JP3286114B2 - 屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法 - Google Patents
屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法Info
- Publication number
- JP3286114B2 JP3286114B2 JP13311295A JP13311295A JP3286114B2 JP 3286114 B2 JP3286114 B2 JP 3286114B2 JP 13311295 A JP13311295 A JP 13311295A JP 13311295 A JP13311295 A JP 13311295A JP 3286114 B2 JP3286114 B2 JP 3286114B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slag
- iron
- scrap iron
- carbon
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、上底吹転炉型の容器を
用いて屑鉄から、高炭素溶融鉄を製造する方法に関する
ものである。
用いて屑鉄から、高炭素溶融鉄を製造する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、資源、環境問題からスクラップを
リサイクル使用して、効率的に溶融金属を製造すること
が技術課題となってきている。その金属スクラップの種
類は種々のものがあるが、発生量の多い屑鉄を用いて溶
融鉄を得る方法として、従来はほとんど電気炉で行われ
てきた。しかし、電気炉の場合は、屑鉄の溶解、精錬に
多くの電力を消費するため、わ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して好ましくない。そこ
で、電気炉によらずに経済的に屑鉄を溶解、精錬する方
法として、高吹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屑鉄の溶解、精錬方法が検討
されるようになってきた。
リサイクル使用して、効率的に溶融金属を製造すること
が技術課題となってきている。その金属スクラップの種
類は種々のものがあるが、発生量の多い屑鉄を用いて溶
融鉄を得る方法として、従来はほとんど電気炉で行われ
てきた。しかし、電気炉の場合は、屑鉄の溶解、精錬に
多くの電力を消費するため、わ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して好ましくない。そこ
で、電気炉によらずに経済的に屑鉄を溶解、精錬する方
法として、高吹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屑鉄の溶解、精錬方法が検討
されるようになってきた。
【０００３】このような状況の中で、一般的には既存の
上底吹の複合吹錬転炉を利用することで設備費増を控え
るとともに、屑鉄と炭材を炉内に装入し、酸素ガスを上
吹して溶解、精錬する方法が提案されている。例えば特
開昭６０−１７４８１２号公報で、溶銑等の高炭素溶融
鉄の存在する転炉内に含鉄冷材、炭材、酸素を供給し、
含鉄冷材を高炭素溶融鉄中で溶解し高炭素溶融鉄を得る
第１工程と、上記高炭素溶融鉄を原料として別の転炉で
酸素吹錬し所要の温度、成分の溶鋼を得る第２工程より
なる転炉製鋼法が知られている。
上底吹の複合吹錬転炉を利用することで設備費増を控え
るとともに、屑鉄と炭材を炉内に装入し、酸素ガスを上
吹して溶解、精錬する方法が提案されている。例えば特
開昭６０−１７４８１２号公報で、溶銑等の高炭素溶融
鉄の存在する転炉内に含鉄冷材、炭材、酸素を供給し、
含鉄冷材を高炭素溶融鉄中で溶解し高炭素溶融鉄を得る
第１工程と、上記高炭素溶融鉄を原料として別の転炉で
酸素吹錬し所要の温度、成分の溶鋼を得る第２工程より
なる転炉製鋼法が知られている。
【０００４】また、特開昭６２−７３９９７号公報で、
種湯の存在する溶解専用転炉に含鉄冷材、炭材、酸素を
供給して高炭素溶鉄を得、この溶鉄を原料として別の精
錬専用転炉において、上記精錬専用転炉での所要精錬量
と溶解専用転炉での所要種湯量の合計量の高炭素溶鉄を
得、上記溶解専用転炉から上記精錬専用転炉での所要精
錬量の高炭素溶鉄を１回の出湯にて酸素精錬に供する一
方、高炭素溶鉄の残部種湯量を溶解専用転炉に残して前
記含鉄冷材溶解のための種湯として使用することを特徴
