TWI665306B

TWI665306B - Heating device and heating method for mixed milling iron car

Info

Publication number: TWI665306B
Application number: TW107111235A
Authority: TW
Inventors: 森岡功輔; 月瀨弘樹; 大谷康彥
Original assignee: 日商新日鐵住金股份有限公司
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-07-11
Also published as: TW201842194A; CA3061380A1; JP6801780B2; EP3575418A1; US20200017928A1; CN110462067A; JPWO2018186236A1; WO2018186236A1; KR20190132443A

Abstract

一種混銑鐵車之加熱裝置，其在使前述混銑鐵車本體旋轉，以使接受銑鐵口位於混銑鐵車本體的側方的狀態下，將混銑鐵車的內部進行加熱的加熱裝置，其具備有：從前述接受銑鐵口被插入至混銑鐵車的內部之燃燒器；及在側面視點下，局部覆蓋前述接受銑鐵口的下側，以使前述接受銑鐵口的開口成為預先設定的開口率之蓋。

Description

混銑鐵車之加熱裝置及加熱方法

本發明關於進行混銑鐵車的內部加熱的加熱裝置及加熱方法。

在製鐵所中，在高爐製造的熔融銑鐵以混銑鐵車被搬送至製鋼工廠，其間，在混銑鐵車內，進行去矽處理等熔融銑鐵的預備處理。為收容高溫的熔融銑鐵，混銑鐵車的內壁以耐火物構成。若因處理高溫熔融銑鐵的混銑鐵車的反覆運轉而耐火物受到損傷時，進行耐火物重糊。之後，為了在已施工新耐火物的混銑鐵車再次收容高溫熔融銑鐵，進行新耐火物的乾燥及混銑鐵車內部的預熱；或者再次使用暫時冷卻的混銑鐵車時，為了保護耐火物，預先藉由燃燒器等進行升熱及保熱。

以往，當進行混銑鐵車內部的乾燥及預熱作業時，由接受銑鐵口插入燃燒器而供給火焰及燃燒氣體，進行混銑鐵車內部的加熱。當使混銑鐵車內部乾燥時，必須耗費時間慢慢加熱，俾使耐火物不會爆裂。另一方面，當預熱時，圖求藉由急速加熱，形成為可迅速接受銑鐵的狀態。乾燥及預熱時，調整COG(焦爐氣)量、及以配合COG量而成為一定的空氣比的方式調整空氣量。此時，排放氣由混銑鐵車的接受銑鐵口被排出，但是為了將燃燒器取出放入，使接受銑鐵口被開放，因從接受銑鐵口侵入的空氣，產生熱損失，燃燒器的效率降低。此外，因空氣侵入，有在混銑鐵車內部溫度產生較大不均的問題。

以往，以混銑鐵車的接受銑鐵口的蓋而言，雖然使用在接受銑鐵後或空車時用以保溫的蓋，但是此時為將接受銑鐵口密閉的蓋，並非為具有排放氣的排出口者。因此，並無法使用在採用燃燒器的乾燥及預熱時。

在專利文獻1中揭示一種混銑鐵車用加熱裝置，其在混銑鐵車預熱時或乾燥時，無須將燃燒器插入至混銑鐵車內部，即可將內部氣體環境加熱。

在專利文獻2中揭示一種方法，其在混銑鐵車乾燥時，將燃燒器插入至混銑鐵車內部，在接受銑鐵口，將上部穿開10mm左右來安裝遮蔽板。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第4658231號公報 [專利文獻2]日本特開平8-27510號公報

[發明所欲解決之課題] 但是，上述專利文獻1所揭示的加熱裝置使用蓄熱燃燒器，設備成本高。而且，在銑鐵注入排出口，使用氣密封鎖的蓋構件而以鼓風機將排放氣強制排出的構造，相對於此，若為低成本之一般的燃燒器，為了自然排出排放氣，而必須要有開口部，如上所述之氣密構造的蓄熱燃燒器並無法適用。

此外，在上述專利文獻2所揭示的方法中，以正面觀看接受銑鐵口，該接受銑鐵口的全體以遮蔽板予以覆蓋。此時，由接受銑鐵口的上部被排出的排放氣一邊接觸遮蔽板的背面一邊被排出，高溫的排放氣與遮蔽板的接觸變多，因此熱負荷大多發生作用，有發生遮蔽板的熱變形等之虞。

本發明為鑑於該情形而完成者，目的在提供當使用蓄熱燃燒器以外的低成本的燃燒器來進行混銑鐵車內部的乾燥或預熱等時，可一邊抑制外氣侵入一邊排出排放氣，且進行高效率且均一加熱的加熱裝置及加熱方法。

