JP2021188107A - Operation method of electric furnace - Google Patents

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Abstract

To provide an operation method of an electric furnace in which an arc can be efficiently coated.SOLUTION: An operation method of an electric furnace according to one embodiment of the present invention is an operation method of an arc-type electric furnace for smelting molten steel while forming slag on a bath surface. The operation method includes: a slag formation step (step S1) of forming a slag containing CaO, SiO2, MgO, and FeO; and a step (step S2) of charging an additive containing CaO, SiO2, and FeO and a charcoal material near an electrode after the slag formation step (step S1). The basicity of the additive is smaller than that of the slag formed in the slag formation step (step S1).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電気炉の操業方法に関する。 The present invention relates to an operating method of an electric furnace.

アーク式電気炉の操業では、スラグをフォーミングさせ、電極先端から溶鋼浴面へ照射されるアークをフォーミングスラグで覆うことによって、アークから発生する輻射熱をスラグへ取り込んで熱効率を高めている。 In the operation of the arc-type electric furnace, the slag is formed and the arc radiated from the tip of the electrode to the molten steel bath surface is covered with the forming slag, so that the radiant heat generated from the arc is taken into the slag to improve the thermal efficiency.

特開2003−293024号公報には、スラグ層に酸素ガスと同時に炭材を吹き込み、スラグのフォーミングを起こさせる電気炉の操業方法が記載されている。同公報には、酸化鉄を含有するスラグが炉外へ排出されることを抑制するため、還元期の開始から終了の数分前までは、フォーミングするスラグの高さを、最小限でアークが覆われるように、炭材吹き込み量及び/又は電気炉の傾動角を調整することが記載されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-293024 describes an operation method of an electric furnace in which a carbonaceous material is blown into a slag layer at the same time as oxygen gas to cause forming of slag. In the same gazette, in order to suppress the discharge of iron oxide-containing slag to the outside of the furnace, the height of the forming slag is minimized from the start to a few minutes before the end of the reduction period. It is described that the amount of carbonaceous material blown and / or the tilt angle of the electric furnace is adjusted so as to be covered.

特開平2−107712号公報には、アーク炉内の電極近傍に、吹込手段によって鉄粉と加炭材とを吹き込み、鉄粉中の鉄分を溶解するようにした吹込溶解法が記載されている。同公報には、鉄粉と同時に吹き込まれた加炭材が鉄粉又はFeOを還元することによってスラグが泡立ち、アークを包み込んで昇温効率を向上させることが記載されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-107712 describes a blowing melting method in which iron powder and a carbonizing material are blown into the vicinity of an electrode in an arc furnace by a blowing means to dissolve the iron content in the iron powder. .. The publication describes that the charcoal-added material blown at the same time as the iron powder reduces the iron powder or FeO, so that the slag foams and envelops the arc to improve the temperature rise efficiency.

特開昭58−73714号公報には、アーク炉を用いた脱リン方法が記載されている。同公報には、塩基度の高いスラグを与える造滓剤を使用し、炉内の溶解物の内部に、不活性ガスの流れにのせて炭素粉末を吹き込むとともに、酸素ガスを吹き込み、それによってスラグ中に泡沫層を形成し流動させ、スラグ除去を容易にすることが記載されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-73714 describes a dephosphorization method using an arc furnace. In the same gazette, a slag-forming agent that gives highly basic slag is used, and carbon powder is blown into the inside of the solution in the furnace on a flow of inert gas, and oxygen gas is blown into the inside, thereby causing slag. It is described that a foam layer is formed and fluidized therein to facilitate slag removal.

特開2017−166022号公報には、アーク式電気炉による金属溶解方法が記載されている。同公報には、泡立ち箇所の偏りと泡立量の不足を解決することを目的として、スラグの塩基度を0.5以上1.5以下、かつスラグのAl濃度を5質量%以上15質量%以下とすることが記載されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-166022 describes a metal melting method using an arc-type electric furnace. In the same publication, the basicity of the slag is 0.5 or more and 1.5 or less, and the Al 2 O 3 concentration of the slag is 5% by mass or more for the purpose of solving the bias of the foaming portion and the insufficient amount of foaming. It is stated that it is 15% by mass or less.

特開2003−293024号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-293024 特開平2−107712号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-107712 特開昭58−73714号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-73714 特開2017−166022号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-166022

アークをフォーミングスラグで被覆するため、スラグ量を増加させたり、スラグへ吹き込む炭材や酸素の量を増加させたりすることが一般的に行われている。しかしこの方法では、スラグ全体のフォーミングを助長させるため、多量の副原料(CaO等)や炭材、酸素が必要となり、溶鋼製造コストが大幅に増加する。 Since the arc is covered with forming slag, it is common practice to increase the amount of slag and the amount of carbonaceous material and oxygen blown into the slag. However, this method requires a large amount of auxiliary raw materials (CaO, etc.), carbonaceous material, and oxygen in order to promote the forming of the entire slag, which greatly increases the cost of producing molten steel.

