JP5230062B2

JP5230062B2 - 転炉設備の操業方法

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Publication number: JP5230062B2
Application number: JP2005226985A
Authority: JP
Inventors: 正信中村; 康一郎瀬村
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2025-08-04
Also published as: JP2007039766A

Description

本発明は、転炉設備の操業方法に関するものである。

現在、鉄鋼の製造の主流となっている高炉一貫鉄鋼プロセスの転炉工程においては、高炉工程と予備処理工程を経た溶銑とスクラップや冷銑、故銑等からなる冷鉄源とを転炉に装入してこれら溶銑と冷鉄源からなる原材料に脱りん処理を施す脱りん工程と、該脱りん工程を経た溶銑と冷鉄源とを転炉に装入してこれら溶銑と冷鉄源との混合物に脱炭処理を施す脱炭工程（吹錬工程）とを備えているものが公知である。
この種の転炉の操業を可能とする転炉設備は、一般に、脱りん用の転炉（以下、脱りん炉という）或いは脱炭用（吹錬用）の転炉（以下、脱炭炉という）に溶銑クレーンによって溶銑が装入される。また、これら脱りん炉及び脱炭炉にスクラップクレーンによって冷鉄源を装入する転炉設備が知られている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。

図６に示すガントチャート（工程管理表）は、２基の溶銑クレーンと１基のスクラップクレーンとを備えた転炉設備の操業工程を示している。該ガントチャートにおいては、ピットや搬送台車等を備えた溶銑予備処理用の２基のステーション、脱りん炉、脱炭炉、吊替えヤード等の各設備のタイムスケジュールがそれぞれ帯状のバーによって示されている。また、各設備間を移動する２基の溶銑クレーン及び１基のスクラップクレーンＳ_Cの動きがそれぞれ折線によって示されている。
該ガントチャートによれば、脱りん炉には冷鉄源が装入された後に溶銑が装入される。また、脱炭炉においても同様に、先ず冷鉄源が装入され、その後、脱りん処理を経た溶銑が装入される。
特公昭５８−５７４８６号公報特開平７−４１８１６号公報

しかしながら、上記転炉設備の操業方法によれば、冷鉄源の装入を終えるまで脱炭炉への溶銑の装入が待たされる。このため、脱りん炉に冷鉄源を装入したスクラップクレーンがスクラップステーションを経由した後に脱炭炉に到達するまでに１０分程度の時間を要する場合、前脱炭工程と現脱炭工程との間に数分間（本従来例においては約３分間）の待ち時間が生じることとなり、これによって脱炭炉の稼働率のさらなる向上を図ることが困難となり、転炉設備全体の粗鋼生産能力の向上させることが困難となる問題があった。かかる問題は、スクラップクレーンの移動速度を向上させることにより解決を図ることが考えられるが、該移動速度の向上には費用面や安全面で多大な負担が強いられることが予想される。

そこで、本発明は、スクラップクレーンの移動速度を向上させることなく脱炭工程間の時間間隔を短縮又は解消することができる転炉設備の操業方法を提供するようにしたものである。

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。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、脱りん処理を行う脱りん炉と脱炭処理を行う脱炭炉を備えると共に、クレーンライン上に第１クレーン、第２クレーン、及びスクラップクレーンを備え、前記クレーンラインの一方側から、脱りん炉、脱炭炉が配置され、さらに前記脱りん炉及び脱炭炉の装入側で且つクレーンラインに沿って一方側から、第１クレーン、第２クレーン、スクラップクレーンが順に配置されている構成を備えた転炉設備で、前記スクラップクレーンに吊り下げられた１基のスクラップシュートによって脱りん炉と脱炭炉に冷鉄源をそれぞれ装入する転炉設備の操業方法において、前記脱りん炉には、スクラップクレーンにより冷鉄源を装入した後に第１クレーンにより溶銑を装入し、前記脱炭炉には、脱りん処理を経た溶銑を第２クレーンにより装入した後にスクラップクレーンにより冷鉄源を装入することを特徴とする。
これによれば、冷鉄源の装入を待つことなく脱炭炉に溶銑を装入することができる。したがって、脱りん炉に冷鉄源を装入したスクラップクレーンが脱炭炉に冷鉄源を装入すべく移動している間に、脱炭炉に脱りん処理を経た溶銑が装入されることとなり、これによって前脱炭工程と現脱炭工程の間の時間間隔が短縮又は解消されるのである。

また、スクラップクレーンを移動させている間に溶銑を脱炭炉に装入することができるため、スクラップクレーンの移動工程と脱炭炉に溶銑を装入する工程とを同時に進めることができる。このため、一方の工程の完了を待って他方の工程を行う必要はなく、それぞれの工程に余裕が生じることとなる。
さらに、これによれば、脱りん炉に冷鉄源を装入してから脱炭炉に冷鉄源を装入するまでの間に、脱りん炉に溶銑を装入する工程と脱炭炉に溶銑を装入する工程とが行われこととなり、両工程の開始時間のずれが短縮化される。このため、脱りん工程と脱炭工程の処理開始時間のずれが短縮化され、これにより、脱りん炉から脱炭炉へ搬送される溶銑の搬送時間が短縮化され、該溶銑の熱ロスが低減されることとなる。

また、前記脱りん炉には、７０ｍｍ以下の厚さを有する冷鉄源が装入されることが好ましい。
これによって、脱りん炉に装入された冷鉄源は脱りん処理によって略完全に溶融されることとなる。
さらに、前記脱炭炉に装入される冷鉄源の内、めっき処理が施された冷鉄源、酸化物を有する冷鉄源、有機物が付着している冷鉄源又はこれらの何れか２つ若しくは全てを含んだ冷鉄源の割合は、脱炭炉に装入される全鉄源の３重量％以下であることが好ましい。

ここで、全鉄源とは、脱炭炉に装入される溶銑及び冷鉄源のことを言う。
めっき処理が施された冷鉄源、酸化物を有する冷鉄源及び有機物が付着している冷鉄源は、溶銑に向けて装入されることにより、該溶銑中の炭素と反応して溶銑表面から激しい火炎及び大量の黒煙を発生し、これによって操業に危険が伴うと共に転炉及び周辺設備が早期に損傷してしまう虞がある。
しかしながら、めっき処理が施された冷鉄源、酸化物を有する冷鉄源、有機物が付着している冷鉄源又はこれらの何れか２つ若しくは全てを含んだ冷鉄源の割合を脱炭炉に装入される全鉄源の３重量％以下とすることにより、上述の如き火炎や黒煙の発生を抑制することができ、転炉及び周辺設備を早期に損傷させることなく且つ安全に操業を行うことができる。
なお、本願発明の最も好ましい形態は、脱りん処理を行う脱りん炉と脱炭処理を行う脱炭炉とスクラップシュートの吊り替え作業が行われる吊替えヤードとを備えると共に、クレーンライン上に第１クレーン、第２クレーン、及びスクラップクレーンを備え、前記クレーンラインの一方側から、脱りん炉、脱炭炉、吊替えヤードが配置され、さらに前記脱りん炉及び脱炭炉の装入側で且つクレーンラインに沿って一方側から、第１クレーン、第２クレーン、スクラップクレーンが順に配置されている構成を備えた転炉設備で、前記スクラップクレーンに吊り下げられた１基のスクラップシュートによって脱りん炉と脱炭炉に冷鉄源をそれぞれ装入する転炉設備の操業方法において、前記脱りん炉にスクラップクレーンにより冷鉄源を装入してから、前記スクラップクレーンに吊り下げられたスクラップシュートを前記吊替えヤードで吊り替えた後に前記脱炭炉に冷鉄源を装入するまでの間に、前記脱りん炉に第１クレーンにより溶銑を装入する工程と、第２クレーンにより脱りん炉から出湯された溶銑を収容した取鍋を吊り上げる工程と、第２クレーンにより該溶銑を前記脱炭炉に装入する工程とが行われることとし、前記脱りん炉には、７０ｍｍ以下の厚さを有する冷鉄源が装入され、前記脱炭炉に装入される冷鉄源の内、めっき処理が施された冷鉄源、厚さ３〜７０ｍｍの酸化物を有する冷鉄源、有機物が付着している冷鉄源又はこれらの何れか２つ若しくは全てを含んだ冷鉄源の割合は、脱炭炉に装入される全鉄源の３重量％以下であることを特徴とする。

本発明によれば、スクラップクレーンの移動速度を向上させることなく脱炭工程間の時間間隔を短縮又は解消することができる。

以下、本発明を実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明していく。
図１及び図２に示す如く、本実施の形態の転炉設備１は、複数の転炉を並設してなる転炉部２と、該転炉部２の一側方に配備された溶銑予備処理部３と、該転炉部２の他側方に配備されたスクラップ部４と、転炉部２の前上方を通過して溶銑予備処理部３とスクラップ部４の間を伸びるクレーンライン５とを配備している。また、溶銑を装入可能な複数の取鍋ｌを備えると共に、図５に一覧で示される地金等の冷鉄源を積み込み可能であって且つ冷鉄源を転炉に装入可能な複数のスクラップシュートｄを備えている。

