JPH0310010A - 転炉の屑鉄及び合金鉄の加熱方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は転炉炉内において大量の屑鉄・合金鉄を効率良
く加熱する方法に関する。

（従来の技術） 従来、底吹転炉の底吹羽口をバーナーとして使用するこ
とにより転炉内で屑鉄等の加熱を行う方法（Ａと称す）
は特開昭５４−１２２０号公報に、また１５０トン上底
吹転炉で屑鉄５０トン（ＳＣＲ＝３３％）を全量−度に
加熱する方法（Ｂと称す）は特開昭５８−１３０２１０
号公報により周知である。Ａは高温燃焼ガスが積み重な
った屑鉄内を貫流し、直接的にしかも広い面積に亘って
接触することにより熱の大部分を与えるように含炭物質
の燃焼をできるだけ炉底近くの、屑鉄の下で行なわしめ
て下方から上方に向う熱流で加熱するものである。また
Ｂは、大量冷鉄源を全量−度に装入し底吹用羽口を利用
して加熱する方法で、この場合にも羽口先端で燃焼した
高温の排ガスが屑鉄内の間隙を下部より上方に通過する
ことにより高い伝熱効率が得られることが特徴であり、
これ等の一部においては実用化されかなりの効果を上げ
ている。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 前述のＡ法においては炉底羽口で燃料を供給酸素で完全
燃焼させつつ燃焼ガスを装入屑鉄あるいは合金鉄等の間
隙を通過させて加熱することを技術思想としたものであ
る。しかし多量加熱の場合は装入物の抵抗により、該高
温の燃焼ガスは転炉炉壁に沿って上昇する。このために
屑鉄等の中心部及び上層部の加熱不良となり、熱効率が
大幅に低下する。さらにこの加熱不足部を補足するため
に炉底羽口の燃焼強化を行なうと逆に羽口直上の屑鉄等
が溶解し局部的な吹きぬけを生じこれも加熱効果を大幅
に阻害する。

また、上底吹転炉を用いた加熱方式においては、炉底に
設けられた羽口より供給できる酸素は限られており含炭
物質燃料を完全燃焼するに必要な酸素は大部分を上方か
ら供給する必要がある。従って、含炭物質燃料を炉底近
くの屑鉄・合金鉄の下で完全燃焼させることは極めて困
難で主として上方から供給される酸素による燃焼熱での
加熱であり、大量の屑鉄・合金鉄加熱時には前記と同様
に炉底燃焼ガスと含炭物質燃料の炉壁に沿った偏流を生
じ、且つこの含炭物質燃料と上方吹付は酸素による燃焼
熱の装入物に対する内部侵入も表層近傍に限られるため
該装入物の中心部に冷塊域が生じる。更に、これを防止
するには前記同様に溶解に伴う問題点が生ずる。

更にまた上吹酸素ランスに代えてオキシフューエルバー
ナー　トロイダルバーナー等を使用する加熱方法におい
ても、常に屑鉄・合金鉄の上方−部分のみが加熱され熱
効率を大幅に向上させることは困難である。

本発明はこのような背景に鑑みなされたものであって、
大量の屑鉄・合金鉄を複数回に分割して装入と加熱を順
次くり返すことにより、上底吹転炉を用いて高い熱効率
と羽口負荷及び炉体負荷を軽゛減した加熱方法を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 以下、本発明による転炉的屑鉄・合金鉄加熱方法につい
て詳述する。本発明者等は、上底吹転炉内屑鉄・合金鉄
の加熱法について種々の検討を行った結果、以下の知見
を得た。

■含炭物質燃料は底吹羽口近傍では不完全燃焼しており
、不完全燃焼熱は主に燃料の分解・ガス化に使用される
。

■分解・ガス化した燃料ガスは高温とならないため強い
浮力をもつことができず、屑鉄内の間隙を通らずに屑鉄
の下層域と炉壁をつたわって屑鉄上方へ上昇する。

■炉壁をつたわって屑鉄上方へ上昇した燃料ガスは上吹
ランスから供給される酸素によって完全燃焼し、その輻
射熱によって加熱されており、屑鉄の上方から５００〜
６００ｍａ＋までしか加熱されていない。