とする転炉製鋼法が知られている。
種湯の存在する溶解専用転炉に含鉄冷材、炭材、酸素を
供給して高炭素溶鉄を得、この溶鉄を原料として別の精
錬専用転炉において、上記精錬専用転炉での所要精錬量
と溶解専用転炉での所要種湯量の合計量の高炭素溶鉄を
得、上記溶解専用転炉から上記精錬専用転炉での所要精
錬量の高炭素溶鉄を１回の出湯にて酸素精錬に供する一
方、高炭素溶鉄の残部種湯量を溶解専用転炉に残して前
記含鉄冷材溶解のための種湯として使用することを特徴
とする転炉製鋼法が知られている。
【０００５】上記のような、炭材を供給しつつ炉内のＣ
を酸素で燃焼させてその燃焼熱により屑鉄を溶解する方
法においては、できるだけＣを完全燃焼に近いところま
で燃焼させ、大きな燃焼熱を得て、かつその熱を効率よ
く屑鉄に伝えることが、少ない炭材・酸素原単位で効率
よく屑鉄を溶解するための鍵となる。すなわち、下式で
定義される二次燃焼率と着熱効率をできるだけ１００％
近くまで向上することが重要である。 二次燃焼率＝（排ガス中ＣＯ2 濃度）／（排ガス中ＣＯ濃度 ＋排ガス中ＣＯ2 濃度）×１００（％） 着熱効率＝〔１−｛排ガス顕熱のうちのメタル温度以上の分｝／ ｛二次燃焼発熱量（ＣＯ→ＣＯ2 分）｝〕×１００（％）
を酸素で燃焼させてその燃焼熱により屑鉄を溶解する方
法においては、できるだけＣを完全燃焼に近いところま
で燃焼させ、大きな燃焼熱を得て、かつその熱を効率よ
く屑鉄に伝えることが、少ない炭材・酸素原単位で効率
よく屑鉄を溶解するための鍵となる。すなわち、下式で
定義される二次燃焼率と着熱効率をできるだけ１００％
近くまで向上することが重要である。 二次燃焼率＝（排ガス中ＣＯ2 濃度）／（排ガス中ＣＯ濃度 ＋排ガス中ＣＯ2 濃度）×１００（％） 着熱効率＝〔１−｛排ガス顕熱のうちのメタル温度以上の分｝／ ｛二次燃焼発熱量（ＣＯ→ＣＯ2 分）｝〕×１００（％）
【０００６】しかるに、上記の方法では、着熱効率が９
０％を超えるような条件下での最大の二次燃焼率は高々
３０％程度であり、屑鉄を溶解するための炭材や酸素の
原単位が高く、上吹酸素の供給能力の上限から溶解時間
も長いという問題があった。また、上吹ランスの高さを
上昇させることで、空間で二次燃焼（ＣＯ→ＣＯ2 の燃
焼）を促進させ、二次燃焼を４０〜５０％程度まで高め
ることも可能ではあるが、その場合には、高温の二次燃
焼帯が上部にあるため着熱効率が低下し、転炉の炉肩付
近の耐火物が異常溶損して耐火物コストが大幅に増大す
るのが実状であった。
０％を超えるような条件下での最大の二次燃焼率は高々
３０％程度であり、屑鉄を溶解するための炭材や酸素の
原単位が高く、上吹酸素の供給能力の上限から溶解時間
も長いという問題があった。また、上吹ランスの高さを
上昇させることで、空間で二次燃焼（ＣＯ→ＣＯ2 の燃
焼）を促進させ、二次燃焼を４０〜５０％程度まで高め
ることも可能ではあるが、その場合には、高温の二次燃
焼帯が上部にあるため着熱効率が低下し、転炉の炉肩付
近の耐火物が異常溶損して耐火物コストが大幅に増大す
るのが実状であった。
【０００７】これらに対し、本出願人らは先に特願平７
−６３８３５号にて、転炉型の容器を用いて屑鉄を溶解
する新プロセスを提案し、その優位性を確認した。すな
わち、前記新プロセスの要旨とするところは、転炉型の
容器を用いて、上吹き吹酸をしながら炉内の炭材を燃焼
させつつ屑鉄を溶解するに際し、種湯が存在する容器に
屑鉄を装入し、炉内のスラグ量を炉内の溶融鉄１ｔ当た
り１００ｋｇ以上１０００ｋｇ以下として、酸素ジェッ
トによるスラグ凹み深さＬS と酸素ジェットが当たって
いない部分のスラグ厚みＬSOの比ＬS ／ＬSOが０．５〜
１の範囲内になるように、上吹きランス高さ、ランスの
ノズル形状および吹酸速度の１種または２種以上を調整
することを特徴とする屑鉄の溶解方法にある。この方法
により屑鉄溶解に必要な炭材および酸素の原単位を顕著
に低減することが可能となった。
−６３８３５号にて、転炉型の容器を用いて屑鉄を溶解
する新プロセスを提案し、その優位性を確認した。すな
わち、前記新プロセスの要旨とするところは、転炉型の
容器を用いて、上吹き吹酸をしながら炉内の炭材を燃焼
させつつ屑鉄を溶解するに際し、種湯が存在する容器に
屑鉄を装入し、炉内のスラグ量を炉内の溶融鉄１ｔ当た
り１００ｋｇ以上１０００ｋｇ以下として、酸素ジェッ
トによるスラグ凹み深さＬS と酸素ジェットが当たって
いない部分のスラグ厚みＬSOの比ＬS ／ＬSOが０．５〜
１の範囲内になるように、上吹きランス高さ、ランスの
