JP5617667B2 - Method for reforming combined arc melting furnace exhaust gas and combined arc melting furnace - Google Patents

Method for reforming combined arc melting furnace exhaust gas and combined arc melting furnace Download PDF

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Description

本発明は、鉄のスクラップや直接還元鉄等の冷鉄源を、シャフト形予熱室を備える複合アーク溶解炉にて溶解する際に発生する排ガスの改質方法、およびその方法に用いる複合アーク溶解炉に関するものである。   The present invention relates to a method for reforming exhaust gas generated when a cold iron source such as iron scrap or directly reduced iron is melted in a complex arc melting furnace having a shaft-shaped preheating chamber, and a complex arc melting used in the method. It relates to the furnace.

近年、鉄スクラップ等の冷鉄源は、従来、各種アーク炉を使って加熱溶解して、精錬した後、溶鋼として再生させている。ただし、アーク炉によって冷鉄源を溶解するには、多くの電力が必要とされるため、近年では電力使用量の削減を目的として、アーク炉の溶解室から発生する高温の排ガスで冷鉄源を予熱しながら溶解する新規な方法が提案されている。   In recent years, cold iron sources such as iron scrap have been conventionally regenerated as molten steel after being melted and refined using various arc furnaces. However, since a large amount of electric power is required to melt the cold iron source by the arc furnace, in recent years, the cold iron source is generated by the high-temperature exhaust gas generated from the melting chamber of the arc furnace for the purpose of reducing the power consumption. There has been proposed a new method for melting while preheating.

その代表的なものとして、特許文献1では、溶解室と、この溶解室で発生する排ガスを導入するシャフト形予熱室とを備えた複合アーク溶解炉を提案している。この複合アーク溶解炉の操業では、装入される鉄スクラップが予熱室と溶解室とに跨って存在するようにすると共に、その鉄スクラップを溶解室内にてアーク熱によって加熱溶解し、該溶解室に少なくとも1ヒート分の溶湯が溜まった時点で、溶鋼を出湯することを特徴とする鉄スクラップの溶解方法である。   As a typical example, Patent Document 1 proposes a composite arc melting furnace including a melting chamber and a shaft-type preheating chamber for introducing exhaust gas generated in the melting chamber. In the operation of this combined arc melting furnace, the iron scrap to be charged exists between the preheating chamber and the melting chamber, and the iron scrap is heated and melted by arc heat in the melting chamber. This is a method for melting iron scrap, characterized in that molten steel is discharged when at least one heat of molten metal has accumulated.

また、特許文献2では、アーク溶解炉から発生する高温の排ガスの利用にあたり、転炉等の精錬設備から発生する二酸化炭素および/または水蒸気を含む高温の排ガス中に、炭化水素を含む気体および/または液体を供給して改質反応を導き、排ガス中の一酸化炭素と水素を増加させることにより、排ガスの潜熱分を増大させる、いわゆる「増熱」を図る方法が開示されている。   Further, in Patent Document 2, in using high-temperature exhaust gas generated from an arc melting furnace, a gas containing hydrocarbons and / or a high-temperature exhaust gas containing carbon dioxide and / or steam generated from a refining facility such as a converter and / or Alternatively, there is disclosed a method for so-called “heat increase” in which a liquid is supplied to induce a reforming reaction and carbon monoxide and hydrogen in the exhaust gas are increased to increase the latent heat content of the exhaust gas.

特開平10−292990号公報JP-A-10-292990 特開2000−212615号公報JP 2000-212615 A

しかし、特許文献1に開示の方法では、溶解室で発生する排ガスが未燃焼のまま排出されることになるので、排ガスの有効利用という点で課題が残る。また、特許文献2に開示の方法は、転炉排ガス中に天然ガス(炭化水素)を吹込んで、下記(1)式に示す改質反応を行った場合に、その反応の完了温度が800℃よりも低くなると、カーボンの生成が顕著となり、排ガス回収設備内にカーボンやダスト等の堆積を招くと共に、改質反応効率が低下し、二酸化炭素の転化率が低下するという点で課題がある。
CH+CO→2CO+2H ・・・ (1)
However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the exhaust gas generated in the melting chamber is discharged without being burned, there remains a problem in terms of effective use of the exhaust gas. Further, in the method disclosed in Patent Document 2, when the reforming reaction shown in the following formula (1) is performed by blowing natural gas (hydrocarbon) into the converter exhaust gas, the completion temperature of the reaction is 800 ° C. If it is lower than the range, the production of carbon becomes remarkable, which causes the deposition of carbon, dust and the like in the exhaust gas recovery facility, and there is a problem in that the reforming reaction efficiency is lowered and the conversion rate of carbon dioxide is lowered.
CH 4 + CO 2 → 2CO + 2H 2 (1)

本発明は、従来技術が抱えている前述のような事情に鑑みて開発された技術であって、その目的とするところは、複合アーク溶解炉を用いて冷鉄源を溶解した際に発生する排ガスを、カーボンやダスト等の堆積を招くことなく改質すること、および排ガスの潜熱分の増大を図ることのできる、複合アーク溶解炉排ガスの改質方法および複合アーク溶解炉を提案することにある。   The present invention is a technology developed in view of the above-described circumstances of the prior art, and the object is to occur when a cold iron source is melted using a composite arc melting furnace. To propose a composite arc melting furnace exhaust gas reforming method and a composite arc melting furnace capable of reforming exhaust gas without causing deposition of carbon, dust, etc., and increasing the latent heat of the exhaust gas. is there.

ところで、アンモニアガスは、一酸化炭素や二酸化炭素と反応して、各種炭化水素やメタノール、ジメチルエーテルなどの含酸素化合物等や水素に改質されることが知られている。下記(2)式および(3)式にその化学反応式の一例を示す。   By the way, it is known that ammonia gas reacts with carbon monoxide and carbon dioxide to be reformed into various hydrocarbons, oxygen-containing compounds such as methanol and dimethyl ether, and the like. Examples of chemical reaction formulas are shown in the following formulas (2) and (3).

2NH+CO→CH+HO+N ・・・ (2)
4NH+CO→2H+2HO+2N+CH ・・・ (3)
2NH 3 + CO → CH 4 + H 2 O + N 2 (2)
4NH 3 + CO 2 → 2H 2 + 2H 2 O + 2N 2 + CH 4 (3)

なお、発明者らの研究によると、COとCOの混合ガスにアンモニアガス(NH)を吹き込んだラボ試験では、400℃以下の低温条件下においては、式(2)の改質反応が進み、一方、600℃以上の高温条件下においては、式(3)の改質反応が進むという結果が得られている。 According to the research by the inventors, in a laboratory test in which ammonia gas (NH 3 ) was blown into a mixed gas of CO and CO 2 , the reforming reaction of the formula (2) was performed under a low temperature condition of 400 ° C. or less. On the other hand, under the high temperature condition of 600 ° C. or higher, the result that the reforming reaction of the formula (3) proceeds is obtained.

