図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2014年3月6日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

課題

精錬処理を効率良く行いながら十分に集塵も行うことができるようにする。

解決手段

第1に、精錬処理時の送酸速度建屋2に流入する粉塵量との関係を求め、第2に、精錬処理で発生する粉塵が建屋2に流入しない送酸速度X1を求め、第3に、送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行った場合において当該精錬処理の精錬処理時間と建屋2内の粉塵濃度との関係を用いて求め、第4に、送酸速度X2で精錬処理を行った後、送酸速度X1以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合における精錬処理時間と建屋2内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第1管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。そして、第5に、精錬処理を行う際は、送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行うこととし、精錬を終了時から低下時間以上前に送酸速度を最大の送酸速度X1に低下させる。

概要

背景

従来より、精錬処理を行った際に、粉塵が発生することが知られている。粉塵が多量に発生すると、作業環境が悪化することから、粉塵を集塵する集塵装置で精錬処理時等に発生した粉塵を回収している。集塵装置で粉塵を集塵する技術として特許文献1〜3に示すものがある。
特許文献1では、副原料ホッパーから転炉投入する副原料秤量値を導入し、この該当副原料の投入によって発生する排ガス流量に相当する酸素吹き込み流量値を算出する演算装置を設けると共に、排ガス集塵装置出側の圧力測定値又は排ガス流量測定値を導入し、これと設定値と比較し、その偏差値に相当する酸素吹き込み流量値を算出し、演算装置と含塵量調節装置からの各酸素吹き込み流量値と、所定ベースの酸素吹き込み流量設定値を導入し、酸素流量調節計用の設定値を出力する酸素吹き込み流量設定装置を設けている。

特許文献2では、転炉から発生する排ガス中のダスト量を測定し、測定したダスト量に基づきダスト発生量ヒート間の推移を求め、当該ヒート直前のヒート、又は、当該ヒート直前の2以上のヒートにおけるダスト発生量が設定した閾値を逸脱したときには、ダスト発生量が閾値内となるように当該ヒートの操業条件を変更している。
特許文献3では、誘引送風機回転数における誘引送風機の発生圧力から排ガス中の含塵量を求め、含塵量と予め設定された環境基準値とを比較して、含塵量が環境基準値より小さい場合には定めた回転数を誘引送風機の回転数とし、含塵量が環境基準値より大きい場合には環境基準値を満足する回転数に計算し直している。

概要

精錬処理を効率良く行いながら十分に集塵も行うことができるようにする。第1に、精錬処理時の送酸速度建屋2に流入する粉塵量との関係を求め、第2に、精錬処理で発生する粉塵が建屋2に流入しない送酸速度X1を求め、第3に、送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行った場合において当該精錬処理の精錬処理時間と建屋2内の粉塵濃度との関係を用いて求め、第4に、送酸速度X2で精錬処理を行った後、送酸速度X1以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合における精錬処理時間と建屋2内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第1管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。そして、第5に、精錬処理を行う際は、送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行うこととし、精錬を終了時から低下時間以上前に送酸速度を最大の送酸速度X1に低下させる。

目的

本発明は、上記問題点に鑑み、精錬処理を効率良く行いながら十分に集塵も行うことができる精錬方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

精錬処理で発生した粉塵を、精錬処理を行う設備の直上で局所集塵を用いて集塵すると共に、前記局所集塵とは異なる建屋集塵を行いながら精錬処理を行う方法であって、精錬処理前に下記(1)〜(4)に示す事前準備を行った後、精錬処理時には下記(5)の工程を行うことを特徴とする精錬方法。(1)精錬処理時の送酸速度と建屋に流入する粉塵量との関係を求める。(2)精錬処理で発生する粉塵が建屋に流入しない送酸速度X1を求める。(3)送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行った場合において当該精錬処理の精錬処理時間と建屋内粉塵濃度との関係を用いて求める。(4)送酸速度X2で精錬処理を行った後、送酸速度X1以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合における精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第1管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。(5)送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行うこととし、精錬を終了時から工程(4)で求めた低下時間以上前に、送酸速度を最大の送酸速度X1に低下させる。

技術分野

0001

本発明は、精錬処理で発生した粉塵を、精錬処理を行う設備の直上で局所集塵を用いて集塵すると共に、局所集塵とは異なる建屋集塵を行いながら精錬処理を行う精錬方法に関する。

背景技術

0002

従来より、精錬処理を行った際に、粉塵が発生することが知られている。粉塵が多量に発生すると、作業環境が悪化することから、粉塵を集塵する集塵装置で精錬処理時等に発生した粉塵を回収している。集塵装置で粉塵を集塵する技術として特許文献1〜3に示すものがある。
特許文献1では、副原料ホッパーから転炉投入する副原料秤量値を導入し、この該当副原料の投入によって発生する排ガス流量に相当する酸素吹き込み流量値を算出する演算装置を設けると共に、排ガス集塵装置出側の圧力測定値又は排ガス流量測定値を導入し、これと設定値と比較し、その偏差値に相当する酸素吹き込み流量値を算出し、演算装置と含塵量調節装置からの各酸素吹き込み流量値と、所定ベースの酸素吹き込み流量設定値を導入し、酸素流量調節計用の設定値を出力する酸素吹き込み流量設定装置を設けている。

0003

特許文献2では、転炉から発生する排ガス中のダスト量を測定し、測定したダスト量に基づきダスト発生量ヒート間の推移を求め、当該ヒート直前のヒート、又は、当該ヒート直前の2以上のヒートにおけるダスト発生量が設定した閾値を逸脱したときには、ダスト発生量が閾値内となるように当該ヒートの操業条件を変更している。
特許文献3では、誘引送風機回転数における誘引送風機の発生圧力から排ガス中の含塵量を求め、含塵量と予め設定された環境基準値とを比較して、含塵量が環境基準値より小さい場合には定めた回転数を誘引送風機の回転数とし、含塵量が環境基準値より大きい場合には環境基準値を満足する回転数に計算し直している。

先行技術

0004

特公昭54−022169号公報
特開2002−060824号公報
特許第30804526号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1は、転炉等で精錬したときに発生した粉塵量を考慮して酸素吹き込みを行っているものの、この技術では、粉塵量によって精錬処理時における送酸速度が制限されてしまい、精錬処理の時間を短くしながら十分に精錬処理を行うことは非常に難しいのが現状であった。
また、特許文献2や3も、粉塵量に関するものであるが、特許文献1と同様に、精錬処理の時間を短くしながら十分に精錬処理を行うことは非常に難しいのが現状であった。

0006

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、精錬処理を効率良く行いながら十分に集塵も行うことができる精錬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

