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課題

溶鉄容器からの溶鉄漏出を確実に防止することができると共に、計画的に溶鉄容器の耐火物の管理ができて当該耐火物を出来る限り限界まで使用することができるようにする。

解決手段

溶鉄容器の使用する前に監視部位溶損因子を決定し、単位量の溶損因子を付与したときの監視部位の溶損量を求めると共に、監視部位の1チャージ当たりの溶損量を求める。耐火物の厚みによる終点判定基準を定める。溶鉄容器の使用中においては、実測した耐火物の残厚推定した耐火物の残厚よりも小さい場合、その差分に応じて補修を行う。実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも大きい場合、溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行う。次のチャージおける使用回数が予定使用回数よりも大きい場合、溶鉄容器を修理に出す。次のチャージにおける使用回数が予定使用回数よりも小さい場合は、溶鉄容器を次のチャージにも使用する。

概要

背景

従来より、溶銑溶鋼装入される溶鉄容器は、鉄鋼工場の様々な箇所で用いられている。例えば、LF装置などの二次精錬設備おいても溶鉄容器は用いられるが、二次精錬処理時の様々な要因によって当該溶鉄容器内の耐火物溶損が進行することになる。溶鉄容器を繰り返し使用することによって耐火物の溶損が進行すると漏銑や漏鋼につながるため耐火物の溶損状況を監視することや耐火物を補修することは非常に重要である。
このように、溶鉄容器の溶損状況を監視したり補修を行う技術として様々なものが開発されている。

特許文献1の溶融金属用内張容器(溶鉄容器)の補修方法では、内張耐火物残厚を算出し、内張容器内の残厚分布を自動的に求め、各部位の溶損速度自動演算した後、各溶損速度に応じた設定残厚になるまで吹付材時間当り供給量供給圧力ノズル移動速度吹付時間吹付回数を制御して自動補修している。
また、特許文献2の混銑車の耐火物の補修方法では、混銑車内の耐火物表面に複数の分割ゾーンを設定するとともに、各分割ゾーンにおける補修厚み条件を設定し、かつ耐火物の予想損耗パターンを作成し、受銑操業後プロフィールメータにより耐火物の実績損耗パターンを測定し、実績損耗パターンと予想損耗パターンとを比較して最適補修パターンを選択し、これに基づいて補修厚み条件を再設定して、この条件に基づいて耐火物の自動補修を行っている。

以上のように特許文献1や特許文献2は、耐火物の残厚等の溶損状況を求めながら耐火物の補修を行うものであるが、溶鉄容器が最終的にどの段階まで、即ち、何チャージまで使用できるかという終点判定を考慮した技術ではない。
さて、耐火物の残厚等の溶損状況を考慮しながら終点判定を行う技術としては、特許文献3に開示されているものがある。
即ち、特許文献3のノズル状耐火物管理方法では、管理部位測定子によって最大使用回数Rのうち少なくとも1回以上測定を行い、測定した値が管理値を超える場合にノズル状耐火物の交換要と判断し、管理値を超えない場合は継続使用可と判断している。
特公平6−48139号公報
特許第3687883号公報
特開平4−17610号公報

概要

溶鉄容器からの溶鉄漏出を確実に防止することができると共に、計画的に溶鉄容器の耐火物の管理ができて当該耐火物を出来る限り限界まで使用することができるようにする。溶鉄容器の使用する前に監視部位溶損因子を決定し、単位量の溶損因子を付与したときの監視部位の溶損量を求めると共に、監視部位の1チャージ当たりの溶損量を求める。耐火物の厚みによる終点判定基準を定める。溶鉄容器の使用中においては、実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも小さい場合、その差分に応じて補修を行う。実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも大きい場合、溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行う。次のチャージおける使用回数が予定使用回数よりも大きい場合、溶鉄容器を修理に出す。次のチャージにおける使用回数が予定使用回数よりも小さい場合は、溶鉄容器を次のチャージにも使用する。

目的

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、溶鉄容器からの溶鉄の漏出を確実に防止することができると共に、計画的に溶鉄容器の耐火物の管理ができて当該耐火物を出来る限り限界まで使用することができる溶鉄容器の耐火物の管理方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

