JPH07188719A - 高炉の出銑滓分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高炉出銑孔から排出される溶銑、溶滓の流速
を制御し、出銑中における出銑速度の均等化を達成す
る。 【構成】 出銑孔１の炉外側に導通管10を装着し、導通
管10の外周に配設した電磁エネルギ供給体11により電磁
エネルギを印加し、導通管11内を流れる溶銑４を電磁反
発により磁気圧作用により中心部に集め、その周辺部に
溶滓５を偏位させ、銑滓の２液に分離する。このような
銑滓分離の層厚を磁気圧の強度により調整し、これによ
り溶銑滓の排出速度を制御するので、出銑孔１のマッド
損耗に影響されることなく出銑滓速度を均等化すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉の出銑孔から排出
される溶銑滓分離方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７に示すように高炉炉底９内には溶銑
４と溶滓５とが溜まるが、溶銑４は溶滓５より比重が大
きいため溶銑４の上に溶滓５が分離した状態となってい
る。高炉炉底９内に溶銑４と溶滓５とが溜まったら出銑
孔１を開孔することにより炉内の溶銑４、溶滓５を出銑
孔１から出銑樋８に排出していた。

【０００３】すなわち、高炉炉底９に設けた出銑孔１を
開孔して出銑滓する際には、図８に示すように出銑孔１
の前方に開孔機２を移動させ、開孔機２に装着したドリ
ル３（または金棒）を出銑孔１内に打ち込み、開始する
ことによって図９に示すように高炉炉底９内に溜まって
いる溶銑４および溶滓５を出銑孔１を介して出銑樋８上
に排出する出銑滓作業が行われていた。

【０００４】出銑孔１からの出銑滓が終了したら図10に
示すように出銑孔１にマッドガン６を装着し、マッドガ
ン６内のマッド７を出銑孔１内に押し込むことにより閉
塞し、出銑滓を停止していた。このようにして出銑孔１
内に充填されたマッド７は出銑孔１の周辺からの熱によ
って乾燥固化される。次回の出銑滓に際してはこのよう
に固化したマッド７を再び開孔機２によって開孔し、出
銑滓を繰り返していた。

【０００５】従来の出銑滓作業では、出銑孔１内に充填
されたマッド７を開孔機２に装着したドリル３（または
金棒）によって開孔した直後には、出銑孔１に形成され
た孔径はドリル３（または金棒）の外径で決まる寸法に
なっている。このように出銑滓の初期には、孔径の小さ
い出銑孔１から出銑滓されるため、図12に示すように出
銑孔１からの出銑滓速度は、高炉内で鉄鉱石の還元溶融
により造銑滓される速度より小さいため高炉炉底９では
溶銑４、溶滓５ともに湯面が上昇している。

【０００６】しかしながら、出銑の経過とともに、出銑
孔１を形成しているマッド７は出銑滓によって損耗され
るため、しだいに出銑孔１の口径（面積）が大きくなる
と同時に出銑孔１内を通過する圧損も減少するため出銑
滓の流速がしだいに大きくなる。このため出銑滓の過程
で出銑滓速度が造銑滓速度を追い越し高炉炉底９内の溶
銑４、溶滓５の湯面が低下するようになる。

【０００７】このように出銑孔１内の出銑滓速度が大き
くなると図13に示すように出銑孔１を形成しているマッ
ド７の損耗速度もますます大きくなり、出銑滓速度は加
速度的に増大する。出銑滓の増大により高炉炉底９内に
溜まった溶銑４、溶滓５の湯面レベルが下がり、溶滓５
の上面レベルが出銑孔１の炉内側レベルに近付いてくる
と、出銑孔１から炉内ガスが炉前に飛散するようになる
ので出銑滓を継続することが困難となる。

【０００８】この段階でマッドガン６により出銑孔１内
にマッド７を充填して出銑孔１を閉塞し、出銑滓を終了
する一方、もう一方の出銑孔１’（図７参照）を開孔機
を用いて開孔し、出銑孔１’から出銑滓を継続する。こ
のようにして出銑孔１’からの出銑滓が完了したら再び
出銑孔１からの出銑滓を開始するという手順により一対
の出銑孔１、１’から交互に出銑滓を行っていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術による
出銑滓作業では次のような問題点があった。 （１）出銑滓に伴う炉前作業としては、出銑孔の開孔作
業、閉塞作業、出銑樋、溶滓樋の補修作業、出銑滓の繰
り返しによる準備作業があり、極めて負荷が大きい。こ
れら作業の削減が望まれるがマッドの損耗により、一つ
の出銑孔からの出銑時間が２〜４時間しかもたず２本の
出銑孔を交互に使用することになるため炉前作業員が２
グループ必要となり、省力化を阻害する。 （２）鋳床での溶銑予備処理設備および溶滓処理のため
の水滓処理設備は、出銑末期における溶銑、溶滓の最大
値に対応するに足る設備能力が必要となり、平均能力に
比べ著しく過大な設備能力を要する。 （３）出銑滓速度を調整する手段としては出銑孔を開孔
する時のドリル、金棒の径を変更する他に調整手段がな
く、したがって出銑滓速度は出銑孔を形成するマッドの
損耗量によって出銑滓速度が決まってしまう。このため
出銑速度が過少な時には炉内湯面レベルの異常上昇によ
り操業が不安定となり、過大な時には、溶銑予備処理や
水滓処理等での処理能力不足に伴うトラブルが生じる。 （４）開孔機およびマッドガンを用いる出銑滓作業で
は、開孔機、マッドガンをいくら機械化しても５〜10％
の開孔不良、マッド乾燥不良が生じ、これに伴う非定常
作業が発生し、炉前作業の省力化の実施を一層困難にす
る。 （５）出銑滓作業が２本の出銑孔によるバッチ作業であ
るため、溶銑温度、溶銑成分等の溶銑品質変動が大き
く、製銑部門と製鋼部門との間で行われる溶銑予備処理
等の作業に支障をきたすことになる。

【００１０】前述のような従来技術による出銑時間の大
幅な延長および出銑滓速度が常に一定に制御することが
できる方法が望まれていた。このような要望に対し図11
に示すように導通管10ａの出口部に電磁ブレーキ16を配
設し、出銑滓の流路における流速を制御する方法が提案
されている。しかるに高炉の炉内圧３〜５kg／cm² が出
銑滓に作用しており、このような圧力に抗するには、電
磁ブレーキ16に多大なエネルギを必要とし、かつ溶銑お
よび溶滓を独立して排出速度を制御することが困難であ
るという弱点がある。

【００１１】本発明は、前述のような事情にかんがみて
なされたものであり、出銑孔からの出銑滓時間を延長す
ることができ、かつ出銑速度を一定に制御することがで
きる高炉の出銑滓分離方法を提供することを目的とする
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１記載の本発明は、高炉の出銑孔から排出され
る溶銑滓の分離方法であって、前記出銑孔の炉外側に接
続して導通管を配置し、この導通管の外周に配設した電
磁エネルギ供給体より電磁エネルギを印加し、導通管内
を流れる溶銑を電磁反発による磁気圧により中心部に集
め、その周辺部に溶滓を偏位させることにより銑滓の２
液流に分離することを特徴とする高炉の出銑滓分離方法
である。

【００１３】請求項２記載の本発明は、導通管を強制冷
却することにより導通管内の周辺部に偏位する溶滓を凝
固して付着させセルフライニング層を形成することを特
徴とする請求項１記載の高炉の出銑滓分離方法である。
請求項３記載の本発明は、導通管内で溶銑を磁気圧によ
り中心部に集め、その周辺部に溶滓を偏位させることに
より銑滓の２液に分離した後、中心部の溶銑および周辺
部の溶滓をそれぞれ個別に取り出すことを特徴とする高
炉の出銑滓分離方法である。

【００１４】

【作用】本発明では、出銑孔の炉外側に導通管を装着
し、導通管の外周に配設した電磁エネルギ供給体により
電磁エネルギを印加し、導通過管内を流れる溶銑を電磁
反発による磁気圧の作用により中心部に集め、その周辺
部に溶滓を偏位させる。このような銑滓２液分離の層厚
を磁気圧の強度により調整し、これにより溶銑滓の排出
速度を制御するので、出銑孔のマッド損耗に影響される
ことなく出銑滓の排出速度を一定にすることが可能にな
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の構成および作用を実施例に基
いて詳細に説明する。本発明では図１に示すように高炉
炉底９に配設した出銑孔１の炉外側に接続して導通管10
を装着する。導通管10の装着手段は特定しないが、たと
えば、マッドガンを装着するのに準じた機械的手段を使
用着脱できるようにしてもよい。導通管10の外周には長
手方向に複数個（図面では４個）の電磁エネルギ供給体
11が胴部を包囲するように配設してある。

【００１６】高炉炉底９内に溜まった溶銑４および溶滓
５を出銑孔１を介して出銑し、導通管10内の流路12を流
れる時に、電磁エネルギ供給体11から電磁エネルギを印
加すると図２に示すように溶銑４は電磁反応による磁気
圧13を受け、図３に示すように導通管10内に形成された
通路12の中心部に集まる。これにより溶滓５は、流路12
の内面側に押しやられ、中心部の溶銑４とその外側の溶
滓５との２液流に分離される。導通管10に設けた冷却路
14に水などの冷却媒体を流して冷却すれば溶滓５は、導
通管10の内部に設けた流路12の内壁面に凝固して付着
し、凝固層15を形成する。滓は熱伝導率が低いため凝固
層15は安定した断熱層となり、導通管10のセルフライニ
ングとなる。

【００１７】このようにして導通管10の内面に滓セルフ
ライニングによる凝固層15が形成されると、出銑孔１内
のマッド７のように損耗を受けることがないので、一定
の流路径が保持され、出銑滓速度を一定に維持すること
ができる。図６に示すように出銑滓作業が進むにつれて
出銑孔１の孔径はマッドの損耗によって大きくなるが、
導通管10によって出銑滓速度が一定に保たれているで、
出銑孔１内を流れる溶銑滓の排出速度は小さくなる。こ
のため出銑孔１内のマッド損耗速度も相対的に小さくな
り、従来のように出銑滓の経過とともにマッド損耗が加
速度的に大きくなるのとは対照的であり、大幅な出銑時
間の延長が達成される。

【００１８】本発明の実施手順を図１および図３に従っ
て説明すると、出銑孔１の開孔時には従来と同様に開孔
機にて開孔する。出銑孔１からの出銑開始の後、出銑孔
１に導通管10を装着し、前述のようにして電磁エネルギ
供給体11より電磁エネルギを印加して銑滓の２液流に分
離すると共に導通管11を強制冷却しながら出銑滓速度を
一定になるように制御する。

【００１９】たとえば出銑孔１を形成するマッド７の損
耗が限界にきたら、出銑滓停止のため、図４に示すよう
に導通管10の反炉側にマッドガン６を装着して、導通管
10を通じて炉内にマッドを充填し、これによって出銑孔
１を閉塞する。しかる後、別の出銑孔１’（図７参照）
を開孔機により開孔して出銑滓を継続する。本発明では
導通管10の内部で中心部に溶銑４がその周辺部に溶滓５
が偏位して銑滓２液に分離されているため、図５に示す
ように導通管10の排出端部にも電磁エネルギ供給体11ａ
を配設すると共に溶銑排出口17および溶滓排出口18を設
ける。

【００２０】そして電磁エネルギ供給体11ａから印加す
る電磁エネルギを制御して、導通管10の排出端部に達し
た中心部に分離している溶銑４が大きな断面になるよう
にして、溶銑４を溶銑排出口17から排出する一方、溶銑
４の周辺部に偏位する溶滓５を溶滓排出口18から排出す
る銑滓分離排出が可能になる。この方法によれば、従
来、出銑樋に設けたスキンマにより、銑滓の比重差によ
り溶銑と溶滓に分離していたが、スキンマが不要となる
ため、出銑樋も不要となり、大幅な鋳床の設備簡素化お
よび孔前作業の簡略化が可能になる。

【００２１】なお、溶滓排出口18にセラミック製弁体の
ゲート（図示せず）を設けることにより、溶滓５の排出
を停止するようにすることも可能である。また図４に示
すマッドガン６による出銑孔１の閉塞は銑滓分離の実施
有無にかかわらず実施可能である。以上説明したように
本発明は、図11に示すように電磁ブレーキ16により直
接、溶銑滓の排出を抑制するのではなく、電磁エネルギ
供給体11による電磁圧により溶銑流路の径を絞って排出
圧損を上げ、排出速度を抑制するものである。このため
電磁ブレーキに比較して必要とする電磁エネルギは著し
く小さくなると共に、溶銑、溶滓を独立に排出速度制御
するのを可能にする。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （１）導通管による一定速度の出銑滓を達成できるた
め、出銑滓速度の過少過大に伴うトラブルが解消でき、
鋳床における溶銑予備処理、水滓処理設備の負荷軽減が
実現できる。 （２）出銑時間が大幅に延長できるのに伴い出銑回数を
大幅に低減できるため、炉前作業負荷を大幅に軽減で
き、炉前の省力化が達成できる。 （３）出銑速度の一定化と、出銑時間の延長より溶銑品
質の変動を大幅に低減でき、次工程の溶銑予備処理の精
錬コストの低減が達成できる。 （４）高炉内造銑滓に合致した出銑滓速度が可能となる
ため、炉底での貯銑、貯滓レベルが一定となり、高炉の
安定操業に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る高炉炉底部における装置
を示す縦断面図である。

【図２】本発明により溶銑が磁気圧を受けて縮径する状
況を示す説明図である。

【図３】図１のＡ−Ａ矢視を示す断面図である。

【図４】本発明に係る導通管のマッドガンによる閉塞状
況を示す縦断面図である。

【図５】本発明に係る他の実施態様の導通管の構造を示
す部分縦断面図である。

【図６】本発明による出銑孔のマッド損耗速度、出銑孔
径および出銑滓速度の推移を示す線図である。

【図７】従来例に係る高炉炉底部の縦断面図である。

【図８】従来例に係る出銑孔の開孔機による開孔状況を
示す縦断面図である。

【図９】従来例に係る出銑孔からの出銑状況を示す縦断
面図である。

【図10】従来例に係る出銑孔のマッドガンによる閉塞状
況を示す断面図である。

【図11】比較例に係る装置を示す縦断面図である。

【図12】出銑滓速度および造銑滓速度の推移を示す線図
である。

【図13】出銑孔のマッド損耗速度と出銑孔内の溶銑滓流
速との関係を示す線図である。

【符号の説明】

１ 出銑孔 ２ 開孔機 ３ ドリル ４ 溶銑 ５ 溶滓 ６ マッドガン ７ マッド ８ 出銑樋 ９ 高炉炉底 10 導通管 11 電磁エネルギ供給体 12 流路 13 磁気圧 14 冷却路 15 凝固層 16 電磁ブレーキ 17 溶銑排出口 18 溶滓排出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉の出銑孔から排出される溶銑滓の分
   離方法であって、前記出銑孔の炉外側に接続して導通管
   を配置し、この導通管の外周に配設した電磁エネルギ供
   給体より電磁エネルギを印加し、導通管内を流れる溶銑
   を電磁反発による磁気圧により中心部に集め、その周辺
   部に溶滓を偏位させることにより銑滓の２液流に分離す
   ることを特徴とする高炉の出銑滓分離方法。
2. 【請求項２】 導通管を強制冷却することにより導通管
   内の周辺部に偏位する溶滓を凝固して付着させセルフラ
   イニング層を形成することを特徴とする請求項１記載の
   高炉の出銑滓分離方法。
3. 【請求項３】 導通管内で溶銑を磁気圧により中心部に
   集め、その周辺部に溶滓を偏位させることにより銑滓の
   ２液に分離した後、中心部の溶銑および周辺部の溶滓を
   それぞれ個別に取り出すことを特徴とする高炉の出銑滓
   分離方法。