JPH07318263A - 鋼滓の処理方法及び処理システム - Google Patents

鋼滓の処理方法及び処理システム

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JPH07318263A
JPH07318263A JP10994094A JP10994094A JPH07318263A JP H07318263 A JPH07318263 A JP H07318263A JP 10994094 A JP10994094 A JP 10994094A JP 10994094 A JP10994094 A JP 10994094A JP H07318263 A JPH07318263 A JP H07318263A
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JP
Japan
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water
steel slag
cooling
slag
cooling water
Prior art date
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Application number
JP10994094A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Kai
達也 甲斐
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Nikko KK
Original Assignee
Nikko KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融した鋼滓を凝固用容器に注入して凝固さ
せ、その後所定大きさの塊状に破砕する処理工程におい
て、鋼滓に冷却水を吹き付けるタイミングを、熟練技術
者の判断に頼ることなく安全に決定でき、しかも一連の
作業が高能率で行えるようにする。 【構成】 容器に注入された鋼滓の重量を自動的に測定
し、これを元に、各種演算を自動的に行って水冷開始時
間、水冷終了時間、及び冷却水の必要水量等を求め、こ
れら各データに基づいて一連の作業が自動制御されるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼滓の処理方法及び処
理システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】製鋼過程で製出される鋼滓は、鋼滓鍋等
への取り出し後、溶融状態のまま浅底の凝固用容器へ流
し込んで所定時間大気放冷し、続いて冷却水を吹き付け
ることで強制凝固させることにより、所定厚さの盤体状
に成形させ、その後、所定大きさの塊となるように破砕
し、副次製品等とする。
【0003】このような鋼滓の一連の処理過程にあって
は、鋼滓に冷却水を吹き付け始める時期、即ち水冷開始
時期を見極めることが最も重要視されている。なぜな
ら、容器内の鋼滓は、大気放冷によりその表面側から徐
々に凝固殻が生成されてゆくが、この凝固殻が十分の厚
み及び強度を有しないうちに冷却水を吹き付けてしまう
と水蒸気爆発を起こすおそれがあるからである。
【0004】従来、水冷開始時期は、熟練した作業者
が、自らの経験則に基づいて決定していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】水冷開始時期の決定に
は作業者ごとにバラツキがあり、一般には、安全性を確
保するうえから大気放冷時間を長めにする傾向があっ
た。そのため、凝固用容器の占有による稼働効率の低下
を招来していた。しかも、水冷を終了させる時期や冷却
水の使用水量等も作業者の判断に委ねられていたため、
時間的及び使用水量的な無駄が生じやすかった。
【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、鋼滓の一連の処理が高能率で行え、また熟練技
術を必要とせず正確な作業が行えるようにした鋼滓の処
理方法及び処理システムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明に係る鋼滓の処理方法では、溶融した鋼滓を凝固用容
器に注入した後、容器内鋼滓の重量及び温度と使用冷却
水の水温とを実測して、水冷開始時間、水冷終了時間及
び必要水量を求め出し、これらに基づいて処理プログラ
ムを実行させることを特徴としている。
【0008】前記水冷開始時間は、次式、
【0009】
【数4】
【0010】但し、ηは凝固係数〔mm/min1/2 〕 において凝固殻の生成厚(Δt〔mm〕)を耐爆発強度
の必要最小厚に設定したときに求められる最短時間(h
0 〔min〕)に基づいて決定するものである。また前
記水冷終了時間及び使用水量は、次式、
【0011】
【数5】
【0012】及び次式、
【0013】
【数6】
【0014】但し、κは熱貫流率〔kcal/m2
℃〕 Tsは鋼滓温度〔℃〕 Twは冷却水温度〔℃〕 εは冷却水による熱伝達率〔kcal/m2 h℃〕 tは鋼滓厚〔m〕 λは鋼滓の熱伝導率〔kcal/mh℃〕 から求められる伝熱量(q〔kcal/m2 h〕)に基
づいて決定するものである。
【0015】一方、本発明に係る鋼滓の処理システムで
は、溶融した鋼滓を注入する凝固用容器に鋼滓の重量検
出器及び温度検出器が設けられていると共に、容器内の
鋼滓に冷却水を吹き付ける冷却水散布装置に散布前冷却
水の水温検出器が設けられており、且つこれら各検出器
の測定値から冷却開始時間、冷却終了時間、冷却水の必
要水量を求めて一連の鋼滓処理を実行させる制御部が設
けられていることを特徴としている。
【0016】
【作用】凝固用容器に鋼滓が注入された場合、鋼滓の重
量や温度、散布前冷却水用の水温等が自動的に測定さ
れ、これらの測定値から冷却開始時間、冷却終了時間、
冷却水の必要水量等の制御データが自動的に求め出され
るようになっている。また、これらの制御データを入力
した処理プログラムに基づいて、鋼滓の一連の処理が自
動制御されるようになっている。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図2は鋼滓の処理工程を模式的に示した図であっ
て、1は開閉天井2を有する処理室であり、この処理室
2内には、開閉天井2の開放時に図示しない鋼滓鍋から
鋼滓の注入を受ける反転機3が設置され、この反転機3
の下方で、浅底の凝固用容器5が行ったり来たりするよ
うになっている。6は台車、7はその走行を案内するガ
イドレールである。即ち、容器5には反転機3を介して
鋼滓が流し込まれる(矢符A参照)。
【0018】容器5が反転機3から遠ざかる向き(図面
左方)へ移動した部分の上方には、容器5内の鋼滓に冷
却水を吹き付ける散水ノズル10が設けられている。ま
たガイドレール7の先方は破砕機11へ繋がっており、
台車6には、破砕機11に接近して停車した状態で容器
5を傾斜させる傾転機構(図示略)が設けられている。
従って、容器5内で凝固した後の盤体状をした鋼滓が破
砕機11内へ投入され、所定大きさの塊状に破砕され
る。
【0019】処理室1には、冷却水の吹き付け時に発生
する水蒸気を排出する排風機(図示略)のダクト12が
接続されており、処理室1内の視界を確保し、また各種
構成品の腐食を防止するようになっている。図3及び図
4に示すように反転機3から容器5内へ注入された後の
鋼滓15は、時間の経過と共にその表面側から徐々に凝
固殻16が生成され、この凝固殻16の生成厚Δt〔m
m〕が最終的に鋼滓15の全体厚t〔m〕に達する(な
お、凝固に伴う収縮は無視してある)。
【0020】図5は本実施例に係る鋼滓処理システムを
示すブロック構成図であって、シーケンサ等により構成
される制御部20に対して、台車6に設けられたロード
セル等の重量検出器21(図2参照)、容器5に設けら
れた鋼滓温度検出器22、反転機3の動作検出器23、
台車6の位置検出器24、散水ノズル10へ冷却水を送
給する冷却水散布装置30に対して設けられた水温検出
器25等が接続され、これらからの検出信号が各別に入
力されるようになっている。また制御部20からは、増
幅器28を介して冷却水散布装置30、台車制御装置3
1、反転機制御装置32等へ適宜動作信号が出力される
ようになっている。それぞれの動作状況等はCRT33
によって適宜表示可能となっている。
【0021】本実施例に係る鋼滓処理方法は、溶融した
鋼滓を凝固用容器に注入し、この鋼滓を所定時間大気放
冷した後、冷却水を吹き付けることで強制凝固させる鋼
滓の処理方法において、容器に注入した鋼滓の水冷を、
鋼滓の凝固殻が冷却水の散布により水蒸気爆発を起こさ
ない強度の生成厚となった後に開始し、その後の冷却水
の水量を、散布された冷却水の殆どが蒸発する量となる
ように制御することを特徴とするものである。これらの
作動は、制御部20内の制御プログラムにより行われ
る。図1は本実施例に係る鋼滓処理方法を示すフローチ
ャートであって、以下、図2乃至図5を参照しながらそ
の動作流れを説明する。
【0022】鋼滓鍋(図示略)から反転機3を介して溶
融した鋼滓が容器5へ注入されると、重量検出器21に
より容器5を含めた総重量が測定され、その測定値が制
御部20へ送られる。制御部20には風袋重量(容器5
等の重量)及び容積(深さに応じた面積)のデータが予
め入力されており、これらを元に上記測定値から鋼滓の
みの重量及び全体厚t〔m〕が算出される(ステップ1
01〜103)。
【0023】次に制御部20は台車制御装置31を作動
させ、容器5が散水ノズル10の下方に位置付けられる
状態として、凝固殻16の生成厚Δt〔mm〕が所定値
となるまで大気放冷させる(ステップ104)。この大
気放冷に要する時間、即ち、容器5に鋼滓が注入された
時点から冷却水を散布し始めるまでの時間(水冷開始時
間h1 )を決定するに際しては、凝固殻16が冷却水の
散布によって水蒸気爆発を起こさないだけの強度(耐爆
発強度)を有した状態となっているか否かが最も重要と
される。この凝固殻16の生成厚Δt〔mm〕として
は、最小の場合でも10mm以上必要であることが本出
願人の経験則上、知見されているので、まず、式(1) に
よって凝固殻16が10mm以上となる最短時間h
0 〔min〕を算出する。
【0024】
【数7】
【0025】そして、このようにして算出された最短時
間h0 に対し、鋼滓組成や、鋼滓15の全体厚tと凝固
殻16の生成厚Δtとの割合関係等をある程度考慮する
(h 0 ±α、なおα=0を含む)ことで水冷開始時間h
1 を決定する(ステップ105)。ステップ106にお
いて、反転機3から容器5へ鋼滓15を注入した時から
の水冷開始時間h1 の経過を確認した後、制御部20は
冷却水散布装置30を作動させて水冷を開始する(ステ
ップ107)。
【0026】次に制御部20は、鋼滓15の全体厚tか
ら式(2) によって熱貫流率κ〔kcal/m2 h℃〕を
求める(ステップ108)。
【0027】
【数8】
【0028】また、鋼滓温度検出器22から送られる鋼
滓温度Ts〔℃〕及び水温検出器25から送られる冷却
水温度Tw〔℃〕と、上記熱貫流率κとにより、式(3)
を用いて伝熱量q〔kcal/m2 h〕を算出する(ス
テップ109)。
【0029】
【数9】
【0030】この伝熱量qは、単位面積あたりの冷却水
を単位時間内に蒸発させるのに必要なエネルギーを示し
たものであり、この値から、鋼滓の表面積(或いは体
積)に応じた冷却水の最適使用水量を求めることができ
る。そこで、これに基づいて冷却水散布装置30を作動
させる。これにより、散布された冷却水の殆どは蒸発し
てその蒸発熱により鋼滓15が冷却される。鋼滓温度T
sと冷却水温度Twとの温度差は逐次変化するので伝熱
量qの演算も繰り返し行い(ステップ109〜11
1)、常に水量が最適に維持されるようにしてある。な
お、かかる最適水量よりも多めの冷却水を散布すること
もできるが、かかる場合でも、上記した伝熱量qに基づ
いて水量を求めれば、より適正な水量とすることができ
る。
【0031】このような冷却により、制御部20は鋼滓
温度Tsと冷却水温度Twとの温度差が所定温度(本実
施例では約250℃とした)以下になる時点を監視し、
この所定温度に達したときに水冷終了時間が満了したも
のとして、冷却水散布装置30の作動を停止させる。ま
た同時に台車6の傾転機構を作動させて、容器5内で盤
体状に凝固した鋼滓を破砕機11へと投入させ、破砕さ
せる(ステップ111〜113)。
【0032】
【発明の効果】本発明は、上述の構成を具備するもので
あって、凝固用容器に鋼滓が注入された場合、鋼滓の重
量や温度、散布前冷却水の水温等が自動的に測定され、
これらの測定値から冷却開始時間、冷却終了時間、冷却
水の必要水量等の制御データが自動的に求められ、これ
ら制御データを入力した処理プログラムに基づいて、鋼
滓の一連の処理が自動制御されるようになっている。そ
のため、作業者による熟練技術(判断)を必要とせず、
鋼滓の一連の処理が高能率で行えるようになる。また、
作業人員の省力化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る鋼滓処理方法を示すフローチャー
トである。
【図2】鋼滓処理工程を模式的に示した図である。
【図3】鋼滓の凝固状況を示す模式図である。
【図4】鋼滓の凝固殻の生成と時間の関係を示すグラフ
である。
【図5】本発明に係る鋼滓処理システムを示すブロック
構成図である。
【符号の説明】
5 凝固用容器 11 破砕機 20 制御部 30 冷却水散布装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融した鋼滓を凝固用容器(5)に注入
    した後、容器(5)内鋼滓の重量及び温度と使用冷却水
    の水温とを実測して、水冷開始時間、水冷終了時間及び
    必要水量を求め出し、これらに基づいて処理プログラム
    を実行させることを特徴とする鋼滓の処理方法。
  2. 【請求項2】 前記水冷開始時間は、次式、 【数1】 但し、ηは凝固係数〔mm/min1/2 〕 において凝固殻の生成厚(Δt〔mm〕)を耐爆発強度
    の必要最小厚に設定したときに求められる最短時間(h
    0 〔min〕)に基づいて決定することを特徴とする請
    求項1記載の鋼滓の処理方法。
  3. 【請求項3】 前記水冷終了時間及び使用水量は、次
    式、 【数2】 及び次式、 【数3】 但し、κは熱貫流率〔kcal/m2 h℃〕 Tsは鋼滓温度〔℃〕 Twは冷却水温度〔℃〕 εは冷却水による熱伝達率〔kcal/m2 h℃〕 tは鋼滓厚〔m〕 λは鋼滓の熱伝導率〔kcal/mh℃〕 から求められる伝熱量(q〔kcal/m2 h〕)に基
    づいて決定することを特徴とする請求項1記載の鋼滓の
    処理方法。
  4. 【請求項4】 溶融した鋼滓を注入する凝固用容器
    (5)に鋼滓の重量検出器(21)及び温度検出器(2
    2)が設けられていると共に、容器(5)内の鋼滓に冷
    却水を吹き付ける冷却水散布装置(30)に散布前冷却
    水の水温検出器(25)が設けられており、且つこれら
    各検出器の測定値から冷却開始時間、冷却終了時間、冷
    却水の必要水量を求めて一連の鋼滓処理を実行させる制
    御部(20)が設けられていることを特徴とする鋼滓の
    処理システム。
JP10994094A 1994-05-24 1994-05-24 鋼滓の処理方法及び処理システム Pending JPH07318263A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277176A (ja) * 2001-03-15 2002-09-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd スラグ冷却方法及びその装置
JP2012057228A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Nippon Steel Corp 高温スラグの処理方法
CN113269657A (zh) * 2021-05-25 2021-08-17 云南锡业股份有限公司铜业分公司 一种渣包缓冷场的渣包自动管理方法

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