JPH03146612A - 溶銑の製造装置及び製造方法 - 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） 本発明は製鋼用転炉に類する簡単な構造の筒型炉を用い
、スクラップと鉄鉱石から溶銑を製造する装置及び方法
、特に低硫黄溶銑の製造及び溶銑成分の調整に適した溶
銑の製造装置及び製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、建築構造物や機械部品の軽量化、高強度化などの
ために低硫黄鋼の要求が多い０通常、低硫黄鋼の製造は
、高炉に鉄鉱石及びコークスと共に石灰石や蛇紋岩等の
造滓剤を装入し、硫黄分が０．０３〜０．０２重量％程
度の溶銑を製造する。そしてその溶銑をトーピードカー
や取鍋内でＫＲ法またはインジェクション法で処理して
溶銑脱硫を行い、Ｓを０．０１〜０．００２重量％まで
低下させる。その後それを転炉に装入して脱炭を行い低
硫黄鋼にする。

しかし上述のように従来の方法では多（の工程を経るた
めに、溶銑温度や歩留りが低下したり、多量の脱硫剤を
必要とするという欠点がある。

上記のほかに低硫黄溶銑の製造方法として、溶融還元製
鉄炉内の溶銑に直接脱硫フラックスを吹き込んで脱硫す
る方法がある（特開昭６１−１９９０１０号公報）、こ
の方法は同一炉内で脱硫するので熱的に有利であるが、
溶融還元工程で多量の熱エネルギーを必要とするので全
体的な熱効率は著しく低い、更にこの方法では溶銑中の
Ｓを０．０２重世％程度までさげるのが限界であり、Ｋ
Ｒ法やインジェクシ四ン法を行うて得られる溶銑に匹敵
する低硫黄溶銑（Ｓｉ０．００５重量％以下）を製造す
ることは困難である。

そこで本発明者らは前記高炉法や溶融還元法より高熱効
率で低硫黄溶銑を製造できる新規な方法を提案した（特
開平１−１８１３９７号）、この方法では第４図に示す
ような筒型炉１を用いる。この筒型炉ｌは、炉上部にガ
スの排出と原料装入用の開口部２）炉壁に支燃性ガスを
吹き込む一次羽口３及び二次羽口４、炉壁下部に排滓口
５、炉底に炉底羽口６と出銑ロアを備えている。低硫黄
溶銑を製造するときは、炉内下部にコークス充填層ＩＯ
を形成し、その上にスクラップと鉄鉱石の充填層１１を
形成させる。そしてコークス充填層１０に一次羽口３か
ら支燃性ガスを吹き込んで下記（１）式の反応を起こさ
せ、その反応熱によりコークス充填層１０を高温に保つ
。

Ｃ＋１／２０ｚ→ＣＯ＋２９，４００ｋｃａｌ／ｋｍｏ
ｌ　・Ｃ−（１）上記（１）式で発生したＣＯは上部に
あるスクラップと鉄鉱石の充填層１１内で二次羽口４か
ら吹き込まれる支燃性ガスと下記（２）式の反応（２次
燃焼）を起こす、そのとき発生する反応熱はスクラップ
と鉄鉱石の加熱と溶融に利用される。

ＣＯ＋１／２０ｘ−ｈ　ＣＯｚ＋６７．５９０ｋｃａｌ
八１ｄｏｌ−Ｃｏ−（２）この反応で溶融した鉄鉱石は
下部のコークス充填層ｌＯに滴下し、高温のコークスと
下記（３）弐の反応を起こして速やかに還元される。

Ｆｅａｒｓ　＋３　Ｃ−２Ｆｅ　＋３　Ｃ０−１０８，
０９０ｋｃａｌ／ｋｍｏｌ　　−Ｆｅｔｕｓ　　　　　
　−（３）上記（３）式の反応のとき、近くにＣＯ８が
存在しないので（３）式の反応は円滑に進行し溶銑１２
　（スラグが共存している）が生成される。そのあと炉
底羽口６から溶銑１２に脱硫剤（ＣａＯなと）を吹き込
むと下記（４）式の反応が生じ溶銑は脱硫され、低硫黄
溶銑が製造される。

２　ＣａＯ＋　２　Ｓ　＋Ｓｉ＝　２　ＣａＳ　＋Ｓｉ
Ｏｘ　　−（４）以上のように特開平１−１８１３９７
号の方法によれば高い熱効率で低硫黄溶銑を製造できる
。ところが第４図に示す構造の筒型炉の内面はストレー
トに形成されているので装入物の全荷重は炉底にかかり
、炉底に貯留する溶銑に多量の未溶解コークスが混在す
るようになる。その結果、次のような問題が生じる。

ａ、炉底羽口から脱硫剤を吹き込んだ場合、未溶解コー
クスが存在するために脱硫剤の拡散が妨げられ脱硫効率
が著しく低下する。

ｂ、ｔ９銑成分と溶銑温度の調整のために炉底羽口から
酸素を吹き込んだ場合、局所的にデッドゾーンができ成
分や温度にばらつきが生じる。

Ｃ１装入物の荷重を軽くするために層高さを低くすると
、燃焼ガスと装入物の接触の機会が少なくなり熱回収率
が下がる。

（発明が解決しようとする課題） 転炉型筒型炉を用いる・、と熱効率よく溶銑を製造でき
る。しかし筒型炉で低硫黄溶銑の製造や溶銑成分の調整
を行おうとすると、脱硫率の低下や溶銑成分のばらつき
を住じる。この発明の目的は、筒型炉に簡単な改良を加
えるだけで上記問題点を解決できる溶銑の製造装置及び
製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは筒型炉を用いる溶銑の製造装置と製造方法
、特に低硫黄溶銑の製造と溶銑成分の調整を効果的・に
行える装置及び方法について検討を重ねた結果、筒型炉
の炉壁下部に炉内に張り出した突出部を設けて装入物の
荷重を支えさせ、その下に蓄銑室を設けて溶銑を貯留し
、そこに脱硫剤又は酸素を吹き込むと効率よく低硫黄溶
銑の製造または溶銑成分の調整が行えることを知った。

本発明は上記知見にもとづいてなされたものであり、そ
の要旨は下記のとおりである。

第１発明は、炉上部にガス排出と原料装入用の開口部、
炉壁中間部に一次羽口とその上部に二次羽口、炉壁下部
に出滓口、炉底に炉底羽口と出銑口を備え、前記−次羽
口より下部の炉壁の一部又は全部を炉内側に突出させて
蓄銑室を形成したことを特徴とする溶銑の製造装置。

第２発明は、第１発明の装置を用いる溶銑の製造方法で
あって、炉底から一次羽口を含むレベルまでコークスの
充填層を形成させ、その上に二次羽口を含むレベルまで
スクラップ及び鉄鉱石を主体とする充填層を形成させた
後、−次羽口及び二次羽口から支燃性ガスを吹き込むこ
とを特徴とする溶銑の製造方法。

第３発明は、第２発明の溶銑の製造において、炉底羽口
から脱硫剤を吹き込み脱硫することを特徴とする溶銑の
製造方法。

第４発明は、第２発明の溶銑の製造方法において、炉底
羽口から酸素を吹き込み、脱炭、脱珪および溶銑温度の
調整を行うことを特徴とする溶銑の製造方法。

（作用） 以下、この発明の溶銑の製造装置及び製造方法を図面を
用いて説明する。第１図は本発明の溶銑製造装置（筒型
炉）の縦断面図である０図示のように筒型炉１は炉壁中
間部に一次羽口３とその上部に二次羽口４、炉壁下部に
出滓口５、炉底に複数の炉底羽口６（この図では２個が
見える）と出銑ロアを備え、前記−次羽口３より下部の
炉壁に炉内に張り出す突出部８を有し、その下に深さの
浅い蓄銑室９　（ｓｈａｌｌｏｗ−ｂａｔｈ）を備えて
いる。第２図は本発明の他の溶銑製造装置の縦断面図で
ある。この装置は第１図の装置と大体同じであるが、−
次羽口３より下部に炉壁耐火物を張り出して形成した突
出部８と、それにより構成された深さの深い蓄銑室９　
（ｄｅｅｐ−ｂａｔｈ）を備えているところが異なる。

なお以降において第１図に示す型式の炉をＳ型、第２図
に示す型の炉をＤ型と呼ぶ、また本発明の製造装置は上
記Ｓ型炉及びＤ型炉に限定されるものではなく、筒型の
炉であって炉壁に装入物を支持する突出部を有し、炉底
に蓄銑室を備えるものであればよい、更に突出部は必ず
しも炉壁の全周にわたって均一に張り出している必要は
ない。

以上のように本発明の溶銑製造装置は一次羽口より下部
に突出部を備えており、これが炉内装入物を支えるので
炉底、言い換えれば炉底に溜まった溶銑にかかる荷重が
軽減される。従って未溶解コークスが溶銑に混入するこ
とが少なくなる。

次に本発明の溶銑製造方法を説明する。この方法におけ
る操作は前述した特願平１−１８１３９７号の方法と変
わらない、すなわち第３図（ａ）に示すように、炉底か
ら一次羽口３を含むレベルまでコークス充填層ｌＯを形
成し、その上に二次羽口４を含むレベルまでスクラップ
と鉄鉱石の充填層１１を形成させる。そして−次羽口３
から支燃性ガスを吹き込んで前記（１）式の燃焼を起こ
させ、ＣＯを主成分とするガスを発生させると共に燃焼
熱によりコークス充填Ｊ１１０を高温に保持する。二次
羽口４から支燃性ガスをスクラップと鉄鉱石の充填層１
１に吹き込み、そこでコークス層１０で発生したＣＯを
前記（２）式の反応により二次燃焼させ、スクラップと
鉄鉱石を溶融して下部のコークス層へ滴下させる。

コークス層は前記（１３式の反応により高温に維持され
ているから、滴下してくる溶融酸化鉄を前記（３）式の
反応により還元して溶銑１２にする。この溶銑は蓄銑室
９に貯留される（第３図ら）参照）。

低硫黄溶銑を製造するときは、炉底羽口６から蓄銑室９
の溶銑１２にＣａＯ等の脱硫剤を吹き込んで前記（４）
式の反応を起こさせて脱硫する。また溶銑の脱炭、脱珪
、温度調整を行うときは、炉底羽口６から酸素を溶銑１
２に吹き込む。

本発明の方法によれば下記のようなすぐれた効果がある
。すなわち、 ■炉底羽口から脱硫剤を吹き込むと、蓄銑室の隅々まで
行きわたるので効率よく脱硫が行われる。

■炉底羽口から酸素を吹き込むと、脱炭、脱珪、溶銑温
度の調整が均等に行われ、溶銑成分や温度のばらつきが
なくなる、そのとき発生するＣ○は上部の充填層を通過
するききに燃焼し、熱として回収されるので無駄がない
。

■炉内装入物の層高さを高くでき、高温ガスとの接触時
間が長くなるので熱効率が向上する。

■Ｓ型炉は、−度に多量の原料を装入できるので熱効率
が向上する。Ｄ型炉は蓄銑室を形成する耐火物が厚いの
で耐久性がある。

（実施例１） 本発明の装置（第１図に示すＳ型炉および第２図に示す
Ｄ型炉）を用いて低硫黄溶銑を製造し、原燃料と脱硫剤
の原単位および溶銑成分を調べた。

Ｓ型炉（第１図参照）の寸法は、直径１．８ｍ、炉底か
ら開口部２までの高さ３．６ｍ、内容積８ｍ”である、
炉壁には一次羽口３及び二次羽口４が炉底からそれぞれ
０．８ｍと１．４ｍの位置に９０度間隔で４本づつ設置
され、−次羽口より下部の炉壁には突出部８　（Ｊ！　
：０．５７ｍ、　ｄ　：０．９ｍ、　ｈ　：０．１５ｍ
。

α：１０度）が形成されその下に蓄銑室９が設けられて
いる。炉壁下部には出滓口５が、炉底には４本の炉底羽
口６と出銑ロアが設けられている。またＤ型（第２図参
照）炉は直径及び炉口までの高さはＳ型炉と同じである
が内容積は６ｍ”である。

炉壁には炉底から１．６ｍの位置に一次羽口３が、２．
２ｍのところに二次羽口４がそれぞれ４本づつ９０度間
隔で設けられ、−次羽口より下部炉壁の耐火物が図示の
ように張り出して突出部８　（Ｉｌ：１．５ｍ、ｄ：０
．９ｍ、α：１０度）が形成され蓄銑室９が設けられて
いる。

原料は一辺が約４０ｃｍで鉄純度９９重量％のスクラッ
プと約１０＋ｍ塊状の鉄鉱石ＣＴ、Ｆｅ：６３重量％）
を使用し、燃料は約２０＋ｍ−塊状のコークス（重量％
で、Ｃ：８Ｂ、０％、Ｈ：０．５％、Ｐ：０．０７％、
Ｓ：０．６０％）を用い、脱硫剤には第１表に示す組成
のものを使用した。

操業に際しては一次羽口を含むレベルまでコークスを充
填し、その上にスクラップと鉄鉱石の充填層を形成させ
た。そして−次羽口及び二次羽口から２．ＯＯＯＮｍ’
／ｈの酸素を吹き込んで溶銑を製造し、蓄銑室に貯留し
た溶銑に炉底羽口から脱硫剤を吹き込んだ、また本発明
の効果を明確にするために第４図に示すような炉底に蓄
銑室を有しない炉を用いて同じ条件で低硫黄溶銑を製造
した。

操業結果を第１表に示す、なお第１表においてＳ法とは
Ｓ型炉を用いて操業した場合、Ｄ法とはＤ型炉を使用し
た場合、比較法とは第４図に示す炉を用いた場合である
。第１表から明らかなように、本発明法（Ｓ法及びＤ法
）の場合は比較法に比べ脱硫剤が少なくてすみ、溶銑成
分のばらつきも少ない、また本発明法の場合には装入物
の層高さを高くできたために熱効率がよくなり、燃料及
び酸素の原単位が向上した。

（実施例２） 実施例１で使用した装置（Ｓ型炉、Ｄ型炉、第４図に示
す炉）を用いて同じ条件で操業し、炉底羽口から酸素を
吹き込んで溶銑の脱炭、脱珪および温度調整を行った。

その結果を第２表に示す。

第２表から分かるように、本発明法（Ｓ法及びＤ法）の
場合には比較法より少ない酸素原単位でそれと同程度の
脱炭、脱珪及び温度調整ができた。

またこの実施例の場合にも層高さが高くできたために燃
料原単位が向上した。

（以下、 余白） 第 １ 表 （注）Ｄ法の生産量が５−と少ないのは蓄銑室の容積が
減少したことによる。

第 表 （発明の効果） 以上説明したように本発明の溶銑の製造装置および製造
方法によれば、スクラップと鉄鉱石を鉄源として高い熱
効率で溶銑を製造できるばかりでなく、従来の高炉法や
溶融還元法などよりはるかに簡単に低硫黄溶銑や所望成
分の溶銑を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のひとつの溶銑製造装置の縦断面図、 第２図は、本発明のもうひとつの溶銑製造装置の縦断面
図、 第３図（ａ）及び第３図（ｂ）は本発明の溶銑製造装置
による操業状態を説明する図、 第４図は、炉底に蓄銑室をもたない溶銑製造装置の縦断
面図、 である。 ｌは筒型炉、２は開口部、３は一次羽口、４は二次羽口
、５は出滓口、６は炉底羽口、７は出銑口、８は突出部
、９は蓄銑室、１０はコークス充填層、 １１はスクラップと鉄鉱石の充填層、 １２は溶銑。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉上部にガス排出と原料装入用の開口部、炉壁中
   間部に一次羽口とその上部に二次羽口、炉壁下部に出滓
   口、炉底に炉底羽口と出銑口を備え、前記一次羽口より
   下部の炉壁の一部又は全部を炉内側に突出させて蓄銑室
   を形成したことを特徴とする溶銑の製造装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の溶銑の製造装置を用
   いる溶銑の製造方法であって、炉底から一次羽口を含む
   レベルまでコークスの充填層を形成させ、その上に二次
   羽口を含むレベルまでスクラップ及び鉄鉱石を主体とす
   る充填層を形成させた後、一次羽口及び二次羽口から支
   燃性ガスを吹き込むことを特徴とする溶銑の製造方法。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の溶銑の製造方法にお
   いて、炉底羽口から脱硫剤を吹き込み溶銑を脱硫するこ
   とを特徴とする溶銑の製造方法。
4. （４）特許請求の範囲第２項記載の溶銑の製造方法にお
   いて、炉底羽口から酸素を吹き込み、脱炭、脱珪および
   溶銑温度の調整を行うことを特徴とする溶銑の製造方法
   。