JP2606234B2 - 溶銑製造方法 - Google Patents
溶銑製造方法Info
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- JP2606234B2 JP2606234B2 JP25137487A JP25137487A JP2606234B2 JP 2606234 B2 JP2606234 B2 JP 2606234B2 JP 25137487 A JP25137487 A JP 25137487A JP 25137487 A JP25137487 A JP 25137487A JP 2606234 B2 JP2606234 B2 JP 2606234B2
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- gas
- scrap
- hot metal
- slag
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacture Of Iron (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は筒型炉を使用してスクラップを溶解する方
法に係り、より詳しくは酸素等の支燃性ガスによりコー
クス等を燃焼させて発生する還元性ガスを炉内で２次燃
焼させてスクラップを溶解する方式の溶銑製造方法に関
する。
法に係り、より詳しくは酸素等の支燃性ガスによりコー
クス等を燃焼させて発生する還元性ガスを炉内で２次燃
焼させてスクラップを溶解する方式の溶銑製造方法に関
する。
発明の背景 転炉製鋼法の発達に伴い鉄鋼の分野では高炉−転炉一
貫体性が確立されてから久しく、その間鋼の生産能率は
飛躍的な向上を遂げてきたが、近年世界的な景気の停滞
期を迎えるに及んで我国における鉄鋼生産量は増加傾向
から横ばいもしくは減少傾向へと転換しつつある。
貫体性が確立されてから久しく、その間鋼の生産能率は
飛躍的な向上を遂げてきたが、近年世界的な景気の停滞
期を迎えるに及んで我国における鉄鋼生産量は増加傾向
から横ばいもしくは減少傾向へと転換しつつある。
一方、製鋼原料としてのスクラップは近年増加傾向に
あり、将来も増加することが予測されることから、製鋼
原料に占めるスクラップの割合は一段と増加する傾向に
ある。
あり、将来も増加することが予測されることから、製鋼
原料に占めるスクラップの割合は一段と増加する傾向に
ある。
ところで、従来スクラップはほとんど電気炉で使用さ
れてきた。しかし、電気炉の場合は周知の通りスクラッ
プの溶解・精錬に多くの電力を消費するため、我が国の
ように電力価格が著しく高い国ではコストアップとなり
好ましくない。
れてきた。しかし、電気炉の場合は周知の通りスクラッ
プの溶解・精錬に多くの電力を消費するため、我が国の
ように電力価格が著しく高い国ではコストアップとなり
好ましくない。
そこで、電気炉によらずに経済的にスクラップを溶解
・精錬する方法として、高送酸能力を有する転炉の余剰
生産能力を利用して安価な炭材を用いたスクラップの溶
解・精錬方法が検討されるようになってきた。
・精錬する方法として、高送酸能力を有する転炉の余剰
生産能力を利用して安価な炭材を用いたスクラップの溶
解・精錬方法が検討されるようになってきた。
従来の技術 こうした背景を踏まえて、従来以下に示す転炉を利用
した溶解・精錬方法が提案されている。
した溶解・精錬方法が提案されている。
複合転炉によるスクラップ溶解方法 この方法は第２図に示すごとく、上底吹転炉（11）に
装入したコークス（12）に炉底羽口（13）より吹込む酸
素により着火した後、スクラップ（14）を装入し上吹ラ
ンス（15）と横吹羽口（16）による酸素の上吹および炉
底羽口（13）による底吹きを併用してスクラップ（14）
