JPH1161234A

JPH1161234A - フォーミング鎮静剤の投入方法及び装置

Info

Publication number: JPH1161234A
Application number: JP22904897A
Authority: JP
Inventors: Kanji Aizawa; 完二相沢; Koichi Shinohara; 幸一篠原; Mitsuru Kiguchi; 満木口; Takashi Ida; 傑井田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、スラグ・フォーミングの監視及び調
整を自動的に行い、作業者の負担を従来より大幅に軽減
するフォーミング鎮静剤の投入方法及び装置を提供する
ことを目的としている。【解決手段】精錬剤を添加して脱珪、脱燐を予備処理と
して施した溶銑を連続的に容器に受け入れ、該容器内で
発生するスラグのフォーミングを抑制するに際し、前記
容器内のスラグ上面高さを測定し、該測定値が管理目標
値に達した情報に基づき、フォーミング鎮静剤の投入を
自動的に開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォーミング鎮静
剤の投入方法及び装置に係わり、特に、所謂溶銑予備処
理プロセスの１つとして高炉鋳床等で溶銑脱珪、脱燐を
行った後の溶銑を、別の容器に収容するに際して生じる
スラグのフォーミングを抑制するために必要な技術であ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、溶銑予備処理プロセスのうちの
溶銑脱珪においては、溶銑中に、酸化鉄、あるいは酸化
マンガン鉱石等の金属酸化物や気体酸素等の酸素源を添
加、または吹込み、該溶銑に不純物元素として存在する
珪素や燐分を酸化し、それらを酸化物の形態でスラグ
（溶滓）中へ分離、除去する。また、同時に石灰等が添
加され、スラグ塩基度の調整、前記酸化珪素や酸化燐の
スラグ中での固定、スラグの流動性及び反応性の調整も
行われる。

【０００３】その際、添加された酸素の一部は、溶銑中
の炭素分と反応してＣＯ（一酸化炭素）ガスを発生す
る。このＣＯガスの一部は、スラグ中に捕捉されて気泡
として残り、スラグの泡立ち（通称、スラグ・フォーミ
ング）を起し、著しい場合には、溶銑を収納する容器の
口元からスラグがあふれ出て、それ以降に新たな溶銑を
受け入れ、処理剤を添加して精錬を継続することが困難
となる。

【０００４】そこで、このような場合には、炭素分や油
分あるいは有機物等の成分を含む物質（鎮静剤）を投入
して、スラグ内で急激な燃焼反応を起こし、発生するガ
スと熱とでスラグ層内からのＣＯガスの放出を助けて、
フォーミングを鎮静化するようにしている。特に、最近
は、金属Ａｌを含む鎮静剤を投入し、該Ａｌの酸化発熱
を利用するばかりでなく、所謂スラグの改質も行うよう
になった。

【０００５】ところで、これら鎮静剤は、従来、５〜１
５ｋｇ程度と、人が楽に持ち運びできる程度の重量に袋
詰めされ、溶銑中に人力で投入されていた。また、その
投入時期は、受銑状況の監視や精錬を行う作業者の判断
に任されていた。そのため、フォーミングの状況は、客
観的な判断ではなく、作業者が常時スラグの上面を監視
している必要があった。さらに、投入作業が人力による
ため、作業者の疲労も大きかった。

【０００６】そこで、最近は、作業者の投入作業負荷を
軽減するため、専用の吹き込みランスを開発し、それに
よってスラグ層中へ鎮静剤として炭材を吹き込む技術
（日本鉄鋼協会編、ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪＶｏｌ．４
（１９９１）−４８）が開示されている。しかしなが
ら、高度な制御装置や吹き込みランスの設置は設備費が
嵩むので、その技術を容易に採用するには抵抗がある。
また、この吹込み装置を設置しても、スラグ・フォーミ
ングの監視は代替できず、依然として作業者が常時監視
を続けなければならないという問題もあった。

【０００７】

【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、スラグ・フォーミングの監視及び調整を自動的
に行い、作業者の負担を従来より大幅に軽減するフォー
ミング鎮静剤の投入方法及び装置を提供することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者は、前記問題点を
解決するため、スラグ・フォーミング状況の監視及び調
整を、すべて人手を介せず自動的に行うことを鋭意研究
し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、精錬剤
を添加して脱珪、脱燐を予備処理として施した溶銑を連
続的に容器に受け入れ、該容器内で発生するスラグのフ
ォーミングを抑制するに際し、前記容器内のスラグ上面
高さを測定し、該測定値が管理目標値に達した情報に基
づき、フォーミング鎮静剤の投入を自動的に開始するこ
とを特徴とするフォーミング鎮静剤の投入方法である。

【０００９】また、本発明は、上記の情報に代え、前記
スラグ上面高さの測定値から該スラグ上面の上昇速度を
演算し、その演算値が管理目標速度値に達した情報を利
用することを特徴とするフォーミング鎮静剤の投入方法
であり、あるいは前記鎮静剤の投入開始後は、容器の溶
銑受け入れ終了まで、スラグ高さのいかんにかかわら
ず、間欠的に投入を継続することを特徴とするフォーミ
ング鎮静剤の投入方法である。

【００１０】さらに、本発明は、溶銑予備処理終了後の
溶銑を受け入れた容器内でスラグがフォーミングするの
を抑制するフォーミング鎮静剤の投入装置であって、前
記鎮静剤の貯蔵手段と、該鎮静剤の切出し手段と、該精
錬容器内のスラグ上面高さを測定するセンサと、該セン
サからの測定値を管理目標値と比較し、その出力に基づ
き、前記鎮静剤の切出し手段を駆動する制御手段とを備
えたことを特徴とするフォーミング鎮静剤の投入装置で
ある。

【００１１】加えて、本発明は、前記制御手段に、スラ
グ上面高さの測定値からスラグ上面高さの上昇速度を演
算し、該演算値を管理目標速度と比較する機能を追加し
たことを特徴とするフォーミング鎮静剤の投入装置であ
る。さらに加えて、本発明は、前記センサをマイクロ波
距離計としたり、あるいは前記容器をトピード・カーと
したことを特徴とするフォーミング鎮静剤の投入装置で
もある。

【００１２】本発明では、フォーミング鎮静剤の投入
を、人手を介さずに、フォーミング状況の客観的判断及
び自動操作で行うようにしたので、従来より作業者の負
担を大幅に軽減でき、且つフォーミング抑制自体も精度
良く、適切に行えるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、溶銑予備処理技術及び発明
をなすに至った経緯をまじえて、本発明の実施の形態を
説明する。図１に、高炉から出銑された溶銑を輸送用容
器（通常は、製鋼工場の転炉へトピード・カーで輸送）
に注入する状況及び本発明に係るフォーミング鎮静剤の
投入装置を示す。製鉄所によっては、トピード・カーで
なく溶銑鍋等で受けるところもあるが、図１には、トピ
ード・カーを用いた場合を示している。

【００１４】高炉から出銑された溶銑流は、出銑樋に付
帯したスキンマー（図示せず）と称する装置でスラグを
分離して、ほぼ溶銑１だけが、紙面に垂直な方向に流れ
る樋２を経由して、使用トピード・カー３、３’を交互
に切り換える傾注樋４に流れ落ち、その後、該傾注樋４
を介してトピード・カー３、３’に注入される。溶銑予
備処理プロセスには、この高炉出銑口からトピード・カ
ー３、３’に注入するまでの間に、溶銑１へ酸化鉄等を
吹き込んで脱珪するものであり、これを「鋳床脱珪（処
理）」と称している。図１の例は、傾注樋４の湯だまり
部分に、ランス５を介して脱珪剤（酸化鉄等）６を吹付
ける（ブラスティングする）状況を示している。その
際、脱珪反応（Ｓｉ＋Ｏ₂ →ＳｉＯ₂ ）で生じた酸化珪
素、脱珪剤６中に混合させたＣａＯ、及び酸化鉄源中に
混入している不純物等は、合体してスラグ７となり、全
て溶銑１と一緒にトピード・カー３、３’内に溜る。

【００１５】なお、鋳床脱珪には、図１の例以外に、脱
珪剤を傾注樋４より上流側の出銑樋２で溶銑１中に添加
又は吹き込む方法もある。その場合は、脱珪反応で生じ
たスラグ７を、高炉スラグと同様にスキンマーで分離し
て、溶銑１だけをトピード・カー３、３’に注入するこ
とができる。しかし、鋳床のレイアウト等の制約からそ
のような装置（スキンマー）を追加するのが困難なこと
が多く、一般には、脱珪処理によって生じたスラグ７
は、溶銑１と一緒になってトピード・カーあるいは溶銑
鍋に流れ落ちる。

【００１６】このスラグ７には、脱珪反応の副次反応で
生じたＣＯガスの気泡が捕捉されているが、捕捉量が多
くなってくると、スラグのボリュームが増し、著しい場
合には、トピード・カー３の口元（上部に設けた開口）
から外にあふれ出ることがある。特に、トピード・カー
３内の溶銑量が多くなった受銑末期には、溶銑面の位置
が高く、スラグ７の上面が口元に近いので、外にあふれ
易い。

【００１７】そのため、作業者は、トピード・カー３で
の受銑状況を常時監視してスラグ７が外部にあふれ出た
り、あるいはあふれ出る恐れがある場合には、前記傾注
樋４の傾動を操作して、別のトピード・カー３’に受銑
を切り換え、元のトピード・カー３内のフォーミングが
自然に納まるのを待ったり、あるいは袋詰めしたフォー
ミング鎮静剤１２を、図示していない投入口からトピー
ド・カー３内に投げ込んで、あふれ出る前にスラグ７の
フォーミング（泡立ち）を鎮静化させるようにしてい
た。

【００１８】しかしながら、トピード・カー３、３’で
の受銑時に、溶銑１が大気に酸化されて相当量の発塵が
生じる。トピード・カー３、３’の上部は、フード８で
覆われ、集塵ダクト９を介して排気されているものの、
作業者がスラグ７の上面を肉眼で監視できないこともあ
る。そのため、肉眼監視が不調あるいは不能の場合に
は、マイクロ波距離計１０等、スラグ上面位置検出のセ
ンサを使用し、該センサが示す湯面位置に基づき、受銑
するトピード・カー３、３’の切り換えを行っている。

【００１９】そこで、発明者は、このセンサ１０を、従
来のように単にスラグ上面位置の監視にだけ用いるので
はなく、以下に説明するように、フォーミング鎮静剤１
２の投入装置と有機的に組合せて、今までに行われたこ
とのない、スラグ・フォーミングの管理システムの構築
を着想し、具現化したのである。まず、本発明に係るフ
ォーミング鎮静剤の投入装置は、図１に示すように、フ
ォーミング鎮静剤１２（前記した炭素系、金属Ａｌ系
等）を貯蔵する貯蔵手段（例えば、貯蔵ホッパ）１４が
鋳床デッキ１３上に設けてある。該貯蔵ホッパ１４の下
部には、水平に切出す手段（例えば、投入ゲート）１５
が備えてあり、エア・シリンダ等のゲート駆動装置１６
で前後進して開閉されるようになっている。この投入ゲ
ート１５が後進して開くと、以前にゲートがあった部分
の空間に投入１回分のフォーミング鎮静剤１２’が落ち
てきて溜り、次に該投入ゲート１５が前進すると、該ホ
ッパ下部のゲートが閉まると同時に、その溜った投入１
回分の鎮静剤１２’がシュート１７を通ってトピード・
カー３内に落下する。

【００２０】本発明では、このゲート駆動装置１６の運
転を、図２に示すようなセンサ（例えば、マイクロ波距
離計）１０のスラグ上面位置の検出信号を用いて行うよ
うにしたのである。すなわち、図３に示すように、スラ
グ上面の測定で得た値（位置）があらかじめ設定してあ
る管理目標値を超えると、図２の制御手段１８（主とし
てコンピュータからなる）よりゲート駆動装置１６の開
閉信号が発せられ、動力源１９が起動し、その力が動力
伝達路２０を介してゲート駆動装置１６を動かし、所定
量のフォーミング鎮静剤１２が投入されるようにしてあ
る。なお、ゲート駆動装置１６の１回の前後進で、該鎮
静剤を所定量投入できない場合には、複数回の前後進で
１回分の所定量を投入する。また、図１、図２には、ゲ
ート駆動装置１６及びゲート１５に、シリンダとスライ
ド・ゲートを用いる例を示したが、本発明はこれに限定
するものではなく、カット・ゲートや、ロータリー・フ
ィーダ、振動フィーダー等を用いても良い。さらに、袋
詰の鎮静剤を投入する装置も利用できる。

【００２１】前記図３は、以上述べた本発明に係る鎮静
剤の投入装置の実施結果を示している。つまり、マイク
ロ波距離計１０で検出したスラグ上面位置の時間的な変
化と鎮静剤の投入開始時期を示す。図３では、傾注樋４
で溶銑予備処理された溶銑１をトーピード・カー３で受
銑してからの時間を横軸にしたが、その時間の経過につ
れ受銑量が増えるので、スラグ上面位置が右上りの曲線
になっている。そして、該スラグ上面位置が管理基準値
を超えた時刻ｔ₁ に、前記フォーミング鎮静剤１２の投
入が開始されている。この場合、必ずしもフォーミング
状況が著しくなくとも、鎮静剤１２の投入が開始され
る。なお、鎮静剤１２の投入は、通常、トピード・カー
３の受銑終了時まで間欠的に続けられる。しかし、本発
明では、傾注樋４の傾動切り換えを受銑終了信号にし
て、投入を止めたり、あるいは所定量を投入して止める
ことも可能である。また、本発明では、１回の投入量、
投入間隔（ピッチ）、総投入量は、鎮静効果、速効性等
をみて決めるのが良い。勿論、手動で止めることができ
るようにしておくことも必要である。

【００２２】次に、本発明では、前記マイクロ波距離計
１０によるスラグ上面位置の監視に基づく投入方法に代
え、スラグ上面位置の上昇速度を監視し、鎮静剤１２の
投入を行うことも考慮した。その方が、あふれる前にフ
ォーミングが抑制できるからである。そのため、前記し
た本発明に係る投入装置の制御手段１８に、マイクロ波
距離計１０で得た測定値からスラグ上面の上昇速度を演
算し、管理目標速度と比較する機能を組み込むようにし
た。

【００２３】図４は、このスラグ上面位置の上昇速度を
検出して、鎮静剤１２の投入開始を行った例を示すもの
である。なお、図４では、スラグ上面の上昇速度は、２
つの管理目標速度と比較している。上限の管理目標速度
ｖ₁ を，計算された上昇速度が超えると、フォーミング
によるスラグ７の体積膨張が著しくなるとみなして、フ
ォーミング鎮静剤１２の投入を開始し、下限の管理目標
速度ｖ₂ （ｖ₂ ＜ｖ₁、ｖ₂ は負の場合を含む）以下に
なったら、鎮静効果が出たとみなして投入を止めるよう
にしてある。勿論、下限の管理目標速度を設定せず、鎮
静剤１２の投入終了を先に述べた例と同じようにして
も、何ら問題がない。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、溶銑予
備処理後の溶銑を収納する容器において、スラグ上面位
置の測定手段とフォーミング鎮静剤の投入手段とを有機
的に結合し、自動的にフォーミング鎮静剤の投入開始を
するようにしたので、無人で受銑時のスラグ・フォーミ
ングを管理できるようになった。また、発塵等により容
器の内部状況を目視できない場合においても、手遅れに
なることなく、タイムリーにフォーミング鎮静剤の投入
が行える。さらに、作業者の重筋作業を省略する効果も
あり、本発明が産業の発展に及ぼす効果大であることは
疑いない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフォーミング鎮静剤の投入装置例
を示す図である。

【図２】本発明に係るフォーミング鎮静剤の投入装置の
機能を説明する図である。

【図３】本発明の実施例を示す図である。

【図４】本発明の別の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１溶銑２出銑樋３トピード・カー（溶銑鍋でも可）４傾斜樋５ランス６脱珪剤７スラグ（溶滓）８集塵フード９集塵ダクト１０センサ（マイクロ波距離計）１１排気流１２フォーミング鎮静剤（鎮静剤）１３鋳床デッキ１４貯蔵手段（貯蔵ホッパ）１５切出し手段（投入ゲート）１６ゲート駆動装置１７投入シュート１８制御手段１９駆動装置動力源２０動力伝達路２１信号伝達路２２マイクロ波

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木口満倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者井田傑倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】精錬剤を添加して脱珪、脱燐を予備処理
として施した溶銑を連続的に容器に受け入れ、該容器内
で発生するスラグのフォーミングを抑制するに際し、前記容器内のスラグ上面高さを測定し、該測定値が管理
目標値に達した情報に基づき、フォーミング鎮静剤の投
入を自動的に開始することを特徴とするフォーミング鎮
静剤の投入方法。
【請求項２】請求項１記載の情報に代え、前記スラグ
上面高さの測定値から該スラグ上面の上昇速度を演算
し、その演算値が管理目標速度値に達した情報を利用す
ることを特徴とする請求項１記載のフォーミング鎮静剤
の投入方法。
【請求項３】前記鎮静剤の投入開始後は、前記容器の
溶銑受け入れ終了まで、スラグ高さのいかんにかかわら
ず、間欠的に投入を継続することを特徴とする請求項１
又は２記載のフォーミング鎮静剤の投入方法。
【請求項４】溶銑予備処理終了後の溶銑を受け入れた
容器内でスラグがフォーミングするのを抑制するフォー
ミング鎮静剤の投入装置であって、前記鎮静剤の貯蔵手段と、該鎮静剤の切出し手段と、該
精錬容器内のスラグ上面高さを測定するセンサと、該セ
ンサからの測定値を管理目標値と比較し、その出力に基
づき、前記鎮静剤の切出し手段を駆動する制御手段とを
備えたことを特徴とするフォーミング鎮静剤の投入装
置。
【請求項５】前記制御手段に、スラグ上面高さの測定
値からスラグ上面高さの上昇速度を演算し、該演算値を
管理目標速度と比較する機能を追加したことを特徴とす
る請求項４記載のフォーミング鎮静剤の投入装置。
【請求項６】前記センサをマイクロ波距離計としたこ
とを特徴とする請求項４又は５記載のフォーミング鎮静
剤の投入装置。
【請求項７】前記容器をトピード・カーとしたことを
特徴とする請求項４〜６いずれかに記載のフォーミング
鎮静剤の投入装置。