JP2975260B2 - 鋼の製造方法 - Google Patents
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
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- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5241—Manufacture of steel in electric furnaces in an inductively heated furnace
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【０００１】本発明は鋼の製法に関する。
【０００２】溶鉱炉などで、鉄鉱をコークス、石炭など
で還元することによりいわゆる「銑鉄」（炭素約４％）
を製造し、ついで銑鉄を脱炭する従来の鋼製法は種々の
欠点をもつ。
で還元することによりいわゆる「銑鉄」（炭素約４％）
を製造し、ついで銑鉄を脱炭する従来の鋼製法は種々の
欠点をもつ。
【０００３】上記欠点の若干は、たとえば、コークス製
造の高い費用および関連する空気汚染、工程に含まれる
多数の加熱、冷却サイクルに関連する高いエネルギー費
用、工程中液相線温度の３００℃以上の温度が要求され
る事実から生じる高い耐火材料費と危険性に関するもの
である。
造の高い費用および関連する空気汚染、工程に含まれる
多数の加熱、冷却サイクルに関連する高いエネルギー費
用、工程中液相線温度の３００℃以上の温度が要求され
る事実から生じる高い耐火材料費と危険性に関するもの
である。
【０００４】上記従来法の別法として、銑鉄の代りにク
ズ金属および海綿鉄の少なくとも一方を利用する電気ア
ーク炉の使用は、従来法に関連した問題の若干を克服し
てきたが、不幸にも上記問題に対し絶対的解答は存在し
ない。さらに、電気アーク炉法は自身問題を生じ、鉄鉱
から鋼を製造する溶鉱炉経路に比べ非経済的にしてい
る。
ズ金属および海綿鉄の少なくとも一方を利用する電気ア
ーク炉の使用は、従来法に関連した問題の若干を克服し
てきたが、不幸にも上記問題に対し絶対的解答は存在し
ない。さらに、電気アーク炉法は自身問題を生じ、鉄鉱
から鋼を製造する溶鉱炉経路に比べ非経済的にしてい
る。
【０００５】他で実施された現在の研究において、いわ
ゆる製錬還元法が使われ、この場合石炭と部分還元した
鉄鉱を転炉型容器で反応させ、石炭の一部分を燃焼して
必要な熱を供給し、石炭中の炭素と水素の残りを利用し
て鉄鉱を還元する。
ゆる製錬還元法が使われ、この場合石炭と部分還元した
鉄鉱を転炉型容器で反応させ、石炭の一部分を燃焼して
必要な熱を供給し、石炭中の炭素と水素の残りを利用し
て鉄鉱を還元する。
【０００６】上記方法も種々の欠点を有し、その主なも
のは、生成し、高いＦｅＯ含量をもつスラグを非常に高
い温度（粗鋼を湯出ししようとするときは１６５０℃よ
り高い）に加熱しなければならず、そこで最も商業上既
知の耐火材料に対しては著しく攻撃的な生成物を生じる
ことである。さらに、多量の石炭およびドロマイト石炭
の少なくとも一方の添加と高価な硫黄の除去を必要とす
る。
のは、生成し、高いＦｅＯ含量をもつスラグを非常に高
い温度（粗鋼を湯出ししようとするときは１６５０℃よ
り高い）に加熱しなければならず、そこで最も商業上既
知の耐火材料に対しては著しく攻撃的な生成物を生じる
ことである。さらに、多量の石炭およびドロマイト石炭
の少なくとも一方の添加と高価な硫黄の除去を必要とす
る。
【０００７】さらに、銑鉄を製錬還元容器から湯出しし
ようとするときは、粗鋼の製造工程（脱炭工程）がさら
に要求される。
ようとするときは、粗鋼の製造工程（脱炭工程）がさら
に要求される。
【０００８】従って、本発明の目的は、本出願人が上記
既知の方法よりもある種の明確な利点をもつと考えてい
る鋼の製法を提供するにある。
既知の方法よりもある種の明確な利点をもつと考えてい
る鋼の製法を提供するにある。
【０００９】本発明に従えば、鋼の製造方法は、鉄含有
鉱石系装入物と、炭素そのものおよび銑鉄中に含まれて
いる炭素の少なくとも一方とをチャンネル型誘導電気炉
内で加熱し、そして、該炉に供給する熱量および該鉱石
系装入物を該炉へ添加する速度の少なくとも一方を制御
して、生成した液体生成物の温度をその液相線温度以上
に維持し、該鉱石系装入物を該生成した液体生成物上に
浮かせることからなる。
鉱石系装入物と、炭素そのものおよび銑鉄中に含まれて
いる炭素の少なくとも一方とをチャンネル型誘導電気炉
内で加熱し、そして、該炉に供給する熱量および該鉱石
系装入物を該炉へ添加する速度の少なくとも一方を制御
して、生成した液体生成物の温度をその液相線温度以上
に維持し、該鉱石系装入物を該生成した液体生成物上に
浮かせることからなる。
【００１０】鉱石系装入物の鉄含有成分は、海綿鉄、部
分還元鉄鉱、自己還元性鉄鉱ペレット、または微鉄鉱か
らなることができる。
