JP6721982B2 - 溶銑処理方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶銑処理方法及び溶銑処理装置に関するものであり、特に、脱硫処理前において溶銑鍋から処理前スラグを掻き出した後に処理後スラグを溶銑鍋に投入し、脱硫処理後において溶銑鍋から処理後スラグを掻き出す技術に関する。

従来、溶銑鍋に脱硫剤を添加して脱硫する際に、処理サイクルを工夫して効率良く溶銑の処理を行うことができるようにする技術が開発されている。

例えば、特許文献１（特許第４７２８７１６号公報、特に、段落００１８〜００３４、図１及び図４を参照。）に記載の溶銑処理においては、台車４、５と溶銑鍋１４、１５等を備え、台車４及び溶銑鍋１４等を用いた脱硫処理等を次の工程で行っている。
（１）溶銑が入っている溶銑鍋１４を位置Ａにおいてクレーン６により台車４に載せる。
（２）台車４を脱硫位置Ｂまで移動させて脱硫処理を行う。
（３）台車４を排滓位置Ｃまで移動させて排滓装置２によって処理後スラグを掻き出す。
（４）台車４を位置Ａまで移動させ、溶銑鍋１４をクレーン６により転炉（次工程）へ移動させる。
そして、台車５及び溶銑鍋１５等を用いた脱硫処理等を、台車４及び溶銑鍋１４を用いた脱硫処理とはずれたタイミングで上記（１）〜（４）と同様の工程で行っている。
そうすることによって、各装置を効率良く稼働させるように工夫している。

また、特許文献２（特許第４９３３０３２号公報、特に、段落００１７〜００２２、図２及び図３を参照。）に記載の溶銑処理においては、スラグ回収鍋３や溶銑鍋４等を備え、溶銑の脱硫処理等を次の工程で行っている。
なお、除滓場１にスラグ回収容器としてのスラグ回収鍋３が配置されている。
（Ａ）溶銑が入っている溶銑鍋４の上方に、フォークリフト６を使用してスラグ回収鍋３を移動する。
（Ｂ）溶銑鍋４内の溶銑中に高温の脱硫スラグＳと脱硫剤９を投入して脱硫処理を行う。
（Ｃ）脱硫処理が終了し、溶銑及び脱硫スラグＳを収容した状態の溶銑鍋４をトラックやクレーンなどの運搬手段５で除滓場１まで搬送する。
（Ｄ）溶銑鍋４内の高温状態の脱硫スラグＳをスラグ回収鍋３に掻き出す。（掻き出された高温状態の脱硫スラグＳが（Ｂ）の工程において次に処理される溶銑中に投入される。）
このようにして、掻き出された高温状態の脱硫スラグＳを次の工程で再利用している。

しかし、特許文献１記載の溶銑処理では、掻き出した処理後スラグを再利用しておらず、溶銑鍋１４、１５を台車４、５やクレーン６によって移動させてスラグの掻き出し等を行っているため、処理後スラグが無駄になる上に、スラグの掻き出しに時間がかかるという問題があった。
また、特許文献２記載の溶銑処理では、脱硫スラグＳを再利用しているものの、スラグ回収鍋３や溶銑鍋４をトラックやクレーンなどの運搬手段５やフォークリフト６を使用して移動させてスラグの掻き出しや投入を行っているため、それらの処理に時間がかかるという問題があった。
さらに、特許文献１、２記載の溶銑処理では、高炉から出銑された溶銑から処理前スラグを掻き出して廃棄する工程を効率的に行うための工夫は何らなされていない。

特許第４７２８７１６号公報 特許第４９３３０３２号公報

本発明の課題は、脱硫処理後の処理後スラグを再利用するとともに、溶銑鍋の運搬手段による移動をできる限り少なくして、溶銑の脱硫処理を効率的かつ短時間で行えるようにすること、処理前スラグの掻き出しや廃棄も含めた溶銑処理の工程を最適化すること、及びそのような溶銑処理工程を実施するための装置を得ることである。

請求項１に係る発明の溶銑処理方法は、溶銑鍋に投入された脱硫処理前の溶銑から処理前スラグをスラグシュートに掻き出すとともに、リサイクルピットから処理後スラグをリサイクルシュートに掻き出す工程と、前記スラグシュートを処理前スラグピットの近傍に移動するとともに、前記リサイクルシュートを前記溶銑鍋の近傍に移動する工程と、前記スラグシュートから前記処理前スラグを前記処理前スラグピットに投棄するとともに、前記リサイクルシュートから前記処理後スラグを前記溶銑鍋に投入する工程と、前記溶銑鍋内で前記溶銑を脱硫処理する工程と、前記脱硫処理する工程の途中において前記スラグシュートを前記溶銑鍋の近傍に移動するとともに、前記リサイクルシュートを前記リサイクルピットの近傍に移動する工程と、前記溶銑鍋から処理後スラグを前記スラグシュートに掻き出す工程と、前記スラグシュートから前記処理後スラグを前記リサイクルピットに投入する工程と、前記溶銑鍋から脱硫処理後の溶銑を次工程に搬送する工程からなることを特徴とする。

請求項２に係る発明の溶銑処理装置は、スラグシュートと、リサイクルシュートと、排滓機と、溶銑鍋と、処理前スラグピットと、処理後スラグ移動手段と、リサイクルピットと、制御部と、を備え、
前記スラグシュートは、前記溶銑鍋に投入された脱硫処理前の溶銑から前記排滓機によって掻き出される処理前スラグ又は前記溶銑鍋内で脱硫処理された溶銑から前記排滓機によって掻き出される処理後スラグを受け入れることができるスラグ受け入れ位置と、前記処理前スラグを前記処理前スラグピットに投棄することができる処理前スラグ投棄位置と、前記処理後スラグを前記リサイクルピットに投入することができる処理後スラグ投入位置に位置付け可能なスラグ台車に載置され、
前記スラグ台車は、前記スラグシュートを前記処理前スラグピット側に傾ける第１傾動部を有しており、
前記リサイクルシュートは、リサイクル台車に載置されており、
前記リサイクル台車は、
前記リサイクルシュートを、前記スラグシュートが前記スラグ受け入れ位置に位置付けられている時に、前記リサイクルピットから前記処理後スラグ移動手段によって掻き出される処理後スラグを受け入れることができる低い位置に位置付け、前記スラグシュートが前記処理前スラグ投棄位置に位置付けられている時に、前記処理後スラグを前記溶銑鍋に投入することができる高い位置に位置付ける昇降部と、
前記リサイクルシュートを前記溶銑鍋側に傾ける第２傾動部と、を有しており、
前記制御部は、
前記スラグシュートが前記スラグ受け入れ位置に位置付けられている時に、前記排滓機を作動させて処理前スラグを前記スラグシュートに掻き出すとともに、前記処理後スラグ移動手段を作動させて処理後スラグを前記リサイクルシュートに掻き出し、
前記スラグシュートが前記処理前スラグ投棄位置に位置付けられている時に、前記第１傾動部を作動させて処理前スラグを前記処理前スラグピットに投棄するとともに、前記第２傾動部を作動させて前記処理後スラグを前記溶銑鍋に投入し、
前記処理後スラグを前記溶銑鍋に投入した後に、前記スラグ台車を作動させて前記スラグシュートを前記溶銑鍋の近傍に移動するとともに、前記リサイクル台車を作動させて前記リサイクルシュートを前記リサイクルピットの近傍に移動することを特徴とする。

請求項１に係る発明の溶銑処理方法によれば、処理後スラグを再利用するので処理後スラグを有効活用することができ、効率的な脱硫処理が可能となる。
また、高炉から出銑された溶銑から処理前スラグを掻き出し、脱硫処理を行い、次工程に送るまでの処理工程を以下のように最適化しているので、その処理時間を大幅に短縮することができる。
（１）溶銑鍋に投入された脱硫処理前の溶銑から処理前スラグをスラグシュートに掻き出すとともに、リサイクルピットから処理後スラグをリサイクルシュートに掻き出すので、これらの処理を同時並行して行うことができる。
（２）スラグシュートを処理前スラグピットの近傍に移動するとともに、リサイクルシュートを溶銑鍋の近傍に移動するので、これらの処理を同時並行して行うことができる。
（３）スラグシュートから処理前スラグを処理前スラグピットに投棄するとともに、リサイクルシュートから処理後スラグを溶銑鍋に投入するので、これらの処理を同時並行して行うことができる。
（４）脱硫処理する工程の途中において、スラグシュートを溶銑鍋の近傍に移動するとともに、リサイクルシュートをリサイクルピットの近傍に移動するので、これらの処理を同時並行して行うことができる。

請求項２に係る発明の溶銑処理装置によれば、スラグシュートが、溶銑鍋から掻き出される処理前スラグ又は処理後スラグを受け入れることができるスラグ受け入れ位置と、処理前スラグを処理前スラグピットに投棄することができる処理前スラグ投棄位置と、処理後スラグをリサイクルピットに投入することができる処理後スラグ投入位置に位置付け可能なスラグ台車に載置され、スラグ台車は、スラグシュートを処理前スラグピット側に傾ける第１傾動部を有しているとともに、リサイクルシュートが、リサイクル台車に載置されており、
リサイクル台車は、リサイクルシュートを、スラグシュートがスラグ受け入れ位置に位置付けられている時に、リサイクルピットから掻き出される処理後スラグを受け入れることができる低い位置に位置付け、スラグシュートが処理前スラグ投棄位置に位置付けられている時に、処理後スラグを溶銑鍋に投入することができる高い位置に位置付ける昇降部と、リサイクルシュートを溶銑鍋側に傾ける第２傾動部と、を有しており、
制御部は、スラグシュートがスラグ受け入れ位置に位置付けられている時に、排滓機を作動させて処理前スラグをスラグシュートに掻き出すとともに、処理後スラグ移動手段を作動させて処理後スラグをリサイクルシュートに掻き出し、スラグシュートが処理前スラグ投棄位置に位置付けられている時に、第１傾動部を作動させて処理前スラグを処理前スラグピットに投棄するとともに、第２傾動部を作動させて処理後スラグを溶銑鍋に投入し、処理後スラグを溶銑鍋に投入した後に、スラグ台車を作動させてスラグシュートを溶銑鍋の近傍に移動するとともに、リサイクル台車を作動させてリサイクルシュートをリサイクルピットの近傍に移動するので、請求項１に係る発明の溶銑処理方法を容易に実施することができるという効果を奏する。

実施例の溶銑処理装置を用いて溶銑処理を実施する工程を示す図。

以下、実施例によって本発明の実施形態を説明する。

図１（ａ）に示すように、２本のレール１上にスラグ台車２とリサイクル台車３が連結状態で載置されており、レール１上を左右に一体的に移動できるようになっている。
また、スラグ台車２の上にはスラグシュート４が傾動自在に載置されており、スラグシュート４内に掻き出された処理前スラグを処理前スラグピット５に投棄することができ、スラグシュート４内に掻き出された処理後スラグをリサイクルピット６に投入することができるようになっている。
さらに、リサイクル台車３の上にはリサイクルシュート７が上下動自在、水平面内で９０度回動自在かつ９０度回転した状態で傾動自在に載置されている。
そして、低位置においては処理後スラグ移動手段８を作動させることによって、リサイクルピット６内の処理後スラグを受け入れることができ、高位置においては９０度回転した状態で傾動させることによって、リサイクルシュート７内の処理後スラグを溶銑鍋９に投入することができるようになっている。

溶銑鍋９は、高炉から出銑された溶銑が入れられた状態で、適宜の移動手段によって鍋傾動装置１０の上に載置されている。
そして、脱硫処理前及び脱硫処理後において、溶銑鍋９をスラグシュート４側に傾動させ、排滓機１１によって、それぞれ処理前スラグ及び処理後スラグをスラグシュート４に掻き出すことができるようになっている。
さらに、溶銑鍋９は、処理後スラグがスラグシュート４に掻き出された後、適宜の移動手段によって後処理工程を行う装置へ移送されるようになっている。

次に、実施例における溶銑処理の工程を図１（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
（１）高炉から出銑された溶銑が入れられた溶銑鍋９を鍋傾動装置１０の上に載置する。
（２）スラグ台車２とリサイクル台車３を、スラグシュート４が溶銑鍋９の近傍、リサイクルシュート７が低い位置で処理後スラグ移動手段８の近傍となるように位置付けた状態で、鍋傾動装置１０を作動させ、溶銑鍋９をスラグシュート４側に傾動させ、排滓機１１によって、溶銑鍋９の表面付近に浮いている処理前スラグをスラグシュート４に掻き出す。
（３）前回の脱硫処理で発生し、リサイクルピット６内に投入されている処理後スラグを処理後スラグ移動手段８で掻き上げる。
（４）掻き上げた処理後スラグをリサイクルシュート７に移す。
なお、（２）の工程と（３）及び（４）の工程は並行して行われ、排滓機１１は処理前スラグの掻き出しが終了したら待機位置に戻る。
（５）スラグ台車２とリサイクル台車３を、スラグシュート４が処理前スラグピット５の近傍、リサイクルシュート７が低い位置で溶銑鍋９の近傍となるように移動させる。
（６）リサイクル台車３の昇降部を上昇させ、リサイクルシュート７を高い位置とする。
（７）リサイクル台車３の回動部を９０度回転させ、リサイクルシュート７の長手方向が溶銑鍋９側を向くようにする。同時に回動部をリサイクル台車３に対して固定する（リサイクルシュート７を傾動させた時に倒れないようにするため）。
（８）リサイクル台車３の傾動部を作動させ、リサイクルシュート７の溶銑鍋９側が低くなるようにして、リサイクルシュート７から処理後スラグを溶銑鍋９に投入する。
（９）スラグ台車２の傾動部を作動させ、スラグシュート４の処理前スラグピット５側が低くなるようにして、スラグシュート４から処理前スラグを処理前スラグピット５に投入する。
なお、（９）の工程は、（６）〜（８）の工程が行われている間のいずれかの時点で並行して行われる。
また、処理前スラグピット５に投入された処理前スラグは適当なタイミングで処理前スラグピット５が溢れる前に工場外の処理場へ移送される。
（１０）リサイクル台車３の傾動部を作動させ、リサイクルシュート７の上面がほぼ水平となるようにした後、リサイクル台車３の回動部を逆方向に９０度回転させ、リサイクルシュート７の長手方向がスラグシュート４側を向くようにする。
なお、この時点で回動部とリサイクル台車３との固定は解除される。
（１１）リサイクル台車３の昇降部を下降させ、リサイクルシュート７を低い位置とする。
なお、（１０）及び（１１）の工程の間に、溶銑鍋９には脱硫装置から新たに脱硫剤が投入され脱硫処理が開始される。
（１２）スラグ台車２とリサイクル台車３を、スラグシュート４が溶銑鍋９の近傍、リサイクルシュート７が処理後スラグ移動手段８の近傍となるように移動させる。
（１３）脱硫処理終了後、鍋傾動装置１０を作動させ、溶銑鍋９をスラグシュート４側に傾動させ、排滓機１１を待機位置から動作位置にセットし、溶銑鍋９の表面付近に浮いている処理後スラグをスラグシュート４に掻き出す。
（１４）スラグ台車２の傾動部を作動させ、スラグシュート４のリサイクルピット６側が低くなるようにして、スラグシュート４から処理後スラグをリサイクルピット６に投入する。
（１５）処理後スラグが掻き出されたら鍋傾動装置１０を作動させ、溶銑鍋９を元に戻す。
その後、適宜の搬送手段により溶銑鍋９を転炉（次工程）へ移送する。
なお、（１４）の工程と（１５）の工程は並行して行われる。
そして、（１４）と（１５）の工程が終了したら、（１）の工程に戻って次サイクルの溶銑処理が行われる。（１）〜（１５）の工程は１サイクル３０〜４０分程度である。

実施例の変形例を列記する。
（１）実施例においては、スラグ台車２とリサイクル台車３が連結され、レール１上を左右に一体的に移動できるようになっているが、スラグ台車２とリサイクル台車３は、必ずしも連結されていなくても良く、レール上を移動するものでなくても良い。
要するに、スラグシュート４が、スラグ台車２によって、溶銑鍋９から排滓機１１によって掻き出される処理前スラグ又は処理後スラグを受け入れることができるスラグ受け入れ位置と、処理前スラグを処理前スラグピット５に投棄することができる処理前スラグ投棄位置と、処理後スラグをリサイクルピット６に投入することができる処理後スラグ投入位置に位置付け可能であるとともに、リサイクルシュート７が、リサイクル台車３によって、スラグシュート４がスラグ受け入れ位置に位置付けられている時に、リサイクルピット６から処理後スラグ移動手段８によって掻き出される処理後スラグを受け入れることができる位置に位置付け可能、かつ、スラグシュート４が処理前スラグ投棄位置に位置付けられている時に、処理後スラグを溶銑鍋９に投入することができる位置に位置付け可能であれば良い。
（２）実施例においては、リサイクル台車３の上でリサイクルシュート７が上下動自在、水平面内で９０度回動自在かつ９０度回転した状態で傾動自在となるように、リサイクル台車３には昇降部、回動部及び傾動部が設けられているが、リサイクル台車３には昇降部を設けず、溶銑鍋９を載置する台に昇降部を設けて溶銑鍋９を上下動自在としても良い。
その場合、溶銑鍋９が低い位置においてリサイクルシュート７から処理後スラグを投入でき、溶銑鍋９が高い位置においてスラグシュート４に、処理前スラグ及び処理後スラグを掻き出せるようにすることとなる。
（３）実施例においては、リサイクル台車３の上でリサイクルシュート７が上下動自在、水平面内で９０度回動自在かつ９０度回転した状態で傾動自在となるように、リサイクル台車３には昇降部、回動部及び傾動部が設けられているが、リサイクル台車３に昇降部を設けず、リサイクルシュート７、溶銑鍋９ともに上下動自在でなくても良い。
その場合、スラグシュート４、溶銑鍋９、リサイクルシュート７の順で設置位置を高くして、リサイクルシュート７から溶銑鍋９に処理後スラグを投入でき、溶銑鍋９からスラグシュート４に処理前スラグ及び処理後スラグを掻き出せるようにすれば良い。
そうすると、スラグシュート４とリサイクルシュート７、ひいてはリサイクルピット６とリサイクルシュート７の設置位置の高低差が大きくなるので、処理後スラグ移動手段８は、リサイクルピット６内に投入されている処理後スラグを掻き上げると同時にリサイクルシュート７以上の高さまで持ち上げられるようにすることが必要となる。
（４）実施例においては、リサイクル台車３の上でリサイクルシュート７が上下動自在、水平面内で９０度回動自在かつ９０度回転した状態で傾動自在となるように、リサイクル台車３には昇降部、回動部及び傾動部が設けられているが、リサイクル台車３に回動部は設けなくても良い。
その場合、リサイクルシュート７に溶銑鍋９に向かって延びる延出部を設け、リサイクルシュート７を傾けた時、延出部の先端が溶銑鍋９の上縁上方より内側に位置するようにすると良い。
また、十分な長さの延出部を設けることができない場合には、リサイクルシュート７を傾けた時、延出部の先端が溶銑鍋９の上縁上方より内側に位置するように、リサイクルシュート７又は溶銑鍋９を移動できるようにしても良い。
リサイクルシュート７又は溶銑鍋９の移動手段としては、ａ．リサイクル台車３全体を溶銑鍋９側に移動させる、ｂ．リサイクル台車３上、昇降部上、又は傾動部上にリサイクルシュート７を溶銑鍋９側に移動させる移動部を設ける、ｃ．溶銑鍋９を載置する台に溶銑鍋９をリサイクルシュート７側に移動させる移動部を設ける、の３通りがある。
（５）実施例においては、溶銑鍋９は鍋傾動装置１０の上に載置され、脱硫処理前及び脱硫処理後において、溶銑鍋９をスラグシュート４側に傾動させて、それぞれ処理前スラグ及び処理後スラグをスラグシュート４に掻き出すようになっているが、排滓機１１が溶銑鍋９内のスラグを持ち上げる機能を有していれば、鍋傾動装置１０は必ずしも必要ない。
（６）実施例においては、回動部を９０度回転させた時に、回動部をリサイクル台車３に対して固定しているが、傾動部をリサイクル台車３に対して固定したり、リサイクルシュート７、回動部又は傾動部にカウンターウェイトを設けたりして、リサイクルシュート７の転倒を防止しても良い。
また、回動部や傾動部の自重が十分にあって、リサイクルシュート７を傾動させた時に溶銑鍋９側に倒れる心配がなければ、格別の対策を施す必要はない。

１ レール ２ スラグ台車 ３ リサイクル台車
４ スラグシュート ５ 処理前スラグピット
６ リサイクルピット ７ リサイクルシュート
８ 処理後スラグ移動手段 ９ 溶銑鍋
１０ 鍋傾動装置 １１ 排滓機

Claims (2)

1. 溶銑鍋に投入された脱硫処理前の溶銑から処理前スラグをスラグシュートに掻き出すとともに、リサイクルピットから処理後スラグをリサイクルシュートに掻き出す工程と、
   前記スラグシュートを処理前スラグピットの近傍に移動するとともに、前記リサイクルシュートを前記溶銑鍋の近傍に移動する工程と、
   前記スラグシュートから前記処理前スラグを前記処理前スラグピットに投棄するとともに、前記リサイクルシュートから前記処理後スラグを前記溶銑鍋に投入する工程と、
   前記溶銑鍋内で前記溶銑を脱硫処理する工程と、
   前記脱硫処理する工程の途中において前記スラグシュートを前記溶銑鍋の近傍に移動するとともに、前記リサイクルシュートを前記リサイクルピットの近傍に移動する工程と、
   前記溶銑鍋から処理後スラグを前記スラグシュートに掻き出す工程と、
   前記スラグシュートから前記処理後スラグを前記リサイクルピットに投入する工程と、
   前記溶銑鍋から脱硫処理後の溶銑を次工程に搬送する工程からなる
   溶銑処理方法。
2. スラグシュートと、リサイクルシュートと、排滓機と、溶銑鍋と、処理前スラグピットと、処理後スラグ移動手段と、リサイクルピットと、制御部と、を備え、
   前記スラグシュートは、前記溶銑鍋に投入された脱硫処理前の溶銑から前記排滓機によって掻き出される処理前スラグ又は前記溶銑鍋内で脱硫処理された溶銑から前記排滓機によって掻き出される処理後スラグを受け入れることができるスラグ受け入れ位置と、前記処理前スラグを前記処理前スラグピットに投棄することができる処理前スラグ投棄位置と、前記処理後スラグを前記リサイクルピットに投入することができる処理後スラグ投入位置に位置付け可能なスラグ台車に載置され、
   前記スラグ台車は、前記スラグシュートを前記処理前スラグピット側に傾ける第１傾動部を有しており、
   前記リサイクルシュートはリサイクル台車に載置されており、
   前記リサイクル台車は、
   前記リサイクルシュートを、前記スラグシュートが前記スラグ受け入れ位置に位置付けられている時に、前記リサイクルピットから前記処理後スラグ移動手段によって掻き出される処理後スラグを受け入れることができる低い位置に位置付け、前記スラグシュートが前記処理前スラグ投棄位置に位置付けられている時に、前記処理後スラグを前記溶銑鍋に投入することができる高い位置に位置付ける昇降部と、
   前記リサイクルシュートを前記溶銑鍋側に傾ける第２傾動部と、を有しており、
   前記制御部は、
   前記スラグシュートが前記スラグ受け入れ位置に位置付けられている時に、前記排滓機を作動させて処理前スラグを前記スラグシュートに掻き出すとともに、前記処理後スラグ移動手段を作動させて処理後スラグを前記リサイクルシュートに掻き出し、
   前記スラグシュートが前記処理前スラグ投棄位置に位置付けられている時に、前記第１傾動部を作動させて処理前スラグを前記処理前スラグピットに投棄するとともに、前記第２傾動部を作動させて前記処理後スラグを前記溶銑鍋に投入し、
   前記処理後スラグを前記溶銑鍋に投入した後に、前記スラグ台車を作動させて前記スラグシュートを前記溶銑鍋の近傍に移動するとともに、前記リサイクル台車を作動させて前記リサイクルシュートを前記リサイクルピットの近傍に移動する
   ことを特徴とする溶銑処理装置。

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