JPH0120208B2 - - Google Patents

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JPH0120208B2
JPH0120208B2 JP57212502A JP21250282A JPH0120208B2 JP H0120208 B2 JPH0120208 B2 JP H0120208B2 JP 57212502 A JP57212502 A JP 57212502A JP 21250282 A JP21250282 A JP 21250282A JP H0120208 B2 JPH0120208 B2 JP H0120208B2
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JP
Japan
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oxygen
blowing
arc furnace
amount
molten steel
Prior art date
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JP57212502A
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English (en)
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JPS59104419A (ja
Inventor
Saburo Sugiura
Senji Fujita
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd filed Critical Daido Steel Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • C21C5/5217Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace equipped with burners or devices for injecting gas, i.e. oxygen, or pulverulent materials into the furnace
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (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】
本発明はアーク炉製鋼法の改良に関し、生産能
率の向上と一層の省エネルギーに加えて、高い精
錬歩留りと低減された廃棄物量とを実現した製鋼
法に関する。 当業技術者には周知のとおり、アーク炉製鋼の
生産能率の向上は、装入物の溶解に要する時間と
エネルギーとをいかに節減するかにかかつてい
る。 このためにとられた主要な対策に、単位時間あ
たりの投入電力量を増大するUHP電気炉操業や、
助燃バーナーの利用、および酸素富化操業があ
る。 酸素富化操業とは、装入物の溶解中および溶解
末期に設備の許容する範囲内で最大量の酸素ガス
を炉内に吹き込み、平滑鋼浴面形成後は脱炭のめ
に要する以上の量の酸素を、送電を続けながら溶
鋼中に吹き込む操業である。このような操業を行
なえば、装入物中の諸成分が酸素により酸化され
る際の反応熱により、固形物の溶解と溶鋼の昇温
が促進されるので、生産能率が大いに向上する。
また、酸素富化操業は、アーク炉で溶解および精
錬に必要な電力量の大幅な低減をも可能にする。 しかし、一方で酸素富化操業にも欠点がある。
そのひとつは、溶解歩留りの低下であり、いまひ
とつは、これと表裏の関係にあるが、溶解残渣で
あるスラグ量の増大である。 出願人はさきに、こうした問題を解決し、能率
向上と省エネルギーの要請をみたす酸素富化操業
の有利さを維持したまま、溶解歩留りを高く得る
とともに、廃棄物となるスラグ量の増加を抑制し
たアーク炉製鋼法を提案した(特開昭56−87617
号)。 さきに開示のアーク炉製鋼法は、下記の工程を
包含することを特徴とする。 (イ) 溶解期または酸化期、あるいはその両方にわ
たつて、炉内に酸素を吹き込んで、C含量0.20
%以下、好ましくは0.15%以下の溶鋼を得るこ
と、およびそれに続いて、 (ロ) 炭素質材料を、アルゴン、窒素または空気の
ようなキヤリアガスにのせて炉内の溶融物中に
吹き込むこと。 本発明者らは、上記のアーク炉製鋼法における
省エネルギー効果を高度に追及する目的で研究を
進め、今回、炭素質材料の吹き込みにより生じた
COガスを炉内で燃焼させてCO2にし、その燃焼
熱を利用する構成を付加して、この目的を達成し
た。 本発明による改良されたアーク炉製鋼法は、つ
ぎの諸工程からなる。 (イ) 溶解期および(または)酸化期に炉内に酸素
を吹き込んで、C含量0.20%以下の溶鋼を得る
こと、ならびに、それに続いて、 (ロ) 炭素質材料をキヤリアガスの流れにのせて溶
鋼および(または)溶融スラグ中に吹き込むこ
と、および (ハ) 酸素を炉内の空間および(または)溶融スラ
グ中に吹き込んで、炭素質材料の吹き込みによ
り発生したCOの少なくとも一部をCO2に酸化
すること。 第二の段階すなわち上記(ロ)および(ハ)の工程にお
ける炉内の状況を模式的に示せば、第1図のとお
りである。アーク炉1内では、電極2と溶鋼3と
の間でアークを発生させて加熱し精錬を行なつて
おり、溶鋼表面はスラグ4がおおつている。炭素
質材料の粉末12がランスパイプ16により溶鋼
中に、またはスラグ中に、あるいはその両方に吹
き込まれると、酸化されてCOガスを発生し、こ
れがキヤリアガスとともに溶融スラグを盛り上げ
る。その泡沫層の上部は50〜100cmも盛り上がつ
て電極の先端を包み込むので、アークがスラグ中
に埋没して、その発熱が高度に利用されるわけで
ある。 ここで発生したCOガスは、以前の技術ではそ
れ以上利用されていなかつたが本発明ではこれを
酸素吹き込みランス18から吹き込まれる酸素に
よつてCO2にまで燃焼し、その熱を溶鋼の加熱に
利用することで、一層の電力原単位の向上を実現
したものである。 第一の段階、つまり工程(イ)において、酸素の吹
き込みにより溶鋼中の炭素含有率を0.20%以下、
好ましくは0.15%以下にすることは、酸素富化操
業の結果として到達する条件であつて、酸素富化
操業の利益を確保するに十分な量の酸素の吹き込
みが行なわれたことが、上記の溶鋼中炭素含有率
によつて確認されるのである。実操業の面では、
上記の炭素含有率を与える酸素吹込量は、通常
10Nm3/装入トンまたはそれ以上であつて、溶鋼
中炭素含有率はしばしば0.10%以下となる。 こうした条件は、さきの発明に際して経験的に
見出されたものであるが、70トンアーク炉におけ
る脱炭試験の結果からも支持されることは、すで
に開示したとおりである。 吹き込む炭素質材料は、さきの発明に関して記
述したように、第一に炭素含有量が少なくとも60
%、好ましくは80%以上のものを使用すべきであ
る。第二に、粒径5mm以下の細粒が好ましい。吹
き込むべき量は正味の炭素分として、装入トンあ
たり1Kg以上、通常は4〜5Kgまでで足りるであ
ろう。 キヤリアガスは、アルゴンのような不活性ガス
が好適であるが、窒素でもよいし、爆発の予防策
をとるならば、空気も使用できる。 炭素質材料の吹き込みから発生したCOガスの
燃焼のためのO2の吹き込みは、炉内の空間にお
いて行なつてもよいし、溶融スラグ中に行なつて
もよい。もちろん、同時に両方へ吹き込んでもよ
い。燃焼熱の溶鋼の加熱への利用度が高い点で
は、スラグ中へ吹き込む方が有利である。また、
その方が雰囲気ガスによる電極の酸化消耗も少な
い。ただし、スラグ中に均一に酸素を行きわたら
せるためには、複数本の吹き込みランスを必要と
する。 ここで吹き込むガスは、空気または酸素富化空
気でもよいが、純酸素が好ましい。吹き込むべき
量は、発生するCOガスの量に応じて決定すれば
よい。前記した第一段階の酸素吹き込み量および
第二段階の炭素質材料吹き込み量に対応する第二
段階での酸素吹き込み量は、純酸素ガス換算で、
少なくとも0.5Nm3/装入トンとなろう。 以下に、公称能力70トンのUHPアーク炉を用
いた製鋼に例をとり、本発明をさきの発明と比較
して説明する。 比較例(特開昭56−87617号の実施例) 市中購入スクラツプ32トン、社内発生返り屑21
トンを、コークス粉1トン、生石灰2トンととも
にアーク炉内に装入し、送電を開始した。10分後
から、炉内にランスにより酸素ガスを吹き込ん
だ。28分後にいつたん送電と送気を中断し、34ト
ンの市中購入スクラツプを装入して送電を再開
し、その5分後に送気を再開した。平滑な湯面が
形成されたところで、分析試料を採取した。溶鋼
中炭素含有率は0.10%であつた。 鋼浴の昇温につとめ、温度が1570℃に達したと
き、送電を継続したまま、送気を止めた。 鉄製のランスパイプを通し、空気をキヤリアガ
スとして炭素粉を吹き込んだ。吹き込み速度は60
Kg/minであり、時間は5分間であつたから、吹
き込まれた量は約300Kgである。 吹き込み終了後、鋼浴温度が1650℃に達したこ
とを確認し、サンプルを採取するとともに、スラ
グを除去した。 溶鋼中の炭素含有率は0.06%であり、スラグ中
の酸化鉄含有率は21%であつた。 この例の溶解歩留りは96.3%であり、排出スラ
グ量は5.0トンであつた。また、電力原単位は
452KWH/溶鋼トン、酸素ガス使用量は1510N
m3であつた。1操業サイクルの時間は、88分間で
あつた。 実施例 比較例において、炭素粉の吹き込み開始1分後
に、銅製二重ランスを通して、窒素ガスによりラ
ンスを保護しつつ、酸素ガスを炉内に吹き込み、
3分間続けた。吹き速度は25Nm3/3minであり、
従つて吹き込み量は75Nm3である。 酸素ガスの吹き込み終了とともに鋼浴温度が
1650℃に達したので、サンプルを採取して、スラ
グを除去した。 溶鋼中の炭素含有率は比較例と同じ0.06%であ
り、スラグ中の酸化鉄含有率は21%であつた。 溶解歩留りは96.3%、排出スラグ量5.0トンを
記録した。 酸素ガスの使用量は、第一および第二段階の合
計で1585Nm3に達したが、電力原単位を
445KWH/溶鋼トンまで低減することができた。
また、1操業サイクルは86分間で、わずかではあ
るが改善された。 操業終期においてアーク炉を出るガスの比較を
すれば、つぎのとおりである。
【表】 第二段階における酸素の吹き込み量を増すとと
もに、その有効利用をはかれば、電力原単位の一
層の向上が期待できる。 酸素吹き込み量と電力原単位との関係は、第2
図のグラフに示すとおりである。在来の単なる酸
素富化操業では直線により代表させるレベルで
あり、炭素質材料の吹き込みを行なうさきの発明
でもその延長線上にある直線の程度であるが、
本発明に従つて第二段階においても酸素を吹き込
むときは、直線付近の成績が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の製鋼法を説明するための、
アーク炉の断面を中心とする模式的な図である。
第2図は、本発明の製鋼法による省エネルギー効
果を示す図であつて、第二段階において吹き込む
O2量と電力原単位向上の関係をあらわしたグラ
フである。 1……アーク炉、2……電極、3……溶鋼、4
……溶融スラグ、12……炭素質材料、16……
炭素質材料吹き込みランス、18……酸素吹き込
みランス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 つぎの諸工程からなるアーク炉製鋼法 (イ) 溶解期および(または)酸化期に炉内に酸素
    を吹き込んで、C含量0.20%以下の溶鋼を得る
    こと、ならびに、それに続いて、 (ロ) 炭素質材料をキヤリアガスの流れにのせて溶
    鋼および(または)溶融スラグ中に吹き込むこ
    と、および (ハ) 酸素を炉内の空間および(または)溶融スラ
    グ中に吹き込んで、炭素質材料の吹き込みによ
    り発生したCOの少なくとも一部をCO2に酸化
    すること。 2 前記工程(イ)における酸素の吹き込みを、C含
    量0.15%以下の溶鋼を得るよう行なう特許請求の
    範囲第1項のアーク炉製鋼法。 3 前記工程(イ)における酸素の吹き込みに純酸素
    ガスまたは酸素富化空気を用い、吹き込み量を純
    酸素ガス換算で少なくとも10Nm3/装入トンとす
    る特許請求の範囲第1項のアーク炉製鋼法。 4 炭素質材料としてC含量60%以上の材料を平
    均粒径5mm以下に砕いて用い、その吹き込み量を
    C量換算で少なくとも1.5Kg/装入トンとする特
    許請求の範囲第1項のアーク炉製鋼法。 5 キヤリアガスがアルゴン、窒素および空気か
    らえらんだものである特許請求の範囲第1項のア
    ーク炉製鋼法。 6 前記工程(ハ)における酸素の吹き込みに純酸素
    ガスまたは酸素富化空気を用い、吹き込み量を純
    酸素ガス換算で少なくとも0.5Nm3/装入トンと
    する特許請求の範囲第1項のアーク炉製鋼法。
JP57212502A 1982-12-03 1982-12-03 ア−ク炉製鋼法 Granted JPS59104419A (ja)

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WO1995009336A1 (fr) * 1993-09-30 1995-04-06 Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha Four de fusion electrique a arc

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