本発明は、このようなアンモニアガスと排ガス中に含まれるCOおよびCOとの改質反応に着目した技術である。即ち、本発明は、特許文献2で提案しているような炭化水素を含む気体および/または液体の導入に代えて、アンモニアガスを導入することと、このアンモニアガスと排ガス成分(CO、CO)との改質反応を、排ガスの温度レベルに応じて確実に行わせることにより、このときに発生する熱を冷鉄源の予熱に利用すると共に、排ガス中の水素および炭化水素を増加させて排ガスの潜熱分を増大させる(増熱)という、複合アーク溶解炉発生排ガスの改質方法とそのための溶解炉を提案するものである。 The present invention is a technique that pays attention to the reforming reaction between ammonia gas and CO and CO 2 contained in the exhaust gas. That is, in the present invention, instead of introducing a gas and / or a liquid containing hydrocarbon as proposed in Patent Document 2, ammonia gas is introduced, and the ammonia gas and exhaust gas components (CO, CO 2) are introduced. ), The heat generated at this time is used for preheating the cold iron source, and hydrogen and hydrocarbons in the exhaust gas are increased. The present invention proposes a method for reforming exhaust gas generated from a combined arc melting furnace in which the latent heat of exhaust gas is increased (heat increase) and a melting furnace therefor.

つまり、本発明は、溶解室と、その上部に立設されて溶解室と連通するシャフト形の予熱室とからなるアーク溶解炉によって、該予熱室内を順次に降下する冷鉄源を、溶解室内で発生した高温排ガスを使って予熱すると共に、引き続き溶解室に導いてアーク溶解するようにしてなる複合アーク溶解炉において、前記冷鉄源が、予熱室内と溶解室内上部とに跨って存在する状態の下で、該溶解室内に補助熱源である炭材を吹き込む一方で、予熱室内にはアンモニアガスを吹き込むことにより、前記予熱室の溶解室内の湯面位置において、前記アンモニアガスと600℃以上の前記排ガス中の二酸化炭素との改質反応を導いて、該排ガス中の水素濃度および炭化水素系ガス濃度を増加させることを特徴とする複合アーク溶解炉発生排ガスの改質方法である。 That is, the present invention provides a cold iron source that sequentially descends the preheating chamber by means of an arc melting furnace comprising a melting chamber and a shaft-shaped preheating chamber that stands on the top and communicates with the melting chamber. In the combined arc melting furnace that is preheated using the high-temperature exhaust gas generated in step 1 and that is subsequently guided to the melting chamber and arc-melted, the cold iron source exists across the preheating chamber and the upper portion of the melting chamber The carbon material which is an auxiliary heat source is blown into the melting chamber, while the ammonia gas is blown into the preheating chamber, so that the ammonia gas and 600 ° C. or more at the hot water surface in the melting chamber of the preheating chamber. It led to the reforming reaction between carbon dioxide in the flue gas, reforming side of the composite arc melting furnace generation exhaust gas, characterized in that increasing the hydrogen concentration and the hydrocarbon gas concentration in the exhaust gas It is.

なお、上記複合アーク溶解炉排ガスの改質方法においては、
(1)前記溶解室内で発生する排ガスは、少なくとも5%の二酸化炭素を含むこと、
(2)前記アンモニアガスは、予熱室の溶解室内の湯面の位置から予熱室上部の冷鉄源の堆積層上端位置までの領域において、1もしくは複数箇所に設けられたアンモニアガス導入口から吹き込むこと
(3)前記溶解室から発生する排ガスの、予熱室上部の冷鉄源の堆積層上端位置における温度が400℃以下であり、その位置において前記アンモニアガスと排ガス中の一酸化炭素との改質反応を導いて、該排ガス中の炭化水素系ガス濃度を増加させること、
)前記アンモニアガスの吹き込み量は、溶解室から発生する排ガス量の5〜25%とすること、
)前記炭材の吹込み量は、溶解室内の冷鉄源に対し5kg/t以上とすること、
がより好ましい解決手段になる。
In the above-described method for reforming the combined arc melting furnace exhaust gas,
(1) The exhaust gas generated in the melting chamber contains at least 5% carbon dioxide,
(2) The ammonia gas is blown from an ammonia gas introduction port provided at one or a plurality of locations in a region from the position of the molten metal surface in the melting chamber of the preheating chamber to the upper end position of the deposition layer of the cold iron source in the upper portion of the preheating chamber. that,
(3 ) The temperature of the exhaust gas generated from the melting chamber is 400 ° C. or less at the upper end position of the cold iron source in the upper part of the preheating chamber, and reforming of the ammonia gas and carbon monoxide in the exhaust gas at that position Guiding the reaction to increase the concentration of hydrocarbon gas in the exhaust gas,
( 4 ) The amount of ammonia gas blown is 5 to 25% of the amount of exhaust gas generated from the dissolution chamber,
( 5 ) The amount of the carbon material blown is 5 kg / t or more with respect to the cold iron source in the melting chamber,
Is a more preferable solution.

また、本発明では、冷鉄源をアーク溶解するためのアーク電極および溶解室と、溶解室の上方に立設されていて該溶解室内とは連通し、装入し充填された冷鉄源を予熱するシャフト形予熱室とからなり、該溶解室に補助熱源を供給する補助熱源供給手段と酸素供給手段と、予熱室の溶解室内の湯面の位置から予熱室上部の冷鉄源の堆積層上端位置までの領域において、1もしくは複数箇所のアンモニアガス導入口と、前記溶解室内で発生した排ガスを回収するためのガス回収設備と、を有し、前記予熱室の溶解室内の湯面位置において、前記アンモニアガス導入口から吹き込まれたアンモニアガスと、600℃以上の前記排ガス中の二酸化炭素との改質反応を導いて、水素濃度および炭化水素系ガス濃度を増加させた排ガスを回収することを特徴とする複合アーク溶解炉を提案する。 Further, in the present invention, an arc electrode and a melting chamber for arc melting of the cold iron source, and a cold iron source that is installed above the melting chamber, communicates with the melting chamber, is charged and filled. An auxiliary heat source supply means and an oxygen supply means for supplying an auxiliary heat source to the melting chamber, and a deposited layer of a cold iron source above the preheating chamber from the position of the hot water surface in the melting chamber of the preheating chamber. in the region up to the upper end position, and one or ammonia gas inlet at a plurality of locations, have a, a gas recovery system for recovering the exhaust gas generated in the melting chamber, at the melt surface position of the dissolution chamber of the preheating chamber And recovering exhaust gas with increased hydrogen concentration and hydrocarbon-based gas concentration by introducing a reforming reaction between ammonia gas blown from the ammonia gas inlet and carbon dioxide in the exhaust gas at 600 ° C. or higher. The To propose a complex arc melting furnace for the butterflies.

上記のように構成される本発明によれば、冷鉄源を溶解して溶鋼を製造する際に、溶解室内に補助熱源として炭材を供給することにより、溶解室内での冷鉄源の溶解をより促進することができる。ただし、このことによって、該冷鉄源の溶解時に発生する排ガス中に未燃焼のCOのみならずCOを発生するが、本発明では、予熱室にアンモニア(NH)ガスを導入して改質反応を起こさせ、前記排ガス成分(CO、COなど)をHや炭化水素に改質することができる。従って、本発明によれば、カーボンやダスト等の堆積を招くことなく、排ガスのもつ熱エネルギーを有効に利用することができると同時に、排ガスの増熱をも図ることができる。そして、このようにして増熱された排ガスは、製鉄所内の各種設備を稼動させるエネルギー源や、ボイラーによる排熱回収などに有効に利用することができる。 According to the present invention configured as described above, when producing a molten steel by melting a cold iron source, the carbonaceous material is supplied as an auxiliary heat source in the melting chamber, thereby melting the cold iron source in the melting chamber. Can be promoted more. However, this causes not only unburned CO but also CO 2 to be generated in the exhaust gas generated when the cold iron source is dissolved. In the present invention, ammonia (NH 3 ) gas is introduced into the preheating chamber for modification. The exhaust gas component (CO, CO 2, etc.) can be reformed to H 2 or hydrocarbon by causing a quality reaction. Therefore, according to the present invention, it is possible to effectively use the thermal energy of the exhaust gas without causing the deposition of carbon or dust, and at the same time, it is possible to increase the heat of the exhaust gas. The exhaust gas whose temperature has been increased in this way can be effectively used for an energy source for operating various facilities in the steelworks, or for recovering exhaust heat by a boiler.

本発明の複合アーク溶解炉の一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the composite arc melting furnace of this invention.

本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図1は、本発明において用いる複合アーク溶解炉の一例を示す縦断面の概略図である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a longitudinal section showing an example of a combined arc melting furnace used in the present invention.

図示したように、本発明で用いる複合アーク溶解炉1は、溶解室2とその上部の一部から上方に立設したシャフト形予熱室3とからなり、その内部は、耐火物でライニングされている。溶解室2は、底部に炉底電極6を備え、上部には、該溶解室2内に連通する前記のシャフト形予熱室3および水冷構造の炉壁4とを有し、この炉壁4上部の開口部を覆うように炉蓋5が設けられている。その炉蓋5は、開閉可能な水冷構造を有し、溶解室2内に向けて上下動する黒鉛製上部電極7が配設されている。そして、この上部電極7と前記炉底電極6とが、炉内の冷鉄源を介して直流電源(図示せず)により通電されることで、その間にアーク19を発生させることができるようになっている。   As shown in the figure, the composite arc melting furnace 1 used in the present invention comprises a melting chamber 2 and a shaft-type preheating chamber 3 standing upward from a part of the upper portion thereof, and the inside thereof is lined with a refractory material. Yes. The melting chamber 2 has a furnace bottom electrode 6 at the bottom, and has the shaft-shaped preheating chamber 3 and the water-cooled furnace wall 4 communicating with the melting chamber 2 at the top. A furnace lid 5 is provided so as to cover the opening. The furnace lid 5 has a water cooling structure that can be opened and closed, and is provided with a graphite upper electrode 7 that moves up and down toward the melting chamber 2. The upper electrode 7 and the furnace bottom electrode 6 are energized by a DC power source (not shown) through a cold iron source in the furnace so that an arc 19 can be generated therebetween. It has become.

前記炉蓋5にはさらに、酸素吹き込みランス8と炭材吹き込みランス9とが取付けられており、酸素吹き込みランス8からは、冷鉄源15の溶解を補助するための酸素が供給され、炭材吹き込みランス9からは、空気や窒素等を介してコークスやチャー、石炭、木炭、黒鉛、バイオマス炭等の粉、もしくはこれらの混合物からなる炭材などの補助熱源が吹き込まれるようになっている。このことによって、発生排ガス中には、常に未燃焼分(COガス)ならびに二酸化炭素(CO)その他が含まれることになる。 Further, an oxygen blowing lance 8 and a carbonaceous material blowing lance 9 are attached to the furnace lid 5, and oxygen for assisting the dissolution of the cold iron source 15 is supplied from the oxygen blowing lance 8, Auxiliary heat sources such as coke, char, coal, charcoal, graphite, biomass charcoal powder, or a carbon material made of a mixture thereof are blown from the blowing lance 9 through air or nitrogen. As a result, the generated exhaust gas always contains unburned components (CO gas), carbon dioxide (CO 2 ), and the like.

前記予熱室3の上方には、走行台車24に吊り下げられた底開き型の供給用バケット13が設けられており、この供給用バケット13からは、予熱室3の上部に設けた開閉可能な供給口20を介して、冷鉄源(例えば、鉄スクラップ等)15を予熱室3内に装入できる。   Above the preheating chamber 3, there is provided a bottom-opening type supply bucket 13 suspended from the traveling carriage 24, and this supply bucket 13 can be opened and closed provided at the top of the preheating chamber 3. A cold iron source (for example, iron scrap) 15 can be charged into the preheating chamber 3 via the supply port 20.

上記のように構成されている複合アーク溶解炉において、予熱室3内に装入された冷鉄源15は、時間とともに順次に降下する間に予熱され、やがて溶解室2に達した後、上部電極7から発生したアーク19の熱によって溶解され、その冷鉄源15の溶解に際し、該溶解室2内には、高温の排ガスが発生する。この排ガスは、予熱室3上方に設けられたダクト21の上流に設けられたブロアー42や集塵機43によって、予熱室3を経てダクト21に吸引されるが、その過程で、予熱室3内の冷鉄源15が高温排ガスのもつ熱によって予熱されることになる。なお、予熱室3内の予熱された冷鉄源15は、溶解室2内で溶解される速度に応じ、自由落下して溶解室2内に順次に連続的または間欠的に移動する。   In the composite arc melting furnace configured as described above, the cold iron source 15 charged in the preheating chamber 3 is preheated while descending sequentially with time, and eventually reaches the melting chamber 2 and then the upper part. When the cold iron source 15 is melted by the heat of the arc 19 generated from the electrode 7, high-temperature exhaust gas is generated in the melting chamber 2. The exhaust gas is sucked into the duct 21 through the preheating chamber 3 by a blower 42 and a dust collector 43 provided upstream of the duct 21 provided above the preheating chamber 3. In this process, the exhaust gas is cooled in the preheating chamber 3. The iron source 15 is preheated by the heat of the high temperature exhaust gas. Note that the preheated cold iron source 15 in the preheating chamber 3 falls freely according to the speed of melting in the melting chamber 2 and sequentially or intermittently moves into the melting chamber 2.

本発明では、上記のように溶解室2内において冷鉄源15をアーク19の熱によって溶解する際に、前記溶解室2内に炭材吹き込みランス9を通して炭材を供給してこれを燃焼させることにより、溶解室2内での冷鉄源15の溶解を促進させるとともに、溶解室2で発生した高温の排ガスが予熱室3を通ってダクト21に吸引されていく過程において、該予熱室3内に吹き込ませるアンモニアガスと、予熱室3内を上昇する排ガス中のCOおよびCOとの間で改質反応を起こさせるところに特徴がある。 In the present invention, when the cold iron source 15 is melted by the heat of the arc 19 in the melting chamber 2 as described above, the carbon material is supplied into the melting chamber 2 through the carbon material blowing lance 9 and burned. Thus, in the process in which the melting of the cold iron source 15 in the melting chamber 2 is promoted and the high-temperature exhaust gas generated in the melting chamber 2 is sucked into the duct 21 through the preheating chamber 3, the preheating chamber 3 It is characterized in that a reforming reaction is caused between ammonia gas blown into the interior and CO and CO 2 in the exhaust gas rising in the preheating chamber 3.

このような構成によれば、特に、予熱室3内に吹込まれたアンモニアガスと、溶解室2内で発生する高温(400〜1000℃程度)の排ガス中に含まれるCOおよびCOガスとが、排ガスの温度に応じ上記(2)または(3)式に示した改質反応を起こすことになるので、排ガス中の炭化水素やHなどが増加して、排ガスの潜熱を増大させることができるようになる。 According to such a configuration, in particular, ammonia gas blown into the preheating chamber 3 and CO and CO 2 gas contained in the high-temperature (about 400 to 1000 ° C.) exhaust gas generated in the dissolution chamber 2 Since the reforming reaction shown in the above formula (2) or (3) occurs depending on the temperature of the exhaust gas, hydrocarbons, H 2, etc. in the exhaust gas increase, thereby increasing the latent heat of the exhaust gas. become able to.

溶解室2から発生する排ガス組成は、CO:2〜8%、CO:5〜15%、O:1〜15%、N:50〜80%、HO:0〜5%、H:0〜3%程度であり、このうちのCOおよびCOが、予熱室3内でアンモニアガスと反応して上記改質反応を起こすのである。 The exhaust gas composition generated from the melting chamber 2, CO: 2~8%, CO 2: 5~15%, O 2: 1~15%, N 2: 50~80%, H 2 O: 0~5%, H 2 is about 0 to 3%, and CO and CO 2 among them react with ammonia gas in the preheating chamber 3 to cause the above reforming reaction.

なお、上記(2)式の反応、即ち、排ガス中のCOとアンモニアガスとの反応は、400℃以下の低温条件下において優先的に進み、排ガス中の炭化水素系ガス量の増加をもたらして、排ガス潜熱を増大させることができる。しかも、この反応は、発熱反応であるため、その反応熱を予熱室3内の冷鉄源の予熱に利用することができる。   The reaction of the above formula (2), that is, the reaction between CO and ammonia gas in the exhaust gas proceeds preferentially under a low temperature condition of 400 ° C. or lower, resulting in an increase in the amount of hydrocarbon gas in the exhaust gas. The exhaust gas latent heat can be increased. Moreover, since this reaction is an exothermic reaction, the reaction heat can be used for preheating the cold iron source in the preheating chamber 3.

一方、上記(3)式の反応、即ち、排ガス中のCOとアンモニアガスとの反応は、600℃以上の高温条件下において優先的に進む。この反応は、吸熱反応であるため、改質反応時に排ガスの顕熱が奪われてしまうが、反応によって水素および炭化水素系ガス量が増加し、排ガスの潜熱を増大させることができる点で改質のメリットがある。この(3)式による反応を促進させるためには、溶解室2から発生する排ガス中に、少なくとも5%のCOが含まれていることが好ましい。 On the other hand, the reaction of the above formula (3), that is, the reaction between CO 2 in the exhaust gas and ammonia gas preferentially proceeds under a high temperature condition of 600 ° C. or higher. Since this reaction is an endothermic reaction, the sensible heat of the exhaust gas is lost during the reforming reaction. However, the reaction increases the amount of hydrogen and hydrocarbon-based gas and can increase the latent heat of the exhaust gas. There are quality benefits. In order to promote the reaction according to the formula (3), it is preferable that at least 5% of CO 2 is contained in the exhaust gas generated from the dissolution chamber 2.

このように上記(2)および(3)式の反応は、予熱室3内を通過する排ガスの温度によって選択的に進むため、排ガスの利用の目的に応じて、アンモニアガスの吹き込み位置を選定することが好ましく、例えば、冷鉄源の予熱を重視する場合には、アンモニアガスを、排ガス温度の低い、予熱室3内の冷鉄源15の堆積層上端位置近傍に吹き込んで上記(2)式の反応を優先的に起こさせ、一方、排ガス潜熱の増大を重視する場合には、アンモニアガスを排ガス温度の高い、予熱室3の溶解室2内の湯面位置近傍に吹き込んで、上記(3)式の反応を優先的に起こさせることが好ましい。   As described above, since the reactions of the above formulas (2) and (3) selectively proceed according to the temperature of the exhaust gas passing through the preheating chamber 3, the ammonia gas blowing position is selected according to the purpose of use of the exhaust gas. Preferably, for example, when the preheating of the cold iron source is important, ammonia gas is blown into the vicinity of the upper position of the deposition layer of the cold iron source 15 in the preheating chamber 3 where the exhaust gas temperature is low. On the other hand, when priority is given to increasing the exhaust gas latent heat, ammonia gas is blown into the vicinity of the hot water surface in the melting chamber 2 of the preheating chamber 3 where the exhaust gas temperature is high, and the above (3 It is preferable to cause the reaction of formula (1) to occur preferentially.

本発明では、アンモニアガスを、予熱室3の側壁に設けられたアンモニアガス導入口25から吹き込む。この場合、このアンモニア導入口25を、溶解室2内の湯面位置から予熱室3内の冷鉄源15の堆積層上端位置までの領域における、側壁の周方向および縦方向の、1もしくは複数箇所に設けることが好ましい。これによれば、溶解室2から発生した排ガス中のCOおよびCOとアンモニアガスとの各反応を、それぞれの位置で確実に行わせることができ、また、アンモニア導入口25を複数箇所に設けることで、予熱室3内の冷鉄源15の温度が偏るようなことなくなるからである。 In the present invention, ammonia gas is blown from an ammonia gas inlet 25 provided on the side wall of the preheating chamber 3. In this case, the ammonia introduction port 25 is connected to one or more in the circumferential direction and the vertical direction of the side wall in the region from the molten metal surface position in the melting chamber 2 to the upper end position of the deposition layer of the cold iron source 15 in the preheating chamber 3. It is preferable to provide at a location. According to this, each reaction of CO and CO 2 in the exhaust gas generated from the melting chamber 2 and ammonia gas can be surely performed at each position, and the ammonia inlets 25 are provided at a plurality of locations. This is because the temperature of the cold iron source 15 in the preheating chamber 3 does not deviate.

上記のようにして予熱室3内でのアンモニアガスによる改質反応を終えた排ガスは、ブロアー42によって吸引され、ダクト21を通って冷却塔40で冷却された後、バグフィルターからなる集塵機43で集塵処理を行い、ガス流量切換弁44を介してフレア45から大気に放出されるか、ガスホルダーへ回収された後、製鉄所内の各種設備に送られ、燃料として有効に利用される。なお、冷却塔40の上流側には、ガス分析器やガス流量計を設置することが好ましく、ガス分析計では、排ガス中のCO、CO、O、H、CHガスの濃度を測定し、ガス流量計では、排ガスの流量を連続的に測定する。 The exhaust gas that has finished the reforming reaction with ammonia gas in the preheating chamber 3 as described above is sucked by the blower 42, cooled by the cooling tower 40 through the duct 21, and then collected by the dust collector 43 including a bag filter. After collecting dust, the gas is discharged from the flare 45 to the atmosphere via the gas flow rate switching valve 44 or collected in the gas holder, and then sent to various facilities in the ironworks to be effectively used as fuel. A gas analyzer or a gas flow meter is preferably installed upstream of the cooling tower 40. In the gas analyzer, the concentrations of CO, CO 2 , O 2 , H 2 , and CH 4 gas in the exhaust gas are adjusted. Measure and continuously measure the flow rate of the exhaust gas with the gas flow meter.

ところで、溶解室2の、予熱室3とは反対側の部位の炉底部には、扉22にて閉止されており、その内部側に詰め砂またはマッド剤を充填した出鋼口11を有し、また側壁部には、扉23にて閉止され、内側に詰め砂またはマッド剤を充填する出滓口12が設けられている。   Incidentally, the bottom of the melting chamber 2 on the side opposite to the preheating chamber 3 is closed by a door 22 and has a steel outlet 11 filled with stuffed sand or mud agent on the inside thereof. The side wall is provided with an outlet 12 which is closed by a door 23 and which is filled with stuffed sand or mud agent.

前記出鋼口11の上方に位置する炉蓋5には、バーナー10が取り付けられる。このバーナー10によって重油や灯油、微粉炭、プロパンガス、天然ガス等の化石燃料、バイオマス燃料などを、空気または酸素、もしくは酸素富化空気により、溶解室2内で燃焼させることで、出鋼する溶鋼の温度を上昇させることができる。   A burner 10 is attached to the furnace lid 5 located above the steel outlet 11. By this burner 10, fossil fuel such as heavy oil, kerosene, pulverized coal, propane gas, natural gas, biomass fuel, and the like are burned in the melting chamber 2 with air, oxygen, or oxygen-enriched air to produce steel. The temperature of molten steel can be raised.

以下、直流式のアーク炉1における冷鉄源の溶解手順について説明する。
先ず、供給用バケット13より予熱室3内に冷鉄源15を装入する。装入された冷鉄源15は、予熱室3を通って、まず溶解室2内に装入された後、次第に予熱室3内にまで充填される。なお、溶解室2内へ冷鉄源15を均一に装入するため、炉蓋5を開けた状態で、予熱室3が直結した側とは反対側の溶解室2内に冷鉄源15を装入することもできる。また、冷鉄源15の装入の際に、溶銑を溶解室2に装入してもよい。これによれば、溶銑の有する熱により電力使用量を大幅に削減することができるようになる。なお、溶銑は、供給用取鍋(図示せず)や溶解室2に連結する溶銑樋(図示せず)を介して溶解室2に装入される。
Hereinafter, a procedure for melting the cold iron source in the DC arc furnace 1 will be described.
First, the cold iron source 15 is charged into the preheating chamber 3 from the supply bucket 13. The charged cold iron source 15 passes through the preheating chamber 3 and is first charged into the melting chamber 2 and then gradually filled into the preheating chamber 3. In order to uniformly charge the cold iron source 15 into the melting chamber 2, the cold iron source 15 is placed in the melting chamber 2 on the side opposite to the side directly connected to the preheating chamber 3 with the furnace lid 5 opened. It can also be charged. Further, hot metal may be charged into the melting chamber 2 when the cold iron source 15 is charged. According to this, the amount of electric power used can be significantly reduced by the heat of the hot metal. The hot metal is charged into the melting chamber 2 through a ladle for supply (not shown) and a hot metal (not shown) connected to the melting chamber 2.

次いで、溶解室2の炉底電極6と上部電極7との間に直流電流を給電しつつ、上部電極7を昇降させ、炉底電極6と上部電極7との間、または、装入された冷鉄源15と上部電極7との間でアーク19を発生させ、そのアーク19の熱によって冷鉄源15を溶解する。このとき、フラックスを溶解して溶融スラグ18を生成させることが好ましい。これは、溶融スラグ18によって生成される溶湯17を保温することができるからである。溶融スラグ18の生成量が多すぎる場合には、操業中でも出滓口12から溶融スラグ18を排滓してもよい。   Next, while feeding a direct current between the furnace bottom electrode 6 and the upper electrode 7 in the melting chamber 2, the upper electrode 7 was moved up and down, and was inserted between the furnace bottom electrode 6 and the upper electrode 7 or charged. An arc 19 is generated between the cold iron source 15 and the upper electrode 7, and the cold iron source 15 is melted by the heat of the arc 19. At this time, it is preferable to generate the molten slag 18 by melting the flux. This is because the molten metal 17 produced by the molten slag 18 can be kept warm. When the production amount of the molten slag 18 is too large, the molten slag 18 may be discharged from the outlet 12 during operation.

炉底電極6と上部電極7との通電後、溶解室2内に酸素吹き込みランス8および炭材吹き込みランス9の挿入が可能となったら、酸素吹き込みランス8から酸素を供給して冷鉄源15の溶解を補助する。一方、炭材吹き込みランス9からは、電力原単位の削減のために、溶融スラグ18中に炭材を補助熱源として吹き込む。   After the furnace bottom electrode 6 and the upper electrode 7 are energized, when the oxygen blowing lance 8 and the carbonaceous material blowing lance 9 can be inserted into the melting chamber 2, oxygen is supplied from the oxygen blowing lance 8 to supply a cold iron source 15 To help dissolve. On the other hand, carbon material is blown into the molten slag 18 as an auxiliary heat source from the carbon material blowing lance 9 in order to reduce the power consumption.

前記酸素吹き込みランス8からの酸素の吹き込み量は、溶解開始から出湯までの間に溶解室2内に滞留する溶湯17のトン当たり15Nm以上とすることが好ましい。これは、酸素の吹き込み量が、溶湯のトン当たり15Nm未満では、冷鉄源15の溶解や炭材の酸化反応による電力原単位の削減の効果が小さいためである。 The amount of oxygen blown from the oxygen blowing lance 8 is preferably 15 Nm 3 or more per ton of the molten metal 17 staying in the melting chamber 2 between the start of melting and the tapping. This is because when the amount of oxygen blown is less than 15 Nm 3 per ton of molten metal, the effect of reducing the power consumption rate by melting the cold iron source 15 or oxidizing the carbonaceous material is small.

また、溶解室2内への炭材吹き込みランス9による炭材の吹込み量は、酸素吹き込みランス8から吹き込まれる酸素量とは化学等量に等しいか、またはそれ以上となるようにすることが好ましく、5kg/t以上とする。これは、炭材の炭素量が、吹き込まれる酸素ガスに比べて少ないと、溶湯17が過剰に酸化したり、炭素濃度が低下してしまうからである。   Further, the amount of carbon material blown by the carbon material blowing lance 9 into the melting chamber 2 may be equal to or more than the chemical equivalent amount of oxygen blown from the oxygen blowing lance 8. Preferably, it is 5 kg / t or more. This is because if the carbon content of the carbon material is smaller than the oxygen gas to be blown, the molten metal 17 is excessively oxidized or the carbon concentration is lowered.

溶湯17中に溶解した炭材または溶融スラグ18中に懸濁した炭材は、酸素吹き込みランス8から吹き込まれた酸素と反応して脱炭してCOガスとなると共に、その反応熱は補助熱源となり、電力消費量の削減に寄与することになる。また、溶融スラグ18は、前記反応生成物であるCOガスによってフォーミングして膨張するため、該溶融スラグ18中に上部電極7の先端が埋没することになる。そのため、上部電極7から発生したアーク19は、溶融スラグ18によって包まれるようになり、アーク19の着熱効率が上昇する。また、大量に発生する高温のCOガスと、このCOガスが燃焼して生成するCOガスとが、予熱室3内の冷鉄源15を効率よく予熱する。 The carbon material dissolved in the molten metal 17 or the carbon material suspended in the molten slag 18 reacts with oxygen blown from the oxygen blowing lance 8 to be decarburized to become CO gas, and its reaction heat is an auxiliary heat source. This will contribute to the reduction of power consumption. Moreover, since the molten slag 18 is expanded by forming with the CO gas as the reaction product, the tip of the upper electrode 7 is buried in the molten slag 18. Therefore, the arc 19 generated from the upper electrode 7 is wrapped by the molten slag 18, and the heat deposition efficiency of the arc 19 is increased. Moreover, the high-temperature CO gas generated in a large amount and the CO 2 gas generated by burning this CO gas efficiently preheat the cold iron source 15 in the preheating chamber 3.

上記のようにして冷鉄源15を溶融した際に発生する大量の高温排ガス中のCOおよびCOは、予熱室3に供給された後、予熱室3の側壁に設けられたアンモニアガス導入口25から吹き込まれたアンモニアガスと反応して、上記(2)および(3)式に示したように炭化水素およびHに改質される。 CO and CO 2 in a large amount of high-temperature exhaust gas generated when the cold iron source 15 is melted as described above are supplied to the preheating chamber 3 and then the ammonia gas inlet provided on the side wall of the preheating chamber 3. It reacts with the ammonia gas blown from 25 and is reformed into hydrocarbon and H 2 as shown in the above formulas (2) and (3).

なお、予熱室3内へのアンモニアガスの吹き込み量は、溶解室2から発生する排ガス流量の5〜25%であり、好ましくは8〜18%である。これは、アンモニアガスの吹き込み量が、排ガス流量の5%未満では、アンモニアガス量の不足によって改質反応が十分に生じないからであり、一方、25%超では、アンモニアガス量が過剰となり、未反応のまま放出されて、臭気の問題が起こるからである。   The amount of ammonia gas blown into the preheating chamber 3 is 5 to 25%, preferably 8 to 18%, of the exhaust gas flow rate generated from the melting chamber 2. This is because when the amount of ammonia gas blown is less than 5% of the exhaust gas flow rate, the reforming reaction does not occur sufficiently due to the shortage of the ammonia gas amount, whereas when it exceeds 25%, the ammonia gas amount becomes excessive, It is because it emits in an unreacted state and the problem of odor occurs.

予熱室3内の冷鉄源15は、溶解室2内の冷鉄源15の溶解量に応じて溶解室2内に自由落下して減少するので、この減少分は、供給用バケット13から予熱室3へ冷鉄源15を順次に装入することで補う。この冷鉄源15の予熱室3内への装入は、冷鉄源15が予熱室3と溶解室2とに跨って(連続して)存在する状態が保てるように、連続的または断続的に行う。その際に、予熱室3および溶解室2内に、1回の出湯量の50mass%以上の冷鉄源が残存していることが好ましい。この理由は、溶解室2から発生する高温の排ガスを、冷鉄源の予熱に効果的に利用するためである。   Since the cold iron source 15 in the preheating chamber 3 falls freely into the melting chamber 2 according to the amount of the cold iron source 15 in the melting chamber 2 and decreases, this decrease is preheated from the supply bucket 13. The cold iron source 15 is sequentially charged into the chamber 3 to make up for it. The charging of the cold iron source 15 into the preheating chamber 3 is continuous or intermittent so that the cold iron source 15 can be maintained (continuously) across the preheating chamber 3 and the melting chamber 2. To do. At that time, it is preferable that a cold iron source of 50 mass% or more of the amount of hot water discharged remains in the preheating chamber 3 and the melting chamber 2. This is because the high-temperature exhaust gas generated from the melting chamber 2 is effectively used for preheating the cold iron source.

以上、アーク炉1が直流式の場合について説明したが、交流式アーク炉を用いる場合であっても全く支障なく本発明を適用することができる。   Although the case where the arc furnace 1 is a direct current type has been described above, the present invention can be applied without any problem even when an alternating current type arc furnace is used.

この実施例では、図1に示す溶解室(炉径7.2m、高さ4m)と予熱室(幅3m、長さ5m、高さ7m)とからなる炉容量が180トンの直流式の複合アーク溶解炉において、この炉の予熱室に、まず約70トンの常温の鉄スクラップを装入する。次いで、溶解室に70トンの常温の鉄スクラップを装入し、直径30インチの黒鉛製上部電極を用いて、最大750V、130KAの電源容量のアークを発生させて溶解室内の鉄スクラップの溶解を開始した。鉄スクラップの溶解操業中、予熱室の側壁に設けられたアンモニアガス導入口からアンモニアガスを表1の条件で吹き込み、予熱室下端入口(アンモニアガスによる改質反応前)および上端出口位置(アンモニアガスによる改質反応後)において排ガスのガス分析を測定すると共に、予熱室上部の排気ダクト入口において、排ガス温度を測定した。なお、アンモニアガス導入口は、A:溶解室内の湯面位置、C:予熱室上部の冷鉄源の上端位置、B:AとCの中間位置の3箇所に設けた。   In this embodiment, a DC-type composite with a furnace capacity of 180 tons comprising a melting chamber (furnace diameter 7.2 m, height 4 m) and a preheating chamber (width 3 m, length 5 m, height 7 m) shown in FIG. In an arc melting furnace, first, about 70 tons of normal-temperature iron scrap is charged into a preheating chamber of the furnace. Next, 70 tons of normal steel scrap was charged into the melting chamber, and an arc with a power capacity of up to 750 V and 130 KA was generated using a graphite upper electrode with a diameter of 30 inches to melt the iron scrap in the melting chamber. Started. During melting operation of iron scrap, ammonia gas is blown from the ammonia gas inlet provided on the side wall of the preheating chamber under the conditions shown in Table 1, and the preheating chamber lower end inlet (before the reforming reaction with ammonia gas) and upper end outlet position (ammonia gas) The gas analysis of the exhaust gas was measured after the reforming reaction), and the exhaust gas temperature was measured at the exhaust duct inlet at the top of the preheating chamber. The ammonia gas inlets were provided at three locations: A: the molten metal surface position in the melting chamber, C: the upper end position of the cold iron source in the upper part of the preheating chamber, and B: the intermediate position between A and C.

また、この実施例では、通電直後に、溶解室内に生石灰と蛍石とを添加すると共に、酸素吹き込みランスから酸素を6000Nm/hr、炭材吹き込みランスからコークスを80kg/min吹き込んだ。生石灰及び蛍石は、加熱されて溶融スラグとなった後、酸素とコークスの吹き込みによりフォーミングして、上部電極の先端が溶融スラグ中に埋没した状態を導くために用いられる。この時の電圧は550Vに、そして、鉄スクラップの溶解においては、酸素吹き込み量は30Nm/t、およびコークス吹き込み量は30kg/tの条件を採用した。 Further, in this example, immediately after energization, quick lime and fluorite were added into the melting chamber, and oxygen was blown from the oxygen blowing lance to 6000 Nm 3 / hr, and coke was blown from the carbonaceous material blowing lance at 80 kg / min. Quick lime and fluorite are heated to form molten slag, and then formed by blowing oxygen and coke, and used to guide the state in which the tip of the upper electrode is buried in the molten slag. At this time, the voltage was set to 550 V, and in the melting of iron scrap, the oxygen blowing rate was 30 Nm 3 / t, and the coke blowing rate was 30 kg / t.

本発明の結果を比較例(比較例1:アンモニアガスの吹き込みなし、比較例2:コークス(炭材)の吹き込みなし)とともに表1に示す。
この例において、アンモニアガス吹き込み時のアンモニアガス導入口温度は、Aは800〜1300℃、Bは500〜800℃、Cは300〜500℃であった。アンモニアガスの吹き込み量は、発明例1〜5では、排ガス流量の7%相当である38Nm/分、発明例6および比較例2では、15%相当である57Nm/分となった。
The results of the present invention are shown in Table 1 together with comparative examples (Comparative Example 1: no ammonia gas blowing, Comparative Example 2: no coke (carbon material) blowing).
In this example, the ammonia gas inlet temperature when the ammonia gas was blown was 800 to 1300 ° C. for A, 500 to 800 ° C. for B, and 300 to 500 ° C. for C. Blowing amount of ammonia gas, the invention examples 1 to 5, 38 Nm 3 / min reasonable 7% of the exhaust gas flow rate, the invention Example 6 and Comparative Example 2 became 57 nm 3 / min is equivalent to 15%.

Figure 0005617667
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表1の結果から、発明例1〜6では、予熱室内にアンモニアガスを導入し、排ガスと反応させて改質を行ったことにより、予熱室内の鉄スクラップの予熱が効率よく行われ、電力原単位を低減できることが確認された。
また、発明例1〜6ではいずれも、排ガス中の炭化水素とH量が増加したのに対し、比較例1(アンモニア吹き込みを行わない場合)では、排ガス中に炭化水素は検出されず、H量は3%以下であった。また、比較例2(コークスの吹き込みを行わない場合)では、溶解室から発生する排ガス中のCOおよびCO量が少ないため、予熱室内においてCOおよびCOとアンモニアガスとの改質反応が生じず、そのため、排ガス中に炭化水素が検出されず、H量は3%以下であり、電力原単位も高くなってしまった。
そして、発明例3では、アンモニアガスを、排ガス温度が最も高温(800〜1300℃)のA位置から吹き込んだことにより、上記(3)式の反応が優先的に進み、Hを多く発生させることができ、また、発明例5では、アンモニアガスを、排ガス温度が低温(300〜500℃)のC位置から吹き込んだことにより、上記(2)式の反応が優先的に進み、その結果、Hの生成は少なかったが、代わりにCHを多く発生させることができた。
From the results of Table 1, in Invention Examples 1 to 6, by introducing ammonia gas into the preheating chamber and reacting with the exhaust gas for reforming, the iron scrap in the preheating chamber was efficiently preheated, It was confirmed that the unit could be reduced.
Further, in Invention Examples 1 to 6, the amount of hydrocarbons and H 2 in the exhaust gas increased, whereas in Comparative Example 1 (when ammonia blowing was not performed), hydrocarbons were not detected in the exhaust gas, The amount of H 2 was 3% or less. Further, in Comparative Example 2 (when no coke is blown), the amount of CO and CO 2 in the exhaust gas generated from the melting chamber is small, so that a reforming reaction between CO and CO 2 and ammonia gas occurs in the preheating chamber. Therefore, hydrocarbons were not detected in the exhaust gas, the amount of H 2 was 3% or less, and the power consumption rate was also high.
In Invention Example 3, ammonia gas is blown from the position A where the exhaust gas temperature is the highest (800 to 1300 ° C.), whereby the reaction of the above formula (3) preferentially proceeds and a large amount of H 2 is generated. Further, in Invention Example 5, when ammonia gas was blown from the C position where the exhaust gas temperature was low (300 to 500 ° C.), the reaction of the above formula (2) proceeded preferentially. Although the production of H 2 was small, a large amount of CH 4 could be generated instead.

本発明の係る技術は、例示した複合アーク溶解炉によって鉄スクラップや直接還元鉄など冷鉄源を溶解した際に発生する排ガスを有効に利用する方法として有用であるが、排ガスを発生する他の溶解炉にもその考え方を適用することは可能である。   The technology according to the present invention is useful as a method for effectively using the exhaust gas generated when a cold iron source such as iron scrap or directly reduced iron is melted by the exemplified composite arc melting furnace. It is possible to apply this concept to melting furnaces.

1 アーク炉
2 溶解室
3 予熱室
4 炉壁
5 炉蓋
6 炉底電極
7 上部電極
8 酸素吹き込みランス
9 炭材吹き込みランス
10 バーナー
11 出湯口
12 出滓口
13 供給用バケット
15 冷鉄源
17 溶湯
18 溶融スラグ
19 アーク
20 供給口
21 ダクト
22 扉
23 扉
24 走行台車
25 アンモニアガス導入口
40 冷却塔
42 ブロアー
43 集塵機
44 ガス流量切換弁
45 フレア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Arc furnace 2 Melting room 3 Preheating room 4 Furnace wall 5 Furnace lid 6 Furnace bottom electrode 7 Upper electrode 8 Oxygen blowing lance 9 Carbon material blowing lance 10 Burner 11 Outlet 12 Outlet 13 Supply bucket 15 Cold iron source 17 Molten metal 18 Molten slag 19 Arc 20 Supply port 21 Duct 22 Door 23 Door 24 Traveling carriage 25 Ammonia gas inlet 40 Cooling tower 42 Blower 43 Dust collector 44 Gas flow switching valve 45 Flare

Claims (7)

溶解室と、その上部に立設されて溶解室と連通するシャフト形の予熱室とからなるアーク溶解炉によって、該予熱室内を順次に降下する冷鉄源を、溶解室内で発生した高温排ガスを使って予熱すると共に、引き続き溶解室に導いてアーク溶解するようにしてなる複合アーク溶解炉において、
前記冷鉄源が、予熱室内と溶解室内上部とに跨って存在する状態の下で、該溶解室内に補助熱源である炭材を吹き込む一方で、予熱室内にはアンモニアガスを吹き込むことにより、
前記予熱室の溶解室内の湯面位置において、前記アンモニアガスと600℃以上の前記排ガス中の二酸化炭素との改質反応を導いて、該排ガス中の水素濃度および炭化水素系ガス濃度を増加させることを特徴とする複合アーク溶解炉発生排ガスの改質方法。
An arc melting furnace comprising a melting chamber and a shaft-shaped preheating chamber that stands upright and communicates with the melting chamber is used to generate a cold iron source that descends in the preheating chamber in order to generate hot exhaust gas generated in the melting chamber. In a combined arc melting furnace that is preheated and then led to the melting chamber to melt the arc,
Under the state where the cold iron source exists across the preheating chamber and the upper part of the melting chamber, while blowing the carbon material as an auxiliary heat source into the melting chamber, while blowing ammonia gas into the preheating chamber ,
The reforming reaction between the ammonia gas and carbon dioxide in the exhaust gas at 600 ° C. or higher is led at the molten metal surface position in the melting chamber of the preheating chamber to increase the hydrogen concentration and hydrocarbon gas concentration in the exhaust gas. A method for reforming exhaust gas generated from a combined arc melting furnace, characterized in that:
前記溶解室内で発生する排ガスは、少なくとも5%の二酸化炭素を含むことを特徴とする請求項1に記載の複合アーク溶解炉発生排ガスの改質方法。   The method for reforming exhaust gas generated in a combined arc melting furnace according to claim 1, wherein the exhaust gas generated in the melting chamber contains at least 5% of carbon dioxide. 前記アンモニアガスは、予熱室の溶解室内の湯面の位置から予熱室上部の冷鉄源の堆積層上端位置までの領域において、1もしくは複数箇所に設けられたアンモニアガス導入口から吹き込むことを特徴とする請求項1または2に記載の複合アーク溶解炉発生排ガスの改質方法。   The ammonia gas is blown from one or a plurality of ammonia gas inlets in a region from the position of the molten metal surface in the melting chamber of the preheating chamber to the upper end position of the cold iron source deposition layer in the upper portion of the preheating chamber. The method for reforming exhaust gas generated from a combined arc melting furnace according to claim 1 or 2. 前記溶解室から発生する排ガスの、予熱室上部の冷鉄源の堆積層上端位置における温度が400℃以下であり、その位置において前記アンモニアガスと排ガス中の一酸化炭素との改質反応を導いて、該排ガス中の炭化水素系ガス濃度を増加させることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の複合アーク溶解炉発生排ガスの改質方法。 The temperature of the exhaust gas generated from the melting chamber is 400 ° C. or less at the upper end position of the deposited layer of the cold iron source in the upper part of the preheating chamber, and at that position, the reforming reaction between the ammonia gas and carbon monoxide in the exhaust gas is led. The method for reforming exhaust gas generated in a combined arc melting furnace according to any one of claims 1 to 3 , wherein the concentration of hydrocarbon-based gas in the exhaust gas is increased. 前記アンモニアガスの吹き込み量は、溶解室から発生する排ガス量の5〜25%とすることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の複合アーク溶解炉発生排ガスの改質方法。 The method for reforming exhaust gas generated in a combined arc melting furnace according to any one of claims 1 to 4 , wherein the amount of ammonia gas blown is 5 to 25% of the amount of exhaust gas generated from the melting chamber. . 前記炭材の吹込み量は、溶解室内の冷鉄源に対し5kg/t以上とすることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の複合アーク溶解炉発生排ガスの改質方法。 The reforming of exhaust gas generated in a combined arc melting furnace according to any one of claims 1 to 5 , wherein the amount of carbon material blown is 5 kg / t or more with respect to the cold iron source in the melting chamber. Method. 冷鉄源をアーク溶解するためのアーク電極および溶解室と、溶解室の上方に立設されていて該溶解室内とは連通し、装入し充填された冷鉄源を予熱するシャフト形予熱室とからなり、該溶解室に補助熱源を供給する補助熱源供給手段と酸素供給手段と、予熱室の溶解室内の湯面の位置から予熱室上部の冷鉄源の堆積層上端位置までの領域において、1もしくは複数箇所のアンモニアガス導入口と、前記溶解室内で発生した排ガスを回収するためのガス回収設備と、を有し、前記予熱室の溶解室内の湯面位置において、前記アンモニアガス導入口から吹き込まれたアンモニアガスと、600℃以上の前記排ガス中の二酸化炭素との改質反応を導いて、水素濃度および炭化水素系ガス濃度を増加させた排ガスを回収することを特徴とする複合アーク溶解炉。 An arc electrode and melting chamber for arc melting of a cold iron source, and a shaft type preheating chamber which is provided above the melting chamber and communicates with the melting chamber and preheats the charged and filled cold iron source An auxiliary heat source supply means and an oxygen supply means for supplying an auxiliary heat source to the melting chamber, and a region from the position of the hot water surface in the melting chamber of the preheating chamber to the upper end position of the deposition layer of the cold iron source in the upper portion of the preheating chamber. , and 1 or ammonia gas inlet at a plurality of locations, have a, a gas recovery system for recovering the exhaust gas generated in the melting chamber, at the melt surface position of the dissolution chamber of the preheating chamber, the ammonia gas inlet and ammonia gas was blown from leading the reforming reaction between carbon dioxide in the flue gas of more than 600 ° C., and recovering the exhaust gas having increased hydrogen concentration and the hydrocarbon gas concentration composite ah Melting furnace.
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JPH06104837B2 (en) * 1989-01-27 1994-12-21 日本鋼管株式会社 Ammonia treatment method
JP3204202B2 (en) * 1997-02-24 2001-09-04 日本鋼管株式会社 Melting method and melting equipment for cold iron source
JPH10310814A (en) * 1997-03-13 1998-11-24 Nkk Corp Method for melting cold iron source and melting equipment thereof
JP2001226295A (en) * 2000-02-15 2001-08-21 Nkk Corp Method for producing methane from blast furnace gas using ammonia
JP5640803B2 (en) * 2010-03-29 2014-12-17 Jfeスチール株式会社 How to operate a blast furnace or steelworks
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