JP2000274958A - 金属溶解炉及び金属溶解方法 - Google Patents
金属溶解炉及び金属溶解方法Info
- Publication number
- JP2000274958A JP2000274958A JP8516399A JP8516399A JP2000274958A JP 2000274958 A JP2000274958 A JP 2000274958A JP 8516399 A JP8516399 A JP 8516399A JP 8516399 A JP8516399 A JP 8516399A JP 2000274958 A JP2000274958 A JP 2000274958A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten metal
- metal
- melting
- chamber
- basin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶湯の凝固による溶湯流路の閉塞を防止する
とともに、金属原料の酸化を抑制し、炉壁を構成する耐
火物の溶損を防止することができる金属溶解炉及び金属
溶解方法を提供する。 【解決手段】 酸素バーナー１１又は酸素ランスのいず
れかと炭素質原料吹込みランス１２を備えた湯溜室１３
と酸素バーナー１４又はアーク発生用電極のいずれかと
出湯口１５を備えた保持室１６とを溶湯流路１７を介し
て連設するとともに、湯溜室１３の一部に酸素バーナー
１８を設けて湯溜室内に溶解部を形成し、該溶解部の上
方に金属原料予熱室を配設する。炭素質原料吹込みラン
ス１２により、湯溜室１３の溶湯中の炭素濃度を０．０
５〜２％に制御し、かつ湯溜室のスラグ中の全鉄濃度を
１５〜３０％に制御する。
とともに、金属原料の酸化を抑制し、炉壁を構成する耐
火物の溶損を防止することができる金属溶解炉及び金属
溶解方法を提供する。 【解決手段】 酸素バーナー１１又は酸素ランスのいず
れかと炭素質原料吹込みランス１２を備えた湯溜室１３
と酸素バーナー１４又はアーク発生用電極のいずれかと
出湯口１５を備えた保持室１６とを溶湯流路１７を介し
て連設するとともに、湯溜室１３の一部に酸素バーナー
１８を設けて湯溜室内に溶解部を形成し、該溶解部の上
方に金属原料予熱室を配設する。炭素質原料吹込みラン
ス１２により、湯溜室１３の溶湯中の炭素濃度を０．０
５〜２％に制御し、かつ湯溜室のスラグ中の全鉄濃度を
１５〜３０％に制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属溶解炉及びこ
の金属溶解炉を使用した金属の溶解方法に係り、詳しく
は、スクラップやリターン材等の鉄（鋼を含む）又は還
元鉄等の原料を、酸素あるいは酸素富化空気を支燃性ガ
スとした酸素バーナーを主体に効率良く連続して溶解処
理する金属溶解炉及び金属溶解方法に関する。
の金属溶解炉を使用した金属の溶解方法に係り、詳しく
は、スクラップやリターン材等の鉄（鋼を含む）又は還
元鉄等の原料を、酸素あるいは酸素富化空気を支燃性ガ
スとした酸素バーナーを主体に効率良く連続して溶解処
理する金属溶解炉及び金属溶解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スクラップやリターン材等の鉄
（鋼を含む）原料を溶解する方式では、主たるエネルギ
ー源が電気であるアーク式電気炉が多く用いられてい
る。このような電気を利用した溶解法は、昇温が容易で
温度管理も簡便であるなどの利点を有するものの、別途
に発生させた電気を使用するため、総合的な燃料の利用
効率やエネルギーコスト面で問題があった。
（鋼を含む）原料を溶解する方式では、主たるエネルギ
ー源が電気であるアーク式電気炉が多く用いられてい
る。このような電気を利用した溶解法は、昇温が容易で
温度管理も簡便であるなどの利点を有するものの、別途
に発生させた電気を使用するため、総合的な燃料の利用
効率やエネルギーコスト面で問題があった。
【０００３】一方、エネルギー源として、前記電気に代
えて、酸素あるいは酸素富化空気を支燃性ガスとする酸
素バーナーで化石燃料を燃焼させ、その燃焼熱で鉄等の
スクラップや製造時のリターン材等の鉄原料を溶解させ
ることが行われている。このような酸素バーナーを利用
した鉄原料の溶解法は、例えば特開平９−１７６７５３
号公報，特開平１１−１４２６３号公報，特開平１１−
２３１５６号公報等に記載されている。
えて、酸素あるいは酸素富化空気を支燃性ガスとする酸
素バーナーで化石燃料を燃焼させ、その燃焼熱で鉄等の
スクラップや製造時のリターン材等の鉄原料を溶解させ
ることが行われている。このような酸素バーナーを利用
した鉄原料の溶解法は、例えば特開平９−１７６７５３
号公報，特開平１１−１４２６３号公報，特開平１１−
２３１５６号公報等に記載されている。
【０００４】また、特開平１１−２３１５６号公報に開
示されている金属溶解炉は、図２に示されるように、金
属原料溶解用酸素バーナー１を備えた溶解室２の上方
に、金属原料予熱室３を配設し、前記溶解室２の底部
に、排ガス流路を兼ねた溶湯流路４を介して溶湯保熱用
酸素バーナー５を備えた湯溜室６を連設し、該湯溜室６
の下流側に、排ガス流路を兼ねた溶湯流路７介して、酸
素バーナー８及び出湯口９を備えた保持室１０を連設し
ている。この構造の金属溶解炉は、溶解室２,湯溜室６
及び保持室１０の順序で流れる溶湯流と対向して、保持
室１０,湯溜室６及び溶解室２で発生した排ガスを流通
して、予熱室３から排出させることによって、エネルギ
ー効率の良い溶解が可能であった。
示されている金属溶解炉は、図２に示されるように、金
属原料溶解用酸素バーナー１を備えた溶解室２の上方
に、金属原料予熱室３を配設し、前記溶解室２の底部
に、排ガス流路を兼ねた溶湯流路４を介して溶湯保熱用
酸素バーナー５を備えた湯溜室６を連設し、該湯溜室６
の下流側に、排ガス流路を兼ねた溶湯流路７介して、酸
素バーナー８及び出湯口９を備えた保持室１０を連設し
ている。この構造の金属溶解炉は、溶解室２,湯溜室６
及び保持室１０の順序で流れる溶湯流と対向して、保持
室１０,湯溜室６及び溶解室２で発生した排ガスを流通
して、予熱室３から排出させることによって、エネルギ
ー効率の良い溶解が可能であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の金属
溶解炉では、溶解室２で溶解された溶湯は、溶湯流路４
を介して湯溜室６に流れ込んでいるが、溶解室６で溶解
された鉄原料は、その原料の略融点に近い温度でかつ炭
素分の少ない溶湯として溶湯流路４を流れるため、加熱
不足になると溶湯流路４で溶湯が凝固して溶湯流路４を
閉塞してしまい、凝固部分がなくなるまで、溶解室２の
酸素バーナー１の燃焼量を抑えて溶解量を低下させなけ
ればならなかった。また、溶解室２の鉄原料の一部は、
酸素バーナー１によって酸化され、生成された酸化鉄が
溶湯とともに溶湯流路４を流れ、溶湯流路４を構成する
耐火物を溶損するおそれがあった。
溶解炉では、溶解室２で溶解された溶湯は、溶湯流路４
を介して湯溜室６に流れ込んでいるが、溶解室６で溶解
された鉄原料は、その原料の略融点に近い温度でかつ炭
素分の少ない溶湯として溶湯流路４を流れるため、加熱
不足になると溶湯流路４で溶湯が凝固して溶湯流路４を
閉塞してしまい、凝固部分がなくなるまで、溶解室２の
酸素バーナー１の燃焼量を抑えて溶解量を低下させなけ
ればならなかった。また、溶解室２の鉄原料の一部は、
酸素バーナー１によって酸化され、生成された酸化鉄が
溶湯とともに溶湯流路４を流れ、溶湯流路４を構成する
耐火物を溶損するおそれがあった。
【０００６】そこで本発明は、溶湯の凝固による溶湯流
路の閉塞を防止するとともに、金属原料の酸化を抑制
し、炉壁を構成する耐火物の溶損を防止することができ
る金属溶解炉及び金属溶解方法を提供することを目的と
している。
路の閉塞を防止するとともに、金属原料の酸化を抑制
し、炉壁を構成する耐火物の溶損を防止することができ
る金属溶解炉及び金属溶解方法を提供することを目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の金属溶解炉は、溶湯保熱用加熱手段及び炭素
質原料吹込みランスを備えた湯溜室と加熱手段及び出湯
口を備えた保持室とを溶湯流路を介して連設するととも
に、前記湯溜室の一側に金属原料溶解用加熱手段を設け
て湯溜室の一側部分に溶解部を形成し、該溶解部の上方
に金属原料予熱室を配設したことを特徴とし、前記溶湯
保熱用加熱手段として、少なくとも酸素バーナー又は酸
素ランスのいずれか一方を備えていること、前記保持室
の加熱手段として、少なくとも酸素バーナー又はアーク
発生用電極のいずれか一方を備えていることを特徴とし
ている。
め本発明の金属溶解炉は、溶湯保熱用加熱手段及び炭素
質原料吹込みランスを備えた湯溜室と加熱手段及び出湯
口を備えた保持室とを溶湯流路を介して連設するととも
に、前記湯溜室の一側に金属原料溶解用加熱手段を設け
て湯溜室の一側部分に溶解部を形成し、該溶解部の上方
に金属原料予熱室を配設したことを特徴とし、前記溶湯
保熱用加熱手段として、少なくとも酸素バーナー又は酸
素ランスのいずれか一方を備えていること、前記保持室
の加熱手段として、少なくとも酸素バーナー又はアーク
発生用電極のいずれか一方を備えていることを特徴とし
ている。
【０００８】さらに、本発明の金属の溶解方法は、予熱
室に連続的に投入した金属原料を、溶解部で金属原料溶
解用加熱手段にて溶解して湯溜室に連続的に流下させる
とともに、該湯溜室で溶湯保熱用加熱手段にて溶湯状態
を保持しながら保持室に流出し、該保持室で加熱手段に
より溶湯状態を保持しながら、出湯口から間欠的に出湯
する方法であって、炭素質原料吹込みランスにより、前
記湯溜室の溶湯中の炭素濃度を０．０５〜２％に制御
し、かつ湯溜室のスラグ中の全鉄濃度を１５〜３０％に
制御すること、また、前記溶湯保熱用加熱手段である酸
素バーナーから、燃料を完全燃焼するために必要な酸素
量の１．５〜５倍の酸素を流すことを特徴としている。
室に連続的に投入した金属原料を、溶解部で金属原料溶
解用加熱手段にて溶解して湯溜室に連続的に流下させる
とともに、該湯溜室で溶湯保熱用加熱手段にて溶湯状態
を保持しながら保持室に流出し、該保持室で加熱手段に
より溶湯状態を保持しながら、出湯口から間欠的に出湯
する方法であって、炭素質原料吹込みランスにより、前
記湯溜室の溶湯中の炭素濃度を０．０５〜２％に制御
し、かつ湯溜室のスラグ中の全鉄濃度を１５〜３０％に
制御すること、また、前記溶湯保熱用加熱手段である酸
素バーナーから、燃料を完全燃焼するために必要な酸素
量の１．５〜５倍の酸素を流すことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る金属溶解炉及
び金属溶解方法の一形態例を図１に基づいてさらに詳し
く説明する。
び金属溶解方法の一形態例を図１に基づいてさらに詳し
く説明する。
【００１０】この金属溶解炉は、溶湯保熱用加熱手段と
しての酸素バーナー１１と炭素質原料吹込みランス１２
とを備えた湯溜室１３と加熱手段としての酸素バーナー
１４及び出湯口１５を備えた保持室１６とを溶湯流路１
７を介して連設するとともに、前記湯溜室１３の一側に
金属原料溶解用加熱手段としての酸素又は酸素富化空気
を支燃性ガスとした酸素バーナー１８を設けて、湯溜室
１３の一側部分に溶解部１９を形成し、該溶解部１９の
上方に金属原料予熱室２０を配設している。２１，２２
は、湯溜室１３又は保持室１６の溶湯に高純度アルゴン
ガス又は窒素を吹き込む溶湯撹拌用ノズルである。
しての酸素バーナー１１と炭素質原料吹込みランス１２
とを備えた湯溜室１３と加熱手段としての酸素バーナー
１４及び出湯口１５を備えた保持室１６とを溶湯流路１
７を介して連設するとともに、前記湯溜室１３の一側に
金属原料溶解用加熱手段としての酸素又は酸素富化空気
を支燃性ガスとした酸素バーナー１８を設けて、湯溜室
１３の一側部分に溶解部１９を形成し、該溶解部１９の
上方に金属原料予熱室２０を配設している。２１，２２
は、湯溜室１３又は保持室１６の溶湯に高純度アルゴン
ガス又は窒素を吹き込む溶湯撹拌用ノズルである。
【００１１】このように、湯溜室１３の一部を溶解部１
９とした金属溶解炉は、従来のこの種金属溶解炉の如
く、溶解室と湯溜室との間に溶融流路がないから、溶解
部１９で溶解した溶湯は、酸素バーナー１１によって保
熱されている湯溜室１３の溶湯に直接流れ込むので、凝
固することがない。また、湯溜室１３内の一部が溶解部
１９に形成されているため、湯溜室１３は部分的に固体
原料が進入する構造となり、この固体原料が骨材となっ
て、溶湯が安定して湯溜室１３に落下して流れ込むこと
になる。
９とした金属溶解炉は、従来のこの種金属溶解炉の如
く、溶解室と湯溜室との間に溶融流路がないから、溶解
部１９で溶解した溶湯は、酸素バーナー１１によって保
熱されている湯溜室１３の溶湯に直接流れ込むので、凝
固することがない。また、湯溜室１３内の一部が溶解部
１９に形成されているため、湯溜室１３は部分的に固体
原料が進入する構造となり、この固体原料が骨材となっ
て、溶湯が安定して湯溜室１３に落下して流れ込むこと
になる。
【００１２】尚、湯溜室１３に設けた溶湯保熱用加熱手
段である酸素バーナー１１は、酸素ランスでもよい。溶
湯を保持して貯湯するための保持室１６に設けた加熱手
段である酸素バーナー１４は、アーク発生用電極でもよ
いが、このアーク発生用電極を用いる場合は、アークの
放熱を抑えるために、スラグフォーミングの目的で、炭
素質原料吹込ランスと酸素ランスとを備える。また、溶
解部１９，湯溜室１３及び保持室１６で発生した排ガス
は、この順序に沿って流れる溶湯流と対向した流れで流
通して予熱室２０を経て排出される流路を形成してい
る。
段である酸素バーナー１１は、酸素ランスでもよい。溶
湯を保持して貯湯するための保持室１６に設けた加熱手
段である酸素バーナー１４は、アーク発生用電極でもよ
いが、このアーク発生用電極を用いる場合は、アークの
放熱を抑えるために、スラグフォーミングの目的で、炭
素質原料吹込ランスと酸素ランスとを備える。また、溶
解部１９，湯溜室１３及び保持室１６で発生した排ガス
は、この順序に沿って流れる溶湯流と対向した流れで流
通して予熱室２０を経て排出される流路を形成してい
る。
【００１３】次に、この金属溶解炉を使用した金属溶解
方法の実施の形態について説明する。まず、予熱室２０
に連続的に投入した金属原料（例えば、鉄原料）を、溶
解部１９で酸素バーナー１８，１８にて溶解する。この
とき、必要に応じて、鉄原料に加えてフラックスや炭素
原料（銑鉄を含む）を投入する。
方法の実施の形態について説明する。まず、予熱室２０
に連続的に投入した金属原料（例えば、鉄原料）を、溶
解部１９で酸素バーナー１８，１８にて溶解する。この
とき、必要に応じて、鉄原料に加えてフラックスや炭素
原料（銑鉄を含む）を投入する。
【００１４】溶解部１９で溶融した溶湯は、湯溜室１３
に連続的に流下する。湯溜室１３では、炭素質原料吹込
ランス１２から炭素質原料を溶湯に吹き込み、溶湯中の
炭素濃度を０．０５〜２％に制御する。これにより、溶
湯の融点を低下させて、溶湯内に入った鉄原料（低炭素
で融点が高い）を直ちに溶解させることなく、溶解部上
部の原料を維持させることができるので、固体原料の湯
溜室１３への侵入量を制限できるとともに、溶解部１９
で溶解された溶湯を湯溜室１３に安定して流下させるこ
とができる。
に連続的に流下する。湯溜室１３では、炭素質原料吹込
ランス１２から炭素質原料を溶湯に吹き込み、溶湯中の
炭素濃度を０．０５〜２％に制御する。これにより、溶
湯の融点を低下させて、溶湯内に入った鉄原料（低炭素
で融点が高い）を直ちに溶解させることなく、溶解部上
部の原料を維持させることができるので、固体原料の湯
溜室１３への侵入量を制限できるとともに、溶解部１９
で溶解された溶湯を湯溜室１３に安定して流下させるこ
とができる。
【００１５】湯溜室１３に流下した低炭素で融点の高い
溶湯は、炭素濃度の低い溶湯と混合され、直ちに炭素質
原料吹込ランス１２から吹き込まれる炭素材料により加
炭される。加炭エネルギーは、湯溜室１３の酸素バーナ
ー１１（又は酸素ランス）による加熱あるいは一酸化炭
素（ＣＯ）の燃焼によって補われる。また、湯溜室１３
の溶湯の融点を低下させることにより、下流側の保持室
１６への溶湯流路１７内での溶湯の凝固や、溶湯の凝固
による流路内の閉塞を防止することができる。
溶湯は、炭素濃度の低い溶湯と混合され、直ちに炭素質
原料吹込ランス１２から吹き込まれる炭素材料により加
炭される。加炭エネルギーは、湯溜室１３の酸素バーナ
ー１１（又は酸素ランス）による加熱あるいは一酸化炭
素（ＣＯ）の燃焼によって補われる。また、湯溜室１３
の溶湯の融点を低下させることにより、下流側の保持室
１６への溶湯流路１７内での溶湯の凝固や、溶湯の凝固
による流路内の閉塞を防止することができる。
【００１６】さらに、炭素質原料ランス１２から、炭素
質原料を湯溜室１３に吹き込み、溶解部１９で酸化した
鉄原料を還元して、原料歩留を向上させるとともに、ス
ラグ中の全鉄濃度を１５〜３５％に制御して、耐火物の
溶損を防止する。湯溜室１３の昇温，加炭および還元に
必要な熱量は、酸素バーナー１１による加熱や、酸素バ
ーナー１１から燃料を完全燃焼するのに必要な酸素量の
１．５〜５倍の酸素を流すことにより、炭素質原料投入
によって発生した一酸化炭素（ＣＯ）を燃焼すること、
あるいは、酸素バーナー１１の代わりに設けた酸素ラン
スによって一酸化炭素（ＣＯ）を燃焼することによって
補う。
質原料を湯溜室１３に吹き込み、溶解部１９で酸化した
鉄原料を還元して、原料歩留を向上させるとともに、ス
ラグ中の全鉄濃度を１５〜３５％に制御して、耐火物の
溶損を防止する。湯溜室１３の昇温，加炭および還元に
必要な熱量は、酸素バーナー１１による加熱や、酸素バ
ーナー１１から燃料を完全燃焼するのに必要な酸素量の
１．５〜５倍の酸素を流すことにより、炭素質原料投入
によって発生した一酸化炭素（ＣＯ）を燃焼すること、
あるいは、酸素バーナー１１の代わりに設けた酸素ラン
スによって一酸化炭素（ＣＯ）を燃焼することによって
補う。
【００１７】加炭，昇温した溶湯は、溶湯流路１７を通
じて保持室１６に流出し、酸素バーナー１４により所定
温度に昇温し、所定量保持した後、出湯口１５から間欠
的に排出する。
じて保持室１６に流出し、酸素バーナー１４により所定
温度に昇温し、所定量保持した後、出湯口１５から間欠
的に排出する。
【００１８】
【実施例】実施例１ 図１に示す金属溶解炉用いて鉄スクラップを溶解した。
この金属溶解炉は、全高１５０ｃｍ，内径１２０ｃｍの
溶解部１９を除く湯溜室１３は、全高８０ｃｍ，全幅９
０ｃｍであり、溶解部１９の底部は、湯溜部室１３の最
深部の底部に向かって２２度の傾斜を有している。溶解
部１９の上方は、水平面に対して８０度の傾斜角度で絞
り込まれ、全高１３０ｃｍ，内径８５ｃｍの予熱室２０
に直接連通している。湯溜室１３と保持室１６とを連通
する溶湯流路１７は、内径４０ｃｍで、長さ６５ｃｍで
あり、保持室１６は、全高２８５ｃｍ，内径１２０ｃｍ
である。
この金属溶解炉は、全高１５０ｃｍ，内径１２０ｃｍの
溶解部１９を除く湯溜室１３は、全高８０ｃｍ，全幅９
０ｃｍであり、溶解部１９の底部は、湯溜部室１３の最
深部の底部に向かって２２度の傾斜を有している。溶解
部１９の上方は、水平面に対して８０度の傾斜角度で絞
り込まれ、全高１３０ｃｍ，内径８５ｃｍの予熱室２０
に直接連通している。湯溜室１３と保持室１６とを連通
する溶湯流路１７は、内径４０ｃｍで、長さ６５ｃｍで
あり、保持室１６は、全高２８５ｃｍ，内径１２０ｃｍ
である。
【００１９】湯溜室１３の溶解部１９には、重油を燃料
とし、純酸素を支燃性ガスとする酸素バーナー１８を、
水平面に対して６０度の傾斜角で３本配置した。湯溜室
１３には、重油を燃料とし、純酸素を支燃性ガスとする
酸素バーナー１１を、水平面に対して７０度の傾斜角で
上方より底部に向かって１本、窒素又は空気を搬送ガス
とする炭素質原料吹込ランス１２を、垂直方向下向きに
１本、それぞれ配置するとともに、底部に溶湯撹拌用ノ
ズル２１を１本配置した。保持室１６には、重油を燃料
とし、純酸素を支燃性ガスとする酸素バーナー１４を、
水平面に対して７０度の傾斜角で上方より底部に向かっ
て１本配置するとともに、底部に溶湯撹拌用ノズル２２
を１本設置した。
とし、純酸素を支燃性ガスとする酸素バーナー１８を、
水平面に対して６０度の傾斜角で３本配置した。湯溜室
１３には、重油を燃料とし、純酸素を支燃性ガスとする
酸素バーナー１１を、水平面に対して７０度の傾斜角で
上方より底部に向かって１本、窒素又は空気を搬送ガス
とする炭素質原料吹込ランス１２を、垂直方向下向きに
１本、それぞれ配置するとともに、底部に溶湯撹拌用ノ
ズル２１を１本配置した。保持室１６には、重油を燃料
とし、純酸素を支燃性ガスとする酸素バーナー１４を、
水平面に対して７０度の傾斜角で上方より底部に向かっ
て１本配置するとともに、底部に溶湯撹拌用ノズル２２
を１本設置した。
【００２０】このような仕様の金属溶解炉では、先ず全
体の耐火物を保熱するために、溶解部１９，湯溜室１
３，保持室１６の酸素バーナー１８，１１，１４を燃焼
させて耐火物を昇熱する。昇熱完了次第、各酸素バーナ
ー１８，１１，１４を消火するとともに、予熱室２０の
上部に設けた蓋を開けて、開口部より５トンの鉄スクラ
ップと、鉄スクラップ１トン当り４５ｋｇのフラックス
と、鉄スクラップ１トン当り２０ｋｇのコークスを投入
し、各酸素バーナー１８，１１，１４を燃焼させて溶解
を開始した。
体の耐火物を保熱するために、溶解部１９，湯溜室１
３，保持室１６の酸素バーナー１８，１１，１４を燃焼
させて耐火物を昇熱する。昇熱完了次第、各酸素バーナ
ー１８，１１，１４を消火するとともに、予熱室２０の
上部に設けた蓋を開けて、開口部より５トンの鉄スクラ
ップと、鉄スクラップ１トン当り４５ｋｇのフラックス
と、鉄スクラップ１トン当り２０ｋｇのコークスを投入
し、各酸素バーナー１８，１１，１４を燃焼させて溶解
を開始した。
【００２１】溶解部１９に溶湯が生成し、湯溜室１３に
流出し始めたら、湯溜室１３の酸素バーナー１１の燃料
を徐々に増量し燃焼させるとともに、炭素質原料吹込ラ
ンス１２から、窒素を搬送ガスとしてコークスを吹き込
んだ。溶解が進行し、湯溜室１３から保持部１６に溶湯
が流出する段階になった時点で保持室１６の酸素バーナ
ー１４の燃料流量を増量させた。
流出し始めたら、湯溜室１３の酸素バーナー１１の燃料
を徐々に増量し燃焼させるとともに、炭素質原料吹込ラ
ンス１２から、窒素を搬送ガスとしてコークスを吹き込
んだ。溶解が進行し、湯溜室１３から保持部１６に溶湯
が流出する段階になった時点で保持室１６の酸素バーナ
ー１４の燃料流量を増量させた。
【００２２】尚、上記した操業の進行中、予熱室２０内
の原料投入レベルが下がるに伴い予熱室２０の上部より
逐次連続的に上記割合の鉄スクラップ，フラックス及び
コークスを投入した。
の原料投入レベルが下がるに伴い予熱室２０の上部より
逐次連続的に上記割合の鉄スクラップ，フラックス及び
コークスを投入した。
【００２３】このようにして、保持室１６に１５６０〜
１６３０℃の溶湯が約６トン溜まった時点で、溶湯を保
持室１６から取鍋に出湯した。この出湯操作を繰り返し
て行うと、２回目以降から出湯時間の間隔が短くなると
ともに、燃料原単位等が徐々に低下し、３回目以降で略
一定値になった。
１６３０℃の溶湯が約６トン溜まった時点で、溶湯を保
持室１６から取鍋に出湯した。この出湯操作を繰り返し
て行うと、２回目以降から出湯時間の間隔が短くなると
ともに、燃料原単位等が徐々に低下し、３回目以降で略
一定値になった。
【００２４】また、酸素バーナー１８，１１，１４に供
給する重油の流量を変化させて、重油量による変動も確
認した。溶解部２の３本の酸素バーナー１８には、毎時
６０〜７０リットル，湯溜室１３の１本の酸素バーナー
１１には、毎時２０〜５０リットル、保持室１６の１本
の酸素バーナー１４には、毎時１００〜１２０リットル
の重油を供給した。なお、酸素は、酸素バーナー１８及
び酸素バーナー１４については、酸素比が１になるよう
に、それぞれ毎時１２０〜１４０Ｎｍ３ （溶解部１
９），２００〜２４０Ｎｍ３ （保持室１６）を供給し
た。
給する重油の流量を変化させて、重油量による変動も確
認した。溶解部２の３本の酸素バーナー１８には、毎時
６０〜７０リットル，湯溜室１３の１本の酸素バーナー
１１には、毎時２０〜５０リットル、保持室１６の１本
の酸素バーナー１４には、毎時１００〜１２０リットル
の重油を供給した。なお、酸素は、酸素バーナー１８及
び酸素バーナー１４については、酸素比が１になるよう
に、それぞれ毎時１２０〜１４０Ｎｍ３ （溶解部１
９），２００〜２４０Ｎｍ３ （保持室１６）を供給し
た。
【００２５】湯溜室１３の酸素バーナー１１には、炭素
質原料吹込ランス１２から湯溜室１３に吹き込まれるコ
ークス量に応じて湯溜室１３で発生する一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）を燃焼させるために、酸素比を１〜５の範囲で、毎
時１００Ｎｍ３ 供給した。また、湯溜室１３の炭素質
原料吹込ランス５には、毎時６０〜９０ｋｇのコークス
と、搬送ガスとして毎時４０Ｎｍ３ の窒素をそれぞれ
吹き込んだ。さらに、湯溜部室１３及び保持室１６の溶
湯撹拌ノズル２１，２２から溶湯湯中に窒素を毎時約６
Ｎｍ３ の流量で吹き込んだ。
質原料吹込ランス１２から湯溜室１３に吹き込まれるコ
ークス量に応じて湯溜室１３で発生する一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）を燃焼させるために、酸素比を１〜５の範囲で、毎
時１００Ｎｍ３ 供給した。また、湯溜室１３の炭素質
原料吹込ランス５には、毎時６０〜９０ｋｇのコークス
と、搬送ガスとして毎時４０Ｎｍ３ の窒素をそれぞれ
吹き込んだ。さらに、湯溜部室１３及び保持室１６の溶
湯撹拌ノズル２１，２２から溶湯湯中に窒素を毎時約６
Ｎｍ３ の流量で吹き込んだ。
【００２６】このようにして、湯溜室１３で生成された
溶湯の炭素含有量は、１．０〜１．５％の範囲であり、
同室のスラグ中の全鉄濃度（Ｔ．Ｆｅ）は２５％であっ
た。また、溶解後の湯溜室１３の側壁及び溶湯流路１７
を構成する耐火物の溶損は観察されず、溶損が抑制され
ていることが判明した。また、溶解部１９の覗き窓から
の目視で、安定した溶解が観察され、凝固による閉塞は
見られなかった。
溶湯の炭素含有量は、１．０〜１．５％の範囲であり、
同室のスラグ中の全鉄濃度（Ｔ．Ｆｅ）は２５％であっ
た。また、溶解後の湯溜室１３の側壁及び溶湯流路１７
を構成する耐火物の溶損は観察されず、溶損が抑制され
ていることが判明した。また、溶解部１９の覗き窓から
の目視で、安定した溶解が観察され、凝固による閉塞は
見られなかった。
【００２７】実施例２ 実施例１と同様に、鉄原料として鉄スクラップとブリケ
ット状の還元鉄とを混合し、還元鉄の混合割合を２０〜
６０％に変化させて、溶解部１９の溶解状況，湯溜室１
３の溶湯の炭素の濃度，スラグ組成を測定した。減量中
の還元鉄割合を増加させると、湯溜室１３のコークスの
吹込量は毎時９０〜１２０ｋｇに増加した。
ット状の還元鉄とを混合し、還元鉄の混合割合を２０〜
６０％に変化させて、溶解部１９の溶解状況，湯溜室１
３の溶湯の炭素の濃度，スラグ組成を測定した。減量中
の還元鉄割合を増加させると、湯溜室１３のコークスの
吹込量は毎時９０〜１２０ｋｇに増加した。
【００２８】比較例 図２に示す従来の金属溶解炉を使用して鉄スクラップを
溶解し、溶解室２下部の溶湯の流れ性と湯溜室６の溶湯
中の炭素濃度とスラグ組成を調べ、実施例１及び２のも
のと比較した。
溶解し、溶解室２下部の溶湯の流れ性と湯溜室６の溶湯
中の炭素濃度とスラグ組成を調べ、実施例１及び２のも
のと比較した。
【００２９】溶解室２の内径や湯溜室６の全幅及び全高
及びその他の各部の大きさ，形状等は、実施例１と略同
一とした。溶解室２及び保持室１０の酸素バーナー１，
８は実施例と同じ条件で行った。
及びその他の各部の大きさ，形状等は、実施例１と略同
一とした。溶解室２及び保持室１０の酸素バーナー１，
８は実施例と同じ条件で行った。
【００３０】比較例１では、湯溜室６に酸素バーナー５
のみを使用し、比較例２では、実施例１と同様に酸素バ
ーナー５と炭素質原料吹込ランスからコークスを吹き込
む条件とした。
のみを使用し、比較例２では、実施例１と同様に酸素バ
ーナー５と炭素質原料吹込ランスからコークスを吹き込
む条件とした。
【００３１】実施例１と同様に、最初に５トンの鉄スク
ラップを予熱室３から投入して溶解を開始し、湯溜室６
の溶湯中の炭素濃度とスラグ組成を調べ、併せて溶解室
２下部の溶解状態及び溶湯流路４，７の状況を目視によ
り観察した。さらに、操業後に溶湯流路４，７及び湯溜
室６の耐火物の溶損状況を調べ、両者を比較した。この
結果を表１に示す。
ラップを予熱室３から投入して溶解を開始し、湯溜室６
の溶湯中の炭素濃度とスラグ組成を調べ、併せて溶解室
２下部の溶解状態及び溶湯流路４，７の状況を目視によ
り観察した。さらに、操業後に溶湯流路４，７及び湯溜
室６の耐火物の溶損状況を調べ、両者を比較した。この
結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【発明の効果】本発明は、湯溜室に溶解部を形成して、
溶解部と湯溜室とを直結し、両者間に溶湯流路を設けな
い構造としたから、溶湯室と湯溜室との間に溶湯流路を
有する比較例１及び２では、溶湯流路に一部閉塞がみら
れるのに対し、実施例１及び２にも示す如く、溶解部と
湯溜室との間に溶湯の凝固は生じず、両者間を閉塞する
ことなく、安定した溶解が可能となる。
溶解部と湯溜室とを直結し、両者間に溶湯流路を設けな
い構造としたから、溶湯室と湯溜室との間に溶湯流路を
有する比較例１及び２では、溶湯流路に一部閉塞がみら
れるのに対し、実施例１及び２にも示す如く、溶解部と
湯溜室との間に溶湯の凝固は生じず、両者間を閉塞する
ことなく、安定した溶解が可能となる。
【００３４】また、湯溜室の溶湯へ炭素質原料を吹き込
んで、溶湯中の炭素濃度を０．０５〜２％に制御するこ
とにより、湯溜室の溶湯の融点を低下させて、溶湯内に
落下した固体原料を直ちに溶解させることなく、かつ周
囲の溶湯も凝固させることなく、溶解部上部の原料の落
下を防止させることができるので、固体原料の湯溜室へ
の侵入量を制限できるとともに、溶解部で溶解された溶
湯を固定原料に沿って湯溜室の溶湯に安定して流下させ
ることができる。
んで、溶湯中の炭素濃度を０．０５〜２％に制御するこ
とにより、湯溜室の溶湯の融点を低下させて、溶湯内に
落下した固体原料を直ちに溶解させることなく、かつ周
囲の溶湯も凝固させることなく、溶解部上部の原料の落
下を防止させることができるので、固体原料の湯溜室へ
の侵入量を制限できるとともに、溶解部で溶解された溶
湯を固定原料に沿って湯溜室の溶湯に安定して流下させ
ることができる。
【００３５】さらに、表１によれば、湯溜室の溶湯に炭
素質原料を吹き込むことにより、溶解部で酸化された一
部の原料を還元し、その際に発生する一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）を、湯溜室の酸素バーナーの酸素比を１より高くす
ること又は酸素ランスにより燃焼して、湯溜室の溶湯を
効果的に昇温できる。
素質原料を吹き込むことにより、溶解部で酸化された一
部の原料を還元し、その際に発生する一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）を、湯溜室の酸素バーナーの酸素比を１より高くす
ること又は酸素ランスにより燃焼して、湯溜室の溶湯を
効果的に昇温できる。
【００３６】また、溶解部で原料を溶解する際に、原料
の一部が酸化して生成した酸化物は、耐火物に接触せず
に、湯溜室の溶湯に流下し、直ちに吹き込まれた炭素質
原料により還元される。このため、比較例１及び２で
は、溶解室で一部酸化された酸化物が、溶融流路の耐火
物表面を流れて耐火物を溶損したが、本発明によれば、
耐火物の溶損の原因となるスラグ中の鉄酸化物濃度を低
減でき、実施例１及び２にも示す如く、耐火物の溶損を
防止できる。
の一部が酸化して生成した酸化物は、耐火物に接触せず
に、湯溜室の溶湯に流下し、直ちに吹き込まれた炭素質
原料により還元される。このため、比較例１及び２で
は、溶解室で一部酸化された酸化物が、溶融流路の耐火
物表面を流れて耐火物を溶損したが、本発明によれば、
耐火物の溶損の原因となるスラグ中の鉄酸化物濃度を低
減でき、実施例１及び２にも示す如く、耐火物の溶損を
防止できる。
【００３７】以上のように、本発明によれば、溶湯温度
を下げても、金属溶解中に溶湯が凝固して溶湯流路を閉
塞することを防止するとともに、原料の酸化を抑制し、
耐火物の溶損を防止することができる。
を下げても、金属溶解中に溶湯が凝固して溶湯流路を閉
塞することを防止するとともに、原料の酸化を抑制し、
耐火物の溶損を防止することができる。
【図１】 本発明の一形態例を示す金属溶解炉の断面図
【図２】 従来の金属溶解炉を示す断面図
１１，１４，１８…酸素バーナー、１２…炭素質原料吹
込みランス、１３…湯溜室１３、１５…出湯口、１６…
保持室、１７…溶湯流路、１９…溶解部、２０…予熱
室、２１，２２…溶湯撹拌用ノズル
込みランス、１３…湯溜室１３、１５…出湯口、１６…
保持室、１７…溶湯流路、１９…溶解部、２０…予熱
室、２１，２２…溶湯撹拌用ノズル
フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 弘 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内 Ｆターム(参考） 4K014 CB01 CB02 CB07 CC01 4K045 AA01 AA03 AA06 BA02 RB02 RB12 RB16 RB21 4K063 AA04 AA12 AA13 BA02 CA03 CA06 FA53 GA02 GA03
Claims (6)
- 【請求項１】 溶湯保熱用加熱手段及び炭素質原料吹込
みランスを備えた湯溜室と加熱手段及び出湯口を備えた
保持室とを溶湯流路を介して連設するとともに、前記湯
溜室の一側に金属原料溶解用加熱手段を設けて湯溜室の
一側部分に溶解部を形成し、該溶解部の上方に金属原料
予熱室を配設したことを特徴とする金属溶解炉。 - 【請求項２】 前記溶湯保熱用加熱手段は、少なくとも
酸素バーナー又は酸素ランスのいずれか一方であること
を特徴とする請求項１記載の金属溶解炉。 - 【請求項３】 前記保持室の加熱手段は、少なくとも酸
素バーナー又はアーク発生用電極のいずれか一方である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の金属溶解炉。 - 【請求項４】 予熱室に連続的に投入した金属原料を、
溶解部で金属原料溶解用加熱手段にて溶解して湯溜室に
連続的に流下させるとともに、該湯溜室で溶湯保熱用加
熱手段にて溶湯状態を保持しながら保持室に流出し、該
保持室で加熱手段により溶湯状態を保持しながら、出湯
口から間欠的に出湯する金属溶解方法において、炭素質
原料吹込みランスにより、前記湯溜室の溶湯中の炭素濃
度を０．０５〜２％に制御し、かつ湯溜室のスラグ中の
全鉄濃度を１５〜３０％に制御することを特徴とする金
属属溶解方法。 - 【請求項５】 前記溶湯保熱用加熱手段である酸素バー
ナーから、燃料を完全燃焼するために必要な酸素量の
１．５〜５倍の酸素を流すことを特徴とする請求項４記
載の金属溶解方法。 - 【請求項６】 予熱室に連続的に投入した金属原料を、
溶解部で金属原料溶解用加熱手段にて溶解して湯溜室に
連続的に流出するとともに、該湯溜室で溶湯保熱用加熱
手段にて溶湯状態を保持しながら保持室に流下し、該保
持室で加熱手段により溶湯状態を保持しながら、出湯口
から間欠的に出湯する金属溶解方法において、前記溶湯
保熱用加熱手段である酸素バーナーから、燃料を完全燃
焼するために必要な酸素量の１．５〜５倍の酸素を流す
ことを特徴とする金属溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08516399A JP4160199B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 金属溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08516399A JP4160199B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 金属溶解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000274958A true JP2000274958A (ja) | 2000-10-06 |
| JP4160199B2 JP4160199B2 (ja) | 2008-10-01 |
Family
ID=13851004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08516399A Expired - Fee Related JP4160199B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 金属溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4160199B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310571A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Nippon Crucible Co Ltd | タワー型アルミニウム溶解炉 |
| JP2007017129A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Denso Corp | 溶融金属保持炉の燃焼制御方法 |
| DE112009001051T5 (de) | 2008-05-30 | 2011-03-31 | Aisin Takaoka Co., Ltd., Toyota | Gaskupolofen zum Schmelzen von Metall |
| WO2014053189A1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Lost wax process and calcination furnace therefor |
| JP2018132262A (ja) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | 日本坩堝株式会社 | 溶解保持炉及び溶解保持炉用の蓋体 |
| CN111996331A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-27 | 达力普石油专用管有限公司 | 一种降低电弧炉超高功率石墨电极消耗的冶炼方法 |
| JP7312499B1 (ja) | 2022-10-25 | 2023-07-21 | 株式会社トウネツ | 金属溶湯炉 |
-
1999
- 1999-03-29 JP JP08516399A patent/JP4160199B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310571A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Nippon Crucible Co Ltd | タワー型アルミニウム溶解炉 |
| JP4510317B2 (ja) * | 2001-04-16 | 2010-07-21 | 日本坩堝株式会社 | タワー型アルミニウム溶解炉 |
| JP2007017129A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Denso Corp | 溶融金属保持炉の燃焼制御方法 |
| DE112009001051T5 (de) | 2008-05-30 | 2011-03-31 | Aisin Takaoka Co., Ltd., Toyota | Gaskupolofen zum Schmelzen von Metall |
| US8420009B2 (en) | 2008-05-30 | 2013-04-16 | Aisin Takaoka Co., Ltd. | Gas cupola for melting metal |
| WO2014053189A1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Lost wax process and calcination furnace therefor |
| JP2018132262A (ja) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | 日本坩堝株式会社 | 溶解保持炉及び溶解保持炉用の蓋体 |
| CN111996331A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-27 | 达力普石油专用管有限公司 | 一种降低电弧炉超高功率石墨电极消耗的冶炼方法 |
| CN111996331B (zh) * | 2020-08-27 | 2022-03-01 | 达力普石油专用管有限公司 | 一种降低电弧炉超高功率石墨电极消耗的冶炼方法 |
| JP7312499B1 (ja) | 2022-10-25 | 2023-07-21 | 株式会社トウネツ | 金属溶湯炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4160199B2 (ja) | 2008-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2313622A1 (en) | Start-up procedure for direct smelting process | |
| JP2007002305A (ja) | キュポラによる溶銑の溶製方法 | |
| JP2008179876A (ja) | 粉体加熱バーナーランスおよびそれを用いた溶融還元方法 | |
| JP5166805B2 (ja) | アーク加熱による溶鉄製造方法 | |
| JP2000274958A (ja) | 金属溶解炉及び金属溶解方法 | |
| AU2005207009A1 (en) | Method for producing low carbon steel | |
| JPS621827A (ja) | 鉛との合金から金属を回収する方法 | |
| CA1157275A (en) | Method of improving the thermal efficiency of steel production from solid ferrous metals | |
| UA81139C2 (en) | Process for iron producing | |
| RU2550438C2 (ru) | Способ пирометаллургической обработки металлов, металлических расплавов и/или шлаков | |
| JP4077533B2 (ja) | 金属溶解方法 | |
| US6038245A (en) | Process for melting a charge in an electrical arc furnace | |
| TWI817466B (zh) | 電爐及煉鋼方法 | |
| RU2266337C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи | |
| AU702459B2 (en) | Process for melting a charge in an electrical arc furnace | |
| JP2594594B2 (ja) | 溶鉄への加炭方法 | |
| JPH07299548A (ja) | タンディッシュの予熱方法 | |
| KR950012402B1 (ko) | 함 망간 용철 제조방법 및 그 장치 | |
| JPH1123156A (ja) | 金属の溶解炉及び金属の溶解方法 | |
| JPH08225823A (ja) | 溶融金属の精錬方法 | |
| JPH04136113A (ja) | 含鉄冷材溶解法 | |
| JPH068447B2 (ja) | 含鉄冷材の溶解方法 | |
| JPS6338506A (ja) | 溶融還元炉への粉状炭材添加方法 | |
| JPS61195909A (ja) | 転炉内での屑鉄溶解方法 | |
| JPH01195211A (ja) | 酸化鉄の溶融還元方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060322 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080408 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080604 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080624 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080717 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |