JP4789757B2 - 転炉の操業方法及び転炉設備 - Google Patents
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Description
脱りん処理が終了すると、溶銑は脱りん炉から出湯されて取鍋に入れられ、この取鍋は第1のクレーン(以降、溶湯クレーンということがある)で吊り上げられて脱炭炉まで搬送される。そして、搬送された溶銑は脱炭炉に装入されることとなる。
溶銑が脱炭炉に装入される前には、スクラップヤードから脱炭炉に向けて第2のクレーン(スクラップクレーンということがある)によってスクラップが搬送され、このスクラップが溶銑が脱炭炉に装入される前に脱炭炉に入れられることとなる。
このような場合には、溶湯クレーンとスクラップクレーンとが干渉しないように、溶湯クレーンを一時的に待機させたり、或いは、スクラップクレーンを待機させる必要があり、脱りん工程や脱炭工程を含めた処理における全体のサイクルタイムを延長せざる得ない問題が生ずることになる。
これに加え、兼用炉によって、脱りん炉が炉修であるときは兼用炉で脱りん処理を行い、脱炭炉が炉修であるときは兼用炉で脱炭処理を行うことが可能となる。
これによって、脱りん処理と脱炭処理とを連続的に行うことができると共に、副原料の使用量が増加せず又転炉の耐火物を最大限に有効活用でき、効率よく転炉の操業を行うことができる。
前記第1の転炉で行っていた脱りん処理を第2の転炉に切り替えて、その後、前記第2の転炉で行っている脱りん処理を第1の転炉に切り替えるに際し、(iv)第2の転炉と第3の転炉との炉修期間が重複せず且つ第2の転炉又は第3の転炉のいずれか一方が他方よりもが予想寿命が早いと想定される際には、一方の転炉が実際に予想寿命に達した時点で第2の転炉での脱りん処理を第1の転炉に切り替える、(v)第2の転炉と第3の転炉との炉修期間が重複し且つ第2の転炉又は第3の転炉のいずれか一方が他方よりもが予想寿命がくると想定される際には、他方の転炉における炉修の開始を早め、実際に他方の転炉の予想寿命がくる時点までに前記炉修を終了させてから脱りん処理を第1の転炉に切り替えるのいずれか1つを行うことが好ましい。
本発明の他の手段は、上流側から下流側に向けて順に並べられた3基の転炉と、前記転炉に上流側から溶湯を搬送する溶湯クレーンと、転炉に下流側からスクラップを搬送するスクラップクレーンとを有する転炉設備において、最上流に配置された第1の転炉は脱りん炉と、最下流に配置された第3の転炉は脱炭炉と、第1の転炉と第3の転炉との間に配置され、脱りん処理又は脱炭処理を行う兼用炉である第2の転炉と、前記第1の転炉で行っていた脱りん処理または前記第3の転炉で行っていた脱炭処理を第2の転炉に切り替える手段と、を備える点にある。
これに加え、兼用炉によって、脱りん炉が炉修であるときは兼用炉で脱りん処理を行い、脱炭炉が炉修であるときは兼用炉で脱炭処理を行うことが可能となる。
これによって、脱りん処理と脱炭処理とを連続的に行うことができると共に、副原料の使用量が増加せず又転炉の耐火物を最大限に有効活用でき、効率よく転炉の操業を行うことができる。
図1,2に示すように、転炉設備1は、複数の転炉2と、これらの転炉2に溶銑を供給するための取鍋3と、取鍋3を転炉2に搬送するため複数(例えば、2台)の溶湯クレーン4A,4Bを備えている。また、実施形態の転炉設備1は、溶銑脱硫設備5と、スクラップ装入設備6とを備えたもので、高炉設備から搬送された溶銑を溶銑脱硫設備5で脱硫処理をした後に当該溶銑とスクラップとを転炉に投入して脱りん処理及び脱炭処理を行うものである。
