混銑車内の付着物の溶解方法
【課題】混銑車において予備処理を行いつつ付着物の除去（溶解）も行うことができるようにする。
【解決手段】本発明の混銑車内の付着物の溶解方法では、まず、混銑車の風袋重量が限界重量以上であれば、脱珪処理を行っていない溶銑２を高炉鋳床８にて受銑する。脱珪処理前の溶銑温度及び脱珪処理前のＳｉ濃度とから脱珪処理後の溶銑温度が付着物１０の溶解温度以上とするための気体酸素量を求めると共に脱珪処理後のＳｉ濃度を推定する。推定Ｓｉ濃度がスラグフォーミングを発生させる濃度であれば、スラグフォーミングを発生させない溶銑２のＳｉ濃度を設定した後、設定した溶銑２のＳｉ濃度及び脱珪処理前の溶銑温度とから、脱珪処理後の溶銑温度が付着物１０の溶解温度以上とするための気体酸素量を再び求める。また、設定したＳｉ濃度となるよう加珪処理を行うと共に再設定した気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行う。
【解決手段】本発明の混銑車内の付着物の溶解方法では、まず、混銑車の風袋重量が限界重量以上であれば、脱珪処理を行っていない溶銑２を高炉鋳床８にて受銑する。脱珪処理前の溶銑温度及び脱珪処理前のＳｉ濃度とから脱珪処理後の溶銑温度が付着物１０の溶解温度以上とするための気体酸素量を求めると共に脱珪処理後のＳｉ濃度を推定する。推定Ｓｉ濃度がスラグフォーミングを発生させる濃度であれば、スラグフォーミングを発生させない溶銑２のＳｉ濃度を設定した後、設定した溶銑２のＳｉ濃度及び脱珪処理前の溶銑温度とから、脱珪処理後の溶銑温度が付着物１０の溶解温度以上とするための気体酸素量を再び求める。また、設定したＳｉ濃度となるよう加珪処理を行うと共に再設定した気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混銑車内の付着物の溶解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、混銑車（トピードカー）や転炉にて精錬を繰り返し行うと、混銑車内に付着する付着物が増加してしまうことが知られている。付着物が増加すると精錬において阻害となるため、出来るだけ付着物の増加を抑制したり、付着物を除去する様々な技術が開発されている。
特許文献１では、ブレーカなどの除去装置を用いて混銑車の開口部周りの付着物を打撃によって除去している。特許文献２では、混銑車に注入する溶銑に、予め転炉にて１４５０℃以上に昇温した溶銑、又は高炉から出銑させた１４５０℃以上の溶銑を使用すると共に、該溶銑に不活性ガスを吹き込み撹拌して溶解している。
【０００３】
特許文献３では、混銑車の天井部に付着した付着物の最大厚みが混銑車の直胴部の内径の１０％を超えないときには、酸素ガスを吹き込むノズル角度を鉛直下向き方向に対して２０°未満とし、一方、付着物最大厚みが前記内径の１０％を超えたときには、前記天井部のうち前記付着物の厚みが前記内径の１０％を超えた部分に排ガスが到達するように、前記ノズル角度を鉛直下向き方向に対して計算されたθ１以上としている。
【０００４】
特許文献４では、製鋼工場において溶銑を払い出した後の溶銑搬送容器（混銑車）内に残留する容器内残留物を排出するにあたり、この容器内残留物のうちの溶銑の量が排出基準値を下まわるときにのみ、該容器内残留物の排出を行っている。
一方、特許文献５では、転炉を用いて酸素吹錬で溶鋼を溶製するに際して、１チャージ又は数チャージの溶製が終了する毎に転炉内壁付着物厚みを測定し、その測定値と予め定めた目標値との差に応じ、次回チャージの溶製時に炉内で生成されるスラグ成分を基準に従い調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０４−０１４１６３号公報
【特許文献２】特開２００２−１０５５２４号公報
【特許文献３】特許第４５４１５２１号公報
【特許文献４】特許第３７４７７８１号公報
【特許文献５】特開２００４−２７７７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、混銑車の付着物を除去できるものの、付着物を除去するためにはブレーカなどの大掛かりな装置が必要であり、付着物の除去作業も多大な時間を要していた。
特許文献２では、特許文献１に示すように大掛かりな装置を用いなくても不活性ガスを吹き込むことによって付着物を除去できるものの、付着物を除去するための作業はオフラインで行わなければならず、生産性が低下する虞がある。
【０００７】
また、特許文献３では、脱炭ガスの二次燃焼による発熱によって混銑車に付着する付着物の成長を抑制することができるものの、付着物を十分に除去することは難しいのが実情である。
特許文献４では、溶銑搬送容器における付着物を増加しないようにすることができるものの、積極的に付着物を除去する技術ではないため、付着物を十分に除去することは難しいのが実情である。
【０００８】
さらに、特許文献５では、スラグの組成を調整することによって転炉に付着する付着物を抑制することができるものの、この技術は転炉に関するものであって混銑車に適用することができないのが実情である。
したがって、特許文献１〜５を用いたとしても、混銑車における予備処理等を用いて付着物の除去をすることが難しいのが実情である。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、混銑車において予備処理を行いつつ付着物の除去（溶解）も行うことができる混銑車内の付着物の溶解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】
【００１０】
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、混銑車内の付着物の溶解方法において、下記の（１）〜（１２）の工程を行うことで脱珪処理を行いながら混銑車内に付着した付着物を除去することを特徴とする。
（１）混銑車の風袋重量を測定する。
（２）混銑車の風袋重量の増加量が限界重量以上であるか否かを判断し、限界重量以上であれば工程（３）に進み、限界重量未満であれば工程（１０）に進む。
（３）高炉鋳床で脱珪処理を行っていない溶銑を混銑車にて受銑する。
（４）脱珪処理前の溶銑温度を測定すると共に、脱珪処理前のＳｉ濃度を測定する。
（５）脱珪処理前の溶銑温度及び脱珪処理前のＳｉ濃度とから脱珪処理後の溶銑温度が付着物の溶解温度以上とするための気体酸素量を求めると共に、脱珪処理後のＳｉ濃度を推定する。
（６）推定した推定Ｓｉ濃度がスラグフォーミングを発生させる濃度であるか否かを判断し、スラグフォーミングを発生させる濃度であれば工程（７）に進み、フォーミングを発生させない濃度であれば工程（５）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行い、工程（１１）へ進む。
（７）スラグフォーミングを発生させない溶銑のＳｉ濃度を設定する。
（８）工程（７）にて設定した溶銑のＳｉ濃度及び脱珪処理前の溶銑温度とから、脱珪処理後の溶銑温度が付着物の溶解温度以上とするための気体酸素量を再び求める。
【００１１】
(９)工程（７）で設定したＳｉ濃度となるよう加珪処理を行うと共に、工程（８）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行い、工程（１１）へ進む。
（１０）高炉鋳床で脱珪処理を行った溶銑を混銑車にて受銑する。
（１１）次工程に進む。
前記工程（１１）では、脱珪処理後のＳ濃度が転炉に装入するＳ濃度の目標値以上であるか否かを判断し、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値以上であれば、スラグを除滓した後、混銑車内で脱硫処理を行い、脱硫処理後に溶銑を溶銑鍋に払い出し、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値未満であれば、脱硫処理を行わずに脱珪処理後の溶銑を溶銑鍋に払い出すことが好ましい。
【００１２】
或いは、前記工程（１１）では、脱珪処理後のＳ濃度が転炉に装入するＳ濃度の目標値以上であるか否かを判断し、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値以上であれば、溶銑を溶銑鍋に払い出すと共にスラグの除滓を行い、溶銑鍋内で脱硫処理を行う、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値未満であれば、脱硫処理を行わずに脱珪処理後の溶銑を溶銑鍋に払い出すことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、混銑車において予備処理を行いつつ付着物の除去（溶解）も行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】混銑車の全体図である。
