JP2007002305A - Method for smelting molten pig iron using cupola - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for smelting molten pig iron using a cupola having such superior thermal efficiency as to make the efficiency of melting a cold iron source equivalent to or higher than that in a conventional process, even when having replaced some of foundry coke with blast furnace coke without specially changing a facility, in a process of smelting the molten pig iron by melting the cold iron source such as iron slug and pig iron with the use of the cupola. <P>SOLUTION: The method for smelting the molten pig iron includes melting the cold iron source using the coke as a main fuel while using the cupola provided with a tuyere arranged so that an area ratio (S) of tuyeres' heads can be in a range of 32 to 42%, which is defined by the following expression: S=(D<SP>2</SP>/D<SB>0</SB><SP>2</SP>)×100, wherein (D<SB>0</SB>) represents a diameter of an inner wall face of a furnace body in a tuyere part of the cupola; (D) represents an inner diameter of a tuyeres' head face which is formed by connecting the heads of tuyeres; and (S) represents the area ratio (%) of the tuyeres' heads. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、キュポラを用い、コークスを主燃料として鉄スクラップや銑鉄などの冷鉄源を溶解して溶銑を溶製する方法に関し、詳しくは、熱効率に優れ、鋳物用コークスの一部を高炉用コークスに置き換えることのできるキュポラによる溶銑の溶製方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing hot metal by melting a cold iron source such as iron scrap and pig iron using copola as a main fuel, and more specifically, it is excellent in thermal efficiency and a part of casting coke is used for a blast furnace. The present invention relates to a hot metal manufacturing method using cupola that can be replaced with coke.

コークスを主燃料として鉄スクラップや銑鉄などの冷鉄源を溶解するキュポラでは、円筒状の炉内にコークスと冷鉄源とを一定の比率で装入し、この状態で羽口から空気或いは熱風を送ってコークスを燃焼させ、コークスの燃焼熱によって冷鉄源を溶解し、炉底部の出湯口から溶銑を取り出している。   In a cupola that melts cold iron sources such as iron scrap and pig iron using coke as the main fuel, the coke and cold iron source are charged into a cylindrical furnace at a certain ratio, and air or hot air is fed from the tuyere in this state. , The coke is burned, the cold iron source is melted by the combustion heat of the coke, and the hot metal is taken out from the outlet at the bottom of the furnace.

この場合、炉底から羽口の上方或る高さ位置までの範囲にはコークスだけを詰め、これを燃焼してコークスの上部に装入した冷鉄源を溶解している。炉底に詰めるコークスを「ベッドコークス」と呼び、ベッドコークスは燃焼して消耗するので、これを補いながら溶解を継続するために、炉体の上部からコークス(「追込コークス」という)と冷鉄源とを、層状に、或いは混合して装入している。冷鉄源が溶けて生成する溶鉄は過熱(「スーパーヒート」ともいう)されてベットコークスの間隙を流下し、コークスにより加炭されて銑鉄が生成される。尚、追込コークスと冷鉄源との装入量比をコークス比と称している。   In this case, only the coke is packed in the range from the furnace bottom to a certain height above the tuyere, and this is burned to melt the cold iron source charged in the upper part of the coke. The coke that fills the bottom of the furnace is called “bed coke”, and the bed coke burns and wears out. To compensate for this, coke (called “additional coke”) is cooled from the top of the furnace body. The iron source is charged in layers or mixed. Molten iron produced by melting the cold iron source is superheated (also referred to as “superheat”), flows down the gap between the bed coke, and is carburized by the coke to produce pig iron. Note that the charge ratio between the additional coke and the cold iron source is referred to as the coke ratio.

羽口の先端部は、例えば図5にキュポラ羽口部の概略平断面図を示すように、炉壁よりも突出しており、炉体の円周方向に配置された各羽口の先端をつなぐ円を「羽口面内径」と呼んでいる。羽口の突出量は、図5に示すように、この羽口面内径の直径をDとし、炉体内壁面の直径をD0 としたとき、炉体の断面積に対する羽口面内径面積の百分率((D2/D0 2 )×100;これを「羽口先端面積比」と定義する)で管理し、通常、羽口先端面積比が60〜70%程度となるように各羽口が配置されている。キュポラの溶解能力は、送風量、コークス比などの条件によって変化するが、基本的には羽口部の内壁面直径(D0)に依存し、内壁直径(D0 )が大きくなるほど、単位時間当たりの溶解量は増加することが知られている(例えば、非特許文献1参照)。 The tip of the tuyere protrudes from the furnace wall and connects the tip of each tuyere arranged in the circumferential direction of the furnace body, for example, as shown in the schematic cross-sectional view of the cupola tuyere in FIG. The circle is called “the inner diameter of the tuyere”. As shown in FIG. 5, the protrusion amount of the tuyere is the percentage of the tuyere surface inner area with respect to the cross-sectional area of the furnace body, where D is the diameter of the tuyere surface inner diameter and D 0 is the diameter of the furnace wall surface. ((D 2 / D 0 2 ) × 100; this is defined as “a tuyere tip area ratio”). Normally, each tuyere is adjusted so that the tuyere tip area ratio is about 60 to 70%. Has been placed. Dissolution capacity of the cupola, the air blowing amount, will vary with conditions such as coke ratio, essentially depends on the inner wall surface diameter of the tuyere (D 0), the inner wall diameter (D 0) see a large unit time It is known that the amount of dissolution per hit increases (for example, see Non-Patent Document 1).

ベットコークスを形成するためのコークスとしては、所謂「鋳物用コークス」と呼ばれる、粒度が120mm以上である、径の大きいコークスが使用されている。鋳物用コークスよりも小径の高炉用コークスを使用すると、小径であることから反応界面積が大きくなり、炉内の中段部において、コークスの燃焼により生成したCO2 ガスとコークスとの反応、即ちカーボンソルーション反応(C+CO2=2CO)が起こりやすくなる。カーボンソルーション反応は吸熱反応であることから、炉内における冷鉄源の加熱が阻害され、冷鉄源の溶解能率が低下するという問題が発生する。また、高炉用コークスを使用した場合には、小径であることから充填されやすく、ベットコークスの嵩密度が高くなり、空気或いは熱風の通り抜けが悪くなって溶解能率が低下するという問題も発生する。このような理由から、通常、キュポラでは鋳物用コークスが使用されている。 As coke for forming bet coke, so-called “cast coke”, a coke having a particle size of 120 mm or more and a large diameter is used. When blast furnace coke having a smaller diameter than that of casting coke is used, the reaction interface area increases due to the small diameter, and the reaction between the CO 2 gas generated by the combustion of coke and coke in the middle stage in the furnace, that is, carbon. A solution reaction (C + CO 2 = 2CO) is likely to occur. Since the carbon solution reaction is an endothermic reaction, heating of the cold iron source in the furnace is hindered, resulting in a problem that the melting efficiency of the cold iron source is reduced. In addition, when blast furnace coke is used, it is easy to be filled because of its small diameter, the bulk density of bet coke is increased, air and hot air are not easily passed through, and the melting efficiency is reduced. For these reasons, casting coke is usually used in cupolas.