溶鉄容器に設けた耐火物残厚推移の管理を下記の手順で行うことを特徴とする溶鉄容器の耐火物の管理方法。(1)溶鉄容器の使用前に監視すべき監視部位を決定する。(2)監視部位において、溶損に寄与する溶損因子を決定する。(3)単位量の溶損因子が付与された際における監視部位の単位因子溶損量を求める。(4)1チャージで付与される溶損因子の平均量を求め、この平均量と前記単位因子溶損量から監視部位の1チャージ当たりの1チャージ溶損量を求める。(5)耐火物を1mm増加させるための補修量を求める。(6)耐火物の使用限界から耐火物の厚みによる終点判定基準を定める。(7)溶鉄容器の使用中において溶損因子の操業実績に基づいて、監視部位の耐火物の残厚を推定する。(8)溶鉄容器の使用中において耐火物の残厚を測定する。(9)推定した耐火物の残厚と実測した耐火物の残厚を比較する。(10)実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも小さい場合、その差分に応じて(5)で求めた補修量を基に実際の補修量を求めて補修を行い、推定した残厚と前記1チャージ溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行う。(11)実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも大きい場合であっても、推定した残厚と前記1チャージ溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行う。(12)次のチャージにおける使用回数が前記予定使用回数よりも大きい場合は、溶鉄容器を修理に出す。(13)次のチャージにおける使用回数が前記予定使用回数よりも小さい場合は、溶鉄容器を次のチャージにも使用することとし、上記(7)〜(12)を繰り返し行う。(14)ただし、上記(8)において耐火物の残厚の測定が出来ない場合は、推定した残厚と1チャージ溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行った後に、上記(7)〜(12)を繰り返し行う。

技術分野

0001

本発明は、溶鉄容器に設けた耐火物残厚推移の管理を行う溶鉄容器の耐火物の管理方法に関する。

背景技術

0002

従来より、溶銑溶鋼装入される溶鉄容器は、鉄鋼工場の様々な箇所で用いられている。例えば、LF装置などの二次精錬設備おいても溶鉄容器は用いられるが、二次精錬処理時の様々な要因によって当該溶鉄容器内の耐火物の溶損が進行することになる。溶鉄容器を繰り返し使用することによって耐火物の溶損が進行すると漏銑や漏鋼につながるため耐火物の溶損状況を監視することや耐火物を補修することは非常に重要である。
このように、溶鉄容器の溶損状況を監視したり補修を行う技術として様々なものが開発されている。

0003

特許文献1の溶融金属用内張容器(溶鉄容器)の補修方法では、内張耐火物の残厚を算出し、内張容器内の残厚分布を自動的に求め、各部位の溶損速度自動演算した後、各溶損速度に応じた設定残厚になるまで吹付材時間当り供給量供給圧力ノズル移動速度吹付時間吹付回数を制御して自動補修している。
また、特許文献2の混銑車の耐火物の補修方法では、混銑車内の耐火物表面に複数の分割ゾーンを設定するとともに、各分割ゾーンにおける補修厚み条件を設定し、かつ耐火物の予想損耗パターンを作成し、受銑操業後プロフィールメータにより耐火物の実績損耗パターンを測定し、実績損耗パターンと予想損耗パターンとを比較して最適補修パターンを選択し、これに基づいて補修厚み条件を再設定して、この条件に基づいて耐火物の自動補修を行っている。

0004

以上のように特許文献1や特許文献2は、耐火物の残厚等の溶損状況を求めながら耐火物の補修を行うものであるが、溶鉄容器が最終的にどの段階まで、即ち、何チャージまで使用できるかという終点判定を考慮した技術ではない。
さて、耐火物の残厚等の溶損状況を考慮しながら終点判定を行う技術としては、特許文献3に開示されているものがある。
即ち、特許文献3のノズル状耐火物の管理方法では、管理部位測定子によって最大使用回数Rのうち少なくとも1回以上測定を行い、測定した値が管理値を超える場合にノズル状耐火物の交換要と判断し、管理値を超えない場合は継続使用可と判断している。
特公平6−48139号公報
特許第3687883号公報
特開平4−17610号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1や特許文献2では、耐火物の残厚等を考慮して耐火物の補修を行っているが、耐火物の残厚の変化を予測するに際して、操業状況と溶損部位の特性との両者を考慮したものになっておらず、操業状況によっては耐火物の残厚を適正に予測することができないという問題がある。
特許文献3では、耐火物の残厚等の溶損状況を考慮しながら終点判定を行っているものの、ノズル状耐火物に対するものであるため、この技術を操業条件などが異なることから溶鉄容器の耐火物に適用することは困難である。

