JPS626722B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 高炉の溶銑樋内における溶銑の予備処理方法
と、その予備処理方法の実施に直接使用する反応
用装置に関して以下にのべるところは、高炉の炉
前鋳床とくに出銑口からスキンマに至る、いわゆ
る溶銑樋中に出銑された溶銑を、炉前鋳床にてい
ち早く、しかも該溶銑とともに出銑口から放出さ
れる溶滓がなお残存保持する脱硫能力の積極的な
活用の下で、とくに有利かつ適切に処理する新規
手段に関連する。

この種の処理技術は、溶銑樋から流下する溶銑
を一たん溶銑鍋台車や、いわゆるトピードカーな
どに受入れ、その製鋼工場への運搬の途中、また
はその後の製鋼精錬に先行した事前処理を行う
を、従来の通例とするような、いわゆる溶銑の炉
外予備処理の属する技術の分野に位置づけられ
る。

（技術的背景） 高炉から出銑された溶銑は、通常溶銑中いおう
分を0.03％〜0.04％程度含有する。

従来、この溶銑は予備的に主としてトピード・
カー内でいおう分0.015％程度以下に予め脱硫処
理するのが主流であつた。

しかしトピード・カー内予備処理を行うとき
は、その構造上煩雑な処理後の排滓操作が必要で
あり、得てして生じ勝ちな不完全排滓処理はま
た、下記のように不都合が著しい。

(1) トピード・カーへのいわゆるガラ付き（スラ
グの固化付着）により、トピード・カー内容量
が低下し、一杯のトピード・カーに入れる溶銑
量が少くなつて稼動回転率が悪化する。

(2) 同時にトピード・カー内に付着したスラグか
ら、逆にいおう分が溶銑へ移行するいわゆる復
硫現象などが生じ、これはとくに、脱けいなど
の処理を行なう際顕著となつて障害要因とな
る。

以上の問題からトピード・カーに至る前に溶銑
樋上で溶銑の脱硫を行うことが試みられた。たと
えば特開昭57−57812号、同57−57813号各公報
や、実開昭57−59852号公報などに開示されるよ
うに、溶銑樋中の溶銑・溶滓を撹拌して高炉溶滓
の持つ残存脱硫能力を利用する溶銑の脱硫処理自
体は、すでに知られてはいる。しかしその脱硫手
段として、溶銑・溶滓の撹拌に役立つべき機器や
その駆動手段、あるいはさらに溶銑樋の径路中に
落差部のごときを設けることが必要なので、設備
費が嵩み、また既存設備の大幅な改造を伴う不利
があり、かつ溶滓が持つ残存脱硫能力のみを利用
するに留まるため、その脱硫能にも制約があつて
所定のいおう濃度までの低減が期待され得ないと
ころにも難点があつた。

（発明の目的） 高炉鋳床とくに溶銑樋内にて、脱硫するいわめ
る溶銑予備処理を行うに際し、該溶銑樋に向つて
出銑口から噴出する溶銑または溶銑、滓の落下流
動のエネルギーを、上記予備処理のための有効な
撹拌に活用することによつて、高炉溶滓に残存す
る脱硫能力のより有効な利用を、それによる脱硫
用の処理剤の最適添加の下で該脱硫剤使用量の有
効な節減にあわせ達成することがこの発明の目的
である。

（発明の構成） 上記目的は、次の事項によつて有利に達成でき
る。

出銑口から炉前鋳床の溶銑樋に向う溶銑又は溶
銑滓の噴出流を、該溶銑樋への落下位置に面して
開口させた中空の反応筒内に導き、該反応筒内を
経て該溶銑樋内における溶銑、滓の界面よりも低
いレベルに至る該反応筒の浸漬端から溶銑樋内に
溶銑、溶滓をともに潜流放出させること、 該反応筒内に精錬用処理剤の添加を行うこと、 との結合に成る、溶銑樋内における溶銑の予備処
理方法。

また上記の方法には、次の装置が有利に使用で
きる。

炉前鋳床における溶銑樋を出銑口側で施蓋する
孔前樋カバーに、溶銑樋の長手方向に細長い溝孔
を設け、この溝孔に沿つて該方向における据付け
位置の移動調節を可能として中空の反応筒を、そ
の下端が溶銑樋内の溶銑、滓の界面よりも低いレ
ベルに達する直立姿勢にて上記出銑口から噴出す
る溶銑又は溶銑、滓の噴出流の落下流動に面して
配置し、該落下流動に対して精錬用の処理剤の吹
付けを司る吹込みノズルを上記反応筒と組合わせ
てなる溶銑樋内における溶銑の予備処理装置。