分還元鉄鉱、自己還元性鉄鉱ペレット、または微鉄鉱か
らなることができる。
【００１１】部分還元鉄鉱の最適還元度は粒子の寸法に
依存する。大きな粒子ほど高度に還元するのが好まし
い。
依存する。大きな粒子ほど高度に還元するのが好まし
い。
【００１２】自己還元性鉄鉱ペレットは、適当な結合剤
でペレットに形成された微鉱、微石炭からなる。
でペレットに形成された微鉱、微石炭からなる。
【００１３】最終製品にクロム、マンガン合金化元素の
かなりの水準が要求されるときは、クロムおよびマンガ
ンの少なくとも一方を含有する鉱石が鉱石系装入物の一
部分であることができる。
かなりの水準が要求されるときは、クロムおよびマンガ
ンの少なくとも一方を含有する鉱石が鉱石系装入物の一
部分であることができる。
【００１４】後者の場合、温度および炭素水準に関する
操作条件は、最適の経済効果を得るために変える必要が
あることが理解されよう。
操作条件は、最適の経済効果を得るために変える必要が
あることが理解されよう。
【００１５】好ましくは、液体生成物の温度を、その液
相線温度の約５０〜１００℃以上に維持する。
相線温度の約５０〜１００℃以上に維持する。
【００１６】使用できる他の鉄含有仕込材料は、クズ鋼
および冷鉄の少なくとも一方を含むことができる。
および冷鉄の少なくとも一方を含むことができる。
【００１７】鉱石系装入物は１種以上の適当なフラック
スを含むこともできる。
スを含むこともできる。
【００１８】炭素を銑鉄仕込物の一部分として導入せず
に、鉱石系装入物の一部分としてのみ導入するときは、
仕込材料中の集合体感性の熱入力は低いことが理解され
よう。従って、この方法の欠点は製造金属トン当り一層
高い電気エネルギーの消費であり、一層低い製造速度を
生じる。
に、鉱石系装入物の一部分としてのみ導入するときは、
仕込材料中の集合体感性の熱入力は低いことが理解され
よう。従って、この方法の欠点は製造金属トン当り一層
高い電気エネルギーの消費であり、一層低い製造速度を
生じる。
【００１９】他方、上記方法の利点は、銑鉄製造設備の
不用なこと、一層低いリン鉱石系装入物および一層低い
フラックスの消費である。
不用なこと、一層低いリン鉱石系装入物および一層低い
フラックスの消費である。
【００２０】好ましくは、チャンネル型誘導電気炉は、
その底壁に沿って誘導加熱器の２列を備えた長尺の実質
上水平に配置された中空円筒からなる。
その底壁に沿って誘導加熱器の２列を備えた長尺の実質
上水平に配置された中空円筒からなる。
【００２１】好ましくは、各列は各々約５ＭＷの熱容量
をもつ４個の上記加熱器からなる。
をもつ４個の上記加熱器からなる。
【００２２】上記加熱器は液体生成物の下方に位置して
いるから、熱は対流により液体を通し消散する。これは
また、液体生成物中で過度の炭素の沸とうの危険を除く
役目をする。
いるから、熱は対流により液体を通し消散する。これは
また、液体生成物中で過度の炭素の沸とうの危険を除く
役目をする。
【００２３】さらに本発明に従えば、本法は、反応で生
成し液体生成物上に浮く鉱石系装入物に浸透する一酸化
炭素を鉱石系装入物の上方で燃焼する工程を含む。
成し液体生成物上に浮く鉱石系装入物に浸透する一酸化
炭素を鉱石系装入物の上方で燃焼する工程を含む。
【００２４】鉱石系装入物から逃げる前は、一酸化炭素
は鉱石系装入物中で鉄酸化物を還元する目的にも役立つ
ことが理解されよう。鉱石系装入物から出る一酸化炭素
は、酸素の進入に対し鉱石系装入物をしゃへいする働き
することも理解されよう。
は鉱石系装入物中で鉄酸化物を還元する目的にも役立つ
ことが理解されよう。鉱石系装入物から出る一酸化炭素
は、酸素の進入に対し鉱石系装入物をしゃへいする働き
することも理解されよう。
【００２５】たとえば、適当なバーナーやノズルを通し
て酸素を炉内に供給することによって、上記燃焼を実施
できる。オフガスで熱交換により予熱した空気をそのま
ま、または酸素を多くしたものを使うことが一層経済的
である。
て酸素を炉内に供給することによって、上記燃焼を実施
できる。オフガスで熱交換により予熱した空気をそのま
ま、または酸素を多くしたものを使うことが一層経済的
である。
【００２６】さらに本発明に従えば、一酸化炭素の燃焼
により生じた熱を利用して、鉱石系装入物に添加される
新材料を加熱する。
により生じた熱を利用して、鉱石系装入物に添加される
新材料を加熱する。
【００２７】燃焼一酸化炭素は勿論炉の天井を加熱する
働きもする。
働きもする。
【００２８】この結果、およびバーナーの炎からの直接
放射から、この方法で、炉の天井耐火物を破損すること
なしに、鉱石系装入物を１４００℃またはそれ以上に加
熱できた。
放射から、この方法で、炉の天井耐火物を破損すること
なしに、鉱石系装入物を１４００℃またはそれ以上に加
熱できた。
【００２９】廃一酸化炭素関連ガスを、クズ鋼または冷
鉄を炉に添加する同一の炉内口を通し排出させることに
よって、クズ鉄または冷鉄仕込物を予熱できる。
鉄を炉に添加する同一の炉内口を通し排出させることに
よって、クズ鉄または冷鉄仕込物を予熱できる。
【００３０】さらに、上に横たわる鉱石系装入物および
その上方の炉の部分を通る一酸化炭素の速度は比較的低
いから、ダスト形成はごく低い水準である。また、液体
生成物に衝突するガス状酸素は存在しないから、べんが
らフュームは発生しない。
その上方の炉の部分を通る一酸化炭素の速度は比較的低
いから、ダスト形成はごく低い水準である。また、液体
生成物に衝突するガス状酸素は存在しないから、べんが
らフュームは発生しない。
【００３１】金属の酸化物形のスラグへの金属損失は、
液体生成物中の溶解炭素で到達する平衡、および他のス
ラグ成分との相互作用により決定される活量係数によっ
て、同時に制御される。
液体生成物中の溶解炭素で到達する平衡、および他のス
ラグ成分との相互作用により決定される活量係数によっ
て、同時に制御される。
【００３２】さらに本発明に従えば、本法は１５８０〜
１６２０℃の温度で、炉から炭素０．１０％程度を含む
液体鋼を湯出しする工程を含む。
１６２０℃の温度で、炉から炭素０．１０％程度を含む
液体鋼を湯出しする工程を含む。
【００３３】上記鋼を、通常のトリベ釜で、温度および
組成制御のため処理でき、さらに減圧で脱炭または合金
化および鋳造できる。
組成制御のため処理でき、さらに減圧で脱炭または合金
化および鋳造できる。
【００３４】上記の０．１０％の湯出し炭素含量は、要
求されるスラグ塩基度で良好な脱リンを許しながら、妥
当なスラグ鉄含量を確保するために選ばれる。一層低い
炭素水準も可能であるが、これはスラグへの一層高い鉄
損失の支出となる。
求されるスラグ塩基度で良好な脱リンを許しながら、妥
当なスラグ鉄含量を確保するために選ばれる。一層低い
炭素水準も可能であるが、これはスラグへの一層高い鉄
損失の支出となる。
【００３５】さらに本発明に従えば、融解鋼出口を一次
仕切と上記出口方向に位置した二次仕切に分割するよう
に、鉱石系装入物入口と融解鋼出口を炉内に配置し、一
次仕切は二次仕切の大きさの約３倍である。
仕切と上記出口方向に位置した二次仕切に分割するよう
に、鉱石系装入物入口と融解鋼出口を炉内に配置し、一
次仕切は二次仕切の大きさの約３倍である。
【００３６】炉を湯出し側に傾けるとき、一次仕切と二
次仕切の液体金属の混合を防ぐために、分離壁またはせ
きを設けるのが好ましい。
次仕切の液体金属の混合を防ぐために、分離壁またはせ
きを設けるのが好ましい。
【００３７】好ましくは、炉を水平位置にしまたはわず
かに後方に傾けるとき、金属が一次仕切から二次仕切へ
流れることのできるように、オーバフローノッチを分離
壁内に設け、配置する。
かに後方に傾けるとき、金属が一次仕切から二次仕切へ
流れることのできるように、オーバフローノッチを分離
壁内に設け、配置する。
【００３８】金属を、外部ダクトを通し一次仕切から二
次仕切へ移すこともできる。鉱石系装入物上方の空間お
よび二つの仕切のメニスカスは分離されていない。一
方、二仕切の機能を別々の容器で行なうことができる。
次仕切へ移すこともできる。鉱石系装入物上方の空間お
よび二つの仕切のメニスカスは分離されていない。一
方、二仕切の機能を別々の容器で行なうことができる。
【００３９】なおさらに本発明に従えば、一次仕切への
フラックス添加かつ生成スラグを比較的酸性にするよう
にする。
フラックス添加かつ生成スラグを比較的酸性にするよう
にする。
【００４０】これは、炉に仕込んだ大部分の母岩、およ
び銑鉄およびクズと共に仕込んだ全ケイ素を、低い鉄損
失と低いフラックス費およびエネルギー費のために、比
較的低費用で除くことを可能にする。
び銑鉄およびクズと共に仕込んだ全ケイ素を、低い鉄損
失と低いフラックス費およびエネルギー費のために、比
較的低費用で除くことを可能にする。
【００４１】なおさらに本発明に従えば、二次仕切への
フラックス添加がそこのスラグを塩基性にさせるように
行なう。これは、この仕切中のスラグの一層高い鉄酸化
物含量と共に、有効なリン除去を生じる。
フラックス添加がそこのスラグを塩基性にさせるように
行なう。これは、この仕切中のスラグの一層高い鉄酸化
物含量と共に、有効なリン除去を生じる。
【００４２】本発明に従う装置の一実施態様を、図面に
関し記載する。
関し記載する。
【００４３】本発明のこの実施態様では、チャンネル型
誘導電気炉１０は、上側に沿った複数の入口１２、クズ
金属入口ダクト１３．１、液体金属仕込とい１３．２、
一方の側の融解鉱出口孔１４、他方の側の酸性スラグ湯
出口１５を有するのびた中空円筒形鋼容器１１からな
る。上側はまた、その出口が容器１１内にのびている複
数の酸素バーナーまたはノズル１６を収容している。
誘導電気炉１０は、上側に沿った複数の入口１２、クズ
金属入口ダクト１３．１、液体金属仕込とい１３．２、
一方の側の融解鉱出口孔１４、他方の側の酸性スラグ湯
出口１５を有するのびた中空円筒形鋼容器１１からな
る。上側はまた、その出口が容器１１内にのびている複
数の酸素バーナーまたはノズル１６を収容している。
【００４４】容器１１は、その底に沿って各々４個の誘
導加熱器１７の２列を備えている。
導加熱器１７の２列を備えている。
【００４５】各加熱器１７の出力は少なくとも２．５〜
５ＭＷ程度である。もっと多くのまたはもっと少しの加
熱器を使用できることが理解されよう。
５ＭＷ程度である。もっと多くのまたはもっと少しの加
熱器を使用できることが理解されよう。
【００４６】容器１１に備えられた横にのびた分離壁２
２（図３）は、炉１０を二つの仕切に分割する働きを
し、仕切の目的は後で説明する。
２（図３）は、炉１０を二つの仕切に分割する働きを
し、仕切の目的は後で説明する。
【００４７】操作においては、銑鉄仕込物を、すべるゲ
ート（示してない）を通し、またはとい１３．２を通し
注意深くリップあけすることによって、容器１１に導入
する。
ート（示してない）を通し、またはとい１３．２を通し
注意深くリップあけすることによって、容器１１に導入
する。
【００４８】クズ金属仕込物をダクト１３．１を通し導
入する。クズの塊はダクト１３．１内に約３ｍのびるよ
うに形成され、ダクトの目的はすでに説明した。
入する。クズの塊はダクト１３．１内に約３ｍのびるよ
うに形成され、ダクトの目的はすでに説明した。
【００４９】図２からわかるように、鉱石系装入物が導
入される孔１２は、そのロードを容器１１の内側近くに
排出できるような方法で配置されており、孔１４および
１５の付近には孔１２は存在しない。
入される孔１２は、そのロードを容器１１の内側近くに
排出できるような方法で配置されており、孔１４および
１５の付近には孔１２は存在しない。
【００５０】図２、３に示したように、炉１０内の液体
金属水準は容器１１の深さの約半分に維持されているか
ら、海綿金属およびフラックスの鉱物系装入物１９およ
びスラグ層２０は、液体金属の頂部に浮くことができ、
一方それらの上方には燃焼室として働く仕切２１を残
し、燃焼室では鉱石系装入物１９を通し浸透した一酸化
炭素をバーナーまたはノズル１６からの酸素で燃焼でき
る。
金属水準は容器１１の深さの約半分に維持されているか
ら、海綿金属およびフラックスの鉱物系装入物１９およ
びスラグ層２０は、液体金属の頂部に浮くことができ、
一方それらの上方には燃焼室として働く仕切２１を残
し、燃焼室では鉱石系装入物１９を通し浸透した一酸化
炭素をバーナーまたはノズル１６からの酸素で燃焼でき
る。
【００５１】プロセス中、浮く鉱石系装入物１９の傾斜
上面は、孔１２を通し供給される鉱石系装入物の新しい
層によって断続的に蔽われる。傾斜上面はまた、炎およ
び天井からの熱により溶解できる鉱石系装入物が、粒子
間の空隙を充填後、炉の中心に流れ落ちることを確実に
する役目をする。この新しく融解した鉱石系装入物の流
動は、一層冷たい固体鉱石系装入物を露出させ、良好な
伝熱を生じ、誘導加熱器１７から供給される電気エネル
ギー要求を減らす。
上面は、孔１２を通し供給される鉱石系装入物の新しい
層によって断続的に蔽われる。傾斜上面はまた、炎およ
び天井からの熱により溶解できる鉱石系装入物が、粒子
間の空隙を充填後、炉の中心に流れ落ちることを確実に
する役目をする。この新しく融解した鉱石系装入物の流
動は、一層冷たい固体鉱石系装入物を露出させ、良好な
伝熱を生じ、誘導加熱器１７から供給される電気エネル
ギー要求を減らす。
【００５２】鉱石系装入物１９が、部分還元したまたは
少しも還元されていない（自己還元性ペレットの場合の
ように）微金属含有粒子および炭素を適当に含んでいる
ときは、反応速度は高い。炭素による還元反応の正味の
熱効果は吸熱であるから、鉱石系装入物の露出層の温度
は一層低い速度で上る。これは一方では鉱石系装入物間
に、および他方では炎と炉天井間に一層大きい温度差を
生じる。これは伝熱の高速度へと導く。
少しも還元されていない（自己還元性ペレットの場合の
ように）微金属含有粒子および炭素を適当に含んでいる
ときは、反応速度は高い。炭素による還元反応の正味の
熱効果は吸熱であるから、鉱石系装入物の露出層の温度
は一層低い速度で上る。これは一方では鉱石系装入物間
に、および他方では炎と炉天井間に一層大きい温度差を
生じる。これは伝熱の高速度へと導く。
【００５３】これらの因子はすべて、鉱石系装入物層が
次の層で蔽われる前に、多量のエネルギー吸収に寄与す
る。
次の層で蔽われる前に、多量のエネルギー吸収に寄与す
る。
【００５４】図３からわかるように、口１２は、スラグ
２０が入口１３から出口１５へと鉱石系装入物１９の２
区分の間にのびているという状溝を流れるように位置し
ている。出口１５は炉１０の酸性スラグ湯出口として働
く。出口１４は塩基性スラグおよび融解金属の出口とし
て働く。上記配置と上記分離壁２２の結果として、容器
１２の内側は、入口１３から容器の長さの約３／４のび
ている一次仕切と、容器１１の長さの残りをのびている
二次仕切に分割される。
２０が入口１３から出口１５へと鉱石系装入物１９の２
区分の間にのびているという状溝を流れるように位置し
ている。出口１５は炉１０の酸性スラグ湯出口として働
く。出口１４は塩基性スラグおよび融解金属の出口とし
て働く。上記配置と上記分離壁２２の結果として、容器
１２の内側は、入口１３から容器の長さの約３／４のび
ている一次仕切と、容器１１の長さの残りをのびている
二次仕切に分割される。
【００５５】壁２２は、炉を湯出し側に傾けるとき、一
次仕切と二次仕切の液体金属の混合を防ぐ役目をする。
炉１０を水平位置にし、または湯出し位置とは離れた方
向に後方にわずかに傾けるとき、金属が一次仕切から二
次仕切へと流れることのできるように、オーバフローノ
ッチ（示してない）が壁２２に設けられている。
次仕切と二次仕切の液体金属の混合を防ぐ役目をする。
炉１０を水平位置にし、または湯出し位置とは離れた方
向に後方にわずかに傾けるとき、金属が一次仕切から二
次仕切へと流れることのできるように、オーバフローノ
ッチ（示してない）が壁２２に設けられている。
【００５６】銑鉄、クズ鋼または固体鉄、および鉱石系
装入物の大部分は上記一次仕切に仕込まれ、鋼は二次仕
切から湯出しされる。
装入物の大部分は上記一次仕切に仕込まれ、鋼は二次仕
切から湯出しされる。
【００５７】上記のように、一次仕切ではスラグ２０が
比較的酸性にされ、二次仕切では比較的塩基性にされる
ように、フラック添加剤が添加される。
比較的酸性にされ、二次仕切では比較的塩基性にされる
ように、フラック添加剤が添加される。
【００５８】本発明の方法を次の実施例によってさらに
説明する。
説明する。
【００５９】実施例１（銑鉄で） 炉１０の容器１１に、１時間当り銑鉄８３ｔ、クズ金属
２０ｔ、６５％金属化海綿鉄７２ｔを仕込んだ。海綿鉄
は７００℃程度の温度である。海綿鉄は比較的低い金属
化であるから、海綿鉄を製造する高炉での著しく高い生
産性が可能である。炉を３０ＭＷ以下の電力で操作し、
１時間当り鋼１５９ｔを製造した。１５８０℃で湯出し
された鋼はＣ約０．１０％、Ｐ０．０１５％以下を含ん
でいた。最も重要な消費割合は次の通りである。 電気 １８０ＫＷｈ／ｔ 石灰およびドロマイト ５０ｋｇ／ｔ 酸素 ４０ｋｇ／ｔ 耐火材修復 ２ｋｇ／ｔ ガスまたは油／燃料 ５ｋｇ／ｔ
２０ｔ、６５％金属化海綿鉄７２ｔを仕込んだ。海綿鉄
は７００℃程度の温度である。海綿鉄は比較的低い金属
化であるから、海綿鉄を製造する高炉での著しく高い生
産性が可能である。炉を３０ＭＷ以下の電力で操作し、
１時間当り鋼１５９ｔを製造した。１５８０℃で湯出し
された鋼はＣ約０．１０％、Ｐ０．０１５％以下を含ん
でいた。最も重要な消費割合は次の通りである。 電気 １８０ＫＷｈ／ｔ 石灰およびドロマイト ５０ｋｇ／ｔ 酸素 ４０ｋｇ／ｔ 耐火材修復 ２ｋｇ／ｔ ガスまたは油／燃料 ５ｋｇ／ｔ
【００６０】実施例２（銑鉄なしで） 炉１０の容器１１に、１時間当り冷い９１％金属化海綿
鉄８３ｔ、冷クズ金属２０ｔを仕込んだ。炉を３０ＭＷ
以下の電力で操作し、１時間当り鋼９０ｔを製造した。
最も重要な消費割合は次の通りである。 電気 ２８０ＫＷｈ／ｔ 石灰およびドロマイト ６５ｋｇ／ｔ 酸素 ８５ｋｇ／ｔ 耐火材修復 ３ｋｇ／ｔ ガスまたは油（燃料） ２５ｋｇ／ｔ コークス（または他の還元剤） １１ｋｇ／ｔ （燃料とコークスの代わりに、種々の揮発分含量をもつ
石炭を使用できる）。
鉄８３ｔ、冷クズ金属２０ｔを仕込んだ。炉を３０ＭＷ
以下の電力で操作し、１時間当り鋼９０ｔを製造した。
最も重要な消費割合は次の通りである。 電気 ２８０ＫＷｈ／ｔ 石灰およびドロマイト ６５ｋｇ／ｔ 酸素 ８５ｋｇ／ｔ 耐火材修復 ３ｋｇ／ｔ ガスまたは油（燃料） ２５ｋｇ／ｔ コークス（または他の還元剤） １１ｋｇ／ｔ （燃料とコークスの代わりに、種々の揮発分含量をもつ
石炭を使用できる）。
【００６１】実施例３（銑鉄なしで） 炉１０の容器１１に、１時間当り熱い（７５０℃）６５
％金属化海綿鉄８７ｔ、冷クズ金属２０ｔを仕込み、炉
を３０ＭＷ以下の電力で操作し、１時間当り鋼９０ｔ以
上を製造した。最も重要な消費割合は次の通りである。 電気 ２８０ＫＷｈ／ｔ 石灰およびドロマイト ６５ｋｇ／ｔ 酸素 ７２ｋｇ／ｔ 耐火材修復 ３ｋｇ／ｔ ガスまたは油（燃料） ７ｋｇ／ｔ コークス（または他の還元剤） ５９ｋｇ／ｔ 実施例２に比べこの実施例の一層低い海綿鉄の金属化
は、海綿鉄製造高炉においてはるかに高い生産速度を可
能にするが、炉１０で行われる工程に対し生産速度また
は処理費用を著しくは変化しないことがわかる。
％金属化海綿鉄８７ｔ、冷クズ金属２０ｔを仕込み、炉
を３０ＭＷ以下の電力で操作し、１時間当り鋼９０ｔ以
上を製造した。最も重要な消費割合は次の通りである。 電気 ２８０ＫＷｈ／ｔ 石灰およびドロマイト ６５ｋｇ／ｔ 酸素 ７２ｋｇ／ｔ 耐火材修復 ３ｋｇ／ｔ ガスまたは油（燃料） ７ｋｇ／ｔ コークス（または他の還元剤） ５９ｋｇ／ｔ 実施例２に比べこの実施例の一層低い海綿鉄の金属化
は、海綿鉄製造高炉においてはるかに高い生産速度を可