0006

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、溶鉄容器からの溶鉄漏出を確実に防止することができると共に、計画的に溶鉄容器の耐火物の管理ができて当該耐火物を出来る限り限界まで使用することができる溶鉄容器の耐火物の管理方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の技術的手段は、溶鉄容器に設けた耐火物の残厚推移の管理を下記の手順で行う点にある。
(1)溶鉄容器の使用前に監視すべき監視部位を決定する。
(2)監視部位において、溶損に寄与する溶損因子を決定する。
(3)単位量の溶損因子が付与された際における監視部位の単位因子溶損量を求める。
(4)1チャージで付与される溶損因子の平均量を求め、この平均量と前記単位因子溶損量から監視部位の1チャージ当たりの1チャージ溶損量を求める。
(5)耐火物を1mm増加させるための補修量を求める。
(6)耐火物の使用限界から耐火物の厚みによる終点判定基準を定める。
(7)溶鉄容器の使用中において溶損因子の操業実績に基づいて、監視部位の耐火物の残厚を推定する。
(8)溶鉄容器の使用中において耐火物の残厚を測定する。
(9)推定した耐火物の残厚と実測した耐火物の残厚を比較する。
(10)実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも小さい場合、その差分に応じて(5)で求めた補修量を基に実際の補修量を求めて補修を行い、推定した残厚と前記1チャージ溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行う。
(11)実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも大きい場合、推定した残厚と前記1チャージ溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行う。
(12)次のチャージにおける使用回数が前記予定使用回数よりも大きい場合は、溶鉄容器を修理に出す。
(13)次のチャージにおける使用回数が前記予定使用回数よりも小さい場合は、溶鉄容器を次のチャージにも使用することとし、上記(7)〜(12)を繰り返し行う。
(14)ただし、上記(8)において耐火物の残厚の測定が出来ない場合は、推定した残厚と1チャージ溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行った後に、上記(7)〜(12)を繰り返し行う。

発明の効果

0008

本発明によれば、溶鉄容器からの溶鉄の漏出を確実に防止することができると共に、計画的に溶鉄容器の耐火物の管理ができて当該耐火物を出来る限り限界まで使用することができる。

発明を実施するための最良の形態

0009

本発明の溶鉄容器の耐火物の管理方法について説明する。
溶銑や溶鋼が装入される溶鉄容器は、高炉から転炉間で使用されたり、転炉から二次精錬間で使用されたり、二次精錬から連続鋳造装置間で使用され、様々な箇所で用いられる。
このように様々な箇所で溶鉄容器は用いられるが、この溶鉄容器は使用される毎に溶鉄容器内に設けた耐火物の溶損が進行することになる。耐火物の溶損が進行すると漏銑や漏鋼につながるため耐火物の溶損状況の監視、即ち、耐火物の管理(残厚の管理)は非常に重要である。

0010

本発明の溶鉄容器の耐火物の管理方法について詳しく説明をする。
本発明では、図1及び下記に示すように、手順(1)〜(13)にしたがって溶鉄容器の耐火物を管理している。
(1)〜(6)までの手順は、溶鉄容器の使用前に予め行う事項であり、(7)〜(14)までの手順は、溶鉄容器の使用中に行う事項である。
(1)まず、溶鉄容器を使用する前に監視すべき部位(監視部位)を決定する(手順1)。具体的には、監視部位を決定するにあたっては、溶鉄容器の修理出しを行ったときの耐火物の残厚の測定値(残厚測定値ということがある)、操業中における残厚測定値、操業内容を参考にする。このように、修理出し時の耐火物の残厚や操業中での残厚の推移、そのときの操業内容等から、耐火物の修理出しの要因となりやすい部位や漏銑や漏鋼の危険性のある部位を選定する。

0011

図2は、例えば、LF装置における二次精錬において、溶鉄容器を修理出しする要因(稼働終点律速)となった項目についてまとめたものである。図2に示すように、スラグライン部の溶損(SL溶損)が要因となって溶鉄容器を修理出しさせることに至ったのが、全体の65%を占めており、溶鉄容器の中では最も主要因となっている。そのことから、二次精錬に用いる溶鉄容器においては、スラグライン部を監視部位としている。
なお、二次精錬処理において、溶鉄容器の敷部が稼働終点律速となったのは全体の5%であり、スラグライン部に比べて非常に影響度が低いことから、この場合(二次精錬処理に溶鉄容器を使用する場合)には敷部を監視部位にはしない。

