JP6332233B2

JP6332233B2 - 溶銑の予備処理方法

Info

Publication number: JP6332233B2
Application number: JP2015213841A
Authority: JP
Inventors: 敦仁水野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: JP2017082308A

Description

本発明は、溶銑の予備処理方法に関するものである。

溶銑の予備処理においては、溶銑に浸漬ランスを浸漬したまま、酸素ガスや成分調整用の粉体を吹き込むことが広く行われている。

例えば、溶銑収納容器（混銑車、溶銑鍋等）に収納された溶銑に対して、酸素ガスと粉体を別々の浸漬ランスを浸漬して同時に吹き込むことが行われている（特許文献１（段落［０００４］、図５）参照）。

ただし、上記のように、酸素ガスと粉体を別々の浸漬ランスを浸漬して同時に吹き込むのは、構造が複雑になる可能性がある。

そこで、その問題に対処するために、１本の浸漬ランスを用い、その浸漬ランスに酸素ガスと粉体を供給して、浸漬ランス内で酸素ガスと粉体を混合してから、溶銑に吹き込む方法が開示されている（特許文献１（段落［００２７］、図４）、非特許文献１（Ｆｉｇ．１）参照）。

特開平７−２６８４３０号公報

鈴木健史、他５名、「単管ランスを用いた気体酸素と酸化鉄の同時吹込みによる溶銑脱りん法の開発」、鉄と鋼、日本鉄鋼協会、Ｖｏｌ．８２（１９９６）Ｎｏ．７、ｐ．１９−２４

しかしながら、上記のように、浸漬ランス内で酸素ガスと粉体を混合してから、溶銑に吹き込む場合、酸素ガスは助燃性ガスであるため、浸漬ランスの背圧（酸素ガスの供給圧力）が粉体供給配管の内圧に勝ってしまうと、酸素ガスが粉体供給配管に逆流して、発火・爆発事故等に繋がるリスクが懸念される。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、溶銑の予備処理において、浸漬ランス内で酸素ガスと粉体（酸化鉄、生石灰、ソーダ灰等）を混合してから溶銑に吹き込む際に、酸素ガスの逆流を的確に検知して、安全に溶銑に吹き込むことを可能にする溶銑の予備処理方法を提供することを目的とするものである。

一般的に配管中の逆流を防ぐ方法としては、逆止弁の採用が有効であるが、上記のように粉体の輸送を行うため、粉体供給系統には機械式の逆止弁が使用できない。

そこで、本発明者は、鋭意検討を行った結果、浸漬ランスの背圧（酸素ガスの供給圧力）と粉体供給配管の内圧の差圧を常時監視して、酸素ガスの逆流現象を検知することで、発火・爆発事故を防止することを着想した。

本発明は、上記の着想に基づいており、以下のような特徴を有している。

［１］溶銑の予備処理方法であって、２系統の配管を１本の浸漬ランスに接続し、第１系統の配管から酸素ガスを供給し、第２系統の配管から窒素ガスとともに成分調整用の粉体を供給し、前記浸漬ランス中で第１系統の配管からの酸素ガスと第２系統の配管からの粉体を混合して、前記浸漬ランスを溶銑に浸漬して溶銑に吹き込むとともに、前記第１系統の配管の酸素ガスの圧力と前記第２系統の配管の窒素ガスの圧力を測定してその差圧を求め、前記第１系統の配管の酸素ガスの圧力に比べ第２系統の配管の窒素ガスの圧力が低くて、かつ、前記差圧が予め定めた閾値以上となった際に、前記第２系統の配管に酸素ガスが逆流したと判断することを特徴とする溶銑の予備処理方法。

［２］前記第２系統の配管に酸素ガスが逆流したと判断すると、前記第２系統の配管の窒素ガスの圧力を増加させることを特徴とする前記［１］に記載の溶銑の予備処理方法。

［３］前記第２系統の配管に酸素ガスが逆流したと判断すると、前記第１系統の配管の酸素ガスの圧力を減少させることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の溶銑の予備処理方法。

［４］前記第２系統の配管に酸素ガスが逆流したと判断すると、前記第１系統の配管に不活性ガスを導入し、酸素ガスを遮断することで、第１系統の配管のガスを不活性ガスに置換することを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の溶銑の予備処理方法。

［５］前記第２系統の配管に酸素ガスが逆流したと判断すると、警報を出すことを特徴とする前記［１］〜［４］のいずれかに記載の溶銑の予備処理方法。

［６］前記浸漬ランスを内管と外管を有する二重管構造とするとともに、任意のガスを供給する第３系統の配管を設け、前記第１系統の配管と前記第２系統の配管は前記内管に接続し、前記第３系統の配管は前記外管に接続して、前記任意のガスを前記浸漬ランスを溶銑に浸漬して溶銑に吹き込むことを特徴とする前記［１］〜［５］のいずれかに記載の溶銑の予備処理方法。

本発明によれば、溶銑の予備処理において、浸漬ランス内で酸素ガスと粉体を混合してから溶銑に吹き込む際に、酸素ガスの逆流を的確に検知して、安全に溶銑に吹き込むことを可能にする。

本発明の実施形態１を示す図である。本発明の実施形態２を示す図である。

本発明の実施形態（実施形態１、実施形態２）を図面に基づいて説明する。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１を示す図である。図１に示すように、この実施形態１においては、混銑車１に収納された溶銑２に対して、酸素ガスと成分調整用の粉体とを浸漬ランス１０内で混合してから、浸漬ランス１０を溶銑２に浸漬して吹き込むようにしている。

ここで、前記酸素ガスは、第１系統の配管２７（酸素ガス供給配管２１）を経由して浸漬ランス１０に供給され、前記粉体は、粉体貯蔵タンク１４から切り出された後、窒素ガスとともに、第２系統の配管２８（粉体供給配管２６）を経由して浸漬ランス１０に供給され、それらが浸漬ランス１０内で混合されるようになっている。

その上で、この実施形態においては、第１系統の配管２７に設置した圧力計１５によって、第１系統の配管２７の酸素ガスの圧力Ｐ１を測定するとともに、第２系統の配管２８に設置した圧力計１６によって、第２系統の配管２８の窒素ガスの圧力Ｐ２を測定し、その差圧ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）を監視している。

そして、第１系統の配管２７の酸素ガスの圧力Ｐ１に比べ第２系統の配管２８の窒素ガスの圧力Ｐ２が低くて、かつ、差圧ΔＰの絶対値｜ΔＰ｜が予め定めた閾値Ｐｃ以上となった場合、すなわち、Ｐ１＞Ｐ２、かつ、｜ΔＰ｜≧Ｐｃとなった場合、第２系統の配管２８に酸素ガスが逆流したと判断する。なお、閾値Ｐｃについては、事前の実験等によって予め定めておく。

そして、第２系統の配管２８に酸素ガスが逆流したと判断すると、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれか一つ以上の処置を行う。

（ａ）第２系統の配管２８の窒素ガスの圧力を増加させて、第２系統の配管２８への酸素ガスの逆流を抑止する。

（ｂ）第１系統の配管２７の酸素ガスの圧力を減少させて、第２系統の配管２８への酸素ガスの逆流を抑止する。

（ｃ）第１系統の配管２７に不活性ガス（例えば、窒素ガス、アルゴン等）を不活性ガス供給配管２２から導入して、酸素ガスを遮断することで、第１系統の配管２７のガスを不活性ガスに置換することにより、第２系統の配管２８へ逆流する酸素ガスの濃度を減少させる。

それに加えて、第２系統の配管２８に酸素ガスが逆流したと判断すると、警報を出すようにするとよい。

このようにして、この実施形態１によれば、溶銑予備処理において、浸漬ランス１０内で酸素ガスと粉体を混合してから溶銑２に吹き込む際に、酸素ガスの逆流を的確に検知して、安全に溶銑２に吹き込むことができる。

［実施形態２］
図２は、本発明の実施形態２を示す図である。

この実施形態２においては、浸漬ランス１１が二重管構造（内管１２、外管１３）になっており、酸素ガスは、第１系統の配管２７（酸素ガス供給配管２１）を経由して内管１２に供給され、粉体は、粉体貯蔵タンク１４から切り出された後、窒素ガスとともに、第２系統の配管２８（粉体供給配管２６）を経由して内管１２に供給され、それらが内管１２内で混合されるようになっている。

そして、浸漬ランス１１の外管１３には、所望する任意のガスを供給する第３系統の配管２９（ここでは、窒素ガス供給配管２３、プロパンガス供給配管２４、空気供給配管２５）が接続されている。

また、浸漬ランス１１は溶銑２に浸漬されて上述のガスおよび粉体を溶銑２に吹き込む。

これによって、第１系統の配管２７からの酸素ガスや第２系統の配管２８からの粉体とは浸漬ランス１１内で干渉し合うことなく、所望のガス（ここでは、窒素ガス、プロパンガス、空気）を所望のタイミングで所望の量だけ溶銑２に吹き込むことができる。なお、上記の所望のガスは単独で吹き込んでもよいし、混合させて吹き込んでもよい。

このようにして、この実施形態２によれば、溶銑予備処理において、浸漬ランス１１（内管１２）内で酸素ガスと粉体を混合してから溶銑２に吹き込む際に、酸素ガスの逆流を的確に検知して、安全に溶銑２に吹き込むことができるとともに、溶銑予備処理の基本配管構造（第１系統の配管２７、第２系統の配管２８）を見直すことなく、同時に所望のガス（単独ガスまたは複数ガスの混合ガス）を吹き込むことができて、操業の自由度を高めることができる。

１混銑車
２溶銑
１０浸漬ランス
１１浸漬ランス（二重管構造）
１２内管
１３外管
１４粉体貯蔵タンク
１５圧力計
１６圧力計
２１酸素ガス供給配管
２２不活性ガス供給配管
２３窒素ガス供給配管
２４プロパンガス供給配管
２５空気供給配管
２６粉体供給配管
２７第１系統の配管
２８第２系統の配管
２９第３系統の配管

Claims

溶銑の予備処理方法であって、２系統の配管を１本の浸漬ランスに接続し、第１系統の配管から酸素ガスを供給し、第２系統の配管から窒素ガスとともに成分調整用の粉体を供給し、前記浸漬ランス中で第１系統の配管からの酸素ガスと第２系統の配管からの粉体を混合して、前記浸漬ランスを溶銑に浸漬して溶銑に吹き込むとともに、前記第１系統の配管の酸素ガスの圧力と前記第２系統の配管の窒素ガスの圧力を測定してその差圧を求め、前記第１系統の配管の酸素ガスの圧力に比べ第２系統の配管の窒素ガスの圧力が低くて、かつ、前記差圧が予め定めた閾値以上となった際に、前記第２系統の配管に酸素ガスが逆流したと判断することを特徴とする溶銑の予備処理方法。
前記第２系統の配管に酸素ガスが逆流したと判断すると、前記第２系統の配管の窒素ガスの圧力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の溶銑の予備処理方法。
前記第２系統の配管に酸素ガスが逆流したと判断すると、前記第１系統の配管の酸素ガスの圧力を減少させることを特徴とする請求項１または２に記載の溶銑の予備処理方法。
前記第２系統の配管に酸素ガスが逆流したと判断すると、前記第１系統の配管に不活性ガスを導入し、酸素ガスを遮断することで、第１系統の配管のガスを不活性ガスに置換することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の溶銑の予備処理方法。
前記第２系統の配管に酸素ガスが逆流したと判断すると、警報を出すことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の溶銑の予備処理方法。
前記浸漬ランスを内管と外管を有する二重管構造とするとともに、任意のガスを供給する第３系統の配管を設け、前記第１系統の配管と前記第２系統の配管は前記内管に接続し、前記第３系統の配管は前記外管に接続して、前記任意のガスを前記浸漬ランスを溶銑に浸漬して溶銑に吹き込むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の溶銑の予備処理方法。