を赤熱化させ、しかる後赤熱化したスクラップ上に新た
にスクラップおよびコークス、塊石炭、造滓剤を投入し
て上吹酸素によりコークスを燃焼させるとともに、２次
燃焼を併用してスクラップを溶解した後精錬する方法で
ある。
装入したコークス（12）に炉底羽口（13）より吹込む酸
素により着火した後、スクラップ（14）を装入し上吹ラ
ンス（15）と横吹羽口（16）による酸素の上吹および炉
底羽口（13）による底吹きを併用してスクラップ（14）
を赤熱化させ、しかる後赤熱化したスクラップ上に新た
にスクラップおよびコークス、塊石炭、造滓剤を投入し
て上吹酸素によりコークスを燃焼させるとともに、２次
燃焼を併用してスクラップを溶解した後精錬する方法で
ある。
リアクター製鉄法（特開昭61−15908号公報） この方法は溶融鉄を収容した炉内にスクラップを装入
し、炭素質材料と酸素を吹込んで炭素を燃焼させ、その
燃焼熱でスクラップを溶解し発生するCOを含む排ガスを
ガス燃焼塔に導き、酸素を加えてCOを燃焼させて排ガス
の温度を高め、この高温の排ガスでスクラップを予熱す
る方法である。
し、炭素質材料と酸素を吹込んで炭素を燃焼させ、その
燃焼熱でスクラップを溶解し発生するCOを含む排ガスを
ガス燃焼塔に導き、酸素を加えてCOを燃焼させて排ガス
の温度を高め、この高温の排ガスでスクラップを予熱す
る方法である。
KS法（特公昭56−8085号公報） この方法は転炉にスクラップを装入した後、炉底より
天然ガス、または重油を酸素とともに吹込み、約1000℃
付近で装入原料を予熱した後、炉底より微粒コークスお
よび微粒炭を吹込んで酸素で燃焼させ、スクラップを完
全に溶解した後脱硫、脱炭を行なう方法である。
天然ガス、または重油を酸素とともに吹込み、約1000℃
付近で装入原料を予熱した後、炉底より微粒コークスお
よび微粒炭を吹込んで酸素で燃焼させ、スクラップを完
全に溶解した後脱硫、脱炭を行なう方法である。
従来技術の問題点 しかし、従来の前記方法には次のような欠点があっ
た。
た。
の方法は、スクラップの溶解に対しては上吹き酸素
が主体となるため、２次燃焼を併用してもスクラップへ
の着熱効率が上昇せず、燃料比が高くなる。また、炉内
の還元雰囲気が弱いため加炭・脱硫作用が弱く、溶解後
の脱硫を十分に行なう必要がある。また、スクラップ溶
解中のスラグ中FeO濃度が高く、耐火物侵蝕の原因とな
る。さらに、鉄浴が過熱されやすく鉄歩留が低い。
が主体となるため、２次燃焼を併用してもスクラップへ
の着熱効率が上昇せず、燃料比が高くなる。また、炉内
の還元雰囲気が弱いため加炭・脱硫作用が弱く、溶解後
の脱硫を十分に行なう必要がある。また、スクラップ溶
解中のスラグ中FeO濃度が高く、耐火物侵蝕の原因とな
る。さらに、鉄浴が過熱されやすく鉄歩留が低い。
の方法は、排ガスを２次燃焼しかつスクラップの充
填層を通貨させるので、熱効率は良好であるが、ガス燃
焼塔、スクラップ予熱室を含めた炉全体構造が複雑とな
る。また、炉内の還元雰囲気が弱いため脱硫作用が弱
く、精錬期に十分脱硫する必要がある。さらに、と同
様、高FeO濃度のスラグによる耐火物侵蝕、および低鉄
歩留の欠点を有する。
填層を通貨させるので、熱効率は良好であるが、ガス燃
焼塔、スクラップ予熱室を含めた炉全体構造が複雑とな
る。また、炉内の還元雰囲気が弱いため脱硫作用が弱
く、精錬期に十分脱硫する必要がある。さらに、と同
様、高FeO濃度のスラグによる耐火物侵蝕、および低鉄
歩留の欠点を有する。
の方法は、炉底部より送酸するので、炉内の酸素ポ
テンシャルが高く、加炭・脱硫作用が弱く、生成した溶
銑が低Ｃ濃度、高Ｓ濃度となりやすい欠点があり、さら
に前記と同様、スラグによる耐火物侵蝕、低鉄歩留の欠
点を有する。
テンシャルが高く、加炭・脱硫作用が弱く、生成した溶
