JPH01156415A - 連続製鋼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

Ｒ肌二亘力 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スクラップを連続的に溶解し、かつ精錬して
溶鋼を製造する連続製鋼装置に関する。 （従来の技術］ 本発明者らは、他の共同研究者らとともにスクラップの
溶解による鉄（銑鉄および鋼を包含する意味である）の
製造を、電力を使用することなく炭素質材料と酸素ガス
とを使用して行なう技術を確立し、これを「リアクター
製鉄」と名づけで、すでに提案した（特公昭５９−４４
３６３号）。 この製鉄法は、原料としてスクラップだけでなく還元鉄
を使用することもできる（特開昭６０−１８１２１３号
）。 「リアクター製鉄」に使用する装置についても、基本的
なもの（上記特公昭５９−４４３６３＠）をはじめ、改
良したものをいくつか、すでに開示した（特開昭５８−
１９９８０９号、同５９−１５０００５号および同６１
−１５９０６号、特願昭６２−７７５８号）。 初期のりアクタ−製゛鉄においては、装置はもっばら溶
鉄の製造に使用して、溶鉄を精錬して所望の成分組成を
もった溶鋼とすることは、別の装置に移して行なってい
た。　しかし、熱エネルギーを効率よく利用し、設備投
資の額を抑えるという観点からは、同一の容器内で溶解
および精錬を継続して行なうことが好ましいから、その
後の研究は同一容器内の溶解と精錬を中心にしている。 そのような方式を実施してみると（予想されたことでは
あるが）、溶解は短時間で完了するのに対し精錬には長
い時間がかかるということを経験し、装置の使用効率の
点からは改善の余地のあることが明らかになった。 「リアクター製鉄」は、溶解の熱源として炭素質材料の
酸素ガスによる酸化反応を利用するので、得られる溶鉄
中には通常３％程度の、多い場合には４〜５％に達する
量のＣが含まれている。　高いＣ含有量は、酸素による
Ｆｅの酸化損失を防止するとともに、投入されたスクラ
ップの溶解を容易にするので有用であるし、それに酸素
を吹き込んで脱炭する過程で発生する熱を溶鋼の温度上
昇に利用するために、必要なものである。　しかし、溶
鋼中のＣ含有量を、多くの場合は０．５％以下、ときに
は０．１％にまで低下させるためには、長い時間がかか
る。 炭素質材料の燃焼により発生したＣＯは、さらに酸素（
または空気）を吹き込んで燃焼させることにより排ガス
の温度を高め、スクラップの加熱に利用しているが、こ
の加熱も、スクラップ温度が低い初期のうちは効果的に
行なわれるのに対し、温度が高まった中後期には熱交換
口が低下してしまい、排熱を十分に利用できない。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、リアクター製鉄技術において溶解と精
錬を１個の容器内で行なって直接溶鋼を得ようとする場
合に遭遇する上記の困難を解消し、効率よく装置を使用
して所望の成分組成を有する溶鋼を連続的に製造するこ
とができ、かつエネルギー消費の点からも有利なりアク
タ−製鉄装置を提供することにある。 発明の構成

【問題点を解決するための手段】

本発明のりアクタ−製鉄装置は、図面に示すように、上
部に溶解原わｌの人口］１を、下部側方に溶解した鉄の
出口１２を有する溶解炉１と、その出口に接続されて水
平方向に置かれ、一方に溶解した鉄の入口２１を、他方
に精錬された鋼の出口２２を有する筒状の精錬炉２とか
ら構成され、溶解炉１は下部に炭素質材料を吹き込むた
めの羽口１３および酸素を吹き込むための羽口１４をそ
なえ、精錬炉２は下方から酸素を吹き込むための羽口２
３をそなえるとともに上方から酸素を吹き込むためのノ
ズルおよび（または）バーナー２４をそなえてなる。 溶解炉１の上部には、ＣＯガスの燃焼のための空間を与
え、かつこの空間に酸素を吹き込むためのノズル１５を
設けるとよい。 これまでのりアクタ−製鉄装置においてしばしば行なっ
たように、溶解炉の上方に溶解原料を加熱するための加
熱シレフト３を設け、溶解炉１を出る高温の排ガスをそ
の中を通過させるように構成することが好ましい。　こ
の場合、これも最近のりアクタ−製鉄装置において常道
となっているように１．加熱シャフトの下部にダンパー
３１を設け、その開閉によって溶解原料の溶解炉への投
入および保持を行ない、溶解炉の排ガスを外部に設けた
ダクト３２を通じて加熱シャフト上部に導入し、下方に
向って通過させるように構成することが有利である。 一方、精錬炉２においては、第２図および第３図に示す
ように、横断面において上下の中はどに１個または２個
以上の堰２５を設けて、段階的な脱炭のためのゾーンを
２個または３個以上形成し、ただし堰の下方を溶解した
鉄または鋼が、また上部をガスがそれぞれ流通できるよ
うに構成することが推奨される。 （作　用］ 本発明のりアクタ−製鉄装置においても、操業開始時に
は、他の手段たとえばアーク炉を用いて溶鉄をつくって
必要量を溶解炉１ににチャージし、羽口１３から炭素質
材料を、羽口１４から酸素をそれぞれ吹き込んで、２Ｃ
＋０２→２ＣＯの反応による発熱を起させ、その熱で加
熱された溶鉄６の上へスクラップ５を投入して溶解させ
る。 ＣＯガスは、溶解炉に上部空間を設けてノズル１５から
酸素を吹き込んだ場合はそこで燃焼し、２ＣＯ＋〇２→
２ＣＯ２の発熱がスクラップの溶解を助ける。　高温の
排ガスをダクト３２を通してスクラップ加熱シャフトに
導き、加熱に利用することは前記のとおりである。　上
部空間を設けず、またはそこへ酸素の吹き込みを行なわ
ずに、代ってダクト３２の部分をＣＯ燃焼塔とするよう
に装置を構成し、そこへ酸素または空気を供給してＣＯ
を燃焼させ、排ガスの温度を高めてから加熱シャフトに
導いてもよいことは、すでに開示の装置に関して記述し
たとおりである。 溶解炉で得た溶鉄６は、溶解炉の出口１２から精錬炉２
の入口２１に入り、精錬炉内を水平方向に、図では石に
向って流れて行く。　その間に、羽口２３から酸素を吹
き込み、溶鉄中に溶解または分散していたＣ成分を酸化
する。　それによって脱炭が進行し、溶鉄が溶鋼に変化
して行くとともに、溶鋼の温度が次第に上昇する。 必要であれば、精錬炉２の上部に設けたノズルまたはバ
ーナーを通じて、酸素の吹き込みまたは燃料の燃焼を行
なって、熱を補給する。 精錬炉に設けた堰２５は、その下を溶鉄６または溶鋼７
が、その上をガスが流通することは許容するが、一応の
区画によって精錬ゾーンを形成し、精錬は各ゾーンで段
階的に行なわれる。　このような進め方は、精錬作業の
コントロールを容易にする。 溶鋼７は、その上のスラグ８の成分を適切にえらぶこと
によって、その補助的な精錬たとえば脱硫を行なうこと
ができる。 精錬炉２の長さは、精錬に必要な範囲で任意の長さとし
、または長さの限度内で適当な部分までを使用すること
ができる。　横断面は、放熱を最少限にするためには図
示したような円形が有利でおるが、そのほかの形状も可
能なことはもちろんである。 精錬の結果は、たとえば溶鋼の凝固温度を測定して炭素
含有量を決定することにより、確認できる。　この方法
は、一般にＣ：０．１〜０．５％の鋼に対して有用であ
る。　カーポンプターミネータ−も使用できる。　０．
１％以下の低い炭素量は、たとえば酸素センサーを用い
て酸素ポテンシャルを測定することによって決定できる
。 Ｃ含有量の測定結果にもとづいて精錬炉２の羽口２３か
らの酸素量を調節すべきことは、製鋼技術者は容易に理
解するであろう。 及服少四ス 本発明の連続製鋼装置は、リアクター製鉄装置を、一体
に接続されてはいるが二つの部分から構成要素に分け、
それぞれに溶解と精錬を分担させることによって、精錬
に長時間を貸すという非能率を改善した。 溶解炉においてはもっばら溶解が行なわれ、速やかに進
行するから、排ガスの保有する熱を投入原料の加熱に効
率よく利用できる。 精錬炉においては、脱炭の進行を監視しながら酸素吹込
量の調節そのほかの操業コントロールを行なうことによ
り、容易に所望の成分組成の溶鋼を得ることができる。 溶解炉は精錬炉より常に低温で操業できるから、耐火物
内張りは師価なもので足り、損耗は少ない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の連続・製鋼装置の代表的な構成を示す図
であって、 第１図は装置全体の縦断面図であり、 第２図は第１図Ａ−Ａ方向の、第３図は第１図Ｂ−Ｂ方
向の、いずれも精錬炉の横断面図である。 １・・・溶解炉 １１・・・原料入口　　　　　１２・・・溶鉄出口１３
・・・炭素質材料羽口　　１４・・・酸素羽口２・・・
精錬炉 ２１・・・溶鉄人口　　　　　２２・・・溶鋼出口２３
・・・酸素羽口 ３・・・スクラップ加熱シャフト ６・・・溶　鉄　　７・・・溶　１８・・・スラグ特許
出願人　　　大同特殊鋼株式会社 代理人　　弁理士　　須　賀　総　夫

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部に溶解原料の入口を、下部側方に溶解した鉄
   の出口を有する溶解炉と、その出口に接続されて水平方
   向に置かれ、一方に溶解した鉄の入口を、他方に精錬さ
   れた鋼の出口を有する筒状の精錬炉とから構成され、溶
   解炉は下部に炭素質材料を吹き込むための羽口および酸
   素を吹き込むための羽口をそなえ、精錬炉は下方から酸
   素を吹き込むための羽口をそなえるとともに上方から酸
   素を吹き込むためのノズルおよび（または）バーナーを
   そなえてなる連続製鋼装置。
2. （２）溶解炉の上方にＣＯガスの燃焼のための空間を有
   し、かつこの空間に酸素を吹き込むためのノズルを設け
   た特許請求の範囲第１項の連続製鋼装置。
3. （３）溶解炉の上方に溶解原料を加熱するための加熱シ
   ャフトを設け、溶解炉を出る高温の排ガスをその中を通
   過させるように構成した特許請求の範囲第１項の連続製
   鋼装置。
4. （４）加熱シャフトの下部にダンパーを設け、その開閉
   によって溶解原料の溶解炉への投入および保持を行ない
   、溶解炉の排ガスを外部に設けたダクトを通じて加熱シ
   ャフト上部に導入し、下方に向つて通過させるように構
   成した特許請求の範囲第３項の連続製鋼装置。
5. （５）精錬炉の上下の中ほどに、１個または２個以上の
   堰を設けて区画することにより段階的な脱炭のためのゾ
   ーンを２個または３個以上形成し、ただし堰の下方を溶
   解した鉄または鋼が、また上部をガスがそれぞれ流通で
   きるように構成した特許請求の範囲第１項の連続製鋼装
   置。