脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置及び添加方法
【課題】高圧タンクのディスペンサータンクを使用することなく、固体の粉状添加剤を圧縮気体にまんべんなく混合することができる脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置を提供する。
【解決手段】脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置は、粉状添加剤を貯蔵するホッパ３と、圧縮気体を送入することによって、ホッパ３から自重落下する粉状添加剤に真空吸引力を働かせ、圧縮気体に粉状添加剤を巻き込ませるエジェクタ部９と、エジェクタ部９において圧縮気体に巻き込ませた粉状添加剤を溶銑に上吹き添加するランス６と、を備える。
【解決手段】脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置は、粉状添加剤を貯蔵するホッパ３と、圧縮気体を送入することによって、ホッパ３から自重落下する粉状添加剤に真空吸引力を働かせ、圧縮気体に粉状添加剤を巻き込ませるエジェクタ部９と、エジェクタ部９において圧縮気体に巻き込ませた粉状添加剤を溶銑に上吹き添加するランス６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑を脱硫する脱硫装置に石灰、粉アルミ等の粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼の高純度化に対する要求が従来にも増して強くなり、これに伴って鋼中の不純物を除去する技術開発が盛んに行われている。今日の精錬プロセスにおいては、転炉での脱炭精錬に先立って溶銑に含有される燐及び硫黄を除去する方法、即ち溶銑の予備処理が一般的に行われている。このうち、溶銑の脱硫処理においては、水平断面がほぼ円形を有する精錬容器内で溶銑を保持し、溶銑上に脱硫剤を添加し、撹拌羽根（インペラとも呼ばれる）と称した羽根を有する回転子を溶銑内に浸漬させて回転させ、溶銑及び脱硫剤を撹拌して脱硫する機械撹拌式脱硫方法が広く行われている。このときの脱硫剤としては、石灰粉（以下ＣａＯという）を主成分とする脱硫剤が広く用いられている。
【０００３】
溶銑の脱硫反応速度を高めるためには、溶銑／脱硫剤間の反応界面積を増加させることが効果的であり、この観点からは添加する脱硫剤は細かいほど好ましい。従来の機械撹拌式脱硫方法では、精錬容器の上方から投入シュートを介して脱硫剤を添加する方法が採られていた。しかし、細粒の脱硫剤を添加した場合、飛散により溶銑上に到達する脱硫剤の量が低下し、脱硫剤の添加歩留が低下してしまうという問題が生じる。さらに、ＣａＯは溶銑とは濡れ難い性質を有するため、溶銑に添加されたＣａＯが互いに凝集してしまい、凝集内部のＣａＯが未反応のままであるので、反応効率が低下するといった問題が発生する。
【０００４】
この問題を解決するために、出願人は、上吹きランスを介して搬送用ガスと共に粉状脱硫剤を上吹き添加する方法を提案している（特許文献１及び特許文献２参照）。反応性に優れる細粒の脱硫剤を搬送ガスと共に溶銑に上吹き添加することによって、添加時の飛散を少なくしたり、反応効率を向上したりすることができる。
【０００５】
このような上吹き添加方法にあっては、いかにして粉状脱硫剤を搬送用ガスに、すなわち固体の粉を気体にまんべんなく混合するかが課題になる。特許文献１には、搬送用ガスと共に粉状脱硫剤を上吹き添加することが開示されているが、粉状脱硫剤を搬送用ガスにまんべんなく混合することに改善の余地がある。
【０００６】
特許文献２には、粉状脱硫剤を搬送用ガスに混合するために、粉状脱硫剤を、内部が圧縮気体によって加圧されたディスペンサータンクに貯蔵し、ディスペンサータンクの粉状脱硫剤を圧縮気体と共に搬送用ガスに混合することが開示されている。ディスペンサータンクの出口側にはゲートバルブを介して搬送用ガス配管が接続され、搬送用ガス配管には粉状脱硫剤を上吹き添加するためのランスが接続される。ゲートバルブを開くと、ディスペンサータンクの背圧によって内部の粉状脱硫剤が搬送用ガスに混合される。ディスペンサータンクは背圧制御と呼ばれる制御方式によって制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７９６９０号公報
【特許文献２】特開２００７−２４７０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に記載の上吹き添加方法にあっては、粉状脱硫剤を搬送用ガスにまんべんなく混合することができるが、ディスペンサータンクが高圧タンクになるので、コストがかかったり、設備が複雑化したりするという課題がある。また、ディスペンサータンクを背圧制御した場合、内部の粉状脱硫剤の量によって粉状脱硫剤の供給量が変化するので、安定的な供給が困難であるという課題がある。例えば、ディスペンサータンクの内部の粉状脱硫剤の量が大きければ、粉状脱硫剤の供給量が大きくなり、粉状脱硫剤の量が小さければ、内部の粉状脱硫剤の供給量が小さくなる。
【０００９】
そこで本発明は、高圧タンクになるディスペンサータンクを使用することなく、固体の粉状添加剤を圧縮気体にまんべんなく混合することができる脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置及び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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、溶銑を脱硫する脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置であって、粉状添加剤を貯蔵するホッパと、圧縮気体を送入することによって、前記ホッパから自重落下する粉状添加剤に真空吸引力を働かせ、圧縮気体に粉状添加剤を巻き込ませるエジェクタ部と、前記エジェクタ部において圧縮気体に巻き込ませた粉状添加剤を溶銑に上吹き添加するランスと、を備える脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、前記エジェクタ部は、前記ホッパから切り出される粉状添加剤を自重落下させるシュートの下端と前記ランスの上端との間に設けられ、前記エジェクタ部は、前記エジェクタ部に接続されて前記エジェクタ部内に圧縮気体を噴出する圧縮気体配管又はノズルと、下流に向かって粉状添加剤の通路の断面積を小さくする絞り部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、前記ランスは、前記エジェクタ部に連結される第一の通路と、前記第一の通路よりも下流に設けられ、前記第一の通路よりも断面積が大きい第二の通路と、前記第二の通路の下流側の先端に設けられるノズルと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、前記ランスは、脱硫装置の溶銑鍋を入れ替えることができるように、互いに相対的に移動可能な同心の内管及び外管を備え、前記第一の通路が前記内管に形成され、前記第二の通路が前記外管に形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、粉状添加剤の添加装置はさらに、前記ホッパに貯蔵された粉状添加剤を一定量切り出す定量切出し装置を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置を用いて、脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加方法である。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、溶銑を脱硫する脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置であって、粉状添加剤を貯蔵するホッパと、前記ホッパから切り出された粉状添加剤を自重落下させるシュートと、粉状添加剤を圧縮気体と共に溶銑に上吹き添加し、直線的に伸びるランスと、前記シュートの下端と前記ランスの上端との間に設けられるエジェクタ部と、前記エジェクタ部に接続されて前記エジェクタ部内に圧縮気体を吹き込む圧縮気体配管又はノズルと、を備え、前記シュートを自重落下する粉状添加剤が重力によって前記エジェクタ部を介して前記ランスの下端まで自重落下可能であり、前記圧縮気体配管又は前記ノズルから圧縮気体を吹き込むことによって、前記ランス内を自重落下する粉状添加剤の落下速度を助勢する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置である。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、前記エジェクタ部には、下流に向かって粉状添加剤の通路の断面積を小さくする絞り部が形成されることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、前記ランスの中心線上に配置されて前記ランスの中心線方向に圧縮気体を吹き込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、エジェクタ効果を利用して粉状添加剤に真空吸引力を働かせるので、粉状添加剤を圧縮気体にまんべんなく混合することができる。また、高圧タンクのディスペンサータンクを使用することがないので、設備も簡素化し、設備コストも低減する。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、圧縮気体が絞り部を通過することによって真空吸引力が発生する。この真空吸引力によって粉状添加剤を圧縮気体に巻き込むことができる。エジェクタ部はランスの上端に設けられるので、粉状添加剤は圧縮気体中に分散・混合した状態でランスに流れる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、ランスの下流側の第二の通路の断面積を上流側の第一の通路よりも大きくするので、ディフューザ効果によってランス内での粉状添加剤の分散と気体のある程度の流速アップが可能になる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、ランスの内管及び外管に脱硫装置を入れ替えるための伸縮機能とディフューザとしての機能とを兼用させることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、圧縮気体に一定量の粉状添加剤を混合することができる。
【００２４】
本願発明は、請求項６に記載の発明のように脱硫装置に粉状添加剤を添加する粉状添加剤の添加方法として構成することもできる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、エジェクタ部に圧縮気体配管又はノズルから圧縮気体を吹き込むことによって、重力によって自重落下する粉状添加剤の落下速度を助勢するので、ランス中の粉状添加剤及び圧縮気体の速度が向上し、圧縮気体中に粉状添加剤がまんべんなく分散・混合する。エジェクタ部はランスの上端に設けられるので、圧縮気体配管又はノズルから吹き込まれる圧縮気体は高速のままランスに流れる。
【００２６】
請求項８に記載の発明によれば、エジェクタ部に絞り部を形成することによって、エジェクタ効果により粉状添加剤に真空吸引力が働くので、圧縮気体中に粉状添加剤がより分散・混合する。エジェクタ部はランスの上端に設けられるので、粉状添加剤は圧縮気体中に分散・混合した状態でランスに流れる。また、エジェクタ部内の圧縮気体の流れが乱流になるので、圧縮気体中に粉状添加剤がより分散・混合する。
【００２７】
請求項９に記載の発明によれば、圧縮気体配管又はノズルから吹き込まれる圧縮気体は高速のままランスに流れる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置が組み込まれた脱硫装置の全体図
【図２】本発明の一実施形態の脱硫装置用の添加装置の詳細図
【図３】エジェクタ部及びランスの詳細図（図中（ａ）は（ｂ）のIII-III線矢視図を示し、図中（ｂ）は側面図を示す）
【図４】添加装置の他の例を示す図
【図５】脱硫装置の他の例の全体図
【図６】実施例で用いたエジェクタ及びランスの通路断面図（図中（ａ）は（ｂ）のVI-VI線断面図を示し、図中（ｂ）は側方から見た通路断面を示す）
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下添付図面に基づいて本発明の一実施形態における脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置を説明する。図１は、本発明の一実施形態の添加装置が組み込まれた脱硫装置の全体図を示す。図１において、１はＣａＯ計量タンク、２はリフトタンク、３はホッパ、４はヘッダ等の圧縮気体供給部、５はシュート、６はランス、７は精錬容器、８は撹拌羽根である。
【００３０】
高炉から出銑された溶銑は、台車に搭載された溶銑鍋としての精錬容器７又はトピードカーに受銑され、脱硫装置に搬送される。精錬容器７は水平断面がほぼ円形を有する。精錬容器７で受銑する場合は、脱硫装置に搬送された後、台車ごと脱硫装置に据え付けられる。トピードカーで受銑する場合は、精錬容器７に移し替えられる。脱硫処理の対象になる溶銑はどのような成分であっても構わず、例えば予め脱珪処理や脱燐処理が施されていてもよい。
