JP4109240B2 - 転炉への溶銑供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、転炉への溶銑供給方法に関するものである。

周知のように、高炉で生産された溶銑は、混銑車（トーピートカー)に装入された上で、溶銑の成分調整を行う転炉工程へ移送される。また、該混銑車では、その中に装入されている溶銑に副原料を投入して脱りん、脱珪、脱硫を行い予備的に溶銑の成分調整処理を行うようにしている（溶銑予備処理工程）。
転炉工程では、溶銑を転炉に装入し、副原料添加と酸素吹込みを行うことで脱りん・脱炭を行って、りん濃度や炭素濃度が所定の値となっている溶鋼を生産するようにしている。転炉工程で得られた溶鋼は、その後、連続鋳造工程を経てスラブ等に成形され、このスラブが圧延されることで厚板や薄板等の鉄鋼製品が製造される（圧延工程）。

鉄鋼製品の生産量を上げるためには、高炉工程に着目し、高炉からの溶銑の出鋼量を増やすことがもちろん重要であるが、他の工程、例えば、溶銑予備処理工程での生産能力を上げることも重要である。各工程の生産能力を向上させるための技術は、例えば、特許文献１〜３に開示されている。
特許文献１には、高炉工程に着目し、高炉・製鋼工場間における溶銑輸送容器の稼働状況（物流状況）を考慮することで、高炉・製鋼工場間の貯銑量のバランスを検証し、出鋼未達を防ぐ技術が開示されている。

特許文献２には、溶銑予備工程に着目し、ロット単位の処理対象物を処理する工程パターンを複数有し、この複数の工程パターンによる処理を並列的に実行する溶銑予備処理ラインにおいて、払出し工程での仕掛り量を適正値とすることが可能な物流シミュレーション方法が開示されている。
特許文献３には、圧延工程に着目し、加熱炉投入までの圧延材の流れ（物流）に着目して、スラブ圧延工程における生産量向上を考えた物流計画の技術が開示されている。
一方、転炉工程に関して考えると、その溶鋼生産能力に関与するのは、転炉自体の処理能力と転炉への溶銑供給能力である。もし、複数の転炉を同時に稼働させた際には、転炉の処理能力が転炉への溶銑供給能力を上回ることになり、転炉への溶銑供給能力が律速となる。つまり、転炉への溶銑供給をいかに効率的に迅速に行うかが、非常に重要となる。

特許文献４には、転炉への溶銑供給能力を向上させるべく、転炉工程の一部において取鍋を効率よく取り扱う物流技術が開示されている。この文献に開示された転炉設備は、２つの転炉間に、クレーン１基と、取鍋２基と、取鍋を搬送する運搬台車１台と、取鍋セット装置とを有しており、この取鍋セット装置は、走行レールを跨ぐように配置されていて、空の取鍋をクレーンから受けとった後当該取鍋を降下させて運搬台車に搭載する働きを備えている。
これにより、運搬台車１台に対して取鍋２基を交互に使用することができるようになり、一方の取鍋が脱炭用転炉への溶銑装入中であっても、他方の取鍋を速やかに脱燐用転炉の出銑口へ移動させることができるものとなっている。
特開２００３−８２４０７号公報（第４頁〜第８頁） 特開２００２−６２９２４号公報（第３頁〜第５頁） 特開平１０−２７２５０５号公報（第３頁〜第７頁） 特許第３５０３９３８号公報（第４頁〜第５頁、図５）

通常、転炉施設は、複数の転炉と、これらの転炉へ溶銑を装入する複数の取鍋と、該取鍋に混銑車から溶銑を払い出す「払い出しステーション（払い出しのための場所）」等とを備えており、溶銑を装入された取鍋は、図３（ａ）に示すように、クレーンにより複数の転炉や各ステーション間を移送され、取鍋の動きに着目しただけでも複雑な物流形態を呈するものとなっている。
本願発明者は、転炉工程での溶鋼生産能力を向上させる方法を探るために、図３（ａ）のガントチャート等を基に、取鍋並びにクレーンの稼働状況を詳細に検討した。その結果、「クレーン１０４Ａが空の取鍋１０３を把持し、払い出しステーション１０６Ａ（ピットＡ）に据え付け、その後、クレーン１０４Ａは払い出しステーション１０６Ａの上空で、何も吊り下げていない」といった、クレーンの非保持状況（図３（ａ）のＳ部）が存在することを突き止めるに至った。これら、クレーンの非保持状況を極力なくすことことが、クレーンの稼働状況を良くし転炉への溶銑供給能力をあげることにつながることを明らかにした。

しかしながら、前述した特許文献４の技術は、転炉工程の一部にのみ着目したものであって、上記問題を解決し、転炉への溶銑供給能力を大幅に向上させることは難しい。転炉への溶銑供給を効率的に行うためには、転炉工程全体に亘って、取鍋を効率的に動かすことが重要であり、そのためにはクレーンの稼働状況を可能な限りよくすることが必要である。
一方、特許文献１〜特許文献３の物流技術を当該転炉設備に応用しようとしても非常に困難である。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、クレーンが取鍋を吊り下げていない状況を極力なくすことでクレーンの稼働状況を良くし、転炉への溶銑供給を効率的に行うことのできる転炉への溶銑供給方法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、本発明における課題解決のための技術的手段は、転炉と、この転炉へ溶銑を装入する取鍋と、この取鍋への溶銑払い出しが行われる複数の払い出しステーションと、この払い出しステーションに対する取鍋の搬入又は搬出を行うべく取鍋をハンドリングするクレーンとを有する転炉設備で、
次式を満たすように取鍋の稼働本数を求め、求められた稼働本数分の取鍋をクレーンでハンドリングしつつ、転炉に溶銑を供給することを特徴とする転炉への溶銑供給方法。

クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数
≦ （払い出しステーション数−１）
＋クレーンの全ての基数 ・・・（１）
転炉への溶銑供給を効率的に行うためには、転炉工程全体に亘って、取鍋を効率的に移動させることが重要であり、そのためにはクレーンの稼働状況を可能な限りよくすることが必要である。クレーンがよく働いている状況の１つに、クレーンが常に取鍋を吊り下げ搬送していることが考えられる。そこで、その状況を実現させるべく「クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数」とし（下限値）、かかる稼働本数分の取鍋をクレーンでハンドリングしつつ、転炉に溶銑を供給するようにする。

一方、払い出しステーションに着目すると、最大載置数に相当する取鍋が当該ステーションに存在した場合、当該ステーションにクレーンに吊られている取鍋を新たに置くことができない。それに対応するために、前記払い出しステーションに空の取鍋を置くことのできる領域を常に確保する、すなわち、稼働中の取鍋の数を「払い出しステーション数ー１」とするとよい。なおこのとき、前述の如く、クレーンは取鍋を吊り下げた状態としておくと、クレーンがもっとも稼働している状況となる。これらのことから、取鍋の稼働本数を「（払い出しステーション数ー１）＋クレーンの全ての基数」以下（上限値）とするようにする。

このようにすることで、溶銑を転炉に運ぶ取鍋の稼働本数を最大限に増やすことができるため、溶銑を転炉への効率的に供給することができるようになる。
なお、本願出願人は、様々なケースを検討した結果、
取鍋の稼働本数＝（払い出しステーション数ー１）＋クレーンの全ての基数
とした場合が、もっとも効率がよいことを明らかにしている。
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、転炉と、この転炉へ溶銑を装入する取鍋と、この取鍋への溶銑払い出しが行われる複数の払い出しステーションと、前記取鍋内の溶銑に対する脱硫処理が行われる脱硫ステーションと、前記払い出しステーション及び脱硫ステーションに対する取鍋の搬入又は搬出を行うべく取鍋をハンドリングするクレーンとを有する転炉設備で、
次式を満たすように取鍋の稼働本数を求め、求められた稼働本数分の取鍋をクレーンでハンドリングしつつ、転炉に溶銑を供給することを特徴とする転炉への溶銑供給方法。

クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数
≦ （払い出しステーション数−１）
＋（脱硫ステーション数−１）
＋クレーンの全ての基数 ・・・（２）
この技術的手段は、払い出しステーションに適用した考え方を、脱硫ステーションにまで拡張したものであり、これにより、溶銑を転炉に運ぶ取鍋の稼働本数を最大限に増やすことができるため、溶銑を転炉への効率的に供給することができるようになる。

なお、本願出願人は、様々なケースを検討した結果、
取鍋の稼働本数＝（払い出しステーション数ー１）
＋（脱硫ステーション数−１）
＋クレーンの全ての基数 ・・・（５）
とした場合が、もっとも効率がよいことを明らかにしている。
また好ましくは、転炉と、この転炉へ溶銑を装入する取鍋と、この取鍋への溶銑払い出しが行われる複数の払い出しステーションと、前記取鍋内のスラグの排出処理が行われる除滓ステーションと、前記払い出しステーション及び除滓ステーションに対する取鍋の搬入又は搬出を行うべく取鍋をハンドリングするクレーンとを有する転炉設備で、
次式を満たすように取鍋の稼働本数を求め、求められた稼働本数分の取鍋をクレーンでハンドリングしつつ、転炉に溶銑を供給することを特徴とする転炉への溶銑供給方法。

クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数
≦ （払い出しステーション数−１）
＋（除滓ステーション数−１）
＋クレーンの全ての基数 ・・・（３）
更に好ましくは、転炉と、この転炉へ溶銑を装入する取鍋と、この取鍋への溶銑払い出しが行われる複数の払い出しステーションと、前記取鍋内の溶銑に対する脱硫処理が行われる脱硫ステーションと、前記取鍋内のスラグの排出処理が行われる除滓ステーションと、前記払い出しステーション、脱硫ステーション及び除滓ステーションに対する取鍋の搬入又は搬出を行うべく取鍋をハンドリングするクレーンとを有する転炉設備で、
次式を満たすように取鍋の稼働本数を求め、求められた稼働本数分の取鍋をクレーンでハンドリングしつつ、転炉に溶銑を供給することを特徴とする転炉への溶銑供給方法。

クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数
≦ （払い出しステーション数−１）
＋（脱硫ステーション数−１）
＋（除滓ステーション数−１）
＋クレーンの全ての基数 ・・・（４）
また、本発明における課題解決のための技術的手段は、前記転炉設備は、取鍋の補修や地金取り作業を行う待機ステーションを有し、前記技術的手段のいずれかで設定された取鍋の稼働本数＋１の取鍋を稼働させた上で、該取鍋のいずれか１つを前記待機ステーションに配置するようにクレーンを操作することを特徴とする。

転炉への溶銑供給能力を向上させるためには、溶銑供給を行う取鍋の数を増加させるとよい。しかしながら、取鍋の稼働本数が増えることにより、取鍋１本あたりの巡回時間が延長し、取鍋のスラグライン等に地金やスラグが付着生成するようになる。そこで、これに対応して転炉操業を円滑に行うためには、稼働している取鍋をさらに１本増やして、増やした取鍋を載置する待機ステーションを設けるとよい。待機ステーションに配置された取鍋に関し、その地金やスラグを定期的に除去するようにすることで、地金やスラグが付着せずに安定して使用できる取鍋を確実に確保することができるようになる。

また、好ましくは、前記待機ステーションにある取鍋に対して加熱を行うようにするとよい。
待機ステーションにある取鍋は、内部に溶銑を受けていない空の溶銑鍋であり、空鍋の状態が長時間続くと取鍋内側の耐火物の温度が下がり、「次に溶銑を受けた際に地金付着が発生して安定操業が難しくなる」、「熱ロスが大きくなり、転炉に装入する溶銑の温度が低くなる」、「耐火物が装入された溶銑により熱膨張し剥離したりする」等の不都合が生じる。そこで、待機ステーションにある取鍋内にバーナー等を差し入れ火炎を発生させる等することで、取鍋内を加熱するようにするとよい。

本発明によれば、転炉設備で、転炉への溶銑供給を効率的に行うことができるようになる。

以下、本発明にかかる転炉への溶銑供給方法の実施形態を、図を基に説明する。
図１は、転炉設備１を正面から見た際の概略を示したものであり、図２には、転炉設備１の平面概略図が示されている。
図１に示すように、本実施形態の転炉設備１は、３基の転炉２と、これら転炉２に溶銑を供給する取鍋３（溶銑鍋）と、この取鍋３を搬送する２基のクレーン４とを有している。さらに、取鍋３を載置した上で、混銑車５から該取鍋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６（払い出しピット）」を２つ備えている。

本発明は、以上述べたような転炉設備で、次式を満たすように取鍋の稼働本数を求め、求められた稼働本数分の取鍋をクレーンでハンドリングしつつ、転炉に溶銑を供給することを特徴とするものである。
クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数
≦ （払い出しステーション数−１）
＋クレーンの全ての基数 ・・・（１）
以下、本実施形態にかかる転炉設備１の詳細について述べる。

本転炉設備１の上方側には、該転炉設備１を縦断するように走行レール７が設けられており、この走行レール７上を後述するクレーン４が２基走行するようになっている。走行レール７の一方側（図２の左側）には、前記払い出しステーション６Ａ，６Ｂが走行レール７方向に並ぶように設けられており、走行レール７の他方側（図２の右側）には３基の転炉（転炉２Ａ〜転炉２Ｃ）が走行レール７方向に並ぶように配設されている。なお、以降の説明における上下方向は、図１の上下方向と一致するものとする。
図２に示すように、説明の便宜上、走行レール７を７つの区間に区切り番号を付している。区切り番号１，２に対応する走行レール７のほぼ下方側には払い出しステーション６Ａ，６Ｂが対応するように設けられており、区切り番号４，５，６に対応する走行レール７の下側であって且つ走行レール７の側方側には、転炉２Ａ，２Ｂ，２Ｃが設けられている。クレーン４Ａは区切り番号０から６までを移動し、クレーン４Ｂは区切り番号１から７までを移動することになる。１つの区切り番号はクレーン１基の幅に対応している。

また、区切り番号０の位置であって、払い出しステーション６Ａより上方側には、ノロカキ８Ａ（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９Ａ」が設けられている。同様に区切り番号３の場所にはノロカキ８Ｂが配置され除滓ステーション９Ｂとなっている。
つまり、クレーン４の移動方向に沿って隣接する２つの払い出しステーション６が備えられ、これら払い出しステーション６の前記移動方向両側にはそれぞれ除滓ステーション９が備えられており、両ステーション６，９のそれぞれに２基のクレーン４Ａ，４Ｂが同時に存在可能となっている。

走行レール７上には２基のクレーン４Ａ，４Ｂが配備されている。詳しくは、走行レール７上をクレーン本体１０が走行するものとなっており、このクレーン本体１０からは、下方に吊り下げ索体１１（ワイヤ）が延びており、該吊り下げ索体１１の先端に設けられたフック１２で取鍋３を吊り下げるようになっている。吊り下げ索体１１をクレーン本体１０へ巻き取ることで、取鍋３は上方へ引き上げられることになり、その上でクレーン本体１０が走行レール７上を走行することで、取鍋３は、払い出しステーション６〜転炉２間を自在に移送される。

本実施形態では、式（１）、すなわち、クレーンの全ての基数＝２ ＜ 取鍋の稼働本数 、並びに、取鍋の稼働本数≦（払い出しステーション数ー１）＋クレーンの全ての基数＝（２−１）＋２＝３を満たすように、取鍋の稼働本数を３本としている。
転炉設備１内での取鍋移動の概略は、次の通りである。
まず、混銑車５が転炉設備１に到着した後、該混銑車５から払い出しステーション６Ａ，６Ｂに載置された取鍋３に溶銑が注ぎ込まれる。溶銑が装入された取鍋３は、クレーン４Ａ，４Ｂにより引き上げられ、払い出しステーション６Ａ，６Ｂの上方であって該払い出しステーション６Ａ，６Ｂに隣接する除滓ステーション９Ａ，９Ｂまで移動され、ノロカキ８Ａ，８Ｂで溶銑の上面に浮いているスラグが掻き出されるものとなっている。

スラグを掻き出された取鍋３は、クレーン４Ａ，４Ｂにより３基の転炉２Ａ，２Ｂ，２Ｃのいずれかの前に移送され、当該転炉２を傾動すると共に取鍋３を傾けることで、転炉２内に溶銑を装入する。
溶銑が装入された転炉２では、転炉２の炉口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精錬（吹錬）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り（脱りん）、さらに、溶銑内の炭素は酸素と反応し、ＣＯガスとして排出される（脱炭）。かかる吹錬処理により、所定のりん、炭素濃度の溶鋼を得ることができる。

転炉２での吹錬処理が始まると、空になった取鍋３は、再び払い出しステーション６Ａ，６Ｂにクレーン４Ａ，４Ｂにより戻され、再度、溶銑を払い出し準備状態となる。
図３には、払い出しステーション６Ａ，６Ｂに常時配置される取鍋３の数を１本とすると共に、取鍋３の総稼働数を３本とした場合の、クレーン４Ａ，４Ｂの動きとそれに伴う取鍋３の動き（物流）を詳細に表したガントチャートが示してある。
図３（ａ）は、図９に示された従来の転炉設備１０１におけるガントチャートである。従来例の転炉設備１０１は、払い出しステーション１０６Ａ，１０６Ｂの上方側に除滓ステーション１０９Ａ，１０９Ｂが設けられており、平面視では、払い出しステーション１０６Ａ，１０６Ｂと除滓ステーション１０９Ａ，１０９Ｂとは同一の区切り番号位置に存在する点が、本転炉設備１とは大きく異なっている。加えて、従来例では取鍋１０３の稼働本数は２本である。

クレーン１０４Ａ，１０４Ｂの動き関しては、まず、クレーン１０４Ａが空の取鍋１０３を把持し、払い出しステーション１０６Ａ（ピットＡ）に据え付ける。その後、この取鍋１０３には、混銑車１０５から溶銑が払い出され、成分測定や温度測定が行われる。そして、該取鍋１０３はクレーン１０４Ａで吊り下げられて上方へ持ち上げられ、除滓ステーション１０９Ａへ移送される。
このとき、クレーン１０４Ｂで吊り下げられたままの取鍋１０３は、除滓ステーション１０９Ｂに配置されて、当該取鍋１０３内のスラグがノロカキ１０８Ｂで掻き出されるものとなっている。その後、クレーン１０４Ｂの取鍋１０３は、転炉１０２Ａの位置に移送され、溶銑が転炉１０２Ａに装入されることになる。溶銑装入が完了し、空になった取鍋１０３は払い出しステーション１０６Ｂに搬送されて据え付けられ、溶銑の払い出しが始まる。このとき、クレーン１０４Ｂは払い出しステーション１０６Ｂの上空で待ちの状態となる。

払い出しステーション１０６Ｂでの溶銑払い出しがある程度進んだ状況下で、クレーン１０４Ａに吊り下げられている取鍋１０３の除滓が完了するため、クレーン１０４Ａを転炉１０２Ｂまで移動させ、クレーン１０４Ａに吊り下げられている取鍋１０３から転炉１０２Ｂに溶銑を装入するようにする。このとき、クレーン１０４Ａの移動をスムーズに行うため、同時にクレーン１０４Ｂを転炉１０２Ｃの前まで移動する。
転炉１０２Ｂへの溶銑装入を終えた取鍋１０３は、クレーン１０４Ａにより再度払い出しステーション１０６Ａの位置まで移動させられ据え付けられることになり、クレーン１０４Ａの１サイクルが終了することになる。

このとき、転炉１０２Ｃ前（区切り番号６）に待避していたクレーン１０４Ｂは、払い出しステーション１０６Ｂの上方へ移動してきて、成分測定や温度測定が終了した取鍋１０３を再度吊り上げる。これによりクレーン１０４Ｂの１サイクルが終了する。
本実施形態の場合、取鍋１０３とクレーン１０４と払い出しステーション１０６とは常に対応しており、ある取鍋１０３を把持するのは常に決まったクレーン１０４であり、取鍋１０３は、常に同一払い出しステーション１０６に配置される。なお、クレーン１０４の１サイクルにかかる時間、すなわちサイクルタイムは、図３（ａ）から３３分であることが判る。

払い出しステーション６に常時載置されている取鍋数について考えると、図３（ａ）から判るように、常時配置取鍋数は０本又は１本であり、払い出しステーション６に全く取鍋３が配置されていない状況が存在している。
一方、図３（ｂ）には、本実施形態のクレーン４の動きとそれに伴う取鍋３の動き（物流）が示してある。
クレーン４の動きに関しては、まず、クレーン４Ａは、払い出しステーション６Ｂに空の取鍋３を据え付けるようにする。その後、払い出しステーション６Ａに移動し、溶銑払い出しが終わると共に溶銑の成分測定や温度測定が完了した取鍋３を吊り上げ、除滓ステーション９Ａへ移送する。この除滓ステーション９Ａでは、取鍋３は吊り下げられた状態であって、取鍋３内のスラグがノロカキ８Ａで掻き出されるものとなっている。

そのとき、クレーン４Ｂは別の取鍋３を吊り下げ中であり、その取鍋３は除滓ステーション９Ｂに配置され、ノロカキ８Ｂでスラグ除去が行われている。かかる除滓が完了すると、クレーン４Ｂは転炉２Ａの前まで移動し、溶銑が取鍋３から転炉２Ａに装入されることになる。溶銑装入が完了し空になった取鍋３は、クレーン４Ｂに吊られたまま、払い出しステーション６Ａに搬送されて据え付けられ、溶銑の払い出しが始まる。
払い出しステーション６Ａへ取鍋３が据え付けられる状況は、ガントチャート中のＰ部で示されており、これは、図３（ａ）のＲ’部がＲ部まで早まったことを意味している。Ｐ部の状況を別の観点から見ると、除滓ステーション９Ａと払い出しステーション６Ａとが平面視でクレーン１基分だけ離れているため、両ステーション同時にクレーン４が位置することが可能となっていることを意味し、除滓と溶銑払い出しがパラレルに行われて、溶銑供給処理を効率的に進めていることの現れとなっている。図８のケースＣがこの状況に相当し、従来（ケースＡ）のクレーンのサイクルタイムが３３分／回に対して、除滓ステーション９Ａと払い出しステーション６Ａとが離れているために差し合いが起こらず、クレーンサイクルが２９分／回と短くなっている。

この後、クレーン４Ｂは、払い出しステーション６Ａにある取鍋３の溶銑払い出し完了を待つのではなく、すぐ隣の払い出しステーション６Ｂにある、溶銑が満たされた取鍋３を吊り下げに行く。その間、クレーン４Ａはこの吊り上げを待つため、除滓ステーション９Ａの位置で待機することになる。
払い出しステーション６Ｂの取鍋３を吊り上げたクレーン４Ｂは、そのまま、除滓ステーション９Ｂに移動すればベストであるが、除滓ステーション９Ａにある取鍋３を転炉２Ａの前に移動させる必要があるため、一旦、転炉２Ｃの前まで移動するようになる（逃げる）。

そのクレーン４Ｂに追従するようにクレーン４Ａは転炉２Ｂの前まで移動し、転炉２Ｂへの溶銑装入が行われる。装入が終わり、空になった取鍋３は必ず１つが空き状態となっている払い出しステーション６（この場合、払い出しステーション６Ｂ）に据え付けられ、次の溶銑が装入されることになる（図３（ｂ）のＱ部）。その後すぐに、クレーン４Ａは、取鍋３への溶銑装入の終了を待つことなく、払い出しステーション６Ａに配置された溶銑装入完了後の取鍋３を吊り下げるようにする。これによりクレーン４Ｂの１サイクルが終了する。本実施形態の場合、クレーン４の１サイクルにかかる時間（サイクルタイム）は、図３（ｂ）から２９分であることが判る。なお、転炉２Ｂの前（区切り番号５）に逃げていたクレーン４Ｂは、クレーン４Ａが払い出しステーション６Ｂに移動した際に、それに隣接する除滓ステーション９Ｂに移動し、スラグの除滓をノロカキ８Ｂで行う。

以上述べたように、取鍋３の稼働本数を３本とし、式（１）［クレーンの全ての基数＝２ ＜ 取鍋の稼働本数］を満たすようにしているため、ガントチャートのＰ部やＱ部のように ２基のクレーン４が常に取鍋３を吊り下げて搬送している状況を実現できるものとなっている。
式（１）［ 取鍋の稼働本数 ≦（払い出しステーション数ー１）＋クレーンの全ての基数＝（２−１）＋２＝３）を満たしているため、２基のクレーン４Ａ，４Ｂは取鍋３を吊り下げた状態にあると共に、払い出しステーション６は空の取鍋３を置くことのできる状況下ある（Ｐ部の前の状況、時間１７〜１８min）。ゆえに、クレーン４の稼働状態を高いものとすることができ、且つ取鍋３の稼働本数も最大限に増やすことができるため、溶銑を転炉２への効率的に供給することが可能となる。図８のケースＧ，Ｈがこの状況に相当し、従来（ケースＦ等）のクレーンのサイクルタイムが４５分／回に対して、クレーンサイクルが４１分／回、３７分／回と短くなっている。

加えて、本実施形態では、さらなるクレーン４のサイクルタイム短縮のために、当該転炉設備１に、取鍋３の補修や地金取り作業を行う待機ステーション１３を設けるようにしている。
併せて、取鍋３の稼働本数とは別に更に１本の取鍋３を用意し、両者を併せて稼働させ、該取鍋３のいずれか１つを前記待機ステーション１３に配置するようにクレーン４を操作している。待機ステーション１３に配置された取鍋３では、取鍋３に付着した地金やスラグを定期的に除去するようにする。

すなわち、転炉２への溶銑供給能力を向上させるためには、溶銑供給を行う取鍋３の数を増加させるとよい。しかしながら、取鍋３の稼働本数が増えることにより、取鍋１本あたりの循環時間が延長し、取鍋３のスラグライン等に地金やスラグが付着生成するようになる。そこで、これに対応して転炉操業を円滑に行うためには、稼働している取鍋３をさらに１本増やして、増やした取鍋３を載置する待機ステーション１３を設けるとよい。待機ステーション１３に配置された取鍋３に関し、その地金やスラグを定期的に除去するようにすることで、地金やスラグが付着せずに安定して使用できる取鍋３を確実に確保することができるようになる。

しかしながら、待機ステーション１３にある取鍋３は、内部に溶銑を受けていない空の取鍋であり、空鍋の状態が長時間続くと取鍋３の内側の耐火物の温度が下がり、「次に溶銑を受けた際に地金付着が発生して安定操業が難しくなる」、「熱ロスが大きくなり、転炉２に装入する溶銑の温度が低くなる」、「耐火物が装入された溶銑により熱膨張し剥離したりする」等の不都合が生じる。そこで、本実施形態の場合、待機ステーション１３にある取鍋３内にバーナー等を差し入れ火炎を発生させることで、地金取り後などに取鍋３内を加熱し、上記問題が必要以上に固化することを防ぐようにしている。図８のケースＤ，Ｊなどがこの状況に相当し、このケースでは、取鍋の数を払い出しピット数＋１とした上で、更にもう１本の取鍋を用い、合計４本の取鍋を使用している。

図４，図５には、転炉設備の第２実施形態が示してある。
本転炉設備１は、脱硫ステーション１４Ａ、脱硫ステーション１４Ｂを有し、該脱硫ステーション１４Ａ、脱硫ステーション１４Ｂは、走行レール７の番号１，２の場所で、走行レール７の側方側にそれぞれ配置されている。加えて、区切り番号０の位置に前ノロカキを配置し除滓ステーション９としていると共に、転炉２Ａと転炉２Ｂの２基を備えるものとなっている。その他の構成は第１実施形態と略同様である。
本実施形態は、かかる転炉設備２で、次式を満たすように取鍋３の稼働本数を求め、求められた稼働本数分の取鍋３をクレーン４でハンドリングしつつ、転炉２に溶銑を供給することを特徴としている。

クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数
≦ （払い出しステーション数−１）
＋（脱硫ステーション数−１）
＋クレーンの全ての基数 ・・・（２）

すなわち、払い出しステーション６に適用した、クレーン４をもっとも効率的に使用するための考え方を、脱硫ステーション９にも適用したものである。取鍋３の稼働本数は、クレーン４の数２基以上であり、（払い出しステーション数−１）＋（脱硫ステーション数−１）＋クレーンの全ての基数＝（２−１）＋（２−１）＋２＝４本以下とするとよい。

本転炉設備１内での取鍋３の移動は、まず、混銑車５が転炉設備１に到着した後、払い出しステーション６Ａ，６Ｂに載置された取鍋３に、混銑車５から溶銑が注ぎ込まれる。溶銑が装入された取鍋３は、脱硫ステーション１４Ａ，１４Ｂに移送され、かかる脱硫ステーション１４で、溶銑にＣａＯ等の副原料を投入することで、溶銑内の硫黄Ｓをスラグ層へ移行し、溶銑内の硫黄成分（Ｓ）を所定のものとする。各脱硫ステーション１４Ａ，Ｂには、脱硫処理で生じたスラグを掻き出すためのノロカキ８Ａ，８Ｂが設置してあり、生じたスラグを掻き出すようにしている。

脱硫処理の終わった溶銑が装入されている取鍋３は、クレーン４Ａ，４Ｂにより転炉２Ａ，２Ｂのいずれかの前に移送され、該転炉２を傾動すると共に取鍋３を傾けることで、転炉２内に溶銑を払い出すようにする。
本実施形態では、前記脱硫ステーション１４Ａ，１４Ｂに配置されている取鍋３の本数が「脱硫ステーション総数−１」となるように、クレーン４Ａ、４Ｂで取鍋３のハンドリングを行うこととしている。すなわち、払い出しステーション６に適用した、クレーン４をもっとも効率的に使用するための考え方を、脱硫ステーション１４に適用したものである。

詳しくは、２つの脱硫ステーション１４Ａ又は１４Ｂの一方に取鍋３が常に１本配置され（脱硫ステーション数−１＝２−１＝１）、いかなる状況下でも、脱硫処理待ち状態か、脱硫処理が行われている状態としている。同時に他方の脱硫ステーション１４Ｂ又は１４Ａをいつも空き状態としている。ゆえに、クレーン４Ａ，４Ｂは、取鍋３を脱硫ステーション１４Ａ又は１４Ｂのいずれかに設置した後、隣すなわち１４Ｂ又は１４Ａにある取鍋３をすぐ把持することができるため、取鍋３の物流が非常に効率的に行われ、転炉２への溶銑供給を効率的に行うことができるようになる。

図６には、以上述べた転炉設備１の脱硫処理に相当するガントチャートが示してある。取鍋３の稼働本数は３本である。
このガントチャート中、例えば、Ｐ部に着目すると、クレーン４Ａは、脱硫ステーション１４Ｂに溶銑が装入された取鍋３を載置した後に、待ち時間なくすぐに、払い出しステーション６Ａへ移動し、払い出しの終わった取鍋３を吊り下げるようにしている。
また、Ｑ部に着目すると、クレーン４Ｂは、払い出しステーション６Ｂに空の取鍋３を据え付けた後すぐに、脱硫ステーション１４Ｂのノロカキ８が終わった取鍋３を吊り下げに行っている。Ｒ部に着目すると、クレーン４Ｂは、空の取鍋３を払い出しステーション６Ｂに据え付けた後、すぐに、脱硫ステーション１４Ａにある脱硫処理完了後の取鍋３を吊り上げるようにしている。

一方、ガントチャートのＳ部やＴ部に着目すると、取鍋３の稼働数を「払い出しステーション数＋１＝２＋１＝３」としていることにもなるため、脱硫ステーション１４Ａに第１の取鍋３が配置され、溶銑に対して処理が行われていると共に、第２の取鍋３から転炉２に溶銑装入が行われている際に、第３の取鍋３に対し前ノロカキ８Ｆで除滓処理が行われるようになっている。このように３つの取鍋３がパラレルに稼働しているため、非常に効率よく溶銑を転炉２に供給できるようになっている。図８のケースＢがこの状況に相当し、取鍋の数を払い出しピット数＋１として、３本の取鍋を使用している。これにより、従来（ケースＡ）のサイクルタイムが３３分／回に対して、クレーンサイクルが３１分／回と短くなっている。

本脱硫処理においても、第１実施形態と同様に、払い出しステーション６と除滓ステーション９とをクレーン４の移動方向にクレーン１基分以上離して設け、該払い出しステーション６及び除滓ステーション９への同時配置を許すように取鍋３をクレーン４でハンドリングすることは非常に好ましい。詳しくは、図４に示すように、払い出しステーション６Ａ（区切り番号１）に隣接する区切り番号０の場所に前ノロカキ８Ｆを配置し、除滓ステーション９として、２つの取鍋に対して溶銑払い出しと除滓を同時に行うとよい。同時に行ったとしても、払い出しステーション６Ａと除滓ステーション９とは平面視で重なり合う部分がないため、クレーン４の差し合いは起こらないものとなっている。

図７は、本実施形態で取鍋３の稼働本数を変化させた場合における、クレーン４のサイクルタイム（１周期にかかる時間）変化を示したものである。横軸は取鍋３の稼働本数であり、縦軸はクレーン４のサイクルタイムである。クレーン４のサイクルタイムが短いほど、クレーン４が効率よく稼働していることを示し、溶銑が転炉２に効率的に供給されている状況を現している。
前述の如く、取鍋３の稼働数が式（２）を満たす範囲は、２本〜４本であり、かかる本数の取鍋を用いることで、クレーン４のサイクルタイムを２５分以下とすることができるようになる。特に、取鍋３の稼働本数を４本、すなわち、式（５）を満たすようにすることで、クレーン４のサイクルタイムを最小（サイクルタイム＝略１６分）とすることができるようになる。

取鍋の稼働本数＝（払い出しステーション数ー１）
＋（脱硫ステーション数−１）
＋クレーンの全ての基数
＝（２−１）＋（２−１）＋２
＝４ ・・・（５）

図８のケースＩがこの状況に相当し、従来（ケースＦ等）のクレーンのサイクルタイムが４５分／回に対して、クレーンサイクルが３３分／回と短くなっている。

しかしながら、取鍋３の稼働本数をあまりにも増やしすぎると、逆に、各ステーション６，９で空きステーションがなくなり、取鍋３の仮置きが必要になって待ち状態が発生する状況となり、クレーン４のサイクルタイムが増加することになる。図７では、取鍋３の稼働本数を５本にした場合が、該状況に相当し、クレーンのサイクルタイムが２３分と増大するようになる。
なお、本発明の転炉への溶銑供給方法は、上記実施の形態に限定されるものではない。
すなわち、転炉は上吹き転炉、底吹き転炉、又は上底吹き転炉のいずれであってもよく、１つの転炉で脱りんと脱炭を行う、いわゆるダブルスラグ法を行っている転炉施設にも適用可能である。

また、上記実施形態では、払い出しステーションと脱硫ステーションとを備える転炉設備を例示して本発明の技術を説明したが、本発明にかかる技術は、他のステーションを備えた転炉設備に適用可能である。例えば、転炉設備が払い出しステーションと除滓ステーションを有する場合の取鍋稼働数の上限値は、

取鍋の稼働本数≦ （払い出しステーション数−１）
＋（除滓ステーション数−１）
＋クレーンの全ての基数 ・・・（３）

であり、転炉設備が払い出しステーションと脱硫ステーションと除滓ステーションとを有する場合の取鍋稼働数の上限値は、

取鍋の稼働本数≦ （払い出しステーション数−１）
＋（脱硫ステーション数−１）
＋（除滓ステーション数−１）
＋クレーンの全ての基数 ・・・（４）
となる。

第１実施形態にかかる転炉設備の正面概略図である。 第１実施形態にかかる転炉設備の平面概略図である。 第１実施形態にかかる転炉設備でのガントチャートであり、（ａ）は従来例、（ｂ）は第１実施形態のものである。 第２実施形態にかかる転炉設備の平面概略図である。 第２実施形態にかかる転炉設備の平面概略図である。 第２実施形態の転炉設備における脱硫処理ガントチャートの一部である。 取鍋の稼働本数とクレーンのサイクルタイムとの関係を示した図である。 各実施形態における操業実績が示された図である。 従来例における転炉設備の平面概略図である。

符号の説明

１ 転炉設備
２ 転炉（２Ａ〜２Ｃ）
３ 取鍋
４ クレーン（４Ａ，４Ｂ）
５ 混銑車
６ 払い出しステーション（６Ａ，６Ｂ）
９ 除滓ステーション（９Ａ，９Ｂ）
１４ 脱硫ステーション（１４Ａ，１４Ｂ）

Claims (6)

1. 転炉と、この転炉へ溶銑を装入する取鍋と、この取鍋への溶銑払い出しが行われる複数の払い出しステーションと、この払い出しステーションに対する取鍋の搬入又は搬出を行うべく取鍋をハンドリングするクレーンとを有する転炉設備で、
   次式を満たすように取鍋の稼働本数を求め、求められた稼働本数分の取鍋をクレーンでハンドリングしつつ、転炉に溶銑を供給することを特徴とする転炉への溶銑供給方法。
   クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数
   ≦ （払い出しステーション数−１）
   ＋クレーンの全ての基数 ・・・（１）
2. 転炉と、この転炉へ溶銑を装入する取鍋と、この取鍋への溶銑払い出しが行われる複数の払い出しステーションと、前記取鍋内の溶銑に対する脱硫処理が行われる脱硫ステーションと、前記払い出しステーション及び脱硫ステーションに対する取鍋の搬入又は搬出を行うべく取鍋をハンドリングするクレーンとを有する転炉設備で、
   次式を満たすように取鍋の稼働本数を求め、求められた稼働本数分の取鍋をクレーンでハンドリングしつつ、転炉に溶銑を供給することを特徴とする転炉への溶銑供給方法。
   クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数
   ≦ （払い出しステーション数−１）
   ＋（脱硫ステーション数−１）
   ＋クレーンの全ての基数 ・・・（２）
3. 転炉と、この転炉へ溶銑を装入する取鍋と、この取鍋への溶銑払い出しが行われる複数の払い出しステーションと、前記取鍋内のスラグの排出処理が行われる除滓ステーションと、前記払い出しステーション及び除滓ステーションに対する取鍋の搬入又は搬出を行うべく取鍋をハンドリングするクレーンとを有する転炉設備で、
   次式を満たすように取鍋の稼働本数を求め、求められた稼働本数分の取鍋をクレーンでハンドリングしつつ、転炉に溶銑を供給することを特徴とする転炉への溶銑供給方法。
   クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数
   ≦ （払い出しステーション数−１）
   ＋（除滓ステーション数−１）
   ＋クレーンの全ての基数 ・・・（３）
4. 転炉と、この転炉へ溶銑を装入する取鍋と、この取鍋への溶銑払い出しが行われる複数の払い出しステーションと、前記取鍋内の溶銑に対する脱硫処理が行われる脱硫ステーションと、前記取鍋内のスラグの排出処理が行われる除滓ステーションと、前記払い出しステーション、脱硫ステーション及び除滓ステーションに対する取鍋の搬入又は搬出を行うべく取鍋をハンドリングするクレーンとを有する転炉設備で、
   次式を満たすように取鍋の稼働本数を求め、求められた稼働本数分の取鍋をクレーンでハンドリングしつつ、転炉に溶銑を供給することを特徴とする転炉への溶銑供給方法。
   クレーンの全ての基数 ＜ 取鍋の稼働本数
   ≦ （払い出しステーション数−１）
   ＋（脱硫ステーション数−１）
   ＋（除滓ステーション数−１）
   ＋クレーンの全ての基数 ・・・（４）
5. 前記転炉設備は、取鍋の補修や地金取り作業を行う待機ステーションを有しており、請求項１〜４のいずれかで設定された取鍋の稼働本数＋１の取鍋を稼働させた上で、該取鍋のいずれか１つを前記待機ステーションに配置するようにクレーンを操作することを特徴とする転炉への溶銑供給方法。
6. 前記待機ステーションにある取鍋に対して加熱を行うようにしていることを特徴とする請求項５に記載の転炉への溶銑供給方法。

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