JPH0660338B2 - 冶金炉鋳床における溶銑予備処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は高炉等の冶金炉鋳床における溶銑予備処理装置
に関するものである。

＜従来の技術＞ 周知のように溶銑を転炉等の精錬炉において精錬するに
先立ち、溶銑予備処理として炉外で溶銑中のＳ，Si，Ｐ
等の不純物を除去しておく技術が種々提案されている。
このような溶銑予備処理を施しておけば、最終的にこれ
らの不純物含有量が少ない鋼を容易に得ることができ、
また総合的な精錬コストも安価になることが知られてい
る。

ところで溶銑中のＳを除去する脱硫処理方法としてはCa
C₂粉，CaCO₃粉，CaO粉等を含んだフラックスを溶銑中に
吹込んで溶銑中のＳをスラグ中に除去する方法が知られ
ており、また溶銑中のSiを除去する脱珪方法としては鉄
鉱石等の酸化剤を含んだフラックスまたは酸化性ガス、
あるいはこれらの両者を溶銑中に吹込んでSiを酸化さ
せ、SiO₂としてスラグ中に除去する方法が知られてい
る。

さらに溶銑中のＰを除去する脱燐処理方法としてはCaO
を主体とし、これに鉄鉱石等の酸化剤を配合したフラッ
クスあるいはNa₂CO₃を主体とするフラックス等を酸素ガ
スもしくは不活性ガスを用いて溶銑中に吹込み、溶銑中
のＰを酸化させてスラグ中に除去する方法が知られてい
る。

このような脱硫、脱珪、脱燐は同時処理しようとする各
反応効率が低下するので、スラグを除去してそれぞれ個
別に処理する。例えば脱珪処理および脱燐処理を続けて
行った場合、脱珪処理後のスラグ中に大量のSiO₂が含有
されているため、その後の脱燐処理においてCaO等を多
量に添加してもスラグ塩基度CaO／SiO₂が低くなり、溶
銑中のＰの除去が困難になる。そこでこの場合には、脱
珪処理後に一旦排滓し、その後において脱燐処理する必
要がある。

冶金炉鋳床、特に高炉鋳床にける溶銑予備処理として、
例えば特開昭51-105914号公報に高炉出銑樋近傍に脱硫
剤供給装置を配置し、該装置より粉状の脱硫剤を出銑剤
の落下点に添加し、溶銑が落下した際に発生する攪拌現
象を利用して溶銑に脱硫剤を巻き込ませて溶銑脱硫を行
う方法が開示されている。

また特開昭49-34416号公報に溶銑を搬送する樋を二分し
てその間に落差を設け、その上流部の樋に脱硫剤を添加
し、前記落差によって生ずるその下流部樋の攪拌流に巻
込ませて脱硫する方法が、 更に特開昭53-45693号公報には高炉出銑樋の途中に湯溜
反応槽を設け、該反応槽内に溜っている溶銑中にランス
から脱硫剤をキャリアガスによって供給して脱硫する方
法が開示されている。

＜発明が解決しようとする課題＞ 前記のように高炉鋳床での溶銑予備処理は出銑樋の溶銑
落下部や溶銑樋の落差を利用して処理したり、あるいは
溶銑樋に反応槽を設けて処理する連続処理方式が大半を
占めてしる。しかるに連続方式であるが故に(1)十分な
溶銑予備処理のための反応時間がとれない、(2)出銑速
度の変化に対応して脱硫剤や脱珪剤等の予備処理剤を可
変にしなくてはならないが、正確な追従が難しく、一定
の脱硫率等の処理率を維持することができないという問
題点があった。

鋳床での理想的な溶銑予備処理の順序は、高炉スラグ除
去→脱硫→脱硫スラグ除去→脱珪→脱珪スラグ除去→脱
燐→脱燐スラグ除去であるが、各処理段階で発生するス
ラグを連続的に除去しつつ溶銑予備処理することは、ス
ラグ樋のレイアウト上やスラグ鍋の配置、ならびにその
ハンドリング上からもきわめて困難である。

また連続処理が困難であることから、特開昭58-45309
号，特開昭59-116312号公報に開示されているように高
炉から出銑した溶銑を混銑車で輸送して予備処理容器に
供給し、該予備処理容器で脱珪，脱燐等の処理を順序行
う例もある。

しかし、この技術にしても一旦溶銑を混銑車で受けて輸
送した後、予備処理を行うため輸送過程で溶銑温度降下
を生じ、溶銑予備処理に不利になるという問題点があ
る。

本発明は前記従来技術の問題点を解消し、高炉等の冶金
炉から出銑された直後の高温状態の溶銑を連続方式では
なくバッチ方式により効率よく予備処理することを目的
とするものである。

＜課題を解決するための手段＞ 前記目的を達成するための本発明は、冶金炉から出銑さ
れた溶銑を分配する傾柱樋の鋳床下に、該傾注樋の両端
部に設けた溶銑注出口に対応させてそれぞれ大容量の円
筒状溶銑予備処理反応炉を各々の架台上に傾動駆動装置
により炉周方向に傾動自在に支持せしめて配置し、前記
円筒状溶銑予備処理反応炉には、その長手方向の一端部
に受銑口を、また中央部の左右両側壁の一方に溶銑排出
口を他方にスラグ排出口を設け、かつ上部に設けた開孔
を介して溶銑予備処理用のフラックスを吹込むランスを
挿入してなることを特徴とするものである。

＜作用＞ 本発明は以上の構成により高炉等の冶金炉から出銑され
た直後の鋳床下に配置された大容量の溶銑予備処理反応
炉の受銑口から例えば高炉の平均的１タップ分の溶銑を
１バッチとして収容する。高炉から出銑される１タップ
分の溶銑量が平均より多くて収容しきれない場合には傾
柱樋を切換えてもう一つの溶銑予備処理反応炉に収容す
る。

溶銑予備処理反応炉には出銑直後の溶銑が大量に収容さ
れるので溶銑成分が均一化されると共に高温状態維持さ
れ、当該反応炉ではバッチ式に予備処理するので十分な
処理時間を確保することができる。

溶銑予備処理反応炉はフラックス吹込用のランスを備え
ており、該反応炉の上部に設けた開口からランスを挿入
してフラックスを吹込み、脱硫，脱珪，脱燐等の各処理
を順次行うが、各処理の度毎に発生するスラグは傾動駆
動装置を作動して当該反応炉を傾動し、スラグ排出口か
ら排滓して予備処理を行うので各々反応効率を向上する
ことができる。

溶銑予備処理が終了したら溶銑予備処理反応炉を傾動し
て溶銑排出口から混銑車に排出して転炉工場等の製鋼工
場に輸送される。また溶銑予備処理反応炉は移動交換式
が好ましく、該反応炉の支持架台から下方から離脱可能
に昇降装置により支持させ、補修を行うときには、架台
を上昇させた後、架台の下方に台車を搬入して、当該反
応炉を架台ごと台車に載せて補修場所まで移動させる
か、または上記支持架台にエアベアリングを介在させて
移動時にエアベアリングを作動させ、牽引して補修場所
まで移動させて補修を行うことができる。

＜実施例＞ 以下、本発明を高炉に適用した実施例を図面に基づいて
説明する。第１図は本発明に係る一実施側を示す平面図
であり、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視を示す断面図、ま
た第３図は第１図のＢ−Ｂ矢視を示す断面図である。

第１図において、９は高炉、17は出銑口、４は出銑口に
対応する位置に設けた出銑樋、８は出銑樋の下流端部に
設けられたスラグをカットするスキンマ、５は滓樋、６
は溶銑を分配する傾注樋を示す。

傾注樋６の鋳床下に、傾注樋６の両端部の溶銑注出口18
に対応させて半密閉状態の円筒状溶銑予備処理反応炉
１、１（以下反応炉という）が配置されている。反応炉
１は第２図および第３図に示すように鉄皮１′に耐火物
１″をライニングしたものであり、架台14上に複数対の
支持ローラ12を介して回動可能に支持されている。15は
架台14上に設けた反応炉１の傾動駆動装置である。さら
にこのようにして反応炉１を搭載した架台14は下方から
離脱可能に設置された架台昇降装置13によって支持され
ている。

反応炉１には、図示の場合、上部の２個の開孔16を介し
て炉内にフラックス吹込用のランス７がそれぞれ挿入さ
れている。反応炉１の長手方向の一端部には受銑口19が
設けてあり、また中央部の左右両側壁の一方に溶銑排出
口11を、他方にスラグ排出口10を設けてある。反応炉１
の溶銑排出口11側の線路20上には混銑車２が、またスラ
グ排出口10側の線路20上には滓鍋３がそれぞれ複数台待
機している。なお、21は反応炉用の補修台車である。

次に本発明の溶銑予備処理手順について説明する。高炉
９の出銑口17から出銑された溶銑は出銑樋４を流れスキ
ンマ８を経てスラグをカットされ溶銑樋22を経て傾注樋
６中に流れ込んだ後、傾注樋６の傾斜した側の一方の反
応炉１に受銑口19から注入される。なお、スキンマ８で
カットされたスラグは滓樋５を流れて排出される。

かくして一方の反応炉１に所定の溶銑量を収容した後も
（もし１タップ分の出銑量が反応炉１の規定量をオーバ
ーする場合には、傾注樋６を切換えて溶銑を他方の反応
炉１を導く）、反応炉１に設けた開孔16を通してランス
７を挿入し、まず反応炉１内の溶融23中に浸漬したラン
ス７から脱硫剤を吹込み、溶銑23の脱硫処理を行う。脱
硫処理が完了したら傾動駆動装置15を作動して反応炉１
を左側に傾動しスラグ排出口10からスラグを排出して滓
鍋３に受ける。

このスラグ排出時には、第４図および第５図に示すよう
に溶銑23中に浸漬したランス７から気体を吹込み、反応
炉１中の溶銑23を隆起させ、スラグ24をスラグ排出口10
の方に導くようにすれば、スラグ24の排出が促進され確
実にスラグの排出を行うことができ、次の脱珪処理の効
率を向上することができる。なお、図面ではスラグを滓
鍋３で受けるようになっているが、滓樋で受けて処理す
ることも可能である。

スラグ24の排出が終了したら反応炉１の傾動を元に戻
し、次にランス７から脱珪剤を吹込んで溶銑23の脱珪処
理を行った後、スラグの排出を行う。引続き同様の操作
により脱燐処理およびスラグの排出を行う。かくして一
連の溶銑予備処理が完了したら、反応炉１を右側に傾動
し、反応炉１に設けた溶銑排出口11から溶銑23を排出し
混銑車２に受ける。

なお、反応炉１の耐火物１″等が劣化して補修が必要に
なったときには、架台昇降装置13を作動して架台14と共
に反応炉１を持上げ、架台14の下に補修台車21を取込ん
だ後、架台14ごとに反応炉１を補修台車21に載せて、炉
昇降装置13を架台14から離脱させ、補修台車21を補修場
所（図示せず）に移動し、補修済の反応炉と交換する。
または、架台14にエアベアリングを介在させ、牽引して
補修場所へ移動させるようにしてもよく、移動方式は問
わない。

前記反応炉の溶銑収容量の設計の仕方について下記の２
方式が考えられる。

(1)反応炉の溶銑収容量を高炉から出銑される溶銑の１
タップ分として設計、 このような設計をすれば反応炉１内に収容された溶銑を
まとめてバッチ処理できるので、予備処理における脱
硫，脱珪，脱燐ならびに排滓などの各工程に必要な時間
を十分に採ることができる。また高炉９からの出銑開始
時と出銑末期に排出される溶銑成分は若干変化するが、
出銑した溶銑を一旦反応炉１にタップ分を貯えて均一化
し、その全量に対してランス７からのフラックス吹込み
により順次脱硫，脱珪，脱燐処理を加えれば溶銑成分が
一定の状態で各処理を行うことができることになり、各
成分の適中率向上が達成される。

なお、高炉からの１タップ分の出銑量は変動するため反
応炉１の容量は例えば１タップ分として800〜1500ｔ程
度とする。余り大容量にすると貯留能力に余裕があり過
ぎるケースが生じ、効率よく処理するのも問題を伴うこ
とがあるので、各高炉毎に１タップ分の平均出銑量に応
じて反応炉１の容量を設計し、反応炉は２基配置する。
すなわち、まず一方の反応炉１で溶銑を受け入れ、当該
出銑時に、反応炉１の受銑能力を越える場合には、他方
の反応炉１へ傾注樋６を切換えて受け入れ、両方の反応
炉１でそれぞれ溶銑予備処理を行う。他方の反応炉１へ
の切換えた溶銑量が少なければ、次回出銑まで待機し、
次の新溶銑を受けて予備処理を行えばよい。

(2)反応炉の溶銑収容量を溶銑を処理するのに必要な予
備処理時間に基いて設計、 高炉から出銑する溶銑に対して脱硫，脱珪、脱燐ならび
に排滓の各工程時間を含包する処理時間から反応炉１の
容量を決定し、反応炉１を連続的に使用して処理効率を
上げる。このようにすれば反応炉１の遊休時間が少なく
なり、収容した溶銑温度の降下量も低く抑えることがで
き効率的である。

例えば、日産8000ｔ〜10000ｔの高炉であれば出銑量は
７〜10ｔ／minとなり、脱硫，脱珪，脱燐の各処理工程
を15分とすれば３工程で45分となる。これに溶銑払出し
時間を加えて処理時間を50〜60分とすれば、一方の反応
炉で50〜60分間分の溶銑量を貯えることができれば連続
処理が可能である。安全をみて60分とすれば反応炉の収
容量を420ｔから600ｔの能力として一旦、一方の反応炉
に受け、所定量になった段階で他方の反応炉に切換え、
他方の反応炉で受銑している間に、一方の反応炉で溶銑
の予備処理を行う。

日産8000ｔ〜10000ｔの高炉において、出銑回数は６〜
６回／dayであり平均７回とすると前記(1)の方針による
場合には、反応炉１の収容量は1140〜1430ｔとなり、前
記(2)の方針による場合には420〜600ｔとなる。いずれ
の方針を採用するかは溶銑の品質ならびに処理効率を考
慮して選択すればよい。

本発明の装置を高炉鋳床下に設置してバッチ式に溶銑の
脱硫処理を行った場合の脱硫率と従来の溶銑樋における
連続式脱硫を行った場合の脱硫率を第１表に比較して示
す。

第１表に示すように本発明によれば、従来に比較して溶
銑の脱硫率を41％から73％に飛躍的に向上させることが
できることが明らかである。

＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明によれば、高炉等の冶金炉か
ら出銑した直後の溶銑を大容量の反応炉に収容するので
溶銑成分が均一化されると共に温度降下を軽減すること
ができる。また大量の溶銑をバッチ式にまとめて予備処
理を行うので反応時間を十分とることができ脱硫，脱珪
等の反応率向上が達成される。また、半密閉式反応炉で
あるため、予備処理に伴う発塵対策が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の装置に係る実施例を示す図
面であり、第１図は平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢
視を示す断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ矢視を示す断
面図、第４図および第５図は本発明の装置における反応
炉からの排滓状況を示す説明図であり第４図は横断面
図、第５図は縦断面図である。 １……円筒状溶銑予備処理反応炉、２……混銑車、 ３……滓鍋、４……出銑樋、 ５……滓樋、６……傾注樋、 ７……ランス、８……スキンマ、 ９……高炉、10……スラグ排出口、 11……溶銑排出口、12……支持ローラ、 13……炉昇降装置、14……架台、 15……傾動駆動装置、16……開孔、 17……出銑口、18……溶銑注出口、 19……受銑口、20……線路、 21……補修台車、22……溶銑樋、 23……溶銑、24……スラグ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冶金炉から出銑された溶銑を分配する傾注
   樋の鋳床下に、該傾注樋の両端部に設けた溶銑注出口に
   対応させてそれぞれ大容量の円筒状溶銑予備処理反応炉
   を各々の架台上に傾動駆動装置により炉周方向に傾動自
   在に支持せしめて配置し、前記円筒状溶銑予備処理反応
   炉には、その長手方向の一端部に受銑口を、また中央部
   の左右両側壁の一方に溶銑排出口を他方にスラグ排出口
   を設け、かつ上部に設けた開孔を介して溶銑予備処理用
   のフラックスを吹込むランスを挿入してなることを特徴
   とする冶金炉鋳床における溶銑予備処理装置。