JP6327304B2 - 転炉型精錬炉の遮断扉及び転炉型精錬炉の操業方法 - Google Patents
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Description
また、1段階目の送酸精錬を実施した後、スラグだけでなく溶銑も一旦精錬炉から排出して、同一精錬炉又は別の精錬炉に移し替えてから2段階目の送酸精錬を実施する方法と比較すると、(i)溶銑の出湯や再装入に要する時間を短縮して転炉型精錬炉の稼動率を高めることができる、(ii)溶銑の移し替えが少ないため放熱ロスを少なくできる、(iii)2段階目の送酸精錬のスラグを炉体内に残して、次の溶銑の1段階目の送酸精錬に再利用することにより、CaO系媒溶剤の使用量を削減することができる、(iv)高塩基度である2段階目の送酸精錬のスラグの排出を低減させて、比較的低塩基度である1段階目の送酸精錬のスラグの排出を増加させることで、スラグの水和膨張特性を改善してスラグの利用促進を図ることができる、という利点がある。
そこで、特許文献1及び特許文献2では、中間排滓工程において効率的に排滓を行うために、1段階目の送酸精錬において溶融スラグをフォーミングさせて、溶融スラグの体積を増大させる方法が開示されている。特許文献1及び特許文献2では、溶融スラグの体積を増大させることにより、炉口から中間排滓する際に炉口下端からのスラグ浴面の高さを高くすることができ、溶融スラグの溢流による排出効率を高めることができる。ここで、スラグのフォーミングとは、溶融状態のスラグが気泡を含み、見掛け上、体積膨脹する現象である。
一般に転炉型精錬炉では、操業床への高温物質の飛散や煙の流出による作業環境の悪化や火災などの災害の発生を防止するため、例えば特許文献2に開示されているように、転炉型精錬炉の炉体を囲むように炉体と操業床上の空間との間に隔壁が設けられる。この隔壁は一般に、固定壁と固定壁の炉前側開放部を移動可能に覆う移動壁である遮断扉とを有する。遮断扉は、炉前側操業床に設置されたレール上を自走するなどして移動し、溶銑やスクラップなどを炉体内に装入するたびに開かれ、吹錬中や中間排滓中には固定壁の炉前側開放部を覆うように閉じられる。この際、遮断扉の移動速度が大き過ぎるとレール上の堆積物による脱線などのトラブルを招くおそれがあるため、遮断扉の移動速度には制約がある。しかしながら、遮断扉の移動速度が極端に遅い場合には、遮断扉の開閉時間が長くなるため、転炉型精錬炉設備の生産性低下の一因となる。
d/r≧1−3L/H ・・・(1)
<転炉型精錬炉の遮断扉の構成>
はじめに、図1〜図5を参照して、本発明の一実施形態に係る転炉型精錬炉の遮断扉について説明する。転炉型精錬炉1は、溶銑を送酸精錬する精錬装置であり、図1に示すように、炉体2と、隔壁3と、集塵設備4とを有する。
d/r≧1−3L/H ・・・(1)
また、第1及び第2の扉部32a,32bの炉前側開放部311を覆う矩形領域のx軸方向の幅W1,W2は、幅W1と幅W2とを足した長さが炉前側開放部311のx軸方向の長さ以上となるように形成される。さらに、半径rに対する第1の距離dの比の値d/rが0.20以上である場合、幅W1の長さは、幅W2の長さの1.25倍以上4.0倍以下であることが好ましく、1.8倍以上3.0倍以下であることがより好ましい。
次に、図6を参照して、本実施形態に係る転炉型精錬炉1の操業方法について説明する。本実施形態では、1つの転炉型精錬炉1を用いて、高炉から出銑された溶銑の脱珪処理及び脱燐処理を連続して行う。まず、図6(A)に示すように、トラニオン22を中心に炉口21が炉前側に位置するように、反出湯側に傾転させた炉体2に、溶銑鍋6に収容された溶銑Mを炉口21から注ぎいれることで、炉体2に溶銑Mを装入する(装入工程)。装入工程では、溶銑Mが装入される前に、予め、炉体2の内部には、スクラップ等の冷鉄源Scが収容される。また、装入工程では、溶銑Mが装入される際には遮断扉32が開いた状態で行われ、装入工程が終了した後には遮断扉32の閉動作が行われ、遮断扉32が閉じた状態となる。
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである。
また、上記実施形態では、図1に示すように、幅W1の長さが幅W2の長さの1.25倍以上4.0倍以下とすることが好ましいとしたが、本発明はかかる例に限定されない。遮断扉32は、閉じた状態において、炉前側開放部311を覆い、召合せ位置Paと炉口21の中心位置Pcとの第1の距離dが0mよりも大きく、且つ(1)式を満たすように配されていれば、幅W1,W2は上記範囲に限定されない。なお、幅W1,W2を上記範囲とすることで、一般的な転炉型精錬炉1において、本発明のうち半径rに対する第1の距離dの比の値d/rを0.2以上とする実施形態を適用することができ、遮断扉32の全体の幅を小さくすることができる。また、幅W1の長さを幅W2の長さの1.8倍以上とすることで、一般的な転炉型精錬炉1において、本発明のうち半径rに対する第1の距離dの比の値d/rを0.86以上とする実施形態を適用することができ、遮断扉32の全体の幅を小さくすることができる。なお、転炉型精錬炉1の炉体形状は概ね相似形であり、炉口の半径rとトラニオンの回転軸中心から炉口までの高さHとの比r/Hは0.3〜0.5の範囲内にあることが一般的である。幅W1の長さが幅W2の長さの1.25倍未満である場合、転炉型精錬炉1の寸法(炉前側開放部の幅、炉口の大きさ及び遮断扉32の全体の幅)によっては、第1の距離dが炉口21の半径rの0.2倍より小さくなる可能性が生じる。一方、幅W1の長さが幅W2の長さの4.0倍超である場合、転炉型精錬炉1の寸法(炉前側開放部の幅、炉口の大きさ及び遮断扉32の全体の幅)によっては、第1の扉部の幅W1が長くなりすぎるため、遮断扉32の開閉に掛かる時間が長くなる可能性がある。
(1)本発明の一態様に係る転炉型精錬炉1の遮断扉32は、水平方向に平行な一軸方向(x軸方向)に移動可能な第1の移動手段321aと、一軸方向の一端側に第1の召合せ部322aとを有し、転炉型精錬炉1の炉体2を囲む隔壁3の一部である固定壁31の炉前側開放部311の一部を覆うことが可能な第1の扉部32aと、第1の扉部32aと一軸方向に並んで配され、一軸方向に移動可能な第2の移動手段321bと、第1の扉部32aと対向する一軸方向の一端側に第2の召合せ部322bとを有し、炉前側開放部311の一部覆うことが可能な第2の扉部32bとを備え、第1の召合せ部322aと第2の召合せ部322bとが合わさり、第1の扉部32aと第2の扉部32bとにより炉前側開放部311が覆われた閉じた状態において、第1の召合せ部322aと第2の召合せ部322bとが合わさる位置である召し合わせ位置Paと、炉体2の炉口21の中心位置Pcとの一軸方向に平行な方向における第1の距離d[m]が、0mよりも大きく、且つ、炉口21の半径r[m]、炉体2を正立した状態から反出湯側に90度傾転させた位置における炉口21と炉前床5との第2の距離L[m]、及び炉体2のトラニオン22の回転軸中心から炉口21までの高さH[m]との関係が(1)式を満たす。
(3)上記(2)の構成において、半径rに対する第1の距離dの比の値d/rが、0.86以上である。
(4)上記(3)の構成において、閉じた状態において、召し合わせ位置Paが、一軸方向に平行な方向において、第1の距離dが炉口21の半径rよりも長くなるように配される。
(5)上記(2)〜(4)のいずれかの構成において、第1の扉部32aの一軸方向の幅W1は、第2の扉部32bの一軸方向の幅W2の1.25倍以上4.0倍以下である。
上記(5)の構成によれば、一般的な転炉型精錬炉1において適用することができる。
まず、装入工程として、冷鉄源Scを予め装入した炉体2に高炉から出銑された溶銑Mを装入した。
その後、二次送酸精錬工程として、脱燐処理を行った。一次送酸精錬工程では、送酸ランス7から酸素ガスを溶銑Mに供給すると共に、底吹きノズル23から攪拌ガスを溶銑Mに吹き込んだ。
次いで、出湯工程として、炉体2を炉前側に炉口21が位置するように傾転させ、脱燐処理を行った溶銑Mを出湯孔24から排出させた。
以上の結果から、本発明によれば、中間排滓を行う転炉型精錬炉1において、召合せ位置PaへのスラグSlの付着を抑制することができることが確認できた。
2 炉体
21 炉口
22 トラニオン
23 底吹きノズル
24 出湯孔
3 隔壁
31 固定壁
311 炉前側開放部
32 遮断扉
32a 第1の扉部
321a 第1の移動手段
322a 第1の召合せ部
323a 第1の保護板
32b 第2の扉部
321b 第2の移動手段
322b 第2の召合せ部
323b 第2の保護板
4 集塵設備
41 スカート
42 フード
5 炉前床
6 溶銑鍋
7 送酸ランス
W1,W2 (遮断扉の)幅
Pa 召合せ位置
Pc (炉口の)中心位置
r (炉口の)半径
d 第1の距離
L 第2の距離
H (トラニオン回転軸中心から炉口までの)高さ
M 溶銑
Sl スラグ
Sc スクラップ
Claims (6)
- 水平方向に平行な一軸方向に移動可能な第1の移動手段と、前記一軸方向の一端側に第1の召合せ部とを有し、転炉型精錬炉の炉体を囲む隔壁の一部である固定壁の炉前側開放部の一部を覆うことが可能な第1の扉部と、
前記第1の扉部と前記一軸方向に並んで配され、前記一軸方向に移動可能な第2の移動手段と、前記第1の扉部と対向する前記一軸方向の一端側に第2の召合せ部とを有し、前記炉前側開放部の一部覆うことが可能な第2の扉部と
を備え、
前記第1の召合せ部と前記第2の召合せ部とが合わさり、前記第1の扉部と前記第2の扉部とにより前記炉前側開放部が覆われた閉じた状態において、前記第1の召合せ部と前記第2の召合せ部とが合わさる位置である召し合わせ位置と、前記炉体の炉口の中心位置との前記一軸方向に平行な方向における第1の距離d[m]が、0mよりも大きく、且つ、前記炉口の半径r[m]、前記炉体を正立した状態から反出湯側に90度傾転させた位置における前記炉口と炉前床との第2の距離L[m]、及び前記炉体のトラニオンの回転軸中心から前記炉口までの高さH[m]との関係が(1)式を満たすことを特徴とする転炉型精錬炉の遮断扉。
d/r≧1−3L/H ・・・(1) - 前記半径rに対する前記第1の距離dの比の値d/rが、0.2以上であることを特徴とする請求項1に記載の転炉型精錬炉の遮断扉。
- 前記半径rに対する前記第1の距離dの比の値d/rが、0.86以上であることを特徴とする請求項2に記載の転炉型精錬炉の遮断扉。
- 前記閉じた状態において、前記召し合わせ位置が、前記一軸方向に平行な方向において、前記第1の距離dが前記半径rよりも長くなるように配されることを特徴とする請求項3に記載の転炉型精錬炉の遮断扉。
- 前記第1の扉部の前記一軸方向の幅は、前記第2の扉部の前記一軸方向の幅の1.25倍以上4.0倍以下であることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の転炉型精錬炉の遮断扉。
- 転炉型精錬炉の炉体に収容された溶銑に酸素ガスを供給し、前記溶銑を送酸精錬する一次送酸精錬工程と、
前記一次送酸精錬工程の後、前記炉体に収容された前記溶銑を前記炉体に残留させたまま、前記炉体の炉口が炉前側に位置するように前記炉体を傾転させて、前記一次送酸精錬工程で生成したスラグの少なくとも一部を前記炉口から排出する中間排滓工程と、
前記中間排滓工程の後、前記炉体に残留させた前記溶銑に前記酸素ガスを供給し、さらに送酸精錬する二次送酸精錬工程と
を備え、
前記中間排滓工程では、水平方向に平行な一軸方向に移動可能な第1の移動手段と前記一軸方向の一端側に第1の召合せ部とを有し、前記炉体を囲む隔壁の一部である固定壁の炉前側開放部の一部を覆うことが可能な第1の扉部と、前記第1の扉部と前記一軸方向に並んで配され、前記一軸方向に移動可能な第2の移動手段と、前記第1の扉部と対向する前記一軸方向の一端側に第2の召合せ部とを有し、前記炉前側開放部の一部を覆うことが可能な第2の扉部とを備えた遮断扉を、前記第1の召合せ部と前記第2の召合せ部とが合わさり、前記第1の扉部と前記第2の扉部とにより前記炉前側開放部が覆われた閉じた状態で、前記スラグを前記炉口から排出し、
前記閉じた状態では、前記第1の召合せ部と前記第2の召合せ部とが合わさる位置である召し合わせ位置と、前記炉体の炉口の中心位置との前記一軸方向に平行な方向における第1の距離d[m]が、0mよりも大きく、且つ、前記炉口の半径r[m]、前記炉体を正立した状態から反出湯側に90度傾転させた位置における前記炉口と炉前床との第2の距離L[m]、及び前記炉体のトラニオンの回転軸中心から前記炉口までの高さH[m]との関係が(1)式を満たすことを特徴とする転炉型精錬炉の操業方法。
d/r≧1−3L/H ・・・(1)
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