ノズル形状および吹酸速度の１種または２種以上を調整
することを特徴とする屑鉄の溶解方法にある。この方法
により屑鉄溶解に必要な炭材および酸素の原単位を顕著
に低減することが可能となった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した溶解方法を、
本出願人らは大型の上底吹転炉に適用すべく、試験を進
めていく中で、特願平７−６３８３５号の如き屑鉄の溶
解法は、屑鉄の溶解速度に比較して加炭速度が追従せ
ず、高炭素溶融鉄の安定的な製造が困難であることが判
明した。その結果、脱炭処理工程で熱源が不足するとい
う問題、また炭材やＦｅ−Ｓｉなどの昇熱材を用いた場
合には硫黄による溶融鉄の汚染や、スラグ量の増大、さ
らには終点濃度の的中率が低下するといった問題が顕在
化した。本発明者らは、この加炭遅れは転炉の大型化に
伴う溶融鉄と、スラグ中炭材の接触面積の低下が原因で
あると推定した。すなわち、屑鉄溶解量は体積（単位長
さの３乗）で増加するのに対し、溶融鉄と炭材が接触す
る面積（単位長さの２乗）は体積の増加分に見合うまで
には増加しないためと考えた。本発明はかかる問題点を
有利に解決したものであり、上底吹転炉型の容器炉にお
いて，屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法を提供する
ものである。
本出願人らは大型の上底吹転炉に適用すべく、試験を進
めていく中で、特願平７−６３８３５号の如き屑鉄の溶
解法は、屑鉄の溶解速度に比較して加炭速度が追従せ
ず、高炭素溶融鉄の安定的な製造が困難であることが判
明した。その結果、脱炭処理工程で熱源が不足するとい
う問題、また炭材やＦｅ−Ｓｉなどの昇熱材を用いた場
合には硫黄による溶融鉄の汚染や、スラグ量の増大、さ
らには終点濃度の的中率が低下するといった問題が顕在
化した。本発明者らは、この加炭遅れは転炉の大型化に
伴う溶融鉄と、スラグ中炭材の接触面積の低下が原因で
あると推定した。すなわち、屑鉄溶解量は体積（単位長
さの３乗）で増加するのに対し、溶融鉄と炭材が接触す
る面積（単位長さの２乗）は体積の増加分に見合うまで
には増加しないためと考えた。本発明はかかる問題点を
有利に解決したものであり、上底吹転炉型の容器炉にお
いて，屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法を提供する
ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは、上底吹転炉型の容器を用いて、屑鉄から高
炭素溶融鉄を製造する方法において、種湯が存在する容
器に屑鉄を装入し、炉内のスラグ量を炉内の溶融鉄１ｔ
当たり１００ｋｇ以上１０００ｋｇ以下とし、該スラグ
内の炭材量をスラグ量の５％〜２００％に保ち、供給屑
鉄１ｔ当たり１０〜１２０ｋｇの炭材をキャリアーガス
とともに底吹きしながら、上吹酸素ジェットによるスラ
グ凹み深さＬS と酸素ジェットが当たっていない部分の
スラグ厚みＬSOの比ＬS ／ＬSOが０．５〜１の範囲内に
なるように、上吹きランス高さ、ランスのノズル形状お
よび吹酸速度の１種または２種以上を調整して吹酸しな
がら炉内の炭材を燃焼させて、屑鉄を溶解することを特
徴とする屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法にある。
るところは、上底吹転炉型の容器を用いて、屑鉄から高
炭素溶融鉄を製造する方法において、種湯が存在する容
器に屑鉄を装入し、炉内のスラグ量を炉内の溶融鉄１ｔ
当たり１００ｋｇ以上１０００ｋｇ以下とし、該スラグ
内の炭材量をスラグ量の５％〜２００％に保ち、供給屑
鉄１ｔ当たり１０〜１２０ｋｇの炭材をキャリアーガス
とともに底吹きしながら、上吹酸素ジェットによるスラ
グ凹み深さＬS と酸素ジェットが当たっていない部分の
スラグ厚みＬSOの比ＬS ／ＬSOが０．５〜１の範囲内に
なるように、上吹きランス高さ、ランスのノズル形状お
よび吹酸速度の１種または２種以上を調整して吹酸しな
がら炉内の炭材を燃焼させて、屑鉄を溶解することを特
徴とする屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法にある。
【００１０】上述のＬS は（１）式により計算される。 ２．５ρg 〔（ｃＨC ）／Ｘ＋ＬS 〕2 ＝ρS ｇＬS ・・・・（１） ρg ：常温、常圧での酸素ガスの密度（＝１．４３ｋｇ
／ｍ3 ） ρs ：見掛けのスラグ密度（ｋｇ／ｍ3 ） ｃ ：常温、常圧での酸素ガス中の音速（＝３２６ｍ3
／ｓ） ＨC ：操業条件と同一ランスノズル形状、同一ランス二
次圧で噴出される常温でのジェットコア長（ノズル先端
から噴流中心流速が音速ｃとなるまでの距離）（ｍ） Ｘ ：ランスノズル先端から、酸素ジェットが当たって
いない部分のスラグ面までの鉛直距離（ｍ） ｇ ：重力加速度＝９．８（ｍ／ｓ2 ）
／ｍ3 ） ρs ：見掛けのスラグ密度（ｋｇ／ｍ3 ） ｃ ：常温、常圧での酸素ガス中の音速（＝３２６ｍ3
／ｓ） ＨC ：操業条件と同一ランスノズル形状、同一ランス二
次圧で噴出される常温でのジェットコア長（ノズル先端
から噴流中心流速が音速ｃとなるまでの距離）（ｍ） Ｘ ：ランスノズル先端から、酸素ジェットが当たって
いない部分のスラグ面までの鉛直距離（ｍ） ｇ ：重力加速度＝９．８（ｍ／ｓ2 ）
【００１１】
【数１】
【００１２】ＭP ：ランスノズルの設計マッハ数 ｄ ：ランスノズルのスロート径（ｍ） Ｐ ：ランスの操業二次圧（Ｐａ） ＰP ：ランスの設計二次圧（Ｐａ） また、本発明における高炭素溶融鉄とは炭素含有量が３
〜５％のものをいう。
〜５％のものをいう。
【００１３】
【作用】以下、本発明について図面に従って詳細に説明
する。図１は本発明に係わる屑鉄の溶解精錬を行う溶解
炉の概念図である。図１に示すように、上底吹転炉１は
耐火物２で内張りされており、酸素上吹ランス３を備え
ている。酸素上吹ランス３より酸素ガスを高炭素溶融鉄
４上の、炭材５を含んだ溶融スラグ６に向けて吹き付け
る。石炭やコークスなどの炭材７および屑鉄８を上方か
ら添加する。炉底にはノズル９を配置し微粉炭材１０を
底吹ガス１１をキャリアーにして、炉内に供給する。
する。図１は本発明に係わる屑鉄の溶解精錬を行う溶解
炉の概念図である。図１に示すように、上底吹転炉１は
耐火物２で内張りされており、酸素上吹ランス３を備え
ている。酸素上吹ランス３より酸素ガスを高炭素溶融鉄
４上の、炭材５を含んだ溶融スラグ６に向けて吹き付け
る。石炭やコークスなどの炭材７および屑鉄８を上方か
ら添加する。炉底にはノズル９を配置し微粉炭材１０を
底吹ガス１１をキャリアーにして、炉内に供給する。
【００１４】このように上底吹転炉の上方から酸素上吹
ランスを通して吹き込まれるのは酸素ガスである。この
酸素は高濃度の酸素含有ガスであり、純酸素ガス、或い
は７０％以上の酸素を含む比較的純度の低い酸素ガス、
或いは純酸素ガスと空気、窒素のような希釈ガスの混合
物で、酸素濃度の７０〜１００％のものをいう。このよ
うな酸素ガスは溶融スラグ４の上から供給するものや、
斜め上方より吹いても良い。なお、複数の穴から酸素を
供給するときは一部は微粉炭バーナーを利用することも
可能である。屑鉄ならびに造滓材は主として上方より投
入される。屑鉄は、予熱されないもの、予熱されたもの
を連続的に投入ないしは間欠装入のいずれを組み合わせ
て、適宜分割して装入する。一方、造滓材は例えば、石
灰、硅砂、レンガ屑、高炉スラグ、転炉スラグが挙げら
れ、これらの組み合わせで塩基度を０．７〜２．２に制
御することが好ましい。炭材は上方添加、および底吹ノ
ズルからの微粉炭材の吹込を組み合わせて炉内に供給す
る。
ランスを通して吹き込まれるのは酸素ガスである。この
酸素は高濃度の酸素含有ガスであり、純酸素ガス、或い
は７０％以上の酸素を含む比較的純度の低い酸素ガス、
或いは純酸素ガスと空気、窒素のような希釈ガスの混合
物で、酸素濃度の７０〜１００％のものをいう。このよ
うな酸素ガスは溶融スラグ４の上から供給するものや、
斜め上方より吹いても良い。なお、複数の穴から酸素を
供給するときは一部は微粉炭バーナーを利用することも
可能である。屑鉄ならびに造滓材は主として上方より投
入される。屑鉄は、予熱されないもの、予熱されたもの
を連続的に投入ないしは間欠装入のいずれを組み合わせ
て、適宜分割して装入する。一方、造滓材は例えば、石
灰、硅砂、レンガ屑、高炉スラグ、転炉スラグが挙げら
れ、これらの組み合わせで塩基度を０．７〜２．２に制
御することが好ましい。炭材は上方添加、および底吹ノ
ズルからの微粉炭材の吹込を組み合わせて炉内に供給す
る。
【００１５】そして、酸素ガスは炭材、溶融鉄中の炭素
および発生ＣＯなどの可燃ガス成分を燃焼させて発熱
し、屑鉄の溶解熱を供給する。一方、底吹ガスには溶融
物を攪拌する効果があり、伝熱進行に必要である。この
底吹ガスとしては、前述したように、Ｎ2 、ＣＯ2 、ア
ルゴン、炭化水素系ガスなどの１種ないしは２種以上の
混合ガスが用いられる。微粉炭材とともに炉内に吹き込
むキャリアーガスには、Ｎ2 、Ａｒなどの不活性ガスを
用いる。
および発生ＣＯなどの可燃ガス成分を燃焼させて発熱
し、屑鉄の溶解熱を供給する。一方、底吹ガスには溶融
物を攪拌する効果があり、伝熱進行に必要である。この
底吹ガスとしては、前述したように、Ｎ2 、ＣＯ2 、ア
ルゴン、炭化水素系ガスなどの１種ないしは２種以上の
混合ガスが用いられる。微粉炭材とともに炉内に吹き込
むキャリアーガスには、Ｎ2 、Ａｒなどの不活性ガスを
用いる。
【００１６】本発明は、一定量の溶融鉄が存在する転炉
に屑鉄を装入し、石炭やコークス等の炭材を供給しつ
つ、酸素の上吹きにより炉内のＣを燃焼させ、その燃焼
熱を利用して屑鉄を溶解する。この際、屑鉄の溶解速度
は主としてＣの移動律速であるため、屑鉄装入前に一定
量の溶融鉄すなわち種湯が存在しないと、固体Ｃが固体
屑鉄中に拡散していかなくてはならず、溶解速度が著し
く低下する。従って溶解速度を向上させるためには、予
め種湯を転炉内に残しておき、液体である種湯中のＣが
屑鉄に拡散するようにしておく必要がある。
に屑鉄を装入し、石炭やコークス等の炭材を供給しつ
つ、酸素の上吹きにより炉内のＣを燃焼させ、その燃焼
熱を利用して屑鉄を溶解する。この際、屑鉄の溶解速度
は主としてＣの移動律速であるため、屑鉄装入前に一定
量の溶融鉄すなわち種湯が存在しないと、固体Ｃが固体
屑鉄中に拡散していかなくてはならず、溶解速度が著し
く低下する。従って溶解速度を向上させるためには、予
め種湯を転炉内に残しておき、液体である種湯中のＣが
屑鉄に拡散するようにしておく必要がある。
【００１７】屑鉄溶解操業の際、先に提案した方法のよ
うに、炉内のスラグ量を炉内の溶融鉄１ｔ当たり１００
ｋｇ以上１０００ｋｇ以下とし、酸素ジェットによるス
ラグ凹み深さＬS と酸素ジェットが当たっていない部分
のスラグ厚みＬSOの比ＬS ／ＬSOが０．５〜１の範囲内
になるように、上吹きランス高さ、ランスのノズル形状
および吹酸速度を調整する。この条件下では、多量のス
ラグによって上吹酸素ジェットとバルク溶融鉄の接触が
防止でき、先に述べた二次燃焼率を高めることが可能に
なる。ここで、炉内のスラグ量やＬS ／ＬSOを限定した
のは、炉内のスラグ量が溶融鉄１ｔ当たり１００ｋｇ未
満の場合やＬS ／ＬSOが１．０超の場合には、酸素ジェ
ットがスラグを突き抜け、バルク溶融鉄に衝突して２Ｃ
＋Ｏ2 ＝２ＣＯの如く反応して二次燃焼率を低下させて
しまうためであり、ＬS ／ＬSOが０．５未満の場合には
９０％以上の着熱効率が達成できず、スラグ量が生成溶
融鉄１ｔ当たり１０００ｋｇを超えると、出銑時にスラ
グが炉口から溢れてきて所定の量を出銑できないためで
ある。
うに、炉内のスラグ量を炉内の溶融鉄１ｔ当たり１００
ｋｇ以上１０００ｋｇ以下とし、酸素ジェットによるス
ラグ凹み深さＬS と酸素ジェットが当たっていない部分
のスラグ厚みＬSOの比ＬS ／ＬSOが０．５〜１の範囲内
になるように、上吹きランス高さ、ランスのノズル形状
および吹酸速度を調整する。この条件下では、多量のス
ラグによって上吹酸素ジェットとバルク溶融鉄の接触が
防止でき、先に述べた二次燃焼率を高めることが可能に
なる。ここで、炉内のスラグ量やＬS ／ＬSOを限定した
のは、炉内のスラグ量が溶融鉄１ｔ当たり１００ｋｇ未
満の場合やＬS ／ＬSOが１．０超の場合には、酸素ジェ
ットがスラグを突き抜け、バルク溶融鉄に衝突して２Ｃ
＋Ｏ2 ＝２ＣＯの如く反応して二次燃焼率を低下させて
しまうためであり、ＬS ／ＬSOが０．５未満の場合には
９０％以上の着熱効率が達成できず、スラグ量が生成溶
融鉄１ｔ当たり１０００ｋｇを超えると、出銑時にスラ
グが炉口から溢れてきて所定の量を出銑できないためで
ある。
【００１８】当該スラグ内の炭材量はスラグ量の５％〜
２００％に保つよう操業を行う。これは当該スラグ内の
炭材量がスラグ量の５％未満では、スラグの泡立ち（フ
ォーミング）が著しく、スラグが炉外に溢れ出るなどし
て、安定操業が困難になる。また当該スラグ内の炭材量
がスラグ量の２００％超では、炭材がスラグ内に均一に
存在することが困難で、スラグ上部に炭材が積み重なっ
た状態となり、炭材の燃焼で一旦発生したＣＯ2 が炭材
とＣＯ2 ＋Ｃ＝２ＣＯの如く反応して二次燃焼率が低下
し、好ましくない。また微粉炭材の底吹供給量は、供給
屑鉄１ｔ当たり１０〜１２０ｋｇとするが、１０ｋｇ未
満では屑鉄の溶解速度に対し加炭速度が追従せず、安定
的に高炭素溶融鉄を製造することが困難になる。一方１
２０ｋｇ超では、加炭、燃焼で消費されなかった炭材の
排ガス中に混入して飛散ロスが著しくなり、熱ロスなら
びに炭材原単位の上昇を招き好ましくない。
２００％に保つよう操業を行う。これは当該スラグ内の
炭材量がスラグ量の５％未満では、スラグの泡立ち（フ
ォーミング）が著しく、スラグが炉外に溢れ出るなどし
て、安定操業が困難になる。また当該スラグ内の炭材量
がスラグ量の２００％超では、炭材がスラグ内に均一に
存在することが困難で、スラグ上部に炭材が積み重なっ
た状態となり、炭材の燃焼で一旦発生したＣＯ2 が炭材
とＣＯ2 ＋Ｃ＝２ＣＯの如く反応して二次燃焼率が低下
し、好ましくない。また微粉炭材の底吹供給量は、供給
屑鉄１ｔ当たり１０〜１２０ｋｇとするが、１０ｋｇ未
満では屑鉄の溶解速度に対し加炭速度が追従せず、安定
的に高炭素溶融鉄を製造することが困難になる。一方１
２０ｋｇ超では、加炭、燃焼で消費されなかった炭材の
排ガス中に混入して飛散ロスが著しくなり、熱ロスなら
びに炭材原単位の上昇を招き好ましくない。
【００１９】
【実施例】溶融スラグ３５ｔと、該スラグ内に１６ｔの
炭材が浮遊している３００ｔ規模の転炉に高炉溶銑１５
０ｔを装入した。このときのスラグおよび溶融鉄の温度
は１４００℃、溶融鉄中の炭素濃度は４．５％であっ
た。上吹ランスからは３５０００Ｎｍ3 ／ｈの純酸素
を、炉底に設けた６本の底吹羽口からは、Ｎ2 ガスを４
５００Ｎｍ3 ／ｈ、酸素を３６００Ｎｍ3 ／ｈ、空気を
７００Ｎｍ3 ／ｈ、ＬＰＧを５００Ｎｍ3 ／ｈ、および
微粉炭材を２４ｔ／ｈで供給した。上方からは炭材を合
計９ｔ、また塩基度調整用に生石灰を合計４．５ｔ添加
した。微粉炭材ならびに、上方から添加する炭材には、
いずれも無煙炭（Ｔ−Ｃ：８１．５％）を用いた。屑鉄
は溶融鉄の温度が１３５０〜１４５０℃の範囲となるよ
うに供給速度を調整しながら炉内に装入し、合計１５０
ｔの屑鉄を溶解した。溶解期間中の各諸元を表１に示
す。
炭材が浮遊している３００ｔ規模の転炉に高炉溶銑１５
０ｔを装入した。このときのスラグおよび溶融鉄の温度
は１４００℃、溶融鉄中の炭素濃度は４．５％であっ
た。上吹ランスからは３５０００Ｎｍ3 ／ｈの純酸素
を、炉底に設けた６本の底吹羽口からは、Ｎ2 ガスを４
５００Ｎｍ3 ／ｈ、酸素を３６００Ｎｍ3 ／ｈ、空気を
７００Ｎｍ3 ／ｈ、ＬＰＧを５００Ｎｍ3 ／ｈ、および
微粉炭材を２４ｔ／ｈで供給した。上方からは炭材を合
計９ｔ、また塩基度調整用に生石灰を合計４．５ｔ添加
した。微粉炭材ならびに、上方から添加する炭材には、
いずれも無煙炭（Ｔ−Ｃ：８１．５％）を用いた。屑鉄
は溶融鉄の温度が１３５０〜１４５０℃の範囲となるよ
うに供給速度を調整しながら炉内に装入し、合計１５０
ｔの屑鉄を溶解した。溶解期間中の各諸元を表１に示
す。
【００２０】
【表１】
【００２１】比較例 用いた炉は実施例１と同一のものである。溶融スラグ３
５ｔと、該スラグ内に１６ｔの炭材が浮遊している３０
０ｔ規模の転炉に高炉溶銑１５０ｔを装入した。このと
きのスラグおよび溶融鉄の温度は１４２０℃、溶融鉄中
の炭素濃度は４．７％であった。上吹ランスからは３５
０００Ｎｍ3 ／ｈで純酸素を、炉底に設けた６本の底吹
ノズルからは、Ｎ2 ガスを４５００Ｎｍ3 ／ｈ、酸素を
３６００Ｎｍ3 ／ｈ、空気を７００Ｎｍ3 ／ｈで供給
し、底吹ノズルからの微粉炭材の吹込は行わなかった。
上方からは炭材を合計２０ｔ、また塩基度調整用に生石
灰を合計４．０ｔ添加した。上方から添加する炭材に
は、実施例と同様に無煙炭（Ｔ−Ｃ：８１．５％）を用
いた。屑鉄は溶融鉄の温度が１３５０〜１４５０℃の範
囲となるように供給速度を調整しながら炉内に装入し、
合計１５０ｔの屑鉄を溶解した。溶解期間中の各諸元を
表１に示す。この操業では、操業期間中に溶融鉄中の炭
素濃度の低下が認められ、溶解終了時点での炭素濃度は
２．８％であった。
５ｔと、該スラグ内に１６ｔの炭材が浮遊している３０
０ｔ規模の転炉に高炉溶銑１５０ｔを装入した。このと
きのスラグおよび溶融鉄の温度は１４２０℃、溶融鉄中
の炭素濃度は４．７％であった。上吹ランスからは３５
０００Ｎｍ3 ／ｈで純酸素を、炉底に設けた６本の底吹
ノズルからは、Ｎ2 ガスを４５００Ｎｍ3 ／ｈ、酸素を
３６００Ｎｍ3 ／ｈ、空気を７００Ｎｍ3 ／ｈで供給
し、底吹ノズルからの微粉炭材の吹込は行わなかった。
上方からは炭材を合計２０ｔ、また塩基度調整用に生石
灰を合計４．０ｔ添加した。上方から添加する炭材に
は、実施例と同様に無煙炭（Ｔ−Ｃ：８１．５％）を用
いた。屑鉄は溶融鉄の温度が１３５０〜１４５０℃の範
囲となるように供給速度を調整しながら炉内に装入し、
合計１５０ｔの屑鉄を溶解した。溶解期間中の各諸元を
表１に示す。この操業では、操業期間中に溶融鉄中の炭
素濃度の低下が認められ、溶解終了時点での炭素濃度は
２．８％であった。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明を実施するこ
とによって、屑鉄を溶解しつつ、安定して高炭素溶融鉄
を得ることが可能となった。
とによって、屑鉄を溶解しつつ、安定して高炭素溶融鉄
を得ることが可能となった。
【図１】本発明に係わる屑鉄溶解法に使用する反応容器
の概念図である。
の概念図である。
1 上底吹転炉 2 耐火物 3 酸素上吹ランス 4 高炭素溶融鉄 5 炭材 6 溶融スラグ 7 炭材 8 屑鉄 9 底吹ノズル 1 0 微粉炭材 1 1 攪拌ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 恭司 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 昭63−219517（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21C 5/28
Claims (1)
- 【請求項１】 上底吹転炉型の容器を用いて、屑鉄から
高炭素溶融鉄を製造する方法において、種湯が存在する
容器に屑鉄を装入し、炉内のスラグ量を炉内の溶融鉄１
ｔ当たり１００ｋｇ以上１０００ｋｇ以下とし、該スラ
グ内の炭材量をスラグ量の５％〜２００％に保ち、供給
屑鉄１ｔ当たり１０〜１２０ｋｇの炭材をキャリアーガ
スとともに底吹きしながら、上吹酸素ジェットによるス
ラグ凹み深さＬS と酸素ジェットが当たっていない部分
のスラグ厚みＬSOの比ＬS ／Ｌ SOが０．５〜１の範囲内
になるように、上吹きランス高さ、ランスのノズル形状
および吹酸速度の１種または２種以上を調整して吹酸し
ながら炉内の炭材を燃焼させて屑鉄を溶解することを特
徴とする屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13311295A JP3286114B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13311295A JP3286114B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08325621A JPH08325621A (ja) | 1996-12-10 |
| JP3286114B2 true JP3286114B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=15097096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13311295A Expired - Fee Related JP3286114B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286114B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102115887B1 (ko) * | 2018-11-16 | 2020-06-05 | 주식회사 포스코 | 용선 제조방법 및 그 장치 |
| KR102115888B1 (ko) * | 2018-11-16 | 2020-06-05 | 주식회사 포스코 | 용선 제조방법 및 그 장치 |
| BR112022000040A2 (pt) * | 2019-07-22 | 2022-02-15 | Jfe Steel Corp | Método de desfosforização de ferro fundido |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP13311295A patent/JP3286114B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08325621A (ja) | 1996-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1067201B1 (en) | Start-up procedure for direct smelting process | |
| AU676203B2 (en) | A method for intensifying the reactions in metallurgical reaction vessels | |
| US4988079A (en) | Apparatus for smelting and reducing iron ores | |
| US4324583A (en) | Supersonic injection of oxygen in cupolas | |
| EP1098997B1 (en) | A direct smelting process | |
| JP3286114B2 (ja) | 屑鉄から高炭素溶融鉄を製造する方法 | |
| US5084093A (en) | Method for manufacturing molten pig iron | |
| EP0950117B1 (en) | A method for producing metals and metal alloys | |
| JPH0471965B2 (ja) | ||
| JP3290844B2 (ja) | 屑鉄の溶解方法 | |
| JP2983087B2 (ja) | 溶融還元の操業方法 | |
| US20240076754A1 (en) | Molten iron refining method | |
| TWI830137B (zh) | 轉爐之頂吹噴槍、副原料添加方法及熔鐵之精煉方法 | |
| WO2022163156A1 (ja) | 溶鉄の精錬方法およびそれを用いた溶鋼の製造方法 | |
| JPH01252710A (ja) | 鉄浴式溶融還元炉の操業方法 | |
| JPH01195211A (ja) | 酸化鉄の溶融還元方法 | |
| JP2022117935A (ja) | 溶鉄の精錬方法 | |
| JPS61195909A (ja) | 転炉内での屑鉄溶解方法 | |
| JPS61227119A (ja) | 含鉄冷材を主原料とする転炉製鋼法 | |
| JPS6250404A (ja) | 屑鉄の溶解方法 | |
| JPH03111507A (ja) | 鉄系合金溶湯の製造法および装置 | |
| JPH08283818A (ja) | スクラップから低硫黄高炭素溶鉄を製造する方法 | |
| JPH07207325A (ja) | 炭材を燃料とするスクラップの溶解方法 | |
| JPH08209219A (ja) | ステンレス鋼溶製方法 | |
| JP2000212625A (ja) | 製鋼法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020226 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080308 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090308 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090308 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100308 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110308 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120308 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130308 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130308 Year of fee payment: 11 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130308 Year of fee payment: 11 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130308 Year of fee payment: 11 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130308 Year of fee payment: 11 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140308 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |