JP2007191777A - Method for charging molten iron - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可燃物を含むスクラップが入った転炉あるいは予備処理炉に、溶銑を装入する方法の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement in a method for charging hot metal into a converter or a pretreatment furnace containing scraps containing combustible materials.
従来から、省資源化の一環として廃棄車両等から生じるスクラップを転炉あるいは予備処理炉へ装入して再資源化することが一般的に行われている。廃棄車両内には燃料や各種オイル等の揮発性液体、ゴム、プラスチック等の可燃物が含まれており、これら可燃物を溶銑中に装入すると揮発した可燃ガスが燃焼することに加えて、プラスチック等が熱分解して発生したガスも燃焼するため、溶銑を装入すると図4に示すように、フレームや黒煙が炉前側に大量に噴出することとなる。この結果、クレーンや建屋が焼損する危険性が生じたり、熱害から頻繁に設備を修繕する必要が生じたりするため、一度に大量の廃棄車両スクラップを炉内に装入することはできず、スクラップの投入量が制限され、効率が悪化するという問題があった。 Conventionally, as part of resource saving, scrap generated from discarded vehicles or the like is generally charged into a converter or a pretreatment furnace for recycling. Disposable vehicles contain volatile liquids such as fuel and various oils, and combustible materials such as rubber and plastic. In addition to combusting volatilized combustible gases when these combustible materials are charged into the hot metal, Since the gas generated by the thermal decomposition of plastic or the like is also combusted, as shown in FIG. 4, when the molten iron is inserted, a large amount of flame and black smoke is ejected to the furnace front side. As a result, there is a risk that the crane and the building will be burned out, and it will be necessary to repair the equipment frequently due to heat damage, so a large amount of scrap vehicle scrap can not be charged into the furnace at once, There was a problem that the amount of scrap input was limited and the efficiency deteriorated.
そこで、例えば特許文献1に示されるように、スクラップを転炉あるいは予備処理炉へ装入する際に、炉口上方部のヘッダーから炉口に向けて冷却水の散水または噴霧や、不活性ガスの吹き付けを行なうことにより、炉口からのフレームや黒煙等の噴出を防止する手段が採られていた。しかしながら、ヘッダーへの配管は太くかつ20m前後と長いため、溶銑鍋が炉口から離れヘッダーへの冷却水の供給を停止した後もなお配管内部に残留した冷却水がヘッダーから滴下し、転炉あるいは予備処理炉の下方に設置されたスラグパン内部の高温スラグと接触すると水蒸気爆発を起こすおそれがあった。
Therefore, for example, as shown in
また、溶銑を転炉に装入している時には、溶銑鍋が炉口の蓋の役割をしているため、冷却水の散水、ミストの噴霧、不活性ガスの吹きつけにより炉口からのフレームおよび黒煙の噴き出しを防ぐことができたが、溶銑を転炉に装入終了後、溶銑鍋が炉口から離れるときのフレームおよび黒煙の漏洩防止が十分でないという問題もあった。
本発明は上記のような問題点を解決して、スクラップが装入された転炉あるいは予備処理炉に溶銑を装入直後の冷却水の垂れを防止するとともに、炉口からのフレームや黒煙等の噴出を防止できる溶銑装入方法を提供することを目的としてなされたものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, prevents dripping of cooling water immediately after hot metal is charged into a converter or pretreatment furnace charged with scrap, and also provides a frame and black smoke from the furnace port. The purpose of the present invention is to provide a hot metal charging method capable of preventing the ejection of the above.
上記課題を解決するためになされた本発明は、可燃物を含むスクラップが入った転炉あるいは予備処理炉に溶銑鍋から溶銑を装入する際に発生するフレーム及び粉塵を、ヘッダーからの冷却水の散水または噴霧により遮断しつつ溶銑の装入を行った後、溶銑鍋が炉口から離れるタイミングで冷却水の供給を停止するとともに、ヘッダーへの配管内部に高圧の不活性ガスを噴射して、配管内部に残留した冷却水を不活性ガスとともに排出することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a frame and dust generated when hot metal is charged from a hot metal ladle into a converter or a pretreatment furnace containing scrap containing combustible material, and cooling water from a header. After the hot metal is charged while shutting off by spraying or spraying, the supply of cooling water is stopped at the timing when the hot metal pan leaves the furnace port, and high-pressure inert gas is injected into the pipe to the header. The cooling water remaining inside the pipe is discharged together with the inert gas.
