐａに位置決めする。

＜第一排出工程＞
ステップＳ５の第一排出工程は、上記脱硫処理工程と並行して行われる。この第一排出工程では、先ずスラグシュート４を処理前スラグピット５ａ側に傾動させることによって、スラグシュート４から処理前スラグを処理前スラグピット５ａに排出する。続いて、スラグシュート４の傾斜を元に戻して、再度スラグを保持できる状態とする。

＜復帰工程＞
ステップＳ６の復帰工程は、上記脱硫処理工程と並行して行われる。この復帰工程では、シュート移動台車１８をシュート用レール１７に沿って移動させることにより、スラグシュート４を受取位置Ｐｒに再配置する。

＜処理後スラグ掻出工程＞
ステップＳ７の処理後スラグ掻出工程は、上記ステップＳ３からステップＳ６までの処理が全て終了したことを確認してから行われる。なお、通常は、これらの処理のうち、ステップＳ３の脱硫処理が最も遅く終了する。

この処理後スラグ掻出工程では、先ず、鍋傾斜機構７により溶銑鍋１をスラグシュート４側に傾動させる。続いて、ドラッガー３を溶銑鍋１に向かって突出させ、このドラッガー３によって溶銑表面のスラグ（処理後スラグ）を溶銑鍋１から掻き出して、スラグシュート４上に排出する。その後、鍋傾斜機構７により溶銑鍋１の開口の向きを鉛直方向に復帰させる。

この処理後スラグ掻出工程では、上述のようにＣａＳを含む処理後スラグが排出される。処理後スラグの成分としては、例えばＣａＯの含有量が４０質量％以上６０質量％以下、ＳｉＯ_２の含有量が１０質量％以上２０質量％以下、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が１０質量％以上２０質量％以下、Ｓの含有量が１質量％以上２質量％以下となる。また、処理後スラグ掻出工程での溶銑１ｔ当たりの処理前スラグの排出量としては、例えば４ｋｇ／ｔ以上８ｋｇ／ｔ以下となる。

＜第二移動工程＞
ステップＳ８の第二移動工程では、シュート移動台車１８をシュート用レール１７に沿って移動させることにより、処理後スラグ掻出工程で掻き出した処理前スラグを保持するスラグシュート４を処理後スラグピット５ｂに正対する第一の排出位置Ｐｂに位置決めする。

＜第二排出工程＞
ステップＳ９の第二排出工程では、先ずスラグシュート４を処理後スラグピット５ｂ側に傾動させることによって、スラグシュート４から処理後スラグを処理後スラグピット５ｂに排出する。続いて、スラグシュート４の傾斜を元に戻す。

当該溶銑処理方法は、この第二排出工程の後に、シュート移動台車１８をシュート用レール１７に沿って移動させることにより、スラグシュート４を受取位置Ｐｒに再配置する工程をさらに備えてもよい。

また、当該溶銑処理方法は、処理前スラグピット５ａに排出された処理前スラグを搬出する工程と、搬出した処理前スラグから地金を除去する工程と、地金を除去した処理前スラグを路盤材として使用する工程とを備えることが好ましい。

上記地金除去工程は、例えば磁選機を用いて、地金とスラグとを選別するとよい。また、スラグから分別された地金は、製鋼工程で原料として利用することができる。

また、当該溶銑処理方法は、処理後スラグピット５ｂに排出された処理後スラグを搬出する工程と、搬出した処理後スラグを分級する工程と、分級した処理後スラグを製鋼工程で使用する工程とを備えることが好ましい。

分級工程では、例えば処理後スラグを平均目開き１００ｍｍの篩を用いて分級し、篩を通過した処理後スラグを再度平均目開き１５ｍｍの篩を用いて分級することで、処理後スラグを３つの粒度に分級する。通過目開き１００ｍｍ以上の処理後スラグは、転炉での鉄源又は脱燐炉に投入する脱燐剤として使用することができる。通過目開き１００ｍｍ未満１５ｍｍ以上の処理後スラグは、転炉での鉄源又は脱硫工程で投入する脱硫剤として使用することができる。通過目開き１５ｍｍ未満の処理後スラグは、焼結材料の製造原料として使用することができる。