【００３１】
脱硫装置は、精錬容器７に収容された溶銑に浸漬・埋没し、溶銑を撹拌するための耐火物製の撹拌羽根８を備えている。この撹拌羽根８は図示しない昇降装置によって鉛直方向に昇降し、かつ図示しない回転装置によって軸を中心として回転するようになっている。精錬容器７の上方位置には、集塵機に接続される排気ダクトが備えられ、脱硫処理中に発生するガスやダストが排出されるようになっている。
【００３２】
脱硫装置には、粉状添加剤としての石灰、及び脱酸剤としての粉アルミ等を取鍋内の溶銑に添加するための粉状添加剤の添加装置が設けられる。添加装置は、粉状添加剤を貯蔵するホッパ３、ホッパ３から切り出された粉状添加剤を自重落下させるシュート５、粉状添加剤を圧縮気体に巻き込むためのエジェクタ部９、粉状添加剤を圧縮気体と共に取鍋内の溶銑に吹き付け、直線的に伸びるランス６を備える。
【００３３】
脱硫剤としてはＣａＯ系の脱硫剤のみならず、カルシウムカーバイド系の脱硫剤、ソーダ系の脱硫剤、及び金属Ｍｇ等の種々の脱硫剤を用いることができるが、安価であることからＣａＯ系の脱硫剤を使用することが好ましい。脱酸剤としては、金属アルミニウム粉末、アルミドロス粉末等が用いられる。
【００３４】
タンクローリで搬送された粉状脱硫剤としての石灰はＣａＯ計量タンク１に貯蔵される。ＣａＯ計量タンク１では一鍋分の石灰の量が計量される。その後、石灰はリフトタンク２を経由してホッパ３に移される。ホッパ３はリフトタンク２よりも高い位置に配置される。
【００３５】
図２は、添加装置の模式図（詳細図）を示す。ホッパ３には石灰が貯蔵される。ホッパ３は圧縮気体によって加圧されておらず、ホッパ３の内部の圧力は大気圧と等しい。ホッパ３に貯蔵された石灰は、ホッパ３の下部に設けた定量切出し装置１０によって一定量切り出される。定量切出し装置１０はロータリーバルブ、又はテーブルフィーダ等からなる。ロータリーバルブは、ケースの内部のモータで回転するロータを備え、上部からロータに充填される粉状添加剤を回転により下部に移動させ、重力によって排出する。可変速のモータと組み合わせることによって、粉状添加剤の供給量を制御することも可能である。テーブルフィーダは、水平面内で回転する円板を持つ。粉状添加剤が載せられる円板の回転数を制御することによって、粉状添加剤の供給量を制御することが可能である。
【００３６】
粉状添加剤が重力で落下すること、及び落下中に粉状添加剤が拡散することを利用するため、ホッパ３及び定量切出し装置１０はシュート５及びランス６よりも高い位置に配置される。
【００３７】
シュート５はホッパ３及びランス６を連結し、粉状添加剤を自重落下させる。シュート５を自重落下する粉状添加剤は、シュート５の下端に設けたエジェクタ部９に到達する。エジェクタ部９の下端には、直線的に鉛直方向に伸びるランス６の上端が連結される。シュート５を自重落下する粉状添加剤は重力によってエジェクタ部９を介してランス６の下端まで自重落下する。粉状添加剤を重力でランス６の下端まで落下させることができるように、ランス６及びシュート５は鉛直方向を向くか又は鉛直方向に対して９０°未満傾斜する。なお、図２には石灰を貯蔵するホッパ３のみが示されているが、実際には酸化剤としての粉アルミを貯蔵する図示しないホッパも設けられる。粉アルミを自重落下させるシュート（図示せず）はシュート５に合流し、粉アルミがエジェクタ部９に到達するようになっている。
【００３８】
エジェクタ部９には圧縮気体配管又はノズルが接続される。エジェクタ部９内には圧縮気体としてＮ2、Ａｒ等の不活性ガスが吹き込まれる。圧縮気体配管又はノズルから圧縮気体を吹き込むことによって、ランス６内を自重落下する粉状添加剤の落下速度が助勢される。エジェクタ部９には、下流に向かって断面積が小さくなる絞り部９ａが形成される。圧縮気体が絞り部９ａを通過すると圧縮気体の流速が速くなる。絞り部９ａを通過した圧縮気体の流速は例えば１００ｍ／ｓ以上になる。圧力計１１は絞り部９ａの出口の圧力を測定する。圧縮気体が絞り部９ａを通過し、流速が速くなることによって、エジェクタ部９の粉状添加剤に真空吸引力（エジェクタ効果とも呼ばれる）が働く。この真空吸引力によって粉状添加剤が圧縮気体に巻き込まれる。なお、真空吸引力を作り出す圧力は負圧の値（絶対圧力）が小さければ小さいほどよいが、大気圧よりも低い圧力であればよい。また、エジェクタ部９に絞り部９ａを形成することによって、エジェクタ部９内の圧縮気体の流れが乱流になり、圧縮気体中に粉状添加剤がより分散又は混合する。
【００３９】
ランス６は粉状添加剤を圧縮気体と共に溶銑に吹き付ける。ランス６の下端にはノズル６ｂ１が設けられる。直線的に伸びるランス６は鉛直方向を向いてもよいし、任意に傾斜してもよい。ランス６は、同心の内管６ａ及び外管６ｂを備える。外管６ｂの内径は内管６ａの内径よりも大きい。内管６ａと外管６ｂとの間は圧縮空気が漏れ出ないようにシールされる。外管６ｂは内管６ａに対して軸線方向にスライド可能である。精錬容器７を入れ替えるとき、外管６ｂを上昇させて精錬容器７から離間させる。
【００４０】
図３は、エジェクタ部９及びランス６の詳細図を示す。エジェクタ部９は、箱形状のケーシング９−１と、ケーシング９−１の一面に取り付けられる圧縮気体配管又はノズル９−２と、を備える。ケーシング９−１の一面９ｂは開口しており、一面９ｂにフランジを介してシュート５が連結される。シュート５を自重落下する粉状添加剤は、一面９ｂの開口を通過してケーシング９−１内に落下する。ケーシング９−１には、シュート５を自重落下する粉状添加剤と圧縮気体とを合流させる合流部９ｃが形成される。ケーシング９−１の合流部９ｃの下流には、下流に向かって徐々に断面積が小さくなる絞り部９ａが形成される。圧縮気体配管又はノズル９−２は、ランス６の中心線上に配置されてランス６の中心線方向に圧縮気体をケーシング９−１内に吹き込む。圧縮気体はケーシング９−１の合流部９ｃに放出される時膨張し、高速度で絞り部９ａを通過する。圧縮気体が絞り部９ａを通過すると、真空吸引力が働き、粉状添加剤が圧縮気体に巻き込まれる。
【００４１】
ランス６の内管６ａの上端はエジェクタ部９にフランジを介して連結される。絞り部９ａで速度を上げた圧縮気体は内管６ａ及び外管６ｂを順番に通過した後、外管６ｂのノズル６ｂ１から大気中に吹き出される。上流側の内管６ａの内径は一定であり、内管６ａには第一の通路６ａ１（図６参照）が形成される。下流側の外管６ｂの内径も一定であり、外管６ｂには第一の通路６ａ１よりも断面積が大きい第二の通路６ｂ２が形成される。気体の流体量が増え過ぎるとランス６先端のノズル６ｂ１によって背圧がかかり、ランス６内で気体の逆流や粉状添加剤の詰まりが起こるおそれがある。ランス６の下流側の第二の通路６ｂ２の断面積を上流側の第一の通路６ａ１よりも大きくするので、ディフューザ効果によってランス６内での粉状添加剤の分散と気体のある程度の流速アップが可能になる。
【００４２】
外管６ｂはスライド機構１２によって昇降させられる。スライド機構１２は、エジェクタ部９に結合される第一のプーリ１３と、外管側に結合される第二のプーリ１４と、を備える。第一のプーリ１３と第二のプーリ１４との間にはベルト１５が架け渡される。図示しない電動ウィンチでベルト１５を循環させると、ベルト１５に連結される外管６ｂが上昇する。
【００４３】
図４は添加装置の他の例を示す。この例の添加装置も、粉状添加剤を貯蔵するホッパ３、ホッパ３から切り出された粉状添加剤を自重落下させるシュート５、自重落下した粉状添加剤を圧縮気体に巻き込むためのエジェクタ部２１、及び粉状添加剤を圧縮気体と共に取鍋内の溶銑に吹き付けるランス６を備える。ホッパ３、シュート５、及びランス６の構造は図２に示す添加装置とほぼ同一であるから同一の符号を附してその説明を省略する。
【００４４】
エジェクタ部２１はシュート５の下端とランス６の上端との間に設けられる。エジェクタ部２１はその断面積が下流に向かって絞られている。エジェクタ部２１は圧縮気体を送入するためのノズル２１ａ，２１ｂを有する。ノズル２１ａ又は２１ｂから圧縮気体を送入すると、ランス６中の粉状添加剤の落下速度が助勢される。また、エジェクタ部２１を自重落下する粉状添加剤に真空吸引力が働き、粉状添加剤が圧縮気体に巻き込まれる。エジェクタ部２１の圧力は圧力計２２によって測定される。ランス６は内管６ａ及び外管６ｂを備え、外管６ｂが内管６ａに対して昇降できるようになっている。
【００４５】
図５は、脱硫装置の他の例の全体図を示す。この例では、タンクローリによって搬送される粉状添加剤を直接ホッパ２４に投入している。ホッパ２４が比較的低い位置に配置される場合には、この例のようにタンクローリから直接ホッパ２４に投入してもよい。ホッパ２４の上部には集塵装置２５に接続されるバグフィルタ２６が備え付けられる。ホッパ２４内で飛散した粉状添加剤は集塵装置２５によって吸引され、バグフィルタ２６に集められる。図１に示す脱硫装置と同様に、シュート５の下端にはエジェクタ部９が設けられる。エジェクタ部９の構造は図２に示すエジェクタ部９と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。例えば、上吹きランスを複数設け、それぞれの上吹きランスから脱硫剤、脱酸剤を吹き込んでもよい。
【実施例１】
【００４７】
図６に示すエジェクタ部９及びランス６を用い、エジェクタ部９のノズル９−２からケーシング９−１内に５ｋｇ／ｃｍ2のＮ2を吹き込んだ。ノズル９−２からエジェクタ部９の合流部９ｃに噴出された圧縮気体のほとんどは、絞り部９ａを経由してランス６内に流れた（図中矢印Ｆ１に示す流れ）。絞り部９ａに衝突して流れが乱れ、シュート５側に向かう上昇流Ｆ２も発生したが、この上昇流Ｆ２は僅かなものであった。ランス６の内管６ａを流れるＮ2の流速は１７０ｍ／ｓ、外管６ｂ内を流れるＮ2の流速は５２ｍ／ｓ、ランス６先端のノズル６ｂ１から吹き出すＮ2の流速は３４２ｍ／ｓであった。粉状添加剤はＮ2にまんべんなく巻き込まれ、ランス６のノズル６ｂ１からＮ2と共に噴出した。
【符号の説明】
【００４８】
３…ホッパ
５…シュート
６…ランス
６ａ…内管
６ｂ…外管
７…精錬容器
８…撹拌羽根
９…エジェクタ部
９ａ…絞り部
１０…定量切出し装置
２１…エジェクタ部
２４…ホッパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑を脱硫する脱硫装置に石灰、粉アルミ等の粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼の高純度化に対する要求が従来にも増して強くなり、これに伴って鋼中の不純物を除去する技術開発が盛んに行われている。今日の精錬プロセスにおいては、転炉での脱炭精錬に先立って溶銑に含有される燐及び硫黄を除去する方法、即ち溶銑の予備処理が一般的に行われている。このうち、溶銑の脱硫処理においては、水平断面がほぼ円形を有する精錬容器内で溶銑を保持し、溶銑上に脱硫剤を添加し、撹拌羽根（インペラとも呼ばれる）と称した羽根を有する回転子を溶銑内に浸漬させて回転させ、溶銑及び脱硫剤を撹拌して脱硫する機械撹拌式脱硫方法が広く行われている。このときの脱硫剤としては、石灰粉（以下ＣａＯという）を主成分とする脱硫剤が広く用いられている。
【０００３】
溶銑の脱硫反応速度を高めるためには、溶銑／脱硫剤間の反応界面積を増加させることが効果的であり、この観点からは添加する脱硫剤は細かいほど好ましい。従来の機械撹拌式脱硫方法では、精錬容器の上方から投入シュートを介して脱硫剤を添加する方法が採られていた。しかし、細粒の脱硫剤を添加した場合、飛散により溶銑上に到達する脱硫剤の量が低下し、脱硫剤の添加歩留が低下してしまうという問題が生じる。さらに、ＣａＯは溶銑とは濡れ難い性質を有するため、溶銑に添加されたＣａＯが互いに凝集してしまい、凝集内部のＣａＯが未反応のままであるので、反応効率が低下するといった問題が発生する。
【０００４】
この問題を解決するために、出願人は、上吹きランスを介して搬送用ガスと共に粉状脱硫剤を上吹き添加する方法を提案している（特許文献１及び特許文献２参照）。反応性に優れる細粒の脱硫剤を搬送ガスと共に溶銑に上吹き添加することによって、添加時の飛散を少なくしたり、反応効率を向上したりすることができる。
【０００５】
このような上吹き添加方法にあっては、いかにして粉状脱硫剤を搬送用ガスに、すなわち固体の粉を気体にまんべんなく混合するかが課題になる。特許文献１には、搬送用ガスと共に粉状脱硫剤を上吹き添加することが開示されているが、粉状脱硫剤を搬送用ガスにまんべんなく混合することに改善の余地がある。
【０００６】
特許文献２には、粉状脱硫剤を搬送用ガスに混合するために、粉状脱硫剤を、内部が圧縮気体によって加圧されたディスペンサータンクに貯蔵し、ディスペンサータンクの粉状脱硫剤を圧縮気体と共に搬送用ガスに混合することが開示されている。ディスペンサータンクの出口側にはゲートバルブを介して搬送用ガス配管が接続され、搬送用ガス配管には粉状脱硫剤を上吹き添加するためのランスが接続される。ゲートバルブを開くと、ディスペンサータンクの背圧によって内部の粉状脱硫剤が搬送用ガスに混合される。ディスペンサータンクは背圧制御と呼ばれる制御方式によって制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７９６９０号公報