しかし、鋳物用コークスは高炉用コークスに比較して高価格であることから、製造コストの削減を目的として、鋳物用コークスの代わりに高炉用コークスを使用して鉄スクラップなどの冷鉄源を溶解する方法が提案されている。   However, because casting coke is more expensive than blast furnace coke, blast furnace coke is used instead of casting coke to dissolve cold iron sources such as iron scrap for the purpose of reducing manufacturing costs. A method has been proposed.

例えば、特許文献1には、炉の高さ方向に複数段に配置した2次羽口を有するキュポラ型溶融炉において、2次羽口レベル面より上方に装入されたコークスのカーボンソルーション反応を抑制するために、各々の2次羽口の前面にコークス層が存在するときには、各々の2次羽口から不活性ガスを搬送用ガスとして粉状の石灰石または鉄鉱石を吹き込み、各々の2次羽口の前面に鉄スクラップ層が存在するときには、各々の2次羽口から酸素含有ガスを吹き込む操業方法が提案されている。特許文献1によれば、高炉用コークスを使用しても、不活性ガスの吹き込みによってカーボンソルーション反応が抑制され、熱効率が向上するとしているが、2次羽口を複数段に配置する必要がある上に、各々の2次羽口から吹き込むガス種を装入物の降下に合わせて変更するという繁雑さがあり、必ずしも効率的とはいえない。   For example, Patent Document 1 discloses a carbon solution reaction of coke charged above a level surface of a secondary tuyere in a cupola-type melting furnace having secondary tuyere arranged in a plurality of stages in the height direction of the furnace. In order to suppress, when a coke layer is present in front of each secondary tuyere, powdery limestone or iron ore is blown from each secondary tuyere using an inert gas as a carrier gas, and each secondary tuyere There has been proposed an operation method in which oxygen-containing gas is blown from each secondary tuyere when an iron scrap layer exists in front of the tuyere. According to Patent Literature 1, even if coke for blast furnace is used, the carbon solution reaction is suppressed by blowing inert gas and the thermal efficiency is improved. However, it is necessary to arrange the secondary tuyere in a plurality of stages. Moreover, there is a complication of changing the gas type blown from each secondary tuyere according to the descending of the charge, which is not necessarily efficient.

また、特許文献2には、上下2段の羽口を有するキュポラと前炉とから構成される溶融炉を用い、2段羽口の下段から微粉炭を吹き込むことによって追込コークスの使用量を低減するとともに、2段羽口の上段から吹き込む熱風による二次燃焼を促進させることにより、コークスのカーボンソルーション反応を抑制した溶解方法が提案されている。つまり、追込コークスの装入量を少なくすることによって、コークスとCO2 ガスとが接触する機会を低減させ、カーボンソルーション反応を抑制するという方法である。しかしながら、微粉炭はベッドコークスを形成するわけではなく、従ってこの方法では、ベッドコークスが安定して形成されないという問題がある。また、前炉が必要であり、設備コストが極めて高くなるという問題もある。
特開平3−111505号公報 特開平7−146072号公報 改訂4版鋳物便覧,日本鋳物協会編,昭和61年1月20日発行、P.225−226
In Patent Document 2, the amount of additional coke used is reduced by blowing pulverized coal from the lower stage of the two-stage tuyere, using a melting furnace composed of a cupola having upper and lower two-stage tuyere and a front furnace. A melting method that suppresses the carbon solution reaction of coke by reducing and promoting secondary combustion by hot air blown from the upper stage of the second stage tuyere has been proposed. That is, by reducing the charging amount of the additional coke, the chance of contact between the coke and the CO 2 gas is reduced, and the carbon solution reaction is suppressed. However, pulverized coal does not form bed coke. Therefore, this method has a problem that bed coke is not stably formed. Moreover, there is a problem that a pre-furnace is necessary and the equipment cost becomes extremely high.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-111505 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-146072 Revised 4th Edition Casting Handbook, Japan Foundry Association, published on January 20, 1986, p. 225-226

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、キュポラを用いて鉄スクラップや銑鉄などの冷鉄源を溶解して溶銑を溶製するに当たり、特段の設備変更をすることなく、鋳物用コークスの一部を高炉用コークスに置き換えて使用しても、冷鉄源の溶解能率を従来と同等或いはそれ以上とすることのできる熱効率に優れた、キュポラによる溶銑の溶製方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to make special equipment changes when melting cold iron sources such as iron scrap and pig iron using a cupola to produce hot metal. Even without replacing part of the casting coke with blast furnace coke, the melting efficiency of the cold iron source can be made equal to or higher than the conventional one, and the hot metal can be made with cupola. Is to provide a method.

本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究・検討を行った。以下に、研究・検討結果を説明する。   The present inventors have conducted intensive research and examinations in order to solve the above problems. The following describes the results of research and examination.

キュポラの炉底部側壁には、複数の羽口が円周方向にほぼ等間隔で設置されており、この羽口から空気或いは熱風がキュポラの内部に吹き込まれる。キュポラに装入されたコークスは羽口から吹き込まれる空気或いは熱風によって燃焼することから、未燃の酸素ガスを大量に含んでいる新鮮な空気或いは新鮮な熱風が吹き込まれる範囲で、コークスの燃焼が活発化する。つまり、羽口の先端部から或る所定の範囲でコークスの燃焼が活発化し、その部位の温度が最も高くなる。   A plurality of tuyere are installed at substantially equal intervals in the circumferential direction on the side wall of the bottom of the cupola, and air or hot air is blown into the cupola from the tuyere. The coke charged in the cupola is burned by air or hot air blown from the tuyere, so that coke is burned within the range where fresh air containing a large amount of unburned oxygen gas or fresh hot air is blown. Become active. That is, the combustion of coke is activated in a certain predetermined range from the tip of the tuyere, and the temperature of that part becomes the highest.

従来、この燃焼の活発化する範囲を拡大させる観点から、前述した図5に示す羽口面内径で囲まれる面積が炉体の断面積に対して60〜70%になるように、換言すれば羽口先端面積比が60〜70%になるように、羽口の突出量を設定していた。つまり、従来、羽口先端面積比を60〜70%とすることで、コークスの燃焼が活発化する範囲が最も広くなり、溶解能率が向上すると考えられてきた。   Conventionally, from the viewpoint of expanding the range in which this combustion is activated, in other words, the area surrounded by the tuyere inner diameter shown in FIG. 5 described above is 60 to 70% with respect to the cross-sectional area of the furnace body. The amount of protrusion of the tuyere was set so that the tuyere tip area ratio was 60 to 70%. That is, conventionally, it has been considered that by setting the tuyere tip area ratio to 60 to 70%, the range in which the combustion of coke is activated becomes the widest and the dissolution efficiency is improved.