銑が低Ｃ濃度、高Ｓ濃度となりやすい欠点があり、さら
に前記と同様、スラグによる耐火物侵蝕、低鉄歩留の欠
点を有する。
この発明は従来の前記低熱効率、スクラップ溶解期の
低加炭および低脱硫作用、低鉄歩留、高FeO濃度スラグ
による耐火物侵蝕等の問題を解決するためになされたも
のである。
低加炭および低脱硫作用、低鉄歩留、高FeO濃度スラグ
による耐火物侵蝕等の問題を解決するためになされたも
のである。
問題点を解決するための手段 この発明は従来の前記問題点を解決する手段として、
筒型の水平炉と垂直炉で構成した炉によりコークス等を
燃焼させてスクラップを溶解する方法を提案したもの
で、その要旨は、水平炉の天井部に送風ランス、支燃性
ガス吹込み口および原燃料装入口を、垂直炉の側壁に支
燃性ガス吹込み口をそれぞれ設け、垂直炉内にスクラッ
プを装入してスクラップ充填層を形成した後、水平炉天
井部の送風ランスより炭化水素系燃料を支燃性ガスとと
もに吹込んでCO,H2を主成分とする高温ガスを発生させ
るとともに、原燃料装入口よりコークスを装入して炉内
溶滓上に浮遊せしめ、水平炉天井部および垂直炉側壁に
設けた支燃性ガス吹込み口より吹込む支燃性ガスにより
炉内の前記CO,H2ガスを主成分とする高温ガスを燃焼さ
せてスクラップを溶解することを特徴とし、また、炉底
湯溜り側壁および炉底より攪拌溶ガスを吹込んで溶銑滓
を攪拌することを特徴とするものである。
筒型の水平炉と垂直炉で構成した炉によりコークス等を
燃焼させてスクラップを溶解する方法を提案したもの
で、その要旨は、水平炉の天井部に送風ランス、支燃性
ガス吹込み口および原燃料装入口を、垂直炉の側壁に支
燃性ガス吹込み口をそれぞれ設け、垂直炉内にスクラッ
プを装入してスクラップ充填層を形成した後、水平炉天
井部の送風ランスより炭化水素系燃料を支燃性ガスとと
もに吹込んでCO,H2を主成分とする高温ガスを発生させ
るとともに、原燃料装入口よりコークスを装入して炉内
溶滓上に浮遊せしめ、水平炉天井部および垂直炉側壁に
設けた支燃性ガス吹込み口より吹込む支燃性ガスにより
炉内の前記CO,H2ガスを主成分とする高温ガスを燃焼さ
せてスクラップを溶解することを特徴とし、また、炉底
湯溜り側壁および炉底より攪拌溶ガスを吹込んで溶銑滓
を攪拌することを特徴とするものである。
作用 第１図はこの発明方法を実施するための好適な溶解炉
を示す概略図である。
を示す概略図である。
炉体（１）は筒型の水平炉（１−１）と垂直炉（１−
２）とから構成され、水平炉（１−１）は天井部（２）
に支燃性ガス，炭化水素系燃料、および必要に応じて鉱
石，造滓剤等の吹込みが可能な送風ランス（２−１）、
支燃性ガス吹込み口（２−２）および原燃料装入口（２
−３）を備え、垂直炉（１−２）は炉腹部に支燃性ガス
吹込み口（３）を備えている。さらに、炉下部側壁と炉
底部に攪拌用ガス吹込み口（４−１）（４−２）が設け
られている。
２）とから構成され、水平炉（１−１）は天井部（２）
に支燃性ガス，炭化水素系燃料、および必要に応じて鉱
石，造滓剤等の吹込みが可能な送風ランス（２−１）、
支燃性ガス吹込み口（２−２）および原燃料装入口（２
−３）を備え、垂直炉（１−２）は炉腹部に支燃性ガス
吹込み口（３）を備えている。さらに、炉下部側壁と炉
底部に攪拌用ガス吹込み口（４−１）（４−２）が設け
られている。
すなわち、この発明はＬ型溶解炉の垂直炉（１−２）
内にスクラップ（５）を装入してスクラップ充填層を形
成した後、水平炉（１−１）の天井部（２）に設けた送
風ランス（２−１）より炭化水素系燃料（６）を支燃性
ガス（７）とともに吹込んで燃焼させてCO,H2を主成分
とする高温の還元性ガスを発生させ、発生した高温ガス
スクラップ充填層中を向流で通過させる。
内にスクラップ（５）を装入してスクラップ充填層を形
成した後、水平炉（１−１）の天井部（２）に設けた送
風ランス（２−１）より炭化水素系燃料（６）を支燃性
ガス（７）とともに吹込んで燃焼させてCO,H2を主成分
とする高温の還元性ガスを発生させ、発生した高温ガス
スクラップ充填層中を向流で通過させる。
次に、水平炉天井部（２）の原燃料装入口（２−３）
よりコークス（８）を装入して溶滓（９）上に浮遊せし
める。しかる後、水平炉天井部（２）を設置した支燃性
ガス吹込み口（２−２）および垂直炉側壁に設置した支
燃性ガス吹込み口（３）より支燃性ガス（17）に吹込
み、炉内のCO,H2を主成分とする高温ガスを燃焼させ、
その燃焼熱でスクラップ（５）を加熱・溶解する。溶解
した金属は炉底湯溜り（10）に溜る。
よりコークス（８）を装入して溶滓（９）上に浮遊せし
める。しかる後、水平炉天井部（２）を設置した支燃性
ガス吹込み口（２−２）および垂直炉側壁に設置した支
燃性ガス吹込み口（３）より支燃性ガス（17）に吹込
み、炉内のCO,H2を主成分とする高温ガスを燃焼させ、
その燃焼熱でスクラップ（５）を加熱・溶解する。溶解
した金属は炉底湯溜り（10）に溜る。
上記のごとく、この発明方法では炉内に発生させた高
温の還元性ガスがスクラップ充填層内を通過するので、
必然的にガスとスクラップの熱交換率が高くなる。な
お、従来の前記の方法では上吹酸素によりコークスを
燃焼させて高温ガスを発生させるので、発生する高温ガ
スのスクラップ層内への浸入が少なく、ガスとスクラッ
プの熱交換率は低い。
温の還元性ガスがスクラップ充填層内を通過するので、
必然的にガスとスクラップの熱交換率が高くなる。な
お、従来の前記の方法では上吹酸素によりコークスを
燃焼させて高温ガスを発生させるので、発生する高温ガ
スのスクラップ層内への浸入が少なく、ガスとスクラッ
プの熱交換率は低い。
また、この発明では水平炉内で発生させたCO,H2を主
成分とする高温ガスを垂直炉内のスクラップ充填層中に
向流で通過させるとともに、このガスをスクラップ充填
層内で２次燃焼させてスクラップの加熱・溶解に利用す
るので、熱交換率が高く、かつ熱損失が少なくてすむ。
さらに、スクラップ充填層内での２次燃焼においても、
燃焼フレームから炉壁への輻射伝熱による損失がなく、
またスクラップ充填層中にはコークスが含まれていない
ため、下式で示されるソリューション・ロス反応による
吸熱およびカーボンロスもない Ｃ＋CO2→2CO また、この発明では水平炉の天井部に設置した原燃料
装入口からコークスを装入し溶滓中に混入させることに
より、溶銑滓中のO2分圧を低下させスラグFeO濃度を低
く維持することが可能である。したがって、高濃度FeO
含有スラグによる耐火物浸食を抑制できるとともに、低
O2分圧を維持できることから加炭・脱硫作用にすぐれ、
良質の溶銑が得られる。
成分とする高温ガスを垂直炉内のスクラップ充填層中に
向流で通過させるとともに、このガスをスクラップ充填
層内で２次燃焼させてスクラップの加熱・溶解に利用す
るので、熱交換率が高く、かつ熱損失が少なくてすむ。
さらに、スクラップ充填層内での２次燃焼においても、
燃焼フレームから炉壁への輻射伝熱による損失がなく、
またスクラップ充填層中にはコークスが含まれていない
ため、下式で示されるソリューション・ロス反応による
吸熱およびカーボンロスもない Ｃ＋CO2→2CO また、この発明では水平炉の天井部に設置した原燃料
装入口からコークスを装入し溶滓中に混入させることに
より、溶銑滓中のO2分圧を低下させスラグFeO濃度を低
く維持することが可能である。したがって、高濃度FeO
含有スラグによる耐火物浸食を抑制できるとともに、低
O2分圧を維持できることから加炭・脱硫作用にすぐれ、
良質の溶銑が得られる。
また、この発明では炉下部側壁と炉底部に設けた攪拌
用ガス吹込み口（４−１）（４−２）より非酸化性ガス