＜利点＞
当該溶銑処理装置を用いる当該溶銑処理方法によれば、脱硫処理工程と並行して、溶銑鍋１及びドラッガー３とは独立してスラグシュート４を移動させ、第一移動工程、第一排出工程及び復帰工程を行うので、溶銑鍋１を移動させることなく、処理前スラグと処理後スラグとを処理前スラグピット５ａと処理後スラグピット５ｂとに分別して回収することができる。これにより、溶銑鍋１を基準位置Ｐｓの鍋傾斜機構７に保持させたまま、前処理スラグ掻出工程、脱硫処理工程及び後処理スラグ掻出工程を待ち時間なく連続して行うことができるので、溶銑処理のサイクルタイムを比較的短くすることができる。

仮に、溶銑鍋１を処理前スラグピット５ａに正対する位置に配置して処理前スラグを排出し、溶銑鍋１を基準位置に移動して脱硫処理を行い、溶銑鍋１を処理後スラグピット５ｂに正対する位置に移動して処理後スラグを排出すれば、溶銑鍋１の２回の移動が必要となり、溶銑鍋１の移動１回につき約５分の時間が必要となると考えられる。つまり、当該溶銑処理方法によれば、溶銑処理のサイクルタイムを従来の溶銑処理方法と比べて合計約１０分短縮できると考えられる。

［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

当該溶銑処理装置において、溶銑鍋を基準位置に搬送する機構としては、クレーン装置以外にも、例えば搬送台車等を用いることができる。このような溶銑鍋を搬送する機構は、基準位置に配設される鍋傾斜機構に溶銑鍋を受け渡すものとされず、それ自体が鍋傾斜機構を有してもよい。

また、１つの溶銑鍋搬送機構に対して当該溶銑処理装置を複数配設してもよい。複数の当該溶銑処理装置を設ける場合、処理前スラグピットや処理後スラグピットが複数の当該溶銑処理装置間で共用されてもよい。

また、当該溶銑処理装置において、スラグシュートの移動を案内する構成としては、床面上に敷設されるレール以外にも、例えば床に形成される溝等、任意の構成を採用することができる。

当該溶銑処理方法に供される溶銑は、高炉から排出された溶銑だけでなく、高炉から排出された溶銑に例えば脱珪処理、脱燐処理等の処理を行ったものであってもよい。

本発明の溶銑処理装置及び溶銑処理方法は、脱硫を行う溶銑の処理に広く適用することができる。

１溶銑鍋
２脱硫機構
３ドラッガー
４スラグシュート
５ａ処理前スラグピット
５ｂ処理後スラグピット
６クレーン装置
７鍋傾斜機構
８搬送レール
９搬送ビーム
１０ホイストブロック
１１脱硫剤投入装置
１２インペラー
１３脱硫機構用レール
１４フレーム
１５掻出アーム
１６架台
１７シュート用レール
１８シュート移動台車
Ｐａ，Ｐｂ排出位置
Ｐｒ受取位置
Ｐｓ基準位置

Claims

溶銑の脱硫処理及び脱硫処理前のスラグと焼結材料及び製鋼工程で使用される脱硫処理後のスラグとの分別回収を行う溶銑処理装置であって、
溶銑を貯留する溶銑鍋と、
基準位置の溶銑鍋に対して脱硫剤の投入及び溶銑の撹拌を行う脱硫機構と、
上記基準位置の溶銑鍋から溶銑表面のスラグを掻き出すドラッガーと、
上記ドラッガーが掻き出したスラグを受け取る１つのスラグシュートと、
上記スラグシュートからスラグが排出される複数のスラグピットと
を備え、
上記スラグシュートが、上記基準位置の溶銑鍋からスラグを受け取る受取位置とスラグピットにスラグを排出する複数の排出位置との間を移動可能に構成されることを特徴とする溶銑処理装置。