そこで、前掲の特開平2−107712号公報には、アーク炉内の電極近傍に鉄粉と加炭材とを吹き込むことが提案されている。しかし同公報には、スラグの特性がフォーミングの挙動に及ぼす影響については言及されていない。そのため、以下に説明するように、アーク近傍のフォーミングが十分に助長されず、アークの被覆が不十分になる可能性がある。 Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-107712 described above proposes blowing iron powder and a carbonizing material into the vicinity of the electrodes in an arc furnace. However, the publication does not mention the effect of slag properties on forming behavior. Therefore, as described below, forming in the vicinity of the arc may not be sufficiently promoted, and the covering of the arc may be insufficient.

すなわち、スラグの流動性が高い場合、アーク近傍で生成されたフォーミングスラグはすぐにアーク近傍から周囲へ流動するため、アーク近傍のスラグを十分な高さまでフォーミングさせることが困難になる。また、流動性の高いスラグを用いると、炉体耐火物の溶損量が増加するという問題もある。 That is, when the fluidity of the slag is high, the forming slag generated in the vicinity of the arc immediately flows from the vicinity of the arc to the surroundings, so that it becomes difficult to form the slag in the vicinity of the arc to a sufficient height. Further, when slag having high fluidity is used, there is a problem that the amount of melting damage of the refractory material of the furnace body increases.

一方、スラグの流動性が低い場合、アーク近傍に多量の鉄粉と炭材とを吹き込んでCOガスを生成させても、スラグがあまりフォーミングしない段階でCOガスがスラグから抜け出し、十分な高さまでスラグをフォーミングさせることができない。そのため、フォーミングスラグによってアークを十分に被覆することが困難になる。 On the other hand, when the fluidity of the slag is low, even if a large amount of iron powder and carbonaceous material are blown into the vicinity of the arc to generate CO gas, the CO gas escapes from the slag at a stage where the slag does not form so much and reaches a sufficient height. Unable to form slag. Therefore, it becomes difficult to sufficiently cover the arc with the forming slag.

本発明の目的は、アークを効率的に被覆することができる電気炉の操業方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method of operating an electric furnace capable of efficiently covering an arc.

本発明の一実施形態による電気炉の操業方法は、浴面上でスラグをフォーミングさせつつ溶鋼を製錬するアーク式電気炉の操業方法であって、CaO、SiO、MgO、及びFeOを含むスラグを形成するスラグ形成工程と、前記スラグ形成工程後、電極近傍にCaO、SiO、及びFeOを含む添加剤、並びに炭材を投入する工程と、を備え、前記添加剤の塩基度が、前記スラグ形成工程で形成されるスラグの塩基度よりも小さい。 The method for operating an electric furnace according to an embodiment of the present invention is a method for operating an arc-type electric furnace that smelts molten steel while forming slag on the bath surface , and includes CaO, SiO 2 , MgO, and FeO. A slag forming step of forming a slag, and after the slag forming step, an additive containing CaO, SiO 2 , and FeO in the vicinity of the electrode, and a step of adding a carbonaceous material are provided, and the basicity of the additive is determined. It is smaller than the basicity of the slag formed in the slag forming step.

本発明によれば、アークを効率的に被覆することができる。 According to the present invention, the arc can be efficiently covered.

図1は、電気炉の構成の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an electric furnace. 図2は、本発明の一実施形態による電気炉の操業方法のフロー図である。FIG. 2 is a flow chart of an operating method of an electric furnace according to an embodiment of the present invention.

本発明者らは、スラグへの炭材添加によるフォーミング挙動を調査した。その結果、スラグの流動性が高い(固液共存スラグにおいては、スラグの液相率が高いこととほぼ同じ)ほど、フォーミング高さが向上することが分かった。 The present inventors investigated the forming behavior due to the addition of carbonaceous material to slag. As a result, it was found that the higher the fluidity of the slag (in the case of solid-liquid coexisting slag, the same as the high liquid phase ratio of the slag), the higher the forming height.

また、スラグ浴の中央付近へ炭材を投入する実験では、スラグの流動性が低い場合、浴の中央で生成したフォーミングはそれほど高くならず、フォーミングスラグは中央から周囲へゆっくりと広がった。それに対し、スラグの流動性が高い場合、浴の中央で生成したフォーミングスラグはかなり高くなったが、フォーミングスラグは速やかに周囲へ広がり、中央のフォーミングの高さはすぐに低下した。 Moreover, in the experiment in which the carbonaceous material was put into the vicinity of the center of the slag bath, when the fluidity of the slag was low, the forming generated in the center of the bath was not so high, and the forming slag slowly spread from the center to the surroundings. On the other hand, when the fluidity of the slag was high, the forming slag generated in the center of the bath was considerably high, but the forming slag spread rapidly to the surroundings, and the height of the forming in the center decreased immediately.

本発明者らは、上記の結果から、電極近傍以外のスラグの流動性は低くしつつ、電極近傍のスラグの流動性を高くすることによって、電極近傍のスラグのフォーミング高さを向上させて、アークを効率的に被覆できることに着想した。 From the above results, the present inventors have improved the forming height of the slag near the electrode by increasing the fluidity of the slag near the electrode while reducing the fluidity of the slag other than the vicinity of the electrode. I came up with the idea of being able to cover the arc efficiently.

本発明は、以上の知見に基づいて完成された。以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。 The present invention has been completed based on the above findings. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated. The dimensional ratio between the constituent members shown in each figure does not necessarily indicate the actual dimensional ratio.

図1は、電気炉の一例である電気炉1の模式図である。この電気炉1の構成は、あくまでも説明のための例示であって、本実施形態による電気炉の操業方法で用いる電気炉の構成を限定するものではない。 FIG. 1 is a schematic diagram of an electric furnace 1 which is an example of an electric furnace. The configuration of the electric furnace 1 is merely an example for explanation, and does not limit the configuration of the electric furnace used in the operation method of the electric furnace according to the present embodiment.

電気炉1は、炉体10、電極20、並びにノズル30及び35を備えている。炉体10は、炉底部11、側壁部12、及び炉蓋13を含んでる。炉底部11及び側壁部12の少なくとも一部には、定形及び非定形の炉体耐火物(不図示)が配置されている。炉底部11及び側壁部12の一部は水冷されていてもよい。 The electric furnace 1 includes a furnace body 10, electrodes 20, and nozzles 30 and 35. The furnace body 10 includes a furnace bottom portion 11, a side wall portion 12, and a furnace lid 13. Regular and non-standard refractories (not shown) are arranged in at least a part of the bottom 11 and the side wall 12. A part of the furnace bottom portion 11 and the side wall portion 12 may be water-cooled.

電極20は、炉底部11に保持されるスクラップや溶鋼との間にアークを発生させる。図1では、電極20が3本である場合を図示しているが、電極20の数は任意である。電気炉1は、交流式であってもよいし、直流式であってもよい。 The electrode 20 generates an arc between the scrap and the molten steel held in the furnace bottom 11. FIG. 1 shows a case where the number of electrodes 20 is three, but the number of electrodes 20 is arbitrary. The electric furnace 1 may be an AC type or a DC type.

ノズル30は、炉体10内に酸素を吹き込み、ノズル35は、炉体10内に炭材を吹き込む。炭材は例えば、Ar、CO等の不活性ガスをキャリアーガスとして吹き込まれる。ノズル30及び35の各々は、溶解中、溶鋼M又はスラグSに接触するようにしてもよいし、溶鋼M又はスラグSに接触しないようにしてもよい。図1では、ノズル30及び35が各々1本ずつであるように図示しているが、ノズル30及び35はそれぞれ複数配置されていてもよい。 The nozzle 30 blows oxygen into the furnace body 10, and the nozzle 35 blows charcoal material into the furnace body 10. For example, the carbonaceous material is blown with an inert gas such as Ar or CO 2 as a carrier gas. Each of the nozzles 30 and 35 may be in contact with the molten steel M or slag S during melting, or may not be in contact with the molten steel M or slag S. In FIG. 1, the nozzles 30 and 35 are shown to be one each, but a plurality of nozzles 30 and 35 may be arranged respectively.

図2は、本発明の一実施形態による電気炉の操業方法のフロー図である。この操業方法は、スラグを形成する工程(ステップS1)と、電極近傍に添加剤及び炭材を投入する工程(ステップS2)とを備えている。 FIG. 2 is a flow chart of an operating method of an electric furnace according to an embodiment of the present invention. This operation method includes a step of forming a slag (step S1) and a step of adding an additive and a carbonaceous material in the vicinity of the electrode (step S2).

まず、炉体10内にスラグSを形成する(ステップS1)。この工程は、具体的には例えば、次のように行うことができる。 First, the slag S is formed in the furnace body 10 (step S1). Specifically, this step can be performed as follows, for example.

炉体10内に、スクラップや銑鉄等の鉄原料、及びCaO等の副材を装入する。電極20に電圧を印加し、電極20と鉄原料との間にアークを発生させ、アークの熱によって鉄原料を溶解する。このとき、ノズル30及び35からそれぞれ酸素及び炭材を吹き込み、鉄原料の溶解を促進することが好ましい。 Iron raw materials such as scrap and pig iron, and auxiliary materials such as CaO are charged into the furnace body 10. A voltage is applied to the electrode 20 to generate an arc between the electrode 20 and the iron raw material, and the heat of the arc melts the iron raw material. At this time, it is preferable to blow oxygen and carbonaceous material from the nozzles 30 and 35, respectively, to promote the dissolution of the iron raw material.

鉄原料が溶解することによって、鉄原料から分離した成分と副材とが混合してスラグSが形成される。以下、この工程で形成されるスラグを「バルクスラグ」と呼ぶ。 When the iron raw material is dissolved, the component separated from the iron raw material and the auxiliary material are mixed to form slag S. Hereinafter, the slag formed in this step is referred to as "bulk slag".

バルクスラグは、CaO、SiO、MgO、及びFeOを含んでいる。バルクスラグは、CaO、SiO、MgO、及びFeO以外の成分(例えばAl)を含んでいてもよい。 Bulk slag contains CaO, SiO 2 , MgO, and FeO. The bulk slag may contain components other than CaO, SiO 2 , MgO, and FeO (eg, Al 2 O 3).

バルクスラグの塩基度は、好ましくは2.0〜4.0である。ここでバルクスラグの塩基度とは、バルクスラグのSiO含有量(単位は質量%)に対するCaO含有量(単位は質量%)の比(CaO/SiO)である。 The basicity of the bulk slag is preferably 2.0 to 4.0. Here, the basicity of bulk slag is the ratio (CaO / SiO 2 ) of the CaO content (unit: mass%) to the SiO 2 content (unit: mass%) of the bulk slag.

バルクスラグの塩基度が低すぎると、バルクスラグの流動性が高くなりすぎ、炉壁に設けた廃滓口から横溢する場合がある。また、バルクスラグの塩基度が低すぎると、炉体耐火物の溶損量が増加する場合がある。一方、バルクスラグの塩基度が高すぎると、流動性が低くなりすぎ、アークを被覆することが困難になる場合がある。バルクスラグの塩基度の下限は、より好ましくは2.4であり、さらに好ましくは2.8である。バルクスラグの塩基度の上限は、より好ましくは3.6であり、さらに好ましくは3.2である。 If the basicity of the bulk slag is too low, the fluidity of the bulk slag becomes too high, and the bulk slag may overflow from the waste port provided on the furnace wall. Further, if the basicity of the bulk slag is too low, the amount of erosion of the refractory of the furnace body may increase. On the other hand, if the basicity of the bulk slag is too high, the fluidity may be too low and it may be difficult to cover the arc. The lower limit of the basicity of bulk slag is more preferably 2.4, still more preferably 2.8. The upper limit of the basicity of bulk slag is more preferably 3.6, still more preferably 3.2.

バルクスラグのMgOの含有量は、8〜14質量%であることが好ましい。バルクスラグのMgO含有量が低すぎると、炉体耐火物の溶損量が増加する場合がある。一方、バルクスラグのMgO含有量が高すぎると、スラグ中に遊離MgOが残り、スラグを路盤材等に利用する際、雨水との反応により膨張する場合がある。バルクスラグのMgO含有量の下限は、より好ましくは10質量%である。バルクスラグのMgO含有量の上限は、より好ましくは13質量%である。 The MgO content of the bulk slag is preferably 8 to 14% by mass. If the MgO content of the bulk slag is too low, the amount of melt damage of the refractory of the furnace body may increase. On the other hand, if the MgO content of the bulk slag is too high, free MgO remains in the slag, and when the slag is used as a roadbed material or the like, it may expand due to a reaction with rainwater. The lower limit of the MgO content of the bulk slag is more preferably 10% by mass. The upper limit of the MgO content of the bulk slag is more preferably 13% by mass.

バルクスラグのFeOの含有量は、20〜40質量%であることが好ましい。バルクスラグのFeO含有量が低すぎると、スラグの流動性が低下しすぎてフォーミングし難くなる場合がある。一方、バルクスラグのFeO含有量が高すぎると、鉄歩留まりが低下する。バルクスラグのFeO含有量の下限は、より好ましくは25質量%である。バルクスラグのFeO含有量の上限は、より好ましくは35質量%である。 The FeO content of the bulk slag is preferably 20 to 40% by mass. If the FeO content of the bulk slag is too low, the fluidity of the slag may be too low to form. On the other hand, if the FeO content of the bulk slag is too high, the iron yield will decrease. The lower limit of the FeO content of the bulk slag is more preferably 25% by mass. The upper limit of the FeO content of the bulk slag is more preferably 35% by mass.

バルクスラグのCaO、SiO、MgO、及びFeO以外の成分の含有量の合計は、20質量%以下であることが好ましい。CaO、SiO、MgO、及びFeO以外の成分の含有量の合計は、より好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。 The total content of the components other than CaO, SiO 2 , MgO, and FeO in the bulk slag is preferably 20% by mass or less. The total content of the components other than CaO, SiO 2 , MgO, and FeO is more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less.

バルクスラグの塩基度及び組成は、例えば炉体10内に装入する鉄原料や副材の成分及びその量によって調整することができる。なお後述するとおり、鉄原料及び副材の溶解性を高めるため、前回のヒートのスラグや溶鋼の一部を炉体10内に残存させたまま鉄原料や副材を装入する場合がある。この場合、炉内に残存させたスラグや溶鋼(種湯)の成分も考慮して、バルクスラグの塩基度が上述した範囲となるように、鉄原料や副材の成分及びその量を決定すればよい。 The basicity and composition of the bulk slag can be adjusted, for example, by the components of the iron raw material and the auxiliary material to be charged into the furnace body 10 and the amount thereof. As will be described later, in order to improve the solubility of the iron raw material and the auxiliary material, the iron raw material and the auxiliary material may be charged while a part of the slag and the molten steel of the previous heat remains in the furnace body 10. In this case, if the components of the iron raw material and auxiliary materials and their amounts are determined so that the basicity of the bulk slag is within the above-mentioned range, taking into consideration the components of the slag and molten steel (seed hot water) remaining in the furnace. good.

酸素を吹き込む場合、酸素の供給量は、これに限定されないが、例えば5〜50Nm/(溶鋼ton・時間)とすることができる。酸素の供給量の下限は、好ましくは10Nm/(溶鋼ton・時間)である。酸素の供給量の上限は、好ましくは40Nm/(溶鋼ton・時間)である。 When oxygen is blown, the amount of oxygen supplied is not limited to this, but can be, for example, 5 to 50 Nm 3 / (molten steel ton / hour). The lower limit of the amount of oxygen supplied is preferably 10 Nm 3 / (molten steel ton / hour). The upper limit of the amount of oxygen supplied is preferably 40 Nm 3 / (molten steel ton / hour).

炭材は、例えばカーボン粉である。炭材を吹き込む場合、炭材の供給量は、これに限定されないが、例えば10〜120kg/分である。炭材の供給量の下限は、好ましくは30kg/分である。炭材の供給量の上限は、好ましくは90kg/分である。 The charcoal material is, for example, carbon powder. When the charcoal material is blown, the supply amount of the charcoal material is not limited to this, but is, for example, 10 to 120 kg / min. The lower limit of the supply amount of the carbonaceous material is preferably 30 kg / min. The upper limit of the supply amount of the carbonaceous material is preferably 90 kg / min.

バルクスラグを形成後、電極20の近傍に添加剤及び炭材を投入する(ステップS2)。なお、電極20の近傍に添加剤及び炭材を投入している間、バルクスラグへの酸素及び炭材の吹き込みを行ってもよいし、行わなくてもよい。 After forming the bulk slag, the additive and the carbonaceous material are added in the vicinity of the electrode 20 (step S2). It should be noted that oxygen and the carbonaceous material may or may not be blown into the bulk slag while the additive and the carbonaceous material are charged in the vicinity of the electrode 20.

添加剤は、CaO、SiO、及びFeOを含んでいる。添加剤は、CaO、SiO、及びFeOを所定の割合で含む組成物であってもよいし、CaO、SiO、及びFeOを所定の割合で混合した混合物であってもよい。添加剤は、CaO、SiO、及びFeO以外の成分(例えばMgOやAl)を含んでいてもよい。添加剤として例えば、電気炉1や他の炉で生成されたスラグを用いてもよい。 Additives include CaO, SiO 2 , and FeO. Additives, CaO, SiO 2, and to the FeO may be a composition comprising in a predetermined ratio, CaO, SiO 2, and FeO may also be a mixture obtained by mixing at a predetermined ratio. Additives, CaO, SiO 2, and may contain components (e.g. MgO or Al 2 O 3) other than the FeO. As the additive, for example, slag produced in the electric furnace 1 or another furnace may be used.

本実施形態では、添加剤の塩基度をバルクスラグの塩基度よりも小さくする。ここで、添加剤の塩基度とは、添加剤のSiO含有量(単位は質量%)に対するCaO含有量(単位は質量%)の比(CaO/SiO)である。 In this embodiment, the basicity of the additive is made smaller than the basicity of the bulk slag. Here, the basicity of the additive is the ratio (CaO / SiO 2 ) of the CaO content (unit: mass%) to the SiO 2 content (unit: mass%) of the additive.

すなわち本実施形態では、バルクスラグの塩基度よりも塩基度の低い添加剤を、炭材とともに電極近傍に投入する。これによって電極近傍のスラグの塩基度を低下させ、電極近傍のスラグの流動性を高くする。これによって電極20付近のフォーミングスラグを増加させ、電極20から発生するアークをフォーミングスラグで覆うことができる。 That is, in the present embodiment, an additive having a basicity lower than that of the bulk slag is charged in the vicinity of the electrode together with the carbonaceous material. This lowers the basicity of the slag near the electrode and increases the fluidity of the slag near the electrode. As a result, the forming slag in the vicinity of the electrode 20 can be increased, and the arc generated from the electrode 20 can be covered with the forming slag.

添加剤の塩基度は、好ましくは0.7以上2.0未満である。添加剤の塩基度が高すぎると、電極近傍のスラグの塩基度を低下させることができず、上記の効果が十分に得られない場合がある。一方、添加剤の塩基度が低すぎると、バルクスラグの塩基度が低くなりすぎる場合がある。添加剤の塩基度の下限は、より好ましくは0.8であり、さらに好ましくは0.9である。添加剤の塩基度の上限は、より好ましくは1.9であり、より好ましくは1.5であり、さらに好ましくは1.2である。 The basicity of the additive is preferably 0.7 or more and less than 2.0. If the basicity of the additive is too high, the basicity of the slag in the vicinity of the electrode cannot be lowered, and the above effects may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the basicity of the additive is too low, the basicity of the bulk slag may be too low. The lower limit of the basicity of the additive is more preferably 0.8, still more preferably 0.9. The upper limit of the basicity of the additive is more preferably 1.9, more preferably 1.5, and even more preferably 1.2.

添加剤のFeOの含有量は、10〜40質量%であることが好ましい。添加剤のFeO含有量が低すぎると、COガス発生量が少なくなり、フォーミングし難い場合がある。一方、添加剤のFeO含有量が高すぎると、電極近傍のスラグを過度に冷却してしまい、フォーミングし難くなる場合がある。FeO含有量の下限は、より好ましくは20質量%である。FeO含有量の上限は、より好ましくは35質量%である。 The FeO content of the additive is preferably 10 to 40% by mass. If the FeO content of the additive is too low, the amount of CO gas generated may be small and it may be difficult to form. On the other hand, if the FeO content of the additive is too high, the slag in the vicinity of the electrode may be excessively cooled, making it difficult to form. The lower limit of the FeO content is more preferably 20% by mass. The upper limit of the FeO content is more preferably 35% by mass.

添加剤のCaO、SiO、及びFeO以外の成分の含有量の合計は、20質量%以下であることが好ましい。CaO、SiO、及びFeO以外の成分の含有量の合計は、より好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。 The total content of the additives other than CaO, SiO 2 , and FeO is preferably 20% by mass or less. The total content of the components other than CaO, SiO 2 , and FeO is more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less.

添加剤及び炭材の投入は例えば、電極20の近傍に向けたノズル(不図示)によって添加剤及び炭材を吹き込むことで行うことができる。この場合、添加剤及び炭材は、同じノズルで吹き込んでもよいし、別々のノズルで吹き込んでもよい。あるいは、添加剤及び炭材の投入は、添加剤及び炭材をペレット状にして電極20の近傍に投下することで行ってもよい。 The additive and the carbonaceous material can be added, for example, by blowing the additive and the carbonaceous material into the vicinity of the electrode 20 by a nozzle (not shown). In this case, the additive and the carbonaceous material may be blown by the same nozzle or may be blown by different nozzles. Alternatively, the additive and the carbonaceous material may be added by pelletizing the additive and the carbonaceous material and dropping them in the vicinity of the electrode 20.

添加剤の供給量は、これに限定されないが、例えばバルクスラグの質量の5〜20%とすることができる。添加剤の供給量の下限は、好ましくはバルクスラグの質量の8%である。添加剤の供給量の上限は、好ましくはバルクスラグの質量の15%である。 The supply amount of the additive is not limited to this, but can be, for example, 5 to 20% of the mass of the bulk slag. The lower limit of the additive supply is preferably 8% by mass of the bulk slag. The upper limit of the additive supply is preferably 15% of the mass of the bulk slag.

電極近傍に投入する炭材の供給量は、これに限定されないが、例えば0.2〜1.0kg/溶鋼tonとすることができる。電極近傍に投入する炭材の供給量の下限は、好ましくは0.3kg/溶鋼tonである。電極近傍に投入する炭材の供給量の上限は、好ましくは0.8kg/溶鋼tonである。 The amount of the carbonaceous material to be charged in the vicinity of the electrode is not limited to this, but may be, for example, 0.2 to 1.0 kg / molten steel ton. The lower limit of the supply amount of the carbonaceous material to be charged in the vicinity of the electrode is preferably 0.3 kg / molten steel ton. The upper limit of the supply amount of the carbonaceous material to be charged in the vicinity of the electrode is preferably 0.8 kg / molten steel ton.

所定の時間製錬を行った後、炉体10内のスラグS(バルクスラグ及びその後の添加剤の投入によって形成されたスラグを含む。)を排出する。必要に応じてさらに還元作業を行った後、製錬した溶鋼Mを取り出す。溶鋼Mの取り出しは例えば、傾動装置によって炉体10を傾動させ、炉底部11の偏芯した位置に設けられたEBT(Eccentric Bottom Tapping)出鋼口から溶鋼を排出することで行うことができる。このとき、前述したとおり、次回のヒートでの鉄原料や副材の溶解性を高めるため、スラグSを排出する工程及び溶鋼Mを取り出す工程において、スラグSや溶鋼Mの一部を炉体10内に残存させておいてもよい。 After smelting for a predetermined time, the slag S (including the slag formed by the bulk slag and the subsequent addition of the additive) in the furnace body 10 is discharged. After further reduction work is performed as necessary, the smelted molten steel M is taken out. The molten steel M can be taken out, for example, by tilting the furnace body 10 with a tilting device and discharging the molten steel from an EBT (Eccentric Bottom Tapping) outlet provided at an eccentric position of the furnace bottom portion 11. At this time, as described above, in order to improve the solubility of the iron raw material and the auxiliary material in the next heat, in the step of discharging the slag S and the step of taking out the molten steel M, a part of the slag S and the molten steel M is used as the furnace body 10. You may leave it inside.

以上、本発明の一実施形態による電気炉の操業方法を説明した。本実施形態によれば、電極近傍のフォーミングスラグを増加させることによって、アークを効率的に被覆することができる。 The method of operating the electric furnace according to the embodiment of the present invention has been described above. According to this embodiment, the arc can be efficiently covered by increasing the forming slag in the vicinity of the electrodes.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. The present invention is not limited to these examples.

[比較例1]
電気炉にスクラップ約100ton、CaO、SiO、及びMgOを装入し、炉壁から酸素とカーボン粉とを吹き込みつつ、炉中央上方に設置した電極からアークを照射してスクラップを溶解させた。生成したスラグは約7.0tonであり、塩基度は3.0、MgO含有量:12質量%、FeO含有量:30質量%であった。その後も、炉壁から酸素(3000Nm/時間)及びカーボン粉(60kg/分)をスラグ中に吹き込んでフォーミングさせながらアーク照射を続け、溶鋼温度を約1650℃とした。
[Comparative Example 1]
Approximately 100 tons of scrap, CaO, SiO 2 , and MgO were charged into an electric furnace, and while oxygen and carbon powder were blown from the furnace wall, an arc was irradiated from an electrode installed above the center of the furnace to melt the scrap. The produced slag was about 7.0 ton, the basicity was 3.0, the MgO content was 12% by mass, and the FeO content was 30% by mass. After that, oxygen (3000 Nm 3 / hour) and carbon powder (60 kg / min) were blown into the slag from the furnace wall to continue arc irradiation while forming, and the molten steel temperature was set to about 1650 ° C.

溶鋼浴面上に未溶解スクラップがなくなった後、オペレータが炉内を観察したところ、電極近傍のスラグのフォーミング高さは不安定で、ときにはアークが大幅に露出していた。これは、スラグ(バルクスラグ)の塩基度が高すぎ、スラグの流動性が低かったためと考えられる。 When the operator observed the inside of the furnace after the undissolved scrap disappeared on the molten steel bath surface, the forming height of the slag near the electrodes was unstable, and sometimes the arc was greatly exposed. It is considered that this is because the basicity of slag (bulk slag) was too high and the fluidity of slag was low.

[比較例2]
電気炉にスクラップ約100ton、CaO、SiO、及びMgOを装入し、炉壁から酸素とカーボン粉とを吹き込みつつ、炉中央上方に設置した電極からアークを照射してスクラップを溶解させた。生成したスラグは約7.0tonであり、塩基度は1.0、MgO含有量:12質量%、FeO含有量:30質量%であった。その後も、炉壁から酸素(3000Nm/時間)及びカーボン粉(60kg/分)をスラグ中に吹き込んでフォーミングさせながらアーク照射を続け、溶鋼温度を約1650℃とした。
[Comparative Example 2]
Approximately 100 tons of scrap, CaO, SiO 2 , and MgO were charged into an electric furnace, and while oxygen and carbon powder were blown from the furnace wall, an arc was irradiated from an electrode installed above the center of the furnace to melt the scrap. The produced slag was about 7.0 ton, the basicity was 1.0, the MgO content was 12% by mass, and the FeO content was 30% by mass. After that, oxygen (3000 Nm 3 / hour) and carbon powder (60 kg / min) were blown into the slag from the furnace wall to continue arc irradiation while forming, and the molten steel temperature was set to about 1650 ° C.

溶鋼浴面上に未溶解スクラップがなくなった後、オペレータが炉内を観察したところ、スラグは激しくフォーミングしており、アークは十分に被覆されていた。そのため、比較例1と比較して、電力原単位は5%向上した。一方、耐火物溶損量は20%増加した。 After the undissolved scrap was removed from the molten steel bath surface, the operator observed the inside of the furnace and found that the slag was violently formed and the arc was well covered. Therefore, the power intensity was improved by 5% as compared with Comparative Example 1. On the other hand, the amount of refractory erosion increased by 20%.

[実施例]
電気炉にスクラップ約100ton、CaO、SiO、及びMgOを装入し、炉壁から酸素とカーボン粉とを吹き込みつつ、炉中央上方に設置した電極からアークを照射してスクラップを溶解させた。生成したスラグは約6.3tonであり、塩基度は3.0、MgO含有量:12質量%、FeO含有量:30質量%であった。その後も、炉壁から酸素(3000Nm/時間)及びカーボン粉(60kg/分)をスラグ中に吹き込んでフォーミングさせながらアーク照射を続けた。これと併行して、電極近傍へ、CaO、SiO、及びFeOを含む添加剤(総量約700kg、塩基度は1.0、FeO含有量:30質量%)及びカーボン粒(総量約50kg、粒径5mm以下)の混合物を溶鋼が1650℃になるまでの間、10分間連続的に添加した。
[Example]
Approximately 100 tons of scrap, CaO, SiO 2 , and MgO were charged into an electric furnace, and while oxygen and carbon powder were blown from the furnace wall, an arc was irradiated from an electrode installed above the center of the furnace to melt the scrap. The produced slag was about 6.3 tons, the basicity was 3.0, the MgO content was 12% by mass, and the FeO content was 30% by mass. After that, oxygen (3000 Nm 3 / hour) and carbon powder (60 kg / min) were blown into the slag from the furnace wall to form the slag, and the arc irradiation was continued. In parallel with this, additives containing CaO, SiO 2 , and FeO (total amount of about 700 kg, basicity of 1.0, FeO content: 30% by mass) and carbon particles (total amount of about 50 kg, grains) are placed near the electrodes. The mixture (with a diameter of 5 mm or less) was continuously added for 10 minutes until the molten steel reached 1650 ° C.

溶鋼浴面上に未溶解スクラップがなくなった後、オペレータが炉内を観察したところ、電極近傍への添加剤の投入の開始後から電極近傍のスラグのフォーミング高さが速やかに増加して、アークを十分に覆い続けていた。その結果、比較例1と比較して、電力原単位は5%向上した。また、耐火物溶損量は比較例1と同等であった。 After the undissolved scrap disappeared on the molten steel bath surface, the operator observed the inside of the furnace. Continued to cover enough. As a result, the power intensity was improved by 5% as compared with Comparative Example 1. The amount of refractory erosion was the same as that of Comparative Example 1.

以上、本発明の実施の形態を説明した。上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。 The embodiment of the present invention has been described above. The embodiments described above are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.

1 電気炉
10 炉体
11 炉底部
12 側壁部
13 炉蓋
20 電極
30、35 ノズル
M 溶鋼
S スラグ
1 Electric furnace 10 Furnace 11 Furnace bottom 12 Side wall 13 Furnace lid 20 Electrodes 30, 35 Nozzles M Molten steel S slag

Claims (4)

浴面上でスラグをフォーミングさせつつ溶鋼を製錬するアーク式電気炉の操業方法であって、
CaO、SiO、MgO、及びFeOを含むスラグを形成するスラグ形成工程と、
前記スラグ形成工程後、電極近傍にCaO、SiO、及びFeOを含む添加剤、並びに炭材を投入する工程と、を備え、
前記添加剤の塩基度が、前記スラグ形成工程で形成されるスラグの塩基度よりも小さい、電気炉の操業方法。
It is an operation method of an arc-type electric furnace that smelts molten steel while forming slag on the bath surface.
A slag forming step of forming a slag containing CaO, SiO 2, MgO, and FeO,
After the slag forming step, an additive containing CaO, SiO 2 , and FeO, and a step of adding a carbonaceous material are provided in the vicinity of the electrode.
A method for operating an electric furnace in which the basicity of the additive is smaller than the basicity of the slag formed in the slag forming step.
請求項1に記載の電気炉の操業方法であって、
前記スラグ形成工程で形成されるスラグの塩基度が2.0〜4.0であり、
前記添加剤の塩基度が0.7以上2.0未満である、電気炉の操業方法。
The method for operating an electric furnace according to claim 1.
The basicity of the slag formed in the slag forming step is 2.0 to 4.0, and the slag is 2.0 to 4.0.
A method for operating an electric furnace in which the basicity of the additive is 0.7 or more and less than 2.0.
請求項1又は2に記載の電気炉の操業方法であって、
前記スラグ形成工程で形成されるスラグは、MgO:8〜14質量%、FeO:20〜40質量%を含み、
前記添加剤は、FeO:10〜40質量%を含む、電気炉の操業方法。
The method for operating an electric furnace according to claim 1 or 2.
The slag formed in the slag forming step contains MgO: 8 to 14% by mass and FeO: 20 to 40% by mass.
The method for operating an electric furnace, wherein the additive contains FeO: 10 to 40% by mass.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気炉の操業方法であって、
前記添加剤及び炭材の投入によって前記電極近傍のフォーミングスラグを増加させ、アークを前記フォーミングスラグで覆う、電気炉の操業方法。
The method for operating an electric furnace according to any one of claims 1 to 3.
A method for operating an electric furnace in which the forming slag in the vicinity of the electrode is increased by adding the additive and the carbonaceous material, and the arc is covered with the forming slag.
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