[解決課題之手段] 為解決上述問題，本發明為一種混銑鐵車之加熱裝置，其在使前述混銑鐵車本體旋轉，以使接受銑鐵口位於混銑鐵車本體的側方的狀態下，將混銑鐵車的內部進行加熱的加熱裝置，其特徵在於：具備有：從前述接受銑鐵口被插入至混銑鐵車的內部之燃燒器；及在側面視點下，局部覆蓋前述接受銑鐵口的下側，以使前述接受銑鐵口的開口成為預先設定的開口率之蓋。

較佳為前述開口率為由前述接受銑鐵口的開口面積除以前述燃燒器的剖面積之面積的10%~80%。

較佳為前述蓋由朝向前述接受銑鐵口而在水平方向具有彈性的彈性體所支持。

亦可在前述蓋的前述接受銑鐵口側的面之前述蓋與前述混銑鐵車相接的部分，安裝有具彈力性的耐火物。

較佳為前述蓋之相對鉛直方向的安裝角度為可變。

亦可前述蓋具備有：上部蓋、及下部蓋，前述下部蓋局部覆蓋前述接受銑鐵口的下側，前述上部蓋構成為以與前述下部蓋的交界為中心旋動自如。

其他觀點之本發明為一種混銑鐵車之加熱方法，其為將混銑鐵車的內部進行加熱的加熱方法，其特徵在於：使前述混銑鐵車本體進行旋轉，以使接受銑鐵口位於混銑鐵車本體的側方，在側面視點下，利用蓋覆蓋前述接受銑鐵口的下側，以使前述接受銑鐵口的開口成為預先設定的開口率，並從前述接受銑鐵口，將燃燒器插入至混銑鐵車的內部來進行加熱。

較佳為前述開口率是按照將混銑鐵車的內部加熱時從該混銑鐵車排出的氣體的流量予以設定。

[發明之效果] 藉由本發明，在接受銑鐵口的下部設置蓋，藉此可防止外氣侵入，而且將排放氣排出，因此可效率佳地進行藉由燃燒器所為之加熱，且實現混銑鐵車內部的均一溫度分布。因此，可達成有關混銑鐵車的加熱之燃料的刪減或時間的短縮，且可刪減成本而效率佳地使其運轉。此外，在側面視點下，接受銑鐵口的下側被蓋部分覆蓋，換言之，接受銑鐵口的上側形成有開口，因此可減輕因由接受銑鐵口的上部被排出的高溫排放氣接觸蓋所致之熱負荷，且可抑制蓋的熱變形等。

以下參照圖示，說明本發明之實施形態。其中，在本說明書及圖式中，在具有實質上相同的功能構成的要素中，藉由標註相同符號而省略重複說明。

圖1~圖3為說明本發明之實施形態之加熱裝置的圖，圖1為由混銑鐵車10的上方觀看的圖，圖2為由混銑鐵車10的側方觀看的圖，圖3為由混銑鐵車10的正面觀看的圖。如圖1所示，混銑鐵車10具有收容在高爐被製造的熔融銑鐵的大致長筒狀的混銑鐵車本體11。混銑鐵車本體11形成為可繞長軸旋轉的構造。此外，在混銑鐵車本體11的內壁被施工耐火物12，在長邊方向中央部設有供熔融銑鐵取出放入之用的接受銑鐵口13。在本實施形態中，當在接受銑鐵前的乾燥及預熱作業中使用加熱裝置1時，首先，使混銑鐵車本體11旋轉，以使混銑鐵車10的接受銑鐵口13位於混銑鐵車本體11的側方，且接受銑鐵口13成大致鉛直方向。

如圖2所示，加熱裝置1具有：燃燒器2、及透過支持托架3而被固定在燃燒器2的蓋4。燃燒器2可使用除了蓄熱燃燒器之外的各種燃燒器，例如圖1所示，前端分歧成左右兩側，火口被朝向混銑鐵車10的長邊方向兩側。燃燒器2例如圖2所示被裝載在可水平移動的台車5，可在水平軌道上移動。在本實施形態中，藉由蓋4被固定在燃燒器2，當將燃燒器2插入在混銑鐵車10的內部時，同時在接受銑鐵口13的位置安裝蓋4。但是，蓋4亦可固定在燃燒器2以外之加熱裝置1的構造體部分。其中，在本說明書中，將混銑鐵車本體11的長邊方向設為左右方向，將在水平面與左右方向呈正交的方向設為前後方向(將混銑鐵車10側設為前方)。

蓋4相對接受銑鐵口13的開口面積，為了實現按照加熱時狀況的開口率，在以正面觀看接受銑鐵口13的側面視點下閉塞該接受銑鐵口13的一部分。若該側面視點下的開口率過小，排氣無法充分進行，因內部壓力的上升，來自開口部的排放氣流速提高，設備負荷提高或來自燃燒器2的預定燃料不流動而形成燃燒不足，若開口率過大，外氣侵入而加熱效率降低，且溫度成為不均一。開口率若依混銑鐵車10的容積、接受銑鐵口13的開口面積、燃燒器2的規格、加熱條件等來設定最適值即可，但是尤其將混銑鐵車10的內部加熱時，以按照由該混銑鐵車10被排出的氣體的流量來設定最適值為佳。例如，在本實施形態中，設定為由接受銑鐵口13的開口面積除以燃燒器2的剖面積之開口面積的10%~80%。在本實施形態中，藉由蓋4來減少接受銑鐵口13的開口面積，藉此防止外氣侵入，同時確保用以排出排放氣的開口面積。

蓋4被安裝成覆蓋朝向大致鉛直方向的接受銑鐵口13的下側。若將蓋4配置在接受銑鐵口13的上部，排放氣一邊接觸蓋4的背面一邊排出，高溫的排放氣與蓋4的接觸變多，因此熱負荷大多發生作用，而發生蓋4的熱變形等。相對於此，下側不易受到排放氣的影響。在本實施形態中，如圖3所示，蓋4的形狀由大致半圓形，形成為將插入燃燒器2的接受銑鐵口13的中央部的一部分形成切口的半月板狀。

如圖2所示，蓋4的上部透過支持托架3而被固定在燃燒器2。蓋4的下部透過在前後方向具有彈性的彈簧6而連結在台車5。彈簧6被固定在台車5，在將蓋4的下部朝混銑鐵車10側推壓的方向具有彈性。如圖3所示，彈簧6透過被設在蓋4的下部之左右2處的下部托架7而被安裝在2處。此外，在蓋4的背面，亦即接受銑鐵口13側的面之接受銑鐵口13與周緣部14相接觸的部分，安裝有例如陶瓷繩等之具彈力性的耐火物8。被施工在混銑鐵車10的耐火物12在每次反覆使用混銑鐵車時，因附著物的影響，凹凸形狀不同，周緣部14的凹凸亦會改變，因此以彈性體(彈簧6)將蓋4的下部推壓在接受銑鐵口13側，並且藉由設置耐火物8，吸收周緣部14的凹凸形狀，消除接受銑鐵口13之與周緣部14的間隙而實現所希望的開口率。耐火物8被安裝在至少與周緣部14的下端部周邊相接觸的部分，亦可如圖3所示安裝在蓋4的外周全體。

此外，在蓋4亦可設有用以目視混銑鐵車10的內部的窗21。此外，亦可如圖2所示，在接受銑鐵口13的上部附近，離接受銑鐵口13適當距離，設置防炎板22。

說明以上之加熱裝置1的使用方法。

在將混銑鐵車10內部的耐火物12重糊後，使混銑鐵車本體11旋轉，以使形成在混銑鐵車本體11的中央的接受銑鐵口13位於混銑鐵車本體11的側方，且接受銑鐵口13成大致鉛直方向。接著，相對於接受銑鐵口13配置加熱裝置1，使台車5移動而使燃燒器2及蓋4朝向接受銑鐵口13滑動，將燃燒器2由接受銑鐵口13插入至混銑鐵車10的內部。此時，蓋4被彈簧6推壓在接受銑鐵口13側，被安裝在蓋4的背面之具彈性的耐火物8接觸接受銑鐵口13的周緣部14，藉此亦對應周緣部14的凹凸，無間隙地安裝有蓋4。

之後，藉由燃燒器2，將被施工在由形成有接受銑鐵口13的中央部遍及混銑鐵車本體11的長度方向兩端部的內壁面的耐火物12進行乾燥及預熱，藉此一邊以下部的蓋4抑制外氣侵入，一邊使排放氣由上側的開口排出。

如以上所示，藉由本實施形態，混銑鐵車10內部加熱時，藉由設置一邊抑制外氣侵人一邊確保排放氣的出口的蓋4，可效率佳且均一的加熱。接著，因升溫效率上升，可達成燃料刪減、預熱時間短縮、成本刪減。

