JP6589998B2 - 排滓方法、スラグの製造方法及び流下スラグのエネルギー減衰構造 - Google Patents

Description

本開示は、排滓方法、スラグの製造方法及び流下スラグのエネルギー減衰構造に関する。

転炉内の溶鉄の脱珪及び脱燐処理後に溶鉄を転炉内に残したまま転炉を傾けて炉口から上層のスラグの一部を下方に配置した排滓鍋に流下させて排滓し、その後脱炭処理を行う方法が知られている。この方法では、転炉内でスラグをフォーミング（泡立ち）させてスラグの嵩体積を増加させることにより排滓性を確保している。スラグのフォーミングは、溶鉄中の炭素とスラグ中の酸化鉄とが下記の（１）式の反応によりＣＯガスを生成させ、そのＣＯガスがスラグに保持されることにより発生する。
Ｃ＋ＦｅＯ→ＣＯ↑＋Ｆｅ （１）
ところで、転炉から排滓したスラグを排滓鍋に収容させると、フォーミングしたスラグが排滓鍋の容量を超えて溢出してしまうおそれがある。そして、スラグが排滓鍋から溢出すると、例えば、設備損傷、操業障害等のトラブルを招くおそれがある。そこで、排滓鍋内のフォーミングの鎮静を待つと、排滓速度を低下させて排滓時間の長期化による生産性の低下を招く。また、排滓鍋内のフォーミングの鎮静を待つと、転炉内のスラグのフォーミングが鎮静して流下するスラグの嵩体積が減少する。その結果、排滓後の脱炭処理時に転炉内に残るスラグ量が増加して、脱炭処理時での復燐やスロッピング（溶鉄やスラグの液塊が転炉の炉口から飛び出すこと）の発生を助長するおそれがある。また、復燐やスロッピングの発生を抑制するための生石灰等の副原料の量の増加を招くおそれがある。

そこで、フォーミングしたスラグの排滓鍋からの溢出を抑制するため、様々な方法が提案されている。

例えば、単純な方法として、排滓鍋の容量を大きくする方法がある。しかしながら、排滓鍋の容量を大きくする方法では、転炉の下方のスペースの制約を受けるため、限界がある等の課題がある。

また、日本国特許第４９０７４１１号公報、日本国特許第４５８０４３４号公報及び日本国特許第４５８０４３５号公報には、フォーミング鎮静材を排滓鍋内に投入して、フォーミングを鎮静する方法が開示されている。しかしながら、鎮静材は、化学反応等の作用によりフォーミングしたスラグを鎮静させることから、フォーミング鎮静材の投入量により鎮静効果に限界がある。

また、日本国特許第５０００３６０号公報には、マイクロ波の照射により排滓鍋内のスラグのフォーミングを鎮静する方法が開示されている。しかしながら、マイクロ波のシールド等の課題がある。

なお、日本国特許第２５８２６９２号公報には、排滓時にスラグの作業床への流出、飛散を防止し、排滓鍋内にうまく流入させるための水冷式炉前防滓板が開示されている。しかしながら、水冷式炉前防滓板は、排滓鍋内のスラグのフォーミングを鎮静させるためのものではない。

本開示は、転炉から流下させて鍋内に収容されるスラグのフォーミングが鎮静され易い排滓方法、これを用いたスラグの製造方法、及び流下スラグのエネルギー減衰構造の提供を目的とする。

本発明者らは、転炉内の溶鉄の脱珪及び脱燐した後に溶鉄を転炉内に残したまま転炉を傾けて炉口から上層のスラグの一部を下方に配置した排滓鍋に流下して排滓鍋に収容させる排滓方法について、鋭意研究した。その結果、本発明者らは、転炉から流下したスラグ中に混入した溶鉄中の炭素とスラグ中の酸化鉄とが排滓鍋内において前述の（１）式の反応により新たにＣＯガスを生成させることが、排滓鍋内のフォーミングの鎮静を阻害している要因の１つであることを知見した。

そこで、本発明者らは、排滓鍋内における、溶鉄中の炭素とスラグ中の酸化鉄との前述の（１）式の反応を抑制することに着目し、スラグが排滓鍋内に流下する際の衝撃による撹拌を抑制することが有効であることを見出した。本開示は、かかる知見に基づくものである。

本開示の一態様に係る排滓方法は、以下のとおりである。
脱珪、脱燐又は脱炭のうち少なくとも１つの処理を転炉内で行った後に前記転炉を傾けることで、溶鉄を前記転炉内に残したまま、上層のフォーミングしたスラグを前記転炉の炉口から接触部材の第１位置に流下させ、
前記第１位置から、上下方向に直交する横方向において前記第１位置とずれ、かつ、前記第１位置よりも下方とされた位置である第２位置まで、前記接触部材に接触しつつ移動した前記スラグを前記第２位置から流下させ、
前記第２位置から流下した前記スラグを、前記転炉の下方に配置された鍋内に収容させる、
排滓方法。

本開示の他の態様に係る流下スラグのエネルギー減衰構造は、以下のとおりである。
転炉を傾けることで前記転炉の炉口から流下するスラグに接触する面が形成された接触部材であって、前記炉口から流下した前記スラグを前記面の第１位置で受け取って、前記面に沿って移動した前記スラグを、上下方向に直交する横方向において前記第１位置とずれ、かつ、前記第１位置よりも下方とされる位置である第２位置から鍋内に流下させる接触部材、
を備えた流下スラグのエネルギー減衰構造。

