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技術 高炉溶銑大樋での溶銑滓処理方法及び高炉溶銑大樋スキンマーダンパー

出願人 日本製鉄株式会社
発明者 篠原貴司石田哲也宮部剛
出願日 2016年3月15日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-050804
公開日 2017年9月21日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-166009
状態 特許登録済
技術分野 溶鉱炉 炉の装入、排出(炉一般2)
主要キーワード 局部損傷 樋構造 スキンマー 溶滓鍋 高炉休風 メタルライン 溶滓樋 溶銑レベル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年9月21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 (5)

課題

高炉炉熱が低下したときに、溶滓樋での溶滓固化を防止する。

解決手段

高炉の炉熱が低下したときに、溶滓を、高炉溶銑スキンマーダンパー3Aの上面を超えさせ、スキンマーダンパー3Aの下流側に流し込ませ、溶銑11と溶滓12を合わせ高炉溶銑大樋から溶銑樋に排出させることを特徴とする溶銑大樋での溶銑滓処理方法および高炉溶銑大樋のスキンマーダンパー。高炉の炉熱が回復したときには、高炉溶銑大樋のスキンマーダンパーの上面に耐火物積載することにより、溶滓を高炉溶銑大樋のスキンマーダンパーでき止め、溶滓12をスキンマーダンパーの上流側から溶滓樋に排出させ、溶銑11をスキンマーダンパーの下流側の溶銑樋に排出させる

概要

背景

高炉出銑口から排出された溶銑滓は、出銑口前に設置した高炉溶銑で、溶銑溶滓が分離される。溶銑と溶滓は、比重差により分離されるので、勢いよく噴出した溶銑は、出銑口前の樋で、一定の静置容積と時間が必要であり、そのため出銑口前の樋は、大きな容量が必要で、溶銑大樋と言われている。溶銑大樋の後半で、分離した溶銑滓の内、比重差により上方にある溶滓は、スキンマーダンパーによりき止められ、溶滓樋で、大樋から排出される。一方、溶銑滓の下方にある溶銑は、スキンマーダンパーと大樋底面の隙間から潜り抜け、大樋に接続する溶銑樋に排出される。
このように、高炉溶銑大樋は、大量の溶銑滓を分離する機能を有しているが、耐火物損耗激しく、耐火物の損耗に対し、出銑の合間の短時間にその補修が必要である。そこで、従来から、損耗の少ない大樋構造や耐火物、更に補修が容易な構造等の研究がなされてきた。

スキンマー部の排滓樋に堰ブロックを設置し、出銑口閉塞時に、堰ブロックを取り外し、スキンマー部に残留する溶滓を少なくする発明の記載がある(特許文献1)。
高炉大樋の下流端に、溶銑流量調節弁を設け、大樋内溶銑レベルが溶滓樋の入り口直下に位置するように溶銑流量調節弁を調整する発明の記載がある(特許文献2)。
スキンマーダンパーより下流の側壁又は炉壁スライディングノズルを設けた発明の記載がある(特許文献3)。
主樋の溶滓樋の分岐部より上流に1以上のダンパー昇降自在に設置した溶銑用大樋の発明の記載がある(特許文献4)。
溶銑用大樋の下流の溶銑樋の底面にサブ溶銑樋を設けた溶銑用大樋の発明の記載がある
(特許文献5)。

概要

高炉の炉熱が低下したときに、溶滓樋での溶滓の固化を防止する。高炉の炉熱が低下したときに、溶滓を、高炉溶銑大樋のスキンマーダンパー3Aの上面を超えさせ、スキンマーダンパー3Aの下流側に流し込ませ、溶銑11と溶滓12を合わせ高炉溶銑大樋から溶銑樋に排出させることを特徴とする溶銑大樋での溶銑滓処理方法および高炉溶銑大樋のスキンマーダンパー。高炉の炉熱が回復したときには、高炉溶銑大樋のスキンマーダンパーの上面に耐火物を積載することにより、溶滓を高炉溶銑大樋のスキンマーダンパーで堰き止め、溶滓12をスキンマーダンパーの上流側から溶滓樋に排出させ、溶銑11をスキンマーダンパーの下流側の溶銑樋に排出させる