【特許文献２】特開２００７−２４７０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に記載の上吹き添加方法にあっては、粉状脱硫剤を搬送用ガスにまんべんなく混合することができるが、ディスペンサータンクが高圧タンクになるので、コストがかかったり、設備が複雑化したりするという課題がある。また、ディスペンサータンクを背圧制御した場合、内部の粉状脱硫剤の量によって粉状脱硫剤の供給量が変化するので、安定的な供給が困難であるという課題がある。例えば、ディスペンサータンクの内部の粉状脱硫剤の量が大きければ、粉状脱硫剤の供給量が大きくなり、粉状脱硫剤の量が小さければ、内部の粉状脱硫剤の供給量が小さくなる。
【０００９】
そこで本発明は、高圧タンクになるディスペンサータンクを使用することなく、固体の粉状添加剤を圧縮気体にまんべんなく混合することができる脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置及び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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、溶銑を脱硫する脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置であって、粉状添加剤を貯蔵するホッパと、圧縮気体を送入することによって、前記ホッパから自重落下する粉状添加剤に真空吸引力を働かせ、圧縮気体に粉状添加剤を巻き込ませるエジェクタ部と、前記エジェクタ部において圧縮気体に巻き込ませた粉状添加剤を溶銑に上吹き添加するランスと、を備える脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、前記エジェクタ部は、前記ホッパから切り出される粉状添加剤を自重落下させるシュートの下端と前記ランスの上端との間に設けられ、前記エジェクタ部は、前記エジェクタ部に接続されて前記エジェクタ部内に圧縮気体を噴出する圧縮気体配管又はノズルと、下流に向かって粉状添加剤の通路の断面積を小さくする絞り部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、前記ランスは、前記エジェクタ部に連結される第一の通路と、前記第一の通路よりも下流に設けられ、前記第一の通路よりも断面積が大きい第二の通路と、前記第二の通路の下流側の先端に設けられるノズルと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、前記ランスは、脱硫装置の溶銑鍋を入れ替えることができるように、互いに相対的に移動可能な同心の内管及び外管を備え、前記第一の通路が前記内管に形成され、前記第二の通路が前記外管に形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、粉状添加剤の添加装置はさらに、前記ホッパに貯蔵された粉状添加剤を一定量切り出す定量切出し装置を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置を用いて、脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加方法である。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、溶銑を脱硫する脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置であって、粉状添加剤を貯蔵するホッパと、前記ホッパから切り出された粉状添加剤を自重落下させるシュートと、粉状添加剤を圧縮気体と共に溶銑に上吹き添加し、直線的に伸びるランスと、前記シュートの下端と前記ランスの上端との間に設けられるエジェクタ部と、前記エジェクタ部に接続されて前記エジェクタ部内に圧縮気体を吹き込む圧縮気体配管又はノズルと、を備え、前記シュートを自重落下する粉状添加剤が重力によって前記エジェクタ部を介して前記ランスの下端まで自重落下可能であり、前記圧縮気体配管又は前記ノズルから圧縮気体を吹き込むことによって、前記ランス内を自重落下する粉状添加剤の落下速度を助勢する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置である。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、前記エジェクタ部には、下流に向かって粉状添加剤の通路の断面積を小さくする絞り部が形成されることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置において、前記ランスの中心線上に配置されて前記ランスの中心線方向に圧縮気体を吹き込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、エジェクタ効果を利用して粉状添加剤に真空吸引力を働かせるので、粉状添加剤を圧縮気体にまんべんなく混合することができる。また、高圧タンクのディスペンサータンクを使用することがないので、設備も簡素化し、設備コストも低減する。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、圧縮気体が絞り部を通過することによって真空吸引力が発生する。この真空吸引力によって粉状添加剤を圧縮気体に巻き込むことができる。エジェクタ部はランスの上端に設けられるので、粉状添加剤は圧縮気体中に分散・混合した状態でランスに流れる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、ランスの下流側の第二の通路の断面積を上流側の第一の通路よりも大きくするので、ディフューザ効果によってランス内での粉状添加剤の分散と気体のある程度の流速アップが可能になる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、ランスの内管及び外管に脱硫装置を入れ替えるための伸縮機能とディフューザとしての機能とを兼用させることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、圧縮気体に一定量の粉状添加剤を混合することができる。
【００２４】
本願発明は、請求項６に記載の発明のように脱硫装置に粉状添加剤を添加する粉状添加剤の添加方法として構成することもできる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、エジェクタ部に圧縮気体配管又はノズルから圧縮気体を吹き込むことによって、重力によって自重落下する粉状添加剤の落下速度を助勢するので、ランス中の粉状添加剤及び圧縮気体の速度が向上し、圧縮気体中に粉状添加剤がまんべんなく分散・混合する。エジェクタ部はランスの上端に設けられるので、圧縮気体配管又はノズルから吹き込まれる圧縮気体は高速のままランスに流れる。
【００２６】
請求項８に記載の発明によれば、エジェクタ部に絞り部を形成することによって、エジェクタ効果により粉状添加剤に真空吸引力が働くので、圧縮気体中に粉状添加剤がより分散・混合する。エジェクタ部はランスの上端に設けられるので、粉状添加剤は圧縮気体中に分散・混合した状態でランスに流れる。また、エジェクタ部内の圧縮気体の流れが乱流になるので、圧縮気体中に粉状添加剤がより分散・混合する。
【００２７】
請求項９に記載の発明によれば、圧縮気体配管又はノズルから吹き込まれる圧縮気体は高速のままランスに流れる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置が組み込まれた脱硫装置の全体図
【図２】本発明の一実施形態の脱硫装置用の添加装置の詳細図
【図３】エジェクタ部及びランスの詳細図（図中（ａ）は（ｂ）のIII-III線矢視図を示し、図中（ｂ）は側面図を示す）
【図４】添加装置の他の例を示す図
【図５】脱硫装置の他の例の全体図
【図６】実施例で用いたエジェクタ及びランスの通路断面図（図中（ａ）は（ｂ）のVI-VI線断面図を示し、図中（ｂ）は側方から見た通路断面を示す）
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下添付図面に基づいて本発明の一実施形態における脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置を説明する。図１は、本発明の一実施形態の添加装置が組み込まれた脱硫装置の全体図を示す。図１において、１はＣａＯ計量タンク、２はリフトタンク、３はホッパ、４はヘッダ等の圧縮気体供給部、５はシュート、６はランス、７は精錬容器、８は撹拌羽根である。
【００３０】
高炉から出銑された溶銑は、台車に搭載された溶銑鍋としての精錬容器７又はトピードカーに受銑され、脱硫装置に搬送される。精錬容器７は水平断面がほぼ円形を有する。精錬容器７で受銑する場合は、脱硫装置に搬送された後、台車ごと脱硫装置に据え付けられる。トピードカーで受銑する場合は、精錬容器７に移し替えられる。脱硫処理の対象になる溶銑はどのような成分であっても構わず、例えば予め脱珪処理や脱燐処理が施されていてもよい。
【００３１】
脱硫装置は、精錬容器７に収容された溶銑に浸漬・埋没し、溶銑を撹拌するための耐火物製の撹拌羽根８を備えている。この撹拌羽根８は図示しない昇降装置によって鉛直方向に昇降し、かつ図示しない回転装置によって軸を中心として回転するようになっている。精錬容器７の上方位置には、集塵機に接続される排気ダクトが備えられ、脱硫処理中に発生するガスやダストが排出されるようになっている。
【００３２】
脱硫装置には、粉状添加剤としての石灰、及び脱酸剤としての粉アルミ等を取鍋内の溶銑に添加するための粉状添加剤の添加装置が設けられる。添加装置は、粉状添加剤を貯蔵するホッパ３、ホッパ３から切り出された粉状添加剤を自重落下させるシュート５、粉状添加剤を圧縮気体に巻き込むためのエジェクタ部９、粉状添加剤を圧縮気体と共に取鍋内の溶銑に吹き付け、直線的に伸びるランス６を備える。
【００３３】
脱硫剤としてはＣａＯ系の脱硫剤のみならず、カルシウムカーバイド系の脱硫剤、ソーダ系の脱硫剤、及び金属Ｍｇ等の種々の脱硫剤を用いることができるが、安価であることからＣａＯ系の脱硫剤を使用することが好ましい。脱酸剤としては、金属アルミニウム粉末、アルミドロス粉末等が用いられる。
【００３４】
タンクローリで搬送された粉状脱硫剤としての石灰はＣａＯ計量タンク１に貯蔵される。ＣａＯ計量タンク１では一鍋分の石灰の量が計量される。その後、石灰はリフトタンク２を経由してホッパ３に移される。ホッパ３はリフトタンク２よりも高い位置に配置される。
【００３５】
図２は、添加装置の模式図（詳細図）を示す。ホッパ３には石灰が貯蔵される。ホッパ３は圧縮気体によって加圧されておらず、ホッパ３の内部の圧力は大気圧と等しい。ホッパ３に貯蔵された石灰は、ホッパ３の下部に設けた定量切出し装置１０によって一定量切り出される。定量切出し装置１０はロータリーバルブ、又はテーブルフィーダ等からなる。ロータリーバルブは、ケースの内部のモータで回転するロータを備え、上部からロータに充填される粉状添加剤を回転により下部に移動させ、重力によって排出する。可変速のモータと組み合わせることによって、粉状添加剤の供給量を制御することも可能である。テーブルフィーダは、水平面内で回転する円板を持つ。粉状添加剤が載せられる円板の回転数を制御することによって、粉状添加剤の供給量を制御することが可能である。
【００３６】
粉状添加剤が重力で落下すること、及び落下中に粉状添加剤が拡散することを利用するため、ホッパ３及び定量切出し装置１０はシュート５及びランス６よりも高い位置に配置される。
【００３７】
シュート５はホッパ３及びランス６を連結し、粉状添加剤を自重落下させる。シュート５を自重落下する粉状添加剤は、シュート５の下端に設けたエジェクタ部９に到達する。エジェクタ部９の下端には、直線的に鉛直方向に伸びるランス６の上端が連結される。シュート５を自重落下する粉状添加剤は重力によってエジェクタ部９を介してランス６の下端まで自重落下する。粉状添加剤を重力でランス６の下端まで落下させることができるように、ランス６及びシュート５は鉛直方向を向くか又は鉛直方向に対して９０°未満傾斜する。なお、図２には石灰を貯蔵するホッパ３のみが示されているが、実際には酸化剤としての粉アルミを貯蔵する図示しないホッパも設けられる。粉アルミを自重落下させるシュート（図示せず）はシュート５に合流し、粉アルミがエジェクタ部９に到達するようになっている。
【００３８】
エジェクタ部９には圧縮気体配管又はノズルが接続される。エジェクタ部９内には圧縮気体としてＮ2、Ａｒ等の不活性ガスが吹き込まれる。圧縮気体配管又はノズルから圧縮気体を吹き込むことによって、ランス６内を自重落下する粉状添加剤の落下速度が助勢される。エジェクタ部９には、下流に向かって断面積が小さくなる絞り部９ａが形成される。圧縮気体が絞り部９ａを通過すると圧縮気体の流速が速くなる。絞り部９ａを通過した圧縮気体の流速は例えば１００ｍ／ｓ以上になる。圧力計１１は絞り部９ａの出口の圧力を測定する。圧縮気体が絞り部９ａを通過し、流速が速くなることによって、エジェクタ部９の粉状添加剤に真空吸引力（エジェクタ効果とも呼ばれる）が働く。この真空吸引力によって粉状添加剤が圧縮気体に巻き込まれる。なお、真空吸引力を作り出す圧力は負圧の値（絶対圧力）が小さければ小さいほどよいが、大気圧よりも低い圧力であればよい。また、エジェクタ部９に絞り部９ａを形成することによって、エジェクタ部９内の圧縮気体の流れが乱流になり、圧縮気体中に粉状添加剤がより分散又は混合する。
【００３９】
ランス６は粉状添加剤を圧縮気体と共に溶銑に吹き付ける。ランス６の下端にはノズル６ｂ１が設けられる。直線的に伸びるランス６は鉛直方向を向いてもよいし、任意に傾斜してもよい。ランス６は、同心の内管６ａ及び外管６ｂを備える。外管６ｂの内径は内管６ａの内径よりも大きい。内管６ａと外管６ｂとの間は圧縮空気が漏れ出ないようにシールされる。外管６ｂは内管６ａに対して軸線方向にスライド可能である。精錬容器７を入れ替えるとき、外管６ｂを上昇させて精錬容器７から離間させる。
【００４０】
図３は、エジェクタ部９及びランス６の詳細図を示す。エジェクタ部９は、箱形状のケーシング９−１と、ケーシング９−１の一面に取り付けられる圧縮気体配管又はノズル９−２と、を備える。ケーシング９−１の一面９ｂは開口しており、一面９ｂにフランジを介してシュート５が連結される。シュート５を自重落下する粉状添加剤は、一面９ｂの開口を通過してケーシング９−１内に落下する。ケーシング９−１には、シュート５を自重落下する粉状添加剤と圧縮気体とを合流させる合流部９ｃが形成される。ケーシング９−１の合流部９ｃの下流には、下流に向かって徐々に断面積が小さくなる絞り部９ａが形成される。圧縮気体配管又はノズル９−２は、ランス６の中心線上に配置されてランス６の中心線方向に圧縮気体をケーシング９−１内に吹き込む。圧縮気体はケーシング９−１の合流部９ｃに放出される時膨張し、高速度で絞り部９ａを通過する。圧縮気体が絞り部９ａを通過すると、真空吸引力が働き、粉状添加剤が圧縮気体に巻き込まれる。
【００４１】
ランス６の内管６ａの上端はエジェクタ部９にフランジを介して連結される。絞り部９ａで速度を上げた圧縮気体は内管６ａ及び外管６ｂを順番に通過した後、外管６ｂのノズル６ｂ１から大気中に吹き出される。上流側の内管６ａの内径は一定であり、内管６ａには第一の通路６ａ１（図６参照）が形成される。下流側の外管６ｂの内径も一定であり、外管６ｂには第一の通路６ａ１よりも断面積が大きい第二の通路６ｂ２が形成される。気体の流体量が増え過ぎるとランス６先端のノズル６ｂ１によって背圧がかかり、ランス６内で気体の逆流や粉状添加剤の詰まりが起こるおそれがある。ランス６の下流側の第二の通路６ｂ２の断面積を上流側の第一の通路６ａ１よりも大きくするので、ディフューザ効果によってランス６内での粉状添加剤の分散と気体のある程度の流速アップが可能になる。
【００４２】
外管６ｂはスライド機構１２によって昇降させられる。スライド機構１２は、エジェクタ部９に結合される第一のプーリ１３と、外管側に結合される第二のプーリ１４と、を備える。第一のプーリ１３と第二のプーリ１４との間にはベルト１５が架け渡される。図示しない電動ウィンチでベルト１５を循環させると、ベルト１５に連結される外管６ｂが上昇する。
【００４３】
図４は添加装置の他の例を示す。この例の添加装置も、粉状添加剤を貯蔵するホッパ３、ホッパ３から切り出された粉状添加剤を自重落下させるシュート５、自重落下した粉状添加剤を圧縮気体に巻き込むためのエジェクタ部２１、及び粉状添加剤を圧縮気体と共に取鍋内の溶銑に吹き付けるランス６を備える。ホッパ３、シュート５、及びランス６の構造は図２に示す添加装置とほぼ同一であるから同一の符号を附してその説明を省略する。
【００４４】
エジェクタ部２１はシュート５の下端とランス６の上端との間に設けられる。エジェクタ部２１はその断面積が下流に向かって絞られている。エジェクタ部２１は圧縮気体を送入するためのノズル２１ａ，２１ｂを有する。ノズル２１ａ又は２１ｂから圧縮気体を送入すると、ランス６中の粉状添加剤の落下速度が助勢される。また、エジェクタ部２１を自重落下する粉状添加剤に真空吸引力が働き、粉状添加剤が圧縮気体に巻き込まれる。エジェクタ部２１の圧力は圧力計２２によって測定される。ランス６は内管６ａ及び外管６ｂを備え、外管６ｂが内管６ａに対して昇降できるようになっている。
【００４５】
図５は、脱硫装置の他の例の全体図を示す。この例では、タンクローリによって搬送される粉状添加剤を直接ホッパ２４に投入している。ホッパ２４が比較的低い位置に配置される場合には、この例のようにタンクローリから直接ホッパ２４に投入してもよい。ホッパ２４の上部には集塵装置２５に接続されるバグフィルタ２６が備え付けられる。ホッパ２４内で飛散した粉状添加剤は集塵装置２５によって吸引され、バグフィルタ２６に集められる。図１に示す脱硫装置と同様に、シュート５の下端にはエジェクタ部９が設けられる。エジェクタ部９の構造は図２に示すエジェクタ部９と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。例えば、上吹きランスを複数設け、それぞれの上吹きランスから脱硫剤、脱酸剤を吹き込んでもよい。
【実施例１】
【００４７】
図６に示すエジェクタ部９及びランス６を用い、エジェクタ部９のノズル９−２からケーシング９−１内に５ｋｇ／ｃｍ2のＮ2を吹き込んだ。ノズル９−２からエジェクタ部９の合流部９ｃに噴出された圧縮気体のほとんどは、絞り部９ａを経由してランス６内に流れた（図中矢印Ｆ１に示す流れ）。絞り部９ａに衝突して流れが乱れ、シュート５側に向かう上昇流Ｆ２も発生したが、この上昇流Ｆ２は僅かなものであった。ランス６の内管６ａを流れるＮ2の流速は１７０ｍ／ｓ、外管６ｂ内を流れるＮ2の流速は５２ｍ／ｓ、ランス６先端のノズル６ｂ１から吹き出すＮ2の流速は３４２ｍ／ｓであった。粉状添加剤はＮ2にまんべんなく巻き込まれ、ランス６のノズル６ｂ１からＮ2と共に噴出した。
【符号の説明】
【００４８】
３…ホッパ
５…シュート
６…ランス
６ａ…内管
６ｂ…外管
７…精錬容器
８…撹拌羽根
９…エジェクタ部
９ａ…絞り部
１０…定量切出し装置
２１…エジェクタ部
２４…ホッパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑を脱硫する脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置であって、
粉状添加剤を貯蔵するホッパと、
圧縮気体を送入することによって、前記ホッパから自重落下する粉状添加剤に真空吸引力を働かせ、圧縮気体に粉状添加剤を巻き込ませるエジェクタ部と、
前記エジェクタ部において圧縮気体に巻き込ませた粉状添加剤を溶銑に上吹き添加するランスと、を備える脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項２】
前記エジェクタ部は、前記ホッパから切り出される粉状添加剤を自重落下させるシュートの下端と前記ランスの上端との間に設けられ、
前記エジェクタ部は、前記エジェクタ部に接続されて前記エジェクタ部内に圧縮気体を噴出する圧縮気体配管又はノズルと、下流に向かって粉状添加剤の通路の断面積を小さくする絞り部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項３】
前記ランスは、前記エジェクタ部に連結される第一の通路と、前記第一の通路よりも下流に設けられ、前記第一の通路よりも断面積が大きい第二の通路と、前記第二の通路の下流側の先端に設けられるノズルと、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項４】
前記ランスは、脱硫装置の溶銑鍋を入れ替えることができるように、互いに相対的に移動可能な同心の内管及び外管を備え、
前記第一の通路が前記内管に形成され、前記第二の通路が前記外管に形成されることを特徴とする請求項３に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項５】
粉状添加剤の添加装置はさらに、前記ホッパに貯蔵された粉状添加剤を一定量切り出す定量切出し装置を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置を用いて、脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加方法。
【請求項７】
溶銑を脱硫する脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置であって、
粉状添加剤を貯蔵するホッパと、
前記ホッパから切り出された粉状添加剤を自重落下させるシュートと、
粉状添加剤を圧縮気体と共に溶銑に上吹き添加し、直線的に伸びるランスと、
前記シュートの下端と前記ランスの上端との間に設けられるエジェクタ部と、
前記エジェクタ部に接続されて前記エジェクタ部内に圧縮気体を吹き込む圧縮気体配管又はノズルと、を備え、
前記シュートを自重落下する粉状添加剤が重力によって前記エジェクタ部を介して前記ランスの下端まで自重落下可能であり、
前記圧縮気体配管又は前記ノズルから圧縮気体を吹き込むことによって、前記ランス内を自重落下する粉状添加剤の落下速度を助勢する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項８】
前記エジェクタ部には、下流に向かって粉状添加剤の通路の断面積を小さくする絞り部が形成されることを特徴とする請求項７に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項９】
前記圧縮気体配管又は前記ノズルは、前記ランスの中心線上に配置されて前記ランスの中心線方向に圧縮気体を吹き込むことを特徴とする請求項７又は８に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項１】
溶銑を脱硫する脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置であって、
粉状添加剤を貯蔵するホッパと、
圧縮気体を送入することによって、前記ホッパから自重落下する粉状添加剤に真空吸引力を働かせ、圧縮気体に粉状添加剤を巻き込ませるエジェクタ部と、
前記エジェクタ部において圧縮気体に巻き込ませた粉状添加剤を溶銑に上吹き添加するランスと、を備える脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項２】
前記エジェクタ部は、前記ホッパから切り出される粉状添加剤を自重落下させるシュートの下端と前記ランスの上端との間に設けられ、
前記エジェクタ部は、前記エジェクタ部に接続されて前記エジェクタ部内に圧縮気体を噴出する圧縮気体配管又はノズルと、下流に向かって粉状添加剤の通路の断面積を小さくする絞り部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項３】
前記ランスは、前記エジェクタ部に連結される第一の通路と、前記第一の通路よりも下流に設けられ、前記第一の通路よりも断面積が大きい第二の通路と、前記第二の通路の下流側の先端に設けられるノズルと、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項４】
前記ランスは、脱硫装置の溶銑鍋を入れ替えることができるように、互いに相対的に移動可能な同心の内管及び外管を備え、
前記第一の通路が前記内管に形成され、前記第二の通路が前記外管に形成されることを特徴とする請求項３に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項５】
粉状添加剤の添加装置はさらに、前記ホッパに貯蔵された粉状添加剤を一定量切り出す定量切出し装置を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置を用いて、脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加方法。
【請求項７】
溶銑を脱硫する脱硫装置に粉状添加剤を添加する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置であって、
粉状添加剤を貯蔵するホッパと、
前記ホッパから切り出された粉状添加剤を自重落下させるシュートと、
粉状添加剤を圧縮気体と共に溶銑に上吹き添加し、直線的に伸びるランスと、
前記シュートの下端と前記ランスの上端との間に設けられるエジェクタ部と、
前記エジェクタ部に接続されて前記エジェクタ部内に圧縮気体を吹き込む圧縮気体配管又はノズルと、を備え、
前記シュートを自重落下する粉状添加剤が重力によって前記エジェクタ部を介して前記ランスの下端まで自重落下可能であり、
前記圧縮気体配管又は前記ノズルから圧縮気体を吹き込むことによって、前記ランス内を自重落下する粉状添加剤の落下速度を助勢する脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項８】
前記エジェクタ部には、下流に向かって粉状添加剤の通路の断面積を小さくする絞り部が形成されることを特徴とする請求項７に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【請求項９】
前記圧縮気体配管又は前記ノズルは、前記ランスの中心線上に配置されて前記ランスの中心線方向に圧縮気体を吹き込むことを特徴とする請求項７又は８に記載の脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３６１１７（Ｐ２０１３−３６１１７Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２９２１２（Ｐ２０１２−１２９２１２）
【出願日】平成２４年６月６日（２０１２．６．６）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月６日（２０１２．６．６）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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