0012

(2)監視部位において、溶損に寄与する因子(溶損因子)を決定する(手順2)。
具体的には、溶鉄容器には上述したように様々な監視部位があるが、各監視部位において溶鉄容器の修理出しを行ったときの耐火物の残厚測定値と、操業内容との相関関係の中から相関のあるものを溶損因子とする。
例えば、監視部位をスラグライン部としたときに、このスラグライン部の溶損と相関関係の強い溶損因子を操業内容等から分析してみると、LF装置を用いて二次精錬処理を行ったときの通電電力量(積算アーク電力)や通電回数が最もスラグライン部の溶損との相関関係があることが分かった。スラグライン部を監視するときには、通電電力量(積算アーク電力量)や通電回数を溶損因子として決定する。

0013

図3(a)、図3(b)は、スラグライン部に着目して、そのスラグライン部の耐火物の残厚測定値と、操業内容との関係をまとめたものである。
図3(a)に示すように、スラグライン部の残厚測定値と通電電力量(積算電力量)との相関は強く、図3(b)に示すように、スラグライン部の残厚測定値と溶鉄容器の使用回数との相関は弱い。このように、1つの監視部位に対して様々な操業内容と耐火物の残厚測定値との相関関係を求めて、相関の強弱によって監視部位に対して溶損因子と考えられるものをピックアップする。

0014

なお、スラグライン部の他に、敷部を監視部位にした場合は、敷部の残厚測定値とインジェクション処理回数(吹き込み回数)、吹き込み量及び使用回数について相関性が強いことが操業実績から分かっているため、敷部の溶損因子は、吹き込み回数、吹き込み量、使用回数のいずれかを選択することになる。また、溶鋼部(取鍋内において溶鋼と接している部分)を監視部位にした場合、溶鋼部の溶損因子は、電磁攪拌の通電電力量や攪拌時間である。当然の如く、監視部位を決定するにあたっては、耐火物の修理出しの要因となり易い部位や漏鋼の危険性のある部位を選定する。

0015

積算電力量(アーク電力量、通電電力量)とは、溶鉄容器に施工された耐火物に対して、施工から全部又は一部の耐火物を再度施工する(補修は除く)までの時間の間に溶鉄容器で受けた溶銑なされたアーク加熱消費された電力量の積算値である。言い換えれば、溶鉄容器が寿命を迎えて耐火物の施工(修理)を終了した溶鉄容器を、再び二次精錬に使用して耐火物の施工(修理)を開始するまでの期間であって、その期間内に二次精錬処理にてアーク加熱を行ったときの消費電力量の積算値が、上述する積算電力量となる。
(3)溶損因子を単位量与えたときの監視部位の溶損量(単位因子溶損量ということがある)を求める(手順3)。即ち、精錬において、単位量の溶損因子が付与された際における監視部位の単位因子溶損量を求める。

0016

上述したように、監視部位をスラグライン部とした場合は、溶損因子はアーク電力量となる。そこで、スラグライン部の単位因子溶損量を求めることを考えることとする。
まず、アーク電力量(積算電力量)とスラグライン部との溶損量との関係を、操業実績から整理すると、図3(a)に示すものとなる。
図3(a)に示すように、スラグライン部の残厚測定値と、LF装置における積算した通電電力量(積算電力量)との近似直線を求めると、y=−5×10-4x+200(y:耐火物残厚、x:積算電力量)となる。この近似直線の傾き(0.0005)が、スラグライン部の単位因子溶損量となる。
(4)溶損因子に関し、1チャージ当たりの平均量を求め、この平均量と単位因子溶損量から監視部位の1チャージ当たりの溶損量(1チャージ溶損量ということがある)を求める(手順4)。即ち、過去の操業実績により、1チャージ当たりに付与する溶損因子の平均量を求め、過去の操業実績から求めた平均量と単位因子溶損量から監視部位における1チャージ溶損量を求める。なお、1チャージとは溶湯を溶鉄容器に装入して空になるまでのサイクルのことである。

0017

例えば、監視部位をスラグライン部とし、溶損因子をLF装置におけるアーク電力量とした場合、1チャージ当たりの平均のアーク電力量が溶損因子の平均量となる。この実施形態では、1チャージ当たりの平均アーク電力量、即ち、溶損因子の平均量は、5000kWh/chであった。
次に、1チャージ当たりの平均アーク電力量を上述した近似直線の傾きに代入することによって、監視部位の1チャージ当たりの溶損量(1チャージ溶損量)を求める。この実施形態では、近似直線の傾きは0.0005mm/kWhであるため、その傾きに溶損因子の平均量は、5000kWh/chを掛ければ、スラグライン部の1チャージ当たりの溶損量(1チャージ溶損量)が求まり、その値は2.5mmとなる。
(5)耐火物を1mm増加させるための補修量(kg)を求める(手順5)。

0018

例えば、吹き付け補修を実施しなかった場合の溶損量と、吹き付け補修を実施した場合の溶損量との差分から耐火物を1mm増加させるための必要な補修量を求める。なお、耐火物の補修には、熱間吹き付け材焼き付け材、パッチング材などがある。
また、吹き付け補修を実施した溶鉄容器において、耐火物の変化から予想される溶損量(推定残厚)と、実測した耐火物の溶損残厚から得られる実際の溶損量(実測残厚)の差をとり、その差分を吹き付け実施量で割ることによって、耐火物を1mm増加させるための補修量を求めてもよい。この実施形態では、補修量(kg)と、推定残厚から実測残厚の差をまとめると図4にしめすものとなった。なお、手順(5)では、耐火物を1mm増加させるための補修量を求めればよく、その方法は上記の内容に限定されない。
(6)耐火物の使用限界から耐火物の厚みによる終点判定基準を定める(手順6)。

0019

例えば、スラグライン部の場合は、その耐火物の厚みが30mm未満となると、物理的な強度が低下することから、耐火物の脱落挫屈が発生する恐れがある。場合によっては、溶損以外の要因で鉄皮に最も近いパーマ煉瓦露出する可能性もある。この実施形態では、スラグライン部の耐火物の残厚が30mm以上を終点判定基準としている。
なお、終点判定基準の設定にあたっては、耐火物の物理的強度や浸潤層を基に漏銑や漏鋼を引き起こさないことを基準とし、安全代(安全を案しての厚み)を設ける場合は、この終点判定基準に加えるのが好ましい。当然の如く、安全代は過去の操業実績により、耐火物の脱落や穴あきが発生しないように設定する。

0020

以上、(1)〜(6)の手順が、溶鉄容器を使用する工程に合わせて溶鉄容器の使用前に行う事項である。
例えば、上述したように、溶鉄容器をLF装置にて繰り返し使用する場合は、監視部位をスラグライン部とし、溶損因子はアーク電力量とする。そして、各手順において、単位量のアーク電力が付与されたときのスラグライン部の溶損量(単位因子溶損量)、1チャージ当たりの平均のアーク電力量、スラグライン部における1チャージ当たりの溶損量(1チャージ溶損量)、耐火物を1mm増加させるための補修量、スラグライン部の終点判定基準を求める。

0021

次に、溶鉄容器を使用する際の手順について説明する。
溶鉄容器を使用する際の手順の説明においては、説明の便宜上、監視部位をスラグライン部とすると共に、溶損因子をアーク電力量と決定した例をとり説明する。
なお、この実施形態においては、表1に示す実施条件で操業を行った。

0022

0023

LF装置(二次精錬)にて溶鉄容器を使用中においては、所定のチャージを行った段階で、(7)溶損因子の操業実績に基づいて、監視部位の耐火物の残厚を推定する(手順7)。
耐火物の残厚は、初期スラグライン部の施工量(精錬を開始する直前の耐火物の厚み)と、スラグライン部の単位因子溶損量等を用いて算出することができ、具体的には、初期スラグライン部の施工量−所定チャージ目の積算アーク電力量(積算電力量)×スラグライン部の単位因子溶損量から求めることができる。

0024

例えば、初期スラグライン部の施工量を200mm、18チャージ目のアーク電力量(積算された電力量)を90000kWh、スラグライン部の単位因子溶損量を0.0005mmとすると、18チャージ目の耐火物の残厚の推定値は、上記式により155mmとなる。
(8)溶鉄容器の使用中において耐火物の残厚を測定する。具体的には、推定した同じチャージについての耐火物の残厚を一般的な耐火物残厚測定装置にて測定をする(手順8)。なお、測定技術としては、スケールレーザープロファイル計、超音波計及びFMセンサを用いた物理的な測定方法や鉄皮の温度から耐火物の残厚を推定する方法も考えられる。
(9)推定した耐火物の残厚と実測した耐火物の残厚を比較する。

