JP2022100508A

JP2022100508A - Preheating apparatus and preheating method

Info

Publication number: JP2022100508A
Application number: JP2020214524A
Authority: JP
Inventors: 基樹梅田; Motoki Umeda
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2022-07-06

Abstract

To provide a preheating apparatus and a preheating method for efficiently preheating a refractory inside a torpedo car.SOLUTION: A preheating apparatus 1 for preheating the inside of a molten metal vessel 101 of a torpedo car 100 having a molten metal port 103 and the molten metal vessel 101 opened in a first direction includes a burner 2 inserted into the molten metal port 103 and an insertion port of the burner 2. The preheating apparatus includes a thermal insulation plate 3 which can close a molten metal port 103, and a movement control part 5 which moves the thermal insulation plate 3 along the first direction based on the oxygen concentration in the molten metal vessel 101 to change the relative positions of the thermal insulation plate 3 and the molten metal port 103.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、予熱装置及び予熱方法に関する。 The present invention relates to a preheating device and a preheating method.

製鉄所において、高炉で製造された１５００℃程度の溶銑は、トピードカー（トーピードカー又は混銑車などとも称される。）内に排出され、トピードカー内部に収容された状態で製鋼工場まで搬送された後、トピードカーから取鍋等に移される。その間、トピードカー内において脱珪処理等の溶銑予備処理が行われることもある。溶銑を移したトピードカーは再び高炉に戻り、高炉からの溶銑を収容して、上記稼働が繰り返される。 At a steel mill, hot metal at about 1500 ° C. manufactured in a blast furnace is discharged into a topedo car (also referred to as a torpedo car or a torpedo wagon), and is transported to a steelmaking factory while being housed inside the torpedo car. Transferred from a torpedo car to a ladle or the like. During that time, hot metal pretreatment such as desiliconization may be performed in the topedo car. The topedo car to which the hot metal has been transferred returns to the blast furnace again, accommodates the hot metal from the blast furnace, and the above operation is repeated.

トピードカーの内壁は、高温の溶銑を取り扱うため耐火物で構成されている。この耐火物は、トピードカーの繰り返し稼働によって損傷すると、張り替えが行われる。新しい耐火物は、乾燥及び予熱処理が行われる。また、耐火物を張り替えずに稼働を継続する場合であっても、一旦温度が低下したトピードカーを再び使用する際には耐火物の保護のために予熱される。これらの乾燥、予熱、及び稼働前の保熱には、通常はトピードカーの受銑口からバーナーを挿入して燃焼することが行われる。 The inner wall of the topedo car is made of refractory material to handle high temperature hot metal. If this refractory is damaged by repeated operation of the topedo car, it will be replaced. The new refractory is dried and preheated. Further, even when the operation is continued without replacing the refractory material, the topedo car whose temperature has once dropped is preheated to protect the refractory material when it is used again. For these drying, preheating, and heat retention before operation, a burner is usually inserted from the receiving port of the topped car and burned.

バーナーによる燃焼は、ＣＯＧ（コークス炉ガス）等の燃焼ガスの量と空気量とを、適切な空気比となるように調整する。乾燥、予熱の際に受銑口は、バーナーを出し入れするためと燃焼排ガスのトピードカー内部からの排出のために、一部が開放されており、侵入する空気によって熱ロスが生じ、バーナーの効率が低下するなどの問題がある。 Combustion by a burner adjusts the amount of combustion gas such as COG (coke furnace gas) and the amount of air so as to have an appropriate air ratio. During drying and preheating, the receiving port is partially open for taking in and out the burner and for discharging the combustion exhaust gas from the inside of the topedo car. There are problems such as deterioration.

特許文献１には、トピードカー内部を効率よく加熱する装置が開示されている。特許文献１に記載の装置は、トピードカー本体の側方に受銑口が位置するようにトピードカー本体を回転させてバーナーを挿入し、側面からみて受銑口の開口部が予め設定した開口率となるように、受銑口の下側を蓋で覆っている。受銑口の下側を覆う蓋により受銑口の開口率を調整することで、外気の侵入を防ぐとともに、燃焼排ガスを開口している受銑口の上から排出する事ができる。これにより、効率のよい均一な加熱が可能となり、燃料の削減、予熱時間の短縮、コストの削減が可能となっている。 Patent Document 1 discloses an apparatus for efficiently heating the inside of a topedo car. In the device described in Patent Document 1, the topped car body is rotated so that the receiving port is located on the side of the topedo car body, the burner is inserted, and the opening of the receiving port is set to a preset opening ratio when viewed from the side surface. The underside of the receiving port is covered with a lid so as to be. By adjusting the opening ratio of the receiving port with the lid covering the lower side of the receiving port, it is possible to prevent the intrusion of outside air and discharge the combustion exhaust gas from above the opening of the receiving port. This enables efficient and uniform heating, reducing fuel, shortening the preheating time, and reducing costs.