また、溶銑搬送レール１０が高炉設備（図示省略）から溶銑予備処理部３まで敷設されており、該溶銑搬送レール１０上には、混銑車１１が高炉設備と転炉設備１との間を往復自在に配備されている。
前記転炉部２は、３基の転炉が互いに隣り合った状態で並設されている。これら３基の転炉の内、最も溶銑予備処理部側に配備されている第１の転炉を脱りん炉Ｐとして使用し、該脱りん炉Ｐの隣に位置している第２の転炉を脱炭炉Ｃとして使用する。また、脱炭炉Ｃの隣に配備されている第３の転炉Ｙは予備用若しくは補修中の転炉であり、通常は脱りん炉Ｐ及び脱炭炉Ｃの２基の転炉が稼働している。

また、各転炉には、転炉の下方を基点としてクレーンライン５から離間する方向に溶湯搬送レール１２が敷設され、該溶湯搬送レール１２上には、転炉からの溶湯を受ける取鍋ｌを搬送可能な搬送台車１４が配備されている。また、脱りん炉Ｐの溶湯搬送レール１２には、前記基点から脱りん炉Ｐの下方を通過してクレーンライン５の下方まで延びる返送レール１５が敷設されている。
溶銑予備処理部３は、第１処理ステーション２１ａと第２処理ステーション２１ｂとが互いに隣り合った状態で並設されている。

第１処理ステーション２１ａは、溶銑を取鍋ｌに払い出す払出しピット２３ａと、溶銑に脱硫処理を施す脱硫設備２４ａと、溶銑のスラグを除去する除滓設備２５ａとを備えている。
払出しピット２３ａは、図１に示す如く、溶銑搬送レール１０よりも低位となる位置に設けられており、図２に示す如く、取鍋ｌを載置可能な搬送台車２６ａが溶銑搬送レール１０の下方からクレーンライン５の下方まで往復移動自在に配備されている。また、脱硫設備２４ａは払出しピット２３ａの側上方に配備され、取鍋ｌを載置可能なテーブル２７ａを備えている。除滓設備２５ａは、取鍋ｌ内の溶銑上面に浮かんでいるスラグを掻き出すノロカキ（スラグドラッガー）２８ａをテーブル２７ａの側方に備えている。

また、第２処理ステーション２１ｂも、上述の如き払出しピット２３ｂ、脱硫設備２４ｂ、除滓設備２５ｂを備え、払出しピット２３ｂが搬送台車２６ｂを備えると共に、脱硫設備２４ｂがテーブル２７ｂを備え、除滓設備２５ｂがノロカキ２８ｂを備えている。
スクラップ部４は、クレーンライン５に配備されたクレーンによるスクラップシュートｄの吊り替え作業が行われる吊替えヤード３１と、転炉設備１の外方から搬送される前記冷鉄源を貯蔵するスクラップヤード３２とを備えている。スクラップヤード３２には、スクラップシュートｄに冷鉄源を積み込むためのリフティングマグネット３５が移動自在に配備されている。

また、吊替えヤード３１とスクラップヤード３２との間には、１又は複数本（本実施の形態においては３本）のスクラップ搬送レール３３が敷設され、該スクラップ搬送レール３３上には、スクラップシュートｄを搬送する搬送台車３４が配備されている。
搬送台車３４は、スクラップ搬送レール３３の一端であるスクラップヤード３２と他端である吊替えヤード３１に停車可能とされ、搬送台車３４が吊替えヤード側に停車することにより、該搬送台車３４上のスクラップシュートｄはクレーンライン５の下方に位置することとなる。

クレーンライン５は、溶銑予備処理部３とスクラップ部４の間を直線状に配設されており、該クレーンライン５上には、溶銑搬送用の２基の溶銑クレーン５１、５２と、冷鉄源搬送用のスクラップクレーン５３とが移動自在に配備されている。図２に示す如く、これらのクレーンは、溶銑予備処理部側からスクラップ部側にかけて第１溶銑クレーン５１、第２溶銑クレーン５２、スクラップクレーン５３の順に配備されている。
第１溶銑クレーン５１は、溶銑が装入された取鍋ｌをハンドリングすることによって溶銑を搬送するものであって、クレーンライン５上を移動するクレーン本体５４と、該クレーン本体５４に配備された吊下げ装置（図示省略）と、運転席（図示省略）とを備えている。これによって、溶銑クレーン５１に搬送される取鍋ｌは、吊下げ装置のワイヤ５６の巻取り状態に応じて上下方向に移動可能であって、クレーン本体５４がクレーンライン５上を走行することによってクレーンライン５の両端部間を移動可能となっている。

なお、第２溶銑クレーン５２は、第１溶銑クレーン５１と同様の構成を有している。
スクラップクレーン５３は、スクラップシュートｄをハンドリング可能に形成されており、クレーンライン５上を移動するクレーン本体５７と、該クレーン本体５７に配備された吊下げ装置（図示省略）と、運転席（図示省略）とを備えている。これによって、スクラップクレーン５３に搬送されるスクラップシュートｄは、吊下げ装置のワイヤ５９の巻取り状態に応じて上下方向に移動可能であって、クレーン本体５７がクレーンライン５上を走行することによってクレーンライン５の両端部間を移動可能となっている。

上記転炉設備１は以上の構成からなるものであるが、次に、クレーンライン５から見た他の設備の配置状態を説明する。説明の便宜上、クレーンライン５を、クレーン１基を収容可能であって且つ互いに等しい幅を有する８つの区間（０区〜７区）とスクラップ部４の吊替えヤード３１上の区間（Ｓ区）とに区切る。
なお、７区〜Ｓ区までの区間は省略する。
第１溶銑クレーン５１は、クレーンライン５上を少なくとも０区から６区まで移動可能とされている。第２溶銑クレーン５２は、クレーンライン５上を少なくとも３区から６区まで移動可能とされている。また、スクラップクレーン５３は、クレーンライン５上を少なくとも４区からＳ区まで移動可能である。

また、１区に第１処理ステーション２１ａが配置されると共に、２区に第２処理ステーション２１ｂが配置されている。これら第１及び第２ステーション２１ａ、２１ｂは、クレーンライン５の下方に払出しピット２３ａ、２３ｂをそれぞれ配置し、平面視にて払出しピット２３ａ、２３ｂにオーバラップしない位置にテーブル２７ａ、２７ｂを配置している。
また、４区は脱りん炉前とされ、５区は脱炭炉前とされ、６区に予備転炉前とされている。また、３区は第２処理ステーション２１ｂと脱りん炉Ｐの間に設けられた空きスパンである。また、Ｓ区にはスクラップ部４の吊替えヤード３１が位置している。

続いて、本実施の形態の転炉設備１による操業方法について、図４のガントチャートに沿って説明する。
図４に示すガントチャートにおいては、１区の第１処理ステーション２１の払出しピット（以下、第１ピットという）２３ａ及びテーブル（以下、第１テーブルという）２７ａ、２区の第２処理ステーション２１ｂの払出しピット（以下、第２ピットという）２３ｂ及びテーブル（以下、第２テーブルという）２７ｂ、３区の空きスパン、４区の脱りん炉前及び脱りん炉Ｐ、５区の脱炭炉Ｃ及びＳ区の吊替えヤード３１の１分ごとのタイムスケジュールを示しており、各場所での作業工程に費やした時間が示すバーによって示されている。

また、折線Ｌ１が第１溶銑クレーン５１の動きを示し、折線Ｌ２が第２溶銑クレーン５２の動きを示し、折線Ｌ３がスクラップクレーン５３の動きを示している。また、矢印は溶銑の搬送ルートを示している。
また、高炉設備からの溶銑が転炉設備１に搬入され、該転炉設備１によって溶鋼となって該転炉設備１から搬出されるまでの工程を１チャージとする。該１チャージには、１の脱りん処理と１の脱炭処理とが含まれている。
また、図中に示す如く、各転炉において、溶銑及び冷鉄源の装入→処理→調質→出鋼→排滓までの工程を１サイクルとし、脱りん炉Ｐのサイクルを脱りんサイクルＣ_P（脱りん工程）とし、脱炭炉Ｃのサイクルを脱炭サイクルＣ_C（脱炭工程）とする。

また、スクラップクレーン５３の動きに着目し、脱りん炉Ｐと脱炭炉Ｃの内、一方の転炉に冷鉄源を装入した後、吊替えヤード３１にてスクラップシュートｄを吊り替え、その後他方の転炉まで移動する工程を１クレーンサイクルＣ_Sとする。
上記転炉設備１の現チャージの操業を時点Ａから追いかけていくと、先ず、脱硫処理及び除滓処理を完了した溶銑を装入している取鍋ｌを第１テーブル２７ａ（１区）上から吊り上げる。
このころ、脱りん炉Ｐにて前チャージの溶銑の脱りん処理が終了しており、該脱りん炉Ｐ内の溶銑は取鍋ｌに出銑される。その後、脱りん炉Ｐに排滓処理が施されて脱りんサイクルＣ_Pが完了するころ、現チャージの脱りん炉装入用の冷鉄源を積み込んだスクラップシュートｄを吊り下げたスクラップクレーン５３を吊替えヤード３１（Ｓ区）から脱りん炉Ｐに向けて移動させる。

そして、スクラップクレーン５３を脱りん炉前（４区）に移動させ、該脱りん炉Ｐに向けてスクラップシュートｄを傾動させることにより冷鉄源を脱りん炉Ｐに装入する。このとき、第２溶銑クレーン５２は空きスパン（３区）に移動している。
その後、脱りん炉前に位置するスクラップクレーン５３を速やかに脱りん炉前から吊替えヤード３１に向けて移動させ、該吊替えヤード３１にて空となったスクラップシュートｄと前チャージの脱炭炉装入用の冷鉄源の積み込みを完了したスクラップシュートｄとを取り替える。

ところで、空のスクラップシュートｄへの冷鉄源の積み込みは、スクラップクレーン５３がクレーンサイクルＣ_Sを消化してる間に行われており、図２に示す如く、吊替えヤード３１にて載置された空のスクラップシュートｄは、搬送台車３４によって速やかにスクラップヤード３２に向けて移動し、該スクラップヤード３２にてリフティングマグネット３５によって冷鉄源が該スクラップシュートｄに積み込まれる。スクラップヤード３２にて予定量の冷鉄源が積み込まれたスクラップシュートｄは、再び搬送台車３４によって吊替えヤード３１まで搬送される。

上述の如くスクラップクレーン５３を脱りん炉前から吊替えヤード３１に向けて移動させているころ、同時に第２溶銑クレーン５２を脱炭炉前（５区）まで移動させ、これによって脱りん炉前を空にする。
そして、該空になった脱りん炉前に、第１溶銑クレーン５１によって現チャージの溶銑が装入されている取鍋ｌを搬送し、該溶銑を脱りん炉Ｐに装入する。これによって、脱りん炉Ｐに現チャージの溶銑と冷鉄源とが装入されることとなり、脱りん炉Ｐにて現チャージの脱りん処理が開始される。

このころ、図３（ａ）に示す如く、脱りん炉Ｐの出銑側に位置している搬送台車１４を脱りん炉Ｐの下方を通過させてクレーンライン５の下方に位置させる。これにより、脱りん処理を終えた前チャージの溶銑が取鍋ｌに装入された状態で脱りん炉前に位置することとなる。
このとき、図４に示す如く、第１溶銑クレーン５１による現チャージの溶銑の脱りん炉Ｐへの装入は終了しており、該終了と共に第１溶銑クレーン５１は第２ピット２３ｂ（２区）に向けて移動している。これにより、脱りん炉前には前チャージの溶銑が装入された取鍋ｌ及び該取鍋ｌを受ける搬送台車１４のみが位置することとなる。

ここで、第２溶銑クレーン５２を脱りん炉前に移動させ、図３（ｂ）に示す如く、前記搬送台車１４上の取鍋ｌを吊り上げる。
このころ、脱炭炉Ｃは、前々チャージの溶銑の脱炭処理を終了しており、該脱炭炉Ｃの溶鋼は取鍋ｌに出鋼され、図中に×で示す如く、該取鍋ｌは搬送台車１４によって転炉設備１の外方に搬出される。このとき、前チャージの溶銑が装入されている取鍋ｌを吊り下げた第２溶銑クレーン５２を脱炭炉前に向けて移動させ、前々チャージの脱炭処理を有する脱炭サイクルＣ_Cの完了と同時に該第２溶銑クレーン５２を脱炭炉前に位置させる。そして、該脱炭炉Ｃに向けて取鍋ｌを傾動させることにより、脱炭炉Ｃに前チャージの溶銑を装入する。

また、脱炭炉Ｃへの前記溶銑の装入完了を見計らって、前チャージの脱炭炉装入用の冷鉄源を積み込んだスクラップシュートｄを吊り下げたスクラップクレーン５３を吊替えヤード３１から脱炭炉前に向けて移動させる。
そして、脱炭炉Ｃへの溶銑の装入を完了した第２溶銑クレーン５２を脱炭炉前から脱りん炉前に向けて移動させた後に、スクラップクレーン５３を脱炭炉前に位置させる。そして、スクラップシュートｄを傾動させることによって前記冷鉄源を脱炭炉Ｃに装入する。これにより、前チャージの脱炭炉Ｃに溶銑と冷鉄源とが装入されることとなり、脱炭炉Ｃ内にて前チャージの脱炭処理が開始されることとなる。

その後、該スクラップクレーン５３を速やかに吊替えヤード３１に向けて移動させる。そして、該吊替えヤード３１にてスクラップシュートｄの吊り替えを行った後、次チャージの脱りん炉装入用の冷鉄源を積み込んだスクラップシュートｄを吊り下げて再び脱りん炉Ｐに向けて移動させ、スクラップサイクルＣ_Sを消化させる。
また、空となった取鍋ｌを吊り下げている第２搬送クレーン５２を速やかに脱りん炉前まで移動させ、該脱りん炉前に位置している搬送台車１４上に該取鍋ｌを載置する。そして、脱りん炉Ｐにて脱りん処理が施されている現チャージの溶銑を該取鍋ｌによって受けるべく、該搬送台車１４を脱りん炉Ｐの出銑側まで移動させる。

このころ、第１テーブル２７ａに取鍋ｌを載置した第１溶銑クレーン５１を第２テーブル２７ｂまで移動させ、第２ステーション２１ｂにて脱硫処理及び除滓処理を完了した次チャージの溶銑が装入された第２テーブル２７ｂ上の取鍋ｌを該第１溶銑クレーン５１によって脱りん炉Ｐに搬送する。
この直前に、現チャージの溶銑は脱りん炉Ｐにて脱りん処理を完了しており、図３（ａ）に示す如く、搬送台車１４上の取鍋ｌに出銑されている。その後、空となった脱りん炉Ｐに冷鉄源を装入する等、その後の工程は上述の如くである。

本実施の形態は、１スクラップサイクルＣ_Sが約１１分である。
このため、脱りん炉Ｐに冷鉄源を装入した後に溶銑を装入し、脱炭炉Ｃに冷鉄源を装入した後に溶銑を装入する操業方法を採用すると、現チャージの脱りん炉Ｐと前チャージの脱炭炉Ｃの処理開始時間はスクラップサイクルＣ_Sに要する時間だけずれることとなるため、脱炭サイクルＣ_Cは脱りんサイクルＣ_Pよりも少なくとも約１１分遅れる。
一方、前々チャージの脱炭処理を有する脱炭サイクルＣ_Cは、スクラップクレーン５３が当該スクラップサイクルＣ_Sを７分〜８分程消化している時点で既に完了している。このため、上述の如き操業方法を採用すると、脱炭サイクルＣ_Cと該脱炭サイクルＣ_Cよりもひとつ前の脱炭サイクルＣ_Cとの間には、スクラップクレーン５３がスクラップサイクルＣ_Sを消化し終えるまでの２〜３分間の待ち時間が発生する。

これに対し、本実施の形態は、脱炭サイクルＣ_Cにおいて、脱りん処理を終えた溶銑を装入した後に冷鉄源を装入することとしている。このため、脱炭炉Ｃにはスクラップクレーン５３によるスクラップサイクルＣ_Sの消化を待つことなく溶銑が装入されることとなり、これによって、脱炭サイクルＣ_CがスクラップサイクルＣ_Sの完了に先行して開始されることとなる。この結果、前チャージと現チャージの脱炭サイクルＣ_Cの間に上述の如き待ち時間が発生することはなく、脱炭炉Ｃの稼働率が向上することとなる。
また、脱りん炉Ｐへの溶銑装入開始時間と脱炭炉Ｃへの溶銑装入開始時間とのずれは約８分程度となって両転炉間の処理開始時間の短縮化が図られるため、脱りん処理を終えた溶銑は脱りん炉前に位置した状態で放置されることなく脱炭炉Ｃに向けて搬送されることとなり、該溶銑の熱ロスが低減されることとなる。

また、脱炭炉Ｃに溶銑を装入している間に、スクラップクレーン５３がスクラップサイクルＣ_Sを消化する。即ち、スクラップクレーン５３が移動する工程と脱炭炉Ｃに溶銑を装入する工程とが同時に進められることとなり、一方の工程が他方の工程によって待たされることはない。
図５は、比較例１及び２と実施例１〜３の脱りん炉Ｐ及び脱炭炉Ｃに装入される冷鉄源の装入量及びその配合を示すと共に、かかる冷鉄源の装入によって各比較例及び実施例の脱りん炉Ｐ及び脱炭炉Ｃに生じる現象を効果として示している。

図中に示す如く、各比較例及び実施例の脱りん炉Ｐには、２５０ｔｏｎの溶融状態の銑鉄が装入され、地金、メッキ屑、プレス屑、分塊屑、圧延屑、大型地金、ビレット屑、ブルーム屑が冷鉄源を構成する材料として選択／分類されており、各材料の形状、厚さ及び組成等は図中に示す通りである。
ここで、各材料の厚さとは、棒体にあってはその径を、直方体状のブロック及び板材にあっては最も大きさの小さいところの長さを示しており、これらは材料が溶解する際の律速となる長さを示している。

また、効果には、冷鉄源を装入したときの火炎及び黒煙の発生と処理後の冷鉄源の溶け残りの発生について示されている。
各比較例及び実施例の脱りん炉Ｐ及び効果について注目すると、比較例１においては、厚さが１００ｍｍ以上の分塊屑、大型地金、ビレット屑及びブルーム屑が装入されることとなるが、これによって約１０ｔｏｎの溶け残りが発生している。また、比較例２においては、厚さが１００ｍｍ以上の分塊屑と厚さが０.３〜４ｍｍの圧延屑が装入され、約７ｔｏｎの溶け残りが発生している。

一方、実施例１においては、厚さが７０ｍｍ以下の地金、メッキ屑、プレス屑及び圧延屑が装入されることとなるが、溶け残りは発生しない。実施例２及び実施例３についても同様である。
一般に、脱炭炉Ｃによる吹錬後温度が約１６４０℃である一方、脱りん炉Ｐによる脱りん処理後温度は約１３３０℃であって、脱りん炉Ｐの脱りん処理温度は脱炭炉Ｃの脱炭処理温度（吹錬温度）よりも３００℃程低いものとなる。このため、脱炭炉Ｃと脱りん炉Ｐとでは、溶け残りなく溶融する冷鉄源の厚さに差が生じることとなり、本実施の形態においては、７０ｍｍ以下の冷鉄源を脱りん炉Ｐに装入することにより、該脱りん炉Ｐに溶け残りが発生しないことが比較例と実施例の比較から確認される。

また、各比較例及び実施例の脱炭炉Ｃ及び効果について注目すると、比較例１においては、スラグ成分（酸化物）を有する地金と、表面にメッキ処理が施されているメッキ屑と、表面塗装され且つ樹脂を有しているプレス屑（以下、これらを反応性冷鉄源という）が脱炭炉Ｃに装入されている。
上述の如く、本実施の形態においては、脱炭炉Ｃには既に溶銑が装入されており、かかる高温の溶銑に向けて冷鉄源を装入するため、反応性冷鉄源は脱炭炉Ｃの炉口近傍にて溶銑と激しく反応し、火炎及び黒煙を発生する。

かかる火炎及び黒煙の発生は、脱炭炉Ｃに装入される全鉄源の内、反応性冷鉄源が占める割合によって左右されることとなる。
なお、全鉄源とは、炉に装入される溶銑と冷鉄源の総称して言うものとする。
比較例１においては、脱炭炉Ｃに装入される全鉄源の内、反応性冷鉄源は約４.８重量％の割合を占めており、これによって、比較例１においては大きな火炎及び黒煙が発生する。
ここで、大きな火炎とは、溶銑クレーン５１、５２やスクラップクレーン５３のワイヤや吊り具、さらには運転室までも炙られてしまう程度のものを指し、比較例１の如き冷鉄源の配合による操業を繰り返し行った場合、溶銑クレーン５１、５２やスクラップクレーン５３が損傷して操業不能となる虞があるばかりでなく、作業者の安全が十分に確保されない虞がある。

また、大きな黒煙とは、黒煙の発生によってクレーン本体５４、５７に配備された運転席にてクレーン操作する作業者の作業環境が著しく悪化し、これにより該作業者による溶銑装入作業が妨げられてしまう程度のものを指し、比較例１の如き冷鉄源の配合による操業を行った場合、操業の継続が困難となる虞があるばかりでなく、かかる黒煙の転炉設備１外への排出が公害に繋がる虞もある。
また、比較例２においては、脱炭炉Ｃに装入される全鉄源の内、反応性冷鉄源の割合は約３.３重量％となっているが、この場合も、上述の如く大きな火炎及び黒煙が発生する。

一方、実施例１においては、反応性冷鉄源が脱炭炉Ｃに装入されていない。即ち、脱炭炉Ｃに装入される全鉄源の内、反応性冷鉄源の割合は０重量％となり、上述の如き火炎及び黒煙が発生することはない。
また、実施例２においては、地金のみが反応性冷鉄源として採用され、該反応性冷鉄源の割合は脱炭炉Ｃに装入される全鉄源の約２.８重量％を占めているが、この場合、冷鉄源装入時に黒煙が発生することはなく、小さな火炎が発生するのみである。
ここで、小さな火炎とは、上記大きな火炎に至らない程度のものを指し、かかる火炎の発生が溶銑クレーン５１、５２やスクラップクレーン５３等の設備に不具合をきたす虞や作業者の安全を脅かす虞はない。

また、小さな黒煙とは、上記大きな黒煙に至らない程度のものを指し、かかる黒煙の発生がクレーン操作を行う作業者の作業環境を著しく悪化させる虞や公害に繋がる虞はない。
また、実施例３においては、メッキ屑及びプレス屑が反応性冷鉄源として採用され、該反応性冷鉄源の割合は脱炭炉Ｃに装入される全鉄源の約０.７重量％を占めているが、この場合においても、小さな火炎及び黒煙が発生するのみである。
したがって、上記実施例１〜３によって示される如く、脱炭炉Ｃに装入される全鉄源の内、反応性冷鉄源の割合を３重量％以下とすることにより、大きな火炎及び黒煙の発生が抑制されることが確認される。

以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、第１ステーション２１ａは、払出しピット２３ａのみを備えたものであってもよく、払出しピット２３ａと脱硫設備２４ａとを備えたものであっても、払出しピット２３ａと除滓設備２５ａとを備えたものであっても、除滓設備２５ａと脱硫設備２４ａとを備えたものであってもよく、第１ステーション２１ａにて施すことのできない溶銑予備処理工程は、該第１ステーション２１ａに溶銑が搬送される以前に施されている。もちろん、第２ステーション２１ｂも該第１ステーション２１ａと同様の構成とすることができる。

また、溶銑クレーン及び転炉は、転炉の基数が少なくとも２基以上であれば、本実施の形態よりも多い基数を採用することも可能である。また、脱りん炉Ｐを配備することなく複数の脱炭炉Ｃを備えた構成とした場合にも、本実施の形態と同様の効果を有する。
また、スクラップクレーン５３が搬送するものは、上述の如き冷鉄源に限定されることはなく、スクラップ等の他の冷鉄源を搬送することももちろん可能である。スクラップシュートｄについても同様である。

本実施の形態の転炉設備の正面図である。転炉設備の平面図である。溶銑の返送ルートを示す側面図である。本実施の形態の転炉設備のガントチャートである。脱りん炉及び脱炭炉に装入される冷鉄源の装入量及び配合を示す図である。従来の転炉設備のガントチャートである。

符号の説明

１転炉設備
２転炉部
３溶銑予備処理部
４スクラップ部
１１混銑車
２１ａ第１ステーション
２１ｂ第２ステーション
２３ａ払出しピット
２３ｂ払出しピット
２４ａ脱硫設備
２４ｂ脱硫設備
２５ａ除滓設備
２５ｂ除滓設備
３１吊替えヤード
３２スクラップヤード
５１第１溶銑クレーン
５２第２溶銑クレーン
５３スクラップクレーン
Ｃ脱炭炉
Ｐ脱りん炉
ｄスクラップシュート
ｌ取鍋

Claims

脱りん処理を行う脱りん炉と脱炭処理を行う脱炭炉とスクラップシュートの吊り替え作業が行われる吊替えヤードとを備えると共に、クレーンライン上に第１クレーン、第２クレーン、及びスクラップクレーンを備え、前記クレーンラインの一方側から、脱りん炉、脱炭炉、吊替えヤードが配置され、さらに前記脱りん炉及び脱炭炉の装入側で且つクレーンラインに沿って一方側から、第１クレーン、第２クレーン、スクラップクレーンが順に配置されている構成を備えた転炉設備で、前記スクラップクレーンに吊り下げられた１基のスクラップシュートによって脱りん炉と脱炭炉に冷鉄源をそれぞれ装入する転炉設備の操業方法において、
前記脱りん炉にスクラップクレーンにより冷鉄源を装入してから、前記スクラップクレーンに吊り下げられたスクラップシュートを前記吊替えヤードで吊り替えた後に前記脱炭炉に冷鉄源を装入するまでの間に、前記脱りん炉に第１クレーンにより溶銑を装入する工程と、第２クレーンにより脱りん炉から出湯された溶銑を収容した取鍋を吊り上げる工程と、第２クレーンにより該溶銑を前記脱炭炉に装入する工程とが行われることとし、
前記脱りん炉には、７０ｍｍ以下の厚さを有する冷鉄源が装入され、
前記脱炭炉に装入される冷鉄源の内、めっき処理が施された冷鉄源、厚さ３〜７０ｍｍの酸化物を有する冷鉄源、有機物が付着している冷鉄源又はこれらの何れか２つ若しくは全てを含んだ冷鉄源の割合は、脱炭炉に装入される全鉄源の３重量％以下であることを特徴とする転炉設備の操業方法。