目的

高炉の炉熱が低下したときに、溶滓樋での溶滓の固化を防止する溶銑滓の処理方法および溶滓樋での溶滓の固化を防止する高炉溶銑大樋スキンマーダンパーを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

高炉炉熱が低下したときに、溶滓を、高炉溶銑スキンマーダンパー上面を超え、スキンマーダンパーの下流側に流れ込ませ、溶銑と溶滓を合わせて高炉溶銑大樋から溶銑樋に排出させることを特徴とする高炉溶銑大樋での溶銑滓処理方法

請求項2

請求項1に記載の高炉溶銑大樋での溶銑滓処理方法において、高炉の炉熱が回復したときに、高炉溶銑大樋のスキンマーダンパーの上面に耐火物積載することにより、溶滓を高炉溶銑大樋のスキンマーダンパーでき止め、溶滓をスキンマーダンパーの上流側から溶滓樋に排出させ、溶銑をスキンマーダンパーの下流側の溶銑樋に排出させることを特徴とする高炉溶銑大樋での溶銑滓処理方法。

請求項3

高炉溶銑大樋のスキンマーダンパーであって、前記スキンマーダンパーの上面高さが、高炉溶銑大樋の側壁の上面高さより低く、前記スキンマーダンパーの上に耐火物を積載することにより前記スキンマーダンパーの上面高さと高炉溶銑大樋の側壁の上面の高さを同じ高さレベルにすることができることを特徴とする高炉溶銑大樋のスキンマーダンパー。

技術分野

0001

本発明は、高炉溶銑での溶銑滓処理方法及び高炉溶銑大樋スキンマーダンパーに関する。

背景技術

0002

高炉出銑口から排出された溶銑滓は、出銑口前に設置した高炉溶銑大樋で、溶銑溶滓が分離される。溶銑と溶滓は、比重差により分離されるので、勢いよく噴出した溶銑は、出銑口前の樋で、一定の静置容積と時間が必要であり、そのため出銑口前の樋は、大きな容量が必要で、溶銑大樋と言われている。溶銑大樋の後半で、分離した溶銑滓の内、比重差により上方にある溶滓は、スキンマーダンパーによりき止められ、溶滓樋で、大樋から排出される。一方、溶銑滓の下方にある溶銑は、スキンマーダンパーと大樋底面の隙間から潜り抜け、大樋に接続する溶銑樋に排出される。
このように、高炉溶銑大樋は、大量の溶銑滓を分離する機能を有しているが、耐火物損耗激しく、耐火物の損耗に対し、出銑の合間の短時間にその補修が必要である。そこで、従来から、損耗の少ない大樋構造や耐火物、更に補修が容易な構造等の研究がなされてきた。

0003

スキンマー部の排滓樋に堰ブロックを設置し、出銑口閉塞時に、堰ブロックを取り外し、スキンマー部に残留する溶滓を少なくする発明の記載がある(特許文献1)。
高炉大樋の下流端に、溶銑流量調節弁を設け、大樋内溶銑レベルが溶滓樋の入り口直下に位置するように溶銑流量調節弁を調整する発明の記載がある(特許文献2)。
スキンマーダンパーより下流の側壁又は炉壁スライディングノズルを設けた発明の記載がある(特許文献3)。
主樋の溶滓樋の分岐部より上流に1以上のダンパー昇降自在に設置した溶銑用大樋の発明の記載がある(特許文献4)。
溶銑用大樋の下流の溶銑樋の底面にサブ溶銑樋を設けた溶銑用大樋の発明の記載がある
(特許文献5)。