国際公開第２０１８/１８６２３６号International Publication No. 2018/186236

ところで、トピードカー内部の耐火物を加熱する作業は、耐火物を新たに張り替えた後だけではなく、一旦温度が低下したトピードカーを再び使用する際に、耐火物の保護のために予熱を行うことがある。繰り返し使用されたトピードカーの受銑口には、地金などが不規則に付着していることがある。このため、特許文献１のように、蓋を受銑口に押しつける方法の場合、地金により平坦度が悪化した受銑口に蓋を押しつけたとしても、蓋部分の閉止が不十分となり、設定した開口率を達成する事ができないおそれがある。そうすると、外気が侵入するなど、効率よくトピードカー内部の耐火物を加熱することができない。 By the way, the work of heating the refractory inside the topedo car is not only after the refractory is newly replaced, but also when the topede car whose temperature has once dropped is used again, preheating is performed to protect the refractory. be. Bullions and the like may be irregularly attached to the pig iron of a topedo car that has been used repeatedly. Therefore, in the case of the method of pressing the lid against the receiving port as in Patent Document 1, even if the lid is pressed against the receiving port whose flatness is deteriorated by the bare metal, the closing of the lid portion becomes insufficient and the setting is made. It may not be possible to achieve the desired aperture ratio. Then, the refractory inside the topedo car cannot be heated efficiently due to the intrusion of outside air.

そこで、本発明の目的の一つは、トピードカー内部の耐火物を効率よく予熱する、予熱装置及び予熱方法を提供することにある。 Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a preheating device and a preheating method for efficiently preheating the refractory inside the topedo car.

上記目的を達成するため、本発明の一側面における予熱装置は、
第１方向に開口した受銑口及び溶銑容器を有する溶銑車の前記溶銑容器内を予熱する予熱装置であって、
前記受銑口に挿入されるバーナーと、
前記バーナーの挿入口を備え、前記受銑口を塞ぐことが可能な蓋と、
前記溶銑容器内の酸素濃度に基づいて、前記第１方向に沿って前記蓋を移動させて、前記蓋と前記受銑口との相対的な位置を変更する移動制御部と、
を備える。 In order to achieve the above object, the preheating device in one aspect of the present invention is
A preheating device for preheating the inside of a hot metal container of a hot metal wheel having a hot metal receiving port and a hot metal container opened in the first direction.
The burner inserted into the receiving port and
A lid provided with an insertion port for the burner and capable of closing the receiving port,
A movement control unit that moves the lid along the first direction based on the oxygen concentration in the hot metal container to change the relative position between the lid and the hot metal receiving port.
To prepare for.

上記目的を達成するため、本発明の一側面における予熱方法は、
第１方向に開口した受銑口及び溶銑容器を有する溶銑車の前記溶銑容器内を予熱する予熱方法であって、
前記受銑口にバーナーを挿入し、
前記バーナーの挿入口を備え、前記受銑口を塞ぐことが可能な蓋を、前記溶銑容器内の酸素濃度に基づいて、前記第１方向に沿って移動させて、前記蓋と前記受銑口との相対的な位置を変更する。 In order to achieve the above object, the preheating method in one aspect of the present invention is:
A preheating method for preheating the inside of a hot metal container of a hot metal wheel having a hot metal receiving port and a hot metal container opened in the first direction.
Insert the burner into the receiving port and insert it.
A lid provided with an insertion port for the burner and capable of closing the iron receiving port is moved along the first direction based on the oxygen concentration in the hot metal container, and the lid and the receiving port are moved. Change the position relative to.

本発明によれば、トピードカー内部の耐火物を効率よく予熱することができる。 According to the present invention, the refractory inside the topedo car can be efficiently preheated.

図１は、実施形態の予熱装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a preheating device according to an embodiment. 図２は、実施形態の予熱装置で予熱しているトピードカーの内部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the inside of a topedo car preheated by the preheating device of the embodiment. 図３は、実施形態の予熱装置で予熱しているトピードカーの内部を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the inside of a topedo car preheated by the preheating device of the embodiment. 図４は、予熱の経過時間、及び、防熱板と受銑口との距離の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the distance between the heat shield and the receiving port. 図５は、予熱の経過時間、及び、溶銑容器内の酸素濃度の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the oxygen concentration in the hot metal container. 図６は、予熱の経過時間、及び、溶銑容器内の温度の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the temperature inside the hot metal container. 図７は、予熱の経過時間、及び、ＣＯＧ供給量の関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the COG supply amount.