【図２】混銑車の運行例を示す図である。
【図３】混銑車の運行の工程を示すフローチャートである。
【図４】脱珪処理後の溶銑温度と脱珪処理前後での風袋重量の変化との関係図である。
【図５】気体酸素の原単位と溶銑温度の温度上昇量との関係図である。
【図６】脱珪処理後におけるＳｉ濃度とスラグフォーミングの発生有無との関係図である。
【図７】ＦｅＳｉの原単位と溶銑温度の降下量との関係図である。
【図８】加珪量計算の繰り返し数と、加珪量及びＦｅＳｉ原単位との関係図である。
【図９】混銑車の他の運行の工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１及び図２に示すように、混銑車は、一般的に、高炉から出銑した溶銑を転炉などが設置された製鋼工場９に搬送するために用いられるものである。
混銑車１は、溶銑２を一時的に貯留するための容器３を備えている。この容器３は、外側を形成する鉄皮４と、この鉄皮４の内側に施工された耐火物５とから構成され、溶銑２を装入するための開口部６が形成されている。容器３は、傾動軸を介して傾動可能となっており、容器３を傾動して内部の溶銑２を外側へ払い出すことができるようになっている。
【００１６】
図２に示すように、このような混銑車１では、まず、容器３内が空となっている状態で高炉（高炉鋳床）８へ移動し、高炉８にて容器３内に溶銑２を受銑し、溶銑２を受銑した後は製鋼工場９へと移動する。そして、製鋼工場９へ移動すると、容器３を傾動軸回りに傾動することによって溶銑２を溶銑鍋７に払い出し、溶銑２の払い出し後は、再び、溶銑２を受銑するために高炉８へ移動する。混銑車１が高炉８から製鋼工場９へ移動する間は、当該混銑車１を用いて珪素を除去する脱珪処理などの溶銑２の予備処理を行う。
【００１７】
本発明では、混銑車１の運用を規定することによって、混銑車１にて脱珪処理（予備処理）を行いつつ付着物の除去（溶解）も行うことができる。
以下、各工程について順番に説明する。
図３に示すように、まず、工程（１）では、混銑車１の風袋重量を測定する。
詳しくは、まず、高炉８（高炉鋳床）で溶銑２を受銑する前に、混銑車１空の重量（風袋重量）を測定する。例えば、東洋精工製の「０５Ｂ−ＭＤ−８５８２」のロードセルを用いて風袋重量を測定する。
【００１８】
さて、高炉８での受銑と製鋼工場９での溶銑２の払い出しを繰り返し行った混銑車１では、その容器３内に付着する付着物１０が増加する傾向にあり、付着物１０の増加に伴って風袋重量が増加する。付着物１０が多くなると、溶銑２を積載する積載量が低下して溶銑２の運搬効率の低下を招く可能性がある。そこで、工程（１）では、どの程度の付着物１０が付着しているか確認するために、混銑車１の風袋重量を測定することとしている。
【００１９】
なお、付着物１０は、主にスラグや地金であり、炭素濃度は大凡２〜４質量％、融点は大凡１２００〜１４００℃である。
次に、工程（２）では、混銑車１の風袋重量の増加量が限界重量以上であるか否かを判断する。
限界重量とは、付着物１０が混銑車１に付着することによって風袋重量が増加したときの許容できる重量であって、言い換えれば、付着物１０が混銑車１に付着した状態で目標量の溶銑２を受銑できるかどうかの限界値である。
【００２０】
例えば、付着物１０が全く無い状態において混銑車１の溶銑２の最大積載量は３２０ｔｏｎであり、混銑車１の目標量は、転炉への溶銑２の装入量である２７０ｔｏｎと定められているとすると、最大積載量の３２０ｔｏｎから目標量の２７０ｔｏｎを差し引いた５０ｔｏｎが風袋重量の増加量の限界重量となる。つまり、この場合は、付着物１０が全く無い状態から見て５０ｔｏｎまで付着物１０による重量の増加が許されることになる。
【００２１】
なお、混銑車１では、溶銑２の運搬時における溶銑２の揺れや予備処理を行ったときの溶銑２の吹きこぼれなどを考慮し、溶銑２を受銑した状況下でも溶銑２が装入されていないフリーの空間（フリーボード）が設定されており、最大積載量はフリーボードを除いた値とされている。即ち、混銑車１の容器３内においてフリーボードを除く部分に装入できる溶銑量が最大積載量となる。
【００２２】
この工程（２）では、風袋重量の増加量（単に増加量ということがある）が限界重量以上であれば（工程２、ＹＥＳ）、工程（３）に進み、限界重量未満であれば（工程２、ＮＯ）、工程（１０）に進む。増加量が限界重量を超えている状況下では、多くの付着物１０が混銑車１に付着してしまい、十分な溶銑２を混銑車１に装入できない状況下にある。そのため、工程（２）では、増加量が限界重量を超えていると、付着物１０を減少させることができる工程[工程（３）〜工程（９）]に進むこととしている。増加量が限界重量未満であれば、混銑車１において付着物１０が付着する許容量があると考えられるため、付着物１０を減少させる工程に進まず、別の工程（１）に進む。
【００２３】
工程（３）では、脱珪処理を行っていない溶銑２を高炉鋳床にて受銑する。
例えば、出銑温度が１４５０〜１５２０℃であり、成分が、Ｃ：４．８０〜４．９質量％、Ｓｉ：０．２０〜１．２質量％、Ｍｎ：０．２５〜０．４５質量％、Ｐ：０．１０〜０．１３０質量％である溶銑２を受銑する。なお、受銑する溶銑２の温度及び成分値は、当業者常法通りであって特に限定されない。
【００２４】
この工程（３）は、溶銑２の脱珪処理を行いつつ混銑車１の付着物１０を減少させる精錬処理をするために、まず、混銑車１を高炉８（高炉鋳床）へと移動させて、脱珪処理を行っていない溶銑２を受銑することとしている。通常、高炉鋳床における脱珪処理は、固体酸素を供給して行われることが多く、高炉鋳床におて脱珪処理を行うと溶銑２の温度低下が著しい。このように高炉鋳床において脱珪処理を行った溶銑２を混銑車１で受銑してしまうと、付着物１０の増加につながる。このようなことから、工程（３）では、脱珪処理を行っていない溶銑２を受銑することとしている。
【００２５】
例えば、上述したように、混銑車１の風袋重量の増加量が５５ｔｏｎであって、その限界重量（増加量）が５０ｔｏｎ以上である場合は、工程（３）における混銑車１の受銑量は２６５ｔｏｎとなる。つまり、工程（３）では限界重量（５０ｔｏｎ）を超えてしまった場合、増加量（５５ｔｏｎ）から限界重量（５０ｔｏｎ）を差し引いた５ｔｏｎの溶銑２は受銑できなくなり、工程（３）における受銑量は、目標量−増加量−限界重量となる。
【００２６】
次に、脱珪処理を行いつつ、付着物１０の溶解を行うために脱珪処理及び付着物１０の溶解に必要な気体酸素を求めることとしている。
具体的には、まず、気体酸素を求めるにあたって、工程（４）では、脱珪処理前の溶銑温度を測定すると共に脱珪処理前のＳｉ濃度を測定することとしている。工程（４）では、例えば、熱電対を用いて脱珪処理前の溶銑温度を測定する。脱珪処理前の溶銑温度は１３５５℃であった。
【００２７】
また、工程（４）では、脱珪処理前の溶銑２をサンプラー（例えば、リケン工業製の「ＨＭ−Ｓコンビネーションサンプラー」）で採取し、採取した溶銑２のＳｉ濃度[Ｓｉ]を蛍光Ｘ線分析法によって求める。蛍光Ｘ線分析法では、溶銑２のサンプルの鏡面にＸ線を照射して、[Ｓｉ]のＸ線ピーク強度を測定した。予め標準試料を用いて作成しておいた[Ｓｉ]とＸ線ピーク強度との関係からＸ線ピーク強度による[Ｓｉ]の定量分析を行う。脱珪処理前のＳｉ濃度は０．３５質量％であった。
【００２８】
上述したように、脱珪処理前の溶銑温度と、脱珪処理前のＳｉ濃度とが分かると、工程（５）では、脱珪処理前の溶銑温度及び脱珪処理前のＳｉ濃度から脱珪処理後の溶銑温度が付着物１０の溶解温度以上となるための気体酸素量を求めることとしている。
工程（４）及び工程（５）についてさらに詳しく説明する。
図４は、脱珪処理後の溶銑温度と、脱珪処理前後での風袋重量の変化とをまとめたものである。図４に示すように、脱珪処理後の溶銑温度が１４００℃以上となると風袋重量は減少（マイナス）となり付着物１０が減少する傾向にある。そのため、工程（４）にて測定した脱珪処理前の溶銑温度が、その後、付着物１０を減少させるための溶銑温度上昇の基準となる。
【００２９】
図５は、気体酸素の原単位と、脱珪処理後の溶銑温度から脱珪処理前の溶銑温度を引いた値（溶銑温度の温度上昇量）との関係をまとめたものである。図５に示すように、気体酸素が多いほど溶銑温度の上昇温度量は高く、温度上昇量ΔＴ（℃）を求める回帰式は、
ΔＴ＝−１２．５＋２１×気体酸素原単位 ・・・（１）
となる。
【００３０】
工程（５）では、上述したように脱珪処理前の溶銑温度が１３５５℃であって、脱珪処理後の溶銑温度を溶解温度以上、即ち、１４００℃にする場合、その上昇温度量は４５℃となるため、図５を用いると気体酸素の原単位を２．７３Ｎｍ３／ｔｐにすればよい。
ここで、上述した回帰式と実績値とのバラツキ（標準偏差σ）は１５℃となるため、必要とする温度上昇量ΔＴ（℃）から気体酸素の原単位を求めるにあたっては、
ΔＴ＝−１２．５＋２１×気体酸素原単位−２×σ ・・・（１）’
を採用することとした。式（１）’を用いた場合、１３５５℃から１４００℃まで温度上昇させるためには、４．１７Ｎｍ３／ｔｐの気体酸素が必要となる。つまり、４．１７Ｎｍ３／ｔｐが脱珪処理及び付着物１０の溶解に必要な気体酸素量となる。
【００３１】
さらに、工程（５）では、求めた気体酸素を吹き付けた場合において、どの程度脱珪処理が行えるか、即ち、脱珪処理後のＳｉ濃度はどのようになるかを推定する。脱珪処理後のＳｉ濃度を求めるに際しては、まず、脱珪処理前のＳｉ濃度と気体酸素の原単位とから脱珪処理したときの脱珪量を求める。
例えば、脱珪量ΔＳｉ（質量％）は、
ΔＳｉ＝−０．０８＋０．４８１×脱珪処理前のＳｉ濃度
＋０．０１５５×気体原単位＋２σ ・・・（２）
により求めることとした。
【００３２】
なお、式（２）は、過去の実績から求めたもので、計算式と実績値とのバラツキ（標準偏差σ）は０．０５質量％である。
上述したように、脱珪処理前のＳｉ濃度が０．３５質量％、付着物１０を溶解するための気体酸素量が４．１７Ｎｍ３／ｔｐである場合、式（２）により脱珪量ΔＳｉを求めると、０．２５３質量％となる。そして、脱珪処理後のＳｉ濃度は、脱珪処理前のＳｉ濃度から脱珪量ΔＳｉを差し引いた０．０９７質量％となる。つまり、工程（５）では、脱珪処理及び付着物１０の溶解に必要な気体酸素量を吹き付けた場合での脱珪処理後のＳｉ濃度は０．０９７質量％と推定することができる。以降、説明の便宜上、工程（５）で推定した脱珪処理後のＳｉ濃度のことを推定Ｓｉ濃度ということがある。
【００３３】
さて、工程（４）及び工程（５）で求めた気体酸素量を吹き付けることによって、脱珪処理を行うと共に付着物１０の溶解も行うことができると考えられるが、本発明では、脱珪処理におけるフォーミングの発生状況も考慮して、最終的な気体酸素量などを求めて脱珪処理を行うこととしている。スラグフォーミングが発生すると、混銑車１の容器３の開口部６からスラグ等が漏れ出てしまい、例えば、漏れ出たスラグが混銑車１を移動させるためのレールに固着して搬送の阻害をしてしまったり、様々な操業阻害を引き起こしてしまう。そのため、脱珪処理を行うにあたってはスラグフォーミングを発生させないことが必要である。なお、スラグフォーミングの発生の有無は、容器３の開口部６からスラグが漏れ出たか否かを目視によって判定することができる。
【００３４】
そこで、工程（６）では、まず、推定Ｓｉ濃度がスラグフォーミングを発生させる濃度であるか否かを判断する（工程６−１）。そして、スラグフォーミングを発生させる濃度であれば（工程６−１、ＹＥＳ）、工程（７）に進み、フォーミングを発生させない濃度であれば（工程６−１、ＮＯ）、工程（５）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行い（工程６−２）、工程（１１）へ進むこととしている。
【００３５】
図６は、脱珪処理後におけるＳｉ濃度と、スラグフォーミングの発生有無との関係を過去の実績によりまとめたものである。図６に示すように、脱珪処理後のＳｉ濃度が０．２１質量％以下になるとスラグフォーミングが発生してしまうことになる。そのため、工程（６）では、例えば、推定Ｓｉ濃度が０．２１質量％以下であるとスラグフォーミングを発生させると判断して工程（７）に進むこととし、推定Ｓｉ濃度が０．２１質量％超えているとスラグフォーミングを発生させないと判断し、脱珪処理を行うこととする。つまり、推定Ｓｉ濃度がフォーミングを発生させない濃度（０．２１質量％超）であれば工程（５）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行う。なお、本発明の混銑車における脱珪処理は、脱珪剤を用いずに気体酸素を吹き込むことによって行う。気体酸素の吹き込みは当業者常法通りに行う。
【００３６】
工程（７）では、スラグフォーミングを発生させない溶銑２のＳｉ濃度を設定する。例えば、脱珪処理後のＳｉ濃度（推定Ｓｉ濃度）が０．０９７質量％である場合、図６に示すようにフォーミングが発生する可能性があるため、脱珪処理後のＳｉ濃度をフォーミングが発生しない０．２１質量％超に設定する。つまり、工程（７）では、工程（５）で推定した推定Ｓｉ濃度となるように脱珪処理を行った場合、スラグフォーミングが発生するため、Ｓｉ濃度をスラグフォーミングが発生しない濃度まで上昇させる加珪処理後でのＳｉ濃度の設定を行っている。
【００３７】
そして、工程（８）では、工程（７）にて設定した溶銑２のＳｉ濃度及び脱珪処理前の溶銑温度とから脱珪処理後の溶銑温度が付着物１０の溶解温度以上とするための気体酸素量を再び求める。通常、溶銑２の加珪処理はＳｉを含有するＦｅＳｉを溶銑２に供給することによっって行う。しかしながら、ＦｅＳｉを溶銑２に供給すると、図７に示すように、溶銑２の温度が低下してしまい、加珪処理後にそのまま脱珪処理を行うと、場合によっては、工程（５）で求めた付着物１０を溶解させるための温度まで溶銑温度を上昇できない可能性がある。
【００３８】
そこで、まず、工程（８）では、加珪処理を行ったときの溶銑２の温度降下量を図７から求め、この温度降下量を考慮した上で、脱珪処理後の溶銑温度が付着物１０の溶解温度以上とするための気体酸素量を再び求めることとしている。
例えば、工程（５）で推定した推定Ｓｉ濃度が０．０９７質量％であって、工程（７）で設定した溶銑２のＳｉ濃度を０．２２質量％としたとき、加珪量は０．２２質量％から０．０９７質量％を引いた０．１２３質量％となる。ここで、溶銑２に供給する加珪材に含まれるＦｅＳｉの濃度が７２質量％とすると、加珪処理において溶銑２に供給するＦｅＳｉ原単位は、１．７１（ｋｇ／ｔｐ）となる。図７に示すように、加珪処理における温度降下量は、「温度降下量＝１．６５×ＦｅＳｉ原単位」であるため、１．６５×１．７１＝２．８３℃が温度降下量となる。上述したように、加珪処理を行う前の脱珪処理前の溶銑温度が１３５５℃である場合、加珪処理によって低下する溶銑温度は１３５２℃となる。この温度を脱珪処理前の溶銑温度とし、再び、工程（５）で示した方法と同じ方法で気体酸素の原単位を求めると、４．３１Ｎｍ３／ｔｐとなる。
【００３９】
ここで、工程（８）では、再び求めた気体酸素にて脱珪処理を行った場合の推定Ｓｉ濃度を求める。例えば、脱珪処理前のＳｉ濃度を０．３５質量％とし、気体酸素の原単位を４．３１Ｎｍ３／ｔｐの場合、脱珪量ΔＳｉは０．２５５質量％となり、推定Ｓｉ濃度は０．２１８質量％となる。推定Ｓｉ濃度が０．２１８質量％であるとフォーミングが発生する可能性があるため、このような場合は、工程（７）及び工程（８）を繰り返し行う。
【００４０】
例えば、上述したように１回目の計算では、工程（７）において溶銑２のＳｉ濃度を０．２２質量％としていたが、２回目の計算では、溶銑２のＳｉ濃度を０．２５質量％とする。この場合、加珪量は０．２５質量％から０．０９７質量％を引いた０．１５３質量％となり、同様にＦｅＳｉの濃度が７２質量％とすると、加珪処理において溶銑２に供給するＦｅＳｉ原単位は、２．１３（ｋｇ／ｔｐ）となる。また、２回目の場合の加珪処理における温度降下量は３．５℃となり、気体酸素の原単位を４．３３Ｎｍ３／ｔｐとなる。脱珪量ΔＳｉは０．２５５質量％となり、推定Ｓｉ濃度は０．２４８質量％となり、０．２１質量％を超えることになる。
【００４１】
図８に示すように、加珪量の決定やＦｅＳｉの原単位の決定を繰り返し計算することによって、フォーミングが発生しない気体酸素の原単位を求めることができる。
工程(９)では、まず、工程（７）で設定したＳｉ濃度となるよう加珪処理を行う（工程９−１）。そして、工程（８）で求めた気体酸素量を吹き込んで脱珪処理を行い（工程９−２）、工程（１１）へ進む。即ち、上述した計算に基づいて工程（９）では、加珪処理と脱珪処理とを行う。
【００４２】
加珪処理は、例えば、特開５８−０６４３１０号公報に開示されているように、ＦｅＳｉ粉（例えば、Ｓｉ：７２質量％、Ｆｅ：１５質量％）を、インジェクションランスを用いて溶銑２内に吹き込むことによって当業者常法通りに行う。
脱珪処理は、特開昭６３−３０３００６号公報や特開２０００−７３１１４号公報等に示されているように上吹きランスを混銑車１の開口部６へ挿入して、この上吹きランスから溶銑２上に気体酸素（例えば、Ｏ２：１００質量％）を吹き付ける。
【００４３】
工程（９）において加珪処理や脱珪処理が終了すると、脱珪処理を終えた溶銑２を製鋼工場９まで搬送する。また、工程（２）に示したように、混銑車１の風袋重量の増加量が限界重量以上とならなかった場合は、工程（１０）にて、高炉鋳床で脱珪処理を行った溶銑２を受銑して、脱珪処理を行った溶銑２を製鋼工場９へ搬送する。高炉鋳床で行う脱珪処理は当業者常法通りであり、例えば、鋳床脱珪は特開平１−０７１６０８号公報に示すように、鋳床を流れる溶銑２に脱珪剤と投入することによって行う。鋳床脱珪の場合は、特開昭５７−１２３９１２号公報、特開昭６２−２９０８１２号公報、特開平０１−０６５２２４号公報に開示されたようなものを用いても良いし、その他の脱珪剤を用いてもよい。
【００４４】
本発明によれば、繰り返し混銑車１を使用することによって、徐々に混銑車１に付着する付着物１０が増加していくが、工程（１）〜工程（９）に示すように処理を行うことによって、混銑車１に多くの付着物１０が付着して混銑車１の風袋重量が限界となった場合であっても、直ちに混銑車１を修理（補修）しなくても、脱珪処理を行いながら混銑車１内に付着した付着物１０を溶解することができる。特に、本発明では、脱珪処理と付着物１０の除去とを同時に行うことができることから混銑車１の運行（処理）の効率が非常によく、付着物１０が増加したとしても、運行（処理）を続けることが可能である。
【００４５】
さて、脱珪処理が終了して混銑車１が製鋼工場９に移動すると、工程（１１）では、まず、脱珪処理後の溶銑２中のＳ濃度［Ｓ］が、転炉に装入する［Ｓ］の目標値以上であるか否かを判断する（工程１１−１）。転炉に装入する［Ｓ］は予め定められており、この［Ｓ］が目標値以上であれば（工程１１−１、ＹＥＳ）、混銑車１の傾動させてスラグ（脱珪スラグ）を除滓する（工程１１−２）。
【００４６】
例えば、脱珪処理後の［Ｓ］が０．０１５質量％で、目標値が０．００５質量％であった場合、［Ｓ］が目標値を超えているため、スラグドラッガーなどによって脱珪スラグを除滓した。
さらに、工程（１１）では、脱珪スラグの除滓後、混銑車１内で脱硫処理を行う（工程１１−２）。脱硫処理は、インジェクションランスを用いてカルシウムカーバイド系脱硫剤（例えば、ＣａＣ：７５質量％以上、ｆ−ＣａＯ：１８．５質量％以下）を溶銑２中に吹き込むことで行う。例えば、上述した脱珪処理後の［Ｓ］が０．０１５質量％である場合、脱硫剤原単位を３．３ｋｇ／ｔｐとし、［Ｓ］が０．００２質量％、即ち、目標値の０．００５質量％以下になるまで脱硫処理を行う。なお、脱硫処理は、特開２００１−１５８９０７号公報等に示すように当業者常法通りである。また、脱硫剤は、特公平５７−００２２４２号公報、特公昭５８−０５６７２２号公報、特公昭６１−０４３４０７等に開示されているようなものである。
【００４７】
脱硫処理によって溶銑２中の［Ｓ］を目標値以下にした後は、混銑車１を傾動させることによって溶銑２を溶銑鍋７に払い出し（工程１１−３）、この溶銑鍋７を混銑車１とは別の搬送手段（例えば、クレーン）によって転炉まで移動させて、溶銑鍋７内の溶銑２を転炉に装入する。このように、脱硫処理を行うことによって、確実に製品規格を満たす鋼材等を製造することができる。一方で、この段階で脱硫処理を行わない場合は、その後の処理で[Ｓ]が十分に低減できない可能性があり、成分外れ（不良品）を発生させてしまうことがある。
【００４８】
溶銑２中のＳ濃度［Ｓ］が転炉に装入する［Ｓ］の目標値未満である場合（工程１１−１、Ｎｏ）は、この段階で脱硫処理を行う必要がない。そのため、脱珪処理後に、混銑車１を傾動させて脱珪処理後の溶銑２を溶銑鍋７に払い出し（工程１１−４）、この溶銑鍋７をクレーンなどの搬送手段によって転炉まで移動させ、溶銑鍋７内の溶銑２を転炉に装入する。
【００４９】
さて、上述した脱硫処理は、混銑車１内で行うこととしていたが溶銑鍋７内で行ってもよい。図９は、溶銑鍋７内で脱硫処理を行った場合の混銑車１の運行を示している。なお、工程（１）〜工程（１０）は、図３と同じであるため説明を省略する。
図９に示すように、脱珪処理が終了して混銑車１が製鋼工場９に移動すると、工程（１１）では、まず、脱珪処理後の溶銑２中のＳ濃度［Ｓ］が転炉に装入する［Ｓ］の目標値以上であるか否かを判断する（工程１１−１）。脱珪処理後の[Ｓ]が目標値以上であれば（工程１１−１、ＹＥＳ）、混銑車１内の溶銑２を溶銑鍋７に払い出し（工程１１−２）、その後、溶銑鍋７を、製鋼工場９内に設置した除滓ステーションに移動させる。除滓ステーションでは、スラグドラッガーなどの除滓装置を用いて脱珪処理後の溶銑２上に浮かぶスラグを掻き出してスラグを除滓する（工程１１−２）。そして、スラグを除滓した後は溶銑鍋７に脱硫剤を供給して、脱硫処理を行う（工程１１−３）。
【００５０】
一方、脱珪処理後の溶銑２中のＳ濃度［Ｓ］が目標値未満である場合（工程１１−１、ＮＯ）は、溶銑２を溶銑鍋７に払い出し、この溶銑鍋７をクレーンなどの搬送手段によって転炉まで移動させ、溶銑鍋７内の溶銑２を転炉に装入する。つまり、脱硫処理を行わずに脱珪処理後の溶銑２を転炉に搬送する。
以上、本発明によれば、混銑車１において予備処理（脱珪処理）を行いつつ付着物１０の除去（溶解）も行うことができ、混銑車１内の付着物１０の増加によって発生する工程阻害を防止することができる。特に、スラグフォーミングを発生させることなく付着物１０の溶解と脱珪処理が行えるため、処理が一時的にストップすることもなく連続して処理を行うことができる。また、付着物１０を溶解（除去）するための装置（設備）を用いなくても、付着物１０の溶解を行うことができ、簡単に混銑車１内の付着物１０を溶解することが可能となった。
【００５１】
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。
【符号の説明】
【００５２】
１ 混銑車
２ 溶銑
３ 容器
４ 鉄皮
５ 耐火物
６ 開口部
７ 溶銑鍋
８ 高炉
９ 製鋼工場
１０ 付着物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混銑車内の付着物の溶解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、混銑車（トピードカー）や転炉にて精錬を繰り返し行うと、混銑車内に付着する付着物が増加してしまうことが知られている。付着物が増加すると精錬において阻害となるため、出来るだけ付着物の増加を抑制したり、付着物を除去する様々な技術が開発されている。
特許文献１では、ブレーカなどの除去装置を用いて混銑車の開口部周りの付着物を打撃によって除去している。特許文献２では、混銑車に注入する溶銑に、予め転炉にて１４５０℃以上に昇温した溶銑、又は高炉から出銑させた１４５０℃以上の溶銑を使用すると共に、該溶銑に不活性ガスを吹き込み撹拌して溶解している。
【０００３】
特許文献３では、混銑車の天井部に付着した付着物の最大厚みが混銑車の直胴部の内径の１０％を超えないときには、酸素ガスを吹き込むノズル角度を鉛直下向き方向に対して２０°未満とし、一方、付着物最大厚みが前記内径の１０％を超えたときには、前記天井部のうち前記付着物の厚みが前記内径の１０％を超えた部分に排ガスが到達するように、前記ノズル角度を鉛直下向き方向に対して計算されたθ１以上としている。
【０００４】
特許文献４では、製鋼工場において溶銑を払い出した後の溶銑搬送容器（混銑車）内に残留する容器内残留物を排出するにあたり、この容器内残留物のうちの溶銑の量が排出基準値を下まわるときにのみ、該容器内残留物の排出を行っている。
一方、特許文献５では、転炉を用いて酸素吹錬で溶鋼を溶製するに際して、１チャージ又は数チャージの溶製が終了する毎に転炉内壁付着物厚みを測定し、その測定値と予め定めた目標値との差に応じ、次回チャージの溶製時に炉内で生成されるスラグ成分を基準に従い調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０４−０１４１６３号公報
【特許文献２】特開２００２−１０５５２４号公報
【特許文献３】特許第４５４１５２１号公報
【特許文献４】特許第３７４７７８１号公報
【特許文献５】特開２００４−２７７７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、混銑車の付着物を除去できるものの、付着物を除去するためにはブレーカなどの大掛かりな装置が必要であり、付着物の除去作業も多大な時間を要していた。
特許文献２では、特許文献１に示すように大掛かりな装置を用いなくても不活性ガスを吹き込むことによって付着物を除去できるものの、付着物を除去するための作業はオフラインで行わなければならず、生産性が低下する虞がある。
【０００７】
また、特許文献３では、脱炭ガスの二次燃焼による発熱によって混銑車に付着する付着物の成長を抑制することができるものの、付着物を十分に除去することは難しいのが実情である。
特許文献４では、溶銑搬送容器における付着物を増加しないようにすることができるものの、積極的に付着物を除去する技術ではないため、付着物を十分に除去することは難しいのが実情である。
【０００８】
さらに、特許文献５では、スラグの組成を調整することによって転炉に付着する付着物を抑制することができるものの、この技術は転炉に関するものであって混銑車に適用することができないのが実情である。
したがって、特許文献１〜５を用いたとしても、混銑車における予備処理等を用いて付着物の除去をすることが難しいのが実情である。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、混銑車において予備処理を行いつつ付着物の除去（溶解）も行うことができる混銑車内の付着物の溶解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】
【００１０】
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、混銑車内の付着物の溶解方法において、下記の（１）〜（１２）の工程を行うことで脱珪処理を行いながら混銑車内に付着した付着物を除去することを特徴とする。
（１）混銑車の風袋重量を測定する。
（２）混銑車の風袋重量の増加量が限界重量以上であるか否かを判断し、限界重量以上であれば工程（３）に進み、限界重量未満であれば工程（１０）に進む。
（３）高炉鋳床で脱珪処理を行っていない溶銑を混銑車にて受銑する。
（４）脱珪処理前の溶銑温度を測定すると共に、脱珪処理前のＳｉ濃度を測定する。
（５）脱珪処理前の溶銑温度及び脱珪処理前のＳｉ濃度とから脱珪処理後の溶銑温度が付着物の溶解温度以上とするための気体酸素量を求めると共に、脱珪処理後のＳｉ濃度を推定する。
（６）推定した推定Ｓｉ濃度がスラグフォーミングを発生させる濃度であるか否かを判断し、スラグフォーミングを発生させる濃度であれば工程（７）に進み、フォーミングを発生させない濃度であれば工程（５）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行い、工程（１１）へ進む。
（７）スラグフォーミングを発生させない溶銑のＳｉ濃度を設定する。
（８）工程（７）にて設定した溶銑のＳｉ濃度及び脱珪処理前の溶銑温度とから、脱珪処理後の溶銑温度が付着物の溶解温度以上とするための気体酸素量を再び求める。
【００１１】
(９)工程（７）で設定したＳｉ濃度となるよう加珪処理を行うと共に、工程（８）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行い、工程（１１）へ進む。
（１０）高炉鋳床で脱珪処理を行った溶銑を混銑車にて受銑する。
（１１）次工程に進む。
前記工程（１１）では、脱珪処理後のＳ濃度が転炉に装入するＳ濃度の目標値以上であるか否かを判断し、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値以上であれば、スラグを除滓した後、混銑車内で脱硫処理を行い、脱硫処理後に溶銑を溶銑鍋に払い出し、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値未満であれば、脱硫処理を行わずに脱珪処理後の溶銑を溶銑鍋に払い出すことが好ましい。
【００１２】
或いは、前記工程（１１）では、脱珪処理後のＳ濃度が転炉に装入するＳ濃度の目標値以上であるか否かを判断し、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値以上であれば、溶銑を溶銑鍋に払い出すと共にスラグの除滓を行い、溶銑鍋内で脱硫処理を行う、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値未満であれば、脱硫処理を行わずに脱珪処理後の溶銑を溶銑鍋に払い出すことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、混銑車において予備処理を行いつつ付着物の除去（溶解）も行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】混銑車の全体図である。
【図２】混銑車の運行例を示す図である。
【図３】混銑車の運行の工程を示すフローチャートである。
【図４】脱珪処理後の溶銑温度と脱珪処理前後での風袋重量の変化との関係図である。
【図５】気体酸素の原単位と溶銑温度の温度上昇量との関係図である。
【図６】脱珪処理後におけるＳｉ濃度とスラグフォーミングの発生有無との関係図である。
【図７】ＦｅＳｉの原単位と溶銑温度の降下量との関係図である。
【図８】加珪量計算の繰り返し数と、加珪量及びＦｅＳｉ原単位との関係図である。
【図９】混銑車の他の運行の工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１及び図２に示すように、混銑車は、一般的に、高炉から出銑した溶銑を転炉などが設置された製鋼工場９に搬送するために用いられるものである。
混銑車１は、溶銑２を一時的に貯留するための容器３を備えている。この容器３は、外側を形成する鉄皮４と、この鉄皮４の内側に施工された耐火物５とから構成され、溶銑２を装入するための開口部６が形成されている。容器３は、傾動軸を介して傾動可能となっており、容器３を傾動して内部の溶銑２を外側へ払い出すことができるようになっている。
【００１６】
図２に示すように、このような混銑車１では、まず、容器３内が空となっている状態で高炉（高炉鋳床）８へ移動し、高炉８にて容器３内に溶銑２を受銑し、溶銑２を受銑した後は製鋼工場９へと移動する。そして、製鋼工場９へ移動すると、容器３を傾動軸回りに傾動することによって溶銑２を溶銑鍋７に払い出し、溶銑２の払い出し後は、再び、溶銑２を受銑するために高炉８へ移動する。混銑車１が高炉８から製鋼工場９へ移動する間は、当該混銑車１を用いて珪素を除去する脱珪処理などの溶銑２の予備処理を行う。
【００１７】
本発明では、混銑車１の運用を規定することによって、混銑車１にて脱珪処理（予備処理）を行いつつ付着物の除去（溶解）も行うことができる。
以下、各工程について順番に説明する。
図３に示すように、まず、工程（１）では、混銑車１の風袋重量を測定する。
詳しくは、まず、高炉８（高炉鋳床）で溶銑２を受銑する前に、混銑車１空の重量（風袋重量）を測定する。例えば、東洋精工製の「０５Ｂ−ＭＤ−８５８２」のロードセルを用いて風袋重量を測定する。
【００１８】
さて、高炉８での受銑と製鋼工場９での溶銑２の払い出しを繰り返し行った混銑車１では、その容器３内に付着する付着物１０が増加する傾向にあり、付着物１０の増加に伴って風袋重量が増加する。付着物１０が多くなると、溶銑２を積載する積載量が低下して溶銑２の運搬効率の低下を招く可能性がある。そこで、工程（１）では、どの程度の付着物１０が付着しているか確認するために、混銑車１の風袋重量を測定することとしている。
【００１９】
なお、付着物１０は、主にスラグや地金であり、炭素濃度は大凡２〜４質量％、融点は大凡１２００〜１４００℃である。
次に、工程（２）では、混銑車１の風袋重量の増加量が限界重量以上であるか否かを判断する。
限界重量とは、付着物１０が混銑車１に付着することによって風袋重量が増加したときの許容できる重量であって、言い換えれば、付着物１０が混銑車１に付着した状態で目標量の溶銑２を受銑できるかどうかの限界値である。
【００２０】
例えば、付着物１０が全く無い状態において混銑車１の溶銑２の最大積載量は３２０ｔｏｎであり、混銑車１の目標量は、転炉への溶銑２の装入量である２７０ｔｏｎと定められているとすると、最大積載量の３２０ｔｏｎから目標量の２７０ｔｏｎを差し引いた５０ｔｏｎが風袋重量の増加量の限界重量となる。つまり、この場合は、付着物１０が全く無い状態から見て５０ｔｏｎまで付着物１０による重量の増加が許されることになる。
【００２１】
なお、混銑車１では、溶銑２の運搬時における溶銑２の揺れや予備処理を行ったときの溶銑２の吹きこぼれなどを考慮し、溶銑２を受銑した状況下でも溶銑２が装入されていないフリーの空間（フリーボード）が設定されており、最大積載量はフリーボードを除いた値とされている。即ち、混銑車１の容器３内においてフリーボードを除く部分に装入できる溶銑量が最大積載量となる。
【００２２】
この工程（２）では、風袋重量の増加量（単に増加量ということがある）が限界重量以上であれば（工程２、ＹＥＳ）、工程（３）に進み、限界重量未満であれば（工程２、ＮＯ）、工程（１０）に進む。増加量が限界重量を超えている状況下では、多くの付着物１０が混銑車１に付着してしまい、十分な溶銑２を混銑車１に装入できない状況下にある。そのため、工程（２）では、増加量が限界重量を超えていると、付着物１０を減少させることができる工程[工程（３）〜工程（９）]に進むこととしている。増加量が限界重量未満であれば、混銑車１において付着物１０が付着する許容量があると考えられるため、付着物１０を減少させる工程に進まず、別の工程（１）に進む。
【００２３】
工程（３）では、脱珪処理を行っていない溶銑２を高炉鋳床にて受銑する。
例えば、出銑温度が１４５０〜１５２０℃であり、成分が、Ｃ：４．８０〜４．９質量％、Ｓｉ：０．２０〜１．２質量％、Ｍｎ：０．２５〜０．４５質量％、Ｐ：０．１０〜０．１３０質量％である溶銑２を受銑する。なお、受銑する溶銑２の温度及び成分値は、当業者常法通りであって特に限定されない。
【００２４】
この工程（３）は、溶銑２の脱珪処理を行いつつ混銑車１の付着物１０を減少させる精錬処理をするために、まず、混銑車１を高炉８（高炉鋳床）へと移動させて、脱珪処理を行っていない溶銑２を受銑することとしている。通常、高炉鋳床における脱珪処理は、固体酸素を供給して行われることが多く、高炉鋳床におて脱珪処理を行うと溶銑２の温度低下が著しい。このように高炉鋳床において脱珪処理を行った溶銑２を混銑車１で受銑してしまうと、付着物１０の増加につながる。このようなことから、工程（３）では、脱珪処理を行っていない溶銑２を受銑することとしている。
【００２５】
例えば、上述したように、混銑車１の風袋重量の増加量が５５ｔｏｎであって、その限界重量（増加量）が５０ｔｏｎ以上である場合は、工程（３）における混銑車１の受銑量は２６５ｔｏｎとなる。つまり、工程（３）では限界重量（５０ｔｏｎ）を超えてしまった場合、増加量（５５ｔｏｎ）から限界重量（５０ｔｏｎ）を差し引いた５ｔｏｎの溶銑２は受銑できなくなり、工程（３）における受銑量は、目標量−増加量−限界重量となる。
【００２６】
次に、脱珪処理を行いつつ、付着物１０の溶解を行うために脱珪処理及び付着物１０の溶解に必要な気体酸素を求めることとしている。
具体的には、まず、気体酸素を求めるにあたって、工程（４）では、脱珪処理前の溶銑温度を測定すると共に脱珪処理前のＳｉ濃度を測定することとしている。工程（４）では、例えば、熱電対を用いて脱珪処理前の溶銑温度を測定する。脱珪処理前の溶銑温度は１３５５℃であった。
【００２７】
また、工程（４）では、脱珪処理前の溶銑２をサンプラー（例えば、リケン工業製の「ＨＭ−Ｓコンビネーションサンプラー」）で採取し、採取した溶銑２のＳｉ濃度[Ｓｉ]を蛍光Ｘ線分析法によって求める。蛍光Ｘ線分析法では、溶銑２のサンプルの鏡面にＸ線を照射して、[Ｓｉ]のＸ線ピーク強度を測定した。予め標準試料を用いて作成しておいた[Ｓｉ]とＸ線ピーク強度との関係からＸ線ピーク強度による[Ｓｉ]の定量分析を行う。脱珪処理前のＳｉ濃度は０．３５質量％であった。
【００２８】
上述したように、脱珪処理前の溶銑温度と、脱珪処理前のＳｉ濃度とが分かると、工程（５）では、脱珪処理前の溶銑温度及び脱珪処理前のＳｉ濃度から脱珪処理後の溶銑温度が付着物１０の溶解温度以上となるための気体酸素量を求めることとしている。
工程（４）及び工程（５）についてさらに詳しく説明する。
図４は、脱珪処理後の溶銑温度と、脱珪処理前後での風袋重量の変化とをまとめたものである。図４に示すように、脱珪処理後の溶銑温度が１４００℃以上となると風袋重量は減少（マイナス）となり付着物１０が減少する傾向にある。そのため、工程（４）にて測定した脱珪処理前の溶銑温度が、その後、付着物１０を減少させるための溶銑温度上昇の基準となる。
【００２９】
図５は、気体酸素の原単位と、脱珪処理後の溶銑温度から脱珪処理前の溶銑温度を引いた値（溶銑温度の温度上昇量）との関係をまとめたものである。図５に示すように、気体酸素が多いほど溶銑温度の上昇温度量は高く、温度上昇量ΔＴ（℃）を求める回帰式は、
ΔＴ＝−１２．５＋２１×気体酸素原単位 ・・・（１）
となる。
【００３０】
工程（５）では、上述したように脱珪処理前の溶銑温度が１３５５℃であって、脱珪処理後の溶銑温度を溶解温度以上、即ち、１４００℃にする場合、その上昇温度量は４５℃となるため、図５を用いると気体酸素の原単位を２．７３Ｎｍ３／ｔｐにすればよい。
ここで、上述した回帰式と実績値とのバラツキ（標準偏差σ）は１５℃となるため、必要とする温度上昇量ΔＴ（℃）から気体酸素の原単位を求めるにあたっては、
ΔＴ＝−１２．５＋２１×気体酸素原単位−２×σ ・・・（１）’
を採用することとした。式（１）’を用いた場合、１３５５℃から１４００℃まで温度上昇させるためには、４．１７Ｎｍ３／ｔｐの気体酸素が必要となる。つまり、４．１７Ｎｍ３／ｔｐが脱珪処理及び付着物１０の溶解に必要な気体酸素量となる。
【００３１】
さらに、工程（５）では、求めた気体酸素を吹き付けた場合において、どの程度脱珪処理が行えるか、即ち、脱珪処理後のＳｉ濃度はどのようになるかを推定する。脱珪処理後のＳｉ濃度を求めるに際しては、まず、脱珪処理前のＳｉ濃度と気体酸素の原単位とから脱珪処理したときの脱珪量を求める。
例えば、脱珪量ΔＳｉ（質量％）は、
ΔＳｉ＝−０．０８＋０．４８１×脱珪処理前のＳｉ濃度
＋０．０１５５×気体原単位＋２σ ・・・（２）
により求めることとした。
【００３２】
なお、式（２）は、過去の実績から求めたもので、計算式と実績値とのバラツキ（標準偏差σ）は０．０５質量％である。
上述したように、脱珪処理前のＳｉ濃度が０．３５質量％、付着物１０を溶解するための気体酸素量が４．１７Ｎｍ３／ｔｐである場合、式（２）により脱珪量ΔＳｉを求めると、０．２５３質量％となる。そして、脱珪処理後のＳｉ濃度は、脱珪処理前のＳｉ濃度から脱珪量ΔＳｉを差し引いた０．０９７質量％となる。つまり、工程（５）では、脱珪処理及び付着物１０の溶解に必要な気体酸素量を吹き付けた場合での脱珪処理後のＳｉ濃度は０．０９７質量％と推定することができる。以降、説明の便宜上、工程（５）で推定した脱珪処理後のＳｉ濃度のことを推定Ｓｉ濃度ということがある。
【００３３】
さて、工程（４）及び工程（５）で求めた気体酸素量を吹き付けることによって、脱珪処理を行うと共に付着物１０の溶解も行うことができると考えられるが、本発明では、脱珪処理におけるフォーミングの発生状況も考慮して、最終的な気体酸素量などを求めて脱珪処理を行うこととしている。スラグフォーミングが発生すると、混銑車１の容器３の開口部６からスラグ等が漏れ出てしまい、例えば、漏れ出たスラグが混銑車１を移動させるためのレールに固着して搬送の阻害をしてしまったり、様々な操業阻害を引き起こしてしまう。そのため、脱珪処理を行うにあたってはスラグフォーミングを発生させないことが必要である。なお、スラグフォーミングの発生の有無は、容器３の開口部６からスラグが漏れ出たか否かを目視によって判定することができる。
【００３４】
そこで、工程（６）では、まず、推定Ｓｉ濃度がスラグフォーミングを発生させる濃度であるか否かを判断する（工程６−１）。そして、スラグフォーミングを発生させる濃度であれば（工程６−１、ＹＥＳ）、工程（７）に進み、フォーミングを発生させない濃度であれば（工程６−１、ＮＯ）、工程（５）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行い（工程６−２）、工程（１１）へ進むこととしている。
【００３５】
図６は、脱珪処理後におけるＳｉ濃度と、スラグフォーミングの発生有無との関係を過去の実績によりまとめたものである。図６に示すように、脱珪処理後のＳｉ濃度が０．２１質量％以下になるとスラグフォーミングが発生してしまうことになる。そのため、工程（６）では、例えば、推定Ｓｉ濃度が０．２１質量％以下であるとスラグフォーミングを発生させると判断して工程（７）に進むこととし、推定Ｓｉ濃度が０．２１質量％超えているとスラグフォーミングを発生させないと判断し、脱珪処理を行うこととする。つまり、推定Ｓｉ濃度がフォーミングを発生させない濃度（０．２１質量％超）であれば工程（５）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行う。なお、本発明の混銑車における脱珪処理は、脱珪剤を用いずに気体酸素を吹き込むことによって行う。気体酸素の吹き込みは当業者常法通りに行う。
【００３６】
工程（７）では、スラグフォーミングを発生させない溶銑２のＳｉ濃度を設定する。例えば、脱珪処理後のＳｉ濃度（推定Ｓｉ濃度）が０．０９７質量％である場合、図６に示すようにフォーミングが発生する可能性があるため、脱珪処理後のＳｉ濃度をフォーミングが発生しない０．２１質量％超に設定する。つまり、工程（７）では、工程（５）で推定した推定Ｓｉ濃度となるように脱珪処理を行った場合、スラグフォーミングが発生するため、Ｓｉ濃度をスラグフォーミングが発生しない濃度まで上昇させる加珪処理後でのＳｉ濃度の設定を行っている。
【００３７】
そして、工程（８）では、工程（７）にて設定した溶銑２のＳｉ濃度及び脱珪処理前の溶銑温度とから脱珪処理後の溶銑温度が付着物１０の溶解温度以上とするための気体酸素量を再び求める。通常、溶銑２の加珪処理はＳｉを含有するＦｅＳｉを溶銑２に供給することによっって行う。しかしながら、ＦｅＳｉを溶銑２に供給すると、図７に示すように、溶銑２の温度が低下してしまい、加珪処理後にそのまま脱珪処理を行うと、場合によっては、工程（５）で求めた付着物１０を溶解させるための温度まで溶銑温度を上昇できない可能性がある。
【００３８】
そこで、まず、工程（８）では、加珪処理を行ったときの溶銑２の温度降下量を図７から求め、この温度降下量を考慮した上で、脱珪処理後の溶銑温度が付着物１０の溶解温度以上とするための気体酸素量を再び求めることとしている。
例えば、工程（５）で推定した推定Ｓｉ濃度が０．０９７質量％であって、工程（７）で設定した溶銑２のＳｉ濃度を０．２２質量％としたとき、加珪量は０．２２質量％から０．０９７質量％を引いた０．１２３質量％となる。ここで、溶銑２に供給する加珪材に含まれるＦｅＳｉの濃度が７２質量％とすると、加珪処理において溶銑２に供給するＦｅＳｉ原単位は、１．７１（ｋｇ／ｔｐ）となる。図７に示すように、加珪処理における温度降下量は、「温度降下量＝１．６５×ＦｅＳｉ原単位」であるため、１．６５×１．７１＝２．８３℃が温度降下量となる。上述したように、加珪処理を行う前の脱珪処理前の溶銑温度が１３５５℃である場合、加珪処理によって低下する溶銑温度は１３５２℃となる。この温度を脱珪処理前の溶銑温度とし、再び、工程（５）で示した方法と同じ方法で気体酸素の原単位を求めると、４．３１Ｎｍ３／ｔｐとなる。
【００３９】
ここで、工程（８）では、再び求めた気体酸素にて脱珪処理を行った場合の推定Ｓｉ濃度を求める。例えば、脱珪処理前のＳｉ濃度を０．３５質量％とし、気体酸素の原単位を４．３１Ｎｍ３／ｔｐの場合、脱珪量ΔＳｉは０．２５５質量％となり、推定Ｓｉ濃度は０．２１８質量％となる。推定Ｓｉ濃度が０．２１８質量％であるとフォーミングが発生する可能性があるため、このような場合は、工程（７）及び工程（８）を繰り返し行う。
【００４０】
例えば、上述したように１回目の計算では、工程（７）において溶銑２のＳｉ濃度を０．２２質量％としていたが、２回目の計算では、溶銑２のＳｉ濃度を０．２５質量％とする。この場合、加珪量は０．２５質量％から０．０９７質量％を引いた０．１５３質量％となり、同様にＦｅＳｉの濃度が７２質量％とすると、加珪処理において溶銑２に供給するＦｅＳｉ原単位は、２．１３（ｋｇ／ｔｐ）となる。また、２回目の場合の加珪処理における温度降下量は３．５℃となり、気体酸素の原単位を４．３３Ｎｍ３／ｔｐとなる。脱珪量ΔＳｉは０．２５５質量％となり、推定Ｓｉ濃度は０．２４８質量％となり、０．２１質量％を超えることになる。
【００４１】
図８に示すように、加珪量の決定やＦｅＳｉの原単位の決定を繰り返し計算することによって、フォーミングが発生しない気体酸素の原単位を求めることができる。
工程(９)では、まず、工程（７）で設定したＳｉ濃度となるよう加珪処理を行う（工程９−１）。そして、工程（８）で求めた気体酸素量を吹き込んで脱珪処理を行い（工程９−２）、工程（１１）へ進む。即ち、上述した計算に基づいて工程（９）では、加珪処理と脱珪処理とを行う。
【００４２】
加珪処理は、例えば、特開５８−０６４３１０号公報に開示されているように、ＦｅＳｉ粉（例えば、Ｓｉ：７２質量％、Ｆｅ：１５質量％）を、インジェクションランスを用いて溶銑２内に吹き込むことによって当業者常法通りに行う。
脱珪処理は、特開昭６３−３０３００６号公報や特開２０００−７３１１４号公報等に示されているように上吹きランスを混銑車１の開口部６へ挿入して、この上吹きランスから溶銑２上に気体酸素（例えば、Ｏ２：１００質量％）を吹き付ける。
【００４３】
工程（９）において加珪処理や脱珪処理が終了すると、脱珪処理を終えた溶銑２を製鋼工場９まで搬送する。また、工程（２）に示したように、混銑車１の風袋重量の増加量が限界重量以上とならなかった場合は、工程（１０）にて、高炉鋳床で脱珪処理を行った溶銑２を受銑して、脱珪処理を行った溶銑２を製鋼工場９へ搬送する。高炉鋳床で行う脱珪処理は当業者常法通りであり、例えば、鋳床脱珪は特開平１−０７１６０８号公報に示すように、鋳床を流れる溶銑２に脱珪剤と投入することによって行う。鋳床脱珪の場合は、特開昭５７−１２３９１２号公報、特開昭６２−２９０８１２号公報、特開平０１−０６５２２４号公報に開示されたようなものを用いても良いし、その他の脱珪剤を用いてもよい。
【００４４】
本発明によれば、繰り返し混銑車１を使用することによって、徐々に混銑車１に付着する付着物１０が増加していくが、工程（１）〜工程（９）に示すように処理を行うことによって、混銑車１に多くの付着物１０が付着して混銑車１の風袋重量が限界となった場合であっても、直ちに混銑車１を修理（補修）しなくても、脱珪処理を行いながら混銑車１内に付着した付着物１０を溶解することができる。特に、本発明では、脱珪処理と付着物１０の除去とを同時に行うことができることから混銑車１の運行（処理）の効率が非常によく、付着物１０が増加したとしても、運行（処理）を続けることが可能である。
【００４５】
さて、脱珪処理が終了して混銑車１が製鋼工場９に移動すると、工程（１１）では、まず、脱珪処理後の溶銑２中のＳ濃度［Ｓ］が、転炉に装入する［Ｓ］の目標値以上であるか否かを判断する（工程１１−１）。転炉に装入する［Ｓ］は予め定められており、この［Ｓ］が目標値以上であれば（工程１１−１、ＹＥＳ）、混銑車１の傾動させてスラグ（脱珪スラグ）を除滓する（工程１１−２）。
【００４６】
例えば、脱珪処理後の［Ｓ］が０．０１５質量％で、目標値が０．００５質量％であった場合、［Ｓ］が目標値を超えているため、スラグドラッガーなどによって脱珪スラグを除滓した。
さらに、工程（１１）では、脱珪スラグの除滓後、混銑車１内で脱硫処理を行う（工程１１−２）。脱硫処理は、インジェクションランスを用いてカルシウムカーバイド系脱硫剤（例えば、ＣａＣ：７５質量％以上、ｆ−ＣａＯ：１８．５質量％以下）を溶銑２中に吹き込むことで行う。例えば、上述した脱珪処理後の［Ｓ］が０．０１５質量％である場合、脱硫剤原単位を３．３ｋｇ／ｔｐとし、［Ｓ］が０．００２質量％、即ち、目標値の０．００５質量％以下になるまで脱硫処理を行う。なお、脱硫処理は、特開２００１−１５８９０７号公報等に示すように当業者常法通りである。また、脱硫剤は、特公平５７−００２２４２号公報、特公昭５８−０５６７２２号公報、特公昭６１−０４３４０７等に開示されているようなものである。
【００４７】
脱硫処理によって溶銑２中の［Ｓ］を目標値以下にした後は、混銑車１を傾動させることによって溶銑２を溶銑鍋７に払い出し（工程１１−３）、この溶銑鍋７を混銑車１とは別の搬送手段（例えば、クレーン）によって転炉まで移動させて、溶銑鍋７内の溶銑２を転炉に装入する。このように、脱硫処理を行うことによって、確実に製品規格を満たす鋼材等を製造することができる。一方で、この段階で脱硫処理を行わない場合は、その後の処理で[Ｓ]が十分に低減できない可能性があり、成分外れ（不良品）を発生させてしまうことがある。
【００４８】
溶銑２中のＳ濃度［Ｓ］が転炉に装入する［Ｓ］の目標値未満である場合（工程１１−１、Ｎｏ）は、この段階で脱硫処理を行う必要がない。そのため、脱珪処理後に、混銑車１を傾動させて脱珪処理後の溶銑２を溶銑鍋７に払い出し（工程１１−４）、この溶銑鍋７をクレーンなどの搬送手段によって転炉まで移動させ、溶銑鍋７内の溶銑２を転炉に装入する。
【００４９】
さて、上述した脱硫処理は、混銑車１内で行うこととしていたが溶銑鍋７内で行ってもよい。図９は、溶銑鍋７内で脱硫処理を行った場合の混銑車１の運行を示している。なお、工程（１）〜工程（１０）は、図３と同じであるため説明を省略する。
図９に示すように、脱珪処理が終了して混銑車１が製鋼工場９に移動すると、工程（１１）では、まず、脱珪処理後の溶銑２中のＳ濃度［Ｓ］が転炉に装入する［Ｓ］の目標値以上であるか否かを判断する（工程１１−１）。脱珪処理後の[Ｓ]が目標値以上であれば（工程１１−１、ＹＥＳ）、混銑車１内の溶銑２を溶銑鍋７に払い出し（工程１１−２）、その後、溶銑鍋７を、製鋼工場９内に設置した除滓ステーションに移動させる。除滓ステーションでは、スラグドラッガーなどの除滓装置を用いて脱珪処理後の溶銑２上に浮かぶスラグを掻き出してスラグを除滓する（工程１１−２）。そして、スラグを除滓した後は溶銑鍋７に脱硫剤を供給して、脱硫処理を行う（工程１１−３）。
【００５０】
一方、脱珪処理後の溶銑２中のＳ濃度［Ｓ］が目標値未満である場合（工程１１−１、ＮＯ）は、溶銑２を溶銑鍋７に払い出し、この溶銑鍋７をクレーンなどの搬送手段によって転炉まで移動させ、溶銑鍋７内の溶銑２を転炉に装入する。つまり、脱硫処理を行わずに脱珪処理後の溶銑２を転炉に搬送する。
以上、本発明によれば、混銑車１において予備処理（脱珪処理）を行いつつ付着物１０の除去（溶解）も行うことができ、混銑車１内の付着物１０の増加によって発生する工程阻害を防止することができる。特に、スラグフォーミングを発生させることなく付着物１０の溶解と脱珪処理が行えるため、処理が一時的にストップすることもなく連続して処理を行うことができる。また、付着物１０を溶解（除去）するための装置（設備）を用いなくても、付着物１０の溶解を行うことができ、簡単に混銑車１内の付着物１０を溶解することが可能となった。
【００５１】
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。
【符号の説明】
【００５２】
１ 混銑車
２ 溶銑
３ 容器
４ 鉄皮
５ 耐火物
６ 開口部
７ 溶銑鍋
８ 高炉
９ 製鋼工場
１０ 付着物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の（１）〜（１２）の工程を行うことで脱珪処理を行いながら混銑車内に付着した付着物を除去することを特徴とする混銑車内の付着物の溶解方法。
（１）混銑車の風袋重量を測定する。
（２）混銑車の風袋重量の増加量が限界重量以上であるか否かを判断し、限界重量以上であれば工程（３）に進み、限界重量未満であれば工程（１０）に進む。
（３）高炉鋳床で脱珪処理を行っていない溶銑を混銑車にて受銑する。
（４）脱珪処理前の溶銑温度を測定すると共に、脱珪処理前のＳｉ濃度を測定する。
（５）脱珪処理前の溶銑温度及び脱珪処理前のＳｉ濃度とから脱珪処理後の溶銑温度が付着物の溶解温度以上とするための気体酸素量を求めると共に、脱珪処理後のＳｉ濃度を推定する。
（６）推定した推定Ｓｉ濃度がスラグフォーミングを発生させる濃度であるか否かを判断し、スラグフォーミングを発生させる濃度であれば工程（７）に進み、フォーミングを発生させない濃度であれば工程（５）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行い、工程（１１）へ進む。
（７）スラグフォーミングを発生させない溶銑のＳｉ濃度を設定する。
（８）工程（７）にて設定した溶銑のＳｉ濃度及び脱珪処理前の溶銑温度とから、脱珪処理後の溶銑温度が付着物の溶解温度以上とするための気体酸素量を再び求める。
（９）工程（７）で設定したＳｉ濃度となるよう加珪処理を行うと共に、工程（８）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行い、工程（１１）へ進む。
（１０）高炉鋳床で脱珪処理を行った溶銑を混銑車にて受銑する。
（１１）次工程に進む。
【請求項２】
前記工程（１１）では、
脱珪処理後のＳ濃度が転炉に装入するＳ濃度の目標値以上であるか否かを判断し、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値以上であれば、スラグを除滓した後、混銑車内で脱硫処理を行い、脱硫処理後に溶銑を溶銑鍋に払い出し、
脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値未満であれば、脱硫処理を行わずに脱珪処理後の溶銑を溶銑鍋に払い出す
ことを特徴とする請求項１に記載の混銑車内の付着物の溶解方法。
【請求項３】
前記工程（１１）では、
脱珪処理後のＳ濃度が転炉に装入するＳ濃度の目標値以上であるか否かを判断し、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値以上であれば、溶銑を溶銑鍋に払い出すと共にスラグの除滓を行い、溶銑鍋内で脱硫処理を行い、
脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値未満であれば、脱硫処理を行わずに脱珪処理後の溶銑を溶銑鍋に払い出す
ことを特徴とする請求項１に記載の混銑車内の付着物の溶解方法。
【請求項１】
下記の（１）〜（１２）の工程を行うことで脱珪処理を行いながら混銑車内に付着した付着物を除去することを特徴とする混銑車内の付着物の溶解方法。
（１）混銑車の風袋重量を測定する。
（２）混銑車の風袋重量の増加量が限界重量以上であるか否かを判断し、限界重量以上であれば工程（３）に進み、限界重量未満であれば工程（１０）に進む。
（３）高炉鋳床で脱珪処理を行っていない溶銑を混銑車にて受銑する。
（４）脱珪処理前の溶銑温度を測定すると共に、脱珪処理前のＳｉ濃度を測定する。
（５）脱珪処理前の溶銑温度及び脱珪処理前のＳｉ濃度とから脱珪処理後の溶銑温度が付着物の溶解温度以上とするための気体酸素量を求めると共に、脱珪処理後のＳｉ濃度を推定する。
（６）推定した推定Ｓｉ濃度がスラグフォーミングを発生させる濃度であるか否かを判断し、スラグフォーミングを発生させる濃度であれば工程（７）に進み、フォーミングを発生させない濃度であれば工程（５）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行い、工程（１１）へ進む。
（７）スラグフォーミングを発生させない溶銑のＳｉ濃度を設定する。
（８）工程（７）にて設定した溶銑のＳｉ濃度及び脱珪処理前の溶銑温度とから、脱珪処理後の溶銑温度が付着物の溶解温度以上とするための気体酸素量を再び求める。
（９）工程（７）で設定したＳｉ濃度となるよう加珪処理を行うと共に、工程（８）で求めた気体酸素量を吹き込むことによって脱珪処理を行い、工程（１１）へ進む。
（１０）高炉鋳床で脱珪処理を行った溶銑を混銑車にて受銑する。
（１１）次工程に進む。
【請求項２】
前記工程（１１）では、
脱珪処理後のＳ濃度が転炉に装入するＳ濃度の目標値以上であるか否かを判断し、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値以上であれば、スラグを除滓した後、混銑車内で脱硫処理を行い、脱硫処理後に溶銑を溶銑鍋に払い出し、
脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値未満であれば、脱硫処理を行わずに脱珪処理後の溶銑を溶銑鍋に払い出す
ことを特徴とする請求項１に記載の混銑車内の付着物の溶解方法。
【請求項３】
前記工程（１１）では、
脱珪処理後のＳ濃度が転炉に装入するＳ濃度の目標値以上であるか否かを判断し、脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値以上であれば、溶銑を溶銑鍋に払い出すと共にスラグの除滓を行い、溶銑鍋内で脱硫処理を行い、
脱珪処理後のＳ濃度がＳ濃度の目標値未満であれば、脱硫処理を行わずに脱珪処理後の溶銑を溶銑鍋に払い出す
ことを特徴とする請求項１に記載の混銑車内の付着物の溶解方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２３７５５（Ｐ２０１３−２３７５５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２２３５（Ｐ２０１１−１６２２３５）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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