を主成分とするガスを浴中へ吹込み、コークス（８）を
含有したスラグを攪拌することにより、スラグ中FeOの
還元速度を上昇させることができる結果、FeO濃度をさ
らに低く維持することが可能であり、耐火物の浸食抑
制、加炭および脱硫作用の改善に効果を奏する。さら
に、溶銑滓の攪拌力が強化されることから、溶銑から鉄
原料への伝熱が促進される溶解効率が向上するととも
に、局所的な溶銑滓の加熱を防止できる結果、鉄の蒸発
損失が軽減され鉄歩留を向上させるとともに、耐火物浸
食をも同時に抑制し得る。
用ガス吹込み口（４−１）（４−２）より非酸化性ガス
を主成分とするガスを浴中へ吹込み、コークス（８）を
含有したスラグを攪拌することにより、スラグ中FeOの
還元速度を上昇させることができる結果、FeO濃度をさ
らに低く維持することが可能であり、耐火物の浸食抑
制、加炭および脱硫作用の改善に効果を奏する。さら
に、溶銑滓の攪拌力が強化されることから、溶銑から鉄
原料への伝熱が促進される溶解効率が向上するととも
に、局所的な溶銑滓の加熱を防止できる結果、鉄の蒸発
損失が軽減され鉄歩留を向上させるとともに、耐火物浸
食をも同時に抑制し得る。
さらに、この発明は所定量のスクラップ溶解後、必要
に応じて脱硫し、脱硫完了後スラグを除去して通常の転
炉吹錬に準じて精錬を行なうことも可能である。
に応じて脱硫し、脱硫完了後スラグを除去して通常の転
炉吹錬に準じて精錬を行なうことも可能である。
実施例 第１図に示す構造で第１表に示す装置仕様のＬ型炉を
用い、第２表に示す操業条件でスクラップを溶解した際
の結果を、第２図に示す従来の方法で実施した場合と比
較して第３表に示す。第３表中、本発明例のケース１は
溶銑滓の攪拌なしの場合、ケース２は溶銑滓の攪拌あり
の場合の結果である。
用い、第２表に示す操業条件でスクラップを溶解した際
の結果を、第２図に示す従来の方法で実施した場合と比
較して第３表に示す。第３表中、本発明例のケース１は
溶銑滓の攪拌なしの場合、ケース２は溶銑滓の攪拌あり
の場合の結果である。
第３表より、本発明法のケース１の場合、従来法（ケ
ース３）に比べ燃料比が低く、高Ｃ濃度、低Ｓ濃度の溶
銑が得られ、高熱効率、高加炭・高脱硫作用を確認でき
た。さらに、鉄歩留も高く、かつスラグ中FeO濃度は低
くなっており耐火物の侵蝕もほとんど見られなかった。
ケース２ではさらに上記効果が増大し、溶銑滓の攪拌効
果を確認できた。
ース３）に比べ燃料比が低く、高Ｃ濃度、低Ｓ濃度の溶
銑が得られ、高熱効率、高加炭・高脱硫作用を確認でき
た。さらに、鉄歩留も高く、かつスラグ中FeO濃度は低
くなっており耐火物の侵蝕もほとんど見られなかった。
ケース２ではさらに上記効果が増大し、溶銑滓の攪拌効
果を確認できた。
発明の効果 以上説明したごとく、この発明方法によれば、以下に
示す効果を奏する。
示す効果を奏する。
水平炉内で２次燃焼により生成した高温のガスが直
接垂直炉内のスクラップ充填層内へ流入するので熱交換
率が高く、高熱効率操業を達成できる。
接垂直炉内のスクラップ充填層内へ流入するので熱交換
率が高く、高熱効率操業を達成できる。
スクラップ充填層内で高温還元性ガスを燃焼させて
スクラップを加熱・溶解するので、２次燃焼の着熱効率
の改善、路体熱損失の軽減がはかられる。
スクラップを加熱・溶解するので、２次燃焼の着熱効率
の改善、路体熱損失の軽減がはかられる。
スラグ中FeO濃度を低く維持できるので耐火物浸食
を抑制できるととも、低O2分圧を維持できることから加
炭・脱硫作用も同時に改善でき、良質の溶銑を得ること
ができる。
を抑制できるととも、低O2分圧を維持できることから加
炭・脱硫作用も同時に改善でき、良質の溶銑を得ること
ができる。
溶銑滓の攪拌により局所的な溶銑滓の加熱を防止で
きるので、鉄の蒸発損失を軽減でき歩留を向上できる。
きるので、鉄の蒸発損失を軽減でき歩留を向上できる。
スクラップの溶解終了後、必要に応じて通常の転炉
吹錬を実施できるので、同一反応容器で鋼精錬の実施も
可能である。
吹錬を実施できるので、同一反応容器で鋼精錬の実施も
可能である。
第１図はこの発明方法を実施するための好適な炉を示す
概略図である。 第２図は従来の溶銑製造方法の一例を示す概略図であ
る。 １……炉体、１−１……水平炉 １−２……垂直炉、２−１……送風ランス ２−2,3……支燃性ガス吹込み口 ２−３……原燃料装入口 ４−1,4−２……攪拌用ガス吹込み口
概略図である。 第２図は従来の溶銑製造方法の一例を示す概略図であ
る。 １……炉体、１−１……水平炉 １−２……垂直炉、２−１……送風ランス ２−2,3……支燃性ガス吹込み口 ２−３……原燃料装入口 ４−1,4−２……攪拌用ガス吹込み口
Claims (2)
- 【請求項１】炉天井部に送風ランス、支燃性ガス吹込み
口および原燃料装入口を有する水平炉と、炉側壁に支燃
性ガス吹込み口を有する垂直炉とからなる炉によりスク
ラップを加熱・溶解して溶銑を製造する方法であって、
前記垂直炉内にスクラップを装入してスクラップ充填層
を形成し、前記水平炉の天井部に設置した送風ランスよ
り炭化水素系燃料を支燃性ガスとともに吹込んでCO,H2
を主成分とする高温ガスを発生させるとともに、原燃料
装入口よりコークスを装入して溶滓上に浮遊せしめ、水
平炉天井部および垂直炉側壁に設けた支燃性ガス吹込み
口より吹込む支燃性ガスにより炉内の前記CO,H2ガスを
主成分とする高温ガスを燃焼させてスクラップを溶解す
ることを特徴とする溶銑製造方法。 - 【請求項２】炉の炉底湯溜り側壁より炉底および攪拌ガ
スを吹込んで溶銑滓を攪拌することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の溶銑製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25137487A JP2606234B2 (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 溶銑製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25137487A JP2606234B2 (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 溶銑製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196317A JPH0196317A (ja) | 1989-04-14 |
| JP2606234B2 true JP2606234B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=17221884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25137487A Expired - Lifetime JP2606234B2 (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 溶銑製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606234B2 (ja) |
-
1987
- 1987-10-05 JP JP25137487A patent/JP2606234B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0196317A (ja) | 1989-04-14 |
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