JP6057888B2 - 溶銑処理工場における溶銑鍋の物流方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶銑処理工場における溶銑鍋の物流方法に関する。

周知の通り、高炉等から出銑された溶銑は、混銑車や溶銑鍋に装入され溶銑の処理を行う製鋼工場に運搬される。製鋼工場では、例えば、溶銑の脱硫処理、脱りん処理、脱炭などが行われる。これら脱硫処理、脱りん処理、脱炭処理などは、それぞれ異なる設備で行われるため、各設備間では、溶銑鍋に溶銑を装入して運搬されるのが一般的である。溶銑鍋の運搬効率を向上させる技術として特許文献１〜３に示すものがある。

特許文献１では、転炉から受銑した溶銑鍋を吊上げて別の転炉まで搬送するクレーンを１基と、溶銑を受銑する溶銑鍋とを配備し、転炉の下方に運搬台車専用の走行レールを敷設して、溶銑鍋を所定の場所に運搬すると共に、空の溶銑鍋をクレーンから受け取って運搬台車に搭載するものが開示されている。
また、特許文献２には、脱りん炉の下方に、脱りん炉から出湯する溶銑を受ける溶銑鍋を載置する受湯台車を走行させるための軌道が、出湯側から装入側に敷設されていることが開示されている。この受湯台車により、溶銑鍋を脱りん炉の炉前から炉裏に亘って運搬可能としている。特許文献３には、転炉の下方に敷設された溶銑鍋を運搬する運搬台車用の走行レールの所定の場所で走行レールを跨ぐように配置されていて、空の溶銑鍋をクレーンから受けとって運搬台車に搭載する溶銑鍋セット装置に関する技術が開示されている。

特開２００２−２５６３２１号公報 特開２００７−３９７３４号公報 特開２００２−２５６３２１号公報

さて、近年、生産量を向上させたり、生産コストを低減させるという要望が一層高まってきており、これらに対応するため、設備の増設が必要となってきている。例えば、製鋼工場、特に脱りんなどを行う溶銑処理工場において、脱硫を行う脱硫設備を複数基設置すると共に、脱りん処理を行う脱りん炉も複数基設置し、生産性を向上させようという試みがなされている。このような溶銑処理工場においては、溶銑鍋の搬送が非常に複雑なものとなる。

溶銑鍋の複雑な搬送は、通常の操業では何ら問題はないものの、イレギュラーな状況（通常操業では無い操業）下では、物流上の大きな問題が発生する。例えば、脱りん炉での脱りん処理を行わない、脱りん炉での脱りん処理が実施できないなどのイレギュラーな状況が発生した場合など、次のような問題が生じる。
ここで、脱りん炉が一時的に停止している状況を想定する。

この状況下では、溶銑は脱りんされずに下工程の転炉へと送られる。この時、脱りん炉に溶銑装入をしないため、全く異なる位置にある受湯台車に溶銑が装入された溶銑鍋を置き、転炉側へ移送し、その後、空の溶銑鍋を混銑車からの払出場に据え付ける作業を行うことになる。
この場合、溶銑鍋の物流手順が通常操業時とは全く異なることになるため、クレーンや受湯台車のオペレータが作業間違いを発生しやすいことはもちろんのこと、溶銑処理工場内の各設備(溶銑の払出ステーション、脱硫設備、脱りん炉等)のオペレータも、イレギュラーな物流に対応すべく、細心の注意を払う必要がある。加えて、イレギュラーな物流に伴う待ち時間の発生や待ち時間に伴う生産性の低下も懸念される。

なお、脱りん炉が炉修などで長期停止している場合、オペレータにとっては通常作業に近い操業となり、上記した懸念（オペレータの作業間違い）は薄れることになるが、イレ
ギュラーな物流に伴う待ち時間の発生や待ち時間に伴う生産性の低下は同様に発生する。
しかしながら、特許文献１〜３に示す技術は、溶銑処理工場における通常の操業、溶銑鍋の搬送に関する技術を開示するものであり、上記したイレギュラーな物流、操業に対応できる技術を開示するものとはなっていない。

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、イレギュラーな操業の際にも溶銑鍋の物流を滞らせることなく、高い生産性を維持可能とする溶銑処理工場における溶銑鍋の物流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、本発明にかかる溶銑処理工場における溶銑鍋の物流方法は、脱りん炉、及び溶銑鍋を搬送するクレーンを備えた溶銑処理工場における溶銑鍋の物流方法であって、前記溶銑処理工場は、脱りん炉の炉前側から炉裏側へと延びるように敷設された軌道と、前記軌道上を移動可能であって、少なくとも２つ以上の溶銑鍋を載置可能な受湯台車とを備えるものとし、前記溶銑処理工場での処理として、前記脱りん炉の炉前側に位置する受湯台車上に実鍋が載置されると共に、前記実鍋を載置したクレーンにより、受湯台車上に載置されている空鍋が取り除かれるステップと、前記空鍋が取り除かれた後の受湯台車を、脱りん炉の炉裏側へ移動させるステップと、前記脱りん炉の炉裏側に位置する受湯台車上に空鍋が載置されると共に、前記空鍋を載置したクレーンにより、受湯台車上に載置されている実鍋が取り除かれるステップと、前記実鍋が取り除かれた後の受湯台車を、脱りん炉の炉前側へ移動させるステップと、を備えていることを特徴とする。

好ましくは、前記軌道は脱りん炉の炉下に敷設され、前記受湯台車は脱りん炉の炉下を移動可能とされているとよい。
好ましくは、前記軌道は脱りん炉の側方に敷設され、前記受湯台車は脱りん炉の側方を移動可能とされているとよい。

本発明によれば、溶銑処理工場において、イレギュラーな操業の際にも溶銑鍋の物流を滞らせることなく、高い生産性を維持することが可能となる。

溶銑処理工場の模式図である。 受湯台車の動き及び溶銑鍋の物流を示した模式図である（本発明）。 受湯台車の動き及び溶銑鍋の物流を示した模式図である（従来）。

以下、本発明の実施形態に係る溶銑処理工場における溶銑鍋の物流方法について図面に基づき説明する。
まず、溶銑処理工場について説明する。
図１には、本発明が適用される製鋼工場１であって、各設備を増設した製鋼工場１の例が模式的に示してある。製鋼工場１は、主に脱硫処理、脱りん処理を行う溶銑処理工場２と、主に脱炭処理を行う転炉工場３とからなり、本実施形態の場合、２つの建屋から構成されている。

図１に示すように、２つの建屋は、西側に位置する第１建屋と、東側に位置する第２建屋とからなる。第１建屋と第２建屋とは、互いに離れていて、第１建屋が溶銑処理工場２、第２建屋が転炉工場３である。
以下、溶銑処理工場２のレイアウトを説明するにあたり、図１に示した東西南北の方角（図の上方が北）を用いるが、これは説明の便宜上であり、レイアウトを限定するものではない。

溶銑処理工場２には、２基の払い出しステーション４と、２基の脱硫設備５と、１基の脱りん炉６とが配備されている。また、転炉工場３には、３基の転炉７が配備されている。
払い出しステーション４は、例えば、高炉から出銑した溶銑を搬送する混銑車内の溶銑を、溶銑鍋８に装入する箇所であって、この実施形態では、溶銑処理工場２の北側に並ぶ
ように２つ設置されている。２つの払い出しステーション４と高炉との間には、これらを結ぶための軌道９（例えば、レール）が敷設されている。したがって、高炉から出銑された溶銑が装入された混銑車を軌道９上で移動させることにより、溶銑を高炉から払い出しステーション４に搬送することができる。

脱硫設備５は、払い出しステーション４で溶銑鍋８に払い出された溶銑に対して脱硫処理を行うものであって、この実施形態では、払い出しステーション４の下流側に２つ設置されている。脱硫設備５では、例えば、溶銑が装入された溶銑鍋８内に、溶銑を撹拌するインペラを挿入し、インペラを回転させて溶銑を撹拌しながら脱硫材を当該溶銑に供給することにより、溶銑の脱硫を行うことができる（ＫＲ脱硫処理）。

除滓ステーション１０は、溶銑上のスラグ等を除滓する除滓処理を行う箇所であって、この実施形態では、４つ設置されている。
脱りん炉６は、脱硫処理及び除滓処理が終了した溶銑に対して脱りん処理を行うもので、溶銑処理工場２の南西側に設置されている。この脱りん炉６では、脱硫処理が終了後の溶銑を脱りん炉６の炉前で装入した後、上吹きランスで酸素を吹き込みながら脱りん剤を投入することにより、溶銑の脱りんを行うことができる。

図１に示すように、脱りん炉６の炉前（装入側）には、脱りん処理前の溶銑を脱りん炉６に装入するための装入ステーションが設けられている。また、脱りん炉６の炉裏（出湯側）には、脱りん処理後の溶銑を出湯する出湯ステーションが配備されている。出湯ステーションは、当該出湯ステーションに空鍋８Ｅを搭載した受湯台車１１を停止させ、この受湯台車１１上の空鍋８Ｅに受湯することにより、脱りん処理後の溶銑を払い出す場所である。

受湯台車１１は、出湯ステーションから、装入ステーションへと延びるように敷設された軌道９上を移動可能となっている。そのため、受湯台車１１は、載置された溶銑鍋８を炉前と炉裏との間で移動可能となっている。この受湯台車１１は、少なくとも２つ以上の溶銑鍋８（例えば、１つの実鍋８Ｆと１つの空鍋８Ｅ）を搭載可能とされ、出湯ステーションで搭載された空鍋８Ｅを装入ステーションに運搬したり、装入ステーションで載置された実鍋８Ｆを出湯ステーションに運搬することができる。

本発明の最も特徴的な構成は、上記したように、受湯台車１１が少なくとも２つ以上の溶銑鍋８を搭載可能とされていることであり、この構成により、溶銑鍋８の物流が、イレギュラーな操業時（通常ではない操業時）の場合であってもスムーズに行くようになる。本発明における溶銑鍋８の物流については、後ほど詳しく述べる。
さらに、製鋼工場１には、溶銑が装入された溶銑鍋８を転炉工場３に設置された転炉７に搬送するための搬送手段が設けられている。この搬送手段は、溶銑処理工場２の東側から転炉工場３に向けて敷設された軌道９と、この軌道９上を移動して溶銑鍋８を搬送する搬送台車１２とを備えている。なお、搬送台車１２は、軌道９上を移動する機関車によって牽引されるようになっている。

次に、製鋼工場１での操業の概略について説明する。
製鋼工場１の操業方法を行うにあたっては、まず、混銑車が溶銑処理工場２の払い出しステーション４に到達後、２基の払い出しステーション４にて溶銑の払い出しを行う。その後、溶銑鍋８を、４基の除滓ステーション１０に移動して当該除滓ステーション１０でそれぞれ除滓処理（前除滓処理）を行う。除滓ステーション１０で前除滓処理後、溶銑鍋８を２基の脱硫設備５に移動する。そして、それぞれの脱硫設備５にて脱硫処理を行い、脱硫処理後、溶銑鍋８を再び４基の除滓ステーション１０に移動する。除滓ステーション１０では、脱硫処理後の溶銑に対して除滓処理（後除滓処理）を行う。

少なくとも１基の除滓ステーション１０で除滓処理後の溶銑は、溶銑処理工場２の脱りん炉６で脱りんを行い、脱りんが終了した溶銑は、溶銑鍋８に装入されたまま、転炉工場３へ運ばれ、転炉工場３の転炉７にて脱炭処理が行われる。脱炭処理が完了した溶鋼は、転炉工場３すなわち製鋼工場１から出鋼される。
さて、前述したように、本発明の受湯台車１１は、少なくとも２つ以上の溶銑鍋８を搭載可能とされており、イレギュラーな操業（例えば、脱りん処理を行わない、又は脱りん
処理を行えないような状況）となったとしても、溶銑鍋８の物流を滞らせることなく、高い溶鋼生産性を維持可能とするものである。

本発明をより理解するために、従来の操業について説明する。なお、説明において、溶銑が装入された溶銑鍋８のことを「実鍋８Ｆ」、溶銑が装入されていない空の溶銑鍋８のことを「空鍋８Ｅ」ということもある。
図３は、従来の溶銑処理工場、特に脱りん炉１０６及び受湯台車１１１の動きを模式的に示したものである。特許文献２（特開２００７−３９７３４号公報）などに示すように、従来の溶銑処理設備に配備された受湯台車１１１は、１つの溶銑鍋のみを搭載可能とされている。

この設備においては、まず、図３（ａ）に示すように、脱硫設備５で脱硫が完了し排滓が完了した実鍋１０８Ｆが、装入ステーションにクレーンで吊られた状態で運び込まれることになる。このとき、脱りん炉１０６の炉裏に配設された出湯ステーションに位置する受湯台車１１１の上には、脱りん処理後の溶銑を払い出すための空鍋１０８Ｅが載置されている。

その後、実鍋１０８Ｆ内の溶銑は脱りん炉１０６に装入され、図３（ｂ）に示すように、溶銑払い出し後の空鍋１０８Ｅは、溶銑払い出しステーション１０４へとクレーンで吊られた状態で移送される。
その後、図３（ｃ）に示すように、出湯ステーションにおける受湯台車１１１上の空鍋１０８Ｅに、脱りん処理が完了した溶銑が、脱りん炉１０６から払い出される。実鍋１０８Ｆとなった溶銑鍋は、搬送手段により、転炉工場へと送られる。

さらに、図３（ｄ）に示すように、実鍋１０８Ｆが移送された後の受湯台車１１１には、再び空鍋１０８Ｅが積載され、図３（ａ）の状況へとなる。
このような従来の設備において、脱りん処理を行わない、又は脱りん処理を行えないような状況が発生したとする。
脱りん処理を行わない状況とは、例えば、転炉工場に配設された転炉にて、同時に脱りん・脱炭を行う溶銑が装入された溶銑鍋１０８Ｆが運ばれてきた状況などである。

脱りん炉１０６を行えないような状況とは、例えば、脱りん炉１０６が炉修中であったり、何らかのトラブルにより脱りん炉１０６の操業が止まった状況である。この場合、本来、溶銑処理工場に配設された脱りん炉１０６で行う脱りん処理を、転炉工場に配設された転炉にて行うことになる。いずれにしても、実鍋１０８Ｆを、溶銑処理工場に配設された脱りん炉１０６を迂回した上で、転炉工場の転炉に運ばなくてはならない。

しかしながら、上記のイレギュラーな状況下において、従来の溶銑処理設備では、溶銑鍋１０８の物流が大きく滞ることとなる。つまり、図３（ａ）に示す炉前の実鍋１０８Ｆを、図３（ｃ）のように炉裏へと移送しなければならない状況になるが、脱りん炉１０６が稼働していないので、脱りん処理が行えず、溶銑を炉前から炉裏へと移動させることができない。また、図３（ａ）に示す炉前の実鍋１０８Ｆを移動させるために、受湯台車１１１を炉前に持ってこようとしても、すでに受湯台車１１１には、空鍋１０８Ｅが載置されている状態となっている。

このように、イレギュラーな操業時の物流は、通常操業時の物流手順が全く異なることになるため、クレーンや受湯台車１１１を通常とは全く異なる手順で動かす必要があり、オペレータが作業間違いを発生しやすい。加えて、溶銑処理工場内の各設備(払出ステーション、脱硫設備、脱りん炉等)のオペレータも、イレギュラーな物流に対応すべく、細心の注意を払う必要がある。同時に、溶鋼生産性の低下も発生する。

一方、図２は、本発明の溶銑処理設備、特に脱りん炉６及び受湯台車１１を模式的に示したものである。前述したように本発明の溶銑処理設備に配備された受湯台車１１は、脱りん炉６の炉裏（出湯ステーション）から、炉前（装入ステーション）へと延びるように敷設された軌道９上を移動可能となっており、複数（２つ）の溶銑鍋８を搭載可能とされている。

この設備において、前述したように、脱りん処理を行わない、又は脱りん処理を行えないような状況が発生したとする。
このようなイレギュラーな操業となった場合、まず、図２（ａ）に示すように、装入ステーションに、脱硫設備５で脱硫が完了し排滓が完了した実鍋８Ｆがクレーン１３で吊られ運び込まれ、装入ステーションに位置する受湯台車１１上に載置される。このとき、既に受湯台車１１には、１つの空鍋８Ｅ（２つめの溶銑鍋８）が載置されている。

その後、図２（ｂ）に示すように、クレーン１３は、受湯台車１１上に載置されている空鍋８Ｅを吊り上げ、吊り上げた空鍋８Ｅを、払い出しステーション４へと移送する。移送された空鍋８Ｅには、到着した混銑車から溶銑が払い出される。
図２は、脱りん炉６が使用できない状況を示しており、とはいえ、実鍋８Ｆを下工程へと移送しなければならない。

そこで、図２（ｃ）に示すように、実鍋８Ｆを搭載した受湯台車１１は、脱りん炉６の炉下を経由して、装入ステーションから出湯ステーションへと移動する。
受湯台車１１の移動後は、図２（ｄ）に示すように、受湯台車１１上に搭載された実鍋８Ｆは、クレーン１３より吊り上げられ、且つ搬送手段により転炉工場３内の転炉７へと送られる。その後、実鍋８Ｆを吊ったクレーン１３は、鍋置き場などに一時保管されていた空鍋８Ｅを吊り上げ、吊り上げた空鍋８Ｅを受湯台車１１上に載置する。

図２（ｅ）に示すように、空鍋８Ｅを搭載した受湯台車１１は、脱りん炉６の炉下を経由して、出湯ステーションから装入ステーションへと移動し、再び、図２（ｆ）の状態となり、その後、図２（ａ）の状態となる。
以上の説明から明らかなように、脱りん炉６を行えないような状況に陥ったとしても、溶銑鍋８の物流を大きく変えることなく、溶銑が入った溶銑鍋８すなわち実鍋８Ｆを、溶銑処理工場２に配設された脱りん炉６を迂回して、転炉工場３に配設された転炉７に運ぶことが可能となる。

脱りん炉６の停止時のようなイレギュラーな操業時の物流は、通常操業時の物流手順が全く異なることになるため、クレーン１３や受湯台車１１を通常とは全く異なる手順で動かす必要があり、オペレータが作業間違いを発生しやすい。しかしながら、本実施形態の受湯台車１１は、２台以上の溶銑鍋８を搭載可能とする故に、通常の操業に近い物流形態を維持でき、溶銑処理工場２内の各設備(払出ステーション、脱硫設備５、脱りん炉６、転炉７等)のオペレータも、少ない負荷でイレギュラーな物流に対応することが可能となる。加えて、イレギュラーな物流であっても、転炉７での脱りん・脱炭処理を進めることができ、溶鋼生産性の低下を可及的に抑えることができるようになる。

以上述べたように、本発明の「溶銑処理工場における溶銑鍋の物流方法」を採用することで、脱りん処理を行わないような、又は脱りん処理を行えないような状況となったとしても、溶銑鍋８の物流を滞らせることなく、高い溶鋼生産性を維持可能となる。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。

例えば、受湯台車１１が走行する軌道９が、脱りん炉６の側方に敷設され、受湯台車１１は、脱りん炉６の側方を移動可能とされていてもよい。
特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。

１ 製鋼工場
２ 溶銑処理工場
３ 転炉工場
４ 払い出しステーション
５ 脱硫設備
６ 脱りん炉
７ 転炉
８ 溶銑鍋
８Ｆ 実鍋
８Ｅ 空鍋
９ 軌道
１０ 除滓ステーション
１１ 受湯台車
１２ 搬送台車
１３ クレーン

Claims (3)

1. 脱りん炉、及び溶銑鍋を搬送するクレーンを備えた溶銑処理工場における溶銑鍋の物流方法であって、
   前記溶銑処理工場は、脱りん炉の炉前側から炉裏側へと延びるように敷設された軌道と、前記軌道上を移動可能であって、少なくとも２つ以上の溶銑鍋を載置可能な受湯台車とを備えるものとし、
   前記溶銑処理工場での処理として、
   前記脱りん炉の炉前側に位置する受湯台車上に実鍋が載置されると共に、前記実鍋を載置したクレーンにより、受湯台車上に載置されている空鍋が取り除かれるステップと、
   前記空鍋が取り除かれた後の受湯台車を、脱りん炉の炉裏側へ移動させるステップと、
   前記脱りん炉の炉裏側に位置する受湯台車上に空鍋が載置されると共に、前記空鍋を載置したクレーンにより、受湯台車上に載置されている実鍋が取り除かれるステップと、
   前記実鍋が取り除かれた後の受湯台車を、脱りん炉の炉前側へ移動させるステップと、
   を備えていることを特徴とする溶銑処理工場における溶銑鍋の物流方法。
2. 前記軌道は脱りん炉の炉下に敷設され、前記受湯台車は脱りん炉の炉下を移動可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の溶銑処理工場における溶銑鍋の物流方法。
3. 前記軌道は脱りん炉の側方に敷設され、前記受湯台車は脱りん炉の側方を移動可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の溶銑処理工場における溶銑鍋の物流方法。

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