先行技術

0004

特開昭62−59388号公報
特開昭63−83208号公報
実願昭60−104627号公報
実開平4−44350号公報
実開平4−64551号公報

発明が解決しようとする課題

0005

従来から、高炉溶銑大樋について、損耗の少ない構造や耐火物、更に補修が容易な構造等の研究がなされてきた。
一方、高炉の操業においては、操業条件の変化により、溶銑滓の性状が大きく変化することがある。出銑口から排出される銑滓低温の場合に、溶滓が溶滓樋で固化してしまい、出銑口からの溶銑滓の排出が不可能となることもある。
特許文献1に記載の発明は、出銑口閉塞時に、スキンマー部に残留する溶滓を少なくするものであり、出銑口から排出される銑滓が低温の場合の、溶滓樋での固化を防止する発明ではない。
特許文献2に記載の発明は、大樋にスキンマーを設ける必要がなく、出銑口閉塞時に残留する溶滓を少なくするものであり、出銑口から排出される銑滓が低温の場合の、溶滓樋での固化を防止する発明ではない。
特許文献3に記載の発明は、スキンマー側壁のスラグラインメタルライン局部損傷を防止するものであり、出銑口から排出される銑滓が低温の場合の、溶滓樋での固化を防止する発明ではない。
特許文献4に記載の発明は、主樋の溶滓樋の分岐部より上流に設置したダンパーにより、溶銑滓の流れが穏やかになり、銑滓分離が向上し、大樋の縮小化、耐火物の使用量減を可能とする。
特許文献5に記載の発明は、サブ溶銑樋の設置により、耐火物の局部的な損耗が防止できる。しかし、出銑口から排出される銑滓が低温の場合の、溶滓樋での固化を防止する発明ではない。

0006

高炉の操業条件の変化により、高炉の炉熱が低下し、出銑口から排出される銑滓の温度が低下した場合、溶銑大樋から排出された溶滓が、溶滓樋の途中で固化してしまい、滓が、滓に行きつかず、出銑口からの出銑を中止しなければならなくなる事態が起こる。
本発明者は、係る事態の対応策を検討してきた。

0007

本発明の目的は、高炉の炉熱が低下したときに、溶滓樋での溶滓の固化を防止する高炉溶銑大樋での溶銑滓処理方法及び高炉溶銑大樋スキンマーダンパーの提供である。

課題を解決するための手段

0008

(1)高炉の炉熱が低下したときに、
溶滓を、高炉溶銑大樋のスキンマーダンパー上面を超え、スキンマーダンパーの下流側に流し込ませ、
溶銑と溶滓を合わせて高炉溶銑大樋から溶銑樋に排出させることを特徴とする高炉溶銑大樋での溶銑滓処理方法。
(2)(1)に記載の高炉溶銑大樋での溶銑滓処理方法において、
高炉の炉熱が回復したときに、
高炉溶銑大樋のスキンマーダンパーの上面に耐火物を積載することにより、溶滓を高炉溶銑大樋のスキンマーダンパーで堰き止め、
溶滓をスキンマーダンパーの上流側の溶滓樋に排出させ、
溶銑をスキンマーダンパーの下流側の溶銑樋に排出させることを特徴とする高炉溶銑大樋での溶銑滓処理。
(3)高炉溶銑大樋のスキンマーダンパーであって、
前記スキンマーダンパーの上面高さが、高炉溶銑大樋の側壁の上面より低く、
前記スキンマーダンパーの上に耐火物を積載することにより前記スキンマーダンパーの上面高さと高炉溶銑大樋の側壁の上面の高さを同じ高さレベルにすることができることを特徴とする高炉溶銑大樋のスキンマーダンパー。

発明の効果

0009

高炉の炉熱が低下したときに、溶滓樋での溶滓の固化を防止する溶銑滓の処理方法および溶滓樋での溶滓の固化を防止する高炉溶銑大樋スキンマーダンパーを提供することができる。

図面の簡単な説明

0010

高炉の高炉溶銑大樋、溶銑樋及び溶滓樋の配置を示す図。
高炉の高炉溶銑大樋の概略を示す図。
本発明のスキンマーダンパーの機能を説明する図。
本発明のスキンマーダンパーの構造の例を示す図。

実施例

0011

図1に、高炉1の高炉溶銑大樋、溶銑樋及び溶滓樋の配置を示す。高炉1から排出された溶銑滓は、出銑口前に設置された高炉溶銑大樋2で、溶銑と溶滓が比重差により分離される。溶滓は、スキンマーダンパー3により堰止められ、溶滓樋4に排出され、溶滓鍋5に導かれる。一方、溶銑は、スキンマーダンパー3の下を潜り抜け、スキンマーダンパー3の後ろに設置された溶銑樋6に排出され、トーピードカー7に導かれる。

0012

ここで、高炉溶銑大樋2の機能について説明する。図2に、高炉の高炉溶銑大樋の概略を示す。高炉内にある溶銑滓9は、高炉内の圧力により、勢いよく押し出され、放物線を描き出銑口8から噴出し、高炉溶銑大樋2に落下する。高炉溶銑大樋2には、不定形耐火物10が内貼りされており、溶銑滓9が貯留されている。貯留されていることにより、勢いよく噴出した溶銑滓9が沈静化し、銑と滓の分離が行われる。図2において、比重差により、溶銑11は、下方に、溶滓12は、上方に分離する。溶滓12は、スキンマーダンパー3により堰止められる。排滓口13は、入り口が盛砂で盛られており、溶滓12の量が十分貯留した段階で、排滓口の盛砂を突き落とし、貯留した溶滓12が、溶滓樋4に導かれる。

0013

高炉溶銑大樋2の下方に貯留された溶銑11は、スキンマーダンパー3の下を潜り抜け、スキンマーダンパー3の右側の領域に貯留される。溶滓12は、比重が小さいことから、当該領域には、存在しない。溶銑11の量が十分貯留した段階で、排銑口14の盛砂を突き落とし、貯留した溶銑11が、溶銑樋6に導かれる。

0014

平常時の高炉操業では、上記に示す方法により、高炉溶銑大樋2での溶銑と溶滓の分離が行われ、高炉からの出銑滓は、順調に実施される。
しかし、高炉休風時の立ち上がりや、操業変化により、高炉の炉熱が低く、溶銑滓の温度が低下した場合は、高炉溶銑大樋2での溶銑と溶滓の分離が順調に実施できなくなることがあり、問題となる。

0015

図2において、排滓口13の盛砂を突き落とし、貯留した溶滓12を、溶滓樋4に導く際に、溶銑滓の温度が低いと、溶滓が、溶滓樋4で固化してしまうことがある。即ち、溶滓の表面は、大気により冷却され固化する。また、溶滓の下面は、溶滓樋4の耐火材料に接し、耐火材料に熱を奪われ固化する。溶滓は、溶滓樋4を流れるに従い、徐々に冷却が進行し、最終的には、溶滓流れの断面全部が固化し、溶滓樋4の途中で、溶滓流が、流れなくなってしまうことがある。そうすると高炉1から次々に排出される溶滓が、溶滓樋4をオーバーフローするトラブルとなり、高炉1の出銑作業を中止しなければならなくなる。溶滓の溶融温度(1300℃前後)が、溶銑の溶融温度(1150℃前後)より高温であることから、溶滓の方が溶銑より固化しやすいことによる。

0016

(本発明に係る溶銑大樋での溶銑滓処理)
本発明は、かかる問題を解決する方策である。
図3は、本発明のスキンマーダンパーの機能を説明する図である。図3(A)は、溶滓温度が低い場合の溶滓処理方法であり、スキンマーダンパー下部3Aの上面の高さ位置は、高炉溶銑大樋2の側壁上面より低い。スキンマーダンパー下部3Aは、スキンマーダンパー3の下部に相当するものである。具体的には、スキンマーダンパー下部3Aの上面の高さ位置は、排滓口13の底辺の高さ位置と排銑口14の底辺の高さ位置との間にある。本発明は、溶滓温度が低く、溶滓が、溶滓樋4で固化すると予想される場合は、溶滓をスキンマーダンパー下部3Aにより堰き止めないことに特徴がある。そうすると、溶滓は、スキンマーダンパー下部3Aの下流側(図3(A)で、スキンマーダンパー下部3Aの右側)に流れ、高炉溶銑大樋2の全面に流れ、配置される。

0017

次に、排銑口14の盛砂141を突き落とし、溶銑11と共に溶滓12を溶銑樋6に導き、溶銑と溶滓を共にトーピードカー7に導く。この場合、溶銑樋6に接するのは、比重が大きい溶銑であり、溶銑の融点は、低いので、樋の耐火物に触れても固化することはない。溶銑の上に載った溶滓は、樋の耐火物に触れることがないので、固化することなく、溶銑樋6を流れて、溶銑と溶滓が、共にトーピードカー7に導かれる。
このように、溶滓温度が低い時は、溶銑と溶滓を一緒に、トーピードカー7に入れる。トーピードカー7に入れられた溶滓は、高炉1と製鋼工程の間にある溶銑予備処理施設内の排滓設備により、排滓する。

0018

図3(B)は、その後、平常の溶滓温度に回復した場合の溶滓処理方法である。溶滓温度が回復したと判断した段階で、スキンマーダンパー下部3Aの上にスキンマーダンパー上部3Bを積載する。スキンマーダンパー上部3Bは、スキンマーダンパー3の上部に相当するものである。スキンマーダンパー上部3Bをスキンマーダンパー下部3Aの上に積載したことにより、平常のスキンマーダンパー3と同じ機能を持たせる。即ち、溶滓12は、スキンマーダンパー3により堰止められ、盛砂131を突き落とし、排滓口13から、溶滓樋4に導かれる。一方、溶銑11は、排銑口14から溶銑樋6に導かれる。

0019

(本発明に係る高炉溶銑大樋のスキンマーダンパー)
図4に、本発明に係るスキンマーダンパーの構造の例を示す。図4(A)は、高炉溶銑大樋2の断面であり、レンガ17の内側に不定形耐火物10が内貼りされている。スキンマーダンパー下部3Aは、高炉溶銑大樋2の側壁および底面と同じ材質の不定形耐火物10であり、側壁および底面と一体で施工される。スキンマーダンパー下部3Aと高炉溶銑大樋2の底面の間には、溶銑が潜り抜けるための空間15がある。スキンマーダンパー下部3Aの上には、低温度の溶滓が、スキンマーダンパー下部3Aの上を流れ、スキンマーダンパー下部3Aの下流側(排銑口14側)に通り抜けるための空間16がある。

0020

図4(B)は、溶滓温度が回復した場合に、図4(A)のスキンマーダンパー下部3Aの上の空間16に積載するためのスキンマーダンパー上部3Bである。スキンマーダンパー上部3Bは、スキンマーダンパー下部3Aと同じ耐火材料である必要はなく、溶滓を堰止めることができればよい。あらかじめ成型しておくか、または、あらかじめ成型することなく、スキンマーダンパー下部3Aの上の空間16に積載してもよく、分割された構造で脱着が容易であればよい。

0021

図4(C)は、溶滓温度が回復した場合のスキンマーダンパーの構造である。溶滓温度が回復した場合に、スキンマーダンパー上部3Bをスキンマーダンパー下部3Aに積載することにより、通常のスキンマーダンパー3を形成し、溶滓を堰き止め、溶滓が排銑口14側に通り抜けるのを防止する。高炉溶銑大樋2を、図4に示す構造とすることにより、溶滓温度が低い場合は、溶滓を排銑口14側に流し、溶銑と共に、溶銑樋6により、溶銑滓をトーピードカー7に導くことができる。そして、溶滓温度が上昇し回復したときに、溶滓を、スキンマーダンパー3で堰き止め、排滓口13から、溶滓樋4により、溶滓鍋5に導くことができる。

0022

高炉の炉熱が低下したときに、溶滓樋での溶滓の固化を防止する高炉溶銑大樋での溶銑滓処理方法に利用することができる。

0023

1…高炉、2…高炉溶銑大樋、3…スキンマーダンパー、3A…スキンマーダンパー下部、3B…スキンマーダンパー上部、4…溶滓樋、5…溶滓鍋、6…溶銑樋、7…トーピードカー、8…出銑口、9…溶銑滓、10…不定形耐火物、11…溶銑、12…溶滓、13…排滓口、14…排銑口、15…空間、16…空間、17…レンガ、131…盛砂、141…盛砂。

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