■加熱された屑鉄表面は急速に約１４００°Ｃ近傍とな
る等である。

本発明はこれ等の知見を基に構成されたものであって、
その要旨とするところは、炉底に底吹用多重管羽口を設
けた上底吹転炉で且つ、少なくとも１個の底吹羽口の一
つの流路より炭化水素または他の含炭物質の燃料を、他
の流路より化学量論的に完全燃焼に必要な燃料燃焼用酸
素の一部を供給し、上吹ランスより残りの酸素を吹込ん
で燃焼させ、装入されている屑鉄あるいは合金鉄を加熱
する方法において、前記の屑鉄あるいは合金鉄を複数回
に分割装入して各分割ブロック毎に且つ積層して順次加
熱することを特徴とする転炉の屑鉄及び合金鉄の加熱方
法にある。

本発明に従い、装入される屑鉄又は合金鉄あるいはこれ
等の混合からなる冷鉄を分割して装入と加熱とを（り返
すことにより、前回の装入冷鉄の急速加熱で且つ１４０
０°Ｃ以上もの高温域となった表層部により次回装入冷
鉄に対して伝熱加熱と本来の酸素ランスによる表層加熱
が可能となり冷鉄材の全体を熱効率を大幅に高くし迅速
且つ高温度に加熱できる。

この理由から分割される冷鉄材の１回当りの層厚は１．
５ｍ以下好ましくは１．０ｍ以下とする。

この理由としては前記した如く、装入される屑鉄あるい
は合金鉄又はこれ等の組合せからなる冷鉄源の層厚が１
．５　ｍより大きくなると上方からの加熱では下層への
火炎の通りが悪く、これを改善すべく加熱条件を強化し
ても表層温度が１４・ＯＯ°Ｃ以上になり一部溶解を生
じ下層への熱の到達は行なえず偏熱となる。この点から
層厚が１．５ｍ以下、好ましくは１．０ｍ以下であれば
安定加熱できる。

次に実際の操業炉である３５０を転炉での実験結果に基
づいて述べる。実験に供した転炉５は第１図に示す如く
、炉底に４本の羽口６を有しその底吹内管ガス配管１に
は酸素、窒素、アルゴンの各ガスを独立に、あるいは任
意の比率に混合して流し、底吹外管ガス配管２には通常
の吹錬中に流すプロパンガスの外に窒素、アルゴンおよ
び加熱時に使用する灯油を流すことができるようになっ
ている。また、上吹水冷ランス３からは通常流す酸素の
外に窒素ガスが酸素に混合されて流せるようになってい
る。第１図の上底吹転炉に屑鉄４を約５０ｔ　（ＳＣＲ
＝１４％）ずつ約４分間隔で３回装入し、４本の底吹羽
口６の外管より灯油を１２００　ｆ／時、内管吹込み酸
素を約２５０ＯＮｍ”　７時、あわせて窒素ガスを１１
００Ｎｏ＋３／時流し、上吹ランス３からは酸素を約２
１００ＯＮｍ３／時、あわせて窒素ガスを約５０００８
ｍ３／時流した。

底吹羽口６から吹込まれた灯油は同時に吹込まれた酸素
によって一部燃焼し、その熱によって他の灯油が分解・
ガス化し、炉壁をつたわって屑鉄４の上方に上昇し、上
吹ランス３から供給された酸素によって完全燃焼ガス体
となって屑鉄４に伝熱し、屑鉄４につたわらなかった熱
はガス体自身が排ガスとして持ち去る。この実験におい
て完全燃焼ガス体のガス組成及び排ガスの温度を測定し
、屑鉄４の直上の完全燃焼ガス体温度を計算した結果的
２５００°Ｃであり、このガス体により加熱されている
屑鉄４の表面は約４分間で１４００°Ｃ近くとなった。