能にするが、炉１０で行われる工程に対し生産速度また
は処理費用を著しくは変化しないことがわかる。
【００６２】実施例４（鉄鉱） 炉１０の容器に、１時間当り、石炭４３ｔと混合しペレ
ットに成形した磁鉄鉱１３３ｔ、ベントナイト１３３ｔ
を仕込み、炉を３７ＭＷ以下の電力で操作し、１時間当
り鋼約９３ｔを製造した。最も重要な消費割合は次の通
りである。 電気 ４００ＫＷｈ／ｔ 石灰石 １１８ｋｇ／ｔ 粗製ドロナイト ９３ｋｇ／ｔ 熱空気（１０００℃） ２０８０ｋｇ／ｔ （オフガスとの熱交換により製造） （または酸素 ４９０ｋｇ／ｔ） 磁鉄鉱 １４３０ｋｇ／ｔ 石炭 ４６５ｋｇ／ｔ 酸素または予熱空気を使った場合、この操作からの過剰
のエネルギーは誘導加熱器により要求される電力の発生
に十分以上である。この炉設計は、炎および天井から鉱
石系装入物への伝熱のための一層大きな表面積を可能に
することが理解されよう。この選択法は、直接還元装置
の必要性をなくし、方法は鉄鉱を直接粗製液体鋼に変形
することが理解されよう。
ットに成形した磁鉄鉱１３３ｔ、ベントナイト１３３ｔ
を仕込み、炉を３７ＭＷ以下の電力で操作し、１時間当
り鋼約９３ｔを製造した。最も重要な消費割合は次の通
りである。 電気 ４００ＫＷｈ／ｔ 石灰石 １１８ｋｇ／ｔ 粗製ドロナイト ９３ｋｇ／ｔ 熱空気（１０００℃） ２０８０ｋｇ／ｔ （オフガスとの熱交換により製造） （または酸素 ４９０ｋｇ／ｔ） 磁鉄鉱 １４３０ｋｇ／ｔ 石炭 ４６５ｋｇ／ｔ 酸素または予熱空気を使った場合、この操作からの過剰
のエネルギーは誘導加熱器により要求される電力の発生
に十分以上である。この炉設計は、炎および天井から鉱
石系装入物への伝熱のための一層大きな表面積を可能に
することが理解されよう。この選択法は、直接還元装置
の必要性をなくし、方法は鉄鉱を直接粗製液体鋼に変形
することが理解されよう。
【００６３】本発明に従う方法と装置とは、鋼を製造で
きる一体構成の装置を提供し、それによって従来の型の
方法で遭遇する上記の問題の多くを克服しまたは少なく
とも最少にすることが理解されよう。
きる一体構成の装置を提供し、それによって従来の型の
方法で遭遇する上記の問題の多くを克服しまたは少なく
とも最少にすることが理解されよう。
【００６４】特許請求の精神および（または）範囲から
逸脱することなしに、本発明に従う方法および装置にお
いて、多くの変形が可能であることは疑いもないこと
が、さらに理解されよう。
逸脱することなしに、本発明に従う方法および装置にお
いて、多くの変形が可能であることは疑いもないこと
が、さらに理解されよう。
【図１】図１は本発明に従う炉の模式的側面図である。
【図２】図２は図１の線ＩＩ−ＩＩの断面図である。
【図３】図３は上方からみた図１の炉の内部の模式的平
面図である。
面図である。
【図４】図４は図２の線ＩＶ−ＩＶの模式的断面図であ
る。
る。
１０ チャンネル型誘導電気炉 １２ 入口 １３．１ クズ金属入口ダクト １３．２ 液体金属仕込とい １４ 融解鋼出口孔 １５ 酸性スラグ湯出口 １６ 酸素バーナーまたはノズル １７ 加熱器 ２０ スラグ ２１ 仕切 ２２ 分離壁
Claims (19)
- 【請求項１】 鉄含有鉱石系装入物と、炭素そのものお
よび銑鉄中に含まれている炭素の少なくとも一方とをチ
ャンネル型誘導電気炉内で加熱し、そして、該炉に供給
する熱量および該鉱石系装入物を該炉へ添加する速度の
少なくとも一方を制御して、生成した液体生成物の温度
をその液相線温度以上に維持し、該鉱石系装入物を該生
成した液体生成物上に浮かせることからなる鋼の製造方
法。 - 【請求項２】 鉱石系装入物の鉄含有成分が海綿鉄、部
分還元鉄鉱、自己還元性鉄鉱ペレット、または微鉄鉱で
ある請求項１の方法。 - 【請求項３】 該液体生成物の温度を、その液相線温度
の５０〜１００℃以上に保つ請求項１〜２のいずれかの
方法。 - 【請求項４】 使用できる他の鉄含有仕込材料がクズ鋼
および冷鉄の少なくとも一方を含む請求項１〜３のいず
れかの方法。 - 【請求項５】 鉱石系装入物がクロムおよびマンガンの
少なくとも一方を含有する鉱石を含む請求項１〜４のい
ずれかの方法。 - 【請求項６】 １種以上の適当なフラックスを含む請求
項１〜５のいずれかの方法。 - 【請求項７】 チャンネル型誘導電気炉が、底壁に沿っ
て２列の誘導加熱器を備えた長尺の実質上水平に配置さ
れた中空円筒からなる請求項２〜６のいずれかの方法。 - 【請求項８】 各列が各々５ＭＷの熱容量をもつ４個の
誘導加熱器からなる請求項７の方法。 - 【請求項９】 反応で生成し、液体生成物上に浮く鉱石
系装入物に浸透する一酸化炭素を鉱石系装入物の上方で
燃焼する工程を含む請求項１〜８のいずれかの方法。 - 【請求項１０】 酸素、予熱空気、または酸素に富んだ
予熱空気を、適当なバーナーまたはノズルを通して炉内
に供給することによって燃焼を行なう請求項９の方法。 - 【請求項１１】 一酸化炭素の燃焼によって生じた熱
を、鉱石系装入物に添加される新材料および炉の天井の
少なくとも一方の加熱に利用する請求項９または１０の
方法。 - 【請求項１２】 廃一酸化炭素関連ガスを、鉄含有仕込
物を炉に添加する同一の炉の口を通して排出させること
によって、鉄含有仕込物を予熱する請求項９〜１１のい
ずれかの方法。 - 【請求項１３】 １５８０〜１６２０℃の温度で、炉か
ら炭素０．１０％を含む液体金属を湯出しする工程を含
む請求項１〜１２のいずれかの方法。 - 【請求項１４】 湯出しした金属を通常のトリベ釜で温
度および組成制御のため処理し、さらに減圧で脱炭する
かまたは合金化および鋳造する請求項１３の方法。 - 【請求項１５】 融解金属出口を一次仕切と上記出口の
方に位置した二次仕切に分けるように、鉱石系装入物入
口と融解金属出口を炉内に配置し、一次仕切が二次仕切
の大きさの３倍である請求項１〜１４のいずれかの方
法。 - 【請求項１６】 炉を湯出し側に傾けるとき、一次仕切
と二次仕切の液体金属の混合を防ぐために、分離壁また
はせきを設ける請求項１５の方法。 - 【請求項１７】 炉を水平位置にしまたはわずかに後方
にするとき、金属が一次仕切から二次仕切へ流れること
ができるように、分離壁内にオーバフローノッチを設
け、配置する請求項１６の方法。 - 【請求項１８】 スラグを酸性にするため、一次仕切に
フラックス添加を行う請求項１５〜１７のいずれかの方
法。 - 【請求項１９】 スラグを塩基性にするために、二次仕
切にフラックス添加を行う請求項１５〜１８のいずれか
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA93/4272 | 1993-06-16 | ||
| ZA934272 | 1993-06-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754030A JPH0754030A (ja) | 1995-02-28 |
| JP2975260B2 true JP2975260B2 (ja) | 1999-11-10 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6134594A Expired - Lifetime JP2975260B2 (ja) | 1993-06-16 | 1994-06-16 | 鋼の製造方法 |
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| JP (1) | JP2975260B2 (ja) |
| CN (1) | CN1042142C (ja) |
| BR (1) | BR9402446A (ja) |
| RU (1) | RU2127321C1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| ATE206478T1 (de) * | 1996-04-19 | 2001-10-15 | Ipcor Nv | Verfahren und vorrichtung zum reduzieren und schmelzen metallhaltiger verbindungen |
| RU2210601C2 (ru) * | 1996-07-25 | 2003-08-20 | Ипкор Н.В. | Способ восстановления и плавления металла |
| JPH10195513A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-28 | Kobe Steel Ltd | 金属鉄の製法 |
| US6221123B1 (en) * | 1998-01-22 | 2001-04-24 | Donsco Incorporated | Process and apparatus for melting metal |
| DE69904608T2 (de) * | 1998-07-17 | 2003-10-16 | Ipcor Nv | Induktionsofen zum reduzieren und einschmelzen von metall |
| KR20000005510A (en) * | 1998-10-16 | 2000-01-25 | Kisch Octrooibureau | Reduction and melting process of metal containing compound |
| CN1244253C (zh) * | 2000-06-20 | 2006-03-01 | 路易斯·约翰尼斯·福里 | 感应炉 |
| CN1250754C (zh) * | 2001-05-31 | 2006-04-12 | 黄小第 | 利用微波能的金属直接制造方法 |
| RU2219245C2 (ru) * | 2001-12-25 | 2003-12-20 | Бекетов Сергей Владимирович | Способ производства жидкого углеродистого металла на основе железа |