在以上之實施形態中，蓋4的上端部及下端部較佳為以可分別調整安裝角度的方式，例如圖4所示，藉由可旋轉的銷31、32予以固定。其中，在圖4中省略台車5的圖示。此時，以銷31，蓋4的上端部旋動，以銷32，蓋4的下端部旋動，因此可使蓋4由鉛直方向呈傾斜。藉此，即使在接受銑鐵口13非為嚴謹的鉛直方向的情形下，亦可按照接受銑鐵口13的角度來安裝蓋4。

此外，例如在配備混銑鐵車10的耐火物12後的乾燥時與預熱時，因排放氣的量等不同，因此以可按照加熱狀況來調整接受銑鐵口13的開口率為宜。例如乾燥時，燃燒氣體的流量(COG量)少，且排放氣的流量少，因此開口率以10%~50%為佳。另一方面，預熱時由於排放氣的流量變多，因此開口率以30%~80%為佳。

以開口率的調整方法而言，亦可例如圖5及圖6所示，將蓋4分割成上部蓋4a與下部蓋4b，相對上部蓋4a，使下部蓋4b旋動來調整開度。其中，在圖5中省略台車5的圖示。在下部蓋4b，與上述同樣地設有彈簧6，藉由該彈簧6，下部蓋4b被推壓在混銑鐵車10側，局部覆蓋接受銑鐵口13的下部。上部蓋4a與下部蓋4b在其交界，例如以鉸鏈等關節部41予以連接。此外，在上部蓋4a設有使上部蓋4a以前後方向移動的移動機構42。藉此，上部蓋4a構成為以上部蓋4a與下部蓋4b的交界，亦即上部蓋4a的下端為中心旋動自如。此時，僅以下部蓋4b在接受銑鐵口13覆蓋時成為接受銑鐵口13的最大開口率80%，以上部蓋4a與下部蓋4b的全體，在接受銑鐵口13覆蓋時，成為接受銑鐵口13的最小開口率10%。具體而言，例如若上部蓋4a覆蓋接受銑鐵口13的70%，且下部蓋4b覆蓋接受銑鐵口13的10%，可藉由該等上部蓋4a與下部蓋4b，在10%~80%之間調整接受銑鐵口13的開口率。其中，在上部蓋4a的背面與下部蓋4b的背面分別安裝有耐火物8。

開口率的調整方法並非侷限於上述方法。例如亦可將蓋4的上端的位置形成為可朝前後方向移動，將蓋4之相對接受銑鐵口13的安裝角度形成為可變，當加高開口率時，使蓋4的上端朝後方移動來調整開度。

在此，在上述專利文獻2所揭示之方法中，在接受銑鐵口將上部穿開10mm左右來安裝遮蔽板，但是該10mm均一樣固定有遮蔽板。亦即，如本實施形態所示調整接受銑鐵口13的開口率，在專利文獻2中並未揭示，亦未見其暗示。此點，如本實施形態所示可調整接受銑鐵口13的開口率，藉此可使加熱裝置1的自由度特別提升。

以上說明本發明之較適實施形態，惟本發明並非限定於該例。若為該領域熟習該項技術者，清楚可知可在申請專利範圍所記載之技術思想範圍內，思及各種變更例或修正例，關於該等，亦當然可理解為屬於本發明之技術範圍者。 [實施例1]

以本發明例而言，在混銑鐵車10的接受銑鐵口13的下側設置圖1~圖3所示之蓋4，實施混銑鐵車10的內部的乾燥及預熱。此外，以比較例而言，未設置蓋而將接受銑鐵口13保持開放狀況下，實施混銑鐵車10的內部的乾燥及預熱。

在本發明例及比較例中，混銑鐵車10的容量為60m³ (熔融銑鐵300ton)，接受銑鐵口13的開口面積為1.17m² ，燃燒器2的剖面積為0.23m² 。此外，將蓋4的大小改變為0.75m² 、0.47m² 、0.19m² ，以該等蓋4閉塞，將除了燃燒器2之外的接受銑鐵口13的開口率改變為80%、50%、20%。

此外，在本發明例及比較例中，如圖7(a)、(b)所示，在混銑鐵車10的內部3處設置熱電偶No.1、No.2、No.3，測定加熱時的溫度。熱電偶No.1設為混銑鐵車10的長邊方向端部、熱電偶No.2與熱電偶No.3均為長邊方向在接受銑鐵口13的附近，離接受銑鐵口13之深度的距離不同的位置。針對從加熱開始15小時後的乾燥時、與30小時後的預熱時，測定各位置的溫度及氧濃度。開口率80%之情形下的結果顯示於表1，開口率50%之情形下的結果顯示於表2，開口率20%之情形下的結果顯示於表3。