この４分間に、熱効率は屑鉄４の表面温度の上昇に伴っ
て急激に低下し、熱効率は８０％から３５％まで低下し
た。これにひきつづいて約５０むをすでに加熱した屑鉄
４の上に２回目を装入して同様の加熱をくり返した。こ
の結果、第２回目に装入された冷えた屑鉄４は、下方か
らは第１回目に加熱された表面温度１４００°Ｃ近傍の
熱で加熱され、上方からは、上吹ランス３により完全燃
焼した灯油ガス体の輻射熱により加熱された。灯油完全
燃焼ガス体と接している屑鉄４の表面は第２回目に装入
した屑鉄であり、装入した時点では温度が低いため灯油
燃焼ガス体から高い熱効率で熱をうけることができた。

第２回目の屑鉄も第１回目と同様約４分間で灯油燃焼ガ
ス体と接している屑鉄表面は再度１４００°Ｃとなりそ
の間に熱効率は約８０％から約３５％まで低下した。

さらに、この時点での第３回目約４０ｔの屑鉄４を装入
し、加熱した結果同様な加熱機構で加熱が進行し、最終
的に約１４０もの屑鉄においても、平均熱効率５０％を
達成することがｆｌ″！認された。

本発明の適用に当たっては、前記した作用効果を最大限
に利用する観点から、全装入屑鉄量の分割回数を多くし
た方が良いが、装入する度に上吹ランス３からの酸素を
一度停止して炉を傾動する回数が多くなり、結果的に全
工程時間が長くなり、生産性に影響することも考えられ
るため、１回に装入した屑鉄が約５０％の熱効率で４分
間で目標とする温度に達するよう分割した方が作業性及
び加熱効率の両面から望ましい。

なお、前記の実験は本発明の全ての構成技術を現わすも
のではなく例えば底吹羽口より吹込む燃料として他の炭
化水素、あるいは含炭物質などの燃料、あるいは、単な
る含炭物質の炉口よりの添加の組合せ、さらに上吹方法
としては上吹水冷ランスによらず炉壁土部に設置した羽
口を通じて吹込む方法、並びに上吹転炉において、オキ
シフューエルバーナー　トロイダルバーナーなどの上吹
バーナーランスを用いる方法なども、本発明の実施態様
に含まれるものである。

（実施例） 次に３５０トン炉で５ＣＲ＝３５％（約１４０む）の屑
鉄に本発明を適用した場合と、比較例として全屑鉄を一
括装入して加熱した場合の実施例を表−１に示す。

表−１ ５・・・転炉、 ６・・・底吹二重管羽口。

この結果から明らかなように、本発明の適用により大量
屑鉄でも加熱時間１８分で高い熱効率を維持しながら加
熱しうる。

（発明の効果） 以上述べた如く、本発明の加熱方法を用いることにより
短時間で、しかも熱効率が数倍も向上した加熱を可能に
するとともに、冷鉄源の溶解に伴う羽口あるいは耐火物
の負荷を軽減できる加熱方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は上底吹転炉で屑鉄・合金鉄を加熱する本発明の
概念図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉底に底吹用多重管羽口を設けた上底吹転炉で且つ、少
   なくとも１個の底吹羽口の一つの流路より炭化水素また
   は他の含炭物質の燃料を、他の流路より化学量論的に完
   全燃焼に必要な燃料燃焼用酸素の一部を供給し、上吹ラ
   ンスより残りの酸素を吹込んで燃焼させ、装入されてい
   る屑鉄あるいは合金鉄を加熱する方法において、前記の
   屑鉄あるいは合金鉄を複数回に分割装入して各分割ブロ
   ック毎に且つ積層して順次加熱することを特徴とする転
   炉の屑鉄及び合金鉄の加熱方法。