| DE102005031170B3 (de) * | 2005-07-04 | 2006-12-14 | Siemens Ag | Metallurgische Vorrichtung |
| US7413590B2 (en) * | 2006-01-11 | 2008-08-19 | Heritage Environmental Services, Llc | Use of an induction furnace for the production of iron from ore |
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| JP5400553B2 (ja) * | 2009-10-08 | 2014-01-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶融金属製造装置 |
| AU2012222933A1 (en) * | 2011-03-01 | 2013-10-17 | Louis Johannes Fourie | Channel type induction furnace |
| WO2015042691A1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | Nsgi | Smelting apparatus and method of using the same |
| WO2015052573A1 (en) * | 2013-10-10 | 2015-04-16 | Gomes Guilherme Santana Lopes | Systems and methods for directly reducing iron ore to metallic iron and for producing steel through electromagnetic induction and hydrogenation |
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|---|---|---|---|---|
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| US4010029A (en) * | 1975-11-14 | 1977-03-01 | Energy And Materials Conservation Corporation | Method for increasing the use of scrap and iron oxides by basic oxygen furnace |
| JPS6167726A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-07 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 高亜鉛含鉄ダストからの有価金属回収方法 |
| JPS6365007A (ja) * | 1986-09-08 | 1988-03-23 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高酸化燃焼型溶融還元方法 |
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-
1994
- 1994-06-13 US US08/258,970 patent/US5411570A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-15 RU RU94021346A patent/RU2127321C1/ru active
- 1994-06-15 ZA ZA944233A patent/ZA944233B/xx unknown
- 1994-06-16 CN CN94108932A patent/CN1042142C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-16 BR BR9402446A patent/BR9402446A/pt not_active IP Right Cessation
- 1994-06-16 JP JP6134594A patent/JP2975260B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH0754030A (ja) | 1995-02-28 |
| RU2127321C1 (ru) | 1999-03-10 |
| CN1100470A (zh) | 1995-03-22 |
| RU94021346A (ru) | 1996-06-27 |
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