転炉2は、溶銑脱硫設備5側(上流側)からスクラップ装入設備6側(下流側)に向けて順に3基並べられている。本発明の転炉設備1では、3基の転炉2において、最上流(溶銑脱硫設備5側)に配置された第1の転炉2Aは脱りん処理を専用とする脱りん炉とされ、最下流(スクラップ装入設備6側)に配置された第3の転炉2Cは脱炭処理を専用とする脱炭炉とされ、第1の転炉2Aと第3の転炉2Cとの間に配置された第2の転炉2Bは必要に応じて脱りん処理又は脱炭処理を行う兼用炉とされている。第1の転炉2A、第2の転炉2B、第3の転炉2Cは、走行レール7に沿って順に並べられている。
溶銑脱硫設備5は、2つの脱硫処理ステーション8A,8Bを有したもので、各脱硫処理ステーション8A,8Bは互いに並列して配備されている。各脱硫処理ステーション8A,8Bは、溶銑を取鍋3に払い出す払い出しピット9と、溶銑に脱硫処理を施す脱硫装置10と、溶銑のスラグを除去する除滓装置11(スラグドラッガー)とを備えている。
ステージ14とスクラップヤード15との間には1又は複数本のスクラップ搬送レール16が敷設されており、該スクラップ搬送レール16には、スクラップシュート12を載置可能な搬送台車17が移動自在に配備されている。各スクラップ搬送レール16には、搬送台車17をステージ14上に停車させるシュートステーション18が配備されており、該シュートステーション18に搬送台車17を停車させることにより、スクラップシュート12が走行レール7下に位置することとなる。
溶湯クレーン4Aは、走行レール7上を0区から6区まで移動可能であり、溶湯クレーン4Bは、走行レール7上を1区から7区まで移動可能である。
スクラップクレーン13は、走行レール7上を4区からS区まで移動可能である。また、1区に脱硫処理ステーション8Aが配置されると共に、2区に脱硫処理ステーション8Bが配置されている。これら脱硫処理ステーション8A,8Bは、走行レール7下に払出しピット9を配置している。また、4区、5区、6区に対応する位置には、第1の転炉2A,第2の転炉2B,第3の転炉2Cがそれぞれ順に配置されている。
この転炉設備1の操業方法では、第1の転炉2Aを脱りん炉として採用し、第3の転炉2Cを脱炭炉として採用し、第2の転炉2Bを脱りん処理又は脱炭処理を行う兼用炉とし、その上で、脱りん処理又は脱炭処理を行うようにしている。
基本的には、第1の転炉2Aで脱りん処理を行うと共に、第3の転炉2Cで脱炭処理を行うこととしている。第1の転炉2Aが寿命を迎え転炉内の耐火物等を修復又は交換するという炉修作業が発生した場合には、第1の転炉2Aを一時的に休止した後に炉修を行うと共に、第1の転炉2Aの代わりに第2の転炉2Bで脱りん処理を行うこととしている。
以下、第1の転炉2Aから第2の転炉2Bへ脱りん処理を切り替えることについて図3を用いて詳しく説明すると共に、転炉2Bから第2の転炉2Aへ脱りん処理を戻すことについて図4を用いて詳しく説明する。
図3に示すように、第1の転炉2Aを稼働した後に一時的に休止するタイミングは、過去の操業実績などから第1の転炉2Aの予想寿命(転炉2内の耐火物を修復又は交換しなければならない期間)を予め求め、第1の転炉2Aが予想寿命になる時間(時刻)とする。 第1の転炉2Aの寿命は、過去の実績から大凡4000〜5000チャージとされており、このチャージ数を予想寿命とするのが好ましい。また、操業の途中(例えば、2000チャージ)で、耐火物の厚み(残厚)をレーザープロフィールメータ等で測定し、測定した耐火物の厚みから第1の転炉2Aの寿命を予測してもよい。