0025

具体的には、手順(7)にて推定した耐火物の残厚の推定値と、手順(8)にて実測した耐火物の残厚の実測値とを比較し(手順9)、吹き付け補修などの耐火物の補修が必要か否かを判定している。
(10)実測した耐火物の残厚(実測値)が推定した耐火物の残厚(推定値)よりも小さい場合、その差分に応じて手順(5)で求めた補修量を基に実際の補修量を求めて補修を行う(手順10)。
即ち、手順(10)では、実際の耐火物の残厚が推定される残厚よりも溶損が進行している場合に、吹き付け等の方法により耐火物の補修を行うこととしている。

0026

例えば、18チャージ目において、手順(7)で示したように推定値が155mmであり、手順(8)で実測した実測値が150mmであったとすると、この手順(10)では、条件に当てはまるため、その差分(155mm−150mm=5mm)を求める。そして、求めた差分5mmに対して手順(5)で求めた補修量を積算する、即ち、図4に示す傾き(傾き、50)に差分を代入することで、補修量を求め、この補修量にて監視部位の補修を行う。例えば、補修量は、50(傾き)×5(差分)=250kgとなる。
補修後は、溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行う。ここで、予定使用回数を求めるにあたっては、まず、耐火物の推定値から手順(6)で決定した終点判定基準を引いた上で、終点判定基準に達するまでの耐火物の余力の厚みを求める。そして、この余力の厚みを手順(4)で求めたスラグライン部の1チャージ溶損量で割ることによって、予定使用回数を求める。

0027

例えば、18チャージ目において、耐火物の推定値が155mmであって、耐火物の実測値が165mmであった場合、耐火物の推定値(155mm)−終点判定基準(30mm)により、余力の厚みは125mmとなる。そして、この余力の厚み(125mm)÷スラグライン部の1チャージ溶損量(2.5mm/ch)により、残りの使用回数は50チャージとなり、今回のチャージ(18チャージ)と合わせると、予定使用回数は68チャージとなる。予定使用回数を求めるにあたっては、当然の如く、小数点切り捨てとする。

0028

(11)実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも大きい場合、推定した残厚と1チャージ溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行う(手順11)。
この手順(11)では、耐火物の残厚の実測値、即ち、実際の耐火物の厚みが、推定した耐火物の推定値よりも大きかったとしても、安全率から考えて、推定値を基準に溶鉄容器の予定使用回数(耐火物から見て受鋼できる回数)を求めるようにしている。
具体的に、予定使用回数を求めるにあたっては、上述した手順(10)における方法と同じであり、まず、耐火物の推定値から手順(6)で決定した終点判定基準を引いた上で、終点判定基準に達するまでの耐火物の余力の厚みを求める。そして、この余力の厚みを手順(4)で求めたスラグライン部の1チャージ溶損量で割ることによって、予定使用回数を求める。

0029

例えば、18チャージ目において、耐火物の推定値が155mmであって、耐火物の実測値が165mmであった場合は、予定使用回数は68チャージとなる。
(12)予定使用回数が次の使用回数よりも小さい場合は、溶鉄容器を修理に出す(手順12)。即ち、次のチャージにおける使用回数が上記で求めた予定使用回数よりも大きい場合は、溶鉄容器を修理に出す。当然の如く、溶鉄容器を修理に出すときにおいて、精錬処理溶銑予備処理の場合は当該溶鉄容器を転炉へ搬送して、溶銑を転炉に装入してから修理に出し、精錬処理が二次精錬の場合は連続鋳造装置などの鋳造工程に溶鉄容器を搬送して、溶鋼を連続鋳造装置に装入してから修理に出す。

0030

手順(12)では、溶鉄容器を次回のチャージにおいて使用した場合、実際の耐火物の残厚が終点判定基準を超える恐れがある(稼働限界の残厚以下になる恐れがある)ことから、予定使用回数と次の使用回数(現チャージに1チャージを加算した値)との比較を行った上で、手順(12)による条件が成立したときには、溶鉄容器を修理に出して耐火物の再施工を行うこととしている。なお、耐火物の再施工は、LF装置とは異なる場所、例えば、整備工場にて行う。
例えば、65チャージ目において、積算アーク電力量が338000kWh、スラグライン部の単位因子溶損量を0.0005mmとし、初期スラグライン部の施工量が200mmであったとすると、65チャージ目の耐火物の残厚の推定値は、31.0mmとなる。この余力の厚み(1.0mm)÷スラグライン部の1チャージ当たりの溶損量(2.5mm/ch)により、残りの使用回数は0チャージとなり、今回のチャージ(65チャージ)と合わせると、予定使用回数は65チャージとなる。

0031

ここで、次の使用回数は、66チャージ目になるため、手順(12)で示した条件となることから溶鉄容器は、LF装置(二次精錬)での使用は終了し、当該溶鉄容器を整備工場に搬送して、耐火物の修理を行う。
なお、手順(12)において、余力の厚みは1.0mmであり、1チャージ当たりの2.5mmよりも小さいことは明らかであることから、余力の厚みを求めた時点で溶鉄容器を修理出しにしてもよい。また、次のチャージにて溶鉄容器を使用した場合、28.5mmとなり、耐火物の推定値が終点判定基準である30mmを下回るために、修理出しをするという具合に判断してもよい。
(13)予定使用回数が次の使用回数よりも大きい場合は、溶鉄容器を次のチャージにも使用することとし、上記(7)〜(12)を繰り返し行う(手順13)。即ち、次のチャージにおける使用回数が予定使用回数よりも小さい場合は、溶鉄容器を次のチャージにも使用することとし、上記(7)〜(12)を繰り返し行う。

0032

手順(13)では、溶鉄容器を次回のチャージにおいて使用した場合でも、実際の耐火物の残厚が終点判定基準に達するため余裕があるため、この手順(13)に示した条件が成立したときには、溶鉄容器を次回のチャージに回して繰り返し使用することとしている。
(14)ただし、手順(8)において耐火物の残厚の測定が出来ない場合は、推定した残厚と1チャージ溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行った後に、上記(7)〜(12)を繰り返し行う。

0033

なお、手順(14)において、推定した残厚と1チャージ溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行う具体的な方法は、上述した方法と同じである。即ち、手順(14)において、予定使用回数を求めるにあたっては、まず、耐火物の推定値から手順(6)で決定した終点判定基準を引いた上で、終点判定基準に達するまでの耐火物の余力の厚みを求める。そして、この余力の厚みを手順(4)で求めたスラグライン部の1チャージ当たりの溶損量で割ることによって、予定使用回数を求める。
本発明によれば、上述したように、手順(1)〜手順(14)により、溶鉄容器の耐火物を管理することによって、溶鉄容器からの溶鉄の漏出(漏銑、漏鋼)を確実に防止することができると共に、計画的に溶鉄容器の耐火物を出来る限り限界まで使用することができる。

0034

通常、耐火物の残厚測定は熱間状態で行うため、測定方法が限られており、測定精度には限界があるが、本発明によれば、様々な要因で精錬中に耐火物の残厚の測定ができない場合があっても、操業実績に基づいて溶鉄容器内の耐火物が溶損した度合いを求め、これにより、耐火物の残厚を推定することができ、推定した残厚によって溶鉄容器の使用限界を容易に求めることができる。即ち、操業実績による耐火物の残厚の推移の予測と、耐火物の実測により耐火物の残厚を監視しながら、耐火物の補修や終点判定等を実施することによって、計画的な溶鉄容器の耐火物の運用を行うことができる。

0035

本発明による効果を手順毎に詳しく説明する。
溶鉄容器を使用する前段階において、手順(1)〜手順(2)に示すように、事前に操業内容に対応して、監視部位及び溶損因子を決定し、その上で、手順(3)に示すように単位量当たりの溶損量(単位因子溶損量)を求めていることから、溶損因子の操業実績から監視部位における溶損量を推定(予測)することができる。また、手順(4)に示すように、監視部位の1チャージ溶損量を求めているため、当該チャージ(現チャージ)からの残りの溶鉄容器の予定使用回数を簡単に求めることが可能となる。

0036

また、手順(5)に示すように、耐火物を1mm増加させるための補修量を求めることによって、補修後の耐火物の厚みを正確に把握することができるようになり、例えば、定形の耐火物の厚みが薄くなってしまった場合でも、溶鉄容器における耐火物の管理を行うことが可能となる。手順(6)に示すように、終点判定基準を設定しているため、耐火物の管理(溶鉄容器の管理)において予定使用回数の設定や終点の判定を確実に行うことができる。
手順(7)に示すように、溶鉄容器の使用中において溶損因子の操業実績に基づいて、監視部位の耐火物の残厚を推定しているため、溶鉄容器を管理する管理者の目視判定や耐火物残厚測定装置の測定値のみによる判定などの不安定要素を無くすことができる。即ち耐火物の推定値を用いているため、目測を誤った場合や耐火物残厚測定装置の測定結果に大きな誤差地金スラグの付着による誤差やビルトアップによる誤差)が生じた場合などにおける終点判定のミスを確実に無くすことができる。しかも、耐火物の厚みを耐火物残厚測定装置等によって測定できない場合でも、推定値を用いて溶鉄容器の使用予定回数も予測できるため、1チャージ終了後に溶鉄容器の使用回数の見直しを確実に行うことができる。

0037

手順(7)に加えて、手順(8)に示すように、溶鉄容器の使用中において耐火物の残厚を測定しているため、耐火物の推定値と耐火物の実績値との両方を用いて、その両面から耐火物の溶損状況を把握することができ、終点判定の信頼性も非常に向上する。
手順(10)において、実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも小さい場合、その差分に応じて手順(5)で求めた補修量を基に実際の補修量を求めて補修を行っているため、溶損が推定よりも進んでいる状況下であっても、耐火物を実測と同じ厚みに戻した上で、耐火物を管理することができる。当然の如く、吹き付け補修を行わなかったり補修量が少ない場合は、予定よりも耐火物の溶損が早く進み、少ない使用回数にて修理出しをしなければならず、溶鉄容器の耐火物における原単位の悪化が懸念される。

0038

手順(11)において、実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも大きい場合、推定した残厚と1チャージ溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行っている。実測した耐火物の残厚が推定した耐火物の残厚よりも大きいということは、所定のチャージにおいて予想よりも耐火物が溶損していないことであって、耐火物に余裕がある。通常、余裕のある耐火物の実測値を用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行うのが妥当と思われるが、予定使用回数の見直しの際、本発明では、安全性の観点から推定した推定値を用いている。

0039

また、本発明によれば、手順(11)にて、予定使用回数を予測しているため、溶鉄容器の残りの使用回数が把握でき、残りの使用回数に考慮して、次に使用する別の溶鉄容器の準備のタイミングを計ることができると共に、他の溶鉄容器での耐火物の施工計画の調整を行うことができる。
一方で、本発明では、耐火物の残厚の実測値が耐火物の残厚の推定値よりも小さい場合でも、溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行っている。この場合は、耐火物の残厚の推定値でなく実測値を用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを図るのが良いが、本発明では、耐火物のコスト等の観点からあえて、耐火物の残厚の推定値を用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行っている。ただし、耐火物の残厚の推定値を用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行う場合は、上述したように、耐火物を補修して耐火物の残厚の推定値と実際の耐火物の残厚とが同じなるようにし、実体的な耐火物の厚みを増加させた上で、溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行っている。

0040

手順(14)においては、手順(8)において耐火物の残厚の測定が出来ない場合は、推定した残厚と1チャージ当たりの溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行った後に、上記(7)〜(12)を繰り返し行うこととしている。
実操業では、1チャージ毎に必ず耐火物の残厚の測定を行えるとは限らない。例えば、LF装置等での二次精錬において精錬処理時間を短くしなければならない場合や耐火物の表面に多量の地金やスラグが付着してしまい、その結果、耐火物の残厚の測定が出来ない場合という操業上の制約によって、耐火物の残厚の測定が行えないことがある。

0041

また、上述した操業上の制約以外には、耐火物の測定値が実態の耐火物の厚みから考えて異常である場合などもある。
操業上の制約、測定異常などによって、耐火物の残厚の測定が出来ない場合を考慮して、手順(14)にて、耐火物の残厚の測定が出来ない場合は、推定した残厚と1チャージ当たりの溶損量とを用いて溶鉄容器の予定使用回数の見直しを行った後に、上記(7)〜(12)を繰り返し行うことにしている。このように、耐火物の残厚が測定できない場合も想定した手順を組み込むことによって、耐火物の残厚が実測できない状況下に陥っても、計画的に溶鉄容器の耐火物の管理をすることができる。

0042

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図面の簡単な説明

0043

溶鉄容器の耐火物の管理方法の手順を示すフローチャートである。
二次精錬処理を終了する要因についてまとめたものである。
スラグライン部の耐火物の残厚測定値(溶損量)と、積算電力量との関係図である。
補修量(吹き付け補修実施量)と、推定残厚−実測残厚の差との関係図である。

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