【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックを炉内に装入し、プラスチックの含有する炭化水素を熱源として利用した鋼の転炉精錬方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転炉精錬では、主原料を溶銑とスクラップとし、この溶銑の有する顕熱と溶銑中に含まれる〔Ｃ〕や〔Ｓｉ〕の酸化による発熱とを熱源として、次工程の要求する溶鋼温度を確保している。そして、主原料中の溶銑の比率（溶銑配合率という）を、生産量の変動やスクラップ価格の変動等から常時最適条件となるように変動させている。
【０００３】
しかし、溶銑配合率を低くすると転炉精錬における熱源が減少し、その結果、次工程の要求する溶鋼温度の確保が困難となる場合には、熱源としてＦｅ−Ｓｉ合金やコークス等の炭材を炉内に追加装入し、熱源の不足を補ってきた。特に、近年の脱珪や脱燐を目的とした溶銑予備処理により溶銑中〔Ｃ〕や〔Ｓｉ〕が低下すると共に、転炉精錬における熱源の不足が一層顕著となってきた。
【０００４】
しかし、Ｆｅ−Ｓｉ合金の追加装入は、スラグ中のＳｉＯ２量を増加させる。このＳｉＯ２の増加分に対応してスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を調整するために、生石灰やドロマイト等のフラックス装入量が増大する。その結果、炉内スラグ量の増加を招き、Ｆｅ歩留りの低下等が発生する。又、コークス等炭材の追加装入は、炭材中に含有される〔Ｓ〕及び〔Ｎ〕の溶鋼への汚染があり、対象鋼種や使用量が制限される。
【０００５】
このように、転炉精錬での熱源不足を補うのに、都合のよい装入物や精錬方法はなく、止むなく溶銑配合率を高め、生産量の確保は断念した操業が行なわれてきた。
【０００６】
一方、廃プラスチック及び廃ゴム等の炭化水素系物質の廃物回収処理が社会問題となっており、その処理方法について鉄鋼精錬においても種々の試みがなされている。
【０００７】
例えば、特開昭５３−５３５０４号公報には、転炉精錬初期に石灰石等の熱分解によりＣＯ２ガスを発生する物質と同時にプラスチックを添加し、発生するＣＯ２ガスの還元剤としてプラスチックを利用する方法や、特開平２−２２５６１０号公報には、転炉を用いてコークスの燃焼熱でスクラップを溶解する際に、プラスチックをコークスの助燃剤として利用する方法や、特開平７−１１３２０号公報には溶銑予備処理の際、酸素含有ガスと共に廃プラスチック及び廃ゴムを溶銑中にインジェクションし、廃プラスチック及び廃ゴムの燃焼熱を利用する方法が開示されているが、未だ十分に有効利用されていないのが現状である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、プラスチックが燃焼する際に高発熱量（４，０００〜１０，０００ｋｃａｌ／ｋｇ）の燃焼熱を有していることと、及び、ポリプロピレンやポリエチレン等のプラスチックは、主成分が〔Ｃ〕と〔Ｈ〕であり〔Ｓ〕を含有していないことに着目して成されたもので、その目的とするところは、プラスチックを安価に廃物処理すると共に、プラスチックをＦｅ−Ｓｉ合金やコークス等炭材に替わる熱源として有効利用した鋼の転炉精錬法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の鋼の転炉精錬方法は、上底吹き型転炉での鋼の転炉精錬方法において、鉄鉱石、ミルスケール、製鉄ダスト、磁選粉、及び鋼の切削屑のいずれか１種以上とプラスチックとを、プラスチックの重量比が１１ｗｔ％以上となるように混合し、この混合物を転炉炉口から炉内に装入することを特徴とするものである。
【００１０】
使用するプラスチックの種類はポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン等の〔Ｓ〕を含有せず、且つ熱可塑性のプラスチックであれば特に制限はなく、廃物回収されたプラスチック（廃プラスチック）であっても何ら支障はない。これらプラスチックは〔Ｃ〕、〔Ｈ〕、〔Ｏ〕から構成されるものが主である。
【００１１】
転炉精錬では、主原料である溶銑とスクラップの他に、副原料として生石灰、蛍石、ドロマイト等の造滓材と、鉄鉱石、ミルスケール、製鉄ダスト、磁選粉、及び機械工場で発生する鋼の切削屑等の温度調整用の冷却材と、更に成分調整用の各種合金鉄を使用する。これらの副原料やスラグとプラスチックとの比重を比較すると、プラスチックの比重が０．９〜１．０に対して、生石灰は３．０〜３．２、鉄鉱石、ミルスケール、及び製鉄ダスト等の酸化鉄形状の冷却材は４．８〜５．３、磁選粉や切削屑の金属鉄形状の冷却材は６．５〜７．５であり、又、炉内スラグは約３．０程度であり、プラスチックの比重が相対的に小さいことが分る。
【００１２】
プラスチックの燃焼熱を転炉内の溶融スラグ又は溶銑に有効に着熱させなければ、プラスチックの炉内装入の効果は発揮されない。プラスチックを単体で装入すると、プラスチックは比重が小さいため、溶融スラグ上で浮遊して燃焼してしまい、溶融スラグ又は溶銑への着熱は期待できず、溶銑の熱源不足の解消にはならない。そこで溶融スラグより比重の大きい上記冷却材と共に転炉炉口より投入して装入することで、プラスチックは冷却材と共に溶融スラグ中に巻き込まれ、溶融スラグ中で燃焼するので、溶融スラグへの着熱効果が高くなる。そして、溶融スラグは底吹きガスにより溶銑と攪拌されているので、溶融スラグの熱は溶銑に迅速に伝達され、熱源不足を補うことになる。又、転炉精錬後の溶鋼中〔Ｓ〕の増加を殆ど考慮する必要がなく熱源不足を補うことができる。
【００１３】
生石灰等の造滓材の比重は溶融スラグと同等であり、溶融スラグ中を貫通する推進力が小さく、又、合金鉄は酸素吹錬終了後に炉内に装入されるので、どちらもプラスチックを装入する媒体とするには不適当である。
【００１４】
混合物中のプラスチックの重量比が１０ｗｔ％以下の場合は、プラスチックの含有量が少なく、昇熱効果が期待できない。又、プラスチックの重量比が高くなると、混合物の見掛け比重が小さくなり、上記の理由で着熱効果が低下するので、プラスチックの重量比の上限は、９５ｗｔ％程度とすることが望ましい。
【００１５】
又、請求項２に係る本発明の鋼の転炉精錬方法は、請求項１の発明において、混合物をプラスチックをバインダーとしたブリケットとすることを特徴とするものである。
【００１６】
使用するプラスチックは熱可塑性を有しているので、プラスチックと冷却材とを混練することで、混練の際に発生する摩擦熱を利用してプラスチックを溶融させ、容易にブリケットとすることができる。ブリケット化することで、ミルスケール、製鉄ダスト等の粉体状の冷却材の飛散ロスが減少し、装入歩留りが向上すると共に、ブリケットはプラスチック単体の比重より大きくなるので、プラスチック燃焼熱の着熱効率も向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用した上底吹き型転炉設備の縦断面の概要図である。以下図面に基づき本発明を説明する。
【００１８】
転炉設備は、転炉１と、転炉１の炉口２から転炉１内へと上下移動可能な上吹き酸素ランス３と、炉口２を覆うダクト７を介して転炉１からの発生ガスを回収する図示せぬガス回収装置と、ホッパー８、８ａ、切り出し装置９、９ａ及びシュート１０にその一部を示す原料装入装置とから構成される。尚、シュート１０はダクト７を貫通して炉口２の直上に至り、炉口２から原料が炉内に装入される。そして転炉１には、炉底を貫通する底吹き羽口４と、側壁を貫通する出鋼口６とが設置されている。底吹き羽口４からは、ガス導入管５を介してＡｒガスや窒素ガス等の攪拌用ガスや精錬用酸素ガスが底吹きガスとして吹き込まれる。
【００１９】
先ず、転炉１内に主原料として溶銑１１とスクラップとを装入する。溶銑１１は必要に応じて脱硫、脱燐の予備処理を実施する。そして、生石灰、蛍石、ドロマイト等の造滓材を図示せぬ原料装入装置より装入し、炉内に溶融スラグ１２を形成する。更に、必要に応じて、ホッパー８に収納されたプラスチックとホッパー８ａに収納された冷却材とを、切り出し装置９、９ａにより各々所定量切り出し、プラスチックと冷却材との混合物として、シュート１０を介して炉口２より炉内に装入する。その後、上吹き酸素ランス３から酸素ガスを吹きつけ、底吹き羽口４から底吹きガスを吹き込んで、酸素吹錬を開始する。そして、酸素吹錬中においても、プラスチックと冷却材との混合物の所定量を、シュート１０を介して炉口２より適宜炉内に装入する。
【００２０】
冷却材は、鉄鉱石、ミルスケール、製鉄ダスト、磁選粉、及び機械工場で発生する鋼の切削屑のいずれか１種以上を適宜選択して使用する。プラスチックは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン等の〔Ｓ〕を含有せず、且つ熱可塑性のプラスチックであれば特に制限はなく、これらの混合物であっても、又、廃プラスチックであっても、勿論構わず使用できる。尚、冷却材は炉内で還元されＦｅとなるので、資源の有効活用がなされる。
【００２１】
プラスチックと冷却材との混合物中のプラスチックの重量比は１１ｗｔ％以上の範囲で、転炉精錬の操業条件に合った任意の値に選択して決めれば良い。それは、転炉精錬の熱バランスの観点から見れば、プラスチックの重量比が低い場合は、冷却材代替となり、重量比が高い場合はＦｅ−Ｓｉ合金等の昇熱材代替となるからである。
【００２２】
この混合物中のプラスチックの重量比を、冷却材による冷却効果とプラスチックの燃焼熱による昇熱効果とがバランスする重量比とすることで、転炉精錬の熱収支に全く影響を及ぼすことなく、プラスチックと冷却材との混合物を装入することができる。この重量比は、上記プラスチックの場合、約３３ｗｔ％である。この場合は、転炉精錬での熱バランスを考慮する必要がないので、混合物の増装入が可能となる。そして、増装入の際に冷却材として粉体状の製鉄ダストを用いた場合には、資源の有効活用が推進する。但し、増装入により混合物を溶解・燃焼するために酸素吹錬時間が延長するので、操業条件と照らし合わせて行なう必要がある。
【００２３】
尚、プラスチック中には水素が含有されているので、炉内装入後、分解して水素ガスが発生する。転炉１からの発生ガスを燃焼ガスとして回収する場合には、ガス組成が爆発範囲に入らないようにするため、精錬中の脱炭反応によるＣＯガスの発生量が多く、発生ガス中のＣＯガス濃度が高位安定し、酸素ガス濃度が低下した時期に、混合物を装入することが必要となる。従来より、水素ガスに対する臨界酸素ガス濃度は５ｖｏｌ％であることは知られており、酸素ガス濃度が５ｖｏｌ％以下であれば問題はない。又、ガスを回収せず、燃焼させる場合には混合物の装入時期を制限する必要はない。
【００２４】
こうして酸素吹錬が終了したら、必要に応じて図示せぬ原料装入装置からＦｅ−Ｍｎ合金やＳｉ−Ｍｎ合金等を装入し、その後図示せぬ傾動装置にて転炉１を傾動させ、出鋼口６より溶鋼と溶融スラグとを排出して転炉精錬を終了する。
【００２５】
プラスチックと冷却材との混合物をブリケット化して使用する場合には、例えば、ホッパー８にはプラスチックの重量比が１５ｗｔ％のブリケット（ブリケットＡ）を、ホッパー８ａにはプラスチックの重量比が８０ｗｔ％のブリケット（ブリケットＢ）を収納し、冷却材として使用する場合にはブリケットＡを、昇熱材として使用する場合にはブリケットＢを使用して、使い分けることが望ましい。又、ブリケットＡとブリケットＢとを所定の比率で切り出し装置９、９ａにて切り出し、混合して使用すれば、前述した冷却効果と昇熱効果とがバランスする範囲に調整することもできる。このように、プラスチックの重量比が高いブリケットと低いブリケットを２種類使用することで、種々の操業条件に対処できるので望ましい。
【００２６】
ブリケット化は、冷却材とプラスチックとを混練し、摩擦熱にてプラスチックを溶融させ、プラスチックをバインダーとすることで容易になされる。更に、昇温したガスを混練機に導入すれば、ブリケット化が促進される。ブリケットのサイズは５ｍｍ〜１００ｍｍ程度とすれば良い。
【００２７】
【実施例】
図１に示す転炉設備における本発明の実施例を以下に説明する。
【００２８】
本発明の実施例で使用した上底吹き型転炉の設備仕様を表１に示す。転炉容量は１チャージ（以下、「ｃｈ」と記す）約２５０トンで、底吹きガスは攪拌用としてＡｒガスを用いた。
【００２９】
【表１】
【００３０】
そして本実施例における転炉操業条件と代表的な溶銑成分の例を表２に示す。溶銑は機械攪拌式脱硫装置を用い、脱硫処理を施してある。
【００３１】
尚、本発明の効果を理解し易くするために、転炉操業条件のうち表２に示すように、装入溶銑温度を１３３０℃、出鋼溶鋼温度を１６４０℃、溶銑配合率を９０ｗｔ％の一定の条件とし、更に、造滓材装入量、及び合金鉄装入量も一定の条件とした。これに伴い、プラスチックの発熱量とバランスさせるために鉄鉱石の使用量を変化させた。
【００３２】
【表２】
【００３３】
表３に本発明の実施例で使用した廃物回収された高密度ポリエチレンの成分例を示す。本実施例では冷却材として、製鉄ダストの１つである転炉排ガスダスト（以下、「ＯＧダスト」と記す）、鉄鉱石、切削屑及びミルスケールを使用した。表４に冷却材として主に使用したＯＧダストの成分例を示す。
【００３４】
【表３】
【００３５】
【表４】
【００３６】
プラスチックと冷却材との混合物の形態は、実施例１〜６では単にプラスチックと冷却材とを混ぜ合わせたもの（以下「混合体」と呼ぶ）とし、実施例７〜１３では予めブリケット化したものを用いた。そして、混合物中のプラスチックの重量比は１５〜８５ｗｔ％の範囲で変更した。このプラスチックの重量比の調整は、混合体とした実施例１〜６ではプラスチックと冷却材とを別々に収納する各ホッパーからの切り出し量を調節して所定の配合とした。又、ブリケットの場合は以下に示す２方法で行なった。実施例７〜１１ではプラスチックの重量比が１５ｗｔ％と８５ｗｔ％の２種類のブリケットを用意し、各ホッパーの切り出し量を調整して所定の配合とし、又、実施例１２〜１３は予め目標とするプラスチックを配合したブリケットを作成し、これを用いた。
【００３７】
ブリケットは、高速混練機によりプラスチックと冷却材とを混練し、更にプレスロールにて圧縮・成形して製造した。ブリケットの粒度は２０ｍｍを標準として、５ｍｍ、５０ｍｍも製造した。
【００３８】
本実施例では発生ガスを回収するために、転炉への混合物の装入時期は、酸素吹錬開始から約５分後の発生ガス中のＣＯガス濃度が約７８ｖｏｌ％で酸素ガス濃度が１ｖｏｌ％になった時点とし、混合物を約１トン／ｍｉｎの速度で装入し、混合物の装入量は１トン／ｃｈ、２トン／ｃｈ、及び５トン／ｃｈの３水準で実施した。
【００３９】
この条件で鋼を溶製した結果を表５に示す。尚、表５に示す鉄歩留向上量とは、鉄鉱石や混合物中の冷却材として装入される鉄源の従来例に対する増装入分が還元され、Ｆｅとなった量を示したものである。
【００４０】
【表５】
【００４１】
表５から明らかように、本発明の実施例では従来例に比較して鉄歩留りの向上及びガス回収増が得られた。そして混合物中のプラスチック重量比が３３ｗｔ％を境として、３３ｗｔ％未満では鉄鉱石の装入量が従来例に比較して減少し、逆に３３ｗｔ％を超えると増加すること、即ち、プラスチックの重量比が３３ｗｔ％を境に、混合物は冷却材と昇熱材との異なる機能を有することが分る。
【００４２】
そして、本実施例の転炉精錬過程においては、鋼中〔Ｓ〕及び〔Ｎ〕のピックアップは全く認められなかった。
【００４３】
本発明においてはプラスチック中の〔Ｃ〕及び〔Ｈ〕を燃焼させるため酸素ガスを余分に使用した結果、操業に支障のない範囲での酸素吹錬時間の延長があったものの、鉄歩留りが向上し且つガス回収が増加するので、ブリケットの製造コストと照らし合わせてもメリットがある結果となった。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、溶鋼中〔Ｓ〕及び〔Ｎ〕のピックアップを懸念することなく転炉精錬における溶鋼温度の制御を行なうことが可能となり、鉄歩留りの向上や排ガスの回収増が達成され、合わせてプラスチックの廃物処理も行なえるので、極めて有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した上底吹き型転炉設備の縦断面の概要図である。
【符号の説明】
１；転炉
２；炉口
３；上吹き酸素ランス
４；底吹き羽口
５；ガス導入管
６；出鋼口
７；ダクト
８；ホッパー
９；切り出し装置
１０；シュート
１１；溶銑
１２；溶融スラグ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of refining steel by charging plastic into a furnace and using hydrocarbons contained in the plastic as a heat source.
[0002]
[Prior art]
In converter refining, the main raw materials are hot metal and scrap, and the sensible heat of the hot metal and the heat generated by oxidation of [C] and [Si] contained in the hot metal are used as heat sources to secure the molten steel temperature required for the next process. are doing. Then, the ratio of the hot metal in the main raw material (called the hot metal mixing ratio) is changed so that the optimum condition is always obtained from the fluctuation of the production amount and the fluctuation of the scrap price.
[0003]
However, when the molten iron mixing ratio is reduced, the heat source in the converter refining decreases, and as a result, when it becomes difficult to secure the molten steel temperature required in the next process, a carbon material such as an Fe-Si alloy or coke is used as the heat source. An additional charge in the furnace has compensated for the lack of heat sources. In particular, in recent years, the hot metal pretreatment for the purpose of desiliconization and dephosphorization has reduced [C] and [Si] in the hot metal, and the shortage of heat sources in converter refining has become more prominent.
[0004]
However, additional loading of Fe-Si alloy increases the amount of SiO 2 in the slag. In order to adjust the slag basicity (CaO / SiO 2 ) in accordance with the increase in SiO 2, the amount of charged flux such as quicklime and dolomite increases. As a result, the amount of slag in the furnace is increased, and the yield of Fe is reduced. Further, the additional charging of the carbonaceous material such as coke involves contamination of the molten steel of [S] and [N] contained in the carbonaceous material, and the target steel type and the amount used are limited.
[0005]
As described above, there is no convenient charge or refining method to compensate for the lack of heat source in converter refining, and the operation has been steadily increased in the molten metal mixing ratio and the production has been abandoned.
[0006]
On the other hand, the waste recovery treatment of hydrocarbon-based substances such as waste plastic and waste rubber has become a social problem, and various attempts have been made in the steel refining method for the treatment method.
[0007]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-53504 discloses that plastic is added simultaneously with a substance that generates CO 2 gas by thermal decomposition of limestone or the like at the beginning of converter refining, and plastic is used as a reducing agent for the generated CO 2 gas. JP-A-2-225610 discloses a method in which a plastic is used as a coke combustion aid when melting scrap by the heat of coke combustion using a converter, and JP-A-7-11320. Discloses a method of injecting waste plastic and waste rubber into a hot metal together with an oxygen-containing gas at the time of hot metal pretreatment, and utilizing the combustion heat of the waste plastic and waste rubber. There is no present.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
According to the present invention, the plastic has a high calorific value (4,000 to 10,000 kcal / kg) when it burns, and the main component of the plastic such as polypropylene or polyethylene is [C ] And [H], which do not contain [S]. The purpose of this is to process plastics at low cost and to convert plastics to Fe-Si alloys or coke. An object of the present invention is to provide a converter refining method for steel which is effectively used as a heat source instead of carbonaceous materials.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A converter refining method for steel according to the present invention according to claim 1 is a method for refining steel in a top-bottom-blowing converter, wherein iron ore, mill scale, ironmaking dust, magnetic separation powder, and steel cutting waste are removed. Any one or more of them and plastics are mixed so that the weight ratio of the plastics is 11 wt% or more, and this mixture is charged into a furnace from a converter furnace port.
[0010]
The type of plastic used does not include [S] such as polypropylene, polyethylene, and polystyrene, and is not particularly limited as long as it is a thermoplastic plastic. Absent. These plastics are mainly composed of [C], [H] and [O].
[0011]
In converter refining, in addition to hot metal and scrap, which are the main raw materials, slag-making materials such as quicklime, fluorite, and dolomite as auxiliary raw materials, and iron ore, mill scale, ironmaking dust, magnetic separation powder, and machine plants are generated. A coolant for temperature adjustment of steel cuttings and the like, and various alloy irons for component adjustment are also used. When the specific gravity of these auxiliary materials and slag and plastic is compared, the specific gravity of plastic is 0.9-1.0, while quicklime is 3.0-3.2, iron ore, mill scale, iron-made dust, etc. 4.8-5.3 for iron oxide-shaped coolant, 6.5-7.5 for iron-based coolant for magnetic separation powder and cutting chips, and about 3.0 slag in the furnace It can be seen that the specific gravity of plastic is relatively small.
[0012]
Unless the combustion heat of the plastic is effectively heated to the molten slag or hot metal in the converter, the effect of putting the plastic into the furnace cannot be exhibited. When the plastic is charged alone, the plastic has a low specific gravity, so that the plastic floats on the molten slag and burns, so that heating of the molten slag or the hot metal cannot be expected, and the shortage of the heat source of the hot metal cannot be eliminated. Therefore, the plastic is taken in from the converter furnace mouth and charged together with the coolant having a higher specific gravity than the molten slag, and the plastic is caught in the molten slag together with the coolant and burns in the molten slag. The heat effect increases. Then, since the molten slag is stirred with the hot metal by the bottom blown gas, the heat of the molten slag is quickly transmitted to the hot metal, thereby compensating for the shortage of the heat source. Moreover, it is not necessary to consider the increase in [S] in the molten steel after the converter refining, and it is possible to compensate for the shortage of the heat source.
[0013]
The specific gravity of quick lime and other slag-making materials is equivalent to that of molten slag, the propulsive force that penetrates through the molten slag is small, and alloyed iron is charged into the furnace after the end of oxygen blowing, so that both use plastic. It is not suitable as a medium to be charged.
[0014]
When the weight ratio of the plastic in the mixture is 10% by weight or less, the content of the plastic is small and the heat-up effect cannot be expected. Also, when the weight ratio of the plastic becomes higher, the apparent specific gravity of the mixture becomes smaller, and the heating effect is reduced for the above-mentioned reason. Therefore, the upper limit of the weight ratio of the plastic is desirably about 95 wt%.
[0015]
Further, the converter refining method for steel according to the present invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the mixture is a briquette using a plastic as a binder.
[0016]
Since the plastic used has thermoplasticity, by kneading the plastic and the coolant, the plastic can be melted by utilizing frictional heat generated at the time of kneading, and briquettes can be easily formed. Briquetting reduces the scattering loss of powdered coolant such as mill scale and steelmaking dust, improves the charging yield, and increases the specific gravity of the briquette, which is greater than the specific gravity of the plastic alone, so that the plastic combustion heat Thermal efficiency also improves.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic view of a vertical section of an upper-bottom-blowing type converter equipment to which the present invention is applied. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
The converter equipment includes a converter 1, an upper blown oxygen lance 3 vertically movable from a furnace port 2 of the converter 1 into the converter 1, and a duct 7 covering the furnace port 2 from the converter 1. It is composed of a gas recovery device (not shown) for recovering the generated gas, and a raw material charging device showing a part of the hoppers 8 and 8a, the cutting devices 9 and 9a, and the chute 10. The chute 10 penetrates the duct 7 to reach just above the furnace port 2, and the raw material is charged into the furnace from the furnace port 2. The converter 1 is provided with a bottom blow tuyere 4 penetrating the furnace bottom and a tapping port 6 penetrating the side wall. Stirring gas such as Ar gas or nitrogen gas or refining oxygen gas is blown from the bottom blowing tuyere 4 through the gas introduction pipe 5 as bottom blowing gas.
[0019]
First, the hot metal 11 and scrap are charged into the converter 1 as main raw materials. The hot metal 11 is subjected to a pretreatment for desulfurization and dephosphorization as necessary. Then, a slag forming material such as quicklime, fluorite, dolomite or the like is charged from a raw material charging device (not shown), and a molten slag 12 is formed in the furnace. Further, if necessary, a predetermined amount of the plastic stored in the hopper 8 and the coolant stored in the hopper 8a are cut out by cutting devices 9 and 9a, respectively. Into the furnace through the furnace opening 2. Thereafter, oxygen gas is blown from the top blown oxygen lance 3 and bottom blown gas is blown from the bottom blow tuyere 4 to start oxygen blowing. Then, even during the oxygen blowing, a predetermined amount of the mixture of the plastic and the coolant is appropriately charged into the furnace from the furnace port 2 through the chute 10.
[0020]
As the coolant, at least one of iron ore, mill scale, ironmaking dust, magnetic separation powder, and steel cuttings generated in a machine factory is appropriately selected and used. The plastic is not particularly limited as long as it does not contain [S] such as polypropylene, polyethylene, and polystyrene, and is a thermoplastic plastic, and may be a mixture thereof or a waste plastic. Can be used without. Since the coolant is reduced in the furnace into Fe, the resources are effectively used.
[0021]
The weight ratio of the plastic in the mixture of the plastic and the coolant may be determined by selecting an arbitrary value suitable for the operating conditions of the converter refining within a range of 11 wt% or more. This is because, from the viewpoint of the heat balance of the converter refining, when the weight ratio of plastic is low, it becomes a substitute for a coolant, and when the weight ratio is high, it becomes a substitute for a heating material such as an Fe-Si alloy.
[0022]
By making the weight ratio of the plastic in this mixture a balance between the cooling effect by the coolant and the heat-up effect by the combustion heat of the plastic, the heat balance of the converter Can be charged. This weight ratio is about 33% by weight in the case of the plastic. In this case, it is not necessary to consider the heat balance in the converter refining, so that the mixture can be increased. If powdery iron-made dust is used as a coolant at the time of additional charging, effective utilization of resources is promoted. However, since the oxygen blowing time is extended because the mixture is melted and burned by the additional charging, it is necessary to perform the operation in consideration of the operating conditions.
[0023]
Since hydrogen is contained in the plastic, it is decomposed and hydrogen gas is generated after the plastic enters the furnace interior. When the generated gas from the converter 1 is recovered as a combustion gas, the amount of CO gas generated by the decarburization reaction during refining is large in order to keep the gas composition out of the explosion range. It is necessary to charge the mixture at a time when the gas concentration is more stable and the oxygen gas concentration is lower. It has been conventionally known that the critical oxygen gas concentration with respect to hydrogen gas is 5 vol%, and there is no problem if the oxygen gas concentration is 5 vol% or less. In addition, when the gas is not recovered and burned, there is no need to limit the charging time of the mixture.
[0024]
When the oxygen blowing is completed in this way, an Fe-Mn alloy, a Si-Mn alloy, or the like is charged from a raw material charging device (not shown) as necessary, and then the converter 1 is tilted by a tilting device (not shown). The molten steel and the molten slag are discharged from the tap hole 6 to complete the converter refining.
[0025]
When a mixture of plastic and a coolant is used in the form of a briquette, for example, a briquette (briquette A) having a plastic weight ratio of 15 wt% is used in the hopper 8, and a plastic weight ratio of 80 wt% is used in the hopper 8a. When briquettes (briquettes B) are stored and used as a coolant, it is desirable to use briquettes A, and when used as a heating material, it is preferable to use briquettes B. Also, if the briquettes A and B are cut out at predetermined ratios by the cut-out devices 9 and 9a and mixed and used, the above-mentioned cooling effect and heat-up effect can be adjusted to a range where the above-mentioned effects are balanced. As described above, it is desirable to use two types of briquettes having a high plastic weight ratio and a low plastic briquette, so that various operating conditions can be dealt with.
[0026]
Briquetting is facilitated by kneading a coolant and plastic, melting the plastic by frictional heat, and using the plastic as a binder. Furthermore, if the heated gas is introduced into the kneader, briquetting is promoted. The size of the briquette may be about 5 mm to 100 mm.
[0027]
【Example】
An embodiment of the present invention in the converter facility shown in FIG. 1 will be described below.
[0028]
Table 1 shows the equipment specifications of the top and bottom blown converter used in the examples of the present invention. The converter capacity was about 250 tons per charge (hereinafter, referred to as “ch”), and Ar gas was used as bottom gas for stirring.
[0029]
[Table 1]
[0030]
Table 2 shows examples of converter operating conditions and typical hot metal components in this embodiment. Hot metal is desulfurized using a mechanical stirring type desulfurizer.
[0031]
In order to make it easier to understand the effects of the present invention, as shown in Table 2 of the converter operating conditions, the charging hot metal temperature was 1330 ° C, the tapping molten steel temperature was 1640 ° C, and the mixing ratio of hot metal was 90 wt%. Certain conditions were set, and further, the amount of slag-making material charged and the amount of ferroalloy charged were also fixed. Along with this, the amount of iron ore used was changed to balance with the calorific value of plastic.
[0032]
[Table 2]
[0033]
Table 3 shows examples of the components of the high-density polyethylene recovered from the waste used in the examples of the present invention. In this embodiment, converter exhaust gas dust (hereinafter, referred to as “OG dust”), iron ore, cutting chips, and mill scale, which are one of the ironmaking dusts, were used as the coolant. Table 4 shows examples of components of OG dust mainly used as a coolant.
[0034]
[Table 3]
[0035]
[Table 4]
[0036]
In Examples 1 to 6, the form of the mixture of the plastic and the coolant is simply a mixture of the plastic and the coolant (hereinafter, referred to as a “mixture”), and in Examples 7 to 13, a briquette is used in advance. Was used. And the weight ratio of the plastic in the mixture was changed in the range of 15 to 85 wt%. In the adjustment of the weight ratio of the plastic, in Examples 1 to 6 in which the mixture was used, the cutout amount from each hopper that separately contained the plastic and the coolant was adjusted to obtain a predetermined mixture. In the case of briquettes, the following two methods were used. In Examples 7 to 11, two types of briquettes having a weight ratio of plastic of 15 wt% and 85 wt% were prepared, and the cutout amount of each hopper was adjusted to a predetermined composition. In Examples 12 to 13, the target was set in advance. A briquette containing a plastic to be mixed was prepared and used.
[0037]
Briquettes were produced by kneading a plastic and a coolant with a high-speed kneader, and then compressing and molding with a press roll. Briquettes having a particle size of 20 mm as a standard were manufactured in sizes of 5 mm and 50 mm.
[0038]
In the present embodiment, in order to collect the generated gas, the time of charging the mixture into the converter is such that the CO gas concentration in the generated gas after about 5 minutes from the start of oxygen blowing is about 78 vol% and the oxygen gas concentration is 1 vol. %, The mixture was charged at a rate of about 1 ton / min, and the mixture was charged at three levels: 1 ton / ch, 2 ton / ch, and 5 ton / ch.
[0039]
Table 5 shows the results of melting the steel under these conditions. In addition, the iron yield improvement amount shown in Table 5 indicates the amount of iron added to the conventional example of the iron source charged as a coolant in iron ore or a mixture, which was reduced to Fe to reduce the added amount. It is.
[0040]
[Table 5]
[0041]
As is clear from Table 5, in the example of the present invention, an improvement in iron yield and an increase in gas recovery were obtained as compared with the conventional example. When the weight ratio of the plastic in the mixture is 33 wt%, if the weight is less than 33 wt%, the charged amount of iron ore decreases as compared with the conventional example, and if it exceeds 33 wt%, it increases. It can be seen that the mixture has a different function between the coolant and the heat-up material at a ratio of 33 wt%.
[0042]
In the converter refining process of this example, no pick-up of [S] and [N] in the steel was observed.
[0043]
In the present invention, extra oxygen gas is used to burn [C] and [H] in the plastic, and as a result, the oxygen blowing time is extended within a range that does not hinder the operation, but the iron yield is improved. In addition, since the gas recovery is increased, there is a merit in comparison with the briquette manufacturing cost.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to control the temperature of molten steel in converter refining without worrying about pickup of [S] and [N] in the molten steel, and an improvement in iron yield and an increase in exhaust gas recovery are achieved. This is an extremely useful invention because it can also treat plastic waste.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a vertical cross section of an upper-bottom-blowing converter equipment to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1; converter 2; furnace opening 3; top blown oxygen lance 4; bottom blown tuyere 5; gas inlet pipe 6; tapping outlet 7; duct 8; hopper 9; cutting device 10; chute 11; hot metal 12;