[表1] ＜開口率80%＞

[表2] ＜開口率50%＞

[表3] ＜開口率20%＞

由表1~表3確認出在開口率20%~80%之任一者中，相較於比較例，本發明例之混銑鐵車的內部溫度均一升溫。此外，關於氧濃度，可確認本發明例與比較例相比為較低，抑制空氣侵入。此外，關於總COG量，可達成約15%的節能。另一方面，使開口率更加降低，若形成為10%時，因內部壓力上升，來自開口部的排放氣流速提高，設備負荷增大。此外，來自燃燒器2的預定燃料不會流動而發生燃燒不足，因此無法連續實施。 [產業上可利用性]

本發明可適用作為以燃燒器加熱混銑鐵車的內部時之加熱裝置，有用於使用蓄熱燃燒器以外的燃燒器來進行加熱之時。

1‧‧‧加熱裝置

2‧‧‧燃燒器

3‧‧‧支持托架

4‧‧‧蓋

4a‧‧‧上部蓋

4b‧‧‧下部蓋

5‧‧‧台車

6‧‧‧彈簧

7‧‧‧下部托架

8‧‧‧耐火物

10‧‧‧混銑鐵車

11‧‧‧混銑鐵車本體

12‧‧‧耐火物

13‧‧‧接受銑鐵口

14‧‧‧周緣部

21‧‧‧窗

22‧‧‧防災板

31、32‧‧‧銷

41‧‧‧關節部

42‧‧‧移動機構

圖1為由混銑鐵車的上方觀看本實施形態之加熱裝置使用時的狀態的概略圖。圖2為由混銑鐵車的側方觀看本實施形態之加熱裝置使用時的狀態的概略圖。圖3為顯示本實施形態之加熱裝置的蓋的形狀的正面圖。圖4為由混銑鐵車的側方觀看其他實施形態之加熱裝置使用時的狀態的概略圖。圖5為由由混銑鐵車的側方觀看其他實施形態之加熱裝置使用時的狀態的概略圖。圖6為顯示其他實施形態之加熱裝置的蓋的形狀的正面圖。圖7為顯示實施例中的熱電偶的位置的圖，(a)為顯示混銑鐵車的長邊方向，(b)為顯示與長邊方向呈直角的方向。

Claims

一種混銑鐵車之加熱裝置，其在使前述混銑鐵車本體旋轉，以使接受銑鐵口位於混銑鐵車本體的側方的狀態下，將混銑鐵車的內部進行加熱的加熱裝置，其特徵在於：具備有：燃燒器，從前述接受銑鐵口被插入至混銑鐵車的內部；及蓋，在側面視點下，局部覆蓋前述接受銑鐵口的下側，以使前述接受銑鐵口的開口成為預先設定的開口率。
如請求項1之混銑鐵車之加熱裝置，其中前述開口率為由前述接受銑鐵口的開口面積除以前述燃燒器的剖面積之面積的10%~80%。
如請求項1或2之混銑鐵車之加熱裝置，其中前述蓋由朝向前述接受銑鐵口而在水平方向具有彈性的彈性體所支持。
如請求項1之混銑鐵車之加熱裝置，其中在前述蓋的前述接受銑鐵口側的面之前述蓋與前述混銑鐵車相接的部分，安裝有具彈力性的耐火物。
如請求項1之混銑鐵車之加熱裝置，其中前述蓋之相對鉛直方向的安裝角度為可變。
如請求項1之混銑鐵車之加熱裝置，其中前述蓋具備有：上部蓋、及下部蓋，前述下部蓋局部覆蓋前述接受銑鐵口的下側，前述上部蓋構成為以與前述下部蓋的交界為中心旋動自如。
一種混銑鐵車之加熱方法，其為將混銑鐵車的內部進行加熱的加熱方法，其特徵在於：使前述混銑鐵車本體進行旋轉，以使接受銑鐵口位於混銑鐵車本體的側方，在側面視點下，利用蓋覆蓋前述接受銑鐵口的下側，以使前述接受銑鐵口的開口成為預先設定的開口率，並從前述接受銑鐵口，將燃燒器插入至混銑鐵車的內部來進行加熱。
如請求項7之混銑鐵車之加熱方法，其中前述開口率是按照將混銑鐵車的內部加熱時從該混銑鐵車排出的氣體的流量予以設定。