確かに、羽口先端面積を60〜70%とすることで、幾何学的に判断しても隣り合う羽口との干渉が少なくなり、コークスの燃焼が活発化する範囲は大きくなる。従って、コークスの燃焼によって発生する高温のCO2 ガスも、コークスの燃焼が活発化する範囲の面積に応じて炉内の広い範囲を上昇していく。炉体の上部から装入された冷鉄源は、このガスにより加熱され、やがては溶解する。しかし、高温のCO2ガスは炉内の広い範囲を上昇することから、炉壁とも接触しながら上昇し、炉壁と接触することで高温のCO2 ガスの熱は炉壁からも奪われる。通常、炉壁の最外面は鉄皮で形成され、しかも、鉄皮はシャワー水などで水冷されている。 Certainly, by setting the tuyere tip area to 60 to 70%, interference with adjacent tuyere is reduced even if geometrically judged, and the range in which the combustion of coke is activated is increased. Therefore, the high-temperature CO 2 gas generated by the coke combustion also rises in a wide range in the furnace according to the area of the range in which the coke combustion is activated. The cold iron source charged from the upper part of the furnace body is heated by this gas and eventually dissolves. However, since the high-temperature CO 2 gas rises over a wide range in the furnace, it rises in contact with the furnace wall, and by contacting the furnace wall, the heat of the high-temperature CO 2 gas is also taken away from the furnace wall. Usually, the outermost surface of the furnace wall is formed of an iron skin, and the iron skin is water-cooled with shower water or the like.

本発明者等は、炉壁に奪われる熱を極力少なくする観点から、コークス燃焼の活発化する範囲は狭くなる可能性はあるものの、羽口の突出量を拡大し、つまり羽口先端面積比を減少させて高温の溶解帯を炉心に近づかせ、高温のCO2 ガスが主に炉内の中心部を上昇するようにして試験操業を実施した。そして、そのときの炉体冷却水による抜熱量並びに溶解能率を調査した。 From the viewpoint of reducing the heat taken away by the furnace wall as much as possible, the present inventors have expanded the tuyere protrusion amount, that is, the tuyere tip area ratio, although the range in which coke combustion is activated may be narrowed. The test operation was conducted such that the hot melt zone was brought closer to the reactor core and the hot CO 2 gas was mainly raised in the center of the furnace. And the amount of heat removal by the furnace body cooling water at that time and the melting efficiency were investigated.

図1に、羽口先端面積比が60%の場合と羽口先端面積比が38%の場合とで、羽口、炉体下部、炉体上部の3つの部位の冷却水の抜熱量について調査した結果を示す。図1に示すように、羽口の突出量を多くした場合(羽口先端面積比=38%)には、羽口の冷却水による抜熱量は多くなるが、炉体下部の抜熱量が大幅に低減し、従来の羽口先端面積比が60%の場合に比べて、羽口及び側壁部への抜熱量の全体はおよそ0.3Gcal/hr、比率にして約10%低減することが確認された。   Figure 1 investigates the amount of heat removed from the cooling water at the tuyere, the lower part of the furnace body, and the upper part of the furnace body when the tuyere tip area ratio is 60% and when the tuyere tip area ratio is 38%. The results are shown. As shown in FIG. 1, when the amount of protrusion of the tuyere is increased (the tuyere tip area ratio = 38%), the amount of heat removed by the cooling water at the tuyere increases, but the amount of heat removed at the lower part of the furnace body is greatly increased Compared to the case where the conventional tuyere tip area ratio is 60%, the total amount of heat removed to the tuyere and the side wall is about 0.3 Gcal / hr, which is about 10% lower than the ratio. It was done.

図2に、試験操業により得られた羽口先端面積比と単位時間当たりの溶解量との関係を示す。図2では、羽口先端面積比が60%のときの溶解量を基準(1.0)として、指数化して表示している。図2に示すように、羽口先端面積比を32〜42%とすることで、従来の羽口面積比が60〜70%の場合に比べて単位時間当たりの溶解量を1.05〜1.10倍に高めることができることが分かった。これは、高温のCO2 ガスが主に炉体の中心部を上昇することで、炉壁に伝達するCO2ガスの熱が減少して、CO2 ガスの有する熱が有効に冷鉄源に伝達され、冷鉄源の加熱が促進したためである。羽口先端面積比を32%未満にすると、溶解能率が低下する理由は、コークス燃焼の活発化する範囲が狭くなりすぎ、発生するCO2ガスが少なくなるためと思われる。 FIG. 2 shows the relationship between the tuyere tip area ratio obtained by the test operation and the dissolution amount per unit time. In FIG. 2, the dissolved amount when the tuyere tip area ratio is 60% is displayed as an index with the reference (1.0) as the dissolution amount. As shown in FIG. 2, by setting the tuyere tip area ratio to 32 to 42%, the amount of dissolution per unit time is 1.05 to 1 compared to the case where the conventional tuyere area ratio is 60 to 70%. It was found that it can be increased 10 times. This is because the high-temperature CO 2 gas rises mainly in the center of the furnace body, so that the heat of the CO 2 gas transmitted to the furnace wall is reduced and the heat of the CO 2 gas is effectively used as a cold iron source. This is because it was transmitted and the heating of the cold iron source was promoted. When the tuyere tip area ratio is less than 32%, the reason why the dissolution efficiency is decreased is considered to be that the range in which coke combustion is activated becomes too narrow and the generated CO 2 gas is reduced.

また、炉内における熱効率が向上することから、使用するコークスの30〜40%程度を鋳物用コークスから高炉用コークスに切り替えても、高炉用コークスによるカーボンソルーション反応による吸熱量の増加分を十分に補うことができることが分かった。つまり、使用するコークスの30〜40%程度を鋳物用コークスから高炉用コークスに切り替えても、高炉用コークスによるカーボンソルーション反応による吸熱量の増加分を補うのみならず、それ以上の熱効率の向上が得られ、溶解能率を向上させることができるとの知見が得られた。   In addition, since the thermal efficiency in the furnace is improved, even if about 30 to 40% of the coke used is switched from the casting coke to the blast furnace coke, the increase in the endothermic amount due to the carbon solution reaction by the blast furnace coke is sufficient. I found out that I can make up for it. In other words, even if about 30 to 40% of the coke to be used is switched from casting coke to blast furnace coke, it not only compensates for the increase in heat absorption due to the carbon solution reaction caused by blast furnace coke, but also improves thermal efficiency beyond that. It was obtained and the knowledge that the dissolution efficiency could be improved was obtained.

また更に、音速以上の流速でガスを噴射することのできる吹き込みランスを羽口の内部に配置し、この吹き込みランスから音速以上の流速で酸素ガスを炉内に吹き込むことにより、炉体の中心部を上昇するCO2 ガスの温度がより一層高くなり、使用するコークスの60%程度を鋳物用コークスから高炉用コークスに切り替えても、高炉用コークスによるカーボンソルーション反応による吸熱量の増加分を十分に補うことができるとの知見が得られた。 Furthermore, a blow lance capable of injecting gas at a flow rate higher than the speed of sound is arranged inside the tuyere, and oxygen gas is blown into the furnace at a flow rate higher than the speed of sound from this blow lance so that the center of the furnace body Even if the temperature of the CO 2 gas that rises further increases and about 60% of the coke used is switched from casting coke to blast furnace coke, the amount of increase in the endotherm due to the carbon solution reaction by the blast furnace coke is sufficiently increased. The knowledge that it can supplement was obtained.

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、第1の発明に係るキュポラによる溶銑の溶製方法は、キュポラの羽口部における炉体内壁面の直径をD0 とし、各羽口の先端をつないだ羽口面内径の直径をDとしたときに、下記の(1)式で定義される羽口先端面積比が32〜42%の範囲内となるように配置された羽口を備えたキュポラを用い、コークスを主燃料として冷鉄源を溶解して溶銑を溶製することを特徴とするものである。但し、(1)式におけるSは羽口先端面積比(%)である。 The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and the method for producing hot metal by the cupola according to the first invention is characterized in that the diameter of the wall surface of the furnace body at the tuyere of the cupola is D 0 , The tuyere arranged so that the tuyere tip area ratio defined by the following formula (1) is in the range of 32 to 42%, where D is the diameter of the tuyere surface inner diameter connected to the tip. Using the provided cupola, hot metal is produced by melting a cold iron source using coke as a main fuel. However, S in Formula (1) is a tuyere tip area ratio (%).

Figure 2007002305
Figure 2007002305

第2の発明に係るキュポラによる溶銑の溶製方法は、第1の発明において、音速以上の流速でガスを噴射することのできる吹き込みランスを羽口の内部に配置し、該吹き込みランスから音速以上の流速で酸素ガスを炉内に吹き込むことを特徴とするものである。   The hot metal melting method using the cupola according to the second invention is the first invention, wherein a blowing lance capable of injecting gas at a flow velocity equal to or higher than the speed of sound is disposed inside the tuyere, and the sound velocity exceeding the speed of sound from the blowing lance. It is characterized in that oxygen gas is blown into the furnace at a flow rate of 5.

第3の発明に係るキュポラによる溶銑の溶製方法は、第2の発明において、前記吹き込みランスを複数の羽口に設置し、各吹き込みランスから交互に酸素ガスを噴射することを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a hot metal smelting method using a cupola according to the second aspect, wherein the blowing lances are installed in a plurality of tuyere and oxygen gas is alternately injected from each blowing lance. It is.

第4の発明に係るキュポラによる溶銑の溶製方法は、第1ないし第3の発明の何れかにおいて、使用するコークスとして、高炉用コークスを鋳物用コークスと併用することを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hot metal smelting method using a cupola according to any one of the first to third aspects, wherein coke for blast furnace is used in combination with coke for casting. .

本発明によれば、キュポラを用いて冷鉄源を溶解して溶銑を溶製するに当たり、羽口先端面積比が32〜42%の範囲内となるように羽口を配置するので、コークスの燃焼によって生成する高温のCO2 ガスが主に炉内の中心部を上昇し、CO2 ガスの有する熱のうちの炉体側壁へ奪われる熱量が低減し、その分、炉内に装入された冷鉄源への着熱量が上昇し、冷鉄源を効率的に溶解することが可能となる。また、炉内の熱効率が上昇するので、高炉用コークスを使用した場合のカーボンソルーション反応による吸熱量の増加分を十分に補うことができ、使用するコークスの30〜40%を安価な高炉用コークスとしても、高い溶解能率を維持することができる。特に、音速以上の流速で噴射することのできる吹き込みランスから音速以上の流速で酸素ガスを吹き込んだ場合には、炉内の熱効率が更に上昇し、使用するコークスの60%程度を安価な高炉用コークスとすることができる。その結果、キュポラによる溶銑の製造コストを大幅に削減することが達成され、工業上有益な効果がもたらされる。 According to the present invention, when a cold iron source is melted using a cupola to produce molten iron, the tuyere is arranged so that the tuyere tip area ratio is in the range of 32 to 42%. The high-temperature CO 2 gas generated by combustion rises mainly in the center of the furnace, reducing the amount of heat taken by the side wall of the furnace body out of the heat of the CO 2 gas, and is charged into the furnace accordingly. The amount of heat applied to the cold iron source is increased, and the cold iron source can be efficiently dissolved. In addition, since the heat efficiency in the furnace is increased, the increase in the endothermic amount due to the carbon solution reaction when blast furnace coke is used can be sufficiently compensated, and 30 to 40% of the coke used is inexpensive. Even so, a high dissolution efficiency can be maintained. In particular, when oxygen gas is blown from a blowing lance that can be injected at a flow rate higher than the sonic speed, the thermal efficiency in the furnace further increases, and about 60% of the coke used is inexpensive for blast furnaces. Can be coke. As a result, it has been achieved that the manufacturing cost of hot metal by cupola is greatly reduced, and an industrially beneficial effect is brought about.

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図3は、本発明を実施する際に用いたキュポラの概略側断面図、図4は、図3に示す羽口部の概略拡大側断面図、図5は、図3に示すキュポラの羽口部における概略平断面図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 3 is a schematic side sectional view of the cupola used in carrying out the present invention, FIG. 4 is a schematic enlarged side sectional view of the tuyere part shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a tuyere of the cupola shown in FIG. FIG.

図3に示すように、キュポラ1は、円筒状の鋼板で外殻を構成される炉本体2を備え、炉本体2の底部(炉底部)には、鋼板の内側に耐火煉瓦が施工された耐火煉瓦層3が形成され、また、炉本体2の上部には、開閉自在の上蓋5を有する原料装入口4が形成されている。原料装入口4の下部には、排ガスを排出するための排気孔6が設置されている。排気孔6は、排気ダクト13と連結しており、炉本体2の内部で生成する排ガスは、排気ダクト13に接続する集塵機(図示せず)によって、排気孔6及び排気ダクト13を介して吸引されるようになっている。また、炉本体2の底部には、耐火煉瓦層3を貫通して、水冷構造の羽口9が炉本体2の円周方向に複数基配置されている。羽口9は羽口導管8と接続し、羽口導管8は炉本体2の円周に配置される風箱7と接続している。風箱7は、熱風炉(図示せず)或いは送風機(図示せず)と連結しており、熱風炉或いは送風機から供給される熱風或いは空気が、風箱7、羽口導管8、羽口9を介して炉本体2の内部に吹き込まれるようになっている。炉本体2の底面の耐火煉瓦層3は傾斜しており、傾斜した下流側は、出湯樋11となっている。出湯樋11に至る途中に溶銑とスラグとを分離するためのスキンマ10が設置されている。炉本体2を構成する鋼板の外表面は、冷却水(シャワー水)によって冷却されている。尚、図3に示すキュポラ1では、炉本体2の側壁部は、底部を除いて鋼板のみで構成されているが、鋼板の内面側に、底部と同様に耐火煉瓦を施工しても構わない。   As shown in FIG. 3, the cupola 1 includes a furnace body 2 having an outer shell made of a cylindrical steel plate, and a refractory brick is applied to the bottom (furnace bottom) of the furnace body 2 inside the steel plate. A refractory brick layer 3 is formed, and a raw material inlet 4 having an openable / closable upper lid 5 is formed at the top of the furnace body 2. An exhaust hole 6 for exhaust gas exhaust is installed in the lower part of the raw material inlet 4. The exhaust hole 6 is connected to the exhaust duct 13, and the exhaust gas generated inside the furnace body 2 is sucked through the exhaust hole 6 and the exhaust duct 13 by a dust collector (not shown) connected to the exhaust duct 13. It has come to be. A plurality of water-cooled tuyere 9 are arranged in the circumferential direction of the furnace body 2 through the refractory brick layer 3 at the bottom of the furnace body 2. The tuyere 9 is connected to the tuyere conduit 8, and the tuyere conduit 8 is connected to the wind box 7 arranged around the circumference of the furnace body 2. The wind box 7 is connected to a hot stove (not shown) or a blower (not shown), and hot air or air supplied from the hot stove or blower is supplied to the wind box 7, tuyere conduit 8, tuyere 9. Is blown into the interior of the furnace body 2. The refractory brick layer 3 on the bottom surface of the furnace body 2 is inclined, and the inclined downstream side is a tapping bath 11. A skinma 10 for separating hot metal and slag is installed on the way to the hot spring 11. The outer surface of the steel plate constituting the furnace body 2 is cooled by cooling water (shower water). In the cupola 1 shown in FIG. 3, the side wall portion of the furnace body 2 is composed of only a steel plate except for the bottom portion. .

羽口9の内部には、図4に示すように、酸素ガスを超音速で噴射するための吹き込みランス12が設置されている。吹き込みランス12の先端部には、酸素ガスなどの気体を超音速で噴射することのできるラバールノズル12Aが設置されている。尚、ラバールノズル12Aとは、その断面が縮小する部分と拡大する部分の2つの円錐体で構成された形状のノズルであり、縮小部分は絞り部、拡大部分はスカート部、絞り部からスカート部に遷移する部位であって最も狭くなった部位はスロートと呼ばれていて、吹き込みランス12に供給された酸素ガスは、絞り部、スロート、スカート部を順に通り、絞り部で圧縮され、スカート部で膨張し、吹き込みランス12の先端から超音速の酸素ジェットとして炉本体2の内部に噴射される。但し、超音速を得るためには、スロート径、スカート部の出口径、供給する酸素ガスの圧力をそれぞれ所定の値にする必要がある。   Inside the tuyere 9, as shown in FIG. 4, a blowing lance 12 for injecting oxygen gas at supersonic speed is installed. A laval nozzle 12 </ b> A capable of injecting a gas such as oxygen gas at supersonic speed is installed at the tip of the blowing lance 12. Incidentally, the Laval nozzle 12A is a nozzle having a shape composed of two cones, a portion whose cross section is reduced and a portion where the cross section is enlarged. The reduced portion is a throttle part, the enlarged part is a skirt part, and the squeezing part to the skirt part. The transition part and the narrowest part is called a throat. The oxygen gas supplied to the blowing lance 12 passes through the throttle part, the throat, and the skirt part in this order, and is compressed by the throttle part. It expands and is injected into the furnace body 2 from the tip of the blowing lance 12 as a supersonic oxygen jet. However, in order to obtain supersonic speed, it is necessary to set the throat diameter, the outlet diameter of the skirt portion, and the pressure of the supplied oxygen gas to predetermined values.

羽口9は、図5に示すように、炉本体2の円周方向にほぼ等間隔で複数基(図5では6基)設置されていて、吹き込みランス12は全ての羽口9には設置されておらず、炉本体2の円周方向に略等間隔となるように、羽口9のうちの幾つかに(図5では3基)設置されている。羽口9の設置数は、通常、炉本体2の容量に応じて決められている。尚、図5では、吹き込みランス12が全ての羽口9に設置されていないが、全ての羽口9に設置しても全く問題ない。また、吹き込みランス12を炉本体2の円周方向で1箇所のみに設置しても構わないが、炉本体2の内部の溶解状況を均一化するために、少なくとも2箇所、望ましくは3箇所以上に設置することが好ましい。   As shown in FIG. 5, a plurality of tuyere 9 are installed at almost equal intervals in the circumferential direction of the furnace body 2 (six in FIG. 5), and the blowing lances 12 are installed in all tuyere 9. It is not carried out, but it is installed in some of the tuyere 9 (three in FIG. 5) so that it may become substantially equal intervals in the circumference direction of the furnace main body 2. FIG. The number of tuyere 9 is usually determined according to the capacity of the furnace body 2. In FIG. 5, the blowing lances 12 are not installed in all tuyere 9, but there is no problem even if they are installed in all tuyere 9. In addition, the blowing lance 12 may be installed at only one place in the circumferential direction of the furnace body 2, but in order to make the melting state inside the furnace body 2 uniform, at least two places, desirably three or more places. It is preferable to install in.

また、羽口9は、図4及び図5に示すように、耐火煉瓦層3の内壁面3aよりも炉本体2の内側に突出して配置されている。本発明で使用するキュポラ1においては、各羽口9は、耐火煉瓦層3の内壁面3aの直径(D0 )と、各羽口9の先端をつないだ羽口面内径の直径(D)とから、前述した(1)式によって算出される羽口先端面積比が32〜42%の範囲内となるように配置されている。 Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the tuyere 9 is disposed so as to protrude from the inner wall surface 3 a of the refractory brick layer 3 to the inside of the furnace body 2. In the cupola 1 used in the present invention, each tuyere 9 has a diameter (D 0 ) of the inner wall surface 3 a of the refractory brick layer 3 and a diameter (D) of the inner diameter of the tuyere surface connecting the tips of the tuyere 9. Therefore, the tuyere tip area ratio calculated by the above-described equation (1) is arranged in the range of 32 to 42%.

このように構成されるキュポラ1を使用して、以下のようにして本発明を実施する。   Using the cupola 1 configured as described above, the present invention is carried out as follows.

先ず、炉底から羽口9の上方所定位置までの範囲の炉本体2の内部に、原料装入口4からコークスを装入してベットコークスを形成し、このベットコークスの上に、コークスと、鉄スクラップ、銑鉄(冷銑)、発生屑などの冷鉄源とを所定の比率で装入する。ベットコークスの上に装入するコークスと冷鉄源とは、予め混合して装入しても、また、層状に装入しても、炉本体2に装入されるコークスと冷鉄源との比率が所定の範囲内である限り、どちらでも構わない。また、必要に応じて、生成するスラグの塩基度を調整するための石灰石、生石灰などの造滓剤や、溶製される溶銑の成分、特にSi分を調整するためのFe−Si合金などの合金鉄を原料装入口4から装入する。   First, inside the furnace body 2 in the range from the furnace bottom to a predetermined position above the tuyere 9, coke is charged from the raw material charging port 4 to form bet coke, and on this bet coke, coke and A cold iron source such as iron scrap, pig iron (cold iron), and generated scrap is charged at a predetermined ratio. The coke and the cold iron source charged on the bed coke are mixed with each other and charged in layers, or the coke and the cold iron source charged into the furnace body 2 As long as the ratio is within a predetermined range, either is acceptable. In addition, as required, a limestone for adjusting the basicity of the slag to be produced, a slag-forming agent such as quick lime, a hot metal component to be produced, especially an Fe-Si alloy for adjusting the Si content, etc. Alloy iron is charged from the raw material inlet 4.

使用するコークスとしては、当然ながら、粒径が120mm以上の鋳物用コークスを使用することができるが、鋳物用コークスは高価であることから、鋳物用コークスに比べて安価である高炉用コークスを併用することが好ましい。但し、高炉用コークスにも種々のサイズがあり、そのなかでは比較的粒径の大きな、粒径が50〜70mm程度の高炉用コークスを使用することが好ましい。上記構成のキュポラ1を使用する限り、使用するコークスの40〜60%を高炉用コークスに切り替えることが可能であることを経験上確認しており、従って、少なくとも20%以上、望ましくは40%以上を高炉用コークスとすることが好ましい。   As a matter of course, coke for casting having a particle diameter of 120 mm or more can be used as the coke to be used. However, since coke for casting is expensive, coke for blast furnace, which is cheaper than coke for casting, is used in combination. It is preferable to do. However, there are various sizes of blast furnace coke, and among them, it is preferable to use blast furnace coke having a relatively large particle size and a particle size of about 50 to 70 mm. As long as the cupola 1 having the above-described configuration is used, it has been confirmed from experience that 40 to 60% of coke to be used can be switched to coke for blast furnace. Therefore, at least 20% or more, preferably 40% or more Is preferably blast furnace coke.

次いで、炉底部のコークスを着火させ、羽口9から空気或いは熱風を送ってコークスを燃焼させる。コークスの燃焼によって生成したCO2 ガスは炉本体2の内部を上昇し、排気孔6及び排気ダクト13を経由して炉外に排出される。生成したCO2ガスの有する熱によって冷鉄源は加熱され、やがては溶解し、生成した溶鉄はベットコークスの間隙を流下し、炉底部に到達する。溶鉄はベットコークスの間隙を流下する間に過熱(スーパーヒート)され、コークス中の炭素が溶鉄に移行して溶銑が溶製される。溶製された溶銑は、スキンマ10によってスラグと分離された後、出湯樋11を通って溶銑収容容器または保持炉などに注入される。溶製される溶銑の成分は、例えば、C:3〜4質量%、Si:1〜3質量%、Mn:0.2〜0.5質量%程度である。尚、保持炉とは、溶製された溶銑を鋳造される前に一旦収容する容器であり、内壁が耐火物で構成され、低周波誘導などによって収容された溶銑を加熱することが可能な炉である。 Next, the coke at the bottom of the furnace is ignited, and air or hot air is sent from the tuyere 9 to burn the coke. CO 2 gas generated by the combustion of coke rises inside the furnace body 2 and is discharged out of the furnace via the exhaust hole 6 and the exhaust duct 13. The cold iron source is heated by the heat of the generated CO 2 gas and eventually melts, and the generated molten iron flows down the gap between the bed cokes and reaches the bottom of the furnace. The molten iron is heated (superheated) while flowing down the gap between the bet coke, and the carbon in the coke is transferred to the molten iron to produce molten iron. After the molten iron is separated from the slag by the skinma 10, the molten iron is poured into the hot metal storage container or the holding furnace through the hot water tap 11. The components of the hot metal to be melted are, for example, about C: 3 to 4% by mass, Si: 1 to 3% by mass, and Mn: about 0.2 to 0.5% by mass. The holding furnace is a container that temporarily stores the molten iron before it is cast, and the inner wall is made of a refractory material and can heat the molten metal accommodated by low frequency induction or the like. It is.

溶銑が溶製され始めると、ベットコークスは消耗し、また、炉本体2の内部の冷鉄源が減少するので、これを補うために、所定のコークス比となる条件のもとで、原料装入口4からコークス及び冷鉄源、更に必要に応じて石灰石などの造滓剤並びにFe−Si合金などを装入し、炉本体2の内部の装入物の高さ位置をほぼ一定の位置に保持しながら操業を継続する。   When hot metal begins to be melted, bet coke is consumed, and the source of cold iron in the furnace body 2 is reduced. To compensate for this, the raw material charging is performed under the condition of a predetermined coke ratio. The inlet 4 is charged with coke and cold iron sources, and, if necessary, limestone and other iron making agents and Fe-Si alloys, etc., and the height of the charge inside the furnace body 2 is set to a substantially constant position. Continue operation while holding.

コークスを主燃料として、このようにして冷鉄源を溶解することで、羽口9が炉本体2の内部に突出しているので、コークスの燃焼によって生成する高温のCO2 ガスが主に炉本体2の中心部を上昇し、CO2 ガスの有する熱のうちで炉本体2の側壁へ奪われる熱量が低減し、その分、炉本体2に装入された冷鉄源への着熱量が上昇し、冷鉄源を効率的に溶解することが可能となる。また、炉内の熱効率が上昇するので、高炉用コークスを使用した場合のカーボンソルーション反応による吸熱量の増加分を十分に補うことができ、使用するコークスの30〜40%を安価な高炉用コークスとしても、高い溶解能率を維持することができる。 By using the coke as the main fuel and melting the cold iron source in this way, the tuyere 9 protrudes into the interior of the furnace body 2, so that the high-temperature CO 2 gas generated by the combustion of the coke is mainly the furnace body. 2 rises, the amount of heat taken by the side wall of the furnace body 2 out of the heat of the CO 2 gas decreases, and the amount of heat applied to the cold iron source charged in the furnace body 2 increases accordingly. Thus, the cold iron source can be efficiently dissolved. In addition, since the heat efficiency in the furnace is increased, the increase in the endothermic amount due to the carbon solution reaction when blast furnace coke is used can be sufficiently compensated, and 30 to 40% of the coke used is inexpensive. Even so, a high dissolution efficiency can be maintained.

この操業において、吹き込みランス12を介して酸素ガスを超音速で炉本体2に吹き込むことが好ましい。酸素ガスを超音速で吹き込むことにより、炉本体2の中心部に存在するコークスの位置まで酸素ガスが到達し、中心部に存在するコークスの燃焼が促進され、炉本体2の中心部の温度がより一層高くなり、つまり、炉本体2の中心部を上昇するCO2 ガスの温度がより一層高くなり、冷鉄源の溶解が促進されるからである。これにより、高炉用コークスの使用を更に増加させることが可能となり、使用するコークスの60%程度を高炉用コークスとしても、高い溶解能率を維持することが可能となる。 In this operation, it is preferable to blow oxygen gas into the furnace body 2 through the blow lance 12 at supersonic speed. By blowing oxygen gas at supersonic speed, the oxygen gas reaches the position of the coke existing in the center of the furnace body 2, the combustion of the coke existing in the center is promoted, and the temperature of the center of the furnace body 2 is increased. This is because the temperature of the CO 2 gas rising in the central portion of the furnace body 2 is further increased and the melting of the cold iron source is promoted. As a result, it is possible to further increase the use of blast furnace coke, and even if about 60% of the coke used is used as blast furnace coke, a high melting efficiency can be maintained.

但し、吹き込みランス12から酸素ガスを吹き込むことで、キュポラ1における冷鉄源の溶解能率が向上し、下工程の鋳造設備などの生産能力以上の溶解能力が得られる場合も発生する。この場合には、保持時間(リードタイム)の延長による溶銑の温度低下の増大、並びにそのための対策などから、却って製造コストが増加することになる。従って、キュポラ1の溶銑溶製能力を下工程の生産能力に合致させることが好ましい。   However, by blowing oxygen gas from the blowing lance 12, the melting efficiency of the cold iron source in the cupola 1 is improved, and a melting capacity higher than the production capacity of the casting equipment in the lower process may be obtained. In this case, the manufacturing cost increases on the contrary due to an increase in the temperature drop of the hot metal due to the extension of the holding time (lead time) and countermeasures therefor. Therefore, it is preferable to match the hot metal production capacity of the cupola 1 with the production capacity of the lower process.

吹き込みランス12から酸素ガスを吹き込みながらキュポラ1の溶解能力を可変させる方法の1つとして、吹き込みランス12からの酸素ガス供給量を増減させる方法がある。即ち、酸素ガス供給量を減少させれば、冷鉄源の溶解能力はそれに応じて減少する。但し、吹き込みランス12から吹き込む酸素量を、ラバールノズルのスロート径及びスカート部の出口径によって定まる値から限度以上に減少させると、超音速の酸素ジェットが得られなくなる。超音速の酸素ジェットが得られなくなれば、中心部コークスの燃焼を促進させることができなくなり、高炉用コークスの安定使用も阻害される。   One method for varying the melting ability of the cupola 1 while blowing oxygen gas from the blowing lance 12 is to increase or decrease the amount of oxygen gas supplied from the blowing lance 12. That is, if the oxygen gas supply amount is decreased, the melting capacity of the cold iron source is decreased accordingly. However, if the amount of oxygen blown from the blow lance 12 is reduced beyond the limit determined by the throat diameter of the Laval nozzle and the outlet diameter of the skirt portion, a supersonic oxygen jet cannot be obtained. If a supersonic oxygen jet cannot be obtained, the combustion of the central coke cannot be promoted, and the stable use of the blast furnace coke is hindered.

そこで、このような場合には、1つの吹き込みランス12からの吹き込み量は変化させずに、つまり、超音速で吹き込む酸素ジェットを確保した上で、複数の吹き込みランス12のうちの幾つかから交互に吹き込むことが好ましい。例えば、3基の吹き込みランス12のうちの1基のみから吹き込み、吹き込んでいる吹き込みランス12を順次切り替える、或いは、3基のうちの2基から吹き込み、吹き込んでいる吹き込みランス12を順次切り替えることで、円周方向でのコークス燃焼ゾーンの不均一を防止しつつ、中心部コークスの燃焼を促進させながら、溶解能力を調整することができる。受注量が変化した場合も、このようにすることで、対応することが可能となる。尚、複数の吹き込みランス12のうちから幾つかを選択し、選択した吹き込みランス12のみから酸素ジェットを吹き込んでもよいが、この場合には、炉内の溶解状況が不均一になり、装入物の円滑な降下を妨げ、棚つりなどが発生する恐れもあり、好ましくない。   Therefore, in such a case, the amount of air blown from one blower lance 12 is not changed, that is, an oxygen jet blown at a supersonic speed is secured, and several of the blower lances 12 are alternately used. It is preferable to blow into. For example, by blowing from only one of the three blowing lances 12 and sequentially switching the blowing lance 12, or by blowing from two of the three blowing lances 12 and sequentially switching the blowing lance 12 The melting ability can be adjusted while promoting the combustion of the central coke while preventing the coke combustion zone from becoming uneven in the circumferential direction. In this way, it is possible to cope with changes in the order quantity. It should be noted that some of the plurality of blowing lances 12 may be selected, and the oxygen jet may be blown only from the selected blowing lances 12, but in this case, the melting state in the furnace becomes non-uniform, and the charge is charged. This hinders the smooth descent of the door and may cause shelves and the like.

キュポラ1を用いてこのようにして溶銑を溶製することで、溶銑の製造コストを大幅に削減することが達成される。   By producing the hot metal in this manner using the cupola 1, it is possible to significantly reduce the manufacturing cost of the hot metal.

図3〜5に示す、公称能力が20トン/hrのキュポラを用いて本発明を実施した。用いたキュポラの耐火煉瓦層内壁面の直径(D0)は2100mmであり、各羽口の先端をつないだ羽口面内径の直径(D)を1300mmとした。つまり、前述した(1)式で算出される羽口先端面積比を38%とした。このように配置した羽口から約600℃に加熱した熱風を180〜240Nm3/分の流量で吹き込んだ。 The present invention was implemented using a cupola having a nominal capacity of 20 ton / hr shown in FIGS. The diameter (D 0 ) of the inner wall surface of the firebrick layer of the cupola used was 2100 mm, and the diameter (D) of the tuyere surface inner diameter connecting the tips of each tuyere was 1300 mm. That is, the tuyere tip area ratio calculated by the above-described equation (1) was 38%. Hot air heated to about 600 ° C. was blown from the tuyere thus arranged at a flow rate of 180 to 240 Nm 3 / min.

また、吹き込みランスからは、音速の1.8倍の流速で酸素ガスを吹き込んだ。3基の吹き込みランスから同時に酸素ガスを吹き込む場合と、3基の吹き込みランスのうちの2基から吹き込む場合と、3基の吹き込みランスのうちの1基から吹き込む場合と、何れの吹き込みランスからも吹き込まない場合を実施した。3基の吹き込みランスのうちの1基から吹き込む場合には、それぞれの吹き込みランスから1分間吹き込み、吹き込みランスを円周方向に順序切り替えた。3基の吹き込みランスのうちの2基から吹き込む場合にも、これと同様に行ったが、常時2基の吹き込みランスから吹き込んでおり、1つの吹き込みランスでは2分間連続して吹き込んだ。使用するコークスとしては、粒径が50〜70mmの高炉用コークスと、粒径が120mm以上の鋳物用コークスとを併用し、吹き込みランスから酸素ガスを吹き込む場合には、使用するコークスの60%を高炉用コークスとし、吹き込みランスから酸素ガスを吹き込まない場合には、使用するコークスの40%を高炉用コークスとした。   In addition, oxygen gas was blown from the blowing lance at a flow rate of 1.8 times the speed of sound. When oxygen gas is simultaneously blown from three blowing lances, when blowing from two of the three blowing lances, when blowing from one of the three blowing lances, and from any blowing lance The case of not blowing was carried out. When blowing from one of the three blowing lances, each blowing lance was blown for 1 minute, and the blowing lances were switched in the circumferential direction. In the case of blowing from two of the three blowing lances, the same operation was performed, but blowing was always carried out from two blowing lances, and one blowing lance was blown continuously for 2 minutes. As coke to be used, when coke for blast furnace having a particle size of 50 to 70 mm and coke for casting having a particle size of 120 mm or more are used in combination and oxygen gas is blown from a blowing lance, 60% of the coke to be used is reduced. When blast furnace coke was used and oxygen gas was not blown from the blow lance, 40% of the coke used was blast furnace coke.

このキュポラを用いて冷鉄源を溶解して溶銑を溶製した結果、吹き込みランスから酸素ガスを吹き込まない場合には、公称能力と同等の20トン/hrの溶解能力であったが、3基の吹き込みランス全てから酸素ガスを吹き込んだ場合には、28トン/hrの溶解能力を得ることができた。また、吹き込みランスから酸素ガスを吹き込んだ場合もまた吹き込まない場合も、高炉用コークスを使用することによる弊害は何ら発生しなかった。   As a result of melting the cold iron source using this cupola and melting the molten iron, when oxygen gas was not blown from the blowing lance, the melting capacity was 20 tons / hr, which was equivalent to the nominal capacity. When oxygen gas was blown from all the blowing lances, a melting capacity of 28 tons / hr could be obtained. Moreover, no adverse effect was caused by using the blast furnace coke, whether oxygen gas was blown or not blown from the blowing lance.

羽口先端面積比が60%の場合と38%の場合とで、冷却水の抜熱量について調査した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having investigated about the amount of heat removal of cooling water in the case where a tuyere tip area ratio is 60% and 38%. 試験操業により得られた羽口先端面積比と単位時間当たりの溶解量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the tuyere tip area ratio obtained by test operation, and the amount of melt | dissolution per unit time. 本発明を実施する際に用いたキュポラの概略側断面図である。It is a schematic sectional side view of the cupola used when implementing this invention. 図3に示す羽口部の概略拡大側断面図である。It is a general | schematic expanded side sectional view of a tuyere part shown in FIG. 図3に示すキュポラの羽口部における概略平断面図である。It is a schematic plane sectional view in the tuyere part of the cupola shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 キュポラ
2 炉本体
3 耐火煉瓦層
4 原料装入口
5 上蓋
6 排気孔
7 風箱
8 羽口導管
9 羽口
10 スキンマ
11 出湯樋
12 吹き込みランス
13 排気ダクト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cupola 2 Furnace main body 3 Refractory brick layer 4 Raw material inlet 5 Upper lid 6 Exhaust hole 7 Wind box 8 Tuyere conduit 9 Tuyere 10 Skinma 11 Hot water spout 12 Blow lance 13 Exhaust duct

Claims (4)

キュポラの羽口部における炉体内壁面の直径をD0 とし、各羽口の先端をつないだ羽口面内径の直径をDとしたときに、下記の(1)式で定義される羽口先端面積比が32〜42%の範囲内となるように配置された羽口を備えたキュポラを用い、コークスを主燃料として冷鉄源を溶解して溶銑を溶製することを特徴とする、キュポラによる溶銑の溶製方法。
S=(D2 /D0 2)×100 …(1)
但し、(1)式におけるSは羽口先端面積比(%)である。
The tip of the tuyere defined by the following equation (1) where D 0 is the diameter of the inner wall of the furnace wall at the tuyere of the cupola, and D is the diameter of the inner diameter of the tuyere surface connecting the tips of each tuyere A cupola having a tuyere arranged so that the area ratio is in a range of 32 to 42%, and using a coke as a main fuel, a cold iron source is melted to produce molten iron. Method of making hot metal with
S = (D 2 / D 0 2 ) × 100… (1)
However, S in Formula (1) is a tuyere tip area ratio (%).
音速以上の流速でガスを噴射することのできる吹き込みランスを羽口の内部に配置し、該吹き込みランスから音速以上の流速で酸素ガスを炉内に吹き込むことを特徴とする、請求項1に記載のキュポラによる溶銑の溶製方法。   2. The blow lance capable of injecting gas at a flow velocity higher than the sonic velocity is disposed inside the tuyere, and oxygen gas is blown into the furnace from the blow lance at a flow velocity higher than the sonic velocity. Of hot metal with cupola. 前記吹き込みランスを複数の羽口に設置し、各吹き込みランスから交互に酸素ガスを噴射することを特徴とする、請求項2に記載のキュポラによる溶銑の溶製方法。   The method for producing hot metal with a cupola according to claim 2, wherein the blowing lances are installed in a plurality of tuyere and oxygen gas is alternately injected from each blowing lance. 使用するコークスとして、高炉用コークスを鋳物用コークスと併用することを特徴とする、請求項1ないし請求項3の何れか1つに記載のキュポラによる溶銑の溶製方法。   The method for producing hot metal by using a cupola according to any one of claims 1 to 3, wherein coke for blast furnace is used in combination with coke for casting as coke to be used.
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