JP2000337776A - Method for improving secondary combustion rate and heating efficiency of melting furnace, or the like - Google Patents

Method for improving secondary combustion rate and heating efficiency of melting furnace, or the like

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JP2000337776A
JP2000337776A JP11144724A JP14472499A JP2000337776A JP 2000337776 A JP2000337776 A JP 2000337776A JP 11144724 A JP11144724 A JP 11144724A JP 14472499 A JP14472499 A JP 14472499A JP 2000337776 A JP2000337776 A JP 2000337776A
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JP
Japan
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gas
secondary combustion
furnace
oxygen
oxygen gas
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Application number
JP11144724A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiteru Kikuchi
良輝 菊地
Ryo Kawabata
涼 川畑
Toshio Takaoka
利夫 高岡
Toshio Ishii
俊夫 石井
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • Y02P10/20Recycling

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the secondary combustion rate and heating efficiency of a melting furnace, etc., without shortening the service lives of refractories, etc., and suppressing the flying out of slag, etc., by using a gas containing an oxygen gas more than a specific amount as a combustion supporting gas for secondary combustion. SOLUTION: The method for improving secondary combustion rate and heating efficiency of melting furnace, etc., uses a gas containing >=60% oxygen gas as a combustion supporting gas for secondary combustion. In order to heat the oxygen gas for secondary combustion to a high temperature, oxygen gas preheaters 5 are installed to the oxygen gas introducing sections of lances 2. Because of the preheaters 5, the oxygen gas can be heated to a temperature of about 1,100 deg.C and the temperature of the oxygen gas at the discharge ports of the lances 2 can be maintained at >=950 deg.C. In addition, the flow speeds of the oxygen gas discharged from nozzles are set at 100, 250, and 500 m/sec. Therefore, when the melting of a raw material is accelerated or the temperature in a melting furnace, such as the converter, electric furnace, etc., is raised at the time of melting the raw material in the furnace, the raw material can be melted by reducing the used amount of fuel or the combustion supporting gas without worsening the operability of the furnace nor damaging refractories by improving the heating efficiency of secondary compustion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、転炉及び電気炉
等の金属精錬炉、又は鉄鉱石の溶融還元炉等の金属製錬
炉において、溶解原料や燃料中の被燃焼物質を燃焼させ
ることにより、炉内に装入された原料の加熱、溶解及び
精錬ないし製錬を行なう時期に、当該炉の操業性や耐火
物の損傷を悪化させることなく、当該炉で生成した一次
燃焼ガス、特にCOガスを効率よく二次燃焼させ、こう
して発生した二次燃焼熱を当該炉内の溶解原料ないし溶
融メタルに効率よく着熱させ、かくして、燃料や支燃性
ガスの使用量を低減させる技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of burning a material to be melted or a substance to be burned in a fuel in a metal smelting furnace such as a converter and an electric furnace, or a metal smelting furnace such as a smelting reduction furnace of iron ore. Therefore, during the heating, melting and refining or smelting of the raw materials charged in the furnace, without deteriorating the operability of the furnace or damage to refractories, primary combustion gas generated in the furnace, especially The present invention relates to a technique for efficiently performing secondary combustion of CO gas, efficiently heating the generated secondary combustion heat to the molten material or molten metal in the furnace, and thus reducing the amount of fuel and supporting gas used. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】転炉においては、鋼屑やマンガン鉱石等
の溶解速度や還元速度を増大させるための燃焼技術が検
討されてきた。これには、主として溶鉄の脱炭用上吹き
ランスが用いられ、このランスには、脱炭用のメインノ
ズル並びにその周囲やランス外周部に二次燃焼用酸素ガ
スを噴射さるためのノズルが設けられる。即ち、上記ラ
ンスには、メインノズルの他に、上記脱炭反応により発
生した一次燃焼ガスであるCOガスを燃焼させるための
酸素ガスを噴射させるためのノズルが設けられている。
これら二次燃焼用ノズルで浴から発生したCOガスの一
部をCO2ガスまで二次燃焼させる。しかしながら、二
次燃焼させる場所的領域を制御することが困難であるた
めに、溶融メタルや溶融スラグよりなる浴への着熱を十
分に高めることが難しい。そして上記二次燃焼を効率よ
く行なわせ、また二次燃焼熱を効率よく浴に着熱させよ
うとすると、過度の二次燃焼用の支燃性ガスを供給しな
ければならず、その結果、炉壁の損傷を引き起こす。
2. Description of the Related Art In a converter, combustion techniques for increasing the dissolution rate and reduction rate of steel chips, manganese ore, and the like have been studied. For this purpose, an upper blowing lance for decarburization of molten iron is mainly used, and this lance is provided with a main nozzle for decarburization and a nozzle for injecting oxygen gas for secondary combustion around the lance and on the outer periphery of the lance. Can be That is, in addition to the main nozzle, the lance is provided with a nozzle for injecting oxygen gas for burning CO gas, which is the primary combustion gas generated by the decarburization reaction.
A part of the CO gas generated from the bath is secondarily burned to CO 2 gas by these secondary combustion nozzles. However, since it is difficult to control the spatial region where the secondary combustion is performed, it is difficult to sufficiently increase the heat applied to the bath composed of the molten metal and the molten slag. If the secondary combustion is performed efficiently and the secondary combustion heat is to be efficiently radiated to the bath, an excessive supporting gas for secondary combustion must be supplied. As a result, Causes furnace wall damage.

【0003】一方、電気炉においては、炉側壁に設置さ
れたランスや排滓用のゲートから挿入された水冷ランス
等を用いて、スラグ中に酸素ガスを吹き込み、メタル浴
の脱炭とその脱炭で生成したCOガスの二次燃焼を同時
に行なわせる。上記酸素ガス吹き込み時にコークス粉等
のいわゆる加炭材も吹き込んで、COガスの発生を増大
させたり、スラグを泡立ててスラグ中で二次燃焼させた
りすることも行なわれている。この場合における加炭材
吹込みは、元来、アーク熱等電気エネルギーの代替を目
的に行なう一次燃焼熱の発生手段である。いずれにして
も、O2ガスの吹き込みによるメタル浴の直接酸化によ
るCOガス生成も二次燃焼を起こさせるためには不可欠
であるが、この二次燃焼を起こさせる場所の制御が困難
であり、二次燃焼熱のメタル浴への十分な着熱は実現で
きなかった。また、二次燃焼専用に、横吹きのノズルを
用いる場合もあるが、スラグ中での二次燃焼空間の確保
は難しく、大量に酸素ガスを添加して燃焼を増大させよ
うとすると、メタル浴との反応が避けられず、二次燃焼
率や着熱効率の向上は同様に困難である。
On the other hand, in an electric furnace, oxygen gas is blown into the slag using a lance installed on the side wall of the furnace or a water-cooled lance inserted from a waste gate, and decarburization of the metal bath and its decarburization. The secondary combustion of the CO gas generated by the charcoal is performed simultaneously. A so-called carburizing material such as coke powder is also blown when the oxygen gas is blown to increase the generation of CO gas, or to foam slag to perform secondary combustion in the slag. The carburizing material injection in this case is originally a means for generating primary combustion heat for the purpose of replacing electric energy such as arc heat. In any case, CO gas generation by direct oxidation of the metal bath by blowing O2 gas is also indispensable for causing secondary combustion, but it is difficult to control a place where the secondary combustion is caused. Sufficient heat of the next combustion heat to the metal bath could not be realized. In some cases, a side-blown nozzle is used exclusively for secondary combustion.However, it is difficult to secure a secondary combustion space in the slag, and if a large amount of oxygen gas is added to increase combustion, a metal bath is required. Is inevitable, and it is similarly difficult to improve the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency.

【0004】一方、溶融還元法は、鉄鉱石を高速で加熱
・溶融し、還元して溶銑を生成するものであるから、熱
付加量の向上は還元反応の促進には必須である。種々の
炉形式のプロセスが提案されており、転炉に類似した炉
形式の場合、前述の上吹きランスと同様の方法や、炉上
部の側壁に挿入可能なランスや羽口を設けたりする方法
がある。鉱石が溶融還元されると、鉱石中の酸素はCO
ガスとして除去されるが、そのCOガスを別途設けたラ
ンスや羽口から供給される酸素ガスで二次燃焼させ、そ
の燃焼熱を還元反応に伴なう吸熱分の補償やメタル浴の
加熱のために利用する。溶融還元法で使用される鉄鉱石
中の脈石分がスラグ化し、大量のスラグ量となるため、
二次燃焼時に発熱した熱は、燃焼ガスからスラグへ伝達
され、次いでメタル浴への最終的な着熱が行なわれる。
この二次燃焼率及び着熱効率を高めるためには、燃焼領
域や伝熱面積の増大のため、燃焼、伝熱サイトの分散を
行なう必要があり、一般には羽口やランスの数を増やし
たりすることが行なわれる。しかしながら、吹き込み口
数の過度の増加は、設備が大がかりとなるばかりでな
く、添加される二次燃焼用酸素ガスの制御を行なうこと
にも問題が起きる。
[0004] On the other hand, in the smelting reduction method, iron ore is heated and melted at a high speed and reduced to generate hot metal. Therefore, an increase in the amount of heat added is essential for promoting the reduction reaction. Various furnace-type processes have been proposed, and in the case of a furnace type similar to a converter, a method similar to the above-described top-blowing lance or a method of providing a lance or tuyere that can be inserted into the side wall of the furnace upper part. There is. When the ore is smelted and reduced, the oxygen in the ore becomes CO2
Although it is removed as a gas, the CO gas is subjected to secondary combustion with oxygen gas supplied from a separately provided lance or tuyere, and the combustion heat is used to compensate for the endothermic amount accompanying the reduction reaction and to heat the metal bath. Use for The gangue in iron ore used in the smelting reduction method is turned into slag, resulting in a large amount of slag.
The heat generated during the secondary combustion is transferred from the combustion gas to the slag, and then the metal bath is finally heated.
In order to increase the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency, it is necessary to disperse the combustion and heat transfer sites to increase the combustion area and the heat transfer area, and generally increase the number of tuyeres and lances. Is done. However, an excessive increase in the number of blowing ports not only increases the size of the equipment but also causes a problem in controlling the added oxygen gas for secondary combustion.

【0005】また、最近、添加する支燃性ガスが空気の
場合、事前に空気を高温にし、吹き込み口から添加され
る空気の制御性を高めようとすることが試みられてい
る。高炉の熱風のように、発生源から炉まで搬送が比較
的容易なこともあり、高温に予熱されたガスの炉内への
吹き込み技術は、空気に限られている。しかしながら、
空気は酸素濃度が低く、燃焼率の増大に関し不利である
ばかりでなく、大量に付帯するN2ガスにまで熱付与し
なければならず、トータルの熱効率の面では必ずしも優
位とはいえない。
Further, recently, when the supporting gas to be added is air, attempts have been made to raise the temperature of the air in advance to enhance the controllability of the air added from the blowing port. Like hot air from a blast furnace, transportation from the source to the furnace may be relatively easy, and techniques for blowing gas preheated to a high temperature into the furnace are limited to air. However,
Air has a low oxygen concentration and is disadvantageous not only with respect to an increase in the combustion rate, but also with the necessity of applying heat to a large amount of accompanying N 2 gas, which is not necessarily superior in terms of total thermal efficiency.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明では、このよう
な状況に鑑み、精錬用電気炉や転炉、あるいは溶融還元
炉のような溶解炉ないし精錬炉又は製錬炉で、一次燃焼
ガスを二次燃焼させることにより、有効熱を増大させよ
うとするに当たり、操業上の不安定要因となる耐火物等
の寿命を低めずに、また大量のガスを導入することによ
って起こるスラグ等の飛び出しを抑制しつつ、二次燃焼
率及び着熱効率を増大させようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, the present invention considers the use of primary combustion gas in a melting furnace, a refining furnace, or a smelting furnace such as an electric refining furnace, a converter, or a smelting reduction furnace. When trying to increase the effective heat by secondary combustion, without shortening the life of refractory etc., which is an unstable factor in operation, and slag etc. popping out by introducing a large amount of gas It is intended to increase the secondary combustion rate and the heating efficiency while suppressing this.

【0007】被加熱体への着熱を増加させるためには、
メタル浴の近傍で燃焼させ、直接的な輻射伝熱の効果
を増大させるか、メタル浴上部の溶融スラグから当該
メタル浴への伝熱の増大を狙い、先ず、溶融スラグ中や
スラグ浴の直上で燃焼させて、溶融スラグと燃焼ガス間
の伝熱を促進させることが有効である。
In order to increase the heat applied to the object to be heated,
Burn in the vicinity of the metal bath to increase the effect of direct radiant heat transfer, or to increase the heat transfer from the molten slag at the top of the metal bath to the metal bath, first in the molten slag or immediately above the slag bath. It is effective to promote the heat transfer between the molten slag and the combustion gas by burning at the temperature.

【0008】前者に関しては、このような溶解、精錬に
おける処理では、脱炭によるCOガスの生成を伴なうこ
とが前提であり、また、その処理の促進のため、ガス底
吹き等の浴の強制撹拌を伴なうことも一般的であるた
め、浴面の攪乱は避けられない。そのため、メタル浴の
近傍で燃焼させると、鉄、マンガン等のメタル浴中有効
成分の直接酸化が増え、メタル浴から生成したCOガス
を選択的に二次燃焼させることは難しい。スラグ組成の
制御も困難となり、耐火物損傷等により操業上も不安定
となりやすい。このため、この方法では最終的な着熱量
を増大させることは困難である。
As for the former, it is premised that such treatment in melting and refining involves generation of CO gas by decarburization, and in order to promote the treatment, bathing such as gas bottom blowing is required. Since it is common to use forced agitation, disturbance of the bath surface is inevitable. Therefore, when the fuel is burned in the vicinity of the metal bath, the direct oxidation of the effective components in the metal bath such as iron and manganese increases, and it is difficult to selectively burn the CO gas generated from the metal bath. Control of the slag composition becomes difficult, and the operation tends to be unstable due to damage to the refractory. For this reason, it is difficult to increase the final amount of heat by this method.

【0009】一方、後者に関しては、溶融スラグ中やス
ラグ浴の直上で燃焼させるものであるから、メタル浴と
酸素ガスとの反応は避けやすくなる。しかしながら、燃
焼空間の確保や燃焼ガスのスラグとの接触面積を増やし
て伝熱を促進させることが必須となる。例えば、前述の
ように、ランス本数の増加やノズルの多孔化等で伝熱面
積を増大させたり、二次燃焼サイトを分散させたり、細
孔ノズルからガスを高速で噴射させ、そのガスの運動エ
ネルギーを利用してスラグの撹拌を高めることが行なわ
れる。しかしながら、このように伝熱を促進させようと
すると、炉壁耐火物への熱負荷が増大したり、溶融スラ
グやメタルの炉外への飛散を多くしたり、また更にノズ
ルの寿命を短くしたりするので、操業の安定性に問題が
ある。更に、このような溶融法においては、品質の制御
も重要であり、特にメタル浴への窒素の吸収問題を解消
するには、窒素を多量に含む空気以外の支燃性ガスの使
用が必須である。
On the other hand, since the latter is burned in the molten slag or immediately above the slag bath, the reaction between the metal bath and oxygen gas can be easily avoided. However, it is essential to secure the combustion space and to increase the contact area of the combustion gas with the slag to promote heat transfer. For example, as described above, the heat transfer area is increased by increasing the number of lances, making the nozzle porous, dispersing the secondary combustion sites, or injecting the gas at a high speed from the pore nozzle, and moving the gas. Energy is used to enhance the agitation of the slag. However, such an attempt to promote heat transfer increases the heat load on the furnace wall refractory, increases the amount of molten slag and metal scattered outside the furnace, and further shortens the life of the nozzle. The operation stability is problematic. Furthermore, in such a melting method, quality control is also important, and in particular, in order to eliminate the problem of absorption of nitrogen into the metal bath, it is essential to use a supporting gas other than air containing a large amount of nitrogen. is there.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような問題に対して
本発明者等は、適切な限られた空間内での燃焼率を高
め、更にはその燃焼熱の着熱を効率的に実現することが
有効であると考えた。更に鋼材特性に対しても問題のな
い操業を可能とすることが重要であると考えた。即ち、
従来、燃焼用の支燃性ガスとして常温の純酸素ガスが用
いられていたが、その燃焼率を高めるには、予め高温に
予熱した純酸素ガスの利用が有効であることを見い出し
た。本発明者等は、COガス等の燃料ガスの気流中に酸
素ガスの添加を行なった場合の当該燃料ガスの燃焼挙動
を詳細に検討した結果、高温に予熱した酸素ガスによ
り、燃焼速度が高まることが確認された。更に、着熱効
率を高めるためにも、予め高温に予熱した酸素ガスの利
用が有効であることを見い出した。
In order to solve such a problem, the present inventors have increased the combustion rate in an appropriate limited space, and furthermore, efficiently realize the heat of the combustion heat. I thought that was effective. Furthermore, it was considered important to enable operation without any problem with respect to the properties of steel materials. That is,
Conventionally, pure oxygen gas at normal temperature has been used as a combustion supporting gas for combustion, but it has been found that the use of pure oxygen gas preheated to a high temperature in advance is effective to increase the combustion rate. The present inventors have studied in detail the combustion behavior of the fuel gas when the oxygen gas is added to the flow of the fuel gas such as the CO gas, and as a result, the combustion speed is increased by the oxygen gas preheated to a high temperature. It was confirmed that. Furthermore, it has been found that the use of oxygen gas preheated to a high temperature in advance is effective for improving the heat transfer efficiency.

【0011】着熱効率を高めるためには、燃焼ガスと溶
融スラグとの接触・混合が重要であるが、燃焼ガスが反
応系外に出るまでの限られた時間内に接触機会をできる
だけ増やす必要がある。そのためには、二次燃焼用酸素
ガスジェットや燃焼ガスの溶融スラグ内での滞留時間を
増やす手段が有効である。高温のガスジェットのノズル
からの吐出挙動についての詳細は、複雑で詳細には解明
されていないが、本発明者等が詳細に検討した結果、下
記手段によりガスジェットの制御が容易となることを見
い出した。即ち、ノズルを適切に設計することにより、
吐出流速の制御幅を拡げ、極端に増大させたりすること
ができ、また、ジェットの拡がりを制御することが容易
となること等、望ましいノズル特性を得ることができる
ことがわかった。このため、限られた量の溶融スラグ内
での燃焼や酸素ガス及び燃焼ガスでの溶融スラグの撹拌
を高めることも容易になり、燃焼ガスから溶融スラグへ
の伝熱及び溶融スラグからメタル浴への伝熱を効率的に
高めることができる。更に、メタル浴面の位置、スラグ
の量及び流動性等の浴の炉内状況が時々刻々変わる中で
添加される酸素ガスを最適な吐出条件に制御できること
も、二次燃焼熱のメタル浴への伝達効率向上に有効であ
る。
It is important to contact and mix the combustion gas with the molten slag in order to increase the heat transfer efficiency, but it is necessary to increase the contact opportunity as much as possible within a limited time until the combustion gas goes out of the reaction system. is there. For that purpose, means for increasing the residence time of the oxygen gas jet for secondary combustion or the combustion gas in the molten slag is effective. The details of the discharge behavior of the high-temperature gas jet from the nozzle are complicated and not yet elucidated, but as a result of a detailed study by the present inventors, it has been found that the gas jet can be easily controlled by the following means. I found it. That is, by properly designing the nozzle,
It has been found that a desired nozzle characteristic can be obtained, for example, the width of control of the discharge flow velocity can be increased and extremely increased, and the spread of the jet can be easily controlled. For this reason, it becomes easy to enhance the combustion in the limited amount of molten slag and the stirring of the molten slag with oxygen gas and combustion gas, and to transfer heat from the combustion gas to the molten slag and from the molten slag to the metal bath. Heat transfer can be efficiently increased. Furthermore, it is possible to control the oxygen gas to be added to the optimal discharge condition while the conditions in the furnace of the bath such as the position of the metal bath surface, the amount of the slag and the fluidity change every moment. This is effective for improving the transmission efficiency of the vehicle.

