JPH1112628A

JPH1112628A - 混銑車及びそれを用いた溶銑予備処理方法

Info

Publication number: JPH1112628A
Application number: JP16572497A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kikuchi; 直樹菊池; Hideji Takeuchi; 秀次竹内; Kenichi Tanmachi; 健一反町
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、添加したフラックスの反応性を従来
より向上でき、さらには溶銑払い出し時の排滓を促進す
ることによって混銑車内残留スラグ除去作業の軽減及び
該残留スラグで溶銑に復Ｐが起きることの防止が可能な
混銑車を用いた溶銑予備処理方法、及びこの方法の実施
に有効な混銑車を提供することを目的としている。【解決手段】溶銑を収容して、該溶銑を製鋼炉まで搬送
する混銑車であって、前記混銑車の傾動軸より受銑用開
口側の溶銑内に、該溶銑上に存在するトップ・スラグを
主に撹拌するガスを吹込むガス供給手段を備えるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、混銑車及びそれを
用いた溶銑予備処理方法に関し、詳しくは、高炉から出
銑した溶銑を、混銑車で製鋼炉へ搬送する前に、精錬用
フラックスを、該混銑車に収容した溶銑中にランスを介
したり、あるいは介せずに添加し、該溶銑から脱珪、脱
硫、脱燐するのに有効な技術である。

【０００２】

【従来の技術】近年、転炉での高速吹錬、副原料原単位
削減等、精練プロセスでの高い生産性を確保するため、
転炉へ装入する前の溶銑に脱珪、脱硫及び脱燐を施す所
謂溶銑予備処理を行うことが一般的になっている。該溶
銑予備処理の方法としては、処理容器で分類して命名さ
れ、転炉方式、取鍋あるいは溶銑装入鍋方式、混銑車方
式等がある。そのうち、混銑車方式は、混銑車が輸送容
器及び精練容器の両方を兼ねており、処理時間の短縮が
図れて生産性が高く、また、溶銑輸送中の保温効果も良
いという利点があり、多用されている。

【０００３】しかしながら、反応容器としては、融体の
混合特性が悪い、つまり、溶銑や反応で形成したスラグ
の流動が悪いという欠点がある。その理由は、混銑車の
形状に起因すると考えられている。そこで、例えば、特
開昭６３−４５３１３号公報は、混銑車内に形成される
溶銑滞留部（溶銑がほとんど移動しない）に、電磁撹拌
もしくはガス撹拌を施し、該滞留部にある溶銑をフラッ
クスの存在する位置、つまり反応界面へ移動させる技術
を開示した。また、特公平２−６８０６号公報は、電磁
スターラー・タイプの攪拌機を溶銑中に浸漬して使用す
ることを提案している。さらに、特公昭６０−２０４４
２号（特開昭５７−１０４６１４号）公報及び特開昭５
６−１５７６７号公報は、混銑車内の溶銑滞留域の傾動
軸より車底側にポーラス・プラグを設置し、該ポーラス
・プラグからガスを吹込み、溶銑を撹拌する技術を開示
している。

【０００４】ところが、これらの従来技術は、いずれも
混銑車の形状に特有な問題点、つまり軸方向の両端に生
じる溶銑滞留部の撹拌を目的としており、該溶銑滞留部
の上に存在する所謂トップ・スラグを積極的に流動、撹
拌させるものではない。そのため、混銑車での溶銑予備
処理で問題視されている前記混合特性の悪いこと、具体
的には上添加フラックスの反応性が低いこと、や溶銑を
混銑車から払い出す時の排滓性の悪いことを解消できな
いのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、添加したフラックスの反応性を従来より向上で
き、さらには溶銑払い出し時の排滓を促進することによ
って混銑車内残留スラグ除去作業の軽減及び該残留スラ
グで溶銑に復Ｐが起きることの防止が可能な混銑車を用
いた溶銑予備処理方法、及びこの方法の実施に有効な混
銑車を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者は、混銑車の構造
に簡単な改造を施すだけで、上記目的を達成することに
鋭意努力し、本発明を完成させた。すなわち、本発明
は、溶銑を収容して、該溶銑を製鋼炉まで搬送する混銑
車であって、前記混銑車の傾動軸より受銑用開口側の溶
銑内に、該溶銑上に存在するトップ・スラグを主に撹拌
するガスを吹込むガス供給手段を別途備えたことを特徴
とする混銑車である。

【０００７】また、本発明は、前記ガス供給手段を、混
銑車の車体壁を貫通して設けたり、金属パイプ、スリッ
ト・プラグ、あるいはポーラス・プラグとしたり、ある
いはガスの供給及び停止自在としてなることを特徴とす
る混銑車である。さらに、本発明は、溶銑を収納した混
銑車を用い、その開口から溶銑内の底部近傍に届くよう
に装入したランスを介してキャリア・ガスで精錬用フラ
ックスを吹込み、該溶銑を精錬するに際し、前記混銑車
の傾動軸より開口側で、かつ前記ランスから吹き込まれ
たキャリア・ガス及び精錬用フラックスの浮上領域外の
溶銑中に、精錬で生じたトップ・スラグを主に撹拌する
ガスを吹込むことを特徴とする混銑車を用いた溶銑予備
処理方法である。

【０００８】加えて、本発明は、上記の精錬用フラック
スのランスを介した吹込みに代え、該精錬用フラックス
を混銑車の開口より溶銑上に添加し、その後直ちに前記
トップ・スラグを撹拌するガスを吹込むことを特徴とす
る混銑車を用いた溶銑予備処理方法である。さらに加え
て、本発明は、溶銑及びトップ・スラグを混銑車より排
除するに際し、該溶銑とトップ・スラグの分離が促進す
るよう、前記ガス吹込を継続することを特徴とし、ある
いは前記精錬を、溶銑からの脱珪、脱硫及び脱燐から選
ばれた１種以上とすることを特徴とする混銑車を用いた
溶銑予備処理方法でもある。

【０００９】本発明によれば、溶銑を混銑車内で予備処
理するに際して、トップ・スラグの撹拌が従来より活発
になり、添加したフラックスの反応性を従来より向上で
きるようになる。また、溶銑払い出し時の排滓が促進さ
れるので、混銑車内に残留するスラグの除去作業が軽減
すると共に、該残留スラグで溶銑に復Ｐが起きることも
防止できるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、発
明をなすに至った経緯も含めて説明する。混銑車方式の
溶銑予備処理は、混銑車特有の形状に起因して、収容し
た融体の撹拌が弱いため、他の方式に比べて溶銑とトッ
プ・スラグ間の反応速度が小さい。そのため、専用ラン
スを介して、溶銑内に精錬用フラックス（以下、単にフ
ラックスという）をキャリア・ガスを用いて吹き込む所
謂フラックス・インジェクションが一般に採用されてい
る。それでも、脱燐、脱硫反応は、溶銑中に吹き込まれ
たフラックスが溶銑内を浮上する過程で進行するだけ
で、トップ・スラグ（以下、単にスラグという）と溶銑
との間では、ほとんど前記反応が進行しないと言われて
いる。従って、混銑車に転炉スラグをフラックス代わり
にリサイクルしたり、溶銑の脱珪処理をする場合のよう
に、前記フラックス・インジェクションを行わず単にフ
ラックスを溶銑に上添加する（投入する）時には、フラ
ックスの反応効率が一段と低くなる。また、専用ラン
スを用いてフラックス・インジェクションを行う場合で
も、吹き込まれたキャリア・ガス及びフラックスが浮上
する溶銑内領域（通称、プルーム領域１１）内で殆どの
反応が進行し、該プルーム領域１１の外側では、流動性
の悪いスラグは、溶銑にも増して撹拌されないことにな
る。そのため、予備処理後に混銑車を傾けて溶銑を払い
出す際、混銑車軸方向の両端内に存在する溶銑の表面上
には、巨大に塊状化したスラグが滞留するようになる。
つまり、該スラグは、混銑車を傾けただけでは開口まで
移動せず、溶銑の払い出し後にもスラグが混銑車内に残
留するのである。この残留スラグは、溶銑をかなり含む
ため、予備処理での溶銑歩留りが悪化するばかりでな
く、別途、混銑車から該残留スラグを取り除く作業が必
要となり、全体の作業負担も増大する。さらに、該除去
作業で排除しきれない場合には、次回の溶銑装入時に、
残存スラグが新しく装入された溶銑と接触し、該スラグ
中の燐、硫黄が溶銑中に移行する所謂「復燐、復硫」現
象が生じることがある。

【００１１】そこで、発明者は、通常の混銑車内の混合
状況、ガス吹込みの効果確認をするために、アクリル樹
脂製混銑車模型内で、水を溶銑、流動パラフィンをスラ
グに見立てたモデル実験を行った。まず、図２に示すよ
うに、従来の処理条件に近似的に合わせた条件で、イン
ジェクション・ランスを開口部から水中に吹込み、その
際生じる現象を観察した。その結果、インジェクション
・ランスの挿入方向の反対方向側に、水及び流動パラフ
ィンが共に動かない所謂デッド・ゾーン（滞留部）の存
在が明らかになった。そのため、発明者は、該模型装置
の傾動軸より上方の壁に、図１に示すようなガス吹込み
口を設け、そこから窒素ガスの吹込みを行った。この吹
込みにより、水の混合特性、水−流動パラフィン間の物
質移動速度が向上することがわかった。また、容器端部
の流動パラフィンの上に固化スラグを模擬した発泡スチ
ロール片を浮かべ、その動きを観察したところ、前記プ
ルーム領域の上に該発泡スチロールが移動することが認
められた。これは、溶銑に上添加フラックスがある場合
には、そのフラックスを撹拌するばかりでなく、予備処
理後に溶銑払い出しのために混銑車を傾動させた時に、
開口からのスラグ排出が促進されることを示唆するもの
である。

【００１２】発明者は、上記実験結果に基づき、図２に
示したような混銑車を図１に示すように改造し、本発明
とした。それは、円筒の両端部を絞り込んだ形状の混銑
車本体１に、溶銑２の装入及び払い出しを行ったり、フ
ラックス吹込み専用ランス３を挿入する開口４を有する
一般的な混銑車５において、その傾動軸６より開口４側
の車体壁７を貫通させてガス供給手段８を設けたもので
ある。該ガス供給手段８としては、ガス９を溶銑２内に
導入可能なものであれば如何なるものでも良い。しか
し、溶銑２の装入や払い出し時の傾動で、該ガス供給手
段８から溶銑２が漏れることを防止する必要があるこ
と、また、スラグ１０を十分に撹拌する量のガス量を確
保することから、金属パイプ、ポーラス・プラグ及びス
リット・プラグの利用が好ましい。なお、該ガス供給手
段８までガスを導く配管やガス源は、通常フラックス・
インジェクション等で使用する公知のものを利用すれば
良いので、図示していない。

【００１３】このような装置を用いると、混銑車５内の
溶銑２内、特にトップ・スラグ１０の存在位置の近傍
に、従来技術では不可能であったトップ・スラグ１０の
流動を促進するガス９が吹き込めるようになる。つま
り、従来技術とは異なり、溶銑内の比較的浅い位置にガ
スを吹込むので、従来より低いガス圧で吹込み可能であ
り、溶銑の上方より吹込むので、ガス供給手段８のプラ
グに対する溶銑静圧が小さく、同一プラグ圧力でよりガ
ス流量を大きくできる。また、溶銑払い出し時の傾動に
際して、該プラグからの溶銑漏れに対する限界流量も小
さくでき、流量可変幅を大きくできる。さらに、ガス吹
込みを行うに当たっては、溶銑温度の低下防止の観点か
ら、溶銑が混銑車内に存在する場合でも、任意のタイミ
ングで吹込み停止、供給が自在であることが必要があ
る。そのためにも、かかる溶銑内の比較的浅い位置にガ
ス吹込み可能なガス供給手段８を採用したのであり、従
来の底吹に比べ操業上有利である。

【００１４】また、本発明では、フラックス・インジェ
クションの実施、不実施に関係無く、ガス吹込みが行え
るので、脱珪処理のようにフラックスを溶銑２に上添加
した場合でも、スラグ１０の撹拌が円滑に行える。さら
に、高炉から転炉へ溶銑２を搬送中、あるいは脱燐や脱
硫のための予備処理が終了した後に、未反応スラグを再
度反応させる時期、さらには全ての予備処理が終了し、
溶銑２を払い出す時にも有効にガス吹込ができる。

【００１５】

【実施例】容量２５０ｔｏｎの混銑車５を用いて、３種
類の溶銑予備処理を行った。使用した混銑車５は、図１
に示したものと同様の形状である。ガス供給手段８に
は、セラミック製のスリット・プラグを採用し、それは
混銑車５の傾動軸に沿ったガス配管（図示せず）に繋が
っている。吹き込みガス９には、窒素を使用した。（実施例１）図１に示すように、混銑車で通常のインジ
ェクション・ランスを介してフラックスとガスを吹込む
脱燐処理中に、本発明に係るガス供給手段８より窒素ガ
スを吹き込む実験を行った。その際、フラックスとして
は、酸化鉄（ミル・スケール）７０ｗｔ％，生石灰２５
ｗｔ％，蛍石５ｗｔ％のものを使用し、その供給量は３
５０ｋｇ／ｍｉｎである。インジェクション・ランスか
ら吹き込んだガスは、該フラックスの搬送用に流量５Ｎ
ｍ³ の窒素ガスを，精錬用に流量１０Ｎｍ³ ／ｍｉｎの
酸素ガスを使用した。

【００１６】一方、比較例としては、もっぱらフラック
スのインジェクション処理のみを行い、本発明にかかる
ガス供給手段８を介してのガス吹込みを行わない操業
と、特開昭５６−１５７６７号公報記載のフラックスの
インジェクション処理に併せて、混銑車の傾動軸より車
底側に設けたポーラス・プラグから窒素ガスを、５Ｎｍ
³ ／ｍｉｎで吹込む実験も行った。

【００１７】なお、いずれの場合も、溶銑中の主な初期
成分濃度を［Ｐ］＝０．１２０ｗｔ％，［Ｓｉ］＝０．
１５ｗｔ％，［Ｓ］＝０．０２０ｗｔ％とした。これら
の実験結果を、溶銑中の燐、珪素、及び硫黄の経時変化
として図３に一括して示す。本発明に係るガス供給手段
８を使用した図３（ｃ）と、前記比較例（図３（ａ）及
び（ｂ））を比べると、本発明が脱燐、脱珪、脱硫のい
ずれもにおいて優れていることがわかる。（実施例２）混銑車５に溶銑２を装入後、該溶銑２にフ
ラックスとして酸化鉄（ミル・スケール）を上添加し、
その直後に本発明に係る前記スリット・プラグを介して
窒素ガスを流量５Ｎ／ｍ³ で供給し、脱珪した。該フラ
ックスは、混銑車５の開口４上方に専用のパイプを取付
け、溶銑に自重落下で添加させた。

【００１８】なお、脱珪前の溶銑中珪素は、［ｗｔ％
Ｓｉ］＝０．２７〜０．４１で、溶銑温度が、Ｔ＝１４
００〜１４５０℃で、脱珪剤（ミルスケール）の添加速
度は２５０ｋｇ／ｍｉｎとし、添加原単位を４ｋｇ／ｔ
で一定とした。実施結果を、図４の脱珪剤添加前の溶銑
中［ｗｔ％Ｓｉ］と脱Ｓｉ量との関係で示す。本発明
を採用した場合は、前記２つの比較例に比べて、同一の
添加前［ｗｔ％Ｓｉ］でみると、同一時間内の脱Ｓｉ
量が大きくなっている。（実施例３）溶銑２を本発明に係る溶銑予備処理で脱燐
し、その処理終了後、混銑車５を傾動させて溶銑２の払
い出しを行った。その際、本発明に係るガスの吹込み
を、脱燐時の条件で継続した。

【００１９】結果を、図５に排滓率で示す。なお、排滓
率は、残留スラグをクリーニングした混銑車で脱Ｐ処理
後に、混銑車より排出されスラグ量と、添加したフラッ
クス及び溶銑の成分変化から算出した計算スラグ量（本
来排滓されるべき量）との比である。本発明を用いた場
合は、ガス吹込みを継続しなかった比較例に比べて、排
滓率が向上している。また、図６に排滓時のガス吹込あ
り、なしの条件における高炉の受銑直後から脱燐処理開
始前までの復燐量を示す。つまり、排滓時にガス吹込み
を行った混銑車５と、行わなかった混銑車５を使用し
て、高炉から出銑した溶銑２を受け、該溶銑２がどの程
度復燐するか調査したのである。図６より、排滓時に本
発明に係るガス吹込を行った混銑車は、残留して壁に付
着したスラグが少ないので、受銑時の復燐量が少ないこ
とが明らかである。

【００２０】なお、上記実施例では、スラグ撹拌のガス
を車体壁７を貫通させたガス供給手段８を介して吹き込
んだが、混銑車５の開口４から特殊形状のランス（図示
せず）を溶銑２中のスラグ近傍に浸漬して、吹き込んで
も良い。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により、混銑
車で溶銑を予備処理するに際し、混銑車特有の形状に起
因して生じていたトップ・スラグの撹拌不良問題が解消
され、混銑車方式を採用した場合での溶鋼の生産性が、
従来より大幅に向上できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る混銑車の１例を示す縦断面図であ
る。

【図２】従来の混銑車の１例を示す縦断面図である。

【図３】本発明に係る混銑車と２つの比較例の実施で得
た脱燐、脱珪、脱硫結果を示す図であり、（ａ）はイン
ジェクション・ランスからのフラックス吹込みのみの比
較例、（ｂ）は混銑車の底プラグからのガス吹込みを伴
う比較例、（ｃ）は本発明例である。

【図４】脱珪剤添加前の溶銑中珪素量と予備処理による
脱珪量との関係を示す図である。

【図５】混銑車から溶銑払い出しに際しての排滓率を、
本発明法を実施した場合としなかった場合で比較した図
である。

【図６】本発明を実施して溶銑を払い出した混銑車と、
実施しなかった混銑車で受銑した場合の復燐量を比較し
た図である。

【符号の説明】

１混銑車本体２溶銑３ランス４開口５混銑車６傾動軸７車体壁８ガス供給手段９ガス１０スラグ（トップ・スラグ）１１プルーム領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶銑を収容して、該溶銑を製鋼炉まで搬
送する混銑車であって、前記混銑車の傾動軸より受銑用開口側の溶銑内に、該溶
銑の上に存在するトップ・スラグを主に撹拌するガスを
吹込むガス供給手段を備えたことを特徴とする混銑車。
【請求項２】前記ガス供給手段を、混銑車の車体壁を
貫通して設けたことを特徴とする請求項１記載の混銑
車。
【請求項３】前記ガス供給手段を、金属パイプ、スリ
ット・プラグ、あるいはポーラス・プラグとしてなるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の混銑車。
【請求項４】前記ガス供給手段を、ガスの供給及び停
止自在としてなることを特徴とする請求項１〜３いずれ
かに記載の混銑車。
【請求項５】溶銑を収納した混銑車を用い、その開口
から溶銑内の底部近傍に届くように装入したランスを介
してキャリア・ガスで精錬用フラックスを吹込み、該溶
銑を精錬するに際し、前記混銑車の傾動軸より開口側で、かつ前記ランスから
吹き込まれたキャリア・ガス及び精錬用フラックスの浮
上領域外の溶銑中に、精錬で生じたトップ・スラグを主
に撹拌するガスを吹込むことを特徴とする混銑車を用い
た溶銑予備処理方法。
【請求項６】請求項５に記載の精錬用フラックスのラ
ンスを介した吹込みに代え、該精錬用フラックスを混銑
車の開口より溶銑上に添加し、その後直ちに前記トップ
・スラグを撹拌するガスを吹込むことを特徴とする混銑
車を用いた溶銑予備処理方法。
【請求項７】溶銑及びトップ・スラグを混銑車より排
除するに際し、該溶銑とトップ・スラグの分離が促進す
るよう、前記ガス吹込を継続することを特徴とする請求
項５又は６記載の混銑車を用いた溶銑予備処理方法。
【請求項８】前記精錬を、溶銑からの脱珪、脱硫及び
脱燐から選ばれた１種以上とすることを特徴とする請求
項５〜７いずれかに記載の混銑車を用いた溶銑予備処理
方法。