なお上記方法において処理剤の添加は、溶銑に
対し不活性または事実上不活性な気体をキヤリア
ガスとする吹込みとすることが実施上とくに好適
である。

高炉の出銑口からは、溶銑又はこれと溶滓との
混合物すなわち溶銑、滓が出銑樋内に向けて放出
される。

この溶銑又は溶銑、滓の噴出流の落下流動に基
くエネルギーを利用して、溶銑、滓に有効な強制
撹拌を生じさせて、溶滓の持つた残存脱硫能力の
有利な活用を図るように、上記の落下流動を受入
れて溶銑樋に中継する反応筒を用いることによ
り、溶銑、滓間における、またさらには反応筒内
に添加した処理剤との反応効率を著しく高めるこ
とができる。

この反応筒は溶銑樋内の溶銑、滓界面よりも低
いレベルにて浸漬保持し、この浸漬端から溶銑を
溶銑樋内に潜流放出させる。

この反応筒内には、必要な処理剤とくにCaOの
如き脱硫剤を吹込むことにより、溶滓の残存脱硫
能の有効利用の下に上記処理剤の最小の使用量に
て有効な溶銑脱硫処理が以下のべるように達成さ
れる。

さて第１図ａ，ｂは、この発明に従う反応筒を
そなえる溶銑樋の縦断面と平面を示す。

図中１は高炉の出銑口、２は炉前鋳床、また３
は溶銑樋であり、４は出銑口１から放出された溶
銑または溶銑、滓の噴出流、４′はその落下流動
をあらわし、５は落下流動４′を受入れる中空の
反応筒を示す。

この反応筒５は炉前鋳床２の上流寄りにて、溶
銑樋３をおおう孔前樋カバー６を設けた細長い溝
孔６′（第２図ａ）に沿つて溶銑樋３の長手方向
における据付け位置の移動調節を可能とする。

孔前樋カバー６は、第２図ｂのように補強スタ
ツドを全面に植設した補強鉄板６″の埋設による
耐火物の板状成形体より成り、６は脱着用の吊
手である。

なお、第１図ａ，ｂ中７は処理剤の吹込ノズ
ル、８は反応筒５の据付け台、９はその水冷ジヤ
ケツトであり、１０は樋カバー、１１は排滓口、
１２はスキンマ、１３はその立上り部である。

反応筒５は、その下端面５′が溶銑樋３内の溶
銑、滓の界面３′よりもΔｈだけ低いレベルに達
する直立姿勢にて据付け台８を介して孔前樋カバ
ー６に載置し、反応筒５の上端面５″は、出銑口
１に面して低くなる傾斜を付した勾配となし、上
記落下流動の導入を確実にする。

反応筒５の上方開口は、溶銑、滓噴出流の妨害
とならない位置にフード１４を設けて覆いとし、
吹込ノズル７は、このフード１４を貫通して配置
する。

反応筒５は、第３図ａ，ｂに示すごとく溶銑又
は溶銑滓の噴出流４の落下流動４′を受入れて溶
銑の高温下、予備処理に対処しうる耐火物による
好ましくは長円の筒状成形体より成り、また据付
け台８は、反応筒の係止段部５を係止する受け
つば８′をそなえる、やはり耐火物による長円の
環状成形体より成り、その短径側の中央に張出す
一対の載架脚部８″さらには該脚部８″に吊手８
を有する。

据付け台８は、一例として鋼板製水冷ジヤケツ
ト９の外面にアンカースタツド９′を立てて耐火
物９″をもつて、上記受けつば８′、載架脚部８″
も含めて一体成形する。

水冷ジヤケツト９は、図のように左右にて給水
管１５と排水管１６の一粗みを載架脚部８″の内
部に埋設して接続し水冷ジヤケツト９の内部に仕
切り板１７を設けて適切な水冷を施すを可とす
る。

反応筒５は溶銑または溶銑、滓の噴出距離がた
とえば高炉炉内圧の変動などにより変動を生じて
も噴出流４の落下流動４′を確実に受入れること
ができるように、のぞましくは長円形とし、とく
に該落下流動４′の導入位置の調整のために孔前
炉カバー６上で摺動可能とする。

第４図にはホイスト１８にて反応筒５を係止し
た据付け台８を、その吊手８（第３図ａ参照）
の吊り持ちにて孔前樋カバー６上に載置する要領
を示し、１９は吊り索、２０は冷却用可撓ホース
である。

上記の準備の下で反応筒５内に向う落下流動
４′に対し不活性な気体、例えば窒素ガスなどを
キヤリアガスとして、吹込ノズル７から脱硫剤た
とえばCaOなどの処理剤を吹込む。

ここにフード１４にて反応筒５の上部開口の大
半が覆われていて溶銑、滓の落下流動４′は不活
性雰囲気下に、反応筒５の中でその内部をみたし
ている溶滓との間で強力に撹拌される。

従つて溶銑中に混入した高炉溶滓の残存脱硫能
に吹付け処理剤の作用が加つて反応筒５内にて脱
硫反応が有効に生じるわけである。

かくして溶銑は反応筒５の浸漬端５′から溶銑
樋３内にくぐり抜けて放出される。

第５図には一般的な溶銑樋３中における溶銑流
中の混滓量変化を例示し、図の実線であらわした
ケースＡは代表的な出銑過程における混滓量の変
化状況であり、また一点鎖線によるケースＢは、
ケースＡに比べ、出銑末期に混滓量が急激に増加
する例で、低出銑比を指向した高炉操業を実施し
た際に見られるほか、炉内溶滓の粘性上昇による
炉内状況の変化や出銑口の開孔状況の変化に伴つ
ても生じる。

何れにしても出銑開始後、所定時間の遅れをも
つて溶銑流中に溶滓が混入し始め、その混滓量は
経時的に増加しいわゆる荒出現象に至つて出銑口
閉鎖が行われる。

このような混滓量の時間推移は、高炉の操業条
件に応じ予め想定され得るので、このパターンに
応じて有効に混入溶滓のもつ残存脱硫能の活用を
図り得る処理剤の適切な添加により最少量の処理
剤の使用下に有効な溶銑予備処理が達せられるの
は明らかである。

再び第１図において反応筒５内での溶滓層厚が
大であるほど導入溶銑との接触による撹拌反応の
面で有利であり、一方この溶滓は反応筒５の上端
面５″から溢流する場合に比し、それと反対に下
端面５′側にて溶銑とともに溶銑層Ｉ中に潜つて
通り抜け浮上する場合に、反応効率はより高く有
利である。

そこで反応筒５の必要高さ（第３図ｂにおける
下り勾配における最小値Ｈ_nio(cm₎）は、次のよ
うに定めるのが好適である。

まず上記潜流による反応筒５からの排出流動を
確保するために、溶銑樋３の底からの下端面５′
の距離は、最小限10cmを必要とし、従つて反応筒
５の溶銑樋３内溶銑層Ｉ中への浸漬深さΔｈは、
該溶銑層Ｉの浴深をｄ（cm）であらわすと、 Δｈ≦ｄ−10（cm） となすべきである。

次に出銑口１における噴出流４は、上に凸の放
物線をなすのでその最高点は、溶銑樋内溶滓層Ｓ
の液面レベルからの距離の最小値Ｌ_nioを実測あ
るいは計算により求めることができ、該噴出流４
の落下流動４′を反応筒５内へ適切に導入するた
めには、該液面レベル上における反応筒５の勾配
端をＬ_nioよりほぼ10cm程度低くする必要がある
ことを考慮する。

かくして、 Ｈ_nio≦（Ｌ_nio−10）＋Ｄ＋（ｄ−10）cm …(1) ここにＤ：溶滓層Ｓの浴深（cm） が与えられる。

溶銑滓を効率よく反応させるためには、反応筒
５から溶滓を溢流させない方が有利であり、この
ためには、以下の条件を満足する必要がある。

まず反応筒５の下端面５′を、溶銑樋３の溶
銑、滓の界面３′より溶銑中にΔｈだけ浸漬した
場合、出銑樋３内溶滓層Ｓの表面S′−S′に対し、
反応筒内溶滓層Ｓの上昇分Δｘは、(2)式で示され
る。

Δｘ＝Δｈ×（ρ_Ｉ／ρ_Ｓ−１）（cm） ………(2) ρ：比重、_Iは溶銑、Ｓは溶滓 これより反応筒５から溶滓Ｓをオーバーフロー
させないための条件は、次の(3)式のように定ま
る。

Ｌ_nio＞Δｘ ……………(3) 以上のべた反応筒５の設計基準に従う配備をし
た炉前鋳床にて、以下のべる出銑操業を行つた。

第５図に示したケースＡの混滓量の推移パター
ンのとき、反応筒の第１図に示す配置において混
滓量の増加し始めた直後と、混滓量が飽和に達し
た直後にて、おのおのサンプリングを行い、銑中
いおう濃度は、初期値0.038％であつたのが0.023
％、0.015％にそれぞれ低下した。

また処理後の溶滓樋内スラグの平均塩基度B2
＝（CaO％）／（SiO₂％）の値は1.23であつた。

次に処理剤の吹込ノズル７により、キヤリアガ
スとしてN₂ガスを用い反応筒５の上部が不活性
雰囲気となるようにしてCaO系脱硫剤を、出銑直
後に溶銑トン当り、それぞれ2.55Kg、3.21Kgの割
合いで添加したところ、鉄中いおう濃度は、初期
値0.037％の前者の場合0.015％、また同じく初期
値0.039％の後者の場合0.013％となり、処理後の
溶銑樋内スラグの塩基度はそれぞれB2＝1.30、
1.32となつた。

何れの場合も混滓量の増加推移に従い、脱硫剤
の添加量を逓減しても銑中いおう濃度を低い値に
維持することができた。

上掲スラグの塩基度は、その上昇に伴つて流動
性が悪化し、排滓の妨げとなるので、脱硫剤の添
加は、上記塩基度の監視の下に制御することによ
り、現用設備の溶銑樋上における有効な脱硫処理
が行える。発明者らの経験で上記塩基度B2は1.35
以内が操業に妨げとならなかつた。

以上何れの場合も第５図についてさきに触れ
た、荒出現象の兆候を生じたとき、反応筒５を鋳
床から吊上げ除去し、出銑口１を常法により閉塞
し、除去した反応筒５は、据付け台８とともに点
検の上、再使用または補修ないし交換し、次の出
銑に待機させる。

（発明の効果） この発明によれば高炉の出銑口にて、溶銑樋に
向けて噴出放流される溶銑または溶銑、滓の落下
流動の際の運動エネルギーを、該落下流動を入れ
るように配備した反応筒内における溶銑、溶滓の
混合撹拌による反応促進に活用することにより、
最少の処理剤使用量において最大の処理効果が、
炉前鋳床設備の格別な改善を要することなく有利
に実現される。

またこの発明の装置により、上記方法を有利に
実行できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは、この発明による反応促進を図
つた炉前鋳床の断面図と平面図、第２図ａ，ｂは
孔前樋カバーの平面図と縦断面図、第３図ａ，ｂ
は、反応筒とその据付け台の平面図と断面図であ
り、第４図は反応筒の吊持ち移動要領の説明図、
また第５図は出銑過程における混滓量変化の時間
推移を示すグラフである。 ２……炉前鋳床、３……溶銑樋、３′……溶
銑、滓界面、４……噴出流、４′……落下流、５
……反応筒、６……孔前樋カバー、６′……溝
孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 出銑口から炉前鋳床の溶銑樋に向う溶銑又は
   溶銑滓の噴出流を、該溶銑樋への落下位置に面し
   て開口させた中空の反応筒内に導き、該反応筒内
   を経て該溶銑樋内における溶銑、滓の界面よりも
   低いレベルに至る該反応筒の浸漬端から溶銑樋内
   に溶銑、溶滓をともに潜流放出させること、 該反応筒内に精錬用処理剤の添加を行うこと、 との結合に成る、溶銑樋内における溶銑の予備処
   理方法。 ２ 炉前鋳床における溶銑樋を出銑口側で施蓋す
   る孔前樋カバーに、溶銑樋の長手方向に細長い溝
   孔を設け、この溝孔に沿つて該方向における据付
   け位置の移動調節を可能として中空の反応筒を、
   その下端が溶銑樋内の溶銑、滓の界面よりも低い
   レベルに達する直立姿勢にて上記出銑口から噴出
   する溶銑又は溶銑、滓の噴出流の落下流動に面し
   て配置し、該落下流動に対して精錬用の処理剤の
   吹付けを司る吹込みノズルを上記反応筒と組合わ
   せてなる溶銑樋内における溶銑の予備処理装置。