そして、本発明の操業方法では、第1の転炉2Aが予想寿命になる時間、即ち、第1の転炉2Aの予想寿命がきた時点での第2の転炉2Bの操業状態(稼働状態)を予め想定し、それぞれの状況に応じて、第2の転炉2Bの操業を変更するようにしている。
即ち、図3のパターン1に示すように、
(i)第1の転炉2Aの予想寿命がきた時点(P1)で第2の転炉2Bがスタンバイ状態(第2の転炉2Bが炉修が終わり、いつでも稼働できる状態)であると想定される際(P2)には、実際に第1の転炉2Aの予想寿命がきた時点(P3)で第1の転炉2Aでの脱りん処理を第2の転炉2Bに切り替えるようにしている(P4)。なお、第2の転炉2Bで炉修が開始された時点で、第3の転炉2Cを稼働させて脱炭処理を開始するようにしている。
(ii)第1の転炉2Aの予想寿命がきた時点(P5)で第2の転炉2Bが炉修中であると想定される際(P6)には、第2の転炉2Bにおける炉修の開始の時期を早め(P7)、実際に第1の転炉2Aの予想寿命がくる時点(P8)までに炉修を終了させてから脱りん処理を第2の転炉2Bに切り替える(P9)。なお、第2の転炉2Bで炉修の開始を早めた場合、第2の転炉2Bで炉修を開始した時点で第3の転炉2Cでは脱炭処理を行うようにしている。
(iii)第1の転炉2Aの予想寿命がきた時点(P10)で第2の転炉2Bが脱炭処理中であると想定される際(P11)には、実際に第1の転炉2Aの予想寿命がきた時点(P12)で第2の転炉2Bの脱炭処理を終了してから脱りん処理を第2の転炉2Bに切り替える(P13)。なお、第2の転炉2Bで脱炭処理から脱りん処理に切り替えた時点で第3の転炉2Cを稼働させて脱炭処理を行うようにしている。
図4に示すように、第1の転炉2Aが一時的に休止しているとき(スタンバイ状態を含む)は、第2の転炉2Bで脱りん処理を行い、第3の転炉2Cで脱炭処理を行っている状態である。
また、第3の転炉2Cを稼働した後に第3の転炉2Cを一時的に休止するタイミングは、過去の操業実績などから第3の転炉2Cの予想寿命を予め求め、第3の転炉2Cが予想寿命になる時間(時刻)とする。なお、第3の転炉2Cを一時的に休止した後には炉修を行う。
なお、第2の転炉2B及び第3の転炉2Cにおいて、操業初期や操業中期では500チャージ毎に、操業末期では300チャージ毎に耐火物の厚み(残厚)を当該転炉2の全体に亘って測定するのが好ましい。
例えば、図4のパターン4の想定に示すように、第3の転炉2Cが脱炭処理を終了して炉修を開始する前に、第2の転炉2Bが寿命を迎え、第2の転炉2Bの炉修が第3の転炉2Cの炉修よりも早く開始され(P20)且つ第2の転炉2Bの炉修期間と第3の転炉2Cの炉修期間とは重複していない状態であるときは、パターン4の稼働方法に示すように、第2の転炉2Bの炉修が開始された時点(P21)で第1の転炉2Aの操業(脱りん処理)を開始する。なお、第3の転炉2Cが炉修を開始した時点で第2の転炉2Bでは脱炭処理を行う。
(iv)第2の転炉2Bと第3の転炉2Cとの炉修期間が重複せず且つ第2の転炉2B又は第3の転炉2Cのいずれか一方が他方よりも予想寿命が早くくると想定される際には、一方の転炉が実際に予想寿命に達した時点で脱りん処理を第1の転炉2Aに切り替えるようにしている。
なお、第2の転炉2Bと第3の転炉2Cとの炉修期間が重複する場合には、パターン7に示すように、第2の転炉2Bにおける操業と第3の転炉2Cにおける操業とを逆にして、第2の転炉2Bにおける炉修を早め、第3の転炉2Cの予想寿命がきた時点までに第2の転炉2Bの炉修を終了させるようにすると共に、第2の転炉2Bの炉修を開始した時点で脱りん処理を第1の転炉2Aに切り替えるようにしてもよい。
このように、第2転炉2Bを兼用炉とすることで、第1の転炉2Aや第3の転炉2Cが寿命を迎えて炉修中により一時的に休止した状態であっても、当該兼用炉で脱りん処理や脱炭処理を行うことができ、転炉設備1での操業において、脱りん処理や脱炭処理が途切れることなく行うことができる。
まず、転炉設備1の操業方法では、高炉から来た混銑車22が転炉設備1に到着し、混銑車22から払い出しピット9内の取鍋3に溶銑が払い出されると、脱硫装置10で溶銑が脱硫処理された後、除滓装置11で溶銑のスラグが除去される。
溶銑のスラグが除去されると取鍋3は、溶湯クレーン4Aで吊り上げられて脱りんを行う第1の転炉2Aへ向けて搬送されることとなる(#1)。
スクラップクレーン13が第1の転炉2Aにスクラップを装入した後、スクラップクレーン13はスクラップヤード15に戻る。その後、溶湯クレーン4Aが第1の転炉2Aの前まで移動して取鍋3内の溶銑を第1の転炉2Aに装入する(#3)。
溶湯クレーン4Aが溶銑を第1の転炉2Aに装入する際、溶湯クレーン4Bは第1の転炉2Aよりも下流側(例えば5区)に退避しており、溶湯クレーン4Aと溶湯クレーン4Bとは干渉しないようになっている。
溶銑を第3の転炉2Cに装入する前には、スクラップクレーン13はスクラップヤード15でスクラップを吊り上げた後、第3の転炉2Cの前に移動して当該第3の転炉2Cにスクラップを装入する(#6)。
このとき、溶湯クレーン4Bは、第3の転炉2Cよりも上流側から第3の転炉2Cに向けて移動しており、溶湯クレーン4Bとスクラップクレーン13とは干渉することがない。以上の流れが繰り返される。
一方で、図5(b)の比較例に示すように、脱りんを行う転炉と脱炭を行う転炉とを逆にした場合、即ち、溶銑装入側(最上流側)の第1の転炉2Aを脱炭処理を行う脱炭炉とし、スクラップヤード15側(最下流側)の第3の転炉2Cを脱りんを行う脱りん炉とした場合を考える。比較例では、脱りん処理と脱炭処理との流れはそのまま(脱炭時間や脱りん時間等を同じ)である。
溶湯クレーン4Aは、混銑車22から払い出され除滓装置11で溶銑のスラグが除去された溶銑が入った取鍋3を第3の転炉2Cに搬送して溶銑を第3の転炉2Cに装入する(#11)。このとき、溶湯クレーン4Bは、溶湯クレーン4Aとの干渉を避けるために、第3の転炉2Cよりも下流側(例えば、7区)に退避することになるが、溶湯クレーン4Aが第3の転炉2Cに溶銑を装入した後、第3の転炉2C前まで移動し、脱りん処理が終了した溶銑が入った取鍋3を吊り上げ(#12)、当該取鍋3を第1の転炉2Aに搬送することになる(#13)。
ここで、脱炭処理のスケジュールを変更することなく溶銑を第1の転炉2Aに装入すると考えると、スクラップクレーン13は溶湯クレーン4Bを超えて上流側に移動させなければならず(#14)、溶湯クレーン4Bとスクラップクレーン13とが干渉するという問題が生じる。即ち、図5(b)に示す比較例のガントチャートでは、溶湯クレーン4Bとスクラップクレーン13とが交差してしまい、両クレーンが干渉することとなる。
溶湯クレーン4Bを退避させる時間を確保するために、脱炭処理のスケジュールを変更し、第3の転炉2Cの脱炭処理においてスクラップを装入する時期を遅くしなければならない。
本発明によれば、溶銑装入側に近い転炉を脱りん炉とし、スクラップ装入側に近い転炉を脱炭炉とすることによって、溶銑やスクラップの物流をスムーズにすることができ、脱りん工程や脱炭工程を含めた全体のサイクルタイムを延長することなく、溶湯クレーンとスクラップクレーンとの干渉を防止することができる。
本発明の転炉の操業方法及び転炉設備は、上記の実施の形態に限定されない。
2 転炉
2A 第1の転炉(脱りん炉)
2B 第2の転炉(兼用炉)
2C 第3の転炉(脱炭炉)
3 取鍋
4A 溶湯クレーン
4B 溶湯クレーン
13 スクラップクレーン
Claims (4)
- 上流側から下流側に向けて順に並べられた3基の転炉と、前記転炉に上流側から溶湯を搬送する溶湯クレーンと、転炉に下流側からスクラップを搬送するスクラップクレーンとを有する転炉設備で、脱りん処理及び脱炭処理を行う転炉設備の操業方法において、
最上流に配置された第1の転炉を脱りん炉として採用し、
最下流に配置された第3の転炉を脱炭炉として採用し、
第1の転炉と第3の転炉との間に配置された第2の転炉を脱りん処理又は脱炭処理を行う兼用炉として採用して、前記第1の転炉で行っていた脱りん処理または前記第3の転炉で行っていた脱炭処理を第2の転炉に切り替えて、脱りん処理及び脱炭処理を行うことを特徴とする転炉設備の操業方法。 - 前記第1の転炉で行っていた脱りん処理を第2の転炉に切り替えるにあたっては、
(i)前記第1の転炉の予想寿命がきた時点で第2の転炉がスタンバイ状態であると想定される際には、実際に第1の転炉の予想寿命がきた時点で第1の転炉での脱りん処理を第2の転炉に切り替える、
(ii)前記第1の転炉の予想寿命がきた時点で第2の転炉が炉修中であると想定される際には、第2の転炉における炉修の開始を早め、実際に第1の転炉の予想寿命がくる時点までに前記炉修を終了させてから第1の転炉での脱りん処理を第2の転炉に切り替える、
(iii)前記第1の転炉の予想寿命がきた時点で第2の転炉が脱炭処理中であると想定される際には、実際に第1の転炉の予想寿命がきた時点で第2の転炉の脱炭処理を終了してから第1の転炉での脱りん処理を第2の転炉に切り替える、
のいずれか1つを行うことを特徴とする請求項1に記載の転炉の操業方法。 - 前記第1の転炉で行っていた脱りん処理を第2の転炉に切り替えて、その後、前記第2の転炉で行っている脱りん処理を第1の転炉に切り替えるに際し、
(iv)第2の転炉と第3の転炉との炉修期間が重複せず且つ第2の転炉又は第3の転炉のいずれか一方が他方よりも予想寿命が早くくると想定される際には、一方の転炉が実際に予想寿命に達した時点で脱りん処理を第1の転炉に切り替える、
(v)第2の転炉と第3の転炉との炉修期間が重複し且つ第2の転炉又は第3の転炉のいずれか一方が他方よりも予想寿命が早いと想定される際には、一方の転炉における炉修の開始を早め、実際に他方の転炉の予想寿命がくる時点までに前記炉修を終了させてから第2転炉での脱りん処理を第1の転炉に切り替える、
のいずれか1つを行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の転炉の操業方法。 - 上流側から下流側に向けて順に並べられた3基の転炉と、前記転炉に上流側から溶湯を搬送する溶湯クレーンと、転炉に下流側からスクラップを搬送するスクラップクレーンとを有する転炉設備において、
最上流に配置された第1の転炉は脱りん炉と、
最下流に配置された第3の転炉は脱炭炉と、
第1の転炉と第3の転炉との間に配置され、脱りん処理又は脱炭処理を行う兼用炉である第2の転炉と、前記第1の転炉で行っていた脱りん処理または前記第3の転炉で行っていた脱炭処理を第2の転炉に切り替える手段と、を備えることを特徴とする転炉設備。
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