【0012】更に、上述した二次燃焼用酸素ガスジェッ
ト中の酸素ガス濃度は、通常、理論的には100%では
ない。この酸素ガス含有ガス中の酸素ガス濃度に関して
は、二次燃焼率や二次燃焼熱の着熱を高める条件に合致
するものであれば基本的に制限はない。詳細は下記の通
りである。
Furthermore, the oxygen gas concentration in the above-described oxygen gas jet for secondary combustion is usually not 100% theoretically. There is basically no limitation on the oxygen gas concentration in the oxygen gas-containing gas as long as it meets the conditions for increasing the secondary combustion rate and the heat generation of the secondary combustion heat. Details are as follows.

【0013】二次燃焼時に発生する熱量を溶解炉等内で
利用する場合、燃料の総発熱量を増大させるばかりでは
なく、排気される燃焼ガスの顕熱を極力小さくすること
が必要である。支燃性ガス中の酸素ガス濃度が変化した
場合、酸素量が同一であれば総発熱量自体は変化しない
が、燃焼ガスの顕熱が変化する。酸素ガス濃度が低下す
ると、酸素ガス以外のガス、特に窒素等の実質的に反応
しないガスの昇温に燃焼熱の一部が用いられ、そのガス
は炉内で活用しにくく、そのまま排気されることにな
る。酸素ガス含有ガスとして、酸素ガスと窒素ガスとの
混合ガスを用いて純粋な炭素源物質の所定量を所定量の
酸素ガスで燃焼させた場合、燃焼熱の一部が窒素ガスの
昇温に消費され、窒素ガスの顕熱として持ち去られる。
この損失熱量は、酸素ガス含有ガス中の酸素ガス濃度の
低下につれて増大する。そして、酸素ガス濃度が一定値
以下に下がると、上記損失熱量を無視することができな
くなる。例えば、酸素ガス1モルを含む酸素ガス濃度X
%の混合ガスで純粋な炭素源物質を燃焼させた場合、C
2が1モル生成し、窒素ガスは(1−X/100)モ
ルとなり、これらガスの比熱を考慮して計算される無効
熱は、酸素ガス濃度X%の低下につれて大きくなる。本
発明者等の検討によれば、この無効熱を増大させないた
めには、その酸素ガス濃度は少なくとも60%以上であ
ることが必要であり、できるだけ高い方が有利である。
そして、酸素濃度が90%以上になると、上記無効熱は
実質的に無視できる程度に小さくなる。他方、このよう
な金属の溶解、精錬ないし機能を十分に発揮するための
高温溶融条件の達成の他に、製品品質からの制約を考慮
する必要がある。例えば、鋼の品質に影響する窒素濃度
を低く維持するという実用的観点から、窒素濃度を10
0〜150ppm程度以下に抑えるためには、混合ガス
中窒素濃度を5〜10%以下にするのが望ましい。な
お、工業的な酸素製造法からみると、空気の液化による
分離法(深冷法)により不純物を数10ppm以下とし
た酸素ガスが使えるし、数%の窒素を含む吸着法(PS
A法:Pressure Swing Absorpt
ion法)による酸素ガス等、一般的なものも使用でき
る。しかしながら、大量使用の場合の酸素製造設備が大
型となることや、経済性を重視する場合に、これらの製
造時に酸素ガス濃度を下げる方法や、製造後に純度の高
い酸素に空気を混合する方法等があるが、このような比
較的低濃度の酸素ガス含有ガスも問題なく使えることが
望ましい。
When the amount of heat generated during the secondary combustion is used in a melting furnace or the like, it is necessary not only to increase the total heat value of the fuel but also to minimize the sensible heat of the exhausted combustion gas. When the oxygen gas concentration in the supporting gas changes, the total calorific value itself does not change if the oxygen amount is the same, but the sensible heat of the combustion gas changes. When the oxygen gas concentration decreases, part of the combustion heat is used to raise the temperature of gases other than oxygen gas, particularly gases that do not substantially react, such as nitrogen, and that gas is difficult to utilize in the furnace and is exhausted as it is. Will be. When a predetermined amount of a pure carbon source substance is burned with a predetermined amount of oxygen gas using a mixed gas of oxygen gas and nitrogen gas as the oxygen gas-containing gas, a part of the combustion heat is caused by the temperature rise of the nitrogen gas. Consumed and removed as sensible heat of nitrogen gas.
The heat loss increases as the oxygen gas concentration in the oxygen-containing gas decreases. Then, when the oxygen gas concentration falls below a certain value, the lost heat cannot be ignored. For example, oxygen gas concentration X containing 1 mole of oxygen gas
% Of the pure carbon source material is burned with
O 2 is 1 mol product, the nitrogen gas becomes (1-X / 100) mole, ineffective heat is calculated by considering the specific heat of these gases increases as the oxygen gas concentration X% reduction. According to the study by the present inventors, the oxygen gas concentration needs to be at least 60% or more in order not to increase the ineffective heat, and it is advantageous that the oxygen gas concentration is as high as possible.
When the oxygen concentration becomes 90% or more, the ineffective heat becomes substantially negligible. On the other hand, in addition to achieving such high-temperature melting conditions for melting, refining, or fully exerting the function of the metal, it is necessary to consider restrictions from product quality. For example, from a practical viewpoint of keeping the nitrogen concentration affecting the quality of steel low,
In order to suppress the concentration to about 0 to 150 ppm or less, it is desirable that the nitrogen concentration in the mixed gas be 5 to 10% or less. From the viewpoint of industrial oxygen production methods, oxygen gas with impurities of several tens ppm or less can be used by a separation method (liquefaction method) by liquefaction of air, and an adsorption method (PS) containing several% of nitrogen can be used.
Method A: Pressure Swing Absorbt
General gas such as oxygen gas by the ion method) can also be used. However, when the oxygen production equipment becomes large in the case of large-volume use, or when economy is emphasized, a method of reducing the oxygen gas concentration at the time of these production, a method of mixing air with high-purity oxygen after production, etc. However, it is desirable that such a gas having a relatively low concentration of oxygen gas can be used without any problem.

【0014】上述した理由により、本発明において使用
する酸素ガス含有ガス中の酸素ガス濃度は、60%以上
であることが必要であり、できれば90%以上であるこ
とが望ましい。
For the reasons described above, the oxygen gas concentration in the oxygen gas-containing gas used in the present invention needs to be 60% or more, and preferably 90% or more.

【0015】次に、酸素ガス含有ガスの温度について説
明する。
Next, the temperature of the oxygen-containing gas will be described.

【0016】二次燃焼をスラグ内あるいはその近傍で行
なわせる場合、スラグに作用する動圧を高めてスラグの
撹拌流動を高めることや、その燃焼空間を可能な限り広
めることが重要である。撹拌流動を高め燃焼空間を広げ
るための酸素ガス含有ガスの吐出流速を鋭意検討した結
果、酸素ガス含有ガスを予め高温に予熱しておくことに
よりスラグに作用し得る動圧、撹拌動力を高め、燃焼空
間を広げ得ることがわかった。その場合、300℃以上
に酸素ガス含有ガスの温度を上げておくとその効果が大
きく、更に高温にし、実質的に600℃にすると、これ
らの効果は常温酸素をベースとした場合に比べて倍増す
るので、この温度以上に高温にすることが一層望まし
い。このように、酸素ガス含有ガスの温度は高いほど、
この動圧、撹拌動力及び燃焼空間の制御範囲を広げ得る
ので有利であるが、配管の耐熱性、安全性及び圧送圧力
の増大を考慮して、1300℃以下に限定すべきであ
る。特に、実用度の高い高合金製の耐熱配管を用いる場
合、特殊なセラミックスを用いる場合よりやや低温の1
100℃以下が安定しよう条件となり望ましい。一方、
酸素ガス含有ガスの温度が耐火物の溶損に対する影響に
関しては、使用環境により異なるので、酸素ガス含有ガ
スの温度を一義的に限定することは困難である。例え
ば、従来、スラグ内の限られた空間でしか燃焼していな
かった場合、スラグ内の局部高温化が起ったり、あるい
は燃焼がスラグ内で完了せずスラグの上部空間でも起こ
る傾向にあった。この場合、高温スラグによるスラグ部
と接触する耐火物の溶損や、スラグ上部での高温燃焼ガ
スにより耐火物の侵食が増大する傾向にあった。このよ
うな場合、スラグ内での燃焼が均一化し、局部高温化の
抑制により耐火物溶損の低減が可能である。
When the secondary combustion is performed in or near the slag, it is important to increase the dynamic pressure acting on the slag to increase the agitating flow of the slag and to enlarge the combustion space as much as possible. As a result of intensive examination of the discharge flow rate of the oxygen gas-containing gas to increase the stirring flow and widen the combustion space, the dynamic pressure and the stirring power that can act on the slag by preheating the oxygen gas-containing gas to a high temperature in advance, It was found that the combustion space could be expanded. In this case, if the temperature of the oxygen gas-containing gas is raised to 300 ° C. or more, the effect is large, and if the temperature is further increased to substantially 600 ° C., these effects are doubled as compared with the case where the room temperature oxygen is used. Therefore, it is more desirable to set the temperature higher than this temperature. Thus, the higher the temperature of the oxygen-containing gas,
Although the dynamic pressure, the stirring power and the control range of the combustion space can be widened, it is advantageous, but the temperature should be limited to 1300 ° C. or less in consideration of the heat resistance and safety of the piping and the increase of the pumping pressure. In particular, when using highly practical heat-resistant piping made of a high alloy, the temperature is slightly lower than when using special ceramics.
A temperature of 100 ° C. or lower is desirable because it is a condition for achieving stability. on the other hand,
Since the influence of the temperature of the oxygen gas-containing gas on the erosion of the refractory varies depending on the use environment, it is difficult to uniquely limit the temperature of the oxygen gas-containing gas. For example, conventionally, when combustion was performed only in a limited space in the slag, local high temperature in the slag occurred, or combustion did not complete in the slag and tended to occur also in the upper space of the slag. . In this case, the erosion of the refractory in contact with the slag by the high-temperature slag and the erosion of the refractory by the high-temperature combustion gas in the upper part of the slag tended to increase. In such a case, the combustion in the slag becomes uniform, and the refractory erosion can be reduced by suppressing the local high temperature.

【0017】酸素ガス含有ガスのノズルからの吐出流速
については、上述した通り二次燃焼では高動圧、高撹拌
流動、遠方への到達性等の作用が必要であるから、所定
の流速を必要とする。実用的な電炉の容量を50トン程
度から200トン程度のものとし、その溶解、燃焼空間
を想定した場合、3mから6m程度の直径を有する炉が
必要となる。このような空間に適用する場合、150m
/s以上であれば、炉内へのガス導入近傍のみとなら
ず、この近傍への局部的な偏熱やそれによる炉内壁損傷
等を防止できる。基本的には、音速以上の流速が適用で
きるので、酸素ガス含有ガスの温度にもよるが、比較的
低温領域での300m/s以上が必要である。吐出ガス
流速の上限は限られた空間内への制御のし易さや、ガス
高圧化等の容易さや経済性等の制約で決まるが、約10
00m/s程度までは問題なく適用できる。一方、酸素
ガス含有ガスのノズルからの吐出流速が耐火物の溶損に
対する影響に関しては、上述した酸素ガス含有ガスの温
度において述べたと同様、使用環境により異なるので、
酸素ガス含有ガスの吐出流速を一義的に限定することは
困難であるが、吐出流速を大きくすることによりスラグ
内の燃焼空間を広げることができるので、耐火物の溶損
を低減することができる。
Regarding the discharge flow rate of the oxygen gas-containing gas from the nozzle, a predetermined flow rate is necessary because the secondary combustion requires actions such as high dynamic pressure, high stirring flow, and reachability to a distant place as described above. And If the capacity of a practical electric furnace is about 50 to 200 tons and the melting and burning space is assumed, a furnace having a diameter of about 3 to 6 m is required. When applied to such a space, 150m
If it is not less than / s, it is possible to prevent not only the vicinity of gas introduction into the furnace, but also local heat deviation in this vicinity, damage to the furnace inner wall, and the like. Basically, since a flow velocity higher than the speed of sound can be applied, 300 m / s or more in a relatively low temperature range is required, depending on the temperature of the oxygen gas-containing gas. The upper limit of the discharge gas flow rate is determined by the ease of control into a limited space, the ease of increasing the pressure of gas, and the constraints of economics.
It can be applied without any problem up to about 00 m / s. On the other hand, regarding the influence of the discharge velocity of the oxygen gas-containing gas from the nozzle on the erosion of the refractory, as described above at the temperature of the oxygen gas-containing gas, it differs depending on the use environment,
Although it is difficult to uniquely limit the discharge flow rate of the oxygen gas-containing gas, the combustion space in the slag can be expanded by increasing the discharge flow rate, so that the erosion of the refractory can be reduced. .

【0018】なお、使用し得るノズルについては、二次
燃焼用ガスの流速に関しても基本的には、従来のノズル
から吐出されるガス噴流特性と同じであればよいから、
従来の亜音速領域から超音速領域まで問題なく使える。
As for the nozzles that can be used, the flow rate of the secondary combustion gas can be basically the same as the gas jet characteristics discharged from the conventional nozzle.
It can be used without problems from the conventional subsonic range to the supersonic range.

【0019】以上、溶解炉等での溶融スラグを介して、
二次燃焼熱のメタル浴への熱付加を行なう場合に関して
述べたが、溶解炉等の原料予熱過程にも上述した考え方
を同様に適用できる。この場合、原料充填層へ酸素ガス
を供給することにより二次燃焼を行なうが、その燃焼率
や着熱の増加が必要である。高温に予熱した酸素ガスを
用いることにより、燃焼空間を拡げ、燃焼率を高めるこ
とができ、限られた予熱層内で熱付加を容易に行なうこ
とができることに着眼した。
As described above, through the molten slag in a melting furnace or the like,
Although the case where the secondary combustion heat is added to the metal bath has been described, the above concept can be similarly applied to a raw material preheating process such as a melting furnace. In this case, secondary combustion is performed by supplying oxygen gas to the raw material packed bed, but the combustion rate and heat generation must be increased. By using oxygen gas preheated to a high temperature, the combustion space can be expanded, the combustion rate can be increased, and heat addition can be easily performed within a limited preheating layer.

【0020】本発明の溶解炉等における二次燃焼率及び
着熱効率の向上方法は、上記諸検討及び知見に基づきな
されたものであり、その要旨は下記の通りである。
The method for improving the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency in the melting furnace and the like of the present invention has been made based on the above-mentioned various studies and findings, and the summary thereof is as follows.

【0021】請求項1記載の発明は、溶解炉、精錬炉又
は製錬炉で発生した一次燃焼ガスを二次燃焼させて、上
記溶解炉等における有効熱として利用するため、高温に
予熱した酸素ガス含有ガスを上記二次燃焼用の支燃性ガ
スとして用いる方法であって、上記二次燃焼用の支燃性
ガスとして60%以上の酸素ガスを含有するガスを用い
ることに特徴を有するものである。
According to the first aspect of the present invention, the primary combustion gas generated in a melting furnace, a smelting furnace or a smelting furnace is subjected to secondary combustion, and is used as effective heat in the melting furnace or the like. A method of using a gas-containing gas as the above-mentioned secondary combustion supporting gas, characterized in that a gas containing 60% or more of oxygen gas is used as the above-mentioned secondary combustion supporting gas. It is.

【0022】請求項2記載の発明は、請求項1記載の溶
解炉等における二次燃焼率及び着熱効率の向上方法にお
いて、溶解炉等として、鉄を溶解及び/又は精錬する転
炉、電気炉及び高周波溶解炉もしくは低周波溶解炉、並
びに、金属鉱石を製錬する溶融還元炉の内のいずれかを
用いることに特徴を有するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the method for improving the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency in the melting furnace or the like according to the first aspect, wherein the melting furnace or the like is a converter or an electric furnace for melting and / or refining iron. And a high-frequency melting furnace or a low-frequency melting furnace, or a smelting reduction furnace for smelting metal ore.

【0023】請求項3記載の発明は、請求項1又は請求
項2記載の溶解炉等における二次燃焼率及び着熱効率の
向上方法において、上記酸素ガス含有ガスの温度を30
0℃以上とすることに特徴を有するものである。
According to a third aspect of the present invention, in the method for improving the secondary combustion rate and the heating efficiency in the melting furnace or the like according to the first or second aspect, the temperature of the oxygen-containing gas is set at 30 degrees.
It is characterized in that the temperature is set to 0 ° C. or higher.

【0024】請求項4記載の発明は、請求項1〜請求項
3のいずれかに記載の溶解炉等における二次燃焼率及び
着熱効率の向上方法において、上記酸素ガス含有ガスが
ノズルから吐出される流速を、150m/s以上とする
ことに特徴を有するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for improving the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency in a melting furnace or the like according to any one of the first to third aspects, the oxygen-containing gas is discharged from a nozzle. At a flow rate of 150 m / s or more.

【0025】請求項5記載の発明は、請求項1〜請求項
4のいずれかに記載の二次燃焼率及び着熱効率の向上方
法において、高温に予熱された上記酸素ガス含有ガス
を、上記溶解炉等内に形成されたメタル浴面上に存在す
る溶融スラグ中に吹き込むことに特徴を有するものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for improving the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency according to any one of the first to fourth aspects, the oxygen-containing gas preheated to a high temperature is dissolved. It is characterized in that it blows into molten slag existing on a metal bath surface formed in a furnace or the like.

【0026】請求項6記載の発明は、請求項1〜請求項
4のいずれかに記載の二次燃焼率及び着熱効率の向上方
法において、上記酸素ガス含有ガスを、上記溶解炉等内
に形成された完全溶解していない原料充填部に吹き込む
ことに特徴を有するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for improving the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency according to any one of the first to fourth aspects, the oxygen-containing gas is formed in the melting furnace or the like. It is characterized in that it is blown into the raw material filling section that has not been completely dissolved.

