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JP7560731B2 - Preheating device and preheating method - Google Patents

Preheating device and preheating method Download PDF

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JP7560731B2
JP7560731B2 JP2020214524A JP2020214524A JP7560731B2 JP 7560731 B2 JP7560731 B2 JP 7560731B2 JP 2020214524 A JP2020214524 A JP 2020214524A JP 2020214524 A JP2020214524 A JP 2020214524A JP 7560731 B2 JP7560731 B2 JP 7560731B2
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receiving hole
preheating
molten iron
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

本発明は、予熱装置及び予熱方法に関する。 The present invention relates to a preheating device and a preheating method.

製鉄所において、高炉で製造された1500℃程度の溶銑は、トピードカー(トーピードカー又は混銑車などとも称される。)内に排出され、トピードカー内部に収容された状態で製鋼工場まで搬送された後、トピードカーから取鍋等に移される。その間、トピードカー内において脱珪処理等の溶銑予備処理が行われることもある。溶銑を移したトピードカーは再び高炉に戻り、高炉からの溶銑を収容して、上記稼働が繰り返される。 At steelworks, molten pig iron at about 1500°C produced in the blast furnace is discharged into a torpedo car (also called a torpedo car or mixed iron car) and transported to the steelmaking plant while contained inside the torpedo car, where it is transferred from the torpedo car to a ladle or other container. During this time, preliminary molten iron processing such as desiliconization may be carried out inside the torpedo car. The torpedo car that has transferred the molten pig iron returns to the blast furnace, where it picks up molten pig iron from the blast furnace and the above operation is repeated.

トピードカーの内壁は、高温の溶銑を取り扱うため耐火物で構成されている。この耐火物は、トピードカーの繰り返し稼働によって損傷すると、張り替えが行われる。新しい耐火物は、乾燥及び予熱処理が行われる。また、耐火物を張り替えずに稼働を継続する場合であっても、一旦温度が低下したトピードカーを再び使用する際には耐火物の保護のために予熱される。これらの乾燥、予熱、及び稼働前の保熱には、通常はトピードカーの受銑口からバーナーを挿入して燃焼することが行われる。 The inner walls of the torpedo car are made of refractory in order to handle the high-temperature molten iron. If this refractory becomes damaged due to repeated operation of the torpedo car, it is replaced. The new refractory is dried and preheated. Even if operation continues without replacing the refractory, the torpedo car, which has once cooled down, is preheated to protect the refractory when it is used again. This drying, preheating, and heat retention before operation are usually performed by inserting a burner through the torpedo car's iron receiving hole.

バーナーによる燃焼は、COG(コークス炉ガス)等の燃焼ガスの量と空気量とを、適切な空気比となるように調整する。乾燥、予熱の際に受銑口は、バーナーを出し入れするためと燃焼排ガスのトピードカー内部からの排出のために、一部が開放されており、侵入する空気によって熱ロスが生じ、バーナーの効率が低下するなどの問題がある。 When burning with a burner, the amount of combustion gas, such as COG (coke oven gas), and the amount of air are adjusted to achieve an appropriate air ratio. During drying and preheating, the receiving hole is partially open to allow the burner to be put in and taken out and to allow the exhaust gas from the inside of the torpedo car to be discharged, and this causes problems such as heat loss due to the air entering and reducing the efficiency of the burner.

特許文献1には、トピードカー内部を効率よく加熱する装置が開示されている。特許文献1に記載の装置は、トピードカー本体の側方に受銑口が位置するようにトピードカー本体を回転させてバーナーを挿入し、側面からみて受銑口の開口部が予め設定した開口率となるように、受銑口の下側を蓋で覆っている。受銑口の下側を覆う蓋により受銑口の開口率を調整することで、外気の侵入を防ぐとともに、燃焼排ガスを開口している受銑口の上から排出する事ができる。これにより、効率のよい均一な加熱が可能となり、燃料の削減、予熱時間の短縮、コストの削減が可能となっている。 Patent Document 1 discloses a device for efficiently heating the inside of a torpedo car. In the device described in Patent Document 1, the torpedo car body is rotated so that the receiving nozzle is positioned to the side of the torpedo car body, a burner is inserted, and the bottom of the receiving nozzle is covered with a lid so that the opening of the receiving nozzle has a preset opening ratio when viewed from the side. By adjusting the opening ratio of the receiving nozzle with the lid covering the bottom of the receiving nozzle, it is possible to prevent outside air from entering and to exhaust combustion exhaust gas from above the open receiving nozzle. This enables efficient and uniform heating, reducing fuel consumption, shortening preheating time, and reducing costs.

国際公開第2018/186236号International Publication No. 2018/186236

ところで、トピードカー内部の耐火物を加熱する作業は、耐火物を新たに張り替えた後だけではなく、一旦温度が低下したトピードカーを再び使用する際に、耐火物の保護のために予熱を行うことがある。繰り返し使用されたトピードカーの受銑口には、地金などが不規則に付着していることがある。このため、特許文献1のように、蓋を受銑口に押しつける方法の場合、地金により平坦度が悪化した受銑口に蓋を押しつけたとしても、蓋部分の閉止が不十分となり、設定した開口率を達成する事ができないおそれがある。そうすると、外気が侵入するなど、効率よくトピードカー内部の耐火物を加熱することができない。 The refractory inside the torpedo car is heated not only after replacing the refractory, but also when a torpedo car whose temperature has dropped is used again, preheating is sometimes performed to protect the refractory. The receiving hole of a torpedo car that has been used repeatedly may have metal or the like attached irregularly. For this reason, in the case of a method in which a lid is pressed against the receiving hole as in Patent Document 1, even if the lid is pressed against the receiving hole whose flatness has been deteriorated by the metal, the lid portion may not close sufficiently, and the set opening rate may not be achieved. This may result in outside air entering, making it difficult to efficiently heat the refractory inside the torpedo car.

そこで、本発明の目的の一つは、トピードカー内部の耐火物を効率よく予熱する、予熱装置及び予熱方法を提供することにある。 Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a preheating device and a preheating method that efficiently preheats the refractory material inside the torpedo car.

上記目的を達成するため、本発明の一側面における予熱装置は、
第1方向に開口した受銑口及び溶銑容器を有する溶銑車の前記溶銑容器内を予熱する予熱装置であって、
前記受銑口に挿入されるバーナーと、
前記バーナーの挿入口を備え、前記受銑口を塞ぐことが可能な蓋と、
前記溶銑容器内の酸素濃度に基づいて、前記第1方向に沿って前記蓋を移動させて、前記蓋と前記受銑口との相対的な位置を変更する移動制御部と、
を備える。
In order to achieve the above object, a preheating device according to one aspect of the present invention comprises:
A preheating device for preheating a molten metal vessel of a molten metal car having a receiving hole and a molten metal vessel opening in a first direction, comprising:
A burner inserted into the receiving hole;
A cover having an insertion port for the burner and capable of closing the receiving port;
a movement control unit that moves the cover along the first direction based on an oxygen concentration in the molten metal container to change a relative position between the cover and the receiving hole;
Equipped with.

上記目的を達成するため、本発明の一側面における予熱方法は、
第1方向に開口した受銑口及び溶銑容器を有する溶銑車の前記溶銑容器内を予熱する予熱方法であって、
前記受銑口にバーナーを挿入し、
前記バーナーの挿入口を備え、前記受銑口を塞ぐことが可能な蓋を、前記溶銑容器内の酸素濃度に基づいて、前記第1方向に沿って移動させて、前記蓋と前記受銑口との相対的な位置を変更する。
In order to achieve the above object, a preheating method according to one aspect of the present invention comprises the steps of:
A preheating method for preheating a molten metal vessel of a molten metal car having a receiving hole and a molten metal vessel opening in a first direction, comprising:
Inserting a burner into the receiving hole;
A lid having an insertion port for the burner and capable of closing the molten iron receiving hole is moved along the first direction based on the oxygen concentration in the molten iron container to change the relative position between the lid and the molten iron receiving hole.

本発明によれば、トピードカー内部の耐火物を効率よく予熱することができる。 According to the present invention, the refractory material inside the torpedo car can be preheated efficiently.

図1は、実施形態の予熱装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a preheating device according to an embodiment. 図2は、実施形態の予熱装置で予熱しているトピードカーの内部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the inside of a torpedo car being preheated by the preheating device of the embodiment. 図3は、実施形態の予熱装置で予熱しているトピードカーの内部を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the inside of a torpedo car being preheated by the preheating device of the embodiment. 図4は、予熱の経過時間、及び、防熱板と受銑口との距離の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the distance between the heat shield and the receiving hole. 図5は、予熱の経過時間、及び、溶銑容器内の酸素濃度の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the oxygen concentration in the molten iron vessel. 図6は、予熱の経過時間、及び、溶銑容器内の温度の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the temperature in the molten iron vessel. 図7は、予熱の経過時間、及び、COG供給量の関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the amount of COG supplied.

以下に、本発明の一実施形態である予熱装置、及び、その予熱装置による予熱方法について図面を参照して説明する。 Below, a preheating device according to one embodiment of the present invention and a preheating method using the preheating device will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態の予熱装置1を示す図である。図1では、トピードカー100は、側方から視た断面で表されている。図2及び図3は、本実施形態の予熱装置1で予熱しているトピードカー100の内部を示す図である。図2は、図1と同様、トピードカー100を側方から視た断面図、図3は、上方から視た断面図である。 Figure 1 is a diagram showing the preheating device 1 of this embodiment. In Figure 1, the torpedo car 100 is shown in cross section as viewed from the side. Figures 2 and 3 are diagrams showing the inside of the torpedo car 100 being preheated by the preheating device 1 of this embodiment. Like Figure 1, Figure 2 is a cross section of the torpedo car 100 as viewed from the side, and Figure 3 is a cross section as viewed from above.

トピードカー100は、高炉で製造された溶銑を収容する略長筒状の溶銑容器101を備えている。トピードカー100は、その溶銑容器101を長軸まわりに回転させる構造を備えている。溶銑容器101の内壁には、高温の溶銑に耐え得る耐火物102が貼られている。 The torpedo car 100 is equipped with a molten iron vessel 101 having a substantially long cylindrical shape that contains molten iron produced in a blast furnace. The torpedo car 100 is equipped with a structure that rotates the molten iron vessel 101 around its longitudinal axis. The inner wall of the molten iron vessel 101 is lined with a refractory material 102 that can withstand high-temperature molten iron.

トピードカー100は、第1方向(以下、開口方向と言う)に開口した受銑口103を備えている。受銑口103は、溶銑容器101の内部と外部とを繋ぐ開口であり、溶銑は受銑口103を介して出し入れされる。なお、図3に示すように、耐火物102は、受銑口103の内壁にも施工されている。トピードカー100は、高炉から溶銑を受ける際には、開口方向を鉛直方向と一致させて受銑口103が真上を向くように溶銑容器101を回転させ、溶銑を排出する際には受銑口103が本体の斜め下方を向くように回転させる。また、トピードカー100は、後述する予熱装置1による予熱を行う際には、開口方向を水平方向に一致させて、受銑口103が真横を向くように、溶銑容器101を回転させる。 The torpedo car 100 is equipped with a receiving hole 103 that opens in a first direction (hereinafter referred to as the opening direction). The receiving hole 103 is an opening that connects the inside and outside of the molten iron vessel 101, and the molten iron is put in and taken out through the receiving hole 103. As shown in FIG. 3, the refractory material 102 is also applied to the inner wall of the receiving hole 103. When receiving molten iron from the blast furnace, the torpedo car 100 rotates the molten iron vessel 101 so that the opening direction is aligned with the vertical direction and the receiving hole 103 faces straight up, and when discharging the molten iron, rotates the receiving hole 103 so that it faces diagonally downward from the main body. In addition, when preheating using the preheating device 1 described below, the torpedo car 100 rotates the molten iron container 101 so that the opening direction is aligned horizontally and the receiving hole 103 faces straight to the side.

予熱装置1は、バーナー2と、防熱板3と、バーナー移動部4と、移動制御部5とを備えている。 The preheating device 1 includes a burner 2, a heat shield 3, a burner movement unit 4, and a movement control unit 5.

バーナー2は、リジェネバーナーを除く各種バーナーを用いることができる。バーナー2は、空気配管21と、その内側に配置された燃料配管22との二重管構造になっており、各々の配管で供給された燃料(例えば、COG:コークス炉ガス)と空気とが先端部で混ざることにより燃焼する。バーナー2は、水平方向に沿って延びている。バーナー2は、後述のバーナー移動部4により水平方向に沿って移動可能となっている。バーナー2は、その先端が、受銑口103の開口方向が水平方向に一致した溶銑容器101の内部に出し入れされるようになっている。なお、バーナー2の先端部は、図3に示すように、T字状に形成されていて、燃料及び空気の流路は、T字型の先端部で分岐している。 Various burners except regenerative burners can be used for the burner 2. The burner 2 has a double-pipe structure with an air pipe 21 and a fuel pipe 22 arranged inside it, and the fuel (e.g., COG: coke oven gas) and air supplied through each pipe are mixed at the tip and burned. The burner 2 extends in the horizontal direction. The burner 2 can be moved in the horizontal direction by the burner movement part 4 described later. The tip of the burner 2 is adapted to be inserted and removed inside the molten iron vessel 101, whose opening direction of the receiving hole 103 coincides with the horizontal direction. The tip of the burner 2 is formed in a T-shape as shown in FIG. 3, and the flow paths for the fuel and air are branched at the tip of the T-shape.

なお、このバーナー2には、不図示の、ガスを吸引して採取する採取管、及び、温度を測定する熱電対が設けられている。採取管は、バーナー2が溶銑容器101内に挿入された際に、溶銑容器101内のガスを採取するための管である。採取されたガスは、分析されて、溶銑容器101内の酸素濃度を測定するのに用いられる。熱電対は、バーナー2が溶銑容器101内に挿入された際に、溶銑容器101内の温度を測定する温度計である。 The burner 2 is equipped with a sampling tube (not shown) for sucking in and sampling gas, and a thermocouple for measuring temperature. The sampling tube is a tube for sampling gas in the molten iron vessel 101 when the burner 2 is inserted into the molten iron vessel 101. The sampled gas is analyzed and used to measure the oxygen concentration in the molten iron vessel 101. The thermocouple is a thermometer for measuring the temperature in the molten iron vessel 101 when the burner 2 is inserted into the molten iron vessel 101.

防熱板3は、受銑口103全部を塞ぐことができる防熱性の蓋である。防熱板3は、後述の移動制御部5により、水平方向に沿って移動可能となっている。防熱板3は、開口方向が水平方向に一致した受銑口103に対して、水平方向に移動するようになっている。また、防熱板3には、バーナー2が挿入可能な挿入口31(図2、図3参照)が設けられている。バーナー2は、この挿入口31に挿入された状態で、水平方向に移動するようになっている。 The heat shield 3 is a heat-resistant cover that can cover the entire ferrous receiving port 103. The heat shield 3 can be moved horizontally by the movement control unit 5 described below. The heat shield 3 is adapted to move horizontally relative to the ferrous receiving port 103, whose opening direction coincides with the horizontal direction. The heat shield 3 is also provided with an insertion port 31 (see Figures 2 and 3) through which the burner 2 can be inserted. The burner 2 is adapted to move horizontally while inserted into this insertion port 31.

防熱板3の、受銑口103と相対する面には、緩衝材3Aが設けられている。溶銑の受銑又は排出に伴い地金が付着する等によって凹凸部が生じて、受銑口103の平坦度が悪化していることがある。受銑口103に地金が付着していると、防熱板3を受銑口103に密着させようとしても、付着した地金に接触することで密着できず、防熱板3と受銑口103との間に間隙が生じる。そこで、緩衝材3Aを設けることで、その間隙をなくすことができる。緩衝材3Aには、例えばセラミックファイバー製のブラケットなどを用いることができる。 A buffer material 3A is provided on the surface of the heat shield 3 facing the receiving nozzle 103. When molten iron is received or discharged, metal may adhere to the receiving nozzle 103, causing unevenness and deteriorating the flatness of the receiving nozzle 103. If metal is adhered to the receiving nozzle 103, the heat shield 3 cannot be brought into close contact with the receiving nozzle 103 even if the heat shield 3 is to be brought into contact with the adhered metal, and a gap is created between the heat shield 3 and the receiving nozzle 103. Therefore, by providing the buffer material 3A, the gap can be eliminated. For example, a bracket made of ceramic fiber can be used as the buffer material 3A.

バーナー移動部4は、受銑口103の開口方向が水平方向と一致した溶銑容器101に対して、バーナー2を水平方向に移動させる。バーナー移動部4は、例えば、レール上を動く台車でバーナー2を支持し、駆動用モータの回転を、滑車を介してバーナー駆動用チェーンで台車に伝えることにより、レールに沿って台車を動かして、バーナー2を移動させる。なお、バーナー2の移動方法は、これに限定されない。 The burner moving unit 4 moves the burner 2 horizontally relative to the molten iron container 101, whose opening direction of the receiving nozzle 103 coincides with the horizontal direction. The burner moving unit 4 supports the burner 2 on a cart that moves on rails, for example, and moves the cart along the rails to move the burner 2 by transmitting the rotation of the drive motor to the cart via a burner drive chain via a pulley. Note that the method of moving the burner 2 is not limited to this.

移動制御部5は、トピードカー100内の酸素濃度に基づいて、防熱板3を水平方向に移動させて、防熱板3と受銑口103との相対的な位置を変更する。移動制御部5は、レール51と、防熱板3を支持し、レール51上を動く台車52と、台車52に載せられた錘53と、シリンダー54とを備えている。錘53は、台車52における、防熱板3を支持する側と反対側に載置されるカウンターウエイトである。シリンダー54は、そのロッドで錘53を押し引きすることで、台車52をレール51に沿って移動させる。シリンダー54は、受銑口103内の酸素濃度に基づいて駆動する。シリンダー54の駆動は、酸素濃度に基づいて作業員が行ってもよいし、不図示の制御装置が行ってもよい。 The movement control unit 5 moves the heat shield 3 horizontally based on the oxygen concentration in the torpedo car 100 to change the relative position between the heat shield 3 and the receiving hole 103. The movement control unit 5 includes a rail 51, a cart 52 that supports the heat shield 3 and moves on the rail 51, a weight 53 placed on the cart 52, and a cylinder 54. The weight 53 is a counterweight placed on the side of the cart 52 opposite the side that supports the heat shield 3. The cylinder 54 moves the cart 52 along the rail 51 by pushing and pulling the weight 53 with its rod. The cylinder 54 is driven based on the oxygen concentration in the receiving hole 103. The cylinder 54 may be driven by an operator based on the oxygen concentration, or by a control device (not shown).

また、例えば、受銑口103に付着したノロ等の付着物が大き過ぎて、防熱板3と受銑口103との間が小さくならない場合に、設備に機械的最大荷重が加えられた状態のままとなる可能性が有る。そこで、移動制御部5は、安全のために、防熱板3が受銑口103に接触した時の押圧力が所定値を超えたときに、防熱板3の移動を停止する構成が好ましい。押圧力を検知するセンサは、防熱板3に設けられていてもよいし、受銑口103に設けられていてもよい。また、停止した旨を画面表示で報知したり、音で報知したりしてもよい。 In addition, for example, if the deposits such as slag on the receiving nozzle 103 are too large and the gap between the heat shield 3 and the receiving nozzle 103 does not become smaller, there is a possibility that the equipment will remain in a state where the maximum mechanical load is applied. Therefore, for safety reasons, it is preferable that the movement control unit 5 is configured to stop the movement of the heat shield 3 when the pressing force when the heat shield 3 contacts the receiving nozzle 103 exceeds a predetermined value. The sensor that detects the pressing force may be provided on the heat shield 3 or on the receiving nozzle 103. The fact that the movement has stopped may also be notified by a screen display or by sound.

以下に、上記のように構成された予熱装置1による予熱方法について説明する。 The preheating method using the preheating device 1 configured as described above is described below.

トピードカー100が予熱装置1に位置すると、受銑口103の開口方向が水平方向と一致するように、溶銑容器101を回転させる。次に、開口方向が水平方向と一致した受銑口103に対して、バーナー2の先端を溶銑容器101内へ移動させる。そして、燃料と空気とを先端部で混ぜることにより、溶銑容器101内で燃焼させる。このとき、空気比が1以下となるように、空気配管21から供給する空気の量を、燃料配管22から供給する燃料の量に応じて制御する。 When the torpedo car 100 is positioned in the preheating device 1, the molten iron vessel 101 is rotated so that the opening direction of the receiving nozzle 103 coincides with the horizontal direction. Next, the tip of the burner 2 is moved into the molten iron vessel 101 with respect to the receiving nozzle 103 whose opening direction coincides with the horizontal direction. Then, the fuel and air are mixed at the tip and combusted in the molten iron vessel 101. At this time, the amount of air supplied from the air pipe 21 is controlled according to the amount of fuel supplied from the fuel pipe 22 so that the air ratio is 1 or less.

空気比とは、バーナー2から供給する燃料が完全燃焼するために必要な化学量論的空気量に対する、実際にバーナー2から供給する空気量の比率である。空気比を高くすると完全燃焼は保証される一方で、バーナー2の先端部で急速に燃焼が進行し、溶銑容器101全体には火炎が行き渡らず十分加熱されない。そこで、空気比を1以下に設定することで、燃焼が急激に進行することなく、火炎が長炎化して溶銑容器101全体に熱を伝える事ができる。 The air ratio is the ratio of the amount of air actually supplied from burner 2 to the stoichiometric amount of air required for complete combustion of the fuel supplied from burner 2. While a high air ratio guarantees complete combustion, the combustion progresses rapidly at the tip of burner 2, and the flame does not reach the entire molten iron vessel 101, resulting in insufficient heating. Therefore, by setting the air ratio to 1 or less, the flame becomes longer and heat can be transferred to the entire molten iron vessel 101 without the combustion progressing too rapidly.

燃焼を開始した後、バーナー2に設けた採取管より、溶銑容器101内のガスを吸引して採取、分析し、ガス中酸素濃度を測定する。そして、その酸素濃度が予め設定された値となるように、防熱板3を受銑口103に対して相対的に移動させる。より詳しくは、溶銑容器101内の酸素濃度が予め設定した目標値よりも高い場合は、防熱板3を受銑口103に近づける。溶銑容器101内の酸素濃度が目標値よりも低い場合は、防熱板3を受銑口103から遠ざける。 After combustion begins, the gas in the molten iron vessel 101 is sucked in through a sampling tube attached to the burner 2, sampled, and analyzed to measure the oxygen concentration in the gas. The heat shield 3 is then moved relative to the receiving nozzle 103 so that the oxygen concentration becomes a preset value. More specifically, if the oxygen concentration in the molten iron vessel 101 is higher than a preset target value, the heat shield 3 is moved closer to the receiving nozzle 103. If the oxygen concentration in the molten iron vessel 101 is lower than the target value, the heat shield 3 is moved away from the receiving nozzle 103.

防熱板3を移動させるため、受銑口103は密閉されない。このため、予熱時における受銑口103からの侵入空気は不可避である。上記のように、空気比が1以下となるように燃料供給を制御しているが、侵入空気からの酸素が燃焼にも寄与するため、空気比を1以下に設定しても、必ずしも燃料は不完全燃焼するとは限らない。また、侵入空気量が小さすぎると、燃料が不完全燃焼して予熱効率が悪化するとともに、作業環境が悪化する可能性がある。一方、侵入空気量が大きすぎると、燃料は完全燃焼するが、侵入空気による冷却により予熱効率が悪化する。このため、侵入空気量を適正にする必要がある。 The receiving hole 103 is not sealed because the heat shield 3 is moved. For this reason, air entering through the receiving hole 103 during preheating is unavoidable. As described above, the fuel supply is controlled so that the air ratio is 1 or less. However, because oxygen from the entering air also contributes to combustion, setting the air ratio to 1 or less does not necessarily mean that the fuel will burn incompletely. Also, if the amount of entering air is too small, the fuel will burn incompletely, reducing preheating efficiency and possibly worsening the working environment. On the other hand, if the amount of entering air is too large, the fuel will burn completely, but the preheating efficiency will deteriorate due to cooling by the entering air. For this reason, it is necessary to adjust the amount of entering air appropriately.

侵入空気量が適正であるか否かは、予熱時の溶銑容器101内部の酸素濃度により判断できる。事前に酸素濃度の目標値を設定しておき、測定された実際の酸素濃度の測定値と目標値を比較して、測定値を目標値に近づける制御を行う。酸素濃度が設定値よりも高い場合は、侵入空気量が多いことを示しているので、防熱板3と受銑口103との間隔を小さくする。これにより、溶銑容器101内部への侵入空気量は少なくなる。逆に、酸素濃度が設定値よりも低い場合は、不完全燃焼している可能性が大きいので、防熱板3と溶銑容器101との間隔を大きくする。これにより、溶銑容器101内部への侵入空気量は多くなる。 Whether the amount of air entering the molten iron vessel 101 is appropriate can be determined by the oxygen concentration inside the molten iron vessel 101 during preheating. A target value for the oxygen concentration is set in advance, and the actual measured oxygen concentration is compared with the target value to control the measured value to approach the target value. If the oxygen concentration is higher than the set value, this indicates that a large amount of air is entering the vessel, so the gap between the heat shield 3 and the receiving hole 103 is narrowed. This reduces the amount of air entering the molten iron vessel 101. Conversely, if the oxygen concentration is lower than the set value, there is a high possibility of incomplete combustion, so the gap between the heat shield 3 and the molten iron vessel 101 is widened. This increases the amount of air entering the molten iron vessel 101.

このように、溶銑容器101内部の酸素濃度に基づいて、防熱板3と、受銑口103との距離を変えることで、侵入空気量を適切に調整でき、溶銑容器101内における燃焼を効率よく行うことができる。 In this way, by changing the distance between the heat shield 3 and the receiving hole 103 based on the oxygen concentration inside the molten iron vessel 101, the amount of air entering can be appropriately adjusted, and combustion in the molten iron vessel 101 can be carried out efficiently.

以下に、本発明について行った試験の結果を示す。以下では、バーナー2から供給する燃料は、COGとする。 The results of tests conducted on the present invention are shown below. In the following, the fuel supplied from burner 2 is COG.

この試験では、約300℃の溶銑容器101に対して、炉内温度が800℃になるまでは、昇温速度が100℃/hになるようにCOG供給量を制御した。さらに、炉内温度が800℃に到達して以降は800℃で保温するように、COG供給量を制御した。また、空気比が0.9となるように酸素流量を制御した。空気比はバーナー2に供給するCOGと空気量とから算出しており、受銑口103からの侵入空気等からの酸素は算定していない。 In this test, the amount of COG supplied to the molten iron container 101, which was about 300°C, was controlled so that the heating rate was 100°C/h until the temperature inside the furnace reached 800°C. After the temperature inside the furnace reached 800°C, the amount of COG supplied was controlled so that the temperature was kept at 800°C. The oxygen flow rate was also controlled so that the air ratio was 0.9. The air ratio was calculated from the amount of COG and air supplied to the burner 2, and oxygen from air entering through the receiving hole 103, etc., was not calculated.

また、この試験では、防熱板3の頻繁な調整は却って燃焼状態の安定を損なうおそれがあるため、酸素濃度が2%を超えると、防熱板3を受銑口103に近づけ、酸素濃度が1%を下回ると、防熱板3を受銑口103から遠ざけるように、防熱板3を移動制御した。通常であれば、酸素濃度が2%を越えてCOは発生しない。酸素濃度が1%を下回ってもCOが発生しない場合もあるが、制御として下限は1%とした。さらに、CO濃度が0.01%発生したら、COが消滅するまで、防熱板3を受銑口103から遠ざけるようにした。 In addition, in this test, frequent adjustment of the heat shield 3 could potentially destabilize the combustion state, so the movement of the heat shield 3 was controlled so that it was moved closer to the receiving nozzle 103 when the oxygen concentration exceeded 2%, and moved away from the receiving nozzle 103 when the oxygen concentration fell below 1%. Normally, CO is not generated when the oxygen concentration exceeds 2%. There are cases where CO is not generated even when the oxygen concentration falls below 1%, but the lower limit was set to 1% as a control. Furthermore, when the CO concentration reached 0.01%, the heat shield 3 was moved away from the receiving nozzle 103 until the CO disappeared.

このように、COG供給量及び酸素流量を制御し、かつ、防熱板3を移動制御して行った溶銑容器101内の予熱に関して、溶銑容器101内の温度、酸素濃度、及び、溶銑容器101内へのCOG供給量を測定した。 In this way, the temperature, oxygen concentration, and COG supply amount into the molten iron vessel 101 were measured for preheating the molten iron vessel 101 by controlling the COG supply amount and oxygen flow rate and controlling the movement of the heat shield 3.

なお、比較例として、防熱板3と受銑口103との距離を150mmと一定として、同様に、溶銑容器101内の温度、酸素濃度、及び、溶銑容器101内へのCOG供給量を測定した。この150mmは、燃焼の最も盛んな段階においてもCOガス発生を回避するために設定したものである。 As a comparative example, the distance between the heat shield 3 and the receiving hole 103 was fixed at 150 mm, and the temperature, oxygen concentration, and amount of COG supplied to the molten iron vessel 101 were measured in the same manner. This distance of 150 mm was set to avoid CO gas generation even at the most vigorous stage of combustion.

図4は、予熱の経過時間、及び、防熱板3と受銑口103との距離(防熱板間距離)の関係を示す図である。図5は、予熱の経過時間、及び、溶銑容器101内の酸素濃度の関係を示す図である。図6は、予熱の経過時間、及び、溶銑容器101内の温度の関係を示す図である。図7は、予熱の経過時間、及び、COG供給量の関係を示す図である。なお、図4~図7における(1)~(8)の値はそれぞれ、経過時間において同じ時間で計測された値である。その(1)~(8)での各値を表1に示す。表1では、CO濃度も示している。 Figure 4 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the distance between the heat shield 3 and the receiving hole 103 (distance between the heat shields). Figure 5 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the oxygen concentration in the molten iron vessel 101. Figure 6 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the temperature in the molten iron vessel 101. Figure 7 is a diagram showing the relationship between the elapsed time of preheating and the amount of COG supplied. Note that the values (1) to (8) in Figures 4 to 7 are each values measured at the same time during the elapsed time. The values (1) to (8) are shown in Table 1. Table 1 also shows the CO concentration.

Figure 0007560731000001
Figure 0007560731000001

図6から、本発明の方が、比較例よりも速く溶銑容器101内の温度が800℃に到達していることが読み取れる。 From Figure 6, it can be seen that the temperature in the molten iron container 101 reaches 800°C more quickly in the present invention than in the comparative example.

また、本発明の(1)(2)(4)と、比較例の(5)(6)(8)と比較すると、本発明のCOG供給量は、比較例のよりも削減できていることが読み取れる。これは、本発明の(1)(2)(4)の場合は、比較例の(5)(6)(8)の場合よりも防熱板3を受銑口103に近づけているため、侵入空気量が抑えられているためである。 In addition, when comparing (1), (2), and (4) of the present invention with (5), (6), and (8) of the comparative examples, it can be seen that the amount of COG supplied in the present invention is reduced more than in the comparative examples. This is because in the cases of (1), (2), and (4) of the present invention, the heat shield 3 is closer to the receiving hole 103 than in the comparative examples (5), (6), and (8), so the amount of air that enters is suppressed.

さらに、本発明では、表1の(3)と、(7)との対比から分かるように酸素濃度が1%を超えるように制御することで、COガスの発生を回避することができることが確認できた。 Furthermore, in the present invention, as can be seen from a comparison between (3) and (7) in Table 1, it was confirmed that the generation of CO gas can be avoided by controlling the oxygen concentration to exceed 1%.

以上のように、本実施形態の予熱装置1によると、防熱板3を受銑口103に対して移動させることで、燃料の削減でき、トピードカー内部、具体的には溶銑容器101内部の耐火物102を効率よく予熱することができる。 As described above, according to the preheating device 1 of this embodiment, by moving the heat shield 3 relative to the receiving port 103, fuel can be reduced and the inside of the torpedo car, specifically the refractory material 102 inside the molten iron container 101, can be efficiently preheated.

1 予熱装置
2 バーナー
3 防熱板
3A 緩衝材
4 バーナー移動部
5 移動制御部
21 空気配管
22 燃料配管
31 挿入口
51 レール
52 台車
53 錘
54 シリンダー
100 トピードカー
101 溶銑容器
102 耐火物
103 受銑口

Reference Signs List 1 Preheating device 2 Burner 3 Heat shield 3A Cushioning material 4 Burner moving part 5 Movement control part 21 Air pipe 22 Fuel pipe 31 Insertion port 51 Rail 52 Cart 53 Weight 54 Cylinder 100 Torpedo car 101 Molten iron container 102 Refractory material 103 Iron receiving hole

Claims (7)

第1方向に開口した受銑口及び溶銑容器を有する溶銑車の前記溶銑容器内を予熱する予熱装置であって、
前記受銑口に挿入されるバーナーと、
前記バーナーの挿入口を備え、前記受銑口を塞ぐことが可能な蓋と、
前記受銑口に挿入された前記バーナーによる燃焼を開始した後、前記溶銑容器内の酸素濃度に基づいて、前記第1方向に沿って前記蓋を移動させて、前記蓋と前記受銑口との相対的な位置を変更する移動制御部と、
を備える、予熱装置。
A preheating device for preheating a molten metal vessel of a molten metal car having a receiving hole and a molten metal vessel opening in a first direction, comprising:
A burner inserted into the receiving hole;
A cover having an insertion port for the burner and capable of closing the receiving port;
a movement control unit that, after starting combustion by the burner inserted in the receiving hole, moves the lid along the first direction based on the oxygen concentration in the molten iron container to change a relative position between the lid and the receiving hole;
A preheating device comprising:
前記移動制御部は、予め設定した酸素濃度を設定濃度とするとき、
前記酸素濃度が前記設定濃度よりも小さい場合、前記蓋を前記受銑口から相対的に遠ざける方向へ移動させ、
前記酸素濃度が前記設定濃度よりも大きい場合、前記蓋を前記受銑口に相対的に近づける方向へ移動させる、
請求項1に記載の予熱装置。
When the predetermined oxygen concentration is set to the set concentration, the movement control unit:
When the oxygen concentration is lower than the set concentration, the cover is moved in a direction relatively away from the receiving hole;
When the oxygen concentration is greater than the set concentration, the cover is moved in a direction relatively closer to the receiving hole.
The preheating device according to claim 1 .
前記第1方向が水平方向と一致するように回転された前記溶銑容器に対して、前記バーナーを移動させる、バーナー移動部、
を備える、請求項1又は請求項2に記載の予熱装置。
a burner moving unit that moves the burner relative to the molten iron vessel that is rotated so that the first direction coincides with a horizontal direction;
The preheating device according to claim 1 or 2, comprising:
前記移動制御部は、
前記蓋が前記受銑口に接触した時の押圧力が所定値を超えたときに、前記蓋の移動を停止する、
請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の予熱装置。
The movement control unit is
When the pressing force when the cover contacts the receiving hole exceeds a predetermined value, the movement of the cover is stopped.
The preheating device according to any one of claims 1 to 3.
前記バーナーは、
空気を供給する空気配管と、
燃焼ガスを供給する燃配管と、
を有し、
空気比が1以下となるように、前記空気配管から供給する空気の量を、前記燃料配管から供給する燃料ガスの量に応じて制御する、
請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の予熱装置。
The burner is
An air pipe for supplying air;
A fuel pipe for supplying combustion gas;
having
an amount of air supplied from the air pipe is controlled in accordance with an amount of fuel gas supplied from the fuel pipe so that an air ratio is equal to or less than 1;
The preheating device according to any one of claims 1 to 4.
前記蓋は、前記受銑口と相対する面に緩衝材を備える、
請求項1から請求項5のいずれか一つに記載の予熱装置。
The cover has a cushioning material on a surface facing the receiving hole.
The preheating device according to any one of claims 1 to 5.
第1方向に開口した受銑口及び溶銑容器を有する溶銑車の前記溶銑容器内を予熱する予熱方法であって、
前記受銑口にバーナーを挿入し、
前記バーナーの挿入口を備え、前記受銑口を塞ぐことが可能な蓋を、前記受銑口に挿入された前記バーナーによる燃焼を開始した後、前記溶銑容器内の酸素濃度に基づいて、前記第1方向に沿って移動させて、前記蓋と前記受銑口との相対的な位置を変更する、
予熱方法。
A preheating method for preheating a molten metal vessel of a molten metal car having a receiving hole and a molten metal vessel opening in a first direction, comprising:
Inserting a burner into the receiving hole;
a cover having an insertion port for the burner and capable of closing the receiving port is moved along the first direction based on an oxygen concentration in the molten iron container after starting combustion by the burner inserted in the receiving port , thereby changing a relative position between the cover and the receiving port.
Preheating method.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315519A (en) 2004-04-28 2005-11-10 Kobe Steel Ltd Method and device for drying refractory of mixer car
JP2007254864A (en) 2006-03-24 2007-10-04 Jfe Steel Kk Heat insulation method and heat insulation device for hot metal in chaotic vehicle
WO2018186236A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 新日鐵住金株式会社 Heating device and heating method of torpedo car

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005315519A (en) 2004-04-28 2005-11-10 Kobe Steel Ltd Method and device for drying refractory of mixer car
JP2007254864A (en) 2006-03-24 2007-10-04 Jfe Steel Kk Heat insulation method and heat insulation device for hot metal in chaotic vehicle
WO2018186236A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 新日鐵住金株式会社 Heating device and heating method of torpedo car
CN110462067A (en) 2017-04-04 2019-11-15 日本制铁株式会社 Heating device and heating method for mixed iron car
US20200017928A1 (en) 2017-04-04 2020-01-16 Nippon Steel Corporation Heating device and heating method of torpedo car

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