本開示の排滓方法、スラグの製造方法、及び流下スラグのエネルギー減衰構造によれば、転炉から流下させて鍋内に収容されるスラグのフォーミングが鎮静され易い。

実施形態のエネルギー減衰構造を用いて転炉から流下したスラグを排滓鍋内に収容している状態を示す模式的な断面図である。 実施形態のエネルギー減衰構造を構成するガイドの斜視図である。 比較形態において、転炉から流下したスラグを鍋内に収容している状態を示す模式的な断面図である。 第１変形例のエネルギー減衰構造を用いて転炉から流下したスラグを鍋内に収容している状態を示す模式的な断面図である。 第２変形例のエネルギー減衰構造を用いて転炉から流下したスラグを鍋内に収容している状態を示す模式的な断面図である。 第３変形例のエネルギー減衰構造を用いて転炉から流下したスラグを鍋内に収容している状態を示す模式的な断面図である。 第４変形例のエネルギー減衰構造を用いて転炉から流下したスラグを鍋内に収容している状態を示す模式的な断面図である。 第５変形例のエネルギー減衰構造を用いて転炉から流下したスラグを鍋内に収容している状態を示す模式的な断面図である。 第６変形例のエネルギー減衰構造を用いて転炉から流下したスラグを鍋内に収容している状態を示す模式的な断面図である。 第７変形例のエネルギー減衰構造を用いて転炉から流下したスラグを鍋内に収容している状態を示す模式的な断面図である。 実施例及び比較例における実験の条件及び実験の結果をまとめた表である。 排滓鍋の変形例を台車に載せた状態で示す模式的な断面図である。

≪概要≫
以下、実施形態、実施形態の変形例（第１〜第８変形例）並びに実施例及び比較例における実験について説明する。以下の説明では、図面に矢印Ｘ及び矢印−Ｘで示す方向をエネルギー減衰構造１０（図１参照）の幅方向、図面に矢印Ｚ及び矢印−Ｚで示す方向を上下方向（以下、矢印Ｚ方向を上方、矢印−Ｚ方向を下方という。）とする。また、幅方向及び上下方向のそれぞれに直交する方向（矢印Ｙ及び矢印−Ｙ方向）を奥行き方向とする。ここで、幅方向は、横方向の一例である。

≪本実施形態≫
以下、実施形態について説明する。まず、実施形態のエネルギー減衰構造１０（図１参照）の構成について説明する。次いで、エネルギー減衰構造１０を用いたスラグＳの製造方法（排滓方法）について説明する。次いで、実施形態の作用について説明する。

＜エネルギー減衰構造の構成＞
本実施形態のエネルギー減衰構造１０は、転炉２０（図１参照）から流下したスラグＳを排滓鍋３０（図１参照）内に収容する際に、転炉２０から流下して排滓鍋３０に収容される前のスラグＳに後述するガイド板４２（図１参照）の凹み面４２Ａ（図２参照）を接触させて、スラグＳのエネルギーを減衰させる機能を有する。ここで、排滓鍋３０は、鍋の一例である。なお、転炉２０から排滓鍋３０に至るまでに流下するスラグＳは、流下スラグの一例である。

なお、ガイド板４２は、図１に示されるように、排滓鍋３０よりも上方に配置されている。また、転炉２０には、開口２２（炉口）が形成されている。転炉２０は、奥行き方向を回転軸方向とする回転装置（図示省略）により上下方向に対して傾斜可能に構成されている。排滓鍋３０は、スラグＳの排滓の際、後述する台車５０により移動されて、転炉２０の下方に配置されるようになっている。また、排滓鍋３０は、図１に示されるように、上方から見て円形の底３２と、上方ほど内径が大きくなる内周面３４Ａを有する周壁３４と、を備えている。すなわち、本実施形態の排滓鍋３０は、逆円錐台状である。ここで、図１は、転炉２０が回転装置により回転されて傾斜してスラグＳを流下（排滓）している状態を示しているが、この状態において、転炉２０の開口２２の下端から排滓鍋３０の上端までの離間距離は、一例として３〜１０ｍである。

本実施形態のエネルギー減衰構造１０は、図１に示されるように、ガイド部４０を備えている。

［ガイド部］
ガイド部４０は、ガイド板４２と、支持部４４と、を含んで構成されている。ここで、ガイド板４２は、接触部材の一例である。ガイド板４２は、正面視にて、上下方向に対して一例として時計回りに１０°傾斜した状態で、支持部４４に支持されている。そして、ガイド板４２は、転炉２０から流下したスラグＳに凹み面４２Ａ（図２参照）で接触するようになっている。すなわち、ガイド板４２には、転炉２０から流下して排滓鍋３０内に収容されるスラグＳに接触する凹み面４２Ａが形成されている。ここで、凹み面４２Ａは、面の一例である。なお、ガイド板４２は、樋状とされている。具体的には、図２に示されるように、ガイド板４２は、スラグＳが流れる方向に垂直な断面形状が下方に凸の湾曲した形状とされている。また、本実施形態のガイド板４２は、一例として鋼鉄製とされている。また、ガイド板４２の幅（すなわち奥行き方向の寸法）は、特に限定されないが、本実施形態では開口２２の直径の０．５倍以上１．０倍以下の範囲に設計されている。

本実施形態では、支持部４４として、転炉２０の側方に設けられた作業床が用いられている。換言すると、ガイド板４２は、支持部４４としての作業床に図示しない固定部材などを介して固定されている。ここでいう作業床とは、転炉２０が回転されて約９０°傾斜した状態で、開口２２の下端と同じくらいの高さに位置する床であり、転炉２０内の補修作業や転炉２０の底吹き羽口の補修、交換作業などに利用される床である。図１に示されるように、ガイド板４２が作業床（支持部４４）に固定された状態では、ガイド板４２の上端は、作業床よりも上方に位置しており、ガイド板４２の下端４２Ａ２は、作業床よりも下方に位置している。

なお、転炉２０の開口２２から排滓する際には、転炉２０に設けられた出鋼口（図示省略）から出鋼する際とは逆方向に転炉２０を傾ける。このため、ガイド板４２が固定される作業床は、直立状態の転炉２０における出鋼口とは反対側に設けられた作業床である。

ガイド板４２は、図１に示されるように、転炉２０から流下したスラグＳを凹み面４２Ａの第１位置４２Ａ１で受け取って、凹み面４２Ａに沿って（下方側に）移動したスラグＳを、凹み面４２Ａの下端４２Ａ２から排滓鍋３０内に流下させるようになっている。ここで、「転炉２０から流下したスラグＳを凹み面４２Ａの第１位置４２Ａ１で受け取る」とは、転炉２０から流下したスラグＳが凹み面４２Ａの第１位置４２Ａ１に上方から衝突することを意味する。また、下端４２Ａ２は、第２位置の一例である。また、前述のとおり、ガイド板４２は傾斜した状態とされていることから、下端４２Ａ２は、上下方向に直交する幅方向において、第１位置４２Ａ１とずれ、かつ、第１位置４２Ａ１よりも下方とされている。なお、ガイド板４２の下端４２Ａ２は、排滓鍋３０の上端からの上下方向における離間距離Ｌが一例として１ｍである。なお、本明細書では、ガイド板４２の傾斜角θを、上下方向の仮想直線（図示省略）と、第１位置４２Ａ１と第２位置４２Ａ２とを結ぶ仮想直線（図示省略）とで形成される角度のうち小さい方の角度とする。そうすると、本実施形態における、ガイド板４２の傾斜角θは、１０°である。

［台車］
さらに、本実施形態のエネルギ減衰構造１０は、台車５０を備えている。
台車５０は、凹み面４２Ａに接触して流下したスラグＳを排滓鍋３０の内周面３４Ａで受け取らせるように、排滓鍋３０を幅方向に移動させることで排滓鍋３０の幅方向の位置を調整する機能を有する。すなわち、本実施形態の台車５０は、排滓鍋３０の幅方向の位置の調整手段といえる。

台車５０は、図１に示されるように、台５２と、複数の車輪５４と、駆動源（図示省略）と、を含んで構成されている。台５２の上には、排滓鍋３０が載せられている。複数の車輪５４は、台５２に取り付けられている。そして、複数の車輪５４が駆動源により駆動されると、台５２は、幅方向に移動するようになっている。すなわち、排滓鍋３０は、台車５０により幅方向に移動可能とされている。なお、駆動源は、オペレータにより制御されて作動するようになっている。

［添加部］
さらに、本実施形態のエネルギ減衰構造１０は、添加部６０を備えている。
添加部６０は、ガイド板４２の凹み面４２Ａに沿って移動しているスラグＳに鎮静材Ｍを添加する機能を有する。添加部６０は、図１に示されるように、凹み面４２Ａに対向する位置に配置されている。そして、添加部６０は、鎮静材Ｍを凹み面４２Ａに向けて散布させるようになっている。なお、本実施形態の鎮静材Ｍは、スラグＳのフォーミングを鎮静させるためのものであり、一例として、安価な有機物系の熱分解物質である製紙スラッジと安価な比重調整のための物質である製鋼スラグとを混合して成型したものである。

以上が、エネルギー減衰構造１０の構成についての説明である。

＜スラグの製造動作＞
次に、本実施形態のスラグＳの製造動作（排滓方法）について、図１を参照しつつ説明する。

まず、オペレータは、台車５０に載せられた排滓鍋３０を転炉２０の下方に移動させる。そして、転炉２０内の溶鉄の脱珪及び脱燐処理が行われた後、転炉２０を、図１に示されるように、回転装置により回転させる。これに伴い、転炉２０内で生成されたスラグＳは、転炉２０の開口２２からガイド板４２に向けて流下する。

次いで、転炉２０から流下したスラグＳは、ガイド板４２の凹み面４２Ａにおける第１位置４２Ａ１で受け取られ、更に、スラグＳは、凹み面４２Ａに沿って下端４２Ａ２まで移動する。そして、凹み面４２Ａの下端４２Ａ２まで移動したスラグＳは、下端４２Ａ２から下方に流下する。また、添加部６０は、凹み面４２Ａに沿って移動しているスラグＳに鎮静材Ｍを添加する。

凹み面４２Ａの下端４２Ａ２から流下したスラグＳは、排滓鍋３０の内周面３４Ａで受け取られて、排滓鍋３０内に収容される。なお、排滓鍋３０内にスラグＳが収容されている期間中、排滓鍋３０内のスラグＳの液面の高さが高くなってもスラグＳが内周面３４Ａで受け取られるように、台車５０に載せられた排滓鍋３０は、転炉２０からのスラグＳの流下が開始される前に、その位置が調整されている。

なお、排滓鍋３０に収容されたスラグＳは、その後スラグＳの冷却場（図示省略）に運搬されて、排滓鍋３０から排出された後、冷却されてスラグが製造される

以上が、本実施形態のスラグＳの製造動作についての説明である。

＜作用＞
次に、本実施形態の作用（第１〜第６の作用）について説明する。

［第１の作用］
第１の作用は、転炉２０から流下したスラグＳを凹み面４２Ａに接触させてスラグＳのエネルギーを減衰させることの作用である。第１の作用については、本実施形態を以下に想定する比較形態と比較しながら図面を参照しつつ説明する。なお、比較形態の説明において、本実施形態で用いた部品等と同じ部品等を用いる場合、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

比較形態の場合、図３に示されるように、転炉２０内で生成されたスラグＳは、そのまま、排滓鍋３０の底３２に向けて流下し、排滓鍋３０内に収容される。また、比較形態の場合、添加部６０は、排滓鍋３０内のスラグＳに向けて鎮静材Ｍを添加する。比較形態は、上記の点以外、本実施形態と同様の構成とされている。

比較形態の場合、前述のとおり、転炉２０内で生成されたスラグＳは、そのまま、排滓鍋３０の底３２に向けて流下し、排滓鍋３０内に収容される。その際、転炉２０内のスラグＳの位置エネルギーは、排滓鍋３０内において、スラグＳの運動エネルギー、別言すれば、撹拌エネルギーに転換される。そして、排滓鍋３０内におけるスラグＳの攪拌エネルギーが大きいと、排滓鍋３０内に収容されているスラグＳと、スラグＳ中に混入して収容されている溶鉄Ｆとの混合、すなわち、物質移動が促進されることになる。その結果、比較形態の場合、溶鉄Ｆ中の炭素とスラグＳ中の酸化鉄との反応により排滓鍋３０内で新たなＣＯガスの生成が促進されて、スラグＳのフォーミングが助長される（フォーミングの鎮静が阻害される）。

これに対して、本実施形態の場合、図１に示されるように、転炉２０から流下したスラグＳは、ガイド板４２の凹み面４２Ａに接触してから、排滓鍋３０内に収容される。そのため、本実施形態の場合、転炉２０から流下したスラグＳは、ガイド板４２との接触摩擦抵抗によりスラグＳが転炉２０内に収容されていた際の位置エネルギーが減衰される。その結果、本実施形態の場合、ガイド板４２に接触して排滓鍋３０内に収容されるスラグＳは、比較形態の場合に比べて、撹拌エネルギーが低減される。

したがって、本実施形態によれば、転炉２０内で生成されたスラグＳをそのまま排滓鍋３０内に収容される場合に比べて、転炉２０から流下させて排滓鍋３０内に収容されるスラグＳのフォーミングが鎮静され易い。

［第２の作用］
第２の作用は、ガイド板４２の凹み面４２Ａが正面視にて上下方向に対して傾斜していることの作用である。ここで、転炉２０から流下したスラグＳが上下方向に傾斜していない凹み面４２Ａに接触して、排滓鍋３０内に収容される場合であっても、ガイド板４２との接触摩擦抵抗によりスラグＳが転炉２０内に収容されていた際の位置エネルギーは減衰される。しかしながら、本実施形態の場合、ガイド板４２の凹み面４２Ａは、図１及び図２に示されるように、正面視にて上下方向に対して傾斜して配置されている。そのため、本実施形態の場合、転炉２０から流下したスラグＳが上下方向に傾斜していない凹み面４２Ａに接触させる場合に比べて、転炉２０内に収容されていた際のスラグＳの位置エネルギーの減衰が大きい。したがって、本実施形態によれば、転炉２０から流下したスラグＳが上下方向に傾斜していない凹み面４２Ａに接触させる場合に比べて、スラグＳのフォーミングが鎮静され易い。

［第３の作用］
第３の作用は、排滓鍋３０の上端からガイド板４２の下端４２Ａ２までの上下方向における離間距離Ｌが１ｍ以内であることの作用である。ガイド板４２の下端４２Ａ２から流下したスラグＳは、図１に示されるように、下端４２Ａ２での位置エネルギーを持って、排滓鍋３０内に流下される。別言すると、排滓鍋３０内にスラグＳが流下すると、下端４２Ａ２での位置エネルギーが攪拌エネルギーに転換される。このメカニズムによれば、スラグＳがガイド板４２から離れる位置（下端４２Ａ２）から排滓鍋３０までの上下方向の離間距離Ｌが小さいほど、スラグＳのフォーミングが鎮静され易い。したがって、本実施形態によれば、排滓鍋３０の上端からガイド板４２の下端４２Ａ２までの上下方向における離間距離Ｌが１ｍよりも大きい場合に比べて、スラグＳのフォーミングが鎮静され易い。

［第４の作用］
第４の作用は、ガイド板４２の下端４２Ａ２から流下するスラグＳが排滓鍋３０の内周面３４Ａに受け取られて収容されることの作用である。第３の作用での説明のとおり、スラグＳがガイド板４２から離れる位置（下端４２Ａ２）から排滓鍋３０までの上下方向の離間距離Ｌが小さいほど、スラグＳのフォーミングが鎮静され易い。そして、本実施形態の場合、ガイド板４２の下端４２Ａ２から流下したスラグＳは、排滓鍋３０の内周面３４Ａで受け取られて排滓鍋３０内に収容される。そのため、本実施形態の場合、ガイド板４２の下端４２Ａ２から流下したスラグＳを排滓鍋３０内に収容されているスラグＳに直接流下させる場合に比べて、スラグＳの位置エネルギーを減衰させ易い。したがって、本実施形態によれば、ガイド板４２の下端４２Ａ２から流下したスラグＳを排滓鍋３０内に収容されているスラグＳに直接流下させる場合に比べて、スラグＳのフォーミングが鎮静され易い。

なお、本実施形態の場合、図１に示されるように、排滓鍋３０内にスラグＳが収容されている期間中、スラグＳが内周面３４Ａで受け取られるように、排滓鍋３０は予め台車５０により移動される。そのため、本実施形態によれば、スラグＳが内周面３４Ａで受け取られるように、排滓鍋３０の位置が容易に調整される。この場合、内周面３４Ａの一部は、受滓位置（転炉２０から排滓されたスラグＳを受け取る位置）である。

［第５の作用］
第５の作用は、ガイド板４２が樋状であることの作用である。本実施形態のガイド板４２は、図２に示されるように、樋状とされている。そして、本実施形態の場合、ガイド板４２の形状が樋状であることから、ガイド板４２の凹み面４２Ａを移動するスラグＳが流下方向（スラグＳの進行方向）に対して奥行き方向に広がり難い。したがって、本実施形態のガイド板４２によれば、ガイド板４２の形状が平面状である場合に比べて、排滓鍋３０内へ収容性が安定する（こぼれ難い）。なお、ガイド板４２の形状が平面状である場合も、上記の第１〜第３の作用を奏する。

［第６の作用］
第６の作用は、添加部６０を有することの作用、別言すれば、ガイド板４２の凹み面４２Ａを移動しているスラグＳに鎮静材Ｍを添加することの作用である。本実施形態の場合、図１に示されるように、添加部６０によりガイド板４２を移動しているスラグＳに鎮静材Ｍが添加される。第６の作用については、本実施形態を前述の比較形態と比較しながら図面を参照しつつ説明する。なお、比較形態の説明において、本実施形態で用いた部品等と同じ部品等を用いる場合、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

比較形態の場合、図３に示されるように、添加部６０は、排滓鍋３０内のスラグＳに向けて鎮静材Ｍを添加する。そのため、比較形態の場合、転炉２０から流下して排滓鍋３０内に収容される前のスラグＳは元々（転炉２０内で）フォーミングしていた状態のまま排滓鍋３０内に収容される。

これに対して、本実施形態の場合、ガイド板４２の凹み面４２Ａを移動しているスラグＳ、すなわち、転炉２０から流下して排滓鍋３０内に収容される前のスラグＳに鎮静材Ｍが添加されるため、スラグＳと鎮静材Ｍとが良好に混合されてフォーミングの鎮静が進行し易い。このため、排滓鍋３０内に収容されるスラグＳは、元々（転炉２０内で）フォーミングしていた状態よりもフォーミングが鎮静された状態で収容される。また、本実施形態の場合、鎮静材ＭはスラグＳとともに流下することから、鎮静材Ｍは排滓鍋３０内で攪拌され易い（これに伴い、排滓鍋３０内で鎮静材Ｍが反応し易い）。

したがって、本実施形態によれば、ガイド板４２の凹み面４２Ａを移動しているスラグＳに鎮静材Ｍを添加しない場合に比べて、スラグＳのフォーミングが鎮静され易い。

≪変形例≫
次に、本実施形態の変形例（第１〜第８変形例）について図面を参照しつつ説明する。

＜第１変形例＞
第１変形例の場合、図４に示されるように、転炉２０内で生成されて、ガイド板４２に接触して移動したスラグＳは、排滓鍋３０の底３２に向けて流下し、排滓鍋３０内に収容される。第１変形例は、上記の点以外、本実施形態と同様の構成とされている。第１変形例の場合、ガイド板４２から流下したスラグＳは、排滓鍋３０の内周面３４Ａで受け取られない。しかしながら、第１変形例の場合、前述の第１〜第３、第５及び第６の作用を奏する。

＜第２変形例＞
第２変形例の場合、図５に示されるように、ガイド板４２の下端４２Ａ２は、排滓鍋３０内に配置されている。また、第２変形例の場合、ガイド板４２は、支持部４４に対して上下方向（又はガイド板４２の傾斜方向）に移動可能に支持されている。そして、排滓鍋３０内のスラグＳの液面の高さが予め定められた高さとなったところで、ガイド板４２は上方に移動されるようになっている。第２変形例は、上記の点以外、本実施形態と同様の構成とされている。第２変形例の場合、前述の第１〜第６の作用を奏する。

＜第３変形例＞
第３変形例の場合、図６に示されるように、ガイド板４２は、支持部４４が設けられている側に屈曲する屈曲部４２Ｂを有する樋状とされている。そして、第３変形例の場合、ガイド板４２の第１位置４２Ａ１に受け取られて移動したスラグＳは、屈曲部４２Ｂから排滓鍋３０内に向けて流下される。ここで、屈曲部４２Ｂは、第２位置の一例である。第３変形例は、上記の点以外、本実施形態と同様の構成とされている。第３変形例の場合、前述の第１〜第６の作用を奏する。

＜第４変形例＞
第４変形例の場合、図７に示されるように、ガイド板４２は、支持部４４が設けられている側と反対側に屈曲する屈曲部４２Ｂを有する樋状とされている。そして、第４変形例の場合、ガイド板４２の第１位置４２Ａ１に受け取られて移動したスラグＳは、屈曲部４２Ｂで移動方向が変更され下端４２Ａ２から排滓鍋３０内に向けて流下される。ここで、下端４２Ａ２は、第２位置の一例である。第４変形例は、上記の点以外、本実施形態と同様の構成とされている。第４変形例の場合、前述の第１〜第６の作用を奏する。なお、また、第４変形例における離間距離Ｌは、本実施形態（図１）及び他の変形例（図４、図６及び図９）の離間距離Ｌに比べて小さく図示されているが、実際には同等である。

＜第５変形例＞
第５変形例の場合、図８に示されるように、ガイド板４２におけるスラグＳが接触する面４２Ｃが正面視にてスラグＳが接触する側に凸となる湾曲している。第５変形例は、上記の点以外、本実施形態と同様の構成とされている。第５変形例の場合、前述の第１〜第６の作用を奏する。また、第５変形例における離間距離Ｌは、本実施形態（図１）及び他の変形例（図４、図６及び図９）の離間距離Ｌに比べて大きく図示されているが、実際には同等である。

＜第６変形例＞
第６変形例の場合、図９に示されるように、ガイド板４２におけるスラグＳが接触する面４２Ｄが正面視にてスラグＳが接触する側に凹となる湾曲している。第６変形例は、上記の点以外、本実施形態と同様の構成とされている。第６変形例の場合、前述の第１〜第６の作用を奏する。

＜第７変形例＞
第７変形例の場合、図１０に示されるように、ガイド部４０が２つ備えられている。そして、第７変形例の場合、上方のガイド板４２に接触して流下したスラグＳが下方のガイド板４２に接触して流下して、排滓鍋３０内に収容される。第７変形例は、上記の点以外、本実施形態と同様の構成とされている。第７変形例の場合、前述の第１〜第６の作用を奏する。

＜第８変形例＞
第８変形例の場合、ガイド板４２は、その傾斜角θが調整可能に構成されている。そして、第８変形例の場合、排滓鍋３０内にスラグＳが収容されている期間中、排滓鍋３０内のスラグＳの液面の高さが高くなってもスラグＳが内周面３４Ａで受け取られるように、転炉２０からのスラグＳの流下が開始される前に、オペレータによりガイド板４２の傾斜角θが調整される。第８変形例は、上記の点以外、本実施形態と同様の構成とされている。第８変形例の場合、前述の第１〜第６の作用を奏する。

≪実施例≫
次に、実施例及び比較例について説明する。

＜共通条件＞
実施例及び比較例の試験は、３５０ｔ規模の上底吹き転炉（図１の転炉２０）において、脱珪及び脱燐処理の後のスラグＳの流下中に実施した。転炉２０内にスクラップ（図示省略）及び溶鉄（図示省略）を装入した後、溶鉄の量及びＳｉ濃度、リサイクルしたスラグＳの量及びその組成に応じて、スラグＳが所定の塩基度となるように生石灰等の副原料を投入して溶鉄の脱珪及び脱燐処理を行った。なお、共通条件のばらつきによる評価への影響をほぼ無視できる程度に、極力条件を揃えるようにしており、脱珪及び脱燐処理の後の転炉２０内のスラグＳの量は約２０ｔであった。脱珪及び脱燐処理の後に溶鉄Ｆを転炉２０内に残したまま転炉２０を傾けて炉口（開口２２）から上層のスラグＳを下方に配置した排滓鍋３０に収容させた。スラグＳの流下中は排滓鍋３０からフォーミングしたスラグＳが溢出しないようにフォーミングの鎮静の状況を監視しながら、転炉２０の傾き動作、台車５０の位置をオペレータが手動で制御して行った。また、フォーミングしたスラグＳが排滓鍋３０から溢出しそうになった場合は、オペレータの判断で鎮静材Ｍを排滓鍋３０内に投入した。排滓鍋３０に投入した鎮静材Ｍは、安価な有機物系の熱分解物質である製紙スラッジ（図示省略）と安価な比重調整のための物質である製鋼スラグ（図示省略）とを混合して成型したものを用いた。ここで、製鋼スラグへの鎮静材Ｍの投入量は投入操作１回につき約５０ｋｇとした。その際、ガイド板４２の有無、ガイド板４２の傾斜、ガイド板４２の下端４２Ａ２と排滓鍋３０の上端との上下方向の離間距離Ｌ、排滓鍋３０へのスラグＳの流下位置、ガイド板４２への鎮静材Ｍの添加有無等の条件を変更し、排滓量、排滓時間を評価した。

ここで、排滓量については、台車５０に配置した秤量器（図示省略）で測定した。排滓時間については、スラグＳの流下のために転炉２０の傾き動作を開始してから、スラグＳの下方の溶鉄Ｆが炉口（開口２２）から流出するまでの時間とした。なお、本試験では、排滓量が多く、排滓時間が短いほど、排滓性は良好と評価した。

＜非共通条件及び結果＞
各水準の条件及び各結果を図１１の表に示す。

水準１及び水準２は比較例であり、ガイド板４２が配置されていない。水準１及び水準２はそれぞれ排滓鍋３０へのスラグＳの流下位置が異なる。水準２は、排滓鍋３０側の壁上部の内周面３４ＡにスラグＳが当たる（内周面３４ＡでスラグＳが受け取られる）ようにした。そして、水準２は、水準１に比べて、排滓性が若干良好であった。

水準３〜９は実施例であり、転炉２０と排滓鍋３０との間にガイド板４２が配置されている。ガイド板４２は、その内部に水冷構造（ガイド板４２を冷却する構造であって、ガイド板４２内に形成された空洞に冷却水を循環させる構造）を有し、鋼鉄製の樋状（図２参照）とされており、流下方向（スラグＳの進行方向）において直線状とされている。

水準３〜５では、それぞれガイド板４２の傾斜角θの角度が異なる。水準３〜５（実施例）は、水準１及び水準２（比較例）に比べて、排滓性が向上している。この理由は、水準３〜５（実施例）の場合、転炉２０から流下したスラグＳがガイド板４２に接触してエネルギーが減衰されたためと推考される。すなわち、水準３〜５は、前述の第１の作用を奏するといえる。また、図１１の表によれば、傾斜角θが大きくなるほど排滓性が向上しているが、傾斜角が１０°以上であれば、排滓性に大きな差異はないといえる。すなわち、水準３〜５は、前述の第２の作用を奏するといえる。また、実施例の場合、比較例に比べて、排滓鍋３０への鎮静材Ｍの添加量が少なかった。

水準６及び水準７は実施例であり、ガイド板４２の傾斜角θ（＝１０°）の条件で、ガイド板４２の下端４２Ａ２と排滓鍋３０の上端との上下方向の離間距離Ｌが異なる。水準４、水準６及び水準７を比較すると、ガイド板４２の下端４２Ａ２と排滓鍋３０の上端の上下方向の離間距離Ｌが小さくなるほど排滓性は向上するといえるが、離間距離Ｌが１ｍ以内であれば、排滓性に大きな差異はないといえる。すなわち、水準６及び水準７は、前述の第３の作用を奏するといえる。

水準８は実施例であり、ガイド板４２の下端４２Ａ２から排滓鍋３０に収容される際のスラグＳが排滓鍋３０の側壁上部の内周面３４Ａに当たるように台車５０により排滓鍋３０を移動して排滓鍋３０の位置を調整されている。水準８は、その他の条件が同等とされる水準６と比較すると、排滓性が向上しているといえる。すなわち、水準８は、前述の第４の作用を奏するといえる。

水準９は実施例であり、ガイド板４２に接触して移動しているスラグＳに鎮静材Ｍが添加されている。鎮静材Ｍとしては、排滓鍋３０に投入する鎮静材Ｍと同様、製紙スラッジと製鋼スラグとを混合成形したものを用い、ガイド板４２の上方に配置したシュート（添加部６０）を経由して、移動中のスラグに１００ｋｇを連続的に添加した。水準９は、その他の条件が同等とされる水準８と比較すると、排滓性が向上している。すなわち、水準９は、前述の第６の作用を奏するといえる。また、水準９は、水準８と比較すると、排滓鍋３０内への鎮静材Ｍの添加量が少なく、かつ、合計の鎮静材Ｍの添加量も少ない。

水準３〜９（実施例）は、水準１及び水準２（比較例）に比べて、排滓時間が短縮されるとともに、排滓量も増加している。また、転炉２０内に残留するスラグＳの嵩体積は、実施例及び比較例の場合に関わらず、ほぼ同程度であったが、排滓時間が長いほど、転炉２０内のスラグＳのフォーミングが鎮静して嵩密度が増加する。転炉２０内に残留するスラグＳの重量は、スラグＳの嵩体積と嵩密度を乗じたものであるため、排滓時間が短いほど転炉２０内に残留するスラグＳの量が減少、すなわち、排滓量が増加する。

以上のとおり、実施例は、比較例に比べ、排滓鍋３０内のフォーミングの鎮静が良好であるため、排滓性が向上しているといえる。また、ガイド板４２の傾斜、ガイド板４２の下端４２Ａ２と排滓鍋３０の上端との上下方向の離間距離Ｌ、排滓鍋３０へのスラグＳの流下位置（排滓鍋３０におけるスラグＳの受け取り位置）、ガイド板４２への鎮静材Ｍの添加等を適正な条件とすることで、さらに効率的にフォーミングを鎮静でき、排滓性が向上するといえる。

以上、特定の実施形態について詳細に説明したが、以下のように変更して実施してもよい。

上記実施形態での排滓は、転炉２０内で脱珪及び脱燐処理を行った後の排滓として説明したが、本開示の排滓方法は、これに限定されない。例えば、転炉２０内で脱珪処理と脱燐処理のうち一方のみを行った後に転炉２０を傾けて開口２２（炉口）から排滓する際にも、本開示の排滓方法を用いてもよい。また例えば、転炉２０内で脱炭処理のみを行った後に転炉２０を傾けて開口２２（炉口）から排滓する際にも、本開示の排滓方法を用いてもよい。
なぜなら、排滓したスラグが排滓鍋内でのフォーミングにより溢出してしまうおそれがある点では、脱珪処理と脱燐処理のうち一方のみを行った後や、脱炭処理のみを行った後に転炉２０の開口２２（炉口）から排滓をする場合も、脱珪及び脱燐処理を行った後の排滓と同様であるからである。

例えば、ガイド板４２は、実施例のように水冷構造としてもよい。この場合、ガイド板４２が水冷構造を有していることで、ガイド板４２の破損や変形を抑制できる。また、スラグＳとガイド板４２との接触によりスラグＳを冷却し、その熱衝撃でスラグＳ中の気泡を破泡してフォーミングの鎮静が促進されるという効果を奏する。

また、ガイド板４２におけるスラグＳが接触する面を凹凸形状としてもよい。凹凸形状とすることで、接触するスラグＳからの接触摩擦抵抗によりエネルギーが減衰され易くなる。

また、本実施形態では、鎮静材Ｍは、安価な有機物系の熱分解物質である製紙スラッジと安価な比重調整のための物質である製鋼スラグとを混合して成型したものとして説明した。しかしながら、鎮静材はこれに限定されず、スラグのフォーミングを鎮静させる機能を有していればよい。例えば、スラグとの濡れ性が悪く、微細なスラグ中気泡の合体を促進して粗大化させる作用を持つ炭材（コークス粉、石炭粉、グラファイト粉等）や急激なガス発生のエネルギーにより物理的衝撃で破泡を促進する熱分解性物質（炭酸塩、有機物、プラスチック等）を含む物質を単体でまたは組み合わせて使用することが望ましい。

また、本実施形態では、ガイド板４２は、正面視にて、上下方向に一例として時計回りに１０°傾斜した状態（傾斜角θが１０°の状態）で、支持部４４に支持されているとして説明した。しかしながら、ガイド板４２が正面視にて、上下方向に時計回りに傾斜した状態で支持部４４に支持されていれば、傾斜角θは１０°でなくてもよい。ただし、排滓性を向上させる観点からすると、傾斜角θは、５°以上が好ましく、より好ましくは１０°以上である。また一方で、傾斜角θを大きくするほど転炉２０の下のスペースやガイド板４２の固定方法などの制約が増える。このような観点からすると、傾斜角θは２０°以下が好ましく、より好ましくは１５°以下である。

また、本実施形態では、排滓鍋３０は、図１に示されるように、上方から見て円形の底３２と、上方ほど内径が大きくなる内周面３４Ａを有する周壁３４と、を備えた逆円錐台状の容器であるとして説明した。しかしながら、スラグＳを収容することができれば、排滓鍋の形状は、本実施形態の形状と異なる形状であってもよい。例えば、排滓鍋の形状は、筒状、半球状、逆楕円錐状その他の形状であってもよい。なお、図１２の排滓鍋３０Ａ（鍋の一例）のように、その内面３４Ｂ（内側の面）が断面円弧状である場合、排滓鍋３０Ａにおける内周面３４Ｃとは、内面３４Ｂにおける上下方向の最下点３４Ｂ１の位置を０％（基準）、開口縁３４Ｂ２の位置を１００％とした場合、内面３４Ｂにおける基準に対する位置が２０％以上１００％以下の部分をいう。

また、本実施形態の説明では、エネルギー減衰構造１０は、ガイド部４０と、台車５０と、添加部６０と、を含んで構成されているとして説明した。しかしながら、エネルギー減衰構造１０が少なくともガイド板４２を含む構成であり、転炉２０から排滓され、エネルギーが減衰された状態のスラグＳを排滓鍋３０に収容することができる構成であれば、添加部６０及び台車５０の少なくとも何れか一方又は両方を含んでいなくてもよい。変形例の場合についても同様である。

≪付記≫
本明細書からは、少なくとも以下の（１）〜（１１）までの態様が概念化される。
（１）
脱珪、脱燐又は脱炭のうち少なくとも１つの処理を転炉内で行った後に前記転炉を傾けることで、溶鉄を前記転炉内に残したまま、上層のフォーミングしたスラグを前記転炉の炉口から接触部材の第１位置に流下させ、
前記第１位置から、上下方向に直交する横方向において前記第１位置とずれ、かつ、前記第１位置よりも下方とされた位置である第２位置まで、前記接触部材に接触しつつ移動した前記スラグを前記第２位置から流下させ、
前記第２位置から流下した前記スラグを、前記転炉の下方に配置された鍋内に収容させる、
排滓方法。
（２）
前記接触部材は、前記転炉の側方に設けられた作業床に固定されており、
前記第２位置は、前記作業床よりも下方に位置している、
（１）に記載の排滓方法。
（３）
前記接触部材の傾斜角は、５°以上２０°以下である、
（１）又は（２）に記載の排滓方法。
（４）
前記鍋の上端から前記第２位置までの上下方向の離間距離は、１ｍ以内である、
（１）〜（３）の何れか１項に記載の排滓方法。
（５）
前記第２位置から流下した前記スラグを前記鍋内に収容させる際、前記スラグを前記鍋の内周面で受け取らせる、
（１）〜（４）の何れか１項に記載の排滓方法。
（６）
前記接触部材に接触して流下した前記スラグを前記鍋の前記内周面で受け取らせるように、前記鍋の横方向の位置及び前記接触部材の姿勢の少なくとも一方を調整してから、前記スラグを前記鍋内に収容させる、
（５）に記載の排滓方法。
（７）
前記接触部材を移動している前記スラグに鎮静材を添加する、
（１）〜（６）の何れか１項に記載の排滓方法。
（８）
（１）〜（７）の何れか１項に記載の排滓方法により前記鍋内に収容した前記スラグを排出して冷却する、
スラグの製造方法。
（９）
転炉を傾けることで前記転炉の炉口から流下するスラグに接触する面が形成された接触部材であって、前記炉口から流下した前記スラグを前記面の第１位置で受け取って、前記面に沿って移動した前記スラグを、上下方向に直交する横方向において前記第１位置とずれ、かつ、前記第１位置よりも下方とされる位置である第２位置から鍋内に流下させる接触部材、
を備えた流下スラグのエネルギー減衰構造。
（１０）
前記接触部材は、前記鍋の上端から前記第２位置までの上下方向の離間距離が１ｍ以内になるように、配置されている、
（１０）記載の流下スラグのエネルギー減衰構造。
（１１）
前記面に沿って移動している前記スラグに鎮静材を添加する添加部、
をさらに備えた（９）又は（１０）に記載の流下スラグのエネルギー減衰構造。

また、本明細書からは、少なくとも以下の＜１＞〜＜９＞までの他の態様が概念化される。
＜１＞
転炉内の溶銑を脱珪及び脱燐して生成されたスラグを前記転炉の下方に配置された部材の第１位置に流下させ、
前記第１位置に対し、上下方向に直交する横方向において前記第１位置とずれ、かつ、前記第１位置よりも下方とされる第２位置まで前記部材に接触しつつ移動してエネルギーが減衰された前記スラグを前記第２位置から流下させ、
前記第２位置から流下したスラグを、前記部材の下方に配置された鍋内に収容させる、
排滓方法。
＜２＞
前記鍋の上端から前記第２位置までの上下方向の離間距離を１ｍ以内にして、前記第２位置から流下したスラグを前記鍋内に収容させる、
＜１＞に記載の排滓方法。
＜３＞
前記部材に接触して流下したスラグを前記鍋の内周面で受け取らせて、前記鍋内にスラグを収容させる、
＜１＞又は＜２＞に記載の排滓方法。
＜４＞
前記部材に接触して流下したスラグを前記鍋の内周面で受け取らせるように、前記鍋の横方向の位置及び前記部材の姿勢の少なくとも一方を調整してから、スラグを前記鍋内に収容させる、
＜３＞に記載の排滓方法。
＜５＞
前記部材を移動しているスラグに鎮静材を添加して、前記第２位置から前記鎮静材が添加されたスラグを前記鍋内に流下させる、
＜１＞〜＜４＞の何れか１項に記載の排滓方法。
＜６＞
＜１＞〜＜５＞の何れか１項に記載の排滓方法により前記鍋内に収容したスラグを排出して冷却する、
スラグの製造方法。
＜７＞
転炉から流下して鍋内に収容されるスラグに接触する面が形成された接触部材であって、転炉から流下したスラグを前記面の第１位置で受け取って、前記面に沿って移動したスラグを、上下方向に直交する横方向において前記第１位置とずれ、かつ、前記第１位置よりも下方とされる第２位置から鍋内に流下させる接触部材、
を備えた流下スラグのエネルギー減衰構造。
＜８＞
前記接触部材は、前記鍋の上端から前記第２位置までの上下方向の離間距離が１ｍ以内になるように、配置されている、
＜７＞記載の流下スラグのエネルギー減衰構造。
＜９＞
前記面に沿って移動しているスラグに鎮静材を添加する添加部、
を備えた＜７＞又は＜８＞に記載のエネルギー減衰構造。

２０１６年１月２８日に出願された日本国特許出願２０１６-０１４６８６号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

以上、種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、次の請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Claims (11)

1. 脱珪、脱燐又は脱炭のうち少なくとも１つの処理を転炉内で行った後に前記転炉を傾けることで、溶鉄を前記転炉内に残したまま、上層のフォーミングしたスラグを前記転炉の炉口から接触部材の面の第１位置に流下させ、
   前記第１位置から、上下方向に直交する横方向において前記第１位置とずれ、かつ、前記第１位置よりも下方とされた位置である前記面の第２位置まで、前記接触部材の前記面に接触しつつ移動した前記スラグを前記第２位置から流下させ、
   前記第２位置から流下した前記スラグを、前記転炉の下方に配置された鍋内に収容させる、
   排滓方法であって、
   前記スラグが接触しつつ移動する前記面は、上下方向に対して傾斜している、
   排滓方法。
2. 前記接触部材は、前記転炉の側方に設けられた作業床に固定されており、
   前記第２位置は、前記作業床よりも下方に位置している、
   請求項１に記載の排滓方法。
3. 上下方向の仮想直線と、前記第１位置と前記第２位置とを結ぶ仮想直線とで形成される角度のうち小さい方の角度を前記接触部材の傾斜角としたとき、
   前記接触部材の傾斜角は、５°以上２０°以下である、
   請求項１又は請求項２に記載の排滓方法。
4. 前記鍋の上端から前記第２位置までの上下方向の離間距離は、１ｍ以内である、
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の排滓方法。
5. 前記第２位置から流下した前記スラグを前記鍋内に収容させる際、前記スラグを前記鍋の内周面で受け取らせる、
   請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の排滓方法。
   ここで、前記鍋の前記内周面とは、前記鍋の内面が断面円弧状である場合、前記内面における上下方向の最下点の位置を基準である０％、前記鍋の開口縁の位置を１００％とした場合、前記内面における基準に対する高さ位置が２０％以上１００％以下の部分をいう。
6. 前記接触部材に接触して流下した前記スラグを前記鍋の前記内周面で受け取らせるように、前記鍋の横方向の位置及び前記接触部材の姿勢の少なくとも一方を調整してから、前記スラグを前記鍋内に収容させる、
   請求項５に記載の排滓方法。
7. 前記接触部材を移動している前記スラグに鎮静材を添加する、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の排滓方法。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の排滓方法により前記鍋内に収容した前記スラグを排出して冷却する、
   スラグの製造方法。
9. 転炉を傾けることで前記転炉の炉口から流下するスラグに接触する面が形成された接触部材であって、前記炉口から流下した前記スラグを前記面の第１位置で受け取って、前記面に沿って移動した前記スラグを、上下方向に直交する横方向において前記第１位置とずれ、かつ、前記第１位置よりも下方とされる位置である第２位置から鍋内に流下させる接触部材であって、前記スラグが移動する前記面は上下方向に対して傾斜している前記接触部材、
   を備えた流下スラグのエネルギー減衰構造。
10. 前記接触部材は、前記鍋の上端から前記第２位置までの上下方向の離間距離が１ｍ以内になるように、配置されている、
    請求項９記載の流下スラグのエネルギー減衰構造。
11. 前記面に沿って移動している前記スラグに鎮静材を添加する添加部、
    をさらに備えた請求項９又は１０に記載の流下スラグのエネルギー減衰構造。