【0027】請求項7記載の発明は、請求項1〜請求項
6のいずれかに記載の二次燃焼率及び着熱効率の向上方
法において、酸素ガス含有ガスの予熱工程は、酸素ガス
含有ガス供給装置から上記溶解炉等への酸素ガス含有ガ
ス吹込み口までの間の当該酸素ガス含有ガス供給系内に
おいて、所定の燃料を燃焼させて当該酸素ガス含有ガス
を直接加熱することにより行なうものであることに特徴
を有するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for improving the secondary combustion rate and the heating efficiency according to any one of the first to sixth aspects, the step of preheating the oxygen gas-containing gas includes the step of supplying the oxygen gas-containing gas. In the oxygen gas-containing gas supply system between the apparatus and the oxygen gas-containing gas injection port to the melting furnace or the like, a predetermined fuel is burned to directly heat the oxygen gas-containing gas. It has a characteristic in a certain thing.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

【0029】図1は、本発明の実施に用いられる溶解炉
の例としてのアーク加熱電気炉設備の概念図である。電
気炉に装入された溶解原料及び造滓材を電極1から供給
されるアーク熱で加熱、溶解し、精錬する。先ず、鋼屑
や冷銑等の固体鉄源原料をバケットから炉内に装入する
ため、炉口は上部が開放できる構造になっている。この
炉口は旋回式の天井蓋で閉じて操業され、排気ダクト口
を通って炉内で発生するガスやダストが排出される。炉
口には石灰等副原料の投入口も設置されており、炉口か
ら溶湯に直接装入可能である。一方、炉口上部から昇降
装置により挿入された電極1の先端が湯面直上で停止さ
れ、装入原料のアーク加熱が行なわれる。炉側壁部に固
定されたランス2の下面側にある単数又は複数個のノズ
ルから、湯面に向けて酸素ガスの吹き付けが可能となっ
ている。また、炉底部には、単数又は複数個の炉底ノズ
ル3を有し、不活性ガス等の撹拌ガスが吹き込まれる。
炉底ノズル3は多孔質の通気媒体からなり、例えば、必
要時にのみガスを吹き込むことができるポーラス煉瓦ノ
ズルや、金属製の単管ノズル又は同心円状の多重管ノズ
ルが用いられる。後者の金属製管状ノズルの場合、ガス
停止時にはノズルへの溶湯の侵入があるため、溶銑装入
時から溶湯を排出するまでの間、常にガスを吹き続ける
必要がある。溶解炉等としては、アーク加熱電気炉以外
に転炉型反応容炉等を用いる場合も、基本的には、送
酸、撹拌、原料装入及び排ガス処理の機能を有するもの
を用いる。
FIG. 1 is a conceptual diagram of an arc heating electric furnace facility as an example of a melting furnace used for carrying out the present invention. The melting raw material and the slag-making material charged into the electric furnace are heated, melted and refined by the arc heat supplied from the electrode 1. First, in order to charge a solid iron source material such as steel scrap or cold pig into a furnace from a bucket, the furnace port has a structure in which an upper part can be opened. The furnace port is operated with the swiveling ceiling lid closed, and gas and dust generated in the furnace are discharged through the exhaust duct port. An inlet for auxiliary materials such as lime is also installed at the furnace port, and can be directly charged into the molten metal from the furnace port. On the other hand, the tip of the electrode 1 inserted from above the furnace port by the elevating device is stopped just above the surface of the molten metal, and the arc heating of the charged material is performed. Oxygen gas can be blown toward the molten metal surface from one or more nozzles on the lower surface side of the lance 2 fixed to the furnace side wall. In addition, the furnace bottom has one or more furnace bottom nozzles 3, and a stirring gas such as an inert gas is blown into the furnace bottom.
The furnace bottom nozzle 3 is made of a porous ventilation medium, and for example, a porous brick nozzle capable of injecting gas only when necessary, a metal single-tube nozzle or a concentric multi-tube nozzle is used. In the case of the latter metal tubular nozzle, since the molten metal enters the nozzle when the gas is stopped, it is necessary to continuously blow the gas from the time of charging the hot metal to the time of discharging the molten metal. As a melting furnace or the like, when a converter type reaction vessel furnace or the like is used in addition to the arc heating electric furnace, basically a furnace having functions of acid supply, stirring, charging of raw materials, and exhaust gas treatment is used.

【0030】転炉型反応炉を用いる場合、鋼屑等の被溶
解物の他、溶銑や炉内で予め鉄源原料を溶解して得た溶
湯を、底吹きガスによる撹拌を行ないながら、送酸、発
熱による熱エネルギーで造滓、溶解、メタル浴の昇温を
進行させる。溶解に必要な熱量によっては、熱源供給の
ために加炭材の供給も送酸と同時に行なわれる。送酸方
法は種々の方法が可能であるが、メタル浴面上方からの
送酸にはランスが用いられ、一般に、耐用性を高めるた
めに水冷ランスが用いられ、先端のノズル孔から酸素ガ
スジェットが高速で吐出される。吐出された酸素ガスジ
ェットは、炉内で減衰しながらメタル浴面と衝突し、メ
タル浴と反応しこれを脱炭し、COガスが生成する。こ
のメタル浴面近傍等で発生したCOガスは、当該メタル
浴面上を覆う形で存在する溶融スラグを撹拌し上昇して
抜け出し、炉内空間及び炉口を通って排ガス処理系に吸
引される。
In the case of using a converter type reactor, in addition to the material to be melted such as steel chips and the like, molten iron or a molten metal obtained by previously melting an iron source material in the furnace is fed while stirring with a bottom blow gas. The slag-making, melting, and heating of the metal bath are advanced by the heat energy generated by the acid and heat. Depending on the amount of heat required for melting, the supply of the carburizing material is also performed at the same time as the acid supply to supply the heat source. A variety of methods are available for the acid feeding method, but a lance is used for the acid feeding from above the metal bath surface.In general, a water-cooled lance is used to increase the durability, and an oxygen gas jet is injected from the nozzle hole at the tip. Is discharged at a high speed. The discharged oxygen gas jet collides with the metal bath surface while attenuating in the furnace, reacts with the metal bath, decarbonizes it, and generates CO gas. The CO gas generated in the vicinity of the metal bath surface or the like agitates the molten slag existing in a form covering the metal bath surface, rises and escapes, and is sucked into the exhaust gas treatment system through the furnace space and the furnace port. .

【0031】上述したように、メタル浴の脱炭で発生し
た一次燃焼ガスであるCOガスは、酸素ガスにより二次
燃焼が行なわれる。この二次燃焼はできるだけメタル浴
面に近い領域で行なわせることが、メタル浴への着熱効
率を上げるためには重要である。
As described above, the CO gas, which is the primary combustion gas generated by the decarburization of the metal bath, is subjected to the secondary combustion by the oxygen gas. It is important that this secondary combustion be performed in a region as close as possible to the metal bath surface in order to increase the heat transfer efficiency to the metal bath.

【0032】溶解炉等への酸素ガス含有ガスの供給は、
一般的には、前述のメタル浴面上方からの水冷ランス
に、脱炭用酸素ガスの供給ラインと二次燃焼用酸素ガス
の供給ラインとを設けて行なわれる。従って、酸素ガス
噴出ノズルも別々にも設ける。そして、二次燃焼用ノズ
ルの設計としては、その酸素ガスを直接メタル浴に吹き
付けるのではなく、メタル浴面よりやや上部の領域で燃
焼させるように工夫する。
The supply of an oxygen gas-containing gas to a melting furnace or the like is as follows.
Generally, a water-cooling lance from above the metal bath is provided with a supply line for oxygen gas for decarburization and a supply line for oxygen gas for secondary combustion. Therefore, an oxygen gas ejection nozzle is also provided separately. The secondary combustion nozzle is designed so that the oxygen gas is not directly blown onto the metal bath but is burned in a region slightly above the metal bath surface.

【0033】一方、炉の側壁には別途設けたノズルよ
り、上記と同様、浴面よりやや上部の領域で燃焼させる
ようにする。このような二次燃焼は、前述したように広
い領域で行なわせることが重要であるから、ノズル、ラ
ンス及び羽口等を適切に設ける必要がある。この二次燃
焼用酸素ガスを含有するガスを、ノズルから吐出する前
に高温に予熱する方法としては、酸素ガス含有ガス配管
を各種プロセスで使用された高温度の燃焼ガス等の雰囲
気を通し、当該配管を通じて間接的に加熱する方式でも
よく、また、酸素ガス配管内で少量の燃料を燃焼させて
加熱する直接加熱方式でもよい。直接加熱方式として
は、例えば、特公平6−29659号公報に開示された
方法を用いる。ここで、酸素ガス含有ガスの加熱温度と
しては前述した通り、二次燃焼反応面からは高いほど望
ましいが、加熱装置の耐熱性や加熱後ガスの輸送配管等
の制約から、通常は1300℃程度以下にするのが望ま
しい。そして、二次燃焼速度を上げるためには少なくと
も300℃以上にすることが必要であり、望ましくは、
600℃以上にするのがよい。
On the other hand, in a manner similar to the above, combustion is performed in a region slightly above the bath surface by a nozzle provided separately on the side wall of the furnace. Since it is important that such secondary combustion is performed over a wide area as described above, it is necessary to appropriately provide nozzles, lances, and tuyeres. As a method of preheating the gas containing the oxygen gas for secondary combustion to a high temperature before discharging it from the nozzle, the oxygen gas-containing gas pipe is passed through an atmosphere such as a high-temperature combustion gas used in various processes, A method of indirect heating through the pipe may be used, or a direct heating method of heating by burning a small amount of fuel in the oxygen gas pipe may be used. As the direct heating method, for example, a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-29659 is used. Here, as described above, the heating temperature of the oxygen gas-containing gas is preferably as high as possible from the side of the secondary combustion reaction. However, the heating temperature is usually about 1300 ° C. due to the heat resistance of the heating device and restrictions on the transportation pipe of the gas after heating. It is desirable to do the following. In order to increase the secondary combustion rate, it is necessary to increase the temperature to at least 300 ° C.
The temperature is preferably set to 600 ° C. or higher.

【0034】二次燃焼熱の着熱効率向上のためには、メ
タル浴とスラグ浴との撹拌が特に重要である。これに関
しては、電気炉のアーク加熱による電磁撹拌を利用した
り、炉底や炉壁に電磁撹拌コイルを設置したりすること
もできる。特に、COガスの二次燃焼による発熱エネル
ギーをメタル浴に効率的に伝達するためには、炉底側か
らの底吹きガス撹拌が効果的であり、種々のタイプのノ
ズルと底吹きガス種との組み合わせが可能である。ノズ
ル孔が多数集合した多孔ノズルによる方式や、酸素ガス
含有ガス用内管と冷却ガス用外管とからなる二重管方式
等がある。酸素ガス含有ガスを用いることにより、低コ
ストで大量のガスを底吹きできる場合もあるが、低い流
量域においては不活性ガスの場合と比べて浴内の反応や
熱的挙動は大差ないので、両方式とも可能である。
In order to improve the heat transfer efficiency of the secondary combustion heat, it is particularly important to stir the metal bath and the slag bath. In this regard, electromagnetic stirring by arc heating of an electric furnace can be used, or an electromagnetic stirring coil can be provided on the furnace bottom or the furnace wall. In particular, in order to efficiently transmit the heat generated by the secondary combustion of CO gas to the metal bath, bottom-blown gas stirring from the furnace bottom side is effective, and various types of nozzles and bottom-blown gas types are used. Are possible. There are a multi-hole system in which a large number of nozzle holes are gathered, and a double-tube system including an inner tube for an oxygen-containing gas and an outer tube for a cooling gas. By using an oxygen gas-containing gas, a large amount of gas can be blown down at a low cost in some cases.However, in a low flow rate region, the reaction and thermal behavior in the bath are not much different from those of an inert gas, Both types are possible.

【0035】底吹きノズルからのガスジェットに関して
は、ノズルへの溶融メタルによるバックアタックによる
溶損対策とガスの吹き抜け対策上より制御される。ノズ
ルへのバックアタック防止については、ガス吐出流速を
一定速度とすることにより、またガスの吹き抜け防止に
ついては、ノズル1本当たりの流量を浴深さに応じて低
下させることが重要である。本発明においても、この点
に留意してノズルを設計することが必要である。具体的
には、処理炉の容量や溶湯装入時の浴深さに応じてノズ
ル数やノズル径を設計する。
The gas jet from the bottom blow nozzle is controlled in view of measures against melt damage due to back attack by molten metal to the nozzle and measures against gas blow-through. In order to prevent back attacks on the nozzles, it is important to keep the gas discharge flow rate constant, and to prevent gas blow-through, it is important to reduce the flow rate per nozzle in accordance with the bath depth. Also in the present invention, it is necessary to design a nozzle in consideration of this point. Specifically, the number of nozzles and the nozzle diameter are designed according to the capacity of the processing furnace and the bath depth at the time of charging the molten metal.

【0036】[0036]

【実施例】次に、この発明を、実施例によって更に詳細
に説明する。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0037】〔実施例1〕図1に概要を示した50t規
模の交流式アーク電気炉の側壁に、二次燃焼用酸素ラン
ス2を6本設けて原料の溶解試験をした。試験は、本発
明の範囲内の条件で行なった実施例1〜9と、本発明の
範囲外の条件で行なった比較例1及び2からなる。溶解
用の鉄源原料の装入は、通常の溶解時と同様に、溶解原
料として鋼屑を主体とした鉄源原料50tを、30tと
20tとの2回に分けてバケットで装入した。2回目の
装入後約10分で、装入物が溶落し、メタル7浴面は見
かけ上フラットになった。この段階で炉側壁のランス2
より所定流量の送酸を行ない、メタル7浴から発生して
いるCOガスを二次燃焼させ、メタル7浴の昇温速度を
測定した。炉のほぼ中心を向いている各二次燃焼用ラン
ス2は、先端に2個のノズル孔をもち、噴出角は水平面
に対して下向きに20°とした。ランスとしては、同一
ランスの2個のノズル孔間の角度が、20°及び110
°の2種類とし、20°と110°のノズル孔間角度の
ランスを交互に配置した。また、ノズルから酸素ガス濃
度99.5%の純酸素ガスを噴出させた。但し、当該酸
素ガスジェットは、3本の電極1と干渉しないように、
電極1の位置に対するジェットの噴出方向を調整した。
酸素ガス流量は6本のすべてのランス2からの総量で1
500Nm3/hとした。即ち、ノズル1孔当たりの平
均流量は125Nm3/hである。
EXAMPLE 1 Six oxygen lances 2 for secondary combustion were provided on the side wall of a 50-ton AC arc electric furnace shown in FIG. The test consisted of Examples 1 to 9 performed under conditions within the scope of the present invention, and Comparative Examples 1 and 2 performed under conditions outside the scope of the present invention. As for the charging of the iron source raw material for melting, 50 t of an iron source raw material mainly composed of steel chips as a melting raw material were charged into a bucket in two parts, 30 t and 20 t, as in the case of ordinary melting. About 10 minutes after the second charge, the charge melted down and the metal 7 bath surface became apparently flat. At this stage, the lance 2 on the furnace side wall
The acid was fed at a more predetermined flow rate, and the CO gas generated from the metal 7 bath was secondarily burned, and the rate of temperature rise of the metal 7 bath was measured. Each secondary combustion lance 2 facing the center of the furnace had two nozzle holes at the tip, and the ejection angle was 20 ° downward with respect to the horizontal plane. The angle between two nozzle holes of the same lance is 20 ° and 110 °.
°, and lances having an angle between the nozzle holes of 20 ° and 110 ° were alternately arranged. Further, pure oxygen gas having an oxygen gas concentration of 99.5% was ejected from the nozzle. However, the oxygen gas jet does not interfere with the three electrodes 1,
The jetting direction of the jet with respect to the position of the electrode 1 was adjusted.
Oxygen gas flow rate is 1 in total from all 6 lances 2.
It was set to 500 Nm 3 / h. That is, the average flow rate per nozzle hole is 125 Nm 3 / h.

【0038】二次燃焼用酸素ガスを高温に予熱するた
め、各ランス2への酸素ガス導入部に、酸素ガス予熱装
置5を設けた。その形式は、酸素ガス配管を小型の電気
ヒーター内を通過させるものである。この予熱装置5で
酸素ガスを約1100℃まで加熱でき、ランス2の吐出
口での酸素ガス温度を950℃以上に確保できる。酸素
ガス温度として、250、450、650、850℃及
び常温の5水準で試験した。また、ノズルから吐出され
る酸素ガス流速は、100、250及び500m/sと
なるように、酸素ガス温度を考慮して各ノズル孔径を決
めた。
In order to preheat the oxygen gas for secondary combustion to a high temperature, an oxygen gas preheating device 5 is provided at an oxygen gas introduction portion to each lance 2. In this type, an oxygen gas pipe is passed through a small electric heater. The oxygen gas can be heated to about 1100 ° C. by the preheating device 5, and the temperature of the oxygen gas at the discharge port of the lance 2 can be maintained at 950 ° C. or more. The test was conducted at five levels of oxygen gas temperature: 250, 450, 650, 850 ° C. and room temperature. In addition, the diameter of each nozzle hole was determined in consideration of the oxygen gas temperature so that the flow rates of the oxygen gas discharged from the nozzles were 100, 250, and 500 m / s.

【0039】上記条件で二次燃焼用酸素ガスを供給する
と同時に、排滓ゲートから水冷ランスを水平に挿入し、
その先端にある別々のノズルからそれぞれ加炭及び送酸
を行なった。送酸量は1時間当たり1500Nm3で、
加炭はコークス粉を25kg/minの一定とした。定
常的に浴からCOガスを発生させたので、浴面上のスラ
グ4はいわゆるフォーミング状態となり、スラグ4は泡
立ち、その高さは約60cm以上になった。側壁のラン
ス2からの酸素ガスは高速で、このフォーミングスラグ
中に侵入後、スラグ内を進行し、電極1近傍まで到達
し、その間にそのスラグ中を上昇中のCOガスを燃焼さ
せ、一部あるいは大部分のCOガスはCO 2ガスとな
る。その後、CO2ガスはスラグ4から抜け出て炉内上
部空間を通過し、排気ダクトを経て排ガス集塵系で処理
される。
Supplying oxygen gas for secondary combustion under the above conditions
At the same time, insert a water cooling lance horizontally from the waste gate,
Carburizing and acid feeding from separate nozzles at the tip respectively
Was performed. Acid transfer rate is 1500Nm per hourThreeso,
The coking was performed at a constant coke powder of 25 kg / min. Set
Since CO gas was constantly generated from the bath, the slurry on the bath surface
Slag 4 is in a so-called forming state, and slag 4 is
Standing, the height became about 60 cm or more. Side wall run
The oxygen gas from the slag 2 is high speed,
After penetrating inside, proceed inside the slag and reach near electrode 1
Meanwhile, the CO gas rising in the slag is burned.
Some or most of the CO gas is CO TwoGas
You. Then, COTwoGas escapes from slag 4 and goes inside furnace
After passing through the internal space, it is treated by the exhaust gas collection system through the exhaust duct
Is done.

【0040】なお、電極1による原料の加熱電力は一定
とし、10分間の操業で、3800kWhの電力を投入
した。このような条件で10分間の操業を行ない、排ガ
ス分析から二次燃焼率を、そしてメタル浴の温度測定か
ら着熱効率を評価した。着熱効率は、通常のフォーミン
グ操作のみを行ない、二次燃焼なしで電極加熱を行なっ
た場合の昇温速度を、15℃/分と見積もり、これをベ
ースとした。二次燃焼を行なったときの着熱量の見積も
りとしては、原料の未溶解が完全になくなった時以降に
おいて昇温速度から上記ベースの昇温速度を差し引き、
この値を二次燃焼によるメタル浴及び溶融スラグの顕熱
増加速度の実績とし、これを上記見積もり値とした。こ
のときの顕熱増加分と、二次燃焼率から求まる二次燃焼
による理論燃焼発熱分との比を、着熱効率とした。な
お、排滓ゲートから水冷ランスを水平にして吹き込んだ
方法による加炭及び送酸条件は、実施例及び比較例に共
通である。
The power for heating the raw material by the electrode 1 was kept constant, and an electric power of 3800 kWh was supplied during the operation for 10 minutes. The operation was performed for 10 minutes under these conditions, and the secondary combustion rate was evaluated from exhaust gas analysis, and the heating efficiency was evaluated from the temperature measurement of the metal bath. Heating efficiency was based on an estimate of a heating rate of 15 ° C./min in the case where only normal forming operation was performed and electrode heating was performed without secondary combustion. As an estimate of the amount of heat when performing the secondary combustion, subtract the heating rate of the base from the heating rate after the time when the undissolved material completely disappeared,
This value was used as the actual sensible heat increase rate of the metal bath and the molten slag by the secondary combustion, and this was used as the above estimated value. The ratio of the sensible heat increase at this time to the theoretical combustion heat generated by the secondary combustion obtained from the secondary combustion rate was defined as the heat transfer efficiency. The conditions for carburizing and acid-supplying by a method in which a water-cooling lance is blown horizontally from a waste gate are common to Examples and Comparative Examples.

【0041】更に、前述したように、炉内耐火物の溶損
に対する影響を評価した。二次燃焼する場所があまりに
ノズル設置側の側壁に近いと、ノズルを設置した側壁近
傍の耐火物部分が溶損し易い傾向があったので、ノズル
直下の耐火物部分の溶損程度を評価した。
Further, as described above, the influence on the erosion of the refractory in the furnace was evaluated. If the location of the secondary combustion is too close to the side wall on the nozzle installation side, the refractory portion near the side wall where the nozzle is installed tends to be easily eroded. Therefore, the degree of erosion of the refractory portion immediately below the nozzle was evaluated.

【0042】炉側のランスのノズルから噴出する純酸素
ガスの予熱温度及びその吐出流速を前述した通り変化さ
せ、上記試験を行なった。試験結果を表1に示す。
The above test was conducted by changing the preheating temperature of the pure oxygen gas ejected from the nozzle of the lance on the furnace side and the discharge flow rate thereof as described above. Table 1 shows the test results.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】上記結果より、電気炉製鋼操業において本
発明の方法で二次燃焼用酸素を供給すると、二次燃焼率
及び着熱効率の増加が可能となり、耐火物の溶損も少な
くなることがわかった。
From the above results, it can be seen that when oxygen for secondary combustion is supplied by the method of the present invention in the electric furnace steelmaking operation, the secondary combustion rate and the heating efficiency can be increased, and the melting loss of the refractory can be reduced. Was.

【0045】〔実施例2〕300t規模の製鋼用転炉に
おいて、吹錬用ランス(主ランス)を用いて、予熱され
た酸素ガスを二次燃焼用酸素ガスとして用い、二次燃焼
及び着熱効率に関する試験を行なった。試験は、本発明
の範囲内の条件で行なった実施例10〜16と、本発明
の範囲外の条件で行なった比較例3及び4からなる。ラ
ンスは脱炭用酸素ガス配管と二次燃焼用酸素ガス配管と
の2系統をもつダブルフロー式である。脱炭用のノズル
は通常の吹錬ランスと同じで、ランス下端に常温の酸素
ガスを大量に送酸できるノズルを備えている。そのノズ
ル孔は、中心孔1孔とその周囲に4孔があるものを用い
た。ランス下端と湯面との間の距離(以下、ランス高さ
という)を2.0mとし、この計5個のノズルから58
000Nm3/hの送酸を行なった。二次燃焼用には、
同ランスの下端から80cmの高さの外周面に設けた複
数個のノズルを用いた。
Example 2 In a 300 ton steelmaking converter, a preheating oxygen gas was used as a secondary combustion oxygen gas using a blowing lance (main lance), and secondary combustion and heat transfer efficiency were measured. Was tested. The test consisted of Examples 10 to 16 performed under conditions outside the scope of the present invention, and Comparative Examples 3 and 4 performed under conditions outside the scope of the present invention. The lance is of a double flow type having two systems of an oxygen gas pipe for decarburization and an oxygen gas pipe for secondary combustion. The decarburizing nozzle is the same as a normal blowing lance, and has a nozzle at the lower end of the lance that can supply a large amount of oxygen gas at room temperature. The nozzle hole used had one center hole and four holes around the center hole. The distance between the lower end of the lance and the surface of the molten metal (hereinafter referred to as the lance height) is 2.0 m.
000 Nm 3 / h was fed. For secondary combustion,
A plurality of nozzles provided on the outer peripheral surface at a height of 80 cm from the lower end of the lance were used.

【0046】転炉吹錬と同様に、冷銑110t及び溶銑
190tを装入後、吹錬を開始した。吹錬初期から二次
燃焼用のノズルより所定流量の送酸を行ない、脱炭で発
生しているCOガスを二次燃焼させながら、最終的に冷
銑が全量溶解し、更に所定の成分及び温度が得られるま
で吹錬した。使用した送酸用酸素ガスは濃度99.9%
の純酸素ガスである。二次燃焼ノズルは吐出角を水平面
に対して下向き40°とした。二次燃焼用酸素ガス流量
は全ノズルの合計量で12000Nm3/hとした。脱
炭用の酸素ガスが全量COガスとなり、このCOガスの
内、二次燃焼用酸素ガス全量との反応当量分のCOガス
が、二次燃焼によりCO2ガスに変換すると仮定する
と、二次燃焼比CO2/(CO+CO2)は0.21とな
る。実際には脱炭用の酸素ガスも一部が二次燃焼に消費
されるので、二次燃焼用酸素ガス分が完全に燃焼した場
合には、二次燃焼比は上記値0.21よりも高値を示
す。そこで、二次燃焼比の評価としては、絶対値どうし
の比較はせず、各試験条件間で相対的比較により行なう
こととした。
As in the case of the converter blowing, after the charging of 110 tons of hot metal and 190 tons of hot metal, the blowing was started. From the initial stage of blowing, acid is supplied at a predetermined flow rate from the nozzle for secondary combustion, and while secondary combustion of the CO gas generated by decarburization, finally all of the cold iron dissolves, and furthermore, predetermined components and Blowing was performed until a temperature was obtained. The concentration of oxygen gas used for acid supply was 99.9%.
Pure oxygen gas. The discharge angle of the secondary combustion nozzle was set to 40 ° downward with respect to the horizontal plane. The oxygen gas flow rate for the secondary combustion was 12000 Nm 3 / h in total of all nozzles. Assuming that the total amount of oxygen gas for decarburization is CO gas, and of this CO gas, CO gas equivalent to the reaction equivalent to the total amount of oxygen gas for secondary combustion is converted to CO 2 gas by secondary combustion, The combustion ratio CO 2 / (CO + CO 2 ) is 0.21. Actually, a part of the decarburizing oxygen gas is also consumed in the secondary combustion. Therefore, when the oxygen gas for the secondary combustion is completely burned, the secondary combustion ratio is higher than the above value of 0.21. Indicates a high value. Therefore, the evaluation of the secondary combustion ratio was not performed by comparing the absolute values, but by performing a relative comparison between the test conditions.

【0047】二次燃焼用の酸素ガスを高温に予熱するた
め、各ランスへの酸素ガス導入部に、酸素ガスの加熱装
置を設けた。形式は、酸素ガス配管の途中で燃料として
のプロパンガスを少量燃焼させて、直接当該酸素ガスを
加熱する方式のものである。この予熱装置で、配管やノ
ズルの損傷はなく、ランス吐出口での酸素ガス温度を9
00°以上に確保することができる。この試験では酸素
ガス温度は、200、400、700、900及び常温
の5水準で行なった。また、各ランスのノズル孔径及び
ノズル孔数は、吐出流速を考慮し、更に耐火物の溶損へ
の影響を少なくするため、二次燃焼する場所をあまり炉
壁近傍としないことを考慮して決めた。
In order to preheat the oxygen gas for secondary combustion to a high temperature, a heating device for the oxygen gas was provided at the oxygen gas introduction section to each lance. The type is a method of directly burning the oxygen gas by burning a small amount of propane gas as fuel in the middle of the oxygen gas pipe. With this preheating device, the piping and nozzle were not damaged, and the oxygen gas temperature at the lance discharge port was 9
It can be secured to 00 ° or more. In this test, the oxygen gas temperature was set at five levels of 200, 400, 700, 900 and normal temperature. In addition, the nozzle hole diameter and the number of nozzle holes of each lance are considered in consideration of the discharge flow rate, and furthermore, in order to reduce the influence on the erosion of the refractory, the place where the secondary combustion is performed is not so close to the furnace wall. decided.

【0048】二次燃焼用酸素ガスの供給と同時に加炭材
を投入した。加炭材にはコークス粉を使用した。定常的
にメタル浴からCOガスが発生するので、メタル浴面上
のスラグはいわゆるフォーミング状態となり、スラグは
泡立ち、その高さは約200〜500cmになった。ラ
ンスからの二次燃焼用酸素ガスは高速で、このフォーミ
ングスラグ中に侵入後、スラグ内を進行し、その間に当
該スラグ内を上昇中のCOガスを燃焼させ、一部がC酸
素ガスとなる。その後、スラグから抜け出し、炉内の上
部空間を通過し、排気ダクトを経て、排ガス集塵系で処
理される。
The carburizing agent was supplied simultaneously with the supply of the oxygen gas for secondary combustion. Coke powder was used as the carbonized material. Since CO gas was constantly generated from the metal bath, the slag on the metal bath surface was in a so-called forming state, the slag foamed, and its height became about 200 to 500 cm. Oxygen gas for secondary combustion from the lance is high-speed, penetrates into this forming slag, then proceeds in the slag, during which the CO gas rising in the slag is burned, and part of it becomes C oxygen gas . After that, it escapes from the slag, passes through the upper space in the furnace, passes through an exhaust duct, and is treated in an exhaust gas collection system.

【0049】上述した条件で、最終の溶鋼C濃度が0.
2〜0.3%、浴温度が1630〜1640℃となるま
で操業を行ない、全処理時間及び排ガス分析から二次燃
焼率を、そして、装入原料の成分、出鋼時のメタル浴成
分及び出鋼温度を用い、熱収支バランスに基づき二次燃
焼分の発熱量に対する着熱効率を評価した。
Under the above-described conditions, the final molten steel C concentration is set to 0.1.
The operation is continued until the bath temperature reaches 1630 to 1640 ° C., the secondary combustion rate is determined from the total treatment time and exhaust gas analysis, and the components of the raw materials, metal bath components at the time of tapping and Using the tapping temperature, the heat transfer efficiency to the calorific value of the secondary combustion was evaluated based on the heat balance.

【0050】なお、主ランスから噴出させる酸素ガスの
予熱温度及び吐出流速を前述した通り変化させ、上記試
験を行なった。試験結果を、表2に示す。
The above test was conducted by changing the preheating temperature and the discharge flow rate of the oxygen gas ejected from the main lance as described above. The test results are shown in Table 2.

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】上記結果より、転炉製鋼操業において本発
明の方法により、二次燃焼用酸素ガスを所定の高温に予
熱して用いると、二次燃焼場所を拡大し制御することが
可能になり、二次燃焼率及び着熱効率の増加が可能とな
り、耐火物の溶損も少なくなることがわかった。
From the above results, when the secondary combustion oxygen gas is preheated to a predetermined high temperature and used by the method of the present invention in the converter steelmaking operation, the secondary combustion site can be expanded and controlled, It was found that it was possible to increase the secondary combustion rate and the heating efficiency, and to reduce the erosion of the refractory.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
転炉、電気炉等の溶解炉で、原料の溶解を促進したり、
昇温したりする溶解時に、操業性の悪化や耐火物損傷の
悪化をさせずに、しかも二次燃焼熱の着熱効率を高め、
燃料や支燃性ガスの使用量を少なくして溶解できる。従
って、製造コストの低減のみならず、省資源や省エネル
ギーに寄与する。このような、溶解炉における二次燃焼
の向上及び着熱の促進方法を提供することがで、工業上
有用な効果がもたらされる。
As described above, according to the present invention,
In melting furnaces such as converters and electric furnaces, the melting of raw materials can be promoted,
At the time of melting, which raises the temperature, without lowering the operability and the refractory damage, and increasing the heat-up efficiency of the secondary combustion heat,
It can be dissolved by reducing the amount of fuel or supporting gas used. Therefore, it contributes not only to reduction of the manufacturing cost but also to resource saving and energy saving. By providing such a method for improving the secondary combustion and accelerating the heat generation in the melting furnace, an industrially useful effect is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施に用いられるアーク加熱電気炉設
備の説明概念図である。
FIG. 1 is an explanatory conceptual diagram of an arc heating electric furnace facility used for carrying out the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電極 2 ランス 3 炉底ノズル 4 スラグ 5 予熱装置 6 酸素ガス供給装置 7 メタル Reference Signs List 1 electrode 2 lance 3 furnace bottom nozzle 4 slag 5 preheating device 6 oxygen gas supply device 7 metal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C22B 1/20 C22B 1/20 M 4K056 (72)発明者 高岡 利夫 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 石井 俊夫 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K001 AA10 BA22 BA23 FA10 GA06 GA16 GA17 GA19 GB03 JA01 4K002 AA01 AB01 AC05 AC07 AD02 BF01 BF03 4K012 CA04 CA06 CA09 CA10 4K014 AC04 AD00 CA01 CB01 CC01 CD18 4K045 AA04 AA05 BA02 DA04 RB02 RB16 RB17 4K056 AA02 BB01 CA02 CA20 FA13──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C22B 1/20 C22B 1/20 M 4K056 (72) Inventor Toshio Takaoka 1-chome 1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 2 Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Ishii 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term inside Nippon Kokan Co., Ltd. 4K001 AA10 BA22 BA23 FA10 GA06 GA16 GA17 GA19 GB03 JA01 4K002 AA01 AB01 AC05 AC07 AD02 BF01 BF03 4K012 CA04 CA06 CA09 CA10 4K014 AC04 AD00 CA01 CB01 CC01 CD18 4K045 AA04 AA05 BA02 DA04 RB02 RB16 RB17 4K056 AA02 BB01 CA02 CA20 FA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶解炉、精錬炉又は製錬炉で発生した一
次燃焼ガスを二次燃焼させて、前記溶解炉等における有
効熱として利用するため、高温に予熱した酸素ガス含有
ガスを上記二次燃焼用の支燃性ガスとして用いる方法で
あって、前記二次燃焼用の支燃性ガスとして60%以上
の酸素ガスを含有するガスを用いることを特徴とする、
溶解炉等における二次燃焼率及び着熱効率の向上方法。
1. An oxygen-containing gas preheated to a high temperature is used for secondary combustion of a primary combustion gas generated in a melting furnace, a smelting furnace or a smelting furnace to be used as effective heat in the melting furnace or the like. A method for using as a combustion-supporting gas for secondary combustion, wherein a gas containing 60% or more of oxygen gas is used as the combustion-supporting gas for secondary combustion,
A method for improving the secondary combustion rate and heat transfer efficiency in a melting furnace or the like.
【請求項2】 前記溶解炉等として、鉄を溶解及び/又
は精錬する転炉、電気炉及び高周波溶解炉もしくは低周
波溶解炉、並びに、金属鉱石を製錬する溶融還元炉の内
のいずれかを用いることを特徴とする、請求項1記載の
溶解炉等における二次燃焼率及び着熱効率の向上方法。
2. The melting furnace or the like may be any of a converter for melting and / or refining iron, an electric furnace, a high-frequency melting furnace or a low-frequency melting furnace, and a smelting reduction furnace for smelting metal ore. The method for improving the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency in a melting furnace or the like according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記酸素ガス含有ガスの温度を300℃
以上とする、請求項1又は請求項2記載の溶解炉等にお
ける二次燃焼率及び着熱効率の向上方法。
3. The temperature of the oxygen-containing gas is 300 ° C.
The method for improving the secondary combustion rate and the heat transfer efficiency in the melting furnace or the like according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記酸素ガス含有ガスがノズルから吐出
される流速を、150m/s以上とすることを特徴とす
る、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の溶解炉等に
おける二次燃焼率及び着熱効率の向上方法。
4. The secondary in a melting furnace or the like according to claim 1, wherein the flow rate of the oxygen-containing gas discharged from the nozzle is set to 150 m / s or more. A method for improving the combustion rate and heat arrival efficiency.
【請求項5】 高温に予熱された前記酸素ガス含有ガス
を、前記溶解炉等内に形成されたメタル浴面上に存在す
る溶融スラグ中に吹き込むことを特徴とする、請求項1
〜請求項4のいずれかに記載の溶解炉等における二次燃
焼率及び着熱効率の向上方法。
5. The method according to claim 1, wherein the oxygen gas-containing gas preheated to a high temperature is blown into a molten slag existing on a metal bath surface formed in the melting furnace or the like.
A method for improving a secondary combustion rate and a heat transfer efficiency in a melting furnace or the like according to claim 4.
【請求項6】 前記酸素ガス含有ガスを、前記溶解炉等
内に形成された完全溶解していない原料充填部に吹き込
むことを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに
記載の溶解炉等における二次燃焼率及び着熱効率の向上
方法。
6. The method according to claim 1, wherein the oxygen gas-containing gas is blown into a raw material filling portion formed in the melting furnace or the like and not completely melted. A method for improving the secondary combustion rate and heat transfer efficiency in a melting furnace or the like.
【請求項7】 前記酸素ガス含有ガスの前記予熱工程
は、酸素ガス含有ガス供給装置から前記溶解炉等への酸
素ガス含有ガス吹込み口までの間の当該酸素ガス含有ガ
ス供給系内において、燃料を燃焼させて当該酸素ガス含
有ガスを直接加熱することにより行なうものであること
を特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の
溶解炉等における二次燃焼率及び着熱効率の向上方法。
7. The preheating step of the oxygen-containing gas in the oxygen-containing gas supply system between the oxygen-containing gas supply device and an oxygen gas-containing gas injection port to the melting furnace or the like. The secondary combustion rate and heat transfer efficiency in a melting furnace or the like according to any one of claims 1 to 6, wherein the combustion is performed by directly heating the oxygen-containing gas by burning the fuel. How to improve.
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