前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、精錬処理で発生した粉塵を、精錬処理を行う設備の直上で局所集塵を用いて集塵すると共に、前記局所集塵とは異なる建屋集塵を行いながら精錬処理を行う方法であって、精錬処理前に下記(1)〜(4)に示す事前準備を行った後、精錬処理時には下記(5)の工程を行うことを特徴とする。
(1)精錬処理時の送酸速度と建屋に流入する粉塵量との関係を求める。
(2)精錬処理で発生する粉塵が建屋に流入しない最大の送酸速度X1を求める。
(3)最大の送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行った場合において当
該精錬処理の精錬処理時間と建屋内粉塵濃度との関係を、工程(1)で求めた送酸速度及び粉塵量を用いて求める。
(4)送酸速度X2で精錬処理を行った後、最大の送酸速度X1以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合における精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第1管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。
(5)最大の送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行うこととし、精錬を終了時から工程(4)で求めた低下時間以上前に、送酸速度を最大の送酸速度X1に低下させる。

発明の効果

0008

本発明によれば、精錬処理を効率良く行いながら十分に集塵も行うことができる。

図面の簡単な説明

0009

本発明の精錬方法の各工程を示した図である。
溶銑予備処理、建屋、局所集塵を行う設備、建屋集塵を行う設備を示した図である。
漬ランス等を通す開口孔を示した図である。
送酸速度と建屋に流入する粉塵量との関係を示す図である。
建屋の内部を模式的に示した斜視図である。
送酸速度が94.0Nm3/min且つ建屋集塵が3000m3/minであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
送酸速度が94.0Nm3/min且つ建屋集塵が2000m3/minであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
送酸速度が94.0Nm3/min且つ建屋集塵が6000m3/minであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
建屋集塵が3000m3/minであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
建屋集塵が2000m3/minであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
建屋集塵が6000m3/minであるときの精錬処理時間と粉塵濃度との関係図である。
溶銑Si濃度と、精錬剤1の原単位との関係図である。
建屋内における粉塵濃度の測定位置を示す図である。

0010

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
製鋼工場では、高炉から出銑した溶銑に対して、脱珪処理脱りん処理及び脱炭処理などの精錬処理が行われるのが一般的である。精錬処理では、精錬剤や酸素等を溶銑に供給して溶銑の精錬を行うが、精錬処理時には、排ガス等の粉塵が発生する。発生した粉塵は、精錬処理を行う精錬設備の直上に設けた集塵機で局所集塵(局所的に集塵を行うこと)を行っている。この局所集塵によって精錬処理時に発生した粉塵を集塵することが理想的であるが、例えば、集塵機やバグフィルター等の集塵能力によって全ての粉塵を集塵できない場合がある。局所集塵によって集塵しきれない粉塵は、建屋内に広がり作業員が作業する作業空間(作業場所)に至る場合がある。建屋内の粉塵が多い場合には、作業員は状況に応じて、粉塵マスク防塵メガネゴーグル)をすることがある。加えて、作業空間を良好にするためには、局所集塵とは別に建屋に集塵機を設け、建屋内の粉塵を建屋の集塵機で集塵する建屋集塵を行う。このように、建屋集塵を実施することによって、建屋内の粉塵を減少させることができ、作業員の作業場所の環境を良くすることができる。

0011

本発明は、局所集塵と建屋集塵との両方を実施しながら精錬処理を行うに際し、作業員の作業場所の環境を良くするために、精錬処理の条件を適宜変更するようにしたものである。なお、精錬処理は、酸素を供給するものであればどのような処理であってもよく、精錬処理を行う容器も、混銑車溶銑鍋、転炉などどのようなものであってもよい。
さて、精錬処理では、気体酸素固体酸素を溶銑に供給して精錬を行う。気体酸素や固体酸素を溶銑に供給したときの酸素の送酸速度の大きさにより精錬反応が変わり、この精錬反応の度合いが、粉塵を発生させる度合いに影響を与える。つまり、精錬処理時における送酸速度と粉塵の発生量とは関係性があり、建屋内の作業環境を良くするためには、精錬処理時における送酸速度を適切にしなければならない。

0012

以下、送酸速度と、精錬処理時に発生する粉塵との関係について説明する。
精錬処理において送酸速度(酸素の供給量)が大きい場合、精錬反応が速くなり、粉塵の発生量が増加すると共に排ガス温度も高くなる。このような場合、精錬処理時に発生した粉塵を局所集塵では集塵できなくなり、粉塵が建屋内に広がることになる。ここで、建屋内に広がる粉塵量が少ない状況下では、建屋集塵も行っているため、建屋内の粉塵は増加することがない。一方、建屋内に広がる粉塵が多い場合(局所集塵で集塵しきれなかった粉塵が多い場合)は、建屋内の粉塵は増加することになる。

0013

このように、精錬処理において送酸速度は、粉塵の発生量に影響を及ぼし、当該送酸速度が大きいと、建屋に広がる粉塵量も増加する可能性がある。そのため、本発明では、図1に示すように、精錬処理を行う前に、まず、精錬処理時の送酸速度と建屋に流入する粉塵量(建屋内に広がる粉塵量)との関係を求めることとしている(処理(1))。
精錬処理時の送酸速度と、建屋内に流入する流入粉塵量は、精錬処理における精錬条件(設備条件)や操業方法によっても異なる可能性がある。そのため、処理(1)では、実操業において計測された送酸速度と、そのときの送酸速度において建屋に流入する流入粉塵量とを実操業の結果から求めることとしている。

0014

なお、上述したように精錬処理では、酸素源として、固体酸素と気体酸素との両方を使用する場合がある。ここで、固体酸素及び気体酸素から求めた送酸速度の値が同じであっても、固体酸素に対する気体酸素の比率気酸比率)が異なる場合、建屋に流入する粉塵量が増減することがある。例えば、脱りん処理において、気酸比率が大きい場合、2次燃焼量が増加し、排ガスの温度が上昇することがある。排ガス温度が上昇した場合は、排ガス温度の上昇を抑えるために冷却空気を局所集塵を行う集塵機付近で供給する場合がある。この影響によって局所集塵で集塵する集塵量が少なくなり、建屋に流入する粉塵量が多くなる。即ち、同じ送酸速度でも気酸比率が大きくなることがあることから、同じ送酸速度であっても、建屋に流入する最も多い粉塵量を処理(1)における粉塵量として採用することが好ましい。

0015

さて、精錬処理における送酸速度と粉塵量との傾向をより詳しく見てみると、粉塵の発生量は、送酸速度が増加するにしたがって次第に大きくなる。送酸速度が大きい場合は、局所集塵で集塵できずに粉塵が建屋に流入してしまうが送酸速度が小さい場合は、粉塵は建屋に流入しなくなる。つまり、粉塵が建屋内に流入しない状況を実現する送酸速度と、粉塵が建屋内に流入する状況を発現する送酸速度との境界があり、両者には境界がある。ここで、建屋内に粉塵を流入しないことのみに着目すれば、精錬処理での送酸速度を非常に小さくして常に処理を行えばよいが、精錬処理が非常に長くなり、生産性等が低下して実施することができない。このようなことから、精錬処理を行うにあたって、粉塵が建屋に流入する送酸速度と粉塵が建屋に流入しなくなる送酸速度との境界値、即ち、粉塵が建屋に流入しなくなる最大の送酸速度(未流入送酸速度)X1を把握することが必要である。

0016

未流入送酸速度X1が分かれば、例えば、精錬処理の前半では、未流入送酸速度X1よりも大きな送酸速度X2で精錬処理を進めつつ、精錬処理の後半では、未流入送酸速度X1よりも小さな送酸速度で処理を進めて処理を行い、最終的に、精錬処理が終了した時点では、建屋内の粉塵量を少なくすることが可能となる。つまり、粉塵が建屋に流入する送酸速度と粉塵が建屋に流入しなくなる送酸速度との境界値である未流入送酸速度X1を算出しておき、未流入送酸速度X1を用いて送酸速度を制御することによって、精錬処理の効率性と建内の環境性とに優れた処理を行うことが可能となる。

0017

そこで、本発明では、処理(2)にて、精錬処理で発生する粉塵が建屋に流入しない送酸速度(未流入送酸速度)X1を求めることとしている。この処理でも、同じ送酸速度で
も気酸比率によって粉塵が建屋に流入しない未流入送酸速度X1が複数存在する場合、その中で最も小さな送酸速度を、未流入送酸速度X1とすることが好ましい。なお、局所集塵のみで集塵が可能な送酸速度(未流入送酸速度)X1は、設備条件や操業方法等によって異なるため、実操業における送酸速度を用いて設定することが好ましい。また、精錬処理で発生する排ガス(粉塵)は、茶褐色等の有視煙であるため、建屋内に粉塵が流入する有無を確認することは目視で容易に判断できることから、目視にて未流入送酸速度X1を求めてもよい。送酸速度の実測にあたっては、データロガー等を用いて気酸流量(送酸速度)を記録し求めるようにするすることが好ましい。

0018

次に、工程(3)では、未流入送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行った場合において、送酸速度X2で精錬処理を行ったときの精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係を求める。上述したように、工程(1)にて送酸速度と粉塵量との関係が予め分かっているため、送酸速度及び粉塵量の関係からシミュレーションを用いて求める。建屋内の粉塵濃度は、建屋の大きさ、即ち、建屋の内容積体積)と、建屋内の粉塵量とを用いて算出することができる。

0019

このように、工程(3)によって、送酸速度X2で精錬処理を行ったときの精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係を求めることにより、送酸速度X2で精錬処理を行った場合、どの程度、建屋内の粉塵濃度が増加したかを精錬時間毎に把握することができる。
さて、未流入送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行うと建屋内の粉塵量、即ち、粉塵濃度は大きくなるが、工程(3)では、送酸速度X2で精錬を行った精錬時間と、建屋内の粉塵濃度との関係が分かっているため、送酸速度X2での精錬を終了した時点での建屋内の粉塵濃度を把握することができる。ここで、送酸速度X2での精錬を終了した時点から未流入送酸速度X1以下の送酸速度で精錬処理を行った場合を考える。送酸速度は、未流入送酸速度X1であるため、この精錬処理で発生した粉塵は局所集塵のみで集塵される、一方で、既に精錬処理によって建屋に入っていた粉塵は建屋集塵のみで集塵することとなり、建屋内の粉塵は、精錬時間に応じて徐々に低下させることができる。工程(3)で送酸速度を低下させる前の粉塵濃度は把握できているため、未流入送酸速度X1で精錬処理を続けることにより、低下する粉塵濃度が分かれば、最終的に精錬終了したときの粉塵濃度を制御することが可能となる。

0020

このようなことから、本発明の工程(4)では、送酸速度X2で精錬処理を行った後、未流入送酸速度X1以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合での建屋内の粉塵濃度と、その精錬時間との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第1管理区分(詳細は後述)に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。この工程(4)では、送酸速度X2の精錬処理によって既に建屋内の粉塵濃度は増加している状態から、送酸速度を未流入送酸速度X1に切り換えた場合での、建屋内の粉塵濃度の低下度合いをシミュレーションを用いて求める。即ち、建屋内の粉塵濃度が、未流入送酸速度X1に切り換え後の精錬処理開始後から作業環境管理で定める第1管理区分に相当する粉塵濃度にまで下がる低下時間を求める。

0021

作業環境管理で定める第1管理区分に相当する粉塵濃度とは、労働安全衛生法第65条に基づく気中有害物質測定結果から作業環境管理の状態を評価するときの基準となる管理濃度の事である。粉塵濃度の第一管理は作業環境測定基準より、E=3.0÷(1.19Q+1)という式で求められる。Eは、労働安全衛生法第65条に基づく気中有害物質の測定結果から作業環境管理の状態を評価するときの基準となる濃度(単位:mg/m3であり、Qは、粉じん遊離けい酸含有率(単位:%)である。建屋内の粉塵を採取し、当該粉塵の遊離けい酸含有率を測定することで、第1管理区分を求めることができる。また、遊離けい酸とは、けい酸塩化合物を構成する結合珪酸と区別した名称ケイ素が酸素と3次元的に結合していて、他の元素とは結合していない状態の鉱物(SiO2)のことである。

0022

シミュレーションの方法はどのような方法で実施しても良いが、例えば、脱りん処理が終了した時の建屋の粉塵濃度の計算値実績値がほぼ等しい値になっていることが重要である。建屋の体積が小さい場合は、建屋集塵の風量により、建屋内の粉塵の換気の効率が
異なってくる。よって、建屋集塵の風量が実操業で何種類か使用する場合は、建屋集塵の風量毎に精錬処理時間と建屋の粉塵濃度Zの関係を求めておけばよい。

0023

以上のように、本発明では、工程(1)〜工程(4)に示すように、精錬処理を行う前に事前準備をしておき、精錬処理時の送酸速度、建屋に流入する粉塵量、建屋内の粉塵濃度、低下時間などの関係を求めておく。
実際に精錬処理を行う際は、工程(5)に示すように、まず、初めに未流入送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行うこととし、精錬処理を終了する時点から工程(4)で求めた低下時間以上前に、送酸速度を未流入送酸速度X1以下に低下させ、精錬終了時点での建屋内の粉塵濃度を第1管理区分に相当する粉塵濃度未満にする。

0024

具体的には、精錬処理において、溶銑の目標成分値、精錬処理時に設定した目標温度(溶銑の目標温度)になるために必要な精錬剤の量や気体酸素の量を予め求める。なお、精錬剤の量、気体酸素の量は、目標成分値、目標温度になるような決め方であれば、どのような決め方をしてもよい。精錬剤の使用予定量、気体酸素の使用予定量を予め求めることで、精錬剤の吹込み速度、気体酸素の吹き込み速度(送酸速度)及び全体の精錬時間を決めることができる。加えて、精錬処理での溶銑の目標成分、目標温度に制御するためにも、精錬処理に必要な精錬剤の量や気体酸素の量を前もって決めることは重要である。

0025

実際の操業における送酸速度X2を決定すると、工程(3)や工程(4)により、操業したときの建屋の粉塵濃度が決まる。また、精錬処理時の建屋内の粉塵濃度を第1管理区分に相当する粉塵濃度未満にするまでの精錬時間(低下時間)、即ち、精錬処理中に送酸速度を未流入送酸速度X1以下に低下して精錬処理を実施する時間が分かる。そのため、精錬処理を終了する時点から見て、低下時間以上前に、送酸速度を必ず未流入送酸速度X1にする。

0026

以上、本発明をまとめると、精錬処理前に(1)〜(4)に示す事前準備を行った後、精錬処理時には(5)を行うこととしている。
(1)精錬処理時の送酸速度と建屋に流入する粉塵量との関係を求める。
(2)精錬処理で発生する粉塵が建屋に流入しない送酸速度X1を求める。
(3)送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行った場合において当該精錬処理の精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係を用いて求める。
(4)送酸速度X2で精錬処理を行った後、送酸速度X1以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合における精錬処理時間と建屋内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第1管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。
(5)送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行うこととし、精錬を終了時から工程(4)で求めた低下時間以上前に、送酸速度を最大の送酸速度X1に低下させる。

0027

上述した本発明について詳しく説明する。図2は、精錬処理を行う溶銑予備処理、建屋、局所集塵を行う設備、建屋集塵を行う設備を示したものである。
図2に示すように、溶銑予備処理設備1は、建屋2の下方側に設けられ、混銑車3内の溶銑4に精錬剤を吹き込む浸漬ランス5と、酸素を吹き付ける酸素ランス6とを備えている。混銑車3の炉口7の上部には、精錬処理時に発生した粉塵(排ガス)の局所集塵を行う集塵フード8が設けられている。集塵フード8の集塵口9の付近であって集塵口9と混銑車3の炉口7との間にはスプラッシュカバー10が取り付けられている。スプラッシュカバー10を設けることによって効率よく排ガスを局所集塵を行うことができる。

0028

集塵フード8には粉塵(排ガス)を通す排出路11が設けられており、この排出路11に、粉塵(排ガス)の冷却を行うガス冷却設備12が設けられると共に、集塵した粉塵等を補角するバグフィルター13が設けられている。バグフィルター13は、ガラス繊維のバグフィルター13で構成されており、耐熱温度最高で260℃とされている。集塵された排ガスの温度が240℃以上になったときは、ガス冷却設備12とバグフィルター13との間の排出路11に設けられた冷却空気導入ダンパーを開にすることによって、冷却空気を排出路11内に導入し、集塵口9の排ガス温度が260℃未満になるようにしてい
る。

0029

また、浸漬ランス5及び酸素ランス6は集塵フード8及び排出路11を上下に貫通して溶銑予備処理設備1の上部に位置する建屋2内に延設されている。建屋2の天井(上部)には、建屋2内の建屋2を行う建屋集塵機15が設けられている。この建屋集塵機15は、例えば、3つの集塵機を組み合わせて構成されたもので、3つの集塵機を組み合わせることにより、2000、3000、6000m3/minの能力で建屋集塵を実施することができる。

0030

図2に示す溶銑予備処理設備1にて、精錬処理として脱りん処理を行いつつ局所集塵及び建屋集塵を行った。精錬処理の実施条件は、次の通りである。
混銑車3に装入した溶銑量は、260〜310tonとした。処理前の溶銑成分は、[Si]=0.05〜0.35質量%、[P]=0.103〜0.133質量%、[Mn]=0.15〜0.45質量%とした。脱りん処理後の[P]は、0.015〜0.036質量%とした。脱りん処理において3つの精錬剤を用いた。精錬剤の成分は、表1の通りである。

0031

0032

なお、精錬剤は3種類を使用したがCaO又は、CaO及びOを含有しているものであれば何種類使用してもよい。
気体酸素は、O2が100%のものを使用し、精錬剤の供給速度は、精錬剤1〜精錬剤3はそれぞれ100〜600kg/分とし、気体酸素は、10〜80Nm3とした。浸漬ランス5及び酸素ランス6を通すための開口孔(建屋2の床孔の大きさ)16は、図3に示すように、横幅0.96m、縦幅0.79mにした。

0033

まず、工程(1)にて、脱りん処理時の送酸速度と建屋2に流入する粉塵量との関係を求めるにあたっては実操業を用いた。まず、表2に示すように3回脱りん処理を行った(テスト1〜3)。

0034

0035

テスト1〜3では、脱りん処理を開始してから10分経過した途中で、精錬剤1の吹込み速度を150kg/min、精錬剤2の吹込み速度を100kg/min、気体酸素の流量を65Nm3/minに切り換えたることとした。これらの脱りん処理では、固体酸素の吹き込み速度を21、7kg/min、気体酸素の流量を65Nm3/minとしたため、送酸速度を求めると、送酸速度は86.7Nm3/minとなる。

0036

ここで、開口孔16を介して建屋2に流入する粉塵量を求めるため、3回の脱りん処理を行っているときに、開口孔16を通過する(開口孔16から建屋2内に抜ける)排ガスの粉塵濃度を測定する。詳しくは、図3に示すように、開口孔16を平面視したとき、地点A、地点B、地点Cの3カ所で排ガス中の粉塵濃度、排ガスの風速、排ガスの温度を測定した。各地点での排ガス中の粉塵濃度、排ガスの風速、排ガスは表3のようになった。

0037

0038

表3に示した測定値は脱りん処理を上記の条件で行っている間の10分間の平均値である。また、開口孔16を側面視したときの各地点の位置は、図3に示す通りである。
テスト1では、排ガス中の粉塵濃度が16069mg/Nm3、排ガスの風速は3.33m/sec、排ガスの温度は、348℃になった。開口孔16の面積は、横0.96m、縦0.79mのため、0.758m2となる。浸漬ランス5の直径が370mm、酸素ランス6の直径が200mmのため、浸漬ランス5の面積は0.107m2、酸素ランス6の面積は0.031m2となる。従って、実質的な開口孔16の面積(排ガスが通る部分の面積)は、0.62m2となる。説明の便宜上、実質的な開口孔16の面積のことを単に開口孔16の面積という。開口孔16から流入する排ガスの流速は、開口孔16の面積0.62m2×排ガスの風速3.33m/sec=2.06m3/secとなる。排ガスの温度が348℃であるため、排ガスの体積をNm3に換算すると、2.06m3/sec×273÷(273+348)=0.91Nm3/secとなる。排ガス中の粉塵濃度は、16069mg/Nm3であるため、開口孔16から建屋2内(作業床)に流入する粉塵の速度は、16069mg/Nm3×0.91Nm3/sec=14566mg/secとなる。

0039

上述したテスト1と同様に、テスト2及びテスト3での粉塵の速度(粉塵量)は、テスト2では13835mg/sec、テスト3では13677mg/secとなった。
以上のことより、テスト1〜3の結果を平均すると、送酸速度86.7Nm3/minで脱りん処理を実施した場合の建屋2に流入する粉塵量は14026mg/secとなる。

0040

なお、排ガス中の粉塵濃度(mg/Nm3)は、ろ過補修による重量濃度測定方法(JIS Z8808)で測定し、排ガスの風速は、ピトー管を用いてデジタルマノメータによる連続測定方法(JIS Z8808)で行った。排ガス温度は、熱伝対により連続測定した。
さらに、別の送酸速度であるときの建屋2に流入する粉塵量を求めるため、表4に示すように、テスト4〜6に示す条件で脱りん処理を行った。

0041

0042

テスト4〜6では、脱りん処理を開始してから10分経過した途中で、精錬剤1の吹込み速度を150kg/min、精錬剤2の吹込み速度を120kg/min、気体酸素の流量を70Nm3/minに切り換えたることとした。これらの脱りん処理では、固体酸素の吹き込み速度を23.8kg/min、気体酸素の流量を70Nm3/minとしたため、送酸速度を求めると、送酸速度は93.8Nm3/minとなる。テスト4〜6では、表5に示すように、建屋2に流入する粉塵量は、テスト4では20254mg/se
cとなり、テスト5では19898mg/sec、テスト6では19447mg/secとなった。したがって、送酸速度が93.8Nm3/minであるときの建屋2に流入する粉塵量は、19866mg/secとなった。

0043

0044

なお、上述したテスト1〜6では、気体酸素比率が75%と通常の脱りん処理で考えられる最大規模の気体酸素比率でテストを行った。即ち、建屋2に流入する粉塵量(発生する粉塵量)が最も多い気体酸素比率を選択して操業実績を、工程(1)における精錬処理時の送酸速度と建屋2に流入する粉塵量との関係を求めるものに用いた。
次に、(2)精錬処理で発生する粉塵が建屋2に流入しない未流入送酸速度X1を求めるために、表6に示すように、テスト7〜12の操業を行った。

0045

0046

テスト7〜10では、脱りん処理が10分経過した移行の途中で、精錬剤1の吹込み速度を210kg/min、気体酸素の流量を50Nm3/minにして10分間、脱りん処理を行った。
テスト7では、10分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が204〜213Nm3/minとなり、固体酸素の供給速度は14.9〜15.5Nm3/minとなり、送酸速度は64.9〜65.5Nm3/minとなった。送酸速度を64.9〜65.5Nm3/minで脱りん処理を行ったとき、開口孔16から建屋2内への粉塵の流入は確認されなかった。

0047

テスト8では、10分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が206〜213Nm3/minとなり、固体酸素の供給速度は14.9〜15.5Nm3/minとなり、送酸速度は64.9〜65.5Nm3/minとなった。また、テスト9では、10分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が205〜214Nm3/minとなり、固体酸素の供給速度は15.0〜15.6Nm3/minとなり、送酸速度は65.0〜65.6Nm3/minとなった。テスト8及びテスト9でも建屋2への粉塵の流入は見られなかった。

0048

なお、建屋2への粉塵の流入の判断は、脱りん処理時において5秒間以上連続して、開口孔16から建屋2内に粉塵が入った場合を粉塵の流入有りとし、5秒間以上連続して、開口孔16から建屋2内に粉塵が入らなかった場合を粉塵の流入無しとすることが好ましい。全く建屋2に粉塵が流入しない場合を、建屋2への粉塵が無しとすることが理想的であるが、実操業において、脱りん処理を行った場合、混銑車3内で発生したCOガスがス
ラグから瞬間的に抜けたときに一時的に粉塵が建内に流入してしまうときがある。例えば、脱りん初期等において、スラグ塩基度が低く、脱りんスラグの粘性が低いと、COガスのガス抜けが悪く、一気にCOガスが排出する。このとき、大凡2秒程度の瞬間的な粉塵の流入が確認されるが、瞬間的な粉塵の流入は建屋2内の粉塵濃度を急激に上昇させるものではなく建屋2内の環境への影響は少ないため、建屋2への瞬間的な粉塵の流入は除外することが好ましい。上述したテスト7〜9では、脱りんスラグからCOガスを抜けやすくするために、脱りん処理開始時の脱りんスラグの塩基度を2.0程度まで上昇させ、突発的なガス抜けが無い条件で精錬処理を行ったため、上述したような建屋2への瞬間的な粉塵の流入は全くなかった。

0049

テスト10は、10分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が213〜224Nm3/minとなり、固体酸素の供給速度は15.5〜16.4Nm3/minとなり、送酸速度は66.5〜67.4Nm3/minとなった。また、テスト11では、10分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が216〜225Nm3/minとなり、固体酸素の供給速度は15.8〜16.4Nm3/minとなり、送酸速度は66.8〜67.4Nm3/minとなった。テスト12では、10分間の脱りん処理中での送酸速度の実績値が214〜223Nm3/minとなり、固体酸素の供給速度は15.6〜16.3Nm3/minとなり、送酸速度は66.6〜67.3Nm3/minとなった。テスト10〜12では、5秒間以上連続して、開口孔16から建屋2内への粉塵の流入が確認された。

0050

以上、テスト7〜12の操業結果によれば、送酸速度が65.5Nm3/min以下の場合では、建屋2内への粉塵の流入は無く、65.5Nm3/minを超えると、建屋2内への粉塵の流入がある結果となった。
送酸速度と粉塵流入速度との関係を整理すると、送酸速度が65.0Nm3/minの場合は、建屋2に流入する粉塵流入速度(粉塵量)は0mg/secとなり、送酸速度が86.7Nm3/minの場合は、粉塵流入速度(粉塵量)は14026mg/secとなり、送酸速度が86.7Nm3/minの場合は、粉塵流入速度(粉塵量)は19866mg/secとなる。さらに整理すると、工程(1)における送酸速度と建屋2に流入する粉塵量との関係は図4に示す曲線A(二次曲線)となり、工程(2)における未流入送酸速度X1は、図4で示す65.0Nm3/minとなる。なお、テスト7〜12の操業結果では、建屋2内への粉塵の流入が無い送酸速度は、65.5Nm3/minであるが、この実施例では、送酸速度のバラツキを考慮し、未流入送酸速度X1を65.0Nm3/minとしている。

0051

工程(3)にて、未流入送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行ったとし、このときの精錬処理の精錬処理時間と建屋2内の粉塵濃度との関係を用いて求めるにあたっては、シミュレーションを用いた。シミュレーションでは、1秒毎に流入する建屋2の粉塵流入量と建屋2から流出する流出量とを用いて、建屋2内の粉塵濃度を求めた。建屋2から流出する流出量は、建屋集塵の能力及び建屋集塵したときの気体排出ガス)の粉塵濃度によって決まるが、建屋集塵したときの排ガスの粉塵濃度は、下記に示すように、建屋2内の粉塵濃度と同程度としたうえで、流出量を求めることとした。

0052

未流入送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2は94.0Nm3/minとした。送酸速度X2を94.0Nm3/minをしたときの粉塵流入速度(粉塵量)は、図4の曲線の式から求め、20044mg/secとした。建屋2の体積を求めるにあたっては、実際の建屋2の大きさを使用した。図5に示すように、建屋2内の作業床の横幅は15.25m、縦幅は13.70m、高さが20.0mであるため、建屋2の体積は4179m3となる。図5に示すように、建屋2内には、浸漬ランス5、酸素ランス6、ランスキャリッジのほか、ランス交換デッキ、ランス点検デッキなど様々な設備が設けられているが、これらの体積は建屋2の他の空間体積と比較すると、小さいため、様々な設備を除かずに、建屋2の周囲の大きさをそのまま建屋2の体積とした。

0053

開口孔16から建屋2内へ流入してきた粉塵は、障害物が無ければ、建屋集塵機15へと進んでいき当該建屋集塵機15によって捕獲されるが、実際は、建屋2内に設置した様
々な設備に当たりながら拡散するため、開口孔16から建屋2内に流入した粉塵は、瞬時に建屋2内に均一に拡散するとし、建屋2内の粉塵濃度を計算することとした。また、開口孔16から建屋2に流入した粉塵の平均粒度は4〜8μmと非常に細かいことから、重力による沈降等を考慮せずに計算した。

0054

さて、送酸速度X2を94.0Nm3/minとして、建屋2内に20044mg/secの粉塵が流入した場合、建屋2内の粉塵濃度は、20044mg÷4179m3=4.8mg/m3になる。一方で、建屋集塵により建屋2内の粉塵は集塵されることから、建屋集塵機15の風量が3000m3/minの場合、1秒間当たりの排出能力は、3000/60で50m3/secとなり、50m3/sec×4.8mg=240mgの集塵が建屋集塵で除去されることになる。これにより、1秒後の建屋2内の粉塵量は、20044mg−240mg=19804mgとなる。そして、建屋2内の粉塵濃度は、19804mg/4179m3=4.74mg/m3となる。
上述したような考え方で、送酸速度を94.0Nm3/minとした場合、建屋2内の粉塵濃度は、図6に示すように、精錬処理時間に応じて次第に増加していき、精錬時間が571秒となった時点で、396mg/m3の一定となる。これは、開口孔16から建屋2に流入する粉塵量と、建屋集塵で排出する粉塵量(流出量)とが釣り合うからである。

0055

同様に、送酸速度を94Nm3/minとした場合で、建屋集塵の能力が2000m3/minの場合は、1秒間当たりの排出能力は、2000/60で33m3/secとなり、33m3/sec×4.8mg=160mgの集塵が建屋集塵で除去されることになる。これにより、建屋2内の粉塵濃度は、(20044/160)/=4.76mg/m3となる。送酸速度が94Nm3/minであり、建屋集塵の能力が2000m3/minの場合は、図7に示すように、精錬時間が858秒となった時点で、597mg/m3の一定となる。

0056

同様に、送酸速度が94Nm3/minであり、建屋集塵の能力が6000m3/minの場合は、図8に示すように、精錬時間が284秒となった時点で、196mg/m3の一定となる。
以上、工程(3)によって、送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で精錬処理を行った場合において、精錬処理の精錬処理時間と建屋2内の粉塵濃度との関係について求めると、脱りん処理時に一定時間経過すると、建屋2内の粉塵濃度は一定値となる。つまり、最も建屋集塵の能力(風量)が小さい2000m3/minの場合でも、858秒でで建屋2内の粉塵濃度は一定になる。

0057

さて、工程(4)では、送酸速度X2で脱りん処理を行った後、送酸速度X1以下の送酸速度にて脱りん処理を行った場合での精錬処理時間(脱りん処理時間)と建屋2内の粉塵濃度との関係を求める。次に、粉塵濃度が作業環境管理で定める第1管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。
送酸速度を未流入送酸速度X1以下にした場合、工程(3)で示したように、建屋2内の粉塵濃度が上昇していたとしても、建屋2内には新たに粉塵は流入しないため、未流入送酸速度を未流入送酸速度X1以下にした精錬時間が進むにつれて次第に建屋2内の粉塵濃度は低下する。

0058

送酸速度を94Nm3/minとし且つ建屋集塵の能力を3000m3/minにして精錬処理を行った段階では、建屋2内の総粉塵量は、396mg/m3×4179m3=1654884mgである。この状態から、送酸速度を未流入送酸速度X1以下(例えば、65Nm3/min以下)にした場合、建屋集塵の能力が3000m3/minであるため、1秒間当たりの粉塵の排出量は、19800mgとなる[(3000m÷60)×396]。1秒後の建屋2内の粉塵量は1654884mg−19800mg=1635084mgとなり、建屋2内の粉塵濃度は1635084mg÷4179m3=391.3mg/m3となる。同様に繰り返し計算を行うと、図9に示すように、建屋2の粉塵濃度は低下していく。図9に示すように、送酸速度X2で精錬処理を行った後、送酸速度X1以下の送酸速度にて精錬処理を行った場合、送酸速度をX1以下にして時点から、463秒経過すれば、建屋2内の粉塵濃度が、作業環境管理で定める第1管理区分に相当する
粉塵濃度である1.51mg/m3未満にすることができる。この463秒が工程(4)で示した低下時間となる。

0059

なお、建屋集塵を実施したとき建屋集塵で排出した同等の量の大気等が必要となるが、工程(4)では、粉塵濃度が0/m3である大気が開口孔16を介して建屋2内に流入するすることとして計算を行っている。
図10に示すように、同様に、建屋集塵の能力をが2000m3/minで且つ、送酸速度の低下前の送酸速度が94Nm3/minで脱りん処理を行った場合は、送酸速度をX1以下にして時点から748秒経過すれば、建屋2内の粉塵濃度を第1管理区分に相当する粉塵濃度未満にすることができる。

0060

また、図11に示すように、建屋集塵の能力をが6000m3/minで且つ、送酸速度の低下前の送酸速度が94Nm3/minで脱りん処理を行った場合は、送酸速度をX1以下にして時点から200秒経過すれば、建屋2内の粉塵濃度を第1管理区分に相当する粉塵濃度未満にすることができる。
以上のように、図4に示すように、工程(1)では脱りん処理における送酸速度と建屋2に流入する粉塵量との関係を求め、工程(2)では、脱りん処理で発生する粉塵が建屋2に流入しない未流入送酸速度X1を求める。そして、図6〜8に示すように、工程(3)では、未流入送酸速度X1よりも大きい送酸速度X2で脱りん処理を行った場合での脱りん処理と建屋2内の粉塵濃度との関係を求める。図9〜11に示すように、工程(4)では、送酸速度X2で精錬処理を行った後、送酸速度X1以下の送酸速度にて脱りん処理を行った場合における精錬処理時間と建屋2内の粉塵濃度との関係に基づき、粉塵濃度が作業環境管理で定める第1管理区分に相当する粉塵濃度まで低下する低下時間を求める。

0061

実操業では次のような処理を行う。
精錬剤の投入量、気体酸素の投入量を、実績操業データを基に脱りん処理後[P]濃度、脱りん処理後温度、脱りんスラグ塩基度目標値になるように設定する。詳しくは、脱りん率と、気体酸素の原単位、固体酸素の原単位、処理前のSi濃度及び脱りん処理後の溶銑温度の関係は、式(1)となるため、この式(1)を用いて、気体酸素の原単位等を求める。

0062

0063

例えば、Pi=0.117質量%、Paim=0.020質量%である場合、式(1)は式(2)のようになる。

0064

0065

固体酸素の原単位は、式(3)となる。

0066

0067

また、この実施形態では、精錬剤(脱りん処理での精錬剤)を、精錬剤1、精錬剤2、精錬剤3の3種類する。精錬剤を3種類とした場合、脱りん処理後の溶銑目標温度、脱りん処理前の溶銑温度、精錬剤1の原単位、精錬剤2の原単位、精錬剤3の原単位、気体酸素の原単位、処理前のSi濃度、処理前のMn濃度との関係は、式(4)となる。

0068

0069

まず、脱りん処理で使用する精錬剤1の原単位を式(5)により求める。精錬剤1の原単位を求めるには、図12に示すように処理前のSi濃度を用いる。ここで、脱りん処理時の塩基度は、1.8とした。

0070

0071

脱りん処理時において、特開2012−122134号公報に示すように、スラグの塩基度がスラグの塩基度は2.5以上になると、脱りんスラグの融点が上昇し、混銑車3へのスラグ付着が大きくなる。そのため、まず、精錬剤1の原単位を求めるにあたっては、後で設定する精錬剤2や精錬剤3によりスラグの塩基度が上昇することも考慮し、精錬剤1の原単位の設定時におけるスラグの塩基度を1.8としている。例えば、処理前のSi濃度を0.21質量%である場合は、式(5)により、88.95×0.21+0.15=18.8kg/tとなる。

0072

精錬剤2における固体酸素は、集塵したダスト等を用いている。精錬剤2に使用するダストと他の材料とのバランスを考え、精錬剤2の原単位は、25kg/tとした。
上述したように、精錬剤1と精錬剤2とを求めると、最後に精錬剤3の原単位を求める。ここで、精錬剤1と、精錬剤2の使用する原単位が決まっているため、精錬剤3の原単位(使用する原単位)及び気体酸素の原単位は、上述した式(1)及び式(4)を満たすように、連立方程式解くことによって、求めることができる。上述した実施例では、精錬剤3の原単位は15.1kg/tとなり、気体酸素の原単位は5.34Nm3/tとなる。ここで、脱りん処理時における溶銑量を291tonとすると、各精錬剤の供給量(投入量)は次のようになる。精錬剤1は、18.8kg/t×291ton=5479kg、精錬剤2は、25kg/t×291ton=7275kg、精錬剤3は、15.1kg/ton×291ton=7275tonとなる。ここで、各精錬剤の供給量を10の位で切り上げすると、精錬剤1は5500kg、精錬剤2は7300kg、精錬剤3は4400kgとなる。また、気体酸素量は、5.34Nm3/t×291ton=1553Nm3となり、1の位で切り上げすると、1560Nm3となる。

0073

ここで、建屋集塵の能力を3000m3/minとし、送酸速度を大凡94Nm3/minで脱りん処理を実施する。上述した処理(1)〜(4)の結果により、408秒以上前に、精錬処理の送酸速度を65Nm3/min以下にする。
詳しくは、脱りん処理において4段階に分けて送酸速度を決定した。まず、最初の1段階から3段階までは、送酸速度を94Nm3/minに固定して脱りん処理を行い、最後の第4段階で送酸速度を65Nm3/minにした。

0074

上述したように、精錬剤1〜3の供給量、気体酸素の原単位は求めているが、各段階でも精錬剤の供給量及び気体酸素の原単位は次のようになる。
第1段階では、精錬剤1の吹込み速度を300kg/min、精錬剤2の吹き込み速度を250kg/min、気体酸素の流量を45Nm3/minとした。
送酸速度は、300kg/min×0.073Nm3/kg+250kg/min×0.107Nm3/kg+45Nm3/min=97.3Nm3/minとなる。ただし、気体酸素は処理開始から5分後に吹き付けを開始し、第1段階では、特開2012−122134号公報に示すように、溶銑4のSi濃度が0.10%になるまで吹き込んだ。

0075

第1段階において、気体酸酸素を吹き付けていない時間が4分、吹込みの下限時間をa
分とすると、吹き込みの下限時間は式(6)により求めることができる。

0076

0077

式(6)により、吹き込み時間aは2.1分となる。この実施例では、6.1分間、上記の送酸速度で吹き込みを行った。第1段階における脱珪酸素効率は、式(7)になる。脱珪素酸素効率は、 野見山、市川浩、丸川雄浄、姉崎正治、植木弘三満、鉄と鋼、vol.15(1983),1738-1445.Fig6の混銑車3脱珪の処理前Si濃度と脱珪酸素効率の関係」に示すように求めることができる。

0078

0079

第1段階では、精錬剤1を1830kg(300kg/min×6.1min)吹き込んだことになる。精錬剤1の総供給量は上述したように、5500kgであるため、残りの3670kgを第2段階以降で吹き込む。
第2段階では、精錬剤1の吹込み速度を200kg/min、精錬剤2の吹き込み速度を130kg/min、気体酸素の流量を65Nm3/minとした。

0080

送酸速度は、200kg/min×0.073Nm3/kg+130kg/min×0.107Nm3/kg+45Nm3/min=93.5Nm3/minとした。第2段階の吹き込み時間は、精錬剤1の残りの供給量を利用して、3670kg/200kg/min=18.4(min)とした。
さて、上述したように第1段階と第2段階によって、3種類の精錬剤のうち、精錬剤1の吹き込みが終了する。第3段階及び第4段階では、精錬剤2と精錬剤3とを吹き込むことになるが、第4段階では、未流入送酸速度X1以下で吹き込みを行うため、精錬剤2の供給量と、精錬剤3の供給量と、送酸速度とのバランスを考慮する必要がある。第3段階及び第4段階は、次のように、各精錬剤の供給量、送酸速度等を設定する。

0081

まず、第4段階では、送酸速度を低くしなければならないため、第4段階での精錬剤の供給量を先に設定する。第4段階では、送酸速度を未流入送酸速度X1以下、即ち、65kg/min以下にしなければならないため、精錬剤3の吹込み速度を500kg/minとする(送酸速度=500kg/min(精錬剤3の吹き込み速度)×0.130kg/Nm3=65kg/min)。ここで、上述したように、送酸速度を65kg/minにした状態で粉塵濃度を第1管理区分に相当する粉塵濃度以下にするためには、第4段階において、低下時間である463秒以上早く、送酸速度を65kg/minにする必要がある。この実施例では、送酸速度を65kg/minにする時間を、463秒よりも長い480秒とした。

0082

第4段階では、精錬剤3の吹込み速度を500kg/minとしたうえで、480秒間(8分)吹き込むことから、第3段階で吹き込まなければならない残り量は、4400kg−500kg/min×8min=400kgとなる。また、精錬剤2の残り量は、7300kg−250kg/min×(4+2.1)min−130kg/min×18.4=3390kgとなる。

0083

気体酸素の残り量は、1560Nm3−2.1min×45Nm3/min−18.4min×65Nm3/min=270Nm3となる。残りの総酸素量は、3390kg×0.107Nm3/kg+400×0.130Nm3/kg+270Nm3=687Nm3となる。この気体酸素の残り量である687Nm3を第3段階の送酸速度である94Nm3/minで割ると、7.31minとなり、この時間が第3段階の時間となる。最終的に、精錬剤2の吹き込み速度は、3390kg÷7.31min=463.7kg/minとなり、精錬剤3の吹き込み速度は、400kg÷7.31min=54.7kg/
min、気体酸素の吹き込み速度は、270Nm3÷7.31min=37.1Nm3/minとなる。精錬剤2,3の吹き込み速度は、1の位で切り下げ、気体酸素は0.1の位で切り下げすると、精錬剤2の吹込み速度は460kg/min、精錬剤3の吹き込み速度は50kg/min、気体酸素の流量は37Nm3/minとなる。第3段階における実際の送酸速度は460kg/min×0.107Nm3/kg+50kg/min×0.130Nm3/min+37Nm3/min=92.7Nm3/minとなる。ここで、第3段階における実際の送酸速度が92.7Nm3/minであるため、第3段階における総酸素量687Nm3を満たすようにするために、687Nm3÷92.7Nm3/min=7.41minが、実際の第3段階における脱りん処理時間となる。

0084

このように、脱りん処理を実施した結果、脱りん処理後の建屋2内の粉塵濃度は1.0mg/m3にすることができた。
シミュレーションでは、粉塵濃度は1.2mg/m3になる見込みであったため、ほぼシミュレーションと実績値が等しくなっている。なお、脱りん処理終了の建屋2内の粉塵濃度は、上述したようにろ過補集による重量濃度測定法で測定した。粉塵濃度は、脱りん処理終了から、1分間の粉塵濃度を測定し、平均値を使用した。なお、建屋集塵を継続した場合、建屋2内が換気されていくため、脱りん処理終了と同時に建屋集塵の集塵の風量を0m3/minとして粉塵濃度測定を行った。図13に示すように、建屋内における粉塵濃度の測定は、作業者の顔の位置を考慮し、建屋2の作業床の高さ1.5mの位置で3カ所で行った。また、図13に示すように、粉塵濃度の測定は、作業者が主に作業する範囲の中で、ランス孔から近い順に3箇所で行った。

0085

表7,8は、上述した実施例の他に実施した形態をまとめたものである。

0086

0087

0088

表7は、実験No1〜7における溶銑量、溶銑の成分、処理前の溶銑温度、処理後の目標[P]、処理後の目標温度、各精錬剤の使用予定の原単位、使用予定量、未流入送酸速度X1、建屋集塵の集塵風量、下限時間等をまとめたものである。各精錬剤の使用量、未流入送酸速度、下限時間は上述した実施例と同様の方法で求めた。なお、特開2012−122134号公報に示されているように、脱りん処理時間の上限値は、50分以内とし
た。

0089

表8に示すように、実験No1〜4では、脱りん処理時間を規定である50分以内にしつつ、建屋内の粉塵濃度を作業環境管理で定める第1管理区分の粉塵濃度以下にすることができた。
一方、実験No5では、建屋内の粉塵濃度を作業環境管理で定める第1管理区分の粉塵濃度以下にすることができたものの、脱りん処理時間が規定された50分よりもかかってしまった。実験No6及び7では、脱りん処理時間を、規定された50分以内にすることができたものの、建屋内の粉塵濃度が、作業環境管理で定める第1管理区分の粉塵濃度よりも大きくなった。

実施例

0090

なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、操業条件、各種パラメータ構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。

0091

1溶銑予備処理設備
2建屋
3混銑車
4溶銑
5 浸漬ランス
6酸素ランス
7炉口
8集塵フード
9集塵口
10スプラッシュカバー
11排出路
12ガス冷却設備
13バグフィルター
15 建屋集塵機
16 開口孔

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • JFEスチール株式会社の「 混銑車、混銑車の使用方法及び混銑車の大型化方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】除滓処理工程や精錬処理工程における既存の固定設備の改造を必要とせず、さらに、大型化の改造を施した混銑車と施していない混銑車とが混在した状態でも操業をすることが可能な、混銑車、混銑車の使用方法及... 詳細

  • 日本製鉄株式会社の「 排滓システム及び排滓方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】ドラッガーによる排滓の際、簡便な方法で排滓効率を高めることが可能な技術を開示する。【解決手段】少なくとも一方向に傾けることが可能な鍋と、鍋を傾けた状態で、鍋の傾き方向に動作して、鍋に収容された... 詳細

  • 日本製鉄株式会社の「 溶銑脱燐方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】低コストでかつ高効率な溶銑脱燐方法を提供する。【解決手段】溶銑鍋内の溶銑にフリーボードを挿入し、前記フリーボード内に精錬剤を添加してインペラーによる機械撹拌を行いながら前記溶銑と前記精錬剤とを... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