JP4991369B2

JP4991369B2 - 溶鋼処理設備

Info

Publication number: JP4991369B2
Application number: JP2007098657A
Authority: JP
Inventors: 周平北村; 宏明酒井
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2027-04-04
Also published as: JP2008255412A

Description

本発明は、溶鋼処理設備に関する。

高級鋼などを製造する２次精錬処理では、転炉から出鋼した溶鋼を搬送する取鍋を使用する取鍋（炉外）精錬工程で行われている。このような取鍋精錬工程では、脱硫、脱酸素等を行い合金鋼を得る目的でニッケル、クロム、モリブデンおよびバナジウム等の合金元素が溶鋼に溶解される。取鍋精錬は、ＡＳＥＡ−ＳＫＦ法、ＬＦ（Ladle Furnace）法、ＲＨ法、またはこれらの組み合わせにより行われる。取鍋精錬された溶鋼は、通常、次工程の連続鋳造に移送され鋳造される。
近年、鋼の生産量は増加しており、生産能力を上げるためには連続鋳造機の鋳造速度を能力の上限まで上げることが望ましい。連続鋳造機の鋳造速度が上がると連続鋳造工程の前工程である２次精錬処理においても処理する溶鋼量を上げなくてはならない。即ち、取鍋精錬のサイクルタイムを短くして連続鋳造機に溶鋼を供給する供給頻度を増加させる必要がある。

ところで、ＡＳＥＡ−ＳＫＦ法およびＬＦ法による取鍋精錬では、添加される合金元素を溶鋼に溶解したり溶鋼を所定温度で次工程（連続鋳造工程）に出鋼するために、アーク放電等により溶鋼が加熱される。通常の取鍋精錬では、転炉工程において溶鋼が装入された取鍋は、軌道上を走行する台車に載置された上でアーク加熱設備および合金添加設備等が設置された特定の場所に運搬されて、台車に載置されたまま、または取鍋がクレーン等により台車から所定の場所に据え付けられ、処理されている（特許文献１）。
このような取鍋精錬においては、従来より、取鍋に収容された溶鋼処理のサイクルタイムを、一定間隔で転炉工程から送られてくる取鍋の取り回し等を効率的に行うことによって短縮することが試みられている。

例えば、特許文献２には、取鍋の取り回し等を効率的に行うため、鍋降載場、取鍋加熱装置および脱ガス装置を円環状の閉ループ上に配置し、溶鋼収容取鍋を閉ループ上で移動させながらこれに加熱、脱ガス処理等を行って、全処理時間（サイクルタイム）の短縮による生産性の向上と設備費の低減とを同時に図る発明が開示されている。
さて、特許文献３には、溶鋼を処理する精錬処理ではないが、複数の台車を用いて溶銑を効率的に処理する発明が開示されている。
即ち、特許文献３には、溶銑処理位置と交差するように溶銑鍋台車の移送路を敷設すると共に、溶銑処理位置を挟んだ移送路の２位置に少なくとも溶銑鍋の積み替えを行う作業位置をそれぞれ敷設することが開示されている。
特開２００１−８７８５２号公報特公平２−９０８４号公報特開平４−１７６１０号公報

特許文献２に示す技術では、複数の溶鋼収容取鍋が閉ループ上で連なって移動するという構成となっていることから、処理が終わった一部の溶鋼収容取鍋を、他の溶鋼収容取鍋に対する処理が完了しない限り、次の処理の場所に移動させることができないという問題がある。即ち、各処理の中で最も処理時間の長い処理が終了するまですべての溶鋼収容取鍋を次の処理場所に搬送することができないという問題がある。
特許文献３に示す技術では、溶銑処理位置を挟んだ移送路の２位置で溶銑鍋の積み替えを行い、溶銑処理位置へと溶銑鍋を台車を用いて搬送することができ、効率化が期待できる。しかしながら、溶銑処理と取鍋精錬とでは処理形態が全く異なる。即ち、特許文献３の技術を、合金の添加や溶鋼の加熱等を行う取鍋精錬に適用することは不可能であるのが実情である。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、加熱および合金添加による溶鋼の成分調整を行う取鍋精錬のサイクルタイムを短縮することができる溶鋼処理設備を提供することを目的とする。

本発明の技術的手段は、転炉から出鋼された溶鋼に対して２次精錬処理を行う溶鋼処理設備において、溶鋼の処理を行う第１処理ステーションと、前記第１処理ステーションに隣接して溶鋼の処理を行う第２処理ステーションと、前記第１処理ステーションとは反対側で前記第２処理ステーションに隣接して溶鋼の処理を行う第３処理ステーションと、前記第１処理ステーション、第２処理ステーション及び第３処理ステーションにそれぞれ配置されて溶鋼に対して合金添加を行う合金添加装置と、前記第１処理ステーション、第２処理ステーション及び第３処理ステーションにそれぞれ配置されて溶鋼に対して攪拌を行う攪拌装置と、前記第２処理ステーションに配置されて溶鋼に対して加熱を行う加熱装置と、前記溶鋼を収容した取鍋を載置可能で載置した取鍋を前記第１処理ステーションと第２処理ステーションとの間で搬送する第１搬送台車と、前記溶鋼を収容した取鍋を載置可能で載置した取鍋を前記第２処理ステーションと第３処理ステーションとの間で搬送する第２搬送台車とを備えている点にある。