なお、冷却水の供給停止及び不活性ガスの噴射を、溶銑鍋を移動する溶銑クレーンの運転席に設置した操作装置によって制御することが好ましい。 In addition, it is preferable to control the supply stop of the cooling water and the injection of the inert gas by an operating device installed in the driver's seat of the hot metal crane that moves the hot metal ladle.
本発明の溶銑装入方法によれば、溶銑鍋が炉口から離れるタイミングで冷却水の供給を停止するとともに、ヘッダーへの配管内部に高圧の不活性ガスを噴射して、配管内部に残留した冷却水を不活性ガスとともに排出するので、その後の冷却水の滴下を防止することができる。また、溶銑を転炉に装入終了後、炉口からのフレームおよび黒煙の噴き出しを防止する蓋の役割をしていた溶銑鍋が炉口から離れるタイミングで、配管内部に残留した冷却水から気水混合のカーテンを生成することにより、フレームおよび黒煙の噴出・漏洩を防止することができることなる。 According to the hot metal charging method of the present invention, the supply of cooling water is stopped at the timing when the hot metal lathe is separated from the furnace port, and a high-pressure inert gas is injected into the pipe to the header and remains in the pipe. Since cooling water is discharged | emitted with an inert gas, subsequent dripping of cooling water can be prevented. In addition, after the hot metal is charged into the converter, the flame from the furnace port and the hot metal ladle that served as a lid to prevent black smoke from being blown away from the cooling water remaining inside the pipe are separated from the furnace port. By generating an air-water mixed curtain, it is possible to prevent the frame and black smoke from being ejected or leaked.
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図1は溶銑装入開始時の実施の形態を示す断面図であり、1は転炉、2はこの転炉1内に装入される溶銑を前工程から搬送してくる溶銑鍋である。転炉1の内部には、自動車スクラップのような可燃物を含むスクラップ3が予め装入されている。溶銑鍋2は図示しないクレーンによって搬送され、傾斜させた転炉1内に溶銑4を装入する。この際にフレームや多量の黒煙、粉塵等が発生して転炉1の口部から噴出するため、転炉上方部に装入フード5を設置してダクト6で吸引している。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment at the start of hot metal charging, where 1 is a converter, and 2 is a hot metal ladle that conveys hot metal charged into the
装入フード5の内部には、炉口に向けて冷却水の散水または噴霧を行なうヘッダー10が設けられている。なお、散水と噴霧を併用することも可能である。ヘッダー10には太く長い配管11が接続されており、冷却水制御弁13を介して冷却水が供給される。本発明ではこの冷却水の配管11の途中にガス配管12が接続され、不活性ガス制御弁14を介してN2ガスなどの不活性ガスを供給できるようになっている。ガス配管12の接続部は冷却水制御弁13よりもヘッダー10寄りの位置である。
Inside the
まず、可燃物を有するスクラップ3が入った転炉1に溶銑鍋2から溶銑4を装入する際には、炉口上方部のヘッダー10から炉口に向けて冷却水の散水・噴霧を行い、炉口から噴出するガス温度を下げる。これによりガス体積を減少させ、ダクト6で吸引され易くするとともに、クレーンや建て屋の焼損を防止する。また冷却水の散水・噴霧により液幕を形成し、フレームや黒煙・粉塵を遮断する。
First, when the
溶銑4の装入が終了すると、転炉1は開口が上向きとなるように立ち上がり始める。またこれとともに溶銑鍋2は図2のように転炉1の炉口から離れ始める。このタイミングで冷却水制御弁13を閉じてヘッダー10への冷却水の供給を停止するが、前記したように配管11内には多量の冷却水が滞留しているため、ヘッダー10から冷却水が滴下し、水蒸気爆発を起こす恐れがある。
When the
そこで本発明では、冷却水の散水またはミスト噴霧が終了し溶銑鍋2が炉口から離れるタイミングで、配管11にガス配管12から高圧の不活性ガスを噴射することにより、配管11内に残留した冷却水をパージし、残留した冷却水を配管11から排出する。例えば、冷却水の散水もしくは噴霧のため5秒間冷却水制御弁13を開けて冷却水を配管11に通水後、この冷却水制御弁13を閉じて冷却水の配管11への供給を停止する。その後、不活性ガス制御弁14を20秒間開けて高圧の不活性ガスを配管11内に供給する。
Therefore, in the present invention, at the timing when the sprinkling or mist spraying of the cooling water is finished and the
このように冷却水が残留している配管11に高圧の不活性ガスを噴射することにより、気水混合のカーテンが生成される。溶銑4の装入中は溶銑鍋2が炉口のフレーム吹き出し方向を塞ぐ蓋の役割をしているが、溶銑4を装入後は蓋の役割をしていた溶銑鍋2が炉口から離れるため、炉口からフレームおよび黒煙の漏洩が発生し易い。本発明では、溶銑鍋2が炉口から離れる時に、この気水混合のカーテンが炉口を塞ぐように降り掛かるため、フレームおよび黒煙が転炉1から前側に噴出・漏洩することを防止できる。
By injecting the high-pressure inert gas into the
なお、図3に示すように溶銑鍋2は溶銑クレーン運転室21の中のオペレータが操作している。そこで溶銑クレーン運転室21の中にヘッダー10からの冷却水の散水または噴霧と、不活性ガスの噴射を操作する操作装置22を設け、溶銑クレーン20のオペレータがこれらの操作を行なうことによって、最適のタイミングを取ることができる。操作装置22の信号は無線機23に送られ、溶銑クレーン運転室21に取り付けられたアンテナ24を介して送信される。転炉1側に設けられたアンテナ25と受信機26がこの電波を受信し、制御装置27が冷却水制御弁13と不活性ガス制御弁14を開閉する。
As shown in FIG. 3, the
このように、本発明は溶銑を装入する際に発生するフレーム及び粉塵を、ヘッダー10からの冷却水の散水または噴霧により遮断するものであるが、ヘッダー10やその配管11等の設備は転炉1の上方にあるため、吹錬中の熱負荷によって変形したり強度が低下したりすることがある。そこで不活性ガスの噴射が終了した後にも、配管11内に飽和蒸気もしくは湿り蒸気を流し、これらの設備を冷却することが好ましい。飽和蒸気もしくは湿り蒸気を用いるのは、冷却能力が大きく少量で十分な冷却が可能なためである。
As described above, according to the present invention, the frame and dust generated when the hot metal is charged are blocked by spraying or spraying the cooling water from the
以上に説明したように、本発明によれば、冷却水の供給停止後に配管11内部に高圧の不活性ガスを噴射し、この配管11内部の冷却水を不活性ガスとともに排出することにより、その後の冷却水の滴下を防止することができる。また、溶銑鍋が炉口から離れるタイミングで、配管内部に残留した冷却水から気水混合のカーテンを生成することにより、フレームおよび黒煙の噴出・漏洩を確実に防止することができる。なお、以上の説明は転炉1に溶銑を注入する場合について行ったが、本発明は予備処理炉に溶銑4を装入する際にも同様に適用することができる。
As described above, according to the present invention, after the cooling water supply is stopped, the high-pressure inert gas is injected into the
図3に示すように、炉上測温位置に温度センサ15を設置し、溶銑4を転炉1に装入する時の最高温度を測定した。またその上方に粉塵センサ16を設置し、溶銑装入時及びその直後の粉塵量を測定した。表1に本発明方法を採用した場合と、不活性ガスを使用しない従来法との結果を示す。
As shown in FIG. 3, the
表1から明らかなように、溶銑4と転炉1に装入終了後に、溶銑鍋2が炉口から離れるタイミングで、配管11に高圧の不活性ガスを噴射し、気水混合のエアカーテンを生成すると、転炉1上方の最高温度は780℃・815℃(平均797.5℃)から355℃・311℃(平均333℃)へと顕著に温度が低下する。また転炉1上の粉塵量も580g/Nm3・485g/Nm3(平均532.5g/Nm3)から65g/Nm3・53g/Nm3(平均59g/Nm3)へと顕著に粉塵が減少する。この結果が示すように、溶銑鍋2が炉口から離れるタイミングで気水混合カーテンを生成すると、炉上の温度が顕著に低下し、また粉塵の漏洩も顕著に減少するので、設備の保護に効果がある。このため従来は配管設備を年に約2回、ヘッダーを約8回の頻度で交換をしていたのに対して、本発明によれば配管設備およびヘッダー等の交換が不要となった。
As is apparent from Table 1, after the
1 転炉
2 溶銑鍋
3 スクラップ
4 溶銑
5 装入フード
6 ダクト
10 ヘッダー
11 配管
12 不活性ガス配管
13 冷却水制御弁
14 不活性ガス制御弁
20 溶銑クレーン
21 溶銑クレーン運転室
22 操作装置
23 無線器
24 アンテナ
25 アンテナ
26 無線器
27 制御装置
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