以下に、本発明の一実施形態である予熱装置、及び、その予熱装置による予熱方法について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a preheating device according to an embodiment of the present invention and a preheating method using the preheating device will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態の予熱装置１を示す図である。図１では、トピードカー１００は、側方から視た断面で表されている。図２及び図３は、本実施形態の予熱装置１で予熱しているトピードカー１００の内部を示す図である。図２は、図１と同様、トピードカー１００を側方から視た断面図、図３は、上方から視た断面図である。 FIG. 1 is a diagram showing a preheating device 1 of the present embodiment. In FIG. 1, the topedo car 100 is represented by a cross section viewed from the side. 2 and 3 are views showing the inside of the topedo car 100 preheated by the preheating device 1 of the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the topedo car 100 as viewed from the side, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the topedo car 100 as viewed from above.

トピードカー１００は、高炉で製造された溶銑を収容する略長筒状の溶銑容器１０１を備えている。トピードカー１００は、その溶銑容器１０１を長軸まわりに回転させる構造を備えている。溶銑容器１０１の内壁には、高温の溶銑に耐え得る耐火物１０２が貼られている。 The topedo car 100 includes a substantially long cylindrical hot metal container 101 for accommodating hot metal produced in a blast furnace. The topedo car 100 has a structure for rotating the hot metal container 101 around a long axis. A refractory 102 capable of withstanding high-temperature hot metal is attached to the inner wall of the hot metal container 101.

トピードカー１００は、第１方向（以下、開口方向と言う）に開口した受銑口１０３を備えている。受銑口１０３は、溶銑容器１０１の内部と外部とを繋ぐ開口であり、溶銑は受銑口１０３を介して出し入れされる。なお、図３に示すように、耐火物１０２は、受銑口１０３の内壁にも施工されている。トピードカー１００は、高炉から溶銑を受ける際には、開口方向を鉛直方向と一致させて受銑口１０３が真上を向くように溶銑容器１０１を回転させ、溶銑を排出する際には受銑口１０３が本体の斜め下方を向くように回転させる。また、トピードカー１００は、後述する予熱装置１による予熱を行う際には、開口方向を水平方向に一致させて、受銑口１０３が真横を向くように、溶銑容器１０１を回転させる。 The topedo car 100 includes a receiving port 103 opened in a first direction (hereinafter referred to as an opening direction). The hot metal receiving port 103 is an opening connecting the inside and the outside of the hot metal container 101, and the hot metal is taken in and out through the hot metal receiving port 103. As shown in FIG. 3, the refractory material 102 is also installed on the inner wall of the receiving port 103. When receiving the hot metal from the blast furnace, the topedo car 100 rotates the hot metal container 101 so that the opening direction coincides with the vertical direction and the hot metal receiving port 103 faces directly upward, and when the hot metal is discharged, the hot metal receiving port 101 is rotated. Rotate the 103 so that it faces diagonally downward of the main body. Further, in the topedo car 100, when preheating is performed by the preheating device 1 described later, the hot metal container 101 is rotated so that the opening direction is aligned with the horizontal direction and the hot metal receiving port 103 faces directly to the side.

予熱装置１は、バーナー２と、防熱板３と、バーナー移動部４と、移動制御部５とを備えている。 The preheating device 1 includes a burner 2, a heat shield plate 3, a burner moving unit 4, and a moving control unit 5.

バーナー２は、リジェネバーナーを除く各種バーナーを用いることができる。バーナー２は、空気配管２１と、その内側に配置された燃料配管２２との二重管構造になっており、各々の配管で供給された燃料（例えば、ＣＯＧ：コークス炉ガス）と空気とが先端部で混ざることにより燃焼する。バーナー２は、水平方向に沿って延びている。バーナー２は、後述のバーナー移動部４により水平方向に沿って移動可能となっている。バーナー２は、その先端が、受銑口１０３の開口方向が水平方向に一致した溶銑容器１０１の内部に出し入れされるようになっている。なお、バーナー２の先端部は、図３に示すように、Ｔ字状に形成されていて、燃料及び空気の流路は、Ｔ字型の先端部で分岐している。 As the burner 2, various burners other than the regen burner can be used. The burner 2 has a double pipe structure consisting of an air pipe 21 and a fuel pipe 22 arranged inside the air pipe 21, and the fuel (for example, COG: coke oven gas) and air supplied in each pipe are combined with each other. It burns when mixed at the tip. The burner 2 extends along the horizontal direction. The burner 2 can be moved along the horizontal direction by the burner moving portion 4 described later. The tip of the burner 2 is taken in and out of the hot metal container 101 whose opening direction of the hot metal receiving port 103 coincides with the horizontal direction. As shown in FIG. 3, the tip portion of the burner 2 is formed in a T shape, and the fuel and air flow paths are branched at the T-shaped tip portion.

なお、このバーナー２には、不図示の、ガスを吸引して採取する採取管、及び、温度を測定する熱電対が設けられている。採取管は、バーナー２が溶銑容器１０１内に挿入された際に、溶銑容器１０１内のガスを採取するための管である。採取されたガスは、分析されて、溶銑容器１０１内の酸素濃度を測定するのに用いられる。熱電対は、バーナー２が溶銑容器１０１内に挿入された際に、溶銑容器１０１内の温度を測定する温度計である。 The burner 2 is provided with a sampling tube (not shown) for sucking and collecting gas, and a thermocouple for measuring the temperature. The sampling tube is a tube for collecting gas in the hot metal container 101 when the burner 2 is inserted into the hot metal container 101. The collected gas is analyzed and used to measure the oxygen concentration in the hot metal container 101. The thermocouple is a thermometer that measures the temperature inside the hot metal container 101 when the burner 2 is inserted into the hot metal container 101.

防熱板３は、受銑口１０３全部を塞ぐことができる防熱性の蓋である。防熱板３は、後述の移動制御部５により、水平方向に沿って移動可能となっている。防熱板３は、開口方向が水平方向に一致した受銑口１０３に対して、水平方向に移動するようになっている。また、防熱板３には、バーナー２が挿入可能な挿入口３１（図２、図３参照）が設けられている。バーナー２は、この挿入口３１に挿入された状態で、水平方向に移動するようになっている。 The heat shield 3 is a heat shield that can close the entire receiving port 103. The heat shield plate 3 can be moved along the horizontal direction by the movement control unit 5 described later. The heat shield 3 moves in the horizontal direction with respect to the receiving port 103 whose opening direction coincides with the horizontal direction. Further, the heat insulating plate 3 is provided with an insertion port 31 (see FIGS. 2 and 3) into which the burner 2 can be inserted. The burner 2 moves in the horizontal direction while being inserted into the insertion port 31.

防熱板３の、受銑口１０３と相対する面には、緩衝材３Ａが設けられている。溶銑の受銑又は排出に伴い地金が付着する等によって凹凸部が生じて、受銑口１０３の平坦度が悪化していることがある。受銑口１０３に地金が付着していると、防熱板３を受銑口１０３に密着させようとしても、付着した地金に接触することで密着できず、防熱板３と受銑口１０３との間に間隙が生じる。そこで、緩衝材３Ａを設けることで、その間隙をなくすことができる。緩衝材３Ａには、例えばセラミックファイバー製のブラケットなどを用いることができる。 A cushioning material 3A is provided on the surface of the heat insulating plate 3 facing the receiving port 103. The flatness of the hot metal receiving port 103 may be deteriorated due to unevenness caused by the adhesion of bare metal or the like due to the hot metal receiving or discharging of the hot metal. If the metal is attached to the receiving port 103, even if the heat insulating plate 3 is tried to be brought into close contact with the receiving port 103, it cannot be brought into close contact with the attached metal, and the heat insulating plate 3 and the receiving port 103 cannot be brought into close contact with each other. There is a gap between and. Therefore, by providing the cushioning material 3A, the gap can be eliminated. For the cushioning material 3A, for example, a bracket made of ceramic fiber or the like can be used.

バーナー移動部４は、受銑口１０３の開口方向が水平方向と一致した溶銑容器１０１に対して、バーナー２を水平方向に移動させる。バーナー移動部４は、例えば、レール上を動く台車でバーナー２を支持し、駆動用モータの回転を、滑車を介してバーナー駆動用チェーンで台車に伝えることにより、レールに沿って台車を動かして、バーナー２を移動させる。なお、バーナー２の移動方法は、これに限定されない。 The burner moving unit 4 moves the burner 2 in the horizontal direction with respect to the hot metal container 101 whose opening direction of the receiving port 103 coincides with the horizontal direction. The burner moving unit 4 supports the burner 2 with a trolley moving on the rail, and moves the trolley along the rail by transmitting the rotation of the drive motor to the trolley with the burner drive chain via the pulley. , Move the burner 2. The method of moving the burner 2 is not limited to this.

移動制御部５は、トピードカー１００内の酸素濃度に基づいて、防熱板３を水平方向に移動させて、防熱板３と受銑口１０３との相対的な位置を変更する。移動制御部５は、レール５１と、防熱板３を支持し、レール５１上を動く台車５２と、台車５２に載せられた錘５３と、シリンダー５４とを備えている。錘５３は、台車５２における、防熱板３を支持する側と反対側に載置されるカウンターウエイトである。シリンダー５４は、そのロッドで錘５３を押し引きすることで、台車５２をレール５１に沿って移動させる。シリンダー５４は、受銑口１０３内の酸素濃度に基づいて駆動する。シリンダー５４の駆動は、酸素濃度に基づいて作業員が行ってもよいし、不図示の制御装置が行ってもよい。 The movement control unit 5 moves the heat shield plate 3 in the horizontal direction based on the oxygen concentration in the topedo car 100, and changes the relative positions of the heat shield plate 3 and the receiving port 103. The movement control unit 5 includes a rail 51, a bogie 52 that supports the heat shield plate 3 and moves on the rail 51, a weight 53 mounted on the bogie 52, and a cylinder 54. The weight 53 is a counterweight placed on the side of the carriage 52 opposite to the side supporting the heat insulating plate 3. The cylinder 54 moves the carriage 52 along the rail 51 by pushing and pulling the weight 53 with its rod. The cylinder 54 is driven based on the oxygen concentration in the receiving port 103. The cylinder 54 may be driven by an operator based on the oxygen concentration or by a control device (not shown).

また、例えば、受銑口１０３に付着したノロ等の付着物が大き過ぎて、防熱板３と受銑口１０３との間が小さくならない場合に、設備に機械的最大荷重が加えられた状態のままとなる可能性が有る。そこで、移動制御部５は、安全のために、防熱板３が受銑口１０３に接触した時の押圧力が所定値を超えたときに、防熱板３の移動を停止する構成が好ましい。押圧力を検知するセンサは、防熱板３に設けられていてもよいし、受銑口１０３に設けられていてもよい。また、停止した旨を画面表示で報知したり、音で報知したりしてもよい。 Further, for example, when the deposits such as glue adhering to the receiving port 103 are too large and the space between the heat insulating plate 3 and the receiving port 103 does not become small, the maximum mechanical load is applied to the equipment. May remain. Therefore, for safety, the movement control unit 5 preferably has a configuration in which the movement of the heat insulating plate 3 is stopped when the pressing force when the heat insulating plate 3 comes into contact with the receiving port 103 exceeds a predetermined value. The sensor for detecting the pressing force may be provided on the heat insulating plate 3 or may be provided on the receiving port 103. In addition, a screen display may be used to notify that the vehicle has stopped, or a sound may be used to notify the user.

以下に、上記のように構成された予熱装置１による予熱方法について説明する。 The preheating method by the preheating device 1 configured as described above will be described below.

トピードカー１００が予熱装置１に位置すると、受銑口１０３の開口方向が水平方向と一致するように、溶銑容器１０１を回転させる。次に、開口方向が水平方向と一致した受銑口１０３に対して、バーナー２の先端を溶銑容器１０１内へ移動させる。そして、燃料と空気とを先端部で混ぜることにより、溶銑容器１０１内で燃焼させる。このとき、空気比が１以下となるように、空気配管２１から供給する空気の量を、燃料配管２２から供給する燃料の量に応じて制御する。 When the topedo car 100 is located in the preheating device 1, the hot metal container 101 is rotated so that the opening direction of the hot metal receiving port 103 coincides with the horizontal direction. Next, the tip of the burner 2 is moved into the hot metal container 101 with respect to the hot metal receiving port 103 whose opening direction coincides with the horizontal direction. Then, the fuel and air are mixed at the tip and burned in the hot metal container 101. At this time, the amount of air supplied from the air pipe 21 is controlled according to the amount of fuel supplied from the fuel pipe 22 so that the air ratio becomes 1 or less.

空気比とは、バーナー２から供給する燃料が完全燃焼するために必要な化学量論的空気量に対する、実際にバーナー２から供給する空気量の比率である。空気比を高くすると完全燃焼は保証される一方で、バーナー２の先端部で急速に燃焼が進行し、溶銑容器１０１全体には火炎が行き渡らず十分加熱されない。そこで、空気比を１以下に設定することで、燃焼が急激に進行することなく、火炎が長炎化して溶銑容器１０１全体に熱を伝える事ができる。 The air ratio is the ratio of the amount of air actually supplied from the burner 2 to the stoichiometric amount of air required for the fuel supplied from the burner 2 to completely burn. While complete combustion is guaranteed by increasing the air ratio, combustion progresses rapidly at the tip of the burner 2, and the flame does not spread to the entire hot metal container 101 and is not sufficiently heated. Therefore, by setting the air ratio to 1 or less, the flame can be extended to a long flame and heat can be transferred to the entire hot metal container 101 without the rapid progress of combustion.

燃焼を開始した後、バーナー２に設けた採取管より、溶銑容器１０１内のガスを吸引して採取、分析し、ガス中酸素濃度を測定する。そして、その酸素濃度が予め設定された値となるように、防熱板３を受銑口１０３に対して相対的に移動させる。より詳しくは、溶銑容器１０１内の酸素濃度が予め設定した目標値よりも高い場合は、防熱板３を受銑口１０３に近づける。溶銑容器１０１内の酸素濃度が目標値よりも低い場合は、防熱板３を受銑口１０３から遠ざける。 After the combustion is started, the gas in the hot metal container 101 is sucked from the sampling tube provided in the burner 2, collected and analyzed, and the oxygen concentration in the gas is measured. Then, the heat shield 3 is moved relative to the receiving port 103 so that the oxygen concentration becomes a preset value. More specifically, when the oxygen concentration in the hot metal container 101 is higher than the preset target value, the heat shield 3 is brought closer to the hot metal receiving port 103. When the oxygen concentration in the hot metal container 101 is lower than the target value, the heat shield 3 is moved away from the hot metal receiving port 103.

防熱板３を移動させるため、受銑口１０３は密閉されない。このため、予熱時における受銑口１０３からの侵入空気は不可避である。上記のように、空気比が１以下となるように燃料供給を制御しているが、侵入空気からの酸素が燃焼にも寄与するため、空気比を１以下に設定しても、必ずしも燃料は不完全燃焼するとは限らない。また、侵入空気量が小さすぎると、燃料が不完全燃焼して予熱効率が悪化するとともに、作業環境が悪化する可能性がある。一方、侵入空気量が大きすぎると、燃料は完全燃焼するが、侵入空気による冷却により予熱効率が悪化する。このため、侵入空気量を適正にする必要がある。 Since the heat shield 3 is moved, the receiving port 103 is not sealed. Therefore, invading air from the receiving port 103 during preheating is inevitable. As mentioned above, the fuel supply is controlled so that the air ratio is 1 or less, but oxygen from the invading air also contributes to combustion, so even if the air ratio is set to 1 or less, the fuel is not necessarily It does not always burn incompletely. Further, if the amount of invading air is too small, the fuel may be incompletely burned, the preheating efficiency may be deteriorated, and the working environment may be deteriorated. On the other hand, if the amount of invading air is too large, the fuel is completely burned, but the preheating efficiency deteriorates due to cooling by the invading air. Therefore, it is necessary to make the amount of invading air appropriate.

侵入空気量が適正であるか否かは、予熱時の溶銑容器１０１内部の酸素濃度により判断できる。事前に酸素濃度の目標値を設定しておき、測定された実際の酸素濃度の測定値と目標値を比較して、測定値を目標値に近づける制御を行う。酸素濃度が設定値よりも高い場合は、侵入空気量が多いことを示しているので、防熱板３と受銑口１０３との間隔を小さくする。これにより、溶銑容器１０１内部への侵入空気量は少なくなる。逆に、酸素濃度が設定値よりも低い場合は、不完全燃焼している可能性が大きいので、防熱板３と溶銑容器１０１との間隔を大きくする。これにより、溶銑容器１０１内部への侵入空気量は多くなる。 Whether or not the amount of invading air is appropriate can be determined from the oxygen concentration inside the hot metal container 101 at the time of preheating. A target value of oxygen concentration is set in advance, and the measured value of the actual measured oxygen concentration is compared with the target value to control the measured value to approach the target value. When the oxygen concentration is higher than the set value, it means that the amount of invading air is large, so the distance between the heat insulating plate 3 and the receiving port 103 is reduced. As a result, the amount of air entering the inside of the hot metal container 101 is reduced. On the contrary, when the oxygen concentration is lower than the set value, there is a high possibility that incomplete combustion has occurred, so the distance between the heat insulating plate 3 and the hot metal container 101 is increased. As a result, the amount of air entering the inside of the hot metal container 101 increases.

このように、溶銑容器１０１内部の酸素濃度に基づいて、防熱板３と、受銑口１０３との距離を変えることで、侵入空気量を適切に調整でき、溶銑容器１０１内における燃焼を効率よく行うことができる。 In this way, by changing the distance between the heat insulating plate 3 and the hot metal receiving port 103 based on the oxygen concentration inside the hot metal container 101, the amount of invading air can be appropriately adjusted, and the combustion in the hot metal container 101 can be efficiently performed. It can be carried out.

以下に、本発明について行った試験の結果を示す。以下では、バーナー２から供給する燃料は、ＣＯＧとする。 The results of the tests performed on the present invention are shown below. In the following, the fuel supplied from the burner 2 will be COG.

この試験では、約３００℃の溶銑容器１０１に対して、炉内温度が８００℃になるまでは、昇温速度が１００℃／ｈになるようにＣＯＧ供給量を制御した。さらに、炉内温度が８００℃に到達して以降は８００℃で保温するように、ＣＯＧ供給量を制御した。また、空気比が０．９となるように酸素流量を制御した。空気比はバーナー２に供給するＣＯＧと空気量とから算出しており、受銑口１０３からの侵入空気等からの酸素は算定していない。 In this test, the COG supply amount was controlled so that the heating rate of the hot metal container 101 at about 300 ° C. was 100 ° C./h until the temperature in the furnace reached 800 ° C. Further, the COG supply amount was controlled so as to keep the temperature at 800 ° C. after the temperature in the furnace reached 800 ° C. In addition, the oxygen flow rate was controlled so that the air ratio was 0.9. The air ratio is calculated from the COG supplied to the burner 2 and the amount of air, and oxygen from the invading air or the like from the receiving port 103 is not calculated.

また、この試験では、防熱板３の頻繁な調整は却って燃焼状態の安定を損なうおそれがあるため、酸素濃度が２％を超えると、防熱板３を受銑口１０３に近づけ、酸素濃度が１％を下回ると、防熱板３を受銑口１０３から遠ざけるように、防熱板３を移動制御した。通常であれば、酸素濃度が２％を越えてＣＯは発生しない。酸素濃度が１％を下回ってもＣＯが発生しない場合もあるが、制御として下限は１％とした。さらに、ＣＯ濃度が０．０１％発生したら、ＣＯが消滅するまで、防熱板３を受銑口１０３から遠ざけるようにした。 Further, in this test, frequent adjustment of the heat shield plate 3 may rather impair the stability of the combustion state. Therefore, when the oxygen concentration exceeds 2%, the heat shield plate 3 is brought closer to the receiving port 103 and the oxygen concentration is 1. When it is less than%, the heat insulating plate 3 is moved and controlled so as to keep the heat insulating plate 3 away from the receiving port 103. Normally, CO does not occur when the oxygen concentration exceeds 2%. Although CO may not be generated even if the oxygen concentration falls below 1%, the lower limit is set to 1% as a control. Further, when the CO concentration was 0.01%, the heat shield 3 was kept away from the receiving port 103 until the CO disappeared.

このように、ＣＯＧ供給量及び酸素流量を制御し、かつ、防熱板３を移動制御して行った溶銑容器１０１内の予熱に関して、溶銑容器１０１内の温度、酸素濃度、及び、溶銑容器１０１内へのＣＯＧ供給量を測定した。 In this way, regarding the preheating in the hot metal container 101 performed by controlling the COG supply amount and the oxygen flow rate and controlling the movement of the heat shield plate 3, the temperature in the hot metal container 101, the oxygen concentration, and the inside of the hot metal container 101. The amount of COG supplied to was measured.

なお、比較例として、防熱板３と受銑口１０３との距離を１５０ｍｍと一定として、同様に、溶銑容器１０１内の温度、酸素濃度、及び、溶銑容器１０１内へのＣＯＧ供給量を測定した。この１５０ｍｍは、燃焼の最も盛んな段階においてもＣＯガス発生を回避するために設定したものである。 As a comparative example, the temperature in the hot metal container 101, the oxygen concentration, and the amount of COG supplied into the hot metal container 101 were measured in the same manner, with the distance between the heat insulating plate 3 and the hot metal receiving port 103 being constant at 150 mm. .. This 150 mm is set to avoid the generation of CO gas even at the most active stage of combustion.

図４は、予熱の経過時間、及び、防熱板３と受銑口１０３との距離（防熱板間距離）の関係を示す図である。図５は、予熱の経過時間、及び、溶銑容器１０１内の酸素濃度の関係を示す図である。図６は、予熱の経過時間、及び、溶銑容器１０１内の温度の関係を示す図である。図７は、予熱の経過時間、及び、ＣＯＧ供給量の関係を示す図である。なお、図４～図７における（１）～（８）の値はそれぞれ、経過時間において同じ時間で計測された値である。その（１）～（８）での各値を表１に示す。表１では、ＣＯ濃度も示している。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the distance between the heat shield plate 3 and the receiving port 103 (distance between the heat shield plates). FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the oxygen concentration in the hot metal container 101. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the temperature inside the hot metal container 101. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the COG supply amount. The values (1) to (8) in FIGS. 4 to 7 are values measured at the same time in the elapsed time, respectively. The values in (1) to (8) are shown in Table 1. Table 1 also shows the CO concentration.

図６から、本発明の方が、比較例よりも速く溶銑容器１０１内の温度が８００℃に到達していることが読み取れる。 From FIG. 6, it can be read that the temperature in the hot metal container 101 reaches 800 ° C. faster in the present invention than in the comparative example.

また、本発明の（１）（２）（４）と、比較例の（５）（６）（８）と比較すると、本発明のＣＯＧ供給量は、比較例のよりも削減できていることが読み取れる。これは、本発明の（１）（２）（４）の場合は、比較例の（５）（６）（８）の場合よりも防熱板３を受銑口１０３に近づけているため、侵入空気量が抑えられているためである。 Further, as compared with (1) (2) (4) of the present invention and (5) (6) (8) of the comparative example, the COG supply amount of the present invention can be reduced as compared with the comparative example. Can be read. This is because in the cases of (1), (2) and (4) of the present invention, the heat insulating plate 3 is closer to the receiving port 103 than in the cases of (5), (6) and (8) of the comparative example. This is because the amount of air is suppressed.

さらに、本発明では、表１の（３）と、（７）との対比から分かるように酸素濃度が１％を超えるように制御することで、ＣＯガスの発生を回避することができることが確認できた。 Further, in the present invention, it was confirmed that the generation of CO gas can be avoided by controlling the oxygen concentration to exceed 1% as can be seen from the comparison between (3) and (7) in Table 1. did it.

以上のように、本実施形態の予熱装置１によると、防熱板３を受銑口１０３に対して移動させることで、燃料の削減でき、トピードカー内部、具体的には溶銑容器１０１内部の耐火物１０２を効率よく予熱することができる。 As described above, according to the preheating device 1 of the present embodiment, the fuel can be reduced by moving the heat insulating plate 3 with respect to the receiving port 103, and the refractory material inside the topedo car, specifically, the inside of the hot metal container 101. The 102 can be efficiently preheated.

１予熱装置
２バーナー
３防熱板
３Ａ緩衝材
４バーナー移動部
５移動制御部
２１空気配管
２２燃料配管
３１挿入口
５１レール
５２台車
５３錘
５４シリンダー
１００トピードカー
１０１溶銑容器
１０２耐火物
１０３受銑口

1 Preheating device 2 Burner 3 Heat shield 3A Cushioning material 4 Burner moving part 5 Movement control part 21 Air piping 22 Fuel piping 31 Insertion port 51 Rail 52 Bogie 53 Weight 54 Cylinder 100 Topped car 101 Hot metal container 102 Refractory 103 Receiving port

Claims

A preheating device for preheating the inside of a hot metal container of a hot metal wheel having a hot metal receiving port and a hot metal container opened in the first direction.
The burner inserted into the receiving port and
A lid provided with an insertion port for the burner and capable of closing the receiving port,
A movement control unit that moves the lid along the first direction based on the oxygen concentration in the hot metal container to change the relative position between the lid and the hot metal receiving port.
Equipped with a preheating device.

When the movement control unit sets a preset oxygen concentration as the set concentration,
When the oxygen concentration is smaller than the set concentration, the lid is moved in a direction relatively away from the receiving port.
When the oxygen concentration is higher than the set concentration, the lid is moved in a direction relatively close to the receiving port.
The preheating device according to claim 1.

A burner moving unit that moves the burner with respect to the hot metal container rotated so that the first direction coincides with the horizontal direction.
The preheating apparatus according to claim 1 or 2.

The movement control unit
When the pressing force when the lid comes into contact with the receiving port exceeds a predetermined value, the movement of the lid is stopped.
The preheating device according to any one of claims 1 to 3.

The burner is
Air piping that supplies air and
Combustion piping that supplies combustion gas and
Have,
The amount of air supplied from the air pipe is controlled according to the amount of fuel gas supplied from the fuel pipe so that the air ratio is 1 or less.
The preheating device according to any one of claims 1 to 4.

The lid is provided with a cushioning material on the surface facing the receiving port.
The preheating device according to any one of claims 1 to 5.

A preheating method for preheating the inside of a hot metal container of a hot metal wheel having a hot metal receiving port and a hot metal container opened in the first direction.
Insert the burner into the receiving port and insert it.
A lid provided with an insertion port for the burner and capable of closing the iron receiving port is moved along the first direction based on the oxygen concentration in the hot metal container, and the lid and the receiving port are moved. Change the relative position with,
Preheating method.