本発明の他の技術的手段は、転炉から出鋼された溶鋼に対して２次精錬処理を行う溶鋼処理設備において、溶鋼の処理を行う第１処理ステーションと、前記第１処理ステーションに隣接して溶鋼の処理を行う第２処理ステーションと、前記第１処理ステーションとは反対側で前記第２処理ステーションに隣接して溶鋼の処理を行う第３処理ステーションと、前記第１処理ステーション、第２処理ステーション及び第３処理ステーションにそれぞれ配置されて溶鋼に対して合金添加を行う合金添加装置と、前記第２処理ステーションに配置されて溶鋼に対して加熱を行う加熱装置と、前記溶鋼を収容した取鍋を載置可能で載置した取鍋を前記第１処理ステーションと第２処理ステーションとの間で搬送する第１搬送台車と、前記溶鋼を収容した取鍋を載置可能で載置した取鍋を前記第２処理ステーションと第３処理ステーションとの間で搬送する第２搬送台車と、第１搬送台車と第２搬送台車とのそれぞれに設けられて取鍋内の溶鋼を攪拌する攪拌装置とを備えている点にある。

２次精錬処理（取鍋精錬）においては、転炉から出鋼した溶鋼に合金添加をすることで溶鋼の成分調整を行うことが必要不可欠である。また、転炉から出鋼した溶鋼上にはスラグが浮上しているのが一般的である。スラグ上から溶鋼に対して合金添加を添加してもスラグ上に合金が留まるため、合金と溶鋼とが十分に混ざり合わないことがある。そこで、取鍋精錬においては、合金添加をする際、溶鋼を加熱することでスラグを溶融した上で合金添加をすることが必要不可欠である。
そこで、発明者は、取鍋精錬において加熱及び合金添加をしながらサイクルタイムを短くする方法について、様々な角度から検証を行った。具体的には、発明者は、まず、溶鋼処理設備において、第１処理ステーションで合金添加を行い、この第１処理ステーションに隣接する第２処理ステーションで加熱および合金添加を行い、第１処理ステーションとは反対側で第２処理ステーションに隣接する第３処理ステーションで合金添加を行うことで、溶鋼の処理を分業可能にし、処理の高速化を図った。

また、各ステーションに素早く溶鋼が収容された取鍋を搬送できるように、取鍋を搬送する台車を独立して移動させることとした。

本発明によると、加熱および合金材料の添加による溶鋼の成分調整において取鍋精錬のサイクルタイムを短縮することができる溶鋼処理設備を提供することができる。

本発明の溶鋼処理設備について説明する。
本発明の溶鋼処理設備は、例えば、転炉から出鋼された溶鋼に対して２次精錬処理（取鍋精錬）を行うものである。
図１に示すように、溶鋼処理設備１は、第１処理ステーションと、第２処理ステーションと、第３処理ステーションと、各ステーションに跨って敷設された軌道２と、この軌道２上を移動可能な２台の台車３ａ，３ｂと、この台車３ａ，３ｂに載置される取鍋４と、合金を添加する複数の合金添加装置５、取鍋４内の溶鋼を加熱する加熱装置６と、複数の攪拌装置７を有している。以降、説明の便宜上、台車３ａを第１搬送台車、台車３ｂを第２搬送台車とする。

第１処理ステーションと第２処理ステーションとは隣接していて、第３処理ステーションは第２処理ステーションを挟んで第１処理ステーションとは反対側にあると共に第２処理ステーションに隣接している。
第１処理ステーション、第２処理ステーション、第３処理ステーションのそれぞれには合金添加装置５及び攪拌装置７が配置され、中央の第２処理ステーションには加熱装置６が配置されている。第１処理ステーション及び第３処理ステーションでは攪拌装置７によって取鍋４内の溶鋼を攪拌しながら合金添加装置５によって取鍋４内の溶鋼に合金添加を行う。また、第１処理ステーション及び第３処理ステーションでは取鍋４の搬入及び搬出を行う。第２処理ステーションでは加熱装置６によって取鍋４内の溶鋼加熱を行うと共に、攪拌装置７によって溶鋼を攪拌しながら合金添加装置５によって取鍋４内の溶鋼に合金添加を行うことができるようになっている。

第１搬送台車３ａは、溶鋼を収容した取鍋４を載置可能で載置した取鍋４を第１処理ステーションと第２処理ステーションとの間で搬送するもので、第１処理ステーションと第２処理ステーションに停車することができる。第２搬送台車３ｂは、第１搬送台車３ａと同様に溶鋼を収容した取鍋４を載置可能で載置した取鍋４を第２処理ステーションと第３処理ステーションとの間で搬送するもので、第２処理ステーションと第３処理ステーションに停車することができる。
第１搬送台車３ａ及び第２搬送台車３ｂは、軌道２を走行する車輪２０を備えた車体２１と、車輪２０を回転駆動するモータ２２と、車体２１上に設けられ当該車体２１に載置された取鍋４を支持する支持体２３とを備えている。第１搬送台車３ａ及び第２搬送台車３ｂのモータの駆動及び停止等の制御は、オペレータ（操作者）の遠隔操作によりなされる。

加熱装置６は、電極６ａを取鍋４内に挿入して放電させる電極加熱式のものであって、第２処理ステーションの上方に上下移動自在に配置されている。加熱装置６の電極６ａは、第２処理ステーションに第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂが停車して当該台車に搭載した取鍋４内の溶鋼を加熱する際、第２処理ステーションの上方から取鍋４（第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂ）に向けて下降し、取鍋４内の溶鋼４上でアーク放電するようになっている。また、加熱装置６の電極６ａは、第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂが軌道２上を走行する際には、上昇して第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂに干渉しないようになっている。

攪拌装置７は、交番磁場を形成させてローレンツ力により取鍋４内の溶鋼を流動させ撹拌を行う電磁式のものであって、各第１処理ステーション、第２処理ステーション、第３処理ステーションの側方に配置されている。攪拌装置７は取鍋４の外周形状に沿った形状で且つ交番磁場をかける円弧状の磁場発生部２４を有している。この磁場発生部２４は、軌道２と直交する方向に移動自在であって、各ステーションに第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂが停車して当該台車に搭載した取鍋４内の溶鋼に合金添加を行う際、各ステーションの側方から取鍋４（第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂ）に向けて移動し、取鍋４内の溶鋼に近接するようになっている。また、磁場発生部２４は、第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂが軌道２上を走行する際には、軌道２から離れる方向に移動（退避）するようになっている。

合金添加装置５は、溶鋼成分を調整するための様々な合金を第１搬送台車３ａ，第２搬送台車３ｂに設置された取鍋４内に添加するものであり、ホッパーまたはシューター等の装置から構成されている。合金添加装置５は、各ステーションに第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂが停車して当該台車に搭載した取鍋４内の溶鋼に合金添加する際、所定の合金を取鍋４に向けて落下させるようになっている。また、合金添加装置５は、第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂが軌道２上を走行する際には、ホッパー等を閉鎖して合金を落下させないようになっている。

図２に示すように、各合金添加装置５は合金搬送装置８に接続されており、合金搬送装置８から搬送された合金を第１処理ステーション、第２処理ステーション、第３処理ステーションの上方から取鍋４に向けて投入するようになっている。合金搬送装置８は、合金が種類毎に貯蔵された複数の貯蔵ホッパー１０と、各貯蔵ホッパー１０から供給された各種合金の秤量をする秤量ホッパー１１と、秤量された各種合金を搬送する複数のコンベア１２と、搬送されている各種合金を各合金添加装置５へと振り分ける３方向分配シュート１３とを備えている。

合金搬送装置８によれば、溶鋼に合金を添加して処理を行う際、処理する溶鋼に応じて貯蔵ホッパー１０から秤量ホッパー１１へ供給される合金が適宜選択され、処理するのに必要な合金の量が秤量ホッパー１１で秤量されて、当該合金はコンベア１２によって搬送される。そして、合金は、処理する溶鋼に添加されるように３方向分配シュート１３によって分けられ、各位置に向けて合金を搬送するそれぞれのコンベア１２によって搬送されるようになっている。
溶鋼処理設備１の上方にはクレーン１４が配置されている。このクレーン１４によって、第１処理ステーションに停車した第１搬送台車３ａに取鍋４を据え付けたり、第１処理ステーションに停車した第１搬送台車３ａの取鍋４を搬出することができる。また、前記クレーン１４によって、第３処理ステーションに停車した第２搬送台車３ｂに取鍋４を据え付けたり、第３処理ステーションに停車した第２搬送台車３ｂの取鍋４を搬出することもできる。

以下、本発明の取鍋精錬装置を用いて取鍋精錬を行う方法を図３を用いて説明する。
図３は取鍋精錬の手順を示したものであって、処理の手順は紙面左側の上から下へ進み、続いて紙面右側の上から下へ進むものである。なお、図３における説明では、第１搬送台車３ａに載置する取鍋を第１取鍋４ａ又は第３取鍋４ｃとする。第２搬送台車３ｂに載置する取鍋４を第２取鍋４ｂ又は第４取鍋４ｄとする。図３における説明で、（）内の数値は手順の番号を示している。また、取鍋精錬の説明において、第１処理ステーションでの第１搬送台車３ａの停車位置（処理位置）を第１位置、第２処理ステーションでの第１搬送台車３ａ及び第２搬送台車３ｂの停車位置を第２位置、第３処理ステーションでの第２搬送台車３ｂの停車位置を第３位置とする。

溶鋼処理設備１において取鍋精錬を行う際、まず、図３（ａ）に示すように、第１位置に第１搬送台車３ａを位置させると共に、第３位置に第２搬送台車３ｂを位置させ（１）、第１位置にある第１搬送台車３ａに溶鋼が収容された第１取鍋４ａを据え付ける（２）。
図３（ｂ）に示すように、第１取鍋４ａを据え付け後、第１搬送台車３ａを第２位置に移動させ（３）、第２位置にある第１取鍋４ａの溶鋼に対して加熱および合金添加を行うことで溶鋼成分の粗調整を行う（４）。

図３（ｃ）に示すように、第２位置にて第１取鍋４ａに対する加熱および合金添加終了後、第１搬送台車３ａを第１位置に移動させる（５）。
図３（ｄ）に示すように、第１位置にある第１取鍋４ａの溶鋼に対して合金添加することで溶鋼成分の微調整を行う（６）。なお、図３（ｂ）〜（ｄ）の処理中に、第３位置にある第２搬送台車３ｂに第２取鍋４ｂを据え付ける（７）。
図３（ｅ）に示すように、第２搬送台車３ｂに第２取鍋４ｂを据え付け後であって第１搬送台車３ａが第１位置へ移動後、第３位置にある第２搬送台車３ｂを第２位置に移動させる（８）。

図３（ｆ）に示すように、第２位置にある第２取鍋４ｂの溶鋼に対して加熱および合金添加を行うことで溶鋼成分の粗調整を行う（９）。
図３（ｇ）に示すように、第１位置にて第１取鍋４ａの溶鋼に対する合金添加終了後、当該第１取鍋４ａの溶鋼の温度が目標範囲であれば第１取鍋４ａを搬出する（１０）。
図３（ｈ）に示すように、第２位置にて第２取鍋４ｂに対する加熱および合金添加終了後、第２搬送台車３ｂを第３位置に移動させ（１１）、第３位置にある第２取鍋４ｂの溶鋼に対して合金添加を行うことで溶鋼成分の微調整を行う（１２）。

図３（ｉ）に示すように、第１位置にある第１搬送台車３ａに溶鋼が収容された第１取鍋４ａとは異なる他の第３取鍋４ｃを据え付ける（１３）。
図３（ｊ）に示すように、第３取鍋４ｃ据え付け後、第１搬送台車３ａを第２位置に移動させる（１４）。
図３（ｋ）に示すように、第２位置にある第３取鍋４ｃの溶鋼に対して加熱および合金添加を行うことで溶鋼成分の粗調整を行う（１５）と共に、第３位置にて第２取鍋４ｂの溶鋼に対する合金添加終了後、当該第２取鍋４ｂの溶鋼の温度が目標範囲であれば第２取鍋４ｂを搬出する（１６）。

図３（ｌ）に示すように、第２位置にて第３取鍋４ｃに対する加熱および合金添加終了後、第１搬送台車３ａを第１位置に移動させる（１７）。
図３（ｍ）に示すように、第１位置にある第３取鍋４ｃの溶鋼に対して合金添加を行うことで溶鋼成分の微調整を行う（１８）。なお、第３取鍋４ｃの処理中に、第３位置にある第２搬送台車３ｂに第４取鍋４ｄを据える（１９）。
図３に示すように、以降、第３取鍋４ｃを第１取鍋４ａとして、第４取鍋４ｄを第２取鍋４ｂとして、上記（８）〜（１９）の手順に従って繰り返し処理を行う（２０）。

上記の手順（１０）において、第１取鍋４ａの溶鋼の温度が目標範囲でないときは、次の処理を経て、手順（１１）へ進む。
図４（ａ）に示すように、第２位置に第２搬送台車３ｂがない場合、第１搬送台車３ａを第２位置に移動させ、第２位置にある第１取鍋４ａの溶鋼に対して加熱を行う（１０−１）。
図４（ｂ）に示すように、第１取鍋４ａの溶鋼の温度を目標範囲まで昇熱すると、第１搬送台車３ａを第１位置に移動させる（１０−２）。

図４（ｃ）に示すように、第１位置にある第１搬送台車３ａ上の第１取鍋４ａを搬出する（１０−３）。
図４（ｄ）に示すように、上記手順（１０−１）において、第１搬送台車３ａを第２位置に移動させる際に、第２位置に第２搬送台車３ｂがあるときは、第２位置での粗調整を中断して第２搬送台車３ｂを第３位置に移動（退避）させる（１０−４）。
図４（ｅ）に示すように、第２搬送台車３ｂが第３位置に移動後、第１搬送台車３ａを第２位置に移動させ、第１取鍋４ａの溶鋼に対して加熱を行う（１０−５）。

図４（ｆ）に示すように、第１取鍋４ａの溶鋼の温度を目標範囲まで昇熱すると、第１搬送台車３ａを第１位置に移動させる（１０−６）。
図４（ｇ）に示すように、第２位置にて加熱処理が終了した第１搬送台車３ａを第１位置に移動させた後に、第２搬送台車３ｂを第２位置に戻し、溶鋼成分の粗調整を再開する（１０−７）。なお、加熱が終了して第１位置に戻ってきた第１取鍋４ａはクレーン１４によって搬出される。
上記の手順（１６）において、第２取鍋４ｂの溶鋼の温度が目標範囲でないときは、次の処理を経て、手順（１７）へ進む。

図４（ｈ）に示すように、第２位置に第１搬送台車３ａがない場合、第２搬送台車３ｂを第２位置に移動させ、第２位置にある第２取鍋４ｂの溶鋼に対して加熱を行う（１６−１）。
図４（ｉ）に示すように、第２取鍋４ｂの溶鋼の温度を目標範囲まで昇熱すると、第２搬送台車３ｂを第３位置に移動させる（１６−２）。
図４（ｊ）に示すように、第３位置にある第２搬送台車３ｂ上の第２取鍋４ｂを搬出する（１６−３）。

図４（ｋ）に示すように、上記手順（１６−１）において、第２搬送台車３ｂを第２位置に移動させる際に、第２位置に第１搬送台車３ａがあるときは、第２位置での粗調整を中断して第１搬送台車３ａを第１位置に移動（退避）させる（１６−４）。
図４（ｌ）に示すように、第１搬送台車３ａが第１位置に移動後、第２搬送台車３ｂを第２位置に移動させ、第２取鍋４ｂの溶鋼に対して加熱を行う（１６−５）。
図４（ｍ）に示すように、第２取鍋４ｂの溶鋼の温度を目標範囲まで昇熱すると、第２搬送台車３ｂを第３位置に移動させる（１６−６）。

図４（ｎ）に示すように、第２位置にて加熱処理が終了した第２搬送台車３ｂを第３位置に移動させた後に、第１搬送台車３ａを第２位置に戻し、溶鋼成分の粗調整を再開する（１６−７）。なお、加熱が終了して第３位置に戻ってきた第２取鍋４ｂはクレーン１４によって搬出される。図４における説明で、（）内の数値は手順の番号を示している。上記手順の説明において、第１位置、第２位置及び第３位置にて合金添加を行う際は、攪拌装置７が取鍋４に近接して取鍋４内の溶鋼を攪拌するようになっている。
図５〜９は、上記手順にしたがって溶鋼の処理を行った実施例と、上記手順と異なる方法で処理を行った比較例との処理のガントチャートを示したものである。図５〜９のガントチャートにおいて、「溶鋼加熱」とは第２位置の加熱装置６において溶鋼の加熱を行った作業を示している。溶鋼加熱の時間は２０分である。また、図５〜９において、「成分調整」とは第１位置、第２位置、第３位置の合金添加装置５において溶鋼に合金を添加（合金添加）と溶鋼の攪拌（溶鋼攪拌）とを行うことで溶鋼の成分調整を行う作業を示している。合金添加の時間は２０分である。各第１位置、第２位置、第３位置間において、第１搬送台車３ａ，第２搬送台車３ｂの移動時間は１５０ｓｅｃ／回である。第２位置にて溶鋼の再加熱する時間は５分である。

クレーン１４による取鍋４の据え付けや搬出時間は１０分／回であり、取鍋４を搬出してから他の取鍋４を据え付けるまでの時間は少なくとも２０分を要する。例えば、第１位置にて取鍋４を搬出後、他の取鍋４を第１位置の第１搬送台車３ａに据え付けるまでの時間は少なくとも２０分を要する。また、下記の説明で溶鋼に対して合金添加を行う際は、攪拌装置７によって取鍋４内の溶鋼を攪拌する。
図５に示すように、第１位置において第１搬送台車３ａに第１取鍋４ａを据え付けが終了すると（＃１１）、第１搬送台車３ａは第２位置に移動して停車する（＃１２）。第１搬送台車３ａの停止後、第２位置にある第１取鍋４ａ内に加熱装置６の電極６ａが挿入され、第１取鍋４ａの溶鋼が加熱される（＃１３）。溶鋼の加熱と略同時に合金添加装置５によって合金が添加され、溶鋼の成分調整（溶鋼成分の調整）が行われる。なお、第２位置における溶鋼の成分調整は大まかな成分調整（粗調整）であって、第１位置や第３位置にて成分の細かい調整（微調整）を行うこととしている。言い換えれば、粗調整と微調整との２回の調整によって、２次精錬における溶鋼の成分調整が完了できるようにしている。

第２位置での第１取鍋４ａの加熱及び成分調整（粗調整）が完了する頃、第３位置にある第２搬送台車３ｂに第２取鍋４ｂの据え付けが終了している（＃１４）。第２位置において第１取鍋４ａの溶鋼に対する加熱及び粗調整後、第１搬送台車３ａは第２位置から第１位置へと移動する（＃１５）。第１搬送台車３ａが第１位置へ向けて移動している頃、第３位置にある第２搬送台車３ｂは第２位置に向けて移動する（＃１６）。
第１搬送台車３ａが第１位置で停車後、第１位置にある第１取鍋４ａ内に合金が添加され、第１取鍋４ａの溶鋼成分が微調整される（＃１７）。第１位置にて第１取鍋４ａの溶鋼に対する微調整が行われている頃、第２位置に移動した第２搬送台車３ｂが第２位置で停車し、第２位置にある第２取鍋４ｂ内に加熱装置６の電極６ａが挿入され、第２取鍋４ｂの溶鋼が加熱される（＃１８）。第２取鍋４ｂの溶鋼への加熱と略同時に合金添加装置５によって合金が添加され、溶鋼成分の調整が行われる。

第２位置にて第２取鍋４ｂの溶鋼の加熱及び合金添加（成分調整）が行われている頃、第１位置で行われていた第１取鍋４ａの溶鋼に対する溶鋼成分の微調整が完了し、第１取鍋４ａの溶鋼の温度が目標範囲であるならば、クレーン１４によって第１取鍋４ａは搬出される（＃１９）。
第２取鍋４ｂの溶鋼の加熱及び粗調整後、第２搬送台車３ｂは第２位置から第３位置へと移動する（＃２０）。第２搬送台車３ｂが第３位置で停車後、第３位置にある第２取鍋４ｂ内に合金が添加され、第２取鍋４ｂの溶鋼成分が微調整される（＃２１）。第３位置にて第２取鍋４ｂの溶鋼成分が微調整されている頃、第１位置にある第１搬送台車３ａ上に第３取鍋４ｃがクレーン１４によって据え置かれる（＃２２）。その後、第１搬送台車３ａは第２位置に移動して停車し（＃２３）、第２位置の第３取鍋４ｃの溶鋼に対して加熱及び合金添加（成分調整）が行われる（＃２４）。

第３取鍋４ｃの溶鋼に対して処理が行われている頃、第３位置で行われていた第２取鍋４ｂの溶鋼に対する微調整が完了し、第２取鍋４ｂの溶鋼の温度が目標範囲であるならば、クレーン１４によって第２取鍋４ｂは搬出される（＃２５）。第２取鍋４ｂの搬出後、第３位置の第２搬送台車３ｂには第４取鍋４ｄが据え付けられる。以降、実施例１では、第３取鍋４ｃを第１取鍋４ａと同様に考え、第４取鍋４ｄを第２取鍋４ｂと同様に考えると、＃１４〜＃２５処理が繰り返し行われる。
図５に示すように、実施例１では、第１位置や第３位置からそれぞれ取鍋４を６７．５分に１回のペースで搬出することができ、溶鋼処理設備１から見ると３３．７５分に１回のペースで連続鋳造機に向けて取鍋精錬が終了した溶鋼を供給することができる。即ち、実施例１における取鍋精錬のサイクルタイムは３３．７５分となる。

図６は、第１取鍋４ａや第２取鍋４ｂを搬出する際に溶鋼の温度が目標温度に達しなかった実施例２を示している。実施例２では、実施例１と同様の部分は同符号を付して説明を省略する。
第１位置で行われていた第１取鍋４ａの溶鋼への微調整が完了後、第１取鍋４ａの溶鋼の温度が目標範囲でない場合、第１搬送台車３ａは第２位置に向けて移動する（＃３０）。第１搬送台車３ａが第２位置に停車すると、第１取鍋４ａに電極６ａが挿入され、溶鋼の再加熱が行われる（＃３１）。第２位置において第１取鍋４ａの再加熱が行われ、溶鋼の温度が目標温度に達すると、第１搬送台車３ａは第１位置に向けて移動する（＃３２）。

第３位置で行われていた第１取鍋４ａの溶鋼への微調整が完了後、第２取鍋４ｂの溶鋼の温度が目標範囲でない場合、第２搬送台車３ｂは第２位置に向けて移動する（＃３５）。第２搬送台車３ｂが第２位置に停車すると、第２取鍋４ｂに電極６ａが挿入され、溶鋼の再加熱が行われる（＃３６）。第２位置において第２取鍋４ｂの再加熱が行われ、溶鋼の温度が目標温度に達すると、第２搬送台車３ｂは第３位置に向けて移動する（＃３７）。
図６に示すように、実施例２では、第１位置や第３位置からそれぞれ取鍋４を７７．５分に１回のペースで搬出することができ、溶鋼処理設備１から見ると３８．７５分に１回のペースで連続鋳造機に向けて取鍋精錬が終了した溶鋼を供給することができる。即ち、実施例２における取鍋精錬のサイクルタイムは３７．５分となる。

図７は、２つの位置で溶鋼の処理を行った比較例１を示している。比較例１では、第２位置において溶鋼加熱及び合金添加（成分調整）を行った。第２位置において、溶鋼の粗調整と微調整との両方を行う合金添加を実施した。成分調整の時間は４０分である。台車は第１搬送台車３ａの１台とした。
図７に示すように、第１位置において第１搬送台車３ａに第１取鍋４ａを据え付けが終了した後（＃４０）、第１搬送台車３ａは第２位置に移動して停車する（＃４１）。第２位置において第１取鍋４ａの溶鋼に対して加熱及び合金添加（成分調整）を行う（＃４２）。合金添加終了後（微調整後）、第１搬送台車３ａは第１位置に移動して、第１位置において第１取鍋４ａが搬出される（＃４３）。

図７に示すように、比較例１では、第１位置から取鍋４が６５分に１回のペースで搬出することとなり溶鋼処理設備１から見ると６５分に１回のペースで連続鋳造機に向けて取鍋精錬が終了した溶鋼を供給することになる。即ち、比較例１における取鍋精錬のサイクルタイムは６５分となる。
図８は、図７に示した比較例１に対して３つの位置で溶鋼の処理を行った比較例２を示している。比較例２では、比較例１と同様の部分は同符号を付して説明を省略する。台車は第１搬送台車３ａと第２搬送台車３ｂの２台とした。

図８に示すように、第２位置での第１取鍋４ａの加熱及び成分調整が完了する頃、第３位置にある第２搬送台車３ｂに第２取鍋４ｂの据え付けが終了している（＃５０）。第２位置において第１取鍋４ａの溶鋼に対する加熱及び成分調整後、第１搬送台車３ａは第２位置から第１位置へと移動し、移動後、第１位置から第１取鍋４ａが搬出される（＃５１）。第１搬送台車３ａが第１位置へ向けて移動している頃、第３位置にある第２搬送台車３ｂは第２位置に向けて移動する（＃５２）。
第２搬送台車３ｂが第２位置で停車後、第２位置において第１取鍋４ａの溶鋼に対して加熱及び合金添加（成分調整）を行う（＃５３）。第２位置での第２取鍋４ｂの加熱及び成分調整が完了する頃、第１位置にある第１搬送台車３ａに第３取鍋４ｃの据え付けが終了している（＃５４）。第２位置において第２取鍋４ｂの溶鋼に対する加熱及び成分調整後、第２搬送台車３ｂは第２位置から第３位置へと移動し、移動後、第１位置から第２取鍋４ｂが搬出される（＃５５）。第２取鍋４ｂの搬出後、第３位置の第２搬送台車３ｂには第４取鍋４ｄが据え付けられる。第２搬送台車３ｂが第３位置へ向けて移動している頃、第１位置にある第１搬送台車３ａは第２位置に向けて移動する（＃５７）。

以降、比較例２では、第３取鍋４ｃを第１取鍋４ａと同様に考え、第４取鍋４ｄを第２取鍋４ｂと同様に考えると、上記に示した動作が繰り返し行われる。
図８に示すように、比較例２では、第１位置や第３位置から取鍋４が８７．５分に１回のペースで搬出することとなり溶鋼処理設備１から見ると４３．７５分に１回のペースで連続鋳造機に向けて取鍋精錬が終了した溶鋼を供給することになる。即ち、比較例２における取鍋精錬のサイクルタイムは４３．７５分となる。
図９は、３つの位置で溶鋼の処理を行った比較例３を示している。比較例３では、第１位置や第３位置にて、溶鋼の粗調整と微調整との両方を行う合金添加を実施した。成分調整の時間は４０分である。台車は第１搬送台車３ａと第２搬送台車３ｂの２台とした。

図９に示すように、第１位置において第１搬送台車３ａに第１取鍋４ａを据え付けが終了すると（＃６０）、第１搬送台車３ａは第２位置に移動して停車する（＃６１）。第１搬送台車３ａの停止後、第２位置にある第１取鍋４ａ内に加熱装置６の電極６ａが挿入され、第１取鍋４ａの溶鋼が加熱される（＃６２）。第２位置において第１取鍋４ａの溶鋼に対する加熱終了後、第１搬送台車３ａは第２位置から第１位置へと移動する（＃６３）。第１搬送台車３ａが第１位置で停車後、第１位置にある第１取鍋４ａ内に合金が添加され、第１取鍋４ａの溶鋼成分の調整が行われる（＃６４）。

第１位置にて第１取鍋４ａの溶鋼に対する成分調整が行われている頃、第３位置にある第２搬送台車３ｂに第２取鍋４ｂの据え付けが終了している（＃６５）。第３位置にある第２搬送台車３ｂは第２位置に向けて移動する（＃６６）。第２位置にある第２取鍋４ｂ内に加熱装置６の電極６ａが挿入され、第２取鍋４ｂの溶鋼が加熱される（＃６７）。第２取鍋４ｂの溶鋼の加熱後、第２搬送台車３ｂは第２位置から第３位置へと移動する（＃６８）。第２搬送台車３ｂが第３位置で停車後、第３位置にある第２取鍋４ｂ内に合金が添加され、第２取鍋４ｂの溶鋼成分の調整が行われる（＃６９）。

第３位置にて第２取鍋４ｂの溶鋼成分の調整が行われている頃、第１取鍋４ａの成分調整が終了して第１取鍋４ａがクレーン１４によって第１位置から搬出される（＃７０）。第３位置にて第２取鍋４ｂの溶鋼成分の調整が行われている間に、第１位置において第１搬送台車３ａに第３取鍋４ｃが据え付けられ、第１搬送台車３ａが第１位置から第２位置へ移動している（＃７１）。さらに、第２位置において第３取鍋４ｃの溶鋼に対する加熱が行われている（＃７２）。
第２位置にて第３取鍋４ｃの溶鋼に対する加熱が行われている頃、第３位置にて第２取鍋４ｂの溶鋼成分の調整が終了し、第２取鍋４ｂがクレーン１４によって第３位置から搬出される（＃７３）。第２取鍋４ｂの搬出後、第３位置の第２搬送台車３ｂには第４取鍋４ｄが据え付けられる。

以降、比較例３では、第３取鍋４ｃを第１取鍋４ａと同様に考え、第４取鍋４ｄを第２取鍋４ｂと同様に考えると、上記に示した動作が繰り返し行われる。
図９に示すように、比較例３では、第１位置や第３位置から取鍋４が１０３分に１回のペースで搬出することとなり溶鋼処理設備１から見ると５１．５分に１回のペースで連続鋳造機に向けて取鍋精錬が終了した溶鋼を供給することになる。即ち、比較例３における取鍋精錬のサイクルタイムは５１．５分となる。
表１は、実施例１、２及び比較例１〜３における溶鋼の処理のサイクルタイム（搬出ピッチ）をまとめたものである。

表１の実施例１、２に示すように、溶鋼に対する合金添加を第１位置、第２位置、第３位置のぞれぞれの位置で行うと共に、溶鋼の加熱を第２位置で行うことにより、溶鋼の処理のサイクルを低減することができる。しかも、実施例１及び２では、第２位置において合金添加と加熱とを同時（加熱をしながら合金添加を行う）に行うと共に、１つの取鍋４に対する成分調整を２回に分けているので、合金添加と加熱とにかかるトータル時間が非常に短くなり、溶鋼の処理のサイクルタイムを大幅に低減することができる。言い換えれば、第２位置において溶鋼に対する加熱と合金添加との処理を同じ時間帯で開始及び終了すると共に、合金添加を２回に分けてそれぞれ異なる位置で行っているので、取鍋精錬における処理を早くすることができる。

一方で、比較例１〜３では、実施例に比べ少なくとも５分以上サイクルタイムが長く、生産性が低いものとなった。
以上、本発明の取鍋精錬装置１によれば、取鍋精錬におけるサイクルタイムが短縮化することができ、連続鋳造における１チャージ当たりの鋳造時間を短縮することが可能になる。よって、取鍋製錬工程における溶鋼処理能力によって鋳造工程における生産量が制限されている場合には、鋳造速度アップ分の増産効果が得られる。
また、取鍋精錬処理時間の短縮、鋳造時間の短縮、および溶鋼を取鍋に受けてからの待機時間解消による熱ロス低減によって、電力費用の低減および二酸化炭素発生量低減効果が得られる。

上述した取鍋精錬装置１は本実施形態に限定されない。例えば、上記の実施形態では、第１処理ステーション、第２処理ステーション、第３処理ステーションのそれぞれに溶鋼を攪拌する攪拌装置７を設けるようにしているがこれに代え、第１搬送台車３ａ、第２搬送台車３ｂに攪拌装置７を設けるようにしてもよい。この場合、磁場発生部２４は、第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂに取鍋４を載置した場合、取鍋４と近接するように当該車体２１に移動不能に固定されてる。よって、攪拌装置７（磁場発生部２４）は第１搬送台車３ａや第２搬送台車３ｂの移動に伴って当該台車と共に移動するようになっている。

取鍋精錬装置の概略平面図である。合金添加装置及び合金搬送装置を説明する図である。溶鋼処理を説明する図である。溶鋼処理を説明する他の図である。実施例１における溶鋼処理のガントチャートである。実施例２における溶鋼処理のガントチャートである。比較例１における溶鋼処理のガントチャートである。比較例２における溶鋼処理のガントチャートである。比較例３における溶鋼処理のガントチャートである。

符号の説明

１溶鋼処理設備
３ａ第１搬送台車
３ｂ第２搬送台車
４取鍋
４ａ第１取鍋
４ｂ第２取鍋
４ｃ第３取鍋
４ｄ第４取鍋
５合金添加装置
６加熱装置
７攪拌装置

Claims

転炉から出鋼された溶鋼に対して２次精錬処理を行う溶鋼処理設備において、
溶鋼の処理を行う第１処理ステーションと、
前記第１処理ステーションに隣接して溶鋼の処理を行う第２処理ステーションと、
前記第１処理ステーションとは反対側で前記第２処理ステーションに隣接して溶鋼の処理を行う第３処理ステーションと、
前記第１処理ステーション、第２処理ステーション及び第３処理ステーションにそれぞれ配置されて溶鋼に対して合金添加を行う合金添加装置と、
前記第１処理ステーション、第２処理ステーション及び第３処理ステーションにそれぞれ配置されて溶鋼に対して攪拌を行う攪拌装置と、
前記第２処理ステーションに配置されて溶鋼に対して加熱を行う加熱装置と、
前記溶鋼を収容した取鍋を載置可能で前記第１処理ステーションと第２処理ステーションとの間を移動する第１搬送台車と、
前記溶鋼を収容した取鍋を載置可能で前記第２処理ステーションと第３処理ステーションとの間を前記第１搬送台車とは独立して移動する第２搬送台車とを備えていることを特徴とする溶鋼処理設備。
転炉から出鋼された溶鋼に対して２次精錬処理を行う溶鋼処理設備において、
溶鋼の処理を行う第１処理ステーションと、
前記第１処理ステーションに隣接して溶鋼の処理を行う第２処理ステーションと、
前記第１処理ステーションとは反対側で前記第２処理ステーションに隣接して溶鋼の処理を行う第３処理ステーションと、
前記第１処理ステーション、第２処理ステーション及び第３処理ステーションにそれぞれ配置されて溶鋼に対して合金添加を行う合金添加装置と、
前記第２処理ステーションに配置されて溶鋼に対して加熱を行う加熱装置と、
前記溶鋼を収容した取鍋を載置可能で前記第１処理ステーションと第２処理ステーションとの間を移動する第１搬送台車と、
前記溶鋼を収容した取鍋を載置可能で前記第２処理ステーションと第３処理ステーションとの間を前記第１搬送台車とは独立して移動する第２搬送台車と、
第１搬送台車と第２搬送台車とのそれぞれに設けられて取鍋内の溶鋼を攪拌する攪拌装置とを